JP6036529B2 - レーダ装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーダ装置に関する。

従来、レーダ波の反射波を受信するための受信アンテナとして、アレーアンテナを備えたレーダ装置が知られている。このレーダ装置によれば、アレーアンテナを構成する受信アンテナ要素間で生じる受信信号の位相差を利用して、反射波の到来方位を検出し、これによってレーダ波を反射した物標の方位を検出する。

このレーダ装置では、アレーアンテナを構成する受信アンテナ要素の個数を増やすことで、検出可能な物標の個数を増やすことができる。但し、受信アンテナ要素の個数を増やすと、受信回路が大型化する。またコストアップへも繋がる。例えば、受信回路を構成するアナログディジタル変換器の個数が増大したり、一つのアナログディジタル変換器に複数の受信アンテナ要素の受信信号を切り替えて入力するための切替器の個数が増大したりする。

一方、レーダ波を発射する送信アンテナにおいて、受信アンテナ要素の配列方向と同方向に、複数の送信アンテナ要素を配列することによって、受信アンテナ要素の個数を見かけ上増やす技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この技術によれば、複数の送信アンテナ要素を受信アンテナ要素の配列方向と同方向に配列することで、各送信アンテナ要素から発射されるレーダ波に対し、発射点から受信点までの経路差を作る。これによって、受信アンテナ要素を増やすのと同じように、受信信号の組み合わせを増やす。この技術によれば、送信アンテナを構成する送信アンテナ要素を一つから二つに増やすことで、受信アンテナ要素の個数を見かけ上二倍に増やすことができる。

特開２０００−１５５１７１号公報

ところで、上述した従来技術のように、複数の送信アンテナ要素を、受信アンテナ要素の配列方向と同方向に配列しても、このように構成されたレーダ装置では、反射波の到来方位として、受信アンテナ要素の配列方向に対応する水平面上の到来方位の検出能力を向上させることができる程度である。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、レーダ装置に関して、アンテナ要素数を抑えつつ、反射波の到来方位についての検出能力を向上させることが可能な新規技術を提供することを目的とする。

本発明のレーダ装置は、第一アンテナ及び第二アンテナを備える。このレーダ装置は、第一アンテナ及び第二アンテナの内の一方を用いてレーダ波を前方に発射し、他方を用いてレーダ波の反射波を受信する。

第一アンテナは、当該第一アンテナを構成するアンテナ要素として、前方を向く面上において、第一の方向に配列された複数の第一アンテナ要素を備える。
一方、第二アンテナは、当該第二アンテナを構成するアンテナ要素として、前方を向く面上において、第一の方向とは直交する第二の方向に配列された複数の第二アンテナ要素を備える。

このレーダ装置によれば、第一アンテナ要素の配列方向と、第二アンテナ要素の配列方向とを直交させているので、受信アンテナにおいて第一又は第二の方向に配列されたアンテナ要素を、見かけ上、それとは直交する第二又は第一の方向に増やすことができる。

よって、本発明によれば、受信アンテナにおいて第一及び第二の方向の両方向にアンテナ要素を配列しなくとも、反射波の第一及び第二の方向に対する到来方位（三次元空間での到来方位）を検出することができる。

従って、本発明によれば、アンテナ要素数を抑えて、レーダ装置における反射波の到来方位の検出能力を向上させることができる。
付言すれば、第一アンテナは、複数の第一アンテナ要素が第一の方向に配列された第一アンテナ要素群を、第一の方向とは直交する第二の方向に複数列備えた構成にすることができる。

この構成によれば、第一アンテナを、受信アンテナとして採用した場合に、受信アンテナ要素群としての第一アンテナ要素群の列数を、第二の方向に見かけ上（仮想的に）大きく増やすことができる。従って、少ないアンテナ要素数で方位検出能力を飛躍的に高めることができる。

尚、レーダ装置では、レーダ波を発射する送信アンテナと反射波を受信する受信アンテナと入れ替えても同じ機能が得られる。従って、上述した効果は、第一アンテナを受信アンテナとして採用した場合に限らず、第一アンテナを送信アンテナとして採用した場合にも得られる。以下においては、理解を簡単にするために、第一アンテナを受信アンテナとして採用した例を挙げて作用及び効果について説明するが、第一アンテナを、送信アンテナとして採用した場合でも同様の効果を得ることができる。

本発明のレーダ装置において、第一アンテナ要素の形状や配置間隔は、第一及び第二の方向に対する物標の検出範囲を考慮して調整され得る。例えば、第二の方向よりも第一の方向において広い範囲で物標が検出されるべき環境においては、第一の方向に短い間隔で第一アンテナ要素が配置され、第一アンテナ要素の夫々が、第二の方向に長尺な構成にされ得る。

このように第二の方向に長尺な第一アンテナ要素が用いられる場合、第一アンテナは、複数列の第一アンテナ要素群を構成する第一アンテナ要素の夫々が、第一の方向において、列順に代わる代わる配置された構成にされ得る。

第一アンテナ要素が第二の方向に長尺な形状である場合には、各列の第一アンテナ要素群を構成する第一アンテナ要素の夫々を、第二の方向に真っ直ぐ整列させるように配置することができないケースが生じ得る。即ち、第二の方向において隣り合う第一アンテナ要素が互いに干渉する（重なる）ために、当該配置を実現できないケースが生じ得る。

一方、第一アンテナ要素の夫々を、第一の方向において、列順に代わる代わる（繰り返し）配置すれば、第一アンテナ要素が第二の方向に長尺であっても、各列の第一アンテナ要素群を所望の配置間隔で第二の方向に配置することができる。

例えば、第一アンテナ要素の第二の方向における長さよりも短い配置間隔で、各列の第一アンテナ要素群を第二の方向に配置することができる。即ち、隣り合う第一アンテナ要素群の夫々が互いに、第二の方向において、第一アンテナ要素の第二の方向における長さよりも短い距離Ｌ異なる位置に配置されるように、第一アンテナを構成することができる。

また、第一アンテナは、上記複数列の第一アンテナ要素群として、二列の第一アンテナ要素群を備えた構成にされ得る。具体的に、第一アンテナは、二列の第一アンテナ要素群を構成する第一アンテナ要素の夫々が、第一の方向において列順に交互に配列されることで、第一の方向に対し傾斜した二方向に沿って千鳥配列された構成にされ得る。

一方、第二アンテナは、隣り合う第二アンテナ要素の夫々が互いに、第二の方向において、上記距離Ｌの二倍に対応する距離異なる位置に配置された構成にされ得る。距離Ｌは、上述したように、第一アンテナにおける第一アンテナ要素群の配置間隔である。即ち、第二アンテナは、隣り合う第二アンテナ要素が、第一アンテナ要素群の配置間隔の二倍に対応する間隔で配置された構成にされ得る。

この他、第二アンテナは、隣り合う第二アンテナ要素の夫々が互いに、第二の方向において、距離Ｌ異なる位置に配置された構成にされ得る。即ち、第二アンテナは、複数の第二アンテナ要素が、第一アンテナ要素群の配置間隔と同じ間隔で配置された構成にされ得る。

第二アンテナ要素がこのように配列されたレーダ装置によれば、反射波の到来方位の検出能力を効率的に高めることができる。
また、上述したレーダ装置は、第一アンテナを受信アンテナとして採用し、第二アンテナを送信アンテナとして採用した場合に、次のように構成され得る。即ち、レーダ装置は、レーダ波を各第二アンテナ要素から時分割で発射するように構成され得る。具体的に、レーダ装置は、レーダ波が複数の第二アンテナ要素の夫々から異なるタイミングで発射されるように、複数の第二アンテナ要素の夫々にレーダ波の送信信号を入力する送信制御手段を備えた構成にされ得る。

そして、このレーダ装置には、第一アンテナを構成する第一アンテナ要素毎の受信信号を、対応するレーダ波の送信元である第二アンテナ要素毎に分類して定義される、第一アンテナ要素の夫々と第二アンテナ要素の夫々との組み合わせ毎の受信信号に基づき、反射波の到来方位を検出する方位検出手段を設けることができる。

本発明のように、第一アンテナ要素の夫々と第二アンテナ要素の夫々との組み合わせ毎の受信信号に基づき、反射波の到来方位を検出すれば、仮想的に第一アンテナ要素（受信アンテナ要素）の個数を増やして、反射波の到来方位を高精度に検出することができる。

レーダ波の発射態様、及び、その反射波の受信態様を説明する図である。 第一実施例における送信アンテナ及び受信アンテナの構成を表す図である。 経路差に関する説明図である。 第一実施例における受信点の幾何学配置を示す図である。 レーダ装置の内部構成を表すブロック図である。 信号処理ユニットの内部構成を表すブロック図である。 第一実施例の方位検出処理を表すフローチャートである。 第一実施例においてＤＢＦ処理を実行する対象の受信点群を示す図である。 第二実施例の方位検出処理を表すフローチャートである。 第二実施例においてＤＢＦ処理を実行する対象の受信点群を示す図である。 β軸方向に配列された受信点群を示す図である。 第三実施例の方位検出処理を表すフローチャートである。 第三実施例においてＤＢＦ処理を実行する対象の受信点群を示す図である。 第四実施例における送信アンテナ及び受信アンテナの構成を表す図である。 第四実施例における受信点の幾何学配置を示す図である。 受信点の配置を示すテーブルである。 第五実施例の方位検出処理を表すフローチャートである。 第五実施例におけるＤＢＦ処理を実行する対象の受信点群を示す図である。

以下に本発明の実施例について、図面と共に説明する。
［第一実施例］
本実施例のレーダ装置１０は、図１に示すように、車両１に搭載されて使用される車載型レーダ装置である。このレーダ装置１０は、物標までの距離Ｄ、物標との相対速度Ｖ、及び、物標の方位（Θｘ，Θｙ）を検出し、これらの検出値を含む物標情報を出力する。物標には、前方車両、標識、及び、案内板等が含まれる。レーダ装置１０から出力された物標情報は、例えば、車内ネットワークを介して車両１内の運転支援装置（図示せず）に提供される。

このレーダ装置１０は、ＦＭＣＷレーダ装置として構成される。即ち、レーダ装置１０は、周波数変調したレーダ波を発射し、そのレーダ波と反射波との周波数差から各物標に関する上記距離Ｄ及び相対速度Ｖを検出する。

図１実線枠内の上段グラフに示すように、このレーダ装置１０では、三角波状の変調信号により周波数変調され周波数が時間に対して直線的に漸次増減する送信信号Ｓｓが送信アンテナ２１に入力され、レーダ波として発射される。そして、物標により反射されたレーダ波（反射波）が受信アンテナ２３により受信される。

反射波成分を含む受信アンテナ２３の受信信号Ｓｒは、物標までの距離Ｄに応じた時間Ｔｒだけ送信信号Ｓｓから遅延した特徴を示す。更に、受信信号Ｓｒは、物標との相対速度Ｖに応じた周波数ｆｄだけ送信信号Ｓｓからドップラーシフトした特徴を示す。

レーダ装置１０は、このような特徴を示す受信信号Ｓｒと送信信号Ｓｓとをミキサ３０で混合することにより、図１実線枠内の下段グラフに示すように、両信号Ｓｒ、Ｓｓの差の周波数成分であるビート信号Ｍを生成する。そして、ドップラーシフト周波数ｆｄ及び遅延時間Ｔｒに対応する周波数ｆｒを、送信信号Ｓｓの周波数が増加する上り変調区間のビート信号Ｍの周波数ｆｂ１と、送信信号Ｓｓの周波数が減少する下り変調区間のビート信号Ｍの周波数ｆｂ２とから算出する。レーダ装置１０は、この周波数ｆｒ，ｆｄから物標に関する上記距離Ｄ及び相対速度Ｖを検出する。

更に、このレーダ装置１０は、反射波の到来方位を、受信信号に対するディジタルビームフォーミング処理（以下、「ＤＢＦ処理」と表現する。）を実行することにより検出する。これによって、各物標の方位（Θｘ，Θｙ）を検出する。

尚、本明細書では、車両１の前方を向くアンテナ基板２０の表面に沿う水平方向に、Ｘ軸を設定し、アンテナ基板２０の表面に沿う垂直方向にＹ軸を設定して、ＸＹ座標を表現する。そして、Ｘ軸を通る面であってアンテナ基板２０の表面に直交する面上の方位（所謂方位角に対応する方位）をθｘで表現し、Ｙ軸を通る面であってアンテナ基板２０の表面に直交する面上の方位（所謂仰角に対応する方位）をθｙで表現する。そして、方位（θｘ，θｙ）に関する物標の方位を（Θｘ，Θｙ）で表現する。

続いて、送信アンテナ２１及び受信アンテナ２３の構成を、図２を用いて説明する。レーダ装置１０が備える送信アンテナ２１及び受信アンテナ２３は、平面アンテナとして構成される。具体的に、送信アンテナ２１及び受信アンテナ２３は、アンテナ基板２０の表面に形成された導体パターンによって構成される。アンテナ基板２０は、レーダ波が車両１の前方に発射されるように、その表面が、車両１の前方に向くように設置される。

レーダ波を発射する送信アンテナ２１は、図２に示すように、アンテナ基板２０の表面に、複数の送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢを備えた構成にされる。これら送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢは、アンテナ基板２０の表面において、Ｘ軸方向とは直交するＹ軸方向に配列される。上述した送信信号Ｓｓは、時分割されて、これら送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢの夫々に交互に入力され、レーダ波は、これら送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢの夫々から交互に発射される。

一方、反射波を受信する受信アンテナ２３は、アンテナ基板２０の表面に、複数の受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６を備えた構成にされる。受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６は、Ｙ軸方向における第一の位置Ｙ１でＸ軸方向に等間隔に配列されて、第一の受信アンテナ要素群Ｒ１を構成する。受信アンテナ要素Ｒ２１〜Ｒ２６は、Ｙ軸方向における第二の位置Ｙ２でＸ軸方向に等間隔に配列されて、第二の受信アンテナ要素群Ｒ２を構成する。このように受信アンテナ２３は、Ｘ軸方向に配列された受信アンテナ要素群Ｒ１，Ｒ２をＹ軸方向に複数列（具体的には二列）備えた構成にされる。

受信アンテナ２３が備える受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６の夫々は、Ｙ軸方向に長尺な構成にされる。受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６の夫々が、このような形状にされるのは、車載型のレーダ装置１０では、水平方向（Ｘ軸方向）に広い角度範囲で物標を検出する必要がある一方、垂直方向（Ｙ軸方向）においては限られた角度範囲で物標を検出すれば足りるためである。標識や案内板等は、高々道路表面から５メートル程度の位置に設置されるため、垂直方向においては、数度程度の範囲で物標を検出すれば足りる。

水平方向に広い角度範囲で物標を検出するためには、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６のＸ軸方向の配置間隔を短くする必要がある。一方、遠方の物標を検出するためには、受信面の面積を大きくする必要がある。このような理由により、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６は、Ｙ軸方向に長尺な構成にされる。

また、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６をＹ軸方向に真っ直ぐ整列させる受信アンテナ要素の配置方法によれば、物標の検出範囲に対応して、受信アンテナ要素群Ｒ１，Ｒ２を適切な間隔でＹ軸方向に配置しようとした場合に、Ｙ軸方向で隣り合う受信アンテナ要素同士が重ならないよう（干渉しないように）、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６のＹ軸方向長さを短くする必要が生じる。

このため、本実施例では、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６を、Ｘ軸方向に千鳥配列している。
図２に示すように、受信アンテナ２３は、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６が、Ｘ軸方向において、列順に代わる代わる等間隔に配置された構成にされる。具体的に、受信アンテナ２３は、一列目の受信アンテナ要素群Ｒ１を構成する受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６の夫々、及び、二列目の受信アンテナ要素群Ｒ２を構成する受信アンテナ要素Ｒ２１〜Ｒ２６の夫々が、列順に一つずつ交互に配置された構成にされる。

この構成によって、受信アンテナ２３は、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６がＸ軸方向に対し傾斜した二方向（図２に示すα軸方向及びβ軸方向）に沿って千鳥配列された構成にされる。

この千鳥配列によれば、受信アンテナ要素群Ｒ１，Ｒ２の配置間隔Ｌに依らずに、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６をＹ軸方向に長尺に構成できる。本実施例によれば、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６のＹ軸方向の長さが、受信アンテナ要素群Ｒ１，Ｒ２の配置間隔Ｌよりも大きい値に設定されている。

この他、本実施例においては、送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢと受信アンテナ要素群Ｒ１，Ｒ２との間の位置関係が、次のように設定されている。即ち、送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢのＹ軸方向における配置間隔は、受信アンテナ要素群Ｒ１，Ｒ２のＹ軸方向における配置間隔Ｌの二倍の長さ２Ｌに設定されている。このように受信アンテナ要素群Ｒ１，Ｒ２の夫々は、互いにＹ軸方向において距離Ｌ異なる位置に配置されるが、送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢの夫々は、互いにＹ軸方向において距離２Ｌ異なる位置に配置される。

本実施例では、このような位置関係で送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢ及び受信アンテナ要素群Ｒ１，Ｒ２をＹ軸方向に配列することで、受信アンテナ要素群Ｒ１，Ｒ２をＹ軸方向に等間隔で四列設けたのと同様の受信信号が、受信アンテナ要素群Ｒ１，Ｒ２から得られるように、レーダ装置１０を構成している。

本実施例では、送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢの夫々からレーダ波が発射される。この環境において、送信アンテナ要素ＴＡによるレーダ波の発射点Ｐ（ＴＡ）から、各受信アンテナ要素群Ｒ１，Ｒ２の受信点Ｐ（Ｒ１），Ｐ（Ｒ２）までの経路長は、図３に示すように、送信アンテナ要素ＴＢによるレーダ波の発射点Ｐ（ＴＢ）から、各受信アンテナ要素群Ｒ１，Ｒ２の受信点Ｐ（Ｒ１），Ｐ（Ｒ２）までの経路長よりも、送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢ間の間隔２Ｌに対応した距離２Δ＝２Ｌ×ｓｉｎ（θｙ）長くなる。

図３では、レーダ波の反射点が十分に遠く、反射波がレーダ波の発射方位と同じ方位θｙから伝播してくるものと仮定したときの、各発射点Ｐ（ＴＡ），Ｐ（ＴＢ）から各受信点Ｐ（Ｒ１），Ｐ（Ｒ２）までのレーダ波の伝播経路を実線により示す。

図３左領域は、レーダ波の発射点Ｐ（ＴＡ），Ｐ（ＴＢ）の差異により生じる経路差２Δを説明したものである。一方、図３右領域は、受信点Ｐ（Ｒ１），受信点Ｐ（Ｒ２）の差異により生じる経路差Δを説明したものである。

受信点Ｐ（Ｒ１）は、受信アンテナ要素群Ｒ１の受信点であり、受信点Ｐ（Ｒ２）は、受信アンテナ要素群Ｒ２の受信点である。図３では、Ｘ軸方向を法線とする垂直面上における送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢの発射点Ｐ（ＴＡ），Ｐ（ＴＢ）及び受信アンテナ要素群Ｒ１，Ｒ２の受信点Ｐ（Ｒ１），Ｐ（Ｒ２）を黒丸で表している。

図３から理解できるように、発射点Ｐ（ＴＢ）から受信点Ｐ（Ｒ１）までの経路長を基準の経路長とすると、発射点Ｐ（ＴＢ）から受信点Ｐ（Ｒ２）までの経路長の上記基準の経路長との差である経路差は、受信アンテナ要素群Ｒ１，Ｒ間の間隔Ｌに対応した距離Δ＝Ｌ×ｓｉｎ（θｙ）となる。

一方、発射点Ｐ（ＴＡ）から受信点Ｐ（Ｒ１）までの経路長の上記基準の経路長との経路差は、発射点Ｐ（ＴＡ），Ｐ（ＴＢ）間で経路差２Δ（図３左領域参照）が生じていることから、２Δである。

この経路差２Δは、図３に示すように、仮に第三の受信アンテナ要素群が存在すると仮定したときの発射点Ｐ（ＴＢ）から、第三の受信アンテナ要素群の受信点Ｐ（Ｒ３）までの経路長の上記基準の経路長からの経路差に対応する。

また、発射点Ｐ（ＴＡ）から受信点Ｐ（Ｒ２）までの経路長の上記基準の経路長との経路差は、発射点Ｐ（ＴＡ），Ｐ（ＴＢ）間で経路差２Δが生じていることから、３Δである。

この経路差３Δは、仮に、第四の受信アンテナ要素群が存在すると仮定したときの発射点Ｐ（ＴＢ）から、第四の受信アンテナ要素群の受信点Ｐ（Ｒ４）までの経路長の上記基準の経路長からの経路差に対応する。図３右領域においては、この仮想的な受信点Ｐ（Ｒ３），Ｐ（Ｒ４）を白丸で表す。

更に、図４には、アンテナ基板２０表面における、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｐ１６，Ｒ２１〜Ｐ２６の各受信点Ｐ（Ｒ１１）〜Ｐ（Ｒ１６），Ｐ（Ｒ２１）〜Ｐ（Ｒ２６）を、黒丸で表す。受信点Ｐ（Ｒ１１）〜Ｐ（Ｒ１６），Ｐ（Ｒ２１）〜Ｐ（Ｒ２６）は、夫々順に、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｐ１６，Ｒ２１〜Ｐ２６のアンテナ中心（中心点）に対応する。受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｐ１６，Ｒ２１〜Ｐ２６の夫々の給電点は、このアンテナ中心（中心点）に設定されている。

図４において白丸でプロットされる受信点Ｐ（Ｒ３１）〜Ｐ（Ｒ３６），Ｐ（Ｒ４１）〜Ｐ（Ｒ４６）は、夫々順に、送信アンテナ要素ＴＡから発射されるレーダ波の反射波を受信する受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｐ１６，Ｒ２１〜Ｐ２６の受信点Ｐ（Ｒ１１）〜Ｐ（Ｒ１６），Ｐ（Ｒ２１）〜Ｐ（Ｒ２６）を、レーダ波が送信アンテナ要素ＴＢから発射されたと仮定して補正したときの補正後受信点（仮想的な受信点）である。

即ち、受信点Ｐ（Ｒ３１）〜Ｐ（Ｒ３６），Ｐ（Ｒ４１）〜Ｐ（Ｒ４６）は、発射点（ＴＢ）からの経路長が、上記仮定をしない場合の発射点（ＴＡ）から各受信点Ｐ（Ｒ１１）〜Ｐ（Ｒ１６），Ｐ（Ｒ２１）〜Ｐ（Ｒ２６）までの経路長と同一の経路長となるように、受信点Ｐ（Ｒ１１）〜Ｐ（Ｒ１６），Ｐ（Ｒ２１）〜Ｐ（Ｒ２６）を、Ｙ軸方向に補正したときの補正後受信点を表す。

このように、図２に示す位置関係で、送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢ及び受信アンテナ要素群Ｒ１，Ｒ２をＹ軸方向に配列すれば、図３及び図４に示すように、受信アンテナ要素群Ｒ１，Ｒ２を、Ｙ軸方向に、間隔Ｌで等間隔に四列配列したのと同じような受信信号を得ることができる。

本実施例では、このような原理を利用して反射波の到来方位を高精度に検出するために、レーダ波を送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢから時分割で交互に発射する。そして、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｐ１６，Ｒ２１〜Ｐ２６の受信信号（詳細にはビート信号Ｍ）を送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢ毎に分類し、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｐ１６，Ｒ２１〜Ｐ２６の夫々と送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢの夫々との組み合わせ毎の受信信号（ビート信号Ｍ）を生成する。これらの信号を用いて、各反射波の到来方位、換言すれば各物標の方位（Θｘ，Θｙ）を検出する。

この方位検出手法によれば、受信アンテナ２３を構成する受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｐ１６，Ｒ２１〜Ｐ２６の数を抑え、高精度に反射波の到来方位を検出することができる。
例えば、受信アンテナ２３が本実施例と同一構成であるが、送信アンテナ２１が複数の送信アンテナ要素を備えずに単一アンテナとして構成される場合を考える。この場合には、受信アンテナ２３において、受信アンテナ要素群Ｒ１，Ｒ２が二つしかないことから、Ｙ軸方向について二つ以上の物標の方位を実質検出することができない。

一方、路面がレーダ波を反射しやすい環境では、図１において破線で示すように、物標（案内板Ｇ）からの反射波が受信アンテナ２３に直接届く第一の伝播経路と、物標（案内板Ｇ）からの反射波が路面に反射した後、受信アンテナ２３に届く第二の伝播経路とが生じる。この第二の伝播経路の存在は、図１二点鎖線で示す地点に物標（案内板Ｇ）の偽像Ｊを生じさせる。

即ち、路面がレーダ波を反射しやすい環境では、物標が実際には一つしか存在しない場合でも、物標が見かけ上二つ以上存在する現象が生じる。従って、送信アンテナ２１が上記単一アンテナとして構成されるレーダ装置では、このような環境において、適切に物標の方位を検出することができない。

これに対し、本実施例によれば、仮想的に受信アンテナ要素群を四つに増やすことができるので、このような偽像Ｊの影響を抑えて、高精度に、Ｙ軸方向の物標の方位を検出することができる。

続いて、レーダ装置１０の詳細構成を、図５を用いて説明する。図５に示すように、本実施例のレーダ装置１０は、送信回路１１と、切替分配回路１３と、送信アンテナ２１と、受信アンテナ２３と、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６毎のミキサ３０と、アナログディジタル変換器４０と、信号処理ユニット５０と、を備える。

送信回路１１は、送信信号Ｓｓのオリジナル信号を、切替分配回路１３に入力するものである。切替分配回路１３は、送信回路１１から入力される上記オリジナル信号を、送信信号Ｓｓとローカル信号とに電力分配し、送信信号Ｓｓを所定周期で交互に送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢに入力する。一方、ローカル信号は、ミキサ３０に入力される。送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢは、切替分配回路１３から入力される送信信号Ｓｓに基づいて交互にレーダ波を車両１の前方に発射する。

一方、反射波を受信する受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６毎の受信信号Ｓｒは、夫々、対応するミキサ３０に入力される。受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６毎のミキサ３０は、この受信信号Ｓｒと、切替分配回路１３から入力されるローカル信号とを混合して、ビート信号Ｍを生成する。以下では、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６に関して、夫々順に、この受信アンテナ要素の受信信号Ｓｒとローカル信号との混合信号であるビート信号Ｍを、ビート信号Ｍ１１〜Ｍ１６，Ｍ２１〜Ｍ２６と表現する。

受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６毎のミキサ３０で生成されるビート信号Ｍ１１〜Ｍ１６，Ｍ２１〜Ｍ２６は、アナログディジタル変換器４０に入力される。アナログディジタル変換器４０は、ビート信号Ｍ１１〜Ｍ１６，Ｍ２１〜Ｍ２６の個数に対応した数の変換回路（図示せず）を有し、入力されるビート信号Ｍ１１〜Ｍ１６，Ｍ２１〜Ｍ２６の夫々をディジタル信号（データ）に変換する。

アナログディジタル変換器４０によってＡＤ変換されたビート信号Ｍ１１〜Ｍ１６，Ｍ２１〜Ｍ２６は、信号処理ユニット５０に入力される。信号処理ユニット５０は、これらのビート信号Ｍ１１〜Ｍ１６，Ｍ２１〜Ｒ２６を解析することによって、各物標に関する上記距離Ｄ、相対速度Ｖ、及び、方位（Θｘ，Θｙ）を検出し、物標毎の上記物標情報を出力する。

この信号処理ユニット５０は、具体的に、図６に示す分類ユニット５１と、解析ユニット５３と、方位検出ユニット５５と、出力ユニット５７とを備える。分類ユニット５１は、ビート信号Ｍ１１〜Ｍ１６，Ｍ２１〜Ｍ２６の夫々を、送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢ毎のビート信号に分離して、分離後のビート信号ＭＡ１１〜ＭＡ１６，ＭＡ２１〜ＭＡ２６，ＭＢ１１〜ＭＢ１６，ＭＢ２１〜ＭＢ２６を、解析ユニット５３に入力する。

ビート信号ＭＡ１１は、ビート信号Ｍ１１から、送信アンテナ要素ＴＡから発射されたレーダ波の反射波成分を含む期間の信号を分離抽出して生成される。また、ビート信号ＭＢ１１は、ビート信号Ｍ１１から、送信アンテナ要素ＴＢから発射されたレーダ波の反射波成分を含む期間の信号を分離抽出して生成される。

同様に、ビート信号ＭＡ１２〜ＭＡ１６，ＭＡ２１〜ＭＡ２６は、夫々順に、送信アンテナ要素ＴＡから発射されたレーダ波の反射波成分を含む期間の信号を、ビート信号Ｍ１２〜Ｍ１６，Ｍ２１〜Ｍ２６から分離抽出して生成され、ビート信号ＭＢ１２〜ＭＢ１６，ＭＢ２１〜ＭＢ２６は、夫々順に、送信アンテナ要素ＴＢから発射されたレーダ波の反射波成分を含む期間の信号を、ビート信号Ｍ１２〜Ｍ１６，Ｍ２１〜Ｍ２６から分離抽出して生成される。

送信アンテナ要素ＴＡ（又は送信アンテナ要素ＴＢ）からレーダ波が発射されている期間に、その反射波を受信アンテナ２３が受信する環境において、分類ユニット５１は、例えば、次のようにして、ビート信号ＭＡ１１〜ＭＡ１６，ＭＡ２１〜ＭＡ２６，ＭＢ１１〜ＭＢ１６，ＭＢ２１〜ＭＢ２６を生成することができる。

即ち、分類ユニット５１は、ビート信号Ｍ１１〜Ｍ１６，Ｍ２１〜Ｍ２６の夫々を、送信アンテナ要素ＴＡからレーダ波が送信されている期間のビート信号と、送信アンテナ要素ＴＢからレーダ波が送信されている期間のビート信号と分離することにより、ビート信号ＭＡ１１〜ＭＡ１６，ＭＡ２１〜ＭＡ２６，ＭＢ１１〜ＭＢ１６，ＭＢ２１〜ＭＢ２６を生成することができる。

解析ユニット５３は、この分類ユニット５１から入力される、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６の夫々及び送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢの夫々の組み合わせ毎のビート信号ＭＡ１１〜ＭＡ１６，ＭＡ２１〜ＭＡ２６，ＭＢ１１〜ＭＢ１６，ＭＢ２１〜ＭＢ２６を周波数解析する。

具体的に、この解析ユニット５３は、周波数解析により、ビート信号ＭＡ１１〜ＭＡ１６，ＭＡ２１〜ＭＡ２６，ＭＢ１１〜ＭＢ１６，ＭＢ２１〜ＭＢ２６に含まれる各反射波成分の周波数ｆｂ１，ｆｂ２を検出する。周波数ｆｂ１は、上述したように、ビート信号ＭＡ１１〜ＭＡ１６，ＭＡ２１〜ＭＡ２６，ＭＢ１１〜ＭＢ１６，ＭＢ２１〜ＭＢ２６における上り変調区間のピーク周波数であり、周波数ｆｂ２は、ビート信号ＭＡ１１〜ＭＡ１６，ＭＡ２１〜ＭＡ２６，ＭＢ１１〜ＭＢ１６，ＭＢ２１〜ＭＢ２６における下り変調区間のピーク周波数である。

解析ユニット５３は、ビート信号ＭＡ１１〜ＭＡ１６，ＭＡ２１〜ＭＡ２６，ＭＢ１１〜ＭＢ１６，ＭＢ２１〜ＭＢ２６の夫々に関して、上り変調区間のビート信号の周波数スペクトラムから受信電力が閾値以上のピークを示す周波数を検出することで、反射波成分の周波数ｆｂ１を検出することができる。また、下り変調区間のビート信号の周波数スペクトラムから受信電力が閾値以上のピークを示す周波数を検出することで、反射波成分の周波数ｆｂ２を検出することができる。

そして、解析ユニット５３は、上記検出されたピーク周波数ｆｂ１，ｆｂ２の情報に基づき、ビート信号ＭＡ１１〜ＭＡ１６，ＭＡ２１〜ＭＡ２６，ＭＢ１１〜ＭＢ１６，ＭＢ２１〜ＭＢ２６から、反射波成分を抽出した抽出信号ＥＡ１１〜ＥＡ１６，ＥＡ２１〜ＥＡ２６，ＥＢ１１〜ＥＢ１６，ＥＢ２１〜ＥＢ２６を、方位検出ユニット５５に入力する。

抽出信号ＥＡ１１〜ＥＡ１６，ＥＡ２１〜ＥＡ２６，ＥＢ１１〜ＥＢ１６，ＥＢ２１〜ＥＢ２６は、夫々順に、ビート信号ＭＡ１１〜ＭＡ１６，ＭＡ２１〜ＭＡ２６，ＭＢ１１〜ＭＢ１６，ＭＢ２１〜ＭＢ２６から反射波成分としてのピーク周波数ｆｂ１，ｆｂ２成分を抽出した信号である。これらの抽出信号ＥＡ１１〜ＥＡ１６，ＥＡ２１〜ＥＡ２６，ＥＢ１１〜ＥＢ１６，ＥＢ２１〜ＥＢ２６は、上り変調区間のピーク周波数ｆｂ１毎及び下り変調区間のピーク周波数ｆｂ２毎に生成される。

また、方位検出ユニット５５は、これらの抽出信号ＥＡ１１〜ＥＡ１６，ＥＡ２１〜ＥＡ２６，ＥＢ１１〜ＥＢ１６，ＥＢ２１〜ＥＢ２６を用いた方位検出処理を、反射波成分毎（ピーク周波数ｆｂ１，ｆｂ２毎）に実行して、各反射波の到来方位、換言すれば、各物標の方位（Θｘ，Θｙ）を検出する。具体的には、図７に示す方位検出処理を、反射波成分毎に、この反射波成分に対応する抽出信号ＥＡ１１〜ＥＡ１６，ＥＡ２１〜ＥＡ２６，ＥＢ１１〜ＥＢ１６，ＥＢ２１〜ＥＢ２６を用いて実行することにより、反射波成分毎の方位（Θｘ，Θｙ）を検出する。

方位検出ユニット５５は、図７に示す方位検出処理を開始すると、第一の受信アンテナ要素群Ｒ１を構成する受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６の夫々と送信アンテナ要素ＴＢとの組み合わせ毎の抽出信号ＥＢ１１〜ＥＢ１６を用いたＤＢＦ処理を実行する（Ｓ１１０）。具体的には、対応する受信点Ｐ（Ｒ１１）〜Ｐ（Ｒ１６）の配列方向であるＸ軸方向に対してＤＢＦ処理を実行する。

即ち、Ｘ軸方向に対する方位θｘに関して、処理対象方位θｘ毎に、抽出信号ＥＢ１１〜ＥＢ１６を、その処理対象方位θｘからの到来波成分を強調するように合成した合成信号を生成する。強調は、周知のように、処理対象方位θｘに指向性を有するように、抽出信号ＥＢ１１〜ＥＢ１６を重み付けしてＤＢＦ合成することにより実現することができる。そして、この合成信号に基づき、処理対象方位θｘからの到来波の受信電力を求める。

Ｓ１１０のＤＢＦ処理では、このようにして抽出信号ＥＢ１１〜ＥＢ１６についての処理対象方位θｘ毎の合成信号を生成し、方位θｘに関する方位スペクトラムを検出する。このようにして、図８に示すＨ１列受信点群Ｐ（Ｒ１１）〜Ｐ（Ｒ１６）に対する到来波の方位スペクトラムを算出する。検出する方位スペクトラムは、方位θｘと、その方位θｘからの受信電力との対応関係を示す。

更に、方位検出ユニット５５は、第二の受信アンテナ要素群Ｒ２を構成する受信アンテナ要素Ｒ２１〜Ｒ２６の夫々と送信アンテナ要素ＴＢとの組み合わせ毎の抽出信号ＥＢ２１〜ＥＢ２６を用いて、対応する受信点Ｐ（Ｒ２１）〜Ｐ（Ｒ２６）の配列方向であるＸ軸方向に対するＤＢＦ処理を実行する（Ｓ１２０）。

即ち、Ｓ１２０では、Ｓ１１０と同様の手法で、抽出信号ＥＢ２１〜ＥＢ２６についての処理対象方位θｘ毎の合成信号を生成し、方位θｘに関する方位スペクトラムを検出する。

Ｓ１２０では、このようにして、図８に示すＨ２列受信点群Ｐ（Ｒ２１）〜Ｐ（Ｒ２６）に対する到来波の方位スペクトラムを検出する。但し、Ｓ１２０のＤＢＦ処理では、Ｓ１１０での処理結果に基づいて、処理対象方位θｘの範囲を、物標が存在する範囲に限定することができる。

即ち、Ｓ１１０での処理結果によれば、物標の方位Θｘを概ね推定することができる。Ｓ１２０では、処理対象方位θｘの範囲を、Ｓ１１０での処理結果から推定される物標の方位Θｘの周辺に限定して、ビームフォーミング（対応する方位θｘに対する合成信号の生成）を行うことができる。このようにすることで、ＤＢＦ処理に係る方位検出ユニット５５の処理負荷を抑えることができる。

付言すると、Ｓ１２０のＤＢＦ処理で用いられる抽出信号ＥＢ２１〜ＥＢ２６の受信点Ｐ（Ｒ２１）〜Ｐ（Ｒ２６）は、Ｓ１１０で用いられる抽出信号ＥＢ１１〜ＥＢ１６の受信点Ｐ（Ｒ１１）〜Ｐ（Ｒ１６）に対しＸ軸方向にずれている。従って、Ｓ１２０では、このずれ量に対応した補正を加えたＤＢＦ処理を実行することができる。

この他、方位検出ユニット５５は、第一の受信アンテナ要素群Ｒ１を構成する受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６の夫々と送信アンテナ要素ＴＡとの組み合わせ毎の抽出信号ＥＡ１１〜ＥＡ１６を用いて、対応する受信点Ｐ（Ｒ３１）〜Ｐ（Ｒ３６）の配列方向であるＸ軸方向に対するＤＢＦ処理を実行する（Ｓ１３０）。

即ち、Ｓ１１０での処理と同様の手法で、抽出信号ＥＡ１１〜ＥＡ１６についての処理対象方位θｘ毎の合成信号を生成し、方位θｘに関する方位スペクトラムを検出する。
Ｓ１３０では、このようにして、図８に示すＨ３列受信点群Ｐ（Ｒ３１）〜Ｐ（Ｒ３６）に対する到来波の方位スペクトラムを検出する。Ｓ１３０のＤＢＦ処理では、Ｓ１２０での処理と同様に、処理対象方位θｘの範囲を限定することができる。

更に、方位検出ユニット５５は、第二の受信アンテナ要素群Ｒ２を構成する受信アンテナ要素Ｒ２１〜Ｒ２６の夫々と送信アンテナ要素ＴＡとの組み合わせ毎の抽出信号ＥＡ２１〜ＥＡ２６を用いて、対応する受信点Ｐ（Ｒ４１）〜Ｐ（Ｒ４６）の配列方向であるＸ軸方向に対するＤＢＦ処理を実行する（Ｓ１４０）。

即ち、Ｓ１１０での処理と同様の手法で、抽出信号ＥＡ２１〜ＥＡ２６についての処理対象方位θｘ毎の合成信号を生成し、方位θｘについての到来波の方位スペクトラムを検出する。

Ｓ１４０では、このようにして、図８に示すＨ４列受信点群Ｐ（Ｒ４１）〜Ｐ（Ｒ４６）に対する到来波の方位スペクトラムを検出する。Ｓ１４０のＤＢＦ処理では、Ｓ１２０，Ｓ１３０での処理と同様に、処理対象方位θｘの範囲を限定することができる。更に、Ｓ１４０では、Ｓ１２０での処理と同様に、上記Ｘ軸方向のずれ量に対応した補正を加えたＤＢＦ処理を実行することができる。

Ｓ１１０〜Ｓ１４０での処理を終えると、方位検出ユニット５５は、これらの処理で検出した方位スペクトラムにおいて受信電力が閾値以上のピークを示す各方位θｘを、反射波の到来方位、換言すれば物標の方位Θｘとして検出する（Ｓ１５０）。

ここでは、Ｓ１１０〜Ｓ１４０で検出された方位スペクトラムの重ね合わせに基づいて、各物標の方位Θｘを検出することができる。別例として、Ｓ１５０では、方位スペクトラム毎に、この方位スペクトラムにおいて受信電力が閾値以上のピークを示す方位を検出し、これら複数の方位スペクトラムでの検出方位を統計処理（例えば平均化）することによって、各物標の方位Θｘを検出することができる。更なる別列としては、Ｓ１１０〜Ｓ１４０で検出した方位スペクトラムの一つを用いて、この方位スペクトラムから各物標の方位Θｘを検出することができる。Ｓ１１０〜Ｓ１４０で生成された合成信号から一つの方位スペクトラムを検出し、これに基づいて各物標の方位Θｘを検出することも可能である。

Ｓ１５０での処理を終えると、方位検出ユニット５５は、Ｓ１６０に移行し、上記検出した方位Θｘ毎に、Ｙ軸方向に対するＤＢＦ処理を実行し、対応する物標の方位Θｙを検出する。

Ｓ１６０で実行する方位Θｘ毎のＤＢＦ処理では、この方位Θｘに対するＤＢＦ信号であって、Ｈ１列からＨ４列までの各列のＤＢＦ信号を取得する。ここで言う方位Θｘに対するＨ１列〜Ｈ４列のＤＢＦ信号は、夫々順に、Ｓ１１０〜Ｓ１４０のＤＢＦ処理によって方位Θｘからの到来波成分を強調するように上記抽出信号を合成した合成信号（換言すれば、方位Θｘに対してビームフォーミングした合成信号）に対応する。

そして、この方位Θｘに対するＨ１〜Ｈ４列のＤＢＦ信号を用いて、対応する受信点Ｐ（Ｒ１）〜Ｐ（Ｒ４）が配列されるＹ軸方向に対するＤＢＦ処理を実行する。
即ち、Ｙ軸方向に対する方位θｙに関し、処理対象方位θｙ毎に、Ｈ１〜Ｈ４列のＤＢＦ信号を合成した合成信号であって、処理対象方位θｙからの到来波成分を強調するように合成した合成信号（換言すれば、処理対象方位θｙに対してビームフォーミングした合成信号）を生成する。そして、この合成信号に基づき、処理対象方位θｙからの到来波の受信電力を求める。

Ｓ１６０におけるＤＢＦ処理では、このようにして方位Θｘに対するＨ１列〜Ｈ４列のＤＢＦ信号についての処理対象方位θｙ毎の合成信号を生成し、方位θｙに関する方位スペクトラムを検出する。検出する方位スペクトラムは、方位θｙと、その方位θｙからの受信電力との対応関係を示す。

このようにして方位Θｘ毎の方位θｙに関する方位スペクトラムを検出すると、方位検出ユニット５５は、Ｓ１７０に移行し、方位Θｘ毎に、Ｓ１６０で検出された方位スペクトラムにおいて受信電力が閾値以上のピークを示す各方位θｙを、各物標の方位（反射波の到来方位）Θｙとして検出する。

方位検出ユニット５５は、このようにして検出したレーダ波を反射した物標毎の方位（Θｘ，Θｙ）を、出力ユニット５７に入力する（Ｓ１８０）。その後、方位検出処理を終了する。方位検出ユニット５５は、ピーク周波数ｆｂ１，ｆｂ２毎に、このような内容の方位検出処理を繰り返し実行することで、前方に位置する各物標の方位（Θｘ，Θｙ）を、出力ユニット５７に逐次提供する。

また、出力ユニット５７は、解析ユニット５３から得られるピーク周波数ｆｂ１，ｆｂ２と、方位検出ユニット５５から得られるピーク周波数ｆｂ１，ｆｂ２毎の方位（Θｘ，Θｙ）とから、各方位（Θｘ，Θｙ）に位置する物標までの距離Ｄ及び物標との相対速度Ｖを検出する。そして、物標毎に、この物標に関する距離Ｄ、相対速度Ｖ、及び、方位（Θｘ，Θｙ）の情報を含む物標情報を出力する。

以上、本実施例のレーダ装置１０について説明したが、本実施例によれば、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６を千鳥配列した受信アンテナ２３を備えるレーダ装置１０の構成において、Ｙ軸（垂直）方向に二つの送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢを設けることにより、垂直方向の物標（反射波）の方位検出能力を高めた。

従って、本実施例によれば、受信アンテナ２３に対して新たな受信アンテナ要素を垂直方向に設けることなく、偽像Ｊによる影響を抑えて、高精度な物標検出を実現することができる。

［第二実施例］
続いて、第二実施例のレーダ装置１０について説明する。但し、第二実施例のレーダ装置１０は、方位検出ユニット５５が実行する方位検出処理の内容が第一実施例と異なるだけのものである。従って、以下では、方位検出ユニット５５が実行する方位検出処理の内容を選択的に説明する。

本実施例の方位検出ユニット５５は、図７に示す方位検出処理に代えて、図９に示す方位検出処理を繰り返し実行する。この方位検出処理を開始すると、方位検出ユニット５５は、図１０上段に示すα軸方向に配列された受信点Ｐ（Ｒ１１）〜Ｐ（Ｒ１６），Ｐ（Ｒ２１）〜Ｐ（Ｒ２６），Ｐ（Ｒ３１）〜Ｐ（Ｒ３６），Ｐ（Ｒ４１）〜Ｐ（Ｒ４６）の複数列（α１列〜α７列）に関して、列毎に、この列上の受信点群に対応する上記抽出信号を用いたα軸方向に対するＤＢＦ処理を実行する（Ｓ２１０）。

第一実施例で説明したように、送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢから発射されたレーダ波の受信点であって、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６の夫々の受信点Ｐ（Ｒ１１）〜Ｐ（Ｒ１６），Ｐ（Ｒ２１）〜Ｐ（Ｒ２６）を、レーダ波が送信アンテナ要素ＴＢから発射されたと仮定して補正したときの補正後受信点Ｐ（Ｒ１１）〜Ｐ（Ｒ１６），Ｐ（Ｒ２１）〜Ｐ（Ｒ２６），Ｐ（Ｒ３１）〜Ｐ（Ｒ３６），Ｐ（Ｒ４１）〜Ｐ（Ｒ４６）は、図１０上段に示すように配列される。

上記仮定は、レーダ波の発射元が送信アンテナ要素ＴＢであるという仮定であるため、送信アンテナ要素ＴＢから発射されたレーダ波に対応する受信信号（抽出信号ＥＢ１１〜ＥＢ１６，ＥＢ２１〜ＥＢ２６）についての補正後受信点Ｐ（Ｒ１１）〜Ｐ（Ｒ１６），Ｐ（Ｒ２１）〜Ｐ（Ｒ２６）は、補正前後で変わらない。

一方、送信アンテナ要素ＴＡから発射されたレーダ波に対応する受信信号（抽出信号ＥＡ１１〜ＥＡ１６，ＥＡ２１〜ＥＡ２６）についての補正後受信点Ｐ（Ｒ３１）〜Ｐ（Ｒ３６），Ｐ（Ｒ４１）〜Ｐ（Ｒ４６）は、補正前の受信点Ｐ（Ｒ１１）〜Ｐ（Ｒ１６），Ｐ（Ｒ２１）〜Ｐ（Ｒ２６）からＹ軸方向に、送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢ間の配置間隔２Ｌに対応した距離異なる位置に配置される。

本実施例では、このような仮想的な受信点Ｐ（Ｒ１１）〜Ｐ（Ｒ１６），Ｐ（Ｒ２１）〜Ｐ（Ｒ２６），Ｐ（Ｒ３１）〜Ｐ（Ｒ３６），Ｐ（Ｒ４１）〜Ｐ（Ｒ４６）の幾何学配置において、千鳥配列のα軸方向（図２参照）に沿って一列に配置される受信点群を、一つのアレーアンテナの受信点群とみなして、この受信点群に対応する上記抽出信号に基づいたα軸方向に対するＤＢＦ処理を実行する。

図１０上段に示すα１〜α７列の夫々の受信点群は、図１０下段において縦列で示す。Ｓ２１０においては、α１列に関するＤＢＦ処理として、α１列受信点群Ｐ（Ｒ３１），Ｐ（Ｒ４１）に対応する抽出信号ＥＡ１１，ＥＡ２１を用いたＤＢＦ処理を実行する。

即ち、α軸方向に対する方位θαに関して、処理対象方位θα毎に、抽出信号ＥＡ１１，ＥＡ２１を合成した合成信号であって、その処理対象方位θαからの到来波成分を強調するように合成した合成信号を生成する。そして、この合成信号に基づき、処理対象方位θαからの到来波の受信電力を求め、方位θαに関する方位スペクトラムを検出する。方位θαは、α軸からアンテナ基板２０に対して直交する方向に延びる平面上の方位であって、α軸からの角度で表される方位である。

また、α２列に関するＤＢＦ処理として、α２列受信点群Ｐ（Ｒ１１），Ｐ（Ｒ２１），Ｐ（Ｒ３２），Ｐ（Ｒ４２）に対応する抽出信号ＥＢ１１，ＥＢ２１，ＥＡ１２，ＥＡ２２を用いたＤＢＦ処理を実行し、方位θαに関する方位スペクトラムを検出する。

同様に、α３列に関するＤＢＦ処理として、α３列受信点群Ｐ（Ｒ１２），Ｐ（Ｒ２２），Ｐ（Ｒ３３），Ｐ（Ｒ４３）に対応する抽出信号ＥＢ１２，ＥＢ２２，ＥＡ１３，ＥＡ２３を用いたＤＢＦ処理を実行し、方位θαに関する方位スペクトラムを検出する。

同様に、α４列に関するＤＢＦ処理として、α４列受信点群Ｐ（Ｒ１３），Ｐ（Ｒ２３），Ｐ（Ｒ３４），Ｐ（Ｒ４４）に対応する抽出信号ＥＢ１３，ＥＢ２３，ＥＡ１４，ＥＡ２４を用いたＤＢＦ処理を実行し、方位θαに関する方位スペクトラムを検出する。

同様に、α５列〜α７列に関するＤＢＦ処理についても実行し、方位スペクトラムを検出する。α５列上の受信点Ｐ（Ｒ１４），Ｐ（Ｒ２４），Ｐ（Ｒ３５），Ｐ（Ｒ４５）に対応する抽出信号は、夫々順に、抽出信号ＥＢ１４，ＥＢ２４，ＥＡ１５，ＥＡ２５に対応し、α６列上の受信点Ｐ（Ｒ１５），Ｐ（Ｒ２５），Ｐ（Ｒ３６），Ｐ（Ｒ４６）に対応する抽出信号は、夫々順に、抽出信号ＥＢ１５，ＥＢ２５，ＥＡ１６，ＥＡ２６に対応する。この他、α７列上の受信点Ｐ（Ｒ１６），Ｐ（Ｒ２６）に対応する抽出信号は、夫々順に、抽出信号ＥＢ１６，ＥＢ２６に対応する。

Ｓ２１０での処理を終えると、方位検出ユニット５５は、上記処理で検出したα１〜α７列の方位スペクトラムに基づき、物標（反射波）の方位Θαを検出する（Ｓ２２０）。ここでは、α１〜α７列に関するＤＢＦ処理結果（方位スペクトラム）に基づいて、Ｓ１５０と同様の処理を行うことができる。

その後、方位検出ユニット５５は、Ｓ２３０に移行して、上記検出した方位Θα毎に、図１１に示すβ軸方向に対するＤＢＦ処理を実行し、対応する物標の方位Θβを検出する。

Ｓ２３０においては、方位Θα毎に、β軸方向に対するＤＢＦ処理として、次の処理を実行することができる。即ち、β軸方向に対する方位θβに関して、処理対象方位θβ毎に、方位Θαに対するα１〜α７列ＤＢＦ信号を合成した合成信号であって、その処理対象方位θβからの到来波成分を強調するように合成した合成信号を生成する。そして、この合成信号に基づき、処理対象方位θβからの到来波の受信電力を求め、方位θβに関する方位スペクトラムを検出する。

方位θβは、β軸からアンテナ基板２０に対して直交する方向に延びる平面上の方位であって、β軸からの角度で表される方位である。ここで言う方位Θαに対するα１〜α７列ＤＢＦ信号は、夫々順に、Ｓ２１０で実行したα１〜α７列に関するＤＢＦ処理によって方位Θαからの到来波成分を強調するように上記抽出信号を合成した合成信号（換言すれば、方位Θαに対してビームフォーミングした合成信号）に対応する。

別例として、Ｓ２３０では、方位Θα毎に、次に説明するβ軸方向に対するＤＢＦ処理を実行することができる。即ち、Ｓ２３０においては、方位Θα毎に、β１列に関するＤＢＦ処理として、β１列受信点群Ｐ（Ｒ１２），Ｐ（Ｒ２１），Ｐ（Ｒ３１）に対応するα３，α２，α１列ＤＢＦ信号を用いたβ軸方向に対するＤＢＦ処理を実行する。具体的には、処理対象方位θβ毎に、方位Θαに対するα３，α２，α１列ＤＢＦ信号を合成した合成信号であって、その処理対象方位θβからの到来波成分を強調するように合成した合成信号を生成する。そして、この合成信号に基づき、処理対象方位θβからの到来波の受信電力を求め、方位θβに関する方位スペクトラムを検出する。

同様に、Ｓ２３０においては、方位Θα毎に、β２列に関するＤＢＦ処理として、β２列受信点群Ｐ（Ｒ１３），Ｐ（Ｒ２２），Ｐ（Ｒ３２），Ｐ（Ｒ４１）に対応するα４，α３，α２，α１列ＤＢＦ信号を用いたβ軸方向に対するＤＢＦ処理を実行し、方位スペクトラムを検出する。同様に、Ｓ２３０においては、β３列〜β６列の夫々に関するＤＢＦ処理についても方位Θα毎に実行し、方位スペクトラムを検出する。β３列〜β６列の夫々に関するＤＢＦ処理で用いるＤＢＦ信号は、対応する受信点が属するα軸方向の列に対応するＤＢＦ信号である。

その後、方位検出ユニット５５は、これら方位スペクトラムの一群から、反射波の到来方位、換言すれば、各物標の方位（Θｘ，Θｙ）を検出する（Ｓ２４０）。具体的には、方位スペクトラムの一群を、（θｘ，θｙ）平面に対する縦軸上に受信電力をプロットした三次元空間上の方位スペクトラムに変換し、この変換後の方位スペクトラムにおいて、閾値以上のピークを示す各方位（θｘ，θｙ）を検出することにより、各物標の方位（Θｘ，Θｙ）を検出することができる。

その後、方位検出ユニット５５は、検出した各方位（Θｘ，Θｙ）を出力ユニット５７に入力し（Ｓ２５０）、当該方位検出処理を終了する。
以上、第二実施例について説明したが、本実施例によっても、少ない受信アンテナ要素で、高精度な物標検出を実現することができる。尚、別例として、Ｓ２１０〜Ｓ２４０では、α１列〜α７列及びβ１列〜β６列の夫々に関して、対応する受信点の抽出信号を用いたＤＢＦ処理を実行し、これらのＤＢＦ処理により得られた方位スペクトラムの一群又は検出方位Θα，Θβの一群から、物標の方位（Θｘ，Θｙ）を検出することができる。

［第三実施例］
続いて、第三実施例のレーダ装置１０について説明する。但し、第三実施例のレーダ装置１０は、方位検出ユニット５５が実行する方位検出処理の内容が第一実施例と異なるだけのものである。従って、以下では、方位検出ユニット５５が実行する方位検出処理の内容を選択的に説明する。

本実施例において、方位検出ユニット５５は、図１２に示す方位検出処理を繰り返し実行する。この方位検出処理を開始すると、方位検出ユニット５５は、Ｈ１列受信点群Ｐ（Ｒ１１）〜Ｐ（Ｒ１６）及びＨ３列受信点群Ｐ（Ｒ３１）〜Ｐ（Ｒ３６）に関し、図１３上段において破線で囲まれたＹ軸方向に隣接する受信点の組毎に、この組に対応する二つの上記抽出信号を合成した合成信号を生成する（Ｓ３１０）。尚、図１３に示す受信点と抽出信号との対応関係は、第二実施例で説明した通りである。

そして、Ｓ３１０で生成した上記組毎の合成信号を用いたＸ軸方向に対するＤＢＦ処理を実行し、方位θｘに関する方位スペクトラムを検出する（Ｓ３２０）。
更に、方位検出ユニット５５は、Ｈ２列受信点群Ｐ（Ｒ２１）〜Ｐ（Ｒ２６）及びＨ４列受信点群Ｐ（Ｒ４１）〜Ｐ（Ｒ４６）に関し、図１３下段において破線で囲まれたＹ軸方向に隣接する受信点の組毎に、この組に対応する二つの上記抽出信号を合成した合成信号を生成する（Ｓ３３０）。

そして、Ｓ３３０で生成した上記組毎の合成信号を用いたＸ軸方向に対するＤＢＦ処理を実行し、方位θｘに関する方位スペクトラムを検出する（Ｓ３４０）。
Ｓ３１０〜Ｓ３４０での処理を終えると、方位検出ユニット５５は、Ｓ３２０，Ｓ３４０の処理で検出した方位スペクトラムにおいて受信電力が閾値以上のピークを示す各方位θｘを、物標の方位Θｘ（反射波の到来方位）として検出する（Ｓ３５０）。

ここでは、Ｓ３２０，Ｓ３４０で検出された方位スペクトラムの重ね合わせに基づいて、各物標の方位Θｘを検出することができる。Ｓ３５０では、Ｓ１５０の別例として説明した手法で、各物標の方位Θｘを検出することも可能である。

その後、方位検出ユニット５５は、上記検出した方位Θｘ毎に、Ｙ軸方向に対するＤＢＦ処理を実行し（Ｓ３６０）、対応する物標の方位Θｙを検出する（Ｓ３７０）。
Ｓ３６０における方位Θｘ毎のＤＢＦ処理では、方位Θｘに対する第一ＤＢＦ信号及び第二ＤＢＦ信号を取得する。方位Θｘに対する第一ＤＢＦ信号は、Ｓ３２０のＤＢＦ処理によって方位Θｘからの到来波成分を強調するように生成した合成信号に対応する。また、方位Θｘに対する第二ＤＢＦ信号は、Ｓ３４０のＤＢＦ処理によって方位Θｘからの到来波成分を強調するように生成した合成信号に対応する。

そして、取得した方位Θｘに対する第一ＤＢＦ信号及び第二ＤＢＦ信号を用いたＹ軸方向に対するＤＢＦ処理を実行することにより、方位θｙに関する方位スペクトラムを検出する。

Ｓ３７０では、方位Θｘ毎に、Ｓ３６０で検出された方位スペクトラムにおいて受信電力が閾値以上のピークを示す各方位θｙを、物標の方位Θｙとして検出する。
方位検出ユニット５５は、このようにして検出した物標毎の方位（Θｘ，Θｙ）を、出力ユニット５７に入力する（Ｓ３８０）。その後、方位検出処理を終了する。

以上、本実施例のレーダ装置１０について説明したが、本実施例においても、送信アンテナ要素を一つだけ設ける場合と比較して、高精度な方位検出を行うことができる。
［第四実施例］
続いて、第四実施例のレーダ装置１０について説明する。第四実施例のレーダ装置１０は、送信アンテナ１２１の構成が、第一実施例の送信アンテナ２１とは異なる。この送信アンテナ１２１の相違に伴い、受信信号を処理して物標の方位（Θｘ，Θｙ）を検出するまでの処理手順の細部も、第一実施例とは異なる。但し、処理手順の概念的なものは第一実施例と同じである。また、本実施例のレーダ装置１０における送信アンテナ２１以外のハードウェア構成についても、基本的（概念的）には第一実施例と同じである。従って、以下では、本実施例に特徴的な構成及び受信信号の処理手順を、選択的に説明する。

本実施例のレーダ装置１０は、図１４に示すように、アンテナ基板２０の表面に、送信アンテナ１２１及び受信アンテナ２３を備える。受信アンテナ２３は、第一実施例と同一構成にされる。

一方、送信アンテナ１２１は、アンテナ基板２０の表面において、三つの送信アンテナ要素ＴＤ，ＴＥ，ＴＦがＹ軸方向に配列された構成にされる。これら三つの送信アンテナ要素ＴＤ，ＴＥ，ＴＦは、隣り合う送信アンテナ要素が互いにＹ軸方向において距離Ｌ異なる位置に配置されるように、配列される。即ち、送信アンテナ１２１は、三つの送信アンテナ要素ＴＤ，ＴＥ，ＴＦが、受信アンテナ要素群Ｒ１，Ｒ２の配置間隔Ｌと同じ間隔で配置された構成にされる。本実施例において、送信信号Ｓｓは、時分割されて、これら送信アンテナ要素ＴＤ，ＴＥ，ＴＦの夫々に順に入力され、レーダ波は、これら送信アンテナ要素ＴＤ，ＴＥ，ＴＦの夫々から順に繰り返し発射される。

このレーダ装置１０では、送信アンテナ要素ＴＤ，ＴＥ，ＴＦから発射されたレーダ波の受信点であって、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６の夫々の受信点Ｐ（Ｒ１１）〜Ｐ（Ｒ１６），Ｐ（Ｒ２１）〜Ｐ（Ｒ２６）を、レーダ波が送信アンテナ要素ＴＦから発射されたと仮定して補正したときの補正後受信点Ｐ（Ｒ１１）〜Ｐ（Ｒ１６），Ｐ（Ｒ２１）〜Ｐ（Ｒ２６），Ｐ（Ｒ３１）〜Ｐ（Ｒ３６），Ｐ（Ｒ４１）〜Ｐ（Ｒ４６），Ｐ（Ｒ５１）〜Ｐ（Ｒ５６），Ｐ（Ｒ６１）〜Ｐ（Ｒ６６）が、図１５に示すように配列される。図１６は、これら補正後受信点の配置関係を、テーブルを用いて詳細に示したものである。

上記仮定によれば、図１５において黒丸で示す受信点Ｐ（Ｒ１１）〜Ｐ（Ｒ１６），Ｐ（Ｒ２１）〜Ｐ（Ｒ２６）は、夫々順に、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６が、送信アンテナ要素ＴＦから発射されたレーダ波の反射波を受信するときの受信点に対応する。

また、図１５において白丸で示す受信点Ｐ（Ｒ５１）〜Ｐ（Ｒ５６），Ｐ（Ｒ６１）〜Ｐ（Ｒ６６）は、夫々順に、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６が、送信アンテナ要素ＴＤから発射されたレーダ波の反射波を受信するときの受信点に対応する。

この他、図１５においてハッチングされた丸で示す受信点Ｐ（Ｒ３１）〜Ｐ（Ｒ３６），Ｐ（Ｒ４１）〜Ｐ（Ｒ４６）は、夫々順に、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６が、送信アンテナ要素ＴＥから発射されたレーダ波の反射波を受信するときの受信点に対応する。

本実施例では、これら仮想的な受信点Ｐ（Ｒ１１）〜Ｐ（Ｒ１６），Ｐ（Ｒ２１）〜Ｐ（Ｒ２６），Ｐ（Ｒ３１）〜Ｐ（Ｒ３６），Ｐ（Ｒ４１）〜Ｐ（Ｒ４６），Ｐ（Ｒ５１）〜Ｐ（Ｒ５６），Ｐ（Ｒ６１）〜Ｐ（Ｒ６６）の幾何学配置において、Ｘ軸方向に沿って一列に配置される受信点群を、一つのアレーアンテナの受信点群とみなして、この受信点群に対応する受信信号（詳細には解析ユニット５３による抽出信号）を用いたＸ軸方向に対するＤＢＦ処理を実行する。

即ち、方位検出ユニット５５は、第一実施例と同様に、図７に示す方位検出処理を実行し、図１５に示すＨ１列受信点群に対応する上記抽出信号を用いたＤＢＦ処理を実行する（Ｓ１１０）。これにより、各処理対象方位θｘに対する合成信号（ＤＢＦ信号）を生成し、方位θｘに関する方位スペクトラムを検出する。Ｈ１列〜Ｈ４列の各列に属する受信点の組み合わせは、図１６において横列で示す。

同様に、方位検出ユニット５５は、図１５に示すＨ２列，Ｈ３列，Ｈ４列の各列に関して、この列の受信点群に対応する上記抽出信号を用いたＤＢＦ処理を実行する（Ｓ１２０，Ｓ１３０，Ｓ１４０）。

その後、方位検出ユニット５５は、これらの方位スペクトラムにおいて受信電力が閾値以上のピークを示す各方位θｘを、物標の方位Θｘ（反射波の到来方位）として検出する（Ｓ１５０）。

更に、方位検出ユニット５５は、検出した方位Θｘ毎に、Ｈ１列からＨ４列までの各列の方位Θｘに対するＤＢＦ信号を用いて、第一実施例と同様に、各物標の方位Θｙを検出し（Ｓ１６０，Ｓ１７０）、各物標の方位（Θｘ，Θｙ）を、出力ユニット５７に入力する（Ｓ１８０）。

以上、第四実施例について説明したが、本実施例によっても、第一実施例と同様に、少ない受信アンテナ要素数で、高精度な物標検出を実現することができる。特に、本実施例によれば、Ｈ２列，Ｈ３列における受信点の間隔が短いことから、グレーティングローブに起因する方位の誤検出を抑え、高精度な方位検出を行うことができる。

［第五実施例］
続いて、第五実施例のレーダ装置１０について説明する。但し、第五実施例のレーダ装置１０のハードウェア構成は、第四実施例と同じである。即ち、本実施例のレーダ装置１０は、方位検出ユニット５５が実行する方位検出処理の内容が第四実施例と異なるだけのものである。従って、以下では、第五実施例において、方位検出ユニット５５が実行する方位検出処理の内容を選択的に説明する。

本実施例では、第三実施例と同一思想に基づく図１７に示す方位検出処理を実行する。方位検出ユニット５５は、この方位検出処理を開始すると、まず、Ｈ１列受信点群及びＨ２列受信点群において、Ｙ軸方向に隣接する受信点の組毎（図１８上段において破線で囲まれる組毎）に、この組に対応する二つの上記抽出信号を合成した合成信号を生成する（Ｓ４１０）。そして、これら組毎の合成信号を用いたＸ軸方向に対するＤＢＦ処理を実行し、方位θｘに関する方位スペクトラムを検出する（Ｓ４２０）。

更に、方位検出ユニット５５は、Ｈ２列受信点群及びＨ３列受信点群に関して、Ｙ軸方向に隣接する受信点の組毎（図１８中段において破線で囲まれる組毎）に、この組に対応する二つの上記抽出信号を合成した合成信号を生成する（Ｓ４３０）。そして、これら組毎の合成信号を用いたＸ軸方向に対するＤＢＦ処理を実行し、方位θｘに関する方位スペクトラムを検出する（Ｓ４４０）。

更に、方位検出ユニット５５は、Ｈ３列受信点群及びＨ４列受信点群に関して、Ｙ軸方向に隣接する受信点の組毎（図１８下段において破線で囲まれる組毎）に、この組に対応する二つの上記抽出信号を合成した合成信号を生成する（Ｓ４５０）。そして、これら組毎の合成信号を用いたＸ軸方向に対するＤＢＦ処理を実行し、方位θｘに関する方位スペクトラムを検出する（Ｓ４６０）。

方位検出ユニット５５は、このようにして検出した方位スペクトラムにおいて受信電力が閾値以上のピークを示す各方位θｘを、物標の方位Θｘ（反射波の到来方位）として検出する（Ｓ４７０）。

その後、方位検出ユニット５５は、上記検出した方位Θｘ毎に、Ｙ軸方向に対するＤＢＦ処理を実行し（Ｓ４８０）、対応する物標の方位Θｙを検出する（Ｓ４９０）。
方位Θｘ毎のＤＢＦ処理では、該当方位Θｘに対する第一、第二及び第三ＤＢＦ信号を取得する。ここで言う方位Θｘに対する第一、第二及び第三ＤＢＦ信号は、夫々順に、Ｓ４２０，Ｓ４４０，Ｓ４６０のＤＢＦ処理によって方位Θｘからの到来波成分を強調するように生成した合成信号に対応する。

そして、取得した方位Θｘに対する第一、第二及び第三ＤＢＦ信号を用いたＹ軸方向に対するＤＢＦ処理を実行し、方位θｙについての方位スペクトラムを検出する。方位検出ユニット５５は、このようにして検出した方位スペクトラムを用いて、各物標の方位（各反射波の到来方位）Θｙを検出する（Ｓ４９０）。

方位検出ユニット５５は、このようにして検出した物標毎の方位（Θｘ，Θｙ）を、出力ユニット５７に入力する（Ｓ５００）。その後、方位検出処理を終了する。
以上、第五実施例について説明したが、本実施例においても、少ない受信アンテナ要素数で、高精度な物標検出を実現することができる。

［他の実施例］
本発明は、上記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。
例えば、第一〜第三実施例としては、送信アンテナ２１が二つの送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢを備えるレーダ装置について説明したが、送信アンテナ２１は、隣り合う送信アンテナ要素が、受信アンテナ要素群の配置間隔Ｌの二倍に対応する間隔２Ｌで配置された三つ以上の送信アンテナ要素を備えた構成にすることができる。

この他、第一〜第三実施例において、受信アンテナ２３は、受信アンテナ要素群を三列以上備えた構成にすることができる。三列以上の受信アンテナ要素群を受信アンテナ２３に設ける場合には、Ｘ軸方向において、各列の受信アンテナ要素を一つずつ順番に等間隔で配列するように、これらの受信アンテナ要素群を配置することができる。受信アンテナ要素群は、Ｙ軸方向に配置間隔Ｌで等間隔に配列することができる。

また、この例において、受信アンテナ要素群をＭ列設ける場合には、隣り合う送信アンテナ要素の配置間隔が距離Ｍ×Ｌとなるように、送信アンテナ要素をＹ軸方向に配列することができる。

また、第四及び第五実施例としては、送信アンテナ２１が三つの送信アンテナ要素ＴＤ，ＴＥ，ＴＦを備えるレーダ装置１０について説明したが、送信アンテナ２１は、隣り合う送信アンテナ要素が、受信アンテナ要素群の配置間隔と同間隔で配置された、二つ又は四つ以上の送信アンテナ要素を備えた構成にすることができる。このように送信アンテナ要素を配列すれば、Ｘ軸方向において密に受信アンテナ要素を配置したのと等価な方位検出性能を実現することができる。

この他、上記実施例においては、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６をＸ軸方向（水平方向）に配列し、送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢ，ＴＤ，ＴＥ，ＴＦをＹ軸方向（垂直方向）に配列したが、用途によっては、受信アンテナ要素Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６をＹ軸方向（垂直方向）に配列し、送信アンテナ要素ＴＡ，ＴＢ，ＴＤ，ＴＥ，ＴＦをＸ軸方向（水平方向）に配列する実施形態も考えられる。

また、送信アンテナ２１は、Ｙ軸方向に配列された送信アンテナ要素群を、Ｘ軸方向に複数列備えた構成にされてもよい。このように送信アンテナ２１を構成すれば、Ｘ軸方向に対する方位検出能力についても高めることができる。

また、方位θｘについての方位検出精度を高めるために、受信アンテナ素子Ｒ１１〜Ｒ１６と受信アンテナ素子Ｒ２１〜Ｒ２６との間のＹ軸方向のずれ量Ｌの影響を取り除くように受信信号を処理し、これら受信アンテナ素子Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６の一群を、一つのアレーアンテナとみなして、Ｘ軸方向に対するＤＢＦ処理を実行し、物標の方位Θｘを検出する処理手順を実行するように、レーダ装置１０は構成されてもよい。更に言えば、本発明は、車載用レーダ装置やＦＭＣＷレーダ装置に限らず、種々のレーダ装置に適用することが可能である。

また、ディジタルビームフォーミング処理に対しては、ビームフォーマー法の他、ＣＡＰＯＮ法、ＭＵＳＩＣ法、及び、Ｅｓｐｒｉｔ法などの高分解能方位検出技術全般を適用することが可能である。

この他、レーダ装置では送信アンテナと受信アンテナと入れ替えても同じ機能が得られるため、送信アンテナ２１，１２１と受信アンテナ２３とを入れ替えて、レーダ装置１０を構成してもよい。

［対応関係］
上記実施例の送信回路１１及び切替分配回路１３によって実現される機能は、送信制御手段によって実現される機能の一例に対応する。また、信号処理ユニット５０によって実現される機能は、方位検出手段によって実現される機能の一例に対応する。

１…車両、１０…レーダ装置、１１…送信回路、１３…切替分配回路、２０…アンテナ基板、２１，１２１…送信アンテナ、２３…受信アンテナ、３０…ミキサ、４０…アナログディジタル変換器、５０…信号処理ユニット、５１…分類ユニット、５３…解析ユニット、５５…方位検出ユニット、５７…出力ユニット、Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６…受信アンテナ要素、Ｒ１，Ｒ２…受信アンテナ要素群、ＴＡ，ＴＢ，ＴＤ，ＴＥ，ＴＦ…送信アンテナ要素。

Claims (15)

1. 第一アンテナ（２３）及び第二アンテナ（２１，１２１）を備え、前記第一アンテナ及び前記第二アンテナの内の一方を用いてレーダ波を前方に発射し、他方を用いて前記レーダ波の反射波を受信するレーダ装置であって、
   前記第一アンテナは、当該第一アンテナを構成するアンテナ要素として、前方を向く面上において、第一の方向に配列された複数の第一アンテナ要素（Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６）を備え、
   前記第二アンテナは、当該第二アンテナを構成するアンテナ要素として、前方を向く面上において、前記第一の方向とは直交する第二の方向に配列された複数の第二アンテナ要素（ＴＡ，ＴＢ，ＴＤ，ＴＥ，ＴＦ）を備え、
   前記第一アンテナ要素の夫々は、前記第二の方向に長尺な構成にされ、
   前記第一アンテナは、前記第一の方向に配列された前記複数の第一アンテナ要素としての第一アンテナ要素群（Ｒ１，Ｒ２）を、前記第一の方向とは直交する第二の方向に複数列備え、前記複数列の第一アンテナ要素群を構成する第一アンテナ要素の夫々が、前記第一の方向において、列順に代わる代わる配置された構成にされていること
   を特徴とするレーダ装置。
2. 前記第一アンテナは、隣り合う前記第一アンテナ要素群の夫々が互いに、前記第二の方向において、前記第一アンテナ要素の前記第二の方向における長さよりも短い距離Ｌ異なる位置に配置された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. 第一アンテナ（２３）及び第二アンテナ（２１，１２１）を備え、前記第一アンテナ及び前記第二アンテナの内の一方を用いてレーダ波を前方に発射し、他方を用いて前記レーダ波の反射波を受信するレーダ装置であって、
   前記第一アンテナは、当該第一アンテナを構成するアンテナ要素として、前方を向く面上において、第一の方向に配列された複数の第一アンテナ要素（Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６）を備え、前記第一の方向に配列された前記複数の第一アンテナ要素としての第一アンテナ要素群（Ｒ１，Ｒ２）が、前記第一の方向とは直交する第二の方向に複数列配置された構成にされ、隣り合う前記第一アンテナ要素群の夫々が互いに、前記第二の方向において、前記第一アンテナ要素の前記第二の方向における長さよりも短い距離Ｌ異なる位置に配置された構成にされ、
   前記第二アンテナは、当該第二アンテナを構成するアンテナ要素として、前方を向く面上において、前記第一の方向とは直交する第二の方向に配列された複数の第二アンテナ要素（ＴＡ，ＴＢ，ＴＤ，ＴＥ，ＴＦ）を備えること
   を特徴とするレーダ装置。
4. 前記第一アンテナは、前記複数列の第一アンテナ要素群として、二列の第一アンテナ要素群を備え、前記二列の第一アンテナ要素群を構成する第一アンテナ要素の夫々が、前記第一の方向において列順に交互に配列されることで、前記第一の方向に対し傾斜した二方向に沿って千鳥配列された構成にされ、更に、前記二列の第一アンテナ要素群の夫々が互いに、前記第二の方向において、所定の距離Ｌ異なる位置に配置された構成にされ、
   前記第二アンテナ（２１）は、隣り合う前記第二アンテナ要素（ＴＡ，ＴＢ）の夫々が互いに、前記第二の方向において、前記距離Ｌの二倍に対応する距離異なる位置に配置された構成にされていること
   を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記載のレーダ装置。
5. 第一アンテナ（２３）及び第二アンテナ（２１，１２１）を備え、前記第一アンテナ及び前記第二アンテナの内の一方を用いてレーダ波を前方に発射し、他方を用いて前記レーダ波の反射波を受信するレーダ装置であって、
   前記第一アンテナは、当該第一アンテナを構成するアンテナ要素として、前方を向く面上において、第一の方向に配列された複数の第一アンテナ要素（Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６）を備え、
   前記第二アンテナは、当該第二アンテナを構成するアンテナ要素として、前方を向く面上において、前記第一の方向とは直交する第二の方向に配列された複数の第二アンテナ要素（ＴＡ，ＴＢ，ＴＤ，ＴＥ，ＴＦ）を備え、
   前記第一アンテナは、前記第一の方向に配列された前記複数の第一アンテナ要素としての第一アンテナ要素群（Ｒ１，Ｒ２）を、前記第一の方向とは直交する第二の方向に、二列備え、前記二列の第一アンテナ要素群を構成する第一アンテナ要素の夫々が、前記第一の方向において列順に交互に配列されることで、前記第一の方向に対し傾斜した二方向に沿って千鳥配列された構成にされ、更に、前記二列の第一アンテナ要素群の夫々が互いに、前記第二の方向において、所定の距離Ｌ異なる位置に配置された構成にされ、
   前記第二アンテナ（２１）は、隣り合う前記第二アンテナ要素（ＴＡ，ＴＢ）の夫々が互いに、前記第二の方向において、前記距離Ｌの二倍に対応する距離異なる位置に配置された構成にされていること
   を特徴とするレーダ装置。
6. 前記第一アンテナは、前記複数列の第一アンテナ要素群として、二列の第一アンテナ要素群を備え、前記二列の第一アンテナ要素群を構成する第一アンテナ要素の夫々が、前記第一の方向において列順に交互に配列されることで、前記第一の方向に対し傾斜した二方向に沿って千鳥配列された構成にされ、更に、前記二列の第一アンテナ要素群の夫々が互いに、前記第二の方向において、所定の距離Ｌ異なる位置に配置された構成にされ、
   前記第二アンテナ（１２１）は、隣り合う前記第二アンテナ要素（ＴＤ，ＴＥ，ＴＦ）の夫々が互いに、前記第二の方向において、前記距離Ｌ異なる位置に配置された構成にされていること
   を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記載のレーダ装置。
7. 第一アンテナ（２３）及び第二アンテナ（２１，１２１）を備え、前記第一アンテナ及び前記第二アンテナの内の一方を用いてレーダ波を前方に発射し、他方を用いて前記レーダ波の反射波を受信するレーダ装置であって、
   前記第一アンテナは、当該第一アンテナを構成するアンテナ要素として、前方を向く面上において、第一の方向に配列された複数の第一アンテナ要素（Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６）を備え、
   前記第二アンテナは、当該第二アンテナを構成するアンテナ要素として、前方を向く面上において、前記第一の方向とは直交する第二の方向に配列された複数の第二アンテナ要素（ＴＡ，ＴＢ，ＴＤ，ＴＥ，ＴＦ）を備え、
   前記第一アンテナは、前記第一の方向に配列された前記複数の第一アンテナ要素としての第一アンテナ要素群（Ｒ１，Ｒ２）を、前記第一の方向とは直交する第二の方向に、二列備え、前記二列の第一アンテナ要素群を構成する第一アンテナ要素の夫々が、前記第一の方向において列順に交互に配列されることで、前記第一の方向に対し傾斜した二方向に沿って千鳥配列された構成にされ、更に、前記二列の第一アンテナ要素群の夫々が互いに、前記第二の方向において、所定の距離Ｌ異なる位置に配置された構成にされ、
   前記第二アンテナ（１２１）は、隣り合う前記第二アンテナ要素（ＴＤ，ＴＥ，ＴＦ）の夫々が互いに、前記第二の方向において、前記距離Ｌ異なる位置に配置された構成にされていること
   を特徴とするレーダ装置。
8. 前記第一アンテナを、前記反射波を受信する受信アンテナとして備え、前記第二アンテナを、前記レーダ波を発射する送信アンテナとして備えるレーダ装置であって、
   前記レーダ波が前記複数の第二アンテナ要素の夫々から異なるタイミングで発射されるように、前記複数の第二アンテナ要素の夫々に前記レーダ波の送信信号を入力する送信制御手段（１１，１３）と、
   前記第一アンテナを構成する第一アンテナ要素毎の受信信号を、対応するレーダ波の送信元である前記第二アンテナ要素毎に分類して定義される、前記第一アンテナ要素の夫々と前記第二アンテナ要素の夫々との組み合わせ毎の受信信号に基づき、前記反射波の到来方位を検出する方位検出手段（５０）と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項記載のレーダ装置。
9. 前記方位検出手段は、前記第一アンテナ要素の夫々と前記第二アンテナ要素の夫々との組み合わせ毎の受信信号を、対応する前記第一アンテナ要素群及び前記第二アンテナ要素が同一である受信信号間で合成することによって、前記第一アンテナ要素群の夫々と前記第二アンテナ要素の夫々との組み合わせ毎の合成信号を生成し、当該組み合わせ毎の合成信号に基づき、前記反射波の到来方位として、前記反射波の前記第二の方向に対する到来方位を検出すること
   を特徴とする請求項８記載のレーダ装置。
10. 第一アンテナ（２３）及び第二アンテナ（２１，１２１）を備え、前記第二アンテナを送信アンテナとして用いてレーダ波を前方に発射し、前記第一アンテナを受信アンテナとして用いて前記レーダ波の反射波を受信するレーダ装置であって、
    前記第一アンテナは、当該第一アンテナを構成するアンテナ要素として、前方を向く面上において、第一の方向に配列された複数の第一アンテナ要素（Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６）を備え、前記第一の方向に配列された前記複数の第一アンテナ要素としての第一アンテナ要素群（Ｒ１，Ｒ２）が、前記第一の方向とは直交する第二の方向に複数列配置された構成にされ、
    前記第二アンテナは、当該第二アンテナを構成するアンテナ要素として、前方を向く面上において、前記第一の方向とは直交する第二の方向に配列された複数の第二アンテナ要素（ＴＡ，ＴＢ，ＴＤ，ＴＥ，ＴＦ）を備え、
    前記レーダ装置は、更に、
    前記レーダ波が前記複数の第二アンテナ要素の夫々から異なるタイミングで発射されるように、前記複数の第二アンテナ要素の夫々に前記レーダ波の送信信号を入力する送信制御手段（１１，１３）と、
    前記第一アンテナを構成する第一アンテナ要素毎の受信信号を、対応するレーダ波の送信元である前記第二アンテナ要素毎に分類して定義される、前記第一アンテナ要素の夫々と前記第二アンテナ要素の夫々との組み合わせ毎の受信信号に基づき、前記反射波の到来方位を検出する方位検出手段（５０）と、
    を備え、
    前記方位検出手段は、前記第一アンテナ要素の夫々と前記第二アンテナ要素の夫々との組み合わせ毎の受信信号を、対応する前記第一アンテナ要素群及び前記第二アンテナ要素が同一である受信信号間で合成することによって、前記第一アンテナ要素群の夫々と前記第二アンテナ要素の夫々との組み合わせ毎の合成信号を生成し、当該組み合わせ毎の合成信号に基づき、前記反射波の到来方位として、前記反射波の前記第二の方向に対する到来方位を検出すること
    を特徴とするレーダ装置。
11. 前記方位検出手段は、
    前記第一アンテナ要素群の夫々と前記第二アンテナ要素の夫々との組み合わせ毎の前記合成信号の少なくとも一つに関して、この合成信号の生成に際して合成される前記受信信号の一群に基づき、前記反射波の前記第一の方向に対する到来方位を検出し、
    前記第一アンテナ要素群の夫々と前記第二アンテナ要素の夫々との組み合わせ毎の前記合成信号として、前記検出した到来方位からの反射波成分を強調するように生成した合成信号に基づき、前記反射波の到来方位として、前記反射波の前記第二の方向に対する到来方位を検出すること
    を特徴とする請求項９又は請求項１０記載のレーダ装置。
12. 前記方位検出手段は、ディジタルビームフォーミング処理を実行して、前記第一及び第二の方向に対する到来方位を検出すること
    を特徴とする請求項１１記載のレーダ装置。
13. 前記第一アンテナを、前記反射波を受信する受信アンテナとして備え、前記第二アンテナを、前記レーダ波を発射する送信アンテナとして備えるレーダ装置であって、
    前記レーダ波が前記複数の第二アンテナ要素の夫々から異なるタイミングで発射されるように、前記複数の第二アンテナ要素の夫々に対し前記レーダ波の送信信号を入力する送信制御手段（１１，１３）と、
    前記第一アンテナを構成する第一アンテナ要素毎の受信信号を、対応するレーダ波の送信元である前記第二アンテナ要素毎に分類して定義される、前記第一アンテナ要素の夫々と前記第二アンテナ要素の夫々との組み合わせ毎の受信信号に基づき、前記反射波の到来方位を検出する方位検出手段（５０）と、
    を更に備え
    前記方位検出手段は、
    前記複数の第二アンテナ要素の夫々から発射される前記レーダ波の反射波を受信する前記第一アンテナ要素の夫々の受信点を、前記レーダ波が特定の一つの前記第二アンテナ要素から発射されたと仮定して、前記レーダ波の発射点から各受信点までの経路長が前記仮定をしない場合と同一の経路長となるように、前記第二の方向に補正したときの補正後受信点の集合において、前記千鳥配列が示す第一の傾斜方向に沿って配列された補正後受信点群の前記受信信号に基づき、前記反射波の前記第一の傾斜方向に対する到来方位、又は、この到来方位と受信電力との対応関係を示す方位スペクトラムを検出する一方、
    前記千鳥配列が示す第二の傾斜方向に沿って配列された補正後受信点群の前記受信信号に基づき、前記反射波の前記第二の傾斜方向に対する到来方位、又は、この到来方位と受信電力との対応関係を示す方位スペクトラムを検出し、
    検出した前記反射波の前記第一及び第二の傾斜方向に対する到来方位又は前記方位スペクトラムに基づいて、前記反射波の到来方位として、前記反射波の前記第一及び第二の方向に対する到来方位を検出すること
    を特徴とする請求項４又は請求項５記載のレーダ装置。
14. 前記方位検出手段は、
    前記第一の傾斜方向に沿って配列された補正後受信点群の内、少なくとも一つの配列に関して、この配列を構成する前記補正後受信点群の前記受信信号を対象に、ディジタルビームフォーミング処理を実行することにより、前記反射波の前記第一の傾斜方向に対する到来方位又は前記方位スペクトラムを検出し、
    前記第二の傾斜方向に沿って配列された補正後受信点群の内、少なくとも一つの配列に関して、この配列を構成する前記補正後受信点群の前記受信信号を対象に、ディジタルビームフォーミング処理を実行することにより、前記反射波の前記第二の傾斜方向に対する到来方位又は前記方位スペクトラムを検出すること
    を特徴とする請求項１３記載のレーダ装置。
15. 前記第一の方向は、水平方向であり、前記第二の方向は、垂直方向であること
    を特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれか一項記載のレーダ装置。

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