JP6255248B2 - マルチセクタレーダ - Google Patents
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Description
先ず、本実施形態のマルチセクタレーダ10の基本構成について、図1を参照して説明する。図1は、各実施形態のマルチセクタレーダ10の基本構成を示すブロック図である。図1に示すマルチセクタレーダ10は、複数(例えば2つ)のセクタレーダSRD1,SRD2を含み、広角な範囲においてターゲットTAR1,TAR2(例えば自動車又は人)の有無を検出する。2つのセクタレーダSRD1,SRD2は同様な構成を有するので、以下の各実施形態では、セクタレーダSRD1の各部の動作について詳細に説明し、必要に応じて、セクタレーダSRD2の各部の動作も説明する。
例えば、セクタレーダSRD1が、図示しない比較例の直交化符号Vaとして長さ4のベクトル「1,1,1,1」を用い、セクタレーダSRD2が比較例の直交化符号Vbとして長さ4のベクトル「1,−1,1,−1」を用い、各セクタレーダSRD1,SRD2が符号長L=8のパルス系列Aを送信系列として用いる。なお、図3の直交化符号V2を直交化符号Vb「1,−1,1,−1」に置き換えたものが、所定要件を満たさない比較例となる。
第1番目の送信周期:A#A
第2番目の送信周期:A#A
第3番目の送信周期:A#A
第4番目の送信周期:A#A
となり、セクタレーダSRD1のコヒーレント加算部341の出力(コヒーレント加算結果)は、4×(A#A)となる。ここで、#は相関器331,332における相関演算の演算子を示し、A#AはAとAとの相関演算結果(相関値)を示す。
第1番目の送信周期: A# A
第2番目の送信周期:−A#−A
第3番目の送信周期: A# A
第4番目の送信周期:−A#−A
となり、セクタレーダSRD1のコヒーレント加算部341の出力(コヒーレント加算結果)は、4×(A#A)となる。従って、パルス系列Aと直交化符号Va,Vbとの乗算によっても、セクタレーダSRD1,SRD2が送信した送信符号系列(送信信号)とセクタレーダSRD1,SRD2自身が受信した受信信号との間の自己相関特性は変化しない。
第1番目の送信周期:A# A
第2番目の送信周期:A#−A
第3番目の送信周期:A# A
第4番目の送信周期:A#−A
となり、セクタレーダSRD1のコヒーレント加算部341の出力(コヒーレント加算結果)は、ゼロとなる。同様に、セクタレーダSRD2が送信した送信符号系列(送信信号)がセクタレーダSRD1において受信された場合、セクタレーダSRD1の相関器331における相関演算結果(相関値)もゼロとなる。
第1番目の送信周期: A
第2番目の送信周期:exp(j φ)・A
第3番目の送信周期:exp(j2φ)・A
第4番目の送信周期:exp(j3φ)・A
となる。
第1番目の送信周期: A# A
第2番目の送信周期:exp(j φ)・A#−A
第3番目の送信周期:exp(j2φ)・A# A
第4番目の送信周期:exp(j3φ)・A#−A
となり、セクタレーダSRD2のコヒーレント加算部342の出力(コヒーレント加算結果)は、数式(2)となる。
先ず、本実施形態を含む各実施形態のマルチセクタレーダ10の各セクタレーダSRD1,SRD2が用いる直交化符号V1,V2に関する所定要件について説明する。
K=2の基本系列VV_Kは、VV_2={VV_1,−VV_1}={1,−1}又は{−1,1}であり、
K=4の基本系列VV_Kは、VV_4={VV_2,−VV_2}={1,−1,−1,1}又は{−1,1,1,−1}である。従って、Kが2以上である場合の基本系列VV_K(=VV_2n)は、数式(4)を満たす。
第1番目の送信周期: 1 ・A
第2番目の送信周期:exp(j φ)・A
第3番目の送信周期:exp(j2φ)・A
第4番目の送信周期:exp(j3φ)・A
となる。
第1番目の送信周期: A# A
第2番目の送信周期:exp(j φ)・A#−A
第3番目の送信周期:exp(j2φ)・A#−A
第4番目の送信周期:exp(j3φ)・A# A
となり、セクタレーダSRD2のコヒーレント加算部342の出力(コヒーレント加算結果)は、数式(5)となる。
比較例の直交化符号Va,Vbを用いた場合の干渉信号成分は、
([1,0]−[cos1°,sin1°]+[cos2°,sin2°]−[cos3°,sin3°])=([0.0009136,−0.0349])となるので、干渉信号成分の大きさは0.0349となる。
本実施形態の直交化符号V1,V2を用いた場合の干渉信号成分は、
([1,0]−[cos1°,sin1°]−[cos2°,sin2°]+[cos3°,sin3°])=([−0.00060899,−0.0000015947])となるので、干渉信号成分の大きさは0.0006092となる。
20×log(0.0349/0.0006092)=35[dB]ほど改善できる。
コヒーレント加算部341,342のコヒーレント加算結果におけるサイドローブの抑圧特性よりも高いサイドローブの抑圧特性を考慮する場合には、送信符号系列としてスパノ符号を用いることが好ましい。
先ず、スパノ符号と直交化符号V1,V2との第1の乗算方法について、図7を参照して説明する。図7は、第2の実施形態のマルチセクタレーダ10の各セクタレーダSRD1、SRD2における送信符号系列、パルス生成タイミング、カウンタCT1,CT2、直交化符号V1,V2の関係の第1例を詳細に示すタイムチャートである。なお、図7の説明では、説明を簡単にするために、セクタレーダSRD1における動作を説明するが、セクタレーダSRD2において同様である。
第1番目のスパノ符号の組:8つの符号系列
(A1,B1,B1’,A1’,B1,A1,A1’,B1’)、
第2番目のスパノ符号の組:8つの符号系列
(A2,B2,B2’,A2’,B2,A2,A2’,B2’)、
〜
第P番目のスパノ符号の組:8つの符号系列
(AP,BP1,BP’,AP’,BP,AP,AP’,BP’)、
である。PはL/4である。
以下同様にして、直交化符号乗算部241において8回の送信周期毎に、スパノ符号の組である8つの符号系列と直交化符号V1のいずれかの要素との乗算が繰り返される。なお、セクタレーダSRD2の送信信号制御部212、パルス系列生成部222及び直交化符号乗算部242の動作もセクタレーダSRD1の送信信号制御部211、パルス系列生成部221及び直交化符号乗算部241の動作も同様であるため、説明を省略する。
次に、スパノ符号と直交化符号V1,V2との第2の乗算方法について、図8を参照して説明する。図8は、第2の実施形態のマルチセクタレーダ10の各セクタレーダSRD1,SRD2における送信符号系列、パルス生成タイミング、カウンタCT1,CT2、直交化符号V1,V2の関係の第2例を詳細に示すタイムチャートである。なお、図8の説明では、説明を簡単にするために、セクタレーダSRD1における動作を説明するが、セクタレーダSRD2において同様であり、上述した第1の乗算方法の内容と同一の内容の説明は省略又は簡略化し、異なる内容について説明する。
B1 ,B1 ,B1 ,B1 ,
B1’,B1’,B1’,B1’,
A1’,A1’,A1’,A1’,
B1 ,B1 ,B1 ,B1 ,
A1 ,A1 ,A1 ,A1 ,
A1’,A1’,A1’,A1’,
B1’,B1’,B1’,B1’ )
となる。
「A1 ,A1 ,A1 ,A1 ,
B1 ,B1 ,B1 ,B1 ,
B1’,B1’,B1’,B1’,
A1’,A1’,A1’,A1’,
B1 ,B1 ,B1 ,B1 ,
A1 ,A1 ,A1 ,A1 ,
A1’,A1’,A1’,A1’,
B1’,B1’,B1’,B1’」
の送信系列が生成される。
「A1 ,−A1 ,−A1 ,A1 ,
B1 ,−B1 ,−B1 ,B1 ,
B1’,−B1’,−B1’,B1’,
A1’,−A1’,−A1’,A1’,
B1 ,−B1 ,−B1 ,B1 ,
A1 ,−A1 ,−A1 ,A1 ,
A1’,−A1’,−A1’,A1’,
B1’,−B1’,−B1’,B1’」
の送信系列が生成される。
また、本実施形態の第1の乗算方法では、マルチセクタレーダ10は、各セクタレーダSRD1,SRD2において、スパノ符号の組である8つの符号系列の一部に直交化符号V1,V2の1つの要素を乗算し、8つの符号系列の残りの符号系列に直交化符号V1,V2の1つの要素を乗算しても良い。
( A, B, B’, A’),
(−A,−B,−B’,−A’),
(−A,−B,−B’,−A’),
( A, B, B’, A’)
が得られる。
( B, A, A’, B’),
(−B,−A,−A’,−B’),
(−B,−A,−A’,−B’),
( B, A, A’, B’)
が得られる。
第2の実施形態では、マルチセクタレーダ10は、各セクタレーダSRD1、SRD2において、スパノ符号の1つの組である8つの符号系列を単位として、8つの符号系列とベクトル長が4の直交化符号V1,V2とを4回繰り返して乗算した。
先ず、スパノ符号と直交化符号V1,V2とレンジ間干渉抑圧用の符号OCとの第1の乗算方法について、図9を参照して説明する。図9は、第3の実施形態のマルチセクタレーダ10の各セクタレーダSRD1,SRD2における送信符号系列、パルス生成タイミング、カウンタCT1,CT2、直交化符号V1,V2、レンジ間干渉抑圧用の符号の関係の第1例を詳細に示すタイムチャートである。なお、図9の説明では、説明を簡単にするために、セクタレーダSRD1における動作を説明するが、セクタレーダSRD2において同様である。また、図9の説明では、図7の説明と同一の内容の説明を省略又は簡略化し、異なる内容について説明する。
次に、スパノ符号と直交化符号V1,V2とレンジ間干渉抑圧用の符号OCとの第2の乗算方法について、図10を参照して説明する。図10は、第3の実施形態のマルチセクタレーダ10の各セクタレーダSRD1,SRD2における送信符号系列、パルス生成タイミング、カウンタCT1,CT2、直交化符号V1,V2、レンジ干渉抑圧用の符号の関係の第2例を詳細に示すタイムチャートである。なお、図10の説明では、説明を簡単にするために、セクタレーダSRD1における動作を説明するが、セクタレーダSRD2において同様であり、上述した第1の乗算方法の内容と同一の内容の説明は省略又は簡略化し、異なる内容について説明する。
A1,B1,B1’,A1’,B1,A1,A1’,B1’
である。
A1,−B1,B1’,−A1’,B1,−A1,A1’,−B1’
である。
A2,B2,B2’,A2’,B2,A2,A2’,B2’
である。
第1〜第3の各実施形態では、直交化符号V1,V2には、IQコンスタレーションのI軸における1次元の{+1}と{−1}とが用いられた。第4の実施形態では、直交化符号V1,V2のバリエーションとして、IQコンスタレーションのI軸及びQ軸における2次元の要素を用いた例について説明する。
N=2:{exp(j・0°),exp(j・180°)}
={1,−1}
N=3:{exp(j・0°),exp(j・120°),exp(j・240°)}
={1,(−1/2+j・√3/2),(−1/2−j・√3/2)}
N=4:{exp(j・0°),exp(j・90°),exp(j・180°),exp(j・270°)}
={1,j,−1,−j}
となる。
V1={1,j, 1, j, j, 1,j,1}、
V2={1,1,−1,−1,−1,−1,1,1}
となる(図11参照)。
第1〜第4の各実施形態では、各セクタレーダSRD1,SRD2が用いる送信符号系列は同一である。第5の実施形態では、例えば第2の実施形態のマルチセクタレーダ10を参照し、各セクタレーダSRD1,SRD2が用いる送信符号系列の一部又は全部が異なる例を説明する。以下の説明において、セクタレーダSRD1が用いる符号系列をXn、セクタレーダSRD2が用いる符号系列をYnとする。
101、102 送信信号生成部
103、104 送信部
201、202 受信部
203、204 受信信号処理部
211、212 送信信号生成部
221、222 パルス系列生成部
231、232 直交化符号記憶部
241、242 直交化符号乗算部
251、252 DAC
261、262 送信無線部
311、312 受信無線部
321、322 ADC
331、332 相関器
341、342 コヒーレント加算部
Atx−RD1、Atx−RD2 送信アンテナ
Arx−RD1、Arx−RD2 受信アンテナ
SRD1、SRD2 セクタレーダ
TAR1、TAR2 ターゲット
Claims (10)
- 第1の送信系列を生成する第1の送信系列生成部と、前記第1の送信系列を送信する第1の送信部とを含む第1のセクタレーダと、
第2の送信系列を生成する第2の送信系列生成部と、前記第2の送信系列を送信する第2の送信部とを含む第2のセクタレーダと、を有するマルチセクタレーダであって、
前記第1の送信系列は、所定の符号系列に第1の直交化符号V1が乗算された系列であり、
前記第2の送信系列は、前記符号系列に第2の直交化符号V2が乗算された系列であり、
前記第1の直交化符号V1と前記第2の直交化符号V2との内積の和はゼロであり、
前記第1の直交化符号V1のi番目の要素V1iと前記第2の直交化符号V2のi番目の要素V2iとを乗算した値が、長さ2nの基本系列VV_2n(nは1以上の整数)のi番目の要素と等しく、
前記基本系列VV_2nは、長さnの副基本系列VV_nを含み、
VV_2n={VV_n,−VV_n}又は{−VV_n,VV_n}を満たす、
マルチセクタレーダ。 - 請求項1に記載のマルチセクタレーダであって、
前記第1の送信系列生成部は、
前記符号系列を出力する第1の符号出力部と、
前記基本系列VV_2nを用いて生成した第1の直交化符号V1を出力する第1の直交符号出力部と、
前記第1の直交化符号V1と前記符号系列とを乗算して前記第1の送信系列を出力する第1の乗算部と、を含み、
前記第2の送信系列生成部は、
前記符号系列を出力する第2の符号出力部と、
前記基本系列VV_2nを用いて生成した第2の直交化符号V2を出力する第2の直交符号出力部と、
前記第2の直交化符号V2と前記符号系列とを乗算して前記第2の送信系列を出力する第2の乗算部と、を含む、
マルチセクタレーダ。 - 請求項2に記載のマルチセクタレーダであって、
前記第1の符号出力部は、前記符号系列を複数回繰り返して出力し、
前記第1の乗算部は、1つの前記符号系列に対して、前記第1の直交化符号V1の1つの要素を乗算し、
前記第2の符号出力部は、前記符号系列を複数回繰り返して出力し、
前記第2の乗算部は、1つの前記符号系列に対して、前記第2の直交化符号V2の1つの要素を乗算する、
マルチセクタレーダ。 - 請求項2に記載のマルチセクタレーダであって、
前記第1の符号出力部は、サブ符号系列を含む前記符号系列を複数回繰り返し出力し、
前記第1の乗算部は、前記サブ符号系列を含む1つの前記符号系列に対して、前記第1の直交化符号V1の1つの要素を乗算し、
前記第2の符号出力部は、前記サブ符号系列を含む前記符号系列を複数回繰り返し出力し、
前記第2の乗算部は、前記サブ符号系列を含む1つの前記符号系列に対して、前記第2の直交化符号V2の1つの要素を乗算する、
マルチセクタレーダ。 - 請求項2に記載のマルチセクタレーダであって、
前記第1の符号出力部は、前記符号系列としてのチャープ信号を複数回繰り返し出力し、
前記第1の乗算部は、1つの前記チャープ信号に対して、前記第1の直交化符号V1の1つの要素を乗算し、
前記第2の符号出力部は、前記符号系列としてのチャープ信号を複数回繰り返し出力し、
前記第2の乗算部は、1つの前記チャープ信号に対して、前記第2の直交化符号V2の1つの要素を乗算する、
マルチセクタレーダ。 - 請求項2に記載のマルチセクタレーダであって、
前記第1の符号出力部は、繰り返し回数2n毎に、異なる符号系列を出力し、
前記第1の乗算部は、前記異なる符号系列のそれぞれに対して、前記第1の直交化符号V1の1つの要素を乗算し、
前記第2の符号出力部は、繰り返し回数2n毎に、前記異なる符号系列を出力し、
前記第2の乗算部は、前記異なる符号系列のそれぞれに対して、前記第2の直交化符号V2の1つの要素を乗算する、
マルチセクタレーダ。 - 請求項2に記載のマルチセクタレーダであって、
前記第1の符号出力部は、N個の符号を含む前記符号系列を2n×2回繰り返し出力し、
前記第1の乗算部は、2n個の前記符号系列の各符号系列に対して、前記第1の直交化符号V1の1つの要素を乗算し、次の2n個の符号系列の各符号系列に含まれる1つの符号に対して、第3の直交化符号の1つの要素を乗算し、
前記第2の符号出力部は、N個の符号を含む前記符号系列を2n×2回繰り返し出力し、
前記第2の乗算部は、2n個の前記符号系列の各符号系列に対して、前記第2の直交化符号V2の1つの要素を乗算し、次の2n個の符号系列の各符号系列に含まれる1つの符号に対して、第4の直交化符号の1つの要素を乗算し、
前記第3の直交化符号は、要素(+1,−1)を繰り返した長さNの系列を、2n回、前記第1の直交化符号V1を乗算して繰り返した符号であり、
前記第4の直交化符号は、要素(+1,−1)を繰り返した長さNの系列を、2n回、前記第2の直交化符号V2を乗算して繰り返した符号である、
マルチセクタレーダ。 - 請求項2に記載のマルチセクタレーダであって、
長さnの基本系列VV_2nに含まれる副基本系列VV_nは、180度の位相差を有する1組の要素を含む、
マルチセクタレーダ。 - 請求項2に記載のマルチセクタレーダであって、
長さnの基本系列VV_2nに含まれる副基本系列VV_nは、360度/m(mは3以上の整数)の位相差を有する1組の要素を含む、
マルチセクタレーダ。 - 請求項6または7に記載のマルチセクタレーダであって、
前記符号系列は、スパノ符号である、
マルチセクタレーダ。
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