JP2005265461A - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 他の距離の強反射物からの影響を排除して、正確な相関値を得る。
【解決手段】 レーダ装置は、スペクトル拡散符号および逆拡散符号を発生する符号発生器１０と、スペクトル拡散符号により変調された信号を送信する送信部１１と、送信信号のターゲットからの反射波を受信する受信部１７と、逆拡散符号を段階的に遅延する遅延部１８と、遅延された逆拡散符号を用いて受信信号を逆拡散処理する逆拡散処理部１９と、相関値を検出する相関値検出部２０と、検出された相関値からターゲットの存在を検出するターゲット検出部２１とを備えたレーダ装置において、検出された相関値から受信強度を推定する手段と、推定された受信強度と検出された相関値を得るために用いられた符号とに基づいて他の距離に関する相互相関値を取得する手段と、取得された相互相関値に基づいて相関値検出部において検出された他の距離の相関値を修正する手段とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、スペクトル拡散方式を用いたレーダ装置に関する。

他の通信システムから受ける干渉の影響を小さくするために、情報をある符号列を用いて広帯域に拡散して通信を行うスペクトル拡散方式を採用したＵＷＢ（Ultra Wide Band）レーダ装置が開発されている。このレーダ装置が例えば車載用のレーダ装置である場合、自車前方に障害物（ターゲット）が存在するか否か、そのターゲットまでの距離、ターゲットとの相対速度等を精度良く検出することが可能である。

ところが、検出すべきターゲットが例えば車体である場合と人体である場合では電波の反射強度が大きく異なり、ＵＷＢレーダ装置では、このように各ターゲットからの反射強度に差がある場合、最大の反射強度から一定範囲内の反射強度のターゲットしか識別することができない。従って、例えば人体のように反射強度が小さいターゲットでは、例えそれが自車の近くにあった場合でも、識別できなくなる場合が発生する。

図１は、ＵＷＢレーダ装置において、ターゲットからの反射強度と識別の関係を示す図である。図１において、１はＵＷＢレーダ装置の送信アンテナ、２は受信アンテナを示す。３〜５は、ＵＷＢレーダ装置を搭載した車両の前方にあるターゲットを示す。ターゲット３は、例えば人体等、反射強度の小さいターゲットであり、ターゲット４は標識等反射強度が中程度のものを示し、さらにターゲット５は自車前方を走行する車両等の反射強度が大きいものを示す。６は、送受信アンテナ１、２間の直接波である。

このような場合、反射強度が中程度であるターゲット４は識別可能であるが、反射強度が小さいターゲット３は、反射強度が大きいターゲット５によって生じるノイズに埋もれてしまい、識別不可能となることがある。

本発明の参考文献としては、例えば以下の特許文献１乃至３を上げることができる。しかしながらこれらの特許文献は、本願の発明時点における一般的なスペクトル拡散レーダ装置の技術レベルを示すものであって、本発明の特徴を示唆し教示するものではない。

実開平５−２０９２ 特開２０００−１３７０７３

本発明は、従来のレーダ装置の上記の欠点を解決する目的で為されたもので、反射強度の小さなターゲットを検出する場合に、反射強度の大きなターゲットによる相互相関の影響を排除して正確な自己相関値を得ることにより、反射強度が小さなターゲットであっても有効に検出することができる、レーダ装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明の第１のレーダ装置は、スペクトル拡散符号および逆拡散符号を発生する符号発生器と、スペクトル拡散符号により変調された信号を送信する送信部と、送信された信号のターゲットからの反射波を受信する受信部と、逆拡散符号を段階的に遅延する遅延部と、段階的に遅延された逆拡散符号を用いて受信部によって受信された信号を逆拡散処理する逆拡散処理部と、逆拡散処理されたデータから相関値を検出する相関値検出部と、検出された相関値からターゲットの存在を検出するターゲット検出部とを備えたレーダ装置において、さらに、相関値検出部により検出された相関値から受信強度を推定する手段と、推定された受信強度と検出された相関値を得るために用いられた符号とに基づいて他の距離に関する相互相関値を取得する手段と、取得された相互相関値に基づいて相関値検出部において検出された他の距離の相関値を修正する手段とを備えたことを特徴とする。

上記のレーダ装置によれば、受信強度の大きなターゲットからの反射波が他の距離のターゲットからの反射波に及ぼす影響を、相互相関値として得ることができる。したがって、この相互相関値に基づいて他の距離について相関値検出部で検出された相関値を修正することにより、正確な相関値を得ることができる。この結果、反射強度の弱いターゲットであってもその存在を有効に検出することができる。

また、上記のレーダ装置において、受信強度を推定する手段、相互相関値を取得する手段および修正する手段は、これらの機能をソフトウエアによって実現するプログラムで構成され、ターゲット検出部に格納されている。

さらに、上記のレーダ装置において、受信強度を推定する手段は、相関値検出部において取得された相関値の関数としてあらかじめ作成された受信強度に関するテーブルを備える。

またさらに、上記のレーダ装置において、相互相関値を取得する手段は、受信強度と相互相関を取得する符号間の一致度との関数としてあらかじめ作成された相互相関値テーブルを備える。

このように、相関値の修正にあたって、ターゲット検出部に相関値修正用のプログラムを格納しておき、相関値の検出にあたって随時その補正を行うようにすることにより、ハード的な構成を伴うことなく相関値の修正が可能となる。また、相互相関値の取得に計算が必要な部分を、あらかじめ作成したテーブルを参照してその結果を得る構成とすることにより、処理スピードが向上する。

本発明の第２のレーダ装置は、スペクトル拡散符号および逆拡散符号を発生する符号発生器と、スペクトル拡散符号により変調された信号を送信する送信部と、送信された信号のターゲットからの反射波を受信する受信部と、逆拡散符号を段階的に遅延する遅延部と、段階的に遅延された逆拡散符号を用いて受信部によって受信された信号を逆拡散処理する逆拡散処理部と、逆拡散処理されたデータから相関値を検出する相関値検出部と、検出された相関値からターゲットの存在を検出するターゲット検出部とを備えたレーダ装置において、さらに、反射強度の大きなターゲットからの反射波が他の距離のターゲットからの反射波に及ぼす影響を除去するための補正回路を備え、この補正回路は、逆拡散符号をあらかじめ設定された一定量遅延するための第２の遅延部と、遅延された逆拡散符号を反転し増幅して打消し信号を生成する反転増幅部と、この打消し信号を受信部において受信された信号に重畳するための打消し処理部とを含むことを特徴とする。

上記第２のレーダ装置によれば、その位置および反射強度があらかじめ分かっているターゲットについて、反転増幅器において、そのターゲットの位置を決定する逆拡散符合と既知の反射強度とに基づいてそのターゲットからの反射波を電気的に合成し、これを反転して打消し信号が形成される。したがってこの打消し信号を受信信号に合成することにより、受信信号中から他の距離で生成された受信強度の大きな反射波の影響を取り除くことができる。これによって、受信強度が小さいターゲットからの反射波であってもその相関値を正確に検出することができる。

また、上記のレーダ装置において、第２の遅延部と反転増幅部は、反射波の影響を打ち消そうとするターゲットであってその位置および反射強度が固定的なターゲットの個数に対応して複数セットが設けられている。

これにより、相関のピークが、レーダ装置の分解能に相当する単位距離の複数にわたるような、例えば直接波の場合でも、その影響を効果的に除去することができる。

さらに、上記のレーダ装置において、第２の遅延部は逆拡散符号を段階的に遅延するステップディレイであり、反転増幅器はターゲット検出部で受信強度の大きなターゲットを検出したタイミングとその受信強度に基づいて打消し信号を生成する。これによって、あらかじめその位置および受信強度が分かっているターゲット以外のターゲットであっても、ターゲット検出部で検出された相関値とその検出のタイミングに基づいて反転増幅器で打消し信号が形成される。したがってこの打消し信号を受信信号に重畳することにより、反射強度の大きなターゲットからの反射波が他の距離の反射波を受信する際に与える影響が除去され、正確な相関値をえることができる。

またさらに、上記のレーダ装置において、補正回路は、受信処理部出力を分岐する分岐回路と、打消し処理部出力をステップディレイ出力に基づいて逆拡散する第２の逆拡散処理部と第２の逆拡散処理部出力に基づいて相関値を検出する第２の相関値検出部とを備え、分岐された受信処理部出力は打消し処理部に入力される。

これにより、受信信号をそのまま処理する通常の経路とは別経路で反射強度の大きいターゲットからの影響を取り除く経路が作成されるため、必要に応じて相関値の補正を行うことが可能である。

（実施形態１）
図２は、本発明の実施形態１にかかるＵＷＢレーダ装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態では、図２のターゲット検出部２１において相関値の補正処理を行うように構成されているが、その説明を行う前に、一般的なスペクトル拡散レーダ装置の構成およびその動作について、図２を参照して説明する。

図２において、１０はスペクトル拡散符号および逆拡散符号を発生するための符合発生器、１１は符号発生器１０によって生成されたスペクトル拡散符号を用いて送信信号を変調しかつ送信処理するための拡散・送信処理部、１２は拡散処理された信号を送信するためのアンテナである。

１３は受信アンテナであり、送信アンテナ１２から送信された電波がターゲット１４によって反射され戻ってきたもの、即ちターゲット１４による反射波１５を受信するためのものである。受信アンテナ１３は、送信アンテナ１２からの直接波１６も受信する。１７は受信処理部であり、受信アンテナ１３によって受信した信号の復調処理を行う。１８は、符号発生器１０によって生成された逆拡散符号を段階的に遅延するステップディレイ、１９はステップディレイ１８によって遅延された逆拡散符号を用いて受信信号を逆拡散処理しさらにＡＤ変換する逆拡散処理部、２０は逆拡散処理されたＡＤ変換データから相関値を検出する相関値検出部、さらに２１は検出された相関値から、ターゲットまでの距離、受信強度、ターゲットと自車との相対速度およびターゲットが何であるかを判定する等の種々の処理を行うターゲット検出部である。

ターゲット検出部２１の処理結果は、図示されていないがディスプレイ等に表示されて運転者に注意を喚起し、あるいは車両のＥＣＵ等に導入されて種々の走行制御に利用される。

図２の装置において、アンテナ１２、１３間で直接受信される直接波の受信タイミングは、符号発生器１０による符号生成のタイミングに対して、機器の物理的構成あるいは配置等で決まるある一定の遅延を有している。したがって、符号発生器１０によって生成される逆拡散符号を同じだけ遅延させる必要がある。図２の固定ディレイ２２は、このための遅延（初期ディレイ）を構成するものである。

図３は、図２に示す装置の動作説明のためのタイムチャートであって、特に、ターゲットまでの距離をどのように検出するかを示している。図３（ａ）は符号発生器１０において生成されるスペクトル拡散のための符号列を示し、図３（ｂ）は、ステップディレイ１８によって段階的に遅延された逆拡散符号列を示す。逆拡散符号列（ｂ）には、受信符号と同期させるために、固定ディレイ２２において一定の初期ディレイが与えられている。

逆拡散符号列（ｂ）は、送信符号（１）、（２）、（３）・・・（ｎ）をステップディレイ１８によって例えば１クロック（ビット）分づつ遅延することによって形成されている。図（ｃ）は直接波の受信符号列を示し、図（ｄ）はレーダ装置から１クロック分の距離にあるターゲットからの反射波における符号列を示し、さらに図（ｅ）は２クロック分の距離にあるターゲットからの反射波の符号列を示す。

図３に示すように、直接波の受信符号列（ｃ）を逆拡散符号列（ｂ）によって逆拡散処理する場合、符号１が強い相関を示し、その他の符号は受信符号と逆拡散符号間で位相がずれているため、強い相関を示さない。同様に、１クロック分の距離にあるターゲットからの反射波の符号列（ｄ）は、符号２において逆拡散符号列と強い相関を示す。さらに２クロック分の距離にあるターゲットからの反射波の符号列（ｅ）は、符号３において強い相関を示す。

したがって、図３（ｇ）に示すように、受信波（ｆ）を逆拡散符号列（ｂ）で逆拡散処理し、各符号について相関値を検出することにより、各距離に反射波を形成するターゲットがあるか否かが検出される。即ち０ｍ、０ｍ＋１クロック分の距離、０ｍ＋２クロック分の距離等における相関特性において、強い相関を示した場合その距離にターゲットが存在していることが分かる。

図４は、ターゲットが１個の場合の、逆拡散符号および受信信号に基づいて相関特性を取得するための処理を示すタイムチャートである。図４において、信号（ａ）は、ステップディレイ１８によって遅延された逆拡散符号を示し、信号（ｂ）はアンテナ１３によって受信された信号を示す。さらに信号（ｃ）は、逆拡散処理部１９において信号（ａ）および（ｂ）に基づく相関値（ＡＤ値）を示す。

相関の検出は、信号（ａ）が正の時は信号（ｂ）をそのままミックスして出力し（図４（ｃ）の期間Ａ）、信号（ａ）が負の時は信号（ｂ）を反転してミックス処理する（図４（ｃ）の期間Ｂ）。信号（ａ）と信号（ｂ）のビット毎の一致数が多いほど相関が高くなる、即ちＡＤ値が高い。なお、ＡＤ値は１〜−１までを取る相関値に対して受信強度を反映した値である。

図４は、ターゲットが１個の場合の相関値検出を示しているが、実際にはターゲットは複数であり、したがって受信波中には複数のターゲットからの反射波が含まれる。

図５は、距離ａに強反射物があり距離ａ＋１に弱反射物があった場合に、距離ａ＋１の相関値がどのようになるかを説明するための図である。図５の（ａ）は、距離ａにおけるステップディレイの出力信号波形、即ち距離ａの相関を取るためにシフトした符号を示し、（ｂ）は距離ａ＋１におけるステップディレイの出力信号波形、即ち距離ａ＋１の相関を取るためにシフトした符号を示す。波形（ａ）および（ｂ）に示すように、さらに図３を用いて説明したように、隣接する距離間ではステップディレイの出力信号は１ビット分ずれている。

図５の（ｃ）は距離ａ＋１からの反射波を、（ｄ）は距離ａからの反射波を、さらに（ｅ）は距離ａと距離ａ＋１からの反射波の合成波、即ち受信波を示す。距離ａに反射強度の大きなターゲットが存在する場合、距離ａ＋１の相関を検出するタイミングにおいて、波形（ｂ）に示す信号の１ビットずれた信号の反射波（ｄ）が距離ａ＋１からの反射波（ｃ）に重畳されて受信され、合成波（ｅ）を形成する。

距離ａ＋１における自己相関の検出は、波形（ｂ）と合成波（ｅ）に基づいて、図４（ｃ）で説明した処理ステップに沿って実行される。図５（ｆ）の一点鎖線で示すレベルは、このようにして得られえた距離ａ＋１のＡＤ値のレベルを示す。このＡＤ値は、距離ａ＋１からの反射波が距離ａからの反射波の影響を受けて大きく崩れているため、本来の値とは異なった値として検出される。

図５に示す波形図から明らかなように、距離ａからの反射波が距離ａ＋１からの反射波の相関値を取る場合に与える影響は、距離ａの相関を取るための符号（図５の（ａ））と距離ａ＋１の相関を取るための符号の一致度、および距離ａからの反射波の受信強度によって決定される。符号列は装置毎に決められるものであるため、距離ａ、距離ａ＋１、距離ａ＋２、・・・の相関を取るための符号は既知である。また、距離ａにおける受信強度は、検出されたＡＤ値から推測可能である。

したがって、本発明の実施形態１にかかるＵＷＢレーダ装置では、符号列と受信強度とに基づいて、受信強度が大きなターゲットからの反射波が他の距離に与える相互相関値をソフト的に算出し、この値で、相関値検出部において検出された相関値を補正するようにしている。

図６は、相関値検出部２０において得られた値を補正するために、ターゲット検出部２１に組み込まれたソフトウエアの構成を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに沿って、実施形態１の特徴的な構成および動作を説明する。なお、本実施形態では、距離０〜ｎまでの相関値は、相関値検出部２０において検出され、ターゲット検出部２１のメモリに記憶されているものとする。

ターゲット検出部２１が相関値の補正モードに設定されると、ステップＳ１で距離ａを０に設定し、ステップＳ２でａがｎより大きくないことを確認し、ステップＳ３で相関値が記憶されたメモリから距離０の相関値、即ちＡＤ値を取得する。ステップＳ４では、ステップＳ３で取得したＡＤ値から距離０における反射波の受信強度を推定する。この推定は、ＡＤ値を基にした計算を行うサブルーチンにより、あるいはあらかじめ作成されたＡＤ値と受信強度の関係を示すテーブルを参照することによって行う。

図７の（ａ）および（ｂ）は、ＡＤ値から受信強度を推定するための方法を説明する図である。図７の（ａ）は、受信強度をステップＳ１で取得したＡＤ値に基づいて計算することにより、推定する方法を示す。ＡＤ値は電圧Ｖで示され、図示するように受信パワーＰを負荷抵抗Ｒを介してＡＤ変換することにより得られるものである。ＡＤ入力の負荷抵抗Ｒが分かっているので、電力（パワー）Ｐは、Ｐ＝Ｖ²／Ｒとして計算される。したがって、取得したＡＤ値に対してこの計算を実行することにより、受信強度（パワー）を推定することができる。

図７の（ｂ）は、図６のステップＳ３における受信強度の推定を、あらかじめ作成されたテーブルを参照して行う方法を示す。即ち、図７（ａ）に示す方法を用いて各ＡＤ値に対して電力を計算し、図（ｂ）に示すようなテーブルをあらかじめ作成しておく。図７のステップＳ１でＡＤ値が取得されると、このテーブルを参照して電力（受信強度）を推定する。

図６のフローチャートにおいて、ステップＳ２でＮＯの場合、即ち値ａがｎを超えている場合は、処理を終了する。ステップＳ４で受信強度が推定されると、ステップＳ５においてその値が閾値以上か否かが判断される。この閾値は、距離ａでの受信強度が大きく距離ａ＋１以降での相関結果に大きな影響を与えると思われる範囲で任意に設定する。図８に、取得した相関特性のグラフにおいて閾値を設定するイメージを示す。図８の事例では、相関値のピークＰ０およびＰ１が閾値を超えていることがわかる。

あるいは、受信強度の大きなものから例えば２個の相関値について補正処理を行うことをあらかじめ決定しておけば、閾値の設定は必要ではない。この場合、図８の事例では相関値のピークＰ０およびＰ１について、他の相関値ピークに与える影響が検出される。

ステップＳ５でＹＥＳの場合、距離ａに反射強度の大きなターゲットが存在し、その影響が他の距離における相関値に影響を与えているものと判断し、ステップＳ６以下を実行することにより、取得された相関値の補正を行う。このため、まずステップＳ６で、距離ａと距離ａ＋１、ａとａ＋２、・・・、ａとａ＋ｎ間の符号の一致度を計算する。なお、メモリされたすべての相関値に対して距離ａにおける反射の影響を必ずしも計算する必要はなく、その影響を計算する範囲をあらかじめ限定しておいても良い。

距離ａの相関を取る符号と、距離ａ＋１の相関を取る符号は、同じ符号を例えば１ビットずらしたものである。距離ａの相関を取る符号列は装置によって設定された符号列であるため、ステップＳ６における計算は既知の距離ａにおける符号に基づいて容易に行い得る。

ステップＳ６で、距離ａと距離ａ＋１以下の符号の一致度が計算されると、ステップＳ７で、ステップＳ６で計算された値に距離ａにおける推定された受信強度を乗算することにより、各距離に対する相互相関値が算出される。ステップＳ８では、メモリに格納されている距離ａ＋１以下の相関値からステップＳ７で算出された相互相関値を減算することにより、補正された相関値を得る。なお、ステップＳ５でＮＯの場合は、ステップＳ９に移動してａを１だけ進め、ステップＳ２以下を再度実行する。

これにより、次の距離に反射強度の大きなターゲットが存在する場合、そのターゲットがそれ以降の距離の相関値に及ぼす影響をとりのぞくことができる。以上の処理を、ａがｎを超えるまで（ステップＳ２のＮＯ）続け、処理を終了する。これにより、補正された相関値がメモリに保持される。

（実施形態２）
図９は、本発明の実施形態２にかかる相関値補正のためのフローチャートを示す。なお、図９において図６に示すフローチャートと同じ符号を付したステップは、同じかまたは類似のステップを示すのでその重複した説明は行わない。

実施形態１では、ステップＳ６およびＳ７に示す相互相関値の算出を、ソフトウエアを利用した計算によって行うものであるが、図９に示す実施形態２ではこの相互相関値の取得をあらかじめ作成しておいたテーブルを参照することによって行うことを特徴としている。したがって、ステップＳ１０は、テーブルを参照して相互相関値を取得するステップを表している。

ステップＳ１０の詳細を、図１０および図１１を参照して説明する。図１０は、符号の一致度を表すテーブルである。符号列は装置毎に決定されているので、距離ａと距離ａ＋ｋ（ｋ＝１、２、・・・、ｎ）間の相関を取るための符号の、ビット毎の一致度はあらかじめ計算可能である。図１０に示すテーブルの値は、ビットの極性が一致した場合を＋１、違う場合を−１として符号全体で演算して得られたものである。このテーブルはあらかじめ作成し、ターゲット検出部２１に記憶させておく。

図１１は、図１０で求めた符号の一致度を示す値と、距離ａの受信強度とから得られる相互相関値をテーブル化したものである。このテーブルもあらかじめ作成して、ターゲット検出部２１に記憶させておく。

図１０および図１１のテーブルは、次のようにして使用される。例えば、ａが０の場合、距離１との間の符号の一致度は、図１０のテーブルを参照することによって＋２であることが分かる。今、距離０における受信強度が２であるとすると、図１１のテーブルを参照することにより、符号の一致度＋２、受信強度２の場合の相互相関値は＋４であることが分かる。これにより、距離０で受信強度が２の場合の反射波が次の距離１の相関値に影響する相互相関値（ＡＤ値）は＋４であると判定される。

なお、実施形態２の場合は、ステップＳ１０においてテーブルを参照して補正すべき相互相関値を取得するものであるため、ソフト的な負荷を大幅に低減することができるが、多くのメモリを必要とする。一方、実施形態１の場合は計算のためのソフト的な負荷は大きいが、多くのメモリを必要としない利点を有している。

図１２は、図６または図９のフローチャートに示す手順に従って補正された相関値と補正前の相関値を示すグラフである。図において、横軸は距離を（×１０ｃｍ）で示し、縦軸はＡＤ値を電圧Ｖで示している。図の実線は補正前の相関値のグラフを、点線は補正後の相関値のグラフを示す。この図より、直接波Ｐ０および次に強度の大きい相関値ピークＰ１の影響を取り除くことによって、その他の相関値の値が修正されていることが分かる。

図１２から理解される補正の効果は、ピークＰ３が相関値の補正によってターゲットからの反射に基づくものであると識別できるようになったことである。補正前の相互相関値の最大値は、ピークＰ４に基づく値Ｔ１であり、ピークＰ３の補正前の相関値は値Ｔ１よりも低く、したがって補正前のデータによればピークＰ３をターゲットによるものと認識することは困難である。ところが、相関値の補正によって、補正後の相互相関値の最大値は、ピークＰ５による値Ｔ２となり、ピークＰ３の補正後の相関値よりも低くなっている。これにより、ピークＰ３がターゲットによるものであると認識できる。

なお、実施形態１および２は、相関値検出部において一旦すべての相関値を検出した後、それぞれの相関値の補正処理を行うものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、１個の相関値を検出した時点でその相関値が次の距離の相関値検出に与える影響を算出し、次の距離の相関値検出時点で検出値に反映させる方法をとってもよいことは勿論である。

（実施形態３）
上述した実施形態１および２では、取得したＡＤ値に対してソフト的に補正処理を行うことを特徴としている。しかしながら、処理スピードが要求される装置ではソフト的な処理では対応しきれなくなる場合がある。本実施形態３では、処理スピードの要求に対処するために、ハード的に相関値の補正を行うようにしている。

図５において説明したように、距離ａに反射強度の大きいターゲットが存在する場合、距離ａ＋１の相関を取るタイミングで受信される受信波は、距離ａからの反射波と距離ａ＋１からの反射波の合成波（ｅ）となる。したがって、合成波（ｅ）に、距離ａからの反射波（ｄ）を反転したものを重畳することにより、合成波（ｅ）から距離ａからの反射波の影響を取り除き、距離ａ＋１からの反射波（ｃ）のみを含むようにすることができる。

したがって、距離ａからの反射波に相当するものを反転した打消し信号を、距離ａ＋１の相関を取るタイミングで生成することができれば、この打消し信号を距離ａ＋１の相関を取るタイミングで受信する受信波に重畳することにより、距離ａからの影響を排除することができる。

送受信アンテナ間で直接受信される直接波、あるいは車両のボンネット等その位置がＵＷＢレーダ装置の物理的配置条件や装置のスペックによってほぼ決まる固定的な反射点（ターゲット）からの反射波は、その反射強度およびＵＷＢレーダ装置からの距離があらかじめ分かっている。実施形態３は、この事実を利用して、ハード的に直接波または固定的反射点に対する打消し信号を形成するようにしている。

図１３は、本発明の実施形態３にかかるＵＷＢレーダ装置の構成を示すブロック図である。なお、以下の図において、図２に示すものと同じ符号は同一または類似の構成要素を示すので、重複した説明は行わない。

図１３において、３０は直接波、または固定的な反射点からの反射波の影響を除去するための補正回路であって、補正用固定ディレイ３１、反転増幅器３２および打消し処理回路３３で構成され、打消し信号を生成してこれを受信処理回路１７の出力に重畳することにより、受信波中から直接波または固定的な反射点からの反射波を取り除くようにしている。補正用固定ディレイ３１と反転増幅器３２のセットは、必要個数あるいは実現可能個数が配置される。ＵＷＢ方式を採用した場合は、符号１ビットの速度が距離分解能となり、その単位距離は数ｃｍから１０ｃｍ程度となる。この分解能では直接波は複数の単位距離にまたがる場合があり、また搭載条件として固定的な反射点も存在するため、これらの影響を取り除くために、補正用固定ディレイ３１と反転増幅器３２の複数のセットが用いられる。

即ち、補正回路３０では、複数の単位距離にまたがる直接波、または固定的な反射点からの反射波にタイミングと強度を合わせて、アナログ量としてこれらの影響を打ち消すための信号を、補正用固定ディレイ３１および反転増幅器３２によって生成する。打消し信号は、次の距離の相関値を取るタイミングで、受信処理部１７の出力に重畳され、前回の距離からの反射波の影響が除かれる。そのため、逆拡散処理部１９では次の距離からの反射波のみが処理の対象となって、正確な相関値の検出が行われる。

（実施形態４）
図１４は、本発明の実施形態４にかかるＵＷＢレーダ装置の構成を示すブロック図である。本実施形態４では、実施形態３のＵＷＢレーダ装置における補正回路３０の代わりに補正回路４０を有している。補正回路４０は、補正用ステップディレイ４１、反転増幅器４２および打消処理回路４３で構成される。実施形態３と同様に、補正用ステップディレイ４１と反転増幅器４２は必要個数あるいは実現可能個数がセットで設けられている。

図１３に示した実施形態３では、直接波あるいは固定的な反射点からの反射波の影響を除去することを目的として構成されているため、移動するターゲットに対しては充分に対応することができない。

実施形態４にかかる装置は、移動するターゲットからの反射波の影響を除去することができるように構成されている。即ち、ターゲット検出部２１において強反射物が検出されると、その受信強度を推測すると共に、移動するターゲットの相対速度の算出を行い、この強反射物の影響が現れるタイミングを補正用ステップディレイ４１によって形成する。打消し処理部４３では、前回判定された強反射物のタイミング、受信強度に合わせてアナログ量として打消し処理を行うことにより、移動物体からの反射波であっても実施形態３に示したものと同様の打消し処理が可能となる。

（実施形態５）
図１４に示す実施形態４では、補正回路４０が受信処理部１７と逆拡散処理部１９間に挿入されているので、補正回路４０で一回目の打消し処理を行った後、二回目以降は打消し処理をしないような制御を行う必要がある。そのため、二回目以降は打消し処理が行えないので、強反射物の影響を取り除くためには処理が不十分に終る。

図１５に示す実施形態５では、このような問題点を取り除くために、分岐回路５５を備える補正回路５０を、受信処理部１７と逆拡散処理部１９間に設けている。図１５において、補正回路５０は、補正用ステップディレイ５１、反転増幅器５２、打消処理回路５３、補正用の逆拡散処理部５４および補正用相関値検出部５６を有し、強反射物があった場合、この補正回路５０において、次回以降毎回打消し処理を行うようにしている。

また、通常の受信によるターゲットの相関値検出処理は、分岐回路５５によって分岐された受信信号を逆拡散処理部１９、相関値検出部２０およびターゲット検出部２１に導いて行う。これにより、随時の補正が可能となる。

図１６は、図１３乃至１５に示した回路の動作説明のためのタイムチャートである。以下に、図１６を参照して、図１３乃至１５に示した回路の動作を説明する。なお、図１６では説明を簡単にするために、送信符号と受信符号間にディレイの無い理想的な場合を想定したタイムチャートを示しており、この場合、図１３乃至１５に示す固定ディレイ２２は必要ないかあるいはディレイ量を０とする。

図１６の波形（ａ）は送信符号列を、波形（ｂ）はステップディレイ１８の出力、即ち逆拡散符号列を各符号について１ビットずつ遅延した信号の波形を示す。波形（ｃ）は１ビット遅れの距離からの反射波を、波形（ｄ）は２ビット遅れの距離からの反射波を、波形（ｅ）は３ビット遅れの距離からの反射波を示す。波形（ｆ）は、これらの反射波の合成波形を示している。

さらに波形（ｇ）は、補正用ステップディレイ４１または５１の出力波形であって、逆拡散符号を１ビット分遅延した信号である。波形（ｈ）は反転増幅器４２または５２の出力として形成される打消し信号を示し、さらに波形（ｉ）は反射波（ｆ）と打消し信号（ｈ）の合成波を示す。

図１４および１５に示した実施形態では、ターゲット検出部２１における前回の強反射物の判定に基づいて次回の受信処理に対して打消し処理を行うものであるため、図１６の波形（ｃ）のタイミングＨ１で相関値が大であると判定されると、次の相関値を取るタイミング、即ちタイミングＨ２で補正用ステップディレイ４１または５１の出力である波形（ｇ）を、反転増幅器４２または５２において反転し、さらに受信強度に基づいて増幅して打消し信号（ｈ）を形成する。この信号を打消し処理回路４３または５３で受信した反射波に重畳することにより、波形（ｉ）のタイミングＨ２に示すように、１ビット遅れの強反射の影響を取り除くことが可能となる。

この結果、相関値ＡＤは補正された値となる。なお、受信強度は０Ｖから何Ｖ離れているかを示すものであるため、図示の場合は強反射の影響を取り除くことにより、負側に電圧（相関値）が大きくなる。

なお、図１３に示す実施形態３では、ターゲット検出部２１での前回の強反射の判定に基づいて反転増幅処理を行うのではなく、あらかじめ決められたタイミング、即ち直接波あるいは固定反射点からの反射波に基づいて反転増幅処理を行うものであり、これにより図１６のタイミングＨ２で波形（ｇ）に基づいて打消し信号が形成される。

なお、図１２を参照して説明した本発明の効果は、実施形態３乃至５のＵＷＢレーダ装置によっても同様に得られることは明らかである。

ＵＷＢレーダ装置におけるターゲットの反射強度と識別の関係を示す図。 本発明の実施形態１にかかるＵＷＢレーダ装置の構成を示すブロック図。 図２に示す装置の動作説明のためのタイムチャート。 相関値検出処理を説明するための図。 相関を取る場合の強反射物からの反射波の影響を示す図。 補正処理のためのフローチャート。 受信強度の推定方法を示す図。 相関値に対して設けた閾値を示す図。 本発明の実施形態２にかかる装置の動作を示すフローチャート。 実施形態２において使用される符号の一致度を示すテーブルを示す図。 実施形態２において使用される相互相関値テーブルを示す図。 本発明の効果を示す相関特性図。 本発明の実施形態３のＵＷＢレーダ装置を示すブロック図。 本発明の実施形態４のＵＷＢレーダ装置を示すブロック図。 本発明の実施形態５のＵＷＢレーダ装置を示すブロック図。 実施形態３乃至５のＵＷＢレーダ装置の動作説明のための波形図。

符号の説明

１０…符号発生器
１１…拡散・送信処理部
１２…送信アンテナ
１３…受信アンテナ
１７…受信処理部
１８…ステップディレイ
１９…逆拡散処理部
２０…相関値検出部
２１…ターゲット検出部
２２…固定ディレイ
３０…補正回路
３１…補正用固定ディレイ
３２…反転増幅器
３３…打消し処理回路
４０…補正回路
４１…補正用ステップディレイ
４２…反転増幅器
４３…打消し処理部
５０…補正回路
５１…補正用ステップディレイ
５２…反転増幅器
５３…打消し処理回路
５５…分岐回路

Claims (8)

1. スペクトル拡散符号および逆拡散符号を発生する符号発生器と、前記スペクトル拡散符号により変調された信号を送信する送信部と、前記送信された信号のターゲットからの反射波を受信する受信部と、前記逆拡散符号を段階的に遅延する遅延部と、前記段階的に遅延された逆拡散符号を用いて前記受信部によって受信された信号を逆拡散処理する逆拡散処理部と、前記逆拡散処理されたデータから相関値を検出する相関値検出部と、前記検出された相関値からターゲットの存在を検出するターゲット検出部とを備えたレーダ装置において、さらに、前記相関値検出部により検出された相関値から受信強度を推定する手段と、前記推定された受信強度と前記検出された相関値を得るために用いられた符号とに基づいて他の距離に関する相互相関値を取得する手段と、前記取得された相互相関値に基づいて前記相関値検出部において検出された他の距離の相関値を修正する手段とを備えたことを特徴とする、レーダ装置。
2. 請求項１に記載のレーダ装置において、前記受信強度を推定する手段、相互相関値を取得する手段および修正する手段は、これらの機能を実現するプログラムで構成され前記ターゲット検出部に格納されていることを特徴とする、レーダ装置。
3. 請求項１または２に記載のレーダ装置において、前記受信強度を推定する手段は、前記相関値検出部において取得された相関値の関数としてあらかじめ作成された受信強度に関するテーブルを備えることを特徴とする、レーダ装置。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載のレーダ装置において、前記相互相関値を取得する手段は、受信強度と相互相関を取得する符号間の一致度との関数としてあらかじめ作成された相互相関値テーブルを備えることを特徴とする、レーダ装置。
5. スペクトル拡散符号および逆拡散符号を発生する符号発生器と、前記スペクトル拡散符号により変調された信号を送信する送信部と、前記送信された信号のターゲットからの反射波を受信する受信部と、前記逆拡散符号を段階的に遅延する遅延部と、前記段階的に遅延された逆拡散符号を用いて前記受信部によって受信された信号を逆拡散処理する逆拡散処理部と、前記逆拡散処理されたデータから相関値を検出する相関値検出部と、前記検出された相関値からターゲットの存在を検出するターゲット検出部とを備えたレーダ装置において、さらに、反射強度の大きなターゲットからの反射波が他の距離のターゲットからの反射波に及ぼす影響を除去するための補正回路を備え、該補正回路は、前記逆拡散符号をあらかじめ設定された一定量遅延するための第２の遅延部と、前記遅延された逆拡散符号を反転し増幅して打消し信号を生成する反転増幅部と、前記打消し信号を前記受信部において受信された信号に重畳するための打消し処理部とを含むことを特徴とする、レーダ装置。
6. 請求項５に記載のレーダ装置において、前記第２の遅延部と前記反転増幅部は、反射波の影響を打ち消そうとするターゲットであってその位置および反射強度が固定的なターゲットの個数に対応して複数セットが設けられていることを特徴とする、レーダ装置。
7. 請求項５に記載のレーダ装置において、前記第２の遅延部は前記逆拡散符号を段階的に遅延するステップディレイであり、前記反転増幅器は前記ターゲット検出部で受信強度の大きなターゲットを検出したタイミングとその受信強度に基づいて前記打消し信号を生成することを特徴とする、レーダ装置。
8. 請求項７に記載のレーダ装置において、前記補正回路は、さらに、前記受信処理部出力を分岐する分岐回路と、前記打消し処理部出力を前記ステップディレイ出力に基づいて逆拡散する第２の逆拡散処理部と前記第２の逆拡散処理部出力に基づいて相関値を検出する第２の相関値検出部とを備え、前記分岐された前記受信処理部出力は前記打消し処理部に入力される事を特徴とする、レーダ装置。

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