JP6457299B2

JP6457299B2 - レーダ装置

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Publication number: JP6457299B2
Application number: JP2015041235A
Authority: JP
Inventors: 森田　忠士; 忠士森田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2015-03-03
Filing date: 2015-03-03
Publication date: 2019-01-23
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Also published as: CN105938190A; JP2016161439A; US20160259036A1; US10247810B2

Description

本開示は、目標物を検出するレーダ装置に関する。

従来、パルス信号を空間に放射すると共に、目標物で反射された反射波信号を受信することにより、目標物との距離又は目標物の方向等を測定して目標物を検出するレーダ装置が知られている。かかるレーダ装置では、従来、ＲＦ部で処理する信号にＩ成分の誤差又はＱ成分の誤差がある場合、正しい周波数成分の周波数領域に対して正負逆転した周波数領域に間違った周波数成分が出現するため、ドップラー推定結果の検出性能が劣化する。

これに対して、特許文献１は、ＲＦ部で処理する信号にＩ成分の誤差又はＱ成分の誤差がある場合において、正しい周波数成分の大きさ及び間違った周波数成分の大きさより、正しい周波数成分の大きさを計算することにより、ドップラー推定結果の検出性能を劣化させないようにするレーダ装置を開示している。

特開２０００−３３８２３０号公報

しかしながら、特許文献１においては、正負逆転した周波数領域の各々に、異なる目標物で反射した反射波信号の正しい周波数成分が含まれている場合、目標物の全てを検出することが困難である。

本開示の目的は、サイドローブ特性の劣化及びドップラー推定結果の検出性能の劣化を防止することができると共に、正負逆転した周波数領域の各々に、異なる目標物で反射した反射波信号の正しい周波数成分が含まれている場合であっても、目標物の全てを検出することができるレーダ装置を提供することである。

本開示に係るレーダ装置は、送信周期毎にＩ成分パルス信号及びＱ成分パルス信号を含む送信パルス信号を順次生成するパルス生成部と、前記送信パルス信号の前記Ｉ成分パルス信号及びＱ成分パルス信号に対して、９０度の位相回転を与える送信位相回転部と、前記位相回転された前記送信パルス信号の前記Ｉ成分パルス信号及びＱ成分パルス信号を、ベースバンドアナログ信号に変換するＤＡＣ変換部と、前記ベースバンドアナログ信号を無線周波数に変換したレーダ信号を送信する送信部と、前記レーダ信号が目標物で反射した反射波信号を受信してベースバンドアナログ信号に変換する受信部と、前記受信したベースバンドアナログ信号をデジタルの２つの受信パルス信号に変換するＡＤＣ変換部と、前記送信パルス信号と前記受信パルス信号の相関値を求める相関器と、前記相関値に基づいて前記受信パルス信号に含まれるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差を推定する誤差推定部と、前記受信パルス信号の前記Ｉ成分の誤差及びＱ成分の誤差を補正するための補正パラメータを算出する補正パラメータ算出部と、前記補正パラメータに基づいて、前記送信パルス信号及び前記受信パルス信号の少なくとも一方のＩ成分及びＱ成分を補正する誤差補正部と、を有する構成を採る。

本開示によれば、サイドローブ特性の劣化及びドップラー推定結果の検出性能の劣化を防止することができると共に、正負逆転した周波数領域の各々に、異なる目標物で反射した反射波信号の正しい周波数成分が含まれている場合であっても、目標物の全てを検出することができる。

本開示の実施の形態１に係るレーダ装置の構成を示すブロック図本開示の実施の形態１におけるＲＸＩＱ誤差補正部の内部構成を示す図反射波信号の遅延プロファイルを示す図受信パルス信号のＩ成分及びＱ成分をＩ−Ｑ平面にプロットした場合の一例を示す図受信パルス信号のＩ−Ｑ平面上の振幅誤差を有するＩ成分及びＱ成分の補正前後の状態を示す図受信パルス信号のＩ−Ｑ平面上の位相誤差を有するＩ成分及びＱ成分の補正前後の状態を示す図本開示の実施の形態２に係るレーダ装置の構成を示すブロック図本開示の実施の形態３に係るレーダ装置の構成を示すブロック図本開示の実施の形態４に係るレーダ装置の構成を示すブロック図本開示の実施の形態４における遅延プロファイルを示す図本開示の実施の形態５におけるＲＸＩＱ誤差補正部の内部構成を示す図本開示の実施の形態６におけるＲＸＩＱ誤差補正部の内部構成を示す図

本開示では、まず、ＲＦ部における送信信号処理系列及び受信信号処理系列に、それぞれ位相回転部を備えるレーダ装置を用いた。このレーダ装置では、送信信号処理系列において数パルス単位でパルス信号に位相回転を与え、これに同期して受信信号処理系列において反射波信号に対して送信信号処理系列において与えた位相回転の方向と逆方向に位相回転を与える。これにより、送信信号系列の位相回転部と受信信号処理系列の位相回転部との間における処理においてＲＦ部で発生するＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差を平坦化してキャンセルすることができ、ＲＦ誤差が無い時と同等のサイドローブ特性を実現することができる。すなわち、上記のレーダ装置により、特許文献１では考慮されていないサイドローブ特性の劣化を防止するという効果を得ることができた。

その後、本開示では、レーダ装置には、伝送路でドップラー位相変動成分が付加された反射波信号を受信した場合において、受信した反射波信号を後段においてＦＦＴ処理して目標物の速度成分を推定する際に、正しい周波数成分の周波数領域に対して正負逆転した周波数領域に間違った周波数成分を検出するため、ドップラー推定結果の検出性能が劣化することに対処する必要があり、さらに研究が重ねられた。

そして、本開示では、サイドローブ特性の劣化及びドップラー推定結果の検出性能の劣化を防止することができると共に、正負逆転した周波数領域の各々に、異なる目標物で反射した反射波信号の正しい周波数成分が含まれている場合であっても、目標物の全てを検出することができる、本開示のレーダ装置が開発された。

以下、本開示の各実施の形態について、図面を適宜参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
＜レーダ装置の構成＞
本開示の実施の形態１に係るレーダ装置１００の構成につき、図１を参照しながら、以下に詳細に説明する。

レーダ装置１００は、パルス生成部１０１と、ＴＸ位相回転部１０２と、デジタル／アナログ変換器（以下、「ＤＡＣ」と記載する）１０３と、送信無線部１０４と、アンテナ１０５と、アンテナ１０６と、受信無線部１０７と、アナログ／デジタル変換器（以下、「ＡＤＣ」と記載する）１０８と、ＲＸＩＱ誤差補正部１０９と、ＲＸ位相回転部１１０と、相関器１１１と、ＩＱ誤差推定部１１２と、補正パラメータ算出部１１３と、目標物検出部１１４と、を備えている。パルス生成部１０１と及びＴＸ位相回転部１０２は、信号生成部を構成している。

パルス生成部１０１は、送信周期毎に、レーダ信号の基となるＩ成分信号及びＱ成分信号を含む１組のパルス信号を生成する。以下、パルス生成部１０１が生成するパルス信号を「送信パルス信号」という。パルス生成部１０１は、送信パルス信号を所定の周期でＴＸ位相回転部１０２に出力すると共に相関器１１１に出力する。パルス変調においては、Ｉ−Ｑ平面上のコンスタレーションにおける所定の変調シンボルが割り当てられる。

ＴＸ位相回転部１０２は、パルス生成部１０１から出力された２つの送信パルス信号に対して所定量の位相回転を与えてＤＡＣ１０３に出力する。ＴＸ位相回転部１０２は、典型的には２つの送信パルス信号毎に９０°の位相回転を与える。

ＤＡＣ１０３は、ＴＸ位相回転部１０２から出力されたデジタル形式の２つの送信パルス信号に対してＱＰＳＫ変調によるアナログ信号への変換を行い、アナログ信号を送信無線部１０４に出力する。

送信無線部１０４は、ＤＡＣ１０３から出力されたベースバンドのアナログ信号に対して無線処理（アップコンバート、増幅等）を行ってレーダ信号を生成し、アンテナ１０５から送信する。アンテナ１０５から送信されたレーダ信号は、目標物で反射し、反射波信号となる。反射波信号は、アンテナ１０６に受信される。

受信無線部１０７は、アンテナ１０６に受信された反射波信号に対して無線処理（ダウンコンバート、増幅等）を行い、Ｉ成分及びＱ成分を含むベースバンドのアナログ信号を生成し、アナログ信号をＡＤＣ１０８に出力する。

ＡＤＣ１０８は、受信無線部１０７から出力されたアナログ信号をデジタル形式の２つのパルス信号（以下、「受信パルス信号」という）に変換してＲＸＩＱ誤差補正部１０９に出力する。

ＲＸＩＱ誤差補正部１０９は、補正パラメータ算出部１１３より出力された補正パラメータに基づいて、ＡＤＣ１０８から出力された受信パルス信号に含まれるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差を補正してＲＸ位相回転部１１０に出力する。

ＲＸ位相回転部１１０は、通常モードにおいて、ＲＸＩＱ誤差補正部１０９から出力された受信パルス信号に対して、ＴＸ位相回転部１０２において送信パルス信号に与えた位相回転に対して逆方向であって同一の回転量の位相回転を与え、相関器１１１に出力する。また、ＲＸ位相回転部１１０は、誤差補正モードにおいて、位相回転処理を行わず、ＲＸＩＱ誤差補正部１０９から出力された受信パルス信号をそのまま相関器１１１に出力する。なお、通常モードとは、目標物を検出する動作を行う際のモードである。また、誤差補正モードは、Ｉ成分の誤差及びＱ成分の誤差を補正する動作を行う際のモードである。

相関器１１１は、ＲＸ位相回転部１１０から出力された受信パルス信号と、パルス生成部１０１から出力された送信パルス信号との相関をとり、求めた相関値をＩＱ誤差推定部１１２及び目標物検出部１１４に出力する。

ＩＱ誤差推定部１１２は、相関器１１１から出力された相関値より受信パルス信号に含まれるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差を推定し、推定結果を補正パラメータ算出部１１３に出力する。

補正パラメータ算出部１１３は、ＩＱ誤差推定部１１２から出力されたＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差の推定結果に基づいて補正パラメータを求め、求めた補正パラメータをＲＸＩＱ誤差補正部１０９に出力する。

目標物検出部１１４は、相関器１１１から出力された、所定回数の送信周期の期間に渡る相関値を加算してコヒレント積分値を算出し、算出したコヒレント積分値より目標物を検出する。

＜ＲＸＩＱ誤差補正部の構成＞
本開示の実施の形態１におけるＲＸＩＱ誤差補正部１０９の内部構成について図２を参照しながら、以下に詳細に説明する。

ＲＸＩＱ誤差補正部１０９は、乗算器２０１と、乗算器２０２と、乗算器２０３と、加算器２０４と、を有している。

乗算器２０１は、ＡＤＣ１０８から出力された受信パルス信号の誤差を含むＩ成分（Ｉ）と、補正パラメータ算出部１１３から出力された補正パラメータ（１＋α）と、を乗算してＩ成分を補正し、誤差を含まないＩ成分（Ｉ´）をＲＸ位相回転部１１０に出力する。ここで、αは、Ｉ成分とＱ成分との間の振幅誤差を補正するパラメータである。

乗算器２０２は、ＡＤＣ１０８から出力された受信パルス信号のＩ成分と、補正パラメータ算出部１１３から出力された補正パラメータβと、を乗算して加算器２０４に出力する。ここで、βは、Ｉ成分とＱ成分との間の直交位相誤差を補正するパラメータである。

乗算器２０３は、ＡＤＣ１０８から出力された受信パルス信号の誤差を含むＱ成分（Ｑ）と、補正パラメータ算出部１１３から出力された補正パラメータ（１−α）と、を乗算して加算器２０４に出力する。

加算器２０４は、乗算器２０２から出力された乗算結果と、乗算器２０３から出力された乗算結果と、を加算してＱ成分を補正し、誤差を含まないＱ成分（Ｑ´）をＲＸ位相回転部１１０に出力する。

＜Ｉ成分の誤差及びＱ成分の誤差の補正方法＞
次に、本実施の形態におけるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差の補正方法につき、図３から図６を参照しながら、以下に詳細に説明する。

図３は、反射波信号の遅延プロファイルを示す図である。図３において、横軸は距離であり、縦軸は反射波信号の電力である。

図３では、２つのパルス信号を送信する毎に、１つのピークが現れている。このピークは、検出される目標物の数と同じ数が現れる。レーダ装置１００では、アンテナ１０５及びアンテナ１０６で大きいアイソレーションが発生するため、Ｉ成分の誤差及びＱ成分の誤差の補正において、アンテナ１０５及びアンテナ１０６のアイソレーションによる遅延プロファイルのピークを用いる。本実施の形態では、２つのパルス信号毎に９０°の位相回転を与えているため、遅延プロファイルに現れるピークの位相も９０°回転している。

図４は、受信パルス信号のＩ成分及びＱ成分をＩ−Ｑ平面にプロットした場合の一例を示す図である。

Ｉ成分の誤差及びＱ成分の誤差が無い状態の場合には、Ｉ−Ｑ平面にプロットしたＩ成分及びＱ成分を結んだ図形は正方形になる。Ｉ成分の誤差及びＱ成分の誤差が有る場合には、図４に示すように、Ｉ−Ｑ平面にプロットしたＩ成分及びＱ成分を結んだ図形は正方形と異なる形状（平行四辺形）になる。従って、ＩＱ誤差推定部１１２は、Ｉ−Ｑ平面にプロットした少なくとも３つのＩ成分及びＱ成分の座標により、Ｉ成分の誤差及びＱ成分の誤差の大きさを指標化してＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差を推定する。

具体的には、ＩＱ誤差推定部１１２は、Ｉ−Ｑ平面にプロットした３つのＩ成分及びＱ成分の座標から２つの指標を算出する。第１パルス信号及び第２パルス信号のＩ−Ｑ平面におけるＩ成分及びＱ成分の座標をＰ１とし、第３パルス信号及び第４パルス信号のＩ−Ｑ平面におけるＩ成分及びＱ成分の座標をＰ２とし、第５パルス信号及び第６パルス信号のＩ−Ｑ平面におけるＩ成分及びＱ成分の座標をＰ３とした場合、ＩＱ誤差推定部１１２は、原点Ｏから座標Ｐ１までの距離と、原点Ｏから座標Ｐ２までの距離と、の差の絶対値を求めて指標１とすると共に、座標Ｐ１と座標Ｐ２との距離と、座標Ｐ２と座標Ｐ３との距離と、の差の絶対値を求めて指標２とする。そして、ＩＱ誤差推定部１１２は、Ｉ成分の誤差及びＱ成分の誤差の無い場合には指標１と指標２との両方が「０」になることより、指標１と指標２との加算値を指標値として求める。

補正パラメータ算出部１１３は、αとβとの２つのパラメータを用いて補正パラメータを設定可能である。補正パラメータ算出部１１３は、パラメータα、βを用いて以下の５つの条件について上記の指標値を求める。
条件１＝（α，β）
条件２＝（α＋Δ1，β）
条件３＝（α−Δ1，β）
条件４＝（α，β＋Δ2）
条件５＝（α，β−Δ2）

補正パラメータ算出部１１３は、最も小さい指標値を求めて条件を更新するというアルゴリズムを実施し、このような更新（Iteration）を繰り返して、指標値が最小になるまで条件の更新を繰り返す。そして、補正パラメータ算出部１１３は、上記の条件１から条件５より求めた各指標値を比較して最も小さい指標値を求め、最も小さい指標値となる条件のパラメータを用いた補正パラメータをＲＸＩＱ誤差補正部１０９に出力する。これにより、受信パルス信号に含まれるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差を直接的に低減し、ドップラー推定結果の検出性能の劣化を回避できるようになる。

なお、補正パラメータ算出部１１３は、上記の条件１から条件５より求めた指標値が閾値以下になった場合に条件の更新を途中で停止して、閾値以下の指標値となる条件のパラメータを用いた補正パラメータを、ＲＸＩＱ誤差補正部１０９に出力するようにしてもよい。この場合には、Ｉ成分の誤差及びＱ成分の誤差を補正する処理をより高速に行うことができる。

ＲＸＩＱ誤差補正部１０９は、図５（ａ）に示すようにＩ成分及びＱ成分が振幅誤差を含む場合、補正パラメータ算出部１１３において上記方法により求めた補正パラメータを用いて、振幅誤差を含むＩ成分及びＱ成分を補正して、図５（ｂ）に実線で示す振幅誤差を解消したＩ成分及びＱ成分を得る。

また、ＲＸＩＱ誤差補正部１０９は、図６（ａ）に示すようにＩ成分及びＱ成分が位相誤差を含む場合、補正パラメータ算出部１１３において上記方法により求めた補正パラメータを用いて、位相誤差を含むために互いに直交していないＩ軸とＱ軸とを補正して、図６（ｂ）に示す位相誤差を解消したＩ成分及びＱ成分により互いに直交したＩ軸とＱ軸とを得る。

なお、ＲＸＩＱ誤差補正部１０９は、振幅誤差と位相誤差との両方を含むＩ成分及びＱ成に対して、図５と図６との両方に示す処理を行う。

以上のように、本実施の形態のレーダ装置は、受信パルス信号と送信パルス信号との相関値を求め、求めた相関値に基づいてＩ成分の誤差とＱ成分の誤差とを推定すると共に、受信パルス信号に対して、推定したＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差を補正する。これにより、サイドローブ特性の劣化及びドップラー推定結果の検出性能の劣化を防止することができると共に、正負逆転した周波数領域の各々に、異なる目標物で反射した反射波信号の正しい周波数成分が含まれている場合であっても、目標物の全てを検出することができる。

（実施の形態２）
＜レーダ装置の構成＞
本開示の実施の形態２に係るレーダ装置７００の構成につき、図７を参照しながら、以下に詳細に説明する。

なお、図７のレーダ装置７００において、図１のレーダ装置１００と同一の構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図７のレーダ装置７００は、図１のレーダ装置１００と比較して、ＲＸ位相回転部１１０及び相関器１１１を削除し、相関器７０１及びＲＸ位相回転部７０２を追加する構成を採る。

ＲＸＩＱ誤差補正部１０９は、補正パラメータ算出部１１３より出力された補正パラメータに基づいて、ＡＤＣ１０８から出力された受信パルス信号に含まれるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差を補正し、受信パルス信号を相関器７０１に出力する。

相関器７０１は、ＲＸＩＱ誤差補正部１０９から出力された受信パルス信号と、パルス生成部１０１から出力された送信パルス信号との相関をとり、求めた相関値をＩＱ誤差推定部１１２及びＲＸ位相回転部７０２に出力する。

ＩＱ誤差推定部１１２は、相関器７０１から出力された相関値より受信パルス信号に含まれるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差を推定し、推定結果を補正パラメータ算出部１１３に出力する。

ＲＸ位相回転部７０２は、相関器７０１から出力された相関値の位相成分に対して、ＴＸ位相回転部１０２において送信パルス信号に与えた位相回転と逆方向の位相回転を与えて目標物検出部１１４に出力する。

目標物検出部１１４は、ＲＸ位相回転部７０２から出力された、所定回数の送信周期の期間に渡る相関値を加算してコヒレント積分値を算出し、算出したコヒレント積分値より目標物を検出する。

なお、本実施の形態において、Ｉ成分の誤差及びＱ成分の誤差の補正方法は上記実施の形態１と同一であるので、その説明を省略する。

以上のように、本実施の形態によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、Ｉ成分の誤差及びＱ成分の誤差を補正する動作と、目標物を検出する動作と、を並行して行うことができる。

（実施の形態３）
＜レーダ装置の構成＞
本開示の実施の形態３に係るレーダ装置８００の構成につき、図８を参照しながら、以下に詳細に説明する。

なお、図８のレーダ装置８００において、図７のレーダ装置７００と同一構成である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。

図８のレーダ装置８００は、図７のレーダ装置７００と比較して、ＲＸＩＱ誤差補正部１０９を削除し、ＴＸＩＱ誤差補正部８０１を追加する構成を採る。

ＴＸ位相回転部１０２は、パルス生成部１０１から出力された送信パルス信号に対して所定量の位相回転を与えてＴＸＩＱ誤差補正部８０１に出力する。

ＴＸＩＱ誤差補正部８０１は、補正パラメータ算出部１１３より出力された補正パラメータに基づいて、無線区間で重畳され、反射波信号（受信パルス信号）に含まれると予測されるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差が相殺されるように、ＴＸ位相回転部１０２から出力された送信パルス信号のＩ成分及びＱ成分を予め補正してＤＡＣ１０３に出力する。

ＤＡＣ１０３は、ＴＸＩＱ誤差補正部８０１から出力されたデジタル形式の送信パルス信号をアナログ信号に変換して送信無線部１０４に出力する。

なお、ＴＸＩＱ誤差補正部８０１の構成は図２と同一構成であるので、その説明を省略する。

また、本実施の形態において、Ｉ成分の誤差及びＱ成分の誤差の補正方法は上記実施の形態１と同一であるので、その説明を省略する。

以上のように、本実施の形態によれば、上記実施の形態２と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態４）
＜レーダ装置の構成＞
本開示の実施の形態４に係るレーダ装置９００の構成につき、図９を参照しながら、以下に詳細に説明する。

なお、図９のレーダ装置９００において、図７のレーダ装置７００と同一構成である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。

図９のレーダ装置９００は、図７のレーダ装置７００と比較して、補正パラメータ算出部１１３を削除し、図８のＴＸＩＱ誤差補正部８０１及び補正パラメータ算出部９０１を追加する構成を採る。

ＩＱ誤差推定部１１２は、相関器７０１から出力された相関値より受信パルス信号に含まれるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差を推定し、推定結果を補正パラメータ算出部９０１に出力する。

補正パラメータ算出部９０１は、ＩＱ誤差推定部１１２から出力されたＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差の推定結果に基づいて補正パラメータを求め、求めた補正パラメータをＴＸＩＱ誤差補正部８０１及びＲＸＩＱ誤差補正部１０９に出力する。

なお、ＴＸＩＱ誤差補正部８０１及びＲＸＩＱ誤差補正部１０９の構成は図２と同一構成であるので、その説明を省略する。

＜Ｉ成分の誤差及びＱ成分の誤差の補正方法＞
本開示の実施の形態４におけるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差の補正方法につき、図１０を参照しながら、以下に詳細に説明する。

ＴＸＩＱ誤差補正部８０１でＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差を補正するためのパラメータを（α１，β１）とし、ＲＸＩＱ誤差補正部１０９でＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差を補正するためのパラメータを（α２，β２）とする。補正パラメータ算出部９０１は、これらの４つのパラメータの最適解を求める。

送信パルス信号にＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差が含まれている場合には、Ｉ成分の誤差及びＱ成分の誤差が位相回転を経て反射波信号（受信パルス信号）に混入される。パルス信号の送信及び受信により生じるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差IQerrは、以下の（１）式のように表される。
IQerr＝（送信パルス信号に含まれるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差の誤差ベクトル）・exp（ｊΦ）＋（受信パルス信号に含まれるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差の誤差ベクトル）
・・・（１）

補正パラメータ算出部９０１は、全ての条件でIQerrが０となるパラメータを見つける必要があるため、（送信パルス信号に含まれるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差の誤差ベクトル）＝０及び（受信パルス信号に含まれるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差の誤差ベクトル）＝０となる補正パラメータを見つける。

具体的には、補正パラメータ算出部９０１は、アイソレーションにおいて付加される位相回転をEXP(jΦ）とし、異なる２つのアイソレーションパスにおいてそれぞれIQerrが０になるような（２）式に示す連立方程式を満たす解を見つける。
IQerr1＝（送信パルス信号に含まれるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差の誤差ベクトル）・exp（ｊΦ1）＋（受信パルス信号に含まれるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差の誤差ベクトル）＝０
IQerr2＝（送信パルス信号に含まれるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差の誤差ベクトル）・exp（ｊΦ2）＋（受信パルス信号に含まれるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差の誤差ベクトル）＝０・・・（２）

そのため、補正パラメータ算出部９０１は、図１０のような遅延プロファイルにおいて、アイソレーションパスの異なる２つのピークの位相に注目し、アイソレーションパス１に対する指標をEST1とし、アイソレーションパス２に対する指標をEST2とした場合、以下の９つの条件によりEST1とEST2とを算出する。
条件１＝（α１，β１，α２，β２）
条件２＝（α１＋Δ１，β１，α２，β２）
条件３＝（α１−Δ１，β１，α２，β２）
条件４＝（α１，β１＋Δ２，α２，β２）
条件５＝（α１，β１−Δ２，α２，β２）
条件６＝（α１，β１，α２＋Δ３，β２）
条件７＝（α１，β１，α２−Δ３，β２）
条件８＝（α１，β１，α２，β２＋Δ４）
条件９＝（α１，β１，α２，β２−Δ４）

補正パラメータ算出部９０１は、この９つの条件の中でEST1+EST2の値が最小になるまで条件の更新を繰り返し、EST1+EST2の値が最小となる条件のパラメータを用いて設定した補正パラメータを、ＴＸＩＱ誤差補正部８０１及びＲＸＩＱ誤差補正部１０９に出力する。

なお、上記では２つのアイソレーションパスを用いて補正パラメータを求めたが、停止している目標物に対する相関値のピークを用いて補正パラメータを求めてもよい。

以上のように、本実施の形態によれば、送信パルス信号に含まれるＩ成分及びＱ成分と、受信パルス信号に含まれるＩ成分及びＱ成分とに対して誤差を補正するので、上記実施の形態１から３よりもさらに精度良く、サイドローブ特性の劣化及びドップラー推定結果の検出性能の劣化を防止することができると共に、正負逆転した周波数領域の各々に、異なる目標物で反射した反射波信号の正しい周波数成分が含まれている場合であっても、目標物の全てを検出することができる。

（実施の形態５）
本開示の実施の形態５は、ＲＸＩＱ誤差補正部１０９の内部構成のバリエーションである。なお、本実施の形態に係るレーダ装置は図１と同一構成であるので、その説明を省略する。

＜ＲＸＩＱ誤差補正部の構成＞
本実施の形態におけるＲＸＩＱ誤差補正部１０９の内部構成につき、図１１を参照しながら、以下に詳細に説明する。

ＲＸＩＱ誤差補正部１０９は、乗算器１００１と、乗算器１００２と、加算器１００３と、を有している。

乗算器１００１は、ＡＤＣ１０８から出力された受信パルス信号の誤差を含むＩ成分（Ｉ）と、補正パラメータ算出部１１３から出力された補正パラメータ（１＋α）と、を乗算してＩ成分を補正し、誤差を含まないＩ成分（Ｉ´）をＲＸ位相回転部１１０に出力する。

乗算器１００２は、ＡＤＣ１０８から出力された受信パルス信号のＩ成分と、補正パラメータ算出部１１３から出力された補正パラメータβと、を乗算して加算器１００３に出力する。

加算器１００３は、ＡＤＣ１０８から出力された受信パルス信号の誤差を含むＱ成分（Ｑ）と、乗算器１００２から出力された乗算結果と、を加算してＱ成分を補正し、誤差を含まないＱ成分（Ｑ´）をＲＸ位相回転部１１０に出力する。

なお、本実施の形態では、ＴＸＩＱ誤差補正部８０１の内部構成を、図１１とすることもできる。

（実施の形態６）
本開示の実施の形態６は、ＲＸＩＱ誤差補正部１０９の内部構成のバリエーションである。なお、本実施の形態に係るレーダ装置は図１と同一構成であるので、その説明を省略する。

＜ＲＸＩＱ誤差補正部の構成＞
本実施の形態におけるＲＸＩＱ誤差補正部１０９の構成につき、図１２を参照しながら、以下に詳細に説明する。

ＲＸＩＱ誤差補正部１０９は、乗算器１１０１と、乗算器１１０２と、乗算器１１０３と、乗算器１１０４と、加算器１１０５と、加算器１１０６と、を有している。

乗算器１１０１は、ＡＤＣ１０８から出力された受信パルス信号の誤差を含むＩ成分（Ｉ）と、補正パラメータ算出部１１３から出力された補正パラメータ（１＋α）と、を乗算して加算器１１０５に出力する。

乗算器１１０２は、ＡＤＣ１０８から出力された受信パルス信号の誤差を含むＩ成分（Ｉ）と、補正パラメータ算出部１１３から出力された補正パラメータβと、を乗算して加算器１１０６に出力する。

乗算器１１０３は、ＡＤＣ１０８から出力された受信パルス信号の誤差を含むＱ成分（Ｑ）と、補正パラメータ算出部１１３から出力された補正パラメータγと、を乗算して加算器１１０５に出力する。

乗算器１１０４は、ＡＤＣ１０８から出力された受信パルス信号の誤差を含むＱ成分（Ｑ）と、補正パラメータ算出部１１３から出力された補正パラメータ（１−α）と、を乗算して加算器１１０６に出力する。

加算器１１０５は、乗算器１１０１から出力された乗算結果と、乗算器１１０３から出力された乗算結果と、を加算してＩ成分を補正し、誤差を含まないＩ成分（Ｉ´）をＲＸ位相回転部１１０に出力する。

加算器１１０６は、乗算器１１０２から出力された乗算結果と、乗算器１１０４から出力された乗算結果と、を加算してＱ成分を補正し、誤差を含まないＱ成分（Ｑ´）をＲＸ位相回転部１１０に出力する。

なお、本実施の形態では、ＴＸＩＱ誤差補正部８０１の内部構成を、図１２とすることもできる。

本開示は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、本開示の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

具体的には、上記実施の形態１から実施の形態６において、最も小さい指標値を求めて設定値を更新するというアルゴリズムを実施したが、指標値と補正パラメータとを対応付けたテーブルを予め記憶しておいて、求めた指標値と対応付けられている補正パラメータを選択するようにしてもよい。

本開示に係るレーダ装置は、目標物を検出するのに好適である。

１００、７００、８００、９００レーダ装置
１０１パルス生成部
１０２ＴＸ位相回転部
１０３ＤＡＣ
１０４送信無線部
１０５、１０６アンテナ
１０７受信無線部
１０８ＡＤＣ
１０９ＲＸＩＱ誤差補正部
１１０、７０２ＲＸ位相回転部
１１１、７０１相関器
１１２ＩＱ誤差推定部
１１３、９０１補正パラメータ算出部
１１４目標物検出部
２０１、２０２、２０３、１００１、１００２、１１０１、１１０２、１１０３、１１０４乗算器
２０４、１００３、１１０５、１１０６加算器
８０１ＴＸＩＱ誤差補正部

Claims

送信周期毎にＩ成分パルス信号及びＱ成分パルス信号を含む送信パルス信号を順次生成するパルス生成部と、
前記送信パルス信号の前記Ｉ成分パルス信号及びＱ成分パルス信号に対して、９０度の位相回転を与える送信位相回転部と、
前記位相回転された前記送信パルス信号の前記Ｉ成分パルス信号及びＱ成分パルス信号を、ベースバンドアナログ信号に変換するＤＡＣ変換部と、
前記ベースバンドアナログ信号を無線周波数に変換したレーダ信号を送信する送信部と、
前記レーダ信号が目標物で反射した反射波信号を受信してベースバンドアナログ信号に変換する受信部と、
前記受信したベースバンドアナログ信号をデジタルの２つの受信パルス信号に変換するＡＤＣ変換部と、
前記送信パルス信号と前記受信パルス信号の相関値を求める相関器と、
前記相関値に基づいて前記受信パルス信号に含まれるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差を推定する誤差推定部と、
前記受信パルス信号の前記Ｉ成分の誤差及びＱ成分の誤差を補正するための補正パラメータを算出する補正パラメータ算出部と、
前記補正パラメータに基づいて、前記送信パルス信号及び前記受信パルス信号の少なくとも一方のＩ成分及びＱ成分を補正する誤差補正部と、
を有するレーダ装置。
前記受信パルス信号あるいは前記相関値のいずれかに対して、前記送信位相回転部が前記送信パルス信号に与えた位相回転に対して逆方向であって同一の回転量の位相回転を与える受信位相回転部と、
を更に有する、
請求項１に記載のレーダ装置。
送信周期毎にＩ成分パルス信号及びＱ成分パルス信号を含む送信パルス信号を順次生成するパルス生成部と、
前記送信パルス信号の前記Ｉ成分パルス信号及びＱ成分パルス信号に対して、９０度の位相回転を与える送信位相回転部と、
前記位相回転された前記送信パルス信号の前記Ｉ成分パルス信号及びＱ成分パルス信号を、ベースバンドアナログ信号に変換するＤＡＣ変換部と、
前記ベースバンドアナログ信号を無線周波数に変換したレーダ信号を送信する送信部と、
前記レーダ信号が目標物で反射した反射波信号を受信してベースバンドアナログ信号に変換する受信部と、
前記受信したベースバンドアナログ信号をデジタルの２つの受信パルス信号に変換するＡＤＣ変換部と、
前記送信パルス信号と前記受信パルス信号の相関値を求める相関器と、
前記相関値に基づいて前記受信パルス信号に含まれるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差を推定する誤差推定部と、
前記受信パルス信号の前記Ｉ成分の誤差及びＱ成分の誤差を補正するための補正パラメータを算出する補正パラメータ算出部と、
前記補正パラメータに基づいて、前記送信パルス信号のＩ成分及びＱ成分を補正する誤差補正部と、
を有するレーダ装置。
送信周期毎にＩ成分パルス信号及びＱ成分パルス信号を含む送信パルス信号を順次生成するパルス生成部と、
前記送信パルス信号の前記Ｉ成分パルス信号及びＱ成分パルス信号に対して、９０度の位相回転を与える送信位相回転部と、
前記位相回転された前記送信パルス信号の前記Ｉ成分パルス信号及びＱ成分パルス信号を、ベースバンドアナログ信号に変換するＤＡＣ変換部と、
前記ベースバンドアナログ信号を無線周波数に変換したレーダ信号を送信する送信部と、
前記レーダ信号が目標物で反射した反射波信号を受信してベースバンドアナログ信号に変換する受信部と、
前記受信したベースバンドアナログ信号をデジタルの２つの受信パルス信号に変換するＡＤＣ変換部と、
前記送信パルス信号と前記受信パルス信号の相関値を求める相関器と、
前記相関値に基づいて前記受信パルス信号に含まれるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差を推定する誤差推定部と、
前記受信パルス信号の前記Ｉ成分の誤差及びＱ成分の誤差を補正するための補正パラメータを算出する補正パラメータ算出部と、
前記補正パラメータに基づいて、前記送信パルス信号及び前記受信パルス信号のＩ成分及びＱ成分を補正する誤差補正部と、
を有するレーダ装置。
送信周期毎にＩ成分パルス信号及びＱ成分パルス信号を含む送信パルス信号を順次生成するパルス生成部と、
前記送信パルス信号の前記Ｉ成分パルス信号及びＱ成分パルス信号に対して、９０度の位相回転を与える送信位相回転部と、
前記位相回転された前記送信パルス信号の前記Ｉ成分パルス信号及びＱ成分パルス信号を、ベースバンドアナログ信号に変換し、レーダ送信部に出力するＤＡＣ変換部と、
レーダ受信部が目標物で反射した反射波信号を受信して変換したベースバンドアナログ信号を入力し、デジタルの２つの受信パルス信号に変換するＡＤＣ変換部と、
前記送信パルス信号と前記受信パルス信号の相関値を求める相関器と、
前記相関値に基づいて前記受信パルス信号に含まれるＩ成分の誤差及びＱ成分の誤差を推定する誤差推定部と、
前記受信パルス信号の前記Ｉ成分の誤差及びＱ成分の誤差を補正するための補正パラメータを算出する補正パラメータ算出部と、
前記補正パラメータに基づいて、前記送信パルス信号及び前記受信パルス信号の少なくとも一方のＩ成分及びＱ成分を補正する誤差補正部と、
を有する信号生成装置。