WO2019155625A1 - レーダ装置 - Google Patents

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龍平 高橋
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三菱電機株式会社
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    • H04B7/0686—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission
    • H04B7/0689—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission using different transmission schemes, at least one of them being a diversity transmission scheme

Definitions

  • the MIMO beam pattern obtained by forming the MIMO beam coincides with a transmission / reception product beam that is a product of the transmission beam pattern from the transmission antenna and the reception beam pattern from the reception antenna.
  • the transmission angle of the reflected signal hereinafter referred to as the DOD angle
  • the arrival angle of the reflected signal hereinafter referred to as the DOA angle
  • Patent Document 1 in order to reduce unnecessary reflected signals (hereinafter referred to as direct propagation clutter) included in the received signal of the MIMO radar apparatus, the side of the MIMO beam pattern is used using a window function. A method for reducing lobes is described.
  • the received signal of the actual MIMO radar apparatus includes an unnecessary reflected signal due to multipath propagation (hereinafter referred to as multipath clutter).
  • multipath clutter an unnecessary reflected signal due to multipath propagation
  • the radar apparatus described in Patent Document 1 has a problem that multipath clutter included in the received signal cannot be reduced because multipath clutter is not considered.
  • the present invention solves the above-described problems, and an object thereof is to obtain a radar apparatus that can reduce direct propagation clutter and multipath clutter included in a received signal.
  • a radar apparatus includes two or more N transmission signal generation units, N transmission antennas, two or more M reception antennas, M matched filter banks, a correlation matrix calculation unit, and diagonal load processing.
  • the N transmission signal generation units generate different transmission signals.
  • N transmission antennas are connected to each of the N transmission signal generation units, and transmit transmission signals.
  • the M reception antennas receive the reflected waves from the object of the transmission signal transmitted from the N transmission antennas.
  • the M matched filter banks are connected to each of the M reception antennas, and are output of the matched filter using the transmission signals generated by the N transmission signal generation units as replicas of the matched filter. Output the received signal vector.
  • the window function is derived based on the principle of suppressing the reflected signal belonging to the subspace of the space spanned by the steering vectors of the direct propagation clutter and the multipath clutter to be reduced.
  • the radar apparatus can reduce direct propagation clutter and multipath clutter included in the received signal.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a bidirectional beam pattern in the radar apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 3A is a block diagram showing a hardware configuration for realizing the functions of the radar apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 3B is a block diagram showing a hardware configuration for executing software that implements the functions of the radar apparatus according to Embodiment 1.
  • 3 is a flowchart showing an operation of the radar apparatus according to the first embodiment. It is a figure which shows the example of the area
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a radar apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the radar apparatus 1 is a MIMO radar apparatus and includes a transmission side system, a reception side system, and a signal processing unit.
  • the transmission side system includes two or more N transmission antennas 2-1 to 2-N and N transmission signal generation units 3-1 to 3-N, and the reception side system includes two or more M antennas.
  • the signal processing unit includes a correlation matrix calculation unit 6, a diagonal load processing unit 7, a window function calculation unit 8, a window function application unit 9, and a beam forming unit 10.
  • transmission signal generators 3-1 to 3-N are connected to each of the N transmission antennas 2-1 to 2-N.
  • the transmission signal generators 3-1 to 3-N generate different transmission signals. Since these transmission signals are separated by each of the M matched filter banks 5-1 to 5-M, it is desirable that these transmission signals be orthogonal to each other.
  • the transmission antennas 2-1 to 2-N transmit the transmission signals generated by the transmission signal generation units 3-1 to 3-N, respectively.
  • Each of the transmission signal generation units 3-1 to 3-N is also connected to each of the M matched filter banks 5-1 to 5-M.
  • N transmission signals generated by the N transmission signal generation units 3-1 to 3-N are output to the matched filter banks 5-1 to 5-M, respectively.
  • matched filter banks 5-1 to 5-M are connected to the receiving antennas 4-1 to 4-M one by one.
  • the reception antennas 4-1 to 4-M receive the reflected waves of the transmission signals transmitted from the N transmission antennas 2-1 to 2-N and output the reflected waves to the matched filter banks 5-1 to 5-M.
  • the reflected wave of the transmission signal is a reflected wave that has propagated toward the radar apparatus 1 when the transmission signal transmitted from the transmission antennas 2-1 to 2-N is reflected by an object existing outside the radar apparatus 1. Is,
  • Each of the matched filter banks 5-1 to 5-M uses the N transmission signals generated by the N transmission signal generation units 3-1 to 3-N as replicas of the matched filter as output of the matched filter. A certain received signal vector is output.
  • reception signals received by the reception antennas 4-1 to 4-M reflected waves derived from N transmission signals are mixed.
  • Each of the matched filter banks 5-1 to 5-M separates the received signal into N reflected wave received signals.
  • a matched filter is used for this separation process.
  • Each of the matched filter banks 5-1 to 5-M uses N transmission signals generated by the transmission signal generation units 3-1 to 3-N as replicas of the matched filter. Since reception signals received by one matched filter bank are separated from N reflected wave reception signals, M ⁇ N reception signals are obtained by the matched filter banks 5-1 to 5-M.
  • the correlation matrix calculation unit 6 calculates an unnecessary signal correlation matrix Rc using the steering vector of the unnecessary signal defined based on the DOD angle of the unnecessary signal and the DOA angle of the unnecessary signal. For example, the correlation matrix calculation unit 6 determines a region where side lobe reduction is desired to be realized from a bidirectional beam pattern described later with reference to FIG. The correlation matrix calculation unit 6 obtains the steering vector of the unnecessary signal corresponding to the determined area, with the DOD angle belonging to the determined area as the DOD angle of the unnecessary signal and the DOA angle belonging to the determined area as the DOA angle of the unnecessary signal. To go. When the correlation matrix calculation unit 6 determines all the steering vectors of the unnecessary signals corresponding to the determined region, the correlation matrix calculation unit 6 calculates the unnecessary signal correlation matrix Rc using the calculated steering vectors.
  • the diagonal load processing unit 7 performs a diagonal load process on the unnecessary signal correlation matrix Rc calculated by the correlation matrix calculation unit 6 using the diagonal load amount ⁇ , and an unnecessary signal correlation after the diagonal load processing.
  • a matrix R is calculated.
  • the diagonal load processing unit 7 calculates an unnecessary signal correlation matrix R obtained by adding the diagonal load amount ⁇ to the unnecessary signal correlation matrix Rc.
  • the window function calculation unit 8 calculates a window function for obtaining a side lobe characteristic for reducing unnecessary signals based on the unnecessary signal correlation matrix R after the diagonal load processing input from the diagonal load processing unit 7. For example, the window function calculation unit 8 calculates a vector corresponding to the value of the window function from the unnecessary signal correlation matrix R, and calculates a diagonal matrix Tw having the value of the window function as a diagonal component.
  • the window function application unit 9 multiplies the reception signal vector input from the M matched filter banks 5-1 to 5-M by the window function calculated by the window function calculation unit 8, and applies the window function. Output the received signal vector. For example, the window function application unit 9 applies the window function to the received signal vector by obtaining T w x obtained by multiplying the received signal vector by the diagonal matrix T w .
  • the beam forming unit 10 forms a MIMO beam based on the received signal vector and the beam directivity angle input from the window function applying unit 9. For example, the beam forming unit 10 obtains a MIMO beam output by performing MIMO beam forming on the received signal vector using the beam weight with respect to the beam directivity angle.
  • the steering vector in the radar apparatus 1 is expressed by the following formula (1).
  • the steering vector in the radar apparatus 1 is referred to as a MIMO steering vector a (u T , u R ).
  • a T (u T ) is a transmission steering vector
  • u T is a direction cosine corresponding to the DOD angle
  • a R (u R ) is a reception steering vector
  • u R is a direction cosine corresponding to the DOA angle.
  • the MIMO beam weight w 0 can be obtained from the following equation (2).
  • the MIMO beam weight w 0. Is given by the following equation (3).
  • the bidirectional beam pattern B (u T , u R ) in the radar apparatus 1 is given by the following equation (8).
  • the bidirectional beam pattern B (u T , u R ) includes a transmission beam pattern
  • the bidirectional beam pattern B (u T , u R ) is represented by these products. Since u T and u R are independent variables, the bidirectional beam pattern B (u T , u R ) is evaluated in a two-dimensional map defined by u T and u R.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a bidirectional beam pattern in the radar apparatus 1.
  • two-way beam pattern can be represented by a two-dimensional map defined by the direction cosine u R which corresponds to the DOA angle and direction cosine u T which corresponds to the DOD angle.
  • the conventional MIMO beam pattern has a characteristic in which the DOD angle and the DOA angle are the same, and is a characteristic on a diagonal line from the lower left side to the upper right side in FIG.
  • the bidirectional beam pattern in the radar apparatus 1 can capture the side lobe level under the condition that the DOD angle and the DOA angle are different from each other, which is not apparent only by the conventional MIMO beam pattern.
  • the side lobe level is higher than the side lobe level in the conventional MIMO beam pattern around the main beam region shown in the center of FIG.
  • the MIMO steering vector When the beam directivity angle in the radar apparatus 1 is u 0 , the direction cosine u T corresponding to the DOD angle can be expressed by the following equation (9), and the direction cosine u R corresponding to the DOA angle is expressed by the following equation (10). Can be represented.
  • ⁇ u T is the offset angle of the DOD angle with respect to the beam directivity angle u 0
  • ⁇ u R is the DOA angle with respect to the beam directivity angle u 0 . Offset angle.
  • u T u 0 + ⁇ u T (9)
  • u R u 0 + ⁇ u R (10)
  • the transmission steering vector a T (u T ) can be expressed by the following formula (11), and the reception steering vector a R (u R ) can be expressed by the following formula (12).
  • the MIMO steering vector a (u T , u R ) can be expressed by the following equation (13).
  • a (u T , u R ) is a MIMO steering vector a based on a matrix D (u 0 ) determined from a steering vector based on the beam directing angle u 0 and offset angles ⁇ u T , ⁇ u R. It is given as a matrix product with ( ⁇ u T , ⁇ u R ).
  • FIG. 3A is a block diagram showing a hardware configuration for realizing the functions of the radar apparatus 1.
  • FIG. 3B is a block diagram illustrating a hardware configuration that executes software that implements the functions of the radar apparatus 1.
  • transmission apparatus 100 is configured to include transmission antennas 2-1 to 2-N and transmission signal generation units 3-1 to 3-N shown in FIG.
  • the receiving apparatus 101 includes the receiving antennas 4-1 to 4-M and the matched filter banks 5-1 to 5-M shown in FIG.
  • the radar apparatus 1 includes a processing circuit for executing processes from step ST1 to step ST5 described later with reference to FIG.
  • the processing circuit may be dedicated hardware or a CPU (Central Processing Unit) that executes a program stored in the memory.
  • the processing circuit 102 may be, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated), or the like. Circuit), FPGA (Field-Programmable Gate Array), or a combination thereof.
  • the functions of the correlation matrix calculation unit 6, the diagonal load processing unit 7, the window function calculation unit 8, the window function application unit 9, and the beam forming unit 10 may be realized by separate processing circuits. You may implement
  • each function of the correlation matrix calculation unit 6, the diagonal load processing unit 7, the window function calculation unit 8, the window function application unit 9, and the beam forming unit 10 is software. Realized by firmware or a combination of software and firmware. Software or firmware is described as a program and stored in the memory 104.
  • the processor 103 reads out and executes the program stored in the memory 104, whereby each of the correlation matrix calculation unit 6, the diagonal load processing unit 7, the window function calculation unit 8, the window function application unit 9, and the beam forming unit 10 is obtained.
  • the radar apparatus 1 includes a memory 104 for storing a program in which the processing from step ST1 to step ST5 shown in FIG. These programs cause the computer to execute the procedures or methods of the correlation matrix calculation unit 6, the diagonal load processing unit 7, the window function calculation unit 8, the window function application unit 9, and the beam forming unit 10.
  • the memory 104 is a computer-readable storage medium storing a program for causing a computer to function as the correlation matrix calculation unit 6, the diagonal load processing unit 7, the window function calculation unit 8, the window function application unit 9, and the beam forming unit 10. It may be.
  • the memory 104 includes, for example, a nonvolatile memory such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), an EEPROM (Electrically-EPROM), or a volatile memory such as an EEPROM (Electrically-EPROM).
  • a nonvolatile memory such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), an EEPROM (Electrically-EPROM), or a volatile memory such as an EEPROM (Electrically-EPROM).
  • a nonvolatile memory such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), an EEPROM (Electrically-EPROM), or a volatile memory such as an EEPROM (Electrically-EPROM).
  • EEPROM Electrically
  • FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the radar apparatus 1 and shows a series of processes until the signal processing unit of the radar apparatus 1 obtains a MIMO radar output.
  • the correlation matrix calculation unit 6 calculates the unnecessary signal correlation matrix Rc using the steering vector of the unnecessary signal defined based on the DOD angle of the unnecessary signal and the DOA angle of the unnecessary signal (step ST1). For example, the correlation matrix calculation unit 6 determines a region where side lobe reduction is to be realized from the bidirectional beam pattern that does not consider the window function shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a region where reduction of side lobes is desired in the bidirectional beam pattern.
  • FIG. 6 is a diagram showing another example of a region where reduction of side lobes is desired in the bidirectional beam pattern.
  • a gray region around the main beam region a including the beam directing direction is a region where reduction of side lobes is desired.
  • the region where the side lobe reduction is desired is a region having an arbitrary shape.
  • the region where reduction of side lobes is to be realized is determined as the gray region in FIG.
  • the region b is a main beam region including the beam directing direction.
  • the gray area in FIG. 6 corresponds to propagation in which the DOD angle is in the main beam and the DOA angle is in the side lobe, or propagation in which the DOD angle is in the side lobe and the DOA angle is in the main beam.
  • This region will be referred to as the MS / SM propagation sidelobe region.
  • MS is an abbreviation for Mainbeam-to-Sidelobe
  • SM is an abbreviation for Sidebebe-to-Mainbeam.
  • b T, b R, U T and U R are parameters giving the range of DOA angles DOD angle and unwanted signal of unwanted signals MS / SM propagation sidelobe region.
  • the unnecessary signal correlation matrix Rc can be expressed by the following equation (14). Note that the average power of unnecessary signals is assumed to be unit power without losing generality.
  • the region where reduction of the side lobe is desired is a part of the angle range defined by the DOD angle and the DOA angle, so the unnecessary signal correlation matrix Rc clearly has a low rank structure. Will show. That is, the region where the side lobe reduction is desired constitutes a partial space in which the MIMO steering vector exists.
  • the diagonal load processing unit 7 performs the diagonal load processing on the unnecessary signal correlation matrix Rc using the diagonal load amount ⁇ , and calculates the unnecessary signal correlation matrix R after the diagonal load processing (step ST2). .
  • the diagonal load processing unit 7 calculates the unnecessary signal correlation matrix R after the diagonal load processing by adding the diagonal load amount ⁇ to the unnecessary signal correlation matrix Rc according to the following equation (15).
  • the diagonal load amount ⁇ virtually simulates the receiver noise matrix, and the average power of unnecessary signals is assumed to be unit power. Therefore, the diagonal load amount ⁇ should be 0 ⁇ ⁇ 1.
  • I is a unit matrix.
  • R Rc + ⁇ I (15)
  • the transmission antennas 2-1 to 2-N transmit the transmission signals generated by the transmission signal generation units 3-1 to 3-N, respectively.
  • the transmission signal transmitted from the transmission antennas 2-1 to 2-N hits an object, and the reflected wave is received by M reception antennas 4-1 to 4-M.
  • the reception signals received by the reception antennas 4-1 to 4-M reflected waves derived from N transmission signals are mixed.
  • Each of the matched filter banks 5-1 to 5-M uses the N transmission signals generated by the transmission signal generation units 3-1 to 3-N as replicas and uses the matched filter to receive N reception signals. Is separated into the received signal of the reflected wave.
  • the window function application unit 9 multiplies the reception signal vector x input from the matched filter banks 5-1 to 5-M by the window function calculated by the window function calculation unit 8, and applies the window function to the reception signal vector Is output (step ST4).
  • the window function applying unit 9 multiplies the received signal vector x by a diagonal matrix T W having the value of the window function as a diagonal component to obtain a received signal vector T W x after application of the window function. .
  • the correlation matrix calculation unit 6 is unnecessary using the steering vector of the unnecessary signal that is defined based on the DOD angle of the unnecessary signal and the DOA angle of the unnecessary signal.
  • a signal correlation matrix Rc is calculated.
  • the correlation matrix calculation unit 6 defines the unnecessary signal steering vector based on the DOD angle and DOA angle of the unnecessary signal in the MS / SM propagation sidelobe region, and calculates the unnecessary signal correlation matrix Rc.
  • the diagonal load processing unit 7 performs diagonal load processing on the unnecessary signal correlation matrix Rc.
  • the window function calculation unit 8 calculates a window function for obtaining a sidelobe characteristic for reducing unnecessary signals based on the unnecessary signal correlation matrix R after the diagonal load processing.
  • the window function application unit 9 applies a window function to the received signal vectors input from the matched filter banks 5-1 to 5-M.
  • the beam forming unit 10 forms a MIMO beam based on the received signal vector to which the window function is applied and the beam directivity angle.
  • the window function is derived by the principle of suppressing the reflected signal (unnecessary signal) belonging to the subspace of the space where the steering vectors of the direct propagation clutter and the multipath clutter are stretched.
  • the radar apparatus 1 can reduce direct propagation clutter and multipath clutter included in the received signal.
  • the radar apparatus according to the present invention can reduce the direct propagation clutter and the multipath clutter included in the received signal, it can be used for various radar apparatuses.
  • 1 Radar device 2-1 to 2-N transmit antenna, 3-1 to 3-N transmit signal generator, 4-1 to 4-M receive antenna, 5-1 to 5-M matched filter bank, 6 correlation matrix Calculation unit, 7 diagonal load processing unit, 8 window function calculation unit, 9 window function application unit, 10 beam forming unit, 100 transmission device, 101 reception device, 102 processing circuit, 103 processor, 104 memory.

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Abstract

本発明は、受信信号に含まれている直接伝搬クラッタおよびマルチパスクラッタを低減することができるレーダ装置を得ることを目的とする。 本発明のレーダ装置において、相関行列算出部（６）が、不要信号の送出角（ＤＯＤ角）と不要信号の到来角（ＤＯＡ角）とに基づいて規定された不要信号のステアリングベクトルを用いて、不要信号相関行列を算出する。対角荷重処理部（７）が、不要信号相関行列に対角荷重処理を行う。窓関数算出部（８）が、対角荷重処理後の不要信号相関行列Ｒに基づいて不要信号を低減するサイドローブ特性を得る窓関数を算出する。窓関数適用部（９）が、受信信号ベクトルに対して窓関数を適用する。ビーム形成部（１０）が、窓関数が適用された受信信号ベクトルとビーム指向角とに基づいてＭＩＭＯビームを形成する。

Description

レーダ装置
　この発明は、多重入力多重出力（以下、ＭＩＭＯと記載する）レーダ装置に関する。
　従来から、複数の送信アンテナのそれぞれで互いに異なる送信信号を送信し、送信信号が物体で反射された反射信号を複数の受信アンテナのそれぞれで受信することによって、ＭＩＭＯビームを形成する技術が知られている。なお、ＭＩＭＯビーム形成は、受信信号に対する送信ビーム形成および受信ビーム形成に相当する。
　ＭＩＭＯビームの形成により得られるＭＩＭＯビームパターンは、送信アンテナからの送信ビームパターンと受信アンテナからの受信ビームパターンとの積である送受積ビームに一致する。従来のＭＩＭＯビームパターンでは、反射信号の送出角（以下、ＤＯＤ角と記載する）と反射信号の到来角（以下、ＤＯＡ角と記載する）とが互いに同じであり、直接伝搬した反射信号が前提とされている。
　例えば、特許文献１には、ＭＩＭＯレーダ装置の受信信号に含まれる、直接伝搬による不要な反射信号（以下、直接伝搬クラッタと記載する）を低減するため、窓関数を用いてＭＩＭＯビームパターンのサイドローブを低減させる方法が記載されている。
特開２０１６－９０４３２号公報
　実際のＭＩＭＯレーダ装置の受信信号には、直接伝搬クラッタ以外に、マルチパス伝搬による不要な反射信号（以下、マルチパスクラッタと記載する）も含まれている。
　しかしながら、特許文献１に記載されたレーダ装置では、マルチパスクラッタが考慮されていないため、受信信号に含まれているマルチパスクラッタを低減できないという課題があった。
　この発明は上記課題を解決するものであり、受信信号に含まれている直接伝搬クラッタおよびマルチパスクラッタを低減することができるレーダ装置を得ることを目的とする。
　この発明に係るレーダ装置は、２以上のＮ個の送信信号生成部、Ｎ個の送信アンテナ、２以上のＭ個の受信アンテナ、Ｍ個のマッチドフィルタバンク、相関行列算出部、対角荷重処理部、窓関数算出部、窓関数適用部、およびビーム形成部を備える。Ｎ個の送信信号生成部は、互いに異なる送信信号を生成する。Ｎ個の送信アンテナは、Ｎ個の送信信号生成部のそれぞれに１つずつ接続されて送信信号を送信する。Ｍ個の受信アンテナは、Ｎ個の送信アンテナから送信された送信信号の物体からの反射波を受信する。Ｍ個のマッチドフィルタバンクは、Ｍ個の受信アンテナのそれぞれに１つずつ接続され、Ｎ個の送信信号生成部のそれぞれにより生成された送信信号をマッチドフィルタのレプリカとして、マッチドフィルタの出力である受信信号ベクトルを出力する。相関行列算出部は、不要信号のＤＯＤ角と不要信号のＤＯＡ角とに基づいて規定された不要信号のステアリングベクトルを用いて、不要信号相関行列を算出する。対角荷重処理部は、相関行列算出部により算出された不要信号相関行列に対して、対角荷重量を用いて対角荷重処理を行い、対角荷重処理後の不要信号相関行列を算出する。窓関数算出部は、対角荷重処理部により算出された対角荷重処理後の不要信号相関行列に基づいて、不要信号を低減するサイドローブ特性を得る窓関数を算出する。窓関数適用部は、Ｍ個のマッチドフィルタバンクから出力された受信信号ベクトルに対して窓関数算出部により算出された窓関数を乗算し、窓関数を適用した受信信号ベクトルを出力する。ビーム形成部は、窓関数適用部から出力された受信信号ベクトルとビーム指向角とに基づいて、ＭＩＭＯビームを形成する。
　この発明によれば、低減すべき直接伝搬クラッタおよびマルチパスクラッタのステアリングベクトルが張る空間の部分空間に属する反射信号を抑圧する原理により窓関数が導出される。この窓関数を用いることによって、レーダ装置は、受信信号に含まれている直接伝搬クラッタおよびマルチパスクラッタを低減することができる。
この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係るレーダ装置における双方向ビームパターンの例を示す図である。 図３Ａは、実施の形態１に係るレーダ装置の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。図３Ｂは、実施の形態１に係るレーダ装置の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係るレーダ装置の動作を示すフローチャートである。 双方向ビームパターンにおいてサイドローブの低減を実現したい領域の例を示す図である。 双方向ビームパターンにおいてサイドローブの低減を実現したい領域の別の例を示す図である。
　以下、この発明をより詳細に説明するため、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
　図１は、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置１の構成を示すブロック図である。レーダ装置１は、ＭＩＭＯレーダ装置であり、送信側系統、受信側系統および信号処理部を備えて構成される。送信側系統は、２以上のＮ個の送信アンテナ２－１～２－ＮおよびＮ個の送信信号生成部３－１～３－Ｎを備えており、受信側系統は、２以上のＭ個の受信アンテナ４－１～４－ＭおよびＭ個のマッチドフィルタバンク５－１～５－Ｍを備える。信号処理部は、相関行列算出部６、対角荷重処理部７、窓関数算出部８、窓関数適用部９およびビーム形成部１０を備える。
　Ｎ個の送信アンテナ２－１～２－Ｎのそれぞれには、図１に示すように、１つずつ送信信号生成部３－１～３－Ｎが接続されている。送信信号生成部３－１～３－Ｎは、互いに異なる送信信号を生成する。これらの送信信号は、Ｍ個のマッチドフィルタバンク５－１～５－Ｍのそれぞれにより分離されるため、互いに直交した信号であることが望ましい。
　送信アンテナ２－１～２－Ｎは、送信信号生成部３－１～３－Ｎのそれぞれにより生成された送信信号を送信する。送信信号生成部３－１～３－Ｎのそれぞれは、Ｍ個のマッチドフィルタバンク５－１～５－Ｍのそれぞれにも接続されている。Ｎ個の送信信号生成部３－１～３－Ｎにより生成されたＮ個の送信信号は、マッチドフィルタバンク５－１～５－Ｍのそれぞれに出力される。
　受信アンテナ４－１～４－Ｍのそれぞれには、図１に示すように、１つずつマッチドフィルタバンク５－１～５－Ｍが接続されている。受信アンテナ４－１～４－Ｍは、Ｎ個の送信アンテナ２－１～２－Ｎから送信された送信信号の反射波を受信してマッチドフィルタバンク５－１～５－Ｍに出力する。送信信号の反射波とは、送信アンテナ２－１～２－Ｎから送信された送信信号がレーダ装置１の外部に存在する物体で反射することにより、レーダ装置１へ向けて伝搬してきた反射波である、
　マッチドフィルタバンク５－１～５－Ｍのそれぞれは、Ｎ個の送信信号生成部３－１～３－Ｎのそれぞれにより生成されたＮ個の送信信号をマッチドフィルタのレプリカとしてマッチドフィルタの出力である受信信号ベクトルを出力する。
　受信アンテナ４－１～４－Ｍのそれぞれで受信される受信信号には、Ｎ個の送信信号に由来する反射波が混在している。マッチドフィルタバンク５－１～５－Ｍのそれぞれは、受信信号をＮ個の反射波の受信信号に分離する。この分離処理には、マッチドフィルタが用いられる。マッチドフィルタバンク５－１～５－Ｍのそれぞれは、送信信号生成部３－１～３－Ｎのそれぞれにより生成されたＮ個の送信信号を、マッチドフィルタのレプリカとして用いる。１つのマッチドフィルタバンクに受信された受信信号は、Ｎ個の反射波の受信信号が分離されるので、マッチドフィルタバンク５－１～５－ＭによってＭ×Ｎ個の受信信号が得られる。
　相関行列算出部６は、不要信号のＤＯＤ角と不要信号のＤＯＡ角に基づいて規定された不要信号のステアリングベクトルを用いて、不要信号相関行列Ｒｃを算出する。
　例えば、相関行列算出部６は、図２を用いて後述する双方向ビームパターンからサイドローブの低減を実現したい領域を決定する。相関行列算出部６は、決定した領域に属するＤＯＤ角を不要信号のＤＯＤ角とし、決定した領域に属するＤＯＡ角を不要信号のＤＯＡ角として、決定した領域に対応する不要信号のステアリングベクトルを求めていく。相関行列算出部６は、決定した領域に対応する、不要信号のステアリングベクトルを全て求めると、求めたステアリングベクトルを用いて不要信号相関行列Ｒｃを算出する。
　対角荷重処理部７は、相関行列算出部６により算出された不要信号相関行列Ｒｃに対して、対角荷重量εを用いて対角荷重処理を行い、対角荷重処理後の不要信号相関行列Ｒを算出する。例えば、対角荷重処理部７は、不要信号相関行列Ｒｃに対角荷重量εを加算した不要信号相関行列Ｒを算出する。
　窓関数算出部８は、対角荷重処理部７から入力した対角荷重処理後の不要信号相関行列Ｒに基づいて、不要信号を低減するサイドローブ特性を得る窓関数を算出する。例えば、窓関数算出部８は、不要信号相関行列Ｒから窓関数の値に応じたベクトルを求め、窓関数の値を対角成分とする対角行列Ｔｗを算出する。
　窓関数適用部９は、Ｍ個のマッチドフィルタバンク５－１～５－Ｍから入力した受信信号ベクトルに対して窓関数算出部８により算出された窓関数を乗算して、窓関数を適用した受信信号ベクトルを出力する。例えば、窓関数適用部９は、受信信号ベクトルに対して対角行列Ｔｗを乗算したＴｗｘを求めることで、受信信号ベクトルに窓関数を適用する。
　ビーム形成部１０は、窓関数適用部９から入力した受信信号ベクトルとビーム指向角とに基づいてＭＩＭＯビームを形成する。例えば、ビーム形成部１０は、ビーム指向角に対するビームウェイトを用いて、受信信号ベクトルに対するＭＩＭＯビーム形成を行うことで、ＭＩＭＯビーム出力を得る。
　次に、ＭＩＭＯレーダ装置であるレーダ装置１における双方向ビームパターンについて説明する。レーダ装置１におけるステアリングベクトルは、下記式（１）で表される。
　以下、レーダ装置１におけるステアリングベクトルを、ＭＩＭＯステアリングベクトルａ（ｕＴ，ｕＲ）と記載する。下記式（１）において、ａＴ（ｕＴ）は、送信ステアリングベクトルであり、ｕＴは、ＤＯＤ角に対応する方向余弦である。ａＲ（ｕＲ）は、受信ステアリングベクトルであり、ｕＲは、ＤＯＡ角に対応する方向余弦である。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　一般性を失うことなく、ＭＩＭＯレーダ装置におけるビーム指向角ｕ０を、ボアサイト方向（ｕ０＝０）とした場合、ＭＩＭＯビームウェイトｗ０は、下記式（２）から求めることができる。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　送信ビームパターンおよび受信ビームパターンにおけるサイドローブの低減を実現するため、例えば、ハミング窓といった窓関数の値を対角成分とした対角行列をＴＴ，ＴＲとすれば、ＭＩＭＯビームウェイトｗ０は、下記式（３）で与えられる。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
　ＭＩＭＯビーム応答ｙ（ｕＴ，ｕＲ）は、下記式（４）から算出される。なお、下記式（５）で与えられるαは、白色雑音ゲインを一定にする規格化係数である。下記式（４）における送信ビーム応答ｙＴ（ｕＴ）は下記式（６）で与えられ、下記式（４）における受信ビーム応答ｙＲ（ｕＲ）は下記式（７）で与えられる。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
ｙＴ（ｕＴ）＝ａＴ Ｈ（０）ＴＴ ＨａＴ（ｕＴ）　　　　　　　　・・・（６）
ｙＲ（ｕＲ）＝ａＲ Ｈ（０）ＴＲ ＨａＲ（ｕＲ）　　　　　　　　・・・（７）
　また、レーダ装置１における双方向ビームパターンＢ（ｕＴ，ｕＲ）は、下記式（８）で与えられる。下記式（８）に示すように、双方向ビームパターンＢ（ｕＴ，ｕＲ）は、送信ビームパターン｜ｙＴ（ｕＴ）｜２と、受信ビームパターン｜ｙＲ（ｕＲ）｜２とに分解することができ、双方向ビームパターンＢ（ｕＴ，ｕＲ）は、これらの積で表される。
　ｕＴおよびｕＲは、互いに独立変数であるので、双方向ビームパターンＢ（ｕＴ，ｕＲ）は、ｕＴおよびｕＲで規定される２次元マップにおいて評価される。
Ｂ（ｕＴ，ｕＲ）＝α２｜ｙＴ（ｕＴ）・ｙＲ（ｕＲ）｜２
　　　　　　　＝α２｜ｙＴ（ｕＴ）｜２｜ｙＲ（ｕＲ）｜２　　・・・（８）
　図２は、レーダ装置１における双方向ビームパターンの例を示す図である。図２に示すように、双方向ビームパターンは、ＤＯＤ角に対応する方向余弦ｕＴとＤＯＡ角に対応する方向余弦ｕＲとで規定される２次元マップで表すことができる。従来のＭＩＭＯビームパターンは、ＤＯＤ角とＤＯＡ角を同一とする特性であり、図２における左下側から右上側への対角線上の特性となる。
　これに対して、レーダ装置１における双方向ビームパターンは、従来のＭＩＭＯビームパターンだけでは明らかにならないＤＯＤ角とＤＯＡ角とが異なる条件でのサイドローブレベルを捉えることが可能となる。特に、図２の中央部に示すメインビーム領域の周囲では、サイドローブレベルが、従来のＭＩＭＯビームパターンにおけるサイドローブレベルよりも高くなっている。
　次に、ＭＩＭＯステアリングベクトルについて説明する。
　レーダ装置１におけるビーム指向角をｕ０とすると、ＤＯＤ角に対応する方向余弦ｕＴは下記式（９）で表すことができ、ＤＯＡ角に対応する方向余弦ｕＲは下記式（１０）で表すことができる。下記式（９）および下記式（１０）において、ΔｕＴは、ビーム指向角ｕ０を基準としたＤＯＤ角のオフセット角であり、ΔｕＲは、ビーム指向角ｕ０を基準としたＤＯＡ角のオフセット角である。
ｕＴ＝ｕ０＋ΔｕＴ　　　・・・（９）
ｕＲ＝ｕ０＋ΔｕＲ　　　・・・（１０）
　また、送信ステアリングベクトルａＴ（ｕＴ）は、下記式（１１）で表すことができ、受信ステアリングベクトルａＲ（ｕＲ）は、下記式（１２）で表すことができる。なお、下記式（１１）および下記式（１２）において、ＤＴ（ｕ０）＝ｄｉａｇ｛ａＴ（ｕ０）｝であり、ＤＲ（ｕ０）＝ｄｉａｇ｛ａＲ（ｕ０）｝である。
ａＴ（ｕＴ）＝ｄｉａｇ｛ａＴ（ｕ０）｝ａＴ（ΔｕＴ）
　　　　　＝ＤＴ（ｕ０）ａＴ（ΔｕＴ）　　　　　　　　・・・（１１）
ａＲ（ｕＲ）＝ｄｉａｇ｛ａＲ（ｕ０）｝ａＲ（ΔｕＲ）
　　　　　＝ＤＲ（ｕ０）ａＲ（ΔｕＲ）　　　　　　　　・・・（１２）
　これにより、ＭＩＭＯステアリングベクトルａ（ｕＴ，ｕＲ）は下記式（１３）で表すことができる。下記式（１３）に示すように、ａ（ｕＴ，ｕＲ）は、ビーム指向角ｕ０によるステアリングベクトルから定まる行列Ｄ（ｕ０）と、オフセット角ΔｕＴ，ΔｕＲによるＭＩＭＯステアリングベクトルａ（ΔｕＴ，ΔｕＲ）との行列積で与えられる。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
　図３Ａは、レーダ装置１の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。図３Ｂは、レーダ装置１の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。図３Ａおよび図３Ｂにおいて、送信装置１００は、図１に示した、送信アンテナ２－１～２－Ｎおよび送信信号生成部３－１～３－Ｎを備えて構成される。受信装置１０１は、図１に示した、受信アンテナ４－１～４－Ｍおよびマッチドフィルタバンク５－１～５－Ｍを備えて構成される。
　レーダ装置１における、相関行列算出部６、対角荷重処理部７、窓関数算出部８、窓関数適用部９およびビーム形成部１０のそれぞれの機能は、処理回路によって実現される。
　すなわち、レーダ装置１は、図４を用いて後述するステップＳＴ１からステップＳＴ５までの処理を実行するための処理回路を備える。
　処理回路は、専用のハードウェアであってもよいが、メモリに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）であってもよい。
　処理回路が、図３Ａに示す専用のハードウェアの処理回路１０２である場合、処理回路１０２は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）またはこれらを組み合わせたものが該当する。相関行列算出部６、対角荷重処理部７、窓関数算出部８、窓関数適用部９およびビーム形成部１０のそれぞれの機能を別々の処理回路で実現してもよいし、これらの機能をまとめて１つの処理回路で実現してもよい。
　処理回路が、図３Ｂに示すプロセッサ１０３である場合、相関行列算出部６、対角荷重処理部７、窓関数算出部８、窓関数適用部９およびビーム形成部１０のそれぞれの機能は、ソフトウェア、ファームウェアまたはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現される。ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述されて、メモリ１０４に記憶される。
　プロセッサ１０３は、メモリ１０４に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、相関行列算出部６、対角荷重処理部７、窓関数算出部８、窓関数適用部９およびビーム形成部１０のそれぞれの機能を実現する。すなわち、レーダ装置１は、プロセッサ１０３によって実行されるときに、図４に示すステップＳＴ１からステップＳＴ５までの処理が結果的に実行されるプログラムを記憶するためのメモリ１０４を備える。
　これらのプログラムは、相関行列算出部６、対角荷重処理部７、窓関数算出部８、窓関数適用部９およびビーム形成部１０の手順または方法をコンピュータに実行させるものである。メモリ１０４は、コンピュータを、相関行列算出部６、対角荷重処理部７、窓関数算出部８、窓関数適用部９およびビーム形成部１０として機能させるためのプログラムが記憶されたコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。
　メモリ１０４には、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ－ＥＰＲＯＭ）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤなどが該当する。
　また、相関行列算出部６、対角荷重処理部７、窓関数算出部８、窓関数適用部９およびビーム形成部１０のそれぞれの機能について一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。例えば、相関行列算出部６、対角荷重処理部７、および窓関数算出部８は、専用のハードウェアとしての処理回路で機能を実現する。窓関数適用部９およびビーム形成部１０については、プロセッサ１０３が、メモリ１０４に記憶されたプログラムを読み出して実行することで機能を実現してもよい。このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせで上記機能のそれぞれを実現することができる。
　次に動作について説明する。
　図４は、レーダ装置１の動作を示すフローチャートであり、レーダ装置１の信号処理部がＭＩＭＯレーダ出力を得るまでの一連の処理を示している。
　相関行列算出部６は、不要信号のＤＯＤ角と不要信号のＤＯＡ角に基づいて規定された不要信号のステアリングベクトルを用いて、不要信号相関行列Ｒｃを算出する（ステップＳＴ１）。例えば、相関行列算出部６は、図２に示した、窓関数を考慮していない双方向ビームパターンから、サイドローブの低減を実現したい領域を決定する。
　図５は、双方向ビームパターンにおいて、サイドローブの低減を実現したい領域の例を示す図である。図６は、双方向ビームパターンにおいてサイドローブの低減を実現したい領域の別の例を示す図である。図５において、ビーム指向方向を含むメインビーム領域ａの周囲に存在する灰色の領域は、サイドローブの低減を実現したい領域である。このように、サイドローブの低減を実現したい領域は、任意の形状の領域である。
　そこで、説明の簡単のために、サイドローブの低減を実現したい領域を、図６における灰色の領域に決定した場合を例に挙げる。なお、領域ｂは、ビーム指向方向を含むメインビーム領域である。図６における灰色の領域は、ＤＯＤ角がメインビーム内となりＤＯＡ角がサイドローブ内となる伝搬またはＤＯＤ角がサイドローブ内となりＤＯＡ角がメインビーム内となる伝搬に対応している。この領域をＭＳ／ＳＭ伝搬サイドローブ領域と呼ぶことにする。ＭＳは、Ｍａｉｎｂｅａｍ－ｔｏ－Ｓｉｄｅｌｏｂｅの略であり、ＳＭは、Ｓｉｄｅｌｏｂｅ－ｔｏ－Ｍａｉｎｂｅａｍの略である。
　図６における、ｂＴ、ｂＲ、ＵＴおよびＵＲは、ＭＳ／ＳＭ伝搬サイドローブ領域の不要信号のＤＯＤ角および不要信号のＤＯＡ角の範囲を与えるパラメータである。このとき、不要信号相関行列Ｒｃは下記式（１４）で表すことができる。なお、一般性を失わず不要信号の平均電力は、単位電力とする。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
　サイドローブの低減を実現したい領域は、図５または図６に示すようにＤＯＤ角およびＤＯＡ角で規定される角度範囲の一部であることから、明らかに不要信号相関行列Ｒｃは低ランク構造を示すことになる。すなわち、サイドローブの低減を実現したい領域は、ＭＩＭＯステアリングベクトルが存在する空間の部分空間を構成する。
　図４の説明に戻る。対角荷重処理部７は、不要信号相関行列Ｒｃに対して、対角荷重量εを用いて対角荷重処理を行い、対角荷重処理後の不要信号相関行列Ｒを算出する（ステップＳＴ２）。例えば、対角荷重処理部７は、下記式（１５）に従って、不要信号相関行列Ｒｃに対角荷重量εを加算することにより、対角荷重処理後の不要信号相関行列Ｒを求める。対角荷重量εは、受信機雑音行列を仮想的に模擬するものであり、不要信号の平均電力を単位電力と想定しているので、対角荷重量εは０＜ε＜＜１を目安として設定される。下記式（１５）において、Ｉは単位行列である。
Ｒ＝Ｒｃ＋εＩ　　　　　　　　・・・（１５）
　窓関数算出部８は、対角荷重処理後の不要信号相関行列Ｒに基づいて、不要信号を低減するサイドローブ特性を得る窓関数を算出する（ステップＳＴ３）。例えば、窓関数算出部８は、下記式（１６）に従って、不要信号を低減するサイドローブ特性を得る窓関数を求める。ただし、ｌは、ベクトル要素がすべて１のベクトルである。Ｒ－１ｌは、窓関数の値によるベクトルであり、ＴＷは、窓関数の値を対角成分とする対角行列である。
ＴＷ＝ｄｉａｇ（Ｒ－１ｌ）　　　・・・（１６）
　送信アンテナ２－１～２－Ｎは、送信信号生成部３－１～３－Ｎのそれぞれにより生成された送信信号を送出する。送信アンテナ２－１～２－Ｎから送出された送信信号は、物体に当たり、その反射波が、Ｍ個の受信アンテナ４－１～４－Ｍに受信される。
　受信アンテナ４－１～４－Ｍのそれぞれで受信された受信信号には、Ｎ個の送信信号に由来する反射波が混在している。マッチドフィルタバンク５－１～５－Ｍのそれぞれは、送信信号生成部３－１～３－Ｎのそれぞれにより生成されたＮ個の送信信号をレプリカとして、マッチドフィルタを用いて受信信号をＮ個の反射波の受信信号に分離する。
　このように、１つのマッチドフィルタバンクに受信された受信信号は、Ｎ個の反射波の受信信号が分離されるので、マッチドフィルタバンク５－１～５－ＭによってＭ×Ｎ個の受信信号が得られる。これらＭ×Ｎ個の受信信号がベクトル要素としたベクトルを、受信信号ベクトルｘと記載する。
　窓関数適用部９は、マッチドフィルタバンク５－１～５－Ｍから入力した受信信号ベクトルｘに対して窓関数算出部８により算出された窓関数を乗算し、窓関数を適用した受信信号ベクトルを出力する（ステップＳＴ４）。例えば、窓関数適用部９は、受信信号ベクトルｘに対して窓関数の値を対角成分とする対角行列ＴＷを乗算することにより、窓関数適用後の受信信号ベクトルＴＷｘを得る。
　ビーム形成部１０は、窓関数適用部９から入力した受信信号ベクトルＴＷｘと、ビーム指向角ｕ０とに基づいてＭＩＭＯビームを形成する（ステップＳＴ５）。例えば、ビーム形成部１０は、ビーム指向角ｕ０に対するビームウェイトａ（ｕ０，ｕ０）を用いて、下記式（１７）から、窓関数適用後の受信信号ベクトルＴＷｘに対するビーム形成を行って、ＭＩＭＯビーム出力ｙを得る。
ｙ＝ａ（ｕ０，ｕ０）ＨＴＷｘ　　　・・・（１７）
　以上のように、実施の形態１に係るレーダ装置１において、相関行列算出部６が、不要信号のＤＯＤ角と不要信号のＤＯＡ角に基づいて規定された不要信号のステアリングベクトルを用いて、不要信号相関行列Ｒｃを算出する。特に、相関行列算出部６は、ＭＳ／ＳＭ伝搬サイドローブ領域における不要信号のＤＯＤ角およびＤＯＡ角に基づいて不要信号のステアリングベクトルを規定し、不要信号相関行列Ｒｃを算出する。対角荷重処理部７が、不要信号相関行列Ｒｃに対角荷重処理を行う。窓関数算出部８が、対角荷重処理後の不要信号相関行列Ｒに基づいて不要信号を低減するサイドローブ特性を得る窓関数を算出する。窓関数適用部９が、マッチドフィルタバンク５－１～５－Ｍから入力した受信信号ベクトルに対して窓関数を適用する。ビーム形成部１０が、窓関数が適用された受信信号ベクトルとビーム指向角とに基づいてＭＩＭＯビームを形成する。
　これによって、直接伝搬クラッタおよびマルチパスクラッタのステアリングベクトルが張る空間の部分空間に属する反射信号（不要信号）を抑圧する原理によって窓関数が導出される。この窓関数を用いることで、レーダ装置１は、受信信号に含まれている直接伝搬クラッタおよびマルチパスクラッタを低減することができる。
　なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
　この発明に係るレーダ装置は、受信信号に含まれている直接伝搬クラッタおよびマルチパスクラッタを低減することができるので、各種のレーダ装置に利用可能である。
　１　レーダ装置、２－１～２－Ｎ　送信アンテナ、３－１～３－Ｎ　送信信号生成部、４－１～４－Ｍ　受信アンテナ、５－１～５－Ｍ　マッチドフィルタバンク、６　相関行列算出部、７　対角荷重処理部、８　窓関数算出部、９　窓関数適用部、１０　ビーム形成部、１００　送信装置、１０１　受信装置、１０２　処理回路、１０３　プロセッサ、１０４　メモリ。

Claims (2)

  1. 　互いに異なる送信信号を生成する２以上のＮ個の送信信号生成部と、
    　Ｎ個の前記送信信号生成部のそれぞれに１つずつ接続されて送信信号を送信するＮ個の送信アンテナと、
    　Ｎ個の前記送信アンテナから送信された送信信号の物体からの反射波を受信する２以上のＭ個の受信アンテナと、
    　Ｍ個の前記受信アンテナのそれぞれに１つずつ接続され、Ｎ個の前記送信信号生成部のそれぞれにより生成された送信信号をマッチドフィルタのレプリカとして、前記マッチドフィルタの出力である受信信号ベクトルを出力するＭ個のマッチドフィルタバンクと、
    　不要信号の送出角と不要信号の到来角とに基づいて規定された不要信号のステアリングベクトルを用いて、不要信号相関行列を算出する相関行列算出部と、
    　前記相関行列算出部により算出された不要信号相関行列に対して、対角荷重量を用いて対角荷重処理を行い、対角荷重処理後の不要信号相関行列を算出する対角荷重処理部と、
    　前記対角荷重処理部により算出された対角荷重処理後の不要信号相関行列に基づいて、不要信号を低減するサイドローブ特性を得る窓関数を算出する窓関数算出部と、
    　Ｍ個の前記マッチドフィルタバンクから出力された前記受信信号ベクトルに対して前記窓関数算出部により算出された前記窓関数を乗算し、前記窓関数を適用した前記受信信号ベクトルを出力する窓関数適用部と、
    　前記窓関数適用部から出力された前記受信信号ベクトルとビーム指向角とに基づいて、多重入力多重出力ビームを形成するビーム形成部とを備えたこと
    　を特徴とするレーダ装置。
  2. 　前記相関行列算出部は、送出角がメインビーム内となり到来角がサイドローブ内となる伝搬または送出角がサイドローブ内となり到来角がメインビーム内となる伝搬に対応したサイドローブ領域における不要信号の送出角および到来角に基づいて不要信号のステアリングベクトルを規定して、不要信号相関行列を算出すること
    　を特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
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