WO2012008001A1 - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

　レーダカバーの表面に雪などの異物が付着している場合、その異物の付着を検知するレーダ装置の提供。高周波である送信波を生成する送信波生成部と、送信波を物体検出領域へ送信する送信部と、送信部が送信した送信波の反射波を受信する受信部と、送信波生成部が生成した送信波の一部と反射波を混合することにより混合信号を生成する混合部と、送信波生成部が生成した送信波の一部を混合部に伝送する伝送部と、混合信号に基づき、送信波を反射した物体の位置を検出する位置検出部と、レーダ装置内で、送信波および反射波のうち少なくともいずれか一方の信号を遅延させ、当該遅延量を連続的または断続的に変化させる遅延量変更部と、遅延量変更部が遅延量を変化させた場合、各遅延量にそれぞれ対応する混合信号の低周波数成分に基づき、レーダ装置を覆うレーダカバーに異物が付着しているか否かを判定する判定部とを備える。

Description

レーダ装置

　本発明は、レーダ装置に関し、より詳しくは、レーダカバーの表面に雪などの異物が付着している場合に、その異物の付着を検知することができるレーダ装置に関する。

　従来、車両搭載用の障害物検知レーダ装置として、ミリ波を用いるミリ波レーダ装置が開発されている。ミリ波レーダ装置は、レーザ光を用いるレーダ装置とは異なり、降雨、霧などの環境条件でも検知能力が低下しにくいという利点を有している。
　しかしながら、ミリ波の電波は水を透過する能力が低く、例えば降雪時に、半分解けたような雪がレーダ装置のレーダカバーに付着した場合には、障害物の検知能力が極端に低下してしまう。そのような場合で障害物が検知されないとき、ミリ波レーダ装置は、実際に障害物が存在していないために検知されないのか、或いは、検知能力が低下したために検知されないのかを識別することができない。

　そこで、上記の課題を解決できる技術として、特許文献１に記載のレーダ装置が提案されている。このレーダ装置は、電波を電波放射手段（レドームを含む）により車両前方もしくは周辺に放射し、物体からの反射波を検出する車載用レーダ装置であって、背景雑音が所定値以下であるか否かを検出し、レドームの表面に異物が付着したか否かを判断する。レドーム表面に異物が付着していない場合には、図６に示される如く、所定値より大きい背景雑音（グランドクラッタ信号を含む）が検出される。一方、レドーム表面に異物が付着している場合には、異物によって図７に示される如く、所定値より大きい背景雑音が検出されない。つまり、このレーダ装置では、背景雑音が所定値より大きい場合にはレドーム表面に異物が付着していないと判断し、背景雑音が所定値以下である場合にはレドーム表面に異物が付着していると判断する。

　しかしながら、このレーダ装置は、ＦＭ－ＣＷレーダと呼ばれる、送信波の周波数を変化させる方式で提案されたものであり、送信波の周波数を変化させない方式としては提案されていない。すなわち、このレーダ装置は、送信波の周波数を変化させることを前提として提案されたものであり、送信波の周波数を変化させない方式（例えばパルスドップラレーダ方式）には適用することは想定されていない。

特開２００１－１８３４５６号公報

　本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、送信波の周波数を変化させない方式のレーダ装置であっても、レーダカバーの表面に雪などの異物が付着している場合に、その異物の付着を検知することができるレーダ装置の提供を目的とする。

　本発明の第１の局面は、
　物体の位置を検出するレーダ装置であって、
　高周波である送信波を生成する送信波生成部と、
　上記送信波を物体検出領域へ送信する送信部と、
　上記送信部が送信した送信波の反射波を受信する受信部と、
　上記送信波生成部が生成した送信波の一部と上記反射波を混合することにより混合信号を生成する混合部と、
　上記送信波生成部が生成した送信波の一部を上記混合部に伝送する伝送部と、
　上記混合信号に基づき、上記送信波を反射した物体の位置を検出する位置検出部と、
　上記レーダ装置内で、上記送信波および上記反射波のうち少なくともいずれか一方の信号を遅延させ、当該遅延量を連続的または断続的に変化させる遅延量変更部と、
　上記遅延量変更部が遅延量を変化させた場合、各遅延量にそれぞれ対応する上記混合信号の低周波数成分に基づき、上記レーダ装置を覆うレーダカバーに異物が付着しているか否かを判定する判定部と、を備えたレーダ装置である。

　第１の局面によれば、遅延量を変化させ、各遅延量にそれぞれ対応する混合信号の低周波数成分に基づき、レーダカバーに汚れが付着しているか否かを判定する。遅延量の変化に伴い、混合信号の低周波数成分の強度（電圧および電力）は周期的かつ正弦的に変化する。よって、遅延量を変化させ、それに応じた混合信号の低周波数成分の強度変化（電圧および電力）を見ることにより、当該低周波数成分の強度の変動範囲を把握することができる。例えば、その変動周期における低周波数成分の最大値がレーダカバーに異物が付着しているか否かの判定基準値（閾値）以上であれば、レーダカバーに汚れが付着していると判断することができる。本局面は、送信波の周波数を変化させないレーダ方式（例えば、パルスドップラレーダ方式）および送信波の周波数を変化させるレーダ方式（例えば、ＦＳＫレーダ方式、二周波ＣＷレーダ方式、ＦＭ－ＣＷレーダ方式。特に、周波数が変化するが、連続変化ではない二周波ＣＷレーダ方式、ＦＳＫレーダ方式）の双方に適用することができる。

　本発明の第２の局面は、第１の局面において、
　上記レーダ装置はＦＳＫレーダ装置または二周波ＣＷレーダ装置であることを特徴とする。

　第２の局面によれば、第１の局面に係る発明をＦＳＫレーダ装置または二周波ＣＷレーダ装置に適用することができる。

　本発明の第３の局面は、第１の局面において、
　上記レーダ装置はパルスドップラレーダ装置であることを特徴とする。

　第３の局面によれば、第１の局面に係る発明をパルスドップラレーダ装置に適用することができる。

　本発明の第４の局面は、第１乃至第３の局面のいずれかにおいて、
　上記遅延量変更部は、上記送信部、上記受信部、および上記伝送部のうち少なくともいずれか一つに設けられることを特徴とする。

　第４の局面によれば、レーダカバーに汚れが付着しているか否かを確実に判断することができる。

　本発明の第５の局面は、第１乃至第４の局面のいずれかにおいて、
　上記低周波数成分の強度変化の１周期を複数の区分に分割した場合に、上記遅延量変更部は、各上記区分毎に遅延量を設定することを特徴とする。

　第５の局面によれば、低周波数成分の強度（電圧、電力を含む）の変動範囲を高い精度で把握することができる。よって、レーダカバーに汚れが付着しているか否かを高い精度で判定することができる。

　本発明の第６の局面は、第１乃至第５の局面のいずれかにおいて、
　上記遅延量変更部は、相異なる長さの遅延線路と、使用する遅延線路を切替えるスイッチとを含むことを特徴とする。

　第６の局面によれば、使用する遅延線路をスイッチで切替えることにより、送信波および反射波の遅延量を変化させることができる。

　本発明の第７の局面は、第１乃至第６の局面のいずれかにおいて、
　上記判定部は、上記遅延量を変化させたときの上記混合信号の低周波数成分の強度の平均値が閾値以上となった場合に、上記レーダカバーに異物が付着していると判定することを特徴とする。

　第７の局面によれば、レーダカバーに異物が付着しているか否かを高い精度で判定することができる。なお、低周波数成分の強度は、低周波数成分の電圧と電力を含む。つまり、低周波数成分の電圧または電力の少なくともいずれか一方の平均値が閾値以上である場合に、レーダカバーに異物が付着していると判断される。

　本発明の第８の局面は、第１乃至第６の局面のいずれかにおいて、
　上記判定部は、上記遅延量を変化させたときの上記混合信号の低周波数成分の強度の最大値が閾値以上となった場合に、上記レーダカバーに異物が付着していると判定することを特徴とする。なお、低周波数成分の強度は、低周波数成分の電圧と電力を含む。つまり、低周波数成分の電圧または電力の少なくともいずれか一方の最大値が閾値以上である場合に、レーダカバーに異物が付着していると判断される。

　第８の局面によれば、レーダカバーに異物が付着しているか否かを高い精度で判定することができる。

　本発明の第９の局面は、第１乃至第８の局面のいずれかにおいて、
　上記送信波の帯域幅は、上記レーダ装置が上記レーダカバーに付着した異物を認識可能な距離分解能を有する値に設定されていることを特徴とする。

　第９の発明によれば、送信波の帯域幅をこのように設定することで、より確実にレーダカバー表面に付着した異物を検知することができる。

　本発明によれば、送信波の周波数を変化させないレーダ装置においても、レーダカバーの表面に付着した雪などの異物を検知することができる。

図１は、本発明に係るレーダ装置の構成の一例を示す図である。 図２は、本発明における遅延量変更部の一例を示す図である。 図３は、本発明をパルスドップラレーダ装置に適用した場合の異物検出過程の一例を示す図であり、混合信号の低周波数成分の強度と閾値との関係を示す図である。 図４は、本発明に係るレーダ装置の動作の一例を示す図である。 図５は、本発明を二周波ＣＷレーダ装置等に適用した場合の異物検出過程の一例を示す図であり、混合信号の低周波数成分の強度と閾値との関係を示す図である。 図６は、特許文献１において、路面から反射されるグランドクラッタ信号のスペクトルイメージを説明する図である。 図７は、特許文献１において、レーダ装置の表面で電波が遮断されたときのＩＦ信号のスペクトルイメージを説明する図である。

　本発明に係るレーダ装置について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明に係るレーダ装置の構成の一例を示す図である。

　本発明に係るレーダ装置は、送信波の周波数を変化させないレーダ方式（例えば、パルスドップラレーダ方式）、送信波の周波数を変化させるレーダ方式（例えばＦＭレーダ方式、ＦＭ－ＣＷレーダ方式、ＦＳＫレーダ方式、二周波ＣＷレーダ方式）のいずれでも実現可能であるが、以下の実施形態では、まず、送信波の周波数を変化させないレーダ方式（パルスドップラレーダ方式）を例に挙げて説明する。

　レーダ装置１は、送信波として周波数が変化しないパルス波を用いるパルスドップラレーダ装置である。レーダ装置１は、車両などの移動体に搭載され、自移動体に対して前方や後方などの予め定められた所定の検出範囲に向けてパルス状の電波を送受信して自移動体の周囲に存在する対象物（ターゲット）を検出する装置である。尚、このレーダ装置１が搭載される移動体は、車両等の陸上を移動するものに限らず、空中を移動する飛行体であってもよい。パルスドップラレーダ装置の基本的な構成としては、周知の構成を採用することができ、例えば、本出願人の公開済みの出願（特開２００９－０３１１６５号公報）に開示されている構成を採用することができる。

　第１実施形態に係るレーダ装置１は、パルスドップラレーダ装置の基本的な構成である、送信側回路１１と、受信側回路１２と、伝送部６と、制御部３８とを備えている。

　送信側回路１１は、連続波源１３と、パルス形成部１４と、アンプ１５と、送信アンテナ１６とを含む。

　連続波源１３とパルス形成部１４は、特許請求の範囲における送信波生成部２を構成している。アンプ１５と送信アンテナ１６は、特許請求の範囲における送信部３を構成している。

　連続波源１３は、高周波信号を途切れることなく連続して発生する。パルス形成部１４は、連続波源１３の発生する信号の通過・遮断を切り替えるスイッチを有しており、そのスイッチのオン／オフにより所定の周期で所定のパルス幅を有するパルス変調されたパルス信号（周波数一定）を繰り返し生成する。アンプ１５は、パルス形成部１４で生成されるパルス信号を増幅する。また、送信アンテナ１６（Ｔｘ）は、アンプ１５で増幅されたパルス信号を送信電波として外部空間に放射する。送信アンテナ１６からのパルス信号の放射は、主に自移動体の移動方向に向けて行われ、かかる方向に所定の検出範囲が形成されるように行われる。

　受信側回路１２は、受信アンテナ１７（Ｒｘ１）と、アンプ１８と、２つのミキサ１９，２０と、２つの積分回路２１，２２と、２つのスイッチ２３，２４と、２つのＡＤ変換部２５，２６とを有している。また、受信側回路２７も、受信アンテナ２８（Ｒｘ２）と、アンプ２９と、２つのミキサ３０，３１と、２つの積分回路３２，３３と、２つのスイッチ３４，３５と、２つのＡＤ変換部３６，３７とを有している。２つの受信アンテナ１７，２８は、自移動体の水平方向（例えば車両のときは車幅方向）に互いに所定距離ｄだけ離れて配置されている。

　受信アンテナ１７とアンプ１８、および受信アンテナ２８とアンプ２９は、特許請求の範囲における受信部４を構成している。ミキサ１９，２０、およびミキサ３０，３１は、特許請求の範囲における混合部５を構成している。

　受信アンテナ１７，２８はそれぞれ、送信アンテナ１６から送信されたパルス状の送信波がターゲットで反射された場合のそのパルス状の反射波を受信する。受信アンテナ１７で受信された受信パルスは、アンプ１８で増幅された後、ミキサ１９，２０の双方に供給される。また、受信アンテナ２８で受信された受信パルスは、アンプ２９で増幅された後、ミキサ３０，３１の双方に供給される。

　ミキサ１９，２０の入力には、アンプ１８だけでなく、スイッチ３９を介して上記した連続波源１３も接続されている。また、ミキサ３０，３１の入力にも、アンプ２９だけでなく、スイッチ３９を介して上記した連続波源１３も接続されている。スイッチ３９は、パルス形成部１４でのスイッチオンから、すなわち、送信側回路１１の送信アンテナ１６からの送信パルスの送信から、所定時間遅れてオンされるスイッチである。スイッチ３９は、連続波源１３とミキサ１９，２０，３０，３１を繋ぐ伝送部６上に設けられている。

　ミキサ１９，２０には共に、アンプ１８の出力（＝受信パルス）が入力されると共に、送信パルスから所定時間遅れたローカルパルスが入力される。ミキサ２０に入力されるローカルパルスは、通常モード時には、ミキサ１９に入力されるローカルパルスよりも位相が＋９０°ずれている（遅れる）。ここで、通常モードとは、他車両等のターゲットを検知する際のモードであり、レーダカバーに異物が付着しているか否かを判断する異物検知モードを含まない概念である。また、ミキサ３０，３１には共に、アンプ２９の出力（＝受信パルス）が入力されると共に、送信パルスから所定時間遅れたローカルパルスが入力される。ミキサ３１に入力されるローカルパルスは、ミキサ３０に入力されるローカルパルスよりも位相が＋９０°ずれている（遅れる）。

　尚、上記したローカルパルスは、送信パルスの送信からの遅延時間を適宜変更しながら繰り返し生成される。また、この遅延時間は、自移動体から検出したいターゲットまでの最大距離Ｄｍａｘ（検出範囲）を複数（例えば１００個）に区切ったレンジビンそれぞれに対応して変更される。ミキサ１９，２０，３０，３１はそれぞれ、受信パルスとローカルパルスとをミキシングして出力する。

　ミキサ１９には積分回路２１が、ミキサ２０には積分回路２２が、ミキサ３０には積分回路３２が、また、ミキサ３１には積分回路３３が、それぞれ接続されている。積分回路２１，２２，３２，３３はそれぞれ、ミキサ１９，２０，３０，３１の出力（混合信号）を積分処理し、具体的には、パルス繰り返し周波数Ｔごとの所定複数回（例えば１０回）の送信パルスの送信に対するミキサ出力を積算する。

　積分回路２１にはスイッチ２３を介してＡＤ変換部２５が、積分回路２２にはスイッチ２４を介してＡＤ変換部２６が、積分回路３２にはスイッチ３４を介してＡＤ変換部３６が、また、積分回路３３にはスイッチ３５を介してＡＤ変換部３７が、それぞれ接続されている。ＡＤ変換部２５，２６，３６，３７はそれぞれ、スイッチ２３，２４，３４，３５がオンである際に積分回路２１，２２，３２，３３の出力をデジタル信号に変換する。

　制御部３８は、機能部として、位置検出部７と、判定部９とを含む。制御部３８は、制御線を介して、上記したパルス形成部１４並びにスイッチ２３，２４，３４，３５，３９に接続されている。制御部３８は、所定のパルス幅Ｗを有する送信パルスが所定のパルス繰り返し周波数Ｔで送信アンテナ１６から外部に放射されるようにパルス形成部１４のスイッチを制御すると共に、送信アンテナ１６からの送信パルスの放射から所定時間遅れてローカルパルスが生成されてミキサ１９，２０，３０，３１に入力されるようにスイッチ３９を制御する。

　制御部３８は、また、ＡＤ変換部２５，２６，３６，３７に接続されている。制御部３８には、ＡＤ変換部２５，２６，３６，３７の各デジタル出力が供給される。制御部３８の位置検出部７は、スイッチ２３，２４，３４，３５がオンされた際におけるＡＤ変換部２５，２６，３６，３７の各デジタル出力値（混合信号の積分値）に基づいて、自移動体からターゲットまでの距離、自移動体に対するターゲットの相対速度、及び自移動体に対するターゲットの角度位置を検出する。そして、そのターゲットの検出結果を外部出力する。

　また、レーダ装置１は、本実施形態の特徴的な構成として、遅延量変更部８と、判定部９とを備えている。

　遅延量変更部８は、レーダ装置１内で、送信波および反射波のうち少なくともいずれか一方の位相を遅延させ、連続的または断続的に遅延量を変化させる。

　遅延量変更部８は、送信部３、受信部４、および伝送部６のうち少なくともいずれか一つに設けられる。図１に示される例では、遅延量変更部８は、送信部３、受信部４、および伝送部６にそれぞれ設けられている。なお、送信部３、受信部４、伝送部６に設けられる遅延量変更部を、それぞれ、遅延量変更部８１、遅延量変更部８２、遅延量変更部８３とする。

　遅延量の設定方法は特に限定されるものではないが、例えば、混合信号の低周波数成分の強度変化について、その１周期を複数の区分に分割した場合に、遅延量変更部８は、各区分毎に遅延量を設定する。

　遅延量変更部８の構成は特に限定されるものではないが、例えば、図２に示されるように、相異なる長さの遅延線路４０，４１と、使用する遅延線路を切替えるスイッチ４２とを含む構成とすることができる。図２に示される例では、一方の遅延線路４０の長さは、パルス波の波長λの１／４に設定され、他方の遅延線路４１の長さは、波長λの１／２に設定されている。なお、遅延線路の長さおよび本数は、この例に限定されない。

　判定部９は、遅延量変更部８が遅延量を変化させた場合、各遅延量にそれぞれ対応する混合信号の低周波数成分に基づき、レーダ装置１を覆うレーダカバーに雪や泥等の異物が付着しているか否かを判定する。

　判定部９の具体的な判定方法は特に限定されるものではないが、例えば、図３に示されるように、遅延量を変化させたときの混合信号の低周波数成分Ｐの強度（積分回路による積算値）の最大値が第１閾値ＴＨ１以上となった場合に、レーダ装置１を覆うレーダカバーに異物が付着していると判定することができる。図３では、混合される信号の相関が取れることにより、低周波数成分Ｐのピークが現れている。なお、図３では、混合信号の低周波数成分Ｐの強度が第１閾値ＴＨ１を超えているが、遅延量を変化させることにより低周波数成分Ｐの強度は周期的に変化する。図３は、その１周期における低周波数成分Ｐの強度の最大値を示している。

　また、他の判定方法としては、各遅延量にそれぞれ対応する混合信号の低周波数成分の強度（積分回路による積算値）の所定時間（例えば低周波数成分Ｐの強度の変動周期）内における平均値が第２閾値ＴＨ２以上となった場合に、レーダカバーに異物が付着していると判定することができる。

　ここで、遅延量を変化させることによって、レーダカバーに異物が付着しているか否かを判定する原理について説明する。以下、受信方式としてダイレクトコンバージョン方式を採用した場合を例にとって説明する。なお、スーパーヘテロダイン方式等、他の受信方式で実現することも可能である。

　ミキサから出力される混合信号の低周波数成分の強度は以下の式１で表される。なお、式１はダイレクトコンバージョン方式の場合を例にとっている。
（式１）
　ｓｉｎ（ωｔ＋Δθ１）×Ｋ・ｓｉｎ（ωｔ＋Δθ２）
＝－Ｋ・{ｃｏｓ（２ωｔ＋Δθ１＋Δθ２）－ｃｏｓ（Δθ１＋Δθ２）}

　ここで、式１の構成要素の意味について説明すると、
（１）ｓｉｎ（ωｔ＋Δθ１）：伝送部６経由でミキサに入力される信号（ローカルパルス）
（２）Ｋ・ｓｉｎ（ωｔ＋Δθ２）：受信部４経由でミキサに入力される信号（以下、ＲＦ受信信号と称する）
（３）Ｋ・ｃｏｓ（２ωｔ＋Δθ１＋Δθ２）：混合信号の高周波成分
（４）Ｋ・ｃｏｓ（Δθ１＋Δθ２）：混合信号の低周波数成分
（５）Δθ１：伝送部６の遅延量変更部８３での位相遅延量
（６）Δθ２：送信部３の遅延量変更部８１での位相遅延量と、受信部４の遅延量変更部８２での位相遅延量と、送信波が反射物（レーダカバーに付着している異物）に反射して反射波が帰ってくるまでの間に生じた位相遅延量の和

　上記式１から分かるように、（４）に示した低周波数成分の強度はΔθ１およびΔθ２の値に応じて周期的かつ正弦的に変動する。Δθ２は、反射物（車両等の検知対象やレーダカバーに付着している異物）と送信アンテナ１６間の距離に応じて変動する。当該距離が一定の場合、Δθ１およびΔθ２のうち少なくともいずれか一方を変化させ、Δθ１＋Δθ２の値とレーダ装置１の検出強度の組を複数の点でプロットすれば、Ｋ・ｃｏｓ（Δθ１＋Δθ２）の振幅Ｋを把握することができる。そこで、振幅Ｋを把握するために、Δθ１およびΔθ２のうち少なくともいずれか一方を変化させる。振幅Ｋが所定値より大きければ、レーダカバーに付着した異物で送信波が強く反射されたと考えることができる。具体的には、例えば、判定部９は、遅延量（Δθ１＋Δθ２）を変化させたときの混合信号の低周波数成分の強度の最大値が第１閾値ＴＨ１以上となった場合に、レーダカバーに異物が付着していると判定することができる。また、判定部９は、遅延量（Δθ１＋Δθ２）を変化させたときの混合信号の低周波数成分の強度の平均値が第２閾値ＴＨ２以上となった場合に、レーダカバーに異物が付着していると判定することができる。

　次に、レーダ装置１のレーダカバーに雪などの異物が付着しているか否かの判定する処理について、図４のフローチャートを参照しつつ説明する。

　まず、レーダ装置１を、通常モードから異物検知モードに切替える（ステップＳ１）。通常モードとは、他車両等の障害物の位置を検知するモードである。異物検知モードとは、レーダカバーに雪などの異物が付着しているか否かを検知するモードである。

　次いで、遅延量変更部８１、８２、８３のうち、少なくともいずれか一つを動作させる（ステップＳ２）。ここでは、例えば、遅延量変更部８３を動作させるものとする。遅延量変更部８３を動作させるとき、まず、或る遅延量を設定し、所定時間をあけて、先に設定した遅延量とは異なる遅延量を設定する。具体的には、混合信号の低周波数成分の強度変化につき、その１周期を複数の区分に分割した場合に、遅延量変更部８３は、各区分毎に相異なる遅延量を設定する。

　次いで、送信波生成部２で送信波が生成され、その送信波は送信部３から送信される（ステップＳ３）。すると、送信波は反射物で反射され、反射波が受信部４により受信される（ステップＳ４）。反射波は遅延量変更部８３で遅延された送信波と、混合部５で混合される（ステップＳ５）。

　次いで、混合信号は、積分回路２１，２２，３２，３３と、スイッチ２３，２４，３４，３５と、ＡＤ変換部２５，２６，３６，３７とを介して、制御部３８に入力される（ステップＳ６）。

　次いで、制御部３８は、例えば、遅延量に対応する混合信号の低周波数成分の強度（積分回路による積算値）を記憶する（ステップＳ７）。次いで、制御部３８は、混合信号の低周波成分の信号強度変化周期のＮ周期分（例えば１周期）を記憶したか否かを判断する（ステップＳ８）。Ｎ周期分の強度が記憶されている場合には、制御部３８の判定部９は、記憶されているＮ周期分の信号強度の最大値が第１閾値ＴＨ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ９）。Ｎ周期分の強度が記憶されていない場合には、ステップＳ２に戻り、先に設定されている遅延量とは異なる遅延量が設定される。ステップＳ９において、低周波数成分の強度の最大値が閾値ＴＨ１以上である場合には、判定部９は、レーダカバーに異物が付着していると判定し（ステップＳ１０）、処理を終了する。一方、低周波数成分の強度の最大値が閾値ＴＨ１未満である場合には、判定部９は、レーダカバーに異物が付着していないと判定し（ステップＳ１１）、処理を終了する。以上が、異物が付着しているか否かの判定処理である。なお、上記したステップＳ１０、Ｓ１１の処理の後、ステップＳ２に戻って処理を繰り返してもよい。

　また、判定部９は、上記の処理Ｓ９に代えて、以下の処理をしてもよい。例えば、ステップＳ２で遅延量が変更された場合に、判定部９は、混合信号の低周波成分の信号強度変化周期のＮ周期分（例えば１周期）の平均値が第２閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定し、当該平均値が第２閾値ＴＨ２以上である場合に、レーダカバーに異物が付着していると判定してもよい。

　なお、上記実施形態では、送信波の帯域幅は、レーダ装置１がレーダカバーに付着した異物を認識可能な距離分解能を有する値に設定されていることが好ましい。このように送信波の帯域幅を設定することで、より確実に異物を検知することができる。

　また、上記実施形態では、レーダ装置１の一例としてパルスドップラレーダ装置を例に挙げて説明したが、二周波ＣＷレーダ方式、ＦＳＫレーダ方式、ＦＭ－ＣＷレーダ方式等の他の方式を採用することも可能である。二周波ＣＷレーダ方式等の他の方式を採用した場合でも、第１実施形態と同様に送信波および反射波のうち少なくともいずれか一方の位相を遅延させ当該遅延量を連続的または断続的に変化させる遅延量変更部を設けて遅延量を操作し、混合信号の低周波数成分の強度に基づいて、レーダカバーに異物が付着していることを検出する点は同じである。

　図１を流用して説明すると、二周波ＣＷレーダ方式等を採用した場合、レーダ装置１は、ミキサ１９で混合した混合信号（この場合はビート信号）に制御部３８で高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）を施した後（積分回路２１,２２,３２,３３は特に設けなくても良い）、ピーク検出により低周波数成分を抽出する。低周波成分の信号強度変化周期のＮ周期分（例えば１周期）の最大値が第３閾値ＴＨ３以上であれば、送信波がレーダカバーに付着した異物により強く反射されていると考えられる。よって、二周波ＣＷレーダ方式等を採用した場合でも、レーダ装置１はその最大値が第３閾値ＴＨ３以上であるかを判断する（図５参照）。当該方式でも、レーダ装置１は、最大値が第３閾値ＴＨ３以上である場合にはレーダカバーに異物が付着していると判断し、最大値が閾値未満である場合にはレーダカバーに異物が付着していないと判断する。

　或いは、レーダ装置１は、低周波成分の信号強度変化周期のＮ周期分（例えば１周期）の平均値が第４閾値ＴＨ４以上であるかを判断する。平均値が第４閾値ＴＨ４以上である場合にはレーダカバーに異物が付着していると判断し、平均値が第４閾値ＴＨ４未満である場合にはレーダカバーに異物が付着していないと判断する。このように、レーダ装置１が二周波ＣＷレーダ方式等であっても、パルスドップラレーダの場合と同様の効果を奏することができる。

　本発明は、レーダカバーの表面に雪などの異物が付着している場合に、その異物の付着を検知することができるレーダ装置等に利用可能である。

　１　　レーダ装置
　２　　送信波生成部
　３　　送信部
　４　　受信部
　５　　混合部
　６　　伝送部
　７　　位置検出部
　８，８１，８２，８３　　遅延量変更部
　９　　判定部
　１１　　送信側回路
　１２　　受信側回路
　１３　　連続波源
　１４　　パルス形成部
　１５，１８，２９　　アンプ
　１６　　送信アンテナ
　１７　　受信アンテナ
　１９，２０，３０，３１　　ミキサ
　２１，２２，３２，３３　　積分回路
　２３，２４，３４，３５，３９，４２　　スイッチ
　２５，２６，３６，３７　　ＡＤ変換部
　２８　　受信アンテナ
　３８　　制御部
　４０，４１　　遅延線路

Claims (9)

1. 　物体の位置を検出するレーダ装置であって、
   　高周波である送信波を生成する送信波生成部と、
   　前記送信波を物体検出領域へ送信する送信部と、
   　前記送信部が送信した送信波の反射波を受信する受信部と、
   　前記送信波生成部が生成した送信波の一部と前記反射波を混合することにより混合信号を生成する混合部と、
   　前記送信波生成部が生成した送信波の一部を前記混合部に伝送する伝送部と、
   　前記混合信号に基づき、前記送信波を反射した物体の位置を検出する位置検出部と、
   　前記レーダ装置内で、前記送信波および前記反射波のうち少なくともいずれか一方の信号を遅延させ、当該遅延量を連続的または断続的に変化させる遅延量変更部と、
   　前記遅延量変更部が遅延量を変化させた場合、各遅延量にそれぞれ対応する前記混合信号の低周波数成分に基づき、前記レーダ装置を覆うレーダカバーに異物が付着しているか否かを判定する判定部と、を備えたレーダ装置。
2. 　前記レーダ装置は、ＦＳＫレーダ装置または二周波ＣＷレーダ装置であることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
3. 　前記レーダ装置は、パルスドップラレーダ装置であることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
4. 　前記遅延量変更部は、前記送信部、前記受信部、および前記伝送部のうち少なくともいずれか一つに設けられることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載のレーダ装置。
5. 　前記低周波数成分の強度変化の１周期を複数の区分に分割した場合に、前記遅延量変更部は、各前記区分毎に遅延量を設定することを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載のレーダ装置。
6. 　前記遅延量変更部は、相異なる長さの遅延線路と、使用する遅延線路を切替えるスイッチとを含むことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載のレーダ装置。
7. 　前記判定部は、前記遅延量を変化させたときの前記混合信号の低周波数成分の強度の平均値が閾値以上となった場合に、前記レーダカバーに異物が付着していると判定することを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載のレーダ装置。
8. 　前記判定部は、前記遅延量を変化させたときの前記混合信号の低周波数成分の強度の最大値が閾値以上となった場合に、前記レーダカバーに異物が付着していると判定することを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載のレーダ装置。
9. 　前記送信波の帯域幅は、前記レーダ装置が前記レーダカバーに付着した異物を認識可能な距離分解能を有する値に設定されていることを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項に記載のレーダ装置。

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