JP2000338244A - コヒーレントレーザレーダ装置 - Google Patents
コヒーレントレーザレーダ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 非相関の複数の空間層の拡散スペクトルの和
の影響を抑制することができるコヒーレントレーザレー
ダ装置を得る。 【解決手段】 光学部品として、ＣＷレーザ、そのレー
ザ光の分岐レーザ光の一方を変調する光変調器、変調レ
ーザ光を送信光として目標に照射し、目標からの散乱光
を受光する光アンテナ、分岐レーザ光の他方を光アンテ
ナからの受信光と混合した混合光を光ヘテロダイン検波
する光検出器を有し、電気部品として、光変調器に変調
信号を送る擬似ランダム変調信号発生器、その変調信号
に時間遅延を与える時間遅延器、光検出器の出力信号と
時間遅延された変調信号を積算するミキサの出力信号と
時間遅延器の遅延時間により、物理情報を得る信号処理
手段を有し、擬似ランダム変調信号発生器は、１系列長
時間相当距離が有効受信距離範囲に比べて十分に長い系
列長を持つ擬似ランダム変調信号を用いた。
の影響を抑制することができるコヒーレントレーザレー
ダ装置を得る。 【解決手段】 光学部品として、ＣＷレーザ、そのレー
ザ光の分岐レーザ光の一方を変調する光変調器、変調レ
ーザ光を送信光として目標に照射し、目標からの散乱光
を受光する光アンテナ、分岐レーザ光の他方を光アンテ
ナからの受信光と混合した混合光を光ヘテロダイン検波
する光検出器を有し、電気部品として、光変調器に変調
信号を送る擬似ランダム変調信号発生器、その変調信号
に時間遅延を与える時間遅延器、光検出器の出力信号と
時間遅延された変調信号を積算するミキサの出力信号と
時間遅延器の遅延時間により、物理情報を得る信号処理
手段を有し、擬似ランダム変調信号発生器は、１系列長
時間相当距離が有効受信距離範囲に比べて十分に長い系
列長を持つ擬似ランダム変調信号を用いた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、目標の距離、速
度、密度分布、速度分布等の物理情報を測定することを
目的とするレーザレーダ装置に関し、特に、単一波長で
発振するＣＷレーザ光源を用い送信光を擬似ランダム系
列で変調したコヒーレントレーザレーダ装置に関する。
度、密度分布、速度分布等の物理情報を測定することを
目的とするレーザレーダ装置に関し、特に、単一波長で
発振するＣＷレーザ光源を用い送信光を擬似ランダム系
列で変調したコヒーレントレーザレーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】目標の距離、速度、密度分布、速度分布
等の物理情報を測定することを目的とする装置として
は、マイクロ波、ミリ波を用いたパルスドップラーレー
ダと光波（レーザ）を用いたコヒーレントレーザレーダ
装置とがある。両者はその周波数の違いから、前者は広
範囲、長距離の測定が可能であり、後者は高空間分解
能、高速度分解能が得られる特徴がある。
等の物理情報を測定することを目的とする装置として
は、マイクロ波、ミリ波を用いたパルスドップラーレー
ダと光波（レーザ）を用いたコヒーレントレーザレーダ
装置とがある。両者はその周波数の違いから、前者は広
範囲、長距離の測定が可能であり、後者は高空間分解
能、高速度分解能が得られる特徴がある。
【０００３】自動車、航空器等、ある程度の大きさを持
ち、反射あるいは散乱面としての境界面を持つ単一の目
標をハードターゲットという。また、ある空間に分布し
た多数の微少な散乱体からの散乱光を合成して受信光と
する場合、その空間分布した目標をソフトターゲットと
いう。
ち、反射あるいは散乱面としての境界面を持つ単一の目
標をハードターゲットという。また、ある空間に分布し
た多数の微少な散乱体からの散乱光を合成して受信光と
する場合、その空間分布した目標をソフトターゲットと
いう。
【０００４】ソフトターゲットが目標である風速や風速
分布といった測定においては、パルスドップラーレーダ
は主に大気中の雨滴、霧、雲の粒子を散乱体とし、その
エコーのドップラーシフトから風速を得ている。したが
って、大気中に雨滴、霧、雲の粒子のない晴天時では十
分な強度のエコーが得られず、パルスドップラーレーダ
では晴天時の乱気流が測れないという欠点がある。
分布といった測定においては、パルスドップラーレーダ
は主に大気中の雨滴、霧、雲の粒子を散乱体とし、その
エコーのドップラーシフトから風速を得ている。したが
って、大気中に雨滴、霧、雲の粒子のない晴天時では十
分な強度のエコーが得られず、パルスドップラーレーダ
では晴天時の乱気流が測れないという欠点がある。
【０００５】レーザ光を用いたコヒーレントレーザレー
ダ装置は、大気中のエアロゾルでも十分な散乱強度が得
られるため、晴天時でも風速や風速分布の測定ができ
る。このため、コヒーレントレーザレーダ装置は空港設
置や航空機搭載の乱気流を含む障害物検知装置として期
待されている。
ダ装置は、大気中のエアロゾルでも十分な散乱強度が得
られるため、晴天時でも風速や風速分布の測定ができ
る。このため、コヒーレントレーザレーダ装置は空港設
置や航空機搭載の乱気流を含む障害物検知装置として期
待されている。
【０００６】図７は竹内等による特公昭６４−２９０３
号公報に示されたレーザレーダ装置を示し、光源にＣＷ
レーザを用い、送信光を擬似ランダム信号で変調するこ
とによりターゲットの距離情報を得るレーザレーダ装置
である。図７において、１は送信部、２は受信部、３は
送信光学系、４は受信光学系である。送信部１は、ＣＷ
光を発振するレーザ発振器５、変調器６、擬似ランダム
信号（例えば、Ｍ系列やバーカ系列など）を発生する系
列発生器７よりなる。また、受信部２は、光検出器８、
遅延相関器９、表示記録部１０からなる。
号公報に示されたレーザレーダ装置を示し、光源にＣＷ
レーザを用い、送信光を擬似ランダム信号で変調するこ
とによりターゲットの距離情報を得るレーザレーダ装置
である。図７において、１は送信部、２は受信部、３は
送信光学系、４は受信光学系である。送信部１は、ＣＷ
光を発振するレーザ発振器５、変調器６、擬似ランダム
信号（例えば、Ｍ系列やバーカ系列など）を発生する系
列発生器７よりなる。また、受信部２は、光検出器８、
遅延相関器９、表示記録部１０からなる。
【０００７】次に図示構成の動作について説明する。レ
ーザ発振器５から発振したＣＷ光は、系列発生器７から
発生した擬似ランダム信号（１系列長Ｍビット，１ビッ
ト当たりの時間幅：τ）で変調を受け、送信光学系３か
ら送信光として大気中に放射される。送信光が受信光学
系４の視野に含まれる割合が０から正に変わる距離をＲ
ｍとする。この距離Ｒｍはこのレーザレーダ装置の最小
測定距離であり、Ｒｍより遠方にあるターゲットが測定
可能である。
ーザ発振器５から発振したＣＷ光は、系列発生器７から
発生した擬似ランダム信号（１系列長Ｍビット，１ビッ
ト当たりの時間幅：τ）で変調を受け、送信光学系３か
ら送信光として大気中に放射される。送信光が受信光学
系４の視野に含まれる割合が０から正に変わる距離をＲ
ｍとする。この距離Ｒｍはこのレーザレーダ装置の最小
測定距離であり、Ｒｍより遠方にあるターゲットが測定
可能である。
【０００８】ターゲットからの反射光は、受信光学系４
で受光され、光検出器８で検出され、電気信号に変換さ
れる。この受信信号を記録し、系列発生器７からの擬似
ランダム信号に時間遅延ｔdをかけたものとの相関処理
を遅延相関器９で行う。遅延時間ｔdを調整することに
より、受信光の往復時間ｔrが遅延時間ｔdと等しくなる
距離の反射強度の情報を距離分解能ｃτ／２（ｃ：光
速）で測定することができる。よって、遅延時間ｔdを
測定領域で掃引することにより、ハードターゲットを目
標とする場合その位置を、ソフトターゲットを目標とす
る場合その空間分布を測定することができる。
で受光され、光検出器８で検出され、電気信号に変換さ
れる。この受信信号を記録し、系列発生器７からの擬似
ランダム信号に時間遅延ｔdをかけたものとの相関処理
を遅延相関器９で行う。遅延時間ｔdを調整することに
より、受信光の往復時間ｔrが遅延時間ｔdと等しくなる
距離の反射強度の情報を距離分解能ｃτ／２（ｃ：光
速）で測定することができる。よって、遅延時間ｔdを
測定領域で掃引することにより、ハードターゲットを目
標とする場合その位置を、ソフトターゲットを目標とす
る場合その空間分布を測定することができる。
【０００９】光源に単一周波数で発振するＣＷレーザを
用い、受信部でヘテロダイン検波を行うことにより、タ
ーゲットのドップラシフト量を検出し、ターゲットの距
離情報だけでなく速度情報を得ることができる。
用い、受信部でヘテロダイン検波を行うことにより、タ
ーゲットのドップラシフト量を検出し、ターゲットの距
離情報だけでなく速度情報を得ることができる。
【００１０】光源にコヒーレントＣＷレーザを用いたコ
ヒーレントレーザレーダ装置は、上記パルスレーザを用
いたコヒーレントレーザレーダ装置の欠点を回避でき、
また、送信光に変調を行うことにより、任意の距離分解
能と速度分解能を得られる可能性がある。
ヒーレントレーザレーダ装置は、上記パルスレーザを用
いたコヒーレントレーザレーダ装置の欠点を回避でき、
また、送信光に変調を行うことにより、任意の距離分解
能と速度分解能を得られる可能性がある。
【００１１】図８は、平野等により特開平２−２８４０
８７号公報に示されたもので、光源に単一波長で発振す
るＣＷレーザを用いたコヒーレントＣＷレーサレーダ装
置である。図８に示す構成において、単一波長で発振す
るＣＷレーザ発振器３１からのレーザ光は、光分配器３
２により２つに分けられる。その一方は系列発生器３３
で発生する擬似ランダム変調信号に基づいて変調を行う
光変調器３４により変調され、偏光子３５、１／４波長
板３６を経て、送受光学系３７より送信光３８としてタ
ーゲット３９に向けて照射される。送信光３８は、ター
ゲット３９により散乱もしくは反射され、その散乱光も
しくは反射光の一部が受信光４０として、送受光学系３
７に受光される。受光された受信光４０は、１／４波長
板３６を経て、偏光子３５において送信光３８と分離さ
れ、光合波器４１に導かれる。
８７号公報に示されたもので、光源に単一波長で発振す
るＣＷレーザを用いたコヒーレントＣＷレーサレーダ装
置である。図８に示す構成において、単一波長で発振す
るＣＷレーザ発振器３１からのレーザ光は、光分配器３
２により２つに分けられる。その一方は系列発生器３３
で発生する擬似ランダム変調信号に基づいて変調を行う
光変調器３４により変調され、偏光子３５、１／４波長
板３６を経て、送受光学系３７より送信光３８としてタ
ーゲット３９に向けて照射される。送信光３８は、ター
ゲット３９により散乱もしくは反射され、その散乱光も
しくは反射光の一部が受信光４０として、送受光学系３
７に受光される。受光された受信光４０は、１／４波長
板３６を経て、偏光子３５において送信光３８と分離さ
れ、光合波器４１に導かれる。
【００１２】上記光分配器３２により分けられたレーザ
発振器３１からのレーザ光の他方は、光ヘテロダイン検
波におけるローカル光として用いる。ローカル光は、反
射鏡４２を経て周波数シフタ４３によりその光周波数を
中間周波数ｆIFだけシフトされた後、１／２波長板４４
により光合波器４１において受信光４０との偏光面が略
一致するように偏光面を９０°回転され、光合波器４１
において受信光４０と合波される。ローカル光と受信光
４０の混合光は光検出器であるＰＤ４５において光ヘテ
ロダイン検波される。ＰＤ４５からの受信信号は増幅器
４６で増幅され、帯域透過フィルタ４７を経て相関器４
８に至る。
発振器３１からのレーザ光の他方は、光ヘテロダイン検
波におけるローカル光として用いる。ローカル光は、反
射鏡４２を経て周波数シフタ４３によりその光周波数を
中間周波数ｆIFだけシフトされた後、１／２波長板４４
により光合波器４１において受信光４０との偏光面が略
一致するように偏光面を９０°回転され、光合波器４１
において受信光４０と合波される。ローカル光と受信光
４０の混合光は光検出器であるＰＤ４５において光ヘテ
ロダイン検波される。ＰＤ４５からの受信信号は増幅器
４６で増幅され、帯域透過フィルタ４７を経て相関器４
８に至る。
【００１３】相関器４８において、受信信号は、可変遅
延回路２８により任意の遅延時間ｔ dが与えられた送信
光を変調した擬似ランダム変調信号と積算され相関が取
られる。ターゲット３９が十分な反射率を持つハードタ
ーゲットであれば、ターゲット３９までの受信光の往復
時間ｔrが遅延時間ｔdと等しくなったときに電力測定器
４９で相関器４８の出力電力のピークが得られる。ま
た、ターゲットの移動に伴う受信光のドップラー周波数
をｆdとすると、周波数弁別器２６では相関器４８の出
力周波数としてｆIF−ｆdが得られる。よって、制御装
置２７により遅延時間ｔdを測定領域で掃引することに
より、電力測定器４９からターゲットの距離情報、周波
数弁別器２６からハードターゲットの速度情報を得るこ
とができる。
延回路２８により任意の遅延時間ｔ dが与えられた送信
光を変調した擬似ランダム変調信号と積算され相関が取
られる。ターゲット３９が十分な反射率を持つハードタ
ーゲットであれば、ターゲット３９までの受信光の往復
時間ｔrが遅延時間ｔdと等しくなったときに電力測定器
４９で相関器４８の出力電力のピークが得られる。ま
た、ターゲットの移動に伴う受信光のドップラー周波数
をｆdとすると、周波数弁別器２６では相関器４８の出
力周波数としてｆIF−ｆdが得られる。よって、制御装
置２７により遅延時間ｔdを測定領域で掃引することに
より、電力測定器４９からターゲットの距離情報、周波
数弁別器２６からハードターゲットの速度情報を得るこ
とができる。
【００１４】図９にソフトターゲットを測定する場合の
構成図を示す。図８とは相関器４８以降の信号処理部が
異なる。レーザ光の変調、送受信および擬似ランダム変
調信号との相関に至るまでは上記と動作は等しい。相関
器４８の出力信号は、受信光の往復時間ｔrが遅延時間
ｔdと等しくなる距離からの受信信号に対し相関が一致
し、周波数ｆIF−ｆdに大きなピークを持つ。それ以外
の距離からの受信信号は非相関となり、その周波数スペ
クトルは、スペクトル拡散され、広い周波数範囲に拡が
る。
構成図を示す。図８とは相関器４８以降の信号処理部が
異なる。レーザ光の変調、送受信および擬似ランダム変
調信号との相関に至るまでは上記と動作は等しい。相関
器４８の出力信号は、受信光の往復時間ｔrが遅延時間
ｔdと等しくなる距離からの受信信号に対し相関が一致
し、周波数ｆIF−ｆdに大きなピークを持つ。それ以外
の距離からの受信信号は非相関となり、その周波数スペ
クトルは、スペクトル拡散され、広い周波数範囲に拡が
る。
【００１５】図９の信号処理部では、相関器４８の出力
信号をＡＤ変換器１０１によりデジタル信号に変換し、
ＦＦＴ回路１０２により周波数スペクトルを求め、信号
抽出回路１０３により周波数ｆIF−ｆdとなるピークを
検出する。ピークの周波数と強度から受信光の往復時間
ｔrが遅延時間ｔdと等しくなる距離における目標の速
度、分布密度等が得られる。
信号をＡＤ変換器１０１によりデジタル信号に変換し、
ＦＦＴ回路１０２により周波数スペクトルを求め、信号
抽出回路１０３により周波数ｆIF−ｆdとなるピークを
検出する。ピークの周波数と強度から受信光の往復時間
ｔrが遅延時間ｔdと等しくなる距離における目標の速
度、分布密度等が得られる。
【００１６】ソフトターゲットを目標とするコヒーレン
トＣＷレーザレーダ装置の受信信号は次式（１）で表さ
れる。
トＣＷレーザレーダ装置の受信信号は次式（１）で表さ
れる。
【００１７】
【数１】
【００１８】ここで、ＰCW：送信光出力、β（Ｒ）：目
標（ソフトターゲット）の後方散乱係数、Ｄｒ：受信光
学系開口径、Ｔ（Ｒ）：大気透過率、Ｔt：送信光学系
透過率、Ｔr：受信光学系透過率、ＳＲＦ（Ｒ）：信号
減衰係数、Ｒ：距離
標（ソフトターゲット）の後方散乱係数、Ｄｒ：受信光
学系開口径、Ｔ（Ｒ）：大気透過率、Ｔt：送信光学系
透過率、Ｔr：受信光学系透過率、ＳＲＦ（Ｒ）：信号
減衰係数、Ｒ：距離
【００１９】また、大気透過率Ｔ（Ｒ）と信号減衰係数
ＳＲＦ（Ｒ）は次式（２）〜（４）で表される。
ＳＲＦ（Ｒ）は次式（２）〜（４）で表される。
【００２０】
【数２】
【００２１】ここで、α（Ｒ’）：大気減衰係数、Ｆ：
受信光学系集光点距離、ｋ＝２π／λ、Ｈ＝２．９１４
３８３、Ｃ2 n（Ｒ）：大気構造定数
受信光学系集光点距離、ｋ＝２π／λ、Ｈ＝２．９１４
３８３、Ｃ2 n（Ｒ）：大気構造定数
【００２２】大気のような空間に分布したソフトターゲ
ットをＣＷレーザ光で測定する場合、図１０に示すよう
に空間を送信光の光軸に沿った厚さがΔＲである薄い層
の連なりと考える。ここで、ΔＲは距離分解能で次式
（５）で表される。
ットをＣＷレーザ光で測定する場合、図１０に示すよう
に空間を送信光の光軸に沿った厚さがΔＲである薄い層
の連なりと考える。ここで、ΔＲは距離分解能で次式
（５）で表される。
【００２３】
【数３】
【００２４】ここで、τ：擬似ランダム変調信号の１ビ
ット（要素）当たりの時間幅
ット（要素）当たりの時間幅
【００２５】各層毎にその層の目標（ソフトーターゲッ
ト）が持つ反射率と同じ反射率を持つ反射体があると仮
定すると、式（１）は以下のようになる。
ト）が持つ反射率と同じ反射率を持つ反射体があると仮
定すると、式（１）は以下のようになる。
【００２６】
【数４】
【００２７】擬似ランダム変調ＣＷコヒーレントライダ
においては、相関処理により単一の大気層の受信信号を
信号成分としている。ｋ番目の層からの受信信号は以下
のように表される。
においては、相関処理により単一の大気層の受信信号を
信号成分としている。ｋ番目の層からの受信信号は以下
のように表される。
【００２８】
【数５】
【００２９】一般に、Ｓ／Ｎ比は信号強度とショット雑
音および熱雑音といった受信系のシステム雑音の比で表
される。Ｓ／Ｎ比は次式で現される。
音および熱雑音といった受信系のシステム雑音の比で表
される。Ｓ／Ｎ比は次式で現される。
【００３０】
【数６】
【００３１】ここで、ηf：電気フィルタ効率、Ｂ：受
信帯域幅である。
信帯域幅である。
【００３２】受信帯域幅は、相関操作を行うのに必要な
時間、即ち、擬似ランダム変調信号の１系列長に相当す
る時間（１系列長時間）に反比例する。よって、必要な
Ｓ／Ｎ比を得るための１系列長時間は式（８）より求ま
る。
時間、即ち、擬似ランダム変調信号の１系列長に相当す
る時間（１系列長時間）に反比例する。よって、必要な
Ｓ／Ｎ比を得るための１系列長時間は式（８）より求ま
る。
【００３３】
【発明が解決しようとする課題】ハードターゲットの場
合と異なり、ソフトターゲットでは式（６）にあるよう
に同時に複数の空間層からの散乱光を受光する。擬似ラ
ンダム変調を行うことにより、注目していない非相関の
空間層の受信信号はそれぞれスペクトル拡散させてい
る。しかし、複数の空間層の拡散スペクトルの和を考え
たときに、注目している相関の一致した空間層からの受
信信号に対して十分にその強度の最大値が抑えられてい
ることが必要である。
合と異なり、ソフトターゲットでは式（６）にあるよう
に同時に複数の空間層からの散乱光を受光する。擬似ラ
ンダム変調を行うことにより、注目していない非相関の
空間層の受信信号はそれぞれスペクトル拡散させてい
る。しかし、複数の空間層の拡散スペクトルの和を考え
たときに、注目している相関の一致した空間層からの受
信信号に対して十分にその強度の最大値が抑えられてい
ることが必要である。
【００３４】図１１に式（７）を用いて求めたコヒーレ
ントＣＷレーザレーダ装置の受信強度の距離依存性の例
を示す。ピークの位置や大きさは、受信光学系集光点距
離Ｆや受信光学系開口径Ｄｒにより決まる。図より、有
効な受信強度が得られる有効受信距離範囲が存在するこ
とが分る。したがって、有効受信距離範囲内にある空間
層からの受信信号を考えればよい。
ントＣＷレーザレーダ装置の受信強度の距離依存性の例
を示す。ピークの位置や大きさは、受信光学系集光点距
離Ｆや受信光学系開口径Ｄｒにより決まる。図より、有
効な受信強度が得られる有効受信距離範囲が存在するこ
とが分る。したがって、有効受信距離範囲内にある空間
層からの受信信号を考えればよい。
【００３５】図１２に示す条件において、ＦＦＴ回路１
０２で得られる受信信号の周波数スペクトルを求める。
有効受信距離範囲を擬似ランダム変調信号の９ビットに
相当する９×ΔＲとし、式（８）から求まる擬似ランダ
ム変調信号の１系列長を３１ビットとしている。よっ
て、１系列長時間相当距離（１系列長の時間で往復でき
る距離と定義する。）は３１×ΔＲである。擬似ランダ
ム変調信号に用いる擬似ランダム系列を３１ビットのＭ
系列とし、有効受信距離範囲にある１つの空間層に相関
が一致するように遅延時間を設定する。ドップラーシフ
トは、相関を一致させた空間層のみに存在する。
０２で得られる受信信号の周波数スペクトルを求める。
有効受信距離範囲を擬似ランダム変調信号の９ビットに
相当する９×ΔＲとし、式（８）から求まる擬似ランダ
ム変調信号の１系列長を３１ビットとしている。よっ
て、１系列長時間相当距離（１系列長の時間で往復でき
る距離と定義する。）は３１×ΔＲである。擬似ランダ
ム変調信号に用いる擬似ランダム系列を３１ビットのＭ
系列とし、有効受信距離範囲にある１つの空間層に相関
が一致するように遅延時間を設定する。ドップラーシフ
トは、相関を一致させた空間層のみに存在する。
【００３６】この条件のもとで、ＦＦＴ回路１０２で得
られる受信信号の周波数スペクトルを求めた結果を図１
３に示す。図１３の横軸は、中間周波数ｆIFを基準とし
た周波数である。非相関の複数の空間層の拡散スペクト
ルの和はパルス幅τの方形波が持つスペクトル波形を包
絡線とする広い周波数域に拡がった信号となっている。
（図中、ｆB＝１／τである。）ただし、図からも明ら
かなように、擬似ランダム変調信号の種類、系列長、時
間幅等により、大きな値を持つピークが幾つか存在す
る。これらのピーク値が注目している相関の一致した空
間層からの受信信号のスペクトルが持つピーク値と同程
度もしくはそれ以上の値となれば、注目している相関の
一致した空間層の情報を得ることができない。図１３に
おいて、相関の一致した空間層からの受信信号のスペク
トルは周波数−ｆdに単一の鋭いピークを持つが、非相
関の複数の空間層の拡散スペクトルの和に隠されてい
る。
られる受信信号の周波数スペクトルを求めた結果を図１
３に示す。図１３の横軸は、中間周波数ｆIFを基準とし
た周波数である。非相関の複数の空間層の拡散スペクト
ルの和はパルス幅τの方形波が持つスペクトル波形を包
絡線とする広い周波数域に拡がった信号となっている。
（図中、ｆB＝１／τである。）ただし、図からも明ら
かなように、擬似ランダム変調信号の種類、系列長、時
間幅等により、大きな値を持つピークが幾つか存在す
る。これらのピーク値が注目している相関の一致した空
間層からの受信信号のスペクトルが持つピーク値と同程
度もしくはそれ以上の値となれば、注目している相関の
一致した空間層の情報を得ることができない。図１３に
おいて、相関の一致した空間層からの受信信号のスペク
トルは周波数−ｆdに単一の鋭いピークを持つが、非相
関の複数の空間層の拡散スペクトルの和に隠されてい
る。
【００３７】このように非相関の複数の空間層の拡散ス
ペクトルの和の影響により、コヒーレントＣＷレーザレ
ーダ装置を用いてソフトターゲットの測定を十分な精度
で行なえないという欠点がある。
ペクトルの和の影響により、コヒーレントＣＷレーザレ
ーダ装置を用いてソフトターゲットの測定を十分な精度
で行なえないという欠点がある。
【００３８】この発明は上述した従来例に係る問題点を
解消するためになされたもので、信号強度とショット雑
音および熱雑音といった受信系のシステム雑音の比で表
されるＳ／Ｎ比を高くするとともに、非相関の複数の空
間層の拡散スペクトルの和の影響を抑制することができ
るコヒーレントレーザレーダ装置を得ることを目的とす
るものである。
解消するためになされたもので、信号強度とショット雑
音および熱雑音といった受信系のシステム雑音の比で表
されるＳ／Ｎ比を高くするとともに、非相関の複数の空
間層の拡散スペクトルの和の影響を抑制することができ
るコヒーレントレーザレーダ装置を得ることを目的とす
るものである。
【００３９】
【課題を解決するための手段】この発明に係るコヒーレ
ントレーザレーダ装置は、光学部品として、単一波長で
発振するＣＷレーザと、上記ＣＷレーザからのレーザ光
を分岐する分岐手段と、上記分岐手段により分岐された
レーザ光の一方を変調する光変調器と、上記変調された
レーザ光を送信光として目標に向けて照射し、目標から
の散乱光を受光する光アンテナと、上記分岐手段により
分岐されたレーザ光の他方をローカル光として上記光ア
ンテナからの受信光と混合する混合手段と、上記混合さ
れた光を光ヘテロダイン検波する光検出器とを有し、電
気部品として、上記光変調器に変調信号を送る擬似ラン
ダム変調信号発生器と、上記擬似ランダム変調信号発生
器の変調信号の一部に時間遅延を与える時間遅延器と、
上記光検出器の出力信号と上記時間遅延器からの時間遅
延された変調信号との積算を取る相関器と、上記相関器
の出力信号の強度および周波数と上記時間遅延器におけ
る遅延時間により、目標の距離、速度等の物理情報を得
る信号処理手段とを有し、上記擬似ランダム変調信号発
生器は、擬似ランダム変調信号として、１系列長分に要
する時間が上記光アンテナに十分な強度の受信光が得ら
れる距離範囲を光が往復するのに要する時間より十分に
大きい擬似ランダム系列を用いたことを特徴とするもの
である。
ントレーザレーダ装置は、光学部品として、単一波長で
発振するＣＷレーザと、上記ＣＷレーザからのレーザ光
を分岐する分岐手段と、上記分岐手段により分岐された
レーザ光の一方を変調する光変調器と、上記変調された
レーザ光を送信光として目標に向けて照射し、目標から
の散乱光を受光する光アンテナと、上記分岐手段により
分岐されたレーザ光の他方をローカル光として上記光ア
ンテナからの受信光と混合する混合手段と、上記混合さ
れた光を光ヘテロダイン検波する光検出器とを有し、電
気部品として、上記光変調器に変調信号を送る擬似ラン
ダム変調信号発生器と、上記擬似ランダム変調信号発生
器の変調信号の一部に時間遅延を与える時間遅延器と、
上記光検出器の出力信号と上記時間遅延器からの時間遅
延された変調信号との積算を取る相関器と、上記相関器
の出力信号の強度および周波数と上記時間遅延器におけ
る遅延時間により、目標の距離、速度等の物理情報を得
る信号処理手段とを有し、上記擬似ランダム変調信号発
生器は、擬似ランダム変調信号として、１系列長分に要
する時間が上記光アンテナに十分な強度の受信光が得ら
れる距離範囲を光が往復するのに要する時間より十分に
大きい擬似ランダム系列を用いたことを特徴とするもの
である。
【００４０】また、上記擬似ランダム変調信号発生器
は、上記擬似ランダム変調信号を１系列長分に要する時
間が上記光アンテナに十分な強度の受信光が得られる距
離範囲を光が往復するのに要する時間の３０倍より大き
くしたことを特徴とするものである。
は、上記擬似ランダム変調信号を１系列長分に要する時
間が上記光アンテナに十分な強度の受信光が得られる距
離範囲を光が往復するのに要する時間の３０倍より大き
くしたことを特徴とするものである。
【００４１】
【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に係るコヒーレントレーザレーダ装置を示
す構成図である。図１に示す構成において、単一波長ｆ
0で発振するＣＷレーザ５１からのレーザ光は光ファイ
バに結合されており、光ファイバに結合されたレーザ光
は、第１のファイバ型の光カプラ５２により２つに分け
られる。２つに分けられたレーザ光の一方は、送信光と
して、他方は、光ヘテロダイン検波におけるローカル光
として用いる。
実施の形態１に係るコヒーレントレーザレーダ装置を示
す構成図である。図１に示す構成において、単一波長ｆ
0で発振するＣＷレーザ５１からのレーザ光は光ファイ
バに結合されており、光ファイバに結合されたレーザ光
は、第１のファイバ型の光カプラ５２により２つに分け
られる。２つに分けられたレーザ光の一方は、送信光と
して、他方は、光ヘテロダイン検波におけるローカル光
として用いる。
【００４２】送信光は、光ファイバの光路中に置かれた
光変調器５３および高出力光ファイバ増幅器５４を経
て、送受分離光アンテナ５５に至る。光変調器５３は、
擬似ランダム信号発生装置５６からの擬似ランダム系列
（例えば、Ｍ系列）に対応した擬似ランダム変調信号に
より送信光を変調する。変調は、強度変調、周波数変
調、位相変調の何れでも構わないが、ここでは、擬似ラ
ンダム系列にＭ系列（系列数N、１ビットの時間幅τ）
を変調に位相変調を用いた例を示す。
光変調器５３および高出力光ファイバ増幅器５４を経
て、送受分離光アンテナ５５に至る。光変調器５３は、
擬似ランダム信号発生装置５６からの擬似ランダム系列
（例えば、Ｍ系列）に対応した擬似ランダム変調信号に
より送信光を変調する。変調は、強度変調、周波数変
調、位相変調の何れでも構わないが、ここでは、擬似ラ
ンダム系列にＭ系列（系列数N、１ビットの時間幅τ）
を変調に位相変調を用いた例を示す。
【００４３】図２に送信光の変調例を示す。擬似ランダ
ム信号発生装置５６は時間τごとに擬似ランダム系列の
値［１，０］に応じて［１，−１］の電圧を出力する擬
似ランダム変調信号を繰返し連続に発生する。光変調器
５３では擬似ランダム変調信号の値［１，−１］に応じ
て送信光に［０，−π］の２値の位相変調を行う。
ム信号発生装置５６は時間τごとに擬似ランダム系列の
値［１，０］に応じて［１，−１］の電圧を出力する擬
似ランダム変調信号を繰返し連続に発生する。光変調器
５３では擬似ランダム変調信号の値［１，−１］に応じ
て送信光に［０，−π］の２値の位相変調を行う。
【００４４】送受分離光アンテナ５５は、光ファイバか
らの送信光をビーム径Ｄrと波面の曲率半径Ｆを持つレ
ーザビームに変換し、それをターゲット（目標）５７に
向けて照射する第１の機能と、ターゲット（目標）５７
における上記レーザビームの散乱光または反射光の一部
を受光し光ヘテロダイン検波を行う光検出器５８に至る
光ファイバに結合する第２の機能を持つ。ターゲット
（目標）５７がレーザレーダ装置に対して移動していれ
ば、受信光は、その移動速度に応じたドップラーシフト
を受けるので受信光の周波数はｆ0＋ｆdとなる。（ドッ
プラー周波数をｆ dとする。）
らの送信光をビーム径Ｄrと波面の曲率半径Ｆを持つレ
ーザビームに変換し、それをターゲット（目標）５７に
向けて照射する第１の機能と、ターゲット（目標）５７
における上記レーザビームの散乱光または反射光の一部
を受光し光ヘテロダイン検波を行う光検出器５８に至る
光ファイバに結合する第２の機能を持つ。ターゲット
（目標）５７がレーザレーダ装置に対して移動していれ
ば、受信光は、その移動速度に応じたドップラーシフト
を受けるので受信光の周波数はｆ0＋ｆdとなる。（ドッ
プラー周波数をｆ dとする。）
【００４５】上述のローカル光に用いる第１のファイバ
型の光カプラ５２により２つに分けられた他方のレーザ
光は、光ファイバの光路中に置かれた周波数シフタ５９
を経て、第２のファイバ型の光カプラ６１により送受分
離光アンテナ５５からの受信光と混合された後、光検出
器５８に至る。周波数シフタ５９において、ローカル光
は、中間周波数ｆIF分の周波数シフトを受け、その周波
数はｆ0＋ｆIFとなる。
型の光カプラ５２により２つに分けられた他方のレーザ
光は、光ファイバの光路中に置かれた周波数シフタ５９
を経て、第２のファイバ型の光カプラ６１により送受分
離光アンテナ５５からの受信光と混合された後、光検出
器５８に至る。周波数シフタ５９において、ローカル光
は、中間周波数ｆIF分の周波数シフトを受け、その周波
数はｆ0＋ｆIFとなる。
【００４６】混合された受信光とローカル光は、光検出
器５８において自乗検波されることにより光ヘテロダイ
ン検波される。これにより、受信光とローカル光のビー
ト信号が出力される。受信光とローカル光のビート信号
は、可変遅延器６３により任意の遅延時間ｔdの時間遅
延を受けた擬似ランダム信号発生装置５６からの擬似ラ
ンダム変調信号と相関器６２において積算されることに
より、相関が取られる。信号処理装置６４において、相
関器６２からの相関信号の信号強度、周波数解析を行
い、ターゲット（目標）検出、ドップラー周波数の検出
を行う。
器５８において自乗検波されることにより光ヘテロダイ
ン検波される。これにより、受信光とローカル光のビー
ト信号が出力される。受信光とローカル光のビート信号
は、可変遅延器６３により任意の遅延時間ｔdの時間遅
延を受けた擬似ランダム信号発生装置５６からの擬似ラ
ンダム変調信号と相関器６２において積算されることに
より、相関が取られる。信号処理装置６４において、相
関器６２からの相関信号の信号強度、周波数解析を行
い、ターゲット（目標）検出、ドップラー周波数の検出
を行う。
【００４７】ここでは、擬似ランダム変調信号が擬似ラ
ンダム信号発生装置５６で発生してから光変調器５３が
送信光を変調するまでに要する時間、可変遅延器６３で
与えられる遅延時間ｔdを除いて擬似ランダム変調信号
が擬似ランダム信号発生装置５６で発生してから相関器
６２に至る時間および受信光とローカル光のビート信号
が光検出器５８から相関器６２に至る時間を無視できる
ものとする。ターゲット（目標）がソフトターゲットで
ある場合の相関器６２からの出力信号の周波数スペクト
ルは基本的にコヒーレントＣＷレーザレーダの従来例に
等しい。
ンダム信号発生装置５６で発生してから光変調器５３が
送信光を変調するまでに要する時間、可変遅延器６３で
与えられる遅延時間ｔdを除いて擬似ランダム変調信号
が擬似ランダム信号発生装置５６で発生してから相関器
６２に至る時間および受信光とローカル光のビート信号
が光検出器５８から相関器６２に至る時間を無視できる
ものとする。ターゲット（目標）がソフトターゲットで
ある場合の相関器６２からの出力信号の周波数スペクト
ルは基本的にコヒーレントＣＷレーザレーダの従来例に
等しい。
【００４８】この実施の形態１においては、信号強度と
ショット雑音および熱雑音といった受信系のシステム雑
音の比で表されるＳ／Ｎ比を高くするとともに、非相関
の複数の空間層の拡散スペクトルの和の影響を抑制する
ために、擬似ランダム信号発生装置５６で発生させる擬
似ランダム変調信号に、１系列長時間相当距離が有効受
信距離範囲に比べて十分に長い系列長を持つ擬似ランダ
ム変調信号を用いたことを特徴とする。
ショット雑音および熱雑音といった受信系のシステム雑
音の比で表されるＳ／Ｎ比を高くするとともに、非相関
の複数の空間層の拡散スペクトルの和の影響を抑制する
ために、擬似ランダム信号発生装置５６で発生させる擬
似ランダム変調信号に、１系列長時間相当距離が有効受
信距離範囲に比べて十分に長い系列長を持つ擬似ランダ
ム変調信号を用いたことを特徴とする。
【００４９】これにより、有効受信距離範囲にある非相
関の空間層の数が全体の系列数に占める割合いを小さく
することで、非相関の複数の空間層の拡散スペクトルの
和の強度を抑制することができる。
関の空間層の数が全体の系列数に占める割合いを小さく
することで、非相関の複数の空間層の拡散スペクトルの
和の強度を抑制することができる。
【００５０】相関器６２からの出力信号の周波数スペク
トルを求める。有効受信距離範囲は、受信光学系集光点
距離Ｆや受信光学系開口径Ｄrにより決まる。図３に示
すように、有効受信距離範囲を擬似ランダム変調信号の
９ビットに相当する９×ΔＲとする（図３（ａ）参
照）。用いた擬似ランダム変調信号は擬似ランダム系列
が１２７ビットのＭ系列とし、有効受信距離範囲にある
１つの空間層に相関が一致するように遅延時間を設定す
る（図３（ｂ）参照）。有効受信距離範囲と１系列長時
間相当距離がほぼ１：１４となる関係である。
トルを求める。有効受信距離範囲は、受信光学系集光点
距離Ｆや受信光学系開口径Ｄrにより決まる。図３に示
すように、有効受信距離範囲を擬似ランダム変調信号の
９ビットに相当する９×ΔＲとする（図３（ａ）参
照）。用いた擬似ランダム変調信号は擬似ランダム系列
が１２７ビットのＭ系列とし、有効受信距離範囲にある
１つの空間層に相関が一致するように遅延時間を設定す
る（図３（ｂ）参照）。有効受信距離範囲と１系列長時
間相当距離がほぼ１：１４となる関係である。
【００５１】図４に、このときの出力信号の周波数スペ
クトルを示す。図１３に示す従来例に比べ、明らかに非
相関の複数の空間層の拡散スペクトルの和の強度を抑制
され、相関の一致した空間層からの受信信号のスペクト
ルは、単一の鋭いピークが周波数−ｆdに現れている。
クトルを示す。図１３に示す従来例に比べ、明らかに非
相関の複数の空間層の拡散スペクトルの和の強度を抑制
され、相関の一致した空間層からの受信信号のスペクト
ルは、単一の鋭いピークが周波数−ｆdに現れている。
【００５２】さらに、図５（ａ），（ｂ）に示すよう
に、有効受信距離範囲と１系列長時間相当距離の比を大
きくした条件での出力信号の周波数スペクトルを図６に
示す。このときの有効受信距離範囲と１系列長時間相当
距離の比はほぼ１：５７である。用いた擬似ランダム変
調信号は、擬似ランダム系列が５１１ビットのＭ系列で
ある。図４に比べ、さらに非相関の複数の空間層の拡散
スペクトルの和の強度は抑制され、周波数 に現れる相
関の一致した空間層からの受信信号のスペクトルとの強
度比は最大値の比較で１２ｄＢ以上となっている。
に、有効受信距離範囲と１系列長時間相当距離の比を大
きくした条件での出力信号の周波数スペクトルを図６に
示す。このときの有効受信距離範囲と１系列長時間相当
距離の比はほぼ１：５７である。用いた擬似ランダム変
調信号は、擬似ランダム系列が５１１ビットのＭ系列で
ある。図４に比べ、さらに非相関の複数の空間層の拡散
スペクトルの和の強度は抑制され、周波数 に現れる相
関の一致した空間層からの受信信号のスペクトルとの強
度比は最大値の比較で１２ｄＢ以上となっている。
【００５３】周波数−ｆdに現れる相関の一致した空間
層からの受信信号のスペクトルのピーク値と非相関の複
数の空間層の拡散スペクトルの和の最大強度との比を１
０ｄＢ以上とするための条件は、１系列長時間相当距離
を有効受信距離範囲の３０倍以上とすることである。
層からの受信信号のスペクトルのピーク値と非相関の複
数の空間層の拡散スペクトルの和の最大強度との比を１
０ｄＢ以上とするための条件は、１系列長時間相当距離
を有効受信距離範囲の３０倍以上とすることである。
【００５４】以上のように、上記実施の形態に係るコヒ
ーレントＣＷレーザレーダ装置では、１系列長時間相当
距離が有効受信距離範囲に比べて十分に長い系列長を持
つ擬似ランダム変調信号を用いることにより、ソフトタ
ーゲットの測定においても、非相関の複数の空間層の拡
散スペクトルの和の影響を抑制することができ、精度の
高い測定を行うことができる効果がある。また、１系列
長時間相当距離を有効受信距離範囲の３０倍以上とする
ことで相関の一致した空間層からの受信信号のスペクト
ルのピーク値と非相関の複数の空間層の拡散スペクトル
の和の最大強度との比を１０ｄＢ以上とすることができ
る効果がある。さらに、１系列長時間の長い擬似ランダ
ム変調信号を使うことから、高いＳ／Ｎ比が得られる効
果がある。
ーレントＣＷレーザレーダ装置では、１系列長時間相当
距離が有効受信距離範囲に比べて十分に長い系列長を持
つ擬似ランダム変調信号を用いることにより、ソフトタ
ーゲットの測定においても、非相関の複数の空間層の拡
散スペクトルの和の影響を抑制することができ、精度の
高い測定を行うことができる効果がある。また、１系列
長時間相当距離を有効受信距離範囲の３０倍以上とする
ことで相関の一致した空間層からの受信信号のスペクト
ルのピーク値と非相関の複数の空間層の拡散スペクトル
の和の最大強度との比を１０ｄＢ以上とすることができ
る効果がある。さらに、１系列長時間の長い擬似ランダ
ム変調信号を使うことから、高いＳ／Ｎ比が得られる効
果がある。
【００５５】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、光学
部品として、単一波長で発振するＣＷレーザと、上記Ｃ
Ｗレーザからのレーザ光を分岐する分岐手段と、上記分
岐手段により分岐されたレーザ光の一方を変調する光変
調器と、上記変調されたレーザ光を送信光として目標に
向けて照射し、目標からの散乱光を受光する光アンテナ
と、上記分岐手段により分岐されたレーザ光の他方をロ
ーカル光として上記光アンテナからの受信光と混合する
混合手段と、上記混合された光を光ヘテロダイン検波す
る光検出器とを有し、電気部品として、上記光変調器に
変調信号を送る擬似ランダム変調信号発生器と、上記擬
似ランダム変調信号発生器の変調信号の一部に時間遅延
を与える時間遅延器と、上記光検出器の出力信号と上記
時間遅延器からの時間遅延された変調信号との積算を取
る相関器と、上記相関器の出力信号の強度および周波数
と上記時間遅延器における遅延時間により、目標の距
離、速度等の物理情報を得る信号処理手段とを有し、上
記擬似ランダム変調信号発生器は、擬似ランダム変調信
号として、１系列長分に要する時間が上記光アンテナに
十分な強度の受信光が得られる距離範囲を光が往復する
のに要する時間より十分に大きい擬似ランダム系列を用
いるようにしたので、ソフトターゲットの測定において
も、非相関の複数の空間層の拡散スペクトルの和の影響
を抑制することができ、精度の高い測定を行うことがで
きると共に、１系列長時間の長い擬似ランダム変調信号
を使うことから、高いＳ／Ｎ比が得られる効果がある。
部品として、単一波長で発振するＣＷレーザと、上記Ｃ
Ｗレーザからのレーザ光を分岐する分岐手段と、上記分
岐手段により分岐されたレーザ光の一方を変調する光変
調器と、上記変調されたレーザ光を送信光として目標に
向けて照射し、目標からの散乱光を受光する光アンテナ
と、上記分岐手段により分岐されたレーザ光の他方をロ
ーカル光として上記光アンテナからの受信光と混合する
混合手段と、上記混合された光を光ヘテロダイン検波す
る光検出器とを有し、電気部品として、上記光変調器に
変調信号を送る擬似ランダム変調信号発生器と、上記擬
似ランダム変調信号発生器の変調信号の一部に時間遅延
を与える時間遅延器と、上記光検出器の出力信号と上記
時間遅延器からの時間遅延された変調信号との積算を取
る相関器と、上記相関器の出力信号の強度および周波数
と上記時間遅延器における遅延時間により、目標の距
離、速度等の物理情報を得る信号処理手段とを有し、上
記擬似ランダム変調信号発生器は、擬似ランダム変調信
号として、１系列長分に要する時間が上記光アンテナに
十分な強度の受信光が得られる距離範囲を光が往復する
のに要する時間より十分に大きい擬似ランダム系列を用
いるようにしたので、ソフトターゲットの測定において
も、非相関の複数の空間層の拡散スペクトルの和の影響
を抑制することができ、精度の高い測定を行うことがで
きると共に、１系列長時間の長い擬似ランダム変調信号
を使うことから、高いＳ／Ｎ比が得られる効果がある。
【００５６】また、上記擬似ランダム変調信号発生器
は、上記擬似ランダム変調信号を１系列長分に要する時
間が上記光アンテナに十分な強度の受信光が得られる距
離範囲を光が往復するのに要する時間の３０倍より大き
くすることにより、相関の一致した空間層からの受信信
号のスペクトルのピーク値と非相関の複数の空間層の拡
散スペクトルの和の最大強度との比を１０ｄＢ以上とす
ることができる効果がある。
は、上記擬似ランダム変調信号を１系列長分に要する時
間が上記光アンテナに十分な強度の受信光が得られる距
離範囲を光が往復するのに要する時間の３０倍より大き
くすることにより、相関の一致した空間層からの受信信
号のスペクトルのピーク値と非相関の複数の空間層の拡
散スペクトルの和の最大強度との比を１０ｄＢ以上とす
ることができる効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１に係るコヒーレント
レーザレーダ装置を示す構成図である。
レーザレーダ装置を示す構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１における送信光の変
調例を示す説明図である。
調例を示す説明図である。
【図３】 この発明の実施の形態１に係る信号強度と擬
似ランダム変調信号の系列長の説明図である。
似ランダム変調信号の系列長の説明図である。
【図４】 図３に示す条件での受信信号の周波数スペク
トルを示す説明図である。
トルを示す説明図である。
【図５】 有効受信距離範囲と１系列長時間相当距離の
比を大きくした場合の信号強度と擬似ランダム変調信号
の系列長の説明図である。
比を大きくした場合の信号強度と擬似ランダム変調信号
の系列長の説明図である。
【図６】 図５に示す条件での受信信号の周波数スペク
トルを示す説明図である。
トルを示す説明図である。
【図７】 特公昭６４−２９０３号公報に示されたレー
ザレーダ装置を示す構成図である。
ザレーダ装置を示す構成図である。
【図８】 特開平２−２８４０８７号公報に示されたコ
ヒーレントＣＷレーサレーダ装置の構成図である。
ヒーレントＣＷレーサレーダ装置の構成図である。
【図９】 ソフトターゲットを測定する場合の従来の構
成図である。
成図である。
【図１０】 大気のような空間に分布したソフトターゲ
ットをＣＷレーザ光で測定する場合の説明図である。
ットをＣＷレーザ光で測定する場合の説明図である。
【図１１】 式（７）を用いて求めたコヒーレントＣＷ
レーザレーダ装置の受信強度の距離依存性の例を示す説
明図である。
レーザレーダ装置の受信強度の距離依存性の例を示す説
明図である。
【図１２】 従来例における信号強度と擬似ランダム変
調信号の系列長の説明図である。
調信号の系列長の説明図である。
【図１３】 図１２に示す条件において、ＦＦＴ回路１
０２で得られる受信信号の周波数スペクトルを示す説明
図である。
０２で得られる受信信号の周波数スペクトルを示す説明
図である。
５１ ＣＷレーザ、５２ 光カプラ、５３ 光変調器、
５４ 高出力光ファイバ増幅器、５５ 送受分離光アン
テナ、５６ 疑似ランダム信号発生装置、５７ ターゲ
ット、５８ 光検出器、５９ 周波数シフタ、６０ 位
相差補償装置、６１ 光カプラ、６２ 相関器、６３
可変遅延器、６４ 信号処理装置。
５４ 高出力光ファイバ増幅器、５５ 送受分離光アン
テナ、５６ 疑似ランダム信号発生装置、５７ ターゲ
ット、５８ 光検出器、５９ 周波数シフタ、６０ 位
相差補償装置、６１ 光カプラ、６２ 相関器、６３
可変遅延器、６４ 信号処理装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和高 修三 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5J084 AA02 AA05 AA07 AB08 AD04 BA03 BA04 BA32 BA45 BA51 BB31 CA04 CA07 CA08 CA09 CA42 CA64 CA68 EA04
Claims (2)
- 【請求項１】 光学部品として、 単一波長で発振するＣＷレーザと、 上記ＣＷレーザからのレーザ光を分岐する分岐手段と、 上記分岐手段により分岐されたレーザ光の一方を変調す
る光変調器と、 上記変調されたレーザ光を送信光として目標に向けて照
射し、目標からの散乱光を受光する光アンテナと、 上記分岐手段により分岐されたレーザ光の他方をローカ
ル光として上記光アンテナからの受信光と混合する混合
手段と、 上記混合された光を光ヘテロダイン検波する光検出器と
を有し、 電気部品として、 上記光変調器に変調信号を送る擬似ランダム変調信号発
生器と、 上記擬似ランダム変調信号発生器の変調信号の一部に時
間遅延を与える時間遅延器と、 上記光検出器の出力信号と上記時間遅延器からの時間遅
延された変調信号との積算を取る相関器と、 上記相関器の出力信号の強度および周波数と上記時間遅
延器における遅延時間により、目標の距離、速度等の物
理情報を得る信号処理手段とを有し、 上記擬似ランダム変調信号発生器は、擬似ランダム変調
信号として、１系列長分に要する時間が上記光アンテナ
に十分な強度の受信光が得られる距離範囲を光が往復す
るのに要する時間より十分に大きい擬似ランダム系列を
用いたことを特徴とするコヒーレントレーザレーダ装
置。 - 【請求項２】 上記擬似ランダム変調信号発生器は、上
記擬似ランダム変調信号を１系列長分に要する時間が上
記光アンテナに十分な強度の受信光が得られる距離範囲
を光が往復するのに要する時間の３０倍より大きくした
ことを特徴とする請求項１に記載のコヒーレントレーザ
レーダ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11149546A JP2000338244A (ja) | 1999-05-28 | 1999-05-28 | コヒーレントレーザレーダ装置 |
| EP00111343A EP1055941B1 (en) | 1999-05-28 | 2000-05-26 | Coherent laser radar apparatus and radar/optical communication system |
| US09/579,462 US6580497B1 (en) | 1999-05-28 | 2000-05-26 | Coherent laser radar apparatus and radar/optical communication system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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