KR20050063739A - 펄스파레이더장치 - Google Patents

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Abstract

펄스파 레이더 장치는 일정한 주기로 전송 신호를 전송한다. 펄스파 레이더 장치를 확인하기 위한 확인 데이터는 거리측정 신호에 추가되어, 그 자신이 전송되는 전송파로 인하여, 다른 어떤 펄스파 레이더 장치는 대상물에 의해 반사된 수용파를 확인 할 수 있다.

Description

펄스파레이더장치{PULSE WAVE RADAR DEVICE}
본 발명은, 펄스파를 사용하는 펄스파레이더장치에 관한 것이다. 특히, 다른 레이더장치로부터의 펄스파를 착오로 측정하는 것을 방지하거나, 해당 펄스파레이더장치를 이용하여 통신을 가능하게 하는 차량 탑재용 펄스파레이더장치에 관한 것이다.
펄스파를 송신하여, 대상물로부터 반사를 수신하기까지의 시간으로부터, 대상물까지의 거리를 측정하는 각종의 펄스파레이더장치가 알려져 있다. 이러한 펄스파레이더장치에 있어서는, 송신파를 방사하고 나서 수신파를 수신하기까지의 시간을 측정함으로써, 펄스파레이더장치로부터 대상물까지의 거리에 비례한 신호를 얻어, 그 신호로부터 거리를 산출하고 있다.
원거리측정을 목적으로 하고 있는 기상관측용의 펄스파레이더장치등은, 안테나 자신에게 정확한 지향성을 갖게 하고 있기 위해서, 다른 펄스파레이더장치와 혼신되는 일은 거의 없다. 그러나, 근거리측정을 목적으로 한 차량 탑재용 펄스파레이더장치등은, 넓은 지향성을 갖고 있게 하기 위해서, 동일 영역내에 다수의 펄스파레이더장치가 존재한 경우, 자기의 송신파와 다른 장치의 송신파와의 구별이 되지 않는 경우가 있다.
그 때문에, 동일 영역 내에 다수의 펄스파레이더장치가 존재한 경우라도, 자기의 송신파와 다른 장치의 송신파가 구별될 수 있도록, 각종의 레이더장치가 개발되었다 (예를 들어, 일본특허출원 공개공보 No.2002-277541 참조).
종래의 펄스파레이더장치에 관해서, 도 1, 도 2로서 설명한다. 도 1은, 종래의 펄스파레이더장치의 구성을 설명하는 블록도이다. 도 1에 있어서, 도면 부호 "81" 는 펄스파 레이더장치를 특정하는 식별자 및 식별번호를 부호화한 부호열을 발생하는 정보부호화기 (情報符號化器) , 도면 부호 "82" 는 정보펄스를 위상변조 (位相變調) 하여 송신하는 송신기, 도면 부호 "84" 는 송신파를 방사하여, 수신파를 수신하는 안테나, 도면 부호 "85" 는 수신파를 수신하는 수신기, 도면 부호 "86" 는 수신파를 검파하는 위상검파기, 도면 부호 "87" 는 검파된 정보를 디지탈화하는 A/D 변환기, 도면 부호 "88" 는 A/D 변환기에 의해 디지탈화된 정보와 정보부호화기 (81) 에 의해 부호화된 식별자 및 식별번호의 부호열을 대조하여, 일치한 경우에 관해서만 기준펄스와의 시간차를 계측하여 대상물까지의 거리를 산출하는 신호처리기이다.
도 2는 종래의 펄스파레이더장치의 동작을 설명하는 그림이고, 신호처리기 (88) 에의 입력신호이다. 신호처리기 (88) 에서는, 수신한 식별자 및 식별번호와, 송신한 식별자 및 식별번호를 비교한다. 송신한 식별자 및 식별번호가 도 2에 나타내는 바와 같이 부호열"a"로 표시되는 경우에, 수신한 식별자 및 식별번호가 부호열"a"이면, 송신파와 수신파와의 지연시간을 측정하여, 대상물까지의 거리를 산출한다. 수신한 식별자 및 식별번호가 부호열"b"이면, 그 부호열을 이용하여 측정한 지연시간정보를 파기한다.
이러한 펄스파레이더장치에서는, 도 2 으로 나타낸 바와 같이 복수의 대상물이 존재하면 수신파가 중첩하기 때문에, 수신한 식별자 및 식별번호를 송신한 식별자 및 식별번호와 비교되지 않게 된다. 또한, 수신한 부호열을 비교하거나 상관처리 (相關處理) 하기 위해서, 고속동작의 신호처리회로가 필요하게 되어, 소비전력의 증대를 초래하게 된다.
이러한 과제를 해결하기위해서, 본 발명의 목적은 동일 영역내에 다수의 펄스파레이더장치가 존재한 경우라도, 자기의 송신파와 다른 장치의 송신파와의 구별이 가능하여, 고속동작의 신호처리를 적게 하여 대상물까지의 거리를 정확히 측정할 수 있게하는 펄스파레이더장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기위해서, 본 발명의 펄스파레이더장치는, 1프레임의 안에 거리측정용의 단발펄스를 항상 송신신호로 하는 통상의 펄스파레이더장치와 다르게, 거리측정용신호 및 사용자데이터신호를 다중하여, 1프레임의 안에 단발펄스로 변환하여 송신신호로 하는 것이다. 요컨대, 거리측정용신호 및 사용자데이터신호를 다중하여 단발펄스로 변환하여, 1프레임의 안에 송신신호로서의 단발펄스와 거리측정영역을 갖게 하는 것이다. 이 결과, 단발펄스가 존재하지않는 프레임도 있다.
구체적으로는, 본 발명은, 거리측정용신호 및 사용자데이터신호를 다중한 송신신호를 발생하는 송신신호발생회로와, 그 송신신호발생회로로 부터의 송신신호를 소정의 펄스폭의 RZ (Return-to-Zero) 부호로 RZ 변환한 RZ 전달신호를 발생하는 RZ 부호변환회로와, 그 RZ 부호변환회로로 부터의 RZ 전달신호를 국부발진주파수로 강도변조 (强度變調) 한 송신파를 송신하는 송신회로와, 그 송신회로로 부터의 송신파를 방사하는 송신안테나와, 대상물로부터 반사한 수신파를 수신하는 수신 안테나와, 그 수신 안테나로부터의 수신파를 검파하여 RZ 전달신호를 강도복조 (强度復調) 하는 수신회로를 구비하는 펄스파레이더장치 이다.
본 발명에 의하면, 펄스파레이더장치를 단순한 전달왕복시간의 측정뿐만아니라, 통신에 이용하거나, 다른 펄스파레이더장치와의 혼신을 방지 할 수도 있다.
본 발명은, 상기 수신회로로 부터의 RZ 전달신호를 거리측정용신호 및 사용자데이터신호로 분리하여 취출하는 신호분리회로를 또한 구비하는 펄스파레이더장치도 된다.
본 발명에 의해, 거리측정용신호를 이용하여 전달왕복시간을 측정하거나, 사용자데이터신호를 이용하여 다른 펄스파레이더장치와의 혼신을 방지할 수 있다.
본 발명은, 상기 송신파를 방사하고 나서 상기 수신파를 수신하기까지의 시간을 검출하여 대상물까지의 전달왕복시간을 산출하는 시간산출회로를 또한 구비하는 펄스파레이더장치도 된다.
본 발명에 의해, 해당 펄스파레이더장치가 대상물까지의 전달왕복시간을 산출할 수 있다.
본 발명은, 상기 사용자데이터신호가 해당 펄스레이더장치를 식별하는 식별데이터를 포함하는 펄스파레이더장치도 된다.
본 발명에 의해, 식별데이터를 이용하여, 다른 펄스파레이더장치가 혼신하는 것을 방지 가능하다.
본 발명은, 상기 신호분리회로에서 분리한 식별데이터와 상기 송신신호발생회로에서 다중하는 식별데이터가 일치하였을 때에, 상기 시간산출회로의 산출하는 전달왕복시간을 유효라고 판정하는 판정회로를 또한 구비하는 펄스파레이더장치도 된다.
본 발명에 의해, 판정회로의 불일치 판정에 의해, 시간산출회로의 산출하는 전달왕복시간이 정해지지 않는것을 방지할 수 있다.
본 발명은, 상기 신호분리회로에서 분리한 식별데이터와 상기 송신신호발생회로에서 다중하는 식별데이터가 불일치라고 상기 판정회로가 판정하였을 때에, 상기 시간산출회로는 판정이 일치했다 하고 그 시점이전에 상기 판정회로가 유효라고 판정한 전달왕복시간을 유지하는 펄스파레이더장치도 된다.
본 발명에 의해, 해당 펄스파레이더장치에 혼신이 생긴 경우라도, 잘못된 정보에 따라서 전달왕복시간을 측정하지 않고, 해당 펄스파레이더장치를 안정시켜 동작시킬 수 있다.
본 발명은, 상기 사용자데이터신호가 해당 펄스파레이더장치의 외부로 전달하기위한 통신정보를 포함하는 펄스파레이더장치도 된다.
본 발명에 의해, 해당 펄스파레이더장치를 통신용의 송신기로서도 이용할 수 있다.
본 발명은, 상기 송신신호발생회로의 송신신호의 클록주기가 10 MHz 이하 인 펄스파레이더장치도 된다.
본 발명에 의해, 펄스파레이더장치로부터 대상물까지의 최대검지거리를 16 m 이상으로 할 수 있다.
본 발명은, 상기 RZ 부호변환회로의 발생하는 RZ 전달신호 부호의 펄스폭이 2 nsec 이하 인 펄스파레이더장치도 된다.
본 발명에 의해, 펄스파레이더장치로부터 대상물까지의 최소검지거리를 30 cm 이하로 하는 것이 가능하다.
발명을 실시하기위한 최선의 형태
(실시형태 1)
본 실시형태는, 거리측정용신호 및 사용자데이터신호를 송신하는 펄스파레이더장치이다. 구체적으로는, 펄스파레이더장치가 거리측정용신호에 사용자데이터신호로서의 식별데이터를 부가한 송신신호를 RZ 변환하여 송신파로 송신하여, 해당 펄스파레이더장치는, 그 송신파에 의해서 대상물로부터 반사한 수신파를 수신하여, 대상물까지의 전달왕복시간을 측정한다. 한편, 그 송신파 또는 그 송신파에 의해서 대상물로부터 반사한 수신파를 다른 펄스파레이더장치가 수신하더라도, 다른 펄스파레이더장치는 수신파로부터 식별데이터를 검출하여 자기의 송신한 송신파에 의해서 대상물로부터 반사한 수신파가 아니라고 판정할 수 있기 때문에, 대상물까지의 거리를 잘못 측정할 수 없다.
또한, 사용자데이터신호로서 통신정보를 부가한 송신신호를 송신파로 송신하면, 다른 장치가 수신하여 통신을 가능하게 하는 것이다.
도 3, 도 4 를 사용하여 본 실시형태의 펄스파레이더장치를 설명한다. 도 3 은, 본 실시형태의 펄스파레이더장치의 개략구성을 설명하는 블록도이고, 도면 부호 "11" 는 거리측정용신호에 사용자데이터신호로서의 식별데이터를 부가한 송신신호를 발생하는 송신신호발생회로이며, 도면 부호 "12" 는 송신신호를 소정의 펄스폭의 RZ 부호에 RZ 변환하여 RZ 전달신호를 발생하는 RZ 부호변환회로이며, 도면 부호 "13" 은 RZ 전달신호를 국부발진주파수로 강도변조한 송신파를 송신하는 송신회로이며, 도면 부호 "14" 는 국부발진회로이며, 도면 부호 "15" 는 수신파를 검파하여 RZ 전달신호를 강도복조하는 수신회로이며, 도면 부호 "21" 은 송신파를 방사하는 송신안테나이며, 도면 부호 "22" 는 수신파를 수신하는 수신 안테나이다.
통상의 레이더장치는, 일정주기로 항상 1개의 펄스부호를 송신하는데 반하여, 본 실시형태의 펄스파레이더장치는, 거리측정용신호에 펄스파레이더장치를 식별하는 식별데이터를 부가한 송신신호를 일정주기로 송신함으로써, 다른 펄스파레이더 장치가 자기의 송신한 송신파에 의해서 대상물로부터 반사한 수신파인지 아닌지를 식별하는 것이다. 도 3 에 있어서, 송신신호발생회로 (11) 는 자기의 사용자데이터신호로서의 식별데이터와 거리측정용신호를 송신신호로서 발생시킨다. 식별데이터로서는, 펄스파레이더장치고유의 식별번호, 차량의 열쇠에 설정된 식별번호, 차량에 부착된 식별번호등의 고정데이터도 될 수 있고, M 계열 (Maximum length linear shift resister sequence code) 부호, 골드부호, 바카(Barker) 부호등을 이용하여 펄스파레이더장치의 부착시, 엔진시동시에 변화시키는 것이라도 좋다.
송신신호발생회로 (11) 로부터의 송신신호는, RZ 부호변환회로 (12) 에 출력된다. RZ 부호변환회로 (12) 는, 송신신호의 각각의 부호를 소정의 펄스폭을 갖는 RZ 부호로 RZ 변환시킨다. RZ 부호변환회로 (12) 는 송신회로 (13) 에 RZ 변환된 RZ 전달신호를 출력한다. 송신회로 (13) 로서는, RZ 변환된 RZ 전달신호를 국부발진회로 (14) 로부터의 국부발진주파수로 강도변조하여, 송신안테나 (21) 를 통해서 펄스부호로서 방사한다.
대상물로부터 반사한 수신파는 수신 안테나 (22) 로 수신되어, 수신회로 (15) 의 저잡음증폭기로 수신파를 증폭한 뒤, 국부발진회로 (14) 로부터의 국부발진주파수로 대상물로부터 반사한 RZ 전달신호를 강도복조한다. 해당 펄스파레이더장치로는, 필요에 의해 상기 RZ 전달신호의 송신으로부터 수신까지의 시간을 검출하여 대상물까지의 전달왕복시간을 산출하는 시간산출회로를 형성해도 된다. 전달왕복시간으로부터 대상물까지의 거리가 산출할 수 있다.
한편, 다른 펄스파레이더장치가 전술의 수신파를 수신하더라도, 강도복조한 RZ 전달신호의 속에 포함되는 식별데이터를 검출하면 자기의 송출한 식별데이터 진위 여부를 판단할 수 있다. 자기의 송출한 식별데이터가 아니라고 판단하면, 그 펄스파레이더장치는 전달왕복시간의 산출을 정지하거나, 파기함으로써 착오로 대상물까지의 거리를 산출하지 않는다.
도 3 에서는, 송신안테나 (21) 와 수신 안테나 (22) 를 따로따로 기재하고 있지만, 송수신공용의 안테나라도 좋다. 또한, 지향성이 있는 안테나이면, 특정한 방향의 대상물까지의 전달왕복시간을 산출가능하며, 확장지향성의 안테나이면, 넓은 각도에 걸쳐 대상물까지의 전달왕복시간을 산출할 수 있다. 안테나의 설치장소는 어디라도 좋다. 차량 탑재용이면, 프론트 펌퍼내, 엔진룸내부나 운전석앞 부분에 장착될 수 있다. 이것은 이하의 실시형태에서도 동일하다.
도 4 는, 본 실시형태의 펄스파레이더장치의 동작을 설명하는 타이밍차트이다. 도 4a 는 송신신호발생회로가 발생하는 송신신호의 동작을 설명하는 타이밍챠트이다. 여기서는, "1101010O1O0" 로 시작되는 일련의 부호열을 예로서 나타내고 있다. 예를 들어, 도 4에 나타내는 바와 같이 식별데이터로서 "11010100100" 의 11개 부호를 이용하며, 거리측정용으로서 그것에 계속되는 "1111" 의 4개 부호를 이용한다.
도 4b 는 도 4a 에 나타내는 송신신호가 RZ 부호변환회로에서 RZ 변환된 RZ 전달신호이다. 도 4c 는, 도 4b 의 일련의 거리측정용신호의 부분을 확대한 그림이다. 도면 부호 "Tc" 는 송신신호의 클록간격, 도면 부호 "Tr" 는 RZ 전달신호의 부호의 펄스폭이다. 이와 같이, RZ 부호변환회로는 클록신호간격 (Tc) 으로, 펄스폭 (Tr) 을 갖는 RZ 전달신호를 출력한다.
도 4d 는, 수신회로가 강도복조한 RZ 전달신호이고, 일련의 거리측정용신호의 부분을 확대한 그림이다. 도 4c 의 일련의 거리측정용신호의 펄스와 도 4d 의 일련의 거리측정용신호의 펄스 사이에는 각각 지연시간차 (Td) 가 생기고 있다. 이것은, 지연시간차 (Td) 에 대응하는 거리에 대상물이 존재하는 것을 나타낸다.
다른 펄스파레이더장치가 식별데이터로서 "11010100100" 를 포함하는 수신파를 수신하더라도, 그 속에 포함되는 식별데이터를 검출하면 자기의 송출한 식별데이터가 아니라고 판단하면, 그것에 계속되는 거리측정용신호 "1111" 로 전달왕복시간을 산출하는 것을 정지하거나, 파기하기도 한다. 이러한 동작에 의해서 착오로 대상물까지의 거리를 산출하지 않는다.
식별데이터 대신에, 또는 식별데이터에 부가하여, 사용자데이터신호로서 통신정보를 송신신호에 포함시켜도 좋다. 도 3 에 있어서, 통신정보를 전달하기위한 통신정보는 송신신호발생회로 (11) 에 입력하여, 도 4a에 있어서 거리측정용신호"1111" 에 계속해서 통신정보인 "010100011011010011" 를 송신한다. 이러한 통신정보로서 예를 들어 CAN BUS 신호가 있다. 송신신호에 이러한 통신정보를 포함시키면, 펄스파레이더장치를 통신정보의 송신장치로서도 이용할 수 있다. 송신신호에 식별데이터와 통신정보의 양쪽을 포함시켜, 식별데이터를 펄스파레이더장치나 차량을 특정하는 데이터로 하면, 발신자정보를 부가한 통신정보로서 송신될 수 있다.
도 4c 에 있어서, 클록간격 (Tc) 으로 나타내여지는 범위를 프레임이라고 한다. 프레임의 선두에는, 식별데이터나 거리측정용신호를 포함하는 송신신호가 RZ 부호변환회로에서 RZ 변환된 RZ 전달신호가 1펄스씩 배치된다. 따라서, 1개의 프레임의 선두에 반드시 "1" 이 배치된다고 할 수는 없다.
여기서는, 프레임의 선두의 펄스에, 식별데이터로서 11개, 거리측정용신호로서 4개, 통신정보로서 18개의 펄스를 순차로 1펄스 씩 할당하였지만, 이것에 한정되는 것이 아니다. 식별데이터로서, 또한 많은 펄스를 할당하면 식별성이 높아진다. 거리측정용신호로서, 또한 많은 펄스를 할당하면 전달왕복시간의 측정정밀도가 높게 된다. 통신정보로서, 또한 많은 펄스를 할당하면 전송속도가 빠르게 된다. 또한, 도 4a에서는, 식별데이터, 거리측정용신호, 통신정보를 정리하여 배치한 집중배치방식이지만, 각각 따로따로 배치한 분산배치방식이라도 좋다. 더욱이, 거리측정용신호를 식별데이터나 통신정보의 동기용 헤더 (header) 로서 이용해도 된다.
(실시형태 2)
펄스파레이더장치의 다른 실시형태를 도 5에 나타낸다. 도 3 과 동일 또는 대응부분에는 동일부호를 사용하기 때문에, 동일의 부호의 것에 관한 설명은 생략한다. 도 3 에 나타내는 펄스파레이더장치와의 차이는, 신호분리회로 (16) 를 형성하고 있는 점이다.
신호분리회로 (16) 는, 수신회로 (15) 로 강도복조된 RZ 전달신호로부터, 거리측정용신호 및 사용자데이터신호를 분리하여 취출한다. 거리측정용신호를 이용하면, 대상물까지의 전달왕복시간을 측정할 수 있다. 또한, 사용자데이터신호에 식별데이터가 포함되어 있으면, 자기의 송신한 식별데이터와 강도복조한 RZ 전달신호에 포함되는 식별데이터와 일치, 불일치를 판단할 수 있다.
(실시형태 3)
펄스파레이더장치의 다른 실시형태를 도 6 에 나타낸다. 도 5 와 동일 또는 상당부분에는 동일부호를 사용하기 때문에, 동일의 부호의 것에 관한 설명은 생략한다. 도 5 에 나타내는 펄스파레이더장치와의 차이는, 시간산출회로 (17) 를 형성하고 있는 점이다.
시간산출회로 (17) 는, 펄스파레이더장치가 송신파를 방사하고 나서, 수신파를 수신하기까지의 시간을 검출하여, 대상물까지의 전달왕복시간을 산출한다. 도 6 에 있어서는, RZ 부호변환회로 (12) 가 RZ 전달신호를 출력하고 나서, 송신회로 (13) 가 RZ 부호변환회로 (12) 로부터의 RZ 전달신호를 국부발진주파수로 강도변조한 송신파를 송신하고, 송신안테나 (21) 가 송신회로 (13) 로부터의 송신파를 방사하고, 수신 안테나 (22) 가 대상물로부터 반사한 수신파를 수신하고, 수신회로 (15) 가 수신 안테나 (22) 로부터의 수신파를 검파하여 RZ 전달신호를 강도복조하고, 신호분리회로 (16) 가 강도원상회복한 RZ 전달신호로부터 거리측정용신호 및 유저 데이터 신호를 분리하여 취출하여, 신호분리회로 (16) 로부터 시간산출회로 (17) 에 RZ 전달신호가 입력하기까지의 시간을 시간산출회로 (17) 가 검출하여 대상물까지의 전달왕복시간을 산출한다. 대상물까지의 거리는 전달왕복시간으로부터 산출할 수 있다.
대상물까지의 거리 L (m)은, 식 (1) 으로 주어진다.
L= Td ·C/2 (1)
다만, Td (sec) 는 펄스파레이더장치가 송신파를 방사하고 나서 수신파를 수신하기까지의 시간이며, C (m/sec) 은 광속이다. 펄스파레이더장치는 대상물까지의 전달왕복시간을 검출하기 때문에, 2로 나누게 된다. 시간산출회로 (17) 에서는, 미리 펄스파레이더장치내의 각 회로에서의 전파지연시간을 측정해 두어, 검출한 시간을 펄스파레이더장치가 송신파를 방사하고 나서, 수신파를 수신하기까지의 시간으로 환산함으로써, 대상물까지의 전달왕복시간을 산출하는 것이 바람직하다.
도 4c 의 RZ 부호변환회로 (12) 가 출력하는 RZ 전달신호의 펄스와, 도 4d 의 신호분리회로 (16) 로부터 시간산출회로 (17) 에 입력하는 RZ 전달신호의 펄스와 의 사이에는 시간차 (Td) 가 발생하고 있다. 이것은, 시간차 (Td) 에 대응하는 거리에 대상물이 존재하는 것을 나타낸다. 대상물까지의 거리는 식 (1) 으로부터 산출할 수 있다.
시간산출회로에는, 펄스카운트방식이나 플립플롭 (flip-flop) 회로방식등이 적용가능하다. 펄스카운트방식은, RZ 부호변환회로 (12) 로 거리측정용신호를 출력하였을 때를 스타트 타이밍으로 하며, 신호분리회로 (16) 가 거리측정용신호를 출력하였을 때를 스톱 타이밍으로 하여, 그 사이에 카운트된 펄스수로 시간을 산출하는 것이다.
플립플롭회로방식의 예로서, 도 6 에 있어서의 시간산출회로 (17) 의 구성의 일부를 도 7 에 나타낸다. 도 7 에 있어서, 도면 부호 "17" 는 시간산출회로, 도면 부호 "31" 는 입력단자, 도면 부호 "32" 는 증폭기, 도면 부호 "33" 는 파형정형회로, 도면 부호 "34" 는 다른 입력단자, 도면 부호 "35" 는 플립플롭회로, 도면 부호 "36" 는 저역통과필터, 도면 부호 "37" 은 출력단자이다. 신호분리회로의 출력은 입력단자(31) 에 입력되어, 증폭기 (32) 로 증폭된 후, 파형정형회로 (33) 로 파형정형된다. 플립플롭회로 (35) 는 세트/리세트(set/reset)형이 바람직하다. RZ 부호변환회로에서의 신호는 입력단자 (34) 로부터 플립플롭회로 (35) 의 세트단자에 입력된다. 파형정형회로 (33) 로부터의 신호는 플립플롭회로 (35) 의 리세트 단자에 입력된다. 대상물까지의 펄스부호의 왕복하는 시간이 짧으면, 플립플롭회로 (35) 의 세트로부터 리세트까지의 시간이 짧고, 대상물까지의 펄스부호의 왕복하는 시간이 길면, 플립플롭회로 (35) 의 세트로부터 리세트까지의 시간이 길게되어, 이 플립플롭회로 (35) 의 출력을 저역통과필터 (36) 로 평활화하면, 출력단자 (37) 에는 대상물까지의 펄스부호의 왕복시간에 대응한 직류레벨이 출력된다.
여기서, 대상물이 2개의 때는, 도 4d 에 나타내는 바와 같은 시간산출회로 (17) 에 입력하는 수신회로로 부터의 RZ 전파신호의 펄스가 1개의 프레임내에 2개가 된다. 플립플롭회로방식의 경우는, 플립플롭회로 (35) 의 리세트단자에 2번 입력되지만, 2번째의 리세트입력은 플립플롭회로 (35) 를 동작시키지 않는다. 이 때문에, 가까운 쪽의 대상물까지의 전달지연시간을 측정할 뿐으로 전체에의 영향은 없다. 펄스카운트방식이라도, 스톱타이밍이 2번 존재하게되지만, 이미, 펄스카운트가 스톱한 후 이기때문에, 가까운 쪽의 대상물까지의 전달지연시간을 측정할 뿐으로 전체에의 영향은 없다. 다른 방식이라도 같이, 수신회로가 강도복조한 2번째의 RZ 전파신호에 의해서 동작하지 않으면, 가까운 쪽의 대상물까지의 전달지연시간을 측정할 뿐이며 전체에의 영향은 없다.
송신신호의 클록주기 (Tp) 는 10 MHz 이하가 바람직하다. 펄스파레이더장치로부터 대상물까지의 최대검지거리를 16 m으로 하면, 하나의 펄스부호가 송신되어 거리 16 m 의 곳에 있는 대상물로 반사되어 되돌아올 때까지, 다음 부호가 송신되면 최대검지거리에서의 대상물을 검지할 수 없게 된다. 최대검지거리 16 m 에 대상물이 존재하면, 대상물까지의 펄스부호의 왕복시간이 106 nsec 로 된다. 106 nsec 를 1주기로 하는 클록주파수는, 9.4 MHz 이다. 따라서, 송신신호의 클록주기가 10 MHz 이하 이면, 최대검지거리는 16 m 이상을 확보할 수 있다.
RZ 전파신호의 부호의 펄스폭 (Tr) 은 2 nsec 이하가 바람직하다. 펄스파레이더장치로부터 대상물까지의 최소검지거리를 30 cm으로 하면, 하나의 펄스부호가 송신되어 거리 30 cm 의 곳에 있는 대상물로 반사되어 되돌아올 때까지, 하나의 펄스부호의 송신이 완료하지 않으면 최소검지거리에서의 대상물을 검지할 수 없게 된다. 최소검지거리 30 cm 에서는, 펄스부호의 왕복시간이 2 nsec 로 된다. 따라서, RZ 전파신호의 부호의 펄스폭이 2 nsec 이하 이면, 최소검지거리는 30 cm 이하를 확보할 수 있다.
(실시형태 4)
펄스파레이더장치의 다른 실시형태를 도 8에 나타낸다. 도 6 과 동일 또는 대응부분에는 동일 부호를 사용하기 때문에, 동일 부호에 관한 설명은 생략한다. 도 6에 나타내는 펄스파레이더장치와의 차이는, 판정회로 (18) 를 형성하고 있는 점이다. 판정회로 (18) 는, 자기의 송신한 식별데이터를 RZ 부호변환회로 (12) 로부터 수취하고, 또한 강도복조한 RZ 전파신호에 포함되는 식별데이터를 신호분리회로 (16) 로부터 수취하여, 자기의 송신한 식별데이터와 강도복조한 RZ 전파신호에 포함되는 식별데이터와 일치, 불일치를 검출한다.
이 실시형태에 의하면, 자기의 송신한 식별데이터와 대조하여 거리측정용신호의 전달왕복시간을 측정하면, 자기의 송신한 송신파에 의한 반사파와 다른 레이더장치가 송신한 송신파 또는 그 송신파에 의한 반사파를 구별가능하다. 예를 들어, 도 4b 에 나타낸 자기의 송신한 식별데이터 "11010100100" 에 대하여, 수신회로가 강도복조한 RZ 전파신호에 포함되는 식별데이터가 같은 "11010100100" 으로 되어있으면, 자기의 송신한 식별데이터라고 판단할 수 있다. 이외의 식별데이터이면, 다른 펄스파레이더장치로부터의 송신파 또는 이 송신파에 의한 반사파가 된다. 이와 같이, 판단하면, 종래의 펄스파레이더장치가 송신한 송신파와 구별할 수 있어, 더욱이, 다른 펄스파레이더장치가 식별데이터를 송신하는 것이더라도, 용이하게 자기의 송신한 식별데이터의 펄스부호에 의한 반사펄스 진위 여부를 판단할 수 있다.
판정회로 (18) 는, 신호분리회로 (16) 로 분리한 식별데이터와 송신신호발생회로 (11) 로 다중하는 식별데이터가 일치했다고 판단하였을 때에, 그 RZ 전파신호에 포함되는 거리측정용신호에 의해서 시간산출회로 (17) 의 산출하는 전달왕복시간을 유효라고 판정한다.
판정회로 (18) 는, 신호분리회로 (16) 로 분리한 식별데이터와 송신신호발생회로 (11) 로 다중하는 식별데이터와의 완전일치에 의해 판단해도 된다. 판단이 맞으면, 수신회로에서의 착오를 고려하여, 허용범위내에서의 일치에 의해서 판단해도 된다. 즉 상관 (相關) 을 검출하는 정도라도 좋다. 상관이 낮다고 판단하는 경우에는, 완전일치이외의 경우도 포함된다.
판정회로 (18) 가, 상관이 낮다고 판단하였을 때에, 시간산출회로 (17) 는 상관이 높다고하고 그 시점이전에 산출한 전달왕복시간을 유지하는 것이 바람직하다. 상관이 낮다는 판단에 의해, 시간산출회로 (17) 의 산출하는 전달왕복시간이 정해지지 않는 것을 방지할 수 있다.
도 9 에 신호분리회로 (16) 로 분리한 식별데이터와 송신신호발생회로 (11) 로 다중하는 식별데이터가 불일치한다고 판정회로 (18) 가 판단하였을 때의 타이밍 챠트에 관해서 플립플롭회로방식의 경우로 설명한다. 또, 이 예에서는, 도 4a로 나타내는 거리측정용신호를 식별데이터에 포함하여, 이들 일련의 데이터를 식별데이터로서 일치, 불일치를 검출하고 있다. 도 9a 는, 일련의 거리측정용신호의 부분을 확대한 그림이다. 도면 부호 "Tc" 는 송신신호의 클록간격, 도면 부호 "Tr" 는 RZ 전파신호의 부호의 펄스폭이다. 도 9b 는, 수신회로가 강도복조한 RZ 전파신호이고, 일련의 거리측정용신호의 부분을 확대한 그림이다. 도 9c 는, 도 7에 나타내는 플립플롭회로 (35) 의 출력, 도 9d 는, 도 7에 나타내는 저역통과필터 (36) 의 출력이다.
도 9b 의 3번째의 펄스로, 수신회로 (15) 가 강도복조한 RZ 전파신호를 신호분리회로 (16) 로 분리한 식별데이터와 송신신호발생회로 (11) 로 다중하는 식별데이터가 불일치한다고 판정회로 (18) 가 판단하면, 플립플롭회로 (35) 의 동작을 정지하거나, 저역통과필터 (36) 의 충방전을 정지하거나 해서, 시간산출회로 (17) 는 일치한다고 판단해서 그 시점이전에 판정회로 (18) 가 유효라고 판정한 전달왕복시간을 유지한다. 도 9d 에서는, 점선부와 같이, 같은 출력을 유지하게 된다.
이러한 동작을 하면, 해당 펄스파레이더장치에 혼신이 생긴 경우라도, 잘못된 정보에 의해 전달왕복시간을 측정하지 않고, 해당 펄스파레이더장치는 안정하게 전달왕복시간을 측정할 수 있다. 또한, 상기의 예로서는, 거리측정용신호를 식별데이터에 포함하게한 예를 제시하였지만, 식별데이터만으로 판정회로 (18) 가 일치, 불일치를 검출하도록 해도 된다. 그 경우, 판정회로 (18) 가 불일치라고 판단한 뒤, 시간산출회로 (17) 는, 판정회로 (18) 가 전에 유효라고 판정한 전달왕복시간을 유지하고, 출력하면 된다.
도 8 에 나타내는 펄스파레이더장치내에서는, RZ 전파신호, 송신파, 수신파를 취급하는 회로는 고속동작이 되지만, 그 이외의 많은 회로는 비교적 저속으로 동작되기 때문에, 소비전력을 낮게 할 수 있다.
이러한 펄스파레이더장치에서는, 시간산출회로 (17) 의 출력결과를 연산하여, 대상물까지의 거리로서 운전석에 표시할 수 있다. 또한, 차간거리가 일정치 이하가 되면, 운전자에게 경보를 표시하거나, 경보음을 울리게 할 수도 있다. 또한, 브레이크제어회로와 연동하여, 브레이크 동작시키거나, 또한, 오토크루즈제어회로와 연동하여, 차간거리를 일정히 유지하여 주행시키는 것도 가능하다.
식별데이터를 분산배치하고 있는 경우에, 상관의 검출 동안에 상관이 낮다고 판정하였을 때에, 시간산출회로 (17) 의 동작을 정지 또는 유지하여, 시간산출회로 (17) 및 식별데이터발생을 초기 상태로부터 시작시키는 것이 바람직하다. 조기에 다음 검출상태로 하는 것에 의해, 효율적으로 대상물까지의 거리를 산출할 수 있게 된다.
본 발명의 펄스파레이더장치는 차량 탑재용 뿐만아니라, 복수의 펄스파레이더장치가 동시에 사용되는 것 같은 고정용의 펄스파레이더장치의 분야에서도 이용할 수 있다.
본 발명의 펄스파레이더장치는, 동일 영역내에 다수의 펄스파레이더장치가 존재한 경우라도, 자기의 송신파와 다른 장치의 송신파와의 구별을 할 수 있어, 고속동작의 신호처리를 적게 하여 대상물까지의 거리를 정확히 측정할 수 있다.
도 1 은 종래의 펄스파레이더장치의 구성을 설명하는 블록도,
도 2 은 종래의 펄스파레이더장치의 동작을 설명하는 타이밍챠트,
도 3 은 본 실시형태의 펄스파레이더장치의 개략구성을 설명하는 블록도,
도 4 는 본 실시형태의 펄스파레이더장치의 동작을 설명하는 타이밍차트,
도 5 는 본 실시형태의 펄스파레이더장치의 개략구성을 설명하는 블록도,
도 6 은 본 실시형태의 펄스파레이더장치의 개략구성을 설명하는 블록도,
도 7 은 본 실시형태의 펄스파레이더장치의 시간산출회로의 구성의 일부를 설명하는 도,
도 8 은 본 실시형태의 펄스파레이더장치의 개략구성을 설명하는 블록도 및,
도 9 는 본 실시형태의 펄스파레이더장치의 시간산출회로의 동작을 설명하는 타이밍 챠트.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11: 송신신호발생회로 12: RZ 부호변환회로
13: 송신회로 14: 국부발진회로
15: 수신회로 16: 신호분리회로
17: 시간산출회로 18: 판정회로
21: 송신안테나 22: 수신 안테나
31: 입력단자 32: 증폭기
33: 파형정형회로 (波形整形回路) 34: 입력단자
35: 플립플롭회로 36: 저역통과필터
37: 출력단자 81: 정보부호화기
82: 송신기 84: 안테나
85: 수신기 86: 위상검파기
87: A/D 변환기 88: 신호처리기

Claims (9)

  1. 거리측정용신호 및 사용자데이터신호를 다중한 송신신호를 발생하는 송신신호발생회로와,
    그 송신신호발생회로에서의 송신신호를 소정의 펄스폭의 RZ (Return-to-Zero) 부호에 RZ 변환한 RZ 전달신호를 발생하는 RZ 부호변환회로와,
    그 RZ 부호변환회로에서의 RZ 전달신호를 국부발진주파수로 강도변조 (强度變調) 한 송신파를 송신하는 송신회로와,
    그 송신회로에서의 송신파를 방사하는 송신안테나와, 대상물로부터 반사한 수신파를 수신하는 수신 안테나와, 그 수신 안테나로부터의 수신파를 검파하여 RZ 전달신호를 강도복조 (强度復調) 하는 수신회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 펄스파레이더장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 수신회로에서의 RZ 전달신호를 거리측정용신호 및 사용자데이터신호로 분리하는 신호분리회로를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 펄스파레이더장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 송신파를 방사하고 나서 상기 수신파를 수신하기까지의 시간을 검출하여 대상물까지의 전달왕복시간을 산출하는 시간산출회로를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 펄스파레이더장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 사용자데이터신호가 해당 펄스파레이더장치를 식별하는 식별데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스파레이더장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 신호분리회로에서 분리한 식별데이터와 상기 송신신호발생회로에서 다중하는 식별데이터가 일치하였을 때에 상기 시간산출회로의 산출하는 전달왕복시간을 유효라고 판정하는 판정회로를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 펄스파레이더장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 신호분리회로에서 분리한 식별데이터와 상기 송신신호발생회로에서 다중하는 식별데이터가 불일치라고 상기 판정회로가 판정하였을 때에, 상기 시간산출회로는 판정이 일치한 것으로 하여 그 시점 이전에 상기 판정회로가 유효라고 판정한 전달왕복시간을 유지하는 것을 특징으로 하는 펄스파레이더장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 사용자데이터신호가 펄스파레이더장치의 외부로 전달하기 위한 통신정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스파레이더장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 송신신호발생회로의 송신신호의 클록주기가 1 0 MHz 이하 인 것을 특징으로 하는 펄스파레이더장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 RZ 부호변환회로의 발생하는 RZ 전달신호의 부호의 펄스폭이 2 nsec 이하 인 것을 특징으로 하는 펄스파레이더장치.
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