WO2018101082A1 - レーダ装置 - Google Patents

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WO2018101082A1
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reception
radar apparatus
frame
signal
processing unit
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叡 佐々木
晃 北山
黒田　浩司
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • G01S7/24—Cathode-ray tube displays or other two dimensional or three-dimensional displays the display being orientated or displaced in accordance with movement of object carrying the transmitting and receiving apparatus, e.g. true-motion radar

Definitions

  • the present invention relates to a radar apparatus.
  • radar devices are mounted on automobiles and are used as safety devices such as collision prevention and travel control.
  • This in-vehicle radar device can detect the relative distance and relative speed of the target (preceding vehicle, etc.), and can detect the horizontal position of the target in a configuration in which multiple receiving antennas are arranged in the horizontal direction. It is.
  • a horizontal receiving antenna configuration is common, a receiving antenna configuration in which a plurality of receiving antennas are also arranged in the vertical direction is known (see, for example, Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to provide a radar apparatus that can reduce a processing load while arranging receiving antennas in two directions.
  • the present invention provides a transmitting antenna that transmits electromagnetic waves, a plurality of receiving antennas that receive reflected waves from an object that reflects the electromagnetic waves, and convert the reflected waves into a first signal; A plurality of receiving circuits each connected to a receiving antenna and generating a second signal from the first signal; and a signal processing unit for processing the second signal, wherein the plurality of receiving antennas have a first direction, And arranged in a second direction intersecting with the first direction, the signal processing unit for each frame indicating a period from when the transmission antenna transmits electromagnetic waves to when the signal processing unit processes the second signal Then, the combination of the second signals to be processed is switched.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a receiver and a signal processing circuit of a radar apparatus according to a first embodiment (all embodiments) of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an antenna of a radar apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an antenna of a radar apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram of a receiving antenna of a radar device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram of a radar apparatus having a flat beam generating antenna according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a configuration of a receiving antenna according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between the radar performance and the processing load with respect to the number of reception channels used in the radar apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of a regular combination of reception channels for each frame when three reception channels are used according to the second embodiment of the present invention. It is a figure which shows the on / off state of a receiving channel in each frame. It is a processing flowchart which determines the receiving channel defect which concerns on all the embodiments of this invention.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing combinations of reception channels for each frame when two reception channels are used according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing a configuration of a receiving antenna according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of a regular combination of reception channels for each frame when two reception channels are used according to the fourth embodiment of the present invention. It is a figure which shows the modification of the receiving antenna structure of the radar apparatus which concerns on the modification of embodiment of this invention. It is a figure which shows the modification of the receiving antenna structure of the radar apparatus which concerns on the modification of embodiment of this invention. It is a figure which shows the modification of the receiving antenna structure of the radar apparatus which concerns on the modification of embodiment of this invention. It is a figure which shows the modification of the receiving antenna structure of the radar apparatus which concerns on the modification of embodiment of this invention.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing a configuration of a receiving antenna according to a fifth embodiment of the present invention. FIG.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example of a regular combination of reception channels for each frame when two reception channels are used according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing an embodiment when outputting information calculated by a radar apparatus according to the first to fifth embodiments (general embodiments) of the present invention to a user interface.
  • the radar apparatus is used, for example, for preventing collision of a moving body, and extracts information on a relative distance and a relative speed with respect to a target object by transmitting and receiving a frequency-modulated radar wave.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a receiver (receiving antenna unit 101, receiving circuit unit 102) and a signal processing circuit (signal processing unit 103) of the radar apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention, and output of processing results. It is a figure and is a block diagram of the whole embodiment including other embodiments mentioned below. Note that the configuration of the radar apparatus 1 shown in FIG. 1 is omitted for parts (such as an amplifier) that are not touched in the embodiment of the present invention. Further, the antenna form of the receiving antenna 108 is arbitrary, and is not limited to a specific form (patch antenna, horn antenna, etc.).
  • An electromagnetic wave is radiated from the transmission unit (not shown) of the radar apparatus 1 by an arbitrary method and reflected by an obstacle or the like.
  • the reflected electromagnetic wave is input to the reception antenna 108 provided in the reception antenna unit 101.
  • the radar apparatus 1 has m receiving antennas 108 and m receiving circuits 520 (Rx) connected thereto, and signals input to the receiving antennas 108 are connected via the receiving circuits 520. Input to the signal processing unit 103.
  • the transmission unit transmits electromagnetic waves.
  • the plurality of receiving antennas 108 receive reflected waves from an object that reflects electromagnetic waves, and convert the reflected waves into a first signal Sig1.
  • the plurality of receiving circuits 520 are respectively connected to the receiving antenna 108 and generate the second signal Sig2 from the first signal Sig1.
  • the signal processing unit 103 processes the second signal Sig2.
  • the configuration of the receiving circuit 520 varies depending on the radar method (pulse method, FMCW method, two-frequency CW method, etc.), but an arbitrary radar method receiving circuit 520 may be used.
  • each receiving antenna 108, each receiving circuit 520, signals input to the signal processing unit 103 via them, and signal processing using the signals are collectively referred to as a receiving channel for each receiving antenna. That is, the radar apparatus 1 in FIG. 1 has m reception channels.
  • Each receiving channel has a configuration in which an arbitrary receiving circuit 520 can be regularly switched on and off by a switching signal 104.
  • the signal processing unit 103 switches the combination of the second signal Sig2 to be processed for each frame indicating the period from when the transmission antenna transmits the electromagnetic wave to when the signal processing unit 103 processes the second signal Sig2. . Thereby, the processing load for every frame is reduced.
  • the reception channel switching method is not limited to this.
  • the reception antenna 108 is switched so as not to operate, or the reception channel is switched in such a way that a signal from the reception channel input to the signal processing unit 103 is not processed. Also good. That is, it is sufficient that the signal processing unit does not process a signal received by each receiving antenna.
  • the signal processing unit 103 is mounted with a signal processing circuit such as a microcomputer or an FPGA, and processes an input signal from the reception channel.
  • a user interface 105 UI: User Interface
  • the vehicle control unit 106 are connected to the signal processing unit 103.
  • Information such as the relative distance Range (the distance between the radar device 1 and the object ahead) and the relative speed Rate (the relative speed of the object ahead of the radar device 1) calculated by the signal processing unit 103 are used as a user interface such as a car navigation system. It may be input to 105, the vehicle control unit 106, or the like.
  • connection between the user interface 105 and the vehicle control unit 106 and the signal processing unit 103 may be wired using a cable or wireless such as a wireless LAN (Local Area Network).
  • a wireless LAN Local Area Network
  • the user interface 105 has a function of outputting information visually and audibly according to information input from the signal processing unit 103.
  • the vehicle control unit 106 (for example, ECU: Electronic Control Unit) is In accordance with the information input from, a function of controlling the operation of the moving body such as power train control and vehicle body control is provided.
  • the vehicle control unit 106 recognizes the position of the obstacle and the distance to the obstacle by the signal output from the signal processing unit 103, and outputs a control signal to the power train control unit and the vehicle body control unit, thereby The movement of the moving body can be controlled according to the situation.
  • the in-vehicle system of the present embodiment functions as a driving support system.
  • the configuration of the radar device 1 shown in FIG. 1 is an example, and the configuration is not limited to this. As described above, it has an antenna for transmitting and receiving electromagnetic waves, has a method (means / apparatus / circuit) capable of switching each reception channel regularly at an arbitrary timing, and has an apparatus for signal processing of received signals. Any configuration may be used.
  • the signal processing unit 103 blocks at least one of the reception channels indicating the path from each reception antenna 108 to the signal processing unit 103, and switches the combination of the second signal Sig2 to be processed.
  • an example of an antenna used in the radar apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the configuration of the transmission / reception horn antenna is shown, but the antenna configuration and the number of antennas that can be used in the embodiment of the present invention are not limited thereto.
  • an antenna configuration such as an array antenna may be used.
  • a radar configuration can be implemented.
  • FIGS. 2 and 3 are structural diagrams of a flat beam generating array antenna used in the radar apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention.
  • the first radiating portion 110a and the second radiating portion 110b are formed on the first surface S1 of the dielectric substrate 100.
  • a first conductor portion 120a is formed on the first surface S1 of the dielectric substrate 100
  • a second conductor portion is formed on the second surface S2 opposite to the first surface S1 of the dielectric substrate 100.
  • 130a is formed.
  • a through-hole 400a is formed that allows conduction between the conductor on the first surface S1 and the conductor on the second surface S2 of the dielectric substrate 100.
  • a first horn 200a having at least an inner surface formed of a conductor is attached to the first surface S1 side of the dielectric substrate 100, and a first dielectric is formed near the radiation side opening of each first horn 200a.
  • a body lens 300a is arranged. With such a configuration, the antenna of the embodiment described later radiates radio waves substantially in parallel with the first optical axis D1a-D1a 'and the second optical axis D1b-D1b' of the first dielectric lens 300a.
  • the first imaginary line (vertical center line) A1-A1 ′ passes through the center of the radiation side opening of the first horn 200a and has the shortest length, and the second imaginary line (horizontal center line) B1.
  • -B1 ' is a line that passes through the center of the first virtual line A1-A1' and is orthogonal to the first virtual line A1-A1 '.
  • half of the first virtual line A1-A1 ′ (that is, the length of one radiation side opening in the A1-A1 ′ direction) is the second virtual line B1-B1 ′. Longer.
  • the direction of the first imaginary line A1-A1 ′ (vertical direction) of the radiation side opening of the first horn 200a is greater than the direction (lateral direction) of the second imaginary line B1-B1 ′. It is a long rectangular shape.
  • the third virtual line C1-C1 ′ is a line that passes through the intersection of the first virtual line A1-A1 ′ and the second optical axis D1b-D1b ′ and is orthogonal to the first virtual line A1-A1 ′. is there.
  • FIG. 2 (A) shows the shape of the antenna of this embodiment as viewed from the radiation side opening side of the first horn 200a.
  • FIG. 2B shows a cross-sectional shape of the antenna along the first imaginary line A1-A1 '.
  • FIG. 2C shows a cross-sectional shape along the third virtual line C1-C1 'of the antenna of the present embodiment.
  • FIG. 3 shows the shape of the dielectric substrate 100 as viewed from the first surface S1 side.
  • the first conductor portion 120a is spaced apart from the first radiating portion 110a and the second radiating portion 110b by the first radiating portion 110a and the second radiating portion 110a. It is formed so as to surround the radiating portion 110b.
  • the first conductor portion 120a is electrically connected to the second conductor portion 130a formed on the second surface S2 of the dielectric substrate 100 through the through hole 400a (FIG. 2).
  • first conductor portion 120a and the second conductor portion 130a function as reference potential surfaces for the first radiating portion 110a and the second radiating portion 110b, and the first radiating portion 110a and the second radiating portion.
  • Each of 110b operates as a patch antenna and radiates electromagnetic waves from the first surface S1 side of the dielectric substrate 100.
  • the radiation source side opening located on the side opposite to the radio wave traveling direction of the radiation side opening of the first horn 200a includes one each of the first radiation part 110a and the second radiation part 110b.
  • the dielectric substrate 100 is disposed on the first surface S1 side. That is, the first horn 200a has two horn shapes that are symmetrical (up and down) about the second virtual line B1-B1 '.
  • the antenna according to this embodiment includes the first radiating unit 110a and the second radiating unit 110b, and the two first horns 200a.
  • the interval at which the through holes 400a are arranged is preferably shorter than the length of a quarter of the wavelength of the electromagnetic wave used in the dielectric substrate 100.
  • the potential of the first horn 200a can be made equal to the reference potential of the first radiating portion 110a and the second radiating portion 110b. Therefore, the electromagnetic waves radiated from the first radiating portion 110a and the second radiating portion 110b can be efficiently transmitted to the first horn 200a.
  • the radiation source side opening of the first horn 200a is arranged.
  • the first dielectric lens 300a is formed in the same number of continuous convex shapes as the radiating portions 110a and 110b in the direction of the first virtual line A1-A1 '.
  • the first dielectric lens 300a of the antenna is continuously arranged in the direction of the first imaginary line A1-A1 ′, and is symmetrical (up and down) with respect to the second imaginary line B1-B1 ′.
  • the first radiating portion 110a and the second radiating portion 110b are arranged at positions that approximately coincide with the focal position of the first dielectric lens 300a.
  • the diameter of the convex shape forming the first dielectric lens 300a is longer than the dimension in the direction along the third virtual line C1-C1 'in the radiation side opening surface of the first horn 200a.
  • the diameter of the first dielectric lens 300a is reduced to one half of the case where the first dielectric lens 300a has one convex shape.
  • the focal length of the first dielectric lens 300a is shortened to about one half, and the electromagnetic wave radiation direction (first (In the direction of the second optical axis D1b-D1b ′) or the second optical axis D1b-D1b ′).
  • the first dielectric lens 300a in a cylindrical shape in which the direction of the first imaginary line A1-A1 ′ is a hyperbolic shape and the direction of the second imaginary line B1-B1 ′ is a linear shape, Side lobes in the direction of the first virtual line A1-A1 ′ and the direction of the second virtual line B1-B1 ′ of the beam emitted from the first dielectric lens 300a can be suppressed.
  • the center 10a (FIG. 3) of the first radiating portion 110a is the first optical axis D1a-D1a ′ of the first dielectric lens 300a and the dielectric substrate.
  • the center 10b of the second radiating portion 110b is arranged at the intersection of the first surface S1 of the first dielectric lens 300a and the first optical axis D1b-D1b ′ of the first dielectric lens 300a. It is desirable to arrange at the intersection with the surface S1.
  • the spherical electromagnetic wave radiated from the first radiating unit 110a propagates in the first horn 200a, is input to the first dielectric lens 300a, and propagates in the first dielectric lens 300a. To be emitted.
  • the first horn 200a and the first dielectric lens 300a convert the spherical wave into a plane wave.
  • the spherical electromagnetic wave radiated from the second radiating portion 110b propagates in the first horn 200a, and the first horn 200a and the first dielectric lens 300a generate a spherical wave from the spherical wave during the propagation. Converted to plane wave.
  • planar electromagnetic wave radiated from the first horn 200a originating from the first radiating portion 110a and the planar electromagnetic wave radiating from the first horn 200a originating from the second radiating portion 110b are described.
  • the first horn 200a is synthesized in a space outside the radiation side opening and radiated as a planar electromagnetic wave.
  • the antenna of this embodiment can radiate a beam having directivity in a desired direction.
  • the antenna of this embodiment has a structure in which two horns are connected in the vertical direction, and is half of the first virtual line A1-A1 ′ (the first virtual line A1-A1 of the radiation side opening of one horn).
  • the “direction length” is longer than the second virtual line B1-B1 ′.
  • one dielectric lens 300a provided on the radiation side of the antenna (the portion of the dielectric lens corresponding to one radiation portion) has a length in the first imaginary line A1-A1 ′ direction of the second imaginary line. It is longer than the length in the direction of line B1-B1 ′.
  • the first virtual line A1-A1 ′ is in the vertical direction (vertical direction), and the second virtual line B1-B1 ′ is in the horizontal direction (horizontal direction, specifically the vehicle width direction). Placed in. Therefore, the shape of the beam radiated from the first horn 200a is the width in the direction (lateral direction) of the second virtual line B1-B1 ′ from the direction (vertical direction) of the first virtual line A1-A1 ′. A flat beam is generated so that is wide.
  • the electric field plane direction (E plane direction) of the electromagnetic waves radiated from the first radiating section 110a and the second radiating section 110b is arranged in parallel to the first imaginary line A1-A1 ′, so that the first This is desirable because the shape of the beam emitted from the horn 200a tends to be narrowed in the direction of the first imaginary line A1-A1 ′.
  • FIG. 4 is a block diagram on the receiving side of the radar apparatus 1 having the flat beam generating array antenna shown in FIG.
  • FIG. 4 an example of the receiving side of the radar apparatus 1 having a flat beam generating array antenna will be described.
  • the 4 includes a flat beam generating array antenna 10, a first receiving circuit 520a, and a second receiving circuit 520b.
  • the first receiving circuit 520a has a first input terminal 521a to which the third radiating unit 110c is connected, and the second receiving circuit 520b is a second input to which the fourth radiating unit 110d is connected.
  • a terminal 521b is provided.
  • the electromagnetic wave input to the first dielectric lens 300a is converted into an electrical signal in the third radiating section 110c via the first dielectric lens 300a, and the first input terminal 521a of the first receiving circuit 520a. Is input.
  • the electromagnetic wave input to the first dielectric lens 300a is converted into an electrical signal in the fourth radiating unit 110d via the first dielectric lens 300a, and the second signal of the second receiving circuit 520b. Input terminal 521b.
  • the receiving antenna of the radar apparatus 1 having the flat beam generating array antenna of this embodiment can be applied to the radar apparatus 1 that measures the distance to the obstacle and the relative speed of the obstacle. Furthermore, since the flat beam generating array antenna according to the embodiment of the present invention generates a flat beam having a beam width in the vertical direction wider than that in the horizontal direction as described above, the vertical beam (first imaginary line A1-A1 ′ (FIG. This is applicable to the radar apparatus 1 that measures the vertical position (angle from the horizontal plane) of an obstacle in the direction (not shown in FIG. 4).
  • each receiving antenna 108 is arranged at one radiating portion (patch antenna) that radiates electromagnetic waves, one horn antenna that surrounds the radiating portions, and the opening end of the horn antenna, and converts the electromagnetic waves into plane waves. And one dielectric lens.
  • FIG. 5 is a block diagram of the radar apparatus 1 having the flat beam generating array antenna shown in FIG.
  • an example of the radar apparatus 1 having the signal processing unit 103 will be described.
  • the signal processing unit 103 is connected to the first transmission circuit 510a, the first reception circuit 520a, the second reception circuit 520b, the third reception circuit 520c, and the fourth reception circuit 520d.
  • the signal processing unit 103 supplies a signal to be transmitted from the antenna to the first transmission circuit 510a, and the first reception circuit 520a, the second reception circuit 520b, the third reception circuit 520c, and the fourth reception circuit 520d.
  • the signal output from is processed.
  • the first transmission signal Tsg1 output from the signal processing unit 103 and input to the first transmission circuit 510a is output from the first terminal 511a of the first transmission circuit 510a as the second transmission signal Tsg2, and further 1 is input to the first radiating portion 110a and is radiated from the first dielectric lens 300a as a transmission electromagnetic wave.
  • the second transmission signal Tsg2 output from the second terminal 512a of the first transmission circuit 510a is input to the second radiation unit 110b, and is radiated from the first dielectric lens 300a as a transmission electromagnetic wave.
  • the transmission electromagnetic wave radiated from the first dielectric lens 300a is reflected by an obstacle or the like.
  • the reflected electromagnetic wave is converted into the first reception signal Rsg1 in the third radiating unit 110c via the second dielectric lens 300b, and further input to the first input terminal 521a of the first reception circuit 520a.
  • the first reception signal Rsg1 is output as the fifth reception signal Rsg5 from the first reception circuit 520a and input to the signal processing unit 103.
  • the reflected electromagnetic wave is converted into the second reception signal Rsg2 in the fourth radiating unit 110d via the second dielectric lens 300b, and further the second input terminal 521b of the second reception circuit 520b. Is input.
  • the second reception signal Rsg2 is output from the second reception circuit 520b as the sixth reception signal Rsg6 and input to the signal processing unit 103.
  • the reflected electromagnetic wave is converted into the third reception signal Rsg3 in the fifth radiating section 110e via the third dielectric lens 300c, and further, the third input terminal 521c of the third reception circuit 520c. Is input.
  • the third reception signal Rsg3 is output as the seventh reception signal Rsg7 from the third reception circuit 520c and input to the signal processing unit 103.
  • the reflected electromagnetic wave is converted into the fourth reception signal Rsg4 in the sixth radiating section 110f via the third dielectric lens 300c, and further the fourth input terminal 521d of the fourth reception circuit 520d. Is input.
  • the fourth reception signal Rsg4 is output from the fourth reception circuit 520d as the eighth reception signal Rsg8 and input to the signal processing unit 103.
  • the signal processor 103 synthesizes and processes the signals output from the first receiving circuit 520a, the second receiving circuit 520b, the third receiving circuit 520c, and the fourth receiving circuit 520d. That is, the radar apparatus 1 of this embodiment has one transmission channel and four reception channels, and processes signals for four reception channels.
  • the transmission / reception antenna of the radar apparatus 1 having the flat beam generating array antenna according to the present embodiment has a vertical position (an angle from the horizontal plane) such as an obstacle in the vertical direction (the direction of the first virtual line A1-A1 ′), In addition, it is possible to measure the position in the left-right direction (angle from the front direction) of an obstacle or the like in the left-right direction (the direction of the third virtual line C1-C1 ′). Details will be described later with reference to FIGS.
  • FIG. 6 is a view of a radar apparatus 1 having four reception channels in which two reception antennas in the horizontal direction and two reception antennas in the vertical direction are viewed from the top (front) of the antenna.
  • the interval between the receiving antennas 108 (108a to 108d) in each constituent direction is constant.
  • X1 (X1a, X1a ′, X1b, X1b ′) and Y1 (Y1a, Y1a ′, Y1b, Y1b ′) of each receiving antenna are the midpoints of the vertical direction (height) and horizontal direction (width) of the receiving antenna, respectively. It is.
  • X1a-X1a 'and X1b-X1b' are parallel, and Y1a-Y1a 'and Y1b-Y1b' are parallel.
  • X1-X1 '(X1a-X1a', X1b-X1b ') and Y1-Y1' (Y1a-Y1a 'and Y1b-Y1b') are orthogonal, and the intersection is the center 109 (109a-109d) of each receiving antenna )
  • the shape of the receiving antenna 108 is not limited to this, but it is only necessary that the center portions 109 of the receiving antennas arranged in the same direction are arranged in a straight line.
  • the plurality of receiving antennas 108 are arranged in the horizontal direction (first direction) and in the vertical direction (second direction) intersecting the horizontal direction.
  • the horizontal direction (first direction) and the vertical direction (second direction) intersect perpendicularly.
  • each reception channel to which the reception antennas 108a to 108d are connected is denoted as reception channel 1 to reception channel 4, respectively.
  • Range is the relative distance of the target
  • Rate is the relative speed of the target. Range and Rate are calculated for each receiving channel, and the number of used receiving channels is extracted. For this reason, the values of Range and Rate are used by averaging the values extracted from each reception channel.
  • XRNG XRNG1, XRNG2
  • the horizontal angle is calculated from the reception phase difference of the electromagnetic waves input to the receiving antennas arranged in the horizontal direction.
  • Height (Height1, Height2) is the vertical distance of the target and is calculated from the vertical direction detection angle (hereinafter referred to as the vertical angle) and Range.
  • the vertical angle is calculated from the reception phase difference of the electromagnetic waves input to the reception antennas arranged in the vertical direction.
  • the horizontal angle of the target is obtained when the combination of the reception channel 1 (ch1) and the reception channel 2 (ch2) and the combination of the reception channel 3 (ch3) and the reception channel 4 (ch4) receive the reflected wave. Can be taken out.
  • the horizontal distances calculated from the horizontal angles extracted from the combination of reception channel 1 (ch1) and reception channel 2 (ch2) and the combination of reception channel 3 (ch3) and reception channel 4 (ch4) are XRNG1 and XRNG2, respectively. .
  • the combination of the reception channel 1 (ch1) and the reception channel 4 (ch4) and the combination of the reception channel 2 (ch2) and the reception channel 3 (ch3) receive the reflected wave, so that the vertical angle of the target is 2
  • the vertical distances calculated from these can be taken as Height1 and Height2.
  • the radar apparatus 1 periodically repeats an operation of transmitting and receiving electromagnetic waves and calculating a detection result of a target.
  • one processing cycle is called a frame.
  • the accuracy of the two detection angles that the radar device 1 picks up in each frame goes up and down due to the influence of reflection, but on average it is the same accuracy. Therefore, as a comparative example, there is an advantage that it is less affected by the reflection environment than a radar device in which three-element receiving antennas are arranged in an L shape and the receiving antennas are arranged in the horizontal and vertical directions.
  • Fig. 7 shows that performance and load are in a trade-off relationship depending on the number of channels used.
  • Fr in the figure means a frame.
  • both performance and load can be achieved by selecting the number of reception channels to be used according to the required radar performance.
  • the radar performance and the processing load when information is extracted using all the reception channels correspond to the item of the number of used channels of 4 in FIG.
  • FIG. 7 shows that, for example, when the number of channels used is 3 in the receiving antenna of FIG. 6, 3 distances per frame (relative distance), 3 speeds per frame (relative speed), 1 per frame
  • the horizontal detection angle indicates that one vertical detection angle (vertical angle) can be detected per frame.
  • FIG. 8A shows a method of selecting reception channels to be used from all reception channels and changing the combination regularly for each frame in the reception antenna configuration of FIG.
  • the reception channel to which the white reception antenna is connected is a reception channel that is not used in each of the frames Fr1 to Fr4.
  • FIG. 8B is a diagram showing that the combination of the reception channels of each frame is regularly changed from frames Fr 1 to Fr 4 and is periodically repeated.
  • frame Fr 1 the horizontal angle is extracted from reception channel 1 (ch1) and reception channel 2 (ch2)
  • the vertical angle is extracted from reception channel 2 (ch2) and reception channel 3 (ch3).
  • the reception channels for extracting the horizontal angle are different between the frames Fr1, Fr4 and the frames Fr2, Fr3, and the reception channels for extracting the vertical angle are different between the frames Fr1, Fr2 and the frames Fr3, Fr4.
  • the radar performance and load at this time conform to the item of number of used channels 3 in FIG.
  • the signal processing unit 103 includes a combination of reception antennas (108a, 108b) including two reception antennas (108a, 108b) arranged in the horizontal direction (first direction) in the frame Fr1 (first frame). , 108c), the second signal Sig2 corresponding to the frame Fr1 is processed, and two receiving antennas (108b, 108c) arranged in the vertical direction (second direction) in the frame Fr2 (second frame) subsequent to the frame Fr1 are processed.
  • the second signal Sig2 corresponding to the receiving antenna combination (108b, 108c, 108d) is processed.
  • the signal processing unit 103 processes the second signal Sig2 corresponding to the first combination (108a, 108b, and 108c) of the three receiving antennas in the frame Fr1 (first frame), and the target ( A first angle with respect to the horizontal direction (first direction) of the (object) and a second angle with respect to the vertical direction (second direction) of the target are calculated.
  • the signal processing unit 103 processes the second signal Sig2 corresponding to the second combination (108b, 108c, 108d) of the three receiving antennas in the frame Fr2 (second frame), and outputs the second signal Sig2 in the horizontal direction of the target.
  • the third angle and the fourth angle with respect to the vertical direction of the target are calculated.
  • the second angle and the fourth angle are the same.
  • relative distance Range eg, average of 3 relative distances
  • relative speed Rate eg, average of 3 relative speeds
  • the present embodiment by appropriately selecting a reception channel to be used from the reception channels constituting the radar apparatus and a combination thereof, and changing the combination regularly, the original reception channel is obtained. It is possible to provide a radar apparatus that can reduce the amount of received data, the amount of processing, the cost, and the power consumption with the same radar performance as the number.
  • FIG. 9 is an example of a processing flow for ensuring functional safety. As shown in FIG. 9, a process for determining a failure of a reception channel may be included.
  • the signal processing unit 103 regularly performs switching of the combination of the reception channels (reception elements) (S10).
  • the signal processing unit 103 calculates Range, Rate, XRNG1 to 2, and Height1 to 2 (detection result) (S15).
  • the signal processing unit 103 determines whether there is information that has not been normally calculated based on a comparison between information calculated in a certain frame (detection result) and information calculated in the previous frame (S20). When there is information that has not been normally calculated, the signal processing unit 103 detects (determines) a failure in the reception channel (S25).
  • the signal processing unit 103 turns on a failure flag indicating a failure of the reception channel (S30).
  • the signal processing unit 103 repeats the process of calculating the detection result for a reception channel (normal channel) in which no failure is detected (S35). Further, the signal processing unit 103 outputs the detection result calculated in the normal channel to the user interface 105 (car navigation system or the like) (S40).
  • any part of the receiving channel 2 fails between frames Fr1 and Fr2 in FIG. 8A, the information of Height 1 of frame Fr2 is not correctly extracted. It is determined whether or not the extracted information is correct by comparing with the Height 1 of the frames Fr1 and Fr2, and a failure is determined. Thereby, functional safety can be ensured.
  • the signal processing unit 103 compares the processing result in the first frame (for example, the frame Fr1) with the processing result in the second frame (for example, the frame Fr2), thereby receiving each reception antenna 108 (for example, 108b). ) To the signal processing unit 103, the failure of the reception channel (for example, ch2) is determined. Thereby, the reliability of the radar apparatus 1 can be improved.
  • information is extracted using a normal reception channel without using the failed reception channel.
  • the signal processing unit 103 generates a combination of the second signal Sig2 to be processed for each frame from the second signal Sig2 corresponding to the reception channel 108 that has not failed. Thereby, the detection of the position of the object can be continued.
  • FIG. 10 selects two reception channels in the reception antenna configuration of FIG. 6, regularly changes the combination of channels received for each frame from Fr1 to Fr4, and repeats.
  • the reception channel 1 (ch1) and the reception channel 2 (ch2) are used, and only the relative distance, the relative speed, and the horizontal angle can be extracted.
  • the reception channel 2 (ch2) and the reception channel 3 (ch3) are used, and only the relative distance, the relative speed, and the vertical angle can be extracted.
  • the radar performance and load at this time correspond to the item of the number of used channels 2 in FIG.
  • the signal processing unit 103 processes the second signal Sig2 corresponding to the combination (108a, 108b) of two receiving antennas arranged in the horizontal direction (first direction) in the frame Fr1 (first frame), and sets the target The angle of the object (object) with respect to the horizontal direction is calculated. Further, the signal processing unit 103 processes the second signal Sig2 corresponding to the combination (108b, 108c) of the two receiving antennas arranged in the vertical direction (second direction) in the frame Fr2 (second frame). The angle of the target with respect to the vertical direction is calculated.
  • relative distance Range and relative speed Rate are extracted for one target in each frame.
  • One horizontal angle and one vertical angle are taken out alternately for each frame. That is, since the horizontal angle and the vertical angle are taken every other frame, the position accuracy of the target is lowered.
  • the detection angle in one direction can be extracted from the reception signals of two reception channels, but in the embodiment of the present invention, the detection angle in two directions can be extracted from the reception signals of two reception channels. .
  • the information can be extracted when four reception channels are used. That is, it is synonymous with extending the time division cycle.
  • the tracking process is a process of determining whether the target detected in each frame is the same target.
  • the target A detected in a certain frame has a relative distance of 100 m and a relative speed of 0 m / s
  • the target B detected in the next frame has a relative distance of 100 m, a relative speed of 0 m / s
  • the target C has
  • the relative distance is 150 m and the relative speed is 10 m / s
  • Information that has not been calculated can be complemented by associating information with the target object detected in the past by such a method. For example, it is assumed that the information not calculated is the same as the result of the past frame.
  • a method of selecting a reception channel and regularly changing the combination is a reception M ⁇ N channel reception antenna configuration including M and N (M, N> 2) reception antennas in the horizontal and vertical directions, respectively. Applicable. Here, the same components as those in the above embodiment are omitted.
  • the plurality of receiving antennas 108 (108a to 108f) are arranged in M rows and N columns (M, N: a natural number of 2 or more).
  • FIG. 11 is a view of a radar apparatus 1 having six reception channels in which three reception antennas are arranged in the horizontal direction and two reception antennas are arranged in the vertical direction, as viewed from the top of the antenna.
  • X2a-X2a 'and X2b-X2b' are parallel
  • Y2a-Y2a ', Y2b-Y2b', and Y2c-Y2c ' are parallel to each other.
  • X2-X2 '(X2a-X2a', X2b-X2b ') and Y2-Y2' (Y2a-Y2a ', Y2b-Y2b', Y2c-Y2c ') are orthogonal to each other.
  • the configuration of the receiving antenna in the present embodiment is not limited to this, and it is only necessary that the central portions 109 (109a to 109f) of the antenna arranged in the same direction are arranged in a straight line.
  • each reception channel to which the reception antennas 108a to 108f are connected is denoted as reception channel 1 to reception channel 6, respectively.
  • reception channel 1 (ch1), reception channel 2 (ch2), and reception channel 2 (ch2)
  • reception channel 3 (ch3), the reception channel 4 (ch4) and the reception channel 5 (ch5), and the reception channel to which the reception channel 5 (ch5) and the reception channel 6 (ch6) are connected.
  • XRNG1, XRNG2, XRNG3, and XRNG4 are respectively calculated.
  • reception channel 1 (ch1) and reception channel 4 (ch4), reception channel 2 (ch2) and reception channel 5 (ch5), reception channel 3 (ch3) and reception channel 6 (ch6) are connected.
  • Three vertical angles are extracted from the combination of reception channels, and Height1, Height2, and Height3 are calculated, respectively.
  • the horizontal angle may be extracted from the reception channel 1 (ch1) and the reception channel 3 (ch3) and from the reception channel 4 (ch4) and the reception channel 6 (ch6).
  • two reception channels are selected in the frames Fr1 to Fr7 in the same manner as in the second embodiment, and the combination is selected from Fr1. Change to Fr7 regularly and repeat.
  • the channels that are not used are not biased as in the above embodiment.
  • the reception channel to be used is determined so that the horizontal angle and the vertical angle can be alternately extracted for each frame. This is in order to avoid missing information on the target for a long time.
  • the signal processing unit 103 includes a combination of reception antennas including two reception antennas (for example, 108a and 108b) arranged in any one of the M rows in the frame Fr1 (first frame).
  • the second signal Sig2 corresponding to is processed.
  • the signal processing unit 103 corresponds to a combination of reception antennas including two reception antennas (for example, 108a and 108d) arranged in any one of the N columns in the frame Fr2 (second frame). Two signals Sig2 are processed. Thereby, the position of the target (object) with respect to two directions can be detected alternately.
  • only the same direction may be calculated over several frames. This determination may be made from map information, for example. Specifically, for example, this is a case where the object is flat and it is not necessary to measure the height of the target.
  • the combination should be such that the detection angle in two directions can be calculated. That is, a combination of reception channel 1 (ch1), reception channel 2 (ch2) and reception channel 3 (ch3), reception channel 4 (ch4), reception channel 5 (ch5) and reception channel 6 (ch6), etc. Since the vertical angle cannot be taken out in combination, it is eliminated. This is to prevent missing information on the target.
  • the number of reception channels to be used can be determined according to the environment, for example. Optimal radar performance and load according to the scene can be achieved based on judgment criteria such as whether the traffic volume is busy, the distance between targets, and whether the vehicle is traveling at high speed. For example, since high radar performance is not necessary in an environment where the traffic volume is low and the target is far away, the processing load may be reduced by reducing the radar performance by using two reception channels. The same can be said for the third embodiment and the fourth embodiment.
  • the signal processing unit 103 changes the number of reception channels to be blocked according to the environment around the radar device 1.
  • the detection angle calculation method is described on the premise of the monopulse method, but other calculation methods may be used.
  • a calculation method such as the MUSIC method may be used.
  • Modification 13A to 13C show an example of the configuration (arrangement) of receiving antennas of the radar apparatus 1 according to a modification of the embodiment of the present invention.
  • the content described in each embodiment is a configuration in which the rows of receiving antennas are shifted in the horizontal direction or the vertical direction as shown in FIG. 13A, or a configuration in which the receiving antennas in the horizontal direction and the vertical direction are alternately arranged as shown in FIG. 13B.
  • the present invention can also be implemented in a receiving antenna configuration in which the first direction in which the receiving antennas are lined up and the second direction of the receiving antennas that intersect with the first direction do not intersect perpendicularly.
  • the calculated angle information is not necessarily in the horizontal and vertical directions with respect to the ground, but is calculated in the horizontal and vertical directions with respect to the ground from the calculated angle information in two directions. It is possible to correct it.
  • the method of selecting a reception channel and regularly changing the combination is also applicable to a reception antenna configuration in which a plurality of reception antennas are configured in a single direction. At this time, the same components as those in the above embodiment are omitted.
  • FIG. 14 is a view of the radar device 1 having four reception channels in which four reception antennas are arranged in the horizontal direction, as viewed from the top surface (front) of the antenna.
  • Receiving channels to which receiving antennas 108a to 108d are connected are denoted as receiving channel 1 (ch1) to receiving channel 4 (ch4), respectively.
  • reception channel 1 (ch1) and reception channel 2 (ch2)
  • reception channel 2 (ch2) and reception channel 3 (ch3)
  • reception channel 3 (ch3) and reception channel 4 (ch4)
  • the horizontal distances calculated from the horizontal angles are XRNG1, XRNG2, and XRNG3, respectively.
  • the receiving antenna configuration of the present embodiment is not limited to this, and can be applied even when a plurality of receiving antennas are configured in the vertical direction.
  • ⁇ Reception channels used to extract the horizontal angle in each frame are different. By combining reception channels for one cycle, the amount of data acquired using all channels is equivalent. It is possible to reduce the load per frame by reducing the number of channels used for reception.
  • the number of channels used can be selected from the busyness of the road, for example, depending on the environment. Is desirable.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example in which information calculated by the radar device 1 according to the first to fifth embodiments of the present invention is output to the user interface 105.
  • the signal processing unit 103 inputs information on the preceding vehicle and the upper target (signs, drones, etc.) extracted by switching the reception channel for each frame to the user interface 105, and the user interface 105 (for example, car navigation system, head-up display) (HUD) etc.).
  • the vehicle control or the traveling control may be supported by inputting to the vehicle control unit 106 (vehicle control CPU) or the in-vehicle camera.
  • this invention is not limited to above-described embodiment, Various modifications are included. For example, the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to the one having all the configurations described.
  • a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment.
  • each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit.
  • each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by a processor (such as a microcomputer).
  • Information such as programs, tables, and files for realizing each function can be stored in a recording device such as a memory, a hard disk, or an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
  • One or more transmission antennas and one or more reception channels that transmit signals at a predetermined timing, and the reception channel receives one or more signals in which the transmission signal is reflected by an object in the outside world.
  • the receiving antenna is arranged in a first direction and also arranged in a second direction intersecting the first direction, and transmits and receives the signal.
  • a radar apparatus that operates an arbitrary reception channel for each series of frame periods in which signal processing is performed.
  • the radar apparatus of (1) includes a transmission antenna that transmits a signal and a reception antenna that receives a signal in a predetermined frame, and the reception antenna is in a first direction, that is, in a horizontal direction of the radar apparatus.
  • a radar device configured as follows.
  • the receiving antenna has a horn lens antenna configuration including one patch antenna, a horn antenna, and a dielectric lens for converting electromagnetic waves radiated from the horn antenna into a plane wave.
  • Radar apparatus characterized by the above.
  • a radar device that performs processing by selecting three reception channels for processing signals.
  • a radar apparatus that performs processing by selecting two reception channels for processing signals.
  • the angle information of the horizontal direction and the vertical direction of the target with respect to the ground is calculated from the angle information of the target in the first direction and the angle information of the target in the second direction.
  • the angle information is calculated alternately in the frame.
  • a radar apparatus having a reception antenna and configured so that combinations of reception channels for processing signals differ depending on the frame.
  • the above (1) to (13) it is possible to appropriately select the reception channel to be used from the reception channels constituting the radar apparatus and the combination thereof, and change the combination regularly, so that the number of original reception channels is increased. It is possible to provide a radar device that reduces the amount of received data, the amount of processing, cost, and power consumption with the same radar performance.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 ... Reception antenna part 102 ... Reception circuit part 103 ... Signal processing part 104 ... Switching signal 105 ... User interface 106 ... Vehicle control part 520 ... Reception circuit 108 ... Reception antenna 109 ... Center part 10 of reception antenna ... Light of dielectric lens Intersection 100 between shaft and first surface of dielectric substrate 100 ... dielectric substrate 110 ... radiation portion 120 ... conductor portion 130 ... conductor portion 200 ... horn 300 ... dielectric lens 400 ... through hole 521 ... input terminal

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Abstract

本発明は、２方向に受信アンテナを配列しつつ、処理負荷を低減することができるレーダ装置を提供する。本発明は、送信部（送信アンテナ）は、電磁波を送信する。複数の受信アンテナ108は、電磁波を反射する物体から反射波を受信し、反射波を第１信号Sig1に変換する。複数の受信回路520は、受信アンテナ108にそれぞれ接続され、第１信号Sig1から第２信号Sig2を生成する。信号処理部103は、第２信号Sig2を処理する。複数の受信アンテナ108は、第１方向、及び第1方向に交差する第２方向に配列される。信号処理部103は、送信アンテナが電磁波を送信してから信号処理部103が第２信号Sig2を処理するまでの期間を示すフレームごとに、処理する第２信号Sig2の組合せを切り替える。

Description

レーダ装置
　本発明は、レーダ装置に関する。
　近年、レーダ装置が自動車に搭載され、衝突防止や走行制御等の安全装置として用いられている。この車載用のレーダ装置は、目標物（先行車等）の相対距離や相対速度を検出可能であり、複数の受信アンテナを水平方向に配置した構成では、目標物の水平方向の位置を検出可能である。水平方向の受信アンテナ構成は一般的だが、複数の受信アンテナを鉛直方向にも配置した受信アンテナ構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開2002-237779号公報
　自動運転やその他無線通信システムにおいて目標物の鉛直方向の位置の検出能力が必要とされつつある。特に、今後の自動運転では標識の検出や高架橋等のすり抜け等の必要性から、目標物の鉛直方向の位置の検出（測定）が必須であり、一般的な水平方向のみに配置した受信アンテナ構成では対応できないため、受信アンテナを鉛直方向にも構成する必要がある。
　しかし、受信アンテナ数の増加に伴い、受信データ量が増加し、実装メモリ(コスト)の増加、処理量の増加及び消費電力が増大するという課題がある。
　本発明の目的は、２方向に受信アンテナを配列しつつ、処理負荷を低減することができるレーダ装置を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明は、電磁波を送信する送信アンテナと、前記電磁波を反射する物体から反射波を受信し、前記反射波を第１信号に変換する複数の受信アンテナと、前記受信アンテナにそれぞれ接続され、前記第１信号から第２信号を生成する複数の受信回路と、前記第２信号を処理する信号処理部と、を備え、複数の前記受信アンテナは、第１方向、及び前記第１方向に交差する第２方向に配列され、前記信号処理部は、前記送信アンテナが電磁波を送信してから前記信号処理部が前記第２信号を処理するまでの期間を示すフレームごとに、処理する前記第２信号の組合せを切り替える。
　本発明によれば、２方向に受信アンテナを配列しつつ、処理負荷を低減することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の第1の実施形態（実施形態全般）に係るレーダ装置の受信機と信号処理回路の構成を示すブロック図である。 本発明の第2の実施形態に係るレーダ装置のアンテナの構成を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係るレーダ装置のアンテナの構成を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係るレーダ装置の受信アンテナのブロック図である。 本発明の第2の実施形態の扁平ビーム生成アンテナを有するレーダ装置のブロック図である。 本発明の第2の実施形態に係る受信アンテナの構成を示す説明図である。 本発明の第2の実施形態に係るレーダ装置において、使用する受信チャネル数に対するレーダ性能と処理負荷の関係を示す説明図である。 本発明の第2の実施形態に係る受信チャネルを3チャネル使用する際のフレームごとの受信チャネルの規則的な組み合わせの一例を示す説明図である。 各フレームにおいて受信チャネルのon/off状態を示す図である。 本発明の実施形態全般に係る受信チャネル不良を判定する処理フロー図である。 本発明の第3の実施形態に係る受信チャネルを2チャネル使用する際のフレームごとの受信チャネルの組み合わせを示す説明図である。 本発明の第4の実施形態に係る受信アンテナの構成を示す説明図である。 本発明の第4の実施形態に係る受信チャネルを2チャネル使用する際のフレームごとの受信チャネルの規則的な組み合わせの一例を示す説明図である。 本発明の実施形態の変形例に係るレーダ装置の受信アンテナ構成の変形例を示す図である。 本発明の実施形態の変形例に係るレーダ装置の受信アンテナ構成の変形例を示す図である。 本発明の実施形態の変形例に係るレーダ装置の受信アンテナ構成の変形例を示す図である。 本発明の第5の実施形態に係る受信アンテナ構成を示す説明図である。 本発明の第5の実施形態に係る受信チャネルを2チャネル使用する際のフレームごとの受信チャネルの規則的な組み合わせの一例を示す説明図である。 本発明の第1～第5の実施形態（実施形態全般）に係るレーダ装置が算出した情報をユーザインターフェースに出力する際の実施形態を示す説明図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明の第1～第5の実施形態に係るレーダ装置の構成及び動作について詳細に説明する。レーダ装置は、例えば、移動体の衝突防止等に使用され、周波数変調されたレーダ波を送受信することで目標物体との相対距離や相対速度に関する情報を取り出す。
　〔第1の実施形態〕
  図１は本発明の第1の実施形態に係るレーダ装置1の受信機（受信アンテナ部101、受信回路部102）と信号処理回路（信号処理部103）の構成及び処理結果の出力を示すブロック図であり、後述する他の実施形態を含む実施形態全般のブロック図である。なお、図１に示すレーダ装置1の構成は本発明の実施形態で触れない部品(増幅器等)に関しては省略している。また、受信アンテナ108のアンテナ形態は任意であり、特定の形態（パッチアンテナ、ホーンアンテナ等）に限定されない。
　レーダ装置1の送信部（図省略）から任意の方法で電磁波が放射され、障害物等で反射する。反射した電磁波は受信アンテナ部101に備えられた受信アンテナ108に入力される。
レーダ装置1はm個の受信アンテナ108とそれに接続されたm個の受信回路520（Rx）を有しており、各受信アンテナ108に入力された信号は各受信回路520を介して接続された信号処理部103へ入力される。
　換言すれば、送信部（送信アンテナ）は、電磁波を送信する。複数の受信アンテナ108は、電磁波を反射する物体から反射波を受信し、反射波を第１信号Sig1に変換する。複数の受信回路520は、受信アンテナ108にそれぞれ接続され、第１信号Sig1から第２信号Sig2を生成する。信号処理部103は、第２信号Sig2を処理する。なお、受信回路520の構成は、レーダ方式（パルス方式、FMCW方式、2周波CW方式等）により異なるが、任意のレーダ方式の受信回路520を用いてよい。
　ここで、各受信アンテナ108と各受信回路520とそれらを介して信号処理部103へ入力される信号とそれを用いた信号処理をまとめて、各受信アンテナに対する受信チャネルと呼ぶ。つまり図1のレーダ装置1はm個の受信チャネルを持つ。
　各受信チャネルは切替信号104によって任意の受信回路520を規則的にonとoffを切り替えられる構成となっている。
　換言すれば、信号処理部103は、送信アンテナが電磁波を送信してから信号処理部103が第２信号Sig2を処理するまでの期間を示すフレームごとに、処理する第２信号Sig2の組合せを切り替える。これにより、フレームごとの処理負荷が低減される。
　ただし、受信チャネルの切り替え方法はこの限りではなく、例えば受信アンテナ108を動作しないように切り替えたり、信号処理部103へ入力された受信チャネルからの信号を処理しないような方法で受信チャネルを切り替えてもよい。つまり、各受信アンテナが受信した信号を信号処理部が処理しないような構成となっていれば良い。
　信号処理部103には例えばマイクロコンピュータやFPGAのような信号処理回路が実装されており、受信チャネルからの入力信号を信号処理する。ユーザインターフェース105（UI: User Interface）や車両制御部106は、信号処理部103に接続される。信号処理部103で算出された相対距離Range（レーダ装置1と前方の物体との間の距離）や相対速度Rate（レーダ装置1に対する前方の物体の相対速度）等の情報をカーナビ等のユーザインターフェース105や車両制御部106等へ入力してもよい。
　ユーザインターフェース105や車両制御部106と信号処理部103との接続は、ケーブルを用いた有線でも、無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの無線でもよい。
　ユーザインターフェース105は、信号処理部103より入力される情報に従って、情報を視覚的・聴覚的に出力する機能を有し、車両制御部106（例えば、ECU：Electronic Control Unit）は、信号処理部103から入力される情報に従って、パワートレイン制御、車体制御等の移動体の動作を制御する機能を有する。
　車両制御部106は、信号処理部103より出力される信号によって障害物等の位置および障害物等までの距離を認識し、パワートレイン制御部や車体制御部に制御信号を出力することによって、周辺状況に応じた移動体の動作を制御できる。このようにして、本実施形態の車載システムは、運転支援システムとして機能する。
　図1で示すレーダ装置1の構成は一例であり、構成をこれに限るものではない。上述したように、電磁波を送受信するアンテナを備え、各受信チャネルを任意のタイミングで規則的に切り替えることのできる方法（手段／装置／回路）を有し、受信信号を信号処理する装置を備えた構成であればよい。
　換言すれば、信号処理部103は、フレームごとに、それぞれの受信アンテナ108から信号処理部103までの経路を示す受信チャネルの少なくとも１つを遮断し、処理する第２信号Sig2の組合せを切り替える。
　以上説明したように、本実施形態によれば、２方向に受信アンテナを配列しつつ、処理負荷を低減することができる。
　〔第2の実施形態〕
  次に、図2～図3を用いて、本発明の第2の実施形態に係るレーダ装置1に用いるアンテナの一例を説明する。本実施形態では、送受信ホーンアンテナの構成を示すが、本発明の実施形態で利用できるアンテナ構成及びアンテナ数はこれに限るものではない。例えば、アレーアンテナのようなアンテナ構成でもよい。レーダ装置1に実装した際に、電気的情報として電磁波を放射・受信することが可能であり、前記の切り替え信号104のような受信チャネルを規則的に切り替える構成（装置／回路）を備えているレーダ構成ならば実施可能である。
　図2および図3は、本発明の第2の実施形態に係るレーダ装置1に用いる扁平ビーム生成アレーアンテナの構造図である。
　図2および図3に示すアンテナでは、第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂが誘電体基板１００の第１の面Ｓ１に形成される。また、誘電体基板１００の第１の面Ｓ１には第１の導体部１２０ａが形成され、誘電体基板１００の第１の面Ｓ１と反対側の第２の面Ｓ２には第２の導体部１３０ａが形成される。また、誘電体基板１００の第１の面Ｓ１の導体と第２の面Ｓ２の導体とを導通させる貫通孔４００ａが形成される。
　誘電体基板１００の第１の面Ｓ１側には、少なくとも内側表面が導体から形成される第１のホーン２００ａが取り付けられ、各第１のホーン２００ａの放射側開口部付近には第１の誘電体レンズ３００ａが配置される。このような構成によって、後記実施形態のアンテナは、第１の誘電体レンズ３００ａの第１の光軸Ｄ１ａ－Ｄ１ａ’および第２の光軸Ｄ１ｂ－Ｄ１ｂ’と略並行に電波を放射する。
　第１の仮想線（縦中心線）Ａ１－Ａ１’は第１のホーン２００ａの放射側開口部の中心を通りかつ最短の長さとなる線であり、第２の仮想線（横中心線）Ｂ１－Ｂ１’は第１の仮想線Ａ１－Ａ１’の中心を通りかつ第１の仮想線Ａ１－Ａ１’と直交する線である。
　本実施形態のアンテナでは、第１の仮想線Ａ１－Ａ１’の２分の１（すなわち、一つの放射側開口部のＡ１－Ａ１’方向の長さ）が第２の仮想線Ｂ１－Ｂ１’より長い。つまり、本実施形態において、第１のホーン２００ａの放射側開口部は第１の仮想線Ａ１－Ａ１’の方向（縦方向）が第２の仮想線Ｂ１－Ｂ１’の方向（横方向）より長い長方形の形状である。
　第３の仮想線Ｃ１－Ｃ１’は、第１の仮想線Ａ１－Ａ１’と第２の光軸Ｄ１ｂ－Ｄ１ｂ’との交点を通りかつ第１の仮想線Ａ１－Ａ１’と直交する線である。
　図2（Ａ）は、本実施形態のアンテナを第１のホーン２００ａの放射側開口部側から見た形状を示す。また、図2（Ｂ）は、アンテナの第１の仮想線Ａ１－Ａ１’に沿った断面形状を示す。また、図2（Ｃ）は、本実施形態のアンテナの第３の仮想線Ｃ１－Ｃ１’に沿った断面形状を示す。
　図3は、誘電体基板１００を第１の面Ｓ１の側から見た形状を示す。
　誘電体基板１００の第１の面Ｓ１において、第１の導体部１２０ａは、第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂから一定の距離をおいて第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂを囲むように形成される。第１の導体部１２０ａは、貫通孔４００ａ（図2）を介して誘電体基板１００の第２の面Ｓ２に形成された第２の導体部１３０ａと電気的に接続される。
　これにより、第１の導体部１２０ａおよび第２の導体部１３０ａが第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂの基準電位面として機能し、第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂは各々パッチアンテナとして動作し、誘電体基板１００の第１の面Ｓ１側から電磁波を放射する。
　さらに、第１のホーン２００ａの放射側開口部の電波進行方向に関して反対側に位置する放射源側開口部は、第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂの各々一つずつを内包するように、誘電体基板１００の第１の面Ｓ１側に配置される。すなわち、第１のホーン２００ａは第２の仮想線Ｂ１－Ｂ１’を軸に対称（上下）な二つのホーン形状を有する。
　このように、本実施形態のアンテナは、第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂと、二つの第１のホーン２００ａで構成される。
　なお、貫通孔４００ａの配置される間隔は、使用される電磁波の誘電体基板１００内での波長の４分の１の長さより短い方が望ましい。
　さらに、第１のホーン２００ａを第１の導体部１２０ａに電気的に接続することによって、第１のホーン２００ａの電位を第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂの基準電位と等しくできるため、第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂから放射される電磁波を効率よく第１のホーン２００ａに伝達できる。
　さらに、第１のホーン２００ａの放射側開口部に放射源側開口部の方向に凸の形状を有する第１の誘電体レンズ３００ａを配置することにより、第１のホーン２００ａの放射源側開口部から放射側開口部の長さを短くでき、アンテナを小型化できる。なお、第１の誘電体レンズ３００ａは第１の仮想線Ａ１－Ａ１’の方向に放射部１１０ａ、１１０ｂと同じ数の連続した凸形状に形成される。
　つまり、アンテナの第１の誘電体レンズ３００ａは第１の仮想線Ａ１－Ａ１’の方向に二つ連続して配置され、第２の仮想線Ｂ１－Ｂ１’を軸として対称（上下）な凸形状を有する。さらに、第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂは第１の誘電体レンズ３００ａの焦点位置に大凡一致する位置に配置される。なお、第１の誘電体レンズ３００ａを構成する凸部形状の直径は、第１のホーン２００ａの放射側開口部面内の第３の仮想線Ｃ１－Ｃ１’に沿った方向の寸法より長い。
　前述の構造によって、第１の誘電体レンズ３００ａの直径は第１の誘電体レンズ３００ａが一つの凸形状を有する場合の２分の１に短縮される。ここで、誘電体レンズの直径と焦点距離とは一般的に大凡比例関係にあることから、第１の誘電体レンズ３００ａの焦点距離は大凡２分の１に短縮され、電磁波放射方向（第１の光軸Ｄ１ａ－Ｄ１ａ’または第２の光軸Ｄ１ｂ－Ｄ１ｂ’の方向）で小型化（低背化）できる。
　さらに、第１の誘電体レンズ３００ａを、第１の仮想線Ａ１－Ａ１’の方向は双曲線形状、第２の仮想線Ｂ１－Ｂ１’の方向は直線形状となるシリンドリカル形状に形成することによって、第１の誘電体レンズ３００ａより放射されるビームの第１の仮想線Ａ１－Ａ１’の方向および第２の仮想線Ｂ１－Ｂ１’の方向のサイドローブを抑制できる。
　なお、第１の仮想線Ａ１－Ａ１’の方向において、第１の放射部１１０ａの中心１０ａ（図3）は第１の誘電体レンズ３００ａの第１の光軸Ｄ１ａ－Ｄ１ａ’と誘電体基板１００の第１の面Ｓ１との交点に配置し、第２の放射部１１０ｂの中心１０ｂは第１の誘電体レンズ３００ａの第２の光軸Ｄ１ｂ－Ｄ１ｂ’と誘電体基板１００の第１の面Ｓ１との交点に配置することが望ましい　次に、本実施形態のアンテナの動作を説明する。第１の放射部１１０ａから放射された球面状の電磁波は第１のホーン２００ａ内を伝搬し、第１の誘電体レンズ３００ａに入力され、第１の誘電体レンズ３００ａ内を伝搬した後、空間へ放射される。その伝搬途中にて第１のホーン２００ａおよび第１の誘電体レンズ３００ａにより球面波から平面波に変換される。同様に、第２の放射部１１０ｂから放射された球面状の電磁波は第１のホーン２００ａ内を伝搬し、その伝搬途中にて第１のホーン２００ａおよび第１の誘電体レンズ３００ａにより球面波から平面波に変換される。
　さらに、第１の放射部１１０ａを起源とし第１のホーン２００ａより放射された平面状の電磁波と、第２の放射部１１０ｂを起源とし第１のホーン２００ａより放射された平面状の電磁波とは、第１のホーン２００ａの放射側開口部より外の空間にて合成され、平面状の電磁波として放射される。
　このような動作により、本実施形態のアンテナは、所望の方向に指向性のあるビームを放射できる。
　さらに、本実施形態のアンテナは、縦方向に二つのホーンが連なる構造であり、第１の仮想線Ａ１－Ａ１’の半分（一つのホーンの放射側開口部の第１の仮想線Ａ１－Ａ１’方向の長さ）が第２の仮想線Ｂ１－Ｂ１’より長い。すなわち、アンテナの放射側に設けられた一つの誘電体レンズ３００ａ（一つの放射部に対応する誘電体レンズの部分）は、第１の仮想線Ａ１－Ａ１’方向の長さが第２の仮想線Ｂ１－Ｂ１’方向の長さより長い。
　本実施形態のアンテナは、第１の仮想線Ａ１－Ａ１’が縦方向（鉛直方向）、第２の仮想線Ｂ１－Ｂ１’が横方向（水平方向、詳細には車幅方向）となるように配置される。このため、第１のホーン２００ａより放射されるビームの形状は、第１の仮想線Ａ１－Ａ１’の方向（縦方向）より第２の仮想線Ｂ１－Ｂ１’の方向（横方向）の幅が広くなるような扁平ビームが生成される。
　なお、第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂから放射される電磁波の電界面方向（Ｅ面方向）は第１の仮想線Ａ１－Ａ１’に並行に配置することにより、第１のホーン２００ａより放射されるビームの形状を第１の仮想線Ａ１－Ａ１’方向で狭くしやすくなり望ましい。
　（受信側）
  図4は、図2に示す扁平ビーム生成アレーアンテナを有するレーダ装置1の受信側のブロック図である。以下、扁平ビーム生成アレーアンテナを有するレーダ装置1の受信側の例を説明する。
　図4に示すレーダ装置1は、扁平ビーム生成アレーアンテナ１０、第１の受信回路５２０ａおよび第２の受信回路５２０ｂを有する。第１の受信回路５２０ａは、第３の放射部１１０ｃが接続される第１の入力端子５２１ａを有し、第２の受信回路５２０ｂは、第４の放射部１１０ｄが接続される第２の入力端子５２１ｂを有する。
　次に、本実施形態のレーダ装置1の受信アンテナの動作を説明する。第１の誘電体レンズ３００ａに入力された電磁波は第１の誘電体レンズ３００ａを介して第３の放射部１１０ｃにおいて電気的信号に変換され、第１の受信回路５２０ａの第１の入力端子５２１ａに入力される。これと同時に、第１の誘電体レンズ３００ａに入力された電磁波は第１の誘電体レンズ３００ａを介して第４の放射部１１０ｄにおいて電気的信号に変換され、第２の受信回路５２０ｂの第２の入力端子５２１ｂに入力される。
　本実施形態の扁平ビーム生成アレーアンテナを有するレーダ装置1の受信アンテナは、障害物等までの距離、障害物等の相対速度を計測するレーダ装置1に適用可能である。さらに、本発明の実施形態の扁平ビーム生成アレーアンテナは、前述したように縦方向のビーム幅が横方向より広い扁平ビームを生成するので、上下方向（第１の仮想線Ａ１－Ａ１’（図4には図示せず）の方向）の障害物等の上下方向の位置（水平面からの角度）を計測するレーダ装置1に適用可能である。
　なお、本実施形態では、受信アンテナ108として扁平ビーム生成アレーアンテナ10を例示したが、次のような単純な構成であってもよい。例えば、それぞれの受信アンテナ108は、電磁波を放射する1個の放射部（パッチアンテナ）と、放射部を囲む1個のホーンアンテナと、ホーンアンテナの開口端に配置され、電磁波を平面波に変換する1個の誘電体レンズと、を有する。
　（送信側＋受信側）
  図5は、図2に示す扁平ビーム生成アレーアンテナを有するレーダ装置1のブロック図である。ここでは、信号処理部103を有するレーダ装置1の例を説明する。
　信号処理部103は、第１の送信回路５１０ａ、第１の受信回路５２０ａ、第２の受信回路５２０ｂ、第３の受信回路５２０ｃおよび第４の受信回路５２０ｄに接続されている。
信号処理部103は、アンテナから送信すべき信号を第１の送信回路５１０ａに供給し、第１の受信回路５２０ａ、第２の受信回路５２０ｂ、第３の受信回路５２０ｃおよび第４の受信回路５２０ｄから出力された信号を処理する。
　次に、本実施形態のレーダ装置1の送信部および受信アンテナ部の動作を説明する。信号処理部103から出力され、第１の送信回路５１０ａに入力された第１の送信信号Ｔｓｇ１は第２の送信信号Ｔｓｇ２として第１の送信回路５１０ａの第１の端子５１１ａから出力され、さらに第１の放射部１１０ａに入力され、送信電磁波として第１の誘電体レンズ３００ａより放射される。同様に、第１の送信回路５１０ａの第２の端子５１２ａから出力された第２の送信信号Ｔｓｇ２は第２の放射部１１０ｂに入力され、送信電磁波として第１の誘電体レンズ３００ａより放射される。
　第１の誘電体レンズ３００ａより放射された送信電磁波が障害物等によって反射する。
反射された電磁波は第２の誘電体レンズ３００ｂを介して第３の放射部１１０ｃにおいて第１の受信信号Ｒｓｇ１に変換され、さらに第１の受信回路５２０ａの第１の入力端子５２１ａに入力される。第１の受信信号Ｒｓｇ１は第１の受信回路５２０ａより第５の受信信号Ｒｓｇ５として出力されて信号処理部103に入力される。
　これと同時に、反射された電磁波は第２の誘電体レンズ３００ｂを介して第４の放射部１１０ｄにおいて第２の受信信号Ｒｓｇ２に変換され、さらに第２の受信回路５２０ｂの第２の入力端子５２１ｂに入力される。第２の受信信号Ｒｓｇ２は第２の受信回路５２０ｂより第６の受信信号Ｒｓｇ６として出力されて信号処理部103に入力される。
　これと同時に、反射された電磁波は第３の誘電体レンズ３００ｃを介して第５の放射部１１０ｅにおいて第３の受信信号Ｒｓｇ３に変換され、さらに第３の受信回路５２０ｃの第３の入力端子５２１ｃに入力される。第３の受信信号Ｒｓｇ３は第３の受信回路５２０ｃより第７の受信信号Ｒｓｇ７として出力されて信号処理部103に入力される。
　これと同時に、反射された電磁波は第３の誘電体レンズ３００ｃを介して第６の放射部１１０ｆにおいて第４の受信信号Ｒｓｇ４に変換され、さらに第４の受信回路５２０ｄの第４の入力端子５２１ｄに入力される。第４の受信信号Ｒｓｇ４は第４の受信回路５２０ｄより第８の受信信号Ｒｓｇ８として出力されて信号処理部103に入力される。
　信号処理部103は、第１の受信回路５２０ａ、第２の受信回路５２０ｂ、第３の受信回路５２０ｃおよび第４の受信回路５２０ｄから出力された信号を合成し処理をする。つまり、本実施形態のレーダ装置1は、送信１チャネル、受信４チャネルを有し、受信４チャネル分の信号を処理する。
　本実施形態の扁平ビーム生成アレーアンテナを有するレーダ装置1の送受信アンテナは、上下方向（第１の仮想線Ａ１－Ａ１’の方向）の障害物等の上下方向の位置（水平面からの角度）、および、左右方向（第３の仮想線Ｃ１－Ｃ１’の方向）の障害物等の左右方向の位置（正面方向からの角度）を計測することが可能である。なお、詳細については、図6～図8等を用いて、後述する。
　（２×２受信アンテナ）
  図6は、水平方向に2素子の受信アンテナ、鉛直方向に2素子の受信アンテナを配置した4個の受信チャネルを持つレーダ装置1をアンテナ上面（正面）から見た図であり、各受信アンテナ108（108a～108d）の各構成方向の受信アンテナの間隔は一定である。各受信アンテナのX1（X1a,X1ａ’，Ｘ１ｂ，Ｘ１ｂ’）とＹ１（Ｙ１ａ，Ｙ１ａ’，Ｙ１ｂ，Ｙ１ｂ’）はそれぞれ、受信アンテナの鉛直方向（高さ）と水平方向（幅）の中点である。
　X1a-X1a’とX1b-X1b’は平行であり、Y1a-Y1a’とY1b-Y1b’は平行である。またはX1-X1’（X1a-X1a’、X1b-X1b’）とY1-Y1’（Y1a-Y1a’とY1b-Y1b’）は直交し、その交点は各受信アンテナの中心部109（109a～109d）となる。受信アンテナ108の形状はこれに限るものではないが、同一方向に並んだ受信アンテナの中心部109が一直線上に構成されていればよい。
　換言すれば、複数の受信アンテナ108は、水平方向（第１方向）、及び水平方向に交差する鉛直方向（第２方向）に配列される。なお、本実施形態では、水平方向（第１方向）と鉛直方向（第２方向）は垂直に交差する。これにより、２方向に対する目標物（物体）の位置を検出することができる。
　本実施形態では、受信アンテナ108aから108dが接続された各受信チャネルをそれぞれ受信チャネル１から受信チャネル４と表記する。
　Rangeは目標物の相対距離、Rateは目標物の相対速度である。RangeとRateは各受信チャネルで算出され、使用した受信チャネル数だけ取り出される。そのため、RangeとRate の値は各受信チャネルから取り出された値を平均して用いたりする。XRNG（XRNG1、XRNG2）は目標物の水平方向距離であり水平方向検出角（以下、水平角と表記）とRangeから算出される。水平角は水平方向へ並んだ受信アンテナへ入力された電磁波の受信位相差から算出される。Height（Height1、Height2）は目標物の鉛直方向距離であり、鉛直方向検出角（以下、鉛直角と表記）とRangeから算出される。鉛直角は鉛直方向へ並んだ受信アンテナへ入力された電磁波の受信位相差から算出される。
　図6の構成では受信チャネル1（ｃｈ１）と受信チャネル2（ｃｈ２）の組合せおよび、受信チャネル3（ｃｈ３）と受信チャネル4（ｃｈ４）の組合せが反射波を受信することで目標物の水平角を２つ取り出すことができる。受信チャネル1（ｃｈ１）と受信チャネル2（ｃｈ２）の組合せおよび、受信チャネル3（ｃｈ３）と受信チャネル4（ｃｈ４）の組合せから取り出した水平角から算出する水平方向距離をそれぞれXRNG1、XRNG2とする。
　同様に、受信チャネル1（ｃｈ１）と受信チャネル4（ｃｈ４）の組合せおよび、受信チャネル2（ｃｈ２）と受信チャネル3（ｃｈ３）の組合せが反射波を受信することで目標物の鉛直角を２つ取り出すことができ、そこから算出される鉛直方向距離をHeight1、Height2とする。
　すなわち、図6の構成で、すべての受信チャネルを用いると、フレームあたり1つの目標物に対して相対距離と相対速度、及び2つの水平角と２つの鉛直角を取り出すことができる。レーダ装置1は一般的に、電磁波を送受信し、目標物の検出結果を算出する動作を周期的に繰り返す。ここでは、その処理周期1つ分をフレームと呼ぶ。
　レーダ装置1が各フレームで取り出す2つの検出角の精度は反射の影響により上下するが、平均では同等の精度となる。そのため、比較例として、3素子の受信アンテナをL字型に配置して水平方向と鉛直方向に受信アンテナを配列したレーダ装置に比べて、反射環境による影響を受けにくい利点がある。
　図7は、使用するチャネル数に応じて性能と負荷がトレードオフの関係にあることを示したものである。図中のFrはフレームの意味である。
　情報の算出に使用する受信チャネル数が多ければ検出情報の性能も向上するが、負荷も増大する。また、使用する受信チャネル数が減れば、負荷は減少するが、レーダ性能も低下する。そのため、求められるレーダ性能に応じて使用する受信チャネル数を選択することで性能と負荷を両立することができる。
　例えば、図６の構成において、受信チャネルをすべて用いて情報を取り出した際のレーダ性能と処理負荷は図7の使用チャネル数４の項目に対応している。
　また、図7は、図6の受信アンテナにおいて、例えば、使用チャネル数が３の場合、１フレームあたり３つの距離（相対距離）、１フレームあたり３つの速度（相対速度）、１フレームあたり１つの水平検知角（水平角）、１フレームあたり１つの鉛直検知角（鉛直角）を検知できることを示している。
　（使用チャネル数が３の場合の動作）
  図8Aは、図6の受信アンテナ構成において、全ての受信チャネルから使用する受信チャネルを選択してその組み合わせをフレームごとに規則的に変化させる方法を示したものである。図8Aにおいて白抜きの受信アンテナが接続された受信チャネルが、各フレームFr1からFr4においてそれぞれ使用しない受信チャネルである。
　この例では受信チャネルを3つ選択する。図8Bは各フレームの受信チャネルの組み合わせをフレームFr 1からFr 4まで規則的に変更し、それを周期的に繰り返すことを示した図である。フレームFr 1では受信チャネル1（ｃｈ１）と受信チャネル2（ｃｈ２）より水平角が取り出され、受信チャネル2（ｃｈ２）と受信チャネル3（ｃｈ３）により鉛直角が取り出される。フレームFr1、Fr4とフレームFr2、Fr3では水平角を取り出す受信チャネルが異なり、フレームFr1、Fr2とフレームFr3、Fr4では鉛直角を取り出す受信チャネルが異なる。このときのレーダ性能と負荷は図7の使用チャネル数３の項目に準ずる。
　換言すれば、信号処理部103は、フレームFr1（第１フレーム）において、水平方向（第１方向）に配列された２個の受信アンテナ（108a、108b）を含む受信アンテナの組合せ（108a、108b、108c）に対応する第２信号Sig2を処理し、フレームFr1の次のフレームFr2（第２フレーム）において、鉛直方向（第２方向）に配列された２個の受信アンテナ（108b、108c）を含む受信アンテナの組合せ（108b、108c、108d）に対応する第２信号Sig2を処理する。
　詳細には、信号処理部103は、フレームFr1（第１フレーム）において、３個の受信アンテナの第１の組合せ（108a、108b、108c）に対応する第２信号Sig2を処理し、目標物（物体）の水平方向（第１方向）に対する第１角度及び目標物の鉛直方向（第２方向）に対する第２角度を算出する。信号処理部103は、フレームFr2（第２フレーム）において、３個の受信アンテナの第２の組合せ（108b、108c、108d）に対応する第２信号Sig2を処理し、目標物の水平方向に対する第３角度及び目標物の鉛直方向に対する第４角度を算出する。
なお、本実施形態では、第２角度と第４角度は同じである。
　全受信チャネルから3チャネルを選択することにより、各フレームで1つの目標物に対して相対距離Range（例えば、3つの相対距離の平均値）と相対速度Rate（例えば、3つの相対速度の平均値）及び１つの水平角と１つの鉛直角を取り出すことができる。フレームごとの検出角の情報量は減るが、フレームFr1からFr4まで組み合わせを実施することで受信4チャネルを使用した場合と同様の結果を取り出せる。すなわち、4個の受信チャネルのレーダ性能を時分割で算出（達成）しているといえる。また、４チャネルのレーダ性能を時分割するために、使用しないチャネルは偏りがないように組み合わせを決定する。
　これにより、データ量は3/4となり、処理負荷も4つの受信チャネルを使用した場合と比べて低減する。それに伴い、１フレームあたりの時間を短くすることができる。
　以上説明したように、本実施形態によれば、レーダ装置を構成する受信チャネルから使用する受信チャネルとその組み合わせを適切に選択して、その組み合わせを規則的に変化させることで、本来の受信チャネル数と同様のレーダ性能で受信データ量や処理量及びコストと消費電力を低減したレーダ装置を提供できる。
　（故障判定）
  図9は機能安全を保障する処理フローの一例である。図9に示すように、受信チャネルの故障判定を行う処理を含んでもよい。
　信号処理部103は、前記の受信チャネル（受信素子）の組み合わせのスイッチングを規則的に行う（S10）。信号処理部103は、Range、Rate、XRNG1～2、Hight1～2（検知結果）を算出する（S15）。信号処理部103は、あるフレームで算出された情報（検知結果）とその前のフレームで算出された情報との比較から、正常に算出されなかった情報があるか判定する（S20）。信号処理部103は、正常に算出されなかった情報がある場合、受信チャネルの故障を検出（判定）する（S25）。信号処理部103は、受信チャネルの故障を示す故障フラグをオンにする（S30）。信号処理部103は、故障が検出されていない受信チャネル（正常チャネル）で検知結果を算出する処理を繰り返す（S35）。また、信号処理部103は、正常チャネルで算出された検知結果をユーザインターフェース105（カーナビ等）へ出力する（S40）。
　例えば、図8AにおいてフレームFr1からFr2の間に受信チャネル２のどこかが故障した場合、フレームFr2のHeight１の情報は正しく取り出されない。フレームFr１とFr2のHeight１と比較することで取り出した情報が正しいかどうか判断し、故障判定を行う。これにより機能安全を担保することができる。
　換言すれば、信号処理部103は、第１フレーム（例えば、フレームFr1）における処理結果と第２フレーム（例えば、フレームFr2）における処理結果を比較することにより、それぞれの受信アンテナ108（例えば、108b）から信号処理部103までの経路を示す受信チャネル（例えば、ch2）の故障判定を行う。これにより、レーダ装置1の信頼性を向上することができる。
　これは、図6の受信アンテナ構成及び、図8の受信チャネルの組み合わせに限定するものではなく、本発明の実施形態のように規則的にチャネルの組み合わせを変更する場合は有効である。故障判定を出した後は故障した受信チャネルは使用せずに、正常な受信チャネルを用いて情報を取り出す。
　換言すれば、信号処理部103は、故障していない受信チャネル108に対応する第２信号Sig2から、フレームごとに処理する第２信号Sig2の組合せを生成する。これにより、物体の位置の検出を継続することができる。
　〔第3の実施形態〕
  図10は、図6の受信アンテナ構成において、受信チャネルを２つ選択し、フレームごとに受信するチャネルの組み合わせをFr1からFr4まで規則的に変更し、繰り返す。フレームFr1では受信チャネル１（ｃｈ１）と受信チャネル２（ｃｈ２）を使用しており、相対距離と相対速度、水平角のみが取り出せる。フレームFr2では受信チャネル２（ｃｈ２）と受信チャネル３（ｃｈ３）を使用しており、相対距離と相対速度、鉛直角のみが取り出せる。このときのレーダ性能と負荷は図7の使用チャネル数２の項目に対応する。
　換言すれば、複数の受信アンテナ108は、４個あり、２行２列に配列される。信号処理部103は、フレームFr1（第１フレーム）において、水平方向（第１方向）に配列された２個の受信アンテナの組合せ（108a、108b）に対応する第２信号Sig2を処理し、目標物（物体）の水平方向に対する角度を算出する。また、信号処理部103は、フレームFr2（第２フレーム）において、鉛直方向（第２方向）に配列された２個の受信アンテナの組合せ（108b、108c）に対応する第２信号Sig2を処理し、目標物の鉛直方向に対する角度を算出する。
　２つの受信チャネルを選択した場合は、各フレームにおいて1つの目標物に対して相対距離Rangeと相対速度Rateが取り出される。そして１つの水平角と鉛直角がフレームごとに交互に取り出される。すなわち、水平角と鉛直角は１フレームおきに取り出されるため、目標物の位置精度が低下する。
　従来では、2個の受信チャネルの受信信号では単一方向の検出角のみが取り出せるが、本発明の実施形態では2個の受信チャネルの受信信号で2方向の検出角を取り出すことが可能となる。加えて、フレームFr1からFr4までの受信チャネルの組み合わせを実施することで、４つの受信チャネルを使用した場合に取り出せる情報と等しくなる。すなわち、前記の時分割の周期を長くしたのと同義である。
　上記のチャネル選択では、各フレームにおいて、水平角と鉛直角のうちどちらかが取り出されない。そのため、各フレーム間で検出物の同一性を判定する追従処理を実施してもよい。
　追従処理とは各フレームにおいて検出された目標物が、同一の目標物か判断する処理のことである。例えば、とあるフレームで検出された目標物Aが相対距離100ｍ、相対速度0m/sで、その次のフレームで検出された目標物Bが相対距離100ｍ、相対速度0m/s、目標物Cが相対距離150ｍ、相対速度10m/sだった場合、目標物Aと目標物Bは同一のものと推定できる。このような方法で過去に検出した目標物の情報と紐付けを行うことで算出されなかった情報を補完することができる。例えば、算出されなかった情報は過去のフレームの結果と同じであるとする。
　〔第4の実施形態〕
  受信チャネルを選択しその組み合わせを規則的に変更する方法は水平方向・鉛直方向にそれぞれM、N個（Ｍ、Ｎ＞２）の受信アンテナから構成された受信Ｍ×Ｎチャネルの受信アンテナ構成でも適用できる。ここで、前記実施形態と同様のものは省略する。
　換言すれば、複数の受信アンテナ108（108a～108f）は、Ｍ行Ｎ列（Ｍ、Ｎ：２以上の自然数）に配列される。
　一例として、図11は、水平方向に3素子の受信アンテナ、鉛直方向に2素子の受信アンテナを配置した6個の受信チャネルを持つレーダ装置1をアンテナ上面から見た図である。ここで、第2の実施形態と同様のものは省略する。X2a-X2a’とX2b-X2b’は平行であり、Y2a-Y2a’とY2b-Y2b’とY2c-Y2c’はそれぞれ平行である。また、X2-X2’（X2a-X2a’、X2b-X2b’）とY2-Y2’（Y2a-Y2a’、Y2b-Y2b’、Y2c-Y2c’）は直交している。ただし、本実施形態における受信アンテナ構成はこれに限らず、同一方向に並んだアンテナの中心部109（109a～109f）が一直線状に並んでいればよい。
　本実施形態では、受信アンテナ108aから108fが接続された各受信チャネルをそれぞれ受信チャネル１から受信チャネル6と表記する。
　図11の構成で、すべての受信チャネルで反射した電磁波を各受信アンテナ108が受信し、信号処理をすると、受信チャネル1（ｃｈ１）と受信チャネル２（ｃｈ２）及び、受信チャネル２（ｃｈ２）と受信チャネル３（ｃｈ３）、受信チャネル４（ｃｈ４）と受信チャネル５（ｃｈ５）、受信チャネル５（ｃｈ５）と受信チャネル６（ｃｈ６）が接続された受信チャネルの組み合わせから4つの水平角が取り出され、それぞれXRNG1、XRNG2、XRNG3、XRNG4が算出される。
　同様にして、受信チャネル１（ｃｈ１）と受信チャネル４（ｃｈ４）及び、受信チャネル２（ｃｈ２）と受信チャネル５（ｃｈ５）、受信チャネル３（ｃｈ３）と受信チャネル６（ｃｈ６）が接続された受信チャネルの組み合わせから3つの鉛直角が取り出され、それぞれHeight1、Height2、Height3が算出される。
　上記の組み合わせのほか、受信チャネル1（ｃｈ１）と受信チャネル３（ｃｈ３）および、受信チャネル４（ｃｈ４）と受信チャネル６（ｃｈ６）から水平角を取り出してもよい。
　図12に、本実施形態の一例として図11の受信アンテナ構成を持つレーダ装置1において、第2の実施形態と同様にフレームFr1からFr7においてそれぞれ受信チャネルを2チャネル選択し、その組み合わせをFr1からFr7へ規則的に変更し、繰り返す。使用する受信チャネルの組み合わせを決める際には、受信チャネルの故障等の理由がない限り、前記実施形態と同様、使われないチャネルに偏りがないようにする。
　図12のように選択するチャネルが2チャネルの場合は、例えばフレームFr1では受信チャネル1（ｃｈ１）と受信チャネル２（ｃｈ２）、フレームFr2では受信チャネル1（ｃｈ１）と受信チャネル４（ｃｈ４）、といったように、フレームごとに水平角と鉛直角が交互に取り出せるようにして、使用する受信チャネルを決定する。これは、目標物の情報の欠落が長時間になることを避けるためである。
　換言すれば、信号処理部103は、フレームFr1（第１フレーム）において、Ｍ行のうちのいずれかの行に配列された２個の受信アンテナ（例えば、108a、108b）を含む受信アンテナの組合せに対応する第２信号Sig2を処理する。信号処理部103は、フレームFr2（第２フレーム）において、Ｎ列のうちのいずれかの列に配列された２個の受信アンテナ（例えば、108a、108d）を含む受信アンテナの組合せに対応する第２信号Sig2を処理する。これにより、２方向に対する目標物（物体）の位置を交互に検出することができる。
　また、環境によっては例えば水平角のみを算出して精度を向上した方が良いと判断した場合は数フレームにわたって同一方向（水平方向）のみを算出してもよい。この判断は例えば、地図情報から判断してもよい。具体的には、例えば、平坦であって、目標物の高さを測定する必要がないような場合が該当する。
　使用する受信チャネルを3チャネル以上選択して組み合わせる場合は、2方向の検出角が算出できる組み合わせとするべきである。すなわち、受信チャネル1（ｃｈ１）と受信チャネル２（ｃｈ２）と受信チャネル３（ｃｈ３）の組合せや、受信チャネル４（ｃｈ４）と受信チャネル５（ｃｈ５）と受信チャネル６（ｃｈ６）、のような組み合わせでは鉛直角が取り出せないため排除する。これは、目標物の情報の欠落を防ぐためである。
　使用する受信チャネル数は、例えば環境に応じて決定することができる。交通量の繁閑や目標物の遠近、高速走行か否か等の判断基準により、シーンに応じた最適なレーダ性能と負荷を達成できる。例えば、交通量が少なく、目標物が遠方にあるような環境では高いレーダ性能は必要ないため、使用する受信チャネル数を2チャネルとしてレーダ性能を低下させて処理負荷を低減してもよい。これは前記第3の実施形態と第4の実施形態においても同様にいえる。
　換言すれば、信号処理部103は、レーダ装置1の周囲の環境に応じて、遮断する受信チャネルの数を変更する。
　本実施形態では、検出角の算出法はモノパルス方式を前提として説明しているが、その他の算出方法でも良い。例えば、MUSIC法のような算出方法でも良い。
　（変形例）
  図13A～図13Cは本発明の実施形態の変形例に係るレーダ装置1の受信アンテナ構成（配置）の一例を示したものである。各実施形態で記した内容は図13Aのように受信アンテナの列が水平方向や鉛直方向にずれている構成や、図13Bのように水平方向と鉛直方向の受信アンテナが交互に配置された構成や、受信アンテナの並ぶ第一の方向と、それに交差する受信アンテナの第二の方向が垂直に交差していない受信アンテナ構成においても実施可能である。図13Bのような受信アンテナ構成では、算出される角度情報は地面に対する水平方向と鉛直方向に必ずしもなっていないが、算出される2方向の角度情報から、地面に対する水平方向と鉛直方向へ算出しなおすことが可能である。
　〔第5の実施形態〕
  受信チャネルを選択し、その組み合わせを規則的に変更する方法は単一方向に複数の受信アンテナが構成された受信アンテナ構成でも適用可能である。このとき、前記実施形態と同様のものは省略する。
　一例として、図14は、水平方向に4素子の受信アンテナを配置した4個の受信チャネルを持つレーダ装置1をアンテナ上面（正面）から見た図である。受信アンテナ108aから108dが接続された各受信チャネルをそれぞれ受信チャネル１（ｃｈ１）から受信チャネル４（ｃｈ４）と表記する。
　受信チャネル1（ｃｈ１）と受信チャネル２（ｃｈ２）の組合せおよび、受信チャネル２（ｃｈ２）と受信チャネル３（ｃｈ３）の組合せ、受信チャネル３（ｃｈ３）と受信チャネル４（ｃｈ４）の組合せが接続された受信チャネルが反射波を受信することで目標物の水平角を3つ取り出すことができる。
　受信チャネル1（ｃｈ１）と受信チャネル２（ｃｈ２）の組合せおよび、受信チャネル２（ｃｈ２）と受信チャネル３（ｃｈ３）の組合せ、受信チャネル３（ｃｈ３）と受信チャネル４（ｃｈ４）の組合せから取り出した水平角から算出する水平方向距離をそれぞれXRNG1、XRNG2、XRNG3とする。本実施形態の受信アンテナ構成はこの限りではなく、鉛直方向に複数の受信アンテナを構成した場合でも適用可能である。
　図15に、本実施形態の一例として図14の水平方向に受信アンテナ構成を持つレーダ装置1において、前記実施形態と同様にフレームごとに受信チャネルを2チャネル選択し、その組み合わせをフレームFr1からFr3へ規則的に変更し、繰り返す。
　各フレームで水平角を取り出すのに使用する受信チャネルは異なり、受信チャネルの組み合わせを1周期分おこなうことで、すべてのチャネルを使用して取得されるデータ量と同等となる。受信に使用するチャネル数を減らすことでフレームあたりの負荷を低減することが可能である。
　チャネル数が減ることで、同距離・同速度で存在する目標物を分離できる数が減るため、前記実施形態と同様に、環境に応じて、例えば道路の繁閑から、使用チャネル数を選択することが望ましい。
　〔ユーザインターフェースへの出力〕
  図16は、本発明の第1～第5の実施形態に係るレーダ装置1が算出した情報をユーザインターフェース105へ出力した一例を示す図である。
　信号処理部103は、フレームごとに受信チャネルを切り替えて取り出した先行車や上部の目標物(標識、ドローン等)の情報をユーザインターフェース105へ入力し、ユーザインターフェース105（例えば、カーナビ、ヘッドアップディスプレイ(HUD)等）に表示させても良い。その他、例えば、車両制御部106（車両制御CPU）や車載カメラへ入力することで車両制御や走行制御を支援してもよい。
  なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサ（マイクロコンピュータ等）がそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD（Solid State Drive）等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
　なお、本発明の実施形態は、以下の態様であってもよい。
　（１）所定のタイミングで信号を送信する1つ以上の送信アンテナと1つ以上の受信チャネルを備え、前記受信チャネルは、前記送信信号が外界の物体に当たり反射された信号を受信する1つ以上の受信アンテナと、前記受信信号が入力される受信回路と、前記受信信号を信号処理する信号処理部と、を備えるとともに、前記受信アンテナと前記受信回路と前記信号処理部のうち１つ以上の機能を無効にする機能を有し、前記受信アンテナは、第一の方向に配置されるとともに前記第一の方向と交差する第二の方向にも配置される構成であって、前記信号を送受信して信号処理をする一連のフレーム周期ごとに、任意の受信チャネルを動作させることを特徴とするレーダ装置。
　（２）（１）のレーダ装置において、信号を送信する送信アンテナと、所定のフレームで信号を受信する受信アンテナと、を備え、前記受信アンテナは、第１の方向すなわちレーダ装置の水平方向に並ぶ受信アンテナと、前記第１の方向と垂直に交差する第２の方向すなわちレーダ装置の鉛直方向に並ぶ受信アンテナと、を有し、前記フレームによって、信号を処理する受信チャネルの組み合わせが異なるように構成される、レーダ装置。
　（３）（１）のレーダ装置において、前記受信アンテナは1つのパッチアンテナとホーンアンテナと、前記ホーンアンテナから放射される電磁波を平面波に変換するための誘電体レンズから成るホーンレンズアンテナ構成であることを特徴とするレーダ装置。
　（４）（２）のレーダ装置において、受信アンテナが第１の方向に2素子、前記第１の方向に直交する第２の方向に2素子配置された2×2の４個の受信アンテナで構成されること特徴とするレーダ装置。
　（５）（４）のレーダ装置において、信号を処理する受信チャネルを3つ選択して処理を行うレーダ装置。
　（６）（４）のレーダ装置において、信号を処理する受信チャネルを２つ選択して処理を行うレーダ装置。
　（７）（１）のレーダ装置において、信号を処理する受信チャネルの組み合わせが任意の周期で繰り返されることを特徴とするレーダ装置。
　（８）（１）のレーダ装置において、前記フレームにおけるレーダ装置の検出結果から受信チャネルの故障判定を行い、機能安全を保障する機能を有することを特徴とするレーダ装置。
　（９）（７）のレーダ装置において、前記第１の方向における目標物の角度情報と前記第２の方向における目標物の角度情報から目標物の地面に対する水平方向と鉛直方向の角度情報を算出し、その角度情報が前記フレームにおいて交互に算出されることを特徴とするレーダ装置。
　（９）（７）のレーダ装置において、前記第１の方向における目標物の角度情報と前記第２の方向における目標物の角度情報から、目標物の地面に対する水平方向と地面に対する鉛直方向の角度情報を算出し、それが前記フレームにおいて任意の方向における角度情報を任意の区間だけ算出し続けることを特徴とするレーダ装置。
　（１０）信号を送信する1つ以上の送信アンテナと、所定のフレームで信号を受信する1つ以上の受信アンテナと、を備え、前記受信アンテナは、所定の単一方向に並ぶ３つ以上の受信アンテナを有し、前記フレームによって、信号を処理する受信チャネルの組合せが異なるように構成される、レーダ装置。
　（１１）（１０）のレーダ装置において、信号を処理する受信チャネルの組み合わせが任意の周期で繰り返されることを特徴とするレーダ装置。
　（１２）（１０）のレーダ装置において、受信アンテナが所定の単一方向に４素子配置された４個の受信アンテナで構成されること特徴とするレーダ装置。
　（１３）（１２）のレーダ装置において、信号を処理する受信チャネルを2つ選択して処理を行うレーダ装置。
　上記（１）～（１３）によれば、レーダ装置を構成する受信チャネルから使用する受信チャネルとその組み合わせを適切に選択して、その組み合わせを規則的に変化させることで、本来の受信チャネル数と同様のレーダ性能で受信データ量や処理量及びコストと消費電力を低減したレーダ装置を提供できる。
1０１…受信アンテナ部
１０２…受信回路部
１０３…信号処理部
１０４…切替信号
１０５…ユーザインターフェース
１０６…車両制御部
５２０…受信回路
１０８…受信アンテナ
１０９…受信アンテナの中心部
１０…誘電体レンズの光軸と誘電体基板の第１の面との交点
１００…誘電体基板
１１０…放射部
１２０…導体部
１３０…導体部
２００…ホーン
３００…誘電体レンズ
４００…貫通孔
５２１…入力端子

Claims (12)

  1. 　電磁波を送信する送信アンテナと、
    　前記電磁波を反射する物体から反射波を受信し、前記反射波を第１信号に変換する複数の受信アンテナと、
    　前記受信アンテナにそれぞれ接続され、前記第１信号から第２信号を生成する複数の受信回路と、
    　前記第２信号を処理する信号処理部と、を備え、
    　複数の前記受信アンテナは、
    　第１方向、及び前記第１方向に交差する第２方向に配列され、
    　前記信号処理部は、
    　前記送信アンテナが電磁波を送信してから前記信号処理部が前記第２信号を処理するまでの期間を示すフレームごとに、処理する前記第２信号の組合せを切り替える
    　ことを特徴とするレーダ装置。
  2. 　請求項１に記載のレーダ装置であって、
    　前記信号処理部は、
    　第１フレームにおいて、前記第１方向に配列された２個の前記受信アンテナを含む前記受信アンテナの組合せに対応する前記第２信号を処理し、
    　前記第１フレームの次の第２フレームにおいて、前記第２方向に配列された２個の前記受信アンテナを含む前記受信アンテナの組合せに対応する前記第２信号を処理する
    　ことを特徴とするレーダ装置。
  3. 　請求項２に記載のレーダ装置であって、
    　前記第１方向と前記第２方向は垂直に交差する　ことを特徴とするレーダ装置。
  4. 　請求項３に記載のレーダ装置であって、
    　複数の前記受信アンテナは、
    　Ｍ行Ｎ列（Ｍ、Ｎ：２以上の自然数）に配列され、
    　前記信号処理部は、
    　前記第１フレームにおいて、Ｍ行のうちのいずれかの行に配列された２個の前記受信アンテナを含む前記受信アンテナの組合せに対応する前記第２信号を処理し、
    　前記第２フレームにおいて、Ｎ列のうちのいずれかの列に配列された２個の前記受信アンテナを含む前記受信アンテナの組合せに対応する前記第２信号を処理する
    　ことを特徴とするレーダ装置。
  5. 　請求項４に記載のレーダ装置であって、
    　複数の前記受信アンテナは、
    　４個あり、２行２列に配列される
    　ことを特徴とするレーダ装置。
  6. 　請求項５に記載のレーダ装置であって、
    　前記信号処理部は、
    　前記第１フレームにおいて、前記第１方向に配列された２個の前記受信アンテナの組合せに対応する前記第２信号を処理し、前記物体の前記第１方向に対する角度を算出し、
    　前記第２フレームにおいて、前記第２方向に配列された２個の前記受信アンテナの組合せに対応する前記第２信号を処理し、前記物体の前記第２方向に対する角度を算出する
    　ことを特徴とするレーダ装置。
  7. 　請求項５に記載のレーダ装置であって、
    　前記信号処理部は、
    　前記第１フレームにおいて、３個の前記受信アンテナの第１の組合せに対応する前記第２信号を処理し、前記物体の前記第１方向に対する第１角度及び前記物体の前記第２方向に対する第２角度を算出し、
    　前記第２フレームにおいて、３個の前記受信アンテナの第２の組合せに対応する前記第２信号を処理し、前記物体の前記第１方向に対する第３角度及び前記物体の前記第２方向に対する第４角度を算出する
    　ことを特徴とするレーダ装置。
  8. 　請求項２に記載のレーダ装置であって、
    　前記信号処理部は、
    　前記第１フレームにおける処理結果と前記第２フレームにおける処理結果を比較することにより、それぞれの前記受信アンテナから前記信号処理部までの経路を示す受信チャネルの故障判定を行う
    　ことを特徴とするレーダ装置。
  9. 　請求項８に記載のレーダ装置であって、
    　前記信号処理部は、
    　故障していない前記受信チャネルに対応する前記第２信号から、前記フレームごとに処理する前記第２信号の組合せを生成する
    　ことを特徴とするレーダ装置。
  10. 　請求項１に記載のレーダ装置であって、
    　それぞれの前記受信アンテナは、
    　前記電磁波を放射するパッチアンテナと、
    　前記パッチアンテナを囲むホーンアンテナと、
    　前記ホーンアンテナの開口端に配置され、前記電磁波を平面波に変換する誘電体レンズと、を有する
    　ことを特徴とするレーダ装置。
  11. 　請求項１に記載のレーダ装置であって、
    　前記信号処理部は、
    　前記フレームごとに、それぞれの前記受信アンテナから前記信号処理部までの経路を示す受信チャネルの少なくとも１つを遮断し、処理する前記第２信号の組合せを切り替える
    　ことを特徴とするレーダ装置。
  12. 　請求項１１に記載のレーダ装置であって、
    　前記信号処理部は、
    　前記レーダ装置の周囲の環境に応じて、遮断する前記受信チャネルの数を変更する
    　ことを特徴とするレーダ装置。
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