JP4446931B2

JP4446931B2 - レーダ装置

Info

Publication number: JP4446931B2
Application number: JP2005163500A
Authority: JP
Inventors: 勝小川; 幸則山田
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2005-06-03
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2025-06-03
Also published as: JP2006337223A

Description

本発明は、複数のモードで物体の検出を行えるレーダ装置に関する。

従来より、自動車における前後方監視など各種の用途にレーダ装置（車載レーダ）が利用されている。そして、このような車載レーダとして、ＦＭ−ＣＷレーダ、２周波ＣＷレーダ、パルスレーダなどが知られている。ＦＭ−ＣＷレーダは周波数が単調増加、単調減少するフェーズを繰り返す送信波を利用し、反射波における周波数変化から時間遅れおよびドップラシフトを検出する。２周波ＣＷレーダは２種類の周波数の連続波を順次切り換え、２種類の周波数の反射波におけるドップラシフトと位相変化をそれぞれ検出する。パルスレーダはパルスの送信から受信までの時間を検出する。

ＦＭ−ＣＷレーダでは、時間的な周波数変化を利用している都合上、反射波の時間的遅れが小さい近距離に存在する物体についてはその検出が難しい。また、２周波ＣＷレーダでは、相対速度のない物体を検出することができない。さらに、パルスレーダでは、パルスの送信から受信までの時間を検出するため、近距離の物体の検出は比較的難しい。

このように、各方式のレーダでは、それぞれに短所があり、特許文献１では、２周波ＣＷレーダとＦＭ−ＣＷレーダを組み合わせ、また特許文献２では、２周波ＣＷレーダとパルスレーダを組み合わせてより効果的なレーダを実現している。

特開２００２−７１７９３特開２００４−６９６９３

しかし、自動車用のレーダ装置においては、高速走行時、停止時などいろいろな状況において、衝突可能性のある物体を検出する必要があり、極めて多種類の物体を検出することが要求される。そのためには、広範囲かつ極めて近距離の物体まで検出することができ、多数の周辺静止物が存在する状況においても衝突可能性のある物体を見落とすことなく検出したいという要求がある。

本発明は、発振周波数が可変の発振器と、この発振器の出力信号を分岐する方向性結合器と、方向性結合器からの信号に応じた送信波を物体に向けて送信するアンテナであって、物体を検出する所望の範囲全体をカバーする広角な指向性を持つ広角送信アンテナと、より狭い指向性を持ち検出範囲の中心付近のみをカバーする狭角な指向性を持つ狭角送信アンテナと、を含む送信アンテナと、前記方向性結合器からの信号を広角送信アンテナまたは狭角送信アンテナのいずれに供給するかを制御するスイッチと、物体からの反射波を受信する受信アンテナと、受信アンテナからの受信信号と、方向性結合器からの信号を混合するミキサと、前記ミキサで得られる信号に基づいて、前方の物体の距離、方位、速度の少なくとも１つを検出する信号処理回路と、を有するレーダ装置であって、前記発振器は、周波数が時間的に一定の傾きを持って単調変化する周波数変調連続波のフェーズであって、少なくとも２種類の傾きのフェーズを周期的に繰り返す信号を出力するＦＭ-ＣＷモードと、一定の周波数の連続波のフェーズであって、少なくとも２種類の異なる周波数のフェーズを周期的に繰り返す信号を出力するＣＷモードと、を有し、（ｉ）自車移動時であって、ＦＭ−ＣＷモードの最短検知距離以下である近距離に物体がなく、検出された物体の数が所定数以下の場合には、ａ）ＣＷモードで広角送信アンテナを使用するモードと、ｂ）ＦＭ−ＣＷモードで広角送信アンテナを使用するモードと、を組み合わせて使用し、（ｉｉ）自車移動時であって、ＦＭ−ＣＷモードの最短検知距離以下である近距離に物体がなく、検出された物体の数が所定数を超える場合には、ａ）ＣＷモードで広角送信アンテナを使用するモードと、ｂ）ＦＭ−ＣＷモードで狭角送信アンテナを使用するモードと、を組み合わせて使用し、（ｉｉｉ）自車移動時であって、ＦＭ−ＣＷモードの最短検知距離以下である近距離に物体がある場合には、ａ）ＣＷモードで広角送信アンテナを使用するモードと、ｂ）ＣＷモードで狭角送信アンテナを使用するモードと、を組み合わせて使用し、前記信号処理回路は、前記ＦＭ−ＣＷモードおよびＣＷモードの両方のモードにおける、前記広角送信アンテナまたは狭角送信アンテナからの送信信号に基づいて、物体を検出することを特徴とする。

また、前記信号処理回路は、検出物体の状況から、危険度を判断し、該危険度に基づいて、前記発振器のモードまたは／および前記スイッチの切り換えを行うことが好適である。

また、前記ＦＭ−ＣＷモードは、周波数が異なる傾きで単調減少するフェーズを少なくとも２種類含むことが好適である。

また、前記ＦＭ−ＣＷモードと、ＣＷモードの信号は、時間的に切り換えて出力されることが好適である。

また、前記受信アンテナは、物体を検出する所望の範囲全体をカバーする広角な指向性を有する２つ以上のアンテナを含むことが好適である。

また、前記受信アンテナで受信した受信信号の位相差または振幅差から方位を検出することが好適である。

また、前記受信アンテナとミキサとの間に受信信号をオンオフするスイッチを設け、このスイッチによって受信信号を疑似振幅変調することが好適である。

また、ビート信号の周波数の大小によって必要と判断された場合のみ擬似振幅変調することが好適である。

また、前記スイッチは、ＣＷモードにおいてのみ動作させることが好適である。

また、前記信号処理回路は、前記ミキサからの信号からベースバンド信号を抽出する第１フィルタと、第１フィルタの出力に対し、前記スイッチのオンオフ周波数の信号を混合する第２ミキサと、第２ミキサの出力からベースバンドの信号を選択するフィルタと、を有することが好適である。

以上説明したように、本発明によれば、ＦＭ−ＣＷモード、ＣＷモードの２つのモードを有しており、かつ広角送信アンテナと、狭角送信アンテナを切り換えて利用することができる。従って、これらのモードとアンテナの組み合わせにより、車両等に搭載するレーダとして、近距離にターゲットがあるか否か、車両が走行中か否か、などの別に応じて、適応的にレーダを切り換えて、各種ターゲットの検出を効果的に行うことができる。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。

「第１実施形態」
図１は、第１実施形態に係るレーダ装置の構成を示すブロック図であり、例えば車両に搭載され前方、側方、後方などの周囲の障害物や他車を監視するために用いられる。発振周波数が可変の発振器１０は、ＦＭ−ＣＷモードおよびＣＷモードの２種類のモードで発振し、発振信号を出力する。

図２に、発振器１０における２種類のモードの出力信号を示す。ＦＭ−ＣＷモードでは、発振器１０は、所定時間発振周波数を単調増加する上りフェーズと、所定時間発振周波数を単調減少する下りフェーズを有しており、これを順次繰り返す。上りフェーズと、下りフェーズにおける周波数変化の傾きの大きさは同一であり、発振周波数は、上りフェーズにおいて最低周波数から最高周波数に単調増加し、下りフェーズにおいて最高周波数から最低周波数に単調減少する。従って、発振周波数は、時間に従って三角波状に変化する。一方、ＣＷモードでは、２種類の発振周波数を一定時間毎に交互に採用して発振することを繰り返す。

発振器１０からの出力信号は、方向性結合器１２に供給され、２つに分配される。方向性結合器の一方の出力は、切り換えスイッチ１４を介し広角送信アンテナ１６ａ、または狭角送信アンテナ１６ｂのいずれかに供給される。従って、発振器１０からの出力信号が切り換えスイッチ１４により、広角送信アンテナ１６ａ、狭角送信アンテナ１６ｂのいずれか一方に供給され、ここから送信波が前方に向けて射出される。ここで、広角送信アンテナ１６ａは、所望の検出範囲全体をカバーする広角な指向性を持つアンテナであり、狭角送信アンテナ１６ｂは、検出範囲の中心部分のみをカバーする狭角な指向性を持つアンテナである。なお、検出範囲については、例えば図６に示すように車両の前方の比較的広い範囲が広角送信アンテナ１６ａのカバーする範囲であり、進行方向の狭い範囲が狭角送信アンテナ１６ｂのカバーする範囲である。また、送信アンテナ１６の広角送信アンテナ１６ａを受信アンテナ２０と共用してもよい。

前方の物体（ターゲット）によって反射された反射波は受信アンテナ２０により受信される。この受信アンテナ２０は、検出範囲全体をカバーする広角な指向性を持つ広角アンテナである。受信アンテナ２０で得られた受信信号は、ミキサ２２に供給される。このミキサ２２には、方向性結合器１２から送信信号が供給されており、ここで受信信号と送信信号が混合され、両信号の差信号であるビート信号を含むベースバンド信号が得られる。

ミキサ２２からのベースバンド信号には、周辺の静止物を含めた多数の物体で生じた多数の周波数のビート信号が含まれており、フィルタ２４によって特定の（１つまたは複数の）ターゲットからのビート信号が抽出され、信号処理回路２６に供給される。信号処理回路２６は、発振器１０の発振モードに従って信号処理を行い、物体を検出する。また、制御回路３０は、発振器１０における発振モード、切り換えスイッチ１４の切り換えを制御する。

このような構成によれば、ＦＭ−ＣＷモードと、ＣＷモードを切り換えることができると共に、送信アンテナ１６の指向性を広角または狭角に切り換えることができる。なお、ＦＭ−ＣＷモードでは、ターゲットによるビート信号の周波数（ビート周波数）は、送信信号と受信信号の時間差と、ドップラシフトによるものであり、上りフェーズおよび下りフェーズの両方のビート周波数から、物体までの距離および物体との相対速度が検出できる。また、ＣＷモードでは、ビート周波数はドップラシフトにより、ビート周波数から相対速度が検出でき、また２つの送信周波数におけるビート信号の位相差から相対距離を検出することができる。

例えば、一般道などで周辺に静止物が多数存在する環境では、ＣＷモードで送信アンテナ１６に広角送信アンテナ１６ａを用いて静止物以外の自車に接近する物体を検出する。ＣＷモードでは、静止物と移動物体をビート信号の周波数で容易に区別できる。この場合、送信アンテナ１６、受信アンテナ２０とも広い指向性を持つ広角アンテナを用いて、広く周辺状況を監視する。

しかし、物体の相対速度が極めて低速な場合や、自車が移動しており衝突のおそれがある物体が静止している場合には、ＣＷモードでは周辺静止物と分離してその物体を検出することが難しい。そこで、狭角アンテナを用いて周辺静止物からの反射波をアンテナの指向性で排除することにより、衝突のおそれがある物体からの反射波を検出しやすくする。

また、ＣＷモードでの検出と併用してＦＭ−ＣＷモードで物体を検出する。ＦＭ−ＣＷモードにおいても、送信アンテナ１６に広角送信アンテナ１６ａを用いて周辺を監視すると共に、状況によって狭角送信アンテナ１６ｂを用いて自車が移動する方向（進行方向）などのより危険性が高く注目した方向に絞って物体を検出する。

ＦＭ−ＣＷモードでは、複数の静止物があっても距離の違いによりそれらを分離して検出できる。しかし、静止物が多数存在すると移動物体で生じたビート信号が隠されて検出し難くなる。そこで、狭角送信アンテナ１６ｂを用いてアンテナの指向性により周辺物体をできるだけ排除して検出することで衝突危険性の高い物体を効果的に検出することができる。

このように、２種類のモードと２種類の送信アンテナを選択することにより広い範囲で衝突の危険性が高い物体を確実に検出することができる。

また、自車が移動する方向に複数の静止障害物が存在する場合は、これら静止物についてのＣＷモードによる分離・検出は難しいため、ＦＭ−ＣＷモードを用いて距離による分離・検出を行う。しかし、数ｍ以下の近距離に物体が近付いた場合、反射波受信までの時間が短くなり、ＦＭ−ＣＷモードにる検出が難しくなる。このため、ＣＷモードを主体に検出を行う。この場合、遠距離物体の検出をできるだけ避けるために送信電力を低下させたり、より相対速度の小さい移動物体を検出するためにベースバンド信号取得時間を長くしたりすることも好適である。

このように、ＦＭ−ＣＷモードとＣＷモードの両方および送信アンテナ指向性を切り換えられるため、各種の物体を比較的正確に把握することができる。

このような、信号処理回路２６における物体の検出結果に応じた、モードや検出範囲を切り換えについてまとめると次のようになる。

（ｉ）自車移動時、近距離に物体なし
次のａ）〜ｃ）の態様が組み合わせて利用される。ここで「近距離」とは、ＦＭ−ＣＷモードの最短検知距離以下をいう。
ａ）ＣＷモード＋広角送信アンテナ
ＣＷモードであり、相対速度の大きな移動体を検出することができる。また、広角アンテナを採用しており、検出範囲全体についての周辺監視となる。
ｂ）ＦＭ−ＣＷモード＋広角送信アンテナ
ＦＭ−ＣＷモードであり、移動体および静止物を検出することができる。また、広角アンテナを採用しており、検出範囲全体についての周辺監視となる。
ｃ）ＦＭ−ＣＷモード＋狭角送信アンテナ
ＦＭ−ＣＷモードであり、移動体および静止物を検出することができる。また、狭角アンテナを採用しており、進行方向など注目方向の監視となる。

信号処理回路２６の検出結果において、近距離に物体がない場合は、これから問題となる物体を検出することが目的になる。そして、ビート信号の状態から、監視すべき物体の数が少ない（例えば１）場合には、上記ａ）、ｂ）を時間的に順次切り換えて周辺を含めて広く監視する。一方、監視すべき物体が多く（２以上）で、衝突危険性の高い障害物を確実に検出できないと判断した場合には、上記ａ）、ｃ）を切り換えて注目方向の物体を重点的に監視する。さらに、ａ）とｂ）、またはａ）とｃ）の切り換え頻度についても、１：１ではなく、静止物の影響度を考慮して変更することが好適である。周辺静止物が多く存在する状況で、衝突危険度が高い物体が検出された場合には、ｂ）やｃ）の割合を高くし、周辺静止物をほとんど考慮する必要がないと判断される場合には、ａ）の割合を高くするとよい。さらに、ＣＷモード＋狭角送信アンテナ検出により上記検出の補助としても構わない。

なお、近距離か否かは、走行速度などの状況によって変化する。そこで、通常の安全車間距離や、衝突確率の演算結果等を前提として、決定するとよい。

（ｉｉ）自車移動時、近距離に物体あり
次のａ）、ｂ）態様が組み合わせて利用される。
ａ）ＣＷモード＋広角送信アンテナ
ＣＷモードであり、障害物までの距離によらず相対速度の大きな移動体を検出することができる。また、広角アンテナを採用しており、検出範囲全体についての周辺監視となる。
ｂ）ＣＷモード＋狭角送信アンテナ
ＣＷモードであり、周辺静止物の影響を排除して近距離で衝突危険性が高い移動体および静止物を確実に検出することができる。進行方向など注目方向の監視となる。

信号処理回路２６の検出結果において、近距離に物体がある場合は、その物体の監視が重要となる。従って、ｂ）により近距離の物体を確実に監視する。また、これから問題となる恐れのある物体も事前に検出しておくことが必要であり、ａ）による周辺監視も行う。従って、上記ａ）、ｂ）を時間的に順次切り換えて監視する。この切換の頻度も、注目方向の監視必要性（例えば、衝突確率）に応じて決定するとよい。

（ｉｉｉ）自車停止時、近距離に物体なし
次のａ）〜ｃ）の態様が組み合わせて利用される。
ａ）ＣＷモード＋広角送信アンテナ
周辺の近づいてくる移動体を監視する。
ｂ）ＦＭ−ＣＷモード＋広角送信アンテナ
静止物を含め周辺を監視する。
ｃ）ＦＭ−ＣＷモード＋狭角送信アンテナ
危険度の高い方向があれば、その方向を注視する。

通常は、ａ）、ｂ）を順次切り替えて周辺監視を行い、特定の方向について危険度が高いと判断された場合や、周辺静止物が多くて、衝突危険性が高いと考える特定方向の障害物の確実な検出が難しい場合には、ａ），ｃ）の組み合わせに変更する。車両停車中であり、静止物についての監視必要性は低いため、上述の（ｉ）に比べ、ａ）の採用割合を大きくすることが好適である。

（ｉｖ）自車停止時、近距離に物体あり
次のａ）、ｂ）態様が組み合わせて利用される。
ａ）ＣＷモード＋広角送信アンテナ
周辺の近づいてくる移動体を監視する。
ｂ）ＣＷモード＋狭角送信アンテナ
直前（近距離）に存在する障害物を、周辺静止物の影響を少なくして検出する。

障害物が直前に存在するため、ｂ）を中心とした検出になるが、周辺から接近する他の移動体を把握するための、ａ）を適切な間隔で実施する。また、自車は停車中であり、そのときの停車状況の他のカメラ、ナビゲーションデータなどで、検出し、この検出結果と組み合わせることも好適である。

「第２実施形態」
図３には、第２実施形態に係るレーダ装置の構成が示されている。まず、第２実施形態の発振器１０は、ＦＭ−ＣＷモードにおいて、図４のような発振を行う。すなわち、異なる傾きの２つの下りフェーズを順次繰り返す。発振器１０からの発振信号が方向性結合器１２、切り換えスイッチ１４を介し、２つの送信アンテナ１６ａ、１６ｂに供給されることは第１実施形態と同じである。

また、受信アンテナ２０として、２つの受信アンテナ２０ａ、２０ｂを有している。この２つの受信アンテナ２０ａ、２０ｂには、切り換えスイッチ４０が接続されており、受信アンテナ２０ａ、２０ｂのいずれか一方の受信信号を選択する。切り換えスイッチ４０には、数ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ程度の発振周波数の第２発振器４２によってオンオフされる変調用スイッチ４４が接続され、この変調用スイッチ４４の出力がミキサ２２に供給される。ミキサ２２において送信信号が混合され得られた差信号は、フィルタ２４に供給され、ここで所望のベースバンド信号が抽出される。

そして、フィルタ２４の出力は、信号処理回路２６に供給されるが、この例では信号処理回路２６は、Ａ／Ｄ変換器２６ａと、コンピュータ２６ｂからなっている。従って、フィルタ２４の出力であるベースバンド信号は、Ａ／Ｄ変換器２６ａにおいて、デジタルデータに変換され、コンピュータ２６ｂによって、信号解析に処理がなされ、物体の距離、速度、方位が検出される。なお、取得データを効率的に利用するため、切り換えスイッチ４０の切り換えタイミングとＡ／Ｄ変換器２６ａのサンプリングのタイミングは所定の遅延をもって同期させることが好ましい。

このように、第２実施形態の装置においては、ＦＭ−ＣＷモードにおいて、図４に示すように、２つの傾きの異なる下りフェーズの信号を利用する。車載レーダにおいて、検出したいターゲットは、自車に近づいてくる物体である。自車に近づいてくる物体は、受信波の周波数がドップラシフトにより上昇する。従って、下りフェーズを用いることで、ミキサ２２において得られる差信号の周波数が大きくなり、１／ｆノイズの影響を少なくして効果的な検出が行える。

また、第２実施形態では、２つの受信アンテナ２０ａ、２０ｂを設けている。２つの受信アンテナ２０ａ、２０ｂは物理的に異なる位置に設けられるため、１つのターゲットからの反射を受信した場合に、位相や振幅が異なる。そこで、２つの受信アンテナ２０ａ、２０ｂを位相モノパルスアンテナや、振幅モノパルスアンテナとして機能させることができ、ターゲットの方位を検出することが可能になる。

さらに、近距離の物体では、受信アンテナ２０の位置により、受信信号強度が大きく変化する。このため、複数の受信アンテナ２０ａ、２０ｂを用いることは方位を検出するだけでなく、ターゲットからのビート信号をより確実に検出するためにも有効である。

そして、この第２実施形態においては、変調用スイッチ４４を有している。この変調用スイッチ４４は、受信信号をオンオフして、受信信号に対し疑似的に振幅変調を掛ける。すなわち、ＣＷモードで生じるベースバンド信号の周波数は、ドップラシフトと同じであり、ターゲットの相対速度が小さいと極めて低くなる。このため、ミキサ２２で生じる１／ｆノイズにターゲットのビート信号が埋もれやすく、速度が遅い物体は検出できなくなる。そこで、変調用スイッチ４４を第２発振器４２の発振周波数でオンオフし、擬似的な振幅変調を掛け、その側帯波を取り出すことにより、ベースバンド信号の周波数を上昇させる。すなわち、１／ｆノイズは、周波数の上昇に従って、１／ｆでノイズの大きさが小さくなるため、周波数を上昇させることでターゲットのビート信号が検出しやすくなる。

例えば、ビート信号の周波数が１００Ｈｚ程度である場合に、１０ｋＨｚのローカル信号によって振幅変調を掛ければ、９．９ｋＨｚ，１０．１ｋＨｚに側帯波が生じる。そこで、フィルタ２４で１０．１ｋＨｚの信号を取り出すことにより、ノイズの影響を抑制して、ターゲットの検出が効果的に行える。また、相対速度が０の場合でも１０ｋＨｚの信号が得られるため、ターゲットが極めて少ない環境では、相対速度０のターゲットも検出できる。

このように、ＣＷモードでは、相対速度が遅いターゲットの検出に変調用スイッチ４４のオンオフを利用することが好適である。例えば、次のような態様で、変調用スイッチ４４を用いることが好適である。
（自車移動時または自車停止時、近距離に物体あり）
ａ）ＣＷモード＋広角アンテナ
ｂ）ＣＷモード＋広角アンテナ＋接続スイッチ
ｃ）ＣＷモード＋狭角アンテナ
ｄ）ＣＷモード＋狭角アンテナ＋接続スイッチ

ターゲットの相対速度が大きな場合には、ａ）、ｃ）を切り換えて用い、ターゲットの相対速度が小さいときには、ｂ）、ｄ）を切り換えて用いる。すなわち、信号処理回路２６において、ターゲットの速度が所定値以下と判断された場合には、変調用スイッチ４４をオンオフして、ノイズの影響を除去する。

さらに、ＦＭ−ＣＷモードにおいて、距離が近くノイズレベルが高い場合にスイッチをオンオフしてノイズの影響を取り除くことも好適である。

「第３実施形態」
第３実施形態では、図５に示すように、フィルタ２４と信号処理回路２６との間に、発振器４２からのローカル信号を混合するミキサ５０と、ミキサ５０の出力からベースバンド信号を抽出するフィルタ５２を配置するヘテロダイン構成を有する。

上述したように、変調用スイッチ４４のオンオフによって、フィルタ２４から得られるターゲットのビート信号は、発振器４２の発振周波数だけ、周波数がシフトしたものである。ミキサ５０に同じ発振器４２からのローカル信号を供給することで、一旦シフトしたターゲットのビート信号を０Ｈｚを基準とした信号とすることができる。これにより、低周波数雑音（１／ｆノイズ）の影響を抑制して、かつ低周波数のビート信号を確実に検出することができる。

「その他」
機械スキャン式のレーダでは、上記所望の範囲の物体検出は細い指向性ビームを有するアンテナの向きを変化させることにより実現する。すなわち、図６に示すように、広角アンテナによる車両前方の比較的広い検出範囲と、狭角アンテナによる検出範囲の中心付近のみの比較的狭い検出範囲の２種類の検出範囲を実現するためには、送信アンテナに細い指向性ビームを有する１つのアンテナを用い、その向きを変化させる量を２種類とすればよい。なお、受信アンテナに機械式スキャン式を用いてもよい。

しかし、細いビームのアンテナを機械的にスキャンする方法は、実現が容易なものの、検出範囲が広いほど走査に必要な時間が増え検出に要する時間も増加してしまう。一方、衝突の危険を検出するレーダ装置には、短い検出時間での検出が望まれており、２種類の指向性のアンテナを電気的に切り換えて検出する方が検出時間短縮のために望ましい。

送信アンテナ１６には、広角送信アンテナと、狭角送信アンテナ以外に、さらに検出範囲が異なるアンテナを用いてもよい。これらのアンテナは、１つのアンテナを電気的、機械的に切り換えることで実現してもよい。

ＦＭ−ＣＷモードにおいては、近距離物体の検出精度を上げるために、周波数変調連続波の周波数変化の傾きを図７に示すように３種類（またはそれ以上）とすることも効果的である。傾きが異なると、検出不能な距離および速度の範囲が異なり、それぞれの傾きでの検出結果を統合することによって、検出不能な範囲を狭めることができる。なお、これについては、特開２００４−０８５４５２号公報を参照されたい。

ＣＷモードにおいて同じ相対速度の複数のターゲットを分離検出するため、図８に示すように、３種類またはより多数の一定周波数連続波を送信することも好適である。これによって、例えば静止物のような同一速度の複数ターゲットを分離して、より確実に検出するとともに、距離の検出精度を高めることが可能になる。

第１実施形態の構成を示すブロック図である。第１実施形態における発振信号を示す図である。第２実施形態の構成を示すブロック図である。第２実施形態における発振信号を示す図である。第３実施形態の構成を示すブロック図である。検出範囲を示す図である。ＦＭ−ＣＷモードにおける発振信号の他の例を示す図である。ＣＷモードにおける発振信号の他の例を示す図である。

符号の説明

１０発振器、１２方向性結合器、１４スイッチ、１６送信アンテナ、１６ａ広角送信アンテナ、１６ｂ狭角送信アンテナ、２０受信アンテナ、２２ミキサ、２４フィルタ、２６信号処理回路、２６ａＡ／Ｄ変換器、２６ｂコンピュータ、３０制御回路、４０スイッチ、４２発振器、４４変調用スイッチ、５０ミキサ、５２フィルタ。

Claims

発振周波数が可変の発振器と、
この発振器の出力信号を分岐する方向性結合器と、
方向性結合器からの信号に応じた送信波を物体に向けて送信するアンテナであって、物体を検出する所望の範囲全体をカバーする広角な指向性を持つ広角送信アンテナと、より狭い指向性を持ち検出範囲の中心付近のみをカバーする狭角な指向性を持つ狭角送信アンテナと、を含む送信アンテナと、
前記方向性結合器からの信号を広角送信アンテナまたは狭角送信アンテナのいずれに供給するかを制御するスイッチと、
物体からの反射波を受信する受信アンテナと、
受信アンテナからの受信信号と、方向性結合器からの信号を混合するミキサと、
前記ミキサで得られる信号に基づいて、前方の物体の距離、方位、速度の少なくとも１つを検出する信号処理回路と、
を有するレーダ装置であって、
前記発振器は、
周波数が時間的に一定の傾きを持って単調変化する周波数変調連続波のフェーズであって、少なくとも２種類の傾きのフェーズを周期的に繰り返す信号を出力するＦＭ-ＣＷモードと、
一定の周波数の連続波のフェーズであって、少なくとも２種類の異なる周波数のフェーズを周期的に繰り返す信号を出力するＣＷモードと、
を有し、
（ｉ）自車移動時であって、ＦＭ−ＣＷモードの最短検知距離以下である近距離に物体がなく、検出された物体の数が所定数以下の場合には、
ａ）ＣＷモードで広角送信アンテナを使用するモードと、
ｂ）ＦＭ−ＣＷモードで広角送信アンテナを使用するモードと、
を組み合わせて使用し、
（ｉｉ）自車移動時であって、ＦＭ−ＣＷモードの最短検知距離以下である近距離に物体がなく、検出された物体の数が所定数を超える場合には、
ａ）ＣＷモードで広角送信アンテナを使用するモードと、
ｂ）ＦＭ−ＣＷモードで狭角送信アンテナを使用するモードと、
を組み合わせて使用し、
（ｉｉｉ）自車移動時であって、ＦＭ−ＣＷモードの最短検知距離以下である近距離に物体がある場合には、
ａ）ＣＷモードで広角送信アンテナを使用するモードと、
ｂ）ＣＷモードで狭角送信アンテナを使用するモードと、
を組み合わせて使用し、
前記信号処理回路は、前記ＦＭ−ＣＷモードおよびＣＷモードの両方のモードにおける、前記広角送信アンテナまたは狭角送信アンテナからの送信信号に基づいて、物体を検出することを特徴とするレーダ装置。
請求項１に記載のレーダ装置において、
前記信号処理回路は、検出物体の状況から、危険度を判断し、該危険度に基づいて、前記発振器のモードまたは／および前記スイッチの切り換えを行うことを特徴とするレーダ装置。
請求項１または２に記載のレーダ装置において、
前記ＦＭ−ＣＷモードは、周波数が異なる傾きで単調減少するフェーズを少なくとも２種類含むことを特徴とするレーダ装置。
請求項１〜３のいずれか１つに記載のレーダ装置において、
前記ＦＭ−ＣＷモードと、ＣＷモードの信号は、時間的に切り換えて出力されることを特徴とするレーダ装置。
請求項１〜４のいずれか１つに記載のレーダ装置において、
前記受信アンテナは、物体を検出する所望の範囲全体をカバーする広角な指向性を有する２つ以上のアンテナを含むことを特徴とするレーダ装置。
請求項１〜５のいずれか１つに記載のレーダ装置において、
前記受信アンテナで受信した受信信号の位相差または振幅差から方位を検出することを特徴とするレーダ装置。
請求項１〜６のいずれか１つに記載のレーダ装置において、
前記受信アンテナとミキサとの間に受信信号をオンオフするスイッチを設け、このスイッチによって受信信号を疑似振幅変調することを特徴とするレーダ装置。
請求項１〜７のいずれか１つに記載のレーダ装置において、
ビート信号の周波数の大小によって必要と判断された場合のみ擬似振幅変調することを特徴とするレーダ装置。
請求項７または８に記載のレーダ装置において、
前記スイッチは、ＣＷモードにおいてのみ動作させることを特徴とするレーダ装置。
請求項７〜９のいずれか１つに記載のレーダ装置において、
前記信号処理回路は、
前記ミキサからの信号からベースバンド信号を抽出する第１フィルタと、
第１フィルタの出力に対し、前記スイッチのオンオフ周波数の信号を混合する第２ミキサと、
第２ミキサの出力からベースバンドの信号を選択するフィルタと、
を有することを特徴とするレーダ装置。