JP2019060732A - レーダ装置および位相補償方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる受信ＩＣ間の位相差を補償すること。【解決手段】実施形態に係るレーダ装置は、複数の受信アンテナと、第１の送信アンテナおよび第２の送信アンテナと、位相補償部とを備える。複数の受信アンテナは、複数の受信回路に設けられる。第１の送信アンテナおよび第２の送信アンテナは、受信アンテナの位置が仮想的に重なるように受信アンテナから所定の間隔を空けて設けられる。位相補償部は、上記仮想的に重なるように設けられた各々の受信アンテナが受信した各々の受信信号の比較結果に基づき、第１および第２の送信アンテナから送信された各々の送信波の反射波の受信回路間の位相差を補償する。【選択図】図２

Description

開示の実施形態は、レーダ装置および位相補償方法に関する。

従来、車両などに搭載され、かかる車両から送信した送信波が物標に当たって反射した反射波を複数の受信アンテナを用いて受信し、かかる受信アンテナ間の受信信号の位相差を利用して物標が存在する角度を検出するレーダ装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１１−０３３４９８号公報

しかしながら、上述した従来技術には、異なる受信ＩＣ（Integrated Circuit）間の位相差を補償するうえで更なる改善の余地がある。

具体的には、受信アンテナのチャンネル本数は検知可能な範囲や物標数に影響し、一般的に多チャンネルであるほど高性能であると言える。ただし、受信アンテナが接続され、受信波を処理する受信ＩＣにはチャンネル数に限りがあるため、多チャンネル化を図る場合には複数の受信ＩＣを使用せざるを得ない。

しかしながら、受信ＩＣが異なれば個体差などがあるため、受信ＩＣ間の位相差は、温度差等の環境変化や長期間の使用が進むに連れて、受信ＩＣ間で誤差が生じてしまうおそれがある。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、異なる受信ＩＣ間の位相差を補償することができるレーダ装置および位相補償方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係るレーダ装置は、複数の受信アンテナと、第１の送信アンテナおよび第２の送信アンテナと、位相補償部とを備える。前記複数の受信アンテナは、複数の受信回路に設けられる。前記第１の送信アンテナおよび第２の送信アンテナは、前記受信アンテナの位置が仮想的に重なるように前記受信アンテナから所定の間隔を空けて設けられる。前記位相補償部は、前記仮想的に重なるように設けられた各々の前記受信アンテナが受信した各々の受信信号の比較結果に基づき、前記第１および第２の送信アンテナから送信された各々の送信波の反射波の前記受信回路間の位相差を補償する。

実施形態の一態様によれば、異なる受信ＩＣ間の位相差を補償することができる。

図１Ａは、第１の実施形態に係る位相補償方法の概要説明図（その１）である。 図１Ｂは、第１の実施形態に係る位相補償方法の概要説明図（その２）である。 図１Ｃは、第１の実施形態に係る位相補償方法の概要説明図（その３）である。 図２は、第１の実施形態に係るレーダ装置のブロック図である。 図３は、第１の実施形態に係るレーダ装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。 図４Ａは、第２の実施形態に係る位相補償方法の説明図（その１）である。 図４Ｂは、第２の実施形態に係る位相補償方法の説明図（その２）である。 図５は、第３の実施形態に係る位相補償方法の説明図である。 図６Ａは、第４の実施形態に係る位相補償方法の説明図（その１）である。 図６Ｂは、第４の実施形態に係る位相補償方法の説明図（その２）である。 図６Ｃは、第４の実施形態に係る位相補償方法の説明図（その３）である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するレーダ装置および位相補償方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

また、以下では、本実施形態に係る位相補償方法の概要について図１Ａ〜図１Ｃを用いて説明した後に、本実施形態に係る位相補償方法を適用したレーダ装置１について、図２〜図６Ｃを用いて説明することとする。

なお、以下では、図１Ａ〜図３を用いて第１の実施形態について説明する。また、図４Ａおよび図４Ｂを用いて第２の実施形態について説明する。また、図５を用いて第３の実施形態について説明する。また、図６Ａ〜図６Ｃを用いて第４の実施形態について説明する。

また、以下の説明で用いる図面では、同様の構成要素が複数個ある場合、複数個のうちの一部にのみ符号を付し、その他については符号の付与を省略する場合がある。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る位相補償方法の概要について図１Ａ〜図１Ｃを用いて説明する。図１Ａ〜図１Ｃは、第１の実施形態に係る位相補償方法の概要説明図（その１）〜（その３）である。

図１Ａに示すように、第１の実施形態に係る位相補償方法では、送信ＩＣ１０に接続される送信アンテナＴＸ１に加えて、送信アンテナＴＸ２をさらに備える。

送信アンテナＴＸ２は次のように設けられる。図１Ｂの太い下向きの矢印よりも上側に示すように、第１の実施形態に係る位相補償方法では、まず異なる受信ＩＣ２０−１，２０−２の間で、位相差を比較する対象となる受信アンテナの組み合わせを選定する。ここでは、受信アンテナＲＸ１，ＲＸ４が選定されたものとする。

なお、図１Ｂに示すように、受信アンテナＲＸ１〜ＲＸ６は、間隔ｄで等間隔に設けられ、受信アンテナＲＸ１〜ＲＸ３は受信ＩＣ２０−１に、受信アンテナＲＸ４〜ＲＸ６は受信ＩＣ２０−２に、接続されているものとする。

したがって、受信アンテナＲＸ１，ＲＸ４の間は間隔３ｄと言うことになる。また、送信ＩＣ１０に接続された従来からの送信アンテナＴＸ１は、上記組み合わせの一方である受信アンテナＲＸ１に対し、間隔Ｄを隔てた位置に設けられているものとする。

かかる場合に、第１の実施形態に係る位相補償方法では、図１Ｂの矢印よりも下側に示すように、上記組み合わせの他方である受信アンテナＲＸ４に対し、間隔Ｄを隔てた位置へ送信アンテナＴＸ２を設けることとした（ステップＳ１）。

別の言い方をすれば、送信アンテナＴＸ２は、送信アンテナＴＸ１に対し、間隔３ｄを空けた位置へ設けられる。さらに別の言い方をすれば、受信アンテナＲＸ４に対する送信アンテナＴＸ２の配置関係が、受信アンテナＲＸ１に対する送信アンテナＴＸ１の配置関係とほぼ同等となる位置へ送信アンテナＴＸ２は設けられる。

これにより、送信アンテナＴＸ１の送信波に基づく受信アンテナＲＸ１の受信信号の位相と、送信アンテナＴＸ２の送信波に基づく受信アンテナＲＸ４の受信信号の位相とをほぼ同相になると見なすことができる。すなわち、異なる受信ＩＣ２０−１，２０−２間の受信アンテナＲＸ１の位置と、受信アンテナＲＸ４の位置を、図１Ｃに示すように仮想的に重なると見なすことができる。

そこで、第１の実施形態に係る位相補償方法では、かかる受信アンテナＲＸ１，ＲＸ４の位相を比較し（ステップＳ２）、その比較結果に基づいてたとえば受信ＩＣ２０−１側を基準とし、受信ＩＣ２０−２側の位相を補償する。すなわち、位相の補償とは、受信ＩＣ２０−２側の受信アンテナＲＸ４〜ＲＸ６の受信信号の位相を受信ＩＣ２０−１側の受信アンテナの受信信号の位相に合致するよう位相器等で変化させることである。また、位相の補償とは、位相差に基づき受信ＩＣ２０−２側の受信アンテナＲＸ４〜ＲＸ６の受信信号の位相を受信ＩＣ２０−１側の受信アンテナの受信信号の位相に合致させる補正係数を算出し、物標の位置する角度を算出する際に受信ＩＣ２０−２側の受信アンテナＲＸ４〜ＲＸ６の受信信号の位相を補正係数を用いて補正することである。

これにより、異なる受信ＩＣ２０−１，２０−２間の位相差を補償することができる。すなわち、異なる受信ＩＣ２０−１，２０−２間の位相差を解消することができる。位相差を解消することにより、物標の位置する角度をより精度よく算出できる。なお、ここでは、比較対象となる組み合わせを受信アンテナＲＸ１，ＲＸ４としたが、受信アンテナＲＸ２，ＲＸ５の組み合わせでもよい。また、受信アンテナＲＸ３，ＲＸ６の組み合わせでもよい。

以下、上述した位相補償方法を適用したレーダ装置１について、さらに具体的に説明する。

図２は、第１の実施形態に係るレーダ装置１のブロック図である。なお、図２では、本実施形態の特徴を説明するために必要な構成要素のみを機能ブロックで表しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

換言すれば、図２に図示される各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。例えば、各機能ブロックの分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。

図２に示すように、レーダ装置１は、送信ＩＣ１０と、受信ＩＣ２０−１，２０−２と、プロセッサ３０と、メモリ４０とを備える。

送信ＩＣ１０は、信号生成部１１と、発振器１２と、スイッチ１３と、送信アンテナＴＸ１と、位相補償データ用の送信アンテナＴＸ２とを備える。信号生成部１１は、後述する送受信制御部３１の制御により、周波数変調されたミリ波を送信アンテナＴＸ１，ＴＸ２から送信するための変調信号を生成する。

発振器１２は、かかる信号生成部１１によって生成された変調信号に基づいて送信信号を生成し、スイッチ１３へ出力する。スイッチ１３は、発振器１２から入力された送信信号を送信アンテナＴＸ１，ＴＸ２のいずれかへ出力する。

具体的には、スイッチ１３は、送受信制御部３１の制御に基づき、送信信号を入力する送信アンテナＴＸ１，ＴＸ２を順次切り替える。なお、図２に示すように、発振器１２によって生成された送信信号は、後述するミキサ２１に対しても分配される。なお、分配される信号を、以下では「ローカル信号」と言う場合がある。

送信アンテナＴＸ１，ＴＸ２は、スイッチ１３からの送信信号を送信波へ変換し、かかる送信波を自車両の外部へ出力する。送信アンテナＴＸ１，ＴＸ２が出力する送信波は、たとえば三角波で周波数変調された連続波である。送信アンテナＴＸ１，ＴＸ２から自車両の外部、たとえば前方へ送信された送信波は、他の車両などの物標で反射されて反射波となる。

受信ＩＣ２０−１，２０−２は、アレーアンテナを形成する複数の受信アンテナＲＸ１〜ＲＸ６と、複数のミキサ２１とを備える。ミキサ２１は、受信アンテナＲＸ１〜ＲＸ６ごとに設けられる。なお、これまでの説明と同様に、受信ＩＣ２０−１には受信アンテナＲＸ１〜ＲＸ３が、受信ＩＣ２０−２には受信アンテナＲＸ４〜ＲＸ６が、それぞれ設けられているものとする。

各受信アンテナＲＸ１〜ＲＸ６は、物標からの反射波を受信波として受信し、かかる受信波を受信信号へ変換して対応するミキサ２１へ出力する。なお、図２に示す受信ＩＣは２つであり、それぞれに設けられる受信アンテナの数は３つであるが、受信ＩＣは３つ以上であってもよいし、それぞれに設けられる受信アンテナの数は２つ以下または４つ以上であってもよい。

受信アンテナＲＸ１〜ＲＸ６から出力された受信信号は、図示略の増幅器（たとえば、ローノイズアンプ）で増幅された後にミキサ２１へ入力される。ミキサ２１は、ローカル信号と、受信アンテナＲＸ１〜ＲＸ６から入力される受信信号との一部をミキシングし不要な信号成分を除去してビート信号を生成し、プロセッサ３０のＡ／Ｄ変換部３２へ出力する。

ビート信号は、送信波と反射波との差分波であって、送信信号の周波数（以下、「送信周波数」と記載する）と受信信号の周波数（以下、「受信周波数」と記載する）との差となるビート周波数を有する。ミキサ２１で生成されたビート信号は、Ａ／Ｄ変換部３２でデジタル信号に変換された後に、プロセッサ３０で信号処理される。

プロセッサ３０は、送受信制御部３１と、Ａ／Ｄ変換部３２と、ＦＦＴ部３３と、位相比較部３４と、位相補償部３５と、角度演算部３６とを備える。

メモリ４０は、プロセッサ３０の信号処理に必要となる各種情報を適宜格納し、参照させるほか、周期的に実行されるプロセッサ３０の信号処理の履歴データなどを蓄える。

プロセッサ３０は、たとえば、ＭＰＵ（Micro-processing unit）であり、レーダ装置１全体を制御する。

かかるＭＰＵがメモリ４０の一部に対応するＲＯＭ（Read Only Memory）などに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、送受信制御部３１、Ａ／Ｄ変換部３２、ＦＦＴ部３３などとして機能する。

送受信制御部３１は、送信ＩＣ１０、および、受信ＩＣ２０−１，２０−２を制御する。Ａ／Ｄ変換部３２は、既に述べたように、ミキサ２１で生成されたビート信号をデジタル信号へ変換する。

ＦＦＴ部３３は、Ａ／Ｄ変換部３２から入力されるビート信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）処理（以下、「ＦＦＴ処理」と言う場合がある）を行い、結果を位相比較部３４へ出力する。

位相比較部３４は、図１Ｃに示した例で言えば、送信アンテナＴＸ１から送信され、反射波となって受信ＩＣ２０−１の受信アンテナＲＸ１で受信された受信信号と、送信アンテナＴＸ２から送信され、反射波となって受信ＩＣ２０−２の受信アンテナＲＸ４で受信された受信信号とを比較して、受信ＩＣ２０−１，２０−２間の位相の補償量を導出する。また、位相比較部３４は、導出した補償量を位相補償部３５へ出力する。

位相補償部３５は、位相比較部３４から入力された補償量に基づいて受信ＩＣ２０−２の位相を補償する。なお、受信ＩＣ２０−２側を基準として、受信ＩＣ２０−１について補償してもよい。また、受信ＩＣの温度に応じた補償値を予め記憶しておき、受信ＩＣの温度を検出することで、受信ＩＣの温度に応じて受信ＩＣ２０−１と２０−２との位相を補償してもよい。位相補償部３５が、受信ＩＣ２０−１，２０−２間の位相を補償すると、位相比較部３４と位相補償部３５とは所定周期毎に位相比較と位相補償とを行ってもよい。

また、位相補償部３５は、位相補償後の、送信アンテナＴＸ１および受信アンテナＲＸ１〜ＲＸ６の組み合わせに基づく信号を角度演算部３６へ出力する。送信アンテナＴＸ２および受信アンテナＲＸ１〜ＲＸ６の組み合わせに基づく信号は位相補償用データであるので出力しなくともよい。

角度演算部３６は、ＦＦＴ処理の結果においてピークとなるピーク周波数を抽出し、抽出されたピーク周波数のそれぞれに対応する反射波の到来方位、すなわち角度とそのパワー値を演算する。

また、角度演算部３６は、演算結果から各物標の距離および相対速度を導出する。また、角度演算部３６は、各物標の角度、距離および相対速度を含む情報をターゲット情報として、ターゲット情報を処理可能な外部装置へ出力する。

なお、角度演算部３６における角度演算は、たとえばＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）などの公知の到来方向推定手法を用いて行うことができる。

次に、第１の実施形態に係るレーダ装置１が実行する処理手順について、図３を用いて説明する。図３は、第１の実施形態に係るレーダ装置１が実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、ここでは、スキャン１回分に対応する処理手順を示している。

図３に示すように、まず送信波が順次、送信アンテナＴＸ１，ＴＸ２から送信される（ステップＳ１０１）。

そして、送信アンテナＴＸ１の送信波に基づく反射波、および、送信アンテナＴＸ２の送信波に基づく反射波を順次、受信アンテナＲＸ１〜ＲＸ６で受信する（ステップＳ１０２）。

受信アンテナＲＸ１〜ＲＸ６で受信された受信信号は、ミキサ２１でローカル信号とミキシングされてビート信号が生成され、Ａ／Ｄ変換部３２によってＡ／Ｄ変換処理される（ステップＳ１０３）。そして、デジタル変換されたビート信号に対しては、ＦＦＴ部３３によってＦＦＴ処理がなされる（ステップＳ１０４）。

つづいて、位相比較部３４が、送信アンテナＴＸ１から受信アンテナＲＸ１を経た信号と、送信アンテナＴＸ２から受信アンテナＲＸ４を経た信号とを比較する（ステップＳ１０５）。

そして、位相補償部３５が、比較結果に基づいて受信ＩＣ２０−１，２０−２間の位相を補償する（ステップＳ１０６）。そして、角度演算部３６が角度演算処理を実行し（ステップＳ１０７）、スキャン１回分に対応する処理手順が終了する。なお、位相補償部３５が比較結果に基づいて位相を補償すると、ステップＳ１０５およびステップＳ１０７の処理は所定周期毎に実行してもよい。

上述してきたように、第１の実施形態に係るレーダ装置１は、受信アンテナＲＸ１〜ＲＸ６（「複数の受信アンテナ」の一例に相当）と、送信アンテナＴＸ１，ＴＸ２（「第１の送信アンテナおよび第２の送信アンテナ」の一例に相当）と、位相補償部３５とを備える。

受信アンテナＲＸ１〜ＲＸ６は、受信ＩＣ２０−１，２０−２（「複数の受信回路」の一例に相当）に設けられる。送信アンテナＴＸ１，ＴＸ２は、受信アンテナＲＸ１，ＲＸ４の位置が仮想的に重なるように受信アンテナＲＸ１，ＲＸ４から所定の間隔を空けて設けられる。位相補償部３５は、上記仮想的に重なるように設けられた各々の受信アンテナＲＸ１，ＲＸ４が受信した各々の受信信号の比較結果に基づき、送信アンテナＴＸ１，ＴＸ２から送信された各々の送信波の反射波の受信ＩＣ２０−１，２０−２間の位相差を補償する。

したがって、第１の実施形態に係るレーダ装置１によれば、異なる受信ＩＣ間の位相差を補償することができる。

また、受信ＩＣ２０−１，２０−２は、位相補償部３５と接続する複数の接続ポートを有し、位相補償部３５は、受信ＩＣ２０−１，２０−２に対し、同一の接続ポートに接続された受信アンテナＲＸ１，ＲＸ４による受信信号の比較結果に基づき、受信ＩＣ２０−１，２０−２間の位相差を補償する。

したがって、第１の実施形態に係るレーダ装置１によれば、同一構造の受信ＩＣ２０−１，２０−２で同じ側の接続ポートに接続された受信アンテナＲＸ１，ＲＸ４を比較するので、異なる受信ＩＣ間の位相差を精度よく補償するのに資することができる。

（第２の実施形態）
ところで、上述した第１の実施形態では、いずれも受信ＩＣ２０−１，２０−２の左側ポートに接続される受信アンテナＲＸ１，ＲＸ４を位相の比較対象とする場合について説明したが、これに限られるものではない。

たとえば受信ＩＣ２０−１，２０−２の内部設計や入力ポートの位置、配線などがシンメトリーとなる設計がなされている場合などは、接続されるポートの左右に拘る必要はない。図４Ａおよび図４Ｂは、第２の実施形態に係る位相補償方法の説明図（その１）および（その２）である。

すなわち、受信ＩＣ２０−１，２０−２がそれぞれ対称性を有するならば、たとえば図４Ａに示すように、受信ＩＣ２０−１の右側ポートに接続された受信アンテナＲＸ３と、受信ＩＣ２０−２の左側ポートに接続された受信アンテナＲＸ４とを、位相の比較対象としてもよい。

この場合、送信アンテナＴＸ２は、受信アンテナＲＸ４に対し、送信アンテナＴＸ１および受信アンテナＲＸ３間の間隔Ｄと同じ間隔Ｄを隔てた位置、すなわち送信アンテナＴＸ１と間隔ｄを空けた位置へ設けられることとなる。

かかる場合、送信アンテナＴＸ１の送信波に基づく受信アンテナＲＸ３の受信信号の位相と、送信アンテナＴＸ２の送信波に基づく受信アンテナＲＸ４の受信信号の位相とをほぼ同相になると見なすことができる。すなわち、異なる受信ＩＣ２０−１，２０−２間の受信アンテナＲＸ３の位置と、受信アンテナＲＸ４の位置を、図４Ｂに示すように仮想的に重なると見なすことができる。

そこで、第２の実施形態に係る位相補償方法では、かかる受信アンテナＲＸ３，ＲＸ４の位相を比較し、その比較結果に基づいてたとえば受信ＩＣ２０−１側を基準とし、受信ＩＣ２０−２側の位相を補償する。

これにより、位相の比較対象となる受信アンテナＲＸ３，ＲＸ４が異なる向きの入力ポートに接続されている場合であっても、受信ＩＣ２０−１，２０−２がそれぞれ対称性を有するならば、異なる受信ＩＣ２０−１，２０−２間で位相差を補償することができる。なお、ここでは、比較対象となる組み合わせを受信アンテナＲＸ３，ＲＸ４としたが、受信アンテナＲＸ１，ＲＸ６の組み合わせでもよい。

上述してきたように、第２の実施形態に係るレーダ装置１は、受信ＩＣ２０−１，２０−２が、位相補償部３５と接続する複数の接続ポートを有し、位相補償部３５は、受信ＩＣ２０−１，２０−２に対し、異なる接続ポートに接続された受信アンテナＲＸ３，ＲＸ４による受信信号の比較結果に基づき、受信ＩＣ２０−１，２０−２間の位相差を補償する。

したがって、第２の実施形態に係るレーダ装置１によれば、位相の比較対象となる受信アンテナＲＸ３，ＲＸ４が異なる向きの接続ポートに接続されている場合であっても、受信ＩＣ２０−１，２０−２がそれぞれ対称性を有するならば、異なる受信ＩＣ２０−１，２０−２間で位相差を補償することができる。

（第３の実施形態）
また、これまでは、プロセッサ３０の位相補償部３５によって信号処理上で位相補償する場合を例に挙げたが、これに限られるものではない。図５は、第３の実施形態に係る位相補償方法の説明図である。

なお、図５は、図２のブロック図の送信ＩＣ１０、受信ＩＣ２０−１，２０−２を抜き出して簡略化し、右９０度回転させた模式図として表している。また、図５では、増幅器１５も適宜図示してある。

図５に示すように、たとえば前述のローカル信号の経路のうち、位相補償される側の受信ＩＣ（たとえば受信ＩＣ２０−２）への経路上に位相器５０を設け、かかる位相器５０により位相を補償してもよい。この場合、上述した各実施形態における位相補償部３５は不要となり、位相比較部３４が、比較によって位相の補償量を導出し、かかる補償量に基づいて位相器５０が受信ＩＣ２０−２側へのローカル信号の位相を変化させることとなる。

これにより、プロセッサ３０での信号処理によらず、その前段のビート信号生成段階において、受信ＩＣ２０−１，２０−２間の位相差を補償することが可能となる。

上述してきたように、第３の実施形態に係るレーダ装置１は、受信ＩＣ２０−１，２０−２のそれぞれに分配される送信アンテナＴＸ１，ＴＸ２の送信信号および受信信号を合成するミキサ２１（「合成部」の一例に相当）を備える。位相補償部３５は、位相差が補償される受信ＩＣ２０−２に対して送信信号が伝送される経路上に設けられる位相器５０である。

したがって、第３の実施形態に係るレーダ装置１によれば、プロセッサ３０での信号処理によらず、異なる受信ＩＣ間の位相差を補償することができる。

（第４の実施形態）
つづいて、第４の実施形態について説明する。図６Ａ〜図６Ｃは、第４の実施形態に係る位相補償方法の説明図（その１）〜（その３）である。これまで説明した各実施形態では、送信アンテナＴＸ１は従来からの通常用であり、送信アンテナＴＸ２は位相補償データ用としていたが、これに限られるものではない。

たとえば、図６Ａに示すように、送信アンテナＴＸ２を位相補償データ用に限定せず、送信アンテナＴＸ１を遠距離用とし、送信アンテナＴＸ２を中距離用兼位相補償データ用として設けてもよい。

この場合、図６Ｂに示すように、送信アンテナＴＸ１からの送信波は、ビーム範囲を絞った狭角ビームＢ＿ＴＸ１として送出され、送信アンテナＴＸ２からの送信波は、ビーム範囲を広げた広角ビームＢ＿ＴＸ２として送出されるように、アンテナ部６０が設けられるとよい。

そのアンテナ部６０の設計例を図６Ｃに示す。図６Ｃに示すように、第４の実施形態に係るアンテナ部６０では、たとえば遠距離用の狭角ビームＢ＿ＴＸ１を送出する送信アンテナＴＸ１は、開口面積を大きくして設けられる。一方、中距離用兼位相補償データ用の広角ビームＢ＿ＴＸ２を送出する送信アンテナＴＸ２は、開口面積を小さくして設けられる。

また、たとえば受信アンテナＲＸ１〜ＲＸ６は、間隔ｄの等間隔で設けられる。なお、図示していないが、たとえば、受信アンテナＲＸ１〜ＲＸ３は受信ＩＣ２０−１へ接続され、受信アンテナＲＸ４〜ＲＸ６は受信ＩＣ２０−２へ接続される。

ここで、異なる受信ＩＣ２０−１，２０−２間における位相の比較対象を受信アンテナＲＸ１，ＲＸ４とした場合、間隔Ｄをおいた送信アンテナＴＸ１および受信アンテナＲＸ１の配置関係と同等となるように、受信アンテナＲＸ４に対し、送信アンテナＴＸ２は距離Ｄをおくように設けられる。すなわち、送信アンテナＴＸ１，ＴＸ２の間隔は、受信アンテナＲＸ１，ＲＸ４の間隔と同様に３ｄとなる。なお、送信アンテナＴＸ１，ＴＸ２、受信アンテナＲＸ１〜ＲＸ６の給電点ｆｐは、それぞれ１つずつである。

このように設計されたアンテナ部６０を用いて、図６Ｂに示すようにビームを射ち分け、位相補償に関してはこれまでと同様に、送信アンテナＴＸ２の送信波を位相補償データ用として使用する。ただし、位相補償後は、送信アンテナＴＸ１と受信アンテナＲＸ１〜ＲＸ６の組み合わせによって遠距離用の物標検出を行うとともに、送信アンテナＴＸ２と受信アンテナＲＸ１〜ＲＸ６の組み合わせによって中距離用の物標検出を行うこととなる。

これにより、異なる受信ＩＣ２０−１，２０−２間で位相差を補償しつつ、狭角ビームＢ＿ＴＸ１および広角ビームＢ＿ＴＸ２のそれぞれの特性に応じた物標検出を行い、たとえばその結果を合成した判定を行うことで、物標検出の精度を向上させることができる。

上述してきたように、第４の実施形態に係るレーダ装置１は、送信アンテナＴＸ１，ＴＸ２の一方が、物標検出用の第１送信波の送信専用であり、他方は、位相補償用および物標検出用を兼ねる第２送信波の送信用であって、第１送信波は、送出範囲の狭い狭角ビームＢ＿ＴＸ１として送信され、第２送信波は、第１送信波より送出範囲の広い広角ビームＢ＿ＴＸ２として送信される。

したがって、第４の実施形態に係るレーダ装置１によれば、異なる受信ＩＣ２０−１，２０−２間で位相差を補償しつつ、狭角ビームＢ＿ＴＸ１および広角ビームＢ＿ＴＸ２のそれぞれの特性に応じた物標検出を行い、たとえばその結果を合成した判定を行うことで、物標検出の精度を向上させることができる。

（その他の実施形態）
また、上述した各実施形態では、受信ＩＣ２０が受信ＩＣ２０−１，２０−２の２つである場合について説明したが、３つ以上であってもよい。この場合、位相の比較対象となる受信アンテナＲＸは、受信ＩＣ２０ごとに１つずつ選ばれることとなる。その場合、送信アンテナＴＸは、比較対象として選ばれた受信ＩＣ２０の数だけ設けられる必要がある。

また、上述した各実施形態では、レーダ装置１の用いる到来方向推定手法の例にＥＳＰＲＩＴを挙げたが、これに限られるものではない。たとえばＤＢＦ（Digital Beam Forming）や、ＰＲＩＳＭ（Propagator method based on an Improved Spatial-smoothing Matrix）、ＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）等を用いてもよい。

また、上述した各実施形態では、レーダ装置１は車両に設けられることとしたが、無論、車両以外の移動体、たとえば船舶や航空機等に設けられてもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ レーダ装置
１０ 送信ＩＣ
１１ 信号生成部
１２ 発振器
１３ スイッチ
１５ 増幅器
２０，２０−１，２０−２ 受信ＩＣ
２１ ミキサ
３０ プロセッサ
３１ 送受信制御部
３２ Ａ／Ｄ変換部
３３ ＦＦＴ部
３４ 位相比較部
３５ 位相補償部
３６ 角度演算部
４０ メモリ
５０ 位相器
６０ アンテナ部
Ｂ＿ＴＸ１ 狭角ビーム
Ｂ＿ＴＸ２ 広角ビーム
ＲＸ，ＲＸ１〜ＲＸ６ 受信アンテナ
ＴＸ，ＴＸ１，ＴＸ２ 送信アンテナ

Claims (6)

1. 複数の受信回路に設けられた複数の受信アンテナと、
   前記受信アンテナの位置が仮想的に重なるように前記受信アンテナから所定の間隔を空けて設けられる第１の送信アンテナおよび第２の送信アンテナと、
   前記仮想的に重なるように設けられた各々の前記受信アンテナが受信した各々の受信信号の比較結果に基づき、前記第１および第２の送信アンテナから送信された各々の送信波の反射波の前記受信回路間の位相差を補償する位相補償部と
   を備えることを特徴とするレーダ装置。
2. 複数の前記受信回路は、
   前記位相補償部と接続する複数の接続ポートを有し、
   前記位相補償部は、
   前記受信回路に対し、同一の前記接続ポートに接続された前記受信アンテナによる前記受信信号の比較結果に基づき、前記受信回路間の位相差を補償すること
   を特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
3. 複数の前記受信回路は、
   前記位相補償部と接続する複数の接続ポートを有し、
   前記位相補償部は、
   前記受信回路に対し、異なる前記接続ポートに接続された前記受信アンテナによる前記受信信号の比較結果に基づき、前記受信回路間の位相差を補償すること
   を特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
4. 前記受信回路のそれぞれに分配される前記第１および第２の送信アンテナの送信信号と前記受信信号を合成する合成部
   を備え、
   前記位相補償部は、
   前記位相差が補償される前記受信回路に対して前記送信信号が伝送される経路上に設けられる位相器であること
   を特徴とする請求項１、２または３に記載のレーダ装置。
5. 前記第１および第２の送信アンテナの一方は、
   物標検出用の第１送信波の送信専用であり、
   前記第１および第２の送信アンテナの他方は、
   位相補償用および前記物標検出用を兼ねる第２送信波の送信用であって、
   前記第１送信波は、送出範囲の狭い狭角ビームとして送信され、
   前記第２送信波は、前記第１送信波より前記送出範囲の広い広角ビームとして送信されること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のレーダ装置。
6. 複数の受信回路にそれぞれ設けられた複数の受信アンテナと、前記受信アンテナの位置が仮想的に重なるように前記受信アンテナから所定の間隔を空けて設けられる第１の送信アンテナおよび第２の送信アンテナとを備えるレーダ装置を用いた位相補償方法であって、
   前記仮想的に重なるように設けられた各々の前記受信アンテナが受信した各々の受信信号の比較結果に基づき、前記第１および第２の送信アンテナから送信された各々の送信波の反射波の前記受信回路間の位相差を補償する位相補償工程
   を含むことを特徴とする位相補償方法。

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