JP5413388B2 - 電源装置，及びレーダシステム - Google Patents

Description

本発明は、ビート信号をフーリエ変換した結果に基づいて物体を検出するレーダ装置に電力を供給する電源装置、及びその電源装置とレーダ装置とを備えたレーダシステムに関する。

従来、連続波を送受信し、その連続波を受信した受信信号に、送信信号を混合することで生成したビート信号をサンプリングしてフーリエ変換（通常、ＦＦＴ）した結果に基づいて物体を検出するレーダ装置と、そのレーダ装置に電力を供給する電源装置とを備え、自動車に搭載して用いられるレーダシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献１に記載されたレーダシステムにおける電源装置は、いわゆるスイッチング電源として構成されており、スイッチングクロックによってスイッチング部がオンオフされることで、車載バッテリから供給される電力を、予め規定された電圧範囲の電力へと変換してレーダ装置へと供給する。

なお、特許文献１に記載された電源装置には、異なる周波数に規定された複数のスイッチングクロックの中から、一つのスイッチングクロックを選択してスイッチング部に出力する信号選択部が設けられている。

具体的に、特許文献１に記載された信号選択部には、レーダシステムの外部に設けられた基準クロック発生回路で生成された基準クロック、及びレーダ装置に設けられたスイッチングクロック発生部にて生成され、ナイキスト周波数（即ち、ビート信号のサンプリング周波数の１／２の周波数）に周波数が設定されたクロック信号が、それぞれスイッチングクロックとして入力されている。そして、信号選択部では、レーダシステム全体に対して電力供給が開始されてから、予め規定された時間（以下、規定期間とする）が経過するまでは、基準クロックをスイッチングクロックとして出力し、規定期間が経過すると、クロック信号をスイッチングクロックとして出力する。

つまり、特許文献１に記載されたレーダシステムでは、ビート信号をフーリエ変換した結果であるビート信号の周波数分布において、スイッチング周波数（ここでは、クロック信号に対応する周波数）に対応する周波数ピークが、該周波数分布の端部に表れる。この結果、レーダ装置において、スイッチング周波数に対応する周波数ピークを物体として誤検出することを防止できる。

特開２００９−２６４９５２号公報

しかしながら、一般的なスイッチングクロック発生部にて生成されるクロック信号の周波数は、精度が悪く、本来生成したい周波数に対する誤差が大きくなる（例えば、１００［ｋＨｚ］程度の誤差が生じることがある）。

このような誤差が生じると、特許文献１に記載のレーダシステムでは、物体として検出したい周波数帯域の中に、クロック信号の周波数が含まれる可能性が高くなり、このクロック信号の周波数に対応する周波数ピークを、物体として誤検出してしまうという問題があった。

よって、特許文献１に記載されたレーダシステムに比べて、スイッチングクロックの周波数に対応する周波数ピークを物体として誤検出することを、より確実に防止可能なレーダシステムが求められている。

そこで、本発明は、レーダ装置において、スイッチングクロックの周波数に対応する周波数ピークを物体として誤検出することを、より確実に防止可能とすることを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明は、連続波を反射した物体を検出するレーダ装置に電力を供給する電源装置に関するものである。なお、レーダ装置は、連続波を送受信し、受信した受信信号に、送信に用いる送信信号を混合してビート信号を生成する送受信部と、送受信部が生成したビート信号をサンプリングしてフーリエ変換した結果に基づいて、連続波を反射した物体を検出する信号処理部とを備えている。さらに、レーダ装置において、ビート信号をサンプリングするサンプリング周波数は、ビート信号の上限周波数よりも高い周波数がナイキスト周波数となるように設定されている。

なお、ここで言う「ビート信号の上限周波数」とは、レーダ装置において、検出可能な物体までの最大の距離に対応するビート信号の周波数である。
また、ここで言う「連続波」は、無変調であっても良いし、変調されていても良い。連続波が無変調である場合、レーダ装置から送信される連続波は、複数の周波数の各々による連続波であっても良いし、単数の周波数による連続波であっても良い。また、連続波が変調されている場合、その変調の方式は、周波数変調であることが好ましい。

例えば、レーダ装置からの連続波が、図８に示すような時間軸に沿って三角波状に周波数を変調した電磁波であれば、ビート信号の上限周波数は、検知可能な最大の距離Ｒｍａｘ（＝（ｃ／４）×（Ｔ／（Ｆ×Ｔｓ）））に対応した周波数として決定される（ただし、ｃ：電波伝播速度，Ｆ：周波数の変調幅，Ｔ：周波数の変調時間，Ｔｓ：ビート信号のサンプリング周期）。

そして、本発明の電源装置では、入力されたスイッチング信号の信号レベルが変化する周期の逆数であるスイッチング周波数に従って、スイッチング部が、オンオフされると、電力供給部が、予め規定された電圧範囲の電力を生成してレーダ装置に供給する。

さらに、本発明の電源装置では、上限周波数からナイキスト周波数までの周波数帯域を特定帯域とし、ビート信号のサンプリングの際に特定帯域に折り返される周波数帯域それぞれを折返帯域とし、スイッチング信号出力部が、特定帯域及び全ての折返帯域のうちいずれか一つの周波数帯域である設定可能帯域に設定されたスイッチング周波数を有したスイッチング信号を出力する。

つまり、本発明の電源装置では、ビート信号をオーバーサンプリングした上で、スイッチング部をスイッチングする際のスイッチング周波数を、特定帯域、及びビート信号をサンプリングする際に特定帯域に折り返される全ての周波数帯域（即ち、折返帯域）の中でいずれか一つの帯域に設定している。

このため、レーダ装置にてビート信号をフーリエ変換した結果であるビート信号の周波数分布において、スイッチング周波数に対応する周波数ピークは、レーダ装置から物体までの距離として検出可能な周波数帯域（即ち、ビート信号の下限周波数からビート信号の上限周波数まで帯域）の外側にて検出される。

したがって、本発明の電源装置から電力が供給されるレーダ装置によれば、スイッチング周波数に対応する周波数ピークを、物体として誤検出することを、上記特許文献１に記載されたレーダシステムに比べ、より確実に防止できる。

そして、このような本発明の電源装置によれば、特許文献１に記載の電源装置と異なり、信号選択部を設ける必要がないため、電源装置の構成を、特許文献１に記載の電源装置に比べて、小型化することができると共に、簡易なものとすることができる。

また、レーダ装置の中には、時間軸に沿って三角波状に周波数を変調した連続波を出力するものがある。このような連続波を送受信するレーダ装置においては、時間に対する周波数の変調幅が異なる複数の変調パターンにて変調した連続波を送信するように構成されたものがある。

このように、複数の変調パターンにて動作可能なレーダ装置に対して電力を供給する電源装置のスイッチング信号出力部では、変調パターン毎に規定される設定可能帯域の中で、全ての変調パターンに共通する設定可能帯域に設定したスイッチング周波数のスイッチング信号を出力しても良い（請求項２）。

また、複数の変調パターンにて動作可能なレーダ装置に電力を供給する電源装置のスイッチング信号出力部では、変調パターン毎に規定される設定可能帯域の中で、通知出力部からのパターン通知に対応する変調パターンに規定された設定可能帯域に設定したスイッチング周波数のスイッチング信号を出力しても良い（請求項３）。ただし、この場合、レーダ装置には、当該レーダ装置が動作中の変調パターンを表すパターン通知を出力する通知出力部が設けられている必要がある。

これらの（請求項２，３に係る）電源装置によれば、時間に対する周波数の変調幅が異なる複数の変調パターンにて動作可能なレーダ装置において、動作中の変調パターンがどのようなものであっても、スイッチング周波数に対応する周波数ピークを物体として誤検出することを防止できる。

特に前者の場合、レーダ装置に通知出力部を設ける必要がないため、レーダ装置の構成を簡易なものとすることができる。
本発明において、スイッチング信号出力部は、各変調パターンに規定された設定可能帯域に設定したスイッチング周波数の信号を生成する信号生成部を、個々の変調パターン毎に備えていても良い。この場合、スイッチング信号出力部は、通知出力部からのパターン通知に従って、該パターン通知に対応する変調パターンの信号生成部にて生成したスイッチング周波数のスイッチング信号を出力しても良い（請求項４）。

このような電源装置によれば、通知出力部からのパターン通知に従ってスイッチング周波数を切り替えることで、各変調パターンに最適なスイッチング周波数のスイッチング信号をスイッチング部に入力することができる。

ところで、本発明は、レーダ装置と、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電源装置とを備え、電源装置からレーダ装置に電力を供給するレーダシステムとしてなされていても良い（請求項５）。

本発明がレーダシステムとしてなされている場合、レーダシステムにおけるレーダ装置は、連続波を送受信し、受信した受信信号に、送信に用いる送信信号を混合してビート信号を生成する送受信部と、送受信部が生成したビート信号をサンプリングしてフーリエ変換した結果に基づいて、連続波を反射した物体を検出する信号処理部とを備えていることが好ましい。

このようなレーダシステムによれば、レーダ装置において、スイッチング周波数に対応する周波数ピークを、物体として誤検出することを、より確実に防止可能とすることができる。

第一実施形態，第二実施形態におけるレーダシステムの概略構成を示すブロック図である。 第一実施形態，第二実施形態における電源装置の構成を示す図である。 第一実施形態の電源装置においてスイッチング周波数を設定可能な周波数帯域を説明する説明図である。 第二実施形態，第三実施形態のレーダ装置が送信する連続波を示す説明図である。 第二実施形態、及び第三実施形態の電源装置においてスイッチング周波数を設定可能な周波数帯域を説明する説明図である。 第三実施形態におけるレーダシステムの概略構成を示すブロック図である。 第三実施形態の電源装置におけるスイッチング信号出力部の概略構成を示すブロック図である。 本発明における連続波の一例を示す説明図である。 受信系の変形例を示すブロック図である。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第一実施形態］
〈レーダシステムについて〉
図１は、本発明が適用されたレーダシステムを示すブロック図である。以下、レーダシステム１が搭載された自動車を自車両と称す。

そのレーダシステム１は、先行車両や路側物などの物体を検出し、その物体の位置（自車両からの距離及び方位）、及び物体の速度（ここでは相対速度も含む）を含む物体情報を、電子制御装置（いわゆるＥＣＵ、図示せず）へと送出するものである。なお、レーダシステム１からの物体情報を取得する電子制御装置は、周知のクルーズコントロールやプリクラッシュセーフティ制御を実行するものである。

具体的には、レーダシステム１は、レーダ波（連続波）を送受信し、そのレーダ波の受信信号Ｓｒに、レーダ波の送信信号Ｓｓを混合することで生成したビート信号ＢＴをサンプリングしてフーリエ変換（通常、ＦＦＴ）した結果に基づいて物体情報を生成するレーダ装置１０と、レーダ装置１０に電力を供給する電源装置５０とを備えている。

このうち、レーダ装置１０は、いわゆるＦＭＣＷレーダであり、変調指令に従って、三角波状の変調信号を生成するＤ／Ａ変換器２１と、Ｄ／Ａ変換器２１にて生成された変調信号に従って変調されたミリ波帯の高周波信号を生成する発振器２２と、発振器２２が生成する高周波信号を増幅する増幅器２３と、増幅器２３の出力を送信信号Ｓｓとローカル信号Ｌとに電力分配する分配器２４と、送信信号Ｓｓに応じたレーダ波を放射する送信アンテナ２５と、レーダ波を受信するｎ個の受信アンテナからなる受信側アンテナ部３０とを備えている。

また、レーダ装置１０は、受信側アンテナ部３０を構成するアンテナのいずれかを順次選択し、選択されたアンテナからの受信信号Ｓｒを後段に供給する受信スイッチ３１と、受信スイッチ３１から供給される受信信号Ｓｒにローカル信号Ｌを混合してビート信号ＢＴを生成するミキサ３２と、ミキサ３２が生成したビート信号ＢＴを増幅する増幅器３３と、増幅器３３にて増幅されたビート信号ＢＴから不要な信号成分を除去するフィルタ３４と、フィルタ３４の出力をサンプリングしてデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器３５と、変調指令の出力や、発振器２２の制御（例えば、起動，停止）を実行すると共に、Ａ／Ｄ変換器３５を介して取り込んだデータ（以下、サンプリングデータとも称す）をフーリエ変換した結果に基づいて物体情報を生成する信号処理部４０とを備えている。

このうち、信号処理部４０は、サンプリングデータに対して、ＦＦＴ等を実行するための演算処理装置（例えば、ＤＳＰ、図示略）と、発振器２２やＡ／Ｄ変換器３５を制御すると共に、ＦＦＴの結果を用いた周知の処理によって得られる物体情報を生成するマイクロコンピュータ（図示略）とを備えている。なお、マイコンやＤＳＰは、基準クロックに従って動作するものであり、レーダ装置１０には、基準クロック発生回路８０にて生成された基準クロックＣｌが入力される。

その信号処理部４０が出力する変調指令は、時間に対して周波数が直線的に増加する上り区間、及び周波数が直線的に減少する下り区間を一つのサイクルとして、予め規定された時間間隔毎に出力される。このような変調指令に基づいて送信アンテナ２５から放射される連続波は、時間軸に沿って周波数が三角波状に変調されたものとなる（図８参照）。

なお、レーダ装置１０におけるビート信号ＢＴの周波数は、レーダ波を反射した物体までの距離に比例する。このため、ビート信号ＢＴの上限の周波数（以下、上限周波数とする）ｆｂ＿ｍａｘは、レーダ装置１０において物体を検知可能な最大の距離Ｒｍａｘ（＝（ｃ／４）×（Ｔ／（Ｆ×Ｔｓ）））に対応する周波数として決定される（ただし、ｃ：電波伝播速度，Ｆ：周波数の変調幅，Ｔ：周波数の変調時間，Ｔｓ：ビート信号のサンプリング周期）。

そして、Ａ／Ｄ変換器３５では、そのビート信号ＢＴをサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが、ビート信号ＢＴの上限周波数ｆｂ＿ｍａｘよりも高い周波数がナイキスト周波数ｆ_Nとなるように設定されている。つまり、Ａ／Ｄ変換器３５では、ビート信号ＢＴをサンプリングする際に、レーダ装置１０において物体を検知するために必要なビート信号ＢＴの周波数よりも、高い周波数でオーバーサンプリングする。ただし、本実施形態では、受信スイッチ３１において受信チャンネルＣＨｉ（ｉ＝１〜ｎ）を切り替える周波数は、Ａ／Ｄ変換器３５におけるサンプリング周波数ｆｓよりも十分に高い周波数である。

次に、レーダ装置１０の動作について説明する。
このようなレーダ装置１０では、発振器２２が振動すると、その発振器２２で生成され、増幅器２３で増幅した高周波信号を、分配器２４が電力分配することにより、送信信号Ｓｓ及びローカル信号Ｌを生成する。このように生成した信号のうち、送信信号Ｓｓを送信アンテナ２５を介してレーダ波として送信する。

そして、送信アンテナ２５から送出され物体に反射されたレーダ波（即ち、反射波）は、受信側アンテナ部３０を構成する全ての受信アンテナにて受信され、受信スイッチ３１によって選択されている受信チャンネルＣＨｉ（ｉ＝１〜ｎ）の受信信号Ｓｒのみが、ミキサ３２に供給される。すると、ミキサ３２では、この受信信号Ｓｒに分配器２４からのローカル信号Ｌ（即ち、送信信号Ｓｓ）を混合することによりビート信号ＢＴを生成する。そして、このビート信号ＢＴは、増幅器３３で増幅され、フィルタ３４にて不要な信号成分が除去された後、信号処理部４０に取り込まれる。そして、信号処理部４０は、取り込んだビート信号ＢＴに対してＦＦＴを実行し、ビート信号ＢＴの周波数分布から検出した周波数ピークに基づいて物体情報を生成する。

なお、実施形態において、物体情報を生成する手法は、ＦＭＣＷレーダにおいて周知の手法であるため詳しい説明は省略するが、一般的には、以下の手順で物体情報が生成される。

まず、サンプリングデータについてフーリエ変換（通常、ＦＦＴ処理）を実行し、受信チャンネルＣＨ１〜ＣＨｎ毎かつ上り／下り区間毎に求めた、ビート信号ＢＴのパワースペクトル上に存在する各周波数ピークを、上り区間、及び下り区間のそれぞれについて検出する。さらに、周知のＭＵＳＩＣ法などにより、ビート信号のパワースペクトルから、物体である可能性がある物体候補が存在する方位を推定する方位解析を実行する。

続いて、上り区間のビート信号ＢＴから求められた周波数ピークと、下り区間のビート信号ＢＴから求められた周波数ピークとを、レーダ波を同一物体にて反射したとみなせるもの同士でマッチングして登録するペアマッチングを実行する。

なお、ペアマッチングでは、登録された周波数ピークのペアに対して、ＦＭＣＷ方式のレーダ装置における周知の手法により、レーダ装置から物体候補までの距離、物体候補と自車両との相対速度を導出する。このとき、物体候補と自車両との相対速度、及び自車両の車速に基づいて、各物体候補の速度を導出すると共に、その物体候補が、停止物であるか移動物であるかを判定する。そして、導出された距離及び相対速度（速度）に、物体候補が存在する方位を加えた情報を、物体情報として生成する。
〈電源装置について〉
次に、電源装置について説明する。

ここで、図２は、電源装置５０の概略構成を示した図面である。
この図２に示すように、電源装置５０は、自車両に搭載されたバッテリに接続されたスイッチング素子（本実施形態では、ＭＯＳＦＥＴ）を含むスイッチング部６２と、スイッチング部６２から出力される電圧を、予め規定された電圧範囲内の安定した平均電圧Ｖｏｕｔに変換する平滑回路６３と、スイッチング部６２をオンオフするスイッチング信号を生成するスイッチング信号出力部６５とを備えた、いわゆるスイッチングレギュレータ（電源）として構成されている。

このうち、平滑回路６３は、環流ダイオードＤと、チョークコイルＬと、コンデンサＣとから構成されている。
また、スイッチング信号出力部６５は、スイッチング部６２をスイッチングするスイッチング周波数ｆｓｗを設定する周波数設定部６６と、周波数設定部６６にて設定されたスイッチング周波数ｆｓｗを有したクロック信号（即ち、スイッチング信号）を生成するクロック生成部６９とを備えている。

本実施形態において、スイッチング周波数ｆｓｗは、スイッチング信号の信号レベルが変化する周期（即ち、スイッチング部６２をオンオフする周期）の逆数であり、設定可能帯域のうちの一つに予め設定されている。この設定可能帯域は、図３に示すように、ビート信号ＢＴの上限周波数ｆｂ＿ｍａｘ１から、ビート信号ＢＴをサンプリングする際のナイキスト周波数ｆ_Nまでの周波数帯域（以下、特定帯域とする、図３中、ｆｂ＿ｍａｘ１からｆ_N）を含むものである。さらに、設定可能帯域には、Ａ／Ｄ変換器３５においてビート信号ＢＴをサンプリングする際に特定帯域に折り返される全ての周波数帯域（以下、折返帯域とする、図３中、折返帯域１（ｆ_N〜ｆａ１），折返帯域２（ｆａ２〜ｆａ３），折返帯域３（ｆａ４〜ｆａ５），折返帯域４（ｆａ６〜ｆａ７）…）が、それぞれ含まれる。

以上説明したように、本実施形態のレーダシステム１では、レーダ装置１０にて物体を検出するために規定されたビート信号ＢＴの周波数帯域の上限の周波数（即ち、上限周波数ｆｂ＿ｍａｘ１）よりも高い周波数がナイキスト周波数ｆ_Nとなるように、ビート信号ＢＴのサンプリング周波数ｆｓを設定する。その上で、電源装置５０におけるスイッチング周波数ｆｓｗを、特定帯域、及び全ての折返帯域のうち、いずれか一つの周波数帯域内に予め設定する。
［第一実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態のレーダシステム１によれば、レーダ装置１０にてビート信号ＢＴをＦＦＴした結果であるビート信号ＢＴの周波数分布において、スイッチング周波数ｆｓｗに対応する周波数ピークが、レーダ装置１０から物体までの距離として検出可能な周波数帯域（即ち、ビート信号ＢＴの下限周波数からビート信号の上限周波数ｆｂ＿ｍａｘまで帯域）の外側にて検出される。

したがって、レーダシステム１によれば、レーダ装置１０において、スイッチング周波数ｆｓｗに対応する周波数ピークを、物体として誤検出することを、上記特許文献１に記載されたレーダシステムに比べ、より確実に防止できる。

そして、このようなレーダシステム１によれば、特許文献１に記載の電源装置に比べて、電源装置５０の構成を、小型化することができると共に、簡易なものとすることができる。
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、第一実施形態と同様、図１，２を参照して説明する。

本実施形態におけるレーダシステム３は、第一実施形態におけるレーダシステム１と、レーダ装置１３の信号処理部４３が出力する変調指令、及び電源装置５３の周波数設定部６６にて設定されるスイッチング周波数ｆｓｗが異なる。このため、本実施形態におけるレーダシステム３では、第一実施形態におけるレーダシステム１と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略し、第一実施形態におけるレーダシステム１とは異なる構成を中心に説明する。

まず、本実施形態のレーダ装置１３において、信号処理部４３が出力する変調指令は、図４に示すように、時間に対する周波数の変調幅が異なる複数（本実施形態では、２つ）の変調パターンを含むものである。本実施形態における複数の変調パターンは、第一変調パターンと、その第一変調パターンよりも時間に対する周波数の変調幅（即ち、Ｆ１＜Ｆ２）が大きい第二変調パターンとである。

そして、変調指令は、第一変調パターンと、その第一変調パターンに連続する第二変調パターンとの２つの変調パターンを一つのサイクルとして、予め規定された時間間隔毎に出力される。

なお、これら第一変調パターン、第二変調パターンそれぞれは、時間に対してレーダ波の周波数が直線的に増加する上り区間、及びレーダ波の周波数が直線的に減少する下り区間が一つの変調周期として規定されている。

なお、第一変調パターンと第二変調パターンとの間で、時間に対する周波数の変調幅Ｆを変更する方法としては、両パターンの間で、変調時間Ｔを固定した上で、変調幅Ｆを変更しても良いし、変調幅Ｆを固定した上で、変調時間Ｔを変更しても良い。さらには、両パターンの間で、変調時間Ｔ及び変調幅Ｆの両方を変更しても良い。なお、本実施形態では、第一変調パターンにおける変調時間Ｔ１が、第二変調パターンにおける変調時間Ｔ２よりも長く、第一変調パターンにおける変調幅Ｆ１が、第二変調パターンにおける変調幅Ｆ２よりも小さいものとしている。

このような変調指令に基づき送信アンテナ２５から放射される連続波は、第一変調パターンと第二変調パターンとの間で、時間に対する周波数の変調幅（即ち、変調の傾き）が異なるものとなる。このため、第一変調パターンにおけるビート信号ＢＴの上限周波数ｆｂ＿ｍａｘ１と、第二変調パターンにおけるビート信号ＢＴの上限周波数ｆｂ＿ｍａｘ２とは、異なる周波数となる。

したがって、本実施形態のＡ／Ｄ変換器３５では、第一変調パターンにおけるビート信号の上限周波数ｆｂ＿ｍａｘ１と、第二変調パターンにおけるビート信号の上限周波数ｆｂ＿ｍａｘ２とのうち、周波数が高い上限周波数（ここでは、ｆｂ＿ｍａｘ２）よりも高い周波数がナイキスト周波数ｆ_Nとなるように、ビート信号ＢＴをサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが設定されている。つまり、本実施形態においても、Ａ／Ｄ変換器３５では、ビート信号ＢＴをサンプリングする際に、レーダ装置１０において物体を検知するために必要なビート信号ＢＴの周波数よりも、高い周波数でオーバーサンプリングする。

なお、変調の傾きが異なる複数の変調パターンにて、レーダ波を送受信する目的としては、それぞれの変調パターンにて、物体を検出可能な範囲を変更することや、レーダ装置１３から物体までの距離分解能を変更することが挙げられる。
〈電源装置について〉
次に、本実施形態の電源装置５３について説明する。

本実施形態の電源装置５３は、第一実施形態の電源装置５０と、周波数設定部６６にて設定されるスイッチング周波数ｆｓｗが異なる。
本実施形態において、周波数設定部６６にて設定されるスイッチング周波数ｆｓｗは、スイッチング信号の信号レベルが変化する周期（即ち、スイッチング部６２をオンオフする周期）の逆数である。本実施形態におけるスイッチング周波数ｆｓｗは、第一変調パターンに対して予め規定された設定可能帯域、及び第二変調パターンに対して予め規定された設定可能帯域のうち、両方の変調パターンに共通する設定可能帯域に設定されている。

すなわち、例えば、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、第二変調パターンにおける設定可能帯域が、第一変調パターンにおける設定可能帯域に包含されるように規定されている場合、第二変調パターンにおける設定可能帯域（即ち、特定帯域２，折返帯域２Ａ，折返帯域２Ｂ，折返帯域２Ｃ，折返帯域２Ｄ）のいずれか一つに、スイッチング周波数ｆｓｗが設定される。
［第二実施形態の効果］
以上、説明したように、本実施形態のレーダシステム３によれば、時間に対する周波数の変調幅が異なる複数の変調パターンの両方に対して、最適なスイッチング周波数ｆｓｗでスイッチング部６２をスイッチングすることができる。この結果、レーダ装置１３にて、連続波の変調を実行している変調パターンがどのようなものであっても、スイッチング周波数ｆｓｗに対応する周波数ピークを物体として誤検出することを防止できる。
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について説明する。

図６は、本実施形態のレーダシステムの概略構成を示すブロック図である。
本実施形態のレーダシステム５は、第二実施形態のレーダシステム３と、レーダ装置１５の信号処理部４５、及び電源装置５５のスイッチング信号出力部７０の構成が異なる。このため、本実施形態におけるレーダシステム５では、第二実施形態におけるレーダシステム３と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略し、第二実施形態におけるレーダシステム３とは異なる構成を中心に説明する。

まず、本実施形態における信号処理部４５は、第二実施形態の信号処理部４３と同様、第一変調パターンと、その第一変調パターンに連続する第二変調パターンとの２つの変調パターンを一つのサイクルとした変調指令を、予め規定された時間間隔毎に出力するように構成されている。

そして、信号処理部４５は、送信アンテナ２５から出射中のレーダ波の変調パターンが第一変調パターンであるか、第二変調パターンであるかを表すパターン通知を、電源装置５５へと出力する通知出力部４６を備えている。

一方、本実施形態の電源装置５５におけるスイッチング信号出力部７０は、図７（Ａ）に示すように、スイッチング部６２をスイッチングするスイッチング周波数ｆｓｗを変更可能に設定する周波数可変設定部７１と、周波数可変設定部７１にて設定されたスイッチング周波数ｆｓｗを有したクロック信号（即ち、スイッチング信号）を生成するクロック生成部７５とを備えている。

本実施形態の周波数可変設定部７１は、例えば、自身が出力する信号の周波数を変更可能なＲＣ回路などによって構成されており、信号処理部４５の通知出力部４６からのパターン通知に基づいて、スイッチング周波数ｆｓｗを設定する。

すなわち、周波数可変設定部７１は、信号処理部４５の通知出力部４６からのパターン通知が、送信アンテナ２５から出射中のレーダ波の変調パターンが第一変調パターンであることを表していれば、第一変調パターンに対して予め規定された設定可能帯域のいずれか一つにスイッチング周波数ｆｓｗを設定する。なお、ここで言う第一変調パターンに対して規定された設定可能帯域には、例えば、図５（Ａ）に示す例であれば、特定帯域１，折返帯域１Ａ，折返帯域１Ｂ，折返帯域１Ｃ、及び折返帯域１Ｄそれぞれが含まれる。

また、周波数可変設定部７１は、信号処理部４５の通知出力部４６からのパターン通知が、送信アンテナ２５から出射中のレーダ波の変調パターンが第二変調パターンであることを表していれば、第二変調パターンに対して予め規定された設定可能帯域のいずれか一つにスイッチング周波数ｆｓｗを設定する。ここで言う第二変調パターンに対して規定された設定可能帯域には、例えば、図５（Ｂ）に示す例であれば、特定帯域２，折返帯域２Ａ，折返帯域２Ｂ，折返帯域２Ｃ、及び折返帯域２Ｄそれぞれが含まれる。

なお、周波数可変設定部７１は、図７（Ｂ）に示すように、第一変調パターンに対して予め規定された一つのスイッチング周波数ｆｓｗの信号を出力する第一周波数生成部７２と、第二変調パターンに対して予め規定された一つのスイッチング周波数ｆｓｗの信号を出力する第二周波数生成部７３と、通知出力部４６からのパターン通知に基づいて、当該周波数可変設定部７１から出力するスイッチング周波数ｆｓｗの信号を、パターン通知によって表された変調パターンに対応するものに切り替える周波数選択部７４とを備えるように構成しても良い。

ただし、この場合の第一周波数生成部７２及び第二周波数生成部７３は、それぞれ、第一変調パターンに対して予め規定された設定可能帯域（即ち、図５（Ａ）に示す特定帯域１，折返帯域１Ａ，折返帯域１Ｂ，折返帯域１Ｃ、及び折返帯域１Ｄ）のいずれか一つ、及び第二変調パターンに対して予め規定された設定可能帯域（即ち、図５（Ｂ）に示す特定帯域２，折返帯域２Ａ，折返帯域２Ｂ，折返帯域２Ｃ、及び折返帯域２Ｄ）のいずれか一つに、スイッチング周波数ｆｓｗが設定されている。

また、本実施形態においては、クロック生成部７５は、スイッチング周波数ｆｓｗに拘わらず、クロックのデューティー比を一定に維持したクロック信号（スイッチング信号）を出力するように構成されている。クロック生成部７５を、このように構成することで、レーダ装置１５に対して供給する電力の電圧を、所定の電圧に維持することができる。
［第三実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態のレーダシステム５によれば、時間に対する周波数の変調幅が異なる複数の変調パターンのそれぞれに対して、最適なスイッチング周波数ｆｓｗを選択して、スイッチング部６２をスイッチングすることができる。この結果、レーダシステム５によれば、レーダ装置１５において、送信アンテナ２５から出射中の連続波の変調パターンがどのようなものであっても、スイッチング周波数ｆｓｗに対応する周波数ピークを物体として誤検出することを防止できる。
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。

例えば、上記第三実施形態では、電源装置５５の周波数可変設定部７１における周波数選択部７４を、通知出力部４６からのパターン通知に基づいて、クロック生成部７５へ出力する信号の周波数を切り替えるように構成していたが、周波数選択部７４は、モード通知に基づいて、第一周波数生成部７２、及び第二周波数生成部７３のうちのいずれかを、動作させるように構成しても良い。

また、上記実施形態（ここでは、第一実施形態から第三実施形態）では、スイッチング部６２に設けられるスイッチング素子として、ＭＯＳＦＥＴを例示していたが、スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴに限るものではなく、その他の素子であっても良い。すなわち、スイッチング信号によってオンオフされる素子であれば、どのような素子であっても良い。

さらに、第一実施形態及び第二実施形態のスイッチング信号出力部６５における周波数設定部６６、及び第三実施形態のスイッチング信号出力部７０における周波数可変設定部７１は、電源装置５０，５３内、及び電源装置５５内に設けられていたが、これら周波数設定部６６、及び周波数可変設定部７１は、電源装置５０，５３，５５の外部に設けられていても良い。

なお、上記実施形態においては、電源装置５０（５３，５５）を、ダウンコンバート型の電源装置として説明したが、電源装置５０（５３，５５）は、スイッチング装置であって、予め規定された電圧範囲の電力を生成して供給可能であれば、昇圧型であっても良いし、昇降圧型であっても良いし、その他の方式であっても良い。

また、上記実施形態のレーダ装置１０，１３，１５では、受信側アンテナ部３０から信号処理部４０，４３，４５までの構成（以下、受信系と称す）として、ｎ個の受信アンテナと、一つの受信スイッチ３１、ミキサ３２、増幅器３３、フィルタ３４、及びＡ／Ｄ変換器３５とを備えていたが、本発明における受信系は、受信スイッチ３１を備えていなくとも良い。つまり、受信系は、図９に示すように、受信側アンテナ部３０を構成するアンテナ９０₁〜_nそれぞれについて、個々のアンテナ９０₁〜_nから供給される受信信号Ｓｒにローカル信号Ｌを混合してビート信号ＢＴを生成するミキサ９１₁〜_nと、ミキサ９１₁〜_nそれぞれが生成したビート信号ＢＴを増幅する増幅器９２₁〜_nと、増幅器９２₁〜_nそれぞれにて増幅されたビート信号ＢＴから不要な信号成分を除去するフィルタ９３₁〜_nと、フィルタ９３₁〜_nの出力をサンプリングしてデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器９４₁〜_nとを備えていても良い。

さらに、上記実施形態では、いわゆるＦＭＣＷレーダに本発明を適用していたが、本発明は、周波数変調していない（即ち、無変調である）ＣＷ方式のミリ波レーダ装置に適用しても良い。この場合、レーダ装置から送信される連続波は、複数の周波数の各々による連続波（即ち、２周波ＣＷレーダに代表される複数周波ＣＷレーダ）であっても良いし、単数の周波数による連続波（いわゆるＣＷレーダ）であっても良い。
［実施形態と特許請求の範囲との対応関係］
最後に、上記実施形態の記載と、特許請求の範囲の記載との対応関係を説明する。

上記実施形態のレーダ装置１０（１３，１５）におけるＤ／Ａ変換器２１，発振器２２，分配器２４，送信アンテナ２５，受信側アンテナ部３０，及びミキサ３２などが、本発明の送受信部に相当し、Ａ／Ｄ変換器３５，及び信号処理部４０（４３，４５）が、本発明の信号処理部に相当する。

さらに、上記実施形態の電源装置５０（５３，５５）におけるスイッチング部６２が、本発明のスイッチング部に相当し、平滑回路６３が、本発明の電力供給部に相当し、スイッチング信号出力部６５（７０）が、本発明のスイッチング信号出力部に相当する。

また、第三実施形態の信号処理部４５における通知出力部４６が、本発明の通知出力部に相当し、第三実施形態の電源装置５５における第一周波数生成部７２及び第二周波数生成部７３が、本発明の信号生成部に相当する。

１，３，５…レーダシステム １０，１３，１５…レーダ装置 ２１…Ｄ／Ａ変換器 ２２…発振器 ２３…増幅器 ２４…分配器 ２５…送信アンテナ ３０…受信側アンテナ部 ３１…受信スイッチ ３２，９１…ミキサ ３３，９２…増幅器 ３４，９３…フィルタ ３５，９４…Ａ／Ｄ変換器 ４０，４３，４５…信号処理部 ４６…通知出力部 ５０，５３，５５…電源装置 ６２…スイッチング部 ６３…平滑回路 ６５，７０…スイッチング信号出力部 ６６…周波数設定部 ６９…クロック生成部 ７１…周波数可変設定部 ７２…第一周波数生成部 ７３…第二周波数生成部 ７４…周波数選択部 ７５…クロック生成部 ９０…アンテナ

Claims (5)

1. 連続波を送受信し、受信した受信信号に、送信に用いる送信信号を混合してビート信号を生成する送受信部と、前記送受信部が生成したビート信号をサンプリングしてフーリエ変換した結果に基づいて、前記連続波を反射した物体を検出する信号処理部とを備えたレーダ装置に電力を供給する電源装置であって、
   入力されたスイッチング信号の信号レベルが変化する周期の逆数であるスイッチング周波数に従って、オンオフされるスイッチング部と、
   前記スイッチング部がオンオフされることで、予め規定された電圧範囲の電力を生成して前記レーダ装置に供給する電力供給部とを備え、
   前記ビート信号の上限周波数よりも高い周波数がナイキスト周波数となるように、前記ビート信号をサンプリングするサンプリング周波数を設定した上で、
   前記上限周波数から前記ナイキスト周波数までの周波数帯域を特定帯域とし、前記ビート信号のサンプリングの際に前記特定帯域に折り返される周波数帯域それぞれを折返帯域とし、前記特定帯域、及び全ての前記折返帯域のうちのいずれか一つの周波数帯域である設定可能帯域に設定された前記スイッチング周波数を有した前記スイッチング信号を出力するスイッチング信号出力部を、さらに
   備えることを特徴とする電源装置。
2. 前記連続波は、時間軸に沿って三角波状に周波数が変調されるものであり、
   前記レーダ装置は、
   前記連続波を、時間に対する周波数の変調幅が異なる複数の変調パターンにて変調可能に構成され
   前記電源装置のスイッチング信号出力部は、
   変調パターン毎に規定される前記設定可能帯域の中で、全ての変調パターンに共通する前記設定可能帯域に設定した前記スイッチング周波数の前記スイッチング信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記連続波は、時間軸に沿って三角波状に周波数が変調されるものであり、
   前記レーダ装置は、
   前記連続波を、時間に対する周波数の変調幅が異なる複数の変調パターンにて変調可能に構成され
   当該レーダ装置が動作中の変調パターンを表すパターン通知を出力する通知出力部を備え、
   前記電源装置のスイッチング信号出力部は、
   変調パターン毎に規定される前記設定可能帯域の中で、前記通知出力部からのパターン通知に対応する変調パターンに規定された前記設定可能帯域に設定した前記スイッチング周波数の前記スイッチング信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
4. 前記スイッチング信号出力部は、
   各変調パターンに規定された前記設定可能帯域に設定した前記スイッチング周波数の信号を生成する信号生成部を、個々の変調パターン毎に備え、
   前記通知出力部からのパターン通知に従って、該パターン通知に対応する変調パターンの前記信号生成部にて生成したスイッチング周波数のスイッチング信号を出力させることを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
5. 連続波を送受信し、受信した受信信号に、送信に用いる送信信号を混合してビート信号を生成する送受信部と、前記送受信部が生成したビート信号をサンプリングしてフーリエ変換した結果に基づいて、前記連続波を反射した物体を検出する信号処理部とを備えたレーダ装置と、
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載された電源装置とを備え、
   該電源装置から前記レーダ装置に電力を供給することを特徴とするレーダシステム。

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