JP2020165725A - レーダ装置およびレーダ信号の信号処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検出対象の検出精度を向上した、改善されたレーダ装置およびレーダ信号の信号処理方法を提供する。【解決手段】レーダ装置は、複数の送信アンテナ素子毎に周期的に第１の位相回転を施され、かつ、送信アンテナ素子に応じた位相差を有する複数のレーダ信号を、それぞれ、複数の送信アンテナ素子から送信する送信回路と、複数のレーダ信号が検出対象において反射した反射波信号を、複数の受信アンテナ素子によって受信する受信回路と、複数の受信アンテナ素子によって受信された反射波信号のそれぞれに送信アンテナ素子毎の第１の位相回転とは逆の位相回転であって第１の位相回転と位相差とに応じた回転量の第２の位相回転を与えた信号に残留するドップラー周波数成分のうち、ドップラー周波数成分の推定到来方向における電力が位相差に応じて相対的に低下したドップラー周波数成分を除去する除去回路と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、レーダ装置およびレーダ信号の信号処理方法に関する。

近年、自動車の先進運転支援システムや自動運転車を中心にレーダ装置の活用が本格化している。レーダ装置には、車両、バイク、自転車、歩行者といった移動物体情報の検出だけでなく、道路、車止め、縁石といった環境情報の検出も求められており、高分解能を実現できるレーダ装置のニーズが高まっている。高分解能を実現できるレーダ装置の構成として、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）レーダがある。

ＭＩＭＯレーダでは、送受信アレイアンテナにおけるアンテナ素子の配置を工夫することにより、最大で送信アンテナ素子数と受信アンテナ素子数との積に等しい仮想的な受信アレイアンテナ(以下、仮想アレイと呼ぶ)を構成できる。これにより、少ない素子数によってアレイアンテナの実効的な開口長を増大できる。

特開２０１３−７７５６号公報 特開２０１４−１１９３４４号公報

本開示の非限定的な実施例は、検出対象の検出精度を向上した、改善されたレーダ装置およびレーダ信号の信号処理方法の提供に資する。

本開示の一態様に係るレーダ装置は、複数の送信アンテナ素子毎に周期的に第１の位相回転を施され、かつ、前記送信アンテナ素子に応じた位相差を有する複数のレーダ信号を、それぞれ、前記複数の送信アンテナ素子から送信する送信回路と、前記複数のレーダ信号が検出対象において反射した反射波信号を、複数の受信アンテナ素子によって受信する受信回路と、前記複数の受信アンテナ素子によって受信された前記反射波信号のそれぞれに前記送信アンテナ素子毎の前記第１の位相回転とは逆の位相回転であって前記第１の位相回転と前記位相差とに応じた回転量の第２の位相回転を与えた信号に残留するドップラー周波数成分のうち、前記ドップラー周波数成分の推定到来方向における電力が前記位相差に応じて相対的に低下した前記ドップラー周波数成分を除去する除去回路と、を備える構成を採る。

本開示の一態様に係るレーダ信号の信号処理方法は、複数の送信アンテナ素子毎に周期的に第１の位相回転を施され、かつ、前記送信アンテナ素子に応じた位相差を有する複数のレーダ信号を、それぞれ、前記複数の送信アンテナ素子から送信する処理と、前記複数のレーダ信号が検出対象において反射した反射波信号を、複数の受信アンテナ素子によって受信する処理と、前記複数の受信アンテナ素子によって受信された前記反射波信号のそれぞれに前記送信アンテナ素子毎の前記第１の位相回転とは逆の位相回転であって前記第１の位相回転と前記位相差とに応じた回転量の第２の位相回転を与えた信号に残留するドップラー周波数成分のうち、前記ドップラー周波数成分の推定到来方向における電力が前記位相差に応じて相対的に低下した前記ドップラー周波数成分を除去する処理と、を含む構成を採る。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本開示の非限定的な実施例によれば、検出対象の検出精度を向上した、改善されたレーダ装置およびレーダ信号の信号処理方法を提供できる。

本開示の非限定的な実施例における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および／または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。

実施の形態１に係るレーダ装置の構成の一例を示すブロック図 実施の形態１に係る虚像の一例を説明する図 仮想受信アレイアンテナに到来する信号の位相差の一例を説明する図 仮想受信アンテナ素子の位置と入射信号の位相差との関係の一例を説明する図 実施の形態１に係る到来方向推定における残留誤差の影響を説明する図 実施の形態１に係る虚像除去処理部の動作の一例を説明するフローチャート 図５のステップＳ１０６およびステップＳ１１０における虚像除去処理部の動作の一例を説明するフローチャート 図５のステップＳ１１２における虚像ピークマスク処理部の動作の一例を説明するフローチャート

ＭＩＭＯレーダにおいては、受信された電波を送信した送信アンテナを区別するために、例えば、時分割に送信アンテナを切り替えることにより送信アンテナを区別する方式が使用される。

また、ＭＩＭＯレーダにおいては、時間の経過に応じて直線的に周波数を上げる、もしくは下げるチャープ信号を利用して、物体までの距離を検出することがある。例えば、ＭＩＭＯレーダが送信したチャープ信号は、検出対象の物体において反射する。次いで、ＭＩＭＯレーダが受信した、検出対象の物体による反射波を含む受信信号と送信信号とをミキサで合成することによって得られた信号に基づいて、検出対象の物体までの距離を検出する。また、ＭＩＭＯレーダは、チャープ信号を送信アンテナ毎に時分割で送信する送信シーケンスを複数回実施することにより、ＭＩＭＯレーダに対する物体の相対速度を検出する。

ＭＩＭＯレーダの分解能を高める場合、または、水平方向に加えて垂直方向も検出可能な３次元レーダを実現する場合、送信アンテナ数を増やすことがある。しかし、時分割で切り替える方式においては、送信アンテナ数の増大に伴い、送信シーケンス期間が増加し、検出できる相対速度が低下しうる。また、チャープ信号期間を短くすることによって、距離分解能が低下しうる。

時分割に送信アンテナを切り替える方式の代替技術として、例えば、次の２つの技法が検討される。第１の技法では、送信アンテナ毎に異なる直交符号で拡散することにより同時送信を可能にする。また、第２の技法では、送信アンテナ毎にドップラー帯域幅よりも大きい周波数分ドップラーシフトさせることにより同時送信を可能にする。

しかしながら、第１の技法においては、レーダ装置の受信回路で送信アンテナ毎に割り当てられた直交符号を使って逆拡散を行う際に、異なる符号を掛け合わせることによって符号の周期性等に起因する干渉成分が発生し誤検出につながる。また、第２の技法においては、ドップラー周波数軸で送信アンテナを分離するため、検出できる相対速度が限定的になる。

以下に説明する実施の形態では、直交符号を用いた同時送信可能なレーダ装置において、送信アンテナ数が増加した場合に、距離検出性能および速度検出性能の劣化を防止または抑制する。これにより、方位分解能を向上し、直交符号による誤検出を抑制する、ＭＩＭＯレーダを提供できる。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は一例であり、本開示は以下の実施の形態により限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係るレーダ装置１０の構成の一例を示すブロック図である。

レーダ装置１０は、例えば、送信制御部１００と、送信信号生成部１０１と、位相回転部１０２と、送信用高周波部１０３と、送信アレイアンテナ１０４と、を備える。送信制御部１００と、送信信号生成部１０１と、位相回転部１０２と、送信用高周波部１０３と、送信アレイアンテナ１０４と、は、送信回路を構成する。

レーダ装置１０は、数マイクロ秒〜数十マイクロ秒程度のある予め決められた間隔で複数回レーダ信号を送信し、受信信号のドップラー周波数を検出することによって、レーダ信号を反射する物体（反射物体、検出対象）の、レーダ装置１０に対する相対速度を検出する。ここで、レーダ信号（チャープ信号）の送信間隔をＴｄとし、送信回数をＮｄとする。この場合、検出できるドップラー周波数の最大値ｆｄｍａｘは、１／（２×Ｔｄ）に等しい。

送信制御部１００は、予め定められた送信間隔で送信するためのレーダ送信タイミングと、その送信タイミングで送信するレーダ信号位相と、を送信系統毎に制御する。送信制御部１００は、レーダ送信タイミングを送信信号生成部１０１に通知する。一例において、レーダ送信タイミングは、送信間隔Ｔｄである。また、一例において、レーダ信号位相は、互いに直交するＮｔｘ個の符号（符号長Ｎｄビット）に基づいて決定される。ここで、Ｎｔｘは、２以上の任意の整数である。互いに直交するＮｔｘ個の符号は、例えば、Ｗａｌｓｈ符号である。一例において、符号のビット値０に０ラジアン（０度）の位相が割り当てられ、ビット値１にπラジアン（１８０度）の位相が割り当てられる。送信制御部１００は、送信間隔Ｔｄ毎に、符号内の１ビットに割り当てられた位相を示す位相制御信号を位相回転部１０２に通知する。

送信信号生成部１０１は、送信制御部１００から通知されたレーダ送信タイミングで、レーダ送信信号を生成する。レーダ送信信号は、例えば、ＦＣＭ（Ｆａｓｔ Ｃｈｉｒｐ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式で用いられるチャープ信号または符号化パルス信号である。

位相回転部１０２は、送信制御部１００によって生成された位相制御信号に基づいて、送信信号生成部１０１によって生成されたレーダ送信信号を、送信系統毎に位相回転する。以下、送信アンテナＮｔｊにおけるｎｃ回目送信の位相回転量をθｊ（ｎｃ）とする。

送信用高周波部１０３は、位相回転部１０２によって送信系統毎に位相回転されたレーダ信号を、予め設定された送信パワーに調整し、送信アレイアンテナ１０４の複数の送信アンテナ素子のそれぞれに出力する。

送信アレイアンテナ１０４は、送信用高周波部１０３によって生成されたレーダ信号を、電波として空中に送出する。送信アレイアンテナ１０４は、Ｎｔｘ個の送信アンテナ素子を備える。図１に示される一例においては、Ｎｔｘ＝２である。以下、簡単の為に、送信アレイアンテナ１０４が２つの送信アンテナ素子Ａｔ１，Ａｔ２を備える場合について、本開示を説明する。

符号１１５は、送信レーダ信号に位相誤差が発生しうる箇所（位相誤差発生箇所）を示す。位相誤差は、送信系統毎に発生しうる。

さらに、レーダ装置１０は、例えば、受信アレイアンテナ１０５と、受信用高周波部１０６と、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）１０７と、を備える。受信アレイアンテナ１０５と、受信用高周波部１０６と、ＡＤＣ１０７と、は、受信回路を構成する。

受信アレイアンテナ１０５は、送信アレイアンテナ１０４から送出され、反射物体に反射してレーダ装置１０に戻ってきた反射波を受信する。受信アレイアンテナ１０５は、Ｎｒｘ個の送信アンテナ素子を備える。ここで、Ｎｒｘは、２以上の任意の整数である。図１に示される一例においては、Ｎｒｘ＝２である。以下、簡単の為に、受信アレイアンテナ１０５が２つの受信アンテナ素子Ａｒ１，Ａｒ２を備える場合について、本開示を説明する。

受信アンテナ素子Ａｒ１，Ａｒ２は、それぞれ、送信アンテナ素子Ａｔ１，Ａｔ２から送出された電波の反射波を受信する。換言すると、受信アンテナ素子Ａｒ１，Ａｒ２は、Ａｔ１→反射物体→Ａｒ１の経路、Ａｔ２→反射物体→Ａｒ１の経路、Ａｔ１→反射物体→Ａｒ２の経路、およびＡｔ２→反射物体→Ａｒ２の経路を通った、Ｎｔｘ×Ｎｒｘ系統のレーダ信号を受信する。レーダ装置１０において、これらの複数の経路差（到達時間差によって生じる位相差）と、送信アンテナ素子および受信アンテナ素子の間の相対位置に基づいて、反射物体の方位が検出される。反射物体の方位の検出には、例えば、ビームフォーマ法またはＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法が用いられる。ＭＩＭＯレーダにおいては、送受信アンテナ間隔を適切に配置することで、少ない素子数によってアレイアンテナの実効的な開口長を仮想的に拡大し、角度分解能の向上を図ることができる。

受信用高周波部１０６は、受信アレイアンテナ１０５の受信アンテナ素子Ａｒ１，Ａｒ２で受信された信号に送信信号を掛け合わせることにより復調処理を行い、受信系統毎に受信信号（ビート信号）を生成する。

ＡＤＣ１０７は、受信用高周波部１０６で受信された受信信号を、受信系統毎にアナログ/デジタル変換する。

レーダ装置１０は、さらに、例えば、距離検出処理部１０８と、位相逆回転部１０９と、速度検出処理部１１０と、ピーク検出処理部１１１と、虚像除去処理部（除去回路）１１２と、方位検出処理部（検出回路）１１３と、物体検出処理部１１４と、を備える。

距離検出処理部１０８は、受信系統毎にビート信号から反射物体までの距離（到来距離）を検出する。反射物体までの距離の検出には、例えば、１送信間隔Ｔｄ内のビート信号を入力としたＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）演算が用いられる。ＦＦＴ演算の出力に基づいて送信チャープ信号と受信チャープ信号の周波数差が求められ、その周波数差に基づいて、到来時間が算出され、到来距離に換算される。受信アンテナ素子Ａｒｉにおけるｎｃ回目の送信間隔Ｔｄ内の相対時間ｔの入力ビート信号をｒ（ｔ，ｎｃ；ｉ）で表す。また、入力ビート信号ｒ（ｔ，ｎｃ；ｉ）に対する距離検出用ＦＦＴ演算結果をＦｒ（ｎｒ，ｎｃ；ｉ）で表す。ここで、距離インデックスｎｒは、到来距離に対応する。

位相逆回転部１０９は、送信制御部１００で送信系統毎に生成された位相制御信号に基づいて、各受信系統の受信信号に位相逆回転を施す。この出力の系統数は、Ｎｔｘ×Ｎｒｘであり、各出力系統の信号は、距離検出用ＦＦＴ演算結果Ｆｒ（ｎｒ，ｎｃ；ｉ）を−θｊ（ｎｃ）の位相回転を施した信号Ｆｒｏｔ（ｎｒ，ｎｃ；ｉ，ｊ）である。

速度検出処理部１１０は、複数回送信されたチャープ信号の反射波を受信して生成された複数のビート信号に基づいて、距離毎のドップラー周波数を推定し、反射物体の相対速度を推定する。例えば、各距離インデックスの信号に対して、Ｎｄ回の信号Ｆｒｏｔ（ｎｒ，ｎｃ；ｉ，ｊ）を、チャープインデックスｎｃに亘ってＦＦＴ演算することにより、ドップラー周波数を求めることができる。ドップラー周波数は、相対速度に換算される。受信アンテナ素子Ａｒｉおよび送信アンテナ素子Ａｔｊの間の距離インデックスｎｒにおける速度検出用ＦＦＴ演算結果をＦｖ（ｎｒ，ｎｖ；ｉ，ｊ）で表す。ここで、速度インデックスｎｖは、反射物体の相対速度に対応する。

ピーク検出処理部１１１は、速度検出用ＦＦＴ演算結果Ｆｖ（ｎｒ，ｎｖ；ｉ，ｊ）のピーク信号を抽出し、ノイズ成分を除去し、ピーク信号を特定する情報（ピーク情報）を生成する。ピーク情報は、例えば、速度検出用ＦＦＴ演算結果Ｆｖ（ｎｒ，ｎｖ；ｉ，ｊ）のピーク（極大値）に対応するセル（ピークセル）である。ここで、セルは、距離インデックスｎｒと速度インデックスｎｖとの対（ｎｒ，ｎｖ）である。ピーク検出処理部１１１は、例えば、ＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）アルゴリズムにより速度検出用ＦＦＴ演算結果Ｆｖ（ｎｒ，ｎｖ；ｉ，ｊ）のピークセルを抽出することにより、ピーク信号を抽出する。ピーク検出処理部１１１の出力信号は、例えば、速度検出用ＦＦＴ演算結果Ｆｖ（ｎｒ，ｎｖ；ｉ，ｊ）と生成したピーク情報とを含む。

虚像除去処理部１１２は、位相逆回転部１０９により受信信号を送信系統の信号成分毎に分離した際に発生する符号間の干渉成分、即ち、虚像成分を除去する。

虚像除去処理部１１２は、例えば、位相補正部１１２１と、簡易到来方向推定部１１２２と、周波数軸電力比較部１１２３と、虚像ピークマスク処理部１１２４と、を備える。

位相補正部１１２１は、送信系統毎に予め設定された位相回転を行うことによって、受信信号の位相誤差を補正する。補正する位相誤差は、例えば、位相誤差発生箇所１１５で発生する位相誤差である。位相補正部１１２１の処理内容については、図３Ａ、図３Ｂ、および図４を参照して後述する。

簡易到来方向推定部１１２２は、反射波の到来方向を簡易到来方向推定し、最大尤度を有する方位の電力（最大電力）を出力する。簡易到来方向推定には、例えば、粗い方位精度での方位検出用ＦＦＴ演算、もしくは、方位検出用ＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）演算を用いる。簡易到来方向推定部１１２２の処理内容については、図４を参照して後述する。

周波数軸電力比較部１１２３は、ピークセルと、虚像ピークが出現する速度インデックスオフセット値分ずれたピークセルと、について、対応する反射波成分の推定された到来方向における最大電力を比較して、虚像ピークを検出する。速度インデックスオフセット値は、予め設定された値である。周波数軸電力比較部１１２３の処理内容については、図７を参照して後述する。

虚像ピークマスク処理部１１２４は、速度検出用ＦＦＴ演算結果Ｆｖにおける虚像ピークに対応する成分を除去（マスク処理）する。これにより、虚像に起因するレーダ装置１０の誤検出を、抑制または低減する。

方位検出処理部１１３は、虚像ピークマスク処理部１１２４によってマスク処理された速度検出用ＦＦＴ演算結果Ｆｖに基づいて、反射物体の方位を推定する。方位の推定には、例えば、ビームフォーマ法またはＭＵＳＩＣ法を用いる。

物体検出処理部１１４は、マスク処理後の速度検出用ＦＦＴ演算結果Ｆｖと推定された方位とに基づいて、反射物体の位置、大きさ、向き、および速度の少なくとも１つを推定する。例えば、物体検出処理部１１４は、マスク処理された速度検出用ＦＦＴ演算結果Ｆｖに示される反射物体までの距離および反射物体の相対速度と、方位検出処理部１１３が推定した反射物体の方位と、を示す物体の点群情報に対して、クラスタリング処理およびトラッキング処理を行う。

図２は、実施の形態１に係る虚像の一例を説明する図である。

レーダ信号（チャープ信号）の送信パターンの一例２０１は、送信間隔Ｔｄ、繰り返し送信回数Ｎｄ回のチャープ送信の一例を示す。例えば、送信アンテナ素子Ａｔ１用の送信信号には、ビット値０がＮｄ個続く符号を用いて位相回転を施す。送信アンテナ素子Ａｔ２用の送信信号には、ビット値０とビット値１とが交互に繰り返されて、全部でＮｄ個続く符号を用いて位相回転を施す。送信アンテナ素子Ａｔ１および送信アンテナ素子Ａｔ２は、これらの送信信号を送信する。

例えば、ドップラー周波数ｆｄの速度を有する反射物体が存在し、その反射物体による反射波が受信アンテナ素子Ａｒ１で受信されることを想定する。位相回転なしで送信アンテナ素子Ａｔ１から単独で送信されたチャープ信号の、時刻ｔおよびチャープインデックスｎｃにおける反射波のビート信号をｒ１（ｔ，ｎｃ）とする。位相回転なしで送信アンテナ素子Ａｔ２から単独で送信されたチャープ信号の、時刻ｔおよびチャープインデックスｎｃにおける反射波のビート信号をｒ２（ｔ，ｎｃ）とする。

この場合、受信アンテナ素子Ａｒ１での受信信号ｒ（ｔ，ｎｃ）には、送信アンテナ素子Ａｔ１から送信されたチャープ信号の反射波：

と、送信アンテナ素子Ａｔ２から送信されたチャープ信号の反射波：

と、が含まれ、

となる。ここで、ｊは、虚数単位を表す。図２に示される一例においては、θ１（ｎｃ）＝０であり、

である。

受信信号ｒ（ｔ，ｎｃ）に対して、時間ｔに亘って距離検出用ＦＦＴ処理を実施することによって、受信信号：

が得られる。ここで、距離インデックスｎｒは、距離ｒに対応するインデックスである。

次いで、送信アンテナ素子Ａｔ１からの受信信号成分を抽出するために、受信信号Ｆｒ（ｎｒ，ｎc）にｅ^{ｊ×（−θ１（ｎｃ））}を乗じて逆位相回転することによって、信号：

が得られる。この式に示されるように、信号Ｆｒｏｔ（ｎｒ，ｎｃ；１）には、送信アンテナ素子Ａｔ２からの受信信号成分Ｆｒ２（ｎｒ，ｎｃ）にｅ^{ｊ×（θ２（ｎ）−θ１（ｎ））}を乗じた成分が残留する。

同様に、送信アンテナ素子Ａｔ２からの受信信号成分Ｆｒ２（ｎｒ，ｎｃ）を抽出するために、受信信号Ｆｒ（ｎｒ，ｎｃ）にｅ^{ｊ×（−θ２（ｎｃ））}を乗じて逆位相回転することによって、信号：

が得られる。この式に示されるように、信号Ｆｒｏｔ（ｎｒ，ｎｃ；２）には、送信アンテナ素子Ａｔ１からの受信信号成分Ｆｒ１（ｎｒ，ｎｃ）にｅ^{ｊ×（θ１（ｎｃ）−θ２（ｎｃ））}を乗じた成分が残留する。

ここで、反射物体までの距離に対応する距離インデックスｎｒにおける受信信号の値に着目する。受信信号の位相の時間に伴う変化の一例を示す図２のグラフ２０２，２０３において、横軸は、チャープインデックスｎｃで表される時間を表し、縦軸は、受信信号の位相を表す。

グラフ２０２は、送信アンテナ素子Ａｔ１からの受信信号成分Ｆｒ１（ｎｒ，ｎｃ）に対してｅ^{ｊ×（−θ１（ｎｃ））}を乗じて逆位相回転した結果（信号Ｆｒｏｔ（ｎｒ，ｎｃ；１）の第１項）の位相変化を示す。グラフ２０２において、受信信号成分Ｆｒ１（ｎｒ，ｎｃ）は、同じ送信アンテナ素子Ａｔ１用の位相回転量θ１（ｎｃ）に基づいて正しく逆位相回転を実施されており、反射物体が有するドップラー周波数ｆｄに起因する位相変化が確認できる。ここで、正しい位相逆回転とは、送信信号の位相回転量を相殺する位相回転量の位相回転である。

一方、グラフ２０３は、送信アンテナ素子Ａｔ２からの受信信号成分Ｆｒ２（ｎｒ，ｎｃ）に対してｅ^{ｊ×（−θ１（ｎｃ））}を乗じて逆位相回転した結果（信号Ｆｒｏｔ（ｎｒ，ｎｃ；１）の第２項）の位相変化を示す。グラフ２０３において、受信信号成分Ｆｒ２（ｎｒ，ｎｃ）は、異なる送信アンテナ素子Ａｔ１用の位相回転量θ１（ｎｃ）に基づいて誤って逆位相回転を実施されている。誤った位相逆回転とは、送信信号の位相回転量を相殺しない位相回転量の位相回転である。

グラフ２０３においては、白丸で示される反射物体のドップラー周波数ｆｄに起因する位相変化に、送信アンテナ素子Ａｔ１および送信アンテナ素子Ａｔ２における位相回転量の差分である位相πラジアンずれた位相変化が確認できる。送信アンテナ素子Ａｔ２における位相回転を取り除いていない結果、グラフ２０３において、ドップラー周波数ｆｄにｆｓ／２（ｆｓ＝１／Ｔｄ）を加えたドップラー周波数ｆｄ＋ｆｓ／２に起因する位相変化が確認できる。

グラフ２０４は、信号Ｆｒｏｔ（ｎｒ，ｎｃ；１）を速度検出用ＦＦＴ処理した結果を示す。グラフ２０４には、ドップラー周波数ｆｄに反射物体の存在を表すピークが形成され、ドップラー周波数ｆｄ＋ｆｓ／２にも実際には存在しない物体のピークが形成される。この実際には存在しない物体のピークを虚像ピークという。

図３Ａは、仮想受信アレイアンテナに到来する信号の位相差の一例を説明する図である。

仮想受信アレイアンテナとは、送信アンテナ素子Ａｔ１，Ａｔ２毎に、送信アンテナ素子Ａｔ１，Ａｔ２の基準位置からのずれの分に応じて受信アンテナ素子Ａｒ１，Ａｒ２をずらしたものを、全て重ねて得られる受信アレイアンテナである。基準位置は、例えば、送信アンテナ素子Ａｔ１の位置である。例えば、送信アンテナ素子Ａｔ１，Ａｔ２の間隔が長さ２×ｄであり、受信アンテナ素子Ａｒ１，Ａｒ２の間隔が長さｄである場合、送信アンテナ素子Ａｔ１，Ａｔ２および受信アンテナ素子Ａｒ１，Ａｒ２で構成される２×２の仮想受信アレイアンテナが構成される。仮想受信アレイアンテナのアンテナ素子（仮想受信アンテナ素子）は、アンテナ間隔ｄで水平一列に配置されている。

図３Ａに示される反射波の仮想受信アンテナ素子への入射の一例３０１に示されるように、方位θにある反射物体からの反射波が仮想受信アンテナ素子に入射する場合、仮想受信アンテナ素子の入射信号の間には、位相差αの整数倍の位相差が生じる。

入射信号の位相差を用いて、反射波を生成する反射物体の方位を検出できる。方位の検出は、例えば、フーリエ変換を利用したビームフォーマ法である。ビームフォーマ法は、各方位θにおける各仮想受信アンテナ素子の理想的な入射信号の位相差を算出し、実際の受信信号との相関を算出し、相関に基づいて方位推定を行う方法である。

図３Ｂは、仮想受信アンテナ素子の位置と入射信号の位相差との関係の一例を説明する図である。

図３Ｂにおいて、仮想受信アンテナ素子は、直線上に配置され、横軸は、直線上のある位置を基準とする仮想受信アンテナ素子の相対位置を表し、縦軸は、入射信号の位相差を表す。理想的な入射信号の位相差は、仮想受信アンテナ素子間の間隔の長さに比例する。したがって、図３Ｂのグラフ３０２に示されるように、仮想受信アンテナ素子の相対位置に対する位相差を示す白丸の位置は、直線上に並ぶ。

しかし、実際には、例えば、レーダ送受信集積回路から送受信アンテナ素子までの間の給電ラインに設計面、製造面、または実装面で位相誤差が生じる場合がある。例えば、送信アンテナ素子Ａｔ１と受信アンテナ素子Ａｒ１との組み合わせに、位相誤差β１が生じる。また、送信アンテナ素子Ａｔ２と受信アンテナ素子Ａｒ１との組み合わせに、位相誤差β２が生じる。また、送信アンテナ素子Ａｔ１と受信アンテナ素子Ａｒ２との組み合わせに、位相誤差β３が生じる。また、送信アンテナ素子Ａｔ２と受信アンテナ素子Ａｒ２との組み合わせに、位相誤差β４が生じる。その結果、入射信号の位相差は、黒丸の位置で表されるように、直線上に並ばず、相関性が低くなる。位相誤差β１〜β４は、例えば、キャリブレーションにより予め測定できる。

位相誤差β１〜β４を加味することによって、距離検出処理部１０８が入力する受信アンテナ素子Ａｒｉにおける受信信号（ビート信号）ｒ’（ｔ，ｎｃ；ｉ）は、次の式：

と、

と、で表現できる。

ここで、ｔは、時間を表し、ｎｃは、チャープインデックスを表す。また、ｒ（ｔ，ｎｃ；ｉ，ｊ）は、受信アンテナ素子Ａｒｉの理想的な入射信号ｒ（ｔ，ｎｃ；ｉ）のうち、送信アンテナ素子Ａｔｊの送信信号に対応する成分を表す。

距離検出処理部１０８は、受信信号ｒ’に対して、時間ｔに亘って、距離検出用ＦＦＴ処理を施して、距離検出用ＦＦＴ信号：

と、

と、を得る。ここで、距離インデックスｎｒは、距離ｒに対応するインデックスである。

位相逆回転部１０９は、距離検出用ＦＦＴ信号Ｆｒ’を逆位相回転（第２の位相回転のうち第１の位相回転に相当する位相回転）して、信号：

と、

と、

と、

と、を得る。

速度検出処理部１１０は、上記信号Ｆｒｏｔ’に対して、チャープインデックスｎｃに亘って速度検出用ＦＦＴ処理を施して、速度検出用ＦＦＴ演算結果：

と、

と、

と、

と、を得る。ここで、ｎｖは、速度インデックスを表す。レーダ信号の送信前の位相回転と受信後の逆位相回転とに基づく位相回転が、ＦＦＴ演算結果Ｆｖ１には含まれ、ＦＦＴ演算結果Ｆｖ２には含まれない。

ピーク検出処理部１１１は、速度検出用ＦＦＴ演算結果Ｆｖ’から、ピーク信号を抽出する。図２に示される一例に照らし合わせて説明すると、信号Ｆｖ’（ｎｒ，ｎｖ；１，１）の第１項には、ドップラー周波数ｆｄに対応する速度インデックスｎｖにおいて、ピーク（実像ピーク）信号が存在する。また、信号Ｆｖ’（ｎｒ，ｎｖ；１，１）の第２項には、ドップラー周波数ｆｄ＋ｆｓ／２に対応する速度インデックスｎｖ＋Ｎｖ／２において、ピーク（虚像ピーク）信号が存在する。ここで、Ｎｖは、速度検出用ＦＦＴのポイント数である。

図４は、実施の形態１に係る到来方向推定における残留誤差の影響を説明する図である。

処理結果の一例４０５は、受信アンテナ素子Ａｒ１で受信した受信信号を、送信アンテナ素子Ａｔ１の位相回転を想定して位相逆回転した速度検出用ＦＦＴ処理結果Ｆｖ’（ｎｒ，ｎｖ；１，１）の一例である。処理結果の一例４０６は、受信アンテナ素子Ａｒ１で受信した受信信号を、送信アンテナ素子Ａｔ２の位相回転を想定して位相逆回転した速度検出用ＦＦＴ処理結果Ｆｖ’（ｎｒ，ｎｖ；１，２）の一例である。処理結果の一例４０７は、受信アンテナ素子Ａｒ２で受信した受信信号を、送信アンテナ素子Ａｔ１の位相回転を想定して位相逆回転した速度検出用ＦＦＴ処理結果Ｆｖ’（ｎｒ，ｎｖ；２，１）の一例である。処理結果の一例４０８は、受信アンテナ素子Ａｒ２で受信した受信信号を、送信アンテナ素子Ａｔ２の位相回転を想定して位相逆回転した速度検出用ＦＦＴ処理結果Ｆｖ’（ｎｒ，ｎｖ；２，２）の一例である。

例えば、仮想受信アンテナ素子毎の速度検出用ＦＦＴ処理結果Ｆｖ’には、反射物体までの距離に対応する距離インデックスｎｒにおいて、それぞれ、ピーク４０１，４０２が出現する。ピーク４０１は、位相逆回転部１０９における位相逆回転が正しい位相逆回転、即ち、位相回転部１０２における位相回転を相殺する位相逆回転を行うことにより生成されるピーク（実像ピーク）であり、反射物体のドップラー周波数、即ち、反射物体の速度に対応する。ピーク４０２は、位相逆回転部１０９における位相逆回転が誤った位相逆回転、即ち、位相回転部１０２における位相回転を相殺しない位相逆回転を行うことにより生成されるピークであり、虚像成分（虚像ピーク）である。

位相補正部１１２１は、処理結果の一例４０５，４０６，４０７，４０８に示される信号に対して、それぞれ、位相誤差（送信アンテナ素子に応じた位相差）β１，β２，β３，β４を補正（第２の位相回転のうち送信アンテナ素子に応じた位相差に相当する位相回転）する。例えば、処理結果の一例４０５，４０６，４０７，４０８の位相補正後の信号Ｆｖ１’’〜Ｆｖ４’’は、それぞれ、次の式：

と、

と、

と、

と、で表される。

この式より、例えば、Ｆｖ１’’の第２項で示される虚像ピークには、位相誤差（β２−β１）が残留することがわかる。また、例えば、Ｆｖ２’’の第１項で示される虚像ピークには、位相誤差（β１−β２）が残留することがわかる。また、例えば、Ｆｖ３’’の第２項で示される虚像ピークには、位相誤差（β４−β３）が残留することがわかる。また、例えば、Ｆｖ４’’の第１項で示される虚像ピークには、位相誤差（β３−β４）が残留することがわかる。

仮想受信アンテナ間の位相差の一例４０９は、ピーク４０１に対応する速度インデックスにおける、位相補正後の信号Ｆｖ１’’〜Ｆｖ４’’の位相差の一例である。ピーク４０１においては、位相誤差が残留する成分の絶対値が小さくなるので、位相差の一例４０９の白丸で示される位相差は、反射波のうちピーク４０１に対応する成分の到来方向に対応する直線に漸近する。

一方、仮想受信アンテナ間の位相差の一例４１０は、ピーク４０２に対応する速度インデックスにおける、位相補正後の信号Ｆｖ１’’〜Ｆｖ４’’の位相差の一例である。ピーク４０２においては、位相誤差が残留する成分の絶対値が大きくなるので、位相差の一例４１０の白丸で示される位相差は、反射波のうちピーク４０２に対応する成分の到来方向に対応する直線から乖離する。

一例において、簡易到来方向推定部１１２２は、位相補正後の信号Ｆｖ１’’〜Ｆｖ４’’を用いて、次の式で表される方位検出用ＦＦＴ演算を介して、ピークセル（ｎｒ，ｎｖ）に対応する反射波成分（ドップラー周波数成分）の方向θ毎の電力：

と、最大電力：

と、を求める。ここで、λ（ｎｒ）は、距離インデックスｎｒに対応するビート信号の波長を表し、ｄ（ｉ−１）は、基準アンテナ位置からアンテナｉの位置までの距離を表す。簡易到来方向推定部１１２２は、例えば、電力Ｐ（θ；ｎｒ，ｎｖ）が最大電力Ｐｍａｘ（ｎｒ，ｎｖ）をとる方向θを、ピークセル（ｎｒ，ｎｖ）に対応する反射波成分（ドップラー周波数成分）の到来方向（推定到来方向）であると推定（簡易到来方向推定）する。

簡易到来方向推定結果の一例４０３は、実像ピークであるピーク４０１に対応する速度インデックスにおいて、簡易到来方向推定を行った結果の一例である。簡易到来方向推定結果の一例４０４は、虚像ピークであるピーク４０２に対応する速度インデックスにおいて、簡易到来方向推定を行った結果の一例である。ピーク４０２に対応する簡易到来方向推定結果の一例４０４においては、残留位相誤差成分±（β２−β１），±（β４−β３）により、ピーク４０１に対応する簡易到来方向推定結果の一例４０３における最大電力Ｐ１よりも、最大電力Ｐ２が下がる。

最大電力Ｐ１と最大電力Ｐ２との差は、残留位相誤差成分±（β２−β１），±（β４−β３）の大きさ（誤差量）に依存する。図４に示される一例においては、誤差量が４５度のケースに電力差が最大になる。この誤差量を最適値（例えば、４５度）に制御するように、基板上の給電ラインの設計を調整してもよいし、位相回転部１０２がレーダ信号の位相を調整してもよい。

周波数軸電力比較部１１２３は、最大電力Ｐ１，Ｐ２の間に現れる相違に基づいて、最大電力Ｐ１に対応する実像ピークと、最大電力Ｐ２に対応する虚像ピークと、を検出する。周波数軸電力比較部１１２３は、２つの最大電力Ｐ１，Ｐ２のうち、低い最大電力Ｐ２に対応するピークを虚像ピークとして検出する。一例において、周波数軸電力比較部１１２３は、最大電力の差が予め定められた閾値より大きい場合に、より低い最大電力に対応するピークを虚像ピークとして検出する。これにより、両方のピーク位置に実際に反射物体が存在する場合に、片方のピークを誤って虚像ピークとして検出することを防止できる。

虚像ピークマスク処理部１１２４は、検出された虚像ピークをピーク検出処理部１１１の出力信号からマスクする。

図５は、実施の形態１に係る虚像除去処理部１１２の動作の一例を説明するフローチャートである。

ステップＳ１０２において、虚像除去処理部１１２は、候補ピークリストを初期化する。候補ピークリストは、実像ピークまたは虚像ピークを特定するピーク情報および対応する最大電力を含むリストである。ピーク情報は、位相補正後の信号のピークを特定する情報であり、例えば、ピークに対応するピークセルを示す情報である。一例において、虚像除去処理部１１２は、ピーク検出処理部１１１が生成したピーク情報に含まれる全てのピークセルに対して、未処理ピークであることを示すフラグをセットする。

ステップＳ１０４において、虚像除去処理部１１２は、未処理ピークが存在するか否かを判定する。一例において、虚像除去処理部１１２は、未処理ピークであることを示すフラグがセットされているピークセルを探索する。

未処理ピークが存在する場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６において、虚像除去処理部１１２は、未処理ピークに対してピーク情報と対応する最大電力とを候補ピークリストに設定する。ステップＳ１０６の処理の詳細については、図６を参照して後述する。

ステップＳ１０８において、虚像除去処理部１１２は、疑似ピーク発生位置にある未処理ピークが存在するか否かを判定する。ここで、擬似ピーク発生位置とは、ピーク発生位置のセルに対して、位相逆回転部１０９による誤った逆位相回転に応じて発生する周波数ｆｓ／２（ｆｓ＝１／Ｔｄ）の分に応じて速度インデックスをシフトしたセルにより特定される位置である。

一例において、虚像除去処理部１１２は、ステップＳ１０６において探索されたピークセルに対して擬似ピーク発生位置にあり、未処理ピークであることを示すフラグがセットされているピークセルを探索する。例えば、ステップＳ１０６において探索されたピークセルの距離インデックスｎｒおよび速度インデックスｎｖに対して、ステップＳ１０８において探索されるセルは、距離インデックスｎｒおよび速度インデックスｎｖ＋Ｎｖ／２に対応する擬似ピーク発生位置のセルである。ここで、Ｎｖは、速度検出用ＦＦＴのポイント数である。

疑似ピーク発生位置にある未処理ピークが存在する場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０において、虚像除去処理部１１２は、擬似ピークについてピーク情報および対応する最大電力を候補ピークリストに追加する。ステップＳ１１０の処理の詳細については、図６を参照して後述する。虚像除去処理部１１２は、疑似ピーク発生位置にある未処理ピークが存在する間、ステップＳ１０８〜ステップＳ１１０を繰り返し実行する。

疑似ピーク発生位置にある未処理ピークが存在しない場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、ステップＳ１１２において、周波数軸電力比較部１１２３は、候補ピークリストに基づいて、本ピークリストを設定する。本ピークリストは、虚像ピークマスク処理部１１２４が、ピーク検出処理部１１１の出力信号から虚像ピークをマスクする際に利用するリストである。ステップＳ１１２の処理の詳細については、図７を参照して後述する。その後、虚像除去処理部１１２は、処理をステップＳ１０４に戻す。

一方、未処理ピークが存在しない場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１４において、虚像ピークマスク処理部１１２４は、本ピークリストに基づいて、ピーク検出処理部１１１の出力信号から虚像ピークをマスクする。例えば、虚像ピークマスク処理部１１２４は、本ピークリストに含まれていないピーク情報で示されるピークセルにおける速度検出用ＦＦＴ演算結果Ｆｖ’の値を０に設定する。その後、虚像除去処理部１１２は、処理を終了する。

図６は、図５のステップＳ１０６およびステップＳ１１０における虚像除去処理部１１２の動作の一例を説明するフローチャートである。

ステップＳ２０２において、虚像除去処理部１１２は、ピークを取得する。ピークは、例えば、ステップＳ１０６においては、未処理ピークであり、ステップＳ１１０においては、擬似ピーク候補である。一例において、虚像除去処理部１１２は、取得したピークに対応するピークセルの未処理フラグをリセットする。

ステップＳ２０４において、位相補正部１１２１は、取得したピークに対応するピークセルについて位相補正処理を行う。

ステップＳ２０６において、簡易到来方向推定部１１２２は、位相補正後のデータに対して簡易到来方向推定を行う。

ステップＳ２０８において、簡易到来方向推定部１１２２は、簡易到来方向推定結果において推定された方向に対応する最大電力を計算する。

ステップＳ２１０において、虚像除去処理部１１２は、ステップＳ２０２において取得したピーク情報とステップＳ２０８で計算された最大電力とを対にして、候補ピークリストに格納する。その後、虚像除去処理部１１２は、ステップＳ１０６またはステップＳ１１０の処理を終了する。

図７は、図５のステップＳ１１２における周波数軸電力比較部１１２３の動作の一例を説明するフローチャートである。

ステップＳ３０２において周波数軸電力比較部１１２３は、候補ピークリストから上位２つの最大電力を探索する。

ステップＳ３０４において、周波数軸電力比較部１１２３は、ステップＳ３０２において探索された２つの最大電力の差が、所定の閾値よりも大きいか否かを判定する。

２つの最大電力の差が所定の閾値よりも大きい場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０６において、周波数軸電力比較部１１２３は、２つの最大電力のうち、大きい方の最大電力に対応するピーク情報を、本ピークリストに追加する。その後、虚像ピークマスク処理部１１２４は、ステップＳ１１２の処理を終了する。

一方、２つの最大電力の差が所定の閾値よりも大きくない場合（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、ステップＳ３０８において、周波数軸電力比較部１１２３は、候補ピークリストに含まれる全てのピーク情報を、本ピークリストに追加する。その後、虚像除去処理部１１２は、ステップＳ１１２の処理を終了する。

実施の形態１によれば、直交符号間の干渉により生じる虚像成分を検出し抑制することにより、速度検出性能の劣化を防止でき、また、反射物体の誤検出を低減できる。また、処理量の比較的多い方位検出処理前に虚像成分を除去することにより、反射物体の候補点を削減でき、方位検出処理の演算量と消費電力を低減できる。

（その他の実施の形態）
上述の実施の形態１においては、位相逆回転部１０９は、距離検出用ＦＦＴ信号を逆位相回転した。これに代えて、位相逆回転部１０９は、距離検出用ＦＦＴ処理を施す前の信号に逆位相回転を施す実施の形態も考えられる。換言すると、距離検出処理部１０８と位相逆回転部１０９との順序が逆である実施の形態も考えられる。

上述の実施の形態においては、各構成要素に用いる「・・・部」という表記は、「・・・回路（circuitry）」、「・・・デバイス」、「・・・ユニット」、又は、「・・・モジュール」といった他の表記に置換されてもよい。

以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

本開示はソフトウェア、ハードウェア、又は、ハードウェアと連携したソフトウェアで実現することが可能である。上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、部分的に又は全体的に、集積回路であるＬＳＩとして実現され、上記実施の形態で説明した各プロセスは、部分的に又は全体的に、一つのＬＳＩ又はＬＳＩの組み合わせによって制御されてもよい。ＬＳＩは個々のチップから構成されてもよいし、機能ブロックの一部または全てを含むように一つのチップから構成されてもよい。ＬＳＩはデータの入力と出力を備えてもよい。ＬＳＩは、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路、汎用プロセッサ又は専用プロセッサで実現してもよい。また、ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。本開示は、デジタル処理又はアナログ処理として実現されてもよい。さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

本開示は、通信機能を持つあらゆる種類の装置、デバイス、システム（通信装置と総称）において実施可能である。通信装置の、非限定的な例としては、電話機（携帯電話、スマートフォン等）、タブレット、パーソナル・コンピューター（ＰＣ）（ラップトップ、デスクトップ、ノートブック等）、カメラ（デジタル・スチル／ビデオ・カメラ等）、デジタル・プレーヤー（デジタル・オーディオ／ビデオ・プレーヤー等）、着用可能なデバイス（ウェアラブル・カメラ、スマートウオッチ、トラッキングデバイス等）、ゲーム・コンソール、デジタル・ブック・リーダー、テレヘルス・テレメディシン（遠隔ヘルスケア・メディシン処方）デバイス、通信機能付きの乗り物又は移動輸送機関（自動車、飛行機、船等）、及び上述の各種装置の組み合わせがあげられる。

通信装置は、持ち運び可能又は移動可能なものに限定されず、持ち運びできない又は固定されている、あらゆる種類の装置、デバイス、システム、例えば、スマート・ホーム・デバイス（家電機器、照明機器、スマートメーター又は計測機器、コントロール・パネル等）、自動販売機、その他ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）ネットワーク上に存在し得るあらゆる「モノ（Things）」をも含む。

通信には、セルラーシステム、無線ＬＡＮシステム、通信衛星システム等によるデータ通信に加え、これらの組み合わせによるデータ通信も含まれる。また、通信装置には、本開示に記載される通信機能を実行する通信デバイスに接続又は連結される、コントローラやセンサ等のデバイスも含まれる。例えば、通信装置の通信機能を実行する通信デバイスが使用する制御信号やデータ信号を生成するような、コントローラやセンサが含まれる。

また、通信装置には、上記の非限定的な各種装置と通信を行う、あるいはこれら各種装置を制御する、インフラストラクチャ設備、例えば、基地局、アクセスポイント、その他あらゆる装置、デバイス、システムが含まれる。

本開示に係るレーダ装置は、複数の送信アンテナ素子毎に周期的に第１の位相回転を施され、かつ、前記送信アンテナ素子に応じた位相差を有する複数のレーダ信号を、それぞれ、前記複数の送信アンテナ素子から送信する送信回路と、前記複数のレーダ信号が検出対象において反射した反射波信号を、複数の受信アンテナ素子によって受信する受信回路と、前記複数の受信アンテナ素子によって受信された前記反射波信号のそれぞれに前記送信アンテナ素子毎の前記第１の位相回転とは逆の位相回転であって前記第１の位相回転と前記位相差とに応じた回転量の第２の位相回転を与えた信号に残留するドップラー周波数成分のうち、前記ドップラー周波数成分の推定到来方向における電力が前記位相差に応じて相対的に低下した前記ドップラー周波数成分を除去する除去回路と、を備える。

本開示に係るレーダ装置において、前記除去回路が出力した信号に基づいて、前記検出対象の方位を検出する検出回路を備える。

本開示に係るレーダ装置において、前記除去回路によって除去される前記ドップラー周波数成分に対応するドップラー周波数と、前記残留するドップラー周波数成分のいずれかに対応するドップラー周波数と、の差異は、所定の周波数である。

本開示に係るレーダ装置において、前記除去回路は、前記電力の差が予め定められた閾値より大きい場合、前記電力が相対的に小さい前記ドップラー周波数成分を除去する。

本開示に係るレーダ装置において、前記複数の送信アンテナ素子および前記複数の受信アンテナ素子は、仮想受信アレイアンテナを構成する。

本開示に係るレーダ装置において、前記第１の位相回転は、前記複数の送信アンテナ素子間で互いに異なるパターンに基づいて施される。

本開示に係るレーダ装置において、前記異なるパターンは、直交符号を構成する。

本開示に係るレーダ装置において、前記直交符号に含まれるビット値が０の場合、前記第１の位相回転の回転位相量は、０ラジアンであり、前記直交符号に含まれるビット値が１の場合、前記第１の位相回転の回転位相量は、πラジアンである。

本開示に係るレーダ装置において、前記レーダ信号は、周期的なチャープ信号である。

本開示に係るレーダ信号の信号処理方法は、複数の送信アンテナ素子毎に周期的に第１の位相回転を施され、かつ、前記送信アンテナ素子に応じた位相差を有する複数のレーダ信号を、それぞれ、前記複数の送信アンテナ素子から送信する処理と、前記複数のレーダ信号が検出対象において反射した反射波信号を、複数の受信アンテナ素子によって受信する処理と、前記複数の受信アンテナ素子によって受信された前記反射波信号のそれぞれに前記送信アンテナ素子毎の前記第１の位相回転とは逆の位相回転であって前記第１の位相回転と前記位相差とに応じた回転量の第２の位相回転を与えた信号に残留するドップラー周波数成分のうち、前記ドップラー周波数成分の推定到来方向における電力が前記位相差に応じて相対的に低下した前記ドップラー周波数成分を除去する処理と、を含む。

本開示は、レーダシステムに有用である。

１００ 送信制御部
１０１ 送信信号生成部
１０２ 位相回転部
１０３ 送信用高周波部
１０４ 送信アレイアンテナ
１０５ 受信アレイアンテナ
１０６ 受信用高周波部
１０７ ＡＤＣ
１０８ 距離検出処理部
１０９ 位相逆回転部
１１０ 速度検出処理部
１１１ ピーク検出処理部
１１２ 虚像除去処理部
１１２１ 位相補正部
１１２２ 簡易到来方向推定部
１１２３ 周波数軸電力比較部
１１２４ 虚像ピークマスク処理部
１１３ 方位検出処理部
１１４ 物体検出処理部

Claims (10)

1. 複数の送信アンテナ素子毎に周期的に第１の位相回転を施され、かつ、前記送信アンテナ素子に応じた位相差を有する複数のレーダ信号を、それぞれ、前記複数の送信アンテナ素子から送信する送信回路と、
   前記複数のレーダ信号が検出対象において反射した反射波信号を、複数の受信アンテナ素子によって受信する受信回路と、
   前記複数の受信アンテナ素子によって受信された前記反射波信号のそれぞれに前記送信アンテナ素子毎の前記第１の位相回転とは逆の位相回転であって前記第１の位相回転と前記位相差とに応じた回転量の第２の位相回転を与えた信号に残留するドップラー周波数成分のうち、前記ドップラー周波数成分の推定到来方向における電力が前記位相差に応じて相対的に低下した前記ドップラー周波数成分を除去する除去回路と、
   を備える、レーダ装置。
2. 前記除去回路が出力した信号に基づいて、前記検出対象の方位を検出する検出回路を備える、
   請求項１に記載のレーダ装置。
3. 前記除去回路によって除去される前記ドップラー周波数成分に対応するドップラー周波数と、前記残留するドップラー周波数成分のいずれかに対応するドップラー周波数と、の差異は、所定の周波数である、
   請求項１または２に記載のレーダ装置。
4. 前記除去回路は、前記電力の差が予め定められた閾値より大きい場合、前記電力が相対的に小さい前記ドップラー周波数成分を除去する、
   請求項１に記載のレーダ装置。
5. 前記複数の送信アンテナ素子および前記複数の受信アンテナ素子は、仮想受信アンテナアレイを構成する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のレーダ装置。
6. 前記第１の位相回転は、前記複数の送信アンテナ素子間で互いに異なるパターンに基づいて施される、
   請求項１から５の何れか一項に記載のレーダ装置。
7. 前記異なるパターンは、直交符号を構成する、
   請求項６に記載のレーダ装置。
8. 前記直交符号に含まれるビット値が０の場合、前記第１の位相回転の回転位相量は、０ラジアンであり、前記直交符号に含まれるビット値が１の場合、前記第１の位相回転の回転位相量は、πラジアンである、
   請求項７に記載のレーダ装置。
9. 前記レーダ信号は、周期的なチャープ信号である、
   請求項１から８のいずれか一項に記載のレーダ装置。
10. 複数の送信アンテナ素子毎に周期的に第１の位相回転を施され、かつ、前記送信アンテナ素子に応じた位相差を有する複数のレーダ信号を、それぞれ、前記複数の送信アンテナ素子から送信する処理と、
    前記複数のレーダ信号が検出対象において反射した反射波信号を、複数の受信アンテナ素子によって受信する処理と、
    前記複数の受信アンテナ素子によって受信された前記反射波信号のそれぞれに前記送信アンテナ素子毎の前記第１の位相回転とは逆の位相回転であって前記第１の位相回転と前記位相差とに応じた回転量の第２の位相回転を与えた信号に残留するドップラー周波数成分のうち、前記ドップラー周波数成分の推定到来方向における電力が前記位相差に応じて相対的に低下した前記ドップラー周波数成分を除去する処理と、
    を含む、レーダ信号の信号処理方法。
    

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