JP6840308B2 - レーダ装置および信号処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、レーダ装置および信号処理方法に関する。

近年、自動車に搭載されて、当該自動車の周辺に存在する自動車、歩行者または建物を検出するレーダ装置の開発が進められている。レーダ装置は、電波を放射する送信アンテナと、当該送信アンテナから放射された電波の目標からの反射波を受信する受信アンテナとを備えて、送信アンテナから電波が放射されて反射波が受信アンテナに受信されるまでの時間に基づいて目標までの距離を求める。

例えば、特許文献１には、複数のサブアレイ部を有したレーダ装置が記載されている。特許文献１に記載されたレーダ装置において、複数のサブアレイ部は、平面上に分散して配置されており、それぞれがフェーズドアレイアンテナを有している。平面上に分散して配置された複数のフェーズドアレイアンテナによって１個の等価的な大開口のアンテナが形成される。アンテナの開口長と目標の角度分解能は比例関係にあるので、特許文献１に記載されたレーダ装置では、目標の角度分解能が向上する。

特開２００５−２３３７２３号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたレーダ装置では、分散して配置された複数のサブアレイ部において、送信信号の生成に用いられる局部発振信号と受信信号のダウンコンバートに用いられる局部発振信号とで同じ信号を用いておらず、位相雑音の影響が大きい。このため、反射電力が大きい目標の周辺に存在する反射電力が小さい目標が検出困難となり、目標の検出精度が低下するという課題があった。これに対して、送信と受信とで同じ局部発振信号を用いようとすると、各モジュールに対して局部発振信号を有線で分配しなければならないため、局部発振信号の周波数が高い場合、位相を揃えることが難しいことに加え、局部発振源の出力電力も大きくしなければならず、コストが増加するという課題が生じる。これに対して、各モジュールに局部発振源を持たせ、周波数の低い基準信号を各局部発振源に分配し、局部発振源の同期をとる構成が考えられるが、その場合、各モジュールの局部発振信号が異なるため、やはり位相雑音の影響が増大し、目標の検出精度が劣化する。

本発明は上記課題を解決するものであり、送信と受信とで同じ局部発振信号を用いる第１のモジュールで位相雑音の影響を抑圧し検出性能を保ちつつ、さらに、第１のモジュールと、第１のモジュールと同期しているが送信と受信とで異なる局部発振信号を用いる第２のモジュールとを用いて、目標の角度分解能を高めることができるレーダ装置および信号処理方法を得ることを目的とする。

本発明に係るレーダ装置は、第１の局部発振信号を用いて第１の送信信号を生成し、第１の送信信号を送信し、第１の送信信号の反射信号を受信して、第１の局部発振信号を用いて、受信された反射信号から第１の受信信号を生成する第１のモジュールと、第１の局部発振信号と同期している第２の局部発振信号を用いて、受信された反射信号から第２の受信信号を生成する第２のモジュールと、第１の受信信号を用いて目標を検出し、目標に対して第１の受信信号と第２の受信信号に基づくコヒーレント積分で得られた信号を用いて目標の角度を算出する信号処理器とを備える。

本発明によれば、第１のモジュールが、第１の局部発振信号を用いて第１の送信信号の反射信号から第１の受信信号を生成し、第２のモジュールが、第１の局部発振信号と同期している第２の局部発振信号を用いて、第１の送信信号の反射信号から第２の受信信号を生成し、信号処理器が、目標に対して第１の受信信号と第２の受信信号に基づくコヒーレント積分で得られた信号を用いて目標の角度を算出する。これにより、目標の検出精度を保ちつつ目標の角度分解能を高めることができる。

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である。 第１のモジュール、第２のモジュールおよび第３のモジュールの配置例を示す図である。 第１の信号処理器と第２の信号処理器の各構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係るレーダ装置の動作を示すフローチャートである。 図４のステップＳＴ１の詳細な処理を示すフローチャートである。 図４のステップＳＴ２の詳細な処理を示すフローチャートである。 図４のステップＳＴ３およびステップＳＴ４の詳細な処理を示すフローチャートである。 図８Ａは、復調された受信ビート信号のサンプリング番号とヒット番号との関係を示す図である。図８Ｂは、距離および速度に基づいた第１の信号の距離ビン番号と速度ビン番号との関係を示す図である。 図９Ａは、各送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘと各受信チャンネル番号ｎ_Ｒｘの距離および速度に基づいた第１の信号の距離ビン番号と速度ビン番号との関係を示す図である。図９Ｂは、インコヒーレント積分された第１の信号の距離ビン番号と速度ビン番号との関係を示す図である。 図１０Ａは、実際のアンテナ配置における送信チャンネルと受信チャンネルとの関係を示す図である。図１０Ｂは、実際のアンテナ配置および仮想的なアンテナ配置を考慮した場合における送信チャンネルと受信チャンネルとの関係を示す図である。 図４のステップＳＴ５の詳細な処理を示すフローチャートである。 図１２Ａは、第１のモジュールの送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘ＝１の送信チャンネルにおける送信ＲＦ信号の送信タイミングを示す図である。図１２Ｂは、第１のモジュールの送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘ＝２の送信チャンネルにおける送信ＲＦ信号の送信タイミングを示す図である。図１２Ｃは、第３のモジュール３−１による送信ＲＦ信号の送信タイミングを示す図である。図１２Ｄは、第３のモジュール３−２による送信ＲＦ信号の送信タイミングを示す図である。 図１３Ａは、図４のステップＳＴ６における第１のモジュールによる処理を示すフローチャートである。図１３Ｂは、図４のステップＳＴ６における第２のモジュールによる処理を示すフローチャートである。 図４のステップＳＴ７およびステップＳＴ８の詳細な処理を示すフローチャートである。 図１５Ａは、実施の形態１に係るレーダ装置における実際のアンテナ配置を示す図である。図１５Ｂは、実施の形態１に係るレーダ装置における実際のアンテナ配置および仮想的なアンテナ配置を示す図である。 目標候補の数が１つである場合における目標候補の角度とこれに対応する信号の電力との関係を示す図である。 目標候補の数が２つである場合における目標候補の角度とこれに対応する信号の電力との関係を示す図である。 図１８Ａは、複数のモジュールが同じ局部発振信号を用いる従来のレーダ装置の概要を示す図である。図１８Ｂは、複数のモジュールのそれぞれが異なる局部発振信号を用いる従来のレーダ装置の概要を示す図である。図１８Ｃは、実施の形態１に係るレーダ装置の概要を示す図である。 図１９Ａは、従来のレーダ装置によって測定された目標に対応する信号の電力と目標の距離との関係を示す図である。図１９Ｂは、実施の形態１に係るレーダ装置によって測定された目標に対応する信号の電力と目標の距離との関係を示す図である。 図２０Ａは、第１のモジュールにおける信号の送受信に用いられる周波数と時間との関係を示すグラフである。図２０Ｂは、第１の局部発振信号および第１の受信部によって受信された反射ＲＦ信号における位相と時間との関係を示すグラフである。図２０Ｃは、第２の局部発振信号および第２の受信部によって受信された反射ＲＦ信号における位相と時間との関係を示すグラフである。 位相雑音による損失とビート周波数との関係を示す図である。 第１のモジュール、第２のモジュールおよび第３のモジュールについての車両への第１の配置例を示す図である。 第１のモジュール、第２のモジュールおよび第３のモジュールについての車両への第２の配置例を示す図である。 第１のモジュール、第２のモジュールおよび第３のモジュールについての車両への第３の配置例を示す図である。 第１のモジュール、第２のモジュールおよび第３のモジュールについての車両への第４の配置例を示す図である。 図２６Ａは、実施の形態１に係るレーダ装置の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。図２６Ｂは、実施の形態１に係るレーダ装置の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。 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である。 実施の形態２に係るレーダ装置の動作を示すフローチャートである。

実施の形態１．
図１は、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である。実施の形態１に係るレーダ装置は、例えば、図１に示すように、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬ、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘ、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘおよび表示器９を備える。表示器９は、例えば、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬによって求められた目標の角度の検出結果を表示する。

第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬは、送信高周波信号を空間へ放射し、送信高周波信号が空間に存在する物体で反射された反射高周波信号を受信する送受信モジュールである。送信高周波信号は、レーダ装置によって空間へ電磁波として放射される第１の送信信号であり、以降では、送信ＲＦ信号と記載する。また、反射高周波信号は、空間に存在する物体で反射された送信ＲＦ信号の反射信号であり、以降では、反射ＲＦ信号と記載する。ｎ_ＭＤＬは、モジュール番号であり、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの数がＮ_ＭＤＬ個である場合、第１のモジュール１−１から第１のモジュール１−Ｎ_ＭＤＬまでにそれぞれ割り当てられた通し番号である。図１では、Ｎ_ＭＤＬが１であり、１個の第１のモジュール１−１を示している。

第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘは、送信ＲＦ信号が空間に存在する物体で反射された反射ＲＦ信号を受信する受信モジュールである。ｎ_ＲｘＥｘは、モジュール番号であり、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘの数がＮ_ＲｘＥｘ個である場合、第２のモジュール２−１から第２のモジュール２−Ｎ_ＲｘＥｘまでにそれぞれ割り当てられた通し番号である。図１では、Ｎ_ＲｘＥｘが１であり、１個の第２のモジュール２−１を示している。

第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘは、送信ＲＦ信号を空間へ放射する送信モジュールである。ｎ_ＴｘＥｘは、モジュール番号であり、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘの数がＮ_ＴｘＥｘ個である場合、第３のモジュール３−１から第３のモジュール３−Ｎ_ＴｘＥｘまでにそれぞれ割り当てられた通し番号である。図１では、Ｎ_ＴｘＥｘが１であり、１個の第３のモジュール３−１を示している。

第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬは、図１に示すように、第１の送信部１０、第１の受信部１１および第１の信号処理器１２を備える。第１の送信部１０は、送信ＲＦ信号１−１−ｎ_Ｔｘを放射する構成要素であり、アンテナ１−２−ｎ_Ｔｘ、送信機１−３−ｎ_Ｔｘ、送信切替部１−４−１、符号変調部１−５−１および第１の局部発振信号生成部１−６−１を有する。ｎ_Ｔｘは、第１の送信部１０の送信チャンネル番号である。

第１の送信部１０の送信チャンネル数がＮ_Ｔｘ個である場合、アンテナ１−２−１から１−２−Ｎ_Ｔｘまでの各送信チャンネルに対して１からＮ_Ｔｘまでの通し番号が送信チャンネル番号として割り当てられる。アンテナ１−２−ｎ_Ｔｘは、送信機１−３−ｎ_Ｔｘから出力された送信ＲＦ信号１−１−ｎ_Ｔｘを空間に放射する。

なお、図１は、第１の送信部１０が２つの送信チャンネルを有する場合を示している。送信ＲＦ信号１−１−１は、送信機１−３−１からアンテナ１−２−１に出力され、アンテナ１−２−１によって空間に放射された信号であり、送信ＲＦ信号１−１−２は、送信機１−３−２からアンテナ１−２−２に出力され、アンテナ１−２−２によって空間に放射された信号である。

送信機１−３−ｎ_Ｔｘは、送信切替部１−４−１を介して符号変調部１−５−１から送信ＲＦ信号を入力し、入力された送信ＲＦ信号を、アンテナ１−２−ｎ_Ｔｘを用いて空間に送信する。送信切替部１−４−１は、送信機１−３−１〜１−３−Ｎ_Ｔｘのうちから、送信ＲＦ信号を送信する送信機を切り替える。例えば、送信切替部１−４−１が、送信機１−３−１と送信機１−３−２とを交互に切り替えることで、送信ＲＦ信号１−１−１と送信ＲＦ信号１−１−２が交互に空間に放射される。

符号変調部１−５−１は、第１の局部発振信号生成部１−６−１によって生成された第１の局部発振信号と、送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘの送信チャンネルにおける変調符号とを用いて、送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘの送信ＲＦ信号１−１−ｎ_Ｔｘを生成する。第１の局部発振信号生成部１−６−１は、第１の局部発振信号を生成し、生成された第１の局部発振信号を、符号変調部１−５−１と受信機１−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}とに出力する。

第１の受信部１１は、アンテナ１−７−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}、受信機１−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}およびＡ／Ｄ変換器１−９−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}を有し、空間に存在する物体で反射した送信ＲＦ信号１−１−ｎ_Ｔｘの反射ＲＦ信号Ａを受信する。ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}は、第１の受信部１１の受信チャンネル番号である。例えば、第１の受信部１１の受信チャンネル数がＮ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}個である場合、アンテナ１−７−１からアンテナ１−７−Ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}までの受信チャンネルに対して、１からＮ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}までの通し番号が順に受信チャンネル番号として割り当てられる。

アンテナ１−７−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}は、反射ＲＦ信号Ａを受信し、受信された反射ＲＦ信号Ａを受信機１−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}に出力する。受信機１−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}は、アンテナ１−７−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}によって受信された反射ＲＦ信号Ａを信号処理し、信号処理された信号をＡ／Ｄ変換器１−９−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}に出力する。例えば、受信機１−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}は、第１の局部発振信号を用いて、反射ＲＦ信号Ａをダウンコンバートし、ダウンコンバートされた信号に対し帯域フィルタを用いたフィルタリングを行い、帯域フィルタによりフィルタリングされた信号の強度を増幅し、強度を増幅させた信号を位相検波してから、位相検波された信号を用いて、受信チャンネル番号ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}の受信チャンネルの受信ビート信号を生成する。

Ａ／Ｄ変換器１−９−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}は、受信機１−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}から出力された信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、デジタル信号に変換された信号を用いて、デジタル信号の受信ビート信号を生成する。Ａ／Ｄ変換器１−９−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}によってデジタル信号に変換された受信ビート信号は、目標候補の検出および目標候補の角度の算出に用いられる受信信号であり、第１の信号処理器１２に出力される。
第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬによって送信された送信ＲＦ信号（第１の送信信号）の反射ＲＦ信号を、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬが受信して生成された受信ビート信号が、第１の受信信号である。また、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬによって送信された送信ＲＦ信号の反射ＲＦ信号または第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘよって送信された送信ＲＦ信号（第３の送信信号）の反射ＲＦ信号を、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘが受信して生成された受信ビート信号が、第２の受信信号である。さらに、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘよって送信された送信ＲＦ信号の反射ＲＦ信号を、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬが受信して生成された受信ビート信号が、第３の受信信号である。第１の受信信号は、目標の検出に用いられる。また、第１の受信信号と第２の受信信号または第３の受信信号とは、目標の角度の算出に用いられる。

第１の信号処理器１２は、第１の受信部１１から出力された受信ビート信号を用いて、目標候補を検出し、第１の受信部１１から出力された受信ビート信号と第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘによって求められた受信ビート信号とに基づくコヒーレント積分で得られた信号を用いて、目標候補の角度を算出する信号処理器である。例えば、第１の信号処理器１２は、第１の受信部１１から出力された受信ビート信号を用いて、目標候補の距離および速度に基づいた第１の信号を算出する。第１の信号処理器１２は、算出された第１の信号を用いて目標候補を検出する。さらに、第１の信号処理器１２は、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘの送信チャンネルごとおよび第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘの受信チャンネルごとの目標候補の距離および速度に基づいた第２の信号と、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘの送信チャンネルごとおよび第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの受信チャンネルごとの目標候補の距離および速度に基づいた第３の信号とに対し、目標候補の到来角度候補に対応する到来位相差に基づいてコヒーレント積分を行い、当該コヒーレント積分で得られた信号を用いて目標候補の角度を算出する。なお、目標候補の到来角度候補に対応する到来位相差は、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬと第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘとの位置関係によって生じた到来位相差である。

第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘは、図１に示すように、第２の受信部２０および第２の信号処理器２１を備える。第２の受信部２０は、反射ＲＦ信号Ａを受信する構成要素であり、第２の局部発振信号生成部２−６−１、アンテナ２−７−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}、受信機２−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}およびＡ／Ｄ変換器２−９−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}を有する。ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}は、第２の受信部２０の受信チャンネル番号である。第２の受信部２０の受信チャンネル数がＮ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}個である場合、アンテナ２−７−１からアンテナ２−７−Ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}までのそれぞれの受信チャンネルに対して、１からＮ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}までの通し番号が順に受信チャンネル番号として割り当てられる。第２の局部発振信号生成部２−６−１は、第２の局部発振信号を生成し、生成された第２の局部発振信号を受信機２−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}に出力する。第２の局部発振信号は、第１の局部発振信号に同期している。

アンテナ２−７−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}は、反射ＲＦ信号Ａを受信し、受信された反射ＲＦ信号Ａを受信機２−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}に出力する。受信機２−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}は、アンテナ２−７−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}によって受信された反射ＲＦ信号Ａを信号処理し、信号処理された信号をＡ／Ｄ変換器２−９−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}に出力する。受信機２−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}は、例えば、第２の局部発振信号を用いて、反射ＲＦ信号Ａをダウンコンバートし、ダウンコンバートされた信号に対し帯域フィルタを用いたフィルタリングを行い、帯域フィルタによりフィルタリングされた信号の強度を増幅し、強度を増幅させた信号を位相検波してから、位相検波された信号を用いて、受信チャンネル番号ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}の受信チャンネルの受信ビート信号を生成する。

Ａ／Ｄ変換器２−９−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}は、受信機２−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}から出力された信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、デジタル信号に変換された信号を用いて、デジタル信号の受信ビート信号を生成する。Ａ／Ｄ変換器２−９−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}によってデジタル信号に変換された受信ビート信号は、目標候補の角度の算出に用いられる第２の受信信号であり、第２の信号処理器２１に出力される。

第２の信号処理器２１は、第２の受信部２０から出力された受信ビート信号に基づいて、目標候補の角度の算出に用いられる第２の信号を生成する。例えば、第２の信号処理器２１は、Ａ／Ｄ変換器２−９−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}から出力された受信ビート信号を用いて、目標候補の距離および速度に基づいた第２の信号を算出する。第２の信号は、第２の信号処理器２１から第１の信号処理器１２に出力される。

第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘは、図１に示すように、第３の送信部３０を備える。第３の送信部３０は、送信ＲＦ信号３−１−ｎ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}を放射する構成要素であり、アンテナ３−２−ｎ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}、送信機３−３−ｎ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}、符号変調部３−５−１および第３の局部発振信号生成部３−６−１を有する。ｎ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}は、第３の送信部３０の送信チャンネル番号である。

第３の送信部３０の送信チャンネル数がＮ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}個であると、アンテナ３−２−１からアンテナ３−２−Ｎ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}までのそれぞれの送信チャンネルに対し、１からＮ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}までの通し番号が送信チャンネル番号として順に割り当てられる。アンテナ３−２−ｎ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}は、送信機３−３−ｎ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}から出力された送信ＲＦ信号３−１−ｎ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}を空間に放射する。なお、図１は、第１の送信部１０が有する送信チャンネルが１つである場合を示している。送信ＲＦ信号３−１−１は、送信機３−３−１からアンテナ３−２−１に出力され、アンテナ３−２−１によって空間に放射された信号である。

送信機３−３−ｎ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}は、符号変調部３−５−ｎ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}によって生成された送信ＲＦ信号を、アンテナ３−２−ｎ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}を用いて空間に送信する。符号変調部３−５−ｎ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}は、第３の局部発振信号生成部３−６−１によって生成された第３の局部発振信号と、送信チャンネル番号ｎ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}の送信チャンネルにおける変調符号とを用いて、送信チャンネル番号ｎ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}の送信ＲＦ信号３−１−ｎ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}を生成する。第３の局部発振信号生成部３−６−１は、第３の局部発振信号を生成し、生成された第３の局部発振信号を符号変調部３−５−１に出力する。

図２は、第１のモジュール１−１、第２のモジュール２−１〜２−４および第３のモジュール３−１，３−２の配置例を示す図である。図２において、第１のモジュールのモジュール数Ｎ_ＭＤＬが１であり、第１のモジュール１−１の送信チャンネル数Ｎ_{Ｔｘ，ｎＭＤＬ}が２であり、第１のモジュール１−１の受信チャンネル数Ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}が４である。また、第２のモジュールのモジュール数Ｎ_ＲｘＥｘが４であり、第２のモジュール２−１〜２−４のそれぞれの受信チャンネル数Ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}が４である。第３のモジュールのモジュール数Ｎ_ＴｘＥｘが２であり、第３のモジュール３−１および第３のモジュール３−２のそれぞれの送信チャンネル数Ｎ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}が１である。

図２は、第３のモジュール３−１が有するアンテナ３−２−１、第２のモジュール２−１が有するアンテナ２−７−１〜２−７−４、第２のモジュール２−２が有するアンテナ２−７−１〜２−７−４、第１のモジュール１−１が有するアンテナ１−２−１、第１のモジュール１−１が有するアンテナ１−７−１〜１−７−４、第１のモジュール１−１が有するアンテナ１−２−２、第２のモジュール２−３が有するアンテナ２−７−１〜２−７−４、第２のモジュール２−４が有するアンテナ２−７−１〜２−７−４、および第３のモジュール３−２が有するアンテナ３−２−２が、この順で直線状に配置されたリニアアレーを形成する場合を示している。

図３は、第１の信号処理器１２と第２の信号処理器２１の各構成を示すブロック図である。図３に示すように、第１の信号処理器１２は、第１の分離部１２０、第１の信号生成部１２１、インコヒーレント積分部１２２、目標候補検出部１２３、第１のコヒーレント積分部１２４、第２のコヒーレント積分部１２５および角度算出部１２６を備える。第２の信号処理器２１は、第２の分離部２１０および第２の信号生成部２１１を備える。

第１の分離部１２０は、第１の受信部１１から受信チャンネルごとの受信ビート信号を入力し、受信チャンネルごとの受信ビート信号を、送信チャンネルごとの受信ビート信号にそれぞれ分離する。これにより、送信チャンネルごとおよび受信チャンネルごとの受信ビート信号が得られる。第１の信号生成部１２１は、送信チャンネルごとおよび受信チャンネルごとの受信ビート信号を用いて、目標候補の距離および速度に基づいた第１の信号を生成する。

インコヒーレント積分部１２２は、第１の信号生成部１２１によって生成された第１の信号に対してインコヒーレント積分を行い、インコヒーレント積分で得られた信号を目標候補検出部１２３に出力する。目標候補検出部１２３は、インコヒーレント積分部１２２によるインコヒーレント積分で得られた信号の強度に基づいて目標候補を検出する。例えば、目標候補検出部１２３によって目標候補の距離および速度が検出される。

第１のコヒーレント積分部１２４は、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの送信チャンネルごとおよび受信チャンネルごとの、各目標候補についての第１の信号に対して、目標候補の到来角度候補に対応する到来位相差に基づいて、コヒーレント積分を行う。到来位相差は、チャンネル間の信号の位相差に相当する。

第２のコヒーレント積分部１２５は、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬによって生成された受信信号と第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘによって生成された受信信号とに基づくコヒーレント積分を行う。例えば、第２のコヒーレント積分部１２５は、第３のモジュールの送信チャンネルごとおよび第２のモジュールの受信チャンネルごとの各目標候補の距離および速度に基づいた第２の信号と、第３のモジュールの送信チャンネルごとおよび第１のモジュールの受信チャンネルごとの各目標候補の距離および速度に基づいた第３の信号とに対して、目標候補の到来角度候補に対応する到来位相差に基づいて、コヒーレント積分を行う。到来位相差は、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬと第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘとの位置関係によって生じた到来位相差に相当する。

角度算出部１２６は、各目標候補についてのコヒーレント積分で得られた信号を第２のコヒーレント積分部１２５から入力し、入力された信号の強度に基づいて目標候補の角度を算出する。角度算出部１２６によって算出された目標候補の角度は、例えば、表示器９に表示される。

なお、図１に示した第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬは第１の信号処理器１２を備えたが、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬと第１の信号処理器１２とは、別々の装置であってもよい。同様に、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘと第２の信号処理器２１とは、別々の装置であってもよい。また、第１の分離部１２０、第１の信号生成部１２１およびインコヒーレント積分部１２２を、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬが備え、目標候補検出部１２３、第１のコヒーレント積分部１２４、第２のコヒーレント積分部１２５および角度算出部１２６を、第１の信号処理器１２が備えてもよい。

第２の信号処理器２１において、第２の分離部２１０は、第２の受信部２０から受信チャンネルごとの受信ビート信号を入力し、受信チャンネルごとの受信ビート信号を、送信チャンネルごとの受信ビート信号にそれぞれ分離する。これによって、第２のモジュールにおける受信チャンネルごとの受信ビート信号が得られる。第２の信号生成部２１１は、受信チャンネルごとの受信ビート信号に対して離散フーリエ変換を施すことで、第２のモジュールにおける目標候補の距離および速度に対応する第２の信号を生成する。

次に、実施の形態１に係るレーダ装置の動作について説明する。
図４は、実施の形態１に係るレーダ装置の動作を示すフローチャートであって、実施の形態１に係るレーダ装置による信号処理方法を示している。
まず、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬが、送信ＲＦ信号を空間に放射する（ステップＳＴ１）。例えば、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬが備える第１の送信部１０が、空間に送信ＲＦ信号を放射する。空間に物体が存在すると、この物体で送信ＲＦ信号が反射されてレーダ装置に戻ってくる。第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬが備える第１の受信部１１は、送信ＲＦ信号の反射ＲＦ信号を受信して、第１の局部発振信号を用いて反射ＲＦ信号から受信ビート信号を生成する（ステップＳＴ２）。

次に、第１の信号処理器１２は、第１の受信部１１によって生成された受信ビート信号を用いて、目標候補を検出する（ステップＳＴ３）。例えば、第１の信号処理器１２は、第１の受信部１１から入力した受信ビート信号を用いて、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬにおける送信チャンネルごとおよび受信チャンネルごとの目標候補の距離および速度に基づいた第１の信号を生成する。第１の信号処理器１２は、生成された第１の信号に対してインコヒーレント積分を行い、インコヒーレント積分で得られた信号の強度に基づいて目標候補の距離および速度を算出する。

次に、第１の信号処理器１２が、各目標候補についての第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの送信チャンネルごとおよび受信チャンネルごとの第１の信号に対し、目標候補の到来角度候補に対応する到来位相差に基づいてコヒーレント積分を行う（ステップＳＴ４）。この処理が、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬにおいて目標候補が検出されたビンに対応した信号だけ実行されるチャンネル間でのコヒーレント積分である。

続いて、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘが、送信ＲＦ信号を空間に放射する（ステップＳＴ５）。例えば、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘが備える第３の送信部３０が送信ＲＦ信号を空間に放射する。ただし、ステップＳＴ５において、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬが備える第１の送信部１０が、送信ＲＦ信号を空間に放射してもよい。この場合、実施の形態１に係るレーダ装置は、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘを備えていなくてもよい。

次に、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬが備える第１の受信部１１が、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘによって送信された送信ＲＦ信号の反射ＲＦ信号を受信し、第１の局部発振信号を用いて反射ＲＦ信号から受信ビート信号を生成する。さらに、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘが備える第２の受信部２０が、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘによって送信された送信ＲＦ信号の反射ＲＦ信号を受信して、第１の局部発振信号に同期している第２の局部発振信号を用いて反射ＲＦ信号から受信ビート信号を生成する。ここまでの処理がステップＳＴ６である。

第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘが備える第２の信号処理器２１は、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘによって送信された送信ＲＦ信号の反射ＲＦ信号から算出された受信ビート信号を用いて、第３のモジュールの送信チャンネルごとおよび第２のモジュールの受信チャンネルごとの各目標候補の距離および速度に基づいた第２の信号を生成する。第２の信号は、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘから第１の信号処理器１２に出力される。

第１の信号処理器１２は、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘの送信チャンネルごとおよび第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの受信チャンネルごとの各目標候補の距離および速度に基づいた第３の信号を生成し、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘによって求められた第２の信号と、生成された第３の信号とに対して、目標候補の到来角度候補に対応する到来位相差に基づいてコヒーレント積分を行う（ステップＳＴ７）。このようにして、分散配置された第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬと第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘとの間で信号のコヒーレント積分が行われる。

最後に、第１の信号処理器１２は、各目標候補についてのコヒーレント積分で得られた信号を用いて、目標候補の角度を算出する（ステップＳＴ８）。第１の信号処理器１２によって算出された目標候補の角度に関する情報は、表示器９に表示される。

次に、実施の形態１に係る信号処理方法の詳細について説明する。
図５は、図４のステップＳＴ１の詳細な処理を示すフローチャートである。第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬにおいて、第１の局部発振信号生成部１−６−１は、第１の局部発振信号Ｌ_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）を生成し、生成された第１の局部発振信号Ｌ_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）を、符号変調部１−５−１および受信機１−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}に出力する（ステップＳＴ１ａ）。

第１の局部発振信号Ｌ_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）は、下記式（１）で表される。下記式（１）において、ｊは虚数単位である。ｎ_ＭＤＬは、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬのモジュール番号であり、Ｎ_ＭＤＬは、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬのモジュール数である。図１に示した第１のモジュール１−１において、ｎ_ＭＤＬおよびＮ_ＭＤＬは１である。ｎ_Ｔｘは、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの送信チャンネル番号であり、Ｎ_Ｔｘは、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの送信チャンネル数である。ｎ_Ｔｘは１または２であり、Ｎ_Ｔｘは２である。

上記式（１）において、φ_{０，１，ｎＭＤＬ，ｎＴｘ}は、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘの送信チャンネルにおける第１の局部発振信号の初期位相である。φ_{ｎｉｓ，１，ｎＭＤＬ，ｎＴｘ}（ｔ）は、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘの送信チャンネルにおける第１の局部発振信号の位相雑音である。ｈはヒット番号であり、Ｈはヒット数である。

上記式（１）において、Ａ_Ｌは、第１の局部発振信号の振幅であり、ｆ_０は、送信ＲＦ信号の送信周波数である。Ｂ_０は、送信ＲＦ信号の変調帯域であり、Ｔ_０は、変調時間であり、Ｔ_１は次の変調までの時間であり、ｔは時間である。Ｔ_ｃｈｐは、送信ＲＦ信号１−１−ｎ_Ｔｘの送信繰り返し周期であり、下記式（２）で表すことができる。Ｔ_Ｔｘは、送信繰り返し周期であり、下記式（３）で表すことができる。

次に、符号変調部１−５−１は、第１の局部発振信号生成部１−６−１によって生成された第１の局部発振信号Ｌ_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）に対して符号変調を行う（ステップＳＴ２ａ）。この符号変調処理において、符号変調部１−５−１は、第１の局部発振信号Ｌ_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）に対して符号を付加することで、第１のモジュール１−１の送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘの送信チャンネルにおける送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）を生成する。第１のモジュール１−１の送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘの送信チャンネルにおける第１の局部発振信号Ｌ_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）を符号変調することで、送信チャンネル間の干渉および外部からの電波干渉が抑圧される。

符号変調の一例として疑似乱数である巡回符号を付加する符号変調について説明する。
符号変調部１−５−１は、下記式（４）に従って、予め設定された巡回符号Ｃ_０（ｈ）を、第１のモジュール１−１における送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘの送信チャンネルに設定された巡回シフト量Δｈ（ｎ_Ｔｘ）だけ巡回シフトさせる。この巡回シフトを行うことによって、第１のモジュール１−１における送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘの送信チャンネルの変調符号Ｃｏｄｅ_１（ｎ_Ｔｘ，ｈ）が生成される。なお、巡回符号Ｃ_０（ｈ）には、Ｍ系列（Ｍａｘｉｍａｌ ｌｅｎｇｔｈ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）、Ｇｏｌｄ系列またはかさみ系列を用いてもよい。

次に、符号変調部１−５−１は、第１の局部発振信号Ｌ_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）と、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬにおける送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘの送信チャンネルの変調符号Ｃｏｄｅ_ｎＭＤＬ（ｎ_Ｔｘ，ｈ）とを用いて、下記式（５）に従い、送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘの送信チャンネルにおける送信ＲＦ信号Ｔｘ_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）を生成する。符号変調部１−５−１によって生成された送信ＲＦ信号Ｔｘ_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）は、送信切替部１−４−１に出力される。

送信切替部１−４−ｎ_{Ｔｘ，ｎＭＤＬ}は、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘの送信チャンネルに従って、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘの送信チャンネルにおける送信ＲＦ信号Ｔｘ_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）を、送信機１−３−ｎ_Ｔｘに出力する。送信機１−３−ｎ_Ｔｘは、送信切替部１−４−ｎ_{Ｔｘ，ｎＭＤＬ}から入力した送信ＲＦ信号Ｔｘ_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）を、アンテナ１−２−ｎ_Ｔｘに出力する。アンテナ１−２−ｎ_Ｔｘは、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの送信チャンネルｎ_Ｔｘに対応する送信ＲＦ信号Ｔｘ_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）を、空間に放射する（ステップＳＴ３ａ）。図１では、Ｎ_Ｔｘが２であるので、アンテナ１−２−１とアンテナ１−２−２とが交互に送信ＲＦ信号Ｔｘ_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）を、空間に放射する。

図６は、図４のステップＳＴ２の詳細な処理を示すフローチャートである。
空間に放射された送信ＲＦ信号は、空間内に存在する目標で反射されて反射ＲＦ信号Ａとなる。反射ＲＦ信号Ａは、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬが備える第１の受信部１１におけるアンテナ１−７−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}に入射される。アンテナ１−７−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}は、入射してきた反射ＲＦ信号Ａを受信する（ステップＳＴ１ｂ）。

アンテナ１−７−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}によって受信された反射ＲＦ信号Ａは、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの受信チャンネルｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}における受信ＲＦ信号Ｒｘ_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｔ）として受信機１−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}に出力される。受信ＲＦ信号Ｒｘ_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｔ）は、下記式（６）で表される。下記式（６）において、Ａ_Ｒは、受信ＲＦ信号の振幅である。Ｒ_０は、初期目標相対距離であり、目標の相対距離の初期値である。ｖは、目標相対速度であり、θは目標角度である。ｃは光速であり、ｔ’は１ヒット内の時間である。

上記式（６）において、φ_Ｔｘ（ｎ_ＭＤＬ，ｎ_Ｔｘ）は、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘの送信チャンネルにおける位相差であり、下記式（７）で表すことができる。φ_Ｒｘ（ｎ_ＭＤＬ，ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}）は、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの受信チャンネル番号ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}の受信チャンネルにおける位相差であり、下記式（８）で表すことができる。

次に、受信機１−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}は、第１の局部発振信号Ｌ_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）を用いて、受信ＲＦ信号Ｒｘ_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｔ）をダウンコンバートする（ステップＳＴ２ｂ）。続いて、受信機１−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}が、ダウンコンバートされた信号を、帯域フィルタを用いてフィルタリングし、帯域フィルタを通過した信号の強度を増幅させてから位相検波する。これらの処理により、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの受信チャンネル番号ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}の受信チャンネルにおける受信ビート信号Ｖ’_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｔ）が生成される。

受信ビート信号Ｖ’_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｔ）は、下記式（９）で表すことができ、受信機１−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}からＡ／Ｄ変換器１−９−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}に出力される。下記式（９）において、Ａ_Ｖは、受信ビート信号Ｖ’_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｔ）の振幅である。ｐ_ｎｉｓ（Ｍ_{Ｔｘ，ＭＤＬ}，Ｍ_{Ｒｘ，ＭＤＬ}）は位相雑音である。さらに、Ｍ_{Ｔｘ，ＭＤＬ}は、送信ＲＦ信号の生成用の第１の局部発振信号を生成したモジュールのモジュール番号であり、Ｍ_{Ｒｘ，ＭＤＬ}は、受信ＲＦ信号のダウンコンバート用に第１の局部発振信号を生成したモジュールのモジュール番号である。

上記式（９）において、第１の送信部１０および第１の受信部１１における位相雑音であるｐ_ｎｉｓ（Ｍ_{Ｔｘ，ＭＤＬ}，Ｍ_{Ｒｘ，ＭＤＬ}）は、下記式（１０）で表される。

また、第１の送信部１０および第２の受信部２０における位相雑音であるｐ_ｎｉｓ（Ｍ_{Ｔｘ，ＭＤＬ}，Ｍ_{Ｒｘ，ＭＤＬ}）は、下記式（１１）で表される。

Ａ／Ｄ変換器１−９−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}は、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの受信チャンネル番号ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}の受信チャンネルにおける受信ビート信号Ｖ’_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｔ）をアナログ信号からデジタル信号に変換することで、下記式（１２）で表される受信ビート信号Ｖ_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）を生成する（ステップＳＴ３ｂ）。

ここで、受信ビート信号Ｖ_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）は、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの受信チャンネル番号ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}の受信チャンネルにおける第１の受信ビート信号である。第１の受信ビート信号は、目標の検出に用いられる第１の受信信号である。上記式（１２）において、Δｔは変調時間Ｔ_０内でのサンプリング間隔である。ｍは、変調時間Ｔ_０内でサンプリングされた受信ビート信号のサンプリング番号である。Ｍは、変調時間Ｔ_０内での受信ビート信号のサンプリング数である。上記式（１２）において、Δｔ^２および１／ｃ^２を含む項は近似して表している。

図７は、図４のステップＳＴ３およびステップＳＴ４の詳細な処理を示すフローチャートである。第１の信号処理器１２が備える第１の分離部１２０は、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘの送信チャンネルに設定された変調符号Ｃｏｄｅ_１（ｎ_Ｔｘ，ｈ）を用いて、下記式（１３）に従って第１の受信ビート信号を復調する。復調後の第１の受信ビート信号は、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬにおける送信チャンネルごとおよび受信チャンネルごとの信号に分離されている（ステップＳＴ１ｃ）。これにより、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬにおける送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘおよび受信チャンネル番号ｎ_Ｒｘに対応した受信ビート信号Ｖ_{１，ｎＭＤＬ，Ｃ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）が生成され、生成された受信ビート信号Ｖ_{１，ｎＭＤＬ，Ｃ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）は、第１の信号生成部１２１に出力される。

次に、第１の信号生成部１２１は、第１の分離部１２０によって復調された受信ビート信号Ｖ_{１，ｎＭＤＬ，Ｃ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）に離散フーリエ変換を行うことで、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬにおける送信チャンネルごとおよび受信チャンネルごとの目標候補の距離および速度に基づいた第１の信号を生成する（ステップＳＴ２ｃ）。例えば、ｎ_ＭＤＬが１である場合、第１の信号生成部１２１が、下記式（１４）に従った離散フーリエ変換を行う。これにより、第１のモジュール１−１における送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘおよび受信チャンネル番号ｎ_Ｒｘに対応した第１の信号ｆ_{ｂ，１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｑ，ｋ）が生成される。ｑは速度ビン番号であり、ｋは距離ビン番号である。図８Ａは、復調された受信ビート信号Ｖ_{１，ｎＭＤＬ，Ｃ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）のサンプリング番号とヒット番号との関係を示す図である。図８Ｂは、距離および速度に基づいた第１の信号ｆ_{ｂ，１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｑ，ｋ）の距離ビン番号と速度ビン番号との関係を示す図である。図８Ａおよび図８Ｂと、下記式（１４）に示すように、サンプリング番号ｍおよびヒット番号ｈのそれぞれの受信ビート信号に対して離散フーリエ変換を行うことで、目標候補ａの距離情報および速度情報を得ることが可能な、距離および速度に基づいた第１の信号が生成される。また、実施の形態１に係るレーダ装置は、１０ｌｏｇ_１０（ＨＭ）だけ信号対雑音比ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）が向上し、目標の検出性能が向上する。離散フーリエ変換の代わりに、高速フーリエ変換（ＦＦＴ；Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いてもよい。ＦＦＴを用いる場合、低演算化および高速化が可能になり、低コスト、処理時間が短縮されたレーダ装置を得ることができる。

次に、インコヒーレント積分部１２２は、第１の信号生成部１２１によって生成された第１の信号に対してインコヒーレント積分を行う（ステップＳＴ３ｃ）。例えば、ｎ_ＭＤＬが１である場合、インコヒーレント積分部１２２は、第１のモジュール１−１における、送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘおよび受信チャンネル番号ｎ_Ｒｘに対応した第１の信号ｆ_{ｂ，１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｑ，ｋ）に対して、下記式（１５）に従ったインコヒーレント積分を行う。このインコヒーレント積分によって信号ｆ_{ｂ，１，ｎＭＤＬ，ｉｎｃｈ}（ｑ，ｋ）が生成され、生成された信号ｆ_{ｂ，１，ｎＭＤＬ，ｉｎｃｈ}（ｑ，ｋ）は、インコヒーレント積分部１２２から目標候補検出部１２３に出力される。
図９Ａは、各送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘと各受信チャンネル番号ｎ_Ｒｘの距離および速度に基づいた第１の信号ｆ_{ｂ，１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｑ，ｋ）の距離ビン番号と速度ビン番号との関係を示す図である。インコヒーレント積分部１２２には、図９Ａに示す送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘおよび受信チャンネル番号ｎ_Ｒｘに対応した第１の信号ｆ_{ｂ，１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｑ，ｋ）が入力される。第１の信号は、目標候補ａの距離および速度に基づく信号である。第１の信号には雑音成分ｂが重畳されている。図９Ｂは、インコヒーレント積分された第１の信号ｆ_{ｂ，１，ｎＭＤＬ，ｉｎｃｈ}（ｑ，ｋ）の距離ビン番号と速度ビン番号との関係を示す図である。インコヒーレント積分部１２２は、下記式（１５）に示すように、複数の第１の信号ｆ_{ｂ，１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｑ，ｋ）の電力、すなわち信号強度を積分することで、図９Ｂに示すように、雑音成分ｂが平均化され、目標検出性能が向上したレーダ装置を得ることが可能である。

目標候補検出部１２３は、インコヒーレント積分で得られた信号ｆ_{ｂ，１，ｎＭＤＬ，ｉｎｃｈ}（ｑ，ｋ）の信号強度に基づいて、目標候補の距離および速度を算出する（ステップＳＴ４ｃ）。目標候補の検出には、例えば、ＣＡ−ＣＦＡＲ（Ｃｅｌｌ Ａｖｅｒａｇｅ Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理を用いることができる。目標候補検出部１２３は、目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補に対応した、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬにおける送信チャンネルｎ_Ｔｘおよび受信チャンネルｎ_Ｒｘの第１の信号ｆ_{ｂ，１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｑ_ｎｔｇｔ，ｋ_ｎｔｇｔ）、速度方向のサンプリング番号である速度ビン番号ｑ_ｎｔｇｔおよび距離方向のサンプリング番号である距離ビン番号ｋ_ｎｔｇｔを特定し、第１のコヒーレント積分部１２４および第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘの第２の信号処理器２１に出力する。目標候補番号ｎ_ｔｇｔは、目標候補ごとに割り当てられた通し番号である。

第１のコヒーレント積分部１２４は、目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補に対応した第１の信号に対し、目標候補の到来角度候補に対応する到来位相差に基づいて、下記式（１６）に従ったチャンネル間でのコヒーレント積分を行う（ステップＳＴ５ｃ）。ただし、第１のコヒーレント積分部１２４は、送信チャンネル間のドップラ周波数、すなわち、目標移動の影響がある場合、目標候補番号ｎ_ｔｇｔの速度ビン番号ｑ_ｎｔｇｔに対応する速度を用いて、その影響を抑圧してから、下記式（１６）の処理を行う。第１のコヒーレント積分部１２４が、第１の信号ｆ_{ｂ，１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｑ_ｎｔｇｔ，ｋ_ｎｔｇｔ）に対してチャンネル間でのコヒーレント積分を行うことで、目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補に対応した信号Ｒ_１，ｃｈ（ｎ_θ，ｑ_ｎｔｇｔ，ｋ_ｎｔｇｔ）が生成される。信号Ｒ_１，ｃｈ（ｎ_θ，ｑ_ｎｔｇｔ，ｋ_ｎｔｇｔ）は、第１のコヒーレント積分部１２４から表示器９に出力され、表示器９によって表示される。

上記式（１６）において、Ｎ_θは、想定される目標角度の数であり、ｎ_θは、想定される目標角度に割り当てられた目標角度番号である。また、φ’_Ｔｘ（ｎ_ＭＤＬ，ｎ_Ｔｘ，ｎ_θ）は、目標角度番号ｎ_θの目標角度についての第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘの送信チャンネルにおける位相差であり、下記式（１７）で表される。さらに、φ’_Ｒｘ（ｎ_ＭＤＬ，ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}，ｎ_θ）は、目標角度番号ｎ_θの目標角度についての第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの受信チャンネル番号ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}の受信チャンネルにおける到来位相差であり、下記式（１８）で表される。

上記式（１６）〜（１８）において、目標角度θと、目標角度番号ｎ_θの目標角度θ’_ｎθとが一致する場合、目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補についての信号Ｒ_１，ｃｈ（ｎ_θ，ｑ_ｎｔｇｔ，ｋ_ｎｔｇｔ）は、コヒーレントに積分されて、信号電力が最大値を示す。すなわち、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬにおける送信チャンネルごとおよび受信チャンネルごとの信号をコヒーレントに積分することにより、コヒーレント積分後の信号の電力が増大する。このため、当該信号を用いることで、目標の検出性能が向上したレーダ装置を得ることが可能になる。

図１０Ａは、実際のアンテナ配置における送信チャンネルと受信チャンネルとの関係を示す図である。また、図１０Ｂは、実際のアンテナ配置および仮想的なアンテナ配置を考慮した場合における送信チャンネルと受信チャンネルとの関係を示す図である。図１０Ａおよび図１０Ｂにおいて、符号（１）および符号（２）を付したアンテナは、第１の送信部１０が備えるアンテナであり、それぞれが送信チャンネルに対応している。また、符号（３）付したアンテナは、第１の受信部１１が備えるアンテナであり、それぞれが受信チャンネルに対応している。図１０Ａに示すように、符号（３）のアンテナが実際に並んだ実アレーでは、アンテナ開口長がＤである。

第１の信号処理器１２が、第１のモジュール１−１における送信チャンネルごとおよび受信チャンネルごとの信号をコヒーレントに積分することで、符号（４）を付した仮想的な受信チャンネルが形成される。これにより、第１のモジュール１−１のアンテナ開口長がＤから２Ｄへ仮想的に大きくなる。図１０Ｂにおいて、２Ｄｓｉｎθは、チャンネル間の位相差である。

これまで、目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補に対応した第１の信号に対して上記式（１６）に従った離散フーリエ変換を行う場合を示したが、これに限定されるものではない。例えば、離散フーリエ変換の代わりに、高速フーリエ変換（ＦＦＴ；Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、ＭＵＳＩＣ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、またはＥＳＰＲＩＴ（Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｉｇｎａｌ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｖｉａ Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｖａｒｉａｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）などを行ってもよい。
また、上記式（１６）では、遠方界として説明しているが、開口が広くなって受信波を平面波として近似できない場合は、近傍界として積分してもよい。

図１１は、図４のステップＳＴ５の詳細な処理を示すフローチャートである。以降では、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘが、送信ＲＦ信号を送信する場合について説明する。
第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘにおいて、第３の局部発振信号生成部３−６−ｎ_ＴｘＥｘが、第３の局部発振信号を生成する（ステップＳＴ１ｄ）。第３の局部発振信号は、第１の局部発振信号に同期している。図１において、ｎ_ＴｘＥｘは１である。

符号変調部３−５−ｎ_ＴｘＥｘは、第３の局部発振信号生成部３−６−ｎ_ＴｘＥｘによって生成された第３の局部発振信号に対して符号変調を行う（ステップＳＴ２ｄ）。この符号変調処理において、符号変調部３−５−ｎ_ＴｘＥｘは、第３の局部発振信号に対して符号を付加することで、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘの送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘの送信チャンネルにおける送信ＲＦ信号Ｔｘ_{３，ｎＴｘＥｘ}（ｈ，ｔ）を生成する。

送信機３−３−ｎ_ＴｘＥｘは、符号変調部３−５−ｎ_ＴｘＥｘから入力した送信ＲＦ信号を、アンテナ３−２−ｎ_ＴｘＥｘに出力する。アンテナ３−２−ｎ_ＴｘＥｘは、送信ＲＦ信号を空間に放射する（ステップＳＴ３ｄ）。図１では、アンテナ３−２−１が送信ＲＦ信号を空間に放射する。

ここで、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬおよび第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘによる送信ＲＦ信号の送信タイミングについて説明する。
図１２Ａは、第１のモジュール１−１の送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘ＝１の送信チャンネルにおける送信ＲＦ信号の送信タイミングを示す図である。図１２Ｂは、第１のモジュール１−１の送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘ＝２の送信チャンネルにおける送信ＲＦ信号の送信タイミングを示す図である。図４のステップＳＴ１において、第１のモジュール１−１が備える第１の送信部１０は、例えば、図１２Ａおよび図１２Ｂに示す送信タイミングで、送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘ＝１に対応するアンテナ１−２−１を用いて送信ＲＦ信号を送信し、送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘ＝２に対応するアンテナ１−２−２を用いて送信ＲＦ信号を送信する。第１のモジュール１−１が送信ＲＦ信号を時分割に交互に送信することにより、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、送信ＲＦ信号の直交度が高い送信波形となっている。さらに、符号変調部１−５−１が、送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘ＝１に対応する送信ＲＦ信号と送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘ＝２に対応する送信ＲＦ信号との間で異なる符号変調を行うことで、干渉波の抑圧性能が向上する。

図１２Ｃは、第３のモジュール３−１による送信ＲＦ信号の送信タイミングを示す図である。図１２Ｄは、第３のモジュール３−２による送信ＲＦ信号の送信タイミングを示す図である。図１２Ｃおよび図１２Ｄにおいて、第３の送信部３０における送信チャンネル数Ｎ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}が１であり、モジュール数ｎ_ＴｘＥｘが２である。図４のステップＳＴ５において、第３のモジュール３−１が備える第３の送信部３０は、例えば、図１２Ｃに示す送信タイミングで、アンテナ３−２−１を用いて送信ＲＦ信号を送信する。続いて、第３のモジュール３−２が備える第３の送信部３０は、例えば、図１２Ｄに示す送信タイミングで、アンテナ３−２−１を用いて送信ＲＦ信号を送信する。このように、第３のモジュール３−１および第３のモジュール３−２が送信ＲＦ信号を時分割に交互に送信することで、図１２Ｃおよび図１２Ｄに示すように、送信ＲＦ信号の直交度が高い送信波形となっている。さらに、符号変調部３−５−ｎ_ＴｘＥｘが、第３のモジュール３−１と第３のモジュール３−２との間で異なる符号変調を行うことで、干渉波の抑圧性能が向上する。

なお、図１２Ａから図１２Ｄにおいて、４つの送信ＲＦ信号を時分割に送信する場合を示したが、第１の送信部１０および第３の送信部３０は、複数の送信ＲＦ信号を符号分割で送信してもよい。この場合、送信ＲＦ信号は、符号変調で分離可能な信号とされてから同時に送信される。ただし、目標の速度方向に受信信号の相互相関が拡散するため、十分なチャープ数が必要となる。また、図１２Ａから図１２Ｄにおいて、４つの送信ＲＦ信号を時分割に送信する場合を示したが、第１の送信部１０および第３の送信部３０は、複数の送信ＲＦ信号を周波数分割で送信してもよい。この場合、送信ＲＦ信号は、互いに分離可能な周波数帯域を用いた信号とされてから同時に送信される。なお、複数の送信ＲＦ信号を分離する方法として、時分割、符号分割および周波数分割を適宜組み合わせて用いてもよい。

図１３Ａは、図４のステップＳＴ６における第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬによる処理を示すフローチャートである。第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘによって空間に放射された送信ＲＦ信号は、空間内に存在する目標で反射されて反射ＲＦ信号Ａとなる。反射ＲＦ信号Ａは、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬが備える第１の受信部１１におけるアンテナ１−７−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}に入射される。アンテナ１−７−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}は、入射してきた反射ＲＦ信号Ａを受信する（ステップＳＴ１ｅ）。アンテナ１−７−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}によって受信された反射ＲＦ信号Ａは、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの受信チャンネルｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}における受信ＲＦ信号として受信機１−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}に出力される。

受信機１−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}は、第１の局部発振信号を用いて、受信ＲＦ信号をダウンコンバートする（ステップＳＴ２ｅ）。続いて、受信機１−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}が、ダウンコンバートされた信号を、帯域フィルタを用いてフィルタリングし、帯域フィルタを通過した信号の強度を増幅させてから位相検波する。これらの処理により、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの受信チャンネル番号ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}の受信チャンネルにおける受信ビート信号が生成される。受信ビート信号は、受信機１−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}からＡ／Ｄ変換器１−９−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}に出力される。

Ａ／Ｄ変換器１−９−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}は、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの受信チャンネル番号ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}の受信チャンネルにおける受信ビート信号をアナログ信号からデジタル信号に変換することにより、受信ビート信号Ｖ_{１，ｎＭＤＬ}（３，ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）を生成する（ステップＳＴ３ｅ）。受信ビート信号Ｖ_{１，ｎＭＤＬ}（３，ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）は、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの受信チャンネル番号ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}の受信チャンネルにおける第３の受信ビート信号である。第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘから送信された送信ＲＦ信号の反射ＲＦ信号を用いて第３の受信ビート信号が生成されたことを示すため、上記式（１２）で表される受信ビート信号Ｖ_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）を、受信ビート信号Ｖ_{１，ｎＭＤＬ}（３，ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）と表記している。

図１３Ｂは、図４のステップＳＴ６における第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘによる処理を示すフローチャートである。第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘによって空間に放射された送信ＲＦ信号の反射ＲＦ信号Ａは、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘが備える第２の受信部２０におけるアンテナ２−７−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}に入射される。アンテナ２−７−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}は、入射してきた反射ＲＦ信号Ａを受信する（ステップＳＴ１ｆ）。アンテナ２−７−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}によって受信された反射ＲＦ信号Ａは、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘの受信チャンネルｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}における受信ＲＦ信号として受信機２−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}に出力される。

受信機２−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}は、第２の局部発振信号を用いて、受信ＲＦ信号をダウンコンバートする（ステップＳＴ２ｆ）。続いて、受信機２−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}が、ダウンコンバートされた信号を、帯域フィルタを用いてフィルタリングし、帯域フィルタを通過した信号の強度を増幅させてから位相検波する。これらの処理により、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘの受信チャンネル番号ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}の受信チャンネルにおける受信ビート信号が生成される。受信ビート信号は、受信機２−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}からＡ／Ｄ変換器２−９−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}に出力される。

Ａ／Ｄ変換器２−９−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}は、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘの受信チャンネル番号ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}の受信チャンネルにおける受信ビート信号をアナログ信号からデジタル信号に変換することにより、受信ビート信号Ｖ_{２，ｎＲｘＥｘ}（３，ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）を生成する（ステップＳＴ３ｆ）。受信ビート信号Ｖ_{２，ｎＲｘＥｘ}（３，ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）は、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘの受信チャンネル番号ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}の受信チャンネルにおける第２の受信ビート信号である。第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘから送信された送信ＲＦ信号の反射ＲＦ信号を用いて、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘによって第２の受信ビート信号が生成されたことを示すため、上記式（１２）で表される受信ビート信号Ｖ_{１，ｎＭＤＬ}（ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）を、受信ビート信号Ｖ_{２，ｎＲｘＥｘ}（３，ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）と表記している。

図１４は、図４のステップＳＴ７およびステップＳＴ８の詳細な処理を示すフローチャートである。第１の信号処理器１２において、第１の分離部１２０は、図１３ＡのステップＳＴ３ｅで得られた、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの受信チャンネル番号ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}の受信チャンネルにおける受信ビート信号Ｖ_{１，ｎＭＤＬ}（３，ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）を、Ａ／Ｄ変換器１−９−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}から入力する。第１の分離部１２０は、受信ビート信号Ｖ_{１，ｎＭＤＬ}（３，ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）を、上記式（１３）と同様にして復調する。復調後の受信ビート信号は、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘにおける送信チャンネルごとおよび第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬにおける受信チャンネルごとの信号に分離されている（ステップＳＴ１ｇ）。これにより、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘにおける送信チャンネル番号ｎ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}および第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬにおける受信チャンネル番号ｎ_Ｒｘに対応した第３の受信ビート信号Ｖ_{１，ｎＭＤＬ，Ｃ}（３，ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）が生成される。

続いて、第１の信号生成部１２１は、第３の受信ビート信号Ｖ_{１，ｎＭＤＬ，Ｃ}（３，ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）を用いて、目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補の速度に対応する速度ビン番号ｑ_ｎｔｇｔおよび目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補の距離に対応する距離ビン番号ｋ_ｎｔｇｔに基づく下記式（１９）に従い、目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補の距離および速度に基づいた第３の信号ｆ_{ｂ，１，ｎＭＤＬ}（３，ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｑ_ｎｔｇｔ，ｋ_ｎｔｇｔ）を生成する（ステップＳＴ２ｇ）。第３の信号ｆ_{ｂ，１，ｎＭＤＬ}（３，ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｑ_ｎｔｇｔ，ｋ_ｎｔｇｔ）は、第１の信号生成部１２１から、第２のコヒーレント積分部１２５に出力される。

第２の信号処理器２１において、第２の分離部２１０は、図１３ＢのステップＳＴ３ｆで得られた、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘの受信チャンネル番号ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}の受信チャンネルにおける受信ビート信号Ｖ_{２，ｎＲｘＥｘ}（３，ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）を、Ａ／Ｄ変換器２−９−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}から入力する。第２の分離部２１０は、受信ビート信号Ｖ_{２，ｎＲｘＥｘ}（３，ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）を、上記式（１３）と同様にして復調する。復調後の受信ビート信号は、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘにおける送信チャンネルごとおよび第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘにおける受信チャンネルごとの信号に分離されている（ステップＳＴ１ｇ−１）。このようにして、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘにおける送信チャンネル番号ｎ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}および第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘにおける受信チャンネル番号ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}に対応した第２の受信ビート信号Ｖ_{２，ｎＲｘＥｘ，Ｃ}（３，ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）が生成される。

続いて、第２の信号生成部２１１は、第２の受信ビート信号Ｖ_{２，ｎＲｘＥｘ，Ｃ}（３，ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｈ，ｍ）を用いて、目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補の速度に対応する速度ビンｑ_ｎｔｇｔおよび目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補の距離に対応する距離ビンｋ_ｎｔｇｔに基づく下記式（２０）に従い、目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補の距離および速度に基づいた第２の信号ｆ_{ｂ，２，ｎＲｘＥｘ}（３，ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｑ_ｎｔｇｔ，ｋ_ｎｔｇｔ）を生成する（ステップＳＴ２ｇ−１）。第２の信号ｆ_{ｂ，２，ｎＲｘＥｘ}（３，ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｑ_ｎｔｇｔ，ｋ_ｎｔｇｔ）は、第２の信号生成部２１１から、第１の信号処理器１２が備える第２のコヒーレント積分部１２５に出力される。
目標候補検出部１２３が目標候補を検出するように構成されているので、目標候補番号ｎ_ｔｇｔの速度ビン番号ｑ_ｎｔｇｔおよび距離ビン番号ｋ_ｎｔｇｔに対応する信号に限定して演算することが可能となり、演算量が低減され、コストが低減されたレーダ装置を得ることが可能である。例えば、全ての距離ビン番号Ｍに対応する信号に対して、ヒット方向に高速フーリエ変換する演算量は、Ｍ（Ｈ／２）ｌｏｇ_２Ｈであり、下記式（２０）に示す目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補の距離ビン番号ｋ_ｎｔｇｔに対応する速度ビン番号ｑ_ｎｔｇｔの信号を算出する演算量は、ＨＮ_ｔｇｔであるので、Ｍ（Ｈ／２）ｌｏｇ_２Ｈ≫ＨＮ_ｔｇｔとなる。また、目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補の速度ビン番号ｑ_ｎｔｇｔおよび距離ビン番号ｋ_ｎｔｇｔに限定した第２の信号ｆ_{ｂ，２，ｎＲｘＥｘ}（３，ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｑ_ｎｔｇｔ，ｋ_ｎｔｇｔ）を出力するため、通信量の低減が可能となり、レーダ装置の規模の縮小化が可能である。

第２のコヒーレント積分部１２５は、第２の信号処理器２１によって生成された第２の信号ｆ_{ｂ，２，ｎＲｘＥｘ}（３，ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｑ_ｎｔｇｔ，ｋ_ｎｔｇｔ）および第１の信号生成部１２１によって生成された第３の信号ｆ_{ｂ，１，ｎＭＤＬ}（３，ｎ_Ｔｘ，ｎ_Ｒｘ，ｑ_ｎｔｇｔ，ｋ_ｎｔｇｔ）とに対して、目標候補の到来角度候補に対応する到来位相差に基づいた下記式（２１）に従ったコヒーレント積分を行う（ステップＳＴ３ｇ）。このコヒーレント積分を行うことにより、目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補についての信号Ｒ_３，ｃｈ（ｎ_θ，ｑ_ｎｔｇｔ，ｋ_ｎｔｇｔ）が生成される。ただし、第２のコヒーレント積分部１２５は、送信モジュールおよび送信チャンネル間のドップラ周波数、すなわち目標移動の影響がある場合、目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補の速度ビン番号ｑ_ｎｔｇｔに対応する速度を用いてその影響を抑圧してから、下記式（２１）の処理を行う。

上記式（２１）において、Ｎ_θは、想定される目標角度の数であり、ｎ_θは、想定される目標角度に割り当てられた目標角度番号である。φ’_Ｔｘ（３，ｎ_ＴｘＥｘ，ｎ_ＭＤＬ，ｎ_θ）は、目標角度番号ｎ_θの目標角度についての第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘの送信チャンネルと第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの受信チャンネルとの位相差である。φ’_Ｒｘ（ｎ_ＭＤＬ，ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}，ｎ_θ）は、目標角度番号ｎ_θの目標角度についての第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの受信チャンネル番号ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}の受信チャンネルにおける到来位相差である。φ”_Ｔｘ（３，ｎ_ＴｘＥｘ，ｎ_ＲｘＥｘ，ｎ_θ）は、目標角度番号ｎ_θの目標角度についての第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘの送信チャンネルと第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘとの位相差である。φ”_Ｒｘ（ｎ_ＲｘＥｘ，ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}，ｎ_θ）は、目標角度番号ｎ_θの目標角度についての第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘの受信チャンネル番号ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}の受信チャンネルにおける到来位相差である。

これまで、目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補に対応した第２の信号および第３の信号に対して上記式（２１）に従った離散フーリエ変換を行う場合を示したが、これに限定されるものではない。例えば、離散フーリエ変換の代わりに、ＦＦＴ、ＭＵＳＩＣあるいはＥＳＰＲＩＴなどを行ってもよい。
また、上記式（２１）では、遠方界として説明しているが、開口が広くなって受信波を平面波として近似できない場合、近傍界として積分してもよい。
目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補に対応した第２の信号および第３の信号に対して上記式（２１）に従った離散フーリエ変換を行う場合を示したが、さらに目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補に対応した第１の信号を含めて積分してもよい。これにより、サイドローブおよびグレーティングレベルを低減することが可能である。
第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘは、受信チャンネルを備えてもよい。すなわち、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘは、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬと同様に送信および受信を行うモジュールであってもよい。

角度算出部１２６は、目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補についての信号Ｒ_３，ｃｈ（ｎ_θ，ｑ_ｎｔｇｔ，ｋ_ｎｔｇｔ）の信号強度に基づいて、目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補における角度候補ｎ’_{θ，ｔｇｔ}を算出する（ステップＳＴ４ｇ）。角度候補ｎ’_{θ，ｔｇｔ}に対応する角度θ（ｎ’_{θ，ｔｇｔ}）は、角度算出部１２６から表示器９に出力される。表示器９は、目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補の速度、距離および角度を画面上に表示する。

目標角度θと目標角度番号ｎ_θの目標角度θ’_ｎθが一致する場合、目標候補番号ｎ_ｔｇｔの目標候補についての信号Ｒ_３，ｃｈ（ｎ_θ，ｑ_ｎｔｇｔ，ｋ_ｎｔｇｔ）は、コヒーレントに積分されて信号電力が最大値を示す。すなわち、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘの送信チャンネルごとおよび第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの受信チャンネルごとの信号と、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘの送信チャンネルごとおよび第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘの受信チャンネルごとの信号とをコヒーレントに積分することにより、コヒーレント積分後の信号の電力が増大する。当該信号を用いることで、目標の検出性能が向上したレーダ装置を得ることが可能になる。

図１５Ａは、実施の形態１に係るレーダ装置における実際のアンテナ配置を示す図である。図１５Ｂは、実施の形態１に係るレーダ装置における実際のアンテナ配置および仮想的なアンテナ配置を示す図である。図１５Ａにおいて、第３のモジュール３−１、第２のモジュール２−１、第１のモジュール１−１、第２のモジュール２−２および第３のモジュール３−２が、この順で直線状に配置されている。第２のモジュール２−１、第１のモジュール１−１および第２のモジュール２−２の各受信チャンネルに対応するアンテナ開口長をＤとすると、レーダ装置全体の受信チャンネル（１ａ）に対応するアンテナ開口長は３Ｄとなる。図１５Ａにおいて、３Ｄｓｉｎθは、チャンネル間の位相差である。

第１の信号処理器１２が、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘの送信チャンネルごと、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの受信チャンネルごと、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘの送信チャンネルごとおよび第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘの受信チャンネルごとに信号をコヒーレントに積分することにより、図１５Ｂで符号（２ａ）を付した仮想的な受信チャンネルが形成される。これにより、実施の形態１に係るレーダ装置のアンテナ開口長が３Ｄから６Ｄへ仮想的に大きくなる。図１５Ｂにおいて、６Ｄｓｉｎθは、チャンネル間の位相差である。

図１６は、目標候補の数が１つである場合における目標候補の角度とこれに対応する信号の電力との関係を示す図である。図１６において、曲線（ａ）は、図１０Ａに示した第１のモジュール１−１によって送受信された信号の電力とこの信号を用いて算出された目標候補の角度との関係を示している。コヒーレント積分を行っていないため、アンテナ開口長はＤのままであり、曲線（ａ）から明らかなように角度分解能は低い。

曲線（ｂ）は、送信チャンネルが２つで受信チャンネルが１つである第１のモジュール１−１において、図９に示したチャンネル間のコヒーレント積分で得られた信号の電力とこの信号を用いて算出された目標候補の角度との関係を示している。この場合、図１０Ｂに示したように、仮想的な受信チャンネルが付加されてアンテナ開口長が２Ｄとなるため、曲線（ｂ）は、曲線（ａ）よりは角度分解能が向上する。しかしながら、十分な角度分解能は得られない。

曲線（ｃ）は、第３のモジュール３−１または３−２の送信チャンネルごと、第１のモジュール１−１の受信チャンネルごと、および第２のモジュール２−１〜２−４の受信チャンネルごとに信号をコヒーレントに積分し、コヒーレント積分で得られた信号の電力とこの信号を用いて算出された目標候補の角度との関係を示している。この関係は、図２に示したレーダ装置において、第３のモジュール３−１または３−２から送信された信号を、第１のモジュール１−１および第２のモジュール２−１〜２−４のそれぞれで受信して得たものである。モジュール間およびチャンネル間で信号のコヒーレント積分を行うことにより、角度分解能が格段に向上している。

図１７は、目標候補の数が２つである場合における目標候補の角度とこれに対応する信号の電力との関係を示す図である。図１７において、曲線（ａ１）は、送信チャンネルが２つで受信チャンネルが１つである第１のモジュール１−１において、図９に示したチャンネル間のコヒーレント積分で得られた信号の電力とこの信号を用いて算出された目標角度との関係を示している。また、曲線（ｂ１）および（ｂ２）は、コヒーレント積分で得られた信号を目標ごとに処理した結果である。曲線（ａ１）、（ｂ１）および（ｂ２）から明らかなように、第１のモジュール１−１だけでは、２つの目標が存在しても、十分な角度分解能が得られず、それぞれの目標を分離できず、測角できない。

曲線（ｃ１）は、第３のモジュール３−１または３−２の送信チャンネルごと、第１のモジュール１−１の受信チャンネルごと、および第２のモジュール２−１〜２−４の受信チャンネルごとに信号をコヒーレントに積分し、コヒーレント積分で得られた信号の電力とこの信号を用いて算出された目標候補の角度との関係を示している。この関係は、図２に示したレーダ装置において、第３のモジュール３−１または３−２から送信された信号を、第１のモジュール１−１および第２のモジュール２−１〜２−４のそれぞれで受信して得たものである。これらのモジュールを用いることで、２つの目標がそれぞれ分離され、測角することが可能である。

実施の形態１に係るレーダ装置は、位相雑音を抑圧することで、反射電力が小さい目標を検出することができる。また、実施の形態１に係るレーダ装置は、図１７に示した曲線（ｃ１）から明らかなように、第１のモジュール１−１だけでは達成できない角度分解能が得られる。これにより、目標の検出性能が向上したレーダ装置を得ることができる。

なお、これまでの説明では、複数のモジュールからなるリニアアレーを示したが、これに限定されるものではない。例えば、送信チャンネルおよび受信チャンネルのそれぞれに対応するアンテナを、縦方向または横方向、あるいは縦方向および横方向に異なる配置にしてもよい。この場合であっても、実施の形態１に係るレーダ装置は、目標の水平面での角度のみ、目標の仰角のみ、あるいは、目標の水平面および垂直に対する角度を算出することができる。

次に、実施の形態１に係るレーダ装置の有用性について説明する。
実施の形態１に係るレーダ装置は、第１のモジュール、第２のモジュールおよび第３のモジュールを分散配置することができるので、複数のモジュールを集中して配置できないという制約があっても、対応可能である。また、実施の形態１に係るレーダ装置は、第１のモジュール、第２のモジュールおよび第３のモジュールを用いることで、第１のモジュールのみでは実現できない広いアンテナ開口が得られる。これにより、目標の角度分解能が向上する。

図１８Ａは、複数のモジュールが同じ局部発振信号を用いる従来のレーダ装置の概要を示す図である。図１８Ａに示す従来のレーダ装置は、モジュール１５０〜１５３を備えている。モジュール１５０は、送信部１５０ａおよび局部発振信号生成器１５０ｂを備えている。モジュール１５１は、受信部１５１ａを備え、モジュール１５２は、受信部１５２ａを備え、モジュール１５３は、送信部１５３ａを備える。局部発振信号生成器１５０ｂは、同じ局部発振信号を複数のモジュール１５０〜１５３にそれぞれ分配する。この構成では、分配数が増加すると、その分だけ局部発振信号の電力が低下する。このため、局部発振信号生成器１５０ｂは、局部発振信号の分配損失を補えるだけの大規模な装置である必要があり、コストが増大する。

図１８Ｂは、複数のモジュールのそれぞれが異なる局部発振信号を用いる従来のレーダ装置の概要を示す図である。図１８Ｂに示す従来のレーダ装置は、モジュール１６０〜１６３を備えている。モジュール１６０は、送信部１６０ａと局部発振信号生成器１６０ｂを備える。モジュール１６１は、受信部１６１ａおよび局部発振信号生成器１６１ｂを備え、モジュール１６２は、受信部１６２ａおよび局部発振信号生成器１６２ｂを備え、モジュール１６３は、送信部１６３ａおよび局部発振信号生成器１６３ｂを備える。局部発振信号生成器１６０ｂ〜１６３ｂは、互いに異なる局部発振信号を生成する。このため、位相雑音が増大する。

図１８Ｃは、実施の形態１に係るレーダ装置の概要を示す図である。図１８Ｃに示すように、実施の形態１に係るレーダ装置では、第１のモジュール１−１、第２のモジュール２−１〜２−Ｎ_ＲｘＥｘおよび第３のモジュール３−１〜３−Ｎ_ＴｘＥｘのそれぞれが、局部発振信号生成部を備えているため、局部発振信号の分配損失が低減される。さらに、送信と受信に同じ局部発振信号を用いることで、位相雑音の影響が抑圧され、反射電力が小さい目標であっても検出可能である。

図１９Ａは、従来のレーダ装置によって測定された目標に対応する信号の電力と目標の距離との関係を示す図である。図１９Ａにおいて、曲線Ａ１は、反射電力が小さい目標について想定される受信信号の電力と当該目標までの距離との関係を示している。曲線Ｂ１は、図１８Ｂに示した従来のレーダ装置によって測定された、反射電力が大きい目標についての受信信号の電力と当該目標までの距離との関係を示している。反射電力が小さい目標は、反射電力が大きい目標の周辺に存在している。閾値Ｐ_{φｎｉｓ，ＴＨ}は、位相雑音による損失の閾値であり、従来のレーダ装置によって測定された目標に対応する受信信号を示す曲線Ｂ１において、矢印で示すように、位相雑音による損失が、閾値Ｐ_{φｎｉｓ，ＴＨ}よりも大きい。

図１８Ｂに示したレーダ装置は、送信サブアレイ部としてモジュール１６０を備えており、受信サブアレイ部としてモジュール１６１，１６２を備えている。複数の受信サブアレイ部が信号を受信し、かつ送信サブアレイ部と受信サブアレイ部とが異なる局部発振信号を用いている。このため、図１８Ｂに示したレーダ装置では、図１９Ａに示すように、反射電力が大きい目標に対応した信号において位相雑音が増大し、当該目標の周辺に存在する反射電力が小さい目標の検出は困難である。従って、この問題に対して、図１８Ｂに示したレーダ装置は、複数の受信サブアレイ部の受信信号を目標の到来角度ごとに合成する必要があり、目標の角度を求めるための演算量が増大する。

図１９Ｂは、実施の形態１に係るレーダ装置によって測定された目標に対応する信号の電力と目標の距離との関係を示す図である。図１９Ｂにおいて、曲線Ａ１は、反射電力が小さい目標について想定される受信信号の電力と当該目標までの距離との関係を示している。曲線Ｂ２は、実施の形態１に係るレーダ装置によって測定された、反射電力が大きい目標についての受信信号の電力と当該目標までの距離との関係を示している。

実施の形態１に係るレーダ装置は、送信側と受信側で同じ局部発振信号を用いるので、目標に対応する受信信号を示す曲線Ｂ２において、矢印で示すように、位相雑音による損失が、閾値Ｐ_{φｎｉｓ，ＴＨ}よりも小さく、位相雑音の影響が抑圧されている。これにより、反射電力が大きい目標の周辺に存在する反射電力が小さい目標の検出性能が向上する。すなわち、実施の形態１に係るレーダ装置では、送信側と受信側で同じ局部発振信号を用いる複数のモジュールを用いて仮想的にアンテナ開口を広くすることで、受信ビート信号の位相雑音の影響が低減されるので、目標の検出精度を保ちつつ目標の角度分解能を高めることができる。また、目標検出の前に、全ての距離ビンおよび速度ビンについてビーム合成、すなわち受信チャンネル間の積分が不要であるため、目標の角度を求めるための演算量が低減される。

位相雑音の影響を抑圧するためには、送信に用いられる局部発振信号と受信に用いられる局部発振信号との相関を高くする、すなわち、ダウンコンバートにおける位相雑音の差を小さくする必要がある。

図２０Ａは、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬにおける信号の送受信に用いられる周波数と時間との関係を示すグラフである。図２０Ａにおいて、直線Ｃは、第１の送信部１０に用いられる局部発振信号の周波数と時間との関係を示している。また、直線Ｄは、第１の受信部１１に用いられる局部発振信号の周波数と時間との関係を示している。第１の送信部１０が時間ｔ＝０で送信ＲＦ信号を送信し、第１の受信部１１が、時間ｔ＝２Ｒ_ｍａｘ／ｃで反射ＲＦ信号を受信したものとする。ここで、ｃは光速であり、Ｒ_ｍａｘは、実施の形態１に係るレーダ装置に予め定められた最大探知距離である。第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬでは、送信側と受信側で同じ第１の局部発振信号を用いるので、図２０Ａに示すように、送信側の局部発振信号と受信側の局部発振信号は同期している。

図２０Ｂは、第１の局部発振信号および第１の受信部１１によって受信された反射ＲＦ信号における位相と時間との関係を示すグラフである。図２０Ｂにおいて、曲線Ｃ１は、第１の局部発振信号の位相と時間との関係を示している。また、曲線Ｄ１は、第１の送信部１０によって送信された送信ＲＦ信号の反射ＲＦ信号の位相と時間との関係を示している。Ｅ１は、第１の局部発振信号と反射ＲＦ信号との位相雑音差である。

図２０Ｃは、第２の局部発振信号および第２の受信部２０によって受信された反射ＲＦ信号における位相と時間との関係を示すグラフである。図２０Ｃにおいて、曲線Ｃ２は、第２の局部発振信号の位相と時間との関係を示している。また、曲線Ｄ２は、図２０Ｂに示した曲線Ｄ１と同様に、第１の送信部１０によって送信された送信ＲＦ信号の反射ＲＦ信号の位相と時間との関係を示している。図２０Ｃにおける第２の局部発振信号は、第１の局部発振信号とは異なる局部発振信号である。Ｅ２は、第２の局部発振信号と反射ＲＦ信号との位相雑音差である。

下記式（２２）は、第１の送信部１０が用いる第１の局部発振信号の位相雑音と第１の受信部１１が用いる第１の局部発振信号の位相雑音との差分と、第１の送信部１０が用いる第１の局部発振信号の位相雑音と第２の受信部２０が用いる第２の局部発振信号の位相雑音との差分との大小関係を示している。下記式（２２）において、φ_{ｎｉｓ，１，ｎＭＤＬ，ｎＴｘ}（ｔ）は、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの送信チャンネル番号ｎ_Ｔｘの送信チャンネルにおける第１の局部発振信号の位相雑音である。φ_{ｎｉｓ，１，ｎＭＤＬ，ｎＴｘ}（ｔ−２Ｒ_ｍａｘ／ｃ）は、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの受信チャンネル番号ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}の受信チャンネルにおける第１の局部発振信号の位相雑音である。また、φ_{ｎｉｓ，２，ｎＲｘＥｘ，ｎＴｘ}（ｔ−２Ｒ_ｍａｘ／ｃ）は、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘの受信チャンネル番号ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}の受信チャンネルにおける第２の局部発振信号の位相雑音である。

第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬにおいて、第１の送信部１０と第１の受信部１１とが同じ第１の局部発振信号を用い、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘにおいて、第２の受信部２０が、第１の局部発振信号とは異なる第２の局部発振信号を用いた場合に、図２０Ｂおよび図２０Ｃに示すように、位相雑音差Ｅ１は、位相雑音差Ｅ２よりも小さくなる。上記式（２２）は、この関係を示しており、第１の送信部１０と第１の受信部１１が同じ第１の局部発振信号を用いたときの位相雑音の差分は、第２の受信部２０が第１の局部発振信号とは異なる第２の局部発振信号を用いた場合における位相雑音の差分よりも小さい。

上記式（１０）、図２０Ｂおよび図２０Ｃに示すように、局部発振信号と、受信された反射ＲＦ信号との間には時間差２Ｒ_ｍａｘ／ｃがあり、レーダ装置からの目標の距離が遠くなるほど、位相雑音の差が大きくなって位相雑音の影響が大きくなる。
第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬは、下記式（２３）の関係に従って位相雑音を抑圧する第１の局部発振信号生成部１−６−１を有しており、図１９Ｂに示したように、位相雑音を所望のレベル以下に抑圧する。下記式（２３）において、Δφ_ｎｉｓは位相雑音差分の許容上限値である。位相雑音の差分がΔφ_ｎｉｓよりも大きい場合、位相雑音の影響を抑圧できていない。

例えば、送信側と受信側で異なる局部発振信号が用いられた場合、上記式（２２）の右辺に示すように、送信側と受信側で局部発振信号の特性が異なるため、位相雑音の影響を抑圧できず、目標検出性能が劣化する。なお、互い異なる局部発振信号を、位相雑音差分がΔφ_ｎｉｓ以下となるように調整してもよいが、この調整を行うことによりコストが増大する。このため、上記式（２３）の関係に従って位相雑音を抑圧する第１の局部発振信号生成部１−６−１は、有用性がある。

さらに、第１の局部発振信号生成部１−６−１が、第１の受信部１１によって受信された反射ＲＦ信号のダウンコンバートに第１の局部発振信号を用いることに加え、位相雑音による損失Ｐ_φｎｉｓに基づいてレーダパラメータを設定することにより、所望の位相雑音を抑圧することが可能になる。すなわち、第１の局部発振信号生成部１−６−１は、変調帯域Ｂ_０、サンプリング周波数ｆ_ｓおよび最大探知距離Ｒ_ｍａｘといったレーダパラメータを調整して、所望の位相雑音による損失Ｐ_φｎｉｓが閾値Ｐ_{φｎｉｓ，ＴＨ}以下になるように位相雑音を抑圧する。

例えば、第１の局部発振信号生成部１−６−１は、上記式（２３）を満たすため、下記式（２４）、下記式（２５）、下記式（２６）および下記式（２７）を満たすレーダパラメータとして、変調帯域Ｂ_０、サンプリング周波数ｆ_ｓ、およびサンプリング周波数ｆ_ｓの曖昧さがなく計測可能な距離Ｒ_{ａｍｂ，ｆｓ}を設定する。ここで、Ｐ_{φｎｉｓ，ＴＨ}は、位相雑音による損失Ｐ_φｎｉｓの閾値であり、ｆ_{ｂ，Ｒｍａｘ}は、最大探知距離Ｒ_ｍａｘのビート周波数、Ｐ_φｎｉｓ（ｆ_{ｂ，Ｒｍａｘ}，ｆ_ｓ）は、最大探知距離Ｒ_ｍａｘのビート周波数ｆ_{ｂ，Ｒｍａｘ}およびサンプリング周波数ｆ_ｓである場合の位相雑音による損失である。下記式（２４）は、第１の局部発振信号生成部１−６−１が所望の性能を満たすための、変調帯域Ｂ_０とサンプリング周波数ｆ_ｓの関係を示している。下記式（２５）は、第１の局部発振信号生成部１−６−１が所望の性能を満たすための、最大探知距離Ｒ_ｍａｘとサンプリング周波数ｆ_ｓの曖昧さがなく計測可能な距離Ｒ_{ａｍｂ，ｆｓ}との関係を示している。下記式（２６）は、第１の局部発振信号生成部１−６−１が所望の性能を満たすための、最大探知距離Ｒ_ｍａｘのビート周波数ｆ_{ｂ，Ｒｍａｘ}とサンプリング周波数ｆ_ｓとの関係を示している。下記式（２７）は、第１の局部発振信号生成部１−６−１が所望の性能を満たすための、位相雑音による損失Ｐ_φｎｉｓの閾値Ｐ_{φｎｉｓ，ＴＨ}と最大探知距離Ｒ_ｍａｘのビート周波数ｆ_{ｂ，Ｒｍａｘ}およびサンプリング周波数ｆ_ｓとの関係を示している。下記式（２８）は、第１の局部発振信号生成部１−６−１が所望の性能を満たすための、最大探知距離Ｒ_ｍａｘのビート周波数ｆ_{ｂ，Ｒｍａｘ}と最大探知距離Ｒ_ｍａｘとの関係を示している。下記式（２９）は、第１の局部発振信号生成部１−６−１が所望の性能を満たすための、サンプリング周波数ｆ_ｓとサンプリング周波数ｆ_ｓの曖昧さがなく計測可能な距離Ｒ_{ａｍｂ，ｆｓ}との関係を示している。
実施の形態１に係るレーダ装置は、上記式（９）に示したように、送信ＲＦ信号と同様に、反射ＲＦ信号をダウンコンバートするために周波数変調された第１の局部発振信号を用いるため、変調帯域Ｂ_０よりサンプリング周波数ｆ_ｓを低くすることが可能である。
また、変調帯域Ｂ_０以上のサンプリング周波数ｆ_ｓを用いた場合、第１の局部発振信号と距離分解能以上の距離にある目標からの反射ＲＦ信号（第１の送信信号の反射信号）とは、相関が低くなり、位相雑音の影響が増大する。従って、第１の局部発振信号生成部１−６−１が、下記式（２４）に従ってサンプリング周波数ｆ_ｓを低くして、上記両信号の相関が高くなるように、レーダパラメータを設定することで、最大探知距離Ｒ_ｍａｘ以下にある目標からの反射ＲＦ信号の位相雑音による損失を抑圧することができる。
Ｂ_０＞ｆ_ｓ ・・・（２４）
Ｒ_ｍａｘ＜Ｒ_{ａｍｂ，ｆｓ} ・・・（２５）
ｆ_{ｂ，Ｒｍａｘ}≦ｆ_ｓ ・・・（２６）
Ｐ_{φｎｉｓ，ＴＨ}≧Ｐ_φｎｉｓ（ｆ_{ｂ，Ｒｍａｘ}，ｆ_ｓ） ・・・（２７）
ｆ_{ｂ，Ｒｍａｘ}＝（２Ｂ_０／ｃＴ_０）Ｒ_ｍａｘ ・・・（２８）
ｆ_ｓ＝（２Ｂ_０／ｃＴ_０）Ｒ_{ａｍｂ，ｆｓ} ・・・（２９）

図２１は、位相雑音による損失とビート周波数との関係を示す図である。図２１において、サンプリング周波数ｆ_ｓ，Ｈは、上記式（２６）および上記式（２７）を満たさない高いサンプリング周波数であり、サンプリング周波数ｆ_ｓ，Ｌは、上記式（２６）および上記式（２７）を満たさない低いサンプリング周波数である。サンプリング周波数ｆ_ｓ，Ｈであるときのビート周波数ｆ_ｂは、図２１において符号Ｆａを付して示すように、上記（２６）は満たすが、上記式（２７）は満たさない。これにより、図２１において二点鎖線で示すように、最大探知距離Ｒ_ｍａｘのビート周波数ｆ_{ｂ，Ｒｍａｘ}であるときの位相雑音による損失Ｐ_φｎｉｓ（ｆ_ｓ，Ｈ）が、位相雑音による損失の閾値Ｐ_{φｎｉｓ，ＴＨ}以上になる。このようにサンプリング周波数ｆ_ｓが高くなるにつれてビート周波数ｆ_ｂが高くなるので、第１の局部発振信号と反射ＲＦ信号（第１の送信信号の反射信号）との相関が低くなるという問題がある。

一方、図２１において一点鎖線で示すように、サンプリング周波数ｆ_ｓ，Ｌを低くしたときのビート周波数ｆ_ｂは、上記（２６）は満たさないが、上記式（２７）は満たし、短距離であるため、第１の局部発振信号と反射ＲＦ信号（第１の送信信号の反射信号）との相関が高くなる。

第１の局部発振信号生成部１−６−１が、レーダパラメータの値を、上記式（２６）および上記式（２７）を満たす、図２１において符号Ｆで示す領域内の値となるように設定することで、図２１において符号Ｆｂで示す位相雑音による損失が閾値Ｐ_{φｎｉｓ，ＴＨ}以下となり、すなわち、上記式（２３）を満たすようになる。これにより、所望の位相雑音の抑圧が得られ、目標検出性能が向上または維持されたレーダ装置を得ることができる。

次に、実施の形態１に係るレーダ装置を車両に搭載したときのモジュール配置について説明する。以下では、実施の形態１に係るレーダ装置が、第１のモジュール１−１、第２のモジュール２−１〜２−４または２−１〜２−５、および第３のモジュール３−１，３−２を備えるものとする。

図２２は、第１のモジュール１−１、第２のモジュール２−１〜４および第３のモジュール３−１，３−２についての車両４０への第１の配置例を示す図である。図２２に示す第１の配置例では、車両４０のフロントガラス付近に、第３のモジュール３−１、第２のモジュール２−１、第２のモジュール２−２、第１のモジュール１−１、第２のモジュール２−３、第２のモジュール２−４および第３のモジュール３−２が、この順で直線状に配置されている。

図２３は、第１のモジュール１−１、第２のモジュール２−１〜２−５および第３のモジュール３−１，３−２についての車両４０への第２の配置例を示す図である。図２３に示す第２の配置例では、車両４０のフロントガラス付近に第３のモジュール３−１が配置され、車両４０のバンパーに、第３のモジュール３−１、第２のモジュール２−１〜２−５および第３のモジュール３−２が、この順で直線状に配置されている。

図２４は、第１のモジュール１−１、第２のモジュール２−１〜２−５および第３のモジュール３−１，３−２についての車両４０への第３の配置例を示す図である。図２４に示す第３の配置例では、車両４０の正面のエンブレム部分に第１のモジュール１−１が配置され、車両４０のフロントガラス付近に、第３のモジュール３−１、第２のモジュール２−１〜２−５および第３のモジュール３−２が、この順で直線状に配置されている。

図２５は、第１のモジュール１−１、第２のモジュール２−１〜２−４および第３のモジュール３−１，３−２についての車両４０への第４の配置例を示す図である。図２５に示す第４の配置例では、車両４０のフロントガラス付近に、第２のモジュール２−１、第２のモジュール２−２、第１のモジュール１−１、第２のモジュール２−３および第２のモジュール２−４が、この順で直線状に配置されている。さらに、第３のモジュール３−１および第３のモジュール３−２が、車両４０のバンパーに配置されている。

実施の形態１に係るレーダ装置は、モジュール配置の自由度が高いので、図２２、図２３、図２４および図２５に示すように、複数のモジュールを分散して配置することが可能である。すなわち、全てのモジュールが一体となった構成に比べて、実施の形態１に係るレーダ装置は、車両の大きさまたは様々な配置場所に対応することが可能である。また、所望の仕様に応じて、例えば、角度分解能に応じてそれぞれのモジュールの数を設定することが可能である。

次に、実施の形態１に係るレーダ装置のハードウェア構成について説明する。
第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬにおける第１の送信部１０、第１の受信部１１および第１の信号処理器１２の機能、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘにおける第２の受信部２０および第２の信号処理器２１の機能および第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘにおける第３の送信部３０の機能は、処理回路により実現される。すなわち、実施の形態１に係るレーダ装置は、図４に示したステップＳＴ１からステップＳＴ８までの処理を実行するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであってもよいが、メモリに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であってもよい。

図２６Ａは、実施の形態１に係るレーダ装置の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。図２６Ｂは、実施の形態１に係るレーダ装置の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。図２６Ａおよび図２６Ｂにおいて、アンテナ１００は、第１の送信部１０が備えるアンテナ１−２−ｎ_Ｔｘ、第１の受信部１１が備えるアンテナ１−７−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}、第２の受信部２０が備えるアンテナ２−７−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}または第３の送信部３０が備えるアンテナ３−２−ｎ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}である。表示器１０１は、図１に示した表示器９である。

入出力インタフェース１０２は、信号バス１０４を介して、アンテナ１００と、送信機１−３−ｎ_Ｔｘ、受信機１−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}、受信機２−８−ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}または送信機３−３−ｎ_{Ｔｘ，ｎＴｘＥｘ}との間の信号のやり取りを中継する。また、入出力インタフェース１０２は、信号バス１０４を介して、表示器１０１と第１の信号処理器１２との間の信号のやり取りを中継する。

処理回路が図２６Ａに示す専用のハードウェアの処理回路１０３である場合、処理回路１０３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬにおける第１の送信部１０、第１の受信部１１および第１の信号処理器１２の機能を別々の処理回路で実現してもよく、これらの機能をまとめて１つの処理回路で実現してもよい。また、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘにおける第２の受信部２０および第２の信号処理器２１の機能を別々の処理回路で実現してもよく、これらの機能をまとめて１つの処理回路で実現してもよい。さらに、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘにおける第３の送信部３０の機能を、別々の処理回路で実現してもよく、これらの機能をまとめて１つの処理回路で実現してもよい。

処理回路が図２６Ｂに示すプロセッサ１０５である場合、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬにおける第１の送信部１０、第１の受信部１１および第１の信号処理器１２の機能、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘにおける第２の受信部２０および第２の信号処理器２１の機能および第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘにおける第３の送信部３０の機能のそれぞれは、ソフトウェア、ファームウェアまたはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。なお、ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述されてメモリ１０６に記憶される。

プロセッサ１０５は、メモリ１０６に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬにおける第１の送信部１０、第１の受信部１１および第１の信号処理器１２の機能、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘにおける第２の受信部２０および第２の信号処理器２１の機能および第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘにおける第３の送信部３０の機能をそれぞれ実現する。例えば、各モジュールの機能は、プロセッサ１０５によって実行されたときに、図４に示したフローチャートにおける、ステップＳＴ１からステップＳＴ８までの処理が結果的に実行されるプログラムを記憶するためのメモリ１０６を備える。これらのプログラムは、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬ、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘおよび第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘの手順または方法を、コンピュータに実行させる。メモリ１０６は、コンピュータを、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬ、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘおよび第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘとして機能させるためのプログラムが記憶されたコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。

メモリ１０６は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ−ＥＰＲＯＭ）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤなどが該当する。

第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬにおける第１の送信部１０、第１の受信部１１および第１の信号処理器１２の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。例えば、第１の送信部１０および第１の受信部１１は、専用のハードウェアである処理回路１０３で機能を実現し、第１の信号処理器１２は、プロセッサ１０５が、メモリ１０６に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、機能を実現する。このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせにより上記機能を実現することができる。

以上のように、実施の形態１に係るレーダ装置において、第１のモジュール１−１が、第１の局部発振信号を用いて、受信された反射ＲＦ信号から、受信ビート信号を生成し、第２のモジュール２−１が、第１の局部発振信号と同期している第２の局部発振信号を用いて、受信された反射ＲＦ信号から受信ビート信号を生成し、第１の信号処理器１２が、第１のモジュール１−１によって生成された受信ビート信号と、第２のモジュール２−１によって生成された受信ビート信号とに基づくコヒーレント積分で得られた信号を用いて目標の角度を算出する。これにより、目標の検出精度を保ちつつ目標の角度分解能を高めることができる。

実施の形態１に係るレーダ装置において、第１のモジュール１−１は、複数の送信チャンネルおよび複数の受信チャンネルを有する。第１の信号処理器１２は、チャンネル間の位相差に基づいてコヒーレント積分を行う。第３のモジュール３−１は、第１のモジュール１−１と第２のモジュール２−１との位置関係によって生じた到来位相差に基づいて、コヒーレント積分を行う。これらの積分を行うことで、目標の検出精度を保ちつつ目標の角度分解能を高めることができる。

実施の形態１において、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬを用いて目標候補を検出し、第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘおよび第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘを用いて目標の角度分解能を向上させたレーダ装置を示したが、これに限定されるものではない。例えば、レーダ装置は、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬおよび第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘのみを備えてもよく、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬおよび第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘのみを備えてもよい。さらに、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの受信信号と第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘの受信信号とを合成して、目標の角度分解能をさらに向上させてもよい。

実施の形態２．
図２７は、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である。実施の形態２に係るレーダ装置は、実施の形態１に係るレーダ装置とは異なって第２のモジュール２−ｎ_ＲｘＥｘを備えておらず、図２７に示すように、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬ、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘおよび表示器９を備えて構成される。

図２８は、実施の形態２に係るレーダ装置の動作を示すフローチャートであって、実施の形態２に係るレーダ装置による信号処理方法を示している。
まず、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬが備える第１の送信部１０が、空間に送信ＲＦ信号を放射する（ステップＳＴ１ｈ）。空間に物体が存在すると、この物体で送信ＲＦ信号が反射されてレーダ装置に戻ってくる。第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬが備える第１の受信部１１は、送信ＲＦ信号の反射ＲＦ信号を受信して、第１の局部発振信号を用いて反射ＲＦ信号から受信ビート信号を生成する（ステップＳＴ２ｈ）。この受信ビート信号が、目標の検出に用いられる第１の受信信号である。

次に、第１の信号処理器１２は、第１の受信部１１から入力した受信ビート信号を用いて、第１のモジュール１−１における送信チャンネルごとおよび受信チャンネルごとの目標候補の距離および速度に基づいた第１の信号を生成する。第１の信号処理器１２は、生成された第１の信号に対してインコヒーレント積分を行い、インコヒーレント積分で得られた信号の強度に基づいて目標候補の距離および速度を算出する（ステップＳＴ３ｈ）。

続いて、第１の信号処理器１２が、各目標候補についての第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの送信チャンネルごとおよび受信チャンネルごとの第１の信号に対して、目標候補の到来角度候補に対応する到来位相差に基づいてコヒーレント積分を行う（ステップＳＴ４ｈ）。

次に、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬが備える第１の送信部１０が、空間に送信ＲＦ信号を放射し、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘが備える第３の送信部３０が、空間に送信ＲＦ信号を放射する（ステップＳＴ５ｈ）。第３の送信部３によって送信される送信ＲＦ信号が、第３の送信信号である。

第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬが備える第１の受信部１１が、第１の送信部１０によって送信された送信ＲＦ信号の反射ＲＦ信号を受信し、第３の送信部３０によって送信された送信ＲＦ信号の反射ＲＦ信号を受信する。そして、第１の受信部１１は、図１３Ａと同様の手順で、第１の局部発振信号を用いて、第１の送信部１０から送信された送信ＲＦ信号の反射ＲＦ信号から第１の受信ビート信号を生成する。さらに、第１の受信部１１は、図１３Ａと同様の手順で、第３の送信部３０から送信された送信ＲＦ信号の反射ＲＦ信号から第３の受信ビート信号を生成する（ステップＳＴ６ｈ）。第１の受信ビート信号は、目標の角度の算出に用いられる第１の受信信号であり、第３の受信ビート信号は、目標の角度の算出に用いられる第３の受信信号である。

第１の信号処理器１２は、図１４のステップＳＴ１ｇおよびステップＳＴ２ｇと同様の手順で、第１の受信ビート信号を用いて、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの送信チャンネルごとおよび受信チャンネルごとの各目標候補の距離および速度に基づいた第４の信号を生成する。さらに、第１の信号処理器１２は、図１４のステップＳＴ１ｇおよびステップＳＴ２ｇと同様の手順で、第３の受信ビート信号を用いて、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘの送信チャンネルごとおよび第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬの受信チャンネルごとの各目標候補の距離および速度に基づいた第３の信号を生成する。

第１の信号処理器１２は、図１４のステップＳＴ３ｇと同様の手順で、各目標候補についての第３の信号および第４の信号に対し、目標候補の到来角度候補に対応する到来位相差に基づいてコヒーレント積分を行う（ステップＳＴ７ｈ）。最後に、第１の信号処理器１２は、各目標候補についてのコヒーレント積分で得られた信号を用いて、目標候補の角度を算出する（ステップＳＴ８ｈ）。第１の信号処理器１２によって算出された目標候補の角度に関する情報は、表示器９に表示される。

以上のように、実施の形態２に係るレーダ装置において、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬが、第１の局部発振信号を用いて、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬから送信された送信ＲＦ信号の反射ＲＦ信号および第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘから送信された送信ＲＦ信号の反射ＲＦ信号から、受信ビート信号をそれぞれ生成する。第１の信号処理器１２が、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬによって生成された受信ビート信号を用いて目標を検出し、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬによって、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬから送信された送信ＲＦ信号の反射ＲＦ信号から生成された受信ビート信号と、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬによって、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘから送信された送信ＲＦ信号の反射ＲＦ信号から生成された受信ビート信号に基づくコヒーレント積分で得られた信号を用いて、目標の角度を算出する。これにより、目標の検出精度を保ちつつ目標の角度分解能を高めることができる。なお、目標の検出後、第１のモジュール１−ｎ_ＭＤＬと第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘが送信ＲＦ信号を送信する場合を示したが、目標の検出後に、第３のモジュール３−ｎ_ＴｘＥｘのみが送信ＲＦ信号を送信してもよい。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、実施の形態のそれぞれの自由な組み合わせまたは実施の形態のそれぞれの任意の構成要素の変形もしくは実施の形態のそれぞれにおいて任意の構成要素の省略が可能である。

本発明に係るレーダ装置は、目標の検出精度を保ちつつ目標の角度分解能を高めることができるので、例えば、車両の障害物検出装置に利用可能である。

１−１，１−ｎ_ＭＤＬ 第１のモジュール、１−１−１，１−１−２ 送信ＲＦ信号、１−２−１，１−２−２，１−７−１〜１−７−Ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}，２−７−１〜２−７−Ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ}，３−２−１，１００ アンテナ、１−３−１，１−３−２，３−３−１ 送信機、１−４−１ 送信切替部、１−５−１，３−５−１ 符号変調部、１−６−１ 第１の局部発振信号生成部、１−８−１〜１−８−Ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}，２−８−１〜２−８−Ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ} 受信機、１−９−１〜１−９−Ｎ_{Ｒｘ，ｎＭＤＬ}，２−９−１〜２−９−Ｎ_{Ｒｘ，ｎＲｘＥｘ} Ａ／Ｄ変換器、２−１〜２−５，２−ｎ_ＲｘＥｘ 第２のモジュール、２−６−１ 第２の局部発振信号生成部、３−１，３−２，３−ｎ_ＴｘＥｘ 第３のモジュール、３−６−１ 第３の局部発振信号生成部、９，１０１ 表示器、１０ 第１の送信部、１１ 第１の受信部、１２ 第１の信号処理器、２０ 第２の受信部、２１ 第２の信号処理器、３０ 第３の送信部、４０ 車両、１０２ 入出力インタフェース、１０３ 処理回路、１０４ 信号バス、１０５ プロセッサ、１０６ メモリ、１２０ 第１の分離部、１２１ 第１の信号生成部、１２２ インコヒーレント積分部、１２３ 目標候補検出部、１２４ 第１のコヒーレント積分部、１２５ 第２のコヒーレント積分部、１２６ 角度算出部、１５０〜１５３，１６０〜１６３ モジュール、１５０ａ，１５３ａ，１６０ａ，１６３ａ 送信部、１５０ｂ，１６０ｂ〜１６３ｂ 局部発振信号生成器、１５１ａ，１５２ａ，１６１ａ，１６２ａ 受信部、２１０ 第２の分離部、２１１ 第２の信号生成部。

Claims (24)

1. 第１の局部発振信号を用いて第１の送信信号を生成し、前記第１の送信信号を送信し、前記第１の送信信号の反射信号を受信して、前記第１の局部発振信号を用いて、受信された反射信号から第１の受信信号を生成する第１のモジュールと、
   前記第１の送信信号の反射信号を受信し、前記第１の局部発振信号と同期している第２の局部発振信号を用いて、受信された反射信号から第２の受信信号を生成する第２のモジュールと、
   前記第１の受信信号を用いて目標を検出し、前記目標に対して前記第１の受信信号と前記第２の受信信号に基づくコヒーレント積分で得られた信号を用いて、前記目標の角度を算出する信号処理器と、
   を備えたことを特徴とするレーダ装置。
2. 前記信号処理器は、前記第１の受信信号を用いて距離と速度に基づく第１の信号を生成し、前記第１の信号の信号強度に基づいて前記目標の距離および速度を検出し、検出された前記目標の距離および速度に対して、前記第１の受信信号と前記第２の受信信号に基づくコヒーレント積分を行うこと
   を特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
3. 前記信号処理器は、前記第１の信号の信号強度に基づいて、前記目標の距離のビン番号および速度のビン番号を特定し、それぞれのビン番号に対応する距離および速度に対して、前記第１の受信信号と前記第２の受信信号に基づくコヒーレント積分を行うこと
   を特徴とする請求項２記載のレーダ装置。
4. 前記信号処理器は、前記第１のモジュールと前記第２のモジュールの位置関係によって生じた到来位相差に基づいて前記第１の受信信号と前記第２の受信信号とのコヒーレント積分を行うこと
   を特徴とする請求項２記載のレーダ装置。
5. 前記信号処理器は、前記第１のモジュールによって生成された受信信号を用いて、前記目標の距離および速度に基づいた第１の信号を生成し、当該第１の信号に対してインコヒーレント積分を行い、インコヒーレント積分で得られた信号の強度に基づいて前記目標を検出すること
   を特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
6. 前記第１のモジュールは、１以上の送信チャンネルおよび１以上の受信チャンネルを有し、
   前記信号処理器は、チャンネル間の位相差に基づいて、前記第１の信号に対してコヒーレント積分を行うこと
   を特徴とする請求項２記載のレーダ装置。
7. 送信信号を送信する機能を有し、前記第１の局部発振信号と同期している第３の局部発振信号を用いて第３の送信信号を生成する第３のモジュールを備え、
   前記第１のモジュールは、前記第３の送信信号の反射信号を受信して、前記第１の局部発振信号を用いて、受信された前記第３の送信信号の反射信号から第３の受信信号を生成し、
   前記信号処理器は、前記目標に対して、前記第２の受信信号と前記第３の受信信号、または、前記第２の受信信号と前記第３の受信信号と前記第１の受信信号とに基づくコヒーレント積分で得られた信号を用いて、前記目標の角度を算出すること
   を特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
8. 前記第２のモジュールは、１以上であることを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
9. 前記第３のモジュールは、１以上であることを特徴とする請求項７記載のレーダ装置。
10. 第１の局部発振信号を用いて第１の送信信号を生成し、前記第１の送信信号を送信し、送信信号の反射信号を受信して、前記第１の局部発振信号を用いて、受信された反射信号から第１の受信信号を生成する第１のモジュールと、
    前記第１の局部発振信号と同期している第３の局部発振信号を用いて第３の送信信号を生成する第３のモジュールと、
    目標の角度を算出する信号処理器と、
    を備え、
    前記第１のモジュールは、前記第３の送信信号の反射信号を受信して、前記第１の局部発振信号を用いて第３の受信信号を生成し、
    前記信号処理器は、前記第１の受信信号を用いて前記目標を検出し、前記目標に対して前記第１の受信信号と前記第３の受信信号に基づくコヒーレント積分で得られた信号を用いて、前記目標の角度を算出すること
    を特徴とするレーダ装置。
11. 前記信号処理器は、前記第１の受信信号を用いて距離と速度に基づく第１の信号を生成し、前記第１の信号の信号強度に基づいて前記目標の距離および速度を検出し、検出された前記目標の距離および速度に対して前記第１の受信信号と前記第３の受信信号に基づくコヒーレント積分を行うこと
    を特徴とする請求項１０記載のレーダ装置。
12. 前記信号処理器は、前記第１の信号の信号強度に基づいて、前記目標の距離のビン番号および速度のビン番号を特定し、それぞれのビン番号に対応する距離および速度に対して、前記第１の受信信号と前記第３の受信信号に基づくコヒーレント積分を行うこと
    を特徴とする請求項１１記載のレーダ装置。
13. 前記信号処理器は、前記第１のモジュールと前記第３のモジュールの位置関係によって生じた到来位相差に基づいて前記第１の受信信号と前記第３の受信信号とのコヒーレント積分を行うこと
    を特徴とする請求項１１記載のレーダ装置。
14. 前記信号処理器は、前記第１のモジュールによって生成された受信信号を用いて、前記目標の距離および速度に基づいた第１の信号を生成し、前記第１の信号に対してインコヒーレント積分を行い、インコヒーレント積分で得られた信号の強度に基づいて前記目標を検出すること
    を特徴とする請求項１０記載のレーダ装置。
15. 前記第１のモジュールは、１以上の送信チャンネルおよび１以上の受信チャンネルを有し、
    前記信号処理器は、チャンネル間の位相差に基づいて、前記第１の信号に対してコヒーレント積分を行うこと
    を特徴とする請求項１１記載のレーダ装置。
16. 前記第３のモジュールは、１以上であることを特徴とする請求項１０記載のレーダ装置。
17. 前記第１のモジュールは、前記第１の局部発振信号を用いて、複数の送信信号を各々の送信信号に分離するための変調を施し、変調が施された複数の送信信号を送信すること
    を特徴とする請求項６、請求項８、請求項９、請求項１５または請求項１６のいずれか１項記載のレーダ装置。
18. 変調は、時分割、符号分割、周波数分割、時分割および符号分割、または周波数分割および符号分割であること
    を特徴とする請求項１７記載のレーダ装置。
19. 前記第３のモジュールは、前記第３の局部発振信号を用いて、複数の送信信号を各々の送信信号に分離するための変調を施し、変調が施された複数の送信信号を送信すること
    を特徴とする請求項７または請求項１０記載のレーダ装置。
20. 変調は、時分割、符号分割、周波数分割、時分割および符号分割、または周波数分割および符号分割であること
    を特徴とする請求項１９記載のレーダ装置。
21. 前記第１のモジュールは、位相雑音による損失に基づいてレーダパラメータを設定して、前記第１の局部発振信号を生成すること
    を特徴とする請求項１または請求項１０記載のレーダ装置。
22. 第１の局部発振信号を用いて第１の送信信号を生成し、前記第１の送信信号を送信し、前記第１の送信信号の反射信号を受信する第１のモジュール、前記第１の送信信号の反射信号を受信する第２のモジュール、および目標の角度を算出する信号処理器を備えたレーダ装置の信号処理方法であって、
    前記第１のモジュールが、前記第１の局部発振信号を用いて、受信された反射信号から第１の受信信号を生成するステップと、
    前記第２のモジュールが、前記第１の局部発振信号と同期している第２の局部発振信号を用いて、受信された反射信号から第２の受信信号を生成するステップと、
    前記信号処理器が、前記第１の受信信号を用いて前記目標を検出し、前記目標に対して前記第１の受信信号と前記第２の受信信号に基づくコヒーレント積分で得られた信号を用いて、前記目標の角度を算出するステップと、
    を備えたことを特徴とする信号処理方法。
23. 第１の局部発振信号を用いて第１の送信信号を生成し、前記第１の送信信号を送信し、送信信号の反射信号を受信して、前記第１の局部発振信号を用いて、受信された反射信号から第１の受信信号を生成する第１のモジュール、前記第１の局部発振信号と同期している第３の局部発振信号を用いて第３の送信信号を生成する第３のモジュール、および目標の角度を算出する信号処理器を備えたレーダ装置の信号処理方法であって、
    前記第１のモジュールが、前記第３の送信信号の反射信号を受信して、前記第１の局部発振信号を用いて第３の受信信号を生成するステップと、
    前記信号処理器が、前記第１の受信信号を用いて前記目標を検出し、前記目標に対して前記第１の受信信号と前記第３の受信信号に基づくコヒーレント積分で得られた信号を用いて、前記目標の角度を算出するステップと、
    を備えたことを特徴とする信号処理方法。
24. 前記第１のモジュールは、位相雑音による損失に基づいてレーダパラメータを設定して、前記第１の局部発振信号を生成すること
    を特徴とする請求項２２または請求項２３記載の信号処理方法。

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