JP7111455B2 - レーダ装置およびレーダ装置の制御方法 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、レーダ装置およびレーダ装置の制御方法に関する。

従来、所定の周期で周波数が変調される送信信号に基づいて送信波を送信し、送信信号と反射波に基づく受信信号とにおける周波数差に対応したビート信号を所定の周期に同期して出力するレーダ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４－３４７３６２号公報

しかしながら、上記レーダ装置では、ビート信号を出力させるタイミングの設定方法については記載されていない。上記レーダ装置では、例えば、送信波における所定の周期が短くなった場合に、最適なタイミングでビート信号を出力することができる所定期間が短くなり、所定期間と、ビート信号を出力するタイミングとがずれることがある。そのため、レーダ装置での物標の検出精度が低下するおそれがある。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、物標の検出精度を向上させるレーダ装置およびレーダ装置の制御方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係るレーダ装置は、送信部と、受信部と、指示部とを備える。送信部は、周波数を変調させた送信信号に基づいて送信波を送信する。受信部は、送信波が物標により反射された反射波に基づいて受信信号を取得する。指示部は、送信信号の周波数が所定周波数となる所定タイミングと、送信信号と受信信号とに基づくビート信号が受信部から出力される出力タイミングとを合わせて、ビート信号を受信部から出力させる。

実施形態の一態様によれば、物標の検出精度を向上させることができる。

図１Ａは、従来のレーダ装置における送信信号と出力タイミングとを説明する図である。 図１Ｂは、実施形態に係るレーダ装置における送信信号と出力タイミングとを説明する図である。 図２は、第１実施形態に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。 図３は、第１実施形態に係る信号生成部の構成を示すブロック図である。 図４は、第１実施形態に係るレーダ装置における同期制御を説明するフローチャートである。 図５は、第２実施形態に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。 図６は、第２実施形態に係る信号生成部の構成を示すブロック図である。 図７は、第３実施形態に係る信号生成部の構成を示すブロック図である。 図８は、第４実施形態に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。 図９は、第４実施形態に係る信号生成部の構成を示すブロック図である。 図１０は、第４実施形態に係るレーダ装置における同期制御を説明するフローチャートである。 図１１は、第５実施形態に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。 図１２は、第５実施形態に係るレーダ装置における同期制御を説明するフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するレーダ装置およびレーダ装置の制御方法を説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

以下では、レーダ装置がＦＣＭ（Fast-Chirp Modulation）方式である場合を例に挙げて説明するが、レーダ装置は、例えば、ＦＭ－ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式といった他の方式であってもよい。ＦＣＭ方式のレーダ装置では、周波数が連続的に増加または減少するチャープ波を送信波として送信する。

レーダ装置は、例えば、車両のフロントグリル内等に搭載され、自車両の進行方向に存在する物標（例えば、他車両（車）や、自転車や、歩行者（人）等）を検出する。なお、レーダ装置の搭載箇所は、例えばフロントガラスやリアグリル、左右の側部（例えば、左右のドアミラー）等他の箇所に搭載されてもよい。また、レーダ装置は、車両以外にも航空機や船舶などに搭載されてもよい。

レーダ装置は、送信信号に基づく送信波を送信し、物標に送信波が反射した反射波に基づいて受信信号を取得する。そして、レーダ装置は、送信信号と受信信号とに基づいてビート信号を生成し、生成したビート信号を受信部から出力し、ビート信号に基づいて物標の距離や、物標の角度などを算出する。

レーダ装置は、物標の検出精度を高めるために、物標を精度良く検出することができる所定期間内にビート信号を出力しなければならない。

従来のレーダ装置では、１つのチャープ波の送信周期であるチャープ時間と、ビート信号を受信部から出力させる出力タイミングとは、異なる基準信号に基づいて設定されていた。

そのため、例えば、図１Ａに示すように、チャープ波おける時間ｔ０、ｔ１のビート信号の出力タイミングを所定期間内となるようにチャープ波と同期させた場合でも、送信信号の変調のタイミングが変化した時間ｔｎ－１、ｔｎでは、ビート信号の出力タイミングが所定期間外となることがある。すなわち、出力タイミングが所定期間からずれることがある。図１Ａは、従来のレーダ装置における送信信号と出力タイミングとを説明する図である。

上記したずれは、送信周期と出力タイミングとを所定時間毎に合わせた場合でも、その後変調の回数が増加すると生じ得る。特に、１つのチャープ波の送信周期が短いＦＣＭ方式のレーダ装置では、ずれが生じ易い。最初に送信したチャープ波とビート信号の出力タイミングとを同期させても、複数のチャープ波を連続して送信する間に、例えばクロックのずれが蓄積することで、チャープ波とビート信号の出力タイミングにずれが生じるからである。そのため、従来のレーダ装置は、物標の検出精度が低下するおそれがある。

そこで、実施形態に係るレーダ装置１（図２参照）は、図１Ｂに示すように、送信信号における周波数が所定周波数となる所定タイミングと、出力タイミングとを合わせて、受信部３（図２参照）からビート信号を出力することとした。図１Ｂは、実施形態に係るレーダ装置１における送信信号と出力タイミングとを説明する図である。

所定周波数は、予め設定された周波数であり、所定期間内の周波数である。周波数が連続的に減少するチャープ波を送信波として送信するレーダ装置では、所定タイミングは、周波数が減少している場合に周波数が所定周波数となるタイミングである。一方、周波数が連続的に増加するチャープ派を送信波として送信するレーダ装置では、所定タイミングは、周波数が増加している場合に周波数が所定周波数となるタイミングである。

これにより、所定期間と出力タイミングとがずれることを防止することができる。そのため、実施形態に係るレーダ装置１は、物標の検出精度を向上させることができる。

（第１実施形態）
次に、第１実施形態に係るレーダ装置１について図２を参照し説明する。図２は、第１実施形態に係るレーダ装置１の構成を示すブロック図である。

レーダ装置１は、送信部２と、受信部３と、処理部４とを備える。送信部２は、信号生成部２０と、送信アンテナ２１と、ダウンコンバータ２２とを備える。

信号生成部２０について、図３を参照し説明する。図３は、第１実施形態に係る信号生成部２０の構成を示すブロック図である。信号生成部２０は、後述する送受信制御部４０の制御により、チャープ波である送信波を送信するための送信信号を生成する。

信号生成部２０は、基準信号発振器２３と、位相同期回路２４とを備える。基準信号発振器２３は、基準信号を生成する。基準信号発振器２３は、例えば、水晶振動子を用いた発振器である。基準信号発振器２３は、生成した基準信号を、位相同期回路２４および後述する比較部４３に出力する。

位相同期回路２４は、位相比較器２５と、ループフィルタ２６と、電圧制御発振器２７と、分周器２８とを備える。

位相比較器２５は、基準信号発振器２３から出力された基準信号と、分周器２８から出力された分周信号との位相差を検出し、位相差に応じた信号を生成し、出力する。ループフィルタ２６は、例えば、ローパスフィルタであり、位相比較器２５によって出力された信号を平均化し、直流信号である制御電圧を出力する。

電圧制御発振器２７は、制御電圧に応じた周波数で発振し、基準信号の位相に同期した送信信号を生成する。電圧制御発振器２７は、生成した送信信号を、分周器２８、送信アンテナ２１、ダウンコンバータ２２および後述するミキサ３１に出力する。

分周器２８は、送信信号の周波数を整数分の１にした分周信号を位相比較器２５に出力する。

図２に戻り、送信アンテナ２１は、信号生成部２０の電圧制御発振器２７（図３参照）から出力された送信信号を送信波へ変換し、送信波を外部へ出力する。送信アンテナ２１が出力する送信波は、チャープ波が連続する連続波である。送信アンテナ２１から外部へ送信された送信波は、物標で反射されて反射波となる。

ダウンコンバータ２２は、送信信号を低周波の信号にダウンコンバートする。なお、ダウンコンバータ２２は、送信部２の外部に設けられてもよい。

受信部３は、アレーアンテナを形成する複数の受信アンテナ３０と、複数のミキサ３１と、複数のＡ／Ｄ変換部３２とを備える。ミキサ３１およびＡ／Ｄ変換部３２は、受信アンテナ３０ごとに設けられる。

各受信アンテナ３０は、物標からの反射波を受信波として受信し、受信波を受信信号へ変換してミキサ３１へ出力する。なお、図２に示す受信アンテナ３０の数は４つであるが、３つ以下または５つ以上であってもよい。

受信アンテナ３０から出力された受信信号は、図示略の増幅器（例えば、ローノイズアンプ）で増幅された後にミキサ３１へ入力される。ミキサ３１は、送信信号と、受信アンテナ３０から入力される受信信号との一部をミキシングし不要な信号成分を除去してビート信号を生成する。

ビート信号は、送信波と反射波との差分波であって、送信信号の周波数と受信信号の周波数との差となるビート周波数を有する。

Ａ／Ｄ変換部３２は、送受信制御部４０からのサンプリング信号に基づいてビート信号をミキサ３１から取り込み、ビート信号をデジタル信号に変換し、変換後のビート信号を処理部４へ出力する。サンプリング信号は、送信信号における周波数が所定周波数となる所定タイミングに合わせて生成される。

処理部４は、送受信制御部４０と、信号処理部４１と、記憶部４２とを備える。

処理部４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶部４２に対応するＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、レジスタ、その他の入出力ポートなどを含むマイクロコンピュータであり、レーダ装置１全体を制御する。

処理部４は、マイクロコンピュータのＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、送受信制御部４０および信号処理部４１として機能する。なお、送受信制御部４０および信号処理部４１は全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアで構成することもできる。

送受信制御部４０は、比較部４３と、指示部４４とを備える。

比較部４３は、信号生成部２０の基準信号発振器２３（図３参照）から出力された基準信号の周波数と、ダウンコンバータ２２から出力された信号の周波数とを比較し、送信信号の周波数が所定周波数になる所定タイミングであるか否かを判定する。比較部４３は、基準信号の周波数に所定値を乗算した値が、ダウンコンバータ２２から出力された信号の周波数と一致した場合に、送信信号の周波数が所定周波数になる所定タイミングであると判定する。所定値は、所定周波数に応じて設定される。このように、比較部４３は、送信信号の周波数が所定周波数となる所定タイミングを検出する。

指示部４４は、送信部２の信号生成部２０を制御し、送信信号を生成するための指示信号を出力し、信号生成部２０の電圧制御発振器２７（図３参照）から送信信号を出力させる。これにより、時間の経過に従って周波数が連続的に変化する送信信号が電圧制御発振器２７から送信アンテナ２１へ出力される。また、指示部４４は、信号生成部２０を制御することによって、チャープ波の波形を設定することができる。指示部４４は、１つのチャープ波の送信周期であるチャープ時間や、チャープ波の最大周波数と最小周波数（基準周波数）との差である変調幅を設定することで、チャープ波の波形を設定することができる。

指示部４４は、信号生成部２０の基準信号発振器２３から出力された基準信号の周波数と、ダウンコンバータ２２から出力される信号の周波数とに基づき、Ａ／Ｄ変換部３２によってビート信号を取り込ませ、受信部３からビート信号を出力させるサンプリング信号を生成する。具体的には、指示部４４は、比較部４３により検出された所定タイミングに合わせて受信部３からビート信号が出力されるように、サンプリング信号を生成する。すなわち、指示部４４は、所定タイミングに合わせた出力タイミングを設定する。

なお、サンプリング信号を生成するとは、サンプリング信号の基準信号を所定タイミングに合わせて調整することが含まれる。

指示部４４は、サンプリング信号をＡ／Ｄ変換部３２に出力し、サンプリング信号に基づいて、すなわち所定タイミングに合わせて、Ａ／Ｄ変換部３２でビート信号を取り込ませて、ビート信号をＡ／Ｄ変換部３２から出力させる。これにより、所定タイミングに合わせて、Ａ／Ｄ変換部３２からビート信号が出力される。

指示部４４は、チャープ波毎に所定タイミングを検出し、チャープ波毎に所定タイミングでサンプリング信号を出力する。そのため、各チャープ波において、所定タイミングと出力タイミングとが同期する。

また、指示部４４は、チャープ波の周波数が変調により降下したタイミング、すなわち所定期間が開始するタイミングと、Ａ／Ｄ変換部３２が受信信号をＡ／Ｄ変換するタイミングとを同期させてもよい。この場合でも、各チャープ波において、所定タイミングと出力タイミングとを同期させることができる。また、チャープ波の周波数が変調により降下したタイミングを用いることで、Ａ／Ｄ変換の期間を十分に確保することができる。

信号処理部４１は、各Ａ／Ｄ変換部３２から出力されたビート信号に対して２回の高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）処理を行って物標の距離および相対速度を検出する。また、信号処理部４１は、所定の方位演算処理、例えば、ＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）などの公知の到来方向推定手法を用いて、物標が存在する角度を推定する。

次に、第１実施形態に係るレーダ装置１における同期制御について図４のフローチャートを用いて説明する。図４は、第１実施形態に係るレーダ装置１における同期制御を説明するフローチャートである。

送受信制御部４０は、送信信号の周波数が所定周波数となる所定タイミングであるか否かを判定する（Ｓ１０）。

送受信制御部４０は、所定タイミングである場合には（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、サンプリング信号を生成する（Ｓ１１）。そして、送受信制御部４０は、サンプリング信号をＡ／Ｄ変換部３２に出力する（Ｓ１２）。

これにより、Ａ／Ｄ変換部３２は、サンプリング信号に基づいて、すなわち所定タイミングに合わせてビート信号を取り込み（Ｓ１３）、デジタル信号に変換したビート信号を信号処理部４１へ出力する（Ｓ１４）。

送受信制御部４０は、所定タイミングではない場合（Ｓ１０：Ｎｏ）には、今回の処理を終了する。

次に、第１実施形態に係るレーダ装置１の効果について説明する。

レーダ装置１は、所定タイミングと、出力タイミングとを合わせてビート信号を受信部３から出力させる。具体的には、レーダ装置１は、所定タイミングに合わせて出力タイミングを設定し、設定した出力タイミングで受信部３からビート信号を出力する。これにより、レーダ装置１は、物標を精度良く検出することができる所定期間と、出力タイミングとがずれることを防止し、物標の検出精度を向上させることができる。特に、周波数が連続的に増加または減少するチャープ波を送信波として送信するレーダ装置１において、所定期間と出力タイミングとがずれることを防止し、物標の検出精度を向上させることができる。

なお、所定期間と出力タイミングとがずれないように、高精度の部品を使用することも考えられるが、この場合、レーダ装置は、コストが高くなる。これに対し、レーダ装置１は、高精度の部品を使用せずに、所定期間と出力タイミングとがずれることを防止することができる。そのため、レーダ装置１は、コストを低減しつつ、物標の検出精度を向上させることができる。また、レーダ装置１は、送信信号と、サンプリング信号とを、異なる基準信号に基づいて生成する場合でも、所定期間と出力タイミングとがずれることを防止することができ、レイアウトの自由度を高めることができる。

また、所定期間と出力タイミングとがずれないように、所定期間を長くすることも考えられるが、この場合、送信部における送信波の出力時間が長くなり、レーダ装置で発生する熱量が大きくなるおそれがある。そのため、耐熱性の部品や、放熱のための装置が必要となり、コストが高くなる。これに対し、レーダ装置１は、所定期間を長くせずに、所定期間と出力タイミングとがずれることを防止することができる。そのため、レーダ装置１は、コストを低減しつつ、物標の検出精度を向上させることができる。

また、レーダ装置１は、送信信号をダウンコンバートした周波数と、位相同期回路２４の基準信号の周波数とに基づいて出力タイミングを設定する。これにより、レーダ装置１は、送信信号の周波数が所定周波数となる所定タイミングを検出することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るレーダ装置１について図５、図６を参照し説明する。図５は、第２実施形態に係るレーダ装置１の構成を示すブロック図である。図６は、第２実施形態に係る信号生成部２０の構成を示すブロック図である。第２実施形態に係るレーダ装置１では、第１実施形態に係るレーダ装置１と同じ構成については第１実施形態に係るレーダ装置１と同じ符号を付して詳しい説明は省略する。

第２実施形態に係るレーダ装置１は、第１実施形態に係るレーダ装置１と比較してダウンコンバータ２２を有していない点で異なる。

信号生成部２０は、送信信号を電圧制御発振器２７から送信アンテナ２１およびミキサ３１に出力し、分周信号を分周器２８から位相比較器２５および比較部４３に出力する。

比較部４３は、信号生成部２０の基準信号発振器２３から出力された基準信号の周波数と、分周器２８から出力された分周信号の周波数とを比較し、送信信号の周波数が所定周波数になる所定タイミングであるか否かを判定する。比較部４３は、基準信号の周波数に分周器２８による整数を乗算した値が、分周信号の周波数と一致した場合に、所定タイミングであると判定する。このように、比較部４３は、送信信号の周波数が所定周波数となる所定タイミングを検出する。

指示部４４は、基準信号発振器２３から出力された基準信号の周波数と、分周器２８から出力された分周信号の周波数とに基づいて、サンプリング信号を生成する。具体的には、指示部４４は、所定タイミングに合わせて、サンプリング信号を生成する。このように、指示部４４は、受信部３でのビート信号の出力タイミングを設定し、受信部３からビート信号を出力させる。

次に、第２実施形態に係るレーダ装置１の効果について説明する。

レーダ装置１は、基準信号発振器２３から出力された基準信号の周波数と、分周器２８から出力された分周信号の周波数とに基づいて、出力タイミングを設定する。これにより、レーダ装置１は、例えば、ダウンコンバータ２２を用いずに所定タイミングを検出することができる。そのため、レーダ装置１は、第１実施形態に係るレーダ装置１よりも構成を簡易にしつつ、第１実施形態に係るレーダ装置１と同様の効果を得ることができ、例えば、物標の検出精度を向上させることができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係るレーダ装置１について図７を参照し説明する。図７は、第３実施形態に係る信号生成部２０の構成を示すブロック図である。第３実施形態に係るレーダ装置１では、第２実施形態（第１実施形態）に係るレーダ装置１と同じ構成については第２実施形態に係るレーダ装置１と同じ符号を付して詳しい説明は省略する。第３実施形態に係るレーダ装置１の全体構成は、第２実施形態に係るレーダ装置１と同じである。

信号生成部２０は、ループフィルタ２６から出力された制御電圧を電圧制御発振器２７および比較部４３に出力する。

比較部４３は、ループフィルタ２６から出力された制御電圧と所定電圧とを比較し、送信信号の周波数が所定周波数になる所定タイミングであるか否かを判定する。所定電圧は、送信信号の周波数が所定周波数となる電圧である。比較部４３は、制御電圧が所定電圧に一致した場合に、所定タイミングであると判定する。このように、比較部４３は、送信信号の周波数が所定周波数となる所定タイミングを検出する。

指示部４４は、制御電圧に基づいてサンプリング信号を生成する。具体的には、指示部４４は、所定タイミングに合わせて、サンプリング信号を生成する。このように、指示部４４は、受信部３でのビート信号の出力タイミングを設定し、受信部３からビート信号を出力させる。

第３実施形態に係るレーダ装置１の効果について説明する。

レーダ装置１は、送信信号の周波数に対応する制御電圧に基づいて、出力タイミングを設定する。これにより、レーダ装置１は、第１実施形態に係るレーダ装置１よりも構成を簡易にしつつ、第１実施形態に係るレーダ装置１と同様の効果を得ることができ、例えば、物標の検出精度を向上させることができる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係るレーダ装置１について図８、図９を参照し説明する。図８は、第４実施形態に係るレーダ装置１の構成を示すブロック図である。図９は、第４実施形態に係る信号生成部２０の構成を示すブロック図である。第４実施形態に係るレーダ装置１では、第２実施形態（第１実施形態）に係るレーダ装置１と同じ構成については、第２実施形態に係るレーダ装置１と同じ符号を付して詳しい説明は省略する。

第４実施形態に係るレーダ装置１は、送受信制御部４０が比較部４３を有していない点で第２実施形態に係るレーダ装置１と異なる。また、第４実施形態に係る信号生成部２０は、送受信制御部４０に信号を出力しない点で第２実施形態に係る信号生成部２０と異なる。

第４実施形態に係るレーダ装置１では、Ａ／Ｄ変換部３２によってビート信号を取り込むサンプリング信号が生成されるタイミング、すなわち受信部３からビート信号を出力する出力タイミングが予め設定されている。

指示部４４は、Ａ／Ｄ変換部３２によってビート信号を取り込むためのサンプリング信号に基づいて、信号生成部２０に送信信号を生成させる。具体的には、指示部４４は、出力タイミングに合わせて、送信信号の周波数が所定周波数となる所定タイミングを設定し、送信信号の変調波形、すなわちチャープ波の波形を設定する。指示部４４は、出力タイミング時に所定タイミングとなるように、チャープ時間や、変調幅を設定する。指示部４４は、指示信号を生成し、指示信号を信号生成部２０に出力し、信号生成部２０に送信信号を生成させる。

信号生成部２０は、指示部４４からの指示信号に基づいて、送信信号を生成する。これにより、出力タイミングと所定タイミングとが同期する。

次に、第４実施形態に係るレーダ装置１における同期制御について図１０のフローチャートを用いて説明する。図１０は、第４実施形態に係るレーダ装置１における同期制御を説明するフローチャートである。

送受信制御部４０は、出力タイミングを取り込み（Ｓ２０）、受信部３のＡ／Ｄ変換部３２によってビート信号を取り込むためのサンプリング信号に基づいて、出力タイミング時に、所定タイミングとなるように送信信号の変調波形を設定する（Ｓ２１）。

送受信制御部４０は、送信信号が設定した変調波形となる指示信号を出力する（Ｓ２２）。信号生成部２０は、指示信号に基づいて送信信号を生成する（Ｓ２３）。

Ａ／Ｄ変換部３２は、サンプリング信号に基づいてビート信号を取り込み（Ｓ２４）、デジタル信号に変換したビート信号を信号処理部４１へ出力する（Ｓ２５）。

第４実施形態に係るレーダ装置１の効果について説明する。

レーダ装置１は、出力タイミングに合わせて所定タイミングを設定する。具体的には、レーダ装置１は、出力タイミング時に、所定タイミングとなるように送信信号の変調波形、すなわち送信波のチャープ波を生成する。これにより、レーダ装置１は、第１実施形態に係るレーダ装置１と同様の効果を得ることができ、例えば、物標の検出精度を向上させることができる。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態に係るレーダ装置１について図１１を参照し説明する。図１１は、第５実施形態に係るレーダ装置１の構成を示すブロック図である。第５実施形態に係るレーダ装置１では、第１実施形態に係るレーダ装置１と同じ構成については、第１実施形態に係るレーダ装置１と同じ符号を付して詳しい説明は省略する。なお、第５実施形態に係る信号生成部２０は、図９に示す第４実施形態に係る信号生成部２０と同じ構成である。

第５実施形態に係るレーダ装置１は、第１実施形態に係るレーダ装置１に対して、信号生成部２０が送受信制御部４０に信号を出力しない点で異なる。

比較部４３は、サンプリング信号に基づいた出力タイミング時に、ダウンコンバータ２２から出力された信号の周波数に基づいて、送信信号の周波数と所定周波数とを比較する。比較部４３は、出力タイミング時の送信信号の周波数が所定周波数に一致するか否かを判定する。すなわち、比較部４３は、出力タイミング時に、所定タイミングとなっているか否かを判定する。

指示部４４は、出力タイミング時に、所定タイミングとなるように、基準信号発振器２３の基準信号の周波数を設定する。例えば、基準信号発振器２３が水晶振動子を用いた発振器である場合には、送受信制御部４０は、水晶振動子の負荷容量を設定する。指示部４４は、指示信号を生成し、指示信号を信号生成部２０に出力し、信号生成部２０に送信信号を生成させる。

次に、第５実施形態に係るレーダ装置１における同期制御について図１２を参照し説明する。図１２は、第５実施形態に係るレーダ装置１における同期制御を説明するフローチャートである。

送受信制御部４０は、出力タイミング時に所定タイミングとなっているか否かを判定する（Ｓ３０）。

送受信制御部４０は、出力タイミング時に所定タイミングとなっていない場合には（Ｓ３０：Ｎｏ）、出力タイミング時に、所定タイミングとなるように基準信号発振器２３の基準信号の周波数を変更する（Ｓ３１）。

送受信制御部４０は、出力タイミング時に所定タイミングとなっている場合には（Ｓ３０：Ｙｅｓ）、現在設定されている基準信号の周波数に基づいて指示信号を出力する（Ｓ３２）。信号生成部２０は、指示信号に基づいて送信信号を生成する（Ｓ３３）。

Ａ／Ｄ変換部３２は、サンプリング信号に基づいてビート信号を取り込み（Ｓ３４）、デジタル信号に変換したビート信号を信号処理部４１へ出力する（Ｓ３５）。

次に、第５実施形態に係るレーダ装置１の効果について説明する。

レーダ装置１は、出力タイミング時に、所定タイミングとなるように、基準信号発振器２３の基準信号の周波数を設定する。これにより、レーダ装置１は、第４実施形態に係るレーダ装置１よりも、容易に所定タイミングを出力タイミングに合わせることができ、第１実施形態と同様の効果を得ることができ、例えば、物標の検出精度を向上させることができる。

（変形例）
第４実施形態に係るレーダ装置１では、出力タイミング時に、所定タイミングとなるように送信信号の変調波形を設定したが、これに限られることはない。変形例に係るレーダ装置１は、電圧制御発振器２７において送信信号を出力するタイミングを遅延させてもよい。これにより、変形例に係るレーダ装置１は、第４実施形態に係るレーダ装置１と同様の効果を得ることができる。

また、変形例に係るレーダ装置１は、第５実施形態に係るレーダ装置１に対し、第２実施形態に係るレーダ装置１や第３実施形態に係るレーダ装置１の構成を適用することができる。すなわち、変形例に係るレーダ装置１は、分周信号の周波数や、制御電圧に基づいて基準信号発振器２３の基準信号の周波数を変更してもよい。これにより、変形例に係るレーダ装置１は、第５実施形態に係るレーダ装置１と同様の効果を得ることができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。従って、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ レーダ装置
２ 送信部
３ 受信部
４ 処理部
２０ 信号生成部
２２ ダウンコンバータ
２３ 基準信号発振器
２４ 位相同期回路
２５ 位相比較器
２７ 電圧制御発振器
２８ 分周器
３２ Ａ／Ｄ変換部
４０ 送受信制御部
４３ 比較部
４４ 指示部

Claims (11)

1. 周波数が連続的に増加または減少するように周波数を変調させた送信信号に基づくチャープ波を送信波として送信する送信部と、
   前記送信波が物標により反射された反射波に基づいて受信信号を取得する受信部と、
   前記送信信号の周波数が所定周波数となる所定タイミングと、前記送信信号と前記受信信号とに基づくビート信号が前記受信部から出力される出力タイミングとを前記チャープ波毎に合わせて、前記ビート信号を前記受信部から出力させる指示部と
   を備え、
   前記出力タイミングは、前記チャープ波の送信周期であるチャープ時間の設定に用いる基準信号とは、異なる基準信号に基づいて生成されることを特徴とするレーダ装置。
2. 前記指示部は、
   前記所定タイミングに合わせて前記出力タイミングを設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
3. 前記送信部は、
   位相同期回路により前記送信信号を生成する信号生成部を備え、
   前記指示部は、
   前記送信信号をダウンコンバートした周波数と、前記位相同期回路の基準信号の周波数とに基づいて前記出力タイミングを設定する
   ことを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
4. 前記送信部は、
   位相同期回路により前記送信信号を生成する信号生成部を備え、
   前記指示部は、
   前記位相同期回路で分周された前記送信信号の周波数と、前記位相同期回路の基準信号の周波数とに基づいて前記出力タイミングを設定する
   ことを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
5. 前記送信部は、
   電圧制御発振器を含む位相同期回路により前記送信信号を生成する信号生成部を備え、
   前記指示部は、
   前記電圧制御発振器の制御電圧に基づいて前記出力タイミングを設定する
   ことを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
6. 前記指示部は、
   前記出力タイミングに合わせて前記所定タイミングを設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
7. 前記送信部は、
   前記送信信号を生成する信号生成部を備え、
   前記指示部は、
   前記出力タイミング時に、前記所定タイミングとなるように、前記信号生成部に前記送信信号を生成させる
   ことを特徴とする請求項６に記載のレーダ装置。
8. 前記指示部は、
   前記送信信号の変調波形を設定する
   ことを特徴とする請求項７に記載のレーダ装置。
9. 前記指示部は、
   前記送信信号の生成を遅延させる
   ことを特徴とする請求項７に記載のレーダ装置。
10. 前記信号生成部は、
    同期位相回路により前記送信信号を生成し、
    前記指示部は、
    前記同期位相回路の基準信号の周波数を設定する
    ことを特徴とする請求項７に記載のレーダ装置。
11. 周波数が連続的に増加または減少するように周波数を変調させた送信信号に基づくチャープ波を送信波として送信する送信工程と、
    前記送信波が物標により反射された反射波に基づいて受信信号を取得する受信工程と、
    前記送信信号の周波数が所定周波数となる所定タイミングと、前記送信信号と前記受信信号とに基づくビート信号が前記受信工程により出力される出力タイミングとを前記チャープ波毎に合わせて、前記ビート信号を出力させる指示工程と
    を含み、
    前記チャープ波の送信周期であるチャープ時間の設定に用いる基準信号とは、異なる基準信号に基づいて生成されることを特徴とするレーダ装置の制御方法。

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