JPH11352217A - 符号相関ドップラレーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 任意の遅延量をもった参照ＰＮ信号に基づい
てクロックの遅延量を変化させるので、装置ごとの特性
のばらつきやが生じ、測定精度が悪かった。 【解決手段】 符号位相がそれぞれ異なる複数のＰＮ信
号を発生する符号発生手段と、複数のＰＮ信号の中から
任意の信号を選ぶ信号選択手段と、信号選択手段が発生
する信号の符号と、反射波の符号との符号相関値を演算
する符号相関値演算手段と、符号相関値のピークが得ら
れる符号位相および伝搬遅延時間に基づき、物体との間
の距離を測定すると共に、符号相関値の時間変化から得
られるドップラ周波数に基づき、物体との相対速度を演
算する信号処理手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車等の移動
体の後方、測方及び前方に存在する物体との距離及び相
対速度を測定する符号相関ドップラレーダ装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は、特開平７−１５１８５０号公報
に示された従来の符号相関レーダ装置を示すブロック図
である。図９において、９１１は送信アンテナ、９１２
は受信アンテナ、９１３は位相変調器、９１４は送信用
ＰＮ信号発生回路、９１５は送信用発振器、９１６は符
号設定回路、９１７〜９２０は乗算器、９２１は位相シ
フト回路、９２２は中間周波数発振回路、９２３は参照
用ＰＮ信号遅延回路、９２４は参照用ＰＮ信号発生回
路、９２５は相関演算部、９２６はドップラカウンタで
ある。

【０００３】送信アンテナ９１１は、位相変調回路９１
３から供給される信号を電波として送信するもので、位
相変調回路９１３は送信用ＰＮ信号発生回路９１４と送
信用発振器９１５に接続されており、送信用ＰＮ信号信
号の２相位相変調を行うものである。物体で反射した反
射波は、受信アンテナ９１２により受信され、乗算器９
１７及び９１８によって中間周波数に周波数変換された
後、相関演算部９２５に送られる。

【０００４】乗算器９１７は、位相シフト回路９２１に
接続されており、位相シフト回路９２１は、乗算器９１
９の出力信号の位相を９０度ずらして乗算器９１７に送
信し、乗算器９１７の出力は、相関演算部９２５に送信
される。乗算器９１８には、乗算器９１９の出力がその
まま（位相変換を行うことなく）を送信され、乗算器９
１８の出力は、相関演算部９２５に送信される。このよ
うな構成による検波は、一般にＩＱ検波と呼ばれるもの
であり、受信信号の位相が中間周波数発振回路９２２の
出力搬送波の位相と合わない場合でも、乗算器９１７、
９１８の出力信号の符号相関値の２乗平均をとることに
より、相関演算部９２５で符号相関値を得ることができ
るものである。

【０００５】参照用ＰＮ信号発生回路９２４は、参照用
ＰＮ信号遅延回路９２３及び相関演算部９２５に接続さ
れており、参照用ＰＮ信号遅延回路９２３は、参照用Ｐ
Ｎ信号発生回路９２４の出力する参照用符号の遅延量を
変化させる。相関演算部９２５は、受信ＰＮ信号と参照
ＰＮ信号の符号相関値を測定する機能を備える。符号相
関レーダ装置は、受信ＰＮ信号と、送信ＰＮ信号を伝搬
遅延時間分だけ符号位相を遅らせた参照ＰＮ信号との符
号相関値が最大になることを利用して、反射波の伝搬遅
延時間を測定するものである。相関演算部９２５は、最
大の符号相関値が得られる遅延量に基づき、受信信号の
伝搬遅延時間を測定すると共に、伝搬遅延量より物体ま
での距離を計算する（以下、このような処理を測距処理
という）。

【０００６】また、乗算器９１８の出力は、乗算器９２
０でドップラカウンタ９２６の処理しやすい周波数に変
換された後に、ドップラカウンタ９２６に送信される。
ドップラカウンタ９２６は、物体の移動によって生じる
周波数のドップラシフトを検出し、物体の相対速度を計
算する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
符号相関レーダ装置は、送信ＰＮ信号から入力される任
意の遅延量をもった参照ＰＮ信号に基づいて、受信用Ｐ
Ｎ遅延回路９２３で参照用ＰＮ信号の遅延量を変化させ
ているので、装置ごとの特性のばらつきや環境温度によ
る遅延量のばらつきが生じる等の課題があり、測定対象
として複数の物体があった場合、いずれの物体の相対速
度を測定したのか特定できないという課題があった。

【０００８】また、従来の装置では、乗算器９１８の出
力を乗算器９２０で周波数変換を行った後、その出力に
基づいてドップラカウンタ９２６によるドップラ周波数
の測定および物体の速度計測を行っている。しかし、こ
れは受信電力の最も大きいものの計測しか行うことがで
きないため、測定対象である物体が１つである場合にし
か測定できないという課題があった。

【０００９】また、従来の装置では、参照ＰＮ信号との
符号相関を行わずにドップラ計測を行っているため、他
に電波発信源があった場合、ドップラ計測が不可能にな
る課題があった。

【００１０】また、従来の装置では、同−系列のＰＮ信
号の装置が複数あって、符号位相が同じである場合、互
いのＰＮ信号の干渉が起き、また、このような場合にＰ
Ｎ信号の干渉が起きていることを判別できないという課
題があった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の符号相関ドッ
プラレーダ装置は、搬送波発生手段が発生する搬送波を
ＰＮ信号で変調して送信し、送信波と物体によって反射
された反射波の伝搬遅延時間に基づいて物体までの距離
を演算すると共に、送信波と反射波の周波数差から得ら
れるドップラ周波数に基づいて物体の相対速度を演算で
きる符号相関ドップラレーダ装置において、符号位相が
それぞれ異なる複数のＰＮ信号を発生する符号発生手段
と、複数のＰＮ信号の中から任意の信号を選ぶ信号選択
手段と、信号選択手段が発生する信号の符号と、反射波
の符号との符号相関値を演算する符号相関値演算手段
と、符号相関値のピークが得られる符号位相および伝搬
遅延時間に基づき、物体との間の距離を測定すると共
に、符号相関値の時間変化から得られるドップラ周波数
に基づき、物体との相対速度を演算する信号処理手段と
を備えることを特徴とする。

【００１２】また、上記符号発生手段は、符号レートの
整数倍の周波数を基準信号とし、符号レートの数分の１
単位の位相差をもった複数のＰＮ信号を発生することを
特徴とする。

【００１３】また、上記信号選択手段が離散的な符号位
相毎に生成する複数のＰＮ信号によって変調されるそれ
ぞれの送信波の符号と、送信波に対する反射波の符号と
のそれぞれの符号相関値に対して補間処理を行うことに
より、符号相関値の最大値を有する符号位相に対して、
単位符号位相以内に存在する符号相関値特性の極大値を
求め、極大値に基づいて、送信波と受信波の符号差を演
算する補間信号処理手段をさらに備えることを特徴とす
る。

【００１４】また、クロックの出力に対し任意の遅延量
を与え、符号相関値演算手段に入力するクロックを変化
させるクロック遅延手段を備えることを特徴とする。

【００１５】また、上記複数の符号発生手段が発生する
ＰＮ信号の符号をランダムにリセットできることを特徴
とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１に係る符号相関ドップラレーダ装置を示
すブロック図である。図１において、１０１は受信用ア
ンテナ、１０２は送信用アンテナ、１０３ａ及び１０３
ｂは乗算器、１０４は９０度位相シフト回路、１０５は
局部発振器、１０６ａ及び１０６ｂは相関演算器、１０
７は信号処理部、１０８は位相変調器、１０９は符号選
択器、１１０はＰＮ信号であるＰＮ信号を発生するＰＮ
信号発生器、１１１はクロック発振器、１１２はクロッ
ク発振器からＰＮ信号発生器１１０及び相関演算器１０
６ａ、１０６ｂにつながる信号線、１１３はＰＮ信号発
生器１１０から符号選択器１０９につながる出力線群で
１１３ａは特に位相変調器１０８につながる信号線、１
１４は信号処理部１０７からＰＮ信号発生器１１０につ
ながる信号線である。

【００１７】図２は、図１におけるＰＮ信号発生器１１
０の内部回路を示す回路図である。図２において、１２
０は排他的論理和（ＸＯＲ）、１２１はＤ−フリップフ
ロップ（ＤＦＦ）である。ＤＦＦ１２１のＤ、Ｑ、ＣＬ
Ｋ及びＰＲは、それぞれ、入力、出力、クロック入力及
びプリセットである。ＤＦＦ１２１にプリセットＰＲが
掛かると、ＤＦＦ１２１の出力Ｑは強制的にＨｉｇｈと
なるように設定されている。

【００１８】次に動作について説明する。ＰＮ信号は、
例えば、図２に示したようなＸＯＲ１２０及びＤＦＦ１
２１で構成されたＰＮ信号発生器１１０によって発生さ
せることができる。全てのＤＦＦ１２１には、同−のク
ロックが入力されており、クロックの立ち上がりエッジ
毎に、図２中に示す左側のＤＦＦ１２１から右側のＤＦ
Ｆ１２１へ値がシフトしていく。

【００１９】図２中一番左のＤＦＦ１２１の入力には、
ＸＯＲの出力がつながっており、ＸＯＲの入力を数学的
に解かれたＤＦＦ１２１の出力ピンを接続することによ
って、一般的なＭ系列のＰＮ信号を発生する。実施の形
態１に係る符号相関ドップラレーダ装置は、ＤＦＦ１２
１を６段（即ち、Ｍ系列のＭ＝６）備えるので、１周期
の符号長は６３チップのＰＮ信号となる。ＤＦＦ１２１
の出力は、それぞれ出力線群１１３として出力される。
この出力線群１１３としては、１符号ずつ位相の異なる
６つのＰＮ信号（ＰＮ信号）が出力される。

【００２０】出力線群１１３の内の１本である出力線１
１３ａは、送信ＰＮ信号として位相変調器１０８にも供
給される。位相変調器１０８は、発振器１０５の出力搬
送波を送信ＰＮ信号で位相変調し、アンテナ１０２を介
して空間に電波として放射する。

【００２１】測定対象としての物体で反射された反射波
は、アンテナ１０１で受信され、乗算器１０３ａ、１０
３ｂで復調され、受信ＰＮ信号として相関演算器１０６
ａ、１０６ｂに送信される。この乗算器１０３ａ、１０
３ｂには、発振器１０５の出力搬送波が供給されるが、
特に乗算器１０３ａには、９０度位相器１０４を介して
位相が９０度シフトした搬送波が供給される。これは一
般的にＩＱ検波と呼ばれるものである。このように復調
された受信ＰＮ信号は、相関演算器１０６ａ、１０６ｂ
にそれぞれ入力される。

【００２２】符号選択器１０９は、ＰＮ信号発生器の出
力線群１１３の信号群より１つのＰＮ信号を選択する。
符号選択器１０９で選択された選択ＰＮ信号は、相関演
算器１０６ａおよび１０６ｂに入力される。相関演算器
１０６ａ、１０６ｂは、受信ＰＮ信号の符号と、選択Ｐ
Ｎ信号の符号との相関（符号相関値）をとる。相関演算
器１０６ａ、１０６ｂの出力する符号相関値は、信号処
理部１０７で２乗和がとられ、信号処理部１０７の内部
メモリにストアされる。

【００２３】また、符号選択器１０９で順次符号を切り
替えて行き、全ての符号位相について符号相関値を得
る。ここで、相関演算器１０６ａ、１０６ｂの出力する
符号相関値は、Ｉ成分とＱ成分であり、かつ、物体の相
対速度によるドップラ成分が含まれたものであるため、
これらの成分を打ち消すためにＩ成分とＱ成分の２乗和
をとった符号相関値で測距処理を行う。

【００２４】Ｍ系列のＰＮ信号では同位相の符号の相関
のみ、高い符号相関値が得られるため、符号相関値の極
大が得られる符号位相を検知することにより、反射波の
伝搬遅延時間を計算でき、これに基づいて物体までの距
離を求めること（即ち、測距処理）ができる。例えば、
５０ＭＨｚのクロックを用いた場合、１チップ分の伝搬
遅延は光速／クロック周波数で６ｍ、片道で３ｍに相当
する。ＰＮ信号発生器１１０内の一番右である６番目の
ＤＦＦの出力するＰＮ信号と符号相関値が大きくなった
場合、物体は約１５ｍ付近に存在することが分かる。な
お、この実施の形態１では６段のＤＦＦ１２１を用いて
いるが、段数を増やすことでより遠くの物体を検知する
ことができる。受信ＰＮ信号と参照ＰＮ信号との符号相
関値を得る参照ＰＮ信号は、符号選択器１０９で選択さ
れた符号であり、ＰＮ信号発生器１１０に入力されるク
ロックレート分ずつ位相を変化させ、符号位相ごとの符
号相関値を記録する。

【００２５】次に、ドップラ周波数の測定方法について
説明する。測距処理には、符号相関値のＩＱ成分の２乗
和を用いるが、Ｉ成分、Ｑ成分をそれぞれ実部、虚部の
複素データとして扱う。例えば、前述の説明の物体が約
１５ｍ付近に存在した場合、符号選択器１０９で再び６
番目の符号を選択し、符号相関値を測定する。このと
き、一定の周期でサンプリングを行い、得られた符号相
関値のＩＱ成分を複素データとしてＦＦＴ（Ｆａｓｔ
Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）で周波数解析を
行うと、その物体のドップラ成分が得られ、このドップ
ラ成分に基づいて、当該物体との相対速度を求めること
ができる。

【００２６】例えば、ＰＮ信号の符号長を１０２３と
し、ＰＮ信号のサンプリング周期をＰＮ信号の１周期の
５０ＭＨｚ÷１０２３＝４８．９ｋＨｚとした場合、観
測時間を３ｍｓとして１４６個のデータが得られる。こ
の１４６個のデータに、０の符号からなるデータを１１
０個追加し、２５６個のデータとしてＦＦＴを行えば、
１９１Ｈｚ単位で周波数が測定でき、１０番目にピーク
があった場合、１９１×１０＝１９１０Ｈｚのドップラ
周波数だとわかる。

【００２７】アンテナから送信する中心周波数が２４Ｇ
Ｈｚだとすると、相対速度は次式Ｖ＝（△Ｆ×Ｃ）／
（２×Ｆ）により、 Ｖ＝１９１０×３・１０^８／２×２４・１０^９＝１１．
９ｋｍ／ｈ と計算できる。ここで、Ｃ（光速）＝３・１０^８ｍ／ｓ
である。この動作を符号相関値の各ピーク毎に行うこと
により、複数物体の各々の相対速度を測定することがで
きる。

【００２８】以上のように、この発明の実施の形態１に
係る符号相関ドップラレーダ装置によれば、クロックに
よって固定された符号位相を用いて、信号選択手段で符
号を順に切り替えることにより、符号位相の安定化を図
り、製品ごとの素子のばらつきや環境温度による影響を
受けずに符号位相を変化させることができる。また、符
号相関値の時間変化よりドップラ周波数を測定するた
め、各物体の相対速度を別々に測定することができる。
さらに、他に電波発信源がある場合でも、ドップラ計測
が可能である。

【００２９】実施の形態２．図３および図４は、この発
明の実施の形態２に係る符号相関ドップラレーダ装置の
ＰＮ信号発生器１１０の内部回路を示す回路図である。
図３において、２０１はイネーブル端子付きＤＦＦ（以
下、ＤＦＦＥと称す）、Ｄは入力、Ｑは出力、ＣＬＫは
クロック入力、ｅｎａはイネーブル、ＰＲはプリセット
である。また、２０２は周波数を２分の１に分周する分
周器、２０３はＰＲのないＤＦＦである。ＤＦＦＥ２０
１はクロックの入力に係わらず、ｅｎａがＨｉｇｈでな
いと動作せず、前のデータを保持する。

【００３０】次に動作について説明する。例えば、クロ
ック周波数を１００ＭＨｚとする。クロックは、信号線
１１２で各ＤＦＦＥ２０１、分周器２０２に供給され、
分周器は２分の１に分周した５０ＭＨｚのクロックを生
成する。この５０ＭＨｚのクロックは、ＤＦＦＥ２０１
のｅｎａ端子に供給される。ＤＦＦＥは、ｅｎａ端子が
Ｈｉｇｈの時のみ動作するため、結果的に符号レート
（チップレート）が５０ＭＨｚのＰＮ信号を生成する。

【００３１】しかし、ＤＦＦ２０３には１００ＭＨｚの
クロックが供給されているため、ＤＦＦ２０３のＱ出力
からは、５０ＭＨｚのＰＮ信号に対し２分の１符号位相
の遅れたＰＮ信号が出力される。これにより、チップレ
ートが５０ＭＨｚで２分の１位相ずつずれたＰＮ信号を
生成することができる。このようにして、ＰＮ信号発生
器１１０により、符号レートの数分の１単位の位相差を
持った複数のＰＮ信号を発生させることができる。

【００３２】このＰＮ信号の信号線群１１３を符号選択
器１０９で選択することにより、チップレートが５０Ｍ
Ｈｚの場合、１チップは３ｍの伝搬遅延に相当するが、
２分の１チップずつＰＮ信号を選択できるために、１．
５ｍの精度で測距処理が可能となる。このように、例え
ば、１５０ＭＨｚのクロックを用い、分周器の分周比を
３分の１にして、図４に示すような構成にすることによ
り、１ｍの精度で測距処理が可能となる。

【００３３】以上のように、この発明の実施の形態２に
係る符号相関ドップラレーダ装置によれば、入力クロッ
クを分周した内部クロックでＰＮ信号を生成し、入力ク
ロックによって出力ＰＮ信号の符号位相を制御したもの
であり、ＰＮ信号の符号レート以上の位相精度で符号を
発生させ、信号選択手段で符号を順に切り替えることに
より、符号レート以上の精度で安定的に、製品ごとの素
子のばらつきや環境温度による影響を受けずに符号位相
を変化させることができるこのため、符号レート以上の
精度で物体までの距離が測定できる。

【００３４】実施の形態３．図５は、この発明の実施の
形態３に係る符号相関ドップラレーダ装置の補間信号処
理手段における処理内容を概念的に示す図である。な
お、符号相関ドップラレーダ装置自体の回路図は図１に
示すものと同一である。このように、図５に示す処理を
行う補間信号処理手段は、図１における信号処理部１０
７の中に組み込まれている。また、ＰＮ信号発生器１１
０の回路ブロックは図３に示すものと同一である。

【００３５】図５に示すように、△は１チップを表す単
位であり、３０１は２分の３△位相での符号相関値と２
△位相での符号相関値を結ぶ線分であり、３０２は２分
の５△位相と３△位相での符号相関値を結ぶ線分であ
り、３０３は線分３０１と線分３０２の延長線上にある
交点である。

【００３６】次に動作について説明する。図５は、この
発明の実施の形態３に係る符号相関ドップラレーダ装置
の相関特性を示す図である。図５に示す特性は、符号選
択器１０９で２分の１ずつ位相の異なるＰＮ信号を選択
し、受信信号との符号相関値をとったときの位相（横
軸）と符号相関値（縦軸）を表す波形である。

【００３７】Ｍ系列のＰＮ信号は、図５の点線で表した
ように、符号相関値の頂点から正負に１チップの位相
（即ち、図５中横軸の値が２△である個を境に前後△）
分離れるまで線形的に符号相関値が減少する性質があ
る。この性質を利用すると、線分３０１と線分３０２は
符号相関値関数上に乗っており、線分３０１と線分３０
２の延長線上の交点３０３は、符号相関値の頂点と−致
する。以上のようにして、符号相関値に基づいて離散間
隔（△）以下の極大値（頂点）を求めることができる。

【００３８】このようにして交点３０３を数値演算によ
って求めることにより、正確に符号相関値の符号位相を
求めることができ、１チップ以内の符号位相（の測距処
理即ち、離散間隔（△）以下の極大値に基づく測距処
理）が可能となる。

【００３９】例えば、ＰＮ信号のチップレートを５０Ｍ
Ｈｚとし、１チップは３ｍに相当することとする。ここ
で、図５に示すように、符号位相が２分の３△で符号相
関値が３５８、符号位相が２△で符号相関値が８６９、
符号位相が２分の５△で符号相関値が６６４、符号位相
が３△で符号相関値が１５３であったとする。符号位相
の単位を２分の１△として、符号相関値が最大値をとる
符号位相が２△の位置を原点とすると、線分３０１は次
の式で表される。 ｙ＝（８９６−３５８）ｘ＋８６９ ｙ＝５１１ｘ＋８６９ （−１≦ｘ≦０） また、線分３０２は、（ｙ−６６４）＝（１５３−６６
４）（ｘ−１）より、ｙ＝−５１１ｘ＋１１７５（１≦
ｘ≦２）となる。

【００４０】この線分３０１と線分３０２の延長線上の
交点３０３を補間処理によって演算する極大値として求
めるために、２式を合成すると、 ５１１ｘ＋８６９＝−５１１ｘ＋１１７５ １０２２ｘ＝３０６よりｘ≒０．３となる２分の１△を
ｘの単位としたので、ｘは１．５ｍにあたり、０．３は
０．４５ｍに相当する。原点であった２△は、６ｍに相
当するので、符号相関値の頂点は、６＋０．４５＝６．
４５ｍと６．４５ｍの位置にあることがわかり、物体の
位置を離散間隔としての２分の１チップ（１／２△）以
内で求めることができる。

【００４１】以上のようにして、符号相関値の極大値が
得られる符号を選択し、その状態での符号相関値の時間
変化を測定し、物体の相対速度を測定する。また、選択
した符号位相分の伝搬遅延時間に基づいて物体までの距
離を測定する。なお、すべての極大値が得られる符号位
相分だけこの動作を繰り返した後、再び始めの動作に戻
り、一連の制御処理を繰り返し行う。

【００４２】以上のように、この発明の実施の形態３に
かかる符号相関ドップラレーダ装置によれば、入力クロ
ックを分周した内部クロックでＰＮ信号を生成し、入力
クロックによって出力ＰＮ信号の符号位相を制御したも
のであり、ＰＮ信号の符号レート以上の位相精度で符号
を発生させ、信号選択手段で符号を順に切り替えること
により、符号レート以上の精度で安定的に、製品ごとの
素子のばらつきや環境温度による影響を受けずに符号位
相を変化させることができるこのため、符号レート以上
の精度で物体までの距離が測定できる。

【００４３】実施の形態４．図６は、この発明の実施の
形態４に係る符号相関ドップラレーダ装置の構成を概略
的に示すブロック図である。図６において、１１９は、
クロック周期以内の微少量だけ、クロックの出力に対し
て与える遅延量を変化させることのできる遅延手段とし
ての遅延回路である。図７は、相関演算器１０６ａ、１
０６ｂの内部を説明するブロック図である。図７におい
て、４０１はクロック入力ＣＬＫを備えるＡ／Ｄコンバ
ータであり、４０２は相関器である。図８は、この発明
の実施の形態４に係る符号相関ドップラレーダ装置の相
関特性を示す図である。図８において、５０１から５０
６は、位相（横軸）に対する符号相関値（縦軸）をグラ
フ上に示したものである。

【００４４】相関演算器１０６ａ、１０６ｂは乗算器１
０３ａ、ｂの出力をディジタルに変換するＡ／Ｄコンバ
ータ４０１を内蔵しており、遅延回路１１９の出力はＡ
／Ｄコンバータ４０１のクロック入力に接続されてい
る。遅延回路１１９は、信号処理部１０７によって制御
され、クロックの出力の遅延量を制御するものである。

【００４５】次に動作について説明する。例えば、図８
に示されたような符号相関値の分布が測定できたとす
る。チップレートを５０ＭＨｚとすると、１チップは３
ｍに相当する。符号相関値は、２△の位置が最大とな
り、２分の５△の位置が２番目に大きな値となってい
る。このことで、真の符号相関値ピークはこの２個の間
にあることがわかる。

【００４６】そこで、ＰＮ信号の位相を位相選択器１０
９で２△の位置に合わせておき、遅延回路１１９を操作
して相関演算器１０６ａ、１０６ｂに入るクロックの位
相を徐々に遅らせていく。この結果、Ａ／Ｄコンバータ
はサンプルするタイミングをクロックに合わせて遅らせ
て行くため、符号相関値は図８の５０２、５０３と示し
たように増えてゆく。この動作を繰り返し、図８で５０
５の位置に来たとき、符号相関値が減少するため、５０
４の位置がピーク値とわかり、ピーク位置の位相を高精
度に求めることができる。

【００４７】例えば、遅延回路が３３ｐｓの精度で遅延
量が制御でき、５０４は２μｓの遅延量であった場合、
これは０．３５ｍに相当する。２△の位置は、６ｍに相
当するため、６＋０．３５＝６．３５ｍとなり、６．３
５ｍの位置に物体があることがわかる。

【００４８】以上のように、この発明の実施の形態４に
かかる符号相関ドップラレーダ装置によれば、符号相関
値演算手段に入力されるクロックの位相遅延を制御する
ことにより、符号レート以上の高精度な測距処理を可能
にしたものである。

【００４９】実施の形態５．この発明の実施の形態５を
示す符号相関ドップラレーダ装置の構成は、図１に示す
実施の形態１と同一であるが、ＰＮ信号発生器１１３の
リセット信号１１４を信号処理部１０７が常時ランダム
にかけることを特徴とするものである。

【００５０】同−系列のＰＮ信号を発生し、最大測距距
離が９０ｍの符号相関ドップラレーダ装置が複数あった
場合、レーダは基準となる送信ＰＮ信号の位相から３０
チップ遅れた位相までの相関をとる。ここで、チップレ
ートは５０ＭＨｚとしている。１チップは３ｍに相当す
るこの場合、自信が送信しているＰＮ信号以外に、他の
レーダ装置が送信しているＰＮ信号と相関が合ってしま
う可能性がある。このような場合は誤検出であり、架空
の物体を認識してしまうことになる。

【００５１】そこで、ＰＮ信号発生器１１０をランダム
にリセットをかけるすると、ＰＮ信号のお互いの位相は
その時点で大きくずれるため、架空の物体となる符号相
関値のピークは消えることとなる。

【００５２】しかし、いままで互いの位相が大きくずれ
ていたため、リセットを行うことにより、検出されなか
った架空の物体の位相が近づき、架空の物体が出現して
しまう現象が起きる。

【００５３】このため、同−位相での観測中は、最低１
回ＰＮ信号発生器１１０が発生する信号の符号をリセッ
トし（例えば、すべて１に設定し）、観測中に自信のリ
セットや他のレーダ装置のリセットにより物体が出現し
たり、消滅したりするものを架空の物体と判別すること
ができる。

【００５４】

【発明の効果】この発明の符号相関ドップラレーダ装置
は、搬送波発生手段が発生する搬送波をＰＮ信号で変調
して送信し、送信波と物体によって反射された反射波の
伝搬遅延時間に基づいて物体までの距離を演算すると共
に、送信波と反射波の周波数差から得られるドップラ周
波数に基づいて物体の相対速度を演算できる符号相関ド
ップラレーダ装置において、符号位相がそれぞれ異なる
複数のＰＮ信号を発生する符号発生手段と、複数のＰＮ
信号の中から任意の信号を選ぶ信号選択手段と、信号選
択手段が発生する信号の符号と、反射波の符号との符号
相関値を演算する符号相関値演算手段と、符号相関値の
ピークが得られる符号位相および伝搬遅延時間に基づ
き、物体との間の距離を測定すると共に、符号相関値の
時間変化から得られるドップラ周波数に基づき、物体と
の相対速度を演算する信号処理手段とを備えることを特
徴とするので、クロックによって固定された符号位相を
用いて、信号選択手段で符号を順に切り替えることによ
り、符号位相の安定化を図り、製品ごとの素子のばらつ
きや環境温度による影響を受けずに符号位相を変化させ
ることができる。また、符号相関値の時間変化よりドッ
プラ周波数を測定するため、各物体の相対速度を別々に
測定することができる。さらに、他に電波発信源がある
場合でも、ドップラ計測が可能である。

【００５５】また、上記符号発生手段は、符号レートの
整数倍の周波数を基準信号とし、符号レートの数分の１
単位の位相差をもった複数のＰＮ信号を発生することを
特徴とするので、入力クロックを分周した内部クロック
でＰＮ信号を生成し、入力クロックによって出力ＰＮ信
号の符号位相を制御したものであり、ＰＮ信号の符号レ
ート以上の位相精度で符号を発生させ、信号選択手段で
符号を順に切り替えることにより、符号レート以上の精
度で安定的に、製品ごとの素子のばらつきや環境温度に
よる影響を受けずに符号位相を変化させることができる
このため、符号レート以上の精度で物体までの距離が測
定できる。

【００５６】また、上記信号選択手段が離散的な符号位
相毎に生成する複数のＰＮ信号によって変調されるそれ
ぞれの送信波の符号と、送信波に対する反射波の符号と
のそれぞれの符号相関値に対して補間処理を行うことに
より、符号相関値の最大値を有する符号位相に対して、
単位符号位相以内に存在する符号相関値特性の極大値を
求め、極大値に基づいて、送信波と受信波の符号差を演
算する補間信号処理手段をさらに備えることを特徴とす
るので、信号選択手段で切り替えた離散的な位相の符号
による受信ＰＮ信号との符号相関値を補間信号処理手段
で数値演算し、離散間隔以下の最大値となる符号位相を
得ることにより、符号レート以上の高精度な測距処理が
できる。

【００５７】また、クロックの出力に対し任意の遅延量
を与え、符号相関値演算手段に入力するクロックを変化
させるクロック遅延手段を備えることを特徴とするの
で、符号相関値演算手段に入力されるクロックの位相遅
延を制御することにより、符号レート以上の高精度な測
距処理を可能にしたものである。

【００５８】また、上記複数の符号発生手段が発生する
ＰＮ信号の符号をランダムにリセットできることを特徴
とするので、ランダムに符号リセットをかけるため、複
数のレーダ装置で符号干渉が起きていたとしても、符号
干渉の有無を判別し、回避することができる。

【００５９】

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態５を示す符号相関ドッ
プラレーダ装置のブロック図である。

【図２】 図１におけるＰＮ信号発生器１１０の内部回
路を示す回路図である。

【図３】 この発明の実施の形態２に係る符号相関ドッ
プラレーダ装置のＰＮ信号発生器１１０の内部回路を示
す回路図である。

【図４】 この発明の実施の形態２に係る符号相関ドッ
プラレーダ装置のＰＮ信号発生器の内部回路を示す図で
ある。

【図５】 この発明の実施の形態３に係る符号相関ドッ
プラレーダ装置の相関特性を示す図である。

【図６】 この発明の実施の形態４に係る符号相関ドッ
プラレーダ装置の構成を概略的に示すブロック図であ
る。

【図７】 相関演算器１０６ａ、１０６ｂの内部を説明
するブロック図である。

【図８】 この発明の実施の形態４に係る符号相関ドッ
プラレーダ装置の相関特性を示す図である。

【図９】 特開平７−１５１８５０号公報に示された従
来の符号相関レーダ装置を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０５ 発振器（搬送波発生手段）、１０６ａ、１０６
ｂ 相関演算器（符号相関値演算手段）、１０７ 信号
処理部（信号処理手段、補間信号処理手段）、１０９
符号選択器（信号選択手段）、１１０ ＰＮ信号発生器
（符号発生手段）、１１３ ＰＮ信号発生器の出力線
群、１１９ 遅延回路（クロック遅延手段）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送波発生手段が発生する搬送波をＰＮ
   信号で変調して送信し、該送信波と物体によって反射さ
   れた反射波の伝搬遅延時間に基づいて物体までの距離を
   演算すると共に、上記送信波と上記反射波の周波数差か
   ら得られるドップラ周波数に基づいて物体の相対速度を
   演算できる符号相関ドップラレーダ装置において、 符号位相がそれぞれ異なる複数のＰＮ信号を発生する符
   号発生手段と 上記複数のＰＮ信号の中から任意の信号を選ぶ信号選択
   手段と、 上記信号選択手段が発生する信号の符号と、上記反射波
   の符号との符号相関値を演算する符号相関値演算手段
   と、 上記符号相関値のピークが得られる符号位相および上記
   伝搬遅延時間に基づき、物体との間の距離を測定すると
   共に、上記符号相関値の時間変化から得られるドップラ
   周波数に基づき、上記物体との相対速度を演算する信号
   処理手段とを備えることを特徴とする符号相関ドップラ
   レーダ装置。
2. 【請求項２】 上記符号発生手段は、上記符号レートの
   整数倍の周波数を基準信号とし、符号レートの数分の１
   単位の位相差をもった複数のＰＮ信号を発生することを
   特徴とする請求項１に記載の符号相関ドップラレーダ装
   置。
3. 【請求項３】 上記信号選択手段が離散的な符号位相毎
   に生成する複数のＰＮ信号によって変調されるそれぞれ
   の送信波の符号と、該送信波に対する反射波の符号との
   それぞれの符号相関値に対して補間処理を行うことによ
   り、該符号相関値の最大値を有する符号位相に対して、
   単位符号位相以内に存在する符号相関値特性の極大値を
   求め、該極大値に基づいて、送信波と受信波の符号差を
   演算する補間信号処理手段をさらに備えることを特徴と
   する請求項１に記載の符号相関ドップラレーダ装置。
4. 【請求項４】 クロックの出力に対し任意の遅延量を与
   え、上記符号相関値演算手段に入力するクロックを変化
   させるクロック遅延手段を備えることを特徴とする請求
   項１に記載の符号相関ドップラレーダ装置。
5. 【請求項５】 上記複数の符号発生手段が発生するＰＮ
   信号の符号をランダムにリセットできることを特徴とす
   る請求項１に記載の符号相関ドップラレーダ装置。