JP5519132B2 - レーダ装置 - Google Patents

Description

本発明は、送信アンテナを通じてレーダ波を送信し、送信したレーダ波の反射波をアレーアンテナで受信して、アレーアンテナが受信した反射波の発生元である物標の方位θを推定するレーダ装置に関する。

従来、車載用のレーダ装置であって、レーダ波を発射し、その反射波を受信して、受信信号を解析することにより、物標（前方車両等）までの距離や方位、物標と自車との相対速度を推定するレーダ装置が知られている。

この種のレーダ装置では、送信波に対する反射波の遅延量から物標までの距離を推定すると共に、送信波に対する反射波のドップラシフト量から、物標と自車との相対速度を推定する。

また、物標方位については、受信アンテナであるアレーアンテナの各アンテナ素子が受信する反射波に、到来方向に応じた位相差が生じることを利用して推定する。複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナを用いて物標の方位を検出する方法としては、ＭＵＳＩＣ法が知られている（例えば、特許文献１，２及び非特許文献１参照）。

ここで、ＭＵＳＩＣ法について、その概要を説明する。尚、アレーアンテナは、Ｋ個のアンテナ素子を並列配置したリニアアレーアンテナであるものとする（図１参照）。
まず、アレーアンテナを構成する各アンテナ素子の受信信号から、式（１）に示す受信ベクトルＸを構成する。次に、この受信ベクトルＸを用いて、式（２）に示すＫ行Ｋ列の自己相関行列Ｒｘｘを生成する。

上式において、Ｔは、ベクトル転置を示し、Ｈは、複素共役転置を示す。また、受信ベクトルＸ（ｉ）の要素ｘ_k（ｉ）（但し、ｋ＝１，…，Ｋ）は、ｋ番目アンテナ素子の受信信号の時刻ｉでの値を採る。また、Ｌは、サンプル数である。本例では、各アンテナ素子の受信信号に関し、Ｌ個のサンプルを用いて、自己相関行列Ｒｘｘを生成する。

そして、自己相関行列Ｒｘｘを生成した後には、自己相関行列Ｒｘｘの固有値λ₁，…，λ_K（但し、λ₁≧λ₂≧…λ_k）を求め、熱雑音電力に対応する閾値λ_thより大きい固有値の数から到来波数Ｍを推定すると共に、熱雑音電力以下となる（Ｋ−Ｍ）個の固有値λ_M+1，…，λ_Kに対応する固有ベクトルｅ_M+1，…，ｅ_Kを、算出する。

そして、熱雑音電力以下となる（Ｋ−Ｍ）個の固有値λ_M+1，…，λ_Kに対応した固有ベクトルｅ_M+1，…，ｅ_Kからなる雑音固有ベクトルＥ_Nと、方位θに対するアレーアンテナの複素応答、即ち、ステアリングベクトルａ（θ）とから、下式の評価関数Ｐ_MU（θ）で表されるＭＵＳＩＣスペクトルを求める。

評価関数Ｐ_MU（θ）で表されるＭＵＳＩＣスペクトルは、方位θが到来波の到来方向と一致すると発散して、鋭いピークが立つため、到来波の推定方位θ₁，…，θ_M、即ち、反射波を発生させた物標の方位は、ＭＵＳＩＣスペクトルのピーク（ヌルポイント）を抽出することにより求めることができる。

但し、ＭＵＳＩＣスペクトルによってピークを抽出するだけでは、抽出したピークに、反射波に起因するピークの他、雑音成分に起因するピークが含まれる可能性がある。
このため、物標の方位推定に当たっては、ＭＵＳＩＣスペクトルにてピーク値が最大の方位から、到来波数Ｍ分の方位θ₁，…，θ_Mを抽出して、これらの方位θ₁，…，θ_Mを電力推定対象に設定し、電力推定対象の各方位θ₁，…，θ_Mの受信電力Ｐ₁，…，Ｐ_Mを求める。

そして、電力推定対象の各方位θ₁，…，θ_Mの内、受信電力が閾値Ｐ_th以上の方位を、物標の方位であると推定する。雑音成分に対応する方位は、当然のことながら受信電力が低い。従って、受信電力が閾値Ｐ_th以上の方位を、物標の方位であると推定することにより、雑音を原因とする物標方位の誤推定を抑えることができる。

具体的に、受信電力の推定は、次のように行う。まず、電力推定対象の各方位θ₁，…，θ_Mに対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）により、方位行列Ａを生成する。

そして、この方向行列Ａを用いて、次式で表される行列Ｓを算出する。

尚、上式における行列Ｉは、単位行列であり、σ²は、熱雑音電力である。熱雑音電力σ²については、真値不明のため、例えば、閾値λ_thで代用したり、閾値λ_th以下の固有値の平均で代用する。

このように行列Ｓを算出すれば、行列Ｓの第ｍ対角成分から方位θ_mの受信電力Ｐ_mを得ることができる（但し、ｍ＝１，…，Ｍ）。

従来技術では、このようにして、電力推定対象の各方位についての受信電力を求め、受信電力が閾値Ｐ_th以上の方位を、物標の方位であると推定している。
特開２００６−０４７２８２号公報 特開２０００−１２１７１６号公報 中澤利之、外２名、「不等間隔アレーを用いた方位推定」、電子情報通信学会論文誌 Ｂ、２０００年６月、第Ｊ８３−Ｂ巻、第６号 pp.845−851

ところで、ＭＵＳＩＣ法による物標の方位推定に際しては、上記アレーアンテナとして、アンテナ素子を等間隔で配列したアレーアンテナ（以下、「等間隔アレーアンテナ」と表現する。）を用いるのが一般的である。

また、信号処理方式としてＭＵＳＩＣ方式を採用した等間隔アレーアンテナの場合、実際の到来波（以下、「所望波」と表現する。）についての各アンテナ素子間の位相差が２ｎπ倍となることにより、周期的にグレーティングローブが発生することが知られている。

つまり、所望波方位を表すステアリングベクトルが張る空間は、グレーティングローブ発生方位を表すステアリングベクトルを含んでいることになる。従って、このグレーティングローブの検出を避けるように、走査方位範囲（以下、「視野角」と表現する。）を決定する必要がある。換言すると、等間隔アレーアンテナの場合、視野角を広げるためには、素子間隔を狭くすることが必要である。

しかし一方で、二物標分離能はレーダ開口長で決定されるため、等間隔アレーにおいて分離能の維持と視野広角化を両立させることは、素子数の増加によるコスト増につながる。また、素子間隔を狭くすることは、アンテナ素子の数や、素子間結合が増加することからも難しい場合がある。

これに対し、非特許文献１によると、適切な不等間隔でアンテナ素子を配置することにより、想定する到来波数内の環境において、要求視野角内の任意の方位のステアリングベクトルが、所望波方位のステアリングベクトルが張る空間に含まれないことを判定できる。

即ち、等間隔アレーアンテナを採用した場合に比べ、適切な間隔で、各アンテナ素子を不等間隔で配列したアレーアンテナ（以下、「不等間隔アレーアンテナ」と表現する。）では、より少ない素子数で、信号処理方式にＭＵＳＩＣ方式を採用したアレーレーダを広角化することが可能である。

この文献によると、任意のＭ個の方位[θ₁，…，θ_M]に対応するステアリングベクトルＡ＝[ａ（θ₁），…，ａ（θ_M）]と、視野角内の任意のステアリングベクトルa(θ_s)との一次独立性を保証することで、到来波数がＭ以内の場合に、要求視野角内の任意の方位のステアリングベクトルが、所望波方位のステアリングベクトルが張る空間に含まれないことを保証できる。

しかし、到来方位ステアリングベクトルと方位θ_sのステアリングベクトルとの一次独立性が弱まる場合、即ち、

（c_mは任意の複素数であり、r は任意のベクトルである。）の場合、方位θ_sに強いＭＵＳＩＣスペクトルピークが発生することがある。尚、本願明細書では、ＭＵＳＩＣスペクトルのピークであって、雑音によるピークでもなく、レーダ波の反射波が到来してきたことによるピークでもない上記偽像としてのピークを、「非所望ピーク」と表現する。また、以下では、上記式中のｒのＬ２ノルムが小さい場合を、一次独立性が弱い（もしくは低い）と表現し、大きい場合を、一次独立性が強い（もしくは高い）と表現することにする。

この点について詳述すると、不等間隔アレーアンテナを採用した場合には、ＭＵＳＩＣスペクトルにおいて、レーダ波の反射波によるピークの他、雑音によるピーク、及び、非所望ピークが現れる一方で、到来波数Ｍの推定については、ステアリングベクトルａ（θ）間の一次独立性とは関係がなく、等間隔アレーアンテナと同様の精度で、推定される。

従って、不等間隔アレーアンテナを採用した場合には、ＭＵＳＩＣスペクトルから、電力推定対象の方位を到来波数Ｍ分選択する場合に、反射波に対応するピークの方位を選択せず、非所望ピークに対応する方位を誤って選択してしまう可能性がある。

また、非所望ピークについては、そのピークに対応する方位を電力推定対象に設定して受信電力を求めると、ステアリングベクトルａ（θ）間の一次独立性が弱まっていることに起因して、受信電力の推定値が高く現れる可能性がある。

このため、ＭＵＳＩＣスペクトルから、非所望ピークに対応する方位を、誤って電力推定対象に設定してしまうと、雑音成分を電力推定対象に設定する場合とは異なり、閾値Ｐ_thと受信電力の推定値との比較によっても、非所望ピークに対応する方位を誤った情報として排除することができず、物標が本来存在しない方位を、物標の方位と誤推定してしまう可能性がある。

例えば、図１７（ａ）に示すＭＵＳＩＣスペクトルがアレーアンテナの受信信号が得られたとする。この場合に、ＭＵＳＩＣスペクトルに非所望ピークが混じっていないのであれば、各方位θ₁，θ₂，θ₃の受信電力を推定することで、同図（ｂ）に示すように、受信電力に著しい差が現れ、閾値Ｐ_thにより、方位θ₁，θ₂を物標の方位、方位θ₃を雑音成分として正確に分離できる。

一方、ＭＵＳＩＣスペクトルに非所望ピークが混じっている場合には、各方位θ₁，θ₂，θ₃の受信電力を推定しても、同図（ｃ）に示すように、受信電力に明確な差が現れず、方位θ₁，θ₂を物標の方位、方位θ₃を非所望ピークに対応する方位として正確に分離できないのである。

要するに、従来技術では、アレーアンテナとして、等間隔アレーアンテナを採用せず、不等間隔アレーアンテナを採用すると、視野角が広がる一方で、非所望ピークによる物標方位の誤推定の可能性が高くなり、物標方位の推定精度が劣化するといった問題があった。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、ＭＵＳＩＣ法を用いた方位推定に際して、アレーアンテナとして不等間隔アレーアンテナを採用することによって生じる非所望ピークの影響を抑え、高精度に物標方位を推定することが可能な技術を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた本発明は、送信アンテナを通じてレーダ波を送信し、送信したレーダ波の反射波を、不等間隔にアンテナ素子が配列されたアレーアンテナで受信して、各アンテナ素子の受信信号に基づき、アレーアンテナが受信した反射波の発生元である物標の方位θを推定するレーダ装置であって、相関行列生成手段と、相関行列解析手段と、推定抽出手段と、スペクトル算出手段と、検査対象設定手段と、判定手段と、推定対象設定手段と、電力推定手段と、推定結果出力手段と、を備える。

相関行列生成手段は、アレーアンテナを構成する各アンテナ素子の受信信号に基づき、当該受信信号についての自己相関行列を生成し、相関行列解析手段は、この自己相関行列の固有値を算出する。

推定抽出手段は、相関行列解析手段により算出された固有値群に基づき、アレーアンテナへの到来波数Ｍを推定すると共に、固有値群に対応する固有ベクトル群の中から、雑音成分に対応する固有ベクトル群を抽出する。そして、スペクトル算出手段は、推定抽出手段にて抽出された雑音成分に対応する固有ベクトル群に基づき、ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）を算出する（式（４）参照）。

この他、検査対象設定手段は、ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）から、上記推定された到来波数Ｍよりも、予め定められた量α、多い個数（Ｍ＋α）のピークＧ₁，…，Ｇ_M+αを抽出し、各ピークＧ₁，…，Ｇ_M+αに対応する方位θ₁，…，θ_M+αを、検査対象の方位に設定する。

また、判定手段は、上記設定された検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の相関の高さを判定する。そして、推定対象設定手段は、判定手段により判定された相関の高さに基づき、検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αの中から、電力推定対象に設定する方位を選択し、その選択方位を電力推定対象に設定する。

電力推定手段は、このようにして設定された電力推定対象の各方位からの受信電力を推定する。そして、推定結果出力手段は、電力推定手段にて推定された受信電力の推定値Ｐに基づき、電力推定対象の各方位の内、受信電力の推定値Ｐが予め設定された閾値Ｐ_th以上の方位を、物標の方位であると推定し、当該閾値Ｐ_th以上の各方位の情報を出力する。

不等間隔アレーアンテナを用いたＭＵＳＩＣ法による方位推定では、上述したようにステアリングベクトルの一次従属性が原因で、ＭＵＳＩＣスペクトルに非所望ピークが発生するため、この非所望ピークに対応する方位を検査対象に設定してしまう可能性がある。

そして、非所望ピークに対応する方位を検査対象に設定してしまうことにより、反射波に起因するピーク（以下、「所望ピーク」と表現する。）に対応する方位を検査対象に設定することができなくなる可能性がある。

そこで、本発明では、検査対象方位を、到来波数Ｍではなく、それより所定量α多い個数分設定することにより、非所望ピークに邪魔されて、所望ピークに対応する方位が検査対象方位から外されてしまうのを防止する。

そして、本発明では、検査対象方位に、非所望ピークに対応する方位が含まれるかどうかの判断を、ステアリングベクトル間の相関の高さを判定することにより実現する。具体的に、判定手段は、検査対象設定手段により設定された検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）に基づき、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の一次独立性を評価し、その評価値によって、相関の高さを判定する構成にすることができる。

そして、本発明では、上記相関の高さに応じ、電力推定対象に設定する方位を選択する。例えば、上記相関が高い場合には、検査対象方位に非所望ピークに対応する方位が混合しているとして、到来波数Ｍより多い個数の方位を電力推定対象に設定することによって、電力推定対象から所望ピークに対応する方位が外されないようにし、非所望ピークに対応する方位の排除を、推定結果出力手段に委ねる。

尚、雑音成分程ではないにしろ、非所望ピークに対応する方位の受信電力推定値は、所望ピークに対応する方位の受信電力推定値よりも低くなる可能性が高い。このため、上述の手順によれば、推定結果出力手段により出力される物標方位の精度を、検査対象や電力推定対象を到来波数Ｍと同数とするよりも、向上させることができる。

一方、上記相関が低く、検査対象方位に非所望ピークが混合していないと予想される場合には、例えば、到来波数Ｍ分の個数の方位を電力推定対象に設定することで、電力推定対象が到来波数Ｍより多く選択されることに起因して、電力推定手段による電力推定の精度が下がるのを回避する。

このように、本発明のレーダ装置によれば、検査対象方位として到来波数Ｍより多い数の方位を設定し、それらの方位のステアリングベクトル間の相関の高さを判定することで非所望ピークの有無を判断し、それによって、電力推定対象を切り替えるようにしているので、非所望ピークの影響を抑えて、従来よりも精度よく物標の方位を推定することができる。

尚、上記レーダ装置においては、上記相関の高さを、高低の二段階で判定するようにし、判定手段にて上記相関が低いと判定された場合には、検査対象の方位θ₁，…，θ_M+αの中から、推定抽出手段により推定された到来波数Ｍと同数の方位を選択し、選択した各方位を、電力推定対象に設定し、上記相関が高いと判定された場合には、検査対象の方位θ₁，…，θ_M+αの全てを、電力推定対象に設定するように、推定対象設定手段を構成するとよい。

更に言及すれば、上記相関が低いと判定された場合には、検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αの内、ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）でのピーク値が最大の方位から、ピーク値の大きい順に、到来波数Ｍと同数の方位を、電力推定対象に選択するのがよい。このようにすれば、非所望ピークや雑音の影響を抑えて、従来よりも精度よく物標の方位を推定することができる。

また、これらの発明は、ＦＭＣＷ方式のレーダ装置に適用することができる。即ち、上述の発明は、周波数変調された送信信号に従い送信アンテナを通じてレーダ波を送信し、送信したレーダ波の反射波をアレーアンテナで受信し、アレーアンテナを構成する各アンテナ素子の受信信号に、送信信号を混合して、アンテナ素子毎のビート信号を生成し、生成した各アンテナ素子のビート信号に基づき、アレーアンテナが受信した反射波の発生元である物標の方位θを推定するレーダ装置に適用することができる。

この場合、相関行列生成手段は、アンテナ素子毎のビート信号から受信信号成分を抽出して、当該受信信号成分から自己相関行列を生成したり、ビート信号をフーリエ変換し、そのフーリエ変換値から自己相関行列を生成したりすることができる。

また、上記レーダ装置では、演算によってステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の一次独立性を評価して、上記相関の判定を行うようにしてもよいが、予め設計者が各方位での一次独立性を評価し、その評価結果を表すデータを判定手段に保持させることで、データ参照により、上記相関の判定を行えるように、レーダ装置を構成してもよい。

即ち、判定手段は、検査対象として設定される方位の組合せ毎に、当該組合せに対応する各ステアリングベクトルａ（θ）間の一次独立性についての評価値を表す判定用データを備え、当該判定用データに基づき、相関の高さを判定する構成にされてもよい。上記判定用データを用いて相関の高さを判定する手法を採用すれば、判定手段の処理負荷を低減することができて、安価なコンピュータを用いてレーダ装置を製造することができる。

この他、判定手段は、所定基準より一次独立性が高い又は低いステアリングベクトルａ（θ）の組合せを表す判定用データを備えて、この判定用データに基づき、相関の高さを判定する構成にされてもよい。判定用データをこのような構成とすれば、そのデータ量を、抑えることができる。

また、判定手段は、一次独立性を次のように評価する構成にすることができる。即ち、判定手段は、検査対象の方位θ₁，…，θ_M+αであって、ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）でのピーク値が最大の方位から上記推定された到来波数Ｍと同数の方位θ₁，…，θ_Mの夫々に対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）が張る空間Ｃに対する、残りのα個の検査対象の各方位θ_M+1，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ_M+1），…，ａ（θ_M+α）の分布から、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の一次独立性を評価する構成にすることができる。

一次独立性が高ければ、各方位θ_M+1，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルの空間Ｃ（換言すれば、超平面Ｃ）からの距離は、遠くなるが、一次独立性が低ければ、上記ステアリングベクトルの空間Ｃからの距離は、近くなる。このような原理により、一次独立性を評価すれば、非所望ピークの有無を適切に判断することができる。

即ち、判定手段は、空間Ｃへの射影行列Ｐ_Cによって定義されるノルム||Ｐ_C・ａ（θ_M+i）||、又は、当該空間Ｃに直交する空間Ｃ_Rへの射影行列Ｐ_CRによって定義されるノルム||Ｐ_CR・ａ（θ_M+i）||（但し、i＝１，…，α）を、上記空間Ｃからの距離を表す値として用いて、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の一次独立性を評価す
る構成にすることができる。

更に言えば、判定手段は、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に対するステアリングベクトルａ（θ_M+i）の一次独立性についての評価値Ｒ_i（但し、i＝１，…，α）として、式（８）又は式（９）

に従う評価値Ｒ_iを求め、計α個の評価値Ｒ_iの少なくとも一つが、予め定められた閾値Ｒ_thより大きい場合には、上記相関が高いと判定し、評価値Ｒ_iの全てが前記閾値Ｒ_th以下である場合には、上記相関が低いと判定する構成にすることができる。

また、別手法として、判定手段は、行列式又は条件数により、上記相関の高さを判定する構成にされてもよい。即ち、判定手段は、検査対象の方位θ₁，…，θ_M+αであって、ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）でのピーク値が最大の方位から到来波数Ｍと同数の方位θ₁，…，θ_Mの夫々に対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）と、残りのα個の検査対象の各方位θ_M+1，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ_M+1），…，ａ（θ_M+α）と、によって定義される行列の行列式又は条件数を用いて、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の一次独立性を評価し、相関の高さを判定する構成にすることができる。

具体的に、判定手段は、次式

で定義される行列Ｗ_i（但し、i＝１，…，α）の行列式ｄｅｔ（Ｗ_i）の絶対値｜ｄｅｔ（Ｗ_i）｜を、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に対するステアリングベクトルａ（θ_M+i）の一次独立性についての評価値Ｒ_iとして求め、評価値Ｒ₁，…，Ｒ_αの少なくとも一つが、予め定められた閾値Ｒ_th以下である場合には、上記相関が高いと判定し、評価値Ｒ₁，…，Ｒ_αの全てが閾値Ｒ_thより大きい場合には、相関が低いと判定する構成にすることができる。

この他、判定手段は、式（１０）で定義される行列Ｗ_i（但し、i＝１，…，α）の条件数κ（Ｗ_i）を、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に対するステアリングベクトルａ（θ_M+i）の一次独立性についての評価値Ｒ_iとして求め、評価値Ｒ₁，…，Ｒ_αの少なくとも一つが、予め定められた閾値Ｒ_thより大きい場合には、上記相関が高いと判定し、評価値Ｒ₁，…，Ｒ_αの全てが、閾値Ｒ_th以下である場合には、上記相関が低いと判定する構成にされてもよい。

また、判定手段は、次式

で定義される行列Ｗの行列式ｄｅｔ（Ｗ）の絶対値｜ｄｅｔ（Ｗ）｜を、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の一次独立性についての評価値Ｒとして求め、評価値Ｒが予め定められた閾値Ｒ_th以下である場合には、上記相関が高いと判定し、評価値Ｒが前記閾値Ｒ_thより大きい場合には、上記相関が低いと判定する構成にされてもよい。

また、判定手段は、式（１２）で定義される行列Ｗの条件数κ（Ｗ）を、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の一次独立性についての評価値Ｒとして求め、評価値Ｒが予め定められた閾値Ｒ_thより大きい場合には、上記相関が高いと判定し、評価値Ｒが閾値Ｒ_th以下である場合には、上記相関が低いと判定する構成にされてもよい。

このように判定手段を構成しても、一次独立性を適切に評価し、上記相関の判定を行うことができる。
また、上述のレーダ装置には、閾値Ｐ_thを設定する手段であって、判定手段により求められた評価値に基づき、推定結果出力手段に対して設定する閾値Ｐ_thを切り替える閾値切替手段を設けるとよい。

例えば、閾値切替手段は、判定手段により上記相関が高いと判定された場合に、判定手段により求められた評価値に基づき、推定結果出力手段に対して設定する閾値Ｐ_thを切り替え、判定手段により上記相関が低いと判定された場合には、評価値に依らず、予め定められた固定値を、閾値Ｐ_thとして設定する構成にすることができる。

非所望ピークに対応する方位のみかけ上の受信電力は、ステアリングベクトル間の一次独立性の高さによって変化する。よって、評価値により閾値Ｐ_thを切り替えるようにすれば、非所望ピークに対応する方位を適切な閾値Ｐ_thの設定により排除することができ、レーダ装置による物標方位の推定精度を、向上させることができる。

尚、閾値Ｐ_thの適値については、シミュレーションにより受信電力の確率密度分布を求めることで導出することができる。具体的には、確率密度分布から、物標方位の誤推定率（非所望ピークに対応する方位を物標方位として推定してしまう確率、換言すれば、物標の誤検出率）が、一定値以下となる閾値Ｐ_thを、適値として求めればよい。

また、このような動作の実現に際しては、シミュレーションにより、評価値と閾値Ｐ_th（の適値）との対応関係を表すテーブルを作成し、このテーブルを閾値切替手段に設けて、このテーブルが示す対応関係に従い、閾値Ｐ_thとして、判定手段で求められた評価値に対応する大きさの閾値を設定するように、閾値切替手段を構成すればよい。そして、上記テーブルには、物標方位の誤推定率が規定値未満となる閾値Ｐ_thを、評価値が採りえる値の範囲において、区間毎に記述すればよい。

この他、閾値切替手段は、評価値ではなく、検査対象方位の組合せに基づき、推定結果出力手段に対して設定する閾値Ｐ_thを切り替える構成にされてもよい。このように、閾値切替手段を構成した場合であっても、状況に応じて適切な閾値Ｐ_thを設定することができ、非所望ピークに対応する方位を、物標方位として推定（検出）してしまうのを抑制することができる。

尚、このような手法を採用する場合にも、シミュレーションによって、閾値Ｐ_thの適値（物標方位の誤推定率が規定値未満となる値）を求めて、その結果から、検査対象設定手段により設定される検査対象の方位の組合せ毎に、推定結果出力手段に対して設定すべき閾値Ｐ_th（上記適値）を記したテーブルを作成し、このテーブルを、閾値切替手段に設けて、更には、このテーブルに従い、閾値Ｐ_thとして、検査対象設定手段により設定された検査対象の方位の組合せに対応する大きさの閾値を設定するように、閾値切替手段を構成すればよい。

以下に本発明の実施例について、図面と共に説明する。但し、本発明のレーダ装置は、以下に説明する実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。

図１は、第一実施例の車載用レーダ装置１の構成を表すブロック図である。
また、図２は、当該レーダ装置１が備える受信アンテナ１９の構成を表した説明図であり、図３は、レーダ波の送信信号Ｓｓ及び受信信号Ｓｒを示したグラフ（上段）及びビート信号ＢＴを示したグラフ（下段）である。

本実施例のレーダ装置１は、所謂ＦＭＣＷ方式のレーダ装置であり、周波数が時間に対して直線的に漸次増減するミリ波帯の高周波信号を生成する発振器１１と、発振器１１が生成する高周波信号を増幅する増幅器１３と、増幅器１３の出力を送信信号Ｓｓとローカル信号Ｌとに電力分配する分配器１５と、送信信号Ｓｓ（図３上段参照）に応じたレーダ波を放射する送信アンテナ１７と、物標（前方車両等）により反射されたレーダ波（反射波）を受信するＫ個のアンテナ素子からなる受信アンテナ１９と、を備える。

更に、このレーダ装置１は、受信アンテナ１９を構成するアンテナ素子のいずれかを順次選択し、選択されたアンテナ素子からの受信信号Ｓｒを後段に供給する受信スイッチ２１と、受信スイッチ２１から供給される受信信号Ｓｒを増幅する増幅器２３と、増幅器２３にて増幅された受信信号Ｓｒ及びローカル信号Ｌを混合して、ビート信号ＢＴを生成（図３下段参照）するミキサ２５と、ミキサ２５が生成したビート信号ＢＴから不要な信号成分を除去するフィルタ２７と、フィルタ２７の出力をサンプリングし、ディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器２９と、マイクロコンピュータを中心に構成される信号処理部３０と、を備える。

信号処理部３０は、発振器１１の起動／停止等を制御すると共に、マイクロコンピュータでのプログラム実行により、Ａ／Ｄ変換器２９から入力されるビート信号ＢＴのサンプリングデータを用いた信号処理や、当該信号処理により得られる物標の位置・相対速度・方位等の情報を車間制御ＥＣＵ４０に送信する処理等を行う。

また、受信アンテナ１９は、Ｋ個のアンテナ素子が、不等間隔で一列に配置されたリニアアレーアンテナとして構成されている。以下では、Ｋ個のアンテナ素子の夫々を番号付けして、第ｉアンテナ素子（ｉ＝１，２，…，Ｋ）と表現し、第１〜第Ｋアンテナ素子の夫々を、図２では、ＡＴ＿１〜ＡＴ＿Ｋと符号付けする。

図２に示すように、本実施例の受信アンテナ１９は、第ｉアンテナと第（ｉ＋１）アンテナ間の距離ｄ［ｉ］が、ｄ［１］，…，ｄ［Ｋ−１］間で一致しないように構成にされている。但し、ここでは、距離ｄ［１］，…，ｄ［Ｋ−１］の全てが互いに異なる値を採ることを必ずしも意味しない。

このように構成された本実施例のレーダ装置１では、信号処理部３０からの指令に従って発振器１１が起動する。そして、当該起動により発振器１１が生成した高周波信号は、増幅器１３にて増幅された後、分配器１５に入力され、分配器１５によって電力分配される。これにより、レーダ装置１では、送信信号Ｓｓ及びローカル信号Ｌが生成され、送信信号Ｓｓは、送信アンテナ１７を介し、レーダ波として送出される。

一方、送信アンテナ１７から送出され物標に反射して戻ってきたレーダ波（反射波）は、受信アンテナ１９を構成する各アンテナ素子にて受信される。そして、各アンテナ素子からは、受信スイッチ２１に向けて、その受信信号Ｓｒが出力される。

また、受信スイッチ２１からは、受信スイッチ２１によって選択された第ｉアンテナ素子（ｉ＝１，…，Ｋ）の受信信号Ｓｒのみが増幅器２３に出力され、増幅器２３で増幅された受信信号は、ミキサ２５に供給される。

ミキサ２５では、受信信号Ｓｒに分配器１５からのローカル信号Ｌが混合されて、信号Ｓｒ，Ｓｓの差の周波数成分であるビート信号ＢＴが生成される。このビート信号ＢＴは、フィルタ２７にて不要な信号成分が除去された後、Ａ／Ｄ変換器２９にてサンプリングされ、ディジタルデータとして信号処理部３０に取り込まれる。

但し、受信スイッチ２１は、レーダ波の一変調周期の間に、全てのアンテナ素子ＡＮ＿１〜ＡＮ＿Ｋを所定回ずつ選択するように、切り替えられる。そして、Ａ／Ｄ変換器２９は、この切替タイミングに同期してサンプリングを行う。

また、信号処理部３０は、プログラムの実行によって、上記ビート信号のサンプリングデータを解析することにより、周知の手法で、レーダ波の反射波についての発生元である物標（前方車両）までの距離や、自車両に対する物標の相対速度を推定する。

送信信号Ｓｓに基づくレーダ波を送信アンテナ１７が送信したことに起因して、受信アンテナ１９が、反射波を受信すると、受信信号Ｓｒは、図３上段に点線で示すように、レーダ波が物標との間を往復するのに要した時間、即ち、物標までの距離に応じた時間Ｔｒ分遅延し、物標との相対速度に応じた周波数ｆｄ分ドップラシフトする。本実施例のレーダ装置は、ビート信号ＢＴに含まれるこのような時間Ｔｒ及び周波数ｆｄの情報から、物標までの距離や物標との相対速度を推定する。

また、信号処理部３０は、プログラムの実行によって、自車両進行方向（アンテナ方向）を基準とした物標の方位を推定する。具体的に、信号処理部３０は、ＭＵＳＩＣ法を用いて物標の方位を推定する。

ＭＵＳＩＣ法では、アンテナ素子ＡＮ＿１〜ＡＮ＿Ｋ間の位相差を用いて到来波の到来方向（方位）を推定するが、例えば、図４（ａ）に示すように自車両前方に、二台の先行車両が存在する場合には、Ａ／Ｄ変換器２９から得られたビート信号ＢＴのサンプリングデータに基づき、ＭＵＳＩＣスペクトルを算出すると、ＭＵＳＩＣスペクトルにおいて、図４（ｂ）に示すように、先行車両に対応する方位に鋭いピークが立つ。

本実施例では、このようなＭＵＳＩＣスペクトルのピークを抽出して、対応する方位の受信電力を推定し、受信電力が閾値Ｐ_th以上であれば、その方位を、物標方位であると推定する。尚、図４は、物標方位とＭＵＳＩＣスペクトルとの対応関係を示した説明図である。

但し、本実施例では、受信アンテナ１９として、不等間隔アレーアンテナを用いているので、ＭＵＳＩＣスペクトルには、上述したように、所望ピークの他、雑音によるピーク、及び、偽像である非所望ピークが現れる。

そこで、本実施例では、信号処理部３０にて、図５及び図６に示す物標方位推定処理を実行することにより、非所望ピークの影響を抑えた方位推定を行う。尚、図５及び図６は、信号処理部３０が実行する物標方位推定処理を表すフローチャートである。

物標方位推定処理を開始すると、信号処理部３０は、Ａ／Ｄ変換器２９にてサンプリングされたビート信号ＢＴ（サンプリングデータ）に基づき、式（１）（２）に従って、自己相関行列Ｒｘｘを生成する（Ｓ１１０）。

但し、受信ベクトルＸ（ｉ）の要素ｘ_k（ｉ）（但し、ｋ＝１，…，Ｋ）の値は、ビート信号ＢＴのサンプリングデータから特定したｋ番目アンテナ素子の受信信号Ｓｒの時刻ｉでの値である。

そして、自己相関行列Ｒｘｘの生成後には、自己相関行列Ｒｘｘの固有値λ₁，…，λ_K（但し、λ₁≧λ₂≧…λ_k）を求め（Ｓ１２０）、予め定められた閾値λ_thより大きい固有値の数から到来波数Ｍを推定する（Ｓ１３０）。即ち、到来波数Ｍを、閾値λ_thより大きい固有値の数と推定する。

また、到来波数Ｍを推定し終えると、ＭＵＳＩＣスペクトルから検査対象方位として抽出する方位の数ｎ（以下、検査対象抽出数ｎと表現する。）を、上記推定した到来波数Ｍに、所定量αを加算した値に設定する（Ｓ１４０）。

ｎ＝Ｍ＋α
また、この処理を終えると、Ｓ１１０で求めた固有値であって閾値λ_th以下の（Ｋ−Ｍ）個の固有値λ_M+1，…，λ_Kの夫々に対応する固有ベクトルｅ_M+1，…，ｅ_Kを、固有値が熱雑音電力以下となる雑音成分の固有ベクトルとして、算出する（Ｓ１５０）。

そして、これら雑音成分の固有ベクトルｅ_M+1，…，ｅ_Kから式（３）によって定まる雑音固有ベクトルＥ_Nと、受信アンテナ１９の構成から定まるアレー応答ベクトル、換言すれば、ステアリングベクトルａ（θ）と、から式（４）に示す評価関数Ｐ_MU（θ）に従うＭＵＳＩＣスペクトルを算出する（Ｓ１６０）。

そして、上記算出したＭＵＳＩＣスペクトルに基づき、当該ＭＵＳＩＣスペクトルにてピーク値（値Ｐ_MU（θ））が最大の方位から、ピーク値の大きい順に、Ｓ１４０で決定した検査対象抽出数ｎ分の方位θ₁，…，θ_nを抽出し、これらｎ個の方位θ₁，…，θ_nを検査対象方位に設定する（Ｓ１７０）。

また、検査対象方位設定後には、相関判定処理を実行する（Ｓ１８０）。相関判定処理の詳細については後述するが、ここでは、Ｓ１７０で設定した検査対象方位θ₁，…，θ_nの夫々に対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_n）間の相関の高さを判定することにより、検査対象方位に、非所望ピークに対応する方位が含まれるか否かを判定する。具体的に、相関判定処理では、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_n）間の相関の高さを、高低の二段階で判定する。

そして、相関判定処理で相関が「高い」と判定された場合には、Ｓ１９０でＹｅｓと判断し、Ｓ２１０に移行する。一方、相関判定処理で相関が「低い」と判定された場合には、Ｓ１９０でＮｏと判断し、Ｓ２００に移行する。

また、Ｓ２００に移行した場合には、検査対象方位に非所望ピークに対応する方位が含まれる可能性が低いため、電力推定対象数Ｍ’を、Ｓ１３０で推定した到来波数Ｍと同数に設定する（Ｍ’＝Ｍ）と共に、Ｓ２４０で用いる受信電力の閾値Ｐ_thを、予め設計段階で定められた基本値Ｐ_th0に設定する（Ｓ２０５）。その後、Ｓ２２０に移行する。

一方、Ｓ２１０に移行した場合には、検査対象方位に非所望ピークに対応する方位が含まれる可能性が高いため、電力推定対象数Ｍ’を、Ｓ１４０で設定した検査対象抽出数ｎと同数に設定し（Ｍ’＝ｎ）、更には、受信電力閾値補正処理を実行することにより（Ｓ２１５）、Ｓ２４０で用いる受信電力の閾値Ｐ_thを、上記基本値Ｐ_th0とは異なる値に設定する。その後、Ｓ２２０に移行する。

尚、受信電力閾値補正処理の詳細については、後述するが、Ｓ２１５では、信号処理部３０が不揮発性メモリに記憶する閾値補正テーブルに基づき、Ｓ２４０で用いる受信電力の閾値Ｐ_thとして、相関判定処理にて求められたステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の一次独立性についての評価値に対応した値を設定する。

このような処理を経て、Ｓ２２０に移行すると、信号処理部３０は、検査対象方位θ₁，…，θ_n群において、ＭＵＳＩＣスペクトルでのピーク値（値Ｐ_MU（θ））が最大の方位から、ピーク値の大きい順に、Ｓ２００又はＳ２１０で設定された電力推定対象数Ｍ’分の方位θ₁，…，θ_M'を選択し、これらＭ’個の方位θ₁，…，θ_M'を、電力推定対象方位に設定する。

そして、上記設定した電力推定対象方位θ₁，…，θ_M'に対応する受信電力Ｐ₁，…，Ｐ_M'を、式（６）に従って求める（Ｓ２３０）。
即ち、方位行列Ａを、次のように定義し、

この方位行列Ａを用いて、式（６）に従い行列Ｓを算出し、行列Ｓの第ｍ対角成分から方位θ_mの受信電力Ｐ_mを得る（但し、ｍ＝１，…，Ｍ’）。

このようにして、各電力推定対象方位θ₁，…，θ_M'に対応する受信電力Ｐ₁，…，Ｐ_M'を求めると、信号処理部３０は、Ｓ２４０に移行し、Ｓ２０５又はＳ２１５で設定された閾値Ｐ_thと、各受信電力Ｐ₁，…，Ｐ_M'との比較を行い、電力推定対象方位θ₁，…，θ_M'の中から、受信電力が閾値Ｐ_th以上の方位を、物標の方位であると推定する。そして、受信電力が閾値Ｐ_th以上の方位の情報を、物標方位の情報として、当該物標の位置・相対速度の情報と共に、車両制御ＥＣＵ４０に送信する。その後、当該物標方位推定処理を終了する。

続いて、信号処理部３０が、Ｓ１８０で実行する相関判定処理の詳細を、図７を用いて説明する。図７は、信号処理部３０が実行する相関判定処理を表すフローチャートである。

相関判定処理を開始すると、信号処理部３０は、上記設定された検査対象方位θ₁，…，θ_n群から、ＭＵＳＩＣスペクトルでのピーク値（値Ｐ_MU（θ））が最大の方位を１番目として、ピーク値の大きい順に、上記推定された到来波数Ｍと同数の方位θ₁，…，θ_Mを選択し、選択した方位θ₁，…，θ_Mの夫々に対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に基づき、方向行列Ａを、次式（１６）に従って生成する（Ｓ３１０）。

また、この処理を終えると、Ｓ３１０で求めた方向行列Ａを用いて、当該方向行列Ａの要素である各ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）が張る空間Ｃに直交する空間（超平面）への射影行列Ｐ_CRを、次式（１７）に従って算出する（Ｓ３２０）。

また、Ｓ３２０での処理を終えると、信号処理部３０は、Ｓ３３０に移行して、変数ｉを値αに設定し（ｉ←α）、当該変数ｉに対応する検査対象方位θ_M+iについての評価値Ｒ_iを、次式（１８）に従って、算出する（Ｓ３４０）。

ここで、式（１８）について補足説明すると、式（１８）で算出される評価値Ｒ_iは、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に対するステアリングベクトルａ（θ_M+i）の一次独立性を評価した値である。

ノルム||Ｐ_CR・ａ（θ_M+i）||は、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）が張る空間Ｃからステアリングベクトルａ（θ_M+i）への距離に対応する。従って、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に対するステアリングベクトルａ（θ_M+i）の一次独立性が高ければ、ノルム||Ｐ_CR・ａ（θ_M+i）||の二乗は、大きい値を採る。

一方、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に対するステアリングベクトルａ（θ_M+i）の一次独立性が低ければ（換言すると、一次従属性が高ければ）、ノルム||Ｐ_CR・ａ（θ_M+i）||の二乗は、ゼロに近づく。このように、式（１８）で算出されるＲ_iは、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に対するステアリングベクトルａ（θ_M+i）の一次独立性が高い程、小さい値を採る。従って、評価値Ｒ_iは、一次独立性についての評価値になりえるのである。

このような性質の評価値Ｒ_iを算出すると、信号処理部３０は、上記算出した評価値Ｒ_iが、設計段階で定められた閾値Ｒ_thより大きいか否かを判断する（Ｓ３５０）。
そして、評価値Ｒ_iが閾値Ｒ_thより大きい（Ｒ_i＞Ｒ_thである）と判断した場合には（Ｓ３５０でＹｅｓ）、Ｓ３９０に移行し、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_n）間の相関が「高い」と判定する。その後、当該相関判定処理を終了する。

一方、評価値Ｒ_iが閾値Ｒ_th以下であると判断した場合（Ｓ３５０でＮｏ）、信号処理部３０は、上記相関の判定を保留して、Ｓ３６０に移行し、変数ｉを１小さい値に設定する（ｉ←ｉ−１）。そして、変数ｉ＝０でない場合には（Ｓ３７０でＮｏ）、Ｓ３４０に移行し、更新後の変数ｉの値を用いて、当該変数ｉに対応する検査対象方位θ_M+iについての評価値Ｒ_iを算出し、評価値Ｒ_iが閾値Ｒ_thより大きいか否かを判断する（Ｓ３５０）。

そして、評価値Ｒ_iが閾値Ｒ_thより大きいと判断した場合には（Ｓ３５０でＹｅｓ）、上記相関が「高い」と判定し、評価値Ｒ_iが閾値Ｒ_th以下である場合には（Ｓ３５０でＮｏ）、Ｓ３６０に移行し、後続の処理を実行する。また、このような処理によって、変数ｉ＝０となった場合には（Ｓ３７０でＹｅｓ）、上記相関が「低い」と判定し（Ｓ３８０）、当該相関判定処理を終了する。

即ち、相関判定処理では、評価値Ｒ_iの少なくとも一つが、予め定められた閾値Ｒ_thより大きい場合には、相関が高いと判定し、評価値Ｒ_iの全てが閾値Ｒ_th以下である場合には、相関が低いと判定する。

このようにして、相関判定処理では、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_n）間の相関の高さを判定し、これによって、検査対象方位に、非所望ピークに対応する方位が含まれるか否かを判定する。

続いて、信号処理部３０が、Ｓ２１５で実行する受信電力閾値補正処理について、図８を用いて説明する。図８は、受信電力閾値補正処理に関する説明図であり、同図（ａ）は、信号処理部３０が実行する受信電力閾値補正処理を表すフローチャートであり、同図（ｂ）は、当該受信電力閾値補正処理で用いられる閾値補正テーブルの構成を表す説明図であり、同図（ｃ）は、閾値補正テーブルの作成方法に関する説明図である。

信号処理部３０は、Ｓ２１５にて受信電力閾値補正処理を開始すると、検査対象方位θ_M+1，…，θ_nの評価値Ｒ₁，…，Ｒ_αの夫々に対応する閾値Ｐ_thの適値ＴＤを、信号処理部３０が内蔵する不揮発性メモリに記憶された閾値補正テーブルから読み出す（Ｓ４１０）。

尚、本実施例では、受信電力閾値補正処理において、全検査対象方位θ_M+1，…，θ_nの評価値Ｒ₁，…，Ｒ_αが必要であるため、相関判定処理では、相関判定に必要であるか否かに関わらず、検査対象方位θ_M+1，…，θ_nの全てについて、評価値Ｒ₁，…，Ｒ_αを求め、これを一時記憶するものとする。例えば、Ｓ３９０に移行した時点で未算出の評価値については、算出して相関判定処理を終えるものとする。

図８（ｂ）に示すように、閾値補正テーブルは、相関判定処理にて求められる評価値Ｒ_iが採りえる範囲（Ｒｍｉｎ＜Ｒ_i≦Ｒｍａｘ）において、区間毎に、閾値Ｐ_thの適値ＴＤ［１］，…，ＴＤ［ｑ］の情報を有する。

具体的に、図８（ｂ）に示す例では、評価値として採りえる範囲が幅Δ毎に分割されて区間が定められ、条件式Ｒｍｉｎ＋（ｑ−１）・Δ＜Ｒ_i≦Ｒｍｉｎ＋ｑ・Δを満足する第ｑ区間（但し、ｑ＝１，…，Ｑであり、Ｒｍｉｎ＋Ｑ・Δ＝Ｒｍａｘ）に対しては、適値ＴＤ［ｑ］が対応付けられている。

このような構成の閾値補正テーブルは、図８（ｃ）に示すように、後述するテーブル作成装置１００にて作成され、レーダ装置１の製造過程で、上記不揮発性メモリに書き込まれる。

Ｓ４１０において、このような構成の閾値補正テーブルから、評価値Ｒ₁，…，Ｒ_αの夫々に対応する適値ＴＤを読み出すと、信号処理部３０は、上記読み出した各評価値Ｒ₁，…，Ｒ_αに対応する計α個の適値ＴＤに基づいて、Ｓ２４０で用いる閾値Ｐ_thを設定する（Ｓ４２０）。

具体的に、本実施例では、上記読み出した各評価値Ｒ₁，…，Ｒ_αに対応する適値ＴＤの内、値が最大のものを選択し、これ（適値ＴＤの最大値）を、閾値Ｐ_thに設定する。その後、当該受信電力閾値補正処理を終了し、上記設定した閾値Ｐ_thを用いて、上述した手法で、Ｓ２４０の処理を行う。

次に、テーブル作成装置１００における閾値補正テーブルの作成方法について、図９を用いて説明する。図９（ａ）は、テーブル作成装置１００が実行する閾値補正テーブル作成処理を表すフローチャートである。

テーブル作成装置１００は、マイクロコンピュータを中心に構成される周知の情報処理装置であって、当該情報処理装置が備える記憶手段に、閾値補正テーブル作成処理に対応するプログラムがインストールされたものである。テーブル作成装置１００は、マイクロコンピュータにて、このプログラムを実行することにより、上述した構成の閾値補正テーブルを作成する。

具体的に、テーブル作成装置１００は、図９（ａ）に示す閾値補正テーブル作成処理を開始すると、まずＳ５１０にて、適値算出対象の評価値Ｒ’を、上記値Ｒｍａｘに設定すると共に、変数ｑ＝Ｑに設定することで、適値算出対象区間を、第Ｑ区間に設定する。

その後、Ｓ５２０に移行し、評価値Ｒ’が得られる環境において生じる非所望ピークが採りえる受信電力Ｐの確率密度分布を、シミュレーションにより求める。
ここで、シミュレーションによる確率密度分布の導出方法を例示する。シミュレーションによる受信電力Ｐの確率密度分布の導出は、例えば、パラメータＸ，Ｎ（ｉ）を乱数として、式（１９）に従い受信電力Ｐの分布を求めることにより、実現することができる。

但し、ベクトルＸ，Ｎ（ｉ）は、Ｋ次元複素ベクトルであり、ベクトルＸは、条件

を満足する範囲でランダムに与えられる。

具体的に、ベクトルＸについては、Ｋ次元実数ベクトルｒ_x,ｒ_yを用いて、次式により生成する。但し、ここで用いるｊは、虚数単位を表し、ベクトルｒ_x,ｒ_yの各要素は一様分布Ｕ（−１，１）に従う乱数として定義する。

同様に、ベクトルＮ（ｉ）については、Ｋ次元実数ベクトルｒ_x,ｒ_yを用いて、次式により生成する。但し、ベクトルｒ_x,ｒ_yは、平均値０，共分散行列σ²Ｉの正規分布Ｎ（０，σ²Ｉ）に従う乱数である。

ここで、σは想定する熱雑音強度である。このようにして受信電力Ｐの確率密度分布を求めた後には、求めた確率密度分布から、受信電力Ｐが閾値Ｐ_th以上となる確率が、予め定められた規定値未満となる閾値Ｐ_thの最小値を特定する（Ｓ５３０）。図９（ｂ）は、Ｓ５２０で算出される確率密度分布の例を示すグラフであり、適値ＴＤの決定手法を示した説明図である。

即ち、Ｓ５３０では、確率密度分布において、受信電力Ｐが閾値Ｐ_th以上の領域の面積（図９（ｂ）に示す斜線部分の面積）が、規定値未満となる閾値Ｐ_thの最小値を特定する。尚、「受信電力Ｐが閾値Ｐ_th以上となる確率」は、「非所望ピークに対応する方位を物標方位である誤推定してしまう確率」に相当する。

従って、Ｓ５３０の実行後には、上記特定した閾値Ｐ_thを、第ｑ区間での閾値Ｐ_thの適値ＴＤ［ｑ］（即ち、相関判定処理で求められる評価値Ｒ_iが区間Ｒ’−Δ＜Ｒ_i≦Ｒ’の範囲内にある場合に設定すべき閾値Ｐ_thの適値）に設定する（Ｓ５４０）。

また、Ｓ５４０での処理を終えると、テーブル作成装置１００は、現在設定されている値ｑが値１未満であるか否かを判断し（Ｓ５５０）、値ｑが値１以上である場合には（Ｓ５５０でＮｏ）、Ｓ５６０に移行して、評価値Ｒ’を、Δ減算した値に更新すると共に、変数ｑを１減算した値に更新した後（Ｒ’←Ｒ’−Δ，ｑ←ｑ−１）、Ｓ５２０に移行し、更新後の評価値Ｒ’を用いて後続の処理を実行する。

そして、値ｑが値１未満となると（Ｓ５５０でＹｅｓ）、これまでのＳ５４０での設定内容に従って、第１区間から第Ｑ区間の各区間に関して、当該区間の情報及びＴＤ［ｑ］の情報を関連付けなるレコードを生成し、これらのレコード群からなる図８（ｂ）に示す構成の閾値補正テーブルを生成する。そして、生成した閾値補正テーブルを出力する（Ｓ５７０）。Ｓ５７０では、例えば、モニタを通じてテーブル作成装置１００を操作するユーザに対し閾値補正テーブルを表示出力してもよいし、閾値補正テーブルを、ハードディスク等に出力して保存してもよい。このようにして生成・出力された閾値補正テーブルは、不揮発性メモリに書き込まれて、レーダ装置１の製造過程で、信号処理部３０に組み込まれる。

以上、第一実施例のレーダ装置１について説明したが、本実施例のレーダ装置１では、ＭＵＳＩＣスペクトルに現れる非所望ピークによって物標方位の推定精度が劣化しないように、検査対象方位を、到来波数Ｍではなく、それより所定量α多い個数分設定するようにした。そして、検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）に基づき、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の相関の高さを判定することで、非所望ピークが現れていないかどうかを判定するようにした。

そして、非所望ピークが現れている可能性が高い場合には、電力推定対象方位を、到来波数Ｍ＋αに設定することで、所望ピークに対応する方位が電力推定対象から外れてしまわないようにし、物標方位の誤推定率を抑えるようにした。

更に、本実施例では、非所望ピークが現れている可能性が高い場合、受信電力Ｐの閾値Ｐ_thを調整することにより、非所望ピークに対応する方位を可能な限り排除できるようにし、非所望ピークに対応する方位が物標方位として誤認識されるのを抑制するようにした。

従って、本実施例によれば、物標方位の精度を、検査対象方位や電力推定対象方位を到来波数Ｍと同数とする従来技術よりも、向上させることができ、車間制御を高精度に行うことができる。

また、本実施例では、非所望ピークが発生していない可能性が高い場合、電力推定対象数Ｍ’を、推定した到来波数Ｍに設定することにより、非所望ピークが発生していないにも拘わらず、電力推定対象を、到来波数Ｍより多く設定することにより生じる受信電力Ｐの推定精度の劣化を回避するようにした。

従って、本実施例によれば、非所望ピークが発生していない状況下でも、高精度に物標方位を推定することができ、視野角が広く物標方位を高精度に推定可能なレーダ装置を提供することができる。

ところで、第一実施例では、評価値Ｒ_iに対応する閾値Ｐ_thの適値ＴＤを記述した閾値補正テーブルを、信号処理部３０に記憶させることにより、非所望ピークが現れている際にも、適切に非所望ピークに対応する方位を、物標方位から排除できるようにしたが、非所望ピークが現れる方位と、非所望ピーク以外のピークが現れる方位との間には、原理上、一定のパターンがあるので、閾値補正テーブルは、方位の組合せ毎に、閾値Ｐ_thの適値ＴＤを保持する構成にされてもよい（第二実施例）。

続いて、第二実施例について説明する。但し、第二実施例は、テーブル作成装置１００が実行する閾値補正テーブル作成処理の内容、レーダ装置１が備える閾値補正テーブルの構成、及び、レーダ装置１が実行する受信電力閾値補正処理の内容が異なる程度であり、他の構成については、第一実施例と同様であるので、以下では、第一実施例と同一構成についての説明を適宜省略する。

まず初めに、本実施例の閾値補正テーブルの構成を説明する。本実施例の閾値補正テーブルは、図１０（ａ）に示すように、検査対象方位として採りえる方位の組合せΘ毎に、閾値Ｐ_thの適値ＴＤの情報を有し、上記方位の組合せΘ及び適値ＴＤの情報からなるレコード群により構成される。図１０（ａ）は、本実施例において信号処理部３０が不揮発性メモリに記憶する閾値補正テーブルの構成を表す説明図である。

本実施例では、閾値補正テーブルがこのような構成になっていることから、受信電力閾値補正処理では、図１０（ｂ）に示す手順により、Ｓ２４０で用いる閾値Ｐ_thを設定する。尚、図１０（ｂ）は、本実施例において信号処理部３０が実行する受信電力閾値補正処理を表すフローチャートである。

即ち、Ｓ２１５にて受信電力閾値補正処理を開始すると、信号処理部３０は、先立って設定された検査対象方位θ₁，…，θ_nの組合せΘ＝｛θ₁，…，θ_n｝に合致するレコードを、信号処理部３０が内蔵する不揮発性メモリに記憶された閾値補正テーブルを対象に検索し、当該レコードが示す上記組合せΘに対応する適値ＴＤを、閾値補正テーブルから読み出す（Ｓ６１０）。

そして、上記読み出した適値ＴＤを、閾値Ｐ_thに設定する（Ｓ６２０）。本実施例では、このようにして受信電力閾値補正処理を実行し、この処理を終了した後には、上記設定した閾値Ｐ_thを用いて、Ｓ２４０の処理を行う。

続いて、本実施例においてテーブル作成装置１００が実行する閾値補正テーブル作成処理の内容について、図１１を用いて説明する。図１１は、本実施例においてテーブル作成装置１００が実行する閾値補正テーブル作成処理を表すフローチャートである。

閾値補正テーブル作成処理を開始すると、テーブル作成装置１００は、予めユーザから提供され記憶している閾値補正テーブルの初期データを読み出す（Ｓ７１０）。
ここでいう閾値補正テーブルの初期データとは、方位の組合せΘの情報及び適値ＴＤの情報を有するレコードの一群からなる閾値補正テーブルの内、適値ＴＤの情報が空欄で、方位の組合せΘの情報のみが登録された未完成の閾値補正テーブルのことである。

閾値補正テーブルの初期データを構成する各レコードが示す方位の組合せΘ＝｛θ₁，…，θ_n｝は、（ｎ−α）個の方位の組合せΘ_p＝｛θ₁，…，θ_n-α]を示す前半部分、α個の方位の組合せΘ_s＝｛θ_n-(α-1)，…，θ_n]を示す後半部分からなり、後半部分は、方位の組合せΘ_pが得られるときに、非所望ピークが生じる方位の組合せΘ_sを表す。

Ｓ７１０で、このような構成の閾値補正テーブルの初期データを取得した後には、閾値補正テーブルの先頭レコードを、処理対象レコードに選択する（Ｓ７２０）。そして、処理対象レコードが示す方位の組合せΘ＝｛θ₁，…，θ_n｝に対応する行列Ｂを生成する（Ｓ７３０）。

また、行列Ｂの生成後には、当該行列Ｂを用いて、処理対象レコードが示す方位の組合せΘ＝｛θ₁，…，θ_n｝が得られる環境において生じる各非所望ピークが採りえる受信電力Ｐ_n-(α-1)，…，Ｐ_nの確率密度分布を、シミュレーションにより求める（Ｓ７４０）。

ここで、シミュレーションによる確率密度分布の導出方法を例示する。シミュレーションによる受信電力Ｐの確率密度分布の導出は、組合せΘ_pに対応する各方位θ₁，…，θ_n-αからの到来波を受信アンテナ１９が受信したときの受信ベクトルＸ（ｉ）

を、ｓ_mを固定値とし、Ｎ（ｉ）を、ホワイトガウシアンノイズに対応するＫ次元複素ベクトル（乱数）として、シミュレーションにより擬似的に生成し、この受信ベクトルＸ（ｉ）を用いて、式（２）に従い自己相関行列Ｒｘｘを生成し、当該自己相関行列Ｒｘｘを用いて、次式

に従う行列Ｄを算出することにより行うことができる。但し、式（２６）に示すΣは、Ｎ（ｉ）・Ｎ^H（ｉ）の平均Ｅ［Ｎ（ｉ）・Ｎ^H（ｉ）］である。

行列Ｄの第ｍ対角成分は、方位θ_mの受信電力Ｐ_mに対応する（但し、ｍ＝１，…，Ｍ＋α）。

従って、シミュレーションにより擬似的に生成した各受信ベクトルでの受信電力Ｐ_n-(α-1)，…，Ｐ_nを求めることにより、組合せΘ_sに対応する各方位θ_n-(α-1)，…，θ_nに生じる非所望ピークに対応する受信電力Ｐ_n-(α-1)，…，Ｐ_nの確率密度分布を求めることができる。

また、上記各確率密度分布を算出し終えると、テーブル作成装置１００は、Ｓ７５０に移行し、算出した各方位θ_n-(α-1)，…，θ_nに対応する受信電力Ｐ_n-(α-1)，…，Ｐ_nの確率密度分布から、各方位θ_n-(α-1)，…，θ_nにおいて、受信電力が閾値Ｐ_th以上となる確率が、予め定められた規定値未満となる閾値Ｐ_thの最小値Ｐ^* _n-(α-1)，…，Ｐ^* _nを、第一実施例と同様の手法で特定し、特定した各方位の最小値Ｐ^* _n-(α-1)，…，Ｐ^* _nの内、値が最も高いものを、処理対象レコードの方位の組合せΘに対応する閾値Ｐ_thの適値ＴＤに選択する（Ｓ７６０）。

そして、Ｓ７６０での処理を終えると、Ｓ７１０で読み出した閾値補正テーブルの初期データを編集し、処理対象レコードにおける閾値Ｐ_thの適値ＴＤの欄に、Ｓ７６０で選択した適値ＴＤを書き込むことにより、処理対象レコードを完成させる（Ｓ７７０）。

また、閾値補正テーブルの初期データに登録された全レコードに対して適値ＴＤを書き込んで閾値補正テーブルが完成していない場合には（Ｓ７８０でＮｏ）、現在処理対象レコードに設定されているレコードの次のレコードを、処理対象レコードに設定して（Ｓ７８５）、Ｓ７３０に移行し、当該処理対象レコードについて後続の処理を実行する。

そして、閾値補正テーブルの初期データに登録された全レコードに対して適値ＴＤを書き込んで、閾値補正テーブルが完成した場合には（Ｓ７８０でＹｅｓ）、Ｓ７９０に移行し、完成した閾値補正テーブルを、第一実施例と同様に、出力する。その後、当該閾値補正テーブル作成処理を終了する。

以上、第二実施例のレーダ装置１について説明したが、第二実施例のレーダ装置１についても、第一実施例と同様の効果を得ることができる。

続いて、第三実施例について説明する。但し、第三実施例のレーダ装置１及びテーブル作成装置１００は、「レーダ装置１の信号処理部３０が不揮発性メモリに評価値テーブルを備えて、当該評価値テーブルを用いて相関判定処理を実行する構成にされていること」、及び、「評価値テーブルを作成するために、テーブル作成装置１００が、評価値テーブル作成処理を実行可能に構成されていること」を除けば、第一又は第二実施例と、基本的に同一構成である。従って、以下では、これらの実施例と同一構成についての説明を適宜省略する。

初めに、信号処理部３０が不揮発性メモリに記憶する評価値テーブルの構成を説明する。図１２（ａ）は、上記評価値テーブルの構成を表す説明図である。
図１２（ａ）に示すように、本実施例の評価値テーブルは、検査対象方位の組合せとして採りえる方位の組合せΘ＝｛θ₁，…，θ_n｝の内、ＭＵＳＩＣスペクトルでのピーク値が最大の方位から到来波数Ｍ分の方位の組合せとして採りえる方位の組合せΘ_T＝｛θ₁，…，θ_M｝と、当該組合せΘ_Tと共に検査対象方位に設定される可能性のある方位θ_spと、の組合せΘ_D＝｛Θ_T，θ_sp]毎に、当該組合せΘ_Tに対応する各方位θ₁，…，θ_Mのステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に対するステアリングベクトルａ（θ_sp）の一次独立性についての評価値Ｒ（θ_sp）の情報を備え、組合せΘ_D＝｛Θ_T，θ_sp]と評価値Ｒ（θ_sp）とからなるレコードの一群から構成されている。

一方、信号処理部３０は、相関判定処理の実行時に、この評価値テーブルを参照して、検査対象方位に設定された各方位θ₁，…，θ_nに対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_n）間の相関の高さを判定する。図１２（ｂ）は、信号処理部３０がＳ１８０で実行する相関判定処理を表すフローチャートである。

図１２（ｂ）に示す相関判定処理を開始すると、信号処理部３０は、まず、検査対象方位に設定された方位の組合せΘ＝｛θ₁，…，θ_n｝の内、ＭＵＳＩＣスペクトルでのピーク値が最大の方位から推定された到来波数Ｍ分の方位を抽出して、当該到来波数Ｍ分の方位の組合せΘ_T＝｛θ₁，…，θ_M｝を特定する（Ｓ８１０）。

更に、残りのα個の各方位θ_M+1，…，θ_M+αの夫々と組合せΘ_Tとを組み合わせて、検索対象の組合せとして、計α個の組合せ｛Θ_T，θ_M+1｝，…，｛Θ_T，θ_M+α｝を設定する（Ｓ８２０）。

その後、信号処理部３０は、内蔵の不揮発性メモリに記憶された上記評価値テーブルを参照し、評価値テーブルから、各組合せ｛Θ_T，θ_M+1｝，…，｛Θ_T，θ_M+α｝に関連付けられた評価値Ｒ（θ_M+i）（但し、ｉ＝１，…，α）の情報を読み出す（Ｓ８３０）。

そして、読み出した計α個の評価値Ｒ（θ_M+1），…，Ｒ（θ_M+α）の全てが閾値Ｒ_th以下である場合には（Ｓ８４０でＮｏ）、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_n）間の相関が低いと判定し（Ｓ８５０）、評価値Ｒ（θ_M+1），…，Ｒ（θ_M+α）の少なくとも一つが、予め定められた閾値Ｒ_thより大きい場合には（Ｓ８４０でＹｅｓ）、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_n）間の相関が高いと判定する（Ｓ８６０）。その後、当該相関判定処理を終了する。

続いて、テーブル作成装置１００が実行する評価値テーブル作成処理について、図１３を用いて説明する。図１３は、テーブル作成装置１００が実行する評価値テーブル作成処理を表すフローチャートである。

評価値テーブル作成処理を開始すると、テーブル作成装置１００は、検査対象方位の組合せとして採りえる方位の組合せΘ＝｛θ₁，…，θ_n｝の内、ＭＵＳＩＣスペクトルでのピーク値が最大の方位から到来波数Ｍ分の方位の組合せとして採りえる方位の組合せΘ_T＝｛θ₁，…，θ_M｝の一つを、処理対象の組合せΘ_Tに設定する（Ｓ９１０）。

また、この処理を終えると、テーブル作成装置１００は、処理対象の組合せΘ_Tに対応する各方位θ₁，…，θ_Mのステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に基づき、方向行列Ａを、式（１６）に従って生成する（Ｓ９２０）。

その後、Ｓ９２０で求めた方向行列Ａを用いて、当該方向行列Ａの要素である各ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）が張る空間Ｃに直交する空間への射影行列Ｐ_CRを、式（１７）に従って算出する（Ｓ９３０）。

また、処理対象の組合せΘ_Tと共に検査対象方位に設定される可能性のある各方位θ_spについての評価値Ｒ（θ_sp）を、次式（２８）に従って算出する（Ｓ９４０）。

また、Ｓ９４０の実行後には、Ｓ９４０で算出した評価値Ｒ（θ_sp）毎に、当該評価値Ｒ（θ_sp）に対応する組合せΘ_D＝｛Θ_T，θ_sp]及び評価値Ｒ（θ_sp）の情報からなるレコードを、評価値テーブルに登録する（Ｓ９５０）。尚、評価値テーブルは、評価値テーブル作成処理の実行開始時に、空のテーブル（ファイル）として生成される。

そして、Ｓ９５０での処理を終えると、テーブル作成装置１００は、採りえる方位の組合せΘ_Tの全てを処理対象の組合せに設定して、上述の処理を実行したか否かを判断し（Ｓ９６０）、実行していないと判断した場合には（Ｓ９６０でＮｏ）、未処理の組合せΘ_Tの一つを処理対象の組合せΘ_Tに設定して（Ｓ９７０）、Ｓ９２０に移行し、後続の処理を実行する。

そして、全ての組合せΘ_Tに関して、上述の処理を実行したと判断すると（Ｓ９６０でＹｅｓ）、Ｓ９８０に移行し、完成した評価値テーブルを、第一実施例の閾値補正テーブル作成処理と同様に、出力する。

以上、第三実施例について説明したが、第三実施例においては、評価値を、演算で求めることなく評価値テーブルから読み出して特定するので、相関判定処理でのマイクロコンピュータによる処理負荷を低減でき、安価なマイクロコンピュータを用いてレーダ装置１を構成することができる。

ところで、評価値テーブルは、評価値Ｒ（θ_sp）が閾値Ｒ_thより高い組合せΘ_D＝｛Θ_T，θ_sp]に対応するレコードのみからなる構成にされてもよい。このように評価値テーブルを構成する場合には、Ｓ８２０で検索対象に設定した組合せの内、当該組合せに対応するレコードが評価値テーブルに存在しないものについては、評価値Ｒ（θ_sp）が閾値Ｒ_th以下であると取り扱って、Ｓ８４０での判断を行えばよい。

同様に、評価値テーブルは、評価値Ｒ（θ_sp）が閾値Ｒ_th以下の組合せΘ_D＝｛Θ_T，θ_sp]に対応するレコードのみからなる構成にされてもよい。このように評価値テーブルを構成する場合には、Ｓ８２０で検索対象に設定した組合せの内、当該組合せに対応するレコードが評価値テーブルに存在しないものについては、評価値Ｒ（θ_sp）が閾値Ｒ_thより高いと取り扱って、Ｓ８４０での判断を行えばよい。

続いて、第四実施例について説明する。但し、第四実施例は、信号処理部３０が実行する相関判定処理の一部が、第一又は第二実施例と異なる程度であり、他の構成は、第一実施例又は第二実施例と同様であるので、以下では、これらの実施例と同一構成についての説明を適宜省略する。

図１４は、信号処理部３０が実行する本実施例の相関判定処理を表すフローチャートである。当該フローチャートにおいて、図７に示す第一実施例の相関判定処理と同様の処理となるステップには、ステップ番号として、図７と同一の番号を付す。

図１４に示すように本実施例においては、第一実施例とは異なり、Ｓ３２０の処理に代えて、Ｓ３２５の処理を実行し、Ｓ３４０の処理に代えて、Ｓ３４５の処理を実行する。具体的に、Ｓ３２５では、Ｓ３１０で求めた方向行列Ａを用いて、当該方向行列Ａの要素である各ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）が張る空間Ｃ（超平面）への射影行列Ｐ_Cを、次式（２９）に従って算出する。

そして、Ｓ３４５では、検査対象方位θ_M+iについての評価値Ｒ_iを、次式（３０）に従って、算出する。

尚、式（３０）で算出される評価値Ｒ_iは、式（１８）で算出される評価値Ｒ_iと同様、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に対するステアリングベクトルａ（θ_M+i）の一次独立性を評価した値である。

ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に対するステアリングベクトルａ（θ_M+i）の一次独立性が高ければ、ノルム||Ｐ_C・ａ（θ_M+i）||の二乗は、ゼロに近い値を採る。一方、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に対するステアリングベクトルａ（θ_M+i）の一次独立性が低ければ、ノルム||Ｐ_C・ａ（θ_M+i）||の二乗は、大きい値を採る。このように、式（３０）で算出されるＲ_iは、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に対するステアリングベクトルａ（θ_M+i）の一次独立性が高い程、小さい値を採る。従って、評価値Ｒ_iは、一次独立性についての評価値になりえる。

以上、第四実施例について説明したが、第四実施例の手法で評価値Ｒ_iを算出しても、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_n）間の相関高さを高精度に判定することができ、結果として、第一実施例と同様の効果を得ることができる。

続いて、第五実施例について説明する。但し、第五実施例は、信号処理部３０が実行する相関判定処理の内容が、第一又は第二実施例と異なる程度であり、他の構成は、第一又は第二実施例と同様であるので、以下では、これらの実施例と同一構成についての説明を適宜省略する。

図１５（ａ）は、信号処理部３０が実行する本実施例の相関判定処理を表すフローチャートである。図１５（ａ）に示す相関判定処理を開始すると、信号処理部３０は、まずＳ１０１０にて、変数ｉを値αに設定する（ｉ←α）。

その後、Ｓ１０２０に移行し、検査対象方位θ₁，…，θ_n=M+αであって、ＭＵＳＩＣスペクトルでのピーク値が最大の方位から先立って推定された到来波数Ｍと同数の方位θ₁，…，θ_Mの夫々に対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）と、残りのα個の検査対象方位θ_M+1，…，θ_M+αの内の一つであって、変数ｉに対応する方位θ_M+iのステアリングベクトルａ（θ_M+i）と、に基づき、次式（３１）に従う行列Ｚ_iを算出する。

また、この処理を終えると、信号処理部３０は、Ｓ１０３０に移行し、次式（３２）に従う行列Ｗ_iを算出する。

そして、行列Ｗ_iの算出後には、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に対するステアリングベクトルａ（θ_M+i）の一次独立性についての評価値Ｒ_iとして、行列Ｗ_iの行列式の絶対値を算出する（Ｓ１０４０）。

尚、行列Ｗ_iの行列式は、行列Ｗ_iを構成するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M），ａ（θ_M+i）間の一次従属性が高くなる程、値ゼロに近づく。

このため、Ｓ１０４０における評価値Ｒ_iの算出後には、上記算出した評価値Ｒ_iが、設計段階で定められた閾値Ｒ_th以下であるか否かを判断する（Ｓ１０５０）。そして、評価値Ｒ_iが閾値Ｒ_th以下である（Ｒ_i≦Ｒ_thである）と判断した場合には（Ｓ１０５０でＹｅｓ）、Ｓ１０９０に移行し、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_n）間の相関が「高い」と判定する。その後、当該相関判定処理を終了する。

一方、評価値Ｒ_iが閾値Ｒ_thより大きいと判断した場合（Ｓ１０５０でＮｏ）、信号処理部３０は、上記相関の判定を保留して、Ｓ１０６０に移行し、変数ｉを１小さい値に設定する（ｉ←ｉ−１）。そして、変数ｉ＝０でない場合には（Ｓ１０７０でＮｏ）、Ｓ１０２０に移行し、更新後の変数ｉの値を用いて、当該変数ｉに対応する検査対象方位θ_M+iについての評価値Ｒ_iを算出し、評価値Ｒ_iが閾値Ｒ_th以下であるか否かを判断する（Ｓ１０２０〜Ｓ１０５０）。

一方、変数ｉ＝０となった場合には（Ｓ１０７０でＹｅｓ）、上記相関が「低い」と判定し（Ｓ１０８０）、当該相関判定処理を終了する。
このようにして、本実施例の相関判定処理では、評価値Ｒ_iの少なくとも一つが、予め定められた閾値Ｒ_th以下である場合、上記相関が高いと判定し、評価値Ｒ_iの全てが閾値Ｒ_thより大きい場合には、相関が低いと判定する。

以上、第五実施例について説明したが、本実施例の手法により、一次独立性を評価し、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_n）間の相関の高さを判定する場合でも、第一実施例等と同様に、適切に相関の高さを判定して、非所望ピークの有無に応じ、適切に電力推定対象数Ｍ’を切り替えることができる。

また、本実施例では、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に対するステアリングベクトルａ（θ_M+i）の一次独立性についての評価値Ｒ_iとして、行列Ｗ_iの行列式の絶対値を算出するようにしたが、行列Ｗ_iの条件数κ（Ｗ_i）を、評価値Ｒ_iとして、算出することもできる。

行列Ｗ_iの条件数κ（Ｗ_i）は、行列Ｗ_iを構成するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M），ａ（θ_M+i）間の一次従属性が高くなる程、大きい値を採る。従って、行列Ｗ_iの条件数κ（Ｗ_i）を算出しても、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_n）間の相関の高さを適切に判定することができるのである。

図１５（ｂ）は、評価値Ｒ_iとして、行列Ｗ_iの条件数κ（Ｗ_i）を算出する変形例の相関判定処理の一部を抜粋して表したフローチャートである。
図１５（ｂ）に示す変形例の相関判定処理は、Ｓ１０４０の処理に代えて、Ｓ１０４５の処理を実行し、Ｓ１０５０の処理に代えて、Ｓ１０５５の処理を実行する構成にされ、その他は、基本的に、図１５（ａ）に示す相関判定処理と同一構成にされている。従って、以下では、変形例の相関判定処理として、Ｓ１０４５及びＳ１０５５で実行される処理の内容を選択的に説明する。

変形例では、Ｓ１０４５において、上述したように、行列Ｗ_iの条件数κ（Ｗ_i）を、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に対するステアリングベクトルａ（θ_M+i）の一次独立性についての評価値Ｒ_iとして算出する。

また、Ｓ１０４５における評価値Ｒ_iの算出後には、上記算出した評価値Ｒ_iが、設計段階で定められた閾値Ｒ_thより大きいか否かを判断する（Ｓ１０５５）。そして、評価値Ｒ_iが閾値Ｒ_thより大きい（Ｒ_i＞Ｒ_thである）と判断すると（Ｓ１０５５でＹｅｓ）、Ｓ１０９０に移行し、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_n）間の相関が「高い」と判定する。その後、当該相関判定処理を終了する。一方、評価値Ｒ_iが閾値Ｒ_th以下であると判断した場合（Ｓ１０５５でＮｏ）、Ｓ１０６０に移行する。

このようにして、変形例では、評価値Ｒ_iの少なくとも一つが、予め定められた閾値Ｒ_thより大きい場合には、相関が高いと判定し、評価値Ｒ_iの全てが閾値Ｒ_th以下である場合には、相関が低いと判定する。

続いて、第六実施例について説明する。但し、第六実施例は、信号処理部３０が実行する相関判定処理の内容が、第一又は第二実施例と異なる程度であり、他の構成は、第一又は第二実施例と同様であるので、以下では、これらの実施例と同一構成についての説明を適宜省略する。

図１６（ａ）は、信号処理部３０が実行する本実施例の相関判定処理を表すフローチャートである。図１６（ａ）に示す相関判定処理を開始すると、信号処理部３０は、まず、先立って設定された検査対象方位θ₁，…，θ_n=M+αであって、ＭＵＳＩＣスペクトルでのピーク値が最大の方位から先立って推定された到来波数Ｍと同数の方位θ₁，…，θ_Mの夫々に対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）と、残りのα個の検査対象方位θ_M+1，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ_M+1），…，ａ（θ_M+α）と、に基づき、次式（３５）に従う行列Ｚを算出する（Ｓ１１１０）。

また、この処理を終えると、信号処理部３０は、次式（３６）に従う行列Ｗを算出する（Ｓ１１２０）。

そして、行列Ｗの算出後には、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_n）間の一次独立性についての評価値Ｒとして、行列Ｗの行列式の絶対値を算出する（Ｓ１１３０）。

また、評価値Ｒの算出後には、上記算出した評価値Ｒが、設計段階で定められた閾値Ｒ_th以下であるか否かを判断する（Ｓ１１４０）。そして、評価値Ｒが閾値Ｒ_th以下である（Ｒ≦Ｒ_thである）と判断した場合には（Ｓ１１４０でＹｅｓ）、Ｓ１１６０に移行し、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_n）間の相関が「高い」と判定する。その後、当該相関判定処理を終了する。

一方、評価値Ｒが閾値Ｒ_thより大きいと判断した場合には（Ｓ１１４０でＮｏ）、Ｓ１１５０に移行し、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_n）間の相関が「低い」と判定する。その後、当該相関判定処理を終了する。

このような手法によって相関の判定を行うレーダ装置１においても、第五実施例と同様の原理により適切に相関の高さを判定することができ、結果として、非所望ピークの有無に応じ、適切に電力推定対象数Ｍ’を切り替えることができて、非所望ピークの影響を抑え、高精度に、物標方位を推定することができる。

ところで、信号処理部３０は、第五実施例と同様、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_n）間の一次独立性についての評価値Ｒとして、行列Ｗの行列式の絶対値ではなく、行列Ｗの条件数κ（Ｗ）を算出する構成にされてもよい。図１６（ｂ）は、評価値Ｒとして、行列Ｗの条件数κ（Ｗ）を算出する変形例の相関判定処理の一部を抜粋して表したフローチャートである。

図１６（ｂ）に示すように、変形例の相関判定処理は、Ｓ１１３０の処理に代えて、Ｓ１１３５の処理を実行し、Ｓ１１４０の処理に代えて、Ｓ１１４５の処理を実行する構成にされている他は、基本的に、図１６（ａ）に示す相関判定処理と同一構成である。従って、以下では、変形例の相関判定処理として、Ｓ１１３５及びＳ１１４５で実行される処理の内容を選択的にする。

変形例では、Ｓ１１３５において、上述したように、行列Ｗの条件数κ（Ｗ）を、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_n）間の一次独立性についての評価値Ｒとして算出する。

また、Ｓ１１３５における評価値Ｒの算出後には、上記算出した評価値Ｒが、設計段階で定められた閾値Ｒ_thより大きいか否かを判断する（Ｓ１１４５）。そして、評価値Ｒが閾値Ｒ_thより大きい（Ｒ＞Ｒ_thである）と判断した場合には（Ｓ１１４５でＹｅｓ）、Ｓ１１６０に移行し、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_n）間の相関が「高い」と判定する。その後、当該相関判定処理を終了する。

一方、評価値Ｒが閾値Ｒ_th以下であると判断した場合（Ｓ１１４５でＮｏ）、Ｓ１１５０に移行し、ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_n）間の相関が「低い」と判定する。

このような手法によって相関の判定を行うレーダ装置１においても、第五実施例と同様、適切に相関の高さを判定することができるので、結果として、非所望ピークの有無に応じ、適切に電力推定対象数Ｍ’を切り替えることができて、非所望ピークの影響を抑え、高精度に、物標方位を推定することができる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の相関行列生成手段は、信号処理部３０が実行するＳ１１０の処理にて実現され、相関行列解析手段は、Ｓ１２０の処理にて実現されている。また、推定抽出手段は、Ｓ１３０及びＳ１５０の処理にて実現され、スペクトル算出手段は、Ｓ１６０の処理にて実現されている。

この他、検査対象設定手段は、Ｓ１４０及びＳ１７０の処理にて実現され、判定手段は、Ｓ１８０の処理にて実現されている。また、推定対象設定手段は、Ｓ１９０，Ｓ２００，Ｓ２１０，Ｓ２２０の処理にて実現され、電力推定手段は、Ｓ２３０の処理にて実現されている。

そして、推定結果出力手段は、Ｓ２４０の処理にて実現され、本発明の閾値切替手段は、信号処理部３０が実行するＳ２０５，Ｓ２１５の処理にて実現されている。
尚、上述の実施例において、値αの具体例について説明しなかったが、非所望ピークは数多く生じるものでもないため、例えば、α＝１やα＝２等に設定することができる。

レーダ装置１の構成を表すブロック図である。 レーダ装置１が備える受信アンテナ１９の構成を表した説明図である。 レーダ波の送信信号Ｓｓ及び受信信号Ｓｒを示したグラフ（上段）及びビート信号ＢＴを示したグラフ（下段）である。 物標方位とＭＵＳＩＣスペクトルとの対応関係を示した説明図である。 信号処理部３０が実行する物標方位推定処理を表すフローチャートである。 信号処理部３０が実行する物標方位推定処理を表すフローチャートである。 信号処理部３０が実行する相関判定処理を表すフローチャートである。 信号処理部３０が実行する受信電力閾値補正処理に関する説明図である。 テーブル作成装置１００が実行する閾値補正テーブル作成処理に関する説明図である。 第二実施例の受信電力閾値補正処理に関する説明図である。 第二実施例の閾値補正テーブル作成処理を表すフローチャートである。 第三実施例の相関判定処理に関する説明図である。 テーブル作成装置１００が実行する評価値テーブル作成処理を表すフローチャートである。 第四実施例の相関判定処理を表すフローチャートである。 第五実施例の相関判定処理（ａ）及び変形例の相関判定処理（ｂ）を表すフローチャートである。 第六実施例の相関判定処理（ａ）及び変形例の相関判定処理（ｂ）を表すフローチャートである。 ＭＵＳＩＣスペクトルに非所望ピークが混じっている場合及びそうでない場合の受信電力のパターンを例示した説明図である。

符号の説明

１…レーダ装置、１１…発振器、１３，２３…増幅器、１５…分配器、１７…送信アンテナ、１９…受信アンテナ、２１…受信スイッチ、２５…ミキサ、２７…フィルタ、２９…Ａ／Ｄ変換器、３０…信号処理部、４０…車間制御ＥＣＵ、１００…テーブル作成装置

Claims (17)

1. 送信アンテナを通じてレーダ波を送信し、前記送信したレーダ波の反射波をアレーアンテナで受信して、前記アレーアンテナを構成する各アンテナ素子の受信信号に基づき、前記アレーアンテナが受信した反射波の発生元である物標の方位θを推定するレーダ装置であって、
   前記アレーアンテナは、前記各アンテナ素子が不等間隔に配列された構成にされ、
   当該レーダ装置は、
   前記各アンテナ素子の受信信号に基づき、当該受信信号についての自己相関行列を生成する相関行列生成手段と、
   前記相関行列生成手段により生成された自己相関行列の固有値を算出する相関行列解析手段と、
   前記相関行列解析手段により算出された固有値群に基づき、前記アレーアンテナへの到来波数Ｍを推定すると共に、前記固有値群に対応する固有ベクトル群の中から、雑音成分に対応する固有ベクトル群を抽出する推定抽出手段と、
   前記推定抽出手段にて抽出された雑音成分に対応する固有ベクトル群に基づき、ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）を算出するスペクトル算出手段と、
   前記スペクトル算出手段にて算出された前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）から、前記推定抽出手段にて推定された前記到来波数Ｍよりも、予め定められた量α、多い個数（Ｍ＋α）のピークＧ₁，…，Ｇ_M+αを抽出し、各ピークＧ₁，…，Ｇ_M+αに対応する方位θ₁，…，θ_M+αを、検査対象の方位に設定する検査対象設定手段と、
   前記検査対象設定手段にて設定された検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の相関の高さを、判定する判定手段と、
   前記判定手段により判定された前記相関の高さに基づき、前記検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αの中から、電力推定対象に設定する方位を選択して、当該選択した方位を前記電力推定対象に設定する推定対象設定手段と、
   前記推定対象設定手段にて設定された電力推定対象の各方位からの受信電力を、推定する電力推定手段と、
   前記電力推定手段にて推定された受信電力の推定値Ｐに基づき、前記電力推定対象の各方位の内、受信電力の推定値Ｐが予め設定された閾値Ｐ_th以上の方位を、前記物標の方位であると推定し、当該閾値Ｐ_th以上の各方位の情報を出力する推定結果出力手段と、
   を備え、
   前記判定手段の判定に用いられる前記ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の相関は、前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）において、雑音により生じるピーク以外、且つ、前記レーダ波の反射波が到来してきたことにより生じるピーク以外のピークである非所望ピークが発生する場合に高く、前記非所望ピークが発生しない場合に低くなるものであり、
   前記判定手段は、前記検査対象設定手段により設定された検査対象の各方位θ ₁ ，…，θ _M+α に対応するステアリングベクトルａ（θ ₁ ），…，ａ（θ _M+α ）間の一次独立性を指標に、前記相関の高さを、高低の二段階で判定するものであり、前記一次独立性が基準より低い場合には、前記相関が高いと判定し、前記一次独立性が前記基準より高い場合には、前記相関が低いと判定し、
   前記推定対象設定手段は、前記判定手段により前記相関が低いと判定された場合、前記検査対象の各方位θ ₁ ，…，θ _M+α の内、前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ _MU （θ）でのピーク値が最大の方位から、ピーク値の大きい順に、前記推定抽出手段により推定された前記到来波数Ｍと同数の方位を選択し、選択した各方位を、前記電力推定対象に設定し、前記判定手段により前記相関が高いと判定された場合には、前記検査対象の方位θ ₁ ，…，θ _M+α の全てを、前記電力推定対象に設定すること
   を特徴とするレーダ装置。
2. 前記判定手段は、
   前記検査対象設定手段により前記検査対象として設定される方位の組合せ毎に、当該組合せに対応する各ステアリングベクトルａ（θ）間の一次独立性の高低を示す情報を有する判定用データ
   を備え、当該判定用データが有する、前記検査対象設定手段により設定された検査対象の方位の組合せに対応する前記高低を表す情報に基づき、この情報が示す一次独立性が基準より低い場合には、前記相関が高いと判定し、前記一次独立性が前記基準より高い場合には、前記相関が低いと判定する構成にされていることを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
3. 前記判定手段は、
   所定基準より一次独立性が高い又は低いステアリングベクトルａ（θ）の組合せを表す判定用データ
   を備え、当該判定用データから、前記検査対象設定手段により設定された検査対象の方位の組合せが前記所定基準より一次独立性が低い組合せとして特定される場合には、前記相関が高いと判定し、前記検査対象設定手段により設定された検査対象の方位の組合せが前記所定基準より一次独立性が高い組合せとして特定される場合には前記相関が低いと判定する構成にされていることを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
4. 前記判定手段は、
   前記検査対象の方位θ₁，…，θ_M+αであって、前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）でのピーク値が最大の方位から前記推定された到来波数Ｍと同数の方位θ₁，…，θ_Mの夫々に対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）が張る空間Ｃへの射影行列Ｐ_Cによって定義されるノルム||Ｐ_C・ａ（θ_M+i）||（但し、i＝１，…，α）、又は、当該空間Ｃに直交する空間Ｃ_Rへの射影行列Ｐ_CRによって定義されるノルム||Ｐ_CR・ａ（θ_M+i）||（但し、i＝１，…，α）を用いて、前記ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に対するステアリングベクトルａ（θ_M+i）の一次独立性についての評価値Ｒ_i（但し、i＝１，…，α）として、
   次式
   

   

   
   又は、次式
   

   

   
   に従う評価値Ｒ_iを求め、
   計α個の前記評価値Ｒ_iの少なくとも一つが、予め定められた閾値Ｒ_thより大きい場合には、前記相関が高いと判定し、前記評価値Ｒ_iの全てが前記閾値Ｒ_th以下である場合には、前記相関が低いと判定する構成にされていること
   を特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
5. 前記判定手段は、
   前記検査対象の方位θ₁，…，θ_M+αであって、前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）でのピーク値が最大の方位から前記到来波数Ｍと同数の方位θ₁，…，θ_Mの夫々に対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）と、
   残りのα個の前記検査対象の各方位θ_M+1，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ_M+1），…，ａ（θ_M+α）と、
   によって定義される行列Ｗ_i（但し、i＝１，…，α）
   

   

   
   の行列式ｄｅｔ（Ｗ_i）の絶対値｜ｄｅｔ（Ｗ_i）｜を、前記ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に対するステアリングベクトルａ（θ_M+i）の一次独立性についての評価値Ｒ_iとして求め、
   計α個の前記評価値Ｒ₁，…，Ｒ_αの少なくとも一つが、予め定められた閾値Ｒ_th以下である場合には、前記相関が高いと判定し、前記評価値Ｒ₁，…，Ｒ_αの全てが前記閾値Ｒ_thより大きい場合には、前記相関が低いと判定する構成にされていること
   を特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
6. 前記判定手段は、
   前記検査対象の方位θ₁，…，θ_M+αであって、前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）でのピーク値が最大の方位から前記到来波数Ｍと同数の方位θ₁，…，θ_Mの夫々に対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）と、
   残りのα個の前記検査対象の各方位θ_M+1，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ_M+1），…，ａ（θ_M+α）と、
   によって定義される行列Ｗ
   

   

   
   の行列式ｄｅｔ（Ｗ）の絶対値｜ｄｅｔ（Ｗ）｜を、前記ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の一次独立性についての評価値Ｒとして求め、
   前記評価値Ｒが予め定められた閾値Ｒ_th以下である場合には、前記相関が高いと判定し、前記評価値Ｒが前記閾値Ｒ_thより大きい場合には、前記相関が低いと判定する構成にされていること
   を特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
7. 前記判定手段は、
   前記検査対象の方位θ₁，…，θ_M+αであって、前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）でのピーク値が最大の方位から前記到来波数Ｍと同数の方位θ₁，…，θ_Mの夫々に対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）と、
   残りのα個の前記検査対象の各方位θ_M+1，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ_M+1），…，ａ（θ_M+α）と、
   によって定義される行列Ｗ_i（但し、i＝１，…，α）
   

   

   
   の条件数κ（Ｗ_i）を、前記ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に対するステアリングベクトルａ（θ_M+i）の一次独立性についての評価値Ｒ_iとして求め、
   計α個の前記評価値Ｒ₁，…，Ｒ_αの少なくとも一つが、予め定められた閾値Ｒ_thより大きい場合には、前記相関が高いと判定し、前記評価値Ｒ₁，…，Ｒ_αの全てが、前記閾値Ｒ_th以下である場合には、前記相関が低いと判定する構成にされていること
   を特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
8. 前記判定手段は、
   前記検査対象の方位θ₁，…，θ_M+αであって、前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）でのピーク値が最大の方位から前記到来波数Ｍと同数の方位θ₁，…，θ_Mの夫々に対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）と、
   残りのα個の前記検査対象の各方位θ_M+1，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ_M+1），…，ａ（θ_M+α）と、
   によって定義される行列Ｗ
   

   

   
   の条件数κ（Ｗ）を、前記ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の一次独立性についての評価値Ｒとして求め、
   前記評価値Ｒが予め定められた閾値Ｒ_thより大きい場合には、前記相関が高いと判定し、前記評価値Ｒが前記閾値Ｒ_th以下である場合には、前記相関が低いと判定する構成にされていること
   を特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
9. 送信アンテナを通じてレーダ波を送信し、前記送信したレーダ波の反射波をアレーアンテナで受信して、前記アレーアンテナを構成する各アンテナ素子の受信信号に基づき、前記アレーアンテナが受信した反射波の発生元である物標の方位θを推定するレーダ装置であって、
   前記アレーアンテナは、前記各アンテナ素子が不等間隔に配列された構成にされ、
   当該レーダ装置は、
   前記各アンテナ素子の受信信号に基づき、当該受信信号についての自己相関行列を生成する相関行列生成手段と、
   前記相関行列生成手段により生成された自己相関行列の固有値を算出する相関行列解析手段と、
   前記相関行列解析手段により算出された固有値群に基づき、前記アレーアンテナへの到来波数Ｍを推定すると共に、前記固有値群に対応する固有ベクトル群の中から、雑音成分に対応する固有ベクトル群を抽出する推定抽出手段と、
   前記推定抽出手段にて抽出された雑音成分に対応する固有ベクトル群に基づき、ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）を算出するスペクトル算出手段と、
   前記スペクトル算出手段にて算出された前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）から、前記推定抽出手段にて推定された前記到来波数Ｍよりも、予め定められた量α、多い個数（Ｍ＋α）のピークＧ₁，…，Ｇ_M+αを抽出し、各ピークＧ₁，…，Ｇ_M+αに対応する方位θ₁，…，θ_M+αを、検査対象の方位に設定する検査対象設定手段と、
   前記検査対象設定手段にて設定された検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の相関の高さを、前記検査対象設定手段により設定された検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の一次独立性を評価して、高低の二段階で判定する判定手段と、
   前記検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αの中から、電力推定対象に設定する方位を選択して、当該選択した方位を前記電力推定対象に設定する手段であって、前記判定手段により前記相関が低いと判定された場合には、前記検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αの内、前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）でのピーク値が最大の方位から、ピーク値の大きい順に、前記推定抽出手段により推定された前記到来波数Ｍと同数の方位を選択し、選択した各方位を、前記電力推定対象に設定し、前記判定手段により前記相関が高いと判定された場合には、前記検査対象の方位θ₁，…，θ_M+αの全てを、前記電力推定対象に設定する推定対象設定手段と、
   前記推定対象設定手段にて設定された電力推定対象の各方位からの受信電力を、推定する電力推定手段と、
   前記電力推定手段にて推定された受信電力の推定値Ｐに基づき、前記電力推定対象の各方位の内、受信電力の推定値Ｐが予め設定された閾値Ｐ_th以上の方位を、前記物標の方位であると推定し、当該閾値Ｐ_th以上の各方位の情報を出力する推定結果出力手段と、
   を備え、
   前記判定手段は、
   前記検査対象の方位θ₁，…，θ_M+αであって、前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）でのピーク値が最大の方位から前記推定された到来波数Ｍと同数の方位θ₁，…，θ_Mの夫々に対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）が張る空間Ｃへの射影行列Ｐ_Cによって定義されるノルム||Ｐ_C・ａ（θ_M+i）||（但し、i＝１，…，α）、又は、当該空間Ｃに直交する空間Ｃ_Rへの射影行列Ｐ_CRによって定義されるノルム||Ｐ_CR・ａ（θ_M+i）||（但し、i＝１，…，α）を用いて、前記ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に対するステアリングベクトルａ（θ_M+i）の一次独立性についての評価値Ｒ_i（但し、i＝１，…，α）として、
   次式
   

   

   
   又は、次式
   

   

   
   に従う評価値Ｒ_iを求め、
   計α個の前記評価値Ｒ_iの少なくとも一つが、予め定められた閾値Ｒ_thより大きい場合には、前記相関が高いと判定し、前記評価値Ｒ_iの全てが前記閾値Ｒ_th以下である場合には、前記相関が低いと判定する構成にされていること
   を特徴とするレーダ装置。
10. 送信アンテナを通じてレーダ波を送信し、前記送信したレーダ波の反射波をアレーアンテナで受信して、前記アレーアンテナを構成する各アンテナ素子の受信信号に基づき、前記アレーアンテナが受信した反射波の発生元である物標の方位θを推定するレーダ装置であって、
    前記アレーアンテナは、前記各アンテナ素子が不等間隔に配列された構成にされ、
    当該レーダ装置は、
    前記各アンテナ素子の受信信号に基づき、当該受信信号についての自己相関行列を生成する相関行列生成手段と、
    前記相関行列生成手段により生成された自己相関行列の固有値を算出する相関行列解析手段と、
    前記相関行列解析手段により算出された固有値群に基づき、前記アレーアンテナへの到来波数Ｍを推定すると共に、前記固有値群に対応する固有ベクトル群の中から、雑音成分に対応する固有ベクトル群を抽出する推定抽出手段と、
    前記推定抽出手段にて抽出された雑音成分に対応する固有ベクトル群に基づき、ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）を算出するスペクトル算出手段と、
    前記スペクトル算出手段にて算出された前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）から、前記推定抽出手段にて推定された前記到来波数Ｍよりも、予め定められた量α、多い個数（Ｍ＋α）のピークＧ₁，…，Ｇ_M+αを抽出し、各ピークＧ₁，…，Ｇ_M+αに対応する方位θ₁，…，θ_M+αを、検査対象の方位に設定する検査対象設定手段と、
    前記検査対象設定手段にて設定された検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の相関の高さを、前記検査対象設定手段により設定された検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の一次独立性を評価して、高低の二段階で判定する判定手段と、
    前記検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αの中から、電力推定対象に設定する方位を選択して、当該選択した方位を前記電力推定対象に設定する手段であって、前記判定手段により前記相関が低いと判定された場合には、前記検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αの内、前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）でのピーク値が最大の方位から、ピーク値の大きい順に、前記推定抽出手段により推定された前記到来波数Ｍと同数の方位を選択し、選択した各方位を、前記電力推定対象に設定し、前記判定手段により前記相関が高いと判定された場合には、前記検査対象の方位θ₁，…，θ_M+αの全てを、前記電力推定対象に設定する推定対象設定手段と、
    前記推定対象設定手段にて設定された電力推定対象の各方位からの受信電力を、推定する電力推定手段と、
    前記電力推定手段にて推定された受信電力の推定値Ｐに基づき、前記電力推定対象の各方位の内、受信電力の推定値Ｐが予め設定された閾値Ｐ_th以上の方位を、前記物標の方位であると推定し、当該閾値Ｐ_th以上の各方位の情報を出力する推定結果出力手段と、
    を備え、
    前記判定手段は、
    前記検査対象の方位θ₁，…，θ_M+αであって、前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）でのピーク値が最大の方位から前記到来波数Ｍと同数の方位θ₁，…，θ_Mの夫々に対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）と、
    残りのα個の前記検査対象の各方位θ_M+1，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ_M+1），…，ａ（θ_M+α）と、
    によって定義される行列Ｗ_i（但し、i＝１，…，α）
    

    

    
    の行列式ｄｅｔ（Ｗ_i）の絶対値｜ｄｅｔ（Ｗ_i）｜を、前記ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に対するステアリングベクトルａ（θ_M+i）の一次独立性についての評価値Ｒ_iとして求め、
    計α個の前記評価値Ｒ₁，…，Ｒ_αの少なくとも一つが、予め定められた閾値Ｒ_th以下である場合には、前記相関が高いと判定し、前記評価値Ｒ₁，…，Ｒ_αの全てが前記閾値Ｒ_thより大きい場合には、前記相関が低いと判定する構成にされていること
    を特徴とするレーダ装置。
11. 送信アンテナを通じてレーダ波を送信し、前記送信したレーダ波の反射波をアレーアンテナで受信して、前記アレーアンテナを構成する各アンテナ素子の受信信号に基づき、前記アレーアンテナが受信した反射波の発生元である物標の方位θを推定するレーダ装置であって、
    前記アレーアンテナは、前記各アンテナ素子が不等間隔に配列された構成にされ、
    当該レーダ装置は、
    前記各アンテナ素子の受信信号に基づき、当該受信信号についての自己相関行列を生成する相関行列生成手段と、
    前記相関行列生成手段により生成された自己相関行列の固有値を算出する相関行列解析手段と、
    前記相関行列解析手段により算出された固有値群に基づき、前記アレーアンテナへの到来波数Ｍを推定すると共に、前記固有値群に対応する固有ベクトル群の中から、雑音成分に対応する固有ベクトル群を抽出する推定抽出手段と、
    前記推定抽出手段にて抽出された雑音成分に対応する固有ベクトル群に基づき、ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）を算出するスペクトル算出手段と、
    前記スペクトル算出手段にて算出された前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）から、前記推定抽出手段にて推定された前記到来波数Ｍよりも、予め定められた量α、多い個数（Ｍ＋α）のピークＧ₁，…，Ｇ_M+αを抽出し、各ピークＧ₁，…，Ｇ_M+αに対応する方位θ₁，…，θ_M+αを、検査対象の方位に設定する検査対象設定手段と、
    前記検査対象設定手段にて設定された検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の相関の高さを、前記検査対象設定手段により設定された検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の一次独立性を評価して、高低の二段階で判定する判定手段と、
    前記検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αの中から、電力推定対象に設定する方位を選択して、当該選択した方位を前記電力推定対象に設定する手段であって、前記判定手段により前記相関が低いと判定された場合には、前記検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αの内、前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）でのピーク値が最大の方位から、ピーク値の大きい順に、前記推定抽出手段により推定された前記到来波数Ｍと同数の方位を選択し、選択した各方位を、前記電力推定対象に設定し、前記判定手段により前記相関が高いと判定された場合には、前記検査対象の方位θ₁，…，θ_M+αの全てを、前記電力推定対象に設定する推定対象設定手段と、
    前記推定対象設定手段にて設定された電力推定対象の各方位からの受信電力を、推定する電力推定手段と、
    前記電力推定手段にて推定された受信電力の推定値Ｐに基づき、前記電力推定対象の各方位の内、受信電力の推定値Ｐが予め設定された閾値Ｐ_th以上の方位を、前記物標の方位であると推定し、当該閾値Ｐ_th以上の各方位の情報を出力する推定結果出力手段と、
    を備え、
    前記判定手段は、
    前記検査対象の方位θ₁，…，θ_M+αであって、前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）でのピーク値が最大の方位から前記到来波数Ｍと同数の方位θ₁，…，θ_Mの夫々に対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）と、
    残りのα個の前記検査対象の各方位θ_M+1，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ_M+1），…，ａ（θ_M+α）と、
    によって定義される行列Ｗ
    

    

    
    の行列式ｄｅｔ（Ｗ）の絶対値｜ｄｅｔ（Ｗ）｜を、前記ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の一次独立性についての評価値Ｒとして求め、
    前記評価値Ｒが予め定められた閾値Ｒ_th以下である場合には、前記相関が高いと判定し、前記評価値Ｒが前記閾値Ｒ_thより大きい場合には、前記相関が低いと判定する構成にされていること
    を特徴とするレーダ装置。
12. 送信アンテナを通じてレーダ波を送信し、前記送信したレーダ波の反射波をアレーアンテナで受信して、前記アレーアンテナを構成する各アンテナ素子の受信信号に基づき、前記アレーアンテナが受信した反射波の発生元である物標の方位θを推定するレーダ装置であって、
    前記アレーアンテナは、前記各アンテナ素子が不等間隔に配列された構成にされ、
    当該レーダ装置は、
    前記各アンテナ素子の受信信号に基づき、当該受信信号についての自己相関行列を生成する相関行列生成手段と、
    前記相関行列生成手段により生成された自己相関行列の固有値を算出する相関行列解析手段と、
    前記相関行列解析手段により算出された固有値群に基づき、前記アレーアンテナへの到来波数Ｍを推定すると共に、前記固有値群に対応する固有ベクトル群の中から、雑音成分に対応する固有ベクトル群を抽出する推定抽出手段と、
    前記推定抽出手段にて抽出された雑音成分に対応する固有ベクトル群に基づき、ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）を算出するスペクトル算出手段と、
    前記スペクトル算出手段にて算出された前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）から、前記推定抽出手段にて推定された前記到来波数Ｍよりも、予め定められた量α、多い個数（Ｍ＋α）のピークＧ₁，…，Ｇ_M+αを抽出し、各ピークＧ₁，…，Ｇ_M+αに対応する方位θ₁，…，θ_M+αを、検査対象の方位に設定する検査対象設定手段と、
    前記検査対象設定手段にて設定された検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の相関の高さを、前記検査対象設定手段により設定された検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の一次独立性を評価して、高低の二段階で判定する判定手段と、
    前記検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αの中から、電力推定対象に設定する方位を選択して、当該選択した方位を前記電力推定対象に設定する手段であって、前記判定手段により前記相関が低いと判定された場合には、前記検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αの内、前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）でのピーク値が最大の方位から、ピーク値の大きい順に、前記推定抽出手段により推定された前記到来波数Ｍと同数の方位を選択し、選択した各方位を、前記電力推定対象に設定し、前記判定手段により前記相関が高いと判定された場合には、前記検査対象の方位θ₁，…，θ_M+αの全てを、前記電力推定対象に設定する推定対象設定手段と、
    前記推定対象設定手段にて設定された電力推定対象の各方位からの受信電力を、推定する電力推定手段と、
    前記電力推定手段にて推定された受信電力の推定値Ｐに基づき、前記電力推定対象の各方位の内、受信電力の推定値Ｐが予め設定された閾値Ｐ_th以上の方位を、前記物標の方位であると推定し、当該閾値Ｐ_th以上の各方位の情報を出力する推定結果出力手段と、
    を備え、
    前記判定手段は、
    前記検査対象の方位θ₁，…，θ_M+αであって、前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）でのピーク値が最大の方位から前記到来波数Ｍと同数の方位θ₁，…，θ_Mの夫々に対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）と、
    残りのα個の前記検査対象の各方位θ_M+1，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ_M+1），…，ａ（θ_M+α）と、
    によって定義される行列Ｗ_i（但し、i＝１，…，α）
    

    

    
    の条件数κ（Ｗ_i）を、前記ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）に対するステアリングベクトルａ（θ_M+i）の一次独立性についての評価値Ｒ_iとして求め、
    計α個の前記評価値Ｒ₁，…，Ｒ_αの少なくとも一つが、予め定められた閾値Ｒ_thより大きい場合には、前記相関が高いと判定し、前記評価値Ｒ₁，…，Ｒ_αの全てが、前記閾値Ｒ_th以下である場合には、前記相関が低いと判定する構成にされていること
    を特徴とするレーダ装置。
13. 送信アンテナを通じてレーダ波を送信し、前記送信したレーダ波の反射波をアレーアンテナで受信して、前記アレーアンテナを構成する各アンテナ素子の受信信号に基づき、前記アレーアンテナが受信した反射波の発生元である物標の方位θを推定するレーダ装置であって、
    前記アレーアンテナは、前記各アンテナ素子が不等間隔に配列された構成にされ、
    当該レーダ装置は、
    前記各アンテナ素子の受信信号に基づき、当該受信信号についての自己相関行列を生成する相関行列生成手段と、
    前記相関行列生成手段により生成された自己相関行列の固有値を算出する相関行列解析手段と、
    前記相関行列解析手段により算出された固有値群に基づき、前記アレーアンテナへの到来波数Ｍを推定すると共に、前記固有値群に対応する固有ベクトル群の中から、雑音成分に対応する固有ベクトル群を抽出する推定抽出手段と、
    前記推定抽出手段にて抽出された雑音成分に対応する固有ベクトル群に基づき、ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）を算出するスペクトル算出手段と、
    前記スペクトル算出手段にて算出された前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）から、前記推定抽出手段にて推定された前記到来波数Ｍよりも、予め定められた量α、多い個数（Ｍ＋α）のピークＧ₁，…，Ｇ_M+αを抽出し、各ピークＧ₁，…，Ｇ_M+αに対応する方位θ₁，…，θ_M+αを、検査対象の方位に設定する検査対象設定手段と、
    前記検査対象設定手段にて設定された検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の相関の高さを、前記検査対象設定手段により設定された検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の一次独立性を評価して、高低の二段階で判定する判定手段と、
    前記検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αの中から、電力推定対象に設定する方位を選択して、当該選択した方位を前記電力推定対象に設定する手段であって、前記判定手段により前記相関が低いと判定された場合には、前記検査対象の各方位θ₁，…，θ_M+αの内、前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）でのピーク値が最大の方位から、ピーク値の大きい順に、前記推定抽出手段により推定された前記到来波数Ｍと同数の方位を選択し、選択した各方位を、前記電力推定対象に設定し、前記判定手段により前記相関が高いと判定された場合には、前記検査対象の方位θ₁，…，θ_M+αの全てを、前記電力推定対象に設定する推定対象設定手段と、
    前記推定対象設定手段にて設定された電力推定対象の各方位からの受信電力を、推定する電力推定手段と、
    前記電力推定手段にて推定された受信電力の推定値Ｐに基づき、前記電力推定対象の各方位の内、受信電力の推定値Ｐが予め設定された閾値Ｐ_th以上の方位を、前記物標の方位であると推定し、当該閾値Ｐ_th以上の各方位の情報を出力する推定結果出力手段と、
    を備え、
    前記判定手段は、
    前記検査対象の方位θ₁，…，θ_M+αであって、前記ＭＵＳＩＣスペクトルＰ_MU（θ）でのピーク値が最大の方位から前記到来波数Ｍと同数の方位θ₁，…，θ_Mの夫々に対応するステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M）と、
    残りのα個の前記検査対象の各方位θ_M+1，…，θ_M+αに対応するステアリングベクトルａ（θ_M+1），…，ａ（θ_M+α）と、
    によって定義される行列Ｗ
    

    

    
    の条件数κ（Ｗ）を、前記ステアリングベクトルａ（θ₁），…，ａ（θ_M+α）間の一次独立性についての評価値Ｒとして求め、
    前記評価値Ｒが予め定められた閾値Ｒ_thより大きい場合には、前記相関が高いと判定し、前記評価値Ｒが前記閾値Ｒ_th以下である場合には、前記相関が低いと判定する構成にされていること
    を特徴とするレーダ装置。
14. 前記閾値Ｐ_thを設定する手段であって、前記判定手段により求められた前記評価値に基づき、前記評価値が示す一次独立性が低いときには前記閾値Ｐ_thを高く設定し、前記評価値が示す一次独立性が高いときには前記閾値Ｐ_thを低く設定するように、前記推定結果出力手段に対して設定する前記閾値Ｐ_thを切り替える閾値切替手段
    を備えることを特徴とする請求項４〜請求項１３のいずれかに記載のレーダ装置。
15. 前記閾値Ｐ_thを設定する手段であって、前記評価値と前記閾値Ｐ_thとの対応関係を表すテーブルを備え、このテーブルが示す対応関係に従い、前記閾値Ｐ_thとして、前記判定手段にて求められた前記評価値に対応する大きさの閾値を、前記推定結果出力手段に対して設定する閾値切替手段
    を備え、前記テーブルには、前記物標方位の誤推定率が規定値未満となる前記閾値Ｐ_thが、前記評価値が採りえる値の範囲において、区間毎に記述されていることを特徴とする請求項４〜請求項１３のいずれかに記載のレーダ装置。
16. 前記閾値Ｐ_thを設定する手段であって、前記検査対象設定手段にて設定される検査対象の方位の組合せに基づき、この方位の組合せに対応するステアリングベクトルａ（θ）間の一次独立性が低いときには前記閾値Ｐ_thを高く設定し、前記一次独立性が高いときには前記閾値Ｐ_thを低く設定するように、前記推定結果出力手段に対して設定する前記閾値Ｐ_thを切り替える閾値切替手段
    を備えることを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれかに記載のレーダ装置。
17. 前記閾値Ｐ_thを設定する手段であって、前記検査対象設定手段により設定される検査対象の方位の組合せ毎に、前記推定結果出力手段に対して設定すべき前記閾値Ｐ_thが記されたテーブルを備え、このテーブルに従い、前記閾値Ｐ_thとして、前記検査対象設定手段により設定された検査対象の方位の組合せに対応する大きさの閾値を、前記推定結果出力手段に対して設定する閾値切替手段
    を備え、前記テーブルには、前記物標方位の誤推定率が規定値未満となる前記閾値Ｐ_thが、前記検査対象設定手段により設定される検査対象の方位の組合せ毎に、記述されていることを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれかに記載のレーダ装置。

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