JP7305730B2 - レーダ装置 - Google Patents
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Description
本開示の別の一態様に係るレーダ装置は、第1のアレーアンテナと、第2のアレーアンテナと、レーダ信号を前記第1のアレーアンテナおよび前記第2のアレーアンテナの一方を用いて送信するレーダ送信部と、前記レーダ信号がターゲットに反射された反射波信号を前記第1のアレーアンテナおよび前記第2のアレーアンテナの他方を用いて受信するレーダ受信部と、を具備し、前記第1のアレーアンテナは、複数の第1のアンテナを含み、前記第2のアレーアンテナは、複数の第2のアンテナを含み、前記複数の第1のアンテナは、第1の方向の直線上に配置され、前記複数の第2のアンテナは、前記第1の方向の直線上に配置され、前記第1のアレーアンテナの第1のアンテナピッチは、前記第1の方向において、1波長以上であり、前記第2のアレーアンテナの第2のアンテナピッチは、前記第1の方向において、1波長以上であり、前記第1のアレーアンテナの第1のアンテナピッチと前記第2のアレーアンテナの第2のアンテナピッチとの差の絶対値は、前記第1の方向において、0.5波長以上、0.75波長以下である。
本開示のさらに別の一態様に係るレーダ装置は、送信アレーアンテナと、受信アレーアンテナと、レーダ信号を前記送信アレーアンテナを用いて送信するレーダ送信部と、前記レーダ信号がターゲットに反射された反射波信号を前記受信アレーアンテナを用いて受信するレーダ受信部と、を具備し、前記送信アレーアンテナは、複数の送信アンテナを含み、前記受信アレーアンテナは、複数の受信アンテナを含み、前記複数の送信アンテナは、第1の方向の直線上に配置され、前記複数の受信アンテナは、前記第1の方向の直線上に配置され、前記送信アレーアンテナの送信アンテナピッチは、前記第1の方向において、1波長以上であり、前記受信アレーアンテナの受信アンテナピッチは、前記第1の方向において、1波長以上であり、前記送信アレーアンテナの送信アンテナピッチと前記受信アレーアンテナの受信アンテナピッチとの差の絶対値は、前記第1の方向において、グレーティングローブが発生しないピッチである。
本開示のさらに別の一態様に係るレーダ装置は、第1のアレーアンテナと、第2のアレーアンテナと、レーダ信号を前記第1のアレーアンテナおよび前記第2のアレーアンテナの一方を用いて送信するレーダ送信部と、前記レーダ信号がターゲットに反射された反射波信号を前記第1のアレーアンテナおよび前記第2のアレーアンテナの他方を用いて受信するレーダ受信部と、を具備し、前記第1のアレーアンテナは、複数の第1のアンテナを含み、前記第2のアレーアンテナは、複数の第2のアンテナを含み、前記複数の第1のアンテナは、第1の方向の直線上に配置され、前記複数の第2のアンテナは、前記第1の方向の直線上に配置され、前記第1のアレーアンテナの第1のアンテナピッチは、前記第1の方向において、1波長以上であり、前記第2のアレーアンテナの第2のアンテナピッチは、前記第1の方向において、1波長以上であり、前記第1のアレーアンテナの第1のアンテナピッチと前記第2のアレーアンテナの第2のアンテナピッチとの差の絶対値は、前記第1の方向において、グレーティングローブが発生しないピッチである。
図1Aは、サブアレー構成のアンテナ素子(以下、サブアレー素子と呼ぶこともある)の一例を示す。図1Aに示すサブアレー素子は、2×2の4個のアンテナ素子から構成される。また、図1Aに示す一例では、サブアレー素子のサイズを水平方向及び垂直方向の双方とも0.8波長とする。
図2は、本実施の形態に係るレーダ装置10の構成を示すブロック図である。
レーダ送信部100は、レーダ送信信号生成部101-1~101-Ntと、送信無線部105-1~105-Ntと、送信アンテナ106-1~106-Ntとを有する。すなわち、レーダ送信部100は、Nt個の送信アンテナ106を有し、各送信アンテナ106は、それぞれ個別のレーダ送信信号生成部101及び送信無線部105に接続されている。
図2において、レーダ受信部200は、Na個の受信アンテナ202を備え、アレーアンテナを構成する。また、レーダ受信部200は、Na個のアンテナ系統処理部201-1~201-Naと、方向推定部214と、を有する。
θu=θmin + uβ1、u=0,…, NU
NU=floor[(θmax-θmin)/β1]+1
ここでfloor(x)は、実数xを超えない最大の整数値を返す関数である。
φv=φmin + vβ2、v=0,…, NV
NV=floor[(φmax-φmin)/β2]+1
以上の構成を有するレーダ装置10におけるNt個の送信アンテナ106及びNa個の受信アンテナ202の配置について説明する。
|Dt - Dr | = De (10)
バリエーション1では、水平方向及び垂直方向の双方の到来方向推定を行う場合について説明する。
バリエーション2では、水平方向及び垂直方向の双方の到来方向推定を行う他の例について説明する。
バリエーション3では、水平方向及び垂直方向の双方の到来方向推定を行う他の例について説明する。
本開示のレーダ装置は、所定の送信周期にてレーダ信号を送信アレーアンテナを用いて送信するレーダ送信部と、前記レーダ信号がターゲットに反射された反射波信号を受信アレーアンテナを用いて受信するレーダ受信部と、を具備し、前記送信アレーアンテナ及び前記受信アレーアンテナは、それぞれ、複数のサブアレー素子を含み、前記複数のサブアレー素子は、前記送信アレーアンテナ及び前記受信アレーアンテナにおいて、第1の方向の直線上に配置され、前記各サブアレー素子は、複数のアンテナ素子を含み、前記サブアレー素子のサイズは、前記第1の方向において、所望のアンテナ素子間隔より大きく、前記送信アレーアンテナのサブアレー素子間隔と、前記受信アレーアンテナのサブアレー素子間隔との差の絶対値は、前記所望のアンテナ素子間隔と同一である。
100 レーダ送信部
200 レーダ受信部
300 基準信号生成部
400 制御部
101,101a レーダ送信信号生成部
102 符号生成部
103 変調部
104 LPF
105 送信無線部
106 送信アンテナ
111 符号記憶部
112 DA変換部
201 アンテナ系統処理部
202 受信アンテナ
203 受信無線部
204 増幅器
205 周波数変換器
206 直交検波器
207 信号処理部
208,209 AD変換部
210 分離部
211 相関演算部
212 加算部
213 ドップラー周波数解析部
214 方向推定部
Claims (10)
- 送信アレーアンテナと、
受信アレーアンテナと、
レーダ信号を前記送信アレーアンテナを用いて送信するレーダ送信部と、
前記レーダ信号がターゲットに反射された反射波信号を前記受信アレーアンテナを用いて受信するレーダ受信部と、
を具備し、
前記送信アレーアンテナは、複数の送信アンテナを含み、
前記複数の送信アンテナのそれぞれは、直線状に配置された複数の送信アンテナ素子を含み、
前記受信アレーアンテナは、複数の受信アンテナを含み、
前記複数の受信アンテナのそれぞれは、直線状に配置された複数の受信アンテナ素子を含み、
前記複数の送信アンテナは、
第1の方向にて第1の送信アンテナ間隔で直線状に配置された複数の第1の送信アンテナと、第1の方向と直交する第2の方向にて、前記第1の送信アンテナ間隔と異なる第2の送信アンテナ間隔で配置された複数の第2の送信アンテナとを含み、
前記複数の第1の送信アンテナの内の1つのアンテナに隣接した前記複数の第2の送信アンテナの内の1つの送信アンテナの前記第1の方向での位置は、前記第1の送信アンテナの内の前記1つのアンテナの位置から前記第1の方向にて第3の送信アンテナ間隔で離れた位置であり、
前記複数の受信アンテナは、前記第1の方向にて受信アンテナ間隔で直線状に配置され、
前記受信アンテナ間隔が前記第1の送信アンテナ間隔よりも狭く、
前記第1の送信アンテナ間隔は、前記第1の方向において、1波長以上であり、
前記第2の送信アンテナ間隔は、前記第2の方向において、0.5波長以上、0.75波長以下であり、
前記第3の送信アンテナ間隔は、前記第1の方向において、0.5波長以上、0.75波長以下であり、
前記送信アレーアンテナと前記受信アレーアンテナとが、複数の仮想受信アンテナを有する仮想受信アレーアンテナを実現し、
前記仮想受信アレーアンテナの仮想受信アンテナ間隔が、前記第1の方向において、0.5波長以上、0.75波長以下であるものを含み、
前記複数の送信アンテナのそれぞれの長辺の長さは、前記第3の送信アンテナ間隔よりも大きい、
レーダ装置。 - 前記受信アレーアンテナの前記受信アンテナ間隔は、前記第1の方向において、1波長以上である、
請求項1に記載のレーダ装置。 - 前記送信アレーアンテナの前記第1の送信アンテナ間隔と前記受信アレーアンテナの前記受信アンテナ間隔との差の絶対値は、前記第1の方向において、0.5波長以上、0.75波長以下である、
請求項1または2に記載のレーダ装置。 - 前記送信アレーアンテナの前記第1の送信アンテナ間隔と前記受信アレーアンテナの前記受信アンテナ間隔との差の絶対値は、前記第1の方向において、0.5波長である、
請求項1または2に記載のレーダ装置。 - 前記波長は、前記レーダ信号の周波数によって定まる、
請求項1から4までのいずれか1項に記載のレーダ装置。 - 第1のアレーアンテナと、
第2のアレーアンテナと、
レーダ信号を前記第1のアレーアンテナおよび前記第2のアレーアンテナの一方を用いて送信するレーダ送信部と、
前記レーダ信号がターゲットに反射された反射波信号を前記第1のアレーアンテナおよび前記第2のアレーアンテナの他方を用いて受信するレーダ受信部と、
を具備し、
前記第1のアレーアンテナは、複数の第1のアンテナを含み、
前記複数の第1のアンテナのそれぞれは、直線状に配置された複数の第1のアンテナ素子を含み、
前記第2のアレーアンテナは、複数の第2のアンテナを含み、
前記複数の第2のアンテナのそれぞれは、直線状に配置された複数の第2のアンテナ素子を含み、
前記複数の第1のアンテナは、第1の方向にて第1のアンテナ間隔で直線状に配置された第1のアンテナグループと、第1の方向と直交する第2の方向にて、前記第1のアンテナ間隔と異なる第2のアンテナ間隔で配置された複数の第2のアンテナグループとを含み、
前記複数の第1のアンテナの内の1つのアンテナに隣接した前記複数の第2のアンテナグループの第1の方向での位置は、前記第1のアンテナグループの内の前記1つのアンテナの位置から第1の方向にて第3のアンテナ間隔で離れた位置であり、
前記複数の第2のアンテナは、前記第1の方向にて第4のアンテナ間隔で直線状に配置され、
前記第4のアンテナ間隔が前記第1のアンテナ間隔よりも狭く、
前記第1のアンテナ間隔は、前記第1の方向において、1波長以上であり、
前記第2のアンテナ間隔は、前記第2の方向において、0.5波長以上、0.75波長以下であり、
前記第3のアンテナ間隔は、前記第1の方向において、0.5波長以上、0.75波長以下であり、
前記第1のアレーアンテナと前記第2のアレーアンテナとが、複数の仮想受信アンテナを有する仮想受信アレーアンテナを実現し、
前記仮想受信アレーアンテナの仮想受信アンテナ間隔が、前記第1の方向において、0.5波長以上、0.75波長以下であるものを含み、
前記複数の第1のアンテナのそれぞれの長辺の長さは、前記第3のアンテナ間隔よりも大きい、
レーダ装置。 - 前記第2のアレーアンテナの前記第4のアンテナ間隔は、前記第1の方向において、1波長以上である、
請求項6に記載のレーダ装置。 - 前記第1のアレーアンテナの前記第1のアンテナ間隔と前記第2のアレーアンテナの前記第4のアンテナ間隔との差の絶対値は、前記第1の方向において、0.5波長以上、0.75波長以下である、
請求項6または7に記載のレーダ装置。 - 前記第1のアレーアンテナの前記第1のアンテナ間隔と前記第2のアレーアンテナの前記第4のアンテナ間隔との差の絶対値は、前記第1の方向において、0.5波長である、
請求項6ないし8のいずれか一項に記載のレーダ装置。 - 前記波長は、前記レーダ信号の周波数によって定まる、
請求項6から9までのいずれか一項に記載のレーダ装置。
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