JP6161848B2 - レーダ装置 - Google Patents

Description

この発明は、複数の送信アンテナから空間に信号を送信するレーダ装置に関する。

複数のレーダ送信装置で電波を送信し、複数のレーダ受信装置で電波を受信し、受信した電波を用いて対象物の位置を検出するＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）レーダシステムと呼ばれるレーダシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

従来のＭＩＭＯレーダシステムでは、複数の送信アンテナを、複数の受信アンテナのアレイの幅よりも大きい等間隔に配置して、仮想アレイを構成する技術が示されている（例えば、特許文献２の図３参照）。

特許第５６３１７６３号公報 特開２０１４−１５３１４２号公報

従来技術で用いられている仮想アレイによる送信ビームは、開口面積が広くなるが、送信電力の電界分布で正面方向にピークを持たない。ＭＩＭＯレーダシステムを、例えば気象レーダに応用する場合には、鋭いビームが必要であり、サイドローブの抑圧が重要な課題である。

この発明に係るレーダ装置は、決められた形状の受信開口面を有する受信アンテナと、合同な形状の送信開口面を有し、平行移動することで送信開口面を重ねることができる、受信アンテナに対して決められたそれぞれ異なる複数の位置にそれぞれ配置され、互いに無相関である送信信号を空間に送信する複数の送信アンテナと、送信信号が空間で反射された反射信号を受信アンテナが受信した受信信号を処理する信号処理部とを備える。さらに、複数の送信アンテナの送信開口面が重なるように送信アンテナを仮想的に平行移動させた場合に、それぞれの送信アンテナと受信アンテナとの決められた位置関係により決まるそれぞれ異なる位置に仮想的に存在する受信アンテナである仮想受信アンテナを、反射信号ごとに受信アンテナを異なるものとして扱って生成し、生成した仮想受信アンテナの受信開口面をまとめた合成受信開口面を有する仮想的な合成アンテナを生成する合成アンテナ生成部とを備える。合成アンテナの合成受信開口面では、その中央部にまとめられる仮想受信アンテナの数が中央部でない部分よりも多い。

この発明に係るレーダ装置によれば、合成受信開口面の中央部にまとめられる仮想アンテナの数が中央部でない部分よりも多くすることができる。

この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の構成を説明する図である。 実施の形態１に係るレーダ装置で、送信信号と反射信号の対応関係に応じて生成する仮想的な送信アンテナと受信アンテナのペアである仮想アンテナペアと、仮想アンテナペアを合成した合成アンテナおよびその電界分布とを説明する図である。 比較例として、合成アンテナの開口面積を大きくすることだけを考慮したレーダ装置のアンテナの配置を示す図である。 比較例のレーダ装置での仮想アンテナペアと、仮想アンテナペアを合成した合成アンテナおよびその電界分布とを説明する図である。 この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の変形例で、合成アンテナの中央部での仮想受信アンテナの個数を中央部でない部分よりも大きくする条件の例を説明する図である。 この発明の実施の形態２に係るレーダ装置の構成を説明する図である。 実施の形態２に係るレーダ装置での仮想アンテナペアと、仮想アンテナペアを合成した合成アンテナおよびその電界分布とを説明する図である。 この発明の実施の形態３に係るレーダ装置の構成を説明する図である。 実施の形態３に係るレーダ装置での仮想アンテナペアと、仮想アンテナペアを合成アンテナに合成する過程とを説明する図である。 この発明の実施の形態４に係るレーダ装置の構成を説明する図である。 実施の形態４に係るレーダ装置で、仮想アンテナペアをサブ合成アンテナにまとめる例を説明する図である。 実施の形態４に係るレーダ装置で、３個のサブ合成アンテナをまとめて合成アンテナを生成する１例を説明する図である。 実施の形態４に係るレーダ装置で、合成アンテナを合成する他のいくつかの例を説明する図である。 この発明の実施の形態５に係るレーダ装置の構成を説明する図である。 実施の形態５に係るレーダ装置で、合成されるサブ合成アンテナおよびサブ合成アンテナをまとめた合成アンテナの１例を説明する図である。 実施の形態５に係るレーダ装置で、合成アンテナの他のいくつかの例を説明する図である。 この発明の実施の形態６に係るレーダ装置の構成を説明する図である。 実施の形態６に係るレーダ装置で、平行移動で重なる仮想送信アンテナを有する仮想アンテナペアをサブ合成アンテナにまとめる例を説明する図である。 実施の形態６に係るレーダ装置で、集約送信アンテナが近接するように異なる方向のサブ合成アンテナを配置してまとめて合成アンテナを生成する１例を説明する図である。 実施の形態６に係るレーダ装置で、集約送信アンテナが近接するように異なる方向のサブ合成アンテナを配置してまとめた合成アンテナの別の１例を示す図である。 実施の形態６に係るレーダ装置で、集約送信アンテナが１個の集約受信アンテナを囲むように異なる方向のサブ合成アンテナを配置してまとめて合成アンテナを生成する１例を説明する図である。 実施の形態６に係るレーダ装置で、開口面積ができるだけ広くなるように異なる方向のサブ合成アンテナを配置してまとめて合成アンテナを生成する１例を説明する図である。 この発明の実施の形態６に係るレーダ装置の構成を説明する図である。 実施の形態６に係るレーダ装置で、２個の集約送信アンテナがその間に１個の集約受信アンテナが入る位置になるように合成したサブ合成アンテナを説明する図である。 実施の形態６に係るレーダ装置で、集約送信アンテナが１個の集約受信アンテナを囲むように異なる方向の図２４に示すサブ合成アンテナを配置してまとめた合成アンテナの１例を示す図である。 実施の形態６に係るレーダ装置で、隣接する集約送信アンテナが３組できるように異なる方向の図２４に示すサブ合成アンテナを配置してまとめた合成アンテナの１例を示す図である。 実施の形態６に係るレーダ装置で、２個の集約送信アンテナがその間に２個の集約受信アンテナが入る位置になるように合成したサブ合成アンテナを説明する図である。 実施の形態６に係るレーダ装置で、集約送信アンテナが近接するように異なる方向の図２７に示すサブ合成アンテナを配置してまとめた合成アンテナの１例を示す図である。 実施の形態６に係るレーダ装置で、集約送信アンテナが近接するように異なる方向の図２７に示すサブ合成アンテナを配置してまとめた合成アンテナの別の１例を示す図である。 実施の形態６に係るレーダ装置で、２個の集約送信アンテナがその間に斜めに２個の集約受信アンテナが入る位置になるように合成したサブ合成アンテナを説明する図である。 実施の形態６に係るレーダ装置で、集約送信アンテナが近接するように異なる方向の図３０に示すサブ合成アンテナを配置してまとめた合成アンテナの１例を示す図である。 実施の形態７に係るレーダ装置で、集約送信アンテナの開口面積ができるだけ大きくなるように異なる方向の図３０に示すサブ合成アンテナを配置してまとめた合成アンテナの１例を示す図である。 この発明の実施の形態８に係るレーダ装置の構成を説明する図である。 実施の形態８に係るレーダ装置で、合成アンテナの１例を説明する図である。 この発明の実施の形態９に係るレーダ装置の構成を説明する図である。 実施の形態９に係るレーダ装置で、合成アンテナの１例を説明する図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の構成を説明する図である。実施の形態１に係るレーダ装置１００は、長方形の開口面を有する受信アンテナ１を有する受信装置１０と、合同な長方形の開口面を有する３つの送信アンテナ２Ｍ、２Ｎ、２Ｐをそれぞれ有する３つの送信装置２０Ｍ、２０Ｎ、２０Ｐと、受信装置１０が受信する受信信号を処理する信号処理装置３０を有する。３つの送信アンテナ２Ｍ、２Ｎ、２Ｐのそれぞれの開口面は、受信アンテナ１の開口面の一辺に沿うように配置される。なお、受信アンテナの開口面を受信開口面と呼び、送信アンテナの開口面を送信開口面と呼ぶ場合がある。

送信アンテナ２Ｍ、２Ｎ、２Ｐは、受信アンテナ１に対して、送信アンテナ２Ｍ、２Ｎ、２Ｐの開口面のそれぞれの一辺と、受信アンテナ１の開口面の一辺とが接するように配置している。送信アンテナ２Ｍをその開口面の一辺の中点が受信アンテナ１の開口面の一辺の左側の角と接するように配置する。送信アンテナ２Ｎは、その開口面の一辺の中点が受信アンテナ１の一辺の中点と一致するように配置する。送信アンテナ２Ｐは、その開口面の一辺の中点が受信アンテナ１の開口面の一辺の右側の角と接するように配置する。このように配置できるように、送信アンテナ２Ｍ、２Ｎ、２Ｐの開口面の一辺の長さは、受信アンテナ１の開口面の一辺の長さの半分にしている。送信アンテナ２Ｍ、２Ｎ、２Ｐは、受信アンテナ１の開口面の一辺に沿うように配置しているので、平行移動することで送信開口面を重ねることができる。

送信装置２０Ｍ、２０Ｎ、２０Ｐは、互いに無相関である送信信号３Ｍ、３Ｎ、３Ｐを、それぞれ送信アンテナ２Ｍ、２Ｎ、２Ｐから空間に送信する。なお、互いに無相関な信号を送信するために、時分割多重、周波数多重、符号多重のいずれか１種類または２種類以上を組合せて使用する。他の実施の形態でも同様である。

送信信号３Ｍ、３Ｎ、３Ｐが空間で反射された反射信号４Ｍ、４Ｎ、４Ｐは、受信アンテナ１で受信される。なお、送信信号３Ｍ、３Ｎ、３Ｐは互いに無相関なので、受信アンテナ１が受信する際に、反射信号４Ｍ、４Ｎ、４Ｐは別の信号として認識できる。信号処理装置３０は、送信信号が空間で反射された反射信号を受信アンテナが受信した受信信号を処理する信号処理部である。

送信アンテナ２Ｍ、２Ｎ、２Ｐは、それぞれ１個の送信信号を送信する。１個の送信アンテナが複数の送信信号を送信する場合は、それぞれの送信信号に対して仮想的な送信アンテナである仮想送信アンテナが存在すると考える。また、受信アンテナも、受信するそれぞれの反射信号に対して仮想的な受信アンテナである仮想受信アンテナが存在すると考える。仮想受信アンテナが存在すると考えることは、反射信号ごとに受信アンテナを異なるものとして扱って仮想受信アンテナを生成するとも言える。送信信号と、送信信号が空間で反射された反射信号は１対１で対応する。送信信号を送信する仮想送信アンテナと、送信信号に対応する反射信号を受信する仮想受信アンテナとのペアを仮想アンテナペアと呼ぶ。なお、複数の受信アンテナが存在する場合には、仮想アンテナペアでは、仮想受信アンテナの集合と仮想送信アンテナとをペアにする。仮想送信アンテナと仮想受信アンテナの位置関係は、対応する送信アンテナと受信アンテナの位置関係と同じである。仮想送信アンテナを平行移動させて開口面を重ねる、すなわち同じ位置に配置することで、複数の仮想アンテナペアをまとめることができる。送信アンテナの実際の位置関係と同じ位置関係を仮想送信アンテナが持つように、仮想アンテナペアをまとめることもできる。

すべての仮想アンテナペアをまとめたものを、合成アンテナと呼ぶ。すべてではない複数の仮想アンテナペアをまとめたものを、サブ合成アンテナと呼ぶ。すべての仮想アンテナペアをまとめることにならない場合には、サブ合成アンテナをまとめたものもサブ合成アンテナと呼ぶ。合成アンテナまたはサブ合成アンテナで、平行移動させてまとめた仮想送信アンテナを集約送信アンテナと呼び、集約送信アンテナに対して同じ位置にある仮想受信アンテナをまとめたものを集約受信アンテナと呼ぶ。

合成アンテナまたはサブ合成アンテナでは、送信アンテナが重なるように仮想的に平行移動させると、送信アンテナと受信アンテナとの決められた位置関係により決まる位置に集約送信アンテナが存在する。合成アンテナまたはサブ合成アンテナは、合成する仮想受信アンテナの開口面をまとめた合成受信開口面を有する。信号処理装置は、送信アンテナを仮想的に移動させて合成受信開口面を有する仮想的な合成アンテナを生成する合成アンテナ生成部でもある。

この明細書において、アンテナが重なるとは、その開口面が重なることである。開口面が重なるとは、開口面が完全に重なり、重ならない部分が存在しないことである。

レーダ装置１００では、送信アンテナ２Ｍ、２Ｎ、２Ｐと同数すなわち３個の仮想アンテナペアが存在する。仮想送信アンテナが同じ位置になるように仮想アンテナペアをまとめると、図２に示す合成アンテナが得られる。図２は、実施の形態１に係るレーダ装置で、送信信号と反射信号の対応関係に応じて生成する仮想的な送信アンテナと受信アンテナのペアである仮想アンテナペアと、仮想アンテナペアを合成した合成アンテナおよびその電界分布とを説明する図である。

図２(a)には実際のアンテナの配置を示す。図２(b)には、３つの仮想アンテナペア６Ｍ、６Ｎ、６Ｐを示す。図２(c)には、３つの仮想アンテナペアを合成した合成アンテナ７を示す。図２(b)の左側に示すように、信号処理装置３０は、送信信号３Ｐを送信する仮想送信アンテナ２Ｐと送信信号３Ｐが空間で反射された反射信号４Ｐを受信する仮想受信アンテナとをペアにした仮想アンテナペア６Ｐを、生成する。ここでは、送信アンテナ２Ｐは１個の送信信号を送信するので、仮想送信アンテナの符号を送信アンテナの符号と同じにする。同様に、仮想送信アンテナ２Ｎと仮想受信アンテナとをペアにした仮想アンテナペア６Ｎと、仮想送信アンテナ２Ｍと仮想受信アンテナとをペアにした仮想アンテナペア６Ｍも生成する。信号処理装置３０は、３個の仮想アンテナペア６Ｍ、６Ｎ、６Ｐを、仮想送信アンテナが同じ位置になるように配置して合成する。その結果、図２(c)に示す集約送信アンテナ５を有する合成アンテナ７が得られる。図２(c)では、仮想アンテナペア６Ｎの仮想受信アンテナが分かりやすいように、その外形線を破線で表示している。合成アンテナ７の電界強度は、中央部が強く、理想的な形に近くなっている。また、合成アンテナ７にまとめられる仮想受信アンテナの個数は、中央部が２個であり、中央部でない部分では１個になっている。

合成アンテナ７の中央部とは、合成した合成受信開口面の図形的な中心を含む決められた範囲である。図形的な中心とは、例えば、合成受信開口面の重心や、合成受信開口面を含むことができる最少の長方形または平行四辺形の２つの対角線の交点などである。決められた範囲は、例えば、合成受信開口面の幅などに対して決められた比率をかけるなどして決める。決められた範囲は、集約受信アンテナを単位として決めてもよい。

比較例として、合成アンテナの開口面積を大きくすることだけを考慮したレーダ装置のアンテナの配置について検討する。図３は、比較例として、合成アンテナの開口面積を大きくすることだけを考慮したレーダ装置のアンテナの配置を示す図である。図４は、比較例のレーダ装置での仮想アンテナペアと、仮想アンテナペアを合成した合成アンテナおよびその電界分布とを説明する図である。

図３から分かるように、比較例のレーダ装置１００Ｘは、レーダ装置１００と比較すると、送信アンテナ２Ｎを有しない。そのため、図４(c)に示すように、比較例の合成アンテナ７Ｘでは、電界強度のピークが中央部から少しずれた位置に２つできる。つまり、ピークが鈍っている。また、合成アンテナ７Ｘにまとめられる仮想受信アンテナの個数は、どの部分でも１個になっている。

レーダ装置１００では、開口面積を大きくするために必要な送信アンテナ２Ｍ、２Ｐに加えて、合成アンテナ７Ｍにまとめられる仮想受信アンテナの個数を、中央部では中央部でない部分よりも大きくするために、送信アンテナ２Ｍ、２Ｐの間に配置した送信アンテナ２Ｎを有している。そうすることで、鋭いビームで空間を観測できる。

レーダ装置１００では、長方形の開口面の送信アンテナと受信アンテナが接していたが、接していなくてもよい。送信アンテナの開口面は、長方形でなくてもよく、任意の形状でよい。受信アンテナの開口面は、移動前と移動後の開口面が接するように平行移動させた際に、接する線を長くできる長方形または平行四辺形などの平行な同じ長さの二辺を有する図形が望ましい。後で説明する条件を満足する第１の移動ベクトルＶ１および第２の移動ベクトルＶ２が存在することができれば、受信開口面の形状はどのようなものでもよい。

第１の移動ベクトルＶ１と第２の移動ベクトルＶ２とを、それらの終点が同じ位置になるように配置する。第１の移動ベクトルＶ１および移動ベクトルＶ２の終点の位置を、第１の位置とする。第１の移動ベクトルＶ１の始点を第２の位置とし、第２の移動ベクトルＶ２の始点を第３の位置とする。このような関係にある第１の位置、第２の位置および第３の位置に、平行移動して開口面が重なる送信アンテナを配置する。そのように３個の送信アンテナを配置することで、合成アンテナにまとめられる仮想受信アンテナの個数は、中央部が中央部でない部分よりも多くできる。

ここで、第２の移動ベクトルＶ２は、第１の移動ベクトルＶ１と同じ方向で大きさが半分であるベクトルが望ましい。以下の条件を満足できるならば、第２のベクトルＶ２の方向は第１のベクトルの方向と異なってもよい。第２の移動ベクトルＶ２は、大きさが第１の移動ベクトルと異なり方向の差が決められた範囲内のベクトルである。そして、第３の位置は、第１の移動ベクトルＶ１に相当する線分の中点から決められた範囲内に存在することになる。

第１の移動ベクトルＶ１および第２の移動ベクトルＶ２に対する条件を定義するために、以下の用語および変数を定義する。
第１の受信開口面：移動前の受信アンテナの開口面。
第２の受信開口面：第１の受信開口面を第１のベクトルＶ１で移動させたもの。
第３の受信開口面：第１の受信開口面を第２のベクトルＶ２で移動させたもの。
第１の非重複部分：第１の受信開口面の内部であり、かつ第２の受信開口面の外部であり、かつ第３の受信開口面の外部である部分。
第２の非重複部分：第１の受信開口面の外部であり、かつ第２の受信開口面の内部であり、かつ第３の受信開口面の外部である部分。
重複部分：第１の受信開口面または第２の受信開口面の内部であり、かつ第３の受信開口面の内部である部分。
第１の非重複面積Ｓ１：第１の非重複部分の面積。
第２の非重複面積Ｓ２：第２の非重複部分の面積。
重複面積Ｓｒ：重複部分の面積。
全体面積Ｔ：第１の受信開口面、第２の受信開口面および第３の受信開口面のどれかの内部である部分の面積。
第１の非重複率γ１：第１の非重複面積を全体面積で割った値。γ１＝Ｓ１／Ｔ。
第２の非重複率γ２：第２の非重複面積を全体面積で割った値。γ２＝Ｓ２／Ｔ。
重複率γｒ：重複面積を全体面積で割った値。γｒ＝Ｓｒ／Ｔ。
非重複率閾値Ｋｎ：第１の非重複率γ１と第２の非重複率γ２に対する閾値。例えば、０．２とする。
重複率閾値Ｋｒ：重複率γｒに対する閾値。例えば、０．４とする。

一般的に、図形Ａと図形Ｂがあった場合に、図形Ａの内部であり、かつ図形Ｂの内部である部分が、図形Ａと図形Ｂの重複する部分である。図形Ａの内部であり、かつ図形Ｂの内部である部分が存在しない場合は、図形Ａと図形Ｂは重複しない。すなわち、重複する部分を有しない。図形Ａの内部であり、かつ図形Ｂの外部である部分が、図形Ａの図形Ｂとは重複しない部分である。

第１の移動ベクトルＶ１および第２の移動ベクトルＶ２に対する条件は、以下である。第１の移動ベクトルＶ１は、第１の受信開口面と第２の受信開口面が接するか重複する部分を有するものである必要がある。第２の移動ベクトルＶ２は、第１の受信開口面と第２の受信開口面が接するか重複する部分の少なくとも一部が第３の受信開口面の内部に入り、上に示すように定義した第１の非重複部分、重複部分および第２の非重複部分が存在するものである必要がある。

こうすることで、第１の受信開口面５１と第２の受信開口面５２とが分離することがない。そして、第１の移動ベクトルＶ１の方向に、第１の非重複部分、重複部分、第２の非重複部分がこの順番に並ぶことになる。つまり、仮想受信アンテナの個数が多くなる重複部分が中央部に配置されることになる。

第１の非重複部分、重複部分および第２の非重複部分が存在することに加えて、第１の非重複率γ１、第２の非重複率γ２および重複率γｒが、以下の条件をすべて満足するようにすれば、中央部に対応する重複部分、中央部でない部分に対応する第１の非重複部分および第２の非重複部分の全体に対する割合を適切にすることができる。
γ１≧Ｋｎ (1)
γ２≧Ｋｎ (2)
γｒ≧Ｋｒ (3)

上記の条件を言葉で表現すると、第１の非重複率および第２の非重複率が非重複率閾値以上であり、かつ、重複率が重複率閾値であることである。

図５を使用して、第１の移動ベクトルＶ１と第２の移動ベクトルＶ２に対する条件を説明する。図５は、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の変形例で、合成アンテナの中央部での仮想受信アンテナの個数を中央部でない部分よりも大きくする条件の例を説明する図である。図５(a)は、実際の送信アンテナと受信アンテナの位置関係を示す。図５(b)は、合成アンテナを生成する過程を説明する図である。図５(c)は、生成した合成アンテナを示す。

図５(a)は、図１に示すものと似ているが、送信アンテナ２ＭＡ、２ＮＡ、２ＰＡが受信アンテナ１に対して斜めになるように配置している。送信アンテナ２ＭＡは、その上側の角が受信アンテナ１の左下の角と接する。送信アンテナ２ＰＡは、その上側の角が受信アンテナ１の右下の角と接する。送信アンテナ２ＮＡは、上側の角が受信アンテナ１から離れた位置に配置する。なお、受信アンテナ１の縦の長さを１とすると、横の長さは２である。送信アンテナ２ＮＡと受信アンテナ１との間隔は、０．１である。

図５(b)に、移動前の受信開口面である第１の受信開口面５１、第１の移動ベクトルＶ１、第１の受信開口面５１を第１の移動ベクトルＶ１により平行移動させた第２の受信開口面５２、第１の移動ベクトルＶ１とは異なる第２の移動ベクトルＶ２、第１の受信開口面５１を第２の移動ベクトルＶ２により平行移動させた第３の受信開口面５３を示す。第１の受信開口面５１の外形線は、間隔がより狭い破線で示す。第２の受信開口面５２の外形線は、間隔がより広い破線で示す。第３の受信開口面５３の外形線は、一点鎖線で示す。第１の移動ベクトルＶ１は、送信アンテナ２ＭＡを送信アンテナ２ＰＡと重なるように平行移動させるベクトルである。第２の移動ベクトルＶ１は、送信アンテナ２ＮＡを送信アンテナ２ＰＡと重なるように平行移動させるベクトルである。図５(b)では、第１の非重複部分７１に斜線を付け、第２の非重複部分７２には横線を付け、重複部分７３には縦線を付けている。

第１の受信開口面５１と第２の受信開口面５２とは、接している。第３の受信開口面５３は、第１の受信開口面５１と第２の受信開口面５２とが接する部分の約９０％を内部に有している。そのため、図５(b)に示されるように、第３の受信開口面５３は、第１の受信開口面５１または第２の受信開口面５２と重複する部分を有する。

図５の場合には、以下のようになる。合成アンテナにまとめられる仮想受信アンテナの個数を、中央部では中央部でない部分よりも大きくした上で、中央部の全体に対する比率を適切にできている。
第１の非重複面積Ｓ１＝１．１
第２の非重複面積Ｓ２＝１．１
重複面積 Ｓｒ＝１．８
全体面積 Ｔ ＝４．２
第１の非重複率 γ１＝１．１／４．２≒０．２６≧０．２
第２の非重複率 γ２＝１．１／４．２≒０．２６≧０．２
重複率 γｒ＝１．８／４．２≒０．４３≧０．４

図５(c)に示すように、合成アンテナ７Ｙの合成受信開口面の重複部分７３に相当する部分では仮想受信アンテナが２重になり、他の部分は１重になる。

ここでは、全体面積に対する比率で、第１の非重複率、第２の非重複率および重複率を定義した。受信開口面の面積に対する比率で定義してもよい。どのような方法で定義しても、中央部に相当する重複部分、中央部でない部分に相当する第１の非重複部分および第２の非重複部分の面積についての比率に対して望ましい範囲を設定して、比率がその範囲に入るようにすればよい。

実施の形態２．
実施の形態２は、受信アンテナの中央部を挟む位置に２つの送信アンテナを備えることで、合成アンテナにまとめられる仮想受信アンテナの個数を、合成アンテナの合成受信開口面の中央部では中央部でない部分よりも大きくする場合である。図６は、この発明の実施の形態２に係るレーダ装置の構成を説明する図である。

実施の形態２に係るレーダ装置１００Ｙは、長方形の開口面を有する受信アンテナ１を有する受信装置１０と、受信アンテナ１の開口面の一辺に沿うように配置された合同な長方形の開口面を有する２つの送信アンテナ２Ｊ、２Ｋをそれぞれ有する２つの送信装置２０Ｊ、２０Ｋと、受信装置１０が受信する受信信号を処理する信号処理装置３０Ｙを有する。

送信アンテナ２Ｊ、２Ｋは、受信アンテナ１に対して、送信アンテナ２Ｊ、２Ｋのそれぞれの開口面の一辺と、受信アンテナ１の開口面の一辺とが接するように配置している。送信アンテナ２Ｊ、２Ｋは、受信アンテナと接する一辺の中点が受信アンテナ１の一辺を３対４対３に分ける２点とそれぞれ接する位置に配置する。つまり、受信アンテナ１の開口面の中央部を挟む位置に２つの送信アンテナが存在する。

送信装置２０Ｊ、２０Ｋは、互いに無相関である送信信号３Ｊ、３Ｋを、それぞれ送信アンテナ２Ｊ、２Ｋから空間に送信する。送信信号３Ｊ、３Ｋが空間で反射された反射信号４Ｊ、４Ｋは、受信アンテナ１で受信される。なお、送信信号３Ｊ、３Ｋは互いに無相関なので、受信アンテナ１が受信する際に、反射信号４Ｊ、４Ｋは別の信号として認識できる。

仮想送信アンテナが同じ位置になるように仮想アンテナペアをまとめると、図７に示す合成アンテナが得られる。図７は、実施の形態２に係るレーダ装置での仮想アンテナペアと、仮想アンテナペアを合成した合成アンテナおよびその電界分布とを説明する図である。

図７(a)には実際のアンテナの配置を示す。図７(b)には、２つの仮想アンテナペア６Ｊ、６Ｋを示す。図７(c)には、２つの仮想アンテナペアを合成した合成アンテナ７Ｙを示す。図７(b)の左側に示すように、信号処理装置３０Ｙは、送信信号３Ｊを送信する仮想送信アンテナ２Ｊと、送信信号３Ｊが空間で反射された反射信号４Ｊを受信する仮想受信アンテナとをペアにした仮想アンテナペア６Ｊを生成する。同様に、仮想送信アンテナ２Ｋと仮想受信アンテナとをペアにした仮想アンテナペア６Ｋを生成する。信号処理装置３０Ｙは、２個の仮想アンテナペア６Ｋ、６Ｊを、仮想送信アンテナが同じ位置になるように配置して合成する。その結果、図７(c)に示す集約送信アンテナ５Ｙを有する合成アンテナ７Ｙになる。合成アンテナ７Ｙの電界強度は、中央部が強く、理想的な形に近くなっている。また、合成アンテナ７Ｙにまとめられる仮想受信アンテナの個数は、中央部が２個であり、中央部でない部分では１個になっている。

送信アンテナ２Ｋの位置を第１の位置とし、送信アンテナ２Ｊの位置を第２の位置とし、第１の位置を終点として第２の位置を始点とするベクトルを第１の移動ベクトルＶ１とする。そう考えると、仮想アンテナペア６Ｋに含まれる仮想受信アンテナの開口面が第１の受信開口面になり、仮想アンテナペア６Ｊに含まれる仮想受信アンテナの開口面が第２の受信開口面になる。第１の受信開口面と第２の受信開口面とが重複する部分を持つように第１の移動ベクトルを決めることで、合成受信開口面の中央部にまとめられる仮想受信アンテナの数が中央部でない部分よりも多くできる。第１の受信開口面と第２の受信開口面とが重複する部分の面積を合成受信開口面の面積で割った値が、例えば０．３以上で０．５以下などのような決められた範囲内とすることで、中央部の全体に対する割合を適切なものにできる。

実施の形態１と実施の形態２とを組み合わせることができる。具体的には、送信アンテナ２Ｊ、２Ｋに挟まれる位置に３個目の送信アンテナを配置する。そうすることで、最も中央部に存在する仮想受信アンテナが３重で、その両側に２重の部分、さらにその外側の部分が１重である合成アンテナを生成できる。

実施の形態３．
実施の形態３は、受信アンテナを挟む位置に配置された２つの送信アンテナがそれぞれ２つ以上の互いに無相関な送信信号を送信することで、合成アンテナにまとめられる仮想受信アンテナの個数を、中央部では中央部でない部分よりも大きくする場合である。図８は、この発明の実施の形態３に係るレーダ装置の構成を説明する図である。

実施の形態３に係るレーダ装置１００Ａは、長方形の開口面を有する受信アンテナ１Ａを有する受信装置１０Ａと、受信アンテナ１Ａの向かい合う二辺にそれぞれ接するように配置された長方形の開口面を有する２つの送信アンテナ２Ｑ、２Ｒをそれぞれ有する２つの送信装置２０Ｑ、２０Ｒと、受信装置１０Ａが受信する受信信号を処理する信号処理装置３０Ａを有する。

送信装置２０Ｑは、互いに無相関である２つの送信信号３Ｑ１、３Ｑ２を生成して送信アンテナ２Ｑから空間に送信する。送信装置２０Ｒは、互いに無相関である２つの送信信号３Ｒ１、３Ｒ２を生成して送信アンテナ２Ｒから空間に送信する。送信信号３Ｑ１、３Ｑ２と送信信号３Ｒ１、３Ｒ２は、どの２つをとっても無相関である。送信信号３Ｑ１、３Ｑ２、３Ｒ１、３Ｒ２が空間で反射された反射信号４Ｑ１、４Ｑ２、４Ｒ１、４Ｒ２は、受信アンテナ１Ａで受信される。なお、送信信号３Ｑ１、３Ｑ２、３Ｒ１、３Ｒ２は互いに無相関なので、受信アンテナ１Ａが受信する際に、反射信号４Ｑ１、４Ｑ２、４Ｒ１、４Ｒ２は別の信号として認識できる。

図９は、実施の形態３に係るレーダ装置での仮想アンテナペアと、仮想アンテナペアを合成アンテナに合成する過程とを説明する図である。図９(a)には実際のアンテナの配置を示す。図９(b)と図９(d)には、仮想アンテナペアを示す。図９(c)と図９(e)には、サブ合成アンテナを示す。図９(f)には、合成アンテナを示す。

図９(b)には、送信信号３Ｑ１、３Ｒ１を送信する仮想送信アンテナ２Ｑ１、２Ｒ１と受信アンテナ１Ａとからそれぞれ生成される２個の仮想アンテナペア６Ｑ１、６Ｒ１を示す。信号処理装置３０Ａは、図９(b)に示す２個の仮想アンテナペア６Ｑ１、６Ｒ１を、仮想送信アンテナ２Ｑ１、２Ｒ１が同じ位置になるように配置して合成する。その結果、図９(c)に示す集約送信アンテナ５Ｑを有するサブ合成アンテナ９Ａ１が得られる。図９(d)には、送信信号３Ｑ２、３Ｒ２を送信する仮想送信アンテナ２Ｑ２、２Ｒ２と受信アンテナ１Ａから生成される２個の仮想アンテナペア６Ｑ２、６Ｒ２を示す。信号処理装置３０Ａは、図９(d)に示す２個の仮想アンテナペア６Ｑ２、６Ｒ２を、仮想送信アンテナ２Ｑ２、２Ｒ２が同じ位置になるように配置して合成する。その結果、図９(e)に示す集約送信アンテナ５Ｒを有するサブ合成アンテナ９Ａ２が得られる。集約送信アンテナ５Ｑ、５Ｒの位置関係が送信アンテナ２Ｑ、２Ｒの位置関係と同じになるように、サブ合成アンテナ９Ａ１、９Ａ２を合成すると、図９(f)に示す合成アンテナ７Ａが合成できる。

合成アンテナ７Ａは、中央の集約受信アンテナでは２個の仮想アンテナペア６Ｑ１、６Ｒ２の仮想受信アンテナがまとめられる。左側の集約受信アンテナでは仮想アンテナペア６Ｒ１の仮想受信アンテナだけであり、右側の集約受信アンテナでは仮想受信アンテナ６Ｑ２だけである。

このように、受信アンテナを挟む位置に配置された複数の送信アンテナからそれぞれ２つ以上の互いに無相関な送信信号を送信することで、中央部の集約受信アンテナにまとめられる仮想受信アンテナの個数を中央部でない部分の集約受信アンテナでの個数よりも大きな合成アンテナを合成することができる。

受信アンテナを挟む位置でなくても、平行移動することで開口面を重ねることができる複数の送信アンテナが、互いに無相関な２つ以上の送信信号を送信することで、中央部の集約受信アンテナにまとめられる仮想受信アンテナの個数を中央部でない部分の集約受信アンテナでの個数よりも大きな合成アンテナを合成することができる。

実施の形態４．
実施の形態４は、正六角形の開口面を有する受信アンテナを有する受信装置と、受信アンテナを囲む６つの送信アンテナをそれぞれ有する６つの送信装置が互いに無相関な送信信号を送信することで、合成アンテナにまとめられる仮想受信アンテナの個数を、合成アンテナの中央部では中央部でない部分よりも大きくする場合である。図１０は、この発明の実施の形態４に係るレーダ装置の構成を説明する図である。

実施の形態４に係るレーダ装置１００Ｂは、正六角形の開口面を有する受信アンテナ１Ｂを有する受信装置１０Ｂと、受信アンテナ１Ｂの開口面の各辺に接するように配置された長方形の開口面を有する６つの送信アンテナ８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ、８Ｆをそれぞれ有する６つの送信装置８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄ、８０Ｅ、８０Ｆ（図示せず）と、受信装置１０Ｂが受信する受信信号を処理する信号処理装置３０Ｂを有する。送信アンテナ８Ａ、８Ｄを正六角形の対向する２辺に配置し、送信アンテナ８Ｂ、８Ｅを対向する２辺に配置し、送信アンテナ８Ｃ、８Ｆを対向する２辺に配置する。そのため、開口面の合成に使用する仮想送信アンテナは、その長方形の開口面が互いに１２０度の角度を持つ３種類に分けられる。

送信アンテナの位置と受信開口面の六角形の辺との関係は、辺の垂直二等分線上に、長方形の送信開口面の重心が位置するように配置する。辺と送信開口面の距離は、すべての送信アンテナで同じにする。このことは、正六角形の受信開口面の辺に隣接する位置または挟まれる位置に、送信アンテナを配置する場合に、共通である。

なお、受信開口面の各辺に対して各送信開口面が同じ位置関係を持つように配置できれば、送信開口面の重心ではない位置例えば角を、辺との位置関係を決める位置として使用してもよい。その場合には、送信開口面の辺との位置関係を決める位置は、辺の垂直二等分線上に存在しなくてもよい。

送信装置８０Ａ〜８０Ｆのそれぞれは、互いに無相関な送信信号３Ａ〜３Ｆをそれぞれ生成して、アンテナ８Ａ〜８Ｆからそれぞれ空間に送信する。図を見やすくするために、図１０では、送信アンテナ８Ｄが送信する送信信号３Ｄだけを表示する。

送信信号３Ａ〜３Ｆのそれぞれが空間で反射された反射信号４Ａ〜４Ｆは、それぞれ別の信号として受信アンテナ１Ｂで受信される。図１０には、送信信号３Ｄが空間で反射された反射信号４Ｄだけを表示する。

図１１は、実施の形態４に係るレーダ装置で、仮想アンテナペアをサブ合成アンテナにまとめる例を説明する図である。図１１の左上に実際のアンテナの配置を示す。図１１では、向きが異なる送信アンテナの組ごとに仮想アンテナペアをまとめてサブ合成アンテナを生成する様子を示す。送信アンテナ８Ａ、８Ｄに対応する仮想アンテナペア６Ａ、６Ｄをまとめて、集約送信アンテナ５Ｕを有するサブ合成アンテナ９Ｕが作成できる。送信アンテナ８Ｂ、８Ｅに対応する仮想アンテナペア６Ｂ、６Ｆをまとめて、集約送信アンテナ５Ｖを有するサブ合成アンテナ９Ｖが作成できる。送信アンテナ８Ｃ、８Ｅに対応する仮想アンテナペア６Ｃ、６Ｆをまとめて、集約送信アンテナ５Ｗを有するサブ合成アンテナＷが作成できる。

図１２に、実施の形態４に係るレーダ装置で、３個のサブ合成アンテナをまとめて合成アンテナを生成する１例を説明する図を示す。共通の１個の集約受信アンテナに対して、集約送信アンテナ５Ｕが送信アンテナ８Ｄの位置にあり、集約送信アンテナ５Ｖが送信アンテナ８Ｂの位置にあり、集約送信アンテナ５Ｗが送信アンテナ８Ｆの位置にあるように、合成アンテナ７Ｂ１を合成する。合成アンテナ７Ｂ１では、集約送信アンテナ５Ｕ、５Ｖ、５Ｗが隣接する集約受信アンテナは３個の仮想受信アンテナをまとめたものとなる。他の集約受信アンテナは１個の仮想受信アンテナだけになる。合成アンテナ７Ｂ１では、中央部の集約受信アンテナにまとめられる仮想受信アンテナの個数が、中央部でない集約受信アンテナよりも大きくなる。

合成アンテナ７Ｂ１では、異なる３方向で仮想アンテナペアから３個のサブ合成アンテナを生成し、３個のサブ合成アンテナの中央部側の仮想受信アンテナが重なるように３個のサブ合成アンテナを合成アンテナに合成している。そうすることで、中央部の集約受信アンテナにまとめられる仮想受信アンテナの個数が、中央部でない集約受信アンテナよりも多くなる。なお、３方向でなく少なくとも２方向で仮想アンテナペアを生成し、中央部になる側の仮想受信アンテナが重なるようにサブ合成アンテナを合成アンテナに合成すればよい。

レーダ装置１００Ｂでは、送信アンテナの開口面と受信アンテナの開口面が接していたが、接していなくてもよい。隣接する送信アンテナの開口面の辺と受信アンテナの開口面の辺が平行でなくてもよい。

より一般的に表現すると、第１の方向で受信アンテナを挟む複数の位置に平行移動して開口面が重なる送信アンテナを配置し、第１の方向とは異なる第２の方向で受信アンテナを挟む複数の位置に平行移動して開口面が重なる送信アンテナを配置すれば、中央部の集約受信アンテナにまとめられる仮想受信アンテナの個数が、中央部でない集約受信アンテナよりも多くすることができる。

なお、３個の仮想受信アンテナをまとめるとは、最大で３個の仮想受信アンテナをまとめることができるという意味であり、一部の仮想受信アンテナを使用しないことにより、２個または１個の仮想受信アンテナをまとめた集約受信アンテナにできる。集約受信アンテナがＮ重とは、集約受信アンテナにまとめることができる仮想受信アンテナの個数が最大でＮ個であるという意味である。

実施の形態４のレーダ装置で、合成アンテナを合成する他の例を説明する図を、図１３に示す。図１３(a)に示す合成アンテナ７Ｂ２は、図１２に示す合成アンテナ７Ｂ１と比較して、集約送信アンテナ５Ｕの位置を変更している。合成アンテナ７Ｂ１では、集約送信アンテナ５Ｕが中央の集約受信アンテナに対して送信アンテナ８Ｄの位置である。合成アンテナ７Ｂ２では、集約送信アンテナ５Ｕが送信アンテナ８Ａの位置である。図１３(b)に示す合成アンテナ７Ｂ３は、合成アンテナ７Ｂ２に対して集約送信アンテナ５Ｗの位置が異なる。合成アンテナ７Ｂ３では、集約送信アンテナ５Ｗを上と左の集約受信アンテナの間に配置する。図１３(c)に示す合成アンテナ７Ｂ４は、合成アンテナ７Ｂ３に対して集約送信アンテナ５Ｕの位置が異なる。合成アンテナ７Ｂ４では、合成アンテナ７Ｂ３では右下に来る集約受信アンテナに対して送信アンテナ８Ｄの位置に集約送信アンテナ５Ｕを配置する。このように、レーダ装置１００Ｂは、合成アンテナとして何種類もの合成受信開口面のパターンを生成できる。

レーダ装置１００Ｂは、３方向で受信アンテナ１Ｂを挟む２つの位置に送信アンテナを配置した。２方向または４方向以上で受信アンテナを挟む複数の位置に送信アンテナを配置してもよい。受信開口面の形状は、任意の形状でよい。

実施の形態５．
実施の形態５は、正六角形の開口面を有する受信アンテナを有する受信装置に対して、実施の形態３と同様に、少なくとも２つの送信アンテナがそれぞれ２つ以上の互いに無相関な送信信号を送信することで、合成アンテナにまとめられる仮想受信アンテナの個数を、中央部では中央部でない部分よりも大きくする場合である。図１４は、この発明の実施の形態５に係るレーダ装置の構成を説明する図である。

実施の形態５に係るレーダ装置１００Ｃの構成は、実施の形態４の場合と同様の構成である。送信装置８０Ａ〜８０Ｆのそれぞれが、２つの互いに無相関な送信信号を送信する。受信装置１０Ｃと、受信装置１０Ｃが受信する受信信号を処理する信号処理装置３０Ｃが、送信信号と同様に２倍になった反射信号を処理する。

送信装置８０Ａは、互いに無相関である２つの送信信号３Ａ１、３Ａ２を生成して送信アンテナ８Ａから空間に送信する。送信装置８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄ、８０Ｅ、８０Ｆのそれぞれも同様に、互いに無相関である２つの送信信号３Ｂ１、３Ｂ２、３Ｃ１、３Ｃ２、３Ｄ１、３Ｄ２、３Ｅ１、３Ｅ２、３Ｆ１、３Ｆ２を生成して、それぞれ送信アンテナ８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ、８Ｆから空間に送信する。送信信号３Ａ１、３Ａ２、３Ｂ１、３Ｂ２、３Ｃ１、３Ｃ２、３Ｄ１、３Ｄ２、３Ｅ１、３Ｅ２、３Ｆ１、３Ｆ２は、どの２つをとっても無相関である。図を見やすくするために、図１４には、送信アンテナ８Ｄが送信する送信信号３Ｄ１、３Ｄ２だけを表示する。

送信信号３Ａ１、３Ａ２、３Ｂ１、３Ｂ２、３Ｃ１、３Ｃ２、３Ｄ１、３Ｄ２、３Ｅ１、３Ｅ２、３Ｆ１、３Ｆ２が空間で反射された反射信号４Ａ１、４Ａ２、４Ｂ１、４Ｂ２、４Ｃ１、４Ｃ２、４Ｄ１、４Ｄ２、４Ｅ１、４Ｅ２、４Ｆ１、４Ｆ２は、それぞれ別の信号として受信アンテナ１Ｂで受信される。図を見やすくするために、図１４には、送信信号３Ｄ１、３Ｄ２が空間で反射された反射信号４Ｄ１、４Ｄ２だけを表示する。

図１５は、実施の形態５に係るレーダ装置で、合成されるサブ合成アンテナおよびサブ合成アンテナをまとめた合成アンテナを説明する図である。

図１５(a)には実際のアンテナの配置を示す。送信アンテナ８Ａ、８Ｄと受信アンテナ１Ｂの位置関係は、実施の形態３の送信アンテナ２Ｑ、２Ｒと受信アンテナ１Ａの位置関係と同じである。したがって、図１５(b)に示すように、送信アンテナ８Ａ、８Ｄから生成される集約送信アンテナ５Ｕ１、５Ｕ２を有するサブ合成アンテナ９Ｕは、図９(f)と同様な形になる。送信アンテナ８Ｂ、８Ｅから生成される集約送信アンテナ５Ｖ１、５Ｖ２を有するサブ合成アンテナ９Ｖを、図１５(c)に示す。同様に、送信アンテナ８Ｃ、８Ｆから生成される集約送信アンテナ５Ｗ１、５Ｗ２を有するサブ合成アンテナ９Ｗは、図１５(d)のようになる。サブ合成アンテナ９Ｕ、９Ｖ、９Ｗをまとめた合成アンテナ７Ｂは、図１５(e)のようになる。合成アンテナ７Ｃ１は、中央部の１つの仮想受信アンテナが６重であり、その周辺の６つの仮想受信アンテナは１重になる。このように、仮想アンテナの中央部では中央部でない部分よりもまとめる仮想受信アンテナの個数が大きくなる。

図１６に、レーダ装置１００Ｃで、合成アンテナを合成する他の例を説明する図である。２個の仮想アンテナペアをまとめたサブ合成アンテナを個別に合成することで、図１６(a)に示すように、合成アンテナ７Ｃ２に合成される。合成アンテナ７Ｃ２は、図１５(e)に示す合成アンテナ７Ｃ１と同様な形状であるが、集約受信アンテナにまとめられる仮想受信アンテナの個数が異なる。図１６(b)は、サブ合成アンテナ９Ｕ、９Ｖ、９Ｗを三角形になるように配置してまとめた場合で、合成アンテナ７Ｃ３が得られる。図１６(c)は、合成アンテナ７Ｃ３に対して、サブ合成アンテナ９Ｕの位置を変更した場合である。図１６(d)は、サブ合成アンテナ９Ｕ、９Ｖ、９Ｗを、１個の集約受信アンテナの回りに互いに１２０度だけ異なる方向に延びるように配置してまとめた場合である。図１６(e)は、図１６(d)に示す合成アンテナ７Ｃ５を、集約送信アンテナ５Ｕ１が中央の集約受信アンテナに対して送信アンテナ８Ａの位置になるようにサブ合成アンテナを配置した場合である。このように、レーダ装置１００Ｃでは、色々な形状の合成受信開口面を有する合成アンテナを得ることができる。

実施の形態６．
実施の形態６は、互いに隣接するように配置した３つの正六角形の開口面を有する受信アンテナと、受信アンテナの各辺に接するように配置した１５の長方形の送信アンテナを用いて、合成アンテナにまとめられる仮想受信アンテナの個数を、中央部では中央部でない部分よりも大きくする場合である。図１７は、この発明の実施の形態６に係るレーダ装置の構成を説明する図である。

実施の形態６に係るレーダ装置１００Ｄでは、正六角形の開口面を有する受信アンテナ１Ｂとその周囲を囲む送信アンテナ８Ａ〜８Ｆに加えて、正六角形の開口面を有する受信アンテナ１Ｃとその周囲の送信アンテナ８Ｇ〜８Ｌを配置する。送信アンテナ８Ｄは、受信アンテナ１Ｂと受信アンテナ１Ｃとに挟まれる。さらに、レーダ装置１００Ｄは、受信アンテナ１Ｂ、１Ｃに隣接して、正六角形の開口面を有する受信アンテナ１Ｄとその周囲の送信アンテナ８Ｍ〜８Ｑを有する。送信アンテナ８Ｃは、受信アンテナ１Ｂと受信アンテナ１Ｄとに挟まれる。送信アンテナ８Ｇは、受信アンテナ１Ｃと受信アンテナ１Ｄとに挟まれる。

レーダ装置１００Ｄは、受信アンテナ１Ｂ、１Ｃ、１Ｄに対応して受信装置１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄを有する。さらに、送信アンテナ８Ａ〜８Ｑに対応させて、送信装置８０Ａ〜８０Ｑ（図示せず）を有する。

送信アンテナ８Ａ〜８Ｑは、互いに無相関である送信信号３Ａ〜３Ｑを、それぞれ１つずつ空間に送信する。図を見やすくするために、図１７では、送信アンテナ８Ｊが送信する送信信号３Ｊだけを表示する。送信信号３Ａ〜３Ｑが空間で反射された反射信号４Ａ〜４Ｑは、それぞれ別の信号として受信アンテナ１Ｂ、１Ｃ、１Ｄで受信される。図１７には、送信信号３Ｊが空間で反射された反射信号４Ｊだけを表示する。

図１８は、実施の形態６に係るレーダ装置で、平行移動で重なる送信アンテナを有する仮想アンテナペアをサブ合成アンテナにまとめる例を説明する図である。図１８は、平行な向きに配置された５つの送信アンテナ８Ａ、８Ｄ、８Ｊ、８Ｍ、８Ｑから生成される仮想アンテナペアをまとめたサブ合成アンテナ９Ｒを示す。図１８(a)は、実際のアンテナの配置を示す。図１８(b)は、送信アンテナごとに生成される仮想アンテナペアを示す。図１８(c)は、送信アンテナを同じ位置にして生成される集約送信アンテナ５Ｒとサブ合成アンテナ９Ｒを示す。

サブ合成アンテナ９Ｒは、３個、４個、３個の３列で合計１０個の集約受信アンテナを有する。集約送信アンテナ５Ｒの両側の集約受信アンテナは３個をまとめたものとなる。また、集約送信アンテナ５Ｒの両側の下側の集約受信アンテナでは２個の仮想アンテナをまとめたものとなる。

同様にして、５つの送信アンテナ８Ｂ、８Ｅ、８Ｇ、８Ｋ、８Ｎに関しては、集約送信アンテナ５Ｓとサブ合成アンテナ９Ｓが生成される。５つの送信アンテナ８Ｃ、８Ｆ、８Ｈ、８Ｌ、８Ｐに関しては、集約送信アンテナ５Ｔとサブ合成アンテナ９Ｔが生成される。図１９は、実施の形態６に係るレーダ装置で、集約送信アンテナが近接するように異なる方向のサブ合成アンテナを配置してまとめて合成アンテナを生成する１例を説明する図である。集約送信アンテナ５Ｒ、５Ｓ、５Ｔが送信アンテナ８Ｍ、８Ｂ、８Ｃと同じ位置関係になるように、サブ合成アンテナ９Ｒ、９Ｓ、９Ｔを組み合わせると、図１９の下部に示す合成アンテナ７Ｄ１が得られる。合成アンテナ７Ｄ１では、中央部の３個の集約受信アンテナで８重になる。

レーダ装置１００Ｄでは、２つの受信アンテナ１Ｂ、１Ｃと、２つの受信アンテナの両方を挟む位置に配置された送信アンテナ８Ａ、８Ｊと、２つの受信アンテナ１Ｂ、１Ｃに挟まれる位置に配置された送信アンテナ８Ｄとを備えている。そのため、中央部の集約受信アンテナにまとめられる仮想受信アンテナの個数が、中央部でない集約受信アンテナよりも大きくすることができる。開口面の形状が正六角形である３つの受信アンテナが互いに隣接するように配置しているので、３方向に同様な関係にある３つの受信アンテナと５つの送信アンテナで構成される３つの組を得ることができ、中央部の集約受信アンテナにまとめられる仮想受信アンテナの個数をより大きくすることができる。

受信開口面を正六角形にしているので、合成受信開口面の内部の開口面でない部分を小さくして合成アンテナを生成できる。これは、正六角形が互いに１２０度異なる３方向に並ぶことで平面を覆うことができるという性質があるからである。受信開口面の形状を、正方形、正八角形など平行な向かい合う辺を有する多角形にしてもよい。

送信アンテナを、送信信号を送信できかつ反射信号を受信できる送受信アンテナとしてもよい。送受信アンテナとすることで、合成受信開口面において正六角形の間の受信開口面でない部分を受信開口面にすることができる。長方形の送受信アンテナの集約受信アンテナに集約される仮想受信アンテナの個数は、両側の正六角形の集約受信アンテナに集約される仮想アンテナの個数の和になる。

集約送信アンテナ５Ｒ、５Ｓ、５Ｔの位置関係が送信アンテナ８Ｄ、８Ｇ、８Ｃと同じ位置関係になるように、サブ合成アンテナ９Ｒ、９Ｓ、９Ｔを組み合わせると、図２０に示す合成アンテナ７Ｄ２が得られる。図２０は、実施の形態６に係るレーダ装置で、集約送信アンテナが近接するように異なる方向のサブ合成アンテナを配置してまとめた合成アンテナの別の１例を示す図である。実施の形態６に係るレーダ装置で、異なる方向のサブ合成アンテナを集約送信アンテナが近接するように配置してまとめた合成アンテナの別の１例を示す図である。合成アンテナ７Ｄ２では、中央部の３個の集約受信アンテナで７重になる。合成アンテナ７Ｄ２の集約受信アンテナが３個の辺の中央の集約受信アンテナは、２重になる。

集約送信アンテナ５Ｒ、５Ｓ、５Ｔの位置関係が送信アンテナ８Ａ、８Ｅ、８Ｃと同じ位置関係になるように、サブ合成アンテナ９Ｒ、９Ｓ、９Ｔを組み合わせると、図２１に示す合成アンテナ７Ｄ３が得られる。図２１は、実施の形態６に係るレーダ装置で、集約送信アンテナが１個の集約受信アンテナを囲むように異なる方向のサブ合成アンテナを配置してまとめて合成アンテナを生成する１例を説明する図である。合成アンテナ７Ｄ３では、中央部に９重の１個の集約受信アンテナの周囲の６個の集約受信アンテナが５重または４重になる。その周囲の９個の集約受信アンテナは１重になる。

図２２は、レーダ装置１００Ｄで合成受信開口の面積を大きくする場合である。図２２は、実施の形態６に係るレーダ装置で、開口面積ができるだけ広くなるように異なる方向のサブ合成アンテナを配置してまとめて合成アンテナを生成する１例を説明する図である。図２２に示す合成アンテナ７Ｄ４では、集約送信アンテナ５Ｒ、５Ｓ、５Ｔの間の位置関係を、送信アンテナ８Ａ、８Ｋ、８Ｐの位置関係になるように配置する。合成アンテナ７Ｄ４では、集約受信アンテナの個数が１８個である。図２０に示す合成アンテナ７Ｄ１の集約受信アンテナの個数が１２個なので、合成アンテナ７Ｄ４は、合成アンテナ７Ｄ１の１．５倍の個数の集約受信アンテナを有する。

この実施の形態６では、３つの正六角形の開口面を有する受信アンテナを有するので、合成アンテナを、さまざまなパターンで、その中央部でまとめる集約受信アンテナの個数が中央部でない部分よりも大きくなるように配置してまとめることができる。中央部でまとめる集約受信アンテナの個数が中央部でない部分よりも大きくすることを考慮しないで、合成アンテナを生成することもできる。

ここでは、異なる方向でそれぞれ１個のサブ合成アンテナを合成し、サブ合成アンテナを合成して合成アンテナを生成した。そうすることで、１２０度異なる方向での対称性を利用して、合成アンテナを生成できる。なお、合成アンテナを生成する過程で、異なる方向の仮想アンテナペアを含むサブ合成アンテナを生成してもよい。平行移動で重ねることができる仮想送信アンテナを１個の集約送信アンテナに合成する例を示したが、２個以上の集約送信アンテナに合成してもよい。

３つよりも多くの数の互いに隣接した正六角形の開口面を有する受信アンテナを使用することができる。そうすることで、より大きな合成受信開口面を持ち、中央部から周辺部に向けて、集約受信アンテナに集約される仮想受信アンテナの数の変化をより望ましいものとすることができる。受信アンテナの数が２個の場合でも、３個の場合と同様な効果がある。

受信開口面は正六角形でなくてもよく、任意の形状でよい。２つの受信アンテナを受信開口面が互いに隣接するように配置し、２つの受信アンテナの両方を挟む位置と２つの受信アンテナに挟まれる位置とに、平行移動して送信開口面が重なる送信アンテナを配置すればよい。３つ以上の受信アンテナが同じ方向に隣接する場合には、隣接する受信アンテナに挟まれる少なくとも１つの位置と、隣接するすべての受信アンテナを挟む位置に送信アンテナを配置すればよい。隣接する受信アンテナに挟まれるすべての位置に、送信アンテナを配置してもよい。つまり、複数の受信アンテナを受信開口面が互いに隣接するように配置し、複数の受信アンテナの両方を挟む位置と、隣接する受信アンテナに挟まれる位置とに、平行移動して送信開口面が重なる送信アンテナを配置すればよい。

この実施の形態では、正六角形の受信開口面のすべての辺に隣接するまたは挟まれる位置に送信アンテナを配置したが、必ずしもすべての辺に隣接するまたは挟まれる位置に送信アンテナを配置しなくてもよい。正六角形の受信開口面の辺に隣接するまたは挟まれる位置は、辺の方向により３種類の位置の集合に分類される。３種類の位置の集合それぞれで、複数の位置を選ぶ。すべての選んだ位置を同じ移動ベクトルで移動させた複数の位置に、平行移動して送信開口面が重なる送信アンテナを配置すればよい。そうすることで、３方向でサブ合成アンテナを生成でき、３方向のサブ合成アンテナを合成して合成アンテナが作成できる。その結果、合成受信開口面の中央部にまとめられる仮想受信アンテナの数が中央部でない部分よりも多くした上で、合成受信開口面を大きくすることができる。
以上のことは、他の実施の形態でもあてはまる。

実施の形態７．
実施の形態７は、各送信アンテナが２つの無相関な送信信号を送信するように、実施の形態６を変更した場合である。図２３は、この発明の実施の形態７に係るレーダ装置の構成を説明する図である。実施の形態７に係るレーダ装置１００Ｅでは、送信アンテナ８Ａが、２つの互いに異なる送信信号３Ａ１、３Ａ２を送信する。送信アンテナ８Ｂ〜８Ｑのそれぞれも、２つの互いに無相関な送信信号３Ｂ１〜３Ｑ１、３Ｂ２〜３Ｑ２を送信する。送信信号３Ａ１〜３Ｑ１、３Ａ２〜３Ｑ２は、どの２つをとっても互いに無相関である。図を見やすくするために、図２３では、送信アンテナ８Ｊが送信する送信信号３Ｊ１、３Ｊ２だけを表示する。

送信信号３Ａ１〜３Ｑ１、３Ａ２〜３Ｑ２が空間で反射された反射信号４Ａ１〜４Ｑ１、４Ａ２〜４Ｑ２は、それぞれ別の信号として受信アンテナ１Ｂ、１Ｃ、１Ｄで受信される。図２３には、送信信号３Ｊ１、３Ｊ２が空間で反射された反射信号４Ｊ１、４Ｊ２だけを表示する。

反射信号４Ａ１〜４Ｑ１と受信アンテナ１Ｂ、１Ｃ、１Ｄにより、図１８に示す仮想サブアンテナ９Ｒと同様な仮想サブアンテナ９Ａ１が生成できる。反射信号４Ａ２〜４Ｑ２に関しても、同様なサブ合成アンテナ９Ａ２が生成できる。２つのサブ合成アンテナを間に１個の集約受信アンテナが入るように配置してまとめると、図２４に示すサブ合成アンテナ９Ａが得られる。図２４は、実施の形態７に係るレーダ装置で、２個の集約送信アンテナがその間に１個の集約受信アンテナが入る位置になるように合成したサブ合成アンテナを説明する図である。

図２４では、サブ合成アンテナ９Ａ１、９Ａ２を集約送信アンテナ５Ａ１、５Ａ２がその間に１個の集約受信アンテナが入るように配置してまとめて、サブ合成アンテナ９ＡＡを合成する。

図２５は、実施の形態７に係るレーダ装置で、集約送信アンテナが１個の集約受信アンテナを囲むように異なる方向の図２４に示すサブ合成アンテナを配置してまとめた合成アンテナの１例を示す図である。サブ合成アンテナ９ＡＡ、９ＡＢ、９ＡＣを、集約送信アンテナ５Ａ１、５Ａ２、５Ｂ１、５Ｂ２、５Ｃ１、５Ｃ２が１個の集約受信アンテナを囲む位置になるように配置してまとめると、合成アンテナ７Ｅ１になる。

合成アンテナ７Ｅ１は、１９個の集約受信アンテナを有する。１９個の集約受信アンテナは、一辺に３個の集約受信アンテナを有する六角形をなすように配置される。中央の１個の集約受信アンテナは１８重である。その周囲の６個の集約受信アンテナは６重である。合成アンテナの外周になる集約受信アンテナでは、六角形の各辺の中央の集約受信アンテナは２重であり、その他では１重である。

図２６は、実施の形態７に係るレーダ装置で、隣接する集約送信アンテナが３組できるように異なる方向の図２４に示すサブ合成アンテナを配置してまとめた合成アンテナの１例を示す図である。図２６では、集約送信アンテナ５Ａ１、５Ａ２、５Ｂ１、５Ｂ２、５Ｃ１、５Ｃ２が送信アンテナ８Ｍ、８Ｑ、８Ｈ、８Ｌ、８Ｅ、８Ｂの位置関係になるように、サブ合成アンテナ９ＡＡ、９ＡＢ、９ＡＣを合成して、合成アンテナ７Ｅ２になる。

合成アンテナ７Ｅ２は、１８個の集約受信アンテナを有する。１８個の集約受信アンテナは、２個の集約受信アンテナを有する辺と４個の集約受信アンテナを有する辺とが交互に存在する六角形をなすように配置される。中央の３個の集約受信アンテナは１２重である。中央の３個の集約受信アンテナで構成される三角形を囲む３辺の中央の位置に配置される３個の集約受信アンテナは８重である。合成アンテナの外周になる集約受信アンテナでは、２個の集約受信アンテナを有する辺の集約受信アンテナは２重である。外周にあるその他の集約受信アンテナ、すなわち４個の辺の中央の２個に位置する集約受信アンテナは３重である。

図２７は、実施の形態７に係るレーダ装置で、２個の集約送信アンテナがその間に２個の集約受信アンテナが入る位置になるように合成したサブ合成アンテナを説明する図である。図２７では、サブ合成アンテナ９Ａ１、９Ａ２を集約送信アンテナ５Ａ１、５Ａ２がその間に２個の集約受信アンテナが入るように配置してまとめて、サブ合成アンテナ９ＢＡを合成する。

図２８は、実施の形態７に係るレーダ装置で、集約送信アンテナが近接するように異なる方向の図２７に示すサブ合成アンテナを配置してまとめた合成アンテナの１例を示す図である。合成アンテナ７Ｅ３は、サブ合成アンテナ９ＢＡ、９ＢＢ、９ＢＣを、集約送信アンテナが以下の関係を満たすように配置した場合である。
集約送信アンテナ５Ａ１、５Ａ２は、送信アンテナ８Ａ、８Ｊの位置関係になる。
集約送信アンテナ５Ｂ１、５Ｂ２は、送信アンテナ８Ｋ、８Ｎの位置関係になる。
集約送信アンテナ５Ｃ１、５Ｃ２は、送信アンテナ８Ｐ、８Ｆの位置関係になる。
集約送信アンテナ５Ａ１、５Ｂ２は、送信アンテナ８Ａ、８Ｂの位置関係になる。
集約送信アンテナ５Ｂ１、５Ｃ２は、送信アンテナ８Ｋ、８Ｌの位置関係になる。
集約送信アンテナ５Ｃ１、５Ａ２は、送信アンテナ８Ｊ、８Ｈの位置関係になる。

合成アンテナ７Ｅ３は、２６個の集約受信アンテナを有する。２６個の集約受信アンテナは、３個の集約受信アンテナを有する辺と４個の集約受信アンテナを有する辺とが交互に存在する六角形をなすように配置される。中央の３個の集約受信アンテナは１０重である。中央の３個の集約受信アンテナで構成される三角形を囲む３辺の中央の位置に配置される３個の集約受信アンテナは６重である。こうして６重以上の集約受信アンテナは、各辺が３個の集約受信アンテナを有する三角形状に配置される。三角形の各辺の外側にそれぞれ２個の４重の集約受信アンテナが存在する。合成アンテナの外周になる集約受信アンテナでは、３個の集約受信アンテナを有する辺の集約受信アンテナは２重である。外周にあるその他の集約受信アンテナ、すなわち４個の辺に存在する集約受信アンテナは１重である。

図２９は、実施の形態７に係るレーダ装置で、集約送信アンテナが近接するように異なる方向の図２７に示すサブ合成アンテナを配置してまとめた合成アンテナの別の１例を示す図である。合成アンテナ７Ｅ４は、サブ合成アンテナ９ＢＡ、９ＢＢ、９ＢＣを、集約送信アンテナが以下の関係を満たすように配置した場合である。
集約送信アンテナ５Ａ１、５Ａ２は、送信アンテナ８Ａ、８Ｊの位置関係になる。
集約送信アンテナ５Ｂ１、５Ｂ２は、送信アンテナ８Ｋ、８Ｎの位置関係になる。
集約送信アンテナ５Ｃ１、５Ｃ２は、送信アンテナ８Ｐ、８Ｆの位置関係になる。
集約送信アンテナ５Ａ１、５Ｂ２は、送信アンテナ８Ｊ、８Ｋの位置関係になる。
集約送信アンテナ５Ｂ１、５Ｃ２は、送信アンテナ８Ｎ、８Ｐの位置関係になる。
集約送信アンテナ５Ｃ１、５Ａ２は、送信アンテナ８Ｆ、８Ａの位置関係になる。

合成アンテナ７Ｅ４は、２５個の集約受信アンテナを有する。２５個の集約受信アンテナは、２個の集約受信アンテナを有する辺と５個の集約受信アンテナを有する辺とが交互に存在する六角形をなすように配置される。外周の１６個の集約受信アンテナは２重である。内部の一辺に４個の集約受信アンテナが存在する三角形になる集約受信アンテナは６重である。

図３０は、実施の形態７に係るレーダ装置で、２個の集約送信アンテナがその間に斜めに２個の集約受信アンテナが入る位置になるように合成したサブ合成アンテナを説明する図である。図３０では、サブ合成アンテナ９Ａ１、９Ａ２を集約送信アンテナ５Ａ１、５Ａ２が送信アンテナ８Ａ、８Ｇの関係になり、その間に斜めに２個の集約受信アンテナが入るように配置してまとめて、サブ合成アンテナ９ＣＡを合成する。

図３１は、実施の形態７に係るレーダ装置で、集約送信アンテナが近接するように異なる方向の図３０に示すサブ合成アンテナを配置してまとめた合成アンテナの１例を示す図である。合成アンテナ７Ｅ５は、サブ合成アンテナ９ＣＡ、９ＣＢ、９ＣＣを、集約送信アンテナが以下の関係を満たすように配置した場合である。
集約送信アンテナ５Ａ１、５Ａ２は、送信アンテナ８Ａ、８Ｑの位置関係になる。
集約送信アンテナ５Ｂ１、５Ｂ２は、送信アンテナ８Ｋ、８Ｂの位置関係になる。
集約送信アンテナ５Ｃ１、５Ｃ２は、送信アンテナ８Ｐ、８Ｌの位置関係になる。
集約送信アンテナ５Ａ１、５Ｃ２は、送信アンテナ８Ａ、８Ｆの位置関係になる。
集約送信アンテナ５Ｂ１、５Ａ２は、送信アンテナ８Ｋ、８Ｊの位置関係になる。
集約送信アンテナ５Ｃ１、５Ｂ２は、送信アンテナ８Ｐ、８Ｎの位置関係になる。

合成アンテナ７Ｅ５は、２４個の集約受信アンテナを有する。２４個の集約受信アンテナは、３個の集約受信アンテナを有する辺と４個の集約受信アンテナを有する辺とが交互に存在する六角形から３個の角の集約受信アンテナを除いた形に配置される。中央の３個の集約受信アンテナは１０重である。中央の３個の集約受信アンテナで構成される三角形を囲む３辺の３個の集約受信アンテナは、５重、７重、３重になる。３重の集約受信アンテナが外周になり、それ以外の部分での外周は、２重が３個で、１重が９個になる。

図３２は、実施の形態７に係るレーダ装置で、集約送信アンテナの開口面積ができるだけ大きくなるように異なる方向の図３０に示すサブ合成アンテナを配置してまとめた合成アンテナの１例を示す図である。合成アンテナ７Ｅ５は、サブ合成アンテナ９ＣＡ、９ＣＢ、９ＣＣを、集約送信アンテナが以下の関係を満たすように配置した場合である。
集約送信アンテナ５Ａ１、５Ａ２は、送信アンテナ８Ａ、８Ｑの位置関係になる。
集約送信アンテナ５Ｂ１、５Ｂ２は、送信アンテナ８Ｋ、８Ｂの位置関係になる。
集約送信アンテナ５Ｃ１、５Ｃ２は、送信アンテナ８Ｐ、８Ｌの位置関係になる。
集約送信アンテナ５Ａ２、５Ｂ２、５Ｃ２は、送信アンテナ８Ａ、８Ｐ、８Ｋの位置関係になる。

合成アンテナ７Ｅ６は、３９個の集約受信アンテナを有する。中央の３個の集約受信アンテナは５重である。合成アンテナ７Ｅ６では、４重の集約受信アンテナが６個、３重の集約受信アンテナが９個、２重の集約受信アンテナが３個、１重の集約受信アンテナが１８個になる。図２５に示す合成アンテナ７Ｅ１の集約受信アンテナの個数は１９個なので、合成アンテナ７Ｅ６は２倍以上の個数の集約受信アンテナを有する。

このように、レーダ装置１００Ｅは、開口面積が大きいものから小さいものまで様々なパターンの合成アンテナを合成できる。

送信アンテナから２つ以上の互いに無相関な送信信号を送信することにより、受信アンテナおよび送信アンテナの数が同じでも、合成受信開口面が大きい合成アンテナが得られる。また、合成受信開口面の中央部から周辺部に向けて、集約受信アンテナに集約される仮想受信アンテナの数の変化をより望ましいものとすることができる。
以上のことは、他の実施の形態でもあてはまる。

実施の形態８．
実施の形態８は、複数の送信開口面を互いの位置関係をそのままに平行移動させて、受信開口面を大きくするように実施の形態４を変更した場合である。図３３は、この発明の実施の形態８に係るレーダ装置の構成を説明する図である。

実施の形態８に係るレーダ装置１００Ｐでは、正六角形の開口面を有する１つの受信アンテナ１ＢＰを有する。送信アンテナ８ＡＰ、８ＢＰ、８ＣＰ、８ＤＰ、８ＥＰ、８ＦＰは、受信アンテナ１ＢＰの正六角形の開口面の６辺とそれぞれ対応する位置に、受信アンテナ１ＢＰの図における右側に配置している。

送信アンテナ８ＡＰ、８ＤＰの開口面は合同な長方形であり、平行移動で重ねることができる。送信アンテナ８ＢＰ、８ＥＰの開口面は合同な形状であり、平行移動で重ねることができる。送信アンテナ８ＢＰ、８ＥＰの開口面は、送信アンテナ８ＡＰ、８ＤＰの開口面よりも長い方の辺が少し短い長方形である。送信アンテナ８ＦＰ、８ＣＰの開口面は、さらに別の形状で合同な形状であり、平行移動で重ねることができる。送信アンテナ８ＦＰ、８ＣＰの開口面は、送信アンテナ８ＢＰ、８ＥＰの開口面よりも長い方の辺が少し短く短い方の辺が少し長い長方形である。送信アンテナ８ＡＰ〜８ＦＰそれぞれの中心が受信アンテナ１ＢＰの開口面を平行移動した正六角形２１ＢＰの６辺の上に配置されるように、送信アンテナ８ＡＰ〜８ＦＰは配置している。正六角形２１ＢＰは仮想的なものなので、破線で示す。

レーダ装置１００Ｐでは、送信アンテナを受信開口面の各辺に配置したものをすべて同じように平行移動して、受信アンテナから離れた別の場所に配置している。そのため、送信アンテナの開口面の形状に関して受信アンテナの間隔に対応した長方形にするという制約条件が無く、送信アンテナの開口面の形状を自由に決めることができる。なお、送信アンテナ８ＡＰ〜８ＦＰのすべての開口面を、合同な形状にしてもよい。

レーダ装置１００Ｐは、受信アンテナ１ＢＰに対応して受信装置１０Ｂを有する。さらに、送信アンテナ８ＡＰ〜８ＦＰに対応させて、送信装置８０Ａ〜８０Ｆ（図示せず）を有する。

送信アンテナ８ＡＰ〜８ＦＰは、互いに無相関である送信信号３Ａ〜３Ｆを、それぞれ１つずつ空間に送信する。図を見やすくするために、図３３では、送信アンテナ８ＤＰが送信する送信信号３Ｄだけを表示する。送信信号３Ａ〜３Ｆが空間で反射された反射信号４Ａ〜４Ｆは、それぞれ別の信号として受信アンテナ１ＢＰで受信される。図３３には、送信信号３Ｄが空間で反射された反射信号４Ｄだけを表示する。

図３４は、実施の形態８に係るレーダ装置で、合成アンテナの１例を説明する図である。図３４に示す合成アンテナ７Ｐは、図１２に示す合成アンテナ７Ｂ１と似た形状の合成受信開口面を有する。送信アンテナ８ＡＰ〜８ＦＰそれぞれの中心が受信アンテナ１ＢＰの開口面を平行移動した正六角形２１ＢＰの６辺の上に配置されるように、送信アンテナ８ＡＰ〜８ＦＰは配置している。そのため、合成アンテナ７Ｐでは、集約受信アンテナが隙間なしで配置される。合成アンテナ７Ｐの中央の３重の集約受信アンテナ２２Ｐと集約送信アンテナ５ＵＰの位置関係は、受信アンテナ１ＢＰと送信アンテナ８ＤＰと同じ位置関係である。集約送信アンテナ５ＶＰと集約受信アンテナ２２Ｐとの位置関係は、受信アンテナ１ＢＰと送信アンテナ８ＦＰとの位置関係と同じである。集約送信アンテナ５ＷＰと集約受信アンテナ２２Ｐとの位置関係は、受信アンテナ１ＢＰと送信アンテナ８ＢＰとの位置関係と同じである。集約送信アンテナ５ＵＰ、５ＶＰ、５ＷＰは、合成アンテナ７Ｐと重なるので、破線で示している。

図には示さないが、レーダ装置１００Ｐでも、レーダ装置１００Ｂと同様な多くのさまざまなパターンで、合成アンテナにまとめられる仮想受信アンテナの個数を、中央部では中央部でない部分よりも大きくした合成アンテナを得ることができる。中央部でまとめる集約受信アンテナの個数が中央部でない部分よりも大きくすることを考慮しないで、合成アンテナを生成することもできる。

送信アンテナ８ＡＰ〜８ＦＰを、その中心が受信アンテナ１ＢＰの開口面を平行移動した正六角形２１ＢＰの６辺から同じ距離だけ離すようにしてもよい。そうすれば、合成アンテナでは、集約受信アンテナが等間隔に並ぶことになる。各送信アンテナが２つ以上の互いに無相関な送信信号を送信するようにしてもよい。

レーダ装置１００Ｐでは、３方向で受信アンテナ１Ｂの開口面を挟むそれぞれ２つの位置を、同じ位置関係を保って平行移動させた複数の位置に、平行移動して送信開口面が重なる送信アンテナを配置した。以下のようにして、２方向または４方向で、平行移動して送信開口面が重なる送信アンテナを配置してもよい。２方向または４方向で、それぞれ受信開口面を挟む複数の位置を決める。決めたすべての位置を同じ移動ベクトルで平行移動させた位置を求める。それぞれの方向で受信アンテナを挟む複数の位置を移動させた複数の位置のそれぞれに、平行移動して開口面が重なる送信アンテナを配置する。つまり、例えば２方向の場合には、以下のようにすればよい。第１の方向で受信アンテナを挟む第１の位置および第２の位置と、第１の方向とは異なる第２の方向で受信アンテナを挟む第３の位置および第４の位置を決める。そして、第１の位置を決められた移動ベクトルで平行移動させた第５の位置および第２の位置を移動ベクトルで平行移動させた第６の位置に、平行移動して開口面が重なる送信アンテナを配置する。第３の位置を移動ベクトルで平行移動させた第７の位置および第４の位置を移動ベクトルで平行移動させた第８の位置に、平行移動して開口面が重なる送信アンテナを配置する。この実施の形態８のように、受信アンテナ１Ｂの開口面を挟む位置を開口面の辺の上にすれば、仮想受信アンテナを隙間なく並べた合成受信開口面を得ることができる。
以上のことは、以下の実施の形態にもあてはまる。

実施の形態９．
実施の形態９は、複数の送信開口面を互いの位置関係をそのままに平行移動させるように実施の形態６を変更した場合である。図３５は、この発明の実施の形態９に係るレーダ装置の構成を説明する図である。

実施の形態９に係るレーダ装置１００Ｑは、実施の形態６と同様な受信アンテナ１Ｂ、１Ｃ、１Ｄを有する。送信アンテナ８ＡＱ〜８ＱＱの間の位置関係は、実施の形態６の場合の図２３に示す送信アンテナ８Ａ〜８Ｑの間の位置関係と同じである。ただし、受信アンテナ１Ｃの右側の辺に接する位置に送信アンテナ８ＡＱが配置されるように、送信アンテナ８ＡＱ〜８ＱＱを平行移動している。

具体的には、以下のように受信アンテナと送信アンテナを配置する。合同な正六角形の開口面を有する３つの受信アンテナ１Ｂ、１Ｃ、１Ｄは、２つずつが同じ間隔で互いに隣接するように配置する。受信アンテナ１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの間隔は、送信アンテナ８ＡＱ〜８ＱＱの長方形の開口面の短辺の長さと同じである。

送信アンテナ８ＡＱ、８ＢＱ、８ＣＱ、８ＤＱ、８ＥＱ、８ＦＱは、受信アンテナ１Ｂの６辺とそれぞれ対応する位置関係で、受信アンテナ１Ｃの図における右側に配置している。送信アンテナ８ＤＱ、８ＧＱ、８ＨＱ、８ＪＱ、８ＫＱ、８ＬＱは、受信アンテナ１Ｃの６辺とそれぞれ対応する位置関係で配置している。さらに、送信アンテナ８ＭＱ、８ＮＱ、８ＰＱ、８ＱＱ、８ＧＱ、８ＣＱは、受信アンテナ１Ｄの６辺とそれぞれ対応する位置関係で配置している。

送信アンテナ８ＡＱ、８ＤＱ、８ＪＱ、８ＭＱ、８ＱＱの開口面は合同な形状であり、平行移動で重ねることができる。送信アンテナ８ＢＱ、８ＥＱ、８ＮＱ、８ＧＱ、８ＫＱの開口面は、互いに合同な形状であり、平行移動で重ねることができる。送信アンテナ８ＦＱ、８ＣＱ、８ＰＱ、８ＬＱ、８ＨＱの開口面は、平行移動で重ねることができる。この実施の形態では、送信アンテナ８ＡＱ〜８ＱＱの開口面は、すべて合同な形状である。

レーダ装置１００Ｑは、受信アンテナ１Ｂ、１Ｃ、１Ｄに対応して受信装置１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄを有する。さらに、送信アンテナ８ＡＱ〜８ＱＱに対応させて、送信装置８０Ａ〜８０Ｑ（図示せず）を有する。

送信アンテナ８ＡＱ〜８ＱＱは、互いに無相関である送信信号３Ａ〜３Ｑを、それぞれ１つずつ空間に送信する。図を見やすくするために、図３５では、送信アンテナ８ＪＱが送信する送信信号３Ｊだけを表示する。送信信号３Ａ〜３Ｑが空間で反射された反射信号４Ａ〜４Ｑは、それぞれ別の信号として受信アンテナ１Ｂ、１Ｃ、１Ｄで受信される。図３５には、送信信号３Ｊが空間で反射された反射信号４Ｊだけを表示する。

図３６は、実施の形態９に係るレーダ装置で、合成アンテナの１例を説明する図である。図３６に示す合成アンテナ７Ｑは、図２１に示す合成アンテナ７Ｄ３と同じ形状の合成受信開口面を有する。合成アンテナ７Ｑでは、集約送信アンテナ５ＲＱ、５ＳＱ、５ＴＱの位置が、合成アンテナ７Ｄ３での集約送信アンテナ５Ｒ、５Ｓ、５Ｔとは異なっている。図における右側の合成受信開口面がへこんでいる箇所の４重の集約受信アンテナ２２Ｑの右側に、集約送信アンテナ５ＲＱ、５ＳＱ、５ＴＱが存在する。集約受信アンテナ２２Ｑと集約送信アンテナ５ＲＱ、５ＳＱ、５ＴＱの位置関係は、受信アンテナ１Ｃと送信アンテナ８ＡＰ、８ＥＰ、８ＣＰと同じ位置関係である。

図には示さないが、レーダ装置１００Ｑでも、レーダ装置１００Ｄと同様な多くのさまざまなパターンで、合成アンテナにまとめられる仮想受信アンテナの個数を、中央部では中央部でない部分よりも大きい合成アンテナを得ることができる。中央部でまとめる集約受信アンテナの個数が中央部でない部分よりも大きくすることを考慮しないで、合成アンテナを生成することもできる。

この実施の形態９のレーダ装置１００Ｑでの送信アンテナの間の位置関係は、実施の形態６のレーダ装置１００Ｅでの送信アンテナの間の位置関係と同じである。受信アンテナを囲む位置から平行移動している点だけが異なる。正六角形の６辺すべてに送信アンテナを配置しなくてもよい。つまり、例えば以下のように送信アンテナを配置してもよい。合同な正六角形の受信開口面を有する複数の受信アンテナを、間に同じ間隔を有して隣接するように配置する。辺の方向により分類される、受信開口面の辺に隣接するまたは挟まれる位置の３種類の位置の集合それぞれで、複数の位置を選ぶ。選んだ複数の位置を位置の種類によらない同じ移動ベクトルで移動させた複数の位置を求める。位置の種類ごとに、その種類の複数の位置に、平行移動して送信開口面が重なる送信アンテナを配置する。

正六角形の受信開口面を隣接する辺が重なるように配置してもよい。その場合には、以下のように送信アンテナを配置する。３種類の受信開口面の辺上の位置の集合それぞれで、複数の位置を選ぶ。選んだ複数の位置を位置の種類によらない同じ移動ベクトルで移動させた複数の位置を求める。位置の種類ごとに、その種類の複数の位置に、平行移動して開口面が重なる送信アンテナを配置する。

受信開口面が正六角形でない場合でも、受信開口面を隣接する辺が重なるように配置してもよい。つまり、例えば以下のように送信アンテナを配置してもよい。複数の受信アンテナの受信開口面の隣接する辺が重なる。この重なる辺の上に第３の位置を配置する。複数の受信開口面の両方を挟む第１の位置および第２の位置が受信開口面の辺の上に配置する。そうして、第１の位置、第２の位置および第３の位置を平行移動させた第４の位置、第５の位置および第６の位置に、平行移動して開口面が重なる送信アンテナを配置する。そうすることで、合成受信開口面が隙間を有しないようにできる。

受信開口面の辺が重ならないで隣接する場合も同様である。複数の受信アンテナを挟む第１の位置および第２の位置と隣接する受信アンテナに挟まれる第３の位置を平行移動させた第４の位置、第５の位置および第６の位置に、平行移動して開口面が重なる送信アンテナを配置する。そうすることで、隣接する複数の受信アンテナを用いて、合成受信開口面の中央部にまとめられる仮想受信アンテナの数が中央部でない部分よりも多くすることができる。

なお、本願発明はその発明の精神の範囲内において各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の変形や省略が可能である。

本出願は、２０１５年６月２５日に出願された、日本国特許出願２０１５−１２７５２３号に基づくものであり、その明細書、特許請求の範囲、図面および要約書を含むものである。上記日本国特許出願における開示は、その全体が本明細書中に参照として含まれる。

１００ レーダ装置（実施の形態１）
１ 受信アンテナ
１０ 受信装置
２Ｍ、２Ｎ、２Ｐ 送信アンテナ
２０Ｍ、２０Ｎ、２０Ｐ 送信装置
３０ 信号処理装置（信号処理部、合成アンテナ生成部）
３Ｍ、３Ｎ、３Ｐ 送信信号
４Ｍ、４Ｎ、４Ｐ 反射信号
５ 集約送信アンテナ
６Ｍ、６Ｎ、６Ｐ 仮想アンテナペア
７ 合成アンテナ

Ｖ１ 第１の移動ベクトル
Ｖ２ 第２の移動ベクトル
５１ 第１の受信開口面
５２ 第２の受信開口面
５３ 第３の受信開口面
７１ 第１の非重複部分
７２ 第２の非重複部分
７３ 重複部分

１００Ｘ レーダ装置（比較例）
５Ｘ 集約送信アンテナ
７Ｘ 合成アンテナ

１００Ｙ レーダ装置（実施の形態２）
１ 受信アンテナ
１０ 受信装置
２Ｊ、２Ｋ 送信アンテナ
２０Ｊ、２０Ｋ 送信装置
３０Ｙ 信号処理装置（信号処理部、合成アンテナ生成部）
３Ｊ、３Ｋ 送信信号
４Ｊ、４Ｋ 反射信号
５Ｙ 集約送信アンテナ
６Ｊ、６Ｋ 仮想アンテナペア
７Ｙ 合成アンテナ

１００Ａ レーダ装置（実施の形態３）
１Ａ 受信アンテナ
１０Ａ 受信装置
２Ｑ、２Ｒ 送信アンテナ
２０Ｑ、２０Ｒ 送信装置
３０Ａ 信号処理装置（信号処理部、合成アンテナ生成部）
３Ｑ１、３Ｑ２、３Ｒ１、３Ｒ２ 送信信号
４Ｑ１、４Ｑ２、４Ｒ１、４Ｒ２ 反射信号
５Ｑ、５Ｒ 集約送信アンテナ
６Ｑ、６Ｒ 仮想アンテナペア
７Ａ 合成アンテナ

１００Ｂ レーダ装置（実施の形態４）
１Ｂ 受信アンテナ
１０Ｂ 受信装置
８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ、８Ｆ 送信アンテナ
８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄ、８０Ｅ、８０Ｆ 送信装置
３０Ｂ 信号処理装置（信号処理部、合成アンテナ生成部）
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ 送信信号
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ 反射信号
５Ｕ、５Ｖ、５Ｗ 集約送信アンテナ
９Ｕ、９Ｖ、９Ｗ サブ合成アンテナ
７Ｂ１、７Ｂ２、７Ｂ３ 合成アンテナ

１００Ｃ レーダ装置（実施の形態５）
３０Ｃ 信号処理装置（信号処理部、合成アンテナ生成部）
３Ａ１、３Ａ２、３Ｂ１、３Ｂ２、３Ｃ１、３Ｃ２ 送信信号
３Ｄ１、３Ｄ２、３Ｅ１、３Ｅ２、３Ｆ１、３Ｆ２ 送信信号
４Ａ１、４Ａ２、４Ｂ１、４Ｂ２、４Ｃ１、４Ｃ２ 反射信号
４Ｄ１、４Ｄ２、４Ｅ１、４Ｅ２、４Ｆ１、４Ｆ２ 反射信号
５Ｕ１、５Ｕ２、５Ｖ１、５Ｖ２、５Ｗ１、５Ｗ２ 集約送信アンテナ
７Ｃ１、７Ｃ２、７Ｃ３、７Ｃ４、’Ｃ５、７Ｃ６ 合成アンテナ

１００Ｄ レーダ装置（実施の形態６）
８Ｇ、８Ｈ、８Ｊ、８Ｋ、８Ｌ、８Ｍ、８Ｎ、８Ｐ、８Ｑ 送信アンテナ
８０Ｇ、８０Ｈ、８０Ｊ、８０Ｋ、８０Ｌ、８０Ｍ、８０Ｎ、８０Ｐ、８０Ｑ 送信装置
３０Ｄ 信号処理装置（信号処理部、合成アンテナ生成部）
３Ｇ、３Ｈ、３Ｊ、３Ｋ、３Ｌ、３Ｍ、３Ｎ、３Ｐ、３Ｑ 送信信号
４Ｇ、４Ｈ、４Ｊ、４Ｋ、４Ｌ、４Ｍ、４Ｎ、４Ｐ、４Ｑ 反射信号
５Ｒ、５Ｓ、５Ｔ 集約送信アンテナ
９Ｒ、９Ｓ、９Ｔ サブ合成アンテナ
７Ｄ１、７Ｄ２、７Ｄ３、７Ｄ４ 合成アンテナ

１００Ｅ レーダ装置（実施の形態７）
３０Ｅ 信号処理装置（信号処理部、合成アンテナ生成部）
３Ｇ１、３Ｇ２、３Ｈ１、３Ｈ２、３Ｊ１、３Ｊ２、３Ｋ１、３Ｋ２、３Ｌ１ 送信信号
３Ｌ２、３Ｍ１、３Ｍ２、３Ｎ１、３Ｎ２、３Ｐ１、３Ｐ２、３Ｑ１、３Ｑ２ 送信信号
４Ｇ１、４Ｇ２、４Ｈ１、４Ｈ２、４Ｊ１、４Ｊ２、４Ｋ１、４Ｋ２、４Ｌ１ 反射信号
４Ｌ２、４Ｍ１、４Ｍ２、４Ｎ１、４Ｎ２、４Ｐ１、４Ｐ２、４Ｑ１、３Ｑ２ 反射信号
５Ａ１、５Ａ２、５Ｂ１、５Ｂ２、５Ｃ１、５Ｃ２ 集約送信アンテナ
９Ａ１、９Ａ２、９ＡＡ、９ＢＡ、９ＣＡ サブ合成アンテナ
７Ｅ１、７Ｅ２、７Ｅ３、７Ｅ４、７Ｅ５、７Ｅ６ 合成アンテナ

１００Ｐ レーダ装置（実施の形態８）
１ＢＰ 受信アンテナ
８ＡＰ、８ＢＰ、８ＣＰ、８ＤＰ、８ＥＰ、８ＦＰ 送信アンテナ
２１ＢＰ 受信アンテナ１ＢＰの開口面を平行移動した正六角形
２２Ｐ 集約受信アンテナ
５ＵＰ、５ＶＰ、５ＷＰ 集約送信アンテナ
７Ｐ 合成アンテナ

１００Ｑ レーダ装置（実施の形態９）
８ＡＱ、８ＢＱ、８ＣＱ、８ＤＱ、８ＥＱ、８ＦＱ 送信アンテナ
８ＧＱ、８ＨＱ、８ＪＱ、８ＫＱ、８ＬＱ、８ＭＱ、８ＮＱ、８ＰＱ、８ＱＱ 送信アンテナ
２２Ｑ 集約受信アンテナ
５ＲＱ、５ＳＱ、５ＴＱ 集約送信アンテナ
７Ｑ 合成アンテナ

Claims (20)

1. 決められた形状の受信開口面を有する受信アンテナと、
   合同な形状の送信開口面を有し、前記受信アンテナに対して決められたそれぞれ異なる複数の位置にそれぞれ配置され、互いに無相関である送信信号を空間に送信する複数の送信アンテナであって、平行移動することで前記送信開口面を重ねることができる送信アンテナを含む複数の送信アンテナと、
   前記送信信号が前記空間で反射された反射信号を前記受信アンテナが受信した受信信号を処理する信号処理部と、
   複数の前記送信アンテナの前記送信開口面が重なるように前記送信アンテナを仮想的に平行移動させた場合に、それぞれの前記送信アンテナと前記受信アンテナとの決められた位置関係により決まるそれぞれ異なる位置に仮想的に存在する前記受信アンテナである仮想受信アンテナを、前記反射信号ごとに前記受信アンテナを異なるものとして扱って生成し、生成した何れかの前記仮想受信アンテナの前記受信開口面が存在する範囲である合成受信開口面を有する仮想的な合成アンテナを生成する合成アンテナ生成部とを備え、
   前記合成受信開口面の中央部での前記仮想受信アンテナの重なる数が中央部でない部分での前記仮想受信アンテナの重なる数よりも多いことを特徴とするレーダ装置。
2. 第１の方向で前記受信アンテナを挟む複数の位置に平行移動して前記送信開口面が重なる前記送信アンテナを配置し、前記第１の方向とは異なる第２の方向で前記受信アンテナを挟む複数の位置に平行移動して前記送信開口面が重なる前記送信アンテナを配置したことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
3. 第１の方向で前記受信アンテナを挟む第１の位置および第２の位置と、前記第１の方向とは異なる第２の方向で前記受信アンテナを挟む第３の位置および第４の位置とが存在し、
   前記第１の位置を決められた移動ベクトルで平行移動させた第５の位置および前記第２の位置を前記移動ベクトルで平行移動させた第６の位置に、平行移動して前記送信開口面が重なる前記送信アンテナを配置し、
   前記第３の位置を前記移動ベクトルで平行移動させた第７の位置および前記第４の位置を前記移動ベクトルで平行移動させた第８の位置に、平行移動して前記送信開口面が重なる前記送信アンテナを配置したことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
4. 前記第１の位置、前記第２の位置、前記第３の位置、および前記第４の位置が前記受信開口面の辺の上に存在することを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
5. 複数の前記受信アンテナを前記受信開口面が互いに隣接するように配置し、
   複数の前記受信アンテナを挟む位置と、隣接する前記受信アンテナに挟まれる位置とに、平行移動して前記送信開口面が重なる前記送信アンテナを配置したことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
6. 複数の前記受信アンテナを前記受信開口面が互いに隣接するように配置し、
   前記第１の方向および前記第２の方向の少なくとも一方で、複数の前記受信アンテナを挟む位置と、隣接する前記受信アンテナに挟まれる位置とに、平行移動して前記送信開口面が重なる前記送信アンテナを配置したことを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
7. 複数の前記受信アンテナを前記受信開口面が互いに隣接するように配置し、
   複数の前記受信アンテナを挟む第１の位置および第２の位置と、隣接する前記受信アンテナに挟まれる第３の位置とが存在し、
   前記第１の位置を決められた移動ベクトルで平行移動させた第４の位置、前記第２の位置を前記移動ベクトルで平行移動させた第５の位置、および前記第３の位置を前記移動ベクトルで平行移動させた第６の位置に、平行移動して前記送信開口面が重なる前記送信アンテナを配置したことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
8. 複数の前記受信アンテナを前記受信開口面が互いに隣接するように配置し、
   前記第１の位置および前記第２の位置は複数の前記受信アンテナを挟み、隣接する前記受信アンテナに挟まれる第９の位置が存在し、
   前記第９の位置を前記移動ベクトルで平行移動させた第１０の位置、前記第５の位置および前記第６の位置に、平行移動して前記送信開口面が重なる前記送信アンテナを配置したことを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
9. 複数の前記受信アンテナの前記受信開口面の隣接する辺が重なり、
   この重なる辺の上に前記第９の位置が存在し、
   前記第１の位置および前記第２の位置が前記受信開口面の辺の上に存在することを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置。
10. 第１の位置、および第１の移動ベクトルにより平行移動させると前記第１の位置になる第２の位置に、平行移動して前記送信開口面が重なる前記送信アンテナを配置し、
    移動前の前記受信開口面である第１の受信開口面と、前記第１の受信開口面を第１の移動ベクトルにより平行移動させた第２の受信開口面とに関し、
    前記第１の移動ベクトルを、前記第１の受信開口面と前記第２の受信開口面とが重複する部分を持つように決めることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
11. 前記第１の受信開口面と前記第２の受信開口面とが重複する部分の面積を前記第１の受信開口面または前記第２の受信開口面に含まれる面積で割った値が決められた範囲内にあることを特徴とする請求項１０に記載のレーダ装置。
12. 第１の位置、第１の移動ベクトルにより平行移動させると前記第１の位置になる第２の位置、および第２の移動ベクトルにより平行移動させると前記第１の位置になる第３の位置に、平行移動して前記送信開口面が重なる前記送信アンテナを配置し、
    移動前の前記受信開口面である第１の受信開口面と、前記第１の受信開口面を前記第１の移動ベクトルにより平行移動させた、前記第１の受信開口面と接するか重複する部分を有する第２の受信開口面と、前記第２の移動ベクトルにより前記第１の受信開口面を平行移動させた、前記第１の受信開口面と前記第２の受信開口面とが接するか重複する部分の少なくとも一部を内部に有する第３の受信開口面とに関し、
    前記第１の移動ベクトルと前記第２の移動ベクトルを、前記第１の受信開口面の内部であり、かつ前記第２の受信開口面の外部であり、かつ前記第３の受信開口面の外部である第１の非重複部分が存在し、前記第１の受信開口面または前記第２の受信開口面の内部であり、かつ前記第３の受信開口面の内部である重複部分が存在し、前記第１の受信開口面の外部であり、かつ前記第２の受信開口面の内部であり、かつ前記第３の受信開口面の外部である第２の非重複部分が存在するように決めることを特徴とする請求項１または請求項１０または請求項１１に記載のレーダ装置。
13. 前記第１の非重複部分の面積を第１の非重複面積とし、
    前記第２の非重複部分の面積を第２の非重複面積とし、
    前記重複部分の面積を重複面積とし、
    前記第１の受信開口面、前記第２の受信開口面および前記第３の受信開口面のどれかの内部である部分の面積を全体面積とし、
    前記第１の移動ベクトル前記第２の移動ベクトルは、前記第１の非重複面積を前記全体面積で割った値および前記第２の非重複面積を前記全体面積で割った値が決められた非重複率閾値以上であり、前記重複面積を前記全体面積で割った値が決められた重複率閾値以上であるように決められることを特徴とする請求項１２に記載のレーダ装置。
14. 前記受信開口面が正六角形であることを特徴とする請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載のレーダ装置。
15. 前記送信開口面が長方形であることを特徴とする請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載のレーダ装置。
16. 合同な正六角形の前記受信開口面を有する複数の前記受信アンテナを間に同じ間隔を有して隣接するように配置し、
    前記受信アンテナの前記受信開口面の辺に隣接するまたは挟まれる位置は、辺の方向により３種類の位置の集合に分類され、
    ３種類の位置の集合それぞれで、複数の位置を選び、選んだ複数の位置に、平行移動して前記送信開口面が重なる前記送信アンテナを配置したことを特徴とする請求項２または請求項６に記載のレーダ装置。
17. 少なくとも１つの前記送信アンテナが、前記反射信号を受信する送受信アンテナであることを特徴とする請求項２または請求項６または請求項１６に記載のレーダ装置。
18. 合同な正六角形の前記受信開口面を有する複数の前記受信アンテナを間に同じ間隔を有して隣接するように配置し、
    前記受信アンテナの前記受信開口面の辺に隣接するまたは挟まれる位置は、辺の方向により３種類の位置の集合に分類され、
    ３種類の位置の集合それぞれで、複数の位置を選び、選んだ複数の位置を位置の種類によらない同じ移動ベクトルで移動させた複数の位置に、平行移動して前記送信開口面が重なる前記送信アンテナを配置したことを特徴とする請求項３または請求項８に記載のレーダ装置。
19. 合同な正六角形の前記受信開口面を有する複数の前記受信アンテナを前記受信開口面の隣接する辺が重なるように配置し、
    前記受信アンテナの前記受信開口面の辺上の位置は、辺の方向により３種類の位置の集合に分類され、
    ３種類の位置の集合それぞれで、複数の位置を選び、選んだ複数の位置を位置の種類によらない同じ移動ベクトルで移動させた複数の位置に、平行移動して前記送信開口面が重なる前記送信アンテナを配置したことを特徴とする請求項３または請求項８に記載のレーダ装置。
20. 平行移動することで前記送信開口面を重ねることができる複数の前記送信アンテナが、互いに無相関な２つ以上の前記送信信号を送信することを特徴とする請求項１から請求項１９までのいずれか１項に記載のレーダ装置。

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