JPH1123697A - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の物標からの信号強度の大小に拘わらず適
正なゲイン制御が実行できるレーダ装置を提供する。 【解決手段】電磁波、光、もしくは音波を送出し、送出
した電磁波、光、もしくは音波の反射体による反射波を
受信し、アナログスイッチＳＷｎと抵抗コンデンサＲ
ｎ，Ｃｎとを含む積分回路Ｉｎにより、予め決められた
時間だけ、受信信号の積分を行うレーダ装置であり、所
定時間だけ受信信号の積分を行う複数の積分回路を備
え、かつ所定時間のそれぞれが少なくとも送出パルス幅
以上の重なりを有する受信積分手段を有し、当該受信積
分手段の積分出力により受信信号のゲイン制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁波、光、もし
くは音波を利用して物標までの距離を計測するレーダ装
置に関し、特に複数の物標からの信号強度の大小に拘わ
らず適正なゲイン制御が実行できるレーダ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のレーダ装置としては、例えば図９
に示すものが知られている。１は電波、光、音波等のパ
ルス信号を送出するための手段、２は送出されたパルス
信号の物標での反射パルス信号を受信するための手段、
３はパルス信号送出手段１、積分手段５，８および判定
手段７を制御するための手段、４は受信信号のゲインを
制御するための手段、５は受信した反射パルス信号を所
定の時間だけ積分するための手段であり具体的には図１
０に示す電気回路構成を有する手段、６は積分手段５の
出力をディジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換器である。
７は判定手段であり、積分信号から距離を計算する機能
も有している。

【０００３】図１０は、図９の積分手段５の具体的構成
を示す電気回路図であり、反射パルス信号（受信信号入
力）は、スイッチＳＷｎを介して、抵抗Ｒｎとコンデン
サＣｎからなる積分器Ｉｎへ入力されるよう接続されて
いる。

【０００４】スイッチＳＷ１，ＳＷ２，…ＳＷｎは、図
９の制御手段３によって、ある距離の間隔毎に順に導通
される。例えば１０ｍ毎に積分行なうとすると、１０ｍ
に相当する時間づつ順にスイッチＳＷｎが導通されてい
く。そして、当該スイッチＳＷｎに接続されている積分
器Ｉｎへ受信信号が入力され、積分が行われる。すなわ
ち、スイッチＳＷ１は０ｍ、スイッチＳＷ２は１０ｍ、
に相当する積分出力を各々積分出力＃１、＃２へ出力す
る。

【０００５】図１１は、各信号のタイミングチャートの
例を示すものであり、（１）は少なくともサンプリング
周期Δｔ以上の幅を持った送出パルスである。（２）は
反射されてきた受信パルス信号であり、反射体までの距
離に比例した遅延時間Ｔｄだけ遅れて受信される。
（３）は積分ゲートパルス信号であり、図１０のスイッ
チＳＷｎを導通、非導通とするタイミング信号である。
（４）は図１０の各積分器Ｉｎからの積分出力を示した
ものである。（５）は目的とする物標までの距離を算出
する手順を示すもので、積分出力のピーク値を２点探
し、その前後２点とを直線で結び、その交点を受信信号
のピーク値とし、パルス信号を送出してからの時間Ｔを
得る。

【０００６】また、図１２は図９の積分手段８を示す電
気回路図であり、反射パルス信号は、スイッチＳＷを介
して、抵抗ＲとコンデンサＣとからなる積分器Ｉへ接続
されている。この積分手段８におけるスイッチＳＷは、
図１の制御手段３によって、ある決められた時間だけ導
通される。

【０００７】この動作タイミングを図１３に示すが、ス
イッチＳＷのゲート信号ΔｔがＯＮしている間は、図１
２のスイッチＳＷが導通となって受信信号の積分が行わ
れる。すなわち、スイッチＳＷが導通時には充電され、
非導通時には電圧を保持する。ここで、ゲート時間Δｔ
を長い時間、たとえば距離に換算して長い距離の時間だ
け導通させると、図１４の（２）〜（３）に示すよう
に、受信信号がどの距離にあっても積分出力が得られ
る。図９に示すゲイン制御手段４においては、この出力
を用いて受信信号のゲイン制御が行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図９に示す
ような従来のレーダ装置にあっては、例えば図１５に示
すようにレーダ手段９からの送出信号により、近距離の
物標１０との遠距離の物標１０の信号の両方を受信した
場合、一般には遠距離の信号の方が受信強度が弱いた
め、特段の問題は生じない。

【０００９】しかしながら、車両用レーダにおいては、
遠方の物標が道路の路側に設置されたリフレクタである
場合や反射率の大きな車両などのように、遠距離側の物
標の信号強度の方が近距離側の物標の信号強度より大き
い場合がある。このため、図１６に示すように、ゲート
パルスΔｔ以降の信号が大きくなって、これが原因で受
信信号のゲイン制御に支障をきたすという問題があっ
た。

【００１０】また、積分出力の電圧は、ゲート信号の時
間間隔Δｔと受信信号との面積比であるため、ゲート信
号の時間間隔Δｔを長くすればするほど、受信信号の積
分出力が小さくなって、ゲイン制御が困難になるといっ
た問題があった。

【００１１】本発明は、このような従来技術の問題に鑑
みてなされたものであり、複数の物標からの信号強度の
大小に拘わらず適正なゲイン制御が実行できるレーダ装
置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のレーダ装置は、電磁波、光、もしくは音波
を送出し、送出した電磁波、光、もしくは音波の反射体
による反射波を受信し、アナログスイッチと抵抗コンデ
ンサとを含む積分回路により、予め決められた時間だ
け、前記受信信号の積分を行うレーダ装置において、所
定時間だけ前記受信信号の積分を行う複数の積分回路を
備え、かつ前記所定時間のそれぞれが少なくとも前記送
出パルス幅以上の重なりを有する受信積分手段を有し、
当該受信積分手段の積分出力により前記受信信号のゲイ
ン制御を行うことを特徴とする。

【００１３】本発明のレーダ装置では、受信信号のゲイ
ン制御を実行するに際し、受信信号の積分を行う複数の
積分回路における積分時間に、送出パルス幅以上の重な
りを設けているので、この重なり部分に存在する受信信
号の積分出力はどちらの積分回路においても同一とな
り、その結果、どちらの積分出力を用いても適正なゲイ
ン制御を行うことができる。

【００１４】本発明のレーダ装置において、特に限定さ
れないが、前記受信積分手段により積分された積分出力
を監視し、検出距離が短い信号の積分値を優先的に受信
信号のゲイン制御に使用することが好ましい。ある物標
の受信信号を用いてゲイン制御を実行しようとする場
合、それより近距離に物標が存在すると、これを優先的
にゲイン制御に用いるので、たとえば遠方の物標からの
信号強度の方が強くても、近距離に存在する物標の受信
信号が採用されることになり、適正なゲイン制御を実行
することができる。

【００１５】

【発明の効果】本発明のレーダ装置によれば、複数の物
標からの信号強度の大小に拘わらず適正なゲイン制御が
実行できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態を示すブ
ロック図であるが、図１０〜図１６も一部参照して説明
する。

【００１７】まず構成を説明すると、１は、電波、光、
音波等のパルス信号を送出する手段であり、図１１
（１）に示すように、制御手段３によって、一定間隔で
パルス信号の送出を行っている。

【００１８】２は、送出されたパルス信号の物標での反
射パルス信号を受信する手段であり、図１１（２）に示
すように反射体までの距離に比例した遅延時間Ｔｄだけ
遅れて受信される。

【００１９】３は、パルス信号送出手段１、積分手段
５、受信積分手段１１、積分値判定手段１２および判定
手段７を制御するための手段、４は、ゲイン制御手段で
あって受信された反射パルス信号を増幅する。

【００２０】５は、ゲイン制御手段４によって増幅され
た反射パルス信号を積分するための手段であり、具体的
には図１０に示されるように、アナログスイッチと抵抗
コンデンサとから構成されている。

【００２１】すなわち、反射パルス信号は、スイッチＳ
Ｗｎを介して、抵抗ＲｎとコンデンサＣｎとからなる積
分器Ｉｎへ入力するように接続されている。ここで、ス
イッチＳＷｎは、制御手段３によって、ある距離の間隔
毎に順に導通されていく。例えば１０ｍ毎に積分が行わ
れるとすると、１０ｍに相当する時間づつ順にスイッチ
ＳＷ１，ＳＷ２，…ＳＷｎが導通されていく。そして、
当該スイッチＳＷｎに接続されている積分器Ｉｎへ受信
信号が入力され、積分が行われる。つまり、スイッチＳ
Ｗ１は０ｍ、スイッチＳＷ２は１０ｍにそれぞれ相当す
る積分出力を各々積分出力＃１、＃２として出力する。

【００２２】６は、積分手段５の出力をディジタル信号
へ変換するＡ／Ｄ変換器、７は判定手段であり、積分信
号から距離を計算する機能も有している。

【００２３】図１１は、本実施形態における各信号のタ
イミングチャートの例をも示すものであり、同図（１）
は、既述したように少なくともサンプリング周期△ｔ以
上の幅を持った送出パルスである。同図（２）は、既述
したように反射されてきた受信パルス信号であり、反射
体までの距離に比例した遅延時間Ｔｄだけ遅れて受信さ
れる。

【００２４】同図（３）は、積分ゲートパルス信号であ
り、図１０のスイッチＳＷｎを導通、非導通とするタイ
ミング信号である。それぞれの積分出力はＡ／Ｄ変換器
６でディジタル信号に変換される。

【００２５】同図（４）は、図１０の各積分器Ｉｎから
の積分出力を示したものである。また、同図（５）は、
目的とする物標までの距離を算出する手順を示すもの
で、積分出力のピーク値を２点探し、その前後２点とを
直線で結び、その交点を受信信号のピーク値とし、パル
ス信号を送出してからの時間Ｔを得る。これらの処理は
判定手段７で実行される。

【００２６】本実施形態に係る受信積分手段１１は、図
２に示されるように、スイッチＳＷｎ、抵抗Ｒｎおよび
コンデンサＣｎからなる積分手段Ｉｎを複数有してい
る。

【００２７】この受信積分手段１１には、反射パルス信
号受信手段２で受信された反射パルス信号が入力され、
この信号はそれぞれの積分器Ｉｎへ接続されている。ス
イッチＳＷ１，ＳＷ２，…ＳＷｎは、図３に示すよう
に、ある決められた時間Δｔで順次導通されていく。

【００２８】ここで、物標が近距離に存在する場合、反
射パルス信号がスイッチＳＷ１（ゲート＃１）の導通時
間内にあるとすると、図３（１）および（２）に示すよ
うになり、反射パルス信号は、図２に示す積分出力＃１
から得られる。そして、この積分出力＃１から、ゲイン
制御手段４によって、受信パルス信号のゲイン制御が行
われる。

【００２９】次に、物標がさらに遠距離にある場合を図
３（３）および（４）に示すが、このときは積分出力＃
２の出力により、ゲイン制御が行われる。

【００３０】ここで積分電圧出力＃１および＃２の切り
替えが問題となる。そこで、本実施形態では、図２の積
分手段Ｉｎのゲート信号の時間に、各々少なくとも出力
パルスのパルス幅分以上の重なりを設けている。これを
図４を参照して説明すると、今、受信パルス信号が、図
４に示すようにゲートパルス信号＃１および＃２の中間
にある場合において、仮にゲートパルス信号の重なりが
無いとすると、積分出力＃１および＃２の値が波形の存
在位置によって変化してしまう。このため、どちらかを
選択したとき、値が一致していないために、ゲイン制御
が困難となる。

【００３１】これに対して、本実施形態のようにゲート
パルス信号に重なりがあって、しかも同図に示すように
パルス幅分以上の重なりがあると、積分時間Δｔが同じ
で、かつパルスの大きさも同じであるため、どちらの積
分出力＃１および＃２も同一の出力値が得られる。この
ため、ゲイン制御にどちらの値を選んでも良いことにな
る。

【００３２】これをさらに図５にて説明すると、積分出
力＃１は、受信パルスが遠方にいくにしたがってその出
力が落ちていくが、受信パルスが積分器＃２の積分時間
にかかってくると、積分電圧出力＃２に徐々に出力が得
られるようになる。そして、積分時間が重なる部分で
は、両者の出力が同一値になる。

【００３３】さらに遠方へいくと、今度は積分器＃２の
積分時間からパルスがずれていくので出力が低下してい
くが、受信パルスが積分器＃３の積分時間にかかってく
るので積分出力＃３に徐々に出力が得られるようにな
り、このようにして、次の積分器も同様に機能してい
く。

【００３４】次に、どのような手順で積分出力を選択し
ていくかについて説明する。図６に示すように、ゲート
信号の重なりは予めΔｔを設定しておくので、距離Ｌ
１、Ｌ２は既知である。そして、図７のフローチャート
に示すように、物標までの距離を算出し（ステップ
１）、その距離がＬ１以下の場合は積分出力＃１を使用
し（ステップ２→４→６）、Ｌ１とＬ２の間では積分出
力＃２を使用し（ステップ２→４→５）、Ｌ２以上では
積分出力＃３を使用する（ステップ２→３）。

【００３５】さらにこのとき、積分出力＃３を使用する
場合には、近距離に物標が侵入してきた場合のゲイン制
御が問題になる。このため、図８のフローチャートに示
すように、図１の積分値判定手段１２で常に同図の受信
積分手段１１の積分出力を全て監視し（ステップ１
１）、遠距離の積分出力より近距離に出力があった場合
を判定し（ステップ１２）、切り替えを判定手段に報知
する。

【００３６】つまり、積分出力＃１に出力が得られた場
合は、近距離に物標有りと判断して割り込み処理によっ
て、ゲイン制御に使用する積分出力を＃１に切り替える
（ステップ１３→１４）。これにより近距離から遠距離
までどのような信号が入力されようと、適正なゲイン制
御が実行できる。

【００３７】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーダ装置の実施形態を示すブロック
図である。

【図２】本発明に係る受信積分手段１１を示す電気回路
図である。

【図３】本発明の実施形態の各信号のタイミングチャー
ト図である。

【図４】本発明の実施形態の各信号のタイミングチャー
ト図である。

【図５】本発明の実施形態における積分出力を説明する
ためのグラフである。

【図６】本発明の実施形態の各信号のタイミングチャー
ト図である。

【図７】本発明の実施形態の動作を示すフローチャート
である。

【図８】本発明の実施形態の動作を示すフローチャート
である。

【図９】従来のレーダ装置を示すブロック図である。

【図１０】従来のレーダ装置の積分手段５を示す電気回
路図である。

【図１１】従来のレーダ装置の各信号のタイミングチャ
ートである。

【図１２】従来のレーダ装置の積分手段８を示す電気回
路図である。

【図１３】従来のレーダ装置の各信号のタイミングチャ
ート図である。

【図１４】従来のレーダ装置の各信号のタイミングチャ
ート図である。

【図１５】従来のレーダ装置の問題点を説明するための
図である。

【図１６】従来のレーダ装置の問題点を説明するための
タイミングチャートである。

【符号の説明】

１…パルス信号送出手段 ２…反射パルス信号受信手段 ３…制御手段 ４…ゲイン制御手段 ５…積分手段 ６…Ａ／Ｄ変換器 ７…判定手段 ８…積分手段 ９…レーダ手段 １０…物標 １１…受信積分手段 １２…積分値判定手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電磁波、光、もしくは音波を送出し、送出
   した電磁波、光、もしくは音波の反射体による反射波を
   受信し、アナログスイッチと抵抗コンデンサとを含む積
   分回路により、予め決められた時間だけ、前記受信信号
   の積分を行うレーダ装置において、 所定時間だけ前記受信信号の積分を行う複数の積分回路
   を備え、かつ前記所定時間のそれぞれが少なくとも前記
   送出パルス幅以上の重なりを有する受信積分手段を有
   し、当該受信積分手段の積分出力により前記受信信号の
   ゲイン制御を行うことを特徴とするレーダ装置。
2. 【請求項２】前記受信積分手段により積分された積分出
   力を監視し、検出距離が短い信号の積分値を優先的に受
   信信号のゲイン制御に使用することを特徴とする請求項
   １記載のレーダ装置。