JP2017194379A - レーダ装置、位相差折返判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】精度よく信号の到来方向を推定する装置を提供する。【解決手段】第１周波数の信号と、前記第１周波数と異なる第２周波数の信号とを送信する送信アンテナを含む送信部と、前記第１周波数の信号が物標によって反射された第１信号と、前記第２周波数の信号が前記物標によって反射された第２信号とを受信する、第１受信アンテナ及び第２受信アンテナを含む受信部と、前記第１受信アンテナによって受信した前記第１信号と前記第２受信アンテナによって受信した前記第１信号との間の第１位相差と、前記第１受信アンテナによって受信した前記第２信号と前記第２受信アンテナによって受信した前記第２信号との間の第２位相差と、前記第１位相差と前記第２位相差との差に基づいて、前記第１位相差の折り返しを判定する制御部と、を備えるレーダ装置とする。【選択図】図１

Description

本発明は、レーダ装置、位相差折返判定方法に関する。

物標（ターゲット）を検出するレーダ装置がある。レーダ装置は、周波数変調された電磁波を送受信することにより、レーダ装置から電磁波を反射した物標までの距離やレーダ装置との相対速度、レーダ装置からの物標の方向（角度）を推定することができる。

レーダ装置は、複数の受信アンテナで、物標で反射された電磁波を受信する。レーダ装置は、物標の方向（電磁波の到来方向）を、隣接する２つのアンテナが受信する反射波（反射された電磁波）の位相差によって求めることができる。位相差は、物標から各アンテナまでの経路長の差（経路長差）によって生じる。

隣接する２つの受信アンテナが、受信する電磁波の１／２波長以上離れている場合、−９０°から＋９０°の検知エリアの中で、当該２つの受信アンテナが受信する同一の物標からの反射波の位相差が３６０°（２πｒａｄ）以上になることがある。ｓｉｎ（α）＝ｓｉｎ（α＋３６０°）であるため、レーダ装置は、例えば、位相差α（−１８０°＜α≦１８０°）と、位相差α＋３６０°とを、区別することができない。このため、位相差だけでは、物標の方向を１つに推定することができない。また、受信アンテナの間隔を狭くすると、位相差が−１８０°から＋１８０°までの範囲に収まるが、アンテナ特性が劣化する。

図１は、物標がレーダ装置から異なる方向にある場合の位相差の例を示す図である。図１では、レーダ装置の受信アンテナである、第１受信アンテナ及び第２受信アンテナが示されている。第１受信アンテナ及び第２受信アンテナの間隔は、ｄである。図１の左側では、レーダ装置の正面方向とのなす角がθである方向に存在する物標からの反射波を第１受信アンテナ及び第２受信アンテナで受信している。アンテナの間隔ｄは、反射波の波長よりも長い。図１の左側では、第１受信アンテナ及び第２受信アンテナで受信する反射波の位相差は、α（−１８０°＜α≦１８０°）であるとする。図１の右側では、レーダ装置の正面方向とのなす角がφ（＞θ）である方向に存在する物標からの反射波を、左側と同じ第１受信アンテナ及び第２受信アンテナで受信している。図１の右側では、第１受信アンテナ及び第２受信アンテナで受信する反射波の位相差は、α＋３６０°であるとする。ここで、レーダ装置は、位相差αと、位相差α＋３６０°とを、区別することができないので、位相差だけでは、物標の方向がθの方向か、φの方向かを推定することができない。

そこで、レーダ装置の複数の送信アンテナ（例えば、第１送信アンテナ、第２送信アンテナ）から電磁波を送信して、位相差から推定した物標の方向と、各送信アンテナに対する受信レベルに基づき、物標の方向を推定する技術がある。即ち、物標が位相差αに対応する方向に存在する場合と、位相差α＋３６０°に対応する方向に存在する場合とで、第１送信アンテナによる信号の受信信号と、第２送信アンテナによる信号の受信信号とのレベル差が異なる。この特性を利用して、推定した方向に対して、受信レベル差を算出することで、物標の方向が位相差αに対応する方向であるのか、位相差α＋３６０°に対応する方向であるのかを判定する。

特開２０１５−０６８７２４号公報

しかし、レーダ装置での物標の検知方向の範囲が拡大すると、検知方向の範囲の境界付近では、受信アンテナにおける受信レベルが低下する。受信レベルが低下すると、レベル差が小さくなるため、レベル差を用いて、物標の方向を推定することが難しくなる。また、受信レベル差で物標方向の推定をするには、複数の送信アンテナを使用するため、レーダ装置の構成が複雑になる。

本発明は、精度よく信号の到来方向を推定する装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
即ち、第１の態様は、
第１周波数の信号と、前記第１周波数と異なる第２周波数の信号とを送信する送信アンテナを含む送信部と、
前記第１周波数の信号が物標によって反射された第１信号と、前記第２周波数の信号が前記物標によって反射された第２信号とを受信する、第１受信アンテナ及び第２受信アンテナを含む受信部と、
前記第１受信アンテナによって受信した前記第１信号と前記第２受信アンテナによって受信した前記第１信号との間の第１位相差と、前記第１受信アンテナによって受信した前記第２信号と前記第２受信アンテナによって受信した前記第２信号との間の第２位相差と、前記第１位相差と前記第２位相差との差に基づいて、前記第１位相差の折り返しを判定する制御部と、
を備えるレーダ装置とする。

開示の態様は、プログラムが情報処理装置によって実行されることによって実現されてもよい。即ち、開示の構成は、上記した態様における各手段が実行する処理を、情報処理装置に対して実行させるためのプログラム、或いは当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として特定することができる。また、開示の構成は、上記した各手段が実行する処理を情報処理装置が実行する方法をもって特定されてもよい。開示の構成は、上記した各手段が実行する処理を行う情報処理装置を含むシステムとして特定されてもよい。

プログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくても、並列的または個別に実行される処理を含む。プログラムを記述するステップの一部が省略されてもよい。

本発明によれば、精度よく信号の到来方向を推定する装置を提供することを目的とする。

図１は、物標がレーダ装置から異なる方向にある場合の位相差の例を示す図である。 図２は、本実施形態に係るレーダ装置の構成例を示す図である。 図３は、レーダ装置のおける送信信号、受信信号、ビート信号の例を示す図である。 図４は、制御部における位相の折り返し判定の動作フローの例を示す図である。 図５は、位相差の折り返しの例（１）を示す図である。 図６は、位相差の折り返しの例（２）を示す図である。 図７は、位相差の差の例を示す図である。 図８は、経路長の差の例を示す図である。 図９は、制御部における位相の折り返し判定の動作フローの変形例を示す図である。

以下、図面を参照して実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、発明の構成は、開示の実施形態の具体的構成に限定されない。発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。

〔実施形態〕
（構成例）
図２は、本実施形態に係るレーダ装置の構成例を示す図である。図２のレーダ装置１０は、送信ＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuit）１、送信アンテナ２、
制御部４、受信ＭＭＩＣ５、第１受信アンテナ６、第２受信アンテナ７を含む。送信ＭＭＩＣ１及び送信アンテナ２は、送信部の一例である。受信ＭＭＩＣ５、第１受信アンテナ６、第２受信アンテナ７は、受信部の一例である。

レーダ装置１０の制御部４からの制御信号に基づいて、送信ＭＭＩＣ１を動作させ、送信アンテナ２より、周波数変調された送信電波が出力される。物標（ターゲット）で反射した電波が、第１受信アンテナ６、第２受信アンテナ７で、それぞれ受信される。

レーダ装置１０は、例えば、車両に搭載され、他の車両、標識、ガードレール等、車両の周囲に存在する物標を検知することに使用することができる。物標の検知結果は、車両の記憶装置やＥＣＵ（Electrical Control Unit）等に対して出力され、例えばＰＣＳ（Pre-crash Safety System）などの車両制御に用いることができる。但し、本実施形態に係るレーダ装置１は、車載レーダ装置以外の各種用途（例えば、飛行中の航空機や航行中の船舶の監視等）に用いられてもよい。

送信ＭＭＩＣ１は、制御部４からの指示に基づいて、所定の周波数の電磁波を生成する。ＭＭＩＣは、マイクロ波信号の発振、増幅、変調、周波数変換等の信号処理を行うモノリシックマイクロ波集積回路である。ここで生成する電磁波の周波数は、７６ＧＨｚ程度のマイクロ波であるが、電磁波の周波数は、これに限定されるものではない。送信ＭＭＩＣ１は、少なくとも２種類の周波数の電磁波を生成する。

ここでは、送信ＭＭＩＣ１は、ＦＣＭ（Fast Chirp Modulation）方式の電磁波を生成
してもよい。ＦＣＭ方式は、周波数が連続的に増加または減少するチャープ波を、送信信号として使用し、送信信号及び受信信号から生成されるビート信号に対して２次元ＦＦＴを施すことにより、距離・速度を計測する方式である。また、送信ＭＭＩＣ１は、ＦＭＣＷ方式の電磁波を生成してもよい。

送信アンテナ２は、送信ＭＭＩＣ４で生成された電磁波を送信する。送信アンテナ２から送信された電磁波は、レーダ装置１０の周囲の物体で反射されて、第１受信アンテナ６、第２受信アンテナ７で受信される。

制御部４は、レーダ装置１０を制御する。制御部４は、所定の周波数の送信信号の生成を指示する。また、制御部４は、受信信号に対して、演算処理を行う。制御部４は、コン
ピュータプログラムに従って信号の演算処理を行うプロセッサや、演算処理に係る情報を記憶するメモリ等を備える。制御部４は、汎用のプロセッサがコンピュータプログラム（ソフトウェア）に基づいて実現する構成に限定されず、例えば、プロセッサの内部あるいは外部に配置された専用の演算回路（ハードウェア）によってその全部または一部が実現される構成であってもよい。メモリには、計算で使用される計算式や値、計算結果等が格納される。

受信ＭＭＩＣ５は、第１受信アンテナ６、第２受信アンテナ７で受信した電磁波に対して、所定の処理を行う。受信ＭＭＩＣ５は、各アンテナで受信した電磁波（受信波）と送信波とミキシングし、送信波と受信波の差の絶対値をとることにより、ビート信号を生成する。

第１受信アンテナ６、第２受信アンテナ７は、送信アンテナ２から送信され、レーダ装置１０の周囲で反射された電磁波を受信する。受信アンテナの本数は、２本に限定されるものではなく、２本以上であってもよい。

（動作例）
本実施形態のレーダ装置１０の動作例をについて説明する。ここでは、レーダ装置１０は、ＦＣＭのチャープ波を送信し、物標で反射した反射波を各受信アンテナで受信して、ビート信号を生成する。レーダ装置１０は、ビート信号において、チャープ波の高い周波数による領域と、チャープ波の低い周波数による領域とで、ＦＦＴ演算を行ってパワースペクトルを生成する。レーダ装置１０は、パワースペクトルから所定のしきい値以上のピークを抽出する。当該ピークは、レーダ装置１０の周囲の物標に対応する。レーダ装置１０は、各ピークについて、第１受信アンテナ６における位相差と、第２受信アンテナ７における位相差とを算出する。レーダ装置１０は、高い周波数による領域と、低い周波数による領域とで、それぞれ、第１受信アンテナ６と第２受信アンテナ７との間の位相差を算出する。さらに、レーダ装置１０は、高い周波数による領域の位相差と、低い周波数による領域の位相差との差分により、位相の折り返しを判定する。ここで使用される送信信号は、ＦＣＭ方式の送信信号の代わりにＦＭＣＷ方式の送信信号であってもよい。

レーダ装置１０は、送信ＭＭＩＣ１で送信波（チャープ波）を生成して、送信アンテナ２を介して送信する。チャープ波は、周波数が連続的に増加または減少する電磁波である。送信アンテナ２から送信された送信波は、レーダ装置１０の周囲の物標により反射される。レーダ装置１０は、第１受信アンテナ６及び第２受信アンテナ７で、物標で反射された電磁波（反射波）を受信する。受信ＭＭＩＣ５は、各受信アンテナで受信した反射波を送信波とミキシングし、ビート信号を生成する。受信ＭＭＩＣ５は、ビート信号をＡＤ（Analog to Digital）変換し、制御部４に出力する。

図３は、レーダ装置のおける送信信号、受信信号、ビート信号の例を示す図である。図３の上のグラフでは、横軸が時間で、縦軸が、送信周波数又は受信周波数である。図３の上のグラフにおいて、太い点線で示されるノコギリ波が送信信号の周波数の時間変化を表し、太い実線で示されるノコギリ波が受信信号の周波数の時間変化を表す。送信信号は、周波数が連続的に減少するチャープ波である。受信信号は、送信信号の物標からの反射波による信号である。受信信号は、物標までの距離に応じて、送信信号から遅れて受信される。図４の下のグラフは、送信信号と受信信号とのミキシングによるビート信号の時間変化を表す。送信信号が周波数が連続的に減少するチャープ波であることから、１つのビート信号において、左側の部分が高い周波数の領域によるビート信号であり、右側の部分が低い周波数の領域によるビート信号である。ここでは、周波数の高低は、当該周波数が受信信号の周波数の範囲（チャープ波の周波数の範囲）の平均より高いか低いかをいう。

図４は、制御部における位相の折り返し判定の動作フローの例を示す図である。図４の動作フローは、制御部４が、受信ＭＭＩＣ５から、各受信アンテナで受信した反射波によるビート信号を受信することにより、開始される。

Ｓ１０１では、制御部４は、受信したビート信号のチャープ波の高い周波数による領域について、ＦＦＴ演算を行いパワースペクトルを生成する。高い周波数の領域の幅は、例えば、１つのビート信号の領域のうち、高い周波数側の端から、２０％の領域とすることができる。このとき、低い周波数の領域の幅も、１つのビート信号の領域のうち、低い周波数側の端から、２０％の領域とする。この割合は、２０％に限定されるものではない。この割合を大きくすると、演算に使用できるデータ量は多くなるが後に求める位相差の差が小さくなる。一方、この割合を小さくすると、演算に使用できるデータ量が少なくなるが、位相差の差が大きくなる。演算に使用できるデータ量が多くなると、演算上のノイズが軽減する。一方、位相差の差が大きくなると、位相の折り返しの判定が容易になる。よって、この割合は、ノイズの大きさと位相の折り返し判定の容易さとを鑑みて適宜決定される。制御部４は、受信アンテナ毎に、パワースペクトルを生成する。

Ｓ１０２では、制御部４は、生成したパワースペクトルから所定のしきい値以上のピークを抽出する。各ピークは、それぞれ、物標に対応する。制御部４は、各ピークの位相差を算出する。ここで求まる位相差は、送信信号と各受信アンテナによる受信信号との間の位相差である。

Ｓ１０３では、制御部４は、受信アンテナ間の位相差を算出する。制御部４は、Ｓ１０２で算出した各ピークの位相差について、受信アンテナ間の位相差を求める。即ち、１つのピークにおける、第１受信アンテナ６に対する位相差と第２受信アンテナ７に対する位相差との差が、受信アンテナ間の位相差となる。

Ｓ１０４では、制御部４は、受信したビート信号のチャープ波の低い周波数による領域について、ＦＦＴ演算を行いパワースペクトルを生成する。低い周波数の領域の幅のビート信号の幅に対する割合は、Ｓ１０１の高い周波数の領域の幅のビート信号の幅に対する割合と同じである。制御部４は、受信アンテナ毎に、パワースペクトルを生成する。

Ｓ１０５では、制御部４は、生成したパワースペクトルから所定のしきい値以上のピークを抽出する。各ピークは、それぞれ、物標に対応する。制御部４は、各ピークの位相差を算出する。ここで求まる位相差は、送信信号と各受信アンテナによる受信信号との間の位相差である。

Ｓ１０６では、制御部４は、受信アンテナ間の位相差を算出する。制御部４は、Ｓ１０２で算出した各ピークの位相差について、受信アンテナ間の位相差を求める。即ち、１つのピークにおける、第１受信アンテナ６に対する位相差と第２受信アンテナ７に対する位相差との差が、受信アンテナ間の位相差となる。

これにより、各ピークについて、ビート信号のうちチャープ波の高い周波数の領域における受信アンテナ間の位相差と、ビート信号のうちチャープ波の低い周波数の領域における受信アンテナ間の位相差とが算出される。

Ｓ１０７では、制御部４は、位相差の差を算出する。制御部４は、各ピークについて、Ｓ１０３で求めたチャープ波の高い周波数の領域による位相差と、Ｓ１０６で求めたチャープ波の低い周波数の領域による位相差との差を求める。

図５は、位相差の折り返しの例（１）を示す図である。図５のグラフは、横軸がレーダ
装置１０からの物標の方向であり、縦軸が当該物標からの第１受信アンテナの受信信号と第２受信アンテナの受信信号との位相差である。２つの受信アンテナの距離が信号の波長よりも長いと、物標からの受信アンテナまでの経路長の差が波長以上になることがある。経路長の差が波長以上になると、受信信号の位相差が−１８０°から＋１８０°までの範囲を超えることがある。位相差がこの範囲を超えると、位相差では、この範囲内のものと区別がつかなくなる。位相差がこの範囲を超えることを、位相差が折り返すという。位相差が折り返すと、見た目の位相差は、位相差に＋３６０°または−３６０°を加算して、−１８０°から＋１８０°までの範囲となる。図５のグラフでは、物標の方向が角度Ｘ１と角度Ｘ２とで、位相差が折り返している。このため、見た目の位相差Ｚでは、物標の方向が角度Ｙ１なのか、角度Ｙ２なのかの区別がつかない。

図６は、位相差の折り返しの例（２）を示す図である。図６のグラフは、横軸がレーダ装置１０からの物標の方向であり、縦軸が当該物標からの第１受信アンテナの受信信号と第２受信アンテナの受信信号との位相差である。ここでは、送信信号（受信信号）の周波数が、ｆ１の場合の例と、ｆ２の場合の例を示す。ここでは、ｆ１＞ｆ２である。例えば、高い周波数の領域の平均の周波数（中心の周波数）をｆ１、低い周波数の領域の平均の周波数（中心の周波数）をf２とする。送信信号の周波数が異なると、受信アンテナ間の
位相差も異なる。なお、図５のグラフにおける送信信号の周波数は、図６の周波数ｆ２と同じである。

図７は、位相差の差の例を示す図である。図７のグラフは、横軸がレーダ装置１０からの物標の方向であり、縦軸が位相差の差である。ここでの位相差の差は、図６のグラフにおける周波数ｆ１の第１受信アンテナの受信信号と第２受信アンテナの受信信号との位相差と、周波数ｆ２の第１受信アンテナの受信信号と第２受信アンテナの受信信号との位相差と、の差である。図7のグラフの例では、物標の方向の角度Ｙ１では、位相差の差は、
Ｚ１であり、物標の方向の角度Ｙ２では、位相差の差は、Ｚ２（≠Ｚ１）である。よって、図５では、区別できなかった物標の方向が、位相差の差を用いることにより区別できる。

本実施形態で使用する第１の周波数ｆ１（波長λ１）と第２の周波数ｆ２（波長λ２）との比ｆ１／ｆ２（＝λ２／λ１）は、最大で１．２程度である。ここでｆ１＞ｆ２とする。また、本実施形態で使用する受信アンテナの間隔ｄは、最大で２波長（２×λ２）程度である。このとき、物標の方向が＋９０°または−９０°の場合で、位相差の差の絶対値は、次のようになる。

なお、位相差の差の絶対値は、物標の方向が＋９０°または−９０°で最大となる。即ち、ここでは、位相差の差は、−１８０°から＋１８０°までの範囲に収まる。しかし、２つの周波数の位相差の折り返しの回数に差異が生じると、位相差の差が−１８０°から＋１８０°までの範囲を超えたように見えることがある。位相差の差が、−１８０°から＋１８０°までの範囲を超えたとき、位相差の差に＋３６０°または、−３６０°を加算することにより、位相差の差が、−１８０°から＋１８０°の範囲に入るようにする。図
７の位相差の差のグラフでは、位相差の差が−１８０°から＋１８０°までの範囲に入るようにされている。位相差の差が−１８０°から＋１８０°までの範囲を超える物標の方向の範囲は、例えば、図６の領域Ａや領域Ｂである。

図８は、経路長の差の例を示す図である。図８の例では、第１受信アンテナ６と第２受信アンテナとの間隔がｄであり、角度θの方向に物標が存在している。このとき、物標と各受信アンテナとの間の経路長の差は、ｄ×ｓｉｎθと求まる。

Ｓ１０８では、制御部４は、位相差の折り返しを判定する。制御部４は、受信信号の周波数における、物標の方向と、受信信号に対する受信アンテナ間の位相差との関係（図５参照）から、物標の方向の候補を求める。例えば、周波数（高い周波数の領域の平均の周波数）ｆ２の受信信号の受信アンテナ間の位相差（Ｓ１０３で求めたもの）が、Ｚであったとする。すると、図５の関係から、物標の方向の候補は、角度Ｙ１または角度Ｙ２となる。次に、制御部４は、物標の方向と位相差の差（Ｓ１０７で求めたもの）の関係とから、物標の方向を決定する。ここでは、位相差の差が、Ｚ１よりもＺ２により近いとき、物標の方向は、角度Ｙ２となる。また、位相差の差が、Ｚ２よりもＺ１により近いとき、物標の方向は、角度Ｙ１となる。図５を参照して、物標の方向が角度Ｙ１の時には、位相差の折り返しが発生しておらず、物標の方向が角度Ｙ２の時には、位相差の折り返しが発生していることが分かる。このようにして、制御部４は、位相差の折り返しを判定する。受信信号に対する受信アンテナ間の位相差との関係や、物標の方向と位相差の差との関係は、受信アンテナ間の距離、受信信号の周波数等からあらかじめ算出して、制御部４のメモリ等に格納しておく。

（変形例）
本実施形態のレーダ装置１０の動作の変形例をについて説明する。上記の動作例では、レーダ装置１０は、チャープ波を送信したが、ここでは、レーダ装置１０は、第１周波数ｆ１の送信信号及び第２周波数ｆ２（＜ｆ１）の送信信号を送信する。レーダ装置１０は、各送信信号を物標で反射した反射波を各受信アンテナで受信して、送信信号と各アンテナの受信信号との位相差を求める。同じ送信信号における位相差の差が、第１受信アンテナ６と第２受信アンテナ７との間の位相差となる。レーダ装置１０は、第１周波数ｆ１の信号による位相差と、第２周波数の信号による位相差との差分（位相差の差）により、位相の折り返しを判定する。

レーダ装置１０は、第１周波数ｆ１の送信信号、第２周波数ｆ２の送信信号を生成して、送信アンテナ２を介して送信する。送信信号の波形は、例えば、正弦波である。送信アンテナ２から送信された送信波は、レーダ装置１０の周囲の物標により反射される。レーダ装置１０は、第１受信アンテナ６及び第２受信アンテナ７で、物標で反射された電磁波（反射波）を受信する。受信ＭＭＩＣ５は、各受信アンテナで受信した反射波（受信波）を送信波とミキシングした信号を生成する。送信波と受信波との位相差は、ミキシング後の信号の振幅に依存する。受信ＭＭＩＣ５は、ミキシングした信号をＡＤ（Analog to Digital）変換し、制御部４に出力する。

図９は、制御部における位相の折り返し判定の動作フローの変形例を示す図である。図９の動作フローは、制御部４が、受信ＭＭＩＣ５から、各受信アンテナで受信した反射波による信号を受信することにより、開始される。

Ｓ２０１では、制御部４は、第１周波数の受信信号による受信アンテナ間の位相差を算出する。制御部４は、受信ＭＭＩＣ５から出力された信号に基づいて、第２周波数の受信信号による受信アンテナ間の位相差を求める。制御部４から出力される信号は、送信信号と各受信アンテナとの受信信号との位相差の情報を有するので、これらを使用して、受信
アンテナ間の位相差を算出することができる。

Ｓ２０２では、同様に、制御部４は、第２周波数の受信信号による受信アンテナ間の位相差を算出する。制御部４は、受信ＭＭＩＣ５から出力された信号に基づいて、第２周波数の受信信号による受信アンテナ間の位相差を求める。

Ｓ２０３では、制御部４は、位相差の差を算出する。制御部４は、Ｓ２０１で求めた第１周波数ｆ１の受信信号による位相差と、Ｓ１０６で求めた第２周波数ｆ２の受信信号による位相差との差を求める。

Ｓ２０４では、制御部４は、位相差の折り返しを判定する。制御部４は、受信信号の周波数における、物標の方向と、受信信号に対する受信アンテナ間の位相差との関係（図５参照）から、物標の方向の候補を求める。例えば、第２周波数ｆ２の受信信号の受信アンテナ間の位相差（Ｓ２０１で求めたもの）が、Ｚであったとする。すると、図５の関係から、物標の方向の候補は、角度Ｙ１または角度Ｙ２となる。次に、制御部４は、物標の方向と位相差の差（Ｓ２０２で求めたもの）の関係とから、物標の方向を決定する。ここでは、位相差の差が、Ｚ１よりもＺ２により近いとき、物標の方向は、角度Ｙ２となる。また、位相差の差が、Ｚ２よりもＺ１により近いとき、物標の方向は、角度Ｙ１となる。図５を参照して、物標の方向が角度Ｙ１の時には、位相差の折り返しが発生しておらず、物標の方向が角度Ｙ２の時には、位相差の折り返しが発生していることが分かる。このようにして、制御部４は、位相差の折り返しを判定する。

（実施形態の作用、効果）
本実施形態のレーダ装置１０の動作例をについて説明する。ここでは、レーダ装置１０は、所定の送信信号を送信し、物標で反射した反射波を各受信アンテナで受信して、送信信号及び受信信号に基づく信号を生成する。レーダ装置１０は、各送信信号について、第１受信アンテナ６における位相差と、第２受信アンテナ７における位相差とを算出する。レーダ装置１０は、高い周波数による信号と、低い周波数による信号とで、それぞれ、第１受信アンテナ６と第２受信アンテナ７との間の位相差を算出する。さらに、レーダ装置１０は、高い周波数による信号の位相差と、低い周波数による信号の位相差との差分（位相差の差）により、位相の折り返しを判定する。

レーダ装置１０によれば、第１受信アンテナ６と第２受信アンテナ７との間隔を送信信号の波長よりも大きくすることができるため、折り返し判定の際の、受信アンテナの性能の劣化を防ぐことができる。

レーダ装置１０によれば、１つの送信アンテナ２、少なくとも２種類の周波数の送信信号の周波数差を使用することで、位相差の折り返しの判定を行うことができる。また、レーダ装置１０によれば、位相差の折り返しが発生しないように、受信アンテナの間隔を送信周波数の波長以下にすることなく、物標からの信号の到来方向の推定を精度よく行うことができる。

レーダ装置１０によれば、ＦＣＭやＦＭＣＷの送信信号の高域（高い周波数の領域）と低域（低い周波数の領域）との２つの領域の信号を使用して、位相差の折り返しの判定を行うことができる。

〈コンピュータ読み取り可能な記録媒体〉
コンピュータその他の機械、装置（以下、コンピュータ等）に上記いずれかの機能を実現させるプログラムをコンピュータ等が読み取り可能な記録媒体に記録することができる。そして、コンピュータ等に、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行させること
により、その機能を提供させることができる。

ここで、コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータ等から読み取ることができる記録媒体をいう。このような記録媒体内には、ＣＰＵ、メモリ等のコンピュータを構成する要素を設け、そのＣＰＵにプログラムを実行させてもよい。

また、このような記録媒体のうちコンピュータ等から取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ、ＤＡＴ、８mmテープ、メモリカード等がある。

また、コンピュータ等に固定された記録媒体としてハードディスクやＲＯＭ等がある。

１０ レーダ装置
１ 送信ＭＭＩＣ
２ 送信アンテナ
４ 制御部
５ 受信ＭＭＩＣ
６ 第１受信アンテナ
７ 第２受信アンテナ

Claims (3)

1. 第１周波数の信号と、前記第１周波数と異なる第２周波数の信号とを送信する送信アンテナを含む送信部と、
   前記第１周波数の信号が物標によって反射された第１信号と、前記第２周波数の信号が前記物標によって反射された第２信号とを受信する、第１受信アンテナ及び第２受信アンテナを含む受信部と、
   前記第１受信アンテナによって受信した前記第１信号と前記第２受信アンテナによって受信した前記第１信号との間の第１位相差と、前記第１受信アンテナによって受信した前記第２信号と前記第２受信アンテナによって受信した前記第２信号との間の第２位相差と、前記第１位相差と前記第２位相差との差に基づいて、前記第１位相差の折り返しを判定する制御部と、
   を備えるレーダ装置。
2. 周波数が連続的に変化するチャープ波を送信する送信アンテナを含む送信部と、
   前記チャープ波が物標によって反射された信号を受信する第１受信アンテナ及び第２受信アンテナを含み、前記チャープ波と受信した前記信号とによるビート信号を生成する受信部と、
   前記ビート信号のうち、前記第１受信アンテナによって受信した前記チャープ波の高域側の第１信号と前記第２受信アンテナによって受信した前記チャープ波の高域側の前記第１信号とに間の第１位相差と、前記第１受信アンテナによって受信した前記チャープ波の低域側の第２信号と前記第２受信アンテナによって受信した前記チャープ波の低域側の前記第２信号とに間の第２位相差と、前記第１位相差と前記第２位相差との差に基づいて、前記第１位相差の折り返しを判定する制御部と、
   を備えるレーダ装置。
3. 所定の周波数の信号を送受信するレーダ装置が、
   第１周波数の信号と、前記第１周波数と異なる第２周波数の信号とを送信し、
   前記第１周波数の信号が物標によって反射された第１信号と、前記第２周波数の信号が前記物標によって反射された第２信号とを、第１受信アンテナ及び第２受信アンテナで受信し、
   前記第１受信アンテナによって受信した前記第１信号と前記第２受信アンテナによって受信した前記第１信号との間の第１位相差と、前記第１受信アンテナによって受信した前記第２信号と前記第２受信アンテナによって受信した前記第２信号との間の第２位相差と、前記第１位相差と前記第２位相差との差に基づいて、前記第１位相差の折り返しを判定する、
   ことを実行する位相差折返判定方法。

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