JP7207905B2 - レーダ装置 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナ装置及びレーダ装置に関する。

近年、ミリ波帯の電波を利用したレーダ装置では、基板にマイクロストリップアンテナを設けてビームを形成する構造が主流となっている（例えば下記特許文献１参照）。

一方、車載の周辺監視用途では、レーダ装置の検知領域の広角化が要求されることもある。

特開２０１４－１９７８１１号公報

これに対し、基板にマイクロストリップアンテナを設ける構造では、アンテナが向いている方向にしかビームを形成することができないため、広角域検知を単一基板で実現させるには限界がある。広角域検知を可能とするアンテナの構造及びレーダ装置の開発が切望される。尚、複数基板を用いれば全体として広角域検知が可能となるが、複数基板の使用はコスト増大及び装置の大型化を招くため、採用し難い。

車載用途に関連して背景技術等を上述したが、広角域検知の実現は車載用途に限定されず、有益である。

本発明は、広角域検知の実現に寄与するアンテナ装置及びレーダ装置を提供することを目的とする。

本発明に係るアンテナ装置は、誘電体材料から成り、所定面と前記所定面の法線とは異なる法線を持つ端面とを有する基板を用いて構成されるアンテナ装置において、前記所定面に設けられた導電性パターンにて構成され、前記所定面の法線方向の空間に対して電波の送信又は受信を行う第１アンテナと、前記基板内に形成された導波路にて構成され、前記端面の法線方向の空間に対して電波の送信又は受信を行う第２アンテナと、を有し、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナは共通の前記基板に設けられる構成（第１の構成）である。

上記第１の構成に係るアンテナ装置において、前記第１アンテナはマイクロストリップアンテナであり、前記第２アンテナは基板集積導波路アンテナである構成（第２の構成）であっても良い。

上記第１又は第２の構成に係るアンテナ装置に関し、前記第１アンテナのビームパターンにおいて、前記所定面の法線方向に対するゲインは前記所定面の接線方向に対するゲインよりも大きく、前記第２アンテナのビームパターンにおいて、前記端面の法線方向に対するゲインは前記端面の接線方向に対するゲインよりも大きい構成（第３の構成）であっても良い。

本発明に係るレーダ装置は、上記第１～第３の構成の何れかのアンテナ装置と、前記アンテナ装置における前記第１アンテナを用いて所定の第１検知領域内の物標を検出するとともに、前記アンテナ装置における前記第２アンテナを用いて前記第１検知領域と異なる所定の第２検知領域内の物標を検出する処理部と、を備えた構成（第４の構成）である。

上記第４の構成に係るレーダ装置において、前記第１検知領域及び前記第２検知領域は部分的に互いに重なり合い、前記処理部は、前記第２アンテナを用いた前記第２検知領域内の物標の検出結果をも参照して、前記第１検知領域内の物標の検出結果を導出する構成（第５の構成）であっても良い。

上記第５の構成に係るレーダ装置において、前記処理部は、前記第１アンテナを用いて前記第１検知領域内の物標の検出結果を導出する際の位相折り返しを、前記第２アンテナを用いた前記第２検知領域内の物標の検出結果に基づいて、評価する構成（第６の構成）であっても良い。この際、前記処理部は、前記第１アンテナを用いて前記第１検知領域内の物標の検出結果を導出する際の位相折り返し誤判定を、前記第２アンテナを用いた前記第２検知領域内の物標の検出結果に基づいて、補正するものであっても良い。

上記第４～第６の何れかの構成に係るレーダ装置において、当該レーダ装置は路面を走行可能な車両に取り付けられ、前記処理部は、前記第１アンテナを用いて前記第１検知領域内に位置する前記路面上の物標を検出し、前記第２アンテナを用いて前記第２検知領域内に位置する前記路面の段差を検出する構成（第７の構成）であっても良い。

本発明によれば、広角域検知の実現に寄与するアンテナ装置及びレーダ装置を提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係るレーダ装置及び車両の模式図である。 本発明の実施形態に係るレーダ装置の構成ブロック図である。 本発明の実施形態に係るアンテナ装置を構成する基板の斜視図と基板に対して定義される複数の軸を示す図である。 本発明の実施形態に係り、基板に複数のマイクロストリップアンテナと複数のＳＩＷアンテナが形成される様子を示す図である。 マイクロストリップアンテナの構成図である。 ＳＩＷアンテナの構成図である。 注目した１つのアンテナに関わるビームの様子を示す図である。 注目した１つのアンテナに関わるビームパターンを示す図である。 複数のアンテナブロックの構成図である。 本発明の第１実施例に係るレーダ装置の機能ブロック図である。 本発明の第１実施例に係るレーダ装置の検知領域を示す図である。 本発明の第１実施例に係り、マイクロストリップアンテナとＳＩＷアンテナとの合成アンテナのビームパターンを示す図である。 本発明の第２実施例に係るレーダブロックの構成図である。 本発明の第２実施例に係り、検知領域と物標との位置関係を示す図である。 本発明の第２実施例に係り、反射波が複数の受信アンテナで受信される様子を示す図である。 本発明の第３実施例に係り、位相折り返し誤判定に関わる検知領域内の２つの位置を示す図である。 本発明の第３実施例に係り、位相折り返し誤判定の補正方法を説明するための図である。 本発明の第４実施例に係り、車両とレーダ装置と路面の段差との関係を示す図である。 本発明の第５実施例に係り、車両に対し４つのレーダ装置が設置される様子を示した俯瞰図である。 本発明の第５実施例に係り、車両に搭載される運転支援システムのブロック図である。

以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量又は部材等を参照する記号又は符号を記すことによって、該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量又は部材等の名称を省略又は略記することがある。

図１は、本発明の実施形態に係るレーダ装置及び車両の模式図である。自動車などの車両ＣＲの所定位置にレーダ装置１が搭載される。図１では、レーダ装置１が車両ＣＲの前部に搭載されているが、レーダ装置１は車両ＣＲの任意の箇所に設置され得る。

図２に示す如く、レーダ装置１にはアンテナ装置２及び電子回路３が設けられる。アンテナ装置２は、電子回路３から供給される送信信号に基づきミリ波帯の送信波を車両ＣＲの周囲（例えば前方や斜め前方）に向けて送信する。この送信波は、車両ＣＲの周辺に位置する物標（先行車、対向車、固定設置物、路面など）によって反射され、アンテナ装置２は、その反射による反射波を受信する。反射波の受信信号は電子回路３に送られる。電子回路３は、反射波の受信信号に対して所定の信号処理を施すことで物標に関わる物標データを生成する。物標データは複数のパラメータを含み、当該複数のパラメータには、物標からの反射による反射波がレーダ装置１の受信アンテナに受信されるまでの距離（即ち、レーダ装置１及び物標間の距離）、車両ＣＲに対する物標の相対速度、車両ＣＲが前進する際の車両ＣＲの進行方向に対する物標の存在位置の方位、車両ＣＲの前後方向に沿った車両ＣＲ及び物標間の距離、車両ＣＲの左右方向に沿った車両ＣＲ及び物標間の距離などが含まれていて良い。

レーダ装置１では、誘電体材料から成る基板を用いて複数のアンテナを構成する。図３（ａ）及び（ｂ）を参照して、レーダ装置１の構成要素である基板ＳＵＢを説明する。基板ＳＵＢは板状の外形を有し、例えば幾何学的には直方体形状を持つ。以下、基板ＳＵＢの形状が直方体形状であることを例にして説明を行うが、基板ＳＵＢの形状はこれに限定されない。基板ＳＵＢは６つの面Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、Ｐｅ及びＰｆを有する。面Ｐａ及びＰｂは互いに対向し、面Ｐｃ及びＰｄは互いに対向し、面Ｐｅ及びＰｆは互いに対向する。面Ｐａ及びＰｂは基板ＳＵＢの表面に相当し、面Ｐａ～Ｐｆの内、面Ｐａ及びＰｂにのみ電子部品を実装可能である。面Ｐａ及びＰｂの一方を表面、他方を裏面と考えることもできるが、以下では、面Ｐａ及びＰｂの双方を表面と考える。面Ｐｃ～Ｐｄは基板ＳＵＢの端面に相当するため、以下、端面とも称され得る。

ここでは、説明の明確化上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸から成るレーダ座標系を定義する。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は互いに原点Ｏにて交差する。図３（ｂ）では、基板ＳＵＢの中心又は重心に原点Ｏがとられているが、原点Ｏは基板ＳＵＢ内又は基板ＳＵＢ上の任意の位置に定義され得る。Ｘ軸及びＹ軸に平行な平面、Ｙ軸及びＺ軸に平行な平面、Ｚ軸及びＸ軸に平行な平面を、夫々、ＸＹ面、ＹＺ面、ＺＸ面と称する。面Ｐａ及びＰｂはＸＹ面に平行であり、面Ｐｂは面Ｐａから見てＺ軸の負側に位置する。面Ｐｃ及びＰｄはＹＺ面に平行であり、面Ｐｄは面Ｐｃから見てＸ軸の負側に位置する。面Ｐｅ及びＰｆはＺＸ面に平行であり、面Ｐｆは面Ｐｅから見てＹ軸の正側に位置する。表面Ｐａ及びＰｂ間の距離は基板ＳＵＢの厚さに相当し、端面Ｐｃ及びＰｄ間の距離、並びに、端面Ｐｅ及びＰｆ間の距離よりも随分と小さい。端面Ｐｃ及びＰｄ間の距離と端面Ｐｅ及びＰｆ間の距離との大小関係は任意である。

基板ＳＵＢは任意の誘電体材料にて構成され、例えば、ガラスエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの合成樹脂やセラミックスにて構成されて良い。基板ＳＵＢは、表面Ｐａ及びＰｂにのみ導電性パターンを形成可能な２層基板であっても良いし、基板層とパターン層を交互に積み重ねた構成を有する多層基板であっても良い。基板ＳＵＢが多層基板である場合、表面Ｐａ及びＰｂ間にパターン層による１以上の内層が形成され、各内層に所望形状の導電性パターンを設けることができる。基板ＳＵＢにおける導電性パターンは導電性を有する任意の金属（例えば銅）にて構成される。後述の導体ポストについても同様である。

尚、説明の明確化及び具体化のため、ここでは、基板ＳＵＢが直方体形状を持つ板状体であることを想定しているが、上述の如く基板ＳＵＢの外形形状は直方体形状に限定されない。例えば、上述の形状を基準として、基板ＳＵＢの一部に欠けが有っても良いし、何れかの面に部分的に曲面部が設けられていても良い。また、以下に示す内容は、フレキシブル基板のように可撓性のフィルムを用いて作製した基板や、曲面や折れ面を有する基板に対しても適用できる。注目した或る面について当該面が曲面等を内包しうることも考慮すれば、面に対する直交方向（当該面に直交する方向）は、当該面の所定位置（例えばアンテナが配置される位置）における当該面の法線の方向であるとも言え、面の平行方向（当該面に平行な方向）は、当該面の所定位置（例えばアンテナが配置される位置）における当該面の接線の方向であるとも言える。即ち、基板ＳＵＢが直方体形状を持つことを前提とした以下の各説明における、面についての直交方向及び平行方向は、当該面が曲面等を内包しうることも考慮すれば、夫々、当該面についての法線方向及び接線方向と解されて良い。当然ながら、面Ｐａ又はＰｂの法線と面Ｐｃ～Ｐｄの法線は互いに異なる。

基板ＳＵＢにはマイクロストリップアンテナ（以下、ＭＳアンテナと称する）と、基板集積導波路（Substrate Integrated Waveguide）を用いた基板集積導波路アンテナ（以下、ＳＩＷアンテナと称する）とが形成され、図４は、その様子を示すイメージ図である。共通の基板ＳＵＢ（換言すれば単一の基板ＳＵＢ）に対し、１以上のＭＳアンテナ１０と１以上のＳＩＷアンテナ２０が設けられる。図４において、ＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuit）３０は、高周波信号の発振、増幅、変調及び周波数変換といった信号処理を行う高周波集積回路であり、面Ｐａ上に実装されている。但し、ＭＭＩＣ３０は面Ｐｂ上に実装されていても良い。ＭＭＩＣ３０は図２の電子回路３に相当する又は電子回路３の一部である。各ＭＳアンテナ１０及び各ＳＩＷアンテナ２０はＭＭＩＣ３０に接続され、ＭＭＩＣ３０からの送信信号を送信波として空間に放射する送信アンテナ又は反射波を受信して受信信号をＭＭＩＣ３０に伝播する受信アンテナとして機能する。ここにおける反射波は、送信波を受けた物標からの、送信波に基づく反射波である。図４に示される複数の楕円は、ＭＳアンテナ１０及びＳＩＷアンテナ２０から放射される送信波を概念的に示したものである。

図４の例では、面Ｐａ上に形成されたアンテナパターンにて構成されるＭＳアンテナ１０が、２つ、基板ＳＵＢに形成されている。但し、基板ＳＵＢに形成されるＭＳアンテナ１０の個数は２以上であれば任意であり、１でも良い。また、面Ｐｂ上にアンテナパターンを有するＭＳアンテナ１０を基板ＳＵＢに形成しても良い。同一面上に形成される複数のアンテナパターンは、その面上においてＸ軸方向に並べて配置される。

各ＳＩＷアンテナ２０に対し、貫通ビアを用いて基板ＳＵＢ内に導波路（導波管）が形成される。各ＳＩＷアンテナ２０は、ＭＭＩＣ３０から上記導波路を通じて伝搬された送信信号を基板ＳＵＢの端面から送信波として放射する、或いは、基板ＳＵＢの端面にて受けた反射波を受信信号として上記導波路を通じてＭＭＩＣ３０へ伝搬する。

ＳＩＷアンテナ２０において送信波が放射される又は反射波が受信される端面をアンテナ開口端面と称する。基板ＳＵＢの端面Ｐｃ～Ｐｆの何れもがアンテナ開口端面となり得る。図４には、端面Ｐｃをアンテナ開口端面とする２つのＳＩＷアンテナ２０と端面Ｐｄをアンテナ開口端面とする２つのＳＩＷアンテナ２０とが基板ＳＵＢに形成される様子が示されている。但し、基板ＳＵＢに設置されるＳＩＷアンテナ２０の個数は２以上であれば任意であり、１でも良い。即ち、端面Ｐｃをアンテナ開口端面とする１又は２以上のＳＩＷアンテナ２０、端面Ｐｄをアンテナ開口端面とする１又は２以上のＳＩＷアンテナ２０、端面Ｐｅをアンテナ開口端面とする１又は２以上のＳＩＷアンテナ２０、及び、端面Ｐｆをアンテナ開口端面とする１又は２以上のＳＩＷアンテナ２０を、基板ＳＵＢに設けることができる。端面Ｐｃをアンテナ開口端面とする複数のＳＩＷアンテナ２０が設けられる場合、その複数のＳＩＷアンテナ２０はＹ軸方向に沿って並べて配置される。端面Ｐｄ、Ｐｅ又はＰｆをアンテナ開口端面とする複数のＳＩＷアンテナ２０が設けられる場合も同様である（但し、端面Ｐｅ又はＰｆをアンテナ開口端面とする複数のＳＩＷアンテナ２０の並び方向はＸ軸方向である）。

図５（ａ）及び（ｂ）を参照し、１つのＭＳアンテナ１０の構成の例を説明する。図５（ａ）はＭＳアンテナ１０が形成された基板ＳＵＢの斜視図であり、図５（ｂ）はＭＳアンテナ１０を交差する断面による基板ＳＵＢの断面図である。上述したようにＭＳアンテナ１０は複数設けられ得るが、図５（ａ）及び（ｂ）では、図示の便宜上、１つのＭＳアンテナ１０のみを示している。

基板ＳＵＢにおいて、表面Ｐａ上に導電性パターンであるアンテナパターン１１を形成すると共に、アンテナパターン１１に対向する位置にグランドパターン１２を形成することで、アンテナパターン１１とグランドパターン１２とから成るＭＳアンテナ１０を構成することができる。図５（ｂ）ではグランドパターン１２が面Ｐｂに形成されているが、基板ＳＵＢが多層基板である場合には、内層にグランドパターン１２を設けても良い。グランドパターン１２を含む任意のグランドパターンは固定された所定のグランド電位を有する。アンテナパターン１１及びグランドパターン１２間に送信信号又は受信信号に応じた電界が形成される。

アンテナパターン１１は、送信信号又は受信信号を伝送するための伝送線路１１ａのパターンと、送信波を送信（放射する）又は反射波を受信するアンテナ素子１１ｂのパターンと、を有する。伝送線路１１ａは概略直線状のパターンであり、伝送線路１１ａの一端がＭＭＩＣ３０に接続される。アンテナパターン１１において伝送線路１１ａの他端には反射抑制用の終端素子１１ｃが設けられる。終端素子１１ｃは設けられない場合もある。

アンテナ素子１１ｂは伝送線路１１ａの側辺に複数接続され、複数のアンテナ素子１１ｂによりアレーアンテナが形成される。アンテナパターン１１における複数のアンテナ素子１１ｂは互いに同相で励振される。

送信波を送信する送信アンテナとしてアンテナパターン１１を機能させる場合、伝送線路１１ａは電力を各アンテナ素子１１ｂに供給する給電線路として機能すると共にアンテナ素子１１ｂは送信波を空間に対して放射する放射素子として機能する。この際、アンテナパターン１１に接続されたＭＭＩＣ３０は、ミリ波帯の送信信号を発生させる発振部及び送信信号を増幅する増幅部などを備えていて良い。反射波を受信する受信アンテナとしてアンテナパターン１１を機能させる場合、アンテナ素子１１ｂは反射波を受信する受信素子として機能すると共に伝送線路１１ａは受信素子による受信信号を伝送する受電線路として機能する。この際、アンテナパターン１１に接続されたＭＭＩＣ３０は、受信信号を増幅する増幅部、受信信号をダウンコンバートする周波数変換部、及び、ダウンコンバートにより得られたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部などを備えていて良い。

図６（ａ）～（ｃ）を参照し、ＳＩＷアンテナ２０の構成の例を説明する。図６（ａ）は、端面Ｐｃをアンテナ開口端面とする２つのＳＩＷアンテナ２０が設けられた基板ＳＵＢの一部の上面図（Ｚ軸の正側から見た基板ＳＵＢの平面図）であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ－Ａ’線に沿った基板ＳＵＢの一部断面図であり、図６（ｃ）はＢ－Ｂ’線に沿った基板ＳＵＢの一部断面図である。図６（ｂ）及び（ｃ）において、斜線領域は導電性材料が存在する部分を表し、ドット領域（ドットで満たされた領域）は基板ＳＵＢを構成する誘電体材料が存在する部分を表す。

図６（ａ）又は（ｂ）において、２２ａは基板ＳＵＢの表面Ｐａに設けられた第１導電体による導電性パターンを表し、２２ｂは基板ＳＵＢの表面Ｐｂに設けられた第２導電体による導電性パターンを表す（図６（ａ）において導電性パターン２２ｂは不図示）。導電性パターン２２ａ及び２２ｂは互いに対向し合う位置に形成され、導電性パターン２２ａ及び２２ｂが設けられる領域内に基板ＳＵＢの面Ｐａ及びＰｂ間を貫通する貫通ビアが導体ポスト２１として複数設けられる。図６（ｃ）は１つの導体ポスト２１の断面を表している。各導体ポスト２１は導電性パターン２２ａ及び２２ｂを電気的に接続する。また、導電性パターン２２ａ又は２２ｂの所定位置において導電性パターン２２又は２２ｂはグランド電位を有する電位点に接続されている。このため、導電性パターン２２ａ及び２２ｂは各導体ポスト２１と共にグランド電位を有することになり、故に以下では、導電性パターン２２ａ、２２ｂを、グランドパターン２２ａ、２２ｂとも称する。

尚、図６（ｃ）では、貫通ビアとしての導体ポスト２１が中空の管形状を有している状態が示されているが、その中空部分は樹脂や金属で満たされていても構わない。また、基板ＳＵＢが多層基板である場合には、グランドパターン２２ａ及び２２ｂの内の一方又は双方を基板ＳＵＢの内層に設けるようにしても良い。何れにせよ、グランドパターン２２ａ及び２２ｂは誘電体材料を介して互いに対向し合うように形成され、グランドパターン２２ａ及び２２ｂ間は複数の導電性ポスト２１にて電気的に接続されることになる。

Ｘ軸に平行な所定軸に対し対称な位置に配置された２つの導体ポスト２１の組を、ＭＭＩＣ３０からＸ軸に沿って基板ＳＵＢの端面Ｐｃまで複数組設ける。これにより、複数の導体ポスト２１とグランドパターン２２ａ及び２２ｂとで囲まれた誘電体材料の部分は共振器として機能してＳＩＷアンテナ２０の導波路（導波管）を形成する。ＳＩＷアンテナ２０の導波路の断面形状は任意であるが、図６（ａ）の例では、ＳＩＷアンテナ２０がホーンアンテナと同様の形状を持っている。即ち、端面Ｐｃをアンテナ開口端面とするＳＩＷアンテナ２０において、Ｙ軸方向に並ぶ導体ポスト２１の間隔がＭＭＩＣ３０から端面Ｐｃに近づくにつれて徐々に大きくなるように各導体ポスト２１が配置され、これによって、ＹＺ面に沿った導波路（導波管）の断面積が端面Ｐｃに近づくにつれて広がってゆくホーンアンテナが構成されている。

端面Ｐｃをアンテナ開口端面とするＳＩＷアンテナ２０を送信アンテナとして機能させる場合、ＭＭＩＣ３０は、ミリ波帯の送信信号を発生させる発振部及び送信信号を増幅する増幅部などを備えて、送信信号をＳＩＷアンテナ２０の導波路に供給し、これによって端面Ｐｃから送信波を放射させる。端面Ｐｃをアンテナ開口端面とするＳＩＷアンテナ２０を受信アンテナとして機能させる場合、ＳＩＷアンテナ２０は端面Ｐｃにて反射波を受信して受信信号を導波路を通じてＭＭＩＣ３０に伝搬する。この際、当該導波路に接続されたＭＭＩＣ３０は、受信信号を増幅する増幅部、受信信号をダウンコンバートする周波数変換部、及び、ダウンコンバートにより得られたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部などを備えていて良い。

端面Ｐｃをアンテナ開口端面とするＳＩＷアンテナ２０に特に注目して、ＳＩＷアンテナ２０の構成及び動作を説明したが、端面Ｐｄ、Ｐｅ又はＰｆをアンテナ開口端面とするＳＩＷアンテナ２０についても同様である。

次に、基板ＳＵＢに形成される１つのアンテナを、便宜上、対象アンテナと称して、対象アンテナの特性を表すビームパターン（放射パターン）を説明する。尚、任意のアンテナにおいて、送信波、又は、反射波としての受信波は、ビームと称され得る。図７を参照する。対象アンテナは、面Ｐａ～Ｐｆの何れかである対象面から送信波を送信する又は対象面にて反射波を受信する。対象アンテナは、対象面から対象面の直交方向に向かう向きであって且つ基板ＳＵＢから離れる向きをビームの主軸方向とし又は概ねビームの主軸方向とし、対象面の直交方向において電波の送信又は受信を行う。対象面の直交方向において電波の送信を行うとは、対象面の直交方向に電波を送信するだけでなく対象面の直交方向からずれた方向にも電波を送信することを含む概念である。対象面の直交方向において電波の受信を行うとは、対象面の直交方向からの電波を受信するだけでなく対象面の直交方向からずれた方向からの電波も受信することを含む概念である。

対象アンテナは、ボアサイト方向とも称され得る主軸方向においてメインローブを有するビームパターンを持ち、主軸方向において対象アンテナのゲインは最大となる。典型的には、主軸方向は対象面の直交方向と一致するが、対象面の直交方向に対して所定角度だけずれることもある。ここにおける所定角度は例えば数度から２０度程度であり、４５°よりも小さい。

図８に対象アンテナのビームパターンの例を示す。図８のビームパターンは、対象面の直交方向における角度を０°としたときの、対象アンテナのゲインの角度依存性を示している。ここにおける角度は、対象面から対象面の直交方向に伸びる軸とビームの伝搬軸との成す角度を指す。但しここでは、対象面から基板ＳＵＢに向かう向きのビームの伝搬は無いものとして無視する。そうすると、当該角度は－９０°から９０°までの１８０°範囲に限定される。図８の例において、対象アンテナのビームパターンは、角度０°の方向において最も大きなゲインを有し、角度が０°から離れるにつれてゲインは減少してゆく。但し、対象アンテナのゲインが最大となる角度は０°からずれることもある。少なくとも、対象アンテナのビームパターンにおいて、対象面の直交方向におけるゲイン（即ち０°の角度におけるゲイン）は対象面の平行方向におけるゲイン（即ち９０°又は－９０°の角度におけるゲイン）よりも大きい。

面Ｐａ上にアンテナパターンを有して構成されるＭＳアンテナ１０について、対象面は面Ｐａであり、主軸方向は面Ｐａに直交し且つ面ＰａからＺ軸の正側に向かう方向であって良く、面Ｐｂ上にアンテナパターンを有して構成されるＭＳアンテナ１０について、対象面は面Ｐｂであり、主軸方向は面Ｐｂに直交し且つ面ＰｂからＺ軸の負側に向かう方向であって良い（図３（ｂ）を適宜参照）。

面Ｐｃをアンテナ開口端面とするＳＩＷアンテナ２０について、対象面は面Ｐｃであり、主軸方向は面Ｐｃに直交し且つ面ＰｃからＸ軸の正側に向かう方向であって良く、
面Ｐｄをアンテナ開口端面とするＳＩＷアンテナ２０について、対象面は面Ｐｄであり、主軸方向は面Ｐｄに直交し且つ面ＰｄからＸ軸の負側に向かう方向であって良く、
面Ｐｅをアンテナ開口端面とするＳＩＷアンテナ２０について、対象面は面Ｐｅであり、主軸方向は面Ｐｅに直交し且つ面ＰｅからＹ軸の負側に向かう方向であって良く、
面Ｐｆをアンテナ開口端面とするＳＩＷアンテナ２０について、対象面は面Ｐｆであり、主軸方向は面Ｐｆに直交し且つ面ＰｆからＹ軸の正側に向かう方向であって良い（図３（ｂ）を適宜参照）。

そうすると例えば、表面Ｐａ上にアンテナパターンを有して構成されるＭＳアンテナ１０は、表面Ｐａの直交方向を主軸方向とし又は概ね主軸方向とし、表面Ｐａの直交方向において電波の送信又は受信を行う（即ち表面Ｐａの直交方向（法線方向）の空間に対して電波の送信又は受信を行う）ことになる。これに対し例えば、端面Ｐｃをアンテナ開口端面とするＳＩＷアンテナ２０は、端面Ｐｃの直交方向を主軸方向とし又は概ね主軸方向とし、端面Ｐｃの直交方向（従って表面Ｐａの平行方向）において電波の送信又は受信を行う（即ち端面Ｐｃの直交方向（法線方向）の空間に対して電波の送信又は受信を行う）ことになる。ＭＳアンテナ１０及びＳＩＷアンテナ２０の他の組み合わせに注目した場合も同様である。

表面Ｐａ上にアンテナパターンを有して構成されるＭＳアンテナ１０について、表面Ｐａの直交方向において電波の送信又は受信を行うということは、換言すれば表面Ｐａの直交方向においてビームを形成するということであり、少なくとも、当該ＭＳアンテナ１０のビームパターンにおいて、表面Ｐａの直交方向におけるゲイン（即ち、ＭＳアンテナ１０にとっての角度０°でのゲイン）が面Ｐａの平行方向におけるゲイン（即ち、ＭＳアンテナ１０にとっての角度９０°又は－９０°でのゲイン）よりも大きい、ことを意味する。表面Ｐｂ上にアンテナパターンを有して構成されるＭＳアンテナ１０についても同様である。
端面Ｐｃをアンテナ開口端面とするＳＩＷアンテナ２０について、端面Ｐｃの直交方向（従って表面Ｐａの平行方向）において電波の送信又は受信を行うということは、換言すれば端面Ｐｃの直交方向においてビームを形成するということであり、少なくとも、当該ＳＩＷアンテナ２０のビームパターンにおいて、端面Ｐｃの直交方向におけるゲイン（即ち、ＳＩＷアンテナ２０にとっての角度０°でのゲイン）が端面Ｐｃの平行方向におけるゲイン（即ち、ＳＩＷアンテナ２０にとっての角度９０°又は－９０°でのゲイン）よりも大きい、ことを意味する。端面Ｐｄ、Ｐｅ又はＰｆをアンテナ開口端面とするＳＩＷアンテナ２０についても同様である。
尚、或る面の直交方向、平行方向におけるゲインとは、当該面の直交方向、平行方向に対するゲイン（当該面の法線方向、接線方向に対するゲイン）とも表現されうる。

このように、ＭＳアンテナ１０及びＳＩＷアンテナ２０を共通の基板ＳＵＢに設けることで、互いに直交する方向においてビームの送受信を行うことができ、広角域（広い検知範囲）をカバーするレーダ装置１を構成することが可能となる。レーダ装置１の検知範囲の広角化により、車両近傍の物標を広角域で検知する必要があるようなクリアランスソナーとしてレーダ装置１を利用することも可能である。また、後述されるようなビームの結合又は分離を通じて様々なビーム形状を形成するといったことも可能である。

以下の複数の実施例の中で、レーダ装置１の構成例や、レーダ装置１に関わる応用技術、変形技術等を説明する。特に記述無き限り且つ矛盾無き限り、上述した事項が後述の各実施例に適用される。後述の各実施例において、上述の内容と矛盾する事項については、各実施例での記載が優先されて良い。また矛盾無き限り、以下に述べる複数の実施例の内、任意の実施例に記載した事項を、他の任意の実施例に適用することもできる（即ち複数の実施例の内の任意の２以上の実施例を組み合わせることも可能である）。

尚、以下では、図９に示す如く、記述の簡略化上、面Ｐａ、Ｐｂ上にアンテナパターンを有して構成されるＭＳアンテナ１０を、夫々、符号“１０ａ”、“１０ｂ”にて参照し、基板ＳＵＢに設けられ得るＮａ本のＭＳアンテナ１０ａをアンテナブロックａと、基板ＳＵＢに設けられ得るＮｂ本のＭＳアンテナ１０ｂをアンテナブロックｂと称する。
また、面Ｐｃ、Ｐｄ、Ｐｅ、Ｐｆをアンテナ開口端面とするＳＩＷアンテナ２０を、夫々、符号 “２０ｃ”、“２０ｄ”、“２０ｅ”、“２０ｆ”にて参照し、基板ＳＵＢに設けられ得るＮｃ本のＳＩＷアンテナ２０ｃをアンテナブロックｃと、基板ＳＵＢに設けられ得るＮｄ本のＳＩＷアンテナ２０ｄをアンテナブロックｄと、基板ＳＵＢに設けられ得るＮｅ本のＳＩＷアンテナ２０ｅをアンテナブロックｅと、基板ＳＵＢに設けられ得るＮｆ本のＳＩＷアンテナ２０ｆをアンテナブロックｆと称する。
Ｎａ～Ｎｆは０以上の整数であり、何れも１以上となり得る。

＜＜第１実施例＞＞
第１実施例を説明する。図１０は、第１実施例に係るレーダ装置１の機能ブロック図である。第１実施例に係るレーダ装置１は、Ｎａ本のＭＳアンテナ１０ａと、Ｎｃ本のＳＩＷアンテナ２０ｃと、Ｎｄ本のＳＩＷアンテナ２０ｄと、それらが接続されたＭＭＩＣ３０と、を備える。図１０のレーダ装置１において、Ｎａ、Ｎｃ及びＮｄは夫々１以上の任意の整数である。上述の図４は“Ｎａ＝Ｎｃ＝Ｎｄ＝２”となる構成に対応している。整数Ｎａ、Ｎｃ及びＮｄの一致、不一致は問わない。第１実施例では、整数Ｎａ、Ｎｃ及びＮｄが何れも２以上であるとする。

レーダ装置１では、ＭＳアンテナ１０ａによるビームの偏波と、ＳＩＷアンテナ２０ｃによるビームの偏波と、ＳＩＷアンテナ２０ｄによるビームの偏波を調整することで、それらのビームの分離又は結合を任意に行うことができ、それらの偏波の調整を通じて、様々な指向性を得ることが可能となる。尚、ビームの結合はビームの合成と同義である。

［ビームの分離］
ＭＳアンテナ１０ａによるビームとＳＩＷアンテナ２０ｃによるビームとの分離について説明する。ＭＳアンテナ１０ａによるビームの偏波の方向とＳＩＷアンテナ２０ｃによるビームの偏波の方向を、それらの相互干渉が生じない程度に又は無視できる程度にずらすことで（例えば９０°互いにずらすことで）、ＭＳアンテナ１０ａによるビームとＳＩＷアンテナ２０ｃによるビームとを分離することができる。ＭＳアンテナ１０ａ及びＳＩＷアンテナ２０ｃの組み合わせに注目してビームの分離について説明したが、同様の考え方が、他のアンテナの組み合わせに対しても当てはまる。

ＭＳアンテナ１０ａによるビームとＳＩＷアンテナ２０ｃによるビームとＳＩＷアンテナ２０ｄによるビームとを互いに分離する場合、以下のような分離使用方法を採用できる。
当該分離使用方法において、Ｎａ本のＭＳアンテナ１０ａに含まれる１本以上の送信アンテナから送信波が所定の第１検知領域内の物標に向けて放射され、第１検知領域内の物標からの反射波がＮａ本のＭＳアンテナ１０ａに含まれる１本以上の受信アンテナ（望ましくは複数の受信アンテナ）にて受信され、その受信信号に基づきＭＭＩＣ３０は第１検知領域内の物標を検出して検出した物標に関わる物標データを生成する。
一方で、Ｎｃ本のＳＩＷアンテナ２０ｃに含まれる１本以上の送信アンテナから送信波が所定の第２検知領域内の物標に向けて放射され、第２検知領域内の物標からの反射波がＮｃ本のＳＩＷアンテナ２０ｃに含まれる１本以上の受信アンテナ（望ましくは複数の受信アンテナ）にて受信され、その受信信号に基づきＭＭＩＣ３０は第２検知領域内の物標を検出して検出した物標に関わる物標データを生成する。
更に、Ｎｄ本のＳＩＷアンテナ２０ｄに含まれる１本以上の送信アンテナから送信波が所定の第３検知領域内の物標に向けて放射され、第３検知領域内の物標からの反射波がＮｄ本のＳＩＷアンテナ２０ｄに含まれる１本以上の受信アンテナ（望ましくは複数の受信アンテナ）にて受信され、その受信信号に基づきＭＭＩＣ３０は第３検知領域内の物標を検出して検出した物標に関わる物標データを生成する。

このように、分離使用方法では、ＭＳアンテナ１０ａを用いた物標検出と、ＳＩＷアンテナ２０ｃを用いた物標検出と、ＳＩＷアンテナ２０ｄを用いた物標検出とが、個別に行われる。

図１１において、領域ＤＲａ、ＤＲｃ、ＤＲｄは、夫々、上記の第１～第３検知領域を表している。ここでは、レーダ装置１のＹ軸方向における検知角は十分に小さいと仮定し、ＺＸ面上の検知領域ＤＲａ、ＤＲｃ及びＤＲｄについて考える。ＺＸ面上において、第１検知領域ＤＲａはレーダ装置１からＺ軸の正側に向けて広がる概略扇型内の領域であり、第２検知領域ＤＲｃはレーダ装置１からＸ軸の正側に向けて広がる概略扇型内の領域であり、第３検知領域ＤＲｄはレーダ装置１からＸ軸の負側に向けて広がる概略扇型内の領域である。但し、第２検知領域ＤＲｃはＺ軸の正側に向けて若干傾いており、従って詳細には、第２検知領域ＤＲｃは、レーダ装置１からＸ軸成分が正且つＺ軸成分が正の位置に向けて広がる概略扇型内の領域であるとする。同様に、第３検知領域ＤＲｄはＺ軸の正側に向けて若干傾いており、従って詳細には、第３検知領域ＤＲｄは、レーダ装置１からＸ軸成分が負且つＺ軸成分が正の位置に向けて広がる概略扇型内の領域であるとする。検知領域ＤＲａ、ＤＲｃ及びＤＲｄは互いに異なる領域である。検知領域ＤＲａ、ＤＲｃ及びＤＲｄは一切互いに重なり合うことの無い領域であっても良いが、ここでは、検知領域ＤＲａ及びＤＲｃは領域ＯＶａｃにて互いに重なり合い、検知領域ＤＲａ及びＤＲｄは領域ＯＶａｄにて互いに重なり合うものとする。重なり領域ＯＶａｃ及びＯＶａｄに関わる特徴的な動作については後述される。

［ビームの結合］
ＭＳアンテナ１０ａによるビームとＳＩＷアンテナ２０ｃによるビームとの結合について説明する。ＭＳアンテナ１０ａによるビームの偏波の方向とＳＩＷアンテナ２０ｃによるビームの偏波の方向を互いに揃えることで（前者のビームの電界方向と後者のビームの電界方向を揃えることで）、ＭＳアンテナ１０ａによるビームとＳＩＷアンテナ２０ｃによるビームとが結合される（即ち合成される）。この際、ＭＳアンテナ１０ａ及びＳＩＷアンテナ２０ｃを１つのアンテナと見立てることができる。ＭＳアンテナ１０ａ及びＳＩＷアンテナ２０ｃの組み合わせに注目してビームの結合について説明したが、同様の考え方が、他のアンテナの組み合わせに対しても当てはまる。

ＭＳアンテナ１０ａによるビームとＳＩＷアンテナ２０ｃによるビームとＳＩＷアンテナ２０ｄによるビームとを互いに結合する場合、以下のような結合使用方法を採用できる。図１２は、当該結合使用方法の採用時における、ＭＳアンテナ１０ａ、ＳＩＷアンテナ２０ｃ及びＳＩＷアンテナ２０ｄから成る合成アンテナのビームパターンの例を示している。図１２では上記合成アンテナのビームパターンの例をＺＸ平面上で示している。

当該結合使用方法では、Ｎａ本のＭＳアンテナ１０ａに含まれる１本以上の送信アンテナからの送信波と、Ｎｃ本のＳＩＷアンテナ２０ｃに含まれる１本以上の送信アンテナからの送信波と、Ｎｄ本のＳＩＷアンテナ２０ｄに含まれる１本以上の送信アンテナからの送信波とが基板ＳＵＢ外の空間において合成され、それらの送信波の合成波が所定の検知領域内の物標に向けて放射される。そして、当該検知領域内の物標からの反射波が、Ｎａ本のＭＳアンテナ１０ａに含まれる１本以上の受信アンテナ、Ｎｃ本のＳＩＷアンテナ２０ｃに含まれる１本以上の受信アンテナ及びＮｄ本のＳＩＷアンテナ２０ｄに含まれる１本以上の受信アンテナから成る受信アンテナ群にて受信され、その受信信号に基づきＭＭＩＣ３０は当該検知領域内の物標を検出して検出した物標に関わる物標データを生成する。

以下の各実施例において、上記結合使用方法が採用されても良いが、以下では特に記述無き限り、各アンテナブロックに対し上記分離使用方法が採用されるものとする。

＜＜第２実施例＞＞
第２実施例を説明する。第２実施例では、アンテナブロックａ～ｆ（図９参照）の何れに対しても適用可能な信号処理の内容等を説明する。

図１３に、レーダ装置１に搭載可能なレーダブロック１００の構成図を示す。レーダブロック１００は、送信部１２０と、受信部１３０と、信号処理部１４０と、を備える。ここでは、周波数変調された連続波であるＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）を用いる構成を例として説明する。

送信部１２０は、信号生成部１２１及び発信器１２２を備える。信号生成部１２１は、信号処理部１４０の制御の下で、三角波状に電圧が変化する変調信号を生成し、該変調信号を発信器１２２に供給する。発信器１２２は、供給された変調信号に基づいて連続波の信号を周波数変調することで、時間経過につれて周波数が変化する送信信号を生成し、該送信信号を送信アンテナ１２３に出力する。送信アンテナ１２３は、発信器１２２からの送信信号を送信波ＴＷとして所定の向きに出力する（即ち空間に放射する）。送信アンテナ１２３から出力される送信波ＴＷは、所定の周期で周波数が上下するＦＭＣＷとなる。送信波ＴＷが物標（人や車両ＣＲ以外の車両など）にて反射されると、送信波ＴＷに基づく反射波ＲＷが物標から車両ＣＲ（図１参照）に向かうことになる。

受信部１３０は、アレーアンテナを形成する複数の受信アンテナ１３１と、その複数の受信アンテナ１３１に接続された複数の個別受信部１３２と、を備える。各受信アンテナ１３１に対して個別に１つの個別受信部１３２が割り当てられる。ここでは例として、受信アンテナ１３１と個別受信部１３２の組が、４組分、受信部１３０に設けられているものとする。受信アンテナ１３１と個別受信部１３２の組ごとに、受信アンテナ１３１は物標からの反射波ＲＷを受信して受信信号を取得し、個別受信部１３２は対応する受信アンテナ１３１で得られた受信信号に所定の処理を施す。

複数の個別受信部１３２の構成は互いに同一であり、各個別受信部１３２はミキサ１３３及びＡ／Ｄ変換部１３４を備える。各個別受信部１３２において、対応する受信アンテナ１３１で得られた受信信号はローノイズアンプ（不図示）にて増幅された後にミキサ１３３に送られ、ミキサ１３３はローノイズアンプを介して供給された受信信号と発信器１２２からの送信信号とをミキシングすることでビート信号を生成する。ミキサ１３３は受信信号をダウンコンバートする周波数変換部として機能し、ビート信号は送信信号の周波数と受信信号の周波数との差であるビート周波数を有する。各個別受信部１３２において、ミキサ１３３により生成されたビート信号は同期回路（不図示）にて受信アンテナ１３１間でタイミングを合わせた上でＡ／Ｄ変換部１３４によりデジタルの信号に変換された後に、信号処理部１４０に出力される。

信号処理部１４０は、各Ａ／Ｄ変換部１３４から供給される信号に基づき（従って４つの受信アンテナ１３１の受信信号に基づき）、物標データを生成することができる。複数の受信アンテナ１３１による反射波ＲＷの受信信号に基づき、上述したような物標データを生成する方法として公知の任意の方法を利用することができる。

図１３の構成をアンテナブロックａに適用する場合には、５本のＭＳアンアンテナ１０ａが送信アンテナ１２３及び４本の受信アンテナ１３１に対応することになり、アンテナブロックａに対して、送信部１２０、各個別受信部１３２及び信号処理部１４０から成る信号処理ブロックを設けておくことができる。同様に、図１３の構成をアンテナブロックｃに適用する場合には、５本のＳＩＷアンアンテナ２０ｃが送信アンテナ１２３及び４本の受信アンテナ１３１に対応することになり、アンテナブロックｃに対して、送信部１２０、各個別受信部１３２及び信号処理部１４０から成る信号処理ブロックを設けておくことができる。図１３の構成を他のアンテナブロックに適用する場合も同様である。各信号処理ブロックにおける送信部１２０、個別受信部１３２及び信号処理部１４０はＭＭＩＣ３０にて実現される。

今、図１３の構成をアンテナブロックａに適用することを想定して、物標データに含まれる位置情報について説明する。但し、ここにおける位置情報の説明は、図１３の構成がアンテナブロックｂ～ｆの何れに適用された場合にも当てはまる。図１３の構成をアンテナブロックａに適用した場合において、信号処理部１４０にて生成される位置情報を特に位置情報Ｄａと称する。アンテナブロックａについての検知領域は上述したように検知領域ＤＲａと称される（図１１参照）。

図１４を参照し、位置情報Ｄａは検知領域ＤＲａ内に存在する物標の存在位置をアンテナブロックａのレーダ座標系上で表す。図１４において、ＴＧは検知領域ＤＲａ内に存在する物標を表す。個別受信部１３２及び信号処理部１４０を含むＭＭＩＣ３０は、複数のＭＳアンテナ１０ａとしての複数の受信アンテナ１３１の受信信号に基づき、レーダ装置１及び物標ＴＧ間の距離ｄｓを示す距離情報と、物標ＴＧの存在位置の方位を示す方位情報とを導出する。位置情報Ｄａにおいて、物標ＴＧの存在位置の方位は、レーダ装置１から見た物標ＴＧの存在位置の方位であり、Ｚ軸からレーダ装置１及び物標ＴＧ間を結ぶ直線を見たときの、その直線とＺ軸との成す角度θで表される。位置情報Ｄａは距離ｄｓを示す距離情報と方位（角度θ）を示す方位情報を含み、距離ｄｓ及び角度θによりレーダ座標系上における物標ＴＧの位置が特定される。

方位情報は、複数の受信アンテナ１３１の受信信号間の位相差に基づいて導出される。図１５は、物標ＴＧからの反射波ＲＷがＸ軸方向に並べて配置された４つの受信アンテナ１３１にて共通して受信される様子を示している。４つの受信アンテナ１３１の受信信号間には角度θに応じた位相差が生じ、ＭＭＩＣ３０では、この位相差を検出することで物標ＴＧの方位（即ち角度θ）を導出する。

＜＜第３実施例＞＞
第３実施例を説明する。上述の位相差の検出範囲は３６０°であるため、広角域において、位相折り返し誤判定の問題が生じ得る。

例えば、図１６の位置６１０に物標が存在していたときの上記位相差が６０°であって、且つ、図１６の位置６２０に物標が存在していたときの上記位相差が４２０°（＝３６０°＋６０°）である場合、ＭＭＩＣ３０は、６０°と４２０°を区別できないため、位置６１０に物標が存在しているときにも位置６２０に物標が存在しているときにも同じ位相差を検出することになり、結果、物標が位置６１０及び６２０のどちらに存在しているのかを判断できないおそれがある。換言すれば、位置６１０に物標が存在している場合において、位置６２０に物標が存在すると誤検知するおそれがあり、或いは、位置６２０に物標が存在している場合において、位置６１０に物標が存在すると誤検知するおそれがある。このような誤検知をもたらす物標検出における誤判定は位相折り返し誤判定と称される。

第３実施例では、このような位相折り返し誤判定による誤検知を抑制する方法を説明する。第３実施例では、第１実施例（図１０参照）に示したレーダ装置１の構成が利用されることを想定すると共に、アンテナブロックａ、ｃ及びｄの夫々に対して第２実施例に示したレーダブロック１００の構成（図１３参照）が適用されることを想定する。

図１７に、図１１に示される検知領域ＤＲａ、ＤＲｃ及びＤＲｄと、図１６に示される位置６１０及び６２０との関係を示す。検知領域ＤＲａ及びＤＲｃ間の重なり領域ＯＶａｃと、検知領域ＤＲａ及びＤＲｄ間の重なり領域ＯＶａｄは、位相折り返し誤判定が生じ得る領域であり、位置６１０、６２０は、夫々、重なり領域ＯＶａｃ、ＯＶａｄ内の位置である。

今、位置６１０又は６２０に真の物標が存在することを考える。このとき、ＭＳアンテナ１０ａとして設けられた複数の受信アンテナの受信信号に基づき、ＭＭＩＣ３０は、位置６１０又は６２０に物標が存在すると推定できるが真の物標が位置６１０に存在するのか位置６２０に存在するのか判断できない、或いは、位置６１０及び６２０の双方に物標が存在すると推定する。位置６１０に真の物標が存在する場合において位置６２０に存在すると推定された物標、及び、位置６１０に真の物標が存在する場合において位置６２０に存在すると推定された物標は、位相折り返しによるゴーストである。

ＭＭＩＣ３０は、アンテナブロックａを用いて位置６１０に存在すると推定された物標がゴーストであるか否かを、アンテナブロックｃを用いた検知領域ＤＲｃ内の物標の検出結果に基づき判断することができる。具体的には例えば、位置６１０を中心とし且つ位置６１０からの距離が所定値以下の領域に物標が存在することが、アンテナブロックｃを用いた検知領域ＤＲｃ内の物標の検出結果（アンテナブロックｃに対応する物標データ）にて示されている場合、ＭＭＩＣ３０は、位置６１０に存在すると推定された物標がゴーストでないと判断し、そうでない場合、位置６１０に存在すると推定された物標がゴーストであると判断する。

位置６１０に存在すると推定された物標がゴーストでないと判断した場合、ＭＭＩＣ３０は、位置６１０に物標が存在することを示す位置情報Ｄａを含んだ物標データを、アンテナブロックａを用いた検知領域ＤＲａ内の物標の検出結果として導出する。一方、位置６１０に存在すると推定された物標がゴーストであると判断した場合、ＭＭＩＣ３０は、位置６１０に物標が存在することを示す位置情報Ｄａを含まない物標データを、アンテナブロックａを用いた検知領域ＤＲａ内の物標の検出結果として導出する、即ち位置６１０には物標が存在していないことを示す検出結果を導出する。つまり、位相折り返しによるゴーストか否かの判定が正しく行われた検出結果が導出されることになる。

位置６２０に存在すると推定された物標がゴーストであるか否かの判断についても同様である。即ち、ＭＭＩＣ３０は、アンテナブロックａを用いて位置６２０に存在すると推定された物標がゴーストであるか否かを、アンテナブロックｄを用いた検知領域ＤＲｄ内の物標の検出結果に基づき判断することができる。具体的には例えば、位置６２０を中心とし且つ位置６２０からの距離が所定値以下の領域に物標が存在することが、アンテナブロックｄを用いた検知領域ＤＲｄ内の物標の検出結果（アンテナブロックｄに対応する物標データ）にて示されている場合、ＭＭＩＣ３０は、位置６２０に存在すると推定された物標がゴーストでないと判断し、そうでない場合、位置６２０に存在すると推定された物標がゴーストであると判断する。

位置６２０に存在すると推定された物標がゴーストでないと判断した場合、ＭＭＩＣ３０は、位置６２０に物標が存在することを示す位置情報Ｄａを含んだ物標データを、アンテナブロックａを用いた検知領域ＤＲａ内の物標の検出結果として導出する。一方、位置６２０に存在すると推定された物標がゴーストであると判断した場合、ＭＭＩＣ３０は、位置６２０に物標が存在することを示す位置情報Ｄａを含まない物標データを、アンテナブロックａを用いた検知領域ＤＲａ内の物標の検出結果として導出する、即ち位置６２０には物標が存在していないことを示す検出結果を導出する。つまり、位相折り返しによるゴーストか否かの判定が正しく行われた検出結果が導出されることになる。

このように、アンテナブロックａ及びｃの組み合わせに注目した場合、ＭＭＩＣ３０は、アンテナブロックａを用いて検知領域ＤＲａ内の物標を検出するとともに、アンテナブロックｃを用いて検知領域ＤＲｃ内の物標を検出する信号処理を行うが、この際、アンテナブロックｃを用いた検知領域ＤＲｃ内の物標の検出結果をも参照して、検知領域ＤＲａ内の物標の検出結果を導出する。具体的には、アンテナブロックａを用いて検知領域ＤＲａ内の物標を検出する際に生じ得る位相折り返しを、アンテナブロックｃを用いた検知領域ＤＲｃ内の物標の検出結果に基づいて評価する。アンテナブロックａ及びｄの組み合わせに注目した場合も同様である。アンテナブロックａとアンテナブロックｅ又はｆとの組み合わせ、及び、アンテナブロックｂとアンテナブロックｃ～ｆとの組み合わせに注目した場合も同様である。

本方法により、検知領域の広角化を図る際に生じやすい位相折り返し誤判定を良好に抑制することができ、以って、位相折り返しに基づくゴーストの発生を抑制することができる。

＜＜第４実施例＞＞
第４実施例を説明する。第４実施例では、レーダ装置１を路面の段差検出に利用する方法を説明する。尚、路面を走行可能な車両ＣＲに注目して、前後左右を以下のように定義する。即ち、車両ＣＲの運転席からステアリングホイールに向かう向きを「前方」と定義し、車両ＣＲのステアリングホイールから運転席に向かう向きを「後方」と定義する。前方及び後方間を結ぶ方向は車両ＣＲの直進進行方向に平行である。直進進行方向は水平面に対して平行であるとする。車両ＣＲにおいて、運転手は前を向いて運転席に座っているものとし、当該運転手の左側から右側に向かう向きを「右方向」と定義し且つ当該運転手の右側から左側に向かう向きを「左方向」と定義する。左右方向は、車両ＣＲの直進進行方向及び鉛直線に対して垂直な方向である。

図１８は、第４実施例で想定される車両ＣＲへのレーダ装置１への取り付け状況を示す図である。図１８に示す例では、Ｚ軸が水平方向を向き且つＸ軸が鉛直方向を向くようにレーダ装置１が、車両ＣＲの右側面に取り付けられている。もう１つのレーダ装置１を車両ＣＲの左側面に取り付けることもできるが、説明の簡略化上、ここでは、車両ＣＲの右側面に取り付けられたレーダ装置１にのみ注目する。アンテナブロックａ～ｆの内、少なくともアンテナブロックａ及びｃがレーダ装置１に設けられている。そして、レーダ装置１における基板ＳＵＢの端面Ｐｃは端面Ｐｄよりも路面に近いものとする（図３（ｂ）参照）。即ち、路面に対して端面Ｐｃが対向して配置される。そうすると、アンテナブロックａの検知領域ＤＲａは車両ＣＲの右側面から概ね車両ＣＲの右側に向けて広がり、アンテナブロックｃの検知領域ＤＲｃは車両ＣＲの右側面から車両ＣＲの右斜め下方の路面に向けて広がる。

ＭＭＩＣ３０は、アンテナブロックａを用い、上述の方法により検知領域ＤＲａ内の物標を検出する（検知領域ＤＲａ内の物標についての物標データを取得する）。車両ＣＲの右側に位置する路面上の幾つかの物標は、検知領域ＤＲａ内に位置する。このため、ＭＭＩＣ３０は、アンテナブロックａを用い、検知領域ＤＲａ内に位置する物標であって且つ路面上の物標を検出することができる。

ＭＭＩＣ３０は、アンテナブロックｃを用い、上述の方法により検知領域ＤＲｃ内の物標を検出する（検知領域ＤＲｃ内の物標についての物標データを取得する）。車両ＣＲの右斜め下方に位置する路面は検知領域ＤＲｃ内に位置する。そして、検知領域ＤＲｃ内の路面に段差が含まれている場合には、その路面の段差形状をアンテナブロックｃの受信信号から導出することができる。アンテナブロックｃにおける受信アンテナでの受信信号は、アンテナブロックｃについての反射波の出所である反射点の位置を特定する情報を含んでおり、レーダ座標系上で、複数の反射点の位置をプロットすることで路面の段差形状を特定することができる。

本方法によれば、共通の基板ＳＵＢに形成されたＭＳアンテナ１０及びＳＩＷアンテナ２０を用いて、路面上の物標の検出だけでなく路面の段差検出を行うことも可能となる。このようなレーダ装置１を用い、例えば、路面上の物標の検出結果及び路面の段差の検出結果を視覚的又は聴覚的に運転手に通知したり、それらの検出結果に基づき車両ＣＲの運転制御を行ったりすることで、路面上の物標との接触等を回避しつつ脱輪を防止することも可能となる。

＜＜第５実施例＞＞
第５実施例を説明する。第４実施例でも述べた事項に関連するが、車両ＣＲに対し複数のレーダ装置１を設置するようにしても良い。図１９は、車両ＣＲに対し計４つのレーダ装置１が設置される様子を示した俯瞰図（車両ＣＲの上方から見た俯瞰図）である。尚、図１９では、図示の便宜上、車両ＣＲに対し各レーダ装置を随分と大きく示している。図２０は、車両ＣＲに搭載される運転支援システムのブロック図である。運転支援システムは、車両ＣＲの左前端部に設置されたレーダ装置１であるレーダ装置１_ＦＬと、車両ＣＲの右前端部に設置されたレーダ装置１であるレーダ装置１_ＦＲ、車両ＣＲの左後端部に設置されたレーダ装置１であるレーダ装置１_ＢＬと、車両ＣＲの右後端部に設置されたレーダ装置１であるレーダ装置１_ＢＲと、レーダ装置１_ＦＬ、１_ＦＲ、１_ＢＬ及び１_ＢＲに接続されたレーダ統合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０と、運転支援ＥＣＵ６０と、備える。図１９の例では、レーダ装置１_ＦＬ、１_ＦＲ、１_ＢＬ及び１_ＢＲの夫々において、図１０に示す如くアンテナブロックａ、ｃ及びｄが設けられることが想定されている。

図１９において、レーダ装置１_ＦＬを起点とする１つの実線曲線内の領域は、レーダ装置１_ＦＬにおけるアンテナブロックａの検知領域ＤＲａを表し、レーダ装置１_ＦＬを起点とする２つの破線曲線内の領域は、レーダ装置１_ＦＬにおけるアンテナブロックｃ及びｄの検知領域ＤＲｃ及びＤＲｄを表している。レーダ装置１_ＦＲ、１_ＢＬ及び１_ＢＲについても同様である。レーダ装置１_ＦＬ、１_ＦＲ、１_ＢＬ及び１_ＢＲの夫々に対して第４実施例の方法を適用し、各レーダ装置において、アンテナブロックｃ又はｄを用い路面の段差検出を行うようにしても良い。

レーダ装置１_ＦＬ、１_ＦＲ、１_ＢＬ及び１_ＢＲによる物標の検出結果はレーダ統合ＥＣＵ５０に送られる。レーダ統合ＥＣＵ５０は、レーダ装置１_ＦＬ、１_ＦＲ、１_ＢＬ及び１_ＢＲによる物標の検出結果（即ち物標データ）を統合したレーダ統合情報を生成して運転支援ＥＣＵ６０に伝達する。各レーダ装置からの物標データに含まれる物標の位置情報は各々のレーダ座標系における位置情報である。レーダ統合ＥＣＵ５０は、各々のレーダ座標系における位置情報を車両ＣＲを中心とする車両座標系上の位置情報に変換し、当該変換を通じてレーダ統合情報を生成する。

運転支援ＥＣＵ６０は、レーダ統合情報に応じた情報を、車両ＣＲに搭載された画像表示部及び音声出力部（双方図示せず）を用いて視覚的又は聴覚的に運転手に通知する通知処理を行うことができる。例えば、各レーダ装置の全検知範囲を包含する領域を車両ＣＲの周辺の監視領域とし、監視領域内の物標及び段差の有無並びに物標及び段差の存在位置を示したグリッドマップを上記画像表示部に表示しても良い。路面に平行な車両ＣＲの全方位をカバーする領域を監視領域とすることもでき、クリアランスソナーとして運転支援システムを利用することもできる。

また、運転支援ＥＣＵ６０は、レーダ統合情報に基づき車両ＣＲの運転制御を行うことができても良い。車両ＣＲの運転制御には、車両ＣＲの走行速度の制御（加速、減速の制御を含む）、及び、車両ＣＲの移動方向の制御が含まれる。車両ＣＲの運転手は、車両ＣＲに設けられた操作部材（ステアリング、アクセルペダル、ブレーキベダル等）を手動操作することで車両ＣＲを運転することができるが、レーダ統合情報に基づく車両ＣＲの運転制御は、運転手の手動運転操作に依存せずに実行される自動運転制御であっても良いし、運転手の手動運転操作を支援する運転支援制御であっても良い。例えば、レーダ統合情報に基づく監視領域内の物標及び段差の有無並びに物標及び段差の存在位置に基づいて、縦列駐車のための運転制御を行ったり、車列割り込みのための運転制御を行ったりすることができる。

尚、運転支援システムに設けられるレーダ装置１の個数は１以上であれば任意である。レーダ装置１の個数が１である場合、レーダ統合ＥＣＵ５０を省略できる。

運転支援ＥＣＵ６０にて実現される機能をプログラムで記述して、当該プログラムを運転支援ＥＣＵ６０に搭載可能なメモリに記憶させておき、運転支援ＥＣＵ６０内のマイクロコンピュータ上で当該プログラムを実行することで、運転支援ＥＣＵ６０の機能を実現しても良い。レーダ統合ＥＣＵ５０についても同様である。

＜＜第６実施例＞＞
第６実施例を説明する。

１つのレーダ装置１において、
ＭＳアンテナ１０によるアンテナブロック（ａ又はｂ）及びＳＩＷアンテナ２０によるアンテナブロック（ｃ、ｄ、ｅ又はｆ）を結合使用方法で動作させる結合動作と、
ＭＳアンテナ１０によるアンテナブロック（ａ又はｂ）或いはＳＩＷアンテナ２０によるアンテナブロック（ｃ、ｄ、ｅ又はｆ）を単独で動作させる独立動作とを、
切り替えながら実行するようにしても良い。例えば、アンテナブロックａ及びｃを結合使用方法で動作させることができるようにレーダ装置１を構成しておき、アンテナブロックａ及びｃを結合使用方法で動作させる結合動作と、アンテナブロックａを単体で動作させる第１独立動作と、アンテナブロックｃを単体で動作させる第２独立動作とを、交互に且つ繰り返し行うようにしても良い。

本実施形態ではレーダ装置１を車両ＣＲに搭載することが想定されているが、レーダ装置１は車載用途に限定されず、任意の移動体にレーダ装置１が設置されても良いし、任意の静止物にレーダ装置１が設定されても良い。

本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本発明の実施形態の例であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。

１ レーダ装置
２ アンテナ装置
３ 電子回路
１０、１０ａ、１０ｂ マイクロストリップアンテナ
２０、２０ｃ～２０ｆ ＳＩＷアンテナ
３０ ＭＭＩＣ
ＣＲ 車両
ＳＵＢ 基板
Ｐａ、Ｐｂ 表面
Ｐｃ～Ｐｆ 端面
ＤＲａ、ＤＲｃ、ＤＲｄ 検知領域

Claims (3)

1. 誘電体材料から成り、所定面と前記所定面の法線とは異なる法線を持つ端面とを有する基板と、
   前記所定面に設けられた導電性パターンにて構成され、前記所定面の法線方向の空間に対して電波の送信又は受信を行う第１アンテナと、
   前記基板内に形成された導波路にて構成され、前記端面の法線方向の空間に対して電波の送信又は受信を行う第２アンテナと、
   を有し、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナは共通の前記基板に設けられているアンテナ装置と、
   前記アンテナ装置における前記第１アンテナを用いて所定の第１検知領域内の物標を検出するとともに、前記アンテナ装置における前記第２アンテナを用いて前記第１検知領域と異なる所定の第２検知領域内の物標を検出する処理部と、
   を備えたレーダ装置であって、
   当該レーダ装置は、路面を走行可能な車両の側面に、前記第１検知領域が前記車両の側面から前記車両の側方に広がり、前記第２検知領域が前記車両の側面から前記車両の斜め下方の路面に向けて広がるように取り付けられ、
   前記処理部は、前記第１アンテナを用いて前記第１検知領域内に位置する前記路面上の物標を検出し、前記第２アンテナを用いて前記第２検知領域内に位置する前記路面の段差を検出する、レーダ装置。
2. 前記第１アンテナはマイクロストリップアンテナであり、前記第２アンテナは基板集積導波路アンテナである、請求項１に記載のレーダ装置。
3. 前記第１アンテナのビームパターンにおいて、前記所定面の法線方向に対するゲインは前記所定面の接線方向に対するゲインよりも大きく、
   前記第２アンテナのビームパターンにおいて、前記端面の法線方向に対するゲインは前記端面の接線方向に対するゲインよりも大きい、請求項１又は２に記載のレーダ装置。

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