JP6172390B2 - アレーアンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、アレーアンテナ装置に関する。

メインローブを−α〜αの角度範囲で電子的に走査してターゲット検出を行うためのアレーアンテナにおいては、素子アンテナ間距離をｄ、送受信電波の波長をλとすると、ｄ＞０．５λ／ｓｉｎαのときには、グレーティングローブがメインローブの走査範囲（−α〜α）内に現れる場合がある。

グレーティングローブがメインローブの走査範囲内に現れると、ターゲットの方向を誤って検知するおそれがある。そのため、グレーティングローブがメインローブの走査範囲内で生じないようにすることが望ましい。

ここで、波長λに対して素子アンテナ間距離ｄを十分に小さくすれば、メインローブの指向角度にかかわらず、グレーティングローブがメインローブの走査範囲内に生じないようにすることができる。しかし、波長λ及び素子アンテナ間距離ｄは他の様々な条件の制約を受けており、これらの条件の上限や下限を外れて波長λ及び素子アンテナ間距離ｄを設定することは難しい。

そこで、従来からグレーティングローブによる誤検出を除去する技術が開発されている。

例えば、特許文献１に記載のアレーアンテナ装置では、複数の素子アンテナを等間隔かつ一直線上に配置して構成される送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナを備え、互いに素な整数をＭ、Ｎとし、受信アレーアンテナの素子アンテナは、素子アンテナのアレー素子パターンにおける第１ヌル発生角近傍に、受信アレーアンテナのアレーファクタの第Ｍグレーティングローブを有するよう、整数Ｍに波長を乗算し第１ヌル発生角で除算した商で配置され、送信アレーアンテナの素子アンテナは、送信アレーアンテナのアレーファクタの第Ｎグレーティングローブの発生角度が第Ｍグレーティングローブの発生角と一致するよう、整数Ｎに受信アレーアンテナの素子アンテナの間隔を乗算し整数Ｍで除算した商からなる間隔で配置される。

このように、特許文献１に記載の技術では、２種類のアレーアンテナ素子配列の指向性パターンの積をとることで、グレーティングローブを抑圧する。但し、これだけではビーム走査の角度範囲内のグレーティングローブの全てを抑圧することは難しいため、更に、グレーティングローブの発生角度と、アンテナ素子指向性（エレメントファクタ）において著しくアンテナ利得が低いヌル・ポイントが形成される角度と、を一致させることで、残りのグレーティングローブも抑圧している。

特開２０１２−１２０１４４号公報

しかしながら、従来のグレーティングローブを抑圧する技術（特許文献１等）においては、ビーム走査を行うことを前提としていないため、ビーム走査を行うと、それに合わせてグレーティングローブが発生する角度も変化してしまう。このような場合、グレーティングローブ発生角度とヌル・ポイント形成角度とが一致しなくなる。その結果、所望の検知角度範囲内において全てのグレーティングローブを抑圧することができなくなる場合が生じる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、アレーアンテナにおいてビーム走査を行う場合に、グレーティングローブによる誤検出を除去することができるアレーアンテナ装置を提供することを目的とする。

本発明のアレーアンテナ装置は、所定の周期性を持った素子間隔で配列される第一のアンテナ素子配列と、前記第一のアンテナ素子配列における周期性とは異なる所定の周期性を持った素子間隔で配列される第二のアンテナ素子配列と、を含むように複数のアンテナ素子が配列されたアレーアンテナ装置であって、前記第一のアンテナ素子配列のアレーアンテナによる検出結果と、前記第二のアンテナ素子配列のアレーアンテナによる検出結果と、の比較に基づいて、グレーティングローブによる誤検出を除去する制御部を備え、前記第一のアンテナ素子配列のアンテナ素子間隔である第一素子間隔と、前記第二のアンテナ素子配列のアンテナ素子間隔である第二素子間隔とは、共に、数式１を満たすようなアンテナ素子間隔として設定される最小アンテナ素子間隔の整数倍の間隔であり、
０＜Ｄ＜（０．５λ／ｓｉｎα） ・・・（数式１）
（数式１において、Ｄは最小アンテナ素子間隔を示し、αは所定の最大検知角度を示し、λは電波の波長を示す）
前記第一素子間隔を前記最小アンテナ素子間隔の整数倍とする整数である第一の整数と、前記第二素子間隔を前記最小アンテナ素子間隔の整数倍とする整数である第二の整数と、は互いに素な関係であり、且つ、共に２以上の正の整数であることを満たすことを特徴とする。

上記アレーアンテナ装置において、前記第一のアンテナ素子配列及び前記第二のアンテナ素子配列に夫々対応する各アンテナ素子は、前記第一のアンテナ素子配列及び前記第二のアンテナ素子配列のアレーアンテナが並列に配置されることが好ましい。

上記アレーアンテナ装置において、前記第一のアンテナ素子配列及び前記第二のアンテナ素子配列に夫々対応する各アンテナ素子は、前記第一のアンテナ素子配列及び前記第二のアンテナ素子配列のアンテナ素子の位置を少なくとも１箇所重ねた状態で、前記第一のアンテナ素子配列及び前記第二のアンテナ素子配列が一直線上で組み合わさって直列に配置されることが好ましい。

本発明に係るアレーアンテナ装置によれば、アレーアンテナにおいてビーム走査を行う場合に、グレーティングローブによる誤検出を除去することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態１におけるアレーアンテナ装置の構成の一例を示す図である。 図２は、実施形態１におけるアレーアンテナの一例を示す図である。 図３は、受信波の位相関係の一例を示す図である。 図４は、アレーアンテナ指向性の一例を示す図である。 図５は、実施形態１における指向性パターンの一例を示す図である。 図６は、実施形態１における処理の一例を示すフローチャートである。 図７は、実施形態２におけるアレーアンテナ装置の構成の一例を示す図である。 図８は、実施形態２におけるアレーアンテナの一例を示す図である。 図９は、実施形態３におけるアレーアンテナ装置の構成の一例を示す図である。 図１０は、実施形態３におけるアンテナ素子の配置の一例を示す図である。 図１１は、実施形態３における選択可能なアンテナ素子間隔の一例を示す図である。 図１２は、実施形態３における各アンテナ素子間隔での指向性パターンの一例を示す図である。 図１３は、実施形態３における処理の一例を示すフローチャートである。

以下に、本発明にかかるアレーアンテナの配置構造を有するアレーアンテナを備えたレーダ装置としてのアレーアンテナ装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態１］
実施形態１について、図１〜図６を参照して説明する。図１は、実施形態１におけるアレーアンテナ装置１００の構成の一例を示す図である。図２は、実施形態１におけるアレーアンテナの一例を示す図である。図３は、受信波の位相関係の一例を示す図である。図４は、アレーアンテナ指向性の一例を示す図（極座標表示）である。図５は、実施形態１における指向性パターンの一例を示す図である。図６は、実施形態１における処理の一例を示すフローチャートである。

図１に示すように、実施形態１におけるアレーアンテナ装置１００は、第１アレーアンテナ２０と、第２アレーアンテナ３０と、制御部４０とを備えて構成される。

ここで、図２を参照して、第１アレーアンテナ２０及び第２アレーアンテナ３０について説明する。

図２に示すように、第１アレーアンテナ２０は、アンテナ素子１０を最小アンテナ素子間隔ＤのＫ１倍の間隔で一直線上に配置したアレーアンテナである。第２アレーアンテナ３０は、アンテナ素子１０を最小アンテナ素子間隔ＤのＫ２倍の間隔で一直線上に配置したアレーアンテナである。Ｋ１及びＫ２は、互いに素な関係であり、かつ、共に２以上の正の整数である。

ここで、「互いに素な関係であり、かつ、共に２以上の正の整数」とは、２つの整数が１と−１以外に公約数を持たない場合の２数の関係である「互いに素な関係」になる正の整数のうち、１を除く２以上の正の整数であることを意味する。本実施形態において、互いに素な関係であり、かつ、共に２以上の正の整数は、「互いに素な２以上の正の整数」と呼ぶことがある。ここで、互いに素な２以上の正の整数は、３以上であることが好ましい。

本実施形態において、「最小アンテナ素子間隔」とは、ビーム走査を行う場合において所定の検知角度範囲でグレーティングローブを生じさせないように設定されたアンテナ素子間隔である。例えば、所定の検知角度範囲を±α度とすると、最小アンテナ素子間隔Ｄは、以下の数式１で示す範囲に設定する必要がある。例えば「α＝９０度」である場合には、アンテナ素子間隔は、０．５λより小さい値とする必要がある。λは、送受信電波の波長を示す。
０＜Ｄ＜（０．５λ／ｓｉｎα） ・・・（数式１）

ここで図２に加え、図３及び図４を参照して、最小アンテナ素子間隔Ｄを数式１で示す範囲に設定する理由を説明する。

図３に示すように、アレーアンテナのアンテナ素子間隔が比較的広いと、位相の循環性（３６０度が０度に戻るという事象）により所望方向から到来した電波を受信した場合の位相関係が等しくなる別の到来方向が存在する場合がある。ここで、所望方向はターゲットが存在する方向であり、別の到来方向はグレーティング方向である。この場合、図４に示すように、ターゲットが存在する所望方向のメインローブと同等のローブがグレーティング方向に生じる。このローブがグレーティングローブである。

レーダ用アンテナでグレーティングローブが発生すると、受信した信号が所望方向から到来したものか、グレーティング方向から到来したものか判別できずにターゲットの方向を誤検出する可能性がある。このグレーティングローブがメインローブの走査範囲（−α〜α）で生じないようにするにはアンテナ素子間隔を数式１に示すように０．５λ／ｓｉｎα未満にする必要がある。

そこで、図２に示すように、本実施形態におけるアレーアンテナでは、数式１を満たす最小アンテナ素子間隔Ｄを設定し、この最小アンテナ素子間隔Ｄの異なる２つの正の整数（Ｋ１，Ｋ２）倍の間隔でアンテナ素子を配置している。ここで、各２つの正の整数（Ｋ１，Ｋ２）は、互いに素な２以上の正の整数である。

このように、本実施形態におけるアレーアンテナは、図２に示すように、２種類のアレーアンテナ素子配列を含むように配置されるアレーアンテナの配置構造を有している。この２種類のアレーアンテナ素子配列のアンテナ素子間隔は、所定の検知角度範囲でグレーティングローブを生じさせないように設定されたアンテナ素子間隔である最小アンテナ素子間隔の整数倍（Ｄ×Ｋ１，Ｄ×Ｋ２）であり、各整数は互いに素な２以上の正の整数である。

具体的には、図２に示すように、本実施形態におけるアレーアンテナは、２種類のアレーアンテナ素子配列を夫々含むにように構成された第１アレーアンテナ２０と第２アレーアンテナ３０を含む。第１アレーアンテナ２０は、所定の周期性を持った素子間隔（図２において、Ｄ×Ｋ１のアンテナ素子間隔）で複数のアンテナ素子１０が配列されたアレーアンテナである。また、第２アレーアンテナ３０は、第一のアンテナ素子配列における周期性とは異なる所定の周期性を持った素子間隔（図２において、Ｄ×Ｋ２のアンテナ素子間隔）で複数のアンテナ素子１０が配列されたアレーアンテナである。

ここで、第一のアンテナ素子配列のアンテナ素子間隔である第一素子間隔（図２において、Ｄ×Ｋ１のアンテナ素子間隔）と、第二のアンテナ素子配列のアンテナ素子間隔である第二素子間隔（図２において、Ｄ×Ｋ２のアンテナ素子間隔）とは、共に、数式１を満たすようなアンテナ素子間隔として設定される最小アンテナ素子間隔Ｄの整数倍（Ｋ１，Ｋ２）の間隔である。この第一素子間隔を最小アンテナ素子間隔の整数倍とする整数である第一の整数Ｋ１と、この第二素子間隔を最小アンテナ素子の整数倍とする整数である第二の整数Ｋ２と、は互いに素な関係であり、且つ、共に２以上の正の整数であることを満たしている。よって、第一素子間隔と第二素子間隔とは共に、電波の波長λの０．５倍以上の間隔で配置することができる。これにより、本実施形態におけるアレーアンテナでは、アンテナ素子を広い間隔で配置しながらグレーティングローブによる誤検出を除去することができる。その結果、本実施形態のアレーアンテナ装置によれば、所定の検知角度範囲（−α〜α）（ビーム走査範囲）内では、グレーティングローブによる誤検出を除去することが可能となる。すなわち、２種類の素子配置のアレーアンテナによる検出結果を比較することで、ビーム走査範囲内のグレーティングローブによる検出ピークを判別することができる。このように、アレーアンテナにおいてビーム走査を行う場合に、グレーティングローブによる誤検出を除去できるようになる。

図１に戻り、実施形態１のアレーアンテナ装置１００の構成の説明を続ける。

図１において、制御部４０は、第一のアンテナ素子配列のアレーアンテナによる検出結果と、第二のアンテナ素子配列のアレーアンテナによる検出結果と、の比較に基づいて、グレーティングローブによる誤検出を除去する制御手段である。第一のアンテナ素子配列のアレーアンテナによる検出結果及び第二のアンテナ素子配列のアレーアンテナによる検出結果は、後述の角度検出部６０−１〜２で検出される２種類のアレーアンテナ素子配列夫々で受信した信号に基づくターゲットの角度の検出結果である。ここで、制御部４０は、距離・速度検出部５０−１〜２と、角度検出部６０−１〜２と、比較検出部７０とを備える。以下の制御部４０の各処理部について説明する。

制御部４０のうち、距離・速度検出部５０−１〜２は、夫々、第１アレーアンテナ２０及び第２アレーアンテナ３０の各アンテナ素子１０で受信した信号から、ターゲットの距離・速度を検出する距離・速度検出手段である。本実施形態において、距離・速度検出部５０−１〜２は、当該技術分野で用いられる距離・速度の検出手法によってアンテナ素子毎にターゲットの距離・速度を検出する。距離・速度検出部５０−１〜２は、夫々、ターゲットの距離・速度の検出結果を角度検出部６０−１〜２へ出力する。

制御部４０のうち、角度検出部６０−１〜２は、夫々、距離・速度検出部５０−１〜２の検出結果を用いてターゲットの角度を検出する角度検出手段である。この検出結果にはメインローブでの検出結果以外にグレーティングローブでの検出結果も含まれている。本実施形態において、角度検出部６０−１〜２は、当該技術分野で用いられる角度の検出手法によってターゲットの角度を検出する。角度検出部６０−１〜２は、夫々、ターゲットの角度の検出結果を比較検出部７０へ出力する。

ここで、図２及び図５を参照し、２種類のアレーアンテナ素子配列による検出結果の一例を示す。

実施形態１では、図２に示すように、アンテナ素子間隔が異なる２種類のアレーアンテナが並列に配置される。実施形態１において、第一のアンテナ素子配列及び第二のアンテナ素子配列に夫々対応する各アンテナ素子１０は、第一のアンテナ素子配列及び第二のアンテナ素子配列のアレーアンテナが並列に配置される。一例として、図２に示すように、第一のアンテナ素子配列及び第二のアンテナ素子配列に夫々対応する各アンテナ素子１０は、第一のアンテナ素子配列及び第二のアンテナ素子配列の一端に対応するアンテナ素子１０の位置を揃えた状態で、第一のアンテナ素子配列及び第二のアンテナ素子配列のアレーアンテナが並列に配置されていてもよい。

このような２種類のアレーアンテナ素子配列（図２において、第一のアンテナ素子配列及び第二のアンテナ素子配列）を有することにより、アンテナ素子間隔の異なる２種類のアレーアンテナ素子配列（図２において、第１アレーアンテナ２０及び第２アレーアンテナ３０）における指向性パターンは、夫々、図５の上部に示す第一指向性パターンと、図５の下部に示す第二指向性パターンとなる。

図５において、計算条件は、Ｄ＝０．５λ、Ｋ１＝３、Ｋ２＝４である。図５の上図は、第一指向性パターンとして、最小アンテナ素子間隔ＤのＫ１倍の間隔でアンテナ素子１０が配置された第１アレーアンテナ２０の指向性パターンを示している。図５の上図は、＋４２度及び−４２度付近でグレーディングローブが生じている。また、図５の下図は、第二指向性パターンとして、最小アンテナ素子間隔ＤのＫ２倍の間隔でアンテナ素子１０が配置された第２アレーアンテナ３０の指向性パターンの一例を示している。図５の下図は、メインローブを０度方向に向けた場合の指向性パターンであり、＋３０度と−３０度付近、及び、＋９０度と−９０度付近にグレーディングローブが生じている。

図５に示すように、第一指向性パターン及び第二指向性パターンは、所定の検知角度範囲内をメインローブでビーム走査する場合には、当該検知角度範囲内で生じるグレーティングローブの位置が重なることはなくなる。図５に示すように、所定の検知角度範囲内で生じるグレーティングローブの位置が重なることがなくなった結果、後述する比較検出部７０において２種類のアレーアンテナ素子配列による検出結果を比較することにより、グレーティングローブによるゴースト（虚像）を判別し除去することができるようになる。本実施形態においてゴーストとは、メインローブではなくグレーティングローブでターゲットを検出した結果得られる、実際にその角度には存在しないターゲットの虚像を意味する。

図１に戻り、制御部４０のうち、比較検出部７０は、２種類のアレーアンテナでの検出結果の比較を行う比較検出手段である。この検出結果がメインローブで検出したものであれば、どちらの検出ピークの角度も等しくレベル差も小さくなる。一方、グレーティングローブで検出したものであれば２種類のアレーアンテナで検出した角度は異なり、同じ角度で比較すればレベル差が生じることとなる。比較検出部７０は、この差を検出し、グレーティングローブによるゴーストとして除去する。そして、比較検出部７０は、残った結果を検出結果として出力する。例えば、比較検出部７０は、図５に示すような第１アレーアンテナ２０による検出結果と第２アレーアンテナ３０による検出結果とを比較し、角度差やレベル差が所定の閾値より大きいピークを除去することで、メインローブによる検出結果のみを出力する。より具体的には、例えば、比較検出部７０は、図５に示すような第１アレーアンテナ２０による検出結果と第２アレーアンテナ３０による検出結果とを比較し、一方の指向性パターンにおいて基準となるピークとして選定した所定の基準ピークに対して、もう一方の指向性パターンにおける所定のピークを特定し、これらのピーク間の角度差やレベル差が所定の閾値より大きくなる場合のこの基準ピークを除去する。

以上のように構成された実施形態１のアレーアンテナ装置１００による検出結果出力処理の一例について図６を参照して説明する。

図６において、第一のアンテナ素子配列は、第１アレーアンテナ２０において、最小アンテナ素子間隔ＤのＫ１倍の間隔で一直線上に並べられたアンテナ素子１０の一群である。第二のアンテナ素子配列は、第２アレーアンテナ３０において、最小アンテナ素子間隔ＤのＫ２倍の間隔で一直線上に並べられたアンテナ素子１０の一群である。

図６に示すように、第一のアンテナ素子配列において、距離・速度検出部５０−１は、第１アレーアンテナ２０の各アンテナ素子１０で受信した信号からターゲットの距離・速度を検出する（ステップＳ１０）。同様に、第二のアンテナ素子配列において、距離・速度検出部５０−２は、第２アレーアンテナ３０の各アンテナ素子１０で受信した信号からターゲットの距離・速度を検出する（ステップＳ１１）。

第一のアンテナ素子配列において、角度検出部６０−１は、ステップＳ１０にて距離・速度検出部５０−１により検出された検出結果を用いてターゲットの角度を検出する（ステップＳ１２）。同様に、第二のアンテナ素子配列において、角度検出部６０−２は、ステップＳ１１にて距離・速度検出部５０−２により検出された検出結果を用いてターゲットの角度を検出する（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ１０〜Ｓ１３までの検出結果には、メインローブでの検出結果以外にグレーティングローブでの検出結果も含まれている。

比較検出部７０は、ステップＳ１２にて角度検出部６０−１により検出された第一のアンテナ素子配列の角度の検出結果と、ステップＳ１３にて角度検出部６０−２により検出された第二のアンテナ素子配列の角度の検出結果と、に基づいて、角度の検出結果におけるピークの角度を比較する（ステップＳ１４）。

比較検出部７０は、ステップＳ１４の処理により得られたピークの角度に関する比較結果に基づいて、ピークの角度差が閾値以下（角度差≦閾値）であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。

比較検出部７０は、ステップＳ１５にて、第１アレーアンテナによる検出結果における基準のピークに対して、第２アレーアンテナによる検出結果における最も近い検出角度のピークを特定し、これらのピークの角度差が閾値より大きい（角度差＞閾値）と判定した場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、この基準のピークを虚像と判定する（ステップＳ１６）。言い換えると、ステップＳ１６で比較検出部７０は、第一のアレーアンテナと第二のアレーアンテナとの検出結果においてピークが現れる角度の差が閾値より大きい場合、このピークはグレーティングローブによる検出結果であると判定する。ターゲットが０度方向のみに存在する場合には、検出結果の角度特性は指向性パターンと相似となるので、図５の指向性パターンを検出結果とみなして説明を行う。図５の上図と下図を比較した場合、下図の−９０度付近で検出された基準とするピークと、それに対して上図の−４２度付近で検出されたピークとの角度の差は、約４８度であり、角度差が閾値よりも大きいと判定される。この場合、下図の−９０度付近で検出されたピークはグレーティングローブによる検出結果であると判定される。

比較検出部７０は、ステップＳ１６においてピークを虚像と判定した場合、虚像と判定したピークを検出結果として登録せず除去した上で、更にピーク毎に処理すべく、全ピークについて処理を終了したか否かを判定する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２において、比較検出部７０は、第一の検出結果及び第二の検出結果の全ピークについて処理を終了したか否かを判定する。

ここで、ステップＳ２２において、比較検出部７０は、全ピークについて処理を終了していない（ステップＳ２２：Ｎｏ）と判定した場合、ステップＳ１４へ戻り、ピーク毎に、ステップＳ１４〜Ｓ２１の比較検出部７０による処理を繰り返す。

ステップＳ１４に戻り、実施形態１の処理の説明を続ける。比較検出部７０は、ステップＳ１２及びステップＳ１３にて角度検出部６０−１〜２により検出された第一のアレーアンテナと第二のアレーアンテナによる検出結果に基づいて、ステップＳ１４〜Ｓ２１の処理を行っていない別のピークについて、ピークの角度を比較する（ステップＳ１４）。そして、比較検出部７０は、ステップＳ１４の処理により得られたピークの角度に関する比較結果に基づいて、ピークの角度差が閾値以下（角度差≦閾値）であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。

続いて、比較検出部７０は、ステップＳ１５にて、一方の検出結果における基準のピークに対して、もう一方の検出結果における最も近い検出角度のピークを特定し、これらのピークの角度差が閾値以下（角度差≦閾値）であると判定した場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、更にこれらのピークのレベルを比較する（ステップＳ１７）。そして、比較検出部７０は、ステップＳ１７の処理により得られたピークのレベルに関する比較結果に基づいて、これらのピークのレベル差が閾値以下（レベル差≦閾値）であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。

本実施形態において、比較検出部７０は、ステップＳ１５にてピークの角度差が閾値以下（角度差≦閾値）であると判定した場合、続いてステップＳ１７においてこのピークのレベルを比較する。言い換えると、ステップＳ１７で比較検出部７０は、第一のアレーアンテナと第二のアレーアンテナによる検出結果においてピークが現れる角度差が閾値以下である場合、このピークはメインローブによる検出結果の可能性があると判定する。ここで、比較対象のピーク間における角度差が小さくとも、これらのピーク間のレベル差が大きければ、メインローブではなくグレーティングローブによる検出結果である可能性もある。この場合、ピークの角度差だけでなくレベル差も閾値以下であるならばメインローブによる検出結果であると判定できる。そこで、ステップＳ１８において、比較検出部７０は、ピークの角度差が閾値以下でありメインローブによる検出結果の可能性があると判定されたピークについて、更にピークのレベルが閾値以下（レベル差≦閾値）であるか、又は、閾値より大きいか（レベル差＞閾値）を判定している。

比較検出部７０は、ステップＳ１８にて、一方の検出結果における基準のピークに対して、もう一方の検出結果における最も近い検出角度のピークを特定し、これらのピークのレベル差が閾値以下（レベル差≦閾値）であると判定した場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、この基準のピークを真ターゲットと判定する（ステップＳ１９）。言い換えると、ステップＳ１９で比較検出部７０は、第一のアレーアンテナと第二のアレーアンテナとの角度の検出結果においてピークが現れる角度の差が閾値以下であり、且つ、ピークのレベル差が閾値以下である場合、このピークはメインローブによる検出結果であると判定する。図５の指向性パターンをターゲットが０度方向のみに存在する場合の検出結果とみなして説明すると、図５の上図と下図を比較した場合、下図の０度付近で検出された基準とするピークと、それに対して上図の０度付近で検出されたピークとの角度差はなく、角度差が閾値以下であると判定される。この場合、下図の０度付近で検出されたピークはメインローブによる検出結果である可能性が高いと判定される。更に、上図の０度付近で検出されたピークのレベルは１であり、下図の０度付近で検出されたピークのレベルも１であるためレベル差もなく、レベル差が閾値以下であると判定される。よって、比較検出部７０は、ステップＳ１９において、角度差が閾値以下であり且つレベル差が閾値以下であると判定される場合、下図の０度付近で検出されたピークはグレーティングローブによる検出結果ではなく、ターゲットが存在する所望方向に検出されるメインローブによる検出結果であると判定する。

比較検出部７０は、ステップＳ１９でメインローブによる検出結果であると判定したターゲットの検出結果を登録する（ステップＳ２０）。

比較検出部７０は、全ピークについて処理を終了したか否かを判定する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２において、比較検出部７０は、第一の検出結果及び第二の検出結果の全ピークについて処理を終了したか否かを判定する。ここで、ステップＳ２２において、比較検出部７０は、全ピークについて処理を終了していない（ステップＳ２２：Ｎｏ）と判定した場合、再度ステップＳ１４へ戻り、ピーク毎に、ステップＳ１４〜Ｓ２１の比較検出部７０による処理を繰り返す。

再度ステップＳ１４に戻り、実施形態１の処理の説明を続ける。比較検出部７０は、ステップＳ１２及びステップＳ１３にて角度検出部６０−１〜２により検出された第一のアレーアンテナと第二のアレーアンテナによる検出結果に基づいて、ステップＳ１４〜ステップＳ２１の処理を行っていない更に別のピークについて、ピークの角度を比較する（ステップＳ１４）。そして、比較検出部７０は、ステップＳ１４の処理により得られたピークの角度に関する比較結果に基づいて、ピークの角度差が閾値以下（角度差≦閾値）であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。

続いて、比較検出部７０は、ステップＳ１５にて、一方の検出結果における基準のピークに対して、もう一方の検出結果における最も近い検出角度のピークを特定し、これらのピークの角度差が閾値以下（角度差≦閾値）であると判定した場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、更にこれらのピークのレベルを比較する（ステップＳ１７）。そして、比較検出部７０は、ステップＳ１７の処理により得られたピークのレベルに関する比較結果に基づいて、これらのピークのレベル差が閾値以下（レベル差≦閾値）であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。

比較検出部７０は、ステップＳ１８にて、一方の検出結果における基準のピークに対して、もう一方の検出結果における最も近い検出角度のピークを特定し、これらのピークのレベル差が閾値より大きい（レベル差＞閾値）と判定した場合（ステップＳ１８：Ｎｏ）、この基準のピークを虚像と判定する（ステップＳ２１）。言い換えると、ステップＳ２１で比較検出部７０は、第一のアレーアンテナと第二のアレーアンテナによる検出結果においてピークが現れる角度差が閾値以下であるので、ピークはメインローブによる検出結果である可能性があったが、レベル差が閾値より大きい場合は、このピークは、グレーティングローブによる検出結果であると判定する。

比較検出部７０は、ステップＳ２１においてピークを虚像と判定した場合、虚像と判定したピークを検出結果として登録せずに除去した上で、全ピークについて処理を終了したか否かを判定する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２において、比較検出部７０は、第一の検出結果及び第二の検出結果の全ピークについて処理を終了したか否かを判定する。

そして、比較検出部７０は、全ピークについてステップＳ１４〜Ｓ２１の処理を繰り返した結果、ステップＳ２２において全ピークについて処理を終了した（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）と判定した場合、すなわち、第一の検出結果及び第二の検出結果の全ピークについて処理を終了したと判定した場合、ステップＳ２０にて登録されたターゲットの検出結果に基づいて、グレーティングローブによる検出結果を除去した状態でメインローブによる検出結果を含む検出結果を出力する（ステップＳ２３）。その後、図６に示した処理を終了する。

このように、実施形態１におけるアレーアンテナ装置１００によれば、アンテナ素子を広い間隔で配置できるため、少ない素子数で細いビームを実現でき、角度分解能を向上させることができる。また、それぞれのアレーアンテナで検出した結果がメインローブによるものか、グレーティングローブによるものかを判別でき、グレーティングローブによるゴーストを除去でき、その結果、ターゲットの誤検出を減らすことができる。したがって、実施形態１におけるアレーアンテナ装置１００によれば、アレーアンテナにおける検出結果から、グレーティングローブによる誤検出を良好に除去することができる。

［実施形態２］
実施形態２について、図７及び図８を参照して説明する。図７は、実施形態２におけるアレーアンテナ装置の構成の一例を示す図である。図８は、実施形態２におけるアレーアンテナの一例を示す図である。

図７に示すように、実施形態２におけるアレーアンテナ装置２００は、第３アレーアンテナ８０と、制御部４０とを備えて構成される。

ここで、図８を参照して、第３アレーアンテナ８０について説明する。

図８に示すように、第３アレーアンテナ８０は、最小アンテナ素子間隔ＤのＫ１倍とＫ２倍の位置にアンテナ素子１０を配置し、且つ、左端のアンテナ素子１０を共通として一直線上にアンテナ素子１０を配置したアレーアンテナである。Ｋ１及びＫ２は互いに素な２以上の正の整数である。

言い換えると、この第３アレーアンテナ８０は、上述の図２に示した２つの第１アレーアンテナ２０及び第２アレーアンテナ３０を組み合わせて構成されたアレーアンテナである。第１アレーアンテナ２０及び第２アレーアンテナ３０において、図２中左から１番目のアンテナ素子を共通とすると、図８に示す第３アレーアンテナ８０のように、最小アンテナ素子間隔ＤのＫ１倍とＫ２倍の位置にアンテナ素子が配置されることになる。

このように、実施形態２では、２種類のアレーアンテナ素子配列に対応する各アンテナ素子は、当該２種類のアレーアンテナ素子配列のアンテナ素子の位置を少なくとも１箇所重ねた状態で、２種類のアレーアンテナ素子配列が一直線上で組み合わさって直列に配置される。具体的には、第一のアンテナ素子配列及び第二のアンテナ素子配列に夫々対応する各アンテナ素子は、第一のアンテナ素子配列及び第二のアンテナ素子配列のアンテナ素子の位置を少なくとも１箇所重ねた状態で、第一のアンテナ素子配列及び第二のアンテナ素子配列が一直線上で組み合わさって直列に配置される。

このような２種類のアレーアンテナ素子配列（第一のアンテナ素子配列及び第二のアンテナ素子配列）を含むように構成された第３アレーアンテナ８０では、アレーアンテナが１つになるため、レーダ装置としてのアレーアンテナ装置２００自体のサイズを小さくすることができ、車両への搭載性を向上させることができる。また、互いに素な２以上の正の整数であるＫ１とＫ２を適切に選択することで、最小アンテナ素子間隔Ｄで連続して並ぶアンテナ素子１０は２個とすることができ、給電部をこの２個連続して並んだアンテナ素子１０の左右の空いたスペースに設置可能とすることで、最小アンテナ素子間隔Ｄが小さくても給電部を実装することが可能となる。

図７に戻り、実施形態２のアレーアンテナ装置２００の構成の説明を続ける。

図７において、制御部４０は、距離・速度検出部５０−１〜２と、角度検出部６０−１〜２と、比較検出部７０とを備える。以下の制御部４０の各処理部について説明する。

制御部４０のうち、距離・速度検出部５０−１〜２は、夫々、第３アレーアンテナ８０の各アンテナ素子１０で受信した信号から、ターゲットの距離・速度を検出する距離・速度検出手段である。実施形態２において、距離・速度検出部５０−１〜２は、第３アレーアンテナ８０上のアンテナ素子１０のうち、夫々必要なアンテナ素子１０の信号を選択して検出処理を行う。具体的には、距離・速度検出部５０−１は、第３アレーアンテナ８０上のアンテナ素子１０のうち、最小アンテナ素子間隔ＤのＫ１倍の位置に配置されたアンテナ素子１０の信号を選択して検出処理を行う。また、距離・速度検出部５０−２は、第３アレーアンテナ８０上のアンテナ素子１０のうち、最小アンテナ素子間隔ＤのＫ２倍の位置に配置されたアンテナ素子１０の信号を選択して検出処理を行う。距離・速度検出部５０−１〜２は、夫々、ターゲットの距離・速度の検出結果を角度検出部６０−１〜２へ出力する。

制御部４０のうち、角度検出部６０−１〜２は、夫々、距離・速度検出部５０−１〜２の検出結果を用いてターゲットの角度を検出する角度検出手段である。この検出結果にはメインローブでの検出結果以外にグレーティングローブでの検出結果も含まれている。角度検出部６０−１〜２は、夫々、ターゲットの角度の検出結果を比較検出部７０へ出力する。

比較検出部７０は、第３アレーアンテナ８０上のアンテナ素子１０のうち、最小アンテナ素子間隔ＤのＫ１倍の位置に配置されたアンテナ素子１０と、最小アンテナ素子間隔ＤのＫ２倍の位置に配置されたアンテナ素子１０とから得られた角度の検出結果の比較を行う比較検出手段である。比較検出部７０は、実施形態１と同様に、角度の検出結果の差を検出し、その差が大きいものはグレーティングローブによるゴーストであるとして除去して、残った結果を検出結果として出力する。

以上のように構成された実施形態２のアレーアンテナ装置２００による検出結果出力処理の一例については、実施形態１における処理の一例を示す図６と同様であるため説明を省略する。ここで、実施形態２では、図８に示すように第一のアンテナ素子配列は、第３アレーアンテナ８０において、最小アンテナ素子間隔ＤのＫ１倍の間隔で一直線上に並べられたアンテナ素子１０の一群である。第二のアンテナ素子配列は、第３アレーアンテナ８０において、最小アンテナ素子間隔ＤのＫ２倍の間隔で一直線上に並べられたアンテナ素子１０の一群である。

なお、実施形態２のアレーアンテナ装置２００として、距離・速度検出部５０−１〜２と、角度検出部６０−１〜２とが２系統で構成される例を説明したが、これに限定されない。実施形態２のアレーアンテナ装置２００は、距離・速度検出部５０−１〜２と、角度検出部６０−１〜２とを１系統に纏め、必要なアンテナ素子の信号のみを選択して処理することで、処理部を簡略化した構成としてもよい。

［実施形態３］
実施形態３について、図９〜図１３を参照して説明する。図９は、実施形態３におけるアレーアンテナ装置の構成の一例を示す図である。なお、図９は、上述の実施形態２におけるアレーアンテナ装置の構成の一例を示す図でもある。図１０は、実施形態３におけるアンテナ素子の配置の一例を示す図である。図１１は、実施形態３における選択可能なアンテナ素子間隔の一例を示す図である。図１２は、実施形態３における各アンテナ素子間隔での指向性パターンの一例を示す図である。図１３は、実施形態３における処理の一例を示すフローチャートである。

図９に示すように、実施形態３におけるアレーアンテナ装置３００は、図８に示した第３アレーアンテナ８０を備える。第３アレーアンテナ８０は、最小アンテナ素子間隔ＤのＫ１倍とＫ２倍の位置にアンテナ素子１０を配置し、且つ、左端のアンテナ素子１０を共通として一直線上にアンテナ素子１０を配置したアレーアンテナである。Ｋ１及びＫ２は互いに素な２以上の正の整数である。

図９において、実施形態３におけるアレーアンテナ装置３００は、第３アレーアンテナ８０と、制御部４０とを備えて構成される。実施形態３において、制御部４０は、第３アレーアンテナ８０中のアンテナ素子１０の個数分の距離・速度検出部５０−１〜８と、アンテナ素子選択部５５と、角度検出部６０と、検出結果処理部９０とを備える。以下の制御部４０の各処理部について説明する。

制御部４０のうち、距離・速度検出部５０−１〜８は、夫々、第３アレーアンテナ８０の各アンテナ素子１０で受信した信号から、ターゲットの距離・速度を検出する距離・速度検出手段である。実施形態３において、距離・速度検出部５０−１〜８は、第３アレーアンテナ８０上の対応するアンテナ素子１０の信号を受信して検出処理を行う。具体的には、距離・速度検出部５０−１は、第３アレーアンテナ８０上のアンテナ素子１０のうち、左端のアンテナ素子１０の信号を受信して検出処理を行う。また、距離・速度検出部５０−２は、左端から２番目のアンテナ素子１０の信号を選択して検出処理を行う。距離・速度検出部５０−３は、左端から３番目のアンテナ素子１０の信号を受信して検出処理を行う。同様に、距離・速度検出部５０−４〜８は、夫々、左端から４〜８番目のアンテナ素子１０の信号を選択して検出処理を行う。距離・速度検出部５０−１〜８は、夫々、ターゲットの距離・速度の検出結果をアンテナ素子選択部５５へ出力する。

アンテナ素子選択部５５は、必要なアンテナ素子１０を選択するアンテナ素子選択手段である。具体的には、アンテナ素子選択部５５は、距離・速度検出部５０−１〜８から出力される各アンテナ素子での検出結果を保持しておき、後の角度検出部６０が検出処理に使用するアンテナ素子の組み合わせを選択する。

ここで、図１０を参照して、アンテナ素子選択部５５による選択されたアンテナ素子間隔とその配置の例について説明する。図１０は、例１としてＫ１＝３，Ｋ２＝４の場合におけるアンテナ素子配置、例２としてＫ１＝３，Ｋ２＝５の場合におけるアンテナ素子配置、及び、例３としてＫ１＝４，Ｋ２＝５の場合におけるアンテナ素子配置の一例を示している。

例１は、Ｄ×４の間隔で配置された５つのアンテナ素子と、Ｄ×３の間隔で配置された５つのアンテナ素子とから構成されるアレーアンテナを示している。例１では、これらアンテナ素子のうち左端のアンテナ素子と右端から２番目のアンテナ素子とを共通させている。例２は、Ｄ×５の間隔で配置された６つのアンテナ素子と、Ｄ×３の間隔で配置された６つのアンテナ素子とから構成されるアレーアンテナを示している。例２では、これらアンテナ素子のうち左端から２番目のアンテナ素子と右端から２番目のアンテナ素子とを共通させている。例３は、Ｄ×５の間隔で配置された６つのアンテナ素子と、Ｄ×４の間隔で配置された６つのアンテナ素子から構成されるアレーアンテナを示している。例３では、これらアンテナ素子のうち左端のアンテナ素子と右端から２番目のアンテナ素子とを共通させている。

例えば、アンテナ素子選択部５５は、図１０に示した例１〜例３から、適宜、角度検出部６０が検出処理に使用するアンテナ素子の組み合わせを選択する。なお、図１０に示す例に限定されず、図１０に示す例以外の多くのアンテナ素子配置例から選択可能である。また、図１０において、Ｄ×Ｋ１間隔のアンテナ素子数と、Ｄ×Ｋ２間隔のアンテナ素子数とが同数となる場合の例を示したが、これらのアンテナ素子数は異なっていてもよい。

この他、図１１に示すように、実施形態３の構成では、Ｄ×Ｋ１間隔とＤ×Ｋ２間隔以外の間隔のアンテナ素子の組み合わせも使用することができる。図１１において、アンテナ素子間隔を最小アンテナ素子間隔Ｄの整数倍とする整数（図１１において、１，２，３，４，５）同士が互いに素な関係とならない間隔は省略している。図１１は、図１０の例１（Ｋ１＝３，Ｋ２＝４の場合）の組み合わせを選択した場合に、アンテナ素子間隔がＤ×４とＤ×３以外にも、Ｄ×２とＤ×１とＤ×５の組み合わせを選択可能であることを示している。

図９に戻り、実施形態３の構成の説明を続ける。角度検出部６０は、アンテナ素子選択部５５で選択されたアンテナ素子に対応する、距離・速度検出部５０で検出された距離・速度の検出結果を用いて、ターゲットの角度を検出する角度検出手段である。この検出結果にはメインローブでの検出結果以外にグレーティングローブでの検出結果も含まれている。角度検出部６０は、ターゲットの角度の検出結果を検出結果処理部９０へ出力する。

ここで、図１２を参照して、指向性パターンについて説明する。図１２は、Ｄ＝０．５λの場合の各アンテナ素子間隔（Ｄ×１〜Ｄ×５）での指向性パターン（アレーファクタ）の一例を示している。これらは全て、メインローブを０度方向に向けた場合の指向性パターンである。アンテナ素子間隔がＤ×２の場合、グレーティングローブは、＋９０度及び−９０度付近に生じる。アンテナ素子間隔がＤ×３の場合、グレーティングローブは、＋４２度及び−４２度付近に生じる。アンテナ素子間隔がＤ×４の場合、グレーティングローブは、＋３０度及び−３０度付近と、＋９０度及び−９０度付近に生じる。アンテナ素子間隔がＤ×５の場合、グレーティングローブは、＋２３度及び−２３度付近と、＋５２度及び−５２度付近に生じる。

図９に戻り、実施形態３の構成の説明を続ける。検出結果処理部９０は、アンテナ素子択部５５で選択されたアンテナ素子の組み合わせに対応する、角度検出部６０により検出された検出結果を用いて比較することでグレーティングローブによる誤検出を除去した上で、検出結果を出力する検出結果処理手段である。

この検出結果処理部９０の処理の一例について、図１２の指向性パターンを、ターゲットが０度方向にのみ存在する場合の検出結果とみなして説明する。

例えば、アンテナ素子選択部５５でＤ×３とＤ×４の組み合わせを選択した場合（図１０の例１の場合）、検出結果処理部９０によって両者の角度の検出結果を比較すると、図１２に示すように、Ｄ×３の場合に検出された＋４２度及び−４２度付近のピーク、Ｄ×４の場合に検出された＋９０度及び−９０度付近のピークと＋３０度及び−３０度付近のピークについては、受信強度のレベル差が閾値以下であるものの（レベル差≦閾値）、検出角度の角度差が閾値より大きいため（角度差＞閾値）、これらのピークはグレーティングローブによる検出結果であると判定される。一方、Ｄ×３の場合に検出された＋０度及び−０度付近のピークと、Ｄ×４の場合に検出された＋０度及び−０度付近のピークとは、受信強度のレベル差が閾値以下であり（レベル差≦閾値）、且つ、検出角度の角度差も閾値以下であるため（角度差≦閾値）、これらのピークはメインローブによる検出結果であると判定される。

また、アンテナ素子選択部５５でＤ×３とＤ×５の組み合わせを選択した場合（図１０の例２の場合）、検出結果処理部９０によって両者の角度の検出結果を比較すると、図１２に示すように、Ｄ×３の場合に検出された＋４２度及び−４２度付近のピーク、Ｄ×５の場合に検出された＋５２度及び−５２度付近のピークと＋２３度及び−２３度付近のピークについては、受信強度のレベル差が閾値以下であるものの（レベル差≦閾値）、検出角度の角度差が閾値より大きいため（角度差＞閾値）、これらのピークはグレーティングローブによる検出結果であると判定される。一方、Ｄ×３の場合に検出された＋０度及び−０度付近のピークと、Ｄ×５の場合に検出された＋０度及び−０度付近のピークとは、受信強度のレベル差が閾値以下であり（レベル差≦閾値）、且つ、検出角度の角度差も閾値以下であるため（角度差≦閾値）、これらのピークはメインローブによる検出結果であると判定される。

また、アンテナ素子選択部５５でＤ×４とＤ×５の組み合わせを選択した場合（図１０の例３の場合）、検出結果処理部９０によって両者の角度の検出結果を比較すると、図１２に示すように、Ｄ×４の場合に検出された＋９０度及び−９０度付近のピークと＋３０度及び−３０度付近のピーク、Ｄ×５の場合に検出された＋５２度及び−５２度付近のピークと＋２３度及び−２３度付近のピークについては、受信強度のレベル差が閾値以下であるものの（レベル差≦閾値）、検出角度の角度差が閾値より大きいため（角度差＞閾値）、これらのピークはグレーティングローブによる検出結果であると判定される。一方、Ｄ×４の場合に検出された＋０度及び−０度付近のピークと、Ｄ×５の場合に検出された＋０度及び−０度付近のピークとは、受信強度のレベル差が閾値以下であり（レベル差≦閾値）、且つ、検出角度の角度差も閾値以下であるため（角度差≦閾値）、これらのピークはメインローブによる検出結果であると判定される。

なお、本実施形態において、検出結果処理部９０によって両者の角度の検出結果を比較する際に用いられる角度差の閾値は、アンテナ素子選択部５５で選択された組み合わせ毎に、適切にピーク間の検出角度の角度差を判定可能な値に設定されるものとする。

図１２に示すように、各アンテナ素子間隔が異なると、グレーティングローブが現れる角度も異なってくるため、本実施形態のように、複数のアンテナ素子間隔の組み合わせから得られた指向性パターンによる検出結果を比較することで、グレーティングローブによる誤検出を除去することが可能となる。

以上のように構成された実施形態３のアレーアンテナ装置３００による検出結果出力処理の一例について図１３を参照して説明する。

図１３に示すように、距離・速度検出部５０−１〜８は、夫々、第３アレーアンテナ８０の各アンテナ素子１０で受信した信号から、ターゲットの距離・速度を検出する（ステップＳ４０）。

アンテナ素子選択部５５は、ステップＳ４０にて距離・速度検出部５０−１〜８から出力される各アンテナ素子での検出結果を保持しておき、後のステップＳ４２で角度検出部６０が検出処理に使用するアンテナ素子の組み合わせを選択する（ステップＳ４１）。

角度検出部６０は、ステップＳ４１にてアンテナ素子選択部５５で選択されたアンテナ素子に対応する、距離・速度検出部５０で検出された距離・速度の検出結果を用いて、ターゲットの角度を検出する（ステップＳ４２）。

角度検出部６０は、ステップＳ４２で検出した角度の検出結果を記録する（ステップＳ４３）。なお、この検出結果にはメインローブでの検出結果以外にグレーティングローブでの検出結果も含まれている。

アンテナ素子選択部５５は、ステップＳ４３にて角度検出部６０により角度の検出結果を記録した後、更にアンテナ素子の組み合わせ毎に処理すべく、全組み合わせについて処理を終了したか否かを判定する（ステップＳ４４）。

ここで、ステップＳ４４において、アンテナ素子選択部５５は、ステップＳ４４において全組み合わせについて処理を終了していない（ステップＳ４４：Ｎｏ）と判定した場合、ステップＳ４１へ戻り、アンテナ素子の組み合わせ毎に、ステップＳ４１〜Ｓ４３の処理を繰り返す。

そして、アンテナ素子選択部５５は、全組み合わせについてステップＳ４１〜Ｓ４３の処理を繰り返した結果、ステップＳ４４において全組み合わせについて処理を終了した（ステップＳ４４：Ｙｅｓ）と判定した場合、ステップＳ４５の処理へ移行する。

検出結果処理部９０は、ステップＳ４３で組み合わせ毎に記録された角度の検出結果に基づいて、角度の検出結果に含まれるピークの角度を比較する（ステップＳ４５）。

検出結果処理部９０は、ステップＳ４５の処理により得られたピークの角度に関する比較結果に基づいて、ピークの角度差が閾値以下（角度差≦閾値）であるか否かを判定する（ステップＳ４６）。

検出結果処理部９０は、ステップＳ４６にて、一方の検出結果における基準のピークに対して、もう一方の検出結果における最も近い検出角度のピークを特定し、これらのピークの角度差が閾値より大きい（角度差＞閾値）と判定した場合（ステップＳ４６：Ｎｏ）、この基準のピークを虚像と判定する（ステップＳ４７）。

検出結果処理部９０は、ステップＳ４７においてピークを虚像と判定した場合、虚像と判定したピークを検出結果として登録せず除去した上で、更にピーク毎に処理するべく、全ピークについて処理を終了したか否かを判定する（ステップＳ５３）。ステップＳ５３において、検出結果処理部９０は、第一の検出結果及び第二の検出結果の全ピークについて処理を終了したか否かを判定する。

ここで、ステップＳ５３において、検出結果処理部９０は、全ピークについて処理を終了していない（ステップＳ５３：Ｎｏ）と判定した場合、ステップＳ４５へ戻り、ピーク毎に、ステップＳ４５〜Ｓ５２の検出結果処理部９０による処理を繰り返す。

ステップＳ４５に戻り、実施形態３の処理の説明を続ける。検出結果処理部９０は、ステップＳ４３で組み合わせ毎に記録された角度の検出結果に基づいて、ステップＳ４５〜ステップＳ５２の処理を行っていない別のピークについて、ピークの角度を比較する（ステップＳ４５）。そして、検出結果処理部９０は、ステップＳ４５の処理により得られたピークの角度に関する比較結果に基づいて、ピークの角度差が閾値以下（角度差≦閾値）であるか否かを判定する（ステップＳ４６）。

続いて、検出結果処理部９０は、ステップＳ４６にて、一方の検出結果における基準のピークに対して、もう一方の検出結果における最も近い検出角度のピークを特定し、これらのピークの角度差が閾値以下（角度差≦閾値）であると判定した場合（ステップＳ４６：Ｙｅｓ）、更にこれらのピークのレベルを比較する（ステップＳ４８）。そして、検出結果処理部９０は、ステップＳ４８の処理により得られたピークのレベルに関する比較結果に基づいて、これらのピークのレベル差が閾値以下（レベル差≦閾値）であるか否かを判定する（ステップＳ４９）。

検出結果処理部９０は、ステップＳ４９にて、一方の検出結果における基準のピークに対して、もう一方の検出結果における最も近い検出角度のピークを特定し、これらのピークのレベル差が閾値以下（レベル差≦閾値）であると判定した場合（ステップＳ４９：Ｙｅｓ）、この基準のピークを真ターゲットと判定する（ステップＳ５０）。

検出結果処理部９０は、ステップＳ５０でメインローブによる検出結果であると判定したターゲットの検出結果を登録する（ステップＳ５１）。

検出結果処理部９０は、全ピークについて処理を終了したか否かを判定する（ステップＳ５３）。ステップＳ５３において、検出結果処理部９０は、第一の検出結果及び第二の検出結果の全ピークについて処理を終了したか否かを判定する。ここで、ステップＳ５３において、検出結果処理部９０は、全ピークについて処理を終了していない（ステップＳ５３：Ｎｏ）と判定した場合、再度ステップＳ４５へ戻り、ピーク毎に、ステップＳ４５〜Ｓ５２の検出結果処理部９０による処理を繰り返す。

再度ステップＳ４５に戻り、実施形態３の処理の説明を続ける。検出結果処理部９０は、ステップＳ４３で組み合わせ毎に記録された角度の検出結果に基づいて、ステップＳ４５〜ステップＳ５２の処理を行っていない更に別のピークについて、ピークの角度を比較する（ステップＳ４５）。そして、検出結果処理部９０は、ステップＳ４５の処理により得られたピークの角度に関する比較結果に基づいて、ピークの角度差が閾値以下（角度差≦閾値）であるか否かを判定する（ステップＳ４６）。

続いて、検出結果処理部９０は、ステップＳ４６にて、一方の検出結果における基準のピークに対して、もう一方の検出結果における最も近い検出角度のピークを特定し、これらのピークの角度差が閾値以下（角度差≦閾値）であると判定した場合（ステップＳ４６：Ｙｅｓ）、更にこれらのピークのレベルを比較する（ステップＳ４８）。そして、検出結果処理部９０は、ステップＳ４８の処理により得られたピークのレベルに関する比較結果に基づいて、これらのピークのレベル差が閾値以下（レベル差≦閾値）であるか否かを判定する（ステップＳ４９）。

検出結果処理部９０は、ステップＳ４９にて、一方の検出結果における基準のピークに対して、もう一方の検出結果における最も近い検出角度のピークを特定し、これらのピークのレベル差が閾値より大きい（レベル差＞閾値）と判定した場合（ステップＳ４９：Ｎｏ）、この基準のピークを虚像と判定する（ステップＳ５２）。

検出結果処理部９０は、ステップＳ５２においてピークを虚像と判定した場合、虚像と判定したピークを検出結果として登録せずに除去した上で、全ピークについて処理を終了したか否かを判定する（ステップＳ５３）。ステップＳ５３において、検出結果処理部９０は、第一の検出結果及び第二の検出結果の全ピークについて処理を終了したか否かを判定する。

そして、検出結果処理部９０は、全ピークについてステップＳ４５〜Ｓ５２の処理を繰り返した結果、ステップＳ５３において全ピークについて処理を終了した（ステップＳ５３：Ｙｅｓ）と判定した場合、すなわち、第一の検出結果及び第二の検出結果の全ピークについて処理を終了したと判定した場合、ステップＳ５１にて登録されたターゲットの検出結果に基づいて、グレーティングローブによる誤検出を除去した状態でメインローブによる検出結果を出力する（ステップＳ５４）。その後、図１３に示した処理を終了する。

このように、実施形態３におけるアレーアンテナ装置３００によれば、各アンテナ素子での検出結果を保持しておき、その使用する組み合わせを変えて角度検出を繰り返し、それらの結果を使ってグレーティングローブによる検出結果を除去することができる。更に、最小アンテナ素子間隔Ｄで並ぶアンテナ素子の両側を大きく開けることができ、これによりアンテナ素子への給電部を、最小アンテナ素子間隔Ｄで並ぶアンテナ素子の左右に逃がすことができるため、最小アンテナ素子間隔Ｄを小さく設定しても給電回路を実装するのが容易となる。

なお、実施形態３では、図１３のステップＳ４４でアンテナ素子の全組み合わせが終了するまで、組み合わせ毎にステップＳ４１〜Ｓ４３の処理を繰り返す例を説明したが、これに限定されない。実施形態３では、ステップＳ４１で選択されたアンテナ素子の組み合わせについて、ステップＳ４１〜Ｓ４３の処理を繰り返してもよい。例えば、ステップＳ４１でＤ×４とＤ×５の組み合わせ（図１０の例３）、及び、Ｄ×３とＤ×５の組み合わせ（図１０の例２）の場合のみを選択した場合、これらの２つの組み合わせについて、ステップＳ４１〜Ｓ４３の処理を繰り返してもよい。

以上説明したように、本実施形態の配置構造を有するアレーアンテナを備えた実施形態１〜３のアレーアンテナ装置１００〜３００によれば、以下に説明するように、従来技術のグレーティングローブによる誤検出を除去する技術における問題点を解決することができる。

例えば特許文献１には、送信アンテナのアレー間隔と受信アンテナのアレー間隔が互いに素な整数の比となるように設定して、グレーティングローブが互いに重ならない関係として、送受アンテナパターンの積によってグレーティングローブを抑圧したアレーアンテナが記載されている。この特許文献１に記載のアレーアンテナ装置では、素子アンテナパターンのヌル位置にグレーティングローブが発生するようにアンテナ素子間隔を設定している。ところで、特許文献１に記載の技術においては、ビーム走査を行うことは前提とされていない。このため、もしビーム走査を行った場合には素子アンテナパターンのヌル位置と送受信アンテナのグレーティングローブ位置が一致しなくなるので、検知角度範囲内において、一部のグレーティングローブが抑圧されずに残ってしまう可能性があるという問題点があった。

これに対して、本実施形態のアレーアンテナ装置は、２種類のアレーアンテナ素子配列を含むように、配置されるアレーアンテナ装置を有している。ここで、２種類のアレーアンテナ素子配列のアンテナ素子間隔は、数式１に示す所定の検知角度範囲（ビーム走査範囲）でグレーティングローブを生じさせないように設定されたアンテナ素子間隔である最小アンテナ素子間隔の整数倍であり、各整数は互いに素な関係であり、且つ、共に２以上の正の整数である。これにより、本実施形態のアレーアンテナ装置によれば、所定の検知角度範囲（−α〜α）（ビーム走査範囲）内では、グレーティングローブによる誤検出を除去することが可能となる。すなわち、２種類のアレーアンテナによる検出結果を比較することで、ビーム走査範囲内のグレーティングローブによる検出ピークを判別することができる。このように、アレーアンテナにおいてビーム走査を行う場合に、グレーティングローブによる誤検出を除去できるようになる。

この他、受信アンテナのアンテナ素子を検出角度範囲でグレーティングローブが生じない狭い間隔で並べたアレーアンテナ装置が考えられるが、アンテナ素子配列の間隔をより狭く設定するほど、全体のアンテナサイズが小さくなり、これによって形成されるビームの幅がより広くなる、すなわち角度分解能が悪化するという問題点がある。また、このようなアレーアンテナ装置においては、アンテナ素子が狭い間隔で並んでいるため、各アンテナ素子間に給電ポートを配置できないという問題点がある。例えば、±９０度のビーム走査を行う場合にはアンテナ素子間隔は０．５λ以下とする必要があるが、これに導波管で給電する場合には導波管の横幅がすでに０．５波長以上あるため、アンテナ素子間に導波管を配置することはできない。

本実施形態の配置構造を有するアレーアンテナを備えたアレーアンテナ装置は、アンテナ素子間隔を広くとっていながらも、広角のビーム走査が可能なように構成されている。具体的には、本実施形態では、アンテナ素子間隔が異なる２種類のアレーアンテナ素子配列に分解できるアレーアンテナを用いて、それぞれのアンテナ素子間隔でターゲット検出処理を行い、その結果の比較を行うことでグレーティングローブによるゴーストを判別して除去することで広角のビーム走査を実現している。これにより、最小素子間隔より広い素子間隔をアレーアンテナの所々に確保できるため、アンテナ素子間へ導波管を配置することができるようになる。また、アレーアンテナ素子の間隔をより大きく取った場合のビーム幅は、より狭くなる。このため、同じ素子数で最小素子間隔で配列されたアレーアンテナよりも、角度分解能が向上する。

１０ アンテナ素子
２０ 第１アレーアンテナ
３０ 第２アレーアンテナ
４０ 制御部
５０ 距離・速度検出部
５５ アンテナ素子選択部
６０ 角度検出部
７０ 比較検出部
８０ 第３アレーアンテナ
９０ 検出結果処理部
１００，２００，３００ アレーアンテナ装置

Claims (3)

1. 所定の周期性を持った素子間隔で配列される第一のアンテナ素子配列と、前記第一のアンテナ素子配列における周期性とは異なる所定の周期性を持った素子間隔で配列される第二のアンテナ素子配列と、を含むように複数のアンテナ素子が配列されたアレーアンテナ装置であって、
   前記第一のアンテナ素子配列のリニアアレーアンテナによる検出結果と、前記第二のアンテナ素子配列のリニアアレーアンテナによる検出結果と、の比較に基づいて、グレーティングローブによる誤検出を除去する制御部を備え、
   前記第一のアンテナ素子配列のリニアアレーアンテナおよび前記第二のアンテナ素子配列のリニアアレーアンテナによりビーム走査を行う角度範囲が−α度〜＋α度の検知角度範囲である場合、前記第一のアンテナ素子配列のアンテナ素子間隔である第一素子間隔と、前記第二のアンテナ素子配列のアンテナ素子間隔である第二素子間隔とは、共に、数式１を満たすようなアンテナ素子間隔として設定される最小アンテナ素子間隔の整数倍の間隔であり、
   ０＜Ｄ＜（０．５λ／ｓｉｎα） ・・・（数式１）
   （数式１において、Ｄは最小アンテナ素子間隔を示し、αは前記検知角度範囲の最大値である最大検知角度を示し、λは電波の波長を示す）
   前記第一素子間隔を前記最小アンテナ素子間隔の整数倍とする整数である第一の整数と、前記第二素子間隔を前記最小アンテナ素子間隔の整数倍とする整数である第二の整数と、は互いに素な関係であり、且つ、共に２以上の正の整数であることを満たす
   ことを特徴とするアレーアンテナ装置。
2. 前記第一のアンテナ素子配列及び前記第二のアンテナ素子配列に夫々対応する各アンテナ素子は、前記第一のアンテナ素子配列及び前記第二のアンテナ素子配列のリニアアレーアンテナが並列に配置されることを特徴とする請求項１に記載のアレーアンテナ装置。
3. 前記第一のアンテナ素子配列及び前記第二のアンテナ素子配列に夫々対応する各アンテナ素子は、前記第一のアンテナ素子配列及び前記第二のアンテナ素子配列のアンテナ素子の位置を少なくとも１箇所重ねた状態で、前記第一のアンテナ素子配列及び前記第二のアンテナ素子配列が一直線上で組み合わさって直列に配置されることを特徴とする請求項１に記載のアレーアンテナ装置。

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