JP2008122137A - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度にターゲットの位置を算出することができるレーダ装置を提供する。
【解決手段】送受信兼用モジュール１および受信モジュール２と、送信波とターゲット５からの反射波とに基づいて、ターゲット５の位置を算出するターゲット位置算出部３とを備え、送受信兼用モジュール１は、パルス信号を発生するパルス発生器１４と、送信パルスを送信波として送信し、反射波を第１受信パルスとして受信する送受信兼用アンテナ１６と、パルス信号に対する第１受信パルスの時間遅れ（第１遅延時間τ０）を測定する第１遅延時間測定部２０とを含み、受信モジュール２は、反射波を第２受信パルスとして受信する受信アンテナ２１と、パルス信号に対する第２受信パルスの時間遅れ（第２遅延時間τ１）を測定する第２遅延時間測定部２６とを含み、ターゲット位置算出部３は、第１遅延時間τ０と第２遅延時間τ１とから、ターゲット５の位置を算出する。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば車両等の移動体に搭載され、対象物体（以下、「ターゲット」と称する）を検知してその位置を算出するレーダ装置に関する。

従来のレーダ装置は、パルス状のレーダ波を送信してから、レーダ波を反射したターゲットからの反射波を受信するまでの往復時間に基づいて、ターゲットまでの距離及び方位を求める装置であって、レーダ波を送信するための送信アンテナを備えた送信モジュールと、送信モジュールの両側にそれぞれ配置され、反射波を受信するための受信アンテナを備えた複数の受信モジュールと、送信モジュールと送信モジュールに隣接する各受信モジュールとの間に配置され、送信アンテナからの直接波が受信アンテナにて受信されることを防止する遮蔽板とを備えている（例えば、特許文献１参照）。

上記従来装置では、送信モジュールが送信アンテナを介してパルス状のレーダ波（電磁波）を送信し、複数の受信モジュールの受信アンテナが、ターゲットで反射した反射波をそれぞれ受信する。
続いて、各受信モジュールの時間差計測部は、レーダ波の送信から反射波の受信までの往復時間をそれぞれ計測する。
距離、角度演算部は、各受信モジュールで計測された往復時間に基づいて、各受信モジュールからターゲットまでの距離を算出し、算出した距離から、三角測量の原理に基づいてターゲットの位置を算出している。

例えば、上記従来装置において、受信モジュールを２個（受信モジュールＡおよび受信モジュールＢ）とした場合、受信モジュールＡおよび受信モジュールＢの時間差計測部でそれぞれ計測される往復時間ｔ１およびｔ２は、送信モジュールからターゲットまでの距離をＬ０、ターゲットから受信モジュールＡまでの距離をＬ１、ターゲットから受信モジュールＢまでの距離をＬ２、レーダ波の速度をｃとすると、それぞれ次式（１）および次式（２）で表される。

ｔ１＝（Ｌ０＋Ｌ１）／ｃ・・・（１）
ｔ２＝（Ｌ０＋Ｌ２）／ｃ・・・（２）

ここで、式（１）および式（２）において、二つの式に対して距離Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２の三つの未知数が含まれている。
したがって、三角測量の原理に基づく式（１）および式（２）からなる連立方程式を解き、距離Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２を算出することができないので、ターゲットの位置を算出することができないという問題点があった。

上記の問題点を解決するために、距離Ｌ０と距離Ｌ１との平均値を次式（３）に示すように距離Ｌ０１とみなし、距離Ｌ０と距離Ｌ２との平均値を次式（４）に示すように距離Ｌ０２とみなして、距離Ｌ０１および距離Ｌ０２を用いて上記式（１）および上記式（２）を解くことにより、三角測量の原理からターゲットの位置を算出することが考えられる。

Ｌ０１＝（Ｌ０＋Ｌ１）／２・・・（３）
Ｌ０２＝（Ｌ０＋Ｌ２）／２・・・（４）

しかしながら、この場合には、ターゲットの位置によって送信モジュールからターゲットまでの距離Ｌ０の影響が大きくなり、誤差が拡大してターゲットの位置を正確に検出することができないという問題点があった。

特開２００３−２７９６４９号公報

従来のレーダ装置では、前述のように、二つの式に対して距離Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２の三つの未知数が含まれるので、ターゲットの位置を算出することができないという問題点があった。
また、距離Ｌ０と距離Ｌ１との平均値を距離Ｌ０１とみなし、距離Ｌ０と距離Ｌ２との平均値を距離Ｌ０２とみなして未知数を減らした場合であっても、ターゲットの位置によって誤差の影響が大きくなり、ターゲットの位置を正確に算出することができないという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、高精度にターゲットの位置を算出することができるレーダ装置を提供することにある。

この発明に係るレーダ装置は、互いに所定の間隔をおいて設けられた送受信兼用モジュールおよび受信モジュールと、送受信兼用モジュールから送信される送信波と、対象物体で反射して送受信兼用モジュールおよび受信モジュールでそれぞれ受信される反射波とに基づいて、対象物体の位置を算出するターゲット位置算出手段とを備え、送受信兼用モジュールは、所定のタイミングでパルス信号を発生するパルス発生手段と、パルス信号に応じてパルス状に変調された送信パルスを、送信波として周辺に送信するとともに、対象物体からの反射波を第１受信パルスとして受信する送受信兼用アンテナと、パルス信号に対する第１受信パルスの時間遅れを、第１遅延時間として測定する第１遅延時間測定手段とを含み、受信モジュールは、対象物体で反射した送受信兼用モジュールからの送信波を第２受信パルスとして受信する受信アンテナと、パルス発生手段からのパルス信号に対する第２受信パルスの時間遅れを、第２遅延時間として測定する第２遅延時間測定手段とを含み、ターゲット位置算出手段は、第１遅延時間と第２遅延時間とに基づいて、対象物体の位置を算出するものである。

この発明のレーダ装置によれば、送受信兼用モジュールの送受信兼用アンテナは、パルス信号に応じてパルス状に変調された送信パルスを送信波として周辺に送信するとともに、ターゲット（対象物体）からの反射波を第１受信パルスとして受信する。
すなわち、送受信兼用アンテナからターゲットまでの送信波の経路と、ターゲットから送受信兼用アンテナまでの反射波の経路とを同経路として、距離を共通にすることにより、未知数を減らすことができる。
そのため、ターゲット位置算出手段は、第１遅延時間と第２遅延時間とに基づいて、ターゲットの位置を高精度に算出することができる。

以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当する部材、部位については、同一符号を付して説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置を示すブロック構成図である。
図１において、レーダ装置は、互いに間隔ｄ（所定の間隔）をおいて設けられた送受信兼用モジュール１および受信モジュール２と、送受信兼用モジュール１から送信される送信波と、ターゲット（後述する）で反射して送受信兼用モジュール１および受信モジュール２でそれぞれ受信される反射波とに基づいて、ターゲットの位置を算出するターゲット位置算出部３（ターゲット位置算出手段）と、送受信兼用モジュール１、受信モジュール２およびターゲット位置算出部３にそれぞれタイミング信号等の制御信号を出力して動作を制御する制御部４とを備えている。

送受信兼用モジュール１は、発振器１１と、分配回路１２と、スイッチ１３と、パルス発生器１４（パルス発生手段）と、サーキュレータ１５と、送受信兼用アンテナ１６と、ミクサ１７と、ＩＦアンプ１８と、検波器１９と、第１遅延時間測定部２０（第１遅延時間測定手段）とを含んでいる。

また、受信モジュール２は、受信アンテナ２１と、ミクサ２２と、ローカル発振器２３と、ＩＦアンプ２４と、検波器２５と、第２遅延時間測定部２６（第２遅延時間測定手段）とを含んでいる。

発振器１１は、制御部４からの制御信号により、一定周波数の高周波信号を発生し、分配回路１２に出力する。
分配回路１２は、発振器１１から入力された高周波信号の一部をスイッチ１３に出力し、高周波信号の残りをミクサ１７に出力する。
パルス発生器１４は、制御部４からの制御信号により、例えば一定周期の所定のタイミングでパルス信号を発生し、スイッチ１３、第１遅延時間測定部２０、および受信モジュール２の第２遅延時間測定部２６に出力する。

スイッチ１３は、制御部４からの制御信号により、パルス発生器１４からのパルス信号に同期してオンオフされ、分配回路１２から入力された一定周波数の高周波信号をパルス状に振幅変調し、送信パルスとしてサーキュレータ１５に出力する。
サーキュレータ１５は、送信パルスの進行方向を切り替えて、送信パルスを送受信兼用アンテナ１６に出力する。
送受信兼用アンテナ１６は、サーキュレータ１５から入力された送信パルスを送信波（電磁波）として周辺に送信する。

送受信兼用アンテナ１６から送信された送信波は、送信範囲内にターゲットが存在した場合にターゲットで反射し、ターゲットまでの距離に応じた第１遅延時間τ０をもって、第１受信パルスとして送受信兼用アンテナ１６に受信されて、サーキュレータ１５に出力される。
サーキュレータ１５は、第１受信パルスの進行方向を切り替えて、第１受信パルスをミクサ１７に出力する。

ミクサ１７は、分配回路１２から入力された一定周波数の高周波信号と、サーキュレータ１５から入力された第１受信パルスとをミキシングして中間周波数信号（以下、「ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号」と略称する）を生成し、ＩＦアンプ１８に出力する。
ＩＦアンプ１８は、ミクサ１７から入力されたＩＦ信号を増幅して検波器１９に出力する。

検波器１９は、ＩＦアンプ１８から入力されたＩＦ信号から、振幅波形が送信パルスの振幅波形から第１遅延時間τ０だけ遅れた信号を取り出し、検波信号として第１遅延時間測定部２０に出力する。
第１遅延時間測定部２０は、制御部４からの制御信号により、検波器１９から入力された検波信号と、パルス発生器１４から入力されたパルス信号とに基づいて、パルス信号に対する第１受信パルスの時間遅れを、第１遅延時間τ０として測定する。
ここで、送信パルスは、パルス信号に同期して生成されるので、パルス信号に対する第１受信パルスの時間遅れを測定することにより、送信パルスに対する第１受信パルスの時間遅れ（第１遅延時間τ０）を求めることができる。

また、受信アンテナ２１は、ターゲットで反射した送受信兼用アンテナ１６からの送信波を、送受信兼用アンテナ１６からターゲットまでの距離と、ターゲットから受信アンテナ２１までの距離とに応じた第２遅延時間τ１をもって、第２受信パルスとして受信し、ミクサ２２に出力する。

ローカル発振器２３は、制御部４からの制御信号により、発振器１１から発生される高周波信号と同一周波数の高周波信号を発生し、ミクサ２２に出力する。
ミクサ２２は、ローカル発振器２３から入力された高周波信号と、受信アンテナ２１から入力された第２受信パルスとをミキシングしてＩＦ信号を生成し、ＩＦアンプ２４に出力する。
ＩＦアンプ２４は、ミクサ２２から入力されたＩＦ信号を増幅して検波器２５に出力する。

検波器２５は、ＩＦアンプ２４から入力されたＩＦ信号から、振幅波形が送信パルスの振幅波形から第２遅延時間τ１だけ遅れた信号を取り出し、検波信号として第２遅延時間測定部２６に出力する。
第２遅延時間測定部２６は、制御部４からの制御信号により、検波器２５から入力された検波信号と、パルス発生器１４から入力されたパルス信号とに基づいて、パルス信号に対する第２受信パルスの時間遅れを、第２遅延時間τ１として測定する。
ここで、送信パルスは、パルス信号に同期して生成されるので、パルス信号に対する第２受信パルスの時間遅れを測定することにより、送信パルスに対する第２受信パルスの時間遅れ（第２遅延時間τ１）を求めることができる。

ターゲット位置算出部３は、制御部４からの制御信号により、第１遅延時間測定部２０から出力された第１遅延時間τ０と、第２遅延時間測定部２６から出力された第２遅延時間τ１とに基づいて、ターゲットの位置を算出し、算出結果を表示装置等の外部装置（図示せず）に出力する。
ここで、第１遅延時間測定部２０、第２遅延時間測定部２６およびターゲット位置算出部３は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、あるいはＣＰＵおよびＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）で構成されている。

以下、図１とともに、図２を参照しながら、この発明の実施の形態１によるレーダ装置の動作について説明する。
図２は、この発明の実施の形態１による送受信兼用アンテナ１６および受信アンテナ２１と、ターゲット５との関係を示す説明図である。
図２において、送受信兼用アンテナ１６からターゲット５までの距離をＬ０（破線参照）、ターゲット５から受信アンテナ２１までの距離をＬ１（破線参照）とする。また、送受信兼用アンテナ１６と受信アンテナ２１とは、互いに間隔ｄをおいて設けられている。

まず、制御部４からの制御信号により、発振器１１から高周波信号が発生される。高周波信号は、スイッチ１３の動作によってパルス状に振幅変調され、送信パルスとして出力される。送信パルスは、送受信兼用アンテナ１６から送信波として周辺に送信される。

続いて、送信波は、ターゲット５で反射し、送受信兼用アンテナ１６からターゲット５までの距離Ｌ０に応じた第１遅延時間τ０をもって、第１受信パルスとして送受信兼用アンテナ１６に受信される。
第１受信パルスは、ミクサ１７で発振器１１からの高周波信号とミキシングされ、ＩＦ信号が生成される。

次に、検波器１９でＩＦ信号から検波信号が取り出される。
続いて、第１遅延時間測定部２０において、検波器１９からの検波信号と、パルス発生器１４からのパルス信号とに基づいて、第１遅延時間τ０が測定され、ターゲット位置算出部３に出力される。

また、ターゲット５で反射した送受信兼用アンテナ１６からの送信波は、送受信兼用アンテナ１６からターゲット５までの距離Ｌ０と、ターゲット５から受信アンテナ２１までの距離Ｌ１とに応じた第２遅延時間τ１をもって、第２受信パルスとして受信アンテナ２１に受信される。
第２受信パルスは、ミクサ２２でローカル発振器２３からの高周波信号とミキシングされ、ＩＦ信号が生成される。

次に、検波器２５でＩＦ信号から検波信号が取り出される。
続いて、第２遅延時間測定部２６において、検波器２５からの検波信号と、パルス発生器１４からのパルス信号とに基づいて、第２遅延時間τ１が測定され、ターゲット位置算出部３に出力される。

ターゲット位置算出部３は、第１遅延時間測定部２０から出力された第１遅延時間τ０と、第２遅延時間測定部２６から出力された第２遅延時間τ１とに基づいて、送受信兼用アンテナ１６からターゲット５までの距離Ｌ０、およびターゲット５から受信アンテナ２１までの距離Ｌ１を算出する。
ここで、送信波の速度をｃとすると、送受信兼用アンテナ１６からターゲット５までの距離Ｌ０、およびターゲット５から受信アンテナ２１までの距離Ｌ１は、次式（５）および次式（６）で表される。

Ｌ０＝ｃ×τ０／２・・・（５）
Ｌ１＝ｃ×τ１−Ｌ０・・・（６）

ターゲット位置算出部３は、式（５）および式（６）からなる連立方程式を解き、算出した距離Ｌ０、Ｌ１から、図２に示すように、三角測量の原理（点線参照）に基づいてターゲット５の位置を算出する。

この発明の実施の形態１に係るレーダ装置によれば、送受信兼用モジュール１の送受信兼用アンテナ１６は、パルス状に振幅変調された送信パルスを送信波として周辺に送信するとともに、ターゲット５からの反射波を第１受信パルスとして受信する。
すなわち、送受信兼用アンテナ１６からターゲット５までの送信波の経路と、ターゲット５から送受信兼用アンテナ１６までの反射波の経路とを同経路として、距離Ｌ０を共通にすることにより、未知数を減らすことができる。
そのため、ターゲット位置算出部３は、第１遅延時間測定部２０から出力された第１遅延時間τ０と、第２遅延時間測定部２６から出力された第２遅延時間τ１とに基づいて距離Ｌ０、Ｌ１を算出し、ターゲット５の位置を高精度に算出することができる。

また、ターゲット位置算出部３は、１個の送受信兼用モジュール１と１個の受信モジュール２との二つの観測点でターゲット５までの距離を算出し、ターゲット５の位置を算出するので、構造を簡略化することができる。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、１個の送受信兼用モジュール１と１個の受信モジュール２とを用いてターゲット５の位置を算出したが、これに限定されず、受信モジュール２は、複数個設けられてもよい。
図３は、この発明の実施の形態２に係るレーダ装置を示すブロック構成図である。なお、ここでは、受信モジュール２が２個設けられた場合について説明する。

図３において、レーダ装置は、送受信兼用モジュール１と、送受信兼用モジュール１とそれぞれ間隔ｄ／２（所定の間隔）をおいて異なる位置に設けられた２個の受信モジュール２Ａ、２Ｂと、送受信兼用モジュール１から送信される送信波、およびターゲット（図示せず）で反射して送受信兼用モジュール１および受信モジュール２Ａ、２Ｂでそれぞれ受信される反射波に基づいて、ターゲットの位置を算出するターゲット位置算出部３Ａ（ターゲット位置算出手段）と、送受信兼用モジュール１、受信モジュール２Ａ、２Ｂおよびターゲット位置算出部３Ａにそれぞれタイミング信号等の制御信号を出力して動作を制御する制御部４Ａとを備えている。
ここでは、実施の形態１と同種のものについては、同一符号の後に「Ａ」および「Ｂ」を付して、詳述を省略する。

受信モジュール２Ａの第２遅延時間測定部２６Ａは、制御部４Ａからの制御信号により、検波器２５Ａから入力された検波信号と、パルス発生器１４から入力されたパルス信号とに基づいて、パルス信号に対する第２受信パルスの時間遅れを、第２遅延時間τ１として測定する。
また、受信モジュール２Ｂの第２遅延時間測定部２６Ｂは、制御部４Ａからの制御信号により、検波器２５Ｂから入力された検波信号と、パルス発生器１４から入力されたパルス信号とに基づいて、パルス信号に対する第２受信パルスの時間遅れを、第２遅延時間τ２として測定する。

ターゲット位置算出部３Ａは、第１遅延時間測定部２０から出力された第１遅延時間τ０と、第２遅延時間測定部２６Ａから出力された第２遅延時間τ１と、第２遅延時間測定部２６Ｂから出力された第２遅延時間τ２とに基づいて、ターゲットの位置を算出し、算出結果を表示装置等の外部装置（図示せず）に出力する。
その他の構成については、前述の実施の形態１と同様であり、その説明は省略する。

以下、図３とともに、この発明の実施の形態２によるレーダ装置の動作について説明する。なお、実施の形態１と同様の動作については、説明を省略する。
ここで、ターゲットから受信アンテナ２１Ｂまでの距離をＬ２とする。

まず、ターゲットで反射した送受信兼用アンテナ１６からの送信波は、送受信兼用アンテナ１６からターゲットまでの距離Ｌ０と、ターゲットから受信アンテナ２１Ａまでの距離Ｌ１とに応じた第２遅延時間τ１をもって、第２受信パルスとして受信アンテナ２１Ａに受信される。
第２受信パルスは、ミクサ２２Ａでローカル発振器２３Ａからの高周波信号とミキシングされ、ＩＦ信号が生成される。

次に、検波器２５ＡでＩＦ信号から検波信号が取り出される。
続いて、第２遅延時間測定部２６Ａにおいて、検波器２５Ａからの検波信号と、パルス発生器１４からのパルス信号とに基づいて、第２遅延時間τ１が測定され、ターゲット位置算出部３Ａに出力される。

また、ターゲットで反射した送受信兼用アンテナ１６からの送信波は、送受信兼用アンテナ１６からターゲットまでの距離Ｌ０と、ターゲットから受信アンテナ２１Ｂまでの距離Ｌ２とに応じた第２遅延時間τ２をもって、第２受信パルスとして受信アンテナ２１Ｂに受信される。
第２受信パルスは、ミクサ２２Ｂでローカル発振器２３Ｂからの高周波信号とミキシングされ、ＩＦ信号が生成される。

次に、検波器２５ＢでＩＦ信号から検波信号が取り出される。
続いて、第２遅延時間測定部２６Ｂにおいて、検波器２５Ｂからの検波信号と、パルス発生器１４からのパルス信号とに基づいて、第２遅延時間τ２が測定され、ターゲット位置算出部３Ａに出力される。

次に、ターゲット位置算出部３Ａは、第１遅延時間測定部２０から出力された第１遅延時間τ０と、第２遅延時間測定部２６Ａから出力された第２遅延時間τ１と、第２遅延時間測定部２６Ｂから出力された第２遅延時間τ２とに基づいて、送受信兼用アンテナ１６からターゲットまでの距離Ｌ０、ターゲットから受信アンテナ２１Ａまでの距離Ｌ１、およびターゲットから受信アンテナ２１Ｂまでの距離Ｌ２を算出する。
ここで、ターゲットから受信アンテナ２１Ｂまでの距離Ｌ２は、次式（７）で表される。

Ｌ２＝ｃ×τ２−Ｌ０・・・（７）

ターゲット位置算出部３Ａは、前述した式（５）および式（６）と、上記式（７）とからなる連立方程式を解き、算出した距離Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２から、三角測量の原理に基づいてターゲットの位置を算出する。

この発明の実施の形態２に係るレーダ装置によれば、ターゲット位置算出部３Ａは、１個の送受信兼用モジュール１と２個の受信モジュール２Ａ、２Ｂとの三つの観測点でターゲットまでの距離を算出するので、ターゲットの位置をより高精度に算出することができる。

なお、上記実施の形態２では、受信モジュール２が２個設けられた場合について説明したが、これに限定されず、受信モジュール２は、３個以上設けられてもよい。
この場合も、上記実施の形態２と同様の効果を奏することができる。

実施の形態３．
上記実施の形態２では、ターゲットが１個である場合について説明したが、これに限定されず、ターゲットは、複数個存在してもよい。
このとき、ターゲット位置算出部３Ａは、複数個のターゲットの位置をそれぞれ算出する。

なお、ターゲットが２個存在する場合、例えば、特開平５−２５６９４１号公報に記載されたＦＭレーダ装置では、二つのＦＭレーダ本体によって、各ＦＭレーダ本体のアンテナから、２個のターゲットまでの距離のみがそれぞれ算出される。
すなわち、図５に示すように、アンテナ５０Ａからターゲット５１Ａ、５１Ｂの何れかまでの距離Ｌ１＿ａ、Ｌ１＿ｂ（破線参照）と、アンテナ５０Ｂからターゲット５１Ａ、５１Ｂの何れかまでの距離Ｌ２＿ａ、Ｌ２＿ｂ（破線参照）とが算出される。
ここで、電磁波の受信強度等を用いて各距離の組合せ（例えば、点線で示すようにターゲット５１Ａは、距離Ｌ１＿ａと距離Ｌ２＿ａとの組合せ、またターゲット５１Ｂは、距離Ｌ１＿ｂと距離Ｌ２＿ｂとの組合せ）を選択しない場合には、異なる距離どうしを組み合わせて、例えばターゲット５２Ａおよびターゲット５２Ｂという、誤ったターゲットの位置を算出するという問題点があった。

以下に、ターゲット位置算出部３Ａが、複数個のターゲットの位置をそれぞれ算出する処理について説明する。なお、ここでは、ターゲットが２個存在する場合について説明する。
この発明の実施の形態３に係るレーダ装置の構成は、前述の実施の形態２で示したものと同様であるので、詳述を省略する。

なお、送受信兼用モジュール１の第１遅延時間測定部２０は、２個のターゲットでそれぞれ反射して送受信兼用アンテナ１６で受信された二つの第１受信パルスについて、第１遅延時間τ０＿１、τ０＿２をそれぞれ測定する。
また、受信モジュール２Ａの第２遅延時間測定部２６Ａは、２個のターゲットでそれぞれ反射して受信アンテナ２１Ａで受信された二つの第２受信パルスについて、第２遅延時間τ１＿１、τ１＿２をそれぞれ測定する。
また、受信モジュール２Ｂの第２遅延時間測定部２６Ｂは、２個のターゲットでそれぞれ反射して受信アンテナ２１Ｂで受信された二つの第２受信パルスについて、第２遅延時間τ２＿１、τ２＿２をそれぞれ測定する。

また、ターゲット位置算出部３Ａは、第１遅延時間測定部２０から出力された第１遅延時間τ０＿１、τ０＿２と、第２遅延時間測定部２６Ａから出力された第２遅延時間τ１＿１、τ１＿２と、第２遅延時間測定部２６Ｂから出力された第２遅延時間τ２＿１、τ２＿２とに基づいて、複数個のターゲットの位置をそれぞれ算出し、算出結果を表示装置等の外部装置（図示せず）に出力する。

以下、図３とともに、図４を参照しながら、この発明の実施の形態３によるレーダ装置の動作について説明する。なお、実施の形態２と同様の動作については、説明を省略する。
図４は、この発明の実施の形態３による送受信兼用アンテナ１６、受信アンテナ２１Ａおよび受信アンテナ２１Ｂと、２個のターゲット５Ａ、５Ｂとの関係を示す説明図である。

図４において、送受信兼用アンテナ１６からターゲット５Ａおよびターゲット５Ｂまでの距離をそれぞれＬ０＿ａおよびＬ０＿ｂ（破線参照）、ターゲット５Ａから受信アンテナ２１Ａおよび受信アンテナ２１Ｂまでの距離をそれぞれＬ１＿ａおよびＬ２＿ａ（破線参照）、ターゲット５Ｂから受信アンテナ２１Ａおよび受信アンテナ２１Ｂまでの距離をそれぞれＬ１＿ｂおよびＬ２＿ｂ（破線参照）とする。
また、送受信兼用アンテナ１６と受信アンテナ２１Ａとは、互いに間隔ｄ／２をおいて設けられ、送受信兼用アンテナ１６と受信アンテナ２１Ｂとは、互いに間隔ｄ／２をおいて設けられ、三者は、受信アンテナ２１Ａ、送受信兼用アンテナ１６、受信アンテナ２１Ｂの順に、一直線上に配設されている。

まず、第１遅延時間測定部２０において、検波器１９からの検波信号と、パルス発生器１４からのパルス信号とに基づいて、パルス信号に対する二つの第１受信パルスの第１遅延時間τ０＿１、τ０＿２が測定され、ターゲット位置算出部３Ａに出力される。
続いて、第２遅延時間測定部２６Ａにおいて、検波器２５Ａからの検波信号と、パルス発生器１４からのパルス信号とに基づいて、パルス信号に対する二つの第２受信パルスの第２遅延時間τ１＿１、τ１＿２が測定され、ターゲット位置算出部３Ａに出力される。
次に、第２遅延時間測定部２６Ｂにおいて、検波器２５Ｂからの検波信号と、パルス発生器１４からのパルス信号とに基づいて、パルス信号に対する二つの第２受信パルスの第２遅延時間τ２＿１、τ２＿２が測定され、ターゲット位置算出部３Ａに出力される。

続いて、ターゲット位置算出部３Ａは、第１遅延時間測定部２０から出力された第１遅延時間τ０＿１、τ０＿２に基づいて、送受信兼用アンテナ１６からターゲット５Ａ、５Ｂの何れかまでの距離Ｌ０＿１、Ｌ０＿２を算出する。
ここで、送受信兼用アンテナ１６からターゲット５Ａ、５Ｂの何れかまでの距離Ｌ０＿１、Ｌ０＿２は、次式（８）および次式（９）で表される。

Ｌ０＿１＝ｃ×τ０＿１／２・・・（８）
Ｌ０＿２＝ｃ×τ０＿２／２・・・（９）

次に、ターゲット位置算出部３Ａは、第２遅延時間測定部２６Ａから出力された第２遅延時間τ１＿１、τ１＿２と、式（８）および式（９）から算出された距離Ｌ０＿１、Ｌ０＿２とに基づいて、ターゲット５Ａ、５Ｂの何れかから、受信アンテナ２１Ａまでの距離Ｌ１＿１１、Ｌ１＿１２、Ｌ１＿２１、Ｌ１＿２２を算出する。
ここで、ターゲット５Ａ、５Ｂの何れかから、受信アンテナ２１Ａまでの距離Ｌ１＿１１、Ｌ１＿１２、Ｌ１＿２１、Ｌ１＿２２は、次式（１０）〜次式（１３）で表される。

Ｌ１＿１１＝ｃ×τ１＿１−Ｌ０＿１・・・（１０）
Ｌ１＿１２＝ｃ×τ１＿１−Ｌ０＿２・・・（１１）
Ｌ１＿２１＝ｃ×τ１＿２−Ｌ０＿１・・・（１２）
Ｌ１＿２２＝ｃ×τ１＿２−Ｌ０＿２・・・（１３）

また、ターゲット位置算出部３Ａは、第２遅延時間測定部２６Ｂから出力された第２遅延時間τ２＿１、τ２＿２と、式（８）および式（９）から算出された距離Ｌ０＿１、Ｌ０＿２とに基づいて、ターゲット５Ａ、５Ｂの何れかから、受信アンテナ２１Ｂまでの距離Ｌ２＿１１、Ｌ２＿１２、Ｌ２＿２１、Ｌ２＿２２を算出する。
ここで、ターゲット５Ａ、５Ｂの何れかから、受信アンテナ２１Ｂまでの距離Ｌ２＿１１、Ｌ２＿１２、Ｌ２＿２１、Ｌ２＿２２は、次式（１４）〜次式（１７）で表される。

Ｌ２＿１１＝ｃ×τ２＿１−Ｌ０＿１・・・（１４）
Ｌ２＿１２＝ｃ×τ２＿１−Ｌ０＿２・・・（１５）
Ｌ２＿２１＝ｃ×τ２＿２−Ｌ０＿１・・・（１６）
Ｌ２＿２２＝ｃ×τ２＿２−Ｌ０＿２・・・（１７）

続いて、ターゲット位置算出部３Ａは、式（８）〜式（１７）から算出される距離Ｌ０＿１、Ｌ０＿２と、距離Ｌ１＿１１、Ｌ１＿１２、Ｌ１＿２１、Ｌ１＿２２と、距離Ｌ２＿１１、Ｌ２＿１２、Ｌ２＿２１、Ｌ２＿２２とから、図４に示す三角測量の原理（点線参照）に基づく連立方程式が成立する距離の組合せを選択して、ターゲット５Ａ、５Ｂの位置をそれぞれ算出する。

すなわち、まず、ターゲット位置算出部３Ａは、距離Ｌ０＿１、Ｌ０＿２と、距離Ｌ１＿１１、Ｌ１＿１２、Ｌ１＿２１、Ｌ１＿２２と、距離Ｌ２＿１１、Ｌ２＿１２、Ｌ２＿２１、Ｌ２＿２２とについて、次式（１８）が成立する距離の組合せ（Ｌ０＿ｉ、Ｌ１＿ｊｉ、Ｌ２＿ｋｉ：ｉ、ｊ、ｋはそれぞれ１または２）を選択する。

Ｌ１＿ｊｉ×Ｌ１＿ｊｉ＋Ｌ２＿ｋｉ×Ｌ２＿ｋｉ＝２×Ｌ０＿ｉ×Ｌ０＿ｉ＋ｄ×ｄ／２・・・（１８）

続いて、ターゲット位置算出部３Ａは、距離Ｌ１＿ｊｉ、Ｌ２＿ｋｉについて、三角測量の原理に基づいて連立方程式を解き、ターゲット５Ａ、５Ｂの位置をそれぞれ算出する。

この発明の実施の形態３に係るレーダ装置によれば、第１遅延時間測定部２０は、２個のターゲット５Ａ、５Ｂでそれぞれ反射して送受信兼用アンテナ１６で受信された二つの第１受信パルスについて、第１遅延時間τ０＿１、τ０＿２をそれぞれ測定する。
また、第２遅延時間測定部２６Ａおよび第２遅延時間測定部２６Ｂは、２個のターゲット５Ａ、５Ｂでそれぞれ反射して受信アンテナ２１Ａおよび受信アンテナ２１Ｂで受信された二つの第２受信パルスについて、第２遅延時間τ１＿１、τ１＿２および第２遅延時間τ２＿１、τ２＿２をそれぞれ測定する。
また、ターゲット位置算出部３Ａは、第１遅延時間測定部２０から出力された第１遅延時間τ０＿１、τ０＿２と、第２遅延時間測定部２６Ａから出力された第２遅延時間τ１＿１、τ１＿２と、第２遅延時間測定部２６Ｂから出力された第２遅延時間τ２＿１、τ２＿２とに基づいて、ターゲット５Ａ、５Ｂの位置をそれぞれ算出する。
そのため、ターゲットの数が２個であっても、誤検知を低減して、ターゲット５Ａ、５Ｂの位置を高精度に算出することができる。

なお、上記実施の形態３では、ターゲット５が２個存在する場合について説明したが、これに限定されず、ターゲット５は、３個以上存在してもよい。
この場合も、上記実施の形態３と同様の効果を奏することができる。

この発明の実施の形態１に係るレーダ装置を示すブロック構成図である。 この発明の実施の形態１による送受信兼用アンテナおよび受信アンテナと、ターゲットとの関係を示す説明図である。 この発明の実施の形態２に係るレーダ装置を示すブロック構成図である。 この発明の実施の形態３による送受信兼用アンテナおよび２個の受信アンテナと、２個のターゲットとの関係を示す説明図である。 従来の２個のアンテナと、２個のターゲットとの関係を示す説明図である。

符号の説明

１ 送受信兼用モジュール、２、２Ａ、２Ｂ 受信モジュール、３、３Ａ ターゲット位置算出部（ターゲット位置算出手段）、５、５Ａ、５Ｂ ターゲット（対象物体）、１４ パルス発生器（パルス発生手段）、１６ 送受信兼用アンテナ、２０ 第１遅延時間測定部（第１遅延時間測定手段）、２１、２１Ａ、２１Ｂ 受信アンテナ、２６、２６Ａ、２６Ｂ 第２遅延時間測定部（第２遅延時間測定手段）。

Claims (3)

1. 互いに所定の間隔をおいて設けられた送受信兼用モジュールおよび受信モジュールと、
   前記送受信兼用モジュールから送信される送信波と、対象物体で反射して前記送受信兼用モジュールおよび前記受信モジュールでそれぞれ受信される反射波とに基づいて、前記対象物体の位置を算出するターゲット位置算出手段とを備え、
   前記送受信兼用モジュールは、
   所定のタイミングでパルス信号を発生するパルス発生手段と、
   前記パルス信号に応じてパルス状に変調された送信パルスを、前記送信波として周辺に送信するとともに、前記対象物体からの前記反射波を第１受信パルスとして受信する送受信兼用アンテナと、
   前記パルス信号に対する前記第１受信パルスの時間遅れを、第１遅延時間として測定する第１遅延時間測定手段とを含み、
   前記受信モジュールは、
   前記対象物体で反射した前記送受信兼用モジュールからの前記送信波を第２受信パルスとして受信する受信アンテナと、
   前記パルス発生手段からの前記パルス信号に対する前記第２受信パルスの時間遅れを、第２遅延時間として測定する第２遅延時間測定手段とを含み、
   前記ターゲット位置算出手段は、前記第１遅延時間と前記第２遅延時間とに基づいて、前記対象物体の位置を算出することを特徴とするレーダ装置。
2. 前記受信モジュールは、複数個設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
3. 前記対象物体は、複数の対象物体からなり、
   前記第１遅延時間測定手段は、前記複数の対象物体で反射して受信された複数の第１受信パルスについて複数の第１遅延時間を測定し、
   前記第２遅延時間測定手段は、前記複数の対象物体で反射して受信された複数の第２受信パルスについて複数の第２遅延時間を測定し、
   前記ターゲット位置算出手段は、前記複数の第１遅延時間および前記複数の第２遅延時間に基づいて、前記複数の対象物体の位置をそれぞれ算出することを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。

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