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(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】2024-09-10
(45)【発行日】2024-09-19
(54)【発明の名称】信号処理装置
(51)【国際特許分類】
G01S 13/88 20060101AFI20240911BHJP
G01S 7/36 20060101ALI20240911BHJP
G01S 13/08 20060101ALI20240911BHJP
G01S 7/292 20060101ALI20240911BHJP
【ＦＩ】
G01S13/88 220
G01S7/36
G01S13/08
G01S7/292 200
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2021019075
(22)【出願日】2021-02-09
(65)【公開番号】P2022122027
(43)【公開日】2022-08-22
【審査請求日】2023-12-04
(73)【特許権者】
【識別番号】000176730
【氏名又は名称】三菱プレシジョン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100114018
【弁理士】
【氏名又は名称】南山 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100180806
【弁理士】
【氏名又は名称】三浦 剛
(74)【代理人】
【識別番号】100135976
【弁理士】
【氏名又は名称】宮本 哲夫
(72)【発明者】
【氏名】平井 俊之
(72)【発明者】
【氏名】河合 宏章
(72)【発明者】
【氏名】若林 岳
【審査官】東 治企
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１００９９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－０１１２９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０５１９３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第５７３４３８９（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｓ ７／００－７／４２
Ｇ０１Ｓ １３／００－１３／９５
Ｆ４２Ｃ １３／００－１３／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
２つの位相を有する符号が所定の周期でランダムな順番で配列された第１符号信号が２つの信号に分配されたうちの第１分配信号が、位相が前記第１符号信号と一致しているか、又は、位相が前記第１符号信号に対して第１の所定量だけ遅延している第２符号信号により復調された第１復調信号に対して、前記所定の周期の逆数とゼロとの間の範囲の周波数を有する信号がフィルタリングされて生成された第１入力信号と、前記第１符号信号が２つの信号に分配されたうちの第２分配信号が、位相が前記第１符号信号に対して第２の所定量だけ遅延している第３符号信号により復調された第２復調信号に対して、前記所定の周期の逆数とゼロとの間の範囲の周波数を有する信号がフィルタリングされて生成された第２入力信号と、を入力して処理する信号処理装置であって、
前記第１入力信号及び前記第２入力信号を入力して、２つの信号の差分である第１差分信号を出力する第１差分器と、
前記第１差分信号を入力して、振幅の絶対値を表す第１絶対値信号を出力する第１絶対値回路と、
前記第２入力信号を入力して、所定の時間の位相を遅延させた遅延信号を出力する遅延回路と、
前記第２入力信号及び前記遅延信号を入力して、２つの信号の差分である第２差分信号を出力する第２差分器と、
前記第２差分信号を入力して、振幅の絶対値を表す第２絶対値信号を出力する第２絶対値回路と、
前記第２絶対値信号を入力して、所定の時間の平均の振幅を表す平均信号を出力する平均化回路と、
前記平均信号を入力して、信号の振幅が第１の所定の定倍された前記平均信号を出力する第１乗算器と、
前記第１絶対値信号と、前記第１乗算器から出力された前記平均信号とを入力して、前記第１絶対値信号の振幅が、前記平均信号の振幅よりも大きい場合に第１検知信号を出力する第１検知回路と、
を有する信号処理装置。
【請求項2】
前記遅延回路は、前記第２入力信号を入力して、前記第１符号信号が有するコード長とコード数との積で表される時間の整数倍だけ位相を遅延させた前記遅延信号を出力する請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項3】
前記平均化回路から出力された前記平均信号を入力して、信号の振幅が第２の所定の定数倍された前記平均信号を出力する第２乗算器と、前記第２入力信号の振幅の絶対値を表す第３入力信号と、前記第２乗算器から出力された前記平均信号とを入力して、前記第３入力信号の振幅が、前記平均信号の振幅よりも大きい場合に第２検知信号を出力する第２検知回路と、
前記第１検知信号及び前記第２検知信号を入力可能であり、前記第２検知信号が入力されている場合、前記第１検知信号を出力する選択回路と、
を有する請求項１又は２に記載の信号処理装置。
【請求項4】
前記第１入力信号を入力して、フーリエ変換された前記第１入力信号を、前記第１差分器へ出力する第１フーリエ変換器と、前記第２入力信号を入力して、フーリエ変換された前記第２入力信号を、前記第１差分器、前記遅延回路及び前記第２差分器へ出力する第２フーリエ変換器と、
を備える請求項１～３の何れか一項に記載の信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、信号処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、物体が近接したことを検知する近接検知装置等には信号処理装置が用いられている。信号処理装置は、近接検知装置に組み込まれて、物体が近接したことを示す信号を検知するために用いられる。
【0003】
例えば、特許文献１は、２つの位相を有する符号が所定の周期でランダムな順番で配列された符号信号を、所定周波数の搬送波信号により直接拡散変調を行って送信し、物体により反射された信号を受信して、物体が近接したことを検知する技術を提案している。
【0004】
特許文献１に開示される技術では、受信した物体により反射された信号を搬送波信号により復調して復調信号を生成する。そして、復調信号が２つに分配されて、一方の復調信号が、検知したい距離だけ離れた物体により反射された信号が有する位相だけ遅らせた符号信号で相関復調されて第１復調信号が生成される。
【0005】
復調信号が、検知したい距離だけ離れた物体により反射された信号を含んでいる場合、第１復調信号は、位相が一致する符号信号で相関復調されるので、強い強度を有する信号となる。一方、復調信号が、検知したい距離だけ離れた物体により反射された信号を含んでいない場合、第１復調信号は、位相が一致しない符号信号で相関復調されるので、弱い強度を有する信号となる。
【0006】
また、分配された他方の復調信号が、復調信号とは非相関な位相を有する符号信号で相関復調されて第２復調信号が生成される。
【0007】
そして、第１復調信号の大きさが、第２復調信号の大きさに基づいて決定される閾値と比較されて、物体が近接したことが検知される。
【0008】
このように、特許文献１は、不要信号の影響を抑制して、物体が近接したことを検知する技術を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【文献】特開平６－１１２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかし、物体が近接したことを検知するために使用される閾値は、近接検知装置の内外からの不要信号の大きさに応じて変化する第２復調信号に基づいて決定されるので、不要信号の大きさに伴って閾値も大きくなる。
【0011】
そのため、不要信号が極端に大きい場合には、第１復調信号の大きさよりも閾値の方が大きくなる可能性がある。この場合、閾値が、第１復調信号よりも大きくなるので、物体が近接したことを検知できないおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本明細書では、不要信号が大きい場合でも物体が近接したことを検知できる信号処理回路を提案することを課題とする。
【0013】
本明細書に開示する信号処理装置によれば、２つの位相を有する符号が所定の周期でランダムな順番で配列された第１符号信号が２つの信号に分配されたうちの第１分配信号が、位相が第１符号信号と一致しているか、又は、位相が第１符号信号に対して第１の所定量だけ遅延している第２符号信号により復調された第１復調信号に対して、所定の周期の逆数とゼロとの間の範囲の周波数を有する信号がフィルタリングされて生成された第１入力信号と、第１符号信号が２つの信号に分配されたうちの第２分配信号が、位相が第１符号信号に対して第２の所定量だけ遅延している第３符号信号により復調された第２復調信号に対して、所定の周期の逆数とゼロとの間の範囲の周波数を有する信号がフィルタリングされて生成された第２入力信号と、を入力して処理する信号処理装置であって、第１入力信号及び第２入力信号を入力して、２つの信号の差分である第１差分信号を出力する第１差分器と、第１差分信号を入力して、振幅の絶対値を表す第１絶対値信号を出力する第１絶対値回路と、第２入力信号を入力して、所定の時間の位相を遅延させた遅延信号を出力する遅延回路と、第２入力信号及び遅延信号を入力して、２つの信号の差分である第２差分信号を出力する第２差分器と、第２差分信号を入力して、振幅の絶対値を表す第２絶対値信号を出力する第２絶対値回路と、第２絶対値信号を入力して、所定の時間の平均の振幅を表す平均信号を出力する平均化回路と、平均信号を入力して、信号の振幅が第１の所定の定倍された平均信号を出力する第１乗算器と、第１絶対値信号と、第１乗算器から出力された平均信号とを入力して、第１絶対値信号の振幅が、平均信号の振幅よりも大きい場合に第１検知信号を出力する第１検知回路と、を有する。
【発明の効果】
【0014】
上述した本明細書に開示する信号処理装置によれば、不要信号が大きい場合でも物体が近接したことを検知できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本明細書に開示する信号処理装置を有する近接検知装置の第１実施形態の構成を示す図である。
【図2】第１実施形態の近接検知装置の信号検知部を示す図である。
【図3】近接検知装置の要部を説明する図である。
【図4】（Ａ）～（Ｃ）は、Ｍ系列符号を説明する図である。
【図5】Ｍ系列符号信号の相関値を説明する図である。
【図6】第３符号信号の位相を説明する図である。
【図7】復調信号の周波数スペクトルを説明する図である。
【図8】（Ａ）及び（Ｂ）は、帯域フィルタの通過帯域を説明する図である。
【図9】第１符号信号の位相を説明する図である。
【図10】（Ａ）～（Ｄ）は、各信号を説明する図である。
【図11】（Ａ）～（Ｄ）は、復調信号が第３符号信号と相関する場合の信号処理を説明する図である。
【図12】（Ａ）～（Ｄ）は、復調信号が第３符号信号と相関しない場合の信号処理を説明する図である。
【図13】妨害信号と雑音信号との比をパラメータとして、信号雑音比と物体を検知する検知確率との関係を示す図である。
【図14】本明細書に開示する信号処理回路を有する近接検知装置の第２実施形態の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本明細書で開示する信号処理装置を有する近接検知装置の好ましい第１実施形態を、図を参照して説明する。但し、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。
【0017】
【0018】
本実施形態の近接検知装置１０（以下、単に装置１０ともいう）は、物体１５０が所定の距離に近接したことを検知して、検知信号を出力する装置である。
【0019】
装置１０は、符号信号を発生して、符号信号を含む無線信号を送信する信号送信部２０と、無線信号を受信して復調した信号を生成する信号受信復調部３０と、物体の近接を検知する信号検知部１００とを備える。
【0020】
信号送信部２０は、符号発生器２１と、第１遅延回路２２と、変調器２３と、発振器２４と、送信部２５と、第２遅延回路２６を備える。信号受信復調部３０は、受信部３１と、第１復調器３２と、増幅器３３と、分配器３４と、第２復調器３５と、第３復調器３６と、第１帯域フィルタ３７と、第２帯域フィルタ３８と、第１ＦＦＴ３９と、第２ＦＦＴ４０とを備える。信号検知部１００は、差分回路部１００Ａと、検知回路部１００Ｂとを備える。
【0021】
まず、信号送信部２０について、以下に説明する。
【0022】
符号発生器２１は、２つの位相を有する符号が所定の周期でランダムな順番で配列された第１符号信号Ｃ１を発生して、第１遅延回路２２へ出力する。具体的には、符号発生器２１は、第１符号信号として、巡回自己相関関数のサイドローブが一定となる信号を発生することが好ましい。このような第１符号信号Ｃ１として、例えば、Ｍ系列（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｅｎｇｔｈ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）符号信号又はバーカー系列符号信号を用いることができる。
【0023】
本実施形態では、第１符号信号Ｃ１として、Ｍ系列符号信号を用いる。Ｍ系列符号信号は、例えば、所定のビット数を有するシフトレジスタを用いて、シフトレジスタの出力値と、シフトレジスタの中間部分から取り出される帰還タップとの排他的論理和をシフトレジスタに入力する回路を内蔵クロックで駆動して発生することができる。
【0024】
図４（Ａ）は、Ｍ系列符号信号の１周期を説明する図である。
【0025】
時間領域表示では、１周期分のＭ系列符号信号は、「１」及び「―１」等の２つの位相を有する符号（ビット）が、ランダムに配列されて形成される。Ｍ系列符号信号がＮ段のシフトレジスタを用いて発生されている場合、１周期分のＭ系列符号信号に含まれる「１」の数は、２Ｎ－１個であり、「―１」の数は、（２Ｎ－１）－１個になり、ビット数の総数である系列長ＣＮは、２Ｎ－１になる。
【0026】
τは、Ｍ系列符号信号の１ビットの時間的長さであるサブパルス幅であり、１周期の時間的長さＴは、ＣＮ×τとなる。
【0027】
周波数領域表示は、時間領域表示のＭ系列符号信号を、フーリエ変換することにより得られる。
【0028】
時間領域表示のＭ系列符号信号は方形の信号波形を有するので、周波数領域表示では、Ｍ系列符号信号は広帯域の周波数分布を有する。メインローブは、０±１／τの範囲にあり、メインローブの両側には、１／τの周期でサイドローブの振動が現れる。
【0029】
図４（Ｃ）に示すように、符号発生器２１は、Ｍ系列符号信号を、周期Ｔで繰り返して発生して、第１符号信号Ｃ１を連続的に出力する。この場合、時間領域表示の第１符号信号Ｃ１は、図４（Ａ）に示す１周期分のＭ系列符号信号と、図４（Ｂ）に示すデルタ関数列とのコンボリューションで表される。
【0030】
一方、デルタ関数列は、図４（Ｂ）に示すように、周波数領域表示でもデルタ関数列であり、時間領域のコンボリューションは周波数領域では積となるので、第１符号信号Ｃ１の周波数領域表示は、図４（Ｃ）に示すように、周波数ゼロの両側に１／τの周期で振動する包絡線に囲まれて、１／Ｔの周期でデルタ関数状の周波数成分が配置される周波数スペクトルとなる。周波数ゼロの周波数スペクトルは、系列長ＣＮの逆数の値となる。
【0031】
図５は、Ｍ系列符号信号の相関値を説明する図である。
【0032】
Ｍ系列符号信号の自己相関関数の相関値は、位相のずれがゼロの位置を中心として、位相が１ビット進んだ位置と、位相が１ビット遅れた位置との範囲以外の領域では、―１となる。相関値は、位相が一致する（位相のずれが０）場合には、２Ｎ―１である。位相のずれが０±１ビット範囲では、相関値は、－１から２Ｎ―１の範囲で直線的に変化する。図５に示すように、１周期の位相の遅れの範囲では、位相の遅れが０～１ビットの範囲では、相関値は、２Ｎ―１から－１へ直線的に変化し、位相の遅れが１ビットから２Ｎ－２の範囲では、相関値は－１となりサイドローブが一定となる。また、位相の遅れが２Ｎ－２から２Ｎ－１ビットの範囲では、相関値は、－１から２Ｎ―１へ直線的に変化する。位相の遅れが２Ｎ－２であることは、位相が１ビット進んでいることと等価である。
【0033】
所定の位相を有するＭ系列符号信号と、他の位相を有する当該Ｍ系列符号信号との２の法とした加算は、更に他の位相を有するＭ系列符号信号となる。
【0034】
第１遅延回路２２は、第１符号信号Ｃ１を入力して、位相を所定量だけ遅延させた第２符号信号Ｃ２を、変調器２３及び第２遅延回路２６へ出力する。第１遅延回路２２が、第１符号信号Ｃ１を遅延させる位相量は、送信部２５から送信された無線信号が、その近接を検知したい距離に位置する物体１５０により反射されて受信部３１に受信されるのに要する時間に基づいて決定されることが好ましい。本実施形態では、第１遅延回路２２は、第１符号信号Ｃ１を入力して、位相を１ビットだけ遅延させた第２符号信号Ｃ２を出力する。第１符号信号Ｃ１の位相と第２符号信号Ｃ２の位相との関係の詳細については後述する。
【0035】
変調器２３は、第２符号信号Ｃ２に対して、発振器２４から入力した所定周波数の搬送波信号Ｆｃにより直接拡散変調を行って、変調信号Ｍ１を生成して送信部２５へ出力する。変調器２３は、位相変調、振幅変調又は周波数変調を用いることができる。
【0036】
発振器２４は、所定周波数の搬送波信号Ｆｃを発振して、変調器２３及び第１復調器３２へ出力する。
【0037】
送信部２５は、変調信号Ｍ１を入力して、変調信号Ｍ１に応じた信号強度の無線信号を出力する。無線信号としては、電磁波、音波、光を用いることができる。本実施形態では、無線信号として、電磁波を用いる。
【0038】
第２遅延回路２６は、第２符号信号Ｃ２を入力して、位相を所定量だけ遅延させた第３符号信号Ｃ３を第２復調器３５へ出力する。本実施形態では、第２遅延回路２６は、第２符号信号Ｃ２を入力して、位相を１ビットだけ遅延させた第３符号信号Ｃ３を出力する。第３符号信号Ｃ３の位相と第２符号信号Ｃ２の位相との関係の詳細については後述する。
【0039】
次に、信号受信復調部３０について、以下に説明する。
【0040】
受信部３１は、物体１５０により反射された無線信号を受信して、受信した無線信号に応じた信号強度の受信信号Ｍ２を第１復調器３２へ出力する。
【0041】
第１復調器３２は、受信信号Ｍ２を入力して、搬送波信号Ｆｃにより復調して、復調信号Ｄを増幅器３３へ出力する。ここで、復調信号Ｄは、第２符号信号Ｃ２とは異なる位相を有するＭ系列符号信号を含む。このＭ系列符号信号の位相は、送信部２５から送信された無線信号が、物体１５０により反射されて受信部３１に受信されるのに要する時間の分だけ第２符号信号Ｃ２よりも遅れている。物体１５０により反射されたＭ系列符号信号は、以下、目標信号Ｓともいう。また、復調信号Ｄは、装置１０外に起因する妨害信号Ｊ又は装置１０内に起因する雑音信号Ｎからなる不要信号を含み得る。雑音信号Ｎは、装置１０に起因する信号なので、大きな変化はないと考えられるが、妨害信号Ｊは、装置１０の外部に起因するので、大きな信号となる場合があり得る。
【0042】
増幅器３３は、入力した復調信号Ｄを増幅して、分配器３４へ出力する。
【0043】
分配器３４は、復調信号Ｄを第１信号チャンネルＣＨ１及び第２信号チャンネルＣＨ２のそれぞれに分配する。第１信号チャンネルＣＨ１は、第２復調器３５と、第１帯域フィルタ３７と、第１ＦＦＴ３９を備える。第２信号チャンネルＣＨ２は、第３復調器３６と、第２帯域フィルタ３８と、第２ＦＦＴ４０を備える。雑音信号Ｎは、第１信号チャンネルＣＨ１に起因する雑音信号Ｎ１と、第２信号チャンネルＣＨ２に起因する雑音信号Ｎ２とを有する。通常、雑音信号Ｎ１と雑音信号Ｎ２とは同程度の大きさである。
【0044】
まず、第１信号チャンネルＣＨ１について、以下に説明する。
【0045】
第２復調器３５は、分配器３４から入力した第１の復調信号Ｄに対して、第３符号信号Ｃ３により相関復調を行って、復調信号Ｄ１を第１帯域フィルタ３７へ出力する。
【0046】
第２復調器３５は、復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号と、同じＭ系列符号信号である第３符号信号Ｃ３との相関値に応じた信号強度を有する復調信号Ｄ１を出力する。復調信号Ｄ１の信号強度は、復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号の位相と、第３符号信号Ｃ３の位相とに影響を受ける。
【0047】
図５を参照して説明したように、復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号の位相が、同じＭ系列符号信号である第３符号信号Ｃ３の位相に対して、１ビット未満のずれであれば、自己相関関数を求めることと等価である復調処理により、－１よりも大きい相関値が得られる。次に、第３符号信号Ｃ３の位相について、図６を参照しながら以下に説明する。
【0048】
図６は、第３符号信号の位相を説明する図である。
【0049】
第３符号信号Ｃ３の位相は、接近を検知したい、物体１５０と装置１０との最短の距離Ｒｒに基づいて決定され得る。装置１０と物体１５０とが距離Ｒｒだけ離れている時に送信部２５から送信された無線信号が物体１５０に反射されて受信部３１が受信するまでに要する時間Ｔｒは、２×Ｒｒ／Ｖｃで表される。ここで、Ｖｃは、電磁波の速度である。従って、第３符号信号Ｃ３の位相が、第２符号信号Ｃ２の位相に対して時間Ｔｒだけ遅れていると、第３符号信号Ｃ３の位相と復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号の位相とが一致する。
【0050】
従って、第３符号信号Ｃ３の位相の第２符号信号Ｃ２の位相に対する遅れが、時間Ｔｒ以上であれば、物体１５０が装置１０に距離Ｒｒまで接近する以前に、物体１５０が装置１０と近接したことを、検知することが可能となる。
【0051】
本実施形態では、第３符号信号Ｃ３の位相の第２符号信号Ｃ２の位相に対する遅れは１ビットである。この１ビットは、距離Ｒｒに基づいて決定される時間Ｔｒに対応している。なお、１ビットの時間は、図４（Ａ）に示すサブパルス幅に対応する。
【0052】
第１帯域フィルタ３７は、復調信号Ｄ１を入力して、符号発生器２１が発生したＭ系列符号信号Ｃ１の周期の逆数（１／Ｔ）とゼロとの間の範囲の周波数を有する信号を通過させて、第１ＦＦＴ３９へ出力する。
【0053】
第１ＦＦＴ３９は、第１帯域フィルタ３７から出力された復調信号Ｄ１を入力して、フーリエ変換された復調信号Ｄ１を、信号検知部１００へ出力する。第１ＦＦＴ３９は、時間領域表示の信号を、周波数領域表示の信号（周波数スペクトルを含む信号）に変換する。
【0054】
図７は、復調信号の周波数スペクトルを説明する図である。
【0055】
まず、復調信号Ｄ１に含まれるＭ系列符号信号の位相と、第３符号信号Ｃ３の位相との差が１ビット未満であれば、大きい相関値が得られるので、図７のピークＰに示すように、ドップラー周波数ｆｄの位置に復調信号Ｄ１の周波数スペクトルが得られる。ドップラー周波数ｆｄの位置に基づいて、装置１０と物体１５０との間の相対速度を求めることもできる。
【0056】
次に、復調信号Ｄ１に含まれるＭ系列符号信号の位相が、第３符号信号Ｃ３の位相よりも１ビット以上遅れている場合の周波数スペクトルを、図７を参照しながら説明する。
【0057】
周波数スペクトルＳ１及びＳ４は、復調信号Ｄ１に含まれるＭ系列符号信号の位相が、第３符号信号Ｃ３の位相よりも１ビット遅れている場合の例である。周波数スペクトルＳ２及びＳ５は、復調信号Ｄ１に含まれるＭ系列符号信号の位相が、第３符号信号Ｃ３の位相よりも２ビット遅れている場合の例である。周波数スペクトルＳ３及びＳ６は、復調信号Ｄ１に含まれるＭ系列符号信号の位相が、第３符号信号Ｃ３の位相よりも３ビット遅れている場合の例である。
【0058】
周波数スペクトルＳ１～Ｓ３は、周波数がゼロと１／Ｔの間の範囲の分布である。周波数スペクトルＳ４～Ｓ６は、周波数が、１／Ｔ以上の範囲に分布している１次高調波の周波数スペクトルである。
【0059】
ここで、周波数スペクトルＳ１～Ｓ３は、復調信号Ｄ１に含まれるＭ系列符号信号の周波数スペクトルと、同じ分布を有している。即ち、周波数スペクトルＳ１～Ｓ３は、同じ分布を有している。これは、復調信号Ｄ１に含まれるＭ系列符号信号の位相が、第３符号信号Ｃ３の位相よりも１ビット以上遅れていても、復調信号Ｄ１に含まれるＭ系列符号信号と第３符号信号Ｃ３との自己相関値（ＤＣ成分）は－１で一定であるためである。
【0060】
一方、周波数スペクトルＳ４～Ｓ６は、復調信号Ｄ１に含まれるＭ系列符号信号の位相と、第３符号信号Ｃ３の位相とのずれに基づいて変化するので同じとは限らない。
【0061】
第１帯域フィルタ３７は、周波数スペクトルＳ１～Ｓ３を有する信号を通過させるが、周波数スペクトルＳ４～Ｓ６を有する信号は通過させない。
【0062】
なお、上述した説明は、復調信号Ｄ１に含まれるＭ系列符号信号の位相が第３符号信号Ｃ３の位相に対して１ビット以上進んでいる場合にも適用される。
【0063】
図８（Ａ）は、図４（Ｃ）の周波数領域表示の周波数スペクトルに対応しており、復調信号Ｄ１に含まれるＭ系列符号信号の周波数スペクトルを示している。周波数１／Ｔの間隔で配置される各周波数成分は、装置１０と物体１５０との間に相対速度があると、＋ｆｄ及び―ｆｄの方向にドップラーシフトする。
【0064】
図８（Ｂ）は、第１帯域フィルタ３７が通過させる、周波数がゼロと１／Ｔの間の範囲の周波数スペクトルを拡大して示す。装置１０と物体１５０との間の相対速度の増加によりドップラー周波数が増大すると、周波数１／Ｔの周波数成分－ｆｄが、周波数ゼロの方向に移動すると共に、周波数ゼロの周波数成分＋ｆｄが、周波数１／Ｔの方向へ移動して、周波数１／（２Ｔ）において重なる。ドップラーシフトによる周波数成分のこれ以上の移動が生じると、検知器１０８が周波数ゼロの周波数成分の位置を検知できなくなるおそれがある。
【0065】
そこで、第１帯域フィルタ３７は、復調信号Ｄ１を入力して、１／（２Ｔ）とゼロとの間の範囲の周波数を有する信号を通過させて第１ＦＦＴ３９へ出力することが、検知器１０８が周波数ゼロの周波数成分の位置を検知する観点から好ましい。
【0066】
以上が、第１信号チャンネルＣＨ１の説明である。
【0067】
次に、第２信号チャンネルＣＨ２について、以下に説明する。
【0068】
第３復調器３６は、分配器３４から入力した第２の復調信号Ｄに対して、第１符号信号Ｃ１により相関復調を行って、復調信号Ｄ２を第２帯域フィルタ３８へ出力する。
【0069】
第３復調器３６は、復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号と、同じＭ系列符号信号である第１符号信号Ｃ１との相関値に応じた信号強度を有する復調信号Ｄ２を出力する。復調信号Ｄ２の信号強度は、復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号の位相と、第１符号信号Ｃ１の位相とに影響を受ける。
【0070】
図５を参照して説明したように、復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号の位相が、同じＭ系列符号信号である第１符号信号Ｃ１の位相に対して、１ビット未満のずれであれば、自己相関関数を求めることと等価である復調処理により、－１よりも大きい相関値が得られる。次に、第１符号信号Ｃ１の位相について、図９を参照しながら以下に説明する。
【0071】
図９は、第１符号信号の位相を説明する図である。
【0072】
第１符号信号Ｃ１の位相は、復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号との相関がとれないように、即ち相関値が－１となるように、決定されることが好ましい。装置１０では、差分器４１において、第１信号チャンネルＣＨ１の復調信号Ｄ１と、第２信号チャンネルＣＨ２の復調信号Ｄ２との差分が取られて、第３符号信号Ｃ３の位相と一致する信号が検知器１０８において検知されるものである。この観点から、第２信号チャンネルＣＨ２の復調信号Ｄ２は、復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号と位相が一致する信号を含まないことが好ましい。
【0073】
具体的には、第１符号信号Ｃ１の位相は、検知したい物体１５０の最大検知距離Ｒよりも離れた距離に相当する時間Ｔｒに対応することが好ましい。即ち、時間Ｔｒは、２×Ｒ／Ｖｃよりも大きいことが好ましい。ここで、Ｖｃは、電磁波の速度である。従って、時間Ｔｒは、２×Ｒ／Ｖｃ＜Ｔｒ＜Ｔの範囲にあることが好ましい。ここで、Ｔは、Ｍ系列符号信号の周期である。
【0074】
本実施形態では、第２符号信号Ｃ２の位相を基準として、第３符号信号Ｃ３の位相は、１ビットだけ遅れている。周期ＴのＭ系列符号信号において、第２符号信号Ｃ２の位相を基準として位相が最大に遅れている位置Ｃ１’は２Ｎ―２ビットだけ位相が遅れた位置である。この位置Ｃ１’は、第２符号信号Ｃ２の位相を基準として、位相が１ビットだけ進んだ第１符号信号Ｃ１の位相の位置と等価である。そこで、本実施形態では、第１符号信号Ｃ１の位相を、第２符号信号Ｃ２の位相よりも１ビットだけ進めている。
【0075】
第１符号信号Ｃ１の位相は、物体１５０が装置１０に対して最大検知距離Ｒよりも十分に遠い位置にある場合に無線信号を反射して受信する可能性はあるが、受信した信号の強度は、検知器１０８で検知不可能な程度に十分に小さい。そのため、例え復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号の位相が、第１符号信号Ｃ１の位相と一致したとしても、検知器１０８が検知信号を出力することは実質的にはあり得ない。
【0076】
また、上述したように、所定の位相を有するＭ系列符号信号と、他の位相を有する当該Ｍ系列符号信号との２の法とした加算（復調処理に対応）は、更に他の位相を有するＭ系列符号信号となる。従って、復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号の位相は、同じくＭ系列符号信号である第１符号信号Ｃ１の位相とは１ビット以上離れて異なるので、第３復調器３６が出力する復調信号Ｄ２は、復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号の位相及び第１符号信号Ｃ１の位相とは異なる位相を有するＭ系列符号信号を含むことになる。
【0077】
第２帯域フィルタ３８は、復調信号Ｄ２を入力して、符号発生器２１が発生したＭ系列符号信号Ｃ１の周期の逆数（１／Ｔ）とゼロとの間の範囲の周波数を有する信号を通過させて、第２ＦＦＴ４０へ出力する。ここで、図８（Ｂ）を参照して説明したのと同じ理由から、第２帯域フィルタ３８は、復調信号Ｄ２を入力して、１／（２Ｔ）と、ゼロとの間の範囲の周波数を有する信号を通過させて第２ＦＦＴ４０へ出力することが好ましい。
【0078】
第２ＦＦＴ４０は、第２帯域フィルタ３８から出力された復調信号Ｄ２を入力して、フーリエ変換された復調信号Ｄ２を、信号検知部１００へ出力する。第２ＦＦＴ４０は、時間領域表示の信号を、周波数領域表示の信号（周波数スペクトルを含む信号）に変換する。
【0079】
上述したように、第３復調器３６が出力する復調信号Ｄ２は、復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号が、１ビット以上離れた位相を有する非相関の第１符号信号Ｃ１の位相により復調されて生成される。従って、第２ＦＦＴ４０が出力する復調信号Ｄ２の周波数スペクトルは、図７の周波数スペクトルＳ１～Ｓ３のような分布を有することになる。
【0080】
次に、信号検知部１００について、以下に説明する。上述したように、信号検知部１００は、差分回路部１００Ａと、検知回路部１００Ｂとを有する。差分回路部１００Ａは、差分器１０１と、絶対値回路１０２とを有する。検知回路部１００Ｂは、遅延回路１０３と、差分器１０４と、絶対値回路１０５と、平均化回路１０６と、乗算器１０７と、検知器１０８とを有する。
【0081】
差分回路部１００Ａは、第１ＦＦＴ３９が出力した第１復調信号Ｄ１（以下、第１復調信号Ｄ３ともいう）と、第２ＦＦＴ４０が出力した第２復調信号Ｄ１（以下、第２復調信号Ｄ４ともいう）とを入力する。第１復調信号Ｄ３は、第１入力信号の一例であり、第２復調信号Ｄ４は、第２入力信号の一例である。
【0082】
第１復調信号Ｄ３は、第１復調信号Ｄ１が復調信号ＤのＭ系列符号成分と第３符号信号Ｃ３とにより大きな相関値を有する信号として生成された目標信号Ｓ（目標となる物体が検知された場合）と、妨害信号Ｊと、雑音信号Ｎ１とを含む。第２復調信号Ｄ４は、妨害信号Ｊと、雑音信号Ｎ２とを含む。
【0083】
図１０（Ａ）は、第１復調信号Ｄ３の一例を示し、図１０（Ｂ）は、第２復調信号Ｄ４の一例を示す。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）の横軸は、信号の振幅の大きさを示し、縦軸は、信号にその振幅が現れる確率密度を表す。ここで、図１０（Ａ）は、第１復調信号Ｄ１が、復調信号ＤのＭ系列符号成分と第３符号信号Ｃ３とにより大きな相関値を有する信号として生成された信号成分Ｓを有する場合の例である。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）の例は、信号成分Ｓの振幅を２０とし、妨害信号Ｊの振幅を２０とし、雑音信号Ｎ１、Ｎ２の標準偏差を１として計算された。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）の例を計算するのに用いられた条件の説明は、図１０（Ｃ）～図１０（Ｆ）に対しても適宜適用される。
【0084】
差分回路部１００Ａの差分器１０１は、第１ＦＦＴ３９から出力された第１復調信号Ｄ３及び第２ＦＦＴ４０から出力された第２復調信号Ｄ４を入力して、２つの信号の差分信号Ｄ５を、絶対値回路１０２へ出力する。
【0085】
絶対値回路１０２は、入力された差分信号Ｄ５の振幅の絶対値を表す絶対値信号Ｄ６を検知回路部１００Ｂへ出力する。図１０（Ｃ）は、差分信号Ｄ５の一例を示し、図１０（Ｄ）は、絶対値信号Ｄ６の一例を示す。絶対値信号Ｄ６は、目標信号Ｓと雑音信号Ｎ１との和から、雑音信号Ｎ２を減算した大きさの振幅を有する。
【0086】
検知回路部１００Ｂの遅延回路１０３は、入力された第２復調信号Ｄ４を入力して、所定の時間の位相を遅延させた遅延信号Ｄ７を、差分器１０４へ出力する。遅延回路１０３は、第２復調信号Ｄ４を入力して、第１符号信号Ｃ１が有するコード長とコード数との積で表される時間の整数倍だけ位相を遅延させた遅延信号Ｄ７を出力することが好ましい。
【0087】
差分器１０４は、第２復調信号Ｄ４及び遅延信号Ｄ７を入力して、２つの信号の差分である差分信号Ｄ８を、絶対値回路１０５へ出力する。図１０（Ｅ）は、差分信号Ｄ８の一例を示す。差分信号Ｄ８は、ガウス分布に近い分布を有する。差分信号Ｄ８では、妨害信号Ｊがほぼ除去されている。
【0088】
絶対値回路１０５は、差分信号Ｄ８を入力して、振幅の絶対値を表す絶対値信号Ｄ９を、平均化回路１０６へ出力する。
【0089】
平均化回路１０６は、絶対値信号Ｄ９を入力して、所定の時間の平均の振幅を表す平均信号Ｄ１０を、乗算器１０７へ出力する。図１０（Ｆ）は、平均信号Ｄ１０の一例を示す。平均信号Ｄ１０は、雑音信号Ｎ２の振幅の絶対値の平均値を表す。平均化回路１０６は、絶対値信号Ｄ９の振幅について所定の時間にわたる移動平均値を求めて、この移動平均値を、平均信号Ｄ１０として出力することが好ましい、平均を求める時間は短い方が、検知回路部１００Ｂが早く定常状態となる観点から好ましいが、この時間が短いと、後述する乗算器１０７におけるシーファーロスが大きくなって、検知器１０８で用いる閾値を正確に決定できなくなるおそれがある。そのため、平均を求める時間は、検知回路部１００Ｂが定常状態になる時間と、シーファーロスとの兼ね合いとなる。
【0090】
乗算器１０７は、平均信号Ｄ１０を入力して、信号の振幅が所定の定数ｋ１倍された平均信号Ｄ１１を、検知器１０８へ出力する。乗算器１０７は、定数ｋ１として一定誤警報確率(Constant False Alarm Rate：CFAR、シーファー)係数を用いる。
【0091】
検知器１０８は、絶対値信号Ｄ６と、乗算器１０７から出力された平均信号Ｄ１１とを入力して、絶対値信号Ｄ６の振幅が、平均信号Ｄ１１の振幅よりも大きい場合に検知信号Ｄ１２を外部の回路へ出力する。シーファー定数ｋ１は、絶対値信号Ｄ６に目標信号Ｓが含まれない時に、検知信号Ｄ１２を出力しないように決定されることが好ましい。検知器１０８は、絶対値信号Ｄ６に目標信号Ｓが含まれる時に、検知信号Ｄ１２を出力することが好ましい。
【0092】
図３は、第１ＦＦＴ３９、第２ＦＦＴ４０、信号検知部１００（差分回路部１００Ａ及び検知回路部１００Ｂ）の構成を詳細に説明する図である。第１ＦＦＴ３９は、第１復調信号Ｄ１をフーリエ変換して、Ｍ個の周波数成分（０～Ｍ－１）を有する第１復調信号Ｄ３を信号検知部１００へ出力する。同様に、第２ＦＦＴ４０は、第２復調信号Ｄ２をフーリエ変換して、Ｍ個の周波数成分（０～Ｍ－１）を有する第２復調信号Ｄ４を信号検知部１００へ出力する。差分回路１００Ａは、入力された第１復調信号Ｄ３及び第２復調信号Ｄ４に基づいて、Ｍ個の絶対値信号Ｄ６（０～Ｍ－１）を、検知回路部１００Ｂへ出力する。検知回路部１００Ｂは、入力されたＭ個の絶対値信号Ｄ６（０～Ｍ－１）に基づいて、Ｍ個の平均信号Ｄ１１を生成し、検知器１０８（０～Ｍ－１個のチャネルを有する）において、Ｍ個の平均信号Ｄ１１のそれぞれと、それに対応する絶対値信号Ｄ６（０～Ｍ－１）とが比較されて、Ｍ個の検知信号Ｄ１２（０～Ｍ－１）が外部の回路へ出力される。
【0093】
次に、装置１０が、物体１５０を検知する動作について、図１１を参照しながら以下に説明する。
【0094】
図１１（Ａ）は、第１復調器３２が出力する復調信号Ｄの周波数スペクトルを示す。復調信号Ｄは、目標信号ＳであるＭ系列符号信号と、不要信号（妨害信号Ｊ及び雑音信号Ｎ１）とを含んでいる。ここで、復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号の位相と、第３符号信号Ｃ３の位相との差が１ビット未満であるとする。即ち、受信信号は、装置１０と物体１５０とが距離Ｒｒだけ離れている時に送信部２５から送信された無線信号が物体１５０に反射されて受信部３１により受信されている（図６参照）。
【0095】
図１１（Ｂ）は、第１信号チャンネルＣＨ１において、第１ＦＦＴ３９が出力する第１復調信号Ｄ３の周波数スペクトルを示す。
【0096】
第１復調信号Ｄ３に含まれるＭ系列符号信号は、第２復調器３５により、位相が相関する第３符号信号Ｃ３により復調されて、図１１（Ｂ）に示すように、目標信号ＳであるＭ系列符号信号の自己相関値に対応する大きい周波数スペクトルを有する。一方、不要信号は、第２復調器３５において、第３符号信号Ｃ３により直接拡散変調されて広帯域に分布する周波数スペクトルを示す。
【0097】
図１１（Ｃ）は、第２信号チャンネルＣＨ２において、第２ＦＦＴ４０が出力する第２復調信号Ｄ４の周波数スペクトルを示す。
【0098】
不要信号（妨害信号Ｊ及び雑音信号Ｎ２）は、第３復調器３６において、第１符号信号Ｃ１により直接拡散変調されて広帯域に分布する周波数スペクトルを示す。
【0099】
第２復調信号Ｄ４に含まれるＭ系列符号信号は、第３復調器３６により、位相が非相関な第１符号信号Ｃ１により復調されるので、異なる位相を有するＭ系列符号信号の周波数スペクトルを示す。しかし、このＭ系列符号信号の周波数スペクトルの大きさは、系列長の逆数程度になるので、通常、不要信号と比べて無視できる大きさとなるので図示していない。
【0100】
図１１（Ｄ）は、絶対値信号Ｄ６と平均信号Ｄ１１とを示す。検知器１０８は、絶対値信号Ｄ６と平均信号Ｄ１１とを比較して、絶対値信号Ｄ６の振幅が、平均信号Ｄ１１の振幅よりも大きい場合に検知信号Ｄ１２を外部の回路へ出力する。ここで、平均信号Ｄ１１からは妨害信号Ｊがほぼ除去されているので、例えば、復調信号Ｄに大きな妨害信号Jが含まれていても、妨害信号Ｊの影響を受けることなく、目標信号Ｓを正確に検知することができる。
【0101】
なお、Ｍ系列符号信号の系列長（２Ｎ－１）を長くすることにより、自己相関関数の相関値を大きくすることができる。これにより、相関復調された復調信号Ｄ１の周波数スペクトルＳが増大するので、検知器１０８よる周波数スペクトルＳの検知精度を高めることができる。一方、Ｍ系列符号信号の系列長を長くすることは、帯域フィルタの上限周波数１／（２Ｔ）を小さくすることになるので、接近を検知したい物体の接近速度に起因するドップラ周波数ｆｄ＝２Ｖ／λ（Ｖ：相対速度、λ：波長）に制限を設けるおそれがある。従って、Ｍ系列符号信号の系列長は、検知器１０８の検知精度と、接近を検知したい物体とのドップラ周波数との兼ね合いにより決定されることが好ましい。
【0102】
次に、装置１０が物体１５０の近接を検知しない場合について、検知器１０８の動作を、図１２を参照しながら以下に説明する。
【0103】
図１２（Ａ）は、第１復調器３２が出力する復調信号Ｄの周波数スペクトルを示す。復調信号Ｄは、目標信号ＳではないＭ系列符号信号と、不要信号（妨害信号Ｊ及び雑音信号Ｎ１）とを含んでいる。ここで、復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号の位相と、第３符号信号Ｃ３の位相との差が１ビット以上離れている。即ち、復調信号Ｄ１に含まれるＭ系列符号信号と第３符号信号Ｃ３とは非相関である。
【0104】
図１２（Ｂ）は、第１信号チャンネルＣＨ１において、第１ＦＦＴ３９が出力する第１復調信号Ｄ３の周波数スペクトルを示す。
【0105】
第１復調信号Ｄ３に含まれるＭ系列符号信号は、第２復調器３５により、位相が非相関な第３符号信号Ｃ３により復調されるので、異なる位相を有するＭ系列符号信号の周波数スペクトルを示す。このＭ系列符号信号の周波数スペクトルの大きさは、系列長の逆数程度になるので、通常、不要信号と比べて無視できる大きさとなるので図示していない。
【0106】
また、不要信号は、第２復調器３５において、第３符号信号Ｃ３により直接拡散変調されて広帯域に分布する周波数スペクトルを示す。
【0107】
図１２（Ｃ）は、第２信号チャンネルＣＨ２において、第２ＦＦＴ４０が出力する第２復調信号Ｄ４の周波数スペクトルを示す。
【0108】
不要信号（妨害信号Ｊ及び雑音信号Ｎ２）は、第３復調器３６において、第１符号信号Ｃ１により直接拡散変調されて広帯域に分布する周波数スペクトルを示す。
【0109】
また、復調信号Ｄ２に含まれるＭ系列符号信号は、第３復調器３６により、位相が非相関な第１符号信号Ｃ１により復調されるので、異なる位相を有するＭ系列符号信号の周波数スペクトルを示す。この周波数スペクトルは、第１信号チャンネルＣＨ１において、第２復調器３５により生成されるＭ系列符号信号の周波数スペクトルと同じである。このＭ系列符号信号の周波数スペクトルの大きさは、系列長の逆数程度になるので、通常、不要信号と比べて無視できる大きさとなるので図示していない。
【0110】
図１２（Ｄ）は、乗算器１０７が出力する平均信号Ｄ１１を示す。検知器１０８は、絶対値信号Ｄ６と平均信号Ｄ１１とを比較して、絶対値信号Ｄ６の振幅が、平均信号Ｄ１１の振幅よりも大きい場合に検知信号Ｄ１２を外部の回路へ出力する。
【0111】
絶対値信号Ｄ６は、図１２（Ｂ）に示す周波数スペクトルと、図１２（Ｃ）に示す周波数スペクトルとの差分をとることにより、Ｍ系列符号信号の周波数スペクトル及び不要信号が消去されるので、周波数成分をほとんど含まない信号となる。
【0112】
検知器１０８は、絶対値信号Ｄ６と平均信号Ｄ１１とを比較して、絶対値信号Ｄ６の振幅が、平均信号Ｄ１１の振幅よりも小さいので、検知信号Ｄ１２を外部の回路へ出力しない。
【0113】
次に、装置１０の動作例を、図１３を参照しながら、以下に説明する。図１３は、妨害信号Ｊと雑音信号Ｎとの比Ｊ／Ｎをパラメータとして、目標信号Ｓと雑音信号Ｎとの比ＳＮＲと物体を検知する検知確率との関係を示す図である。図１３に含まれる各グラフは、１０００回の検知シミュレーションを行って、検知信号Ｄ１２が出力された確率を縦軸の値としている。実線は、本実施形態の装置１０の検知確率を示す。×のプロットは、特許文献１に記載の検知方法による結果である。特許文献１では、信号検知部が後述する図１４の第２検知回路部と同じ構成を有する。特許文献１の信号検知部では、第１復調信号Ｄ３は、第２復調信号Ｄ４の振幅の平均値と比較して、検知信号が出力される。また、＋のプロットは、信号検知部が、第１復調信号Ｄ３と第２復調信号Ｄ４との差分信号の絶対値を、第２復調信号Ｄ４の振幅の平均値と比較して、検知信号を出力した結果を表す。
【0114】
図１３に示すように、本実施形態の装置１０では、何れの比Ｊ／Ｎにおいても、信号対雑音比ＳＮＲが約２０ｄＢにおいてほぼ５０％の検出確率を示しており、大きな妨害信号Ｊが発生しても、目標信号Ｓを検知可能である。
【0115】
上述した本実施形態の近接検知装置によれば、不要信号が大きい場合でも、この不要信号が除去されるので、物体が近接したことを正確に検知できる。特に、本実施形態の近接検知装置は、不要信号のうちの妨害信号が大きく発生した場合でも、この妨害信号が除去されるので、物体が近接したことを正確に検知できる。
【0116】
次に、上述した信号処理装置を有する近接検知装置の第２実施形態を、図１４を参照しながら以下に説明する。第２実施形態について特に説明しない点については、上述の第１実施形態に関して詳述した説明が適宜適用される。また、同一の構成要素には同一の符号を付してある。
【0117】
本実施形態の近接検知装置では、信号検知部２００の構成が、上述した第１実施形態の信号検知部とは異なっている。信号検知部２００は、差分回路部１００Ａと、第１検知回路部１００Ｂと、妨害信号検出部１００Ｃと、第２検知回路部１００Ｄと、選択回路部１００Ｅとを有する。差分回路部１００Ａの構成￥は、第１実施形態の差分回路部に対応しており、第１検知回路部１００Ｂの構成は、第１実施形態の検知回路部に対応する。
【0118】
妨害信号検出部１００Ｃは、乗算器１０９と、検知器１１０とを有する。第２検知回路部１００Ｄは、平均化回路１１１と、乗算器１１２と、検知器１１３とを有する。
【0119】
差分回路部１００Ａの差分器１０１は、第１ＦＦＴ３９から出力された第１復調信号Ｄ３及び第２ＦＦＴ４０から出力された第２復調信号Ｄ４を入力して、２つの信号の差分信号Ｄ５を、絶対値回路１０２へ出力する。
【0120】
絶対値回路１０２は、入力された差分信号Ｄ５の振幅の絶対値を表す絶対値信号Ｄ６を第１検知回路部１００Ｂへ出力する。
【0121】
第１検知回路部１００Ｂは、絶対値信号Ｄ６及び第２復調信号Ｄ４を入力して、目標信号Ｓが検知された場合、検知信号Ｄ１２を選択回路部１００Ｅへ出力する。第１検知回路部１００Ｂの平均化回路１０６は、平均信号Ｄ１０を乗算器１０７及び妨害信号検出部１００Ｃへ出力する。その他の第１検知回路部１００Ｂの動作は、第１実施形態の検知回路部と同様である。
【0122】
妨害信号検出部１００Ｃの乗算器１０９は、平均信号Ｄ１０を入力して、信号の振幅が所定の定数ｋ２倍された平均信号Ｄ１３を、検知器１１０へ出力する。乗算器１０９は、定数ｋ２として一定誤警報確率(Constant False Alarm Rate：CFAR、シーファー)係数を用いる。なお、平均信号Ｄ１０は、上述したように雑音信号Ｎ２の振幅の絶対値の平均値を表す。
【0123】
検知器１１０は、第２復調信号Ｄ４と、乗算器１０９から出力された平均信号Ｄ１３とを入力して、第２復調信号Ｄ４の振幅が、平均信号Ｄ１３の振幅よりも大きい場合に検知信号Ｄ１４を選択回路部１００Ｅへ出力する。シーファー定数ｋ２は、絶対値信号Ｄ６に妨害信号Ｊが含まれない時に、検知信号Ｄ１４を出力しないように決定されることが好ましい。即ち、検知器１１０は、第２復調信号Ｄに妨害信号が含まれる時に、検知信号Ｄ１４を出力することが好ましい。なお、第２復調信号Ｄ４は、周波数成分を表すので、振幅の絶対値を有することに対応する。
【0124】
第２検知回路部１００Ｄの平均化回路１１１は、第２復調信号Ｄ４を入力して、所定の時間の平均の振幅を表す平均信号Ｄ１５を、乗算器１１２へ出力する。平均化回路１１１は、第２復調信号Ｄ４の振幅について所定の時間にわたる移動平均値を求めて、この移動平均値を、平均信号Ｄ１５として出力することが好ましい、平均を求める時間は短い方が、第２検知回路部１００ＤＢが早く定常状態となる観点から好ましいが、この時間が短いと、後述する乗算器１１２におけるシーファーロスが大きくなって、検知器１１３で用いる閾値を正確に決定できなくなるおそれがある。そのため、平均を求める時間は、第２検知回路部１００Ｄが定常状態になる時間と、シーファーロスとの兼ね合いとなる。
【0125】
乗算器１１２は、平均信号Ｄ１５を入力して、信号の振幅が所定の定数ｋ３倍された平均信号Ｄ１６を、検知器１１３へ出力する。乗算器１１２は、定数ｋ３として一定誤警報確率(Constant False Alarm Rate：CFAR、シーファー)係数を用いる。
【0126】
検知器１１３は、第１復調信号Ｄ３と、乗算器１１２から出力された平均信号Ｄ１６とを入力して、第１復調信号Ｄ３の振幅が、平均信号Ｄ１６の振幅よりも大きい場合に検知信号Ｄ１７を選択回路部１００Ｅへ出力する。シーファー定数ｋ３は、第１復調信号Ｄ３に目標信号Ｓが含まれない時に、検知信号Ｄ１７を出力しないように決定されることが好ましい。検知器１１３は、第１復調信号Ｄ３に目標信号Ｓが含まれる時に、検知信号Ｄ１７を出力することが好ましい。なお、第１復調信号Ｄ３は、周波数成分を表すので、振幅の絶対値を有することに対応する。検知器１１３では、第１復調信号Ｄ３が、妨害信号Ｊを含む平均信号Ｄ１６と比較されるので、大きな妨害信号Ｊが発生している場合、目標信号Ｓを正確に検知しないおそれがある。
【0127】
選択回路部１００Ｅは、検知信号Ｄ１２及び検知信号１７を入力可能である。選択回路部１００Ｅは、妨害信号検出部１００Ｃから検知信号Ｄ１４している場合、検知信号Ｄ１２を外部の回路へ出力する。一方、選択回路部１００Ｅは、妨害信号検出部１００Ｃから検知信号Ｄ１４していない場合、検知信号Ｄ１７を外部の回路へ出力する。図１３において、妨害信号Ｊと妨害信号Ｓとの比Ｊ／Ｓが小さい時には、第２検知回路部１００Ｄの検知確率（＋のプロット）は、第１検知回路部１００Ｂよりも高い。そこで、選択回路部１００Ｅは、妨害信号Ｊが小さい時には、第２検知回路部１００Ｄの検知信号Ｄ１７を選択し、妨害信号Ｊが大きい時には、第１検知回路部１００Ｂの検知信号Ｄ１２を選択する。
【0128】
上述した本実施形態の近接検知装置によれば、妨害信号の大きさに応じて、２つの検知信号のうちの一方を選択することにより、物体が近接したことを正確に検知できる。
【0129】
本発明では、上述した実施形態の近接検知装置は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。
【0130】
例えば、第１実施形態では、目標とする物体との距離は１つしか検知できなかったが、分配器で３つ以上に信号を分配してそれぞれの復調信号について、目標信号を検知することにより、複数の距離を検知してもよい。この場合、分配器により分配されたチャネルごとに信号処理装置が配置される。
【符号の説明】
【0131】
１０ 近接検知装置
２０ 信号送信部
２１ 符号発生器
２２ 第１遅延回路
２３ 変調器
２４ 発振器
２５ 送信部
２６ 第２遅延回路
３０ 信号受信復調部
３１ 受信部
３２ 第１復調器
３３ 増幅器
３４ 分配器
３５ 第２復調器
３６ 第３復調器
３７ 第１帯域フィルタ
３８ 第２帯域フィルタ
３９ 第１ＦＦＴ（第１フーリエ変換器）
４０ 第２ＦＦＴ（第２フーリエ変換器）
１００、２００ 信号検知部
１００Ａ 差分回路部
１００Ｂ 検知回路部、第１検知回路部
１００Ｃ 妨害信号検出部
１００Ｄ 第２検知回路部
１００Ｅ 選択回路部
１０１ 差分器
１０２ 絶対値回路
１０３ 遅延回路
１０４ 差分器
１０５ 絶対値回路
１０６ 平均化回路
１０７ 乗算器
１０８ 検知器
１０９ 乗算器
１１０ 検知器
１１１ 平均化回路
１１２ 乗算器
１１３ 検知器
２０ 信号送信部
２１ 符号発生器
２２ 第１遅延回路
２３ 変調器
２４ 発振器
２５ 送信部
２６ 第２遅延回路
３０ 信号受信復調部
３１ 受信部
３２ 第１復調器
３３ 増幅器
３４ 分配器
３５ 第２復調器
３６ 第３復調器
３７ 第１帯域フィルタ
３８ 第２帯域フィルタ
３９ 第１ＦＦＴ（第１フーリエ変換器）
４０ 第２ＦＦＴ（第２フーリエ変換器）
１００、２００ 信号検知部
１００Ａ 差分回路部
１００Ｂ 検知回路部、第１検知回路部
１００Ｃ 妨害信号検出部
１００Ｄ 第２検知回路部
１００Ｅ 選択回路部
１０１ 差分器
１０２ 絶対値回路
１０３ 遅延回路
１０４ 差分器
１０５ 絶対値回路
１０６ 平均化回路
１０７ 乗算器
１０８ 検知器
１０９ 乗算器
１１０ 検知器
１１１ 平均化回路
１１２ 乗算器
１１３ 検知器
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】