特許 7104935 ＦＭＣＷレーダ装置、ＦＭＣＷレーダ装置の多元接続方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-13

(45)【発行日】2022-07-22

(54)【発明の名称】ＦＭＣＷレーダ装置、ＦＭＣＷレーダ装置の多元接続方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/34 20060101AFI20220714BHJP

   G01S 13/931 20200101ALI20220714BHJP

【ＦＩ】

G01S13/34

G01S13/931

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018028025

(22)【出願日】2018-02-20

(65)【公開番号】P2019144083

(43)【公開日】2019-08-29

【審査請求日】2020-11-26

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２９年度、総務省、戦略的情報通信研究開発推進事業（ＳＣＯＰＥ）、電波有効利用促進型研究開発、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】504203572

【氏名又は名称】国立大学法人茨城大学

(73)【特許権者】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002365

【氏名又は名称】特許業務法人サンネクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】梅比良 正弘

(72)【発明者】

【氏名】武田 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】黒田 浩司

【審査官】安井 英己

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－２３２０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１７６２６６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１７－５２９５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０８５９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１３３８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－００３３４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／００－ ７／４２，

Ｇ０１Ｓ １３／００－１３／９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の掃引周波数幅の範囲内で周波数が連続的に時間変化するように周波数変調された送信信号を送信し、前記送信信号が対象物で反射された受信信号を受信して前記対象物との距離を測定するＦＭＣＷレーダ装置であって、
前記送信信号の送信開始前に、前記掃引周波数幅内の所定の検出周波数において既送信のレーダ信号の検出を行い、前記レーダ信号の検出結果に基づいて前記送信信号の送信開始タイミングを決定する制御部を備え、
前記レーダ信号は、前記送信信号と同一の掃引周期により、前記掃引周波数幅内で周波数が連続的に時間変化し、
前記制御部は、前記レーダ信号の検出を開始してから所定の検出時間内に前記レーダ信号が検出された場合、前記レーダ信号の周波数が前記検出周波数と一致したタイミングに前記検出時間の約半分を加えたタイミング、または、前記レーダ信号の周波数が前記検出周波数と一致したタイミングに前記検出時間の約半分およびランダムな時間を加えたタイミングを、新たな前記レーダ信号の検出開始タイミングに再設定して、前記レーダ信号の検出を再開するＦＭＣＷレーダ装置。

【請求項2】

請求項１に記載のＦＭＣＷレーダ装置において、
前記制御部は、前記レーダ信号の検出を開始してから前記検出時間内に前記レーダ信号が検出されない場合、前記レーダ信号の検出開始タイミングに前記検出時間の約半分および前記掃引周期を加えたタイミングで前記送信信号の周波数が前記検出周波数となるように、前記送信信号の送信開始タイミングを決定するＦＭＣＷレーダ装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載のＦＭＣＷレーダ装置において、
前記送信信号を生成する発振器と、
前記送信信号の送信を許可または禁止するスイッチと、
前記受信信号または前記レーダ信号が入力され、前記送信信号を用いて前記受信信号または前記レーダ信号によるビート信号を生成するミキサと、
前記ビート信号のうち所定の通過帯域幅の周波数成分を通過させる低域通過フィルタと、を備え、
前記発振器は、前記レーダ信号の検出を行うときには前記検出周波数で前記送信信号を生成し、
前記スイッチは、前記レーダ信号の検出を行うときには前記送信信号の送信を禁止し、
前記制御部は、前記低域通過フィルタを通過した前記レーダ信号による前記ビート信号に基づいて前記レーダ信号を検出するＦＭＣＷレーダ装置。

【請求項4】

請求項３に記載のＦＭＣＷレーダ装置において、
前記検出時間は、前記通過帯域幅に基づいて設定されるＦＭＣＷレーダ装置。

【請求項5】

所定の掃引周波数幅の範囲内で周波数が連続的に時間変化するように周波数変調された送信信号を送信し、前記送信信号が対象物で反射された受信信号を受信して前記対象物との距離を測定するＦＭＣＷレーダ装置であって、
前記送信信号の送信開始前に、前記掃引周波数幅内の所定の検出周波数において既送信のレーダ信号の検出を行い、前記レーダ信号の検出結果に基づいて前記送信信号の送信開始タイミングを決定する制御部を備え、
前記レーダ信号は、前記送信信号と同一の掃引周期により、前記掃引周波数幅内で周波数が連続的に時間変化し、
前記制御部は、前記レーダ信号の検出を開始してから前記掃引周期内に前記レーダ信号が検出された場合、前記レーダ信号の周波数が前記検出周波数と一致したタイミングを中心とする所定の非設定時間を除いて前記掃引周期内で基準タイミングを設定し、前記基準タイミングに前記掃引周期を加えたタイミングで前記送信信号の周波数が前記検出周波数となるように、前記送信信号の送信開始タイミングを決定するＦＭＣＷレーダ装置。

【請求項6】

請求項５に記載のＦＭＣＷレーダ装置において、
前記送信信号を生成する発振器と、
前記送信信号の送信を許可または禁止するスイッチと、
前記受信信号または前記レーダ信号が入力され、前記送信信号を用いて前記受信信号または前記レーダ信号によるビート信号を生成するミキサと、
前記ビート信号のうち所定の通過帯域幅の周波数成分を通過させる低域通過フィルタと、を備え、
前記発振器は、前記レーダ信号の検出を行うときには前記検出周波数で前記送信信号を生成し、
前記スイッチは、前記レーダ信号の検出を行うときには前記送信信号の送信を禁止し、
前記制御部は、前記低域通過フィルタを通過した前記レーダ信号による前記ビート信号に基づいて前記レーダ信号を検出するＦＭＣＷレーダ装置。

【請求項7】

請求項６に記載のＦＭＣＷレーダ装置において、
前記非設定時間は、前記通過帯域幅に基づいて設定されるＦＭＣＷレーダ装置。

【請求項8】

所定の掃引周波数幅の範囲内で周波数が連続的に時間変化するように周波数変調された送信信号をそれぞれ送信し、前記送信信号が対象物で反射された受信信号を受信して前記対象物との距離をそれぞれ測定する複数のＦＭＣＷレーダ装置を用いたＦＭＣＷレーダ装置の多元接続方法であって、
前記複数のＦＭＣＷレーダ装置のうちいずれかを対象ＦＭＣＷレーダ装置として、前記対象ＦＭＣＷレーダ装置により、前記対象ＦＭＣＷレーダ装置が送信する第１の送信信号の送信開始前に、前記掃引周波数幅内の所定の検出周波数において、他のＦＭＣＷレーダ装置から送信された、前記第１の送信信号と同一の掃引周期により前記掃引周波数幅内で周波数が連速的に時間変化する第２の送信信号の検出を行い、
前記第２の送信信号の検出を開始してから所定の検出時間内に前記第２の送信信号が検出された場合、前記第２の送信信号の周波数が前記検出周波数と一致したタイミングに前記検出時間の約半分を加えたタイミング、または、前記第２の送信信号の周波数が前記検出周波数と一致したタイミングに前記検出時間の約半分およびランダムな時間を加えたタイミングを、新たな前記第２の送信信号の検出開始タイミングに再設定して、前記第２の送信信号の検出を再開し、
前記第２の送信信号の検出結果に基づいて、前記対象ＦＭＣＷレーダ装置による前記第１の送信信号の送信開始タイミングを決定するＦＭＣＷレーダ装置の多元接続方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＦＭＣＷレーダ装置およびＦＭＣＷレーダ装置の多元接続方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両の自動運転や運転支援システムにおいて利用するために、車両周囲の障害物等を検出するレーダ装置が知られている。自動運転や運転支援システムの普及に伴ってレーダ装置を搭載した車両が増加すると、他の車両のレーダ装置から送信されたレーダ信号が干渉信号として受信されることで、障害物等を正確に検出できない危険性が高まる。そのため、こうしたレーダ装置では、干渉が生じているときにはこれを検出して適切な対処を行うことが求められる。特許文献１には、送信信号と受信信号を混合することにより得られるビート信号の振幅密度を演算し、この振幅密度に基づいてビート信号の許容上限値および許容下限値を設定することで、突発性ノイズを検出して除去するＦＭＣＷレーダの信号処理装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平７－１１０３７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の信号処理装置では、基準となるビート信号の振幅が変動しないことを前提として、ビート信号の許容上限値および許容下限値を設定し、突発性ノイズを除去している。しかしながら、同一周波数帯のレーダ信号が、ターゲットからの反射信号とほぼ同じタイミングで干渉信号として入力される場合に発生する狭帯域干渉に対しては、これを効果的に抑制するのは困難である。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明によるＦＭＣＷレーダ装置は、所定の掃引周波数幅の範囲内で周波数が連続的に時間変化するように周波数変調された送信信号を送信し、前記送信信号が対象物で反射された受信信号を受信して前記対象物との距離を測定するものであって、前記送信信号の送信開始前に、前記掃引周波数幅内における既送信のレーダ信号の有無と掃引開始タイミングの検出を行い、前記の既送信のレーダ信号の検出結果に基づいて前記送信信号の送信開始タイミングを決定する制御部を備え、前記レーダ信号は、前記送信信号と同一の掃引周期により、前記掃引周波数幅内で周波数が連続的に時間変化し、前記制御部は、前記レーダ信号の検出を開始してから所定の検出時間内に前記レーダ信号が検出された場合、前記レーダ信号の周波数が前記検出周波数と一致したタイミングに前記検出時間の約半分を加えたタイミング、または、前記レーダ信号の周波数が前記検出周波数と一致したタイミングに前記検出時間の約半分およびランダムな時間を加えたタイミングを、新たな前記レーダ信号の検出開始タイミングに再設定して、前記レーダ信号の検出を再開する。
本発明によるＦＭＣＷレーダ装置の多元接続方法は、所定の掃引周波数幅の範囲内で周波数が連続的に時間変化するように周波数変調された送信信号をそれぞれ送信し、前記送信信号が対象物で反射された受信信号を受信して前記対象物との距離をそれぞれ測定する複数のＦＭＣＷレーダ装置を用いたものであって、前記複数のＦＭＣＷレーダ装置のうちいずれかを対象ＦＭＣＷレーダ装置として、前記対象ＦＭＣＷレーダ装置により、前記対象ＦＭＣＷレーダ装置が送信する第１の送信信号の送信開始前に、前記掃引周波数幅内の所定の検出周波数において、他のＦＭＣＷレーダ装置から送信された、前記第１の送信信号と同一の掃引周期により前記掃引周波数幅内で周波数が連続的に時間変化する第２の送信信号の検出を行い、前記第２の送信信号の検出を開始してから所定の検出時間内に前記第２の送信信号が検出された場合、前記第２の送信信号の周波数が前記検出周波数と一致したタイミングに前記検出時間の約半分を加えたタイミング、または、前記第２の送信信号の周波数が前記検出周波数と一致したタイミングに前記検出時間の約半分およびランダムな時間を加えたタイミングを、新たな前記第２の送信信号の検出開始タイミングに再設定して、前記第２の送信信号の検出を再開し、前記第２の送信信号の検出結果に基づいて、前記対象ＦＭＣＷレーダ装置による前記第１の送信信号の送信開始タイミングを決定する。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、ＦＭＣＷレーダ装置における狭帯域干渉の発生を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一般的なＦＭＣＷレーダ装置の構成を示す図である。

【図2】従来のレーダ装置において干渉信号がある場合の動作を説明するための図である。

【図3】従来のレーダ装置において狭帯域干渉が発生したときのビート信号の周波数スペクトルの例を示す図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るレーダ装置の構成を示す図である。

【図5】本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置における送信信号の送信開始タイミングの決定処理を示すフローチャートである。

【図6】本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置におけるチャネルアイドル時の動作を説明するための図である。

【図7】本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置におけるチャネルビジー時の動作を説明するための図である。

【図8】干渉信号が検出されたときの低域通過フィルタの出力信号の測定結果の例を示す図である。

【図9】本発明の第２の実施形態に係るレーダ装置における送信信号の送信開始タイミングの決定処理を示すフローチャートである。

【図10】本発明の第２の実施形態に係るレーダ装置におけるチャネルビジー時の動作を説明するための図である。

【図11】本発明の第３の実施形態に係るレーダ装置における送信信号の送信開始タイミングの決定処理を示すフローチャートである。

【図12】本発明の第３の実施形態に係るレーダ装置において既送信のレーダ信号が検出された場合の動作を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

（ＦＭＣＷレーダ装置）
レーダ装置の一つに、周波数を掃引したチャープ信号を送信信号として送信するＦＭＣＷレーダ装置がある。この送信信号が対象物で反射されると、対象物との距離に応じた時間だけ遅延した信号が受信されるため、送信信号と受信信号を乗算して得られるビート信号の周波数から、対象物との距離を測定することができる。ＦＭＣＷレーダ装置は、自動車の自動運転において周囲環境を認識する手段の一つとして有望である。

【0009】

図１は、一般的なＦＭＣＷレーダ装置の構成例を示す図である。図１のレーダ装置は、波形発生器１０１、電圧制御発振器１０２、増幅器１０３、低雑音増幅器１０４、ミキサ１０５、低域通過フィルタ１０６、ＡＤ変換器１０７、ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）１０８、送信アンテナ１０９、および受信アンテナ１１０を備える。

【0010】

波形発生器１０１は、ＤＳＰ１０８の制御により、所定の周期で電圧が連続的に変化する電圧波形を発生して電圧制御発振器１０２に出力する。電圧制御発振器１０２は、波形発生器１０１から入力した電圧波形に応じて制御された発振周波数の送信信号を生成し、増幅器１０３およびミキサ１０５に出力する。増幅器１０３は、電圧制御発振器１０２から入力した送信信号を増幅して送信アンテナ１０９に出力する。送信アンテナ１０９は、増幅器１０３から入力した送信信号を空間に放出する。これにより、連続波が周波数変調されたＦＭＣＷ信号がレーダ装置から送信される。

【0011】

受信アンテナ１１０は、送信信号が対象物で反射された受信信号を受信し、低雑音増幅器１０４に出力する。低雑音増幅器１０４は、受信アンテナ１１０から入力した受信信号を増幅してミキサ１０５に出力する。ミキサ１０５は、乗算器で構成されており、電圧制御発振器１０２から入力した送信信号と、低雑音増幅器１０４から入力した受信信号との乗算を行うことで、これらの信号の周波数差に応じたビート信号を生成し、低域通過フィルタ１０６に出力する。低域通過フィルタ１０６は、ミキサ１０５から入力したビート信号の低周波成分を取り出し、ＡＤ変換器１０７に出力する。ＡＤ変換器１０７は、低域通過フィルタ１０６から入力したビート信号を所定のサンプリング周期ごとにディジタル信号に変換することで、ビート信号のディジタル値を生成し、ＤＳＰ１０８に出力する。ＤＳＰ１０８は、ＡＤ変換器１０７で得られたビート信号のディジタル値に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うことで、ビート信号を周波数成分に分解した信号波形を求める。そして、この信号波形において予め設定された閾値を上回るピークを検出することで、対象物までの距離に応じたビート信号の周波数を求め、対象物までの距離を算出する。

【0012】

図１のＦＭＣＷレーダ装置は、たとえば三角波やのこぎり波の電圧波形を波形発生器１０１で生成し、これを電圧制御発振器１０２に出力することで、連続波を周波数変調した送信信号を送信する。この送信信号が対象物で反射された反射波は、対象物との距離dに比例した遅延時間の後、ミキサ１０５に受信信号として入力される。そのため、遅延時間に比例した周波数のビート信号が得られる。

【0013】

近年、自動運転や運転者支援システムの普及に伴い、車両へのレーダ装置の搭載が進められている。こうした車載レーダ装置は、車両の周囲に存在する人、障害物、他車両等を対象物として、対象物との距離や対象物の位置などを車両の周囲環境として検出するために利用されている。レーダ装置を搭載した車両が増加すると、近距離の他車両から送信されるレーダ信号が干渉信号として受信される場合がある。

【0014】

ここで、同一周波数帯の送信信号を用いるＦＭＣＷレーダ装置が近距離内に２つ存在する場合を考える。この場合、一方のＦＭＣＷレーダ装置の送信信号は、他方のＦＭＣＷレーダ装置に対する干渉信号となって干渉が生じる。なお、干渉信号となるレーダ信号はＦＭＣＷレーダ方式に限らず、他のレーダ方式、たとえばパルスレーダ方式やＣＷレーダ方式のレーダ信号であっても、同一周波数帯であれば干渉信号となり得る。

【0015】

図２は、従来のレーダ装置において干渉信号がある場合の動作を説明するための図である。図２では、上記のようにＦＭＣＷレーダ装置が近距離内に２つある場合の一方のＦＭＣＷレーダ装置における狭帯域干渉での干渉動作の例を示している。図２上段には、一方のＦＭＣＷレーダ装置の送信信号および受信信号と、当該ＦＭＣＷレーダ装置において干渉信号として検出される他方のＦＭＣＷレーダ装置の送信信号とについて、それぞれの周波数の時間変化の様子を示している。図２下段には、受信信号と干渉信号によってそれぞれ得られるビート信号における周波数の時間変化の様子を示している。

【0016】

図２上段において、二重線で示した送信信号は、所定の掃引周波数幅Ｂの範囲内で周波数が上り方向に連続的に時間変化する期間を繰り返すように、その周波数が鋸歯状に変化している。また、実線で示した受信信号は、送信信号から遅延時間τ₁だけ遅れたタイミングで、送信信号と同様に周波数が変化している。一方、破線で示した干渉信号は、送信信号から遅延時間τ₂だけ遅れたタイミングで、これらと同様に周波数が変化している。ここで、受信信号の遅延時間τ₁および干渉信号の遅延時間τ₂は、低域通過フィルタ１０６の通過帯域幅Ｆの範囲内に相当する一定値以下であるものとする。

【0017】

一般に、レーダ装置における目標物との距離dは、送信信号に対する受信信号の遅延時間τ₁を用いて次の式（１）で与えられる。式（１）において、ｃは光速を表している。
ｄ＝（τ₁/2）・ｃ ・・・（１）

【0018】

図２のような鋸歯状の送信信号を用いるＦＭＣＷレーダ装置において、周波数が上昇するアップチャープ区間で得られるビート信号の周波数をｆ_Bとすると、式（１）の遅延時間τ₁は次の式（２）で与えられる。式（２）において、Ｂは掃引周波数幅、Ｔはアップチャープ区間の掃引周期をそれぞれ表している。また、式（２）の右辺の分母Ｂ／Ｔは、チャープ率（Hz/s）と呼ばれる。
τ₁＝ｆ_B/(Ｂ/Ｔ) ・・・（２）

【0019】

鋸歯状に周波数掃引を行うＦＭＣＷレーダ装置では、アップチャープ区間毎のビート周波数を計測し、その差を計算することで、目標物の距離と相対速度を算出できる。

【0020】

ここで、上記のようなタイミングで送信信号、受信信号および干渉信号がそれぞれ周波数変調されており、これらの掃引周波数幅および掃引周期がそれぞれ等しい場合、受信信号によるビート周波数と、干渉信号によるビート周波数とは、図２下段において実線と破線でそれぞれ示すように変化する。すなわち、受信信号によるビート周波数は、送信信号と受信信号の周波数がともに上り方向に変化している期間において、低域通過フィルタ１０６の通過帯域Ｆ内で一定となる。同様に、干渉信号によるビート周波数も、送信信号と干渉信号の周波数がともに上り方向に変化している期間において、低域通過フィルタ１０６の通過帯域Ｆ内で一定となる。これらのビート信号をフーリエ変換すると、たとえば図３の波形例で示すような周波数スペクトルが得られる。図３の波形例では、ターゲットを示す受信信号によるビート周波数のピークとともに、干渉信号によるビート周波数のピークが含まれているため、これがゴーストターゲットとして誤検出されることとなる。

【0021】

車両に搭載されるＦＭＣＷレーダ装置では、以上説明したような狭帯域干渉を低減し、ターゲットの誤検出が発生しないようにすることが求められている。特に、レーダ装置を用いた自動運転等の場面では、ターゲットの誤検出により運転操作を誤り、交通事故につながることになる。また、自動運転の普及が進んでレーダ装置を搭載した車両の数が増加するにつれて、自車両と同一周波数帯の送信信号を用いるレーダ装置を搭載した車両が付近に存在する可能性が高くなるため、狭帯域干渉が発生する確率が増大する。したがって、狭帯域干渉を回避、除去することが極めて重要である。以下では、図面を用いて、ＦＭＣＷレーダ装置における狭帯域干渉の発生を回避し、同一周波数帯を利用するＦＭＣＷレーダ装置の多元接続を実現するための本発明の実施形態について説明する。

【0022】

（第１の実施形態）
図４は、本発明の一実施形態に係るレーダ装置の構成を示す図である。図４に示すレーダ装置１は、ＦＭＣＷレーダ装置であり、図１と同様のハードウェア構成にスイッチ１１１が追加されている。すなわち、レーダ装置１は、図１でそれぞれ説明した波形発生器１０１、電圧制御発振器１０２、増幅器１０３、低雑音増幅器１０４、ミキサ１０５、低域通過フィルタ１０６、ＡＤ変換器１０７、ＤＳＰ１０８、送信アンテナ１０９、および受信アンテナ１１０を備えるとともに、電圧制御発振器１０２と増幅器１０３の間にスイッチ１１１を備える。

【0023】

ＤＳＰ１０８は、図１で説明したように、ＡＤ変換器１０７から入力したビート信号のディジタル値に基づき、対象物までの距離を算出する処理を行う。また、波形発生器１０１およびスイッチ１１１の制御を行うと共に、レーダ装置１の動作タイミング等の制御を行う。

【0024】

レーダ装置１は、上記の各機能を、ＤＳＰ１０８が実行するソフトウェア処理により実現することができる。なお、ＤＳＰ１０８の代わりに、論理回路等を組み合わせたハードウェアにより実現してもよい。

【0025】

波形発生器１０１は、図１で説明したように、所定の周期で電圧が連続的に変化する電圧波形を発生し、電圧制御発振器１０２およびスイッチ１１１に出力する。電圧制御発振器１０２は、波形発生器１０１から入力した電圧波形に基づき、図２で説明したような鋸波状の送信信号を生成し、スイッチ１１１およびミキサ１０５に出力する。

【0026】

スイッチ１１１は、ＤＳＰ１０８の制御に応じて、電圧制御発振器１０２と増幅器１０３の間の接続状態をオンからオフに、またはオフからオンに切り替える。これにより、電圧制御発振器１０２から増幅器１０３への送信信号の出力を許可または禁止する。増幅器１０３は、電圧制御発振器１０２から出力された送信信号がスイッチ１１１を介して入力されると、入力した送信信号を増幅して送信アンテナ１０９に出力する。送信アンテナ１０９は、増幅器１０３から入力した送信信号を空間に放出する。これにより、スイッチ１１１がオンである期間にのみ、連続波が周波数変調されたＦＭＣＷ信号がレーダ装置１から送信され、スイッチ１１１がオフである期間にはＦＭＣＷ信号の送信が停止される。すなわち、スイッチ１１１の動作に応じて、レーダ装置１から対象物への送信信号の送信が許可または禁止される。

【0027】

本実施形態では、送信信号の送信を開始する前に、ＤＳＰ１０８において既送信のレーダ信号の有無を判断し、その判断結果を基にスイッチ１１１の切り替えタイミングおよび電圧制御発振器１０２による送信信号の送信開始タイミングの制御を行う。具体的には、最初にスイッチ１１１をオフ状態として、電圧制御発振器１０２からミキサ１０５に一定の周波数で送信信号を出力し、このときのＡＤ変換器１０７からの出力に基づいて既送信のレーダ信号の有無の検出を行う。その結果、レーダ信号が検出されなければ、電圧制御発振器１０２から周波数変調された送信信号の出力を開始するとともに、スイッチ１１１をオフからオンに切り替えて、レーダ装置１による送信信号の送信を許可する。

【0028】

図５は、本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置１における送信信号の送信開始タイミングの決定処理を示すフローチャートである。本実施形態のレーダ装置１は、送信信号の送信を開始する際に、ＤＳＰ１０８において図５のフローチャートに示す処理を実行する。

【0029】

ステップＳ１０において、ＤＳＰ１０８は、スイッチ１１１をオフにする。これにより、ステップＳ２０以降で既送信のレーダ信号の検出を行うときには、レーダ装置１からの送信信号の送信を禁止する。

【0030】

ステップＳ２０において、ＤＳＰ１０８は、波形発生器１０１から出力される電圧波形の出力が一定値となるように波形発生器１０１を制御することで、電圧制御発振器１０２から出力される送信信号の周波数を所定の検出周波数ｆ₀に設定する。なお、ここで設定される検出周波数ｆ₀は、前述の掃引周波数幅Ｂの範囲内の周波数である。具体的には、掃引周波数幅Ｂにおける最大周波数をｆ_max、最小周波数をｆ_minとすると、以下の式（３）の範囲内で検出周波数ｆ₀を設定することが好ましい。式（３）において、ｆ_LPFは低域通過フィルタ１０６の通過帯域幅Ｆに相当する送信信号の周波数を表している。
ｆ_min＋ｆ_LPF≦ｆ₀≦ｆ_max－ｆ_LPF ・・・（３）

【0031】

ステップＳ３０において、ＤＳＰ１０８は、既送信のレーダ信号の有無の検出を開始する。ここでは、ステップＳ２０で設定した検出周波数ｆ₀の送信信号に応じてＡＤ変換器１０７から出力されるビート信号に基づき、送信信号に対するレーダ信号の有無を判断する。たとえば、ビート信号の振幅を検出し、その振幅が所定値以上であるか否かを判断することで、既送信のレーダ信号の有無を判断することができる。

【0032】

ステップＳ４０において、ＤＳＰ１０８は、ステップＳ３０でレーダ信号の検出を開始してから所定の検出時間Ｔ_Wが経過したか否かを判断する。その結果、検出時間Ｔ_Wが経過するまではステップＳ４０に留まってレーダ信号の検出を継続し、検出時間Ｔ_Wが経過したらステップＳ５０でレーダ信号の検出を終了した後に、ステップＳ６０に進む。なお、検出時間Ｔ_Wは前述の掃引周期Ｔ以下の時間であり、ＤＳＰ１０８において、低域通過フィルタ１０６の通過帯域幅Ｆに基づいて予め設定されている。具体的には、送信信号と同一の掃引周波数幅Ｂおよび掃引周期Ｔで周波数が連続的に変化するレーダ信号について、検出時間Ｔ_W内で変化するレーダ信号の周波数幅が少なくとも前述の式（３）における周波数ｆ_LPFの２倍以上となるように、検出時間Ｔ_Wが設定される。

【0033】

ステップＳ６０において、ＤＳＰ１０８は、ステップＳ３０でレーダ信号の検出を開始してから検出時間Ｔ_W内にレーダ信号を検出したか否かを判定する。その結果、検出時間Ｔ_W内にレーダ信号を少なくとも１回以上検出した場合はステップＳ９０に進み、一度も検出しなかった場合はステップＳ７０に進む。

【0034】

ステップＳ７０において、ＤＳＰ１０８は、送信信号の送信を開始する送信開始タイミングＴ_tを決定する。ここではたとえば、送信開始タイミングＴ_tにおいて最小周波数ｆ_minからチャープ率Ｂ／Ｔで掃引を開始した送信信号の周波数が、以下の式（４）で表されるタイミングＴ_Kにおいて検出周波数ｆ₀となるように、送信開始タイミングＴ_tを決定する。なお、式（４）において、Ｔ_SはステップＳ３０でレーダ信号の検出を開始したときの検出開始タイミングを表し、ｎは任意の自然数である。
Ｔ_K＝Ｔ_S＋Ｔ_W/２＋ｎＴ ・・・（４）

【0035】

ステップＳ８０において、ＤＳＰ１０８は、スイッチ１１１をオフからオンに切り替えて、レーダ装置１からの送信信号の送信を許可する。その後、ステップＳ７０で設定した送信開始タイミングＴ_tに従って、送信信号の送信を開始する。ステップＳ８０を実行したら、図５のフローチャートに示す処理を終了する。

【0036】

一方、ステップＳ６０からステップＳ９０に進んだ場合、ステップＳ９０においてＤＳＰ１０８は、レーダ信号の検出開始タイミングＴ_Sを再設定する。ここでは、レーダ信号の周波数が検出周波数ｆ₀と一致したタイミングをＴ₀とすると、たとえば以下の式（５）に従って検出開始タイミングＴ_Sを再設定する。
Ｔ_S＝Ｔ₀＋Ｔ_W/２ ・・・（５）

【0037】

ステップＳ９０で検出開始タイミングＴ_Sを再設定したら、ステップＳ３０に戻り、再設定後の検出開始タイミングＴ_Sにおいてレーダ信号の検出を再開する。

【0038】

上記のようにして送信開始タイミングＴ_tを決定することで、Ｔ_K±Ｔ_W/２の時間範囲内において、検出周波数ｆ₀と一致する周波数の干渉信号が存在しないことが保証される。したがって、レーダ装置１において狭帯域干渉の発生を回避することができる。

【0039】

図６は、本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置１においてレーダ信号が検出されないチャネルアイドル時の動作を説明するための図である。図６では、本実施形態のレーダ装置１が送信する送信信号と掃引周波数幅Ｂおよび掃引周期Ｔがそれぞれ等しい信号を送信するレーダ装置が近距離内に存在しており、検出時間Ｔ_W内ではそのレーダ信号の周波数が検出周波数ｆ₀からずれていた場合での、レーダ装置１における動作の例を示している。前述の図２と同様に、図６上段には、レーダ装置１の送信信号と受信信号における周波数の時間変化の様子を、二重線と実線でそれぞれ示している。また、当該レーダ装置１に対して干渉信号として作用する他のレーダ装置の送信信号における周波数の時間変化の様子を、破線で示している。また、図６下段には、送信信号を送信する前の検出時間Ｔ_Wにおける低域通過フィルタ１０６の出力信号の振幅、すなわち、レーダ信号により得られたビート信号が通過帯域幅Ｆ内にある場合の振幅を示している。

【0040】

図６の場合、検出時間Ｔ_W内では、上段に示すようにレーダ信号の周波数がｆ₀±ｆ_LPFの範囲外であるため、下段に示すように、低域通過フィルタ１０６の出力信号の振幅が０となる。そのため、レーダ装置１においてレーダ信号は検出されず、チャネルアイドルと判断されて図４のステップ６０が否定判定され、ステップＳ７０に進む。これにより、ステップＳ７０において前述の式（４）から送信信号の送信開始タイミングＴ_tが決定され、この送信開始タイミングＴ_tに従って、レーダ装置１による送信信号の送信が開始される。すなわち、Ｔ_K＝Ｔ_S＋Ｔ_W/２＋ｎＴのタイミングにおける送信信号の周波数が検出周波数ｆ₀となるようにすることで、既送信のレーダ信号による狭帯域干渉が発生しないタイミングで、鋸歯状の送信信号がレーダ装置１から送信される。

【0041】

図７は、本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置１において既送信のレーダ信号が検出された、チャネルビジー時の動作を説明するための図である。図７では、本実施形態のレーダ装置１が送信する送信信号と掃引周波数幅Ｂおよび掃引周期Ｔがそれぞれ等しいレーダ信号を送信するレーダ装置が近距離内に存在しており、検出時間Ｔ_W内でそのレーダ信号の周波数が検出周波数ｆ₀と一致する場合での、レーダ装置１における動作の例を示している。図６と同様に、図７上段には、レーダ装置１の送信信号と受信信号における周波数の時間変化の様子を、二重線と実線でそれぞれ示している。また、当該レーダ装置１に対して干渉信号として作用する他のレーダ装置の送信信号における周波数の時間変化の様子を、破線で示している。また、図７下段には、送信信号を送信する前の検出時間Ｔ_Wにおける低域通過フィルタ１０６の出力信号の振幅、すなわち、干渉信号として作用するレーダ信号により得られたビート信号が通過帯域幅Ｆ内にある場合の振幅を示している。

【0042】

図７の場合、検出時間Ｔ_W内の時刻Ｔ₀において、上段に示すように既送信のレーダ信号の周波数が検出周波数ｆ₀に一致するため、下段に示すように、時刻Ｔ₀の前後で低域通過フィルタ１０６の出力信号の振幅が所定値以上となる。そのため、レーダ装置１においてレーダ信号が検出され、チャネルビジーと判断されて図４のステップ６０が肯定判定され、ステップＳ９０に進む。そしてステップＳ９０において、レーダ信号の検出開始タイミングＴ_Sが前述の式（５）に従って再設定された後に、検出時間Ｔ_W内でレーダ信号の有無の検出が再度行われる。これをレーダ信号が検出されなくなるまで繰り返すことで、最終的に送信開始タイミングＴ_tが決定される。図７の例では、２回目の検出でレーダ信号が検出されずにチャネルアイドルと判断されたため、下段に示すように、再設定後の検出開始タイミングＴ_S＝Ｔ₀＋Ｔ_W/２を基準に、ステップＳ７０において送信信号の送信開始タイミングＴ_tが決定される。そして、この送信開始タイミングＴ_tに従って、レーダ装置１による送信信号の送信が開始される。すなわち、Ｔ_K＝Ｔ₀＋Ｔ_W＋ｎＴにおける送信信号の周波数が検出周波数ｆ₀となるようにすることで、既送信のレーダ信号による狭帯域干渉が発生しないタイミングで、鋸歯状の送信信号がレーダ装置１から送信される。

【0043】

図８は、検出時間Ｔ_W内で既送信のレーダ信号が検出されたときの低域通過フィルタ１０６の出力信号の測定結果の例を示す図である。図７に示す１回目のレーダ信号の検出では、低域通過フィルタ１０６の通過帯域幅Ｆに対して、以下の式（６）で表される時間ｔにおいて周波数が－Ｆから＋Ｆまで変化するビート信号が出力される。このビート信号の振幅を測定して時間軸上に示すと、たとえば図８に示すような測定結果が得られる。
－Ｆ/(Ｂ/Ｔ)＜（ｔ－Ｔ₀）＜Ｆ/(Ｂ/Ｔ) ・・・（６）

【0044】

以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。

【0045】

（１）ＦＭＣＷレーダ装置であるレーダ装置１は、所定の掃引周波数幅Ｂの範囲内で周波数が連続的に時間変化するように周波数変調された送信信号を送信し、送信信号が対象物で反射された受信信号を受信して対象物との距離を測定する。このレーダ装置１は、制御部としてのＤＳＰ１０８を備えており、ＤＳＰ１０８は、送信信号の開始前に、掃引周波数幅Ｂ内の所定の検出周波数ｆ₀において既送信のレーダ信号の有無の検出を行い（図５のステップＳ３０）、このレーダ信号の検出結果に基づいて送信信号の送信開始タイミングを決定する（図５のステップ７０）。このようにしたので、ＦＭＣＷレーダ装置における狭帯域干渉の発生を回避することができる。

【0046】

（２）レーダ信号は、送信信号と同一の掃引周期Ｔにより、掃引周波数幅Ｂ内で周波数が連続的に時間変化する。ＤＳＰ１０８は、ステップＳ３０でレーダ信号の検出を開始してから所定の検出時間Ｔ_W内にレーダ信号が検出されない場合（図５のステップＳ６０：Ｎｏ）、図５のステップＳ７０において、レーダ信号の検出開始タイミングＴ_Sに検出時間Ｔ_Wの約半分および掃引周期Ｔを加えたタイミング、すなわち式（４）で表されるタイミングＴ_Kで、送信信号の周波数が検出周波数ｆ₀となるように、送信信号の送信開始タイミングＴ_tを決定する。このようにしたので、Ｔ_K±Ｔ_W/２の時間範囲内において、検出周波数ｆ₀と一致する周波数のレーダ信号が存在しないことが保証されるため、狭帯域干渉の発生を確実に回避することができる。

【0047】

（３）ＤＳＰ１０８は、検出時間Ｔ_W内に既送信のレーダ信号が検出された場合（図５のステップＳ６０：Ｙｅｓ）、式（５）に従い、既送信のレーダ信号の周波数が検出周波数ｆ₀と一致したタイミングＴ₀に検出時間Ｔ_Wの約半分を加えたタイミングを新たなレーダ信号の検出開始タイミングＴ_Sに再設定して、レーダ信号の検出を再開する（図５のステップＳ９０、Ｓ３０）。このようにしたので、レーダ信号が検出された場合でも、レーダ信号が検出されなくなるまでレーダ信号の検出を繰り返して行い、最終的に狭帯域干渉の発生を回避できる送信開始タイミングを決定することができる。

【0048】

（４）レーダ装置１は、送信信号を生成する電圧制御発振器１０２と、送信信号の送信を許可または禁止するスイッチ１１１と、低雑音増幅器１０４を介して受信信号が入力され、送信信号を用いて受信信号または既送信のレーダ信号によるビート信号を生成するミキサ１０５と、ビート信号のうち所定の通過帯域幅Ｆの周波数成分を通過させる低域通過フィルタ１０６とを備える。電圧制御発振器１０２は、既送信のレーダ信号の検出を行うときには、検出周波数ｆ₀で送信信号を生成する（図５のステップＳ２０）。スイッチ１１１は、レーダ信号の検出を行うときには送信信号の送信を禁止する（図５のステップＳ１０）。ＤＳＰ１０８は、ステップＳ３０において、低域通過フィルタ１０６を通過したレーダ信号によるビート信号に基づいて、既送信のレーダ信号の有無を検出する。このようにしたので、受信信号を検出するための構成を流用して、簡易な構成で送信信号の送信前に既送信のレーダ信号の有無の検出を行うことができる。

【0049】

（５）既送信のレーダ信号の検出を行う検出時間Ｔ_Wは、低域通過フィルタ１０６の通過帯域幅Ｆに基づいて設定される。このようにしたので、レーダ信号による狭帯域干渉の発生を確実に回避するように検出時間Ｔ_Wを設定することができる。

【0050】

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係るレーダ装置について説明する。本実施形態のレーダ装置は、ＦＭＣＷレーダ装置であり、図４に示した第１の実施形態に係るレーダ装置１と同一の構成を有している。本実施形態のレーダ装置は、既送信のレーダ信号が検出された場合にレーダ信号の検出開始タイミングＴ_Sを再設定する方法が第１の実施形態とは異なる。それ以外の点は、第１の実施形態に係るレーダ装置１と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態のレーダ装置を「レーダ装置１Ａ」と称する。

【0051】

図９は、本発明の第２の実施形態に係るレーダ装置１Ａにおける送信信号の送信開始タイミングの決定処理を示すフローチャートである。本実施形態のレーダ装置１Ａは、送信信号の送信を開始する際に、ＤＳＰ１０８において図９のフローチャートに示す処理を実行する。

【0052】

図９のフローチャートにおいて、ステップＳ１０～Ｓ８０の処理は、図５で説明した第１の実施形態によるフローチャートと同一である。そのため以下では、第１の実施形態とは異なるステップＳ９０Ａの処理内容についてのみ説明し、それ以外の処理内容の説明は省略する。

【0053】

ステップＳ６０が肯定判定された場合に実行されるステップＳ９０Ａにおいて、ＤＳＰ１０８は、レーダ信号の検出開始タイミングＴ_Sを再設定する。ここでは、レーダ信号の周波数が検出周波数ｆ₀と一致したタイミングをＴ₀とすると、たとえば以下の式（７）に従って検出開始タイミングＴ_Sを再設定する。式（７）において、ΔＴはランダムな遅延時間であり、所定の時間範囲内、たとえば掃引周期Ｔ以下の範囲内で設定される。
Ｔ_S＝Ｔ₀＋Ｔ_W/２＋ΔＴ ・・・（７）

【0054】

ステップＳ９０Ａで検出開始タイミングＴ_Sを再設定したら、ステップＳ３０に戻り、再設定後の検出開始タイミングＴ_Sにおいてレーダ信号の検出を再開する。

【0055】

上記のようにして検出開始タイミングＴ_Sを再設定することで、複数のレーダ装置１Ａがほぼ同時のタイミングで送信を開始しようとして既送信のレーダ信号を検出した場合でも、各レーダ装置でランダムに設定された遅延時間ΔＴに応じて、レーダ装置ごとに別々の検出開始タイミングＴ_Sが設定される。そのため、複数のレーダ装置１Ａがレーダ信号の検出を再開したときに、同時にチャネルアイドルを検出し、その結果、複数のレーダ装置１Ａ同士の間で送信信号の送信開始タイミングＴ_tが同一のタイミングで設定されてしまうのを回避できる。したがって、複数のレーダ装置１Ａを用いた場合に、各レーダ装置において狭帯域干渉の発生を回避することができる。

【0056】

図１０は、本発明の第２の実施形態に係るレーダ装置１Ａにおいて既送信のレーダ信号が検出された、チャネルビジー時の動作を説明するための図である。図１０では、第１の実施形態で説明した図７と同様に、本実施形態のレーダ装置１Ａが送信する送信信号と掃引周波数幅Ｂおよび掃引周期Ｔがそれぞれ等しいレーダ信号を送信するレーダ装置が近距離内に存在しており、検出時間Ｔ_W内でそのレーダ信号の周波数が検出周波数ｆ₀と一致する場合での、レーダ装置１Ａにおける動作の例を示している。図７と同様に、図１０上段には、レーダ装置１Ａの送信信号と受信信号における周波数の時間変化の様子を、二重線と実線でそれぞれ示している。また、当該レーダ装置１Ａに対して干渉信号として作用する他のレーダ装置の送信信号における周波数の時間変化の様子を、破線で示している。また、図１０下段には、送信信号を送信する前の検出時間Ｔ_Wにおける低域通過フィルタ１０６の出力信号の振幅、すなわち、干渉信号として作用するレーダ信号により得られたビート信号が通過帯域幅Ｆ内にある場合の振幅を示している。

【0057】

図１０の場合、検出時間Ｔ_W内の時刻Ｔ₀において、上段に示すように既送信のレーダ信号の周波数が検出周波数ｆ₀に一致するため、下段に示すように、時刻Ｔ₀の前後で低域通過フィルタ１０６の出力信号の振幅が所定値以上となる。そのため、レーダ装置１Ａにおいてレーダ信号が検出され、チャネルビジーと判断されて図９のステップ６０が肯定判定され、ステップＳ９０Ａに進む。そしてステップＳ９０Ａにおいて、ランダムな遅延時間ΔＴを発生し、この遅延時間ΔＴを用いてレーダ信号の検出開始タイミングＴ_Sが前述の式（７）に従って再設定された後に、検出時間Ｔ_W内でレーダ信号の有無の検出が再度行われる。これをレーダ信号が検出されなくなるまで繰り返すことで、最終的に送信開始タイミングＴ_tが決定される。図１０の例では、２回目の検出でレーダ信号が検出されずにチャネルアイドルと判断されたため、下段に示すように、再設定後の検出開始タイミングＴ_S＝Ｔ₀＋Ｔ_W/２＋ΔＴを基準に、ステップＳ７０において送信信号の送信開始タイミングＴ_tが決定される。そして、この送信開始タイミングＴ_tに従って、レーダ装置１Ａによる送信信号の送信が開始される。すなわち、Ｔ_K＝Ｔ₀＋Ｔ_W＋ΔＴ＋ｎＴにおける送信信号の周波数が検出周波数ｆ₀となるようにすることで、既送信のレーダ信号による狭帯域干渉が発生しないタイミングで、鋸歯状の送信信号がレーダ装置１Ａから送信される。

【0058】

以上説明した本発明の第２の実施形態によれば、第１の実施形態で説明した（１）、（２）、（４）および（５）の各作用効果に加えて、さらに以下の作用効果を奏する。

【0059】

（６）ＤＳＰ１０８は、検出時間Ｔ_W内に既送信のレーダ信号が検出された場合（図９のステップＳ６０：Ｙｅｓ）、式（７）に従い、既送信のレーダ信号の周波数が検出周波数ｆ₀と一致したタイミングＴ₀に検出時間Ｔ_Wの約半分およびランダムな遅延時間ΔＴを加えたタイミングを新たなレーダ信号の検出開始タイミングＴ_Sに再設定して、レーダ信号の検出を再開する（図９のステップＳ９０Ａ、Ｓ３０）。このようにしたので、複数のレーダ装置を用いた場合に、各レーダ装置において狭帯域干渉の発生を回避することができる。

【0060】

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係るレーダ装置について説明する。本実施形態のレーダ装置は、ＦＭＣＷレーダ装置であり、図４に示した第１の実施形態に係るレーダ装置１と同一の構成を有している。本実施形態のレーダ装置は、既送信のレーダ信号が検出された場合の送信開始タイミングＴ_tの設定方法が第１の実施形態とは異なる。それ以外の点は、第１の実施形態に係るレーダ装置１と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態のレーダ装置を「レーダ装置１Ｂ」と称する。

【0061】

図１１は、本発明の第３の実施形態に係るレーダ装置１Ｂにおける送信信号の送信開始タイミングの決定処理を示すフローチャートである。本実施形態のレーダ装置１Ｂは、送信信号の送信を開始する際に、ＤＳＰ１０８において図１１のフローチャートに示す処理を実行する。

【0062】

図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ１０～Ｓ３０、Ｓ５０、Ｓ８０の処理は、図５で説明した第１の実施形態によるフローチャートと同一である。そのため以下では、第１の実施形態とは異なるステップＳ４０Ｂ、Ｓ６０Ｂ、Ｓ７０ＢおよびＳ９０Ｂの処理内容についてのみ説明し、それ以外の処理内容の説明は省略する。

【0063】

ステップＳ４０Ｂにおいて、ＤＳＰ１０８は、ステップＳ３０で既送信のレーダ信号の有無の検出を開始してから送信信号の掃引周期（チャープ周期）Ｔが経過したか否かを判断する。その結果、掃引周期Ｔが経過するまではステップＳ４０Ｂに留まってレーダ信号の検出を継続し、掃引周期Ｔが経過したらステップＳ５０でレーダ信号の検出を終了した後に、ステップＳ６０Ｂに進む。

【0064】

ステップＳ６０Ｂにおいて、ＤＳＰ１０８は、ステップＳ３０でレーダ信号の検出を開始してから掃引周期Ｔ内にレーダ信号を少なくとも１回以上検出したか否かを判定する。その結果、掃引周期Ｔ内にレーダ信号を１回または複数回検出した場合は、検出したレーダ信号の周波数が検出周波数ｆ₀とそれぞれ一致したタイミングを検出タイミングＴ₀（ｍ）として一時的に記憶し、ステップＳ９０Ｂに進む。なお、ｍは１～Ｍの自然数であり、Ｍはレーダ信号の検出回数を表す。一方、掃引周期Ｔ内にレーダ信号を一度も検出しなかった場合は、ステップＳ７０Ｂに進む。

【0065】

ステップＳ６０Ｂが肯定判定されると実行されるステップＳ９０Ｂにおいて、ＤＳＰ１０８は、送信開始タイミングＴ_tを決定する際の基準として用いる基準タイミングＴ₀’を設定する。ここでは、ステップＳ６０Ｂで記憶された各検出タイミングＴ₀（ｍ）を中心に所定の時間幅を非設定時間としてそれぞれ定め、この非設定時間を除いて、掃引周期Ｔ内でランダムに基準タイミングＴ₀’を設定する。なお、上記の非設定時間は、低域通過フィルタ１０６の通過帯域幅Ｆに基づき、レーダ信号によるビート信号が低域通過フィルタ１０６を確実に通過できないような時間幅として設定されることが好ましい。たとえば、第１、第２の実施形態でレーダ信号の検出が行われる検出時間Ｔ_Wと同じ時間幅を、本実施形態の非設定時間として用いることができる。ステップＳ９０Ｂで基準タイミングＴ₀’を設定したら、ステップＳ７０Ｂに進む。

【0066】

ステップＳ７０Ｂにおいて、ＤＳＰ１０８は、ステップＳ６０Ｂの判定結果に応じて、送信信号の送信を開始する送信開始タイミングＴ_tを決定する。具体的には、ステップＳ６０Ｂが否定判定された場合、すなわち掃引周期Ｔ内にレーダ信号を一度も検出しなかった場合は、第１の実施形態で説明した図５のステップＳ７０と同様の方法により、送信開始タイミングＴ_tを決定する。一方、ステップＳ６０Ｂが肯定判定された場合、すなわち掃引周期Ｔ内にレーダ信号が検出され、ステップＳ９０Ｂにおいて基準タイミングＴ₀’が設定された場合は、基準タイミングＴ₀’に基づいて送信開始タイミングＴ_tを決定する。たとえば、送信開始タイミングＴ_tにおいて最小周波数ｆ_minからチャープ率Ｂ／Ｔで掃引を開始した送信信号の周波数が、以下の式（８）で表されるタイミングＴ_K’において検出周波数ｆ₀となるように、送信開始タイミングＴ_tを決定する。なお、式（８）においても前述の式（４）と同様に、ｎは任意の自然数である。
Ｔ_K’＝Ｔ₀’＋ｎＴ ・・・（８）

【0067】

上記のようにして送信開始タイミングＴ_tを決定することで、レーダ信号の検出を繰り返し行うことなく、一度の検出で狭帯域干渉の発生を回避可能な送信開始タイミングＴ_tを決定することができる。また、複数のレーダ装置１Ｂがほぼ同時のタイミングで送信を開始しようとした場合でも、各レーダ装置でランダムに設定された基準タイミングＴ₀’に応じて、レーダ装置ごとに別々の送信開始タイミングＴ_tが設定される。そのため、複数のレーダ装置１Ｂ同士の間で送信信号の送信開始タイミングＴ_tが同一のタイミングで設定されてしまうのを回避できる。したがって、複数のレーダ装置１Ｂを用いた場合に、各レーダ装置において狭帯域干渉の発生を回避することができる。

【0068】

図１２は、本発明の第３の実施形態に係るレーダ装置１Ｂにおいて既送信のレーダ信号が検出された場合の動作を説明するための図である。図１２では、本実施形態のレーダ装置１Ｂが送信する送信信号と掃引周波数幅Ｂおよび掃引周期Ｔがそれぞれ等しいレーダ信号を送信するレーダ装置が近距離内に存在しており、掃引周期Ｔ内でそのレーダ信号の周波数が検出周波数ｆ₀と一致する場合での、レーダ装置１Ｂにおける動作の例を示している。第１、第２の実施形態でそれぞれ説明した図７や図１０と同様に、図１２上段には、レーダ装置１Ｂの送信信号と受信信号における周波数の時間変化の様子を、二重線と実線でそれぞれ示している。また、当該レーダ装置１Ｂに対して干渉信号としてそれぞれ作用する他の２つのレーダ装置の送信信号における周波数の時間変化の様子を、破線でそれぞれ示している。また、図１２下段には、送信信号を送信する前の掃引周期Ｔにおける低域通過フィルタ１０６の出力信号の振幅、すなわち、干渉信号として作用するレーダ信号により得られたビート信号が通過帯域幅Ｆ内にある場合の振幅を示している。

【0069】

図１２の場合、掃引周期Ｔ内の時刻Ｔ₀（１）およびＴ₀（２）において、上段に示すように既送信のレーダ信号の周波数が検出周波数ｆ₀にそれぞれ一致するため、下段に示すように、これらの時刻Ｔ₀（１）、Ｔ₀（２）の前後で低域通過フィルタ１０６の出力信号の振幅が所定値以上となる。そのため、レーダ装置１Ｂにおいてレーダ信号が検出され、チャネルビジーと判断されて図１１のステップ６０Ｂが肯定判定され、ステップＳ９０Ｂに進む。そしてステップＳ９０Ｂにおいてランダムに基準タイミングＴ₀’を設定し、続くステップＳ７０Ｂにおいて、基準タイミングＴ₀’に応じた送信開始タイミングＴ_tが前述の式（８）に従って決定される。そして、この送信開始タイミングＴ_tに従って、レーダ装置１Ｂによる送信信号の送信が開始される。すなわち、Ｔ_K’＝Ｔ₀’＋ｎＴにおける送信信号の周波数が検出周波数ｆ₀となるようにすることで、既送信のレーダ信号による狭帯域干渉が発生しないタイミングで、鋸歯状の送信信号がレーダ装置１から送信される。

【0070】

以上説明した本発明の第３の実施形態によれば、第１の実施形態で説明した（１）、（４）の作用効果に加えて、さらに以下の作用効果を奏する。

【0071】

（７）レーダ信号は、送信信号と同一の掃引周期Ｔにより、掃引周波数幅Ｂ内で周波数が連続的に時間変化する。ＤＳＰ１０８は、ステップＳ３０でレーダ信号の検出を開始してから掃引周期Ｔ内にレーダ信号が検出された場合（図１１のステップＳ６０Ｂ：Ｙｅｓ）、既送信のレーダ信号の周波数が検出周波数ｆ₀と一致したタイミングＴ₀（ｍ）を中心とする所定の非設定時間を除いて掃引周期Ｔ内で基準タイミングＴ₀’を設定し（図１１のステップＳ９０Ｂ）、この基準タイミングＴ₀’に掃引周期Ｔを加えたタイミングで送信信号の周波数が検出周波数ｆ₀となるように、送信信号の送信開始タイミングＴ_tを決定する（図５のステップＳ７０Ｂ）。このようにしたので、複数のレーダ装置を用いた場合に、各レーダ装置において狭帯域干渉の発生を回避することができる。

【0072】

（８）基準タイミングＴ₀’を検出する際の非設定時間は、低域通過フィルタ１０６の通過帯域幅Ｆに基づいて設定される。このようにしたので、既送信のレーダ信号による狭帯域干渉の発生を確実に回避するように非設定時間を設定することができる。

【0073】

なお、以上説明した実施形態では、送信期間において送信信号の周波数が上り方向に連続的に時間変化し、戻り期間において送信信号の周波数が下り方向に連続的に時間変化する例を説明したが、上り方向と下り方向を互いに入れ替えても本発明を適用可能である。すなわち、送信期間においては、送信信号の周波数が所定の送信開始周波数から所定の送信終了周波数まで下り方向に連続的に時間変化し、戻り期間においては、送信信号の周波数が送信終了周波数から送信開始周波数まで上り方向に時間変化することで周波数を戻すような場合についても、本発明の適用範囲に含まれる。

【0074】

以上説明した実施形態や各種変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、上記では種々の実施形態や変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0075】

１ レーダ装置
１０１ 波形発生器
１０２ 電圧制御発振器
１０３ 増幅器
１０４ 低雑音増幅器
１０５ ミキサ
１０６ 低域通過フィルタ
１０７ ＡＤ変換器
１０８ ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）
１０９ 送信アンテナ
１１０ 受信アンテナ
１１１ スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】