WO2020017290A1 - 電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラム - Google Patents

電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラム Download PDF

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WO2020017290A1
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transmission
phase
electronic device
wave
transmission wave
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PCT/JP2019/026068
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正光 錦戸
村上 洋平
徹 佐原
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京セラ株式会社
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    • G01S2013/9327Sensor installation details
    • G01S2013/93271Sensor installation details in the front of the vehicles

Definitions

  • the present disclosure relates to an electronic device, a control method for the electronic device, and a control program for the electronic device.
  • Patent Document 1 discloses that a multi-beam is formed over a multiplex operation frequency band by a phased array antenna.
  • the electronic device transmits radio waves whose frequency changes with time as transmission waves from a plurality of transmission antennas.
  • the electronic device includes a phase control unit.
  • the phase control unit controls at least one phase of the transmission waves transmitted from the plurality of transmission antennas such that the phases of the transmission waves transmitted from the plurality of transmission antennas are aligned in a predetermined direction. Further, the phase control unit adjusts at least one phase of the transmission wave based on a frequency of the transmission wave.
  • a method for controlling an electronic device includes the following steps (1) to (3). (1) a transmission step of transmitting a radio wave whose frequency changes with time as a transmission wave from a plurality of transmission antennas; and (2) a phase of each transmission wave transmitted from the plurality of transmission antennas in a predetermined direction. A phase control step of controlling at least one phase of the transmission waves transmitted from the plurality of transmission antennas so as to be aligned (3) a phase of adjusting at least one phase of the transmission waves based on the frequency of the transmission waves Adjustment steps
  • a control program for an electronic device causes a computer to execute the above steps (1) to (3).
  • the electronic device transmits radio waves whose frequency changes with time as transmission waves from a plurality of transmission antennas.
  • the control unit includes a phase control unit.
  • the phase control unit controls at least one phase of a transmission wave transmitted from the plurality of transmission antennas.
  • the phase control unit is configured such that the phases of the reflected waves received by the reception antennas are aligned based on the result of receiving each of the reflected waves reflected by the transmission waves transmitted from the plurality of transmission antennas from the reception antenna. Thus, at least one phase of the transmission wave is adjusted.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a transmission wave of the electronic device according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a functional block diagram schematically illustrating a configuration of the electronic device according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a transmission wave transmitted by the electronic device according to one embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating another example of a transmission wave transmitted by the electronic device according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating another example of a transmission wave transmitted by the electronic device according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating another example of a transmission wave transmitted by the electronic device according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a transmission wave transmitted by the electronic device according to one embodiment.
  • FIG. 13 is a functional block diagram schematically illustrating a configuration of an electronic device according to another embodiment.
  • 9 is a flowchart illustrating an operation of an electronic device according to another embodiment.
  • An object of the present disclosure is to provide an electronic device, a control method for an electronic device, and a control program for an electronic device that contribute to improving the accuracy of measuring an object. According to one embodiment, it is possible to provide an electronic device, a control method for an electronic device, and a control program for an electronic device that contribute to improving the accuracy of measuring an object.
  • the electronic device measures a distance between the sensor and an object existing around the sensor by using a sensor installed in a vehicle such as an automobile, for example.
  • the sensor may transmit a transmission wave such as a radio wave as a detection wave from the transmission antenna. Further, the sensor may receive, from the reception antenna, a reflected wave of the transmitted wave reflected by the object.
  • the sensor may include at least one of a transmitting antenna and a receiving antenna.
  • the electronic device may measure a distance between a sensor and an object based on a transmission wave transmitted by the transmission antenna and a reflected wave received by the reception antenna.
  • the electronic device according to one embodiment is an agricultural vehicle such as an autonomous driving car, a bus, a truck, a motorcycle, a bicycle, a ship, an aircraft, a tractor, a fire truck, an ambulance, a police car, a snowplow, a cleaning car for cleaning a road, a drone. , And pedestrians.
  • the electronic device according to an embodiment is not necessarily mounted on a mobile object that moves by itself.
  • the electronic device can measure a distance between a sensor and an object in a situation where at least one of the sensor and the object can move.
  • the electronic device can measure a distance between the sensor and the target even when both the sensor and the target are stationary.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a usage mode of an electronic device according to an embodiment.
  • FIG. 1 illustrates an example in which a sensor 40 including a transmission antenna according to one embodiment is installed on a moving body.
  • the moving body 100 shown in FIG. 1 may be an automobile such as a passenger car, but may be any type of moving body.
  • the moving body 100 may be moving (running or slowing down) in the positive Y-axis direction (traveling direction), for example, may be moving in another direction, or may be moving. It may be stationary without it.
  • FIG. 1 shows a sensor 40 installed on the moving body 100.
  • FIG. 2 shows the electronic device 1 including the sensor 40 and the ECU 50.
  • the position where the sensor 40 is installed on the moving body 100 is not limited to the position shown in FIG. 1, and may be another position as appropriate.
  • the sensor 40 as shown in FIG. 1 may be installed on the left side, right side, and / or rear side of the moving body 100.
  • the number of such sensors may be one or more arbitrary numbers in accordance with various conditions (or requirements) such as the measurement range and / or accuracy of the mobile unit 100.
  • the position where the sensor 40 is installed on the moving body 100 may be either outside or inside the moving body 100.
  • the inside of the moving body 100 may be, for example, the inside of the body of the moving body 100, the inside of a bumper, the inside of a headlight, the space in a vehicle, or any combination thereof.
  • the sensor 40 transmits a radio wave as a transmission wave. For example, when a predetermined target exists around the moving body 100, at least a part of the transmission wave transmitted from the sensor 40 is reflected by the target and becomes a reflected wave. Then, the electronic device 1 mounted on the moving body 100 can detect the target object by receiving such a reflected wave.
  • the electronic device 1 mounted on the moving body 100 shown in FIG. 1 transmits a transmission wave from a transmitting antenna mounted on the sensor 40, and thereby detects an object existing within a predetermined distance in front of the moving body 100, for example. Can be detected. In this way, the electronic device 1 can detect a predetermined target existing around the moving body 100. Specifically, the electronic device 1 can detect that a predetermined target exists around the moving body 100. In addition, the electronic device 1 can measure the distance between the moving object 100, which is the host vehicle, and a predetermined target. Further, the electronic device 1 can also measure an azimuth angle with respect to a predetermined target from the moving body 100 that is the host vehicle. Further, the electronic device 1 can also measure the relative speed between the moving object 100, which is the host vehicle, and a predetermined target.
  • the predetermined target is at least any one of, for example, an oncoming vehicle traveling in a lane adjacent to the moving body 100, a car running in parallel with the moving body 100, and a car before and after traveling in the same lane as the moving body 100. It may be good.
  • the predetermined target is any object existing around the moving body 100, such as a motorcycle, a bicycle, a stroller, a pedestrian, a guardrail, a median strip, a road sign, a sidewalk step, a wall, a manhole, and an obstacle. It may be.
  • the target object detected by the sensor 40 includes not only inanimate objects but also living objects such as humans and animals.
  • the target object detected by the sensor of the present disclosure includes a target including a person, an object, and an animal, which is detected by the radar technology.
  • FIG. 1 schematically illustrates a state in which a transmission wave transmitted from a transmission antenna installed on the moving body 100 forms a radio wave beam.
  • the transmission antenna includes a plurality of transmission antennas.
  • the sensor 40 including the transmission antenna may be typically a radar (RADAR (Radio Detecting and Ranging)) sensor that transmits and receives radio waves.
  • the sensor 40 is not limited to a radar sensor.
  • the sensor 40 according to an embodiment may be, for example, a sensor based on the technology of LIDAR (Light Detection and Ranging, Laser Imaging and Detection and Ranging) using light waves.
  • LIDAR Light Detection and Ranging, Laser Imaging and Detection and Ranging
  • Such sensors can be configured to include, for example, a patch antenna. Since techniques such as RADAR and LIDAR are already known, the detailed description may be simplified or omitted as appropriate.
  • the sensor 40 installed in front of the moving body 100 can form a beam B1 of a transmission wave in front of the moving body 100 (beam forming).
  • the electronic device 1 adjusts the phase of each transmission wave so that the phases of the transmission waves transmitted from the transmission antennas (a plurality of transmission antennas) are aligned in the forward direction (positive Y-axis direction) of the moving body 100. Control.
  • the plurality of transmission waves reinforce each other in the forward direction (positive Y-axis direction) of the moving body 100 to form a radio wave beam B1.
  • accuracy such as measurement of a distance to a predetermined object detected by a transmission wave can be improved.
  • the reach of the transmission wave can be extended.
  • the electronic device 1 can change the direction of the beam of the transmission wave by appropriately controlling the phase of the transmission wave transmitted from the transmission antenna (a plurality of antennas). For example, the electronic device 1 can also control the phase of each transmission wave such that the phase of each transmission wave transmitted from the transmission antenna is aligned in the front left direction (the left side in the positive Y-axis direction) of the moving object 100. . In this manner, the plurality of transmission waves reinforce each other in the front left direction (the left side in the positive direction of the Y axis) of the moving body 100 to form a radio wave beam B2.
  • electronic device 1 can also control the phase of each transmission wave such that the phases of the transmission waves transmitted from the transmission antenna are aligned in the front right direction (right side in the positive Y-axis direction) of mobile unit 100. .
  • the plurality of transmission waves reinforce each other in the forward right direction (the right side in the positive Y-axis direction) of the moving body 100 to form the radio wave beam B3.
  • the electronic device 1 can direct the beam of the transmission wave transmitted from the transmission antenna in various directions other than the beams B1 to B3 shown in FIG. 1 by appropriately changing the phase of the transmission wave.
  • the phase is a variable indicating a point in the process of the periodic motion of the electromagnetic wave, and may be, for example, an amount corresponding to an angle when the electromagnetic wave is represented by a sine function.
  • the electronic device 1 can control the transmission wave transmitted from the transmission antenna to form the beam B ⁇ b> 3.
  • the electronic device 1 can measure an angle (for example, an azimuth) facing the target 200 from the transmission antenna by controlling the direction of the beam of the transmission wave. According to the beamforming, the accuracy of measuring the angle with respect to a predetermined target object can be improved by controlling the radiation direction of the transmission wave.
  • the size of the sensor 40 is not necessarily indicated by an actual ratio with respect to the size of the moving body 100.
  • FIG. 1 shows a state in which the sensor 40 is installed outside the moving body 100.
  • the sensor 40 may be installed at various positions on the moving body 100.
  • the sensor 40 may be installed inside the moving body 100, for example, inside a bumper so that it does not appear in the appearance of the moving body 100.
  • beams B1 to B3 formed by the transmission waves transmitted from the sensor 40 are schematically shown.
  • the position where the sensor 40 is installed on the moving body 100 may be either outside or inside the moving body 100 or both.
  • the inside of the moving body 100 includes, for example, the inside of the body of the moving body 100, the inside of a bumper, the inside of a headlight, or the inside of a vehicle.
  • the outside of the moving body 100 includes, for example, the surface of the body of the moving body 100, the surface of a bumper, or the surface of a headlight.
  • the sensor 40 will be described as transmitting radio waves in a frequency band such as a millimeter wave (30 GHz or more) or a quasi-millimeter wave (for example, in the vicinity of 20 GHz to 30 GHz).
  • a millimeter wave in a so-called 79 GHz band (77 GHz or more and 81 GHz or less) can be used as the millimeter wave.
  • the electronic device 1 can calculate the distance between the moving object 100 on which the sensor 40 is installed and a predetermined object existing around the moving object 100.
  • the electronic device 1 can also calculate the position of a predetermined object existing around the moving body 100 on which the sensor 40 is installed. Further, by transmitting and receiving the millimeter waves, the electronic device 1 can also calculate an angle facing a predetermined object existing around the moving body 100 on which the sensor 40 is installed. Further, by transmitting and receiving millimeter waves, the electronic device 1 can also calculate the relative speed between the moving object 100 on which the sensor 40 is installed and a predetermined object existing around the moving object 100. Note that, in the present disclosure, when A and B are arbitrary numbers, descriptions of AGHz to BGHz and A to BGHz mean not less than AGHz and less than BGHz. In the present disclosure, for example, a millimeter wave of 81 GHz or more may be used as the millimeter wave.
  • FIG. 2 is a functional block diagram schematically showing the configuration of the electronic device according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a functional block diagram schematically showing the configuration of the electronic device according to one embodiment.
  • a configuration of an electronic device according to an embodiment will be described.
  • FMCW radar Frequency Modulated Continuous Wave
  • the FMCW radar generates a transmission signal by sweeping the frequency of a radio wave to be transmitted. Therefore, for example, in a millimeter-wave FMCW radar that uses radio waves in a frequency band of 79 GHz, the frequency of the radio waves used has a frequency bandwidth of 4 GHz, such as 77 GHz to 81 GHz.
  • the radar of the 79 GHz frequency band is characterized in that the usable frequency bandwidth is wider than other millimeter / quasi-millimeter wave radars such as the 24 GHz, 60 GHz, and 76 GHz frequency bands.
  • millimeter / quasi-millimeter wave radars such as the 24 GHz, 60 GHz, and 76 GHz frequency bands.
  • the electronic device 1 includes a sensor 40 and an ECU (Electronic Control Unit) 50.
  • the electronic device 1 according to the present disclosure may include the sensor 40 without including the ECU 50.
  • the ECU 50 controls various operations of the moving body 100.
  • the ECU 50 may be configured by at least one or more ECUs.
  • the electronic device 1 according to one embodiment includes a control unit 10.
  • the electronic device 1 according to one embodiment appropriately includes other functional units such as the transmitting unit 20 and at least one of the receiving units 30A to 30N (N is an arbitrary natural number (the same applies hereinafter)). May be included.
  • the electronic device 1 may include a plurality of receiving units, such as the receiving units 30A to 30N.
  • the receiving unit 30A, the receiving unit 30B, the receiving unit 30N, and the like are not distinguished, they are simply referred to as “the receiving unit 30”.
  • the control unit 10 may include a distance FFT processing unit 11, a speed FFT processing unit 12, an arrival angle estimation unit 13, an object detection unit 14, a detection range determination unit 15, and a parameter setting unit 16. These functional units included in the control unit 10 will be further described later. Further, as shown in FIG. 2, in one embodiment, the control unit 10 may be connected to the storage unit 18.
  • the transmitting unit 20 may include a signal generating unit 21, a synthesizer 22, phase controllers 23A and 23B, amplifiers 24A and 24B, and transmitting antennas 25A and 25B.
  • phase control unit 23A and the phase control unit 23B are not distinguished, they are simply referred to as “phase control unit 23”.
  • amplifier 24A and the amplifier 24B are not distinguished from each other, they are simply referred to as “amplifier 24”.
  • transmission antenna 25A and the transmission antenna 25B are not distinguished from each other, they are simply referred to as “transmission antenna 25”.
  • the receiving unit 30 may include corresponding receiving antennas 31A, 31B to 31N.
  • each of the plurality of receiving units 30 may include an LNA 32, a mixer 33, an IF unit 34, and an AD conversion unit 35, as shown in FIG.
  • the receiving units 30A, 31B to 30N may have the same configuration.
  • FIG. 2 schematically shows a configuration of only the receiving unit 30A as a representative example.
  • the sensor 40 described above may include, for example, the transmission antenna 25 and the reception antenna 31.
  • the sensor 40 may appropriately include at least one of other functional units such as the control unit 10.
  • the control unit 10 included in the electronic device 1 can control the operation of the entire electronic device 1 including the control of each functional unit included in the electronic device 1.
  • the control unit 10 may include at least one processor such as a CPU (Central Processing Unit) to provide control and processing capability for performing various functions.
  • the control unit 10 may be realized by a single processor, may be realized by several processors, or may be realized by individual processors.
  • the processor may be implemented as a single integrated circuit. An integrated circuit is also called an IC (Integrated Circuit).
  • the processor may be implemented as a plurality of communicatively connected integrated circuits and discrete circuits.
  • the processor may be implemented based on various other known technologies.
  • control unit 10 may be configured as, for example, a CPU and a program executed by the CPU.
  • the control unit 10 may appropriately include a memory required for the operation of the control unit 10. 2, one or more control units for controlling the operation of the electronic device 1 may be provided in addition to the control unit 10.
  • the storage unit 18 may store a program executed in the control unit 10, a result of a process executed in the control unit 10, and the like. Further, the storage unit 18 may function as a work memory of the control unit 10.
  • the storage unit 18 can be composed of, for example, a semiconductor memory or a magnetic disk, but is not limited thereto, and can be an arbitrary storage device. Further, for example, the storage unit 18 may be a storage medium such as a memory card inserted into the electronic device 1 according to the present embodiment. Further, the storage unit 18 may be an internal memory of the CPU used as the control unit 10 as described above.
  • the storage unit 18 may store various parameters for setting a range in which an object is detected by the transmission wave T transmitted from the transmission antenna 25 and the reflected wave R received from the reception antenna 31. Such parameters will be further described later.
  • the control unit 10 can control at least one of the transmission unit 20 and the reception unit 30.
  • the control unit 10 may control at least one of the transmission unit 20 and the reception unit 30 based on various information stored in the storage unit 18. Further, in the electronic device 1 according to the embodiment, the control unit 10 may instruct the signal generation unit 21 to generate a signal, or control the signal generation unit 21 to generate a signal.
  • the signal generation unit 21 generates a signal (transmission signal) transmitted as the transmission wave T from the transmission antenna 25 under the control of the control unit 10.
  • the signal generation unit 21 may assign the frequency of the transmission signal based on, for example, control by the control unit 10.
  • the signal generation unit 21 may assign the frequency of the transmission signal according to the parameter set by the parameter setting unit 16.
  • the signal generation unit 21 generates a signal of a predetermined frequency in a frequency band such as 77 to 81 GHz by receiving frequency information from the control unit 10 (parameter setting unit 16).
  • the signal generator 21 may include a functional unit such as a voltage controlled oscillator (VCO).
  • VCO voltage controlled oscillator
  • the signal generation unit 21 may be configured as hardware having the function, may be configured as a microcomputer, for example, or may be configured as a processor such as a CPU and a program executed by the processor. Is also good.
  • Each functional unit described below may be configured as hardware having the function, or, if possible, may be configured with, for example, a microcomputer, or may be configured with a processor such as a CPU and executed by the processor. It may be configured as a program to be executed.
  • the signal generation unit 21 may generate a transmission signal (a transmission chirp signal) such as a chirp signal.
  • the signal generator 21 may generate a signal whose frequency periodically changes linearly (linear chirp signal).
  • the signal generation unit 21 may be a chirp signal whose frequency periodically linearly increases from 77 GHz to 81 GHz as time passes.
  • the signal generation unit 21 may generate a signal whose frequency periodically repeats linearly increasing (up-chirp) and decreasing (down-chirp) from 77 GHz to 81 GHz over time.
  • the signal generated by the signal generation unit 21 may be set in the control unit 10 in advance, for example.
  • the signal generated by the signal generation unit 21 may be stored in advance in, for example, the storage unit 18 or the like. Since a chirp signal used in a technical field such as radar is known, a more detailed description will be simplified or omitted as appropriate.
  • the signal generated by the signal generator 21 is supplied to the synthesizer 22.
  • the chirp signal may be discrete.
  • the amplitudes of the chirp signals may be different.
  • the period of the chirp signal may be different.
  • a group of a plurality of chirp signals may be regarded as one frame. Further, a group of a plurality of chirp signals in this frame may be used as a subframe.
  • the synthesizer 22 raises the frequency of the signal generated by the signal generator 21 to a frequency in a predetermined frequency band.
  • the synthesizer 22 may increase the frequency of the signal generated by the signal generator 21 up to the frequency selected as the frequency of the transmission wave T transmitted from the transmission antenna 25.
  • the frequency selected as the frequency of the transmission wave T transmitted from the transmission antenna 25 may be set by the control unit 10, for example.
  • the frequency selected as the frequency of the transmission wave T transmitted from the transmission antenna 25 may be the frequency selected by the parameter setting unit 16.
  • the frequency selected as the frequency of the transmission wave T transmitted from the transmission antenna 25 may be stored in, for example, the storage unit 18.
  • the signal whose frequency has been increased by the synthesizer 22 is supplied to the phase controller 23 and the mixer 33.
  • the signal whose frequency has been raised by the synthesizer 22 may be supplied to each of the plurality of phase control units 23.
  • the signals whose frequencies have been raised by the synthesizer 22 may be supplied to the respective mixers 33 in the plurality of receiving units 30.
  • the phase control unit 23 controls the phase of the transmission signal supplied from the synthesizer 22. Specifically, the phase control unit 23 may adjust the phase of the transmission signal by appropriately advancing or delaying the phase of the signal supplied from the synthesizer 22 based on the control of the control unit 10, for example. In this case, the phase control unit 23 may adjust the phase of each transmission signal based on the path difference between the transmission waves T transmitted from the plurality of transmission antennas 25. By appropriately adjusting the phase of each transmission signal by the phase control unit 23, the transmission waves T transmitted from the plurality of transmission antennas 25 reinforce each other in a predetermined direction to form a beam (beam forming).
  • the correlation between the direction of beamforming and the amount of phase to be controlled of the transmission signals respectively transmitted by the plurality of transmission antennas 25 may be stored in the storage unit 18, for example.
  • the transmission signal whose phase has been controlled by the phase control unit 23 is supplied to the amplifier 24.
  • the phase control unit 23 controls at least one phase of the transmission wave transmitted from the transmission antenna 25 so that the phases of the transmission waves transmitted from the transmission antenna 25 are aligned in a predetermined direction.
  • phase of the transmission waves transmitted from the transmission antenna 25 are aligned in a predetermined direction means that the phases of the transmission waves transmitted from the transmission antenna 25 have the same value, or ,
  • the phase of each transmission wave transmitted from is shifted by 2N ⁇ [rad] or n ⁇ 360 °, where n is an arbitrary integer.
  • the amplifier 24 amplifies the power of the transmission signal supplied from the phase control unit 23 based on, for example, control by the control unit 10.
  • the plurality of amplifiers 24 convert the power (power) of the transmission signal supplied from the corresponding one of the plurality of phase control units 23 to, for example, control by the control unit 10.
  • Each of them may be amplified based on the above. Since the technology itself for amplifying the power of the transmission signal is already known, a more detailed description will be omitted.
  • the amplifier 24 is connected to the transmission antenna 25.
  • the transmission antenna 25 outputs (transmits) the transmission signal amplified by the amplifier 24 as a transmission wave T.
  • the plurality of transmission antennas 25 may output (transmit) transmission signals amplified by corresponding ones of the plurality of amplifiers 24 as transmission waves T, respectively. Since the transmission antenna 25 can be configured in the same manner as the transmission antenna 25 used for a known radar technology, a more detailed description is omitted.
  • the electronic device 1 includes the transmission antenna 25, and can transmit a transmission signal (for example, a transmission chirp signal) as the transmission wave T from the transmission antenna 25.
  • a transmission signal for example, a transmission chirp signal
  • at least one of the functional units constituting the electronic device 1 may be housed in one housing.
  • the one housing may have a structure that cannot be easily opened.
  • the transmission antenna 25, the reception antenna 31, and the amplifier 24 may be housed in one housing, and the housing may not be easily opened.
  • the transmitting antenna 25 transmits the transmission wave T to the outside of the moving body 100 via a cover member such as a radar cover. You may.
  • the radar cover may be made of a material that allows electromagnetic waves to pass, such as a synthetic resin or rubber.
  • This radar cover may be, for example, a housing for the sensor 40.
  • a member such as a radar cover, it is possible to reduce the risk that the transmitting antenna 25 may be damaged or malfunction due to contact with the outside.
  • the radar cover and the housing may be called a radome.
  • the electronic device 1 illustrated in FIG. 2 includes two transmission antennas 25.
  • the electronic device 1 may include any number of transmission antennas 25.
  • the electronic device 1 may include a plurality of transmission antennas 25 when the transmission wave T transmitted from the transmission antenna 25 forms a beam in a predetermined direction.
  • the electronic device 1 may include an arbitrary plurality of transmission antennas 25.
  • the electronic device 1 may include a plurality of phase control units 23 and a plurality of amplifiers 24 corresponding to the plurality of transmission antennas 25, respectively.
  • the plurality of phase control units 23 may control the phases of the plurality of transmission waves supplied from the synthesizer 22 and transmitted from the plurality of transmission antennas 25, respectively. Further, the plurality of amplifiers 24 may amplify the powers of the plurality of transmission signals transmitted from the plurality of transmission antennas 25, respectively.
  • the sensor 40 may include a plurality of transmitting antennas 25. As described above, when the electronic device 1 illustrated in FIG. 2 includes the plurality of transmission antennas 25, the electronic device 1 includes a plurality of functional units necessary for transmitting the transmission wave T from the plurality of transmission antennas 25. Good.
  • the receiving antenna 31 receives the reflected wave R.
  • the reflected wave R is obtained by reflecting the transmitted wave T on a predetermined target 200.
  • the receiving antenna 31 may be configured to include a plurality of antennas, such as the receiving antennas 31A to 31N, where N is an arbitrary integer of 2 or more.
  • the receiving antenna 31 can be configured in the same manner as a receiving antenna used for a known radar technology, and thus a more detailed description is omitted.
  • the receiving antenna 31 is connected to the LNA 32. A reception signal based on the reflected wave R received by the reception antenna 31 is supplied to the LNA 32.
  • a transmission wave T transmitted as a transmission signal (a transmission chirp signal) such as a chirp signal from a plurality of reception antennas 31 is a reflected wave R reflected by a predetermined target 200. Can be received.
  • a transmission chirp signal as the transmission wave T
  • a reception signal based on the received reflected wave R is referred to as a reception chirp signal. That is, the electronic device 1 receives a reception signal (for example, a reception chirp signal) from the reception antenna 31 as the reflected wave R.
  • the receiving antenna 31 receives the reflected wave R from outside the moving body 100 via a cover member such as a radar cover.
  • the radar cover may be made of a material that allows electromagnetic waves to pass, such as a synthetic resin or rubber.
  • This radar cover may be, for example, a housing for the sensor 40.
  • the radar cover and the housing may be called a radome.
  • one sensor 40 may include, for example, at least one transmitting antenna 25 and at least one receiving antenna 31.
  • one sensor 40 may include a plurality of transmitting antennas 25 and a plurality of receiving antennas 31.
  • one radar sensor may be covered with a cover member such as one radar cover.
  • the LNA 32 amplifies a received signal based on the reflected wave R received by the receiving antenna 31 with low noise.
  • the LNA 32 may be a low noise amplifier (Low Noise Amplifier), and amplifies the reception signal supplied from the reception antenna 31 with low noise.
  • the received signal amplified by the LNA 32 is supplied to the mixer 33.
  • the mixer 33 generates a beat signal by mixing (multiplying) the reception signal of the RF frequency supplied from the LNA 32 with the transmission signal supplied from the synthesizer 22.
  • the beat signal mixed by the mixer 33 is supplied to the IF unit 34.
  • the IF unit 34 performs frequency conversion on the beat signal supplied from the mixer 33 to reduce the frequency of the beat signal to an intermediate frequency (IF (Intermediate Frequency)).
  • IF Intermediate Frequency
  • the AD converter 35 digitizes the analog beat signal supplied from the IF unit 34.
  • the AD conversion unit 35 may be configured by an arbitrary analog-to-digital conversion circuit (Analog to Digital Converter (ADC)).
  • ADC Analog to Digital Converter
  • the beat signal digitized by the AD converter 35 is supplied to the distance FFT processor 11 of the controller 10.
  • the respective beat signals digitized by the plurality of AD conversion units 35 may be supplied to the distance FFT processing unit 11.
  • the distance FFT processing unit 11 estimates the distance between the moving object 100 on which the electronic device 1 is mounted and the target 200 based on the beat signal supplied from the AD conversion unit 35.
  • the distance FFT processing unit 11 may include, for example, a processing unit that performs fast Fourier transform.
  • the distance FFT processing unit 11 may be configured by an arbitrary circuit or chip that performs fast Fourier transform (Fast Fourier Transform (FFT)) processing.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the distance FFT processing unit 11 performs FFT processing on the beat signal digitized by the AD conversion unit 35 (hereinafter, appropriately referred to as “distance FFT processing”).
  • the distance FFT processing unit 11 may perform an FFT process on the complex signal supplied from the AD conversion unit 35.
  • the beat signal digitized by the AD converter 35 can be represented as a time change in signal strength (power).
  • the distance FFT processing unit 11 performs the FFT processing on such a beat signal, thereby expressing the beat signal as a signal strength (power) corresponding to each frequency. If the peak obtained by the distance FFT processing is equal to or greater than a predetermined threshold, the distance FFT processing unit 11 may determine that the predetermined target 200 is located at a distance corresponding to the peak.
  • CFAR Constant False Alarm Alarm
  • the electronic device 1 detects the target 200 that reflects the transmission wave T based on the transmission signal transmitted as the transmission wave T and the reception signal received as the reflected wave R. can do.
  • the distance FFT processing unit 11 can estimate the distance to a predetermined object based on one chirp signal (for example, c1 shown in FIG. 3). That is, the electronic device 1 can measure (estimate) the distance between the object 200 and the moving body 100 shown in FIG. 1 by performing the distance FFT processing. Since a technique for measuring (estimating) a distance from a predetermined object by performing FFT processing on a beat signal is known, a more detailed description is appropriately simplified or omitted. A result of distance FFT processing performed by the distance FFT processing unit 11 (for example, information on distance) may be supplied to the speed FFT processing unit 12. The result of the distance FFT processing performed by the distance FFT processing unit 11 may be supplied to the object detection unit 14.
  • one chirp signal for example, c1 shown in FIG. 3
  • the electronic device 1 can measure (estimate) the distance between the object 200 and the moving body 100 shown in FIG. 1 by performing the distance FFT processing. Since a technique for measuring (estimating) a distance from a predetermined object by performing
  • the speed FFT processing unit 12 estimates the relative speed between the moving object 100 on which the electronic device 1 is mounted and the object 200 based on the beat signal on which the distance FFT processing has been performed by the distance FFT processing unit 11.
  • the speed FFT processing unit 12 may include, for example, a processing unit that performs fast Fourier transform.
  • the speed FFT processing unit 12 may be configured by an arbitrary circuit or chip that performs a fast Fourier transform (Fast Fourier Transform (FFT)) process.
  • FFT Fast Fourier transform
  • the speed FFT processing unit 12 further performs FFT processing on the beat signal on which the distance FFT processing has been performed by the distance FFT processing unit 11 (hereinafter, appropriately referred to as “speed FFT processing”).
  • the speed FFT processing unit 12 may perform the FFT processing on the complex signal supplied from the distance FFT processing unit 11.
  • the speed FFT processing unit 12 can estimate a relative speed with respect to a predetermined object based on the subframe of the chirp signal. By performing the distance FFT processing on the beat signal as described above, a plurality of vectors can be generated. By obtaining the phase of the peak in the result of performing the speed FFT processing on these plural vectors, it is possible to estimate the relative speed with respect to a predetermined object.
  • the electronic device 1 can measure (estimate) the relative speed between the moving body 100 shown in FIG. 1 and the predetermined target object 200 by performing the speed FFT processing. Since the technology itself for measuring (estimating) the relative speed with respect to a predetermined object by performing the speed FFT process on the result of performing the distance FFT process is publicly known, a more detailed description will be simplified or omitted as appropriate. I do.
  • the result of the speed FFT processing performed by the speed FFT processing unit 12 (for example, information on speed) may be supplied to the arrival angle estimation unit 13.
  • the result of the speed FFT processing performed by the speed FFT processing unit 12 may be supplied to the object detection unit 14.
  • the arrival angle estimation unit 13 estimates the direction in which the reflected wave R arrives from the predetermined target 200 based on the result of the speed FFT processing performed by the speed FFT processing unit 12.
  • the electronic device 1 can estimate the direction in which the reflected waves R arrive.
  • the plurality of receiving antennas 31 are arranged at predetermined intervals.
  • the transmission wave T transmitted from the transmission antenna 25 is reflected by a predetermined target 200 to be a reflected wave R, and the plurality of receiving antennas 31 arranged at predetermined intervals receive the reflected waves R, respectively.
  • the arrival angle estimation unit 13 estimates the direction in which the reflected wave R arrives at the receiving antenna 31 based on the phases of the reflected waves R respectively received by the plurality of receiving antennas 31 and the path difference between the respective reflected waves R. can do. That is, the electronic device 1 can measure (estimate) the arrival angle ⁇ of the reflected wave R based on the result of the speed FFT processing.
  • the arrival angle ⁇ of the reflected wave R may be, for example, an angle between the traveling direction of the moving object 100 shown in FIG. 1 and the direction in which the reflected wave R arrives at the moving object 100.
  • MUSIC MUltiple SIgnal Classification
  • ESPRIT Estimat of Signal Signals parameters via Rotational Invariance Technique
  • the object detection unit 14 detects an object existing in a range where the transmission wave T is transmitted based on information supplied from at least one of the distance FFT processing unit 11, the speed FFT processing unit 12, and the arrival angle estimation unit 13. To detect.
  • the object detection unit 14 may perform the object detection by performing, for example, a clustering process based on the supplied distance information, speed information, and angle information.
  • a clustering process As an algorithm used when clustering data, for example, DBSCAN (Density-based spatial clustering of applications with noise) is known.
  • the average power of the points constituting the detected object may be calculated.
  • the information on the distance, the speed, the angle information, and the power of the object detected by the object detection unit 14 may be supplied to the detection range determination unit 15.
  • the information on the distance of the object detected by the object detection unit 14, the information on the speed, the information on the angle, and the information on the power may be supplied to the ECU 50.
  • communication may be performed using a communication interface such as CAN (Controller Area Network).
  • the detection range determination unit 15 determines a range (hereinafter, also referred to as an “object detection range”) in which an object that reflects the transmission wave T by the transmission signal and the reception signal is detected.
  • the detection range determination unit 15 may determine a plurality of object detection ranges based on, for example, an operation performed by a driver of the moving body 100 on which the electronic device 1 is mounted. For example, when the parking support button is operated by the driver of the moving body 100 or the like, the detection range determination unit 15 may determine a plurality of object detection ranges suitable for parking support. Further, the detection range determination unit 15 may determine a plurality of object detection ranges based on an instruction from the ECU 50, for example.
  • the detection range determination unit 15 determines a plurality of object detection ranges appropriate when the moving body 100 moves backward based on an instruction from the ECU 50. May be. Further, the detection range determination unit 15 may determine a plurality of object detection ranges based on, for example, a change in the operation state of the moving body 100 such as steering, accelerator, or gear. Further, the detection range determination unit 15 may determine a plurality of object detection ranges based on a result of detecting an object by the object detection unit 14.
  • the parameter setting unit 16 sets various parameters that define a transmission signal and a reception signal for detecting an object that reflects the transmission wave T as the reflected wave R. That is, the parameter setting unit 16 sets various parameters for transmitting the transmission wave T from the transmission antenna 25 and various parameters for receiving the reflected wave R from the reception antenna 31.
  • the parameter setting unit 16 may set various parameters related to the transmission of the transmission wave T and the reception of the reflection wave R in order to detect an object in the above-described object detection range.
  • the parameter setting unit 16 may specify a range in which the reflected wave R is desired to be received in order to detect the object in the object detection range by receiving the reflected wave R.
  • the parameter setting unit 16 may define a range to which the beam of the transmission wave T is to be directed in order to transmit the transmission waves T from the plurality of transmission antennas 25 and detect an object in the object detection range.
  • the parameter setting unit 16 may set various parameters for transmitting the transmission wave T and receiving the reflected wave R.
  • the values set by the parameter setting unit 16 include, for example, a transmission frequency, a transmission frequency band, a phase of a transmission wave, a phase of a reception wave, a transmission timing of a signal, a transmission time of a signal, an amplitude of a chirp signal, a cycle of a chirp signal,
  • the selection value of the transmission antenna to be used, the selection value of the reception antenna to be used, the number of transmission antennas to be used, the number of reception antennas to be used, and / or the transmission power can be arbitrarily included.
  • the various parameters set by the parameter setting unit 16 may be supplied to the signal generation unit 21. Thereby, the signal generation unit 21 can generate a transmission signal transmitted as the transmission wave T based on various parameters set by the parameter setting unit 16.
  • the various parameters set by the parameter setting unit 16 may be supplied to the transmission unit 20, the reception unit 30, and the object detection unit 14. Accordingly, the object detection unit 14 can perform a process of detecting an object in the object detection range determined based on various parameters set by the parameter setting unit 16.
  • the ECU 50 included in the electronic device 1 can control the operation of the entire moving body 100, including the control of each functional unit included in the moving body 100.
  • the ECU 50 may include at least one processor, such as a CPU (Central Processing Unit), for example, to provide control and processing capabilities for performing various functions.
  • the ECU 50 may be implemented by a single processor, may be implemented by several processors, or may be implemented by individual processors.
  • the processor may be implemented as a single integrated circuit. An integrated circuit is also called an IC (Integrated Circuit).
  • the processor may be implemented as a plurality of communicatively connected integrated circuits and discrete circuits.
  • the processor may be implemented based on various other known technologies.
  • the ECU 50 may be configured as, for example, a CPU and a program executed by the CPU.
  • the ECU 50 may appropriately include a memory required for the operation of the ECU 50.
  • at least a part of the function of the control unit 10 may be a function of the ECU 50, or at least a part of the function of the ECU 50 may be a function of the control unit 10.
  • the electronic device 1 shown in FIG. 2 includes two transmitting antennas 25 and N receiving antennas 31.
  • the electronic device 1 may include an arbitrary number of transmitting antennas 25 and an arbitrary number of receiving antennas 31.
  • the electronic device 1 can be considered to include a virtual antenna array virtually configured by eight antennas.
  • the electronic device 1 may receive the reflected wave R of 16 subframes by using, for example, eight virtual antennas.
  • sensors capable of detecting obstacles and the like existing around vehicles such as automobiles include, for example, millimeter wave radar, LiDAR (Light Detection and Range, Laser Imaging and Detection and Range), or an ultrasonic sensor.
  • millimeter wave radar LiDAR (Light Detection and Range, Laser Imaging and Detection and Range)
  • ultrasonic sensor There are various things.
  • a millimeter-wave radar is often adopted from the viewpoint of accuracy and reliability of detecting an obstacle, cost, and the like.
  • Techniques for detecting obstacles and the like around a vehicle using a millimeter wave radar include, for example, blind spot detection (BSD: Blind Spot Detection), lateral detection during retreat or when leaving a car (CTA: Cross traffic alert), and free space.
  • BSD Blind Spot Detection
  • CTA Cross traffic alert
  • FSD Free space detection
  • preparing a plurality of radar sensors according to the application or function is disadvantageous in terms of cost.
  • the physical shape of the antenna is predetermined and the radiation range is also predetermined, it is difficult to change the use and function of the antenna.
  • the amount of information to be processed increases. In this case, since an unnecessary object may be erroneously detected as a target object, the reliability of detection may be reduced.
  • the weight of the vehicle mainly a harness
  • the electronic device 1 enables one radar sensor to be used for a plurality of functions or applications. Further, the electronic device 1 according to one embodiment enables an operation as if a plurality of functions or applications are simultaneously realized by one radar sensor.
  • FIGS. 3, 4, 5, and 6 are diagrams illustrating examples of the signal generated by the signal generation unit 21 after passing through the synthesizer 22.
  • FIG. The signal after passing through the synthesizer 22 is also referred to as a signal generated by the signal generation unit 21 below.
  • FIGS. 3, 4, 5, and 6 show how the frequency f of the signal generated by the signal generation unit 21 changes with time.
  • the signal generated by the signal generation unit 21 may be a signal whose frequency f changes over time.
  • the signal generation unit 21 may generate a signal (linear chirp signal) in which the frequency f periodically changes linearly as shown in FIGS. 3, 4, 5, and 6.
  • the signal generator 21 may generate a chirp signal as shown in FIGS. 3, 4, 5, and 6.
  • the signal generated by the signal generation unit 21 may be set in the control unit 10 in advance, for example.
  • FIGS. 3, 4, and 5 show examples in which the signal generation unit 21 generates a signal having a frequency f of a bandwidth of f1 to f2.
  • the frequency f1 may be set to 77 GHz
  • the frequency f2 may be set to 81 GHz.
  • FIG. 3 shows an example of a signal in which the frequency f periodically repeats a linear increase (up-chirp) from f1 to f2.
  • FIG. 4 shows an example of generating a signal in which the frequency f periodically repeats linear increase (up chirp) and decrease (down chirp) from f1 to f2.
  • the electronic device 1 transmits the signal generated by the signal generation unit 21 as described above from the transmission antenna 25 as a transmission wave.
  • the signal generated by the signal generation unit 21 is supplied to a phase control unit 23 via a synthesizer 22.
  • FIG. 5 shows an example of a discrete signal in which the frequency f periodically repeats a linear increase (up-chirp) from f1 to f2.
  • FIG. 6 illustrates an example in which the signal generation unit 21 generates a discrete signal having a frequency f of a bandwidth of f1, f2, and f3.
  • the signal generator 21 may generate signals of different frequencies.
  • the signal generation unit 21 may generate two or more arbitrary numbers of different types of frequencies.
  • the electronic device 1 transmits the transmission wave T from the plurality of transmission antennas 25.
  • the transmission wave T may be a radio wave whose frequency f changes with time.
  • the electronic device 1 may transmit the transmission wave T whose frequency f periodically changes linearly.
  • the electronic device 1 may transmit a chirp signal as shown in FIGS. 3, 4, 5, and 6, for example, as the transmission wave T.
  • the electronic device 1 may transmit a radio wave in a millimeter wave band, particularly a radio wave having a bandwidth of a frequency f of 77 GHz to 81 GHz as the transmission wave T.
  • the information of the frequency f of the signal generated by the signal generation unit 21 can be grasped by the phase control unit 23. That is, the phase control unit 23 can recognize the frequency f of the signal generated by the signal generation unit 21 at an arbitrary time. For example, at least one of the signal generation unit 21 and the control unit 10 may transmit information on the frequency f of the signal generated by the signal generation unit 21 to the phase control unit 23. Conversely, the phase control unit 23 may acquire information on the frequency f of the signal generated by the signal generation unit 21 from at least one of the signal generation unit 21 and the control unit 10.
  • the phase control unit 23 of the transmission unit 20 controls the phase of the signal generated by the signal generation unit 21 under the control of the control unit 10.
  • the phase control unit 23 may be configured as, for example, a CPU and a program executed by the CPU. As described above, the phase control unit 23 can control (change) the direction of the beam of the transmission wave by controlling the phase of the signal generated by the signal generation unit 21 and passing through the synthesizer 22. Further, in one embodiment, when controlling the phase, the phase control unit 23 can further adjust the phase. Such phase control and phase adjustment by the phase control unit 23 will be further described later.
  • the signal controlled and / or adjusted by the phase control unit 23 is supplied to the transmission antenna 25 via the amplifier 24.
  • the phase control unit 23 may be configured as, for example, a CPU and a program executed by the CPU. Further, the phase control unit 23 may appropriately include a storage unit such as a memory necessary for the operation of the phase control unit 23.
  • the transmission antennas 25A and 25B output (transmit) the transmission signals supplied from the amplifiers 24A and 24B as a transmission wave T.
  • the electronic device 1 transmits a transmission wave T from two transmission antennas, a transmission antenna 25A and a transmission antenna 25B.
  • the electronic device 1 may transmit the transmission wave T from any number of two or more transmission antennas. That is, the electronic device 1 may include two or more arbitrary number of transmission antennas 25.
  • the transmission antenna 25A and the transmission antenna 25B are not particularly distinguished, they are simply referred to as “transmission antenna 25”.
  • the electronic device 1 transmits a transmission wave T from a plurality of transmission antennas 25. Since the transmitting antenna 25 can be configured in the same manner as a transmitting antenna used for a known radar, a more detailed description is omitted.
  • FIG. 2 schematically shows a state in which a plurality of transmission antennas 25 transmit a transmission wave T.
  • the wave reflected by the object 200 in the transmission wave T is shown as a reflected wave R.
  • the radio wave reflected by the object 200 among the transmission waves T transmitted from the plurality of transmission antennas 25 is referred to as a reflected wave R.
  • the target object 200 may be a vehicle other than the moving object 100 or an arbitrary object other than the moving object 100 such as a pedestrian or an obstacle.
  • FIG. 2 also schematically shows how the plurality of receiving antennas 31A, 31B,... And 31N receive the reflected wave R.
  • the electronic device 1 receives the reflected waves R from a plurality of transmitting antennas of the receiving antenna 31A, the receiving antenna 31B,..., And the receiving antenna 31N.
  • the electronic device 1 may receive the reflected wave R from any number of the receiving antennas 31. That is, the electronic device 1 may include an arbitrary number of receiving antennas 31.
  • the reception antenna 31A, the reception antenna 31B,..., And the reception antenna 31N are simply referred to as “the reception antenna 31” unless otherwise distinguished.
  • the receiving antenna 31 can be configured in the same manner as a receiving antenna used for a known radar, and thus a more detailed description is omitted.
  • the received signal based on the reflected wave R received by the receiving antenna 31 is supplied to the AD converter 35 via the LNA 32, the mixer 33, the IF unit 34, and the like.
  • a received signal (analog signal) based on the reflected wave R received by the receiving antenna 31 often includes a noise component. For this reason, it is assumed that it is difficult to convert the analog signal based on the reflected wave R received by the receiving antenna 31 to digital by the AD converter 35 as it is. Therefore, the reception signal is adjusted by performing, for example, a filtering process on the reception signal based on the reflected wave R received by the reception antenna 31. The reception signal adjusted in this way is supplied to the AD conversion unit 35.
  • the A / D converter 35 converts the supplied analog signal into a digital signal.
  • the AD conversion unit 35 may be configured as, for example, a CPU and a program executed by the CPU.
  • the received signal converted from analog to digital by the AD converter 35 is supplied to the controller 10.
  • the distance FFT processing unit 11 estimates the distance between the moving object 100 on which the electronic device 1 is mounted and the object 200 based on the reception signal supplied from the AD conversion unit 35.
  • a radar technique for transmitting (transmitting) a radio wave to a predetermined target object and measuring the reflected wave by receiving and measuring the reflected wave to measure (estimate) the distance between the predetermined target object and a radio wave transmitting / receiving unit is known. Therefore, a more detailed description is omitted.
  • Information on the distance estimated by the distance FFT processing unit 11 is supplied to, for example, the object detection unit 14.
  • the speed FFT processing unit 12 estimates the relative speed between the moving object 100 on which the electronic device 1 is mounted and the object 200 based on the reception signal supplied from the AD conversion unit 35. 2. Description of the Related Art Radar technology for transmitting (transmitting) radio waves to a predetermined target, measuring the reflected wave thereof, and measuring (estimating) the relative speed between the predetermined target and a transmitting / receiving unit of the radio wave is known. Therefore, a more detailed description is omitted. Information on the distance estimated by the speed FFT processing unit 12 is supplied to, for example, the object detection unit 14.
  • the arrival angle estimation unit 13 estimates a direction (for example, an azimuth angle) from the moving body 100 on which the electronic device 1 is mounted to the target 200 based on the reception signal supplied from the AD conversion unit 35. Since a technique of transmitting a radio wave to a predetermined object, receiving and measuring a reflected wave thereof, and measuring (estimating) a direction toward the predetermined object from a radio wave transmitting / receiving unit is also known, a radar technique is also known. A more detailed description is omitted. Information on the direction (azimuth angle) estimated by the arrival angle estimation unit 13 is supplied to, for example, the object detection unit 14.
  • a technique for estimating the direction (azimuth angle) by the arrival angle estimating unit 13 for example, a technique using the principle of an interferometer that uses the phase difference between the received signals of a two-element array, and scanning the main lobe of an array antenna Beamformer technology for finding the direction in which the power becomes larger, linear prediction technology for scanning the null of an array antenna to estimate the direction, MUSIC (Multiple Signal Classification) technology, ESPRIT (Estimation of Signal Signals via via Rotational Invariance Technologies) technology, and And / or MIMO (Multiple Input Multiple Output) technology may be used.
  • MUSIC Multiple Signal Classification
  • ESPRIT Estimatiation of Signal Signals via via Rotational Invariance Technologies
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • the object detection unit 14 performs various types of information from the distance information, the relative speed information, and / or the direction (angle) information supplied from the distance FFT processing unit 11, the speed FFT processing unit 12, and the arrival angle estimation unit 13. Calculation, estimation, control, and the like can be performed.
  • the object detection unit 14 may measure (estimate) the relative speed between the target object 200 and the moving body 100 based on the acquired information.
  • the object detection unit 14 determines the distance to the target 200, the azimuth with respect to the target 200, and the azimuth based on the reflected wave R received by the reception antenna 31. At least one of the relative speeds with respect to the target object 200 may be estimated.
  • the control unit 10 may issue a predetermined warning to a driver of the moving body 100, for example. Good. Further, in the above case, the control unit 10 may control, for example, the brake of the moving body 100 to start. Further, when the detected object 200 is located in a predetermined direction from the moving body 100, the control unit 10 may issue a warning as described above or perform control such as starting a brake. In one embodiment, the control unit 10 can perform various controls based on a distance or a relative speed to the object 200, a direction of the object 200, and the like. Such control can be various types proposed in the technical field using radar, and is not limited to a specific control.
  • FMCW radar Frequency Modulated Continuous Wave Wave
  • the FMCW radar generates a transmission signal by sweeping the frequency of a radio wave to be transmitted. Therefore, for example, in a millimeter-wave FMCW radar that uses radio waves in a frequency band of 79 GHz, the frequency of the radio waves used has a frequency bandwidth of 4 GHz, such as 77 GHz to 81 GHz.
  • the radar of the 79 GHz frequency band is characterized in that the usable frequency bandwidth is wider than other millimeter / quasi-millimeter wave radars such as the 24 GHz, 60 GHz, and 76 GHz frequency bands.
  • the FMCW radar system used in the present disclosure may include an FCM system (Fast-Chirp ⁇ ⁇ Modulation) that transmits a chirp signal at a shorter cycle than usual.
  • the signal generated by the signal generator 21 is not limited to the FM-CW signal.
  • the signal generated by the signal generator 21 may be a signal of various systems other than the FM-CW system.
  • the transmission signal sequence stored in the storage unit 18 may be different depending on these various methods. For example, in the case of the above-mentioned FM-CW radar signal, a signal whose frequency increases and a signal whose frequency decreases for each time sample may be used.
  • Known techniques can be applied to the various methods described above as appropriate, and thus a more detailed description is omitted.
  • the electronic device 1 performs beamforming with such a transmission wave while using, as a transmission wave, a radio wave whose frequency changes with time, such as an FMCW radar.
  • a radio wave whose frequency changes with time, such as an FMCW radar.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a transmission wave transmitted by the electronic device 1.
  • a plurality of transmission antennas 25 are arranged as two transmission antennas 25A and 25B as shown in FIG.
  • any number of transmitting antennas 25 may be arranged.
  • the transmission antenna 25A and the transmission antenna 25B are arranged at a distance W from each other.
  • a description will be given assuming a case where a plurality of transmitting antennas 25 arranged as described above form a radio wave beam inclined 30 ° rightward (direction ⁇ shown in FIG. 7) from the Y-axis positive direction. That is, a case will be described below in which beamforming is performed in the right direction 30 ° with respect to the Y-axis positive direction.
  • the interval W between the transmission antenna 25A and the transmission antenna 25B shown in FIG. 7 is ⁇ / 2, where ⁇ is the wavelength of the transmission wave.
  • is the wavelength of the transmission wave.
  • a path difference occurs between the transmission waves transmitted in the direction ⁇ from the two transmission antennas 25 arranged at a distance W of 1.88987 [mm].
  • a transmission wave transmitted from transmission antenna 25A in direction ⁇ is referred to as transmission wave Ta
  • a transmission wave transmitted from transmission antenna 25B in direction ⁇ is referred to as transmission wave Tb.
  • transmission wave T when the transmission wave Ta and the transmission wave Tb are not particularly distinguished, they are simply referred to as “transmission wave T”.
  • the path of the transmission wave Ta is longer than the path of the transmission wave Tb by the path difference D.
  • the electronic device 1 controls the phase of at least one of the transmission wave Ta and the transmission wave Tb according to the path difference D in the direction ⁇ between the transmission wave Ta and the transmission wave Tb. Specifically, the electronic device 1 controls so that the phases of the transmission waves Ta and Tb transmitted from the transmission antennas 25A and 25B are the same in the direction ⁇ . Thereby, the transmission waves Ta and Tb transmitted from the transmission antennas 25A and 25B reinforce each other in the direction ⁇ .
  • the electronic device 1 is configured such that the phase of the transmission wave Ta transmitted from the transmission antenna 25A is output 90 ° ahead of the phase of the transmission wave Tb transmitted from the transmission antenna 25B.
  • the phase control unit 23 may change at least one of the phase of the transmission wave Ta and the phase of the transmission wave Tb so as to control the phase of the transmission wave Ta to be 90 ° earlier than the phase of the transmission wave Tb. .
  • the phase of the transmission wave Ta and the phase of the transmission wave Tb are aligned in the direction ⁇ . Therefore, in this case, the transmission wave Ta and the transmission wave Tb transmitted from the plurality of transmission antennas 25 form a radio wave beam directed in the direction ⁇ by strengthening in the direction ⁇ .
  • the electronic device 1 can also form a beam directed to a direction other than the direction ⁇ by controlling at least one of the phase of the transmission wave Ta and the phase of the transmission wave Tb.
  • the electronic device 1 can form a beam directed to directions forming various angles with respect to the positive direction of the Y axis. .
  • the correlation between the predetermined direction in which the beam of the transmission wave T is formed and the phase (the amount of phase control) controlled when forming such a beam is determined, for example, by a storage unit connected to the control unit 10. 18 and the phase control unit 23 may be stored in advance. That is, the correspondence between the path difference D in a predetermined direction of the beam of the transmission wave T transmitted from the plurality of transmission antennas 25 and the phase of the transmission wave T corresponding to the path difference D is, for example, connected to the control unit 10.
  • the information may be stored in advance in at least one of the storage unit 18 and the phase control unit 23 that has been set.
  • such a correlation or correspondence may be calculated in at least one of the control unit 10 and the phase control unit 23, for example. Further, such a correlation or correspondence may be stored or calculated for transmission waves T of various frequencies f.
  • the phase control unit 23 controls the plurality of transmission antennas so that the phases of the transmission waves T transmitted from the plurality of transmission antennas 25 are aligned in the predetermined direction ⁇ . 25 controls at least one phase of the transmission wave T transmitted from the reference numeral 25.
  • the phase control unit 23 may control at least one phase of the transmission wave T according to the path difference D in the predetermined direction ⁇ of each transmission wave T transmitted from the plurality of transmission antennas 25. Therefore, the electronic device 1 according to one embodiment includes at least the phase control unit 23.
  • the electronic device 1 according to an embodiment may appropriately include, for example, the control unit 10 in addition to the phase control unit 23.
  • the electronic device 1 can make the phase of the transmission wave Ta and the phase of the transmission wave Tb uniform in the direction ⁇ by advancing the phase of the transmission wave Ta by 90 ° ( ⁇ / 2). did it.
  • the electronic device 1 transmits a radio wave (for example, a chirp signal) whose frequency f changes over time. That is, the frequency f of the transmission wave transmitted from the transmission antenna 25 by the electronic device 1 changes over time.
  • the wavelength ⁇ of the transmission wave also changes. Therefore, even if the phase is advanced by the same 90 ° ( ⁇ / 2) as described above after the frequency f of the transmission wave T changes, the phase of the transmission wave Ta and the phase of the transmission wave Tb are aligned in the direction ⁇ . There may not be.
  • a radio wave for example, a chirp signal
  • the frequency f of radio waves transmitted from the plurality of transmission antennas 25 is 77 GHz.
  • the wavelength ⁇ when the frequency f of the transmission wave Ta is 77 GHz is larger than the wavelength ⁇ when the frequency f of the transmission wave Ta is 79 GHz.
  • the phase of the transmission wave Ta transmitted from the transmission antenna 25A is similarly advanced by 90 ° ( ⁇ / 2) and output, the phase of the transmission wave Ta is advanced by a length larger than the path difference D. Will be.
  • the phase of the transmission wave Ta is advanced by 90 ° ( ⁇ / 2) and output, the direction in which the transmission waves transmitted from the plurality of transmission antennas intensify is more to the right than the direction ⁇ (X-axis positive direction). Side). For this reason, beam forming cannot be performed by directing the radio waves transmitted from the plurality of transmitting antennas 25 in the direction ⁇ .
  • the frequency f of the radio wave transmitted from the plurality of transmitting antennas 25 is 81 GHz.
  • the wavelength ⁇ when the frequency f of the transmission wave Ta is 81 GHz is smaller than the wavelength ⁇ when the frequency f of the transmission wave Ta is 79 GHz.
  • the phase of the transmission wave Ta transmitted from the transmission antenna 25A is similarly advanced by 90 ° ( ⁇ / 2) and output, the phase of the transmission wave Ta is advanced by a length less than the path difference D. Become.
  • the directions in which the transmission signals transmitted from the plurality of transmission antennas 25 reinforce vary. That is, even if at least one of the phase of the transmission wave Ta and the phase of the transmission wave Tb is controlled in consideration of the path difference D between the transmission wave Ta and the transmission wave Tb, a beam of a radio wave is accurately formed in a desired direction. It is difficult to do.
  • the phase control unit 23 adjusts the phase of the transmission wave T according to, for example, the frequency f of the transmission wave T.
  • the adjustment of the phase of the transmission wave Ta will be described in correspondence with the above-described example.
  • the frequency f of the transmission wave T transmitted from the plurality of transmission antennas 25 is 77 GHz as described in the above example.
  • the phase control unit 23 may control so that the phase of the transmission wave Ta is advanced by 87.72 ° instead of 90 ° and output. .
  • the phase control unit 23 may adjust so that the phase is reduced by 2.28 ° from 90 ° determined as the phase of the transmission wave Ta. Also in this case, as a result, the phase of the transmission wave Ta is advanced by 87.72 ° and output.
  • the phase control unit 23 may control so that the phase of the transmission wave Ta is advanced by 92.27 ° instead of 90 ° and output. .
  • the phase control unit 23 may perform adjustment so as to increase by 2.27 ° from 90 ° determined as the phase of the transmission wave Ta. Also in this case, as a result, the phase of the transmission wave Ta is advanced by 92.27 ° and output.
  • the phase control unit 23 may adjust at least one phase of the transmission wave T based on the frequency f of the transmission wave T.
  • phase adjustment amount S (t) of the transmitted wave is expressed as follows.
  • f (t) is not particularly limited.
  • f (t) is expressed as follows, where Tc is the period of the signal.
  • Tc is the period of the signal.
  • Tc is the period of the signal.
  • the correspondence between the frequency f of the transmission wave T and the amount of phase adjustment is determined by, for example, the storage unit 18 connected to the control unit 10. And at least one of the phase control unit 23.
  • the length of the path difference D between the transmission wave Ta and the transmission wave Tb in the direction is also different. Therefore, the length of the path difference D between the transmission wave Ta and the transmission wave Tb when the direction in which the beamforming is performed variously changes is also stored in at least one of the storage unit 18 and the phase control unit 23 connected to the control unit 10 in advance. You may memorize it.
  • the correspondence between the frequency f of the transmission wave T and the amount of phase adjustment is determined by, for example, the control unit. It may be stored in advance in at least one of the storage unit 18 and the phase control unit 23 connected to. As described above, the amount of phase adjustment in various cases may be stored in advance in at least one of the storage unit 18 and / or the phase control unit 23 connected to the control unit 10, for example. By storing the amount of phase adjustment in various cases, the phase control unit 23 can read out the necessary amount of phase adjustment when adjusting the phase corresponding to the frequency f of the transmission wave T. .
  • the phase control unit 23 adjusts at least one phase of the transmission wave T based on the phase adjustment amount read corresponding to the frequency f of the transmission wave T. May be.
  • the amount of phase adjustment corresponding to the frequency f of the transmission wave T is not stored in advance, and based on the frequency f of the transmission wave T transmitted from the plurality of transmission antennas 25, for example, the phase control unit 23 For example, the adjustment amount of the corresponding phase may be calculated. For example, when the signal generation unit 21 generates a chirp signal as shown in FIGS. 3, 4, 5, and 6, as described above, the control unit 10 or the phase control unit 23 outputs an arbitrary chirp signal. The frequency f at the time can be recognized.
  • phase control unit 23 responds to the situation.
  • the amount of phase adjustment to be performed may be calculated.
  • the phase control unit 23 may calculate an output signal by receiving an input signal from the signal generation unit 21 and acquiring information on the frequency f from at least one of the control unit 10 and / or the phase control unit 23.
  • the input signal received by the phase control unit 23 from the signal generation unit 21 at the time t is expressed as exp (j ⁇ 2 ⁇ f (t) ⁇ t + ⁇ ( ⁇ )).
  • j is an imaginary unit
  • f (t) is a time-dependent frequency
  • ⁇ ( ⁇ ) is a phase to be controlled by the phase control unit 23 according to the path difference D (without considering the amount of phase adjustment). Shall be.
  • the frequency f of the input signal received from at least one of the control unit 10 and / or the phase control unit 23 is represented as f (t).
  • the output signal output by the phase control unit 23 in consideration of the amount of phase adjustment can be expressed as exp (j ⁇ 2 ⁇ f (t) ⁇ t + ⁇ ( ⁇ ) + S (t, ⁇ )).
  • S (t, ⁇ ) is a coefficient calculated by the phase control unit 23, and is a coefficient corresponding to the amount of phase adjustment.
  • the phase control unit 23 may adjust the phase of the transmission wave T by performing such a complex multiplication process.
  • the phase control unit 23 adjusts at least one phase of the transmission wave T based on the phase adjustment amount calculated from the frequency f of the transmission wave T. Is also good.
  • the phase adjustment performed by the phase control unit 23 may be realized by performing a filtering process that depends on the frequency f of the transmission wave T.
  • a frequency-dependent filter such as a low-pass filter, which passes a low-bandwidth frequency and blocks a high-bandwidth frequency, is known. Applying such a principle, the phase control unit 23 performs an arithmetic processing (filter) such that the phase adjustment amount gradually increases, for example, as the frequency f of the transmission wave T increases (with time). Process).
  • the phase control unit 23 may adjust at least one phase of the transmission wave T based on a phase adjustment amount obtained by filtering the frequency of the transmission wave T.
  • the electronic device 1 has a feature of transmitting the transmission wave T from the transmission antenna 25.
  • the operation after the electronic device 1 transmits the transmission wave T from the transmission antenna 25 (for example, the operation of receiving the reflected wave R and the measurement or estimation based on the reflected wave R) employs various known radar techniques. Can be. Therefore, the operation until the electronic device 1 transmits the transmission wave T from the transmission antenna 25 will be described below, and the description of the other operations will be omitted.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating the operation of the electronic device 1 according to the embodiment.
  • the operation illustrated in FIG. 8 may be started, for example, when the electronic device 1 starts detecting an object 200 existing around the moving object 100 or the like. That is, the operation illustrated in FIG. 8 may be started when the electronic device 1 starts transmitting the transmission wave T from the plurality of transmission antennas 25.
  • the control unit 10 of the electronic device 1 determines the frequency f of the transmission wave T transmitted from the plurality of transmission antennas 25 (Step S1).
  • the signal generation unit 21 may generate a signal whose frequency f changes with time, as shown in FIGS. 3, 4, 5, and 6, for example. Therefore, the frequency f at each time of the transmission wave T determined by the control unit 10 may be set in the control unit 10 in advance, for example.
  • step S ⁇ b> 1 the frequency f at each time point of the signal generated by the signal generation unit 21 (not the control unit 10) may be determined.
  • Information on the frequency f at various transmission timings of the transmission wave T may be stored in advance in at least one of the storage unit 18 and the signal generation unit 21 connected to the control unit 10, for example.
  • the frequencies f at various transmission timings of the transmission wave T may be calculated by at least one of the control unit 10 and the signal generation unit 21, for example.
  • the signal generation unit 21 can generate the transmission signal at that time at that frequency f.
  • Step S2 the control unit 10 determines the direction of the beam formed by the transmission wave T (Step S2).
  • step S2 the control unit 10 determines the direction of the beam formed by the transmission waves T transmitted from the plurality of transmission antennas 25, for example, the direction ⁇ shown in FIG. Therefore, the direction of the beam formed by the transmission wave T at each time point may be set in advance, for example, in the control unit 10.
  • the signal generation unit 21 or the phase control unit 23, instead of the control unit 10 may determine the direction of the beam formed by the transmission wave T of the signal generated by itself.
  • Information about the direction of the beam to be formed by the transmission wave T at various transmission timings of the transmission wave T is stored in advance in at least one of the storage unit 18, the signal generation unit 21, and the phase control unit 23 connected to the control unit 10, for example. You may memorize it.
  • the direction of the beam to be formed by the transmission wave T at various transmission timings of the transmission wave T may be calculated by, for example, at least one of the control unit 10 and the signal generation unit 21.
  • the phase control unit 23 can control the phase of the transmission signal at that time at the frequency f.
  • step S3 the phase control unit 23 determines a phase for controlling the transmission wave T (step S3).
  • the path difference D in the direction of the transmission waves T transmitted from the plurality of transmission antennas 25 is determined.
  • the phase control unit 23 can determine the phase to be controlled or the control amount of the phase so that the phases of the transmission waves T transmitted from the plurality of transmission antennas 25 are aligned in the direction. Therefore, the control amount of the phase corresponding to the direction of the beam of the transmission wave T may be set in advance in the phase control unit 232, for example.
  • the control unit 10 may determine the control amount of the phase instead of the phase control unit 23.
  • the direction of the beam of the transmission wave T and the control amount of the phase corresponding to the direction may be stored in advance in at least one of the storage unit 18 connected to the phase control unit 23 and the control unit 10, for example. Further, the direction of the beam of the transmission wave T and the control amount of the phase corresponding to the direction may be calculated by, for example, at least one of the phase control unit 23 and the control unit 10.
  • Step S4 the phase control unit 23 adjusts the determined phase according to the frequency f (Step S4).
  • the phase control unit 23 further adjusts the phase of the transmission wave T determined in step S3 according to the current frequency f of the transmission wave T in step S4. Since the phase adjustment performed in step S4 is as described above, a more detailed description will be omitted.
  • step S5 the control unit 10 controls at least one of the signal generation unit 21, the synthesizer 22, the phase control unit 23, and the amplifier 24, so that the transmission waves T are transmitted from the plurality of transmission antennas 25. You may do so.
  • the transmission waves T transmitted from the plurality of transmission antennas 25 of the electronic device 1 reinforce each other in a predetermined direction to form a beam.
  • the electronic device 1 transmits the transmission wave T from the plurality of transmission antennas 25.
  • the transmission wave T may be a radio wave whose frequency changes over time.
  • the phase control unit 23 transmits the transmission waves T transmitted from the plurality of transmission antennas 25 so that the phases of the transmission waves T are aligned in the predetermined direction ⁇ . It controls at least one phase of the transmitted transmission wave T.
  • the phase control unit 23 adjusts at least one phase of the transmission wave T based on the frequency of the transmission wave.
  • the phase control unit 23 may adjust at least one phase of the transmission wave T substantially in synchronization with a time change of the frequency f. In one embodiment, the phase control unit 23 may adjust the phase of the transmission wave T so as to cancel the amount of change in the transmission angle of the beam of the transmission wave T over time.
  • step S3 and the processing in step S4 may be performed continuously and individually. That is, first, in step S3, the phase may be controlled based on the determined control amount of the phase. In this case, the phase determined and controlled in step S3 may be further adjusted in step S4. On the other hand, the processing in step S3 and the processing in step S4 may be performed collectively. That is, in step S3, the control amount of the phase is determined, but the phase control based on the determined control amount of the phase may not be performed. In this case, the phase of the transmission wave T obtained by further adjusting the phase determined in step S3 in step S4 may be used.
  • the electronic device 1 when forming the beam of the transmission wave T transmitted from the plurality of transmission antennas 25 in a predetermined direction, based on the frequency f of the transmission wave T, The phase is adjusted.
  • the electronic device 1 when forming the beam of the transmission wave T transmitted from the plurality of transmission antennas 25, the beam can be accurately directed in a predetermined direction. Therefore, according to the electronic device 1 according to the embodiment, it is possible to improve the accuracy of measuring the object, such as measuring the distance to the object.
  • a beam forming technique has been used to direct a beam of a transmission wave in a predetermined direction.
  • the frequency of a transmission wave used for wireless communication often has a bandwidth on the order of several MHz to several hundred MHz at most.
  • the width of the frequency changing over time is slightly smaller than that of a case of a millimeter wave having a bandwidth of 4 GHz. Therefore, in order to align the phases of a plurality of transmission waves having a small bandwidth such as radio waves of wireless communication in a predetermined direction, it is sufficient to control the phases in consideration of the path difference between the plurality of transmission waves. That is, in the case of wireless communication, beamforming can be performed in a somewhat accurate direction without adjusting the phase of the transmission wave according to the frequency of the transmission wave as described above.
  • the width in which the frequency changes over time is much larger than that in wireless communication. It will be. Therefore, in order to align the phases of a plurality of transmission waves having a large bandwidth, such as radio waves of a millimeter wave radar, in a predetermined direction, it is not enough to control the phase in consideration of the path difference between the plurality of transmission waves. is there. That is, in the case of a millimeter wave radar, by adjusting the phase of the transmission wave according to the frequency of the transmission wave, it becomes possible to perform beamforming in an accurate direction.
  • the present disclosure may be applied to a case where a transmission wave having a frequency bandwidth lower than 77 GHz or higher than 81 GHz is transmitted.
  • the electronic device 1 when using the radar technology, it is possible to perform beamforming in an accurate direction by the transmission waves T transmitted from the plurality of transmission antennas 25. it can.
  • transmission signals in a specific direction for example, a necessary direction
  • the transmission waves T transmitted from the plurality of transmission antennas 25 can be strengthened by the transmission waves T transmitted from the plurality of transmission antennas 25. Therefore, according to the electronic device 1 according to the embodiment, for example, at least one of the distance to the target 200, the azimuth with respect to the target 200, and the relative speed with respect to the target 200 is measured (or estimated). The accuracy at the time of performing can be improved.
  • the electronic device 1 it is possible to prevent the transmission waves T from being transmitted from the plurality of transmission antennas 25 in unnecessary directions. Therefore, according to the electronic device 1 according to the embodiment, the reflected wave R received from an unnecessary direction can be reduced. Therefore, according to the electronic device 1 according to an embodiment, from such a viewpoint, at least one of the distance to the target 200, the azimuth angle to the target 200, and the relative speed to the target 200 is determined. Accuracy at the time of measurement (or estimation) can be improved. That is, according to the electronic device 1 according to one embodiment, highly accurate and highly reliable measurement can be performed in a desired measurement range.
  • the phases of the plurality of transmission signals may not be the same at the time of transmission from each of the plurality of transmission antennas 25. obtain.
  • the functional units such as the amplifier 24 and / or the filter unit are susceptible to temperature fluctuations. That is, in the electronic device 1, the phase of the transmission signal generated by the signal generation unit 21 at the time when the transmission signal is transmitted from the transmission antenna 25 may be changed by passing through the phase control unit 23.
  • phase variations are assumed to be different depending on the temperature in the functional unit such as the amplifier 24 and / or the filter unit. It is also assumed that the phase variation as described above may be different depending on the temperature variation in the functional unit such as the amplifier 24 and / or the filter unit.
  • the dielectric constant in the path in which the electromagnetic wave propagates from the time when the transmission wave is transmitted from each of the plurality of transmission antennas 25 until the time when the reflected wave reflected by the transmission wave is received from the reception antenna 31 is changed. It is assumed to be one factor.
  • the change in the dielectric constant in the path through which the electromagnetic wave propagates may be caused, for example, by the attachment of an object such as water droplets or dust to at least one of the transmitting antenna 25 and the receiving antenna 31.
  • such a change in the dielectric constant may be caused, for example, by water droplets or dust adhering to a cover member such as a radar cover that covers at least one of the transmission antenna 25 and the reception antenna 31.
  • the change in the dielectric constant as described above may be caused, for example, by the occurrence of raindrops or the like in the electromagnetic wave path after the transmission wave is transmitted from the transmission antenna 25 until the transmission wave is received as a reflected wave. It can also be due to passing.
  • the phase of the transmission wave transmitted from each of the plurality of transmission antennas 25 at the time when the transmission wave is received from the reception antenna 31 may fluctuate through the paths having different dielectric constants. possible.
  • FIG. 9 is a functional block diagram schematically illustrating a configuration of an electronic device that performs calibration according to an embodiment.
  • the electronic device illustrated in FIG. 9 can have a partially identical configuration to the electronic device 1 according to the above-described embodiment. Therefore, hereinafter, description similar to that of the electronic device 1 according to the above-described embodiment will be simplified or omitted as appropriate.
  • the electronic device 2 according to one embodiment differs from the electronic device 1 described above in the configuration of the control unit 10.
  • the electronic device 2 according to the embodiment is connected to the temperature detection unit 70 as a difference from the electronic device 1 described above.
  • control unit 10 includes a timer 80, a calibration control unit 81, a phase estimation unit 83, and an adjustment value calculation unit 85. These functional units included in the control unit 10 may be configured as, for example, a CPU and a program executed by the CPU. Further, as shown in FIG. 9, the control unit 10 may be connected to the storage unit 18.
  • the calibration control unit 81 controls the calibration operation performed by the control unit 10.
  • the calibration control unit 81 may start the calibration operation based on the temperature information from the temperature detection unit 70 and / or the time information from the timer 80.
  • the calibration control unit 81 may perform control so as to activate at least one of the signal generation unit 21 and the phase estimation unit 83.
  • the phase estimating unit 83 estimates the phase based on the activation trigger from the calibration control unit 81.
  • the phase estimator 83 estimates or calculates the phase of the received signal based on the received signal converted by the AD converter 35 into a digital signal.
  • the phase estimated in this way is supplied to the adjustment value calculation unit 85.
  • the adjustment value calculation unit 85 calculates a phase adjustment value based on the phase supplied to the adjustment value calculation unit 85. The calculation of the phase adjustment value performed by the adjustment value calculation unit 85 will be further described later. The phase adjustment value calculated in this way is supplied to the phase control unit 23.
  • the temperature detection unit 70 can detect, for example, the temperature of a predetermined portion of the electronic device 1 or the moving body 100 on which the electronic device 1 is mounted.
  • the temperature detection unit 70 may be an arbitrary temperature sensor such as a sensor employing a thermistor element, a resistance temperature detector, a thermocouple, or the like, as long as the temperature can be detected.
  • Information on the temperature detected by the temperature detection unit 70 may be supplied to the control unit 10. In one embodiment, information on the temperature detected by the temperature detection unit 70 may be supplied to the calibration control unit 81.
  • the temperature detector 70 may detect the temperature of various parts.
  • the temperature detection unit 70 may detect the temperature of a component or the like whose temperature is likely to affect the phase change, or the temperature near the component.
  • the temperature detection unit 70 may detect a temperature near the amplifier 24 and / or the LNA 32 or the like.
  • the temperature detection unit 70 may detect a temperature of the filter unit or the like or the vicinity thereof.
  • the temperature detection unit 70 may detect a temperature inside or near the electronic device 1.
  • the timer 80 may detect that a predetermined time has come. Further, the timer 80 may detect that a predetermined time has elapsed. The timer 80 may notify the calibration control unit 81 that a predetermined time has come or a predetermined time has elapsed. As described above, information on the time detected by the timer 80 may be supplied to the calibration control unit 81. In FIG. 9, the timer 80 is illustrated as a functional unit included in the control unit 10. However, the timer 80 may be provided, for example, outside the control unit 10 to notify the control unit 10 of time information. The timer 80 may have any configuration as long as it can detect the arrival of a predetermined time and / or the elapse of a predetermined time.
  • the electronic device 2 includes both the temperature detecting unit 70 and the timer 80. However, as shown below, only one of the temperature detector 70 and the timer 80 may be provided.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating the calibration operation performed by the electronic device 2.
  • the operation of the electronic device 2 according to the embodiment is similar to that of the above-described operation of the electronic device 1 in that the electronic device 2 receives, from the reception antenna 31, each of the reflected waves R reflected by the transmission waves T transmitted from the plurality of transmission antennas 25. It is.
  • the electronic device 2 according to one embodiment adjusts at least one phase of the transmission wave T such that the phases of the reflected waves R received by the reception antenna 31 are aligned based on the result of the above-described operation. Such an operation is hereinafter simply referred to as “calibration” as appropriate.
  • the control unit 10 determines whether or not a predetermined temperature or a change in temperature is detected by the temperature detection unit 70 (Step S11). For example, when a temperature change such as 5 ° from the start of temperature detection is detected, a predetermined temperature change may be detected.
  • the temperature change for determining that the predetermined temperature change is detected may be an arbitrary temperature change such as 1 ° or 10 °.
  • it may be determined whether the detected temperature has reached a predetermined temperature For example, it may be determined that a predetermined temperature such as 10 ° has been reached.
  • the temperature determined to have reached the predetermined temperature may be an arbitrary temperature such as -5 ° or 30 °.
  • step S11 it may be determined whether or not the lapse of a predetermined time is detected by the timer 80 instead of, or together with the detection of the predetermined temperature or its fluctuation. For example, it may be determined that 30 seconds have elapsed as the predetermined time.
  • the time determined as the lapse of the predetermined time may be any time, such as one hour or six months.
  • step S11 If the predetermined temperature or its fluctuation or time is not detected in step S11, the control unit 10 continues the operation of step S11. That is, the calibration shown in FIG. 10 is started when the condition of step S11 is satisfied as a trigger.
  • step S11 if it is determined in step S11 that the predetermined temperature or its fluctuation or time has been detected, the control unit 10 starts calibration. Specifically, the calibration control unit 81 starts calibration based on information from the temperature detection unit 70 and / or the timer 80. Here, when the calibration is started, the calibration control unit 81 activates the phase estimation unit 83 and the signal generation unit 21.
  • step S11 If it is determined in step S11 that the predetermined temperature or its fluctuation or time has been detected, the electronic device 1 transmits the transmission wave T from the first transmission antenna (transmission antenna 25A) among the plurality of transmission antennas 25 (step S12). ).
  • the electronic device 1 receives the reflected wave R reflected by the transmission wave T from the reception antenna 31 (step S13).
  • step S13 the control unit 10 estimates (calculates) the first phase from the received reflected wave R.
  • the AD converter 35 converts a received signal based on the reflected wave R received from the receiving antenna 31 into a digital signal.
  • the phase estimation unit 83 estimates (calculates) the first phase based on the digital signal supplied from the AD conversion unit 35.
  • the phase estimating unit 83 supplies the calculated first phase to the adjustment value calculating unit 85.
  • the electronic device 1 transmits the transmission wave T from the second transmission antenna (transmission antenna 25B) among the plurality of transmission antennas 25 (step S14).
  • the transmission wave T is transmitted in step S14
  • the electronic device 1 receives the reflected wave R reflected by the transmission wave T from the receiving antenna 31 (step S15).
  • the control unit 10 estimates or calculates the second phase from the received reflected wave R.
  • the AD converter 35 converts a received signal based on the reflected wave R received from the receiving antenna 31 into a digital signal.
  • the phase estimation unit 83 estimates or calculates the second phase based on the digital signal supplied from the AD conversion unit 35.
  • the phase estimating unit 83 supplies the calculated second phase to the adjustment value calculating unit 85.
  • the control unit 10 calculates a phase adjustment value based on these phases.
  • the adjustment value calculation unit 85 calculates a phase adjustment value from the first phase and the second phase supplied from the phase estimation unit 83.
  • the adjustment value calculation unit 85 may calculate a difference between the first phase and the second phase.
  • the controller 10 can fill in the difference between the first phase and the second phase based on the phase difference that is the difference between the first phase and the second phase. That is, the control unit 10 adjusts at least one phase of the transmission waves T transmitted from the plurality of transmission antennas 25 based on the above-described phase difference, so that each of the reflected waves R received by the reception antenna 31 Can be aligned.
  • step S17 the control unit 10 notifies the phase control unit 23 of the phase adjustment value (step S17). Specifically, in step S17, the adjustment value calculation unit 85 notifies the calculated phase adjustment value to the phase control unit 23. Thereby, the phase control unit 23 can adjust at least one phase of the transmission wave T transmitted from the plurality of transmission antennas 25 after the calibration. After the calibration, the phases of the reflected waves R received by the receiving antenna 31 are aligned.
  • the electronic device 2 transmits the radio wave whose frequency changes with time as the transmission wave T from the plurality of transmission antennas 25, similarly to the electronic device 1 described above.
  • the plurality of transmission antennas 25 may be, for example, a transmission antenna 25A and a transmission antenna 25B.
  • the phase control unit 23 controls at least one phase of the transmission wave T transmitted from the plurality of transmission antennas 25, similarly to the electronic device 1 described above.
  • the phase control unit 23 adjusts at least one phase of the transmission wave T such that the phases of the reflected waves R received by the reception antenna 31 are aligned. Good.
  • the phase control unit 23 receives the reflected waves R received by the receiving antennas 31 based on the result of receiving each of the reflected waves R reflected by the transmitting waves T transmitted from the number of transmitting antennas 25 from the receiving antenna 31. May be aligned with each other.
  • the phase control unit 23 prevents the phase difference between the reflected waves R based on the respective phases of the reflected waves R estimated based on the result of receiving each of the reflected waves R from the reception antenna 31.
  • at least one phase of the transmission wave T may be adjusted.
  • the phase control unit 23 may perform the calibration based on the detection of the predetermined temperature. In the electronic device 2 according to one embodiment, the phase control unit 23 may perform calibration based on detection of a predetermined temperature change. In the electronic device 2 according to the embodiment, the phase control unit 23 may perform the calibration based on the elapse of a predetermined time. Further, in the electronic device 2 according to the embodiment, the phase control unit 23 may perform the calibration based on the activation or the activation of the electronic device 2.
  • the calibration is performed even when the functional unit affected by the temperature causes the phase to change due to the temperature change. .
  • the calibration is performed even when the phase changes due to the change in the dielectric constant in the path of the electromagnetic wave due to the passage of time.
  • the phases of the reflected waves R received by the receiving antenna 31 are aligned by performing the calibration.
  • the calibration is performed in step S11 of FIG. 10 with a predetermined temperature or a change in temperature or a predetermined time elapsed as a trigger.
  • the calibration may be performed using any one of the following as a trigger: reaching a predetermined temperature, a predetermined temperature change, or a predetermined time.
  • calibration may be performed based on starting or starting of the electronic device 1.
  • each functional unit, each means, each step, and the like are added to another embodiment so as not to be logically inconsistent, or each functional unit, each means, each step, and the like in another embodiment are used. It is possible to replace Further, in each embodiment, a plurality of functional units, each means, each step, and the like can be combined into one or divided. Further, each embodiment of the present disclosure described above is not limited to being faithfully implemented in each of the embodiments described above, and may be implemented by appropriately combining the features or omitting some of them. You can also.
  • the embodiments described above are not limited to the implementation as the electronic device 1 and the electronic device 2 only.
  • the embodiment described above may be implemented as a control method for a device such as the electronic device 1 and the electronic device 2.
  • the above-described embodiment may be implemented as a control program for a device such as the electronic device 1 and the electronic device 2.
  • one of the plurality of transmission antennas 25 may be used as the reference antenna.
  • the phase of the transmission wave transmitted by the transmission antenna 25 is controlled according to a path difference D in a predetermined direction between the transmission wave transmitted by the reference antenna and the transmission wave transmitted by the other transmission antenna 25. Is also good. In such phase control, the phase may be adjusted based on the frequency f of the transmission wave.
  • the electronic device 1 and the electronic device 2 may have, for example, only the phase control unit 23 as a minimum configuration.
  • the electronic device 1 and the electronic device 2 according to one embodiment include, in addition to the phase control unit 23, at least one of the control unit 10, the signal generation unit 21, and the transmission antenna 25 as illustrated in FIG. It may be configured to include it as appropriate.
  • the electronic device 1 and the electronic device 2 according to the embodiment include, in addition to the phase control unit 23, the reception antenna 31, the AD conversion unit 35, the distance FFT, instead of or in addition to the above-described function unit. At least one of the processing unit 11, the speed FFT processing unit 12, and the arrival angle estimation unit 13 may be appropriately included.
  • the electronic device 1 and the electronic device 2 according to the embodiment can have various configurations.
  • at least one of the functional units described above may be installed at an appropriate place such as inside the moving body 100.
  • at least one of the transmission antenna 25 and the reception antenna 31 may be installed outside the moving body 100.
  • control unit 10 may set the parameter value of the parameter setting unit 16 according to the position of the moving body 100.
  • the control unit 10 sets the parameter value of the parameter setting unit 16 to a long-distance narrow-angle sensing setting value when the moving body 100 is traveling at high speed, and when the moving body 100 enters an intersection. May be set values for sensing the left and right of the intersection at a short distance and wide angle.
  • the multifunction radar can seamlessly and accurately cope with the situation of the mobile unit 100.

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Abstract

電子機器は、周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波として複数の送信アンテナから送信する。電子機器は、位相制御部を備える。位相制御部は、複数の送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の位相が所定方向において揃うように、複数の送信アンテナから送信される送信波の少なくとも1つの位相を制御する。また、位相制御部は、送信波の少なくとも1つの位相を、送信波の周波数に基づいて調整する。

Description

電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラム 関連出願の相互参照
 本出願は、2018年7月20日に日本国に特許出願された特願2018-137184、及び2018年9月25日に日本国に特許出願された特願2018-179122の優先権を主張するものであり、これらの先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
 本開示は、電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラムに関する。
 例えば自動車に関連する産業などの分野において、自車両と対象物との間の距離などを測定する技術が重要視されている。特に、近年、ミリ波のような電波を送信し、障害物などの対象物に反射した反射波を受信することで、対象物との間の距離などを測定するレーダ(RADAR(Radio Detecting and Ranging))の技術が、種々研究されている。このような距離などを測定する技術の重要性は、運転者の運転をアシストする技術、及び、運転の一部又は全部を自動化する自動運転に関連する技術の発展に伴い、今後ますます高まると予想される。このような技術として、例えば特許文献1は、位相配列アンテナによって、多重動作周波数帯域にわたってマルチビームを形成することを開示している。
特開2015-5994号公報
 一実施形態に係る電子機器は、周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波として複数の送信アンテナから送信する。
 前記電子機器は、位相制御部を備える。
 前記位相制御部は、前記複数の送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の位相が所定の方向において揃うように、当該複数の送信アンテナから送信される送信波の少なくとも1つの位相を制御する。
 また、前記位相制御部は、前記送信波の少なくとも1つの位相を、当該送信波の周波数に基づいて調整する。
 一実施形態に係る電子機器の制御方法は、以下のステップ(1)~(3)を含む。
 (1)周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波として複数の送信アンテナから送信する送信ステップ
 (2)前記複数の送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の位相が所定の方向において揃うように、当該複数の送信アンテナから送信される送信波の少なくとも1つの位相を制御する位相制御ステップ
 (3)前記送信波の少なくとも1つの位相を、当該送信波の周波数に基づいて調整する位相調整ステップ
 一実施形態に係る電子機器の制御プログラムは、コンピュータに、上記のステップ(1)~(3)を実行させる。
 一実施形態に係る電子機器は、周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波として複数の送信アンテナから送信する。
 前記制御部は、位相制御部を備える。
 前記位相制御部は、前記複数の送信アンテナから送信される送信波の少なくとも1つの位相を制御する。
 前記位相制御部は、前記複数の送信アンテナから送信された送信波が反射した反射波のそれぞれを受信アンテナから受信した結果に基づいて、当該受信アンテナによって受信される反射波のそれぞれの位相が揃うように、前記送信波の少なくとも1つの位相を調整する。
一実施形態に係る電子機器の送信波を説明する図である。 一実施形態に係る電子機器の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 一実施形態に係る電子機器が送信する送信波の例を説明する図である。 一実施形態に係る電子機器が送信する送信波の他の例を説明する図である。 一実施形態に係る電子機器が送信する送信波の他の例を説明する図である。 一実施形態に係る電子機器が送信する送信波の他の例を説明する図である。 一実施形態に係る電子機器が送信する送信波を説明する図である。 一実施形態に係る電子機器の動作を説明するフローチャートである。 他の実施形態に係る電子機器の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 他の実施形態に係る電子機器の動作を説明するフローチャートである。
 従来、無線通信などの技術分野において、複数の送信アンテナから送信する送信波のビームを形成する技術(ビームフォーミング)が知られている。ビームフォーミングによれば、複数の送信アンテナから送信される送信波のビームを所定の方向に形成することで、例えば電波の到達距離を伸ばすことができる。複数の送信アンテナから送信される送信波のビームを形成する際に、当該ビームを所定の方向に正確に向けることができれば、周囲に存在する対象物との間の距離などの測定精度の向上に資する。本開示の目的は、対象物を測定する精度の向上に資する電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラムを提供することにある。一実施形態によれば、対象物を測定する精度の向上に資する電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラムを提供することができる。以下、一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
 一実施形態に係る電子機器は、例えば自動車などの乗り物に設置したセンサにより、センサの周囲に存在する対象物とセンサとの間の距離などを測定する。センサは、検出波として例えば電波のような送信波を送信アンテナから送信してよい。また、センサは、送信波のうち対象物によって反射された反射波を受信アンテナから受信してよい。センサは、送信アンテナ及び受信アンテナの少なくとも一方を備えてよい。一実施形態に係る電子機器は、送信アンテナが送信する送信波及び受信アンテナが受信する反射波に基づいて、センサと対象物との間の距離などを測定してよい。
 以下、典型的な例として、一実施形態に係る電子機器が、乗用車のような自動車に搭載される構成について説明する。しかしながら、一実施形態に係る電子機器が搭載されるのは、自動車などに限定されない。一実施形態に係る電子機器は、自動運転自動車、バス、トラック、オートバイ、自転車、船舶、航空機、トラクターなどの農作業車、消防車、救急車、警察車両、除雪車、道路を清掃する清掃車、ドローン、及び歩行者など、種々の移動体に搭載されてよい。また、一実施形態に係る電子機器が搭載されるのは、必ずしも自ら移動する移動体にも限定されない。一実施形態に係る電子機器は、センサ及び対象物の少なくとも一方が移動し得るような状況において、センサと対象物との間の距離などを測定することができる。また、一実施形態に係る電子機器は、センサ及び対象物の双方が静止していても、センサと対象物との間の距離などを測定することができる。
 図1は、一実施形態に係る電子機器の使用態様を説明する図である。図1は、一実施形態に係る送信アンテナを備えるセンサ40を、移動体に設置した例を示している。
 図1に示す移動体100には、センサ40を設置してある。また、図1に示す移動体100は、一実施形態に係る電子機器を搭載(例えば内蔵)しているものとする。図1に示す移動体100は、乗用車のような自動車の車両としてよいが、任意のタイプの移動体としてよい。図1において、移動体100は、例えば図に示すY軸正方向(進行方向)に移動(走行又は徐行)していてもよいし、他の方向に移動していてもよいし、また移動せずに静止していてもよい。
 図1に示すように、移動体100には、センサ40が設置されている。また、図2は、センサ40及びECU50を有する電子機器1を示す。図1に示す例において、センサ40は、移動体100の前方に1つだけ設置されている。ここで、センサ40が移動体100に設置される位置は、図1に示す位置に限定されるものではなく、適宜、他の位置としてもよい。例えば、図1に示すようなセンサ40を、移動体100の左側、右側、及び/又は後方に設置してもよい。また、このようなセンサの個数は、移動体100における測定の範囲及び/又は精度など各種の条件(又は要求)に応じて、1つ以上の任意の数としてよい。また、センサ40が移動体100に設置される位置は、移動体100の外部及び内部のいずれでもよい。移動体100の内部とは、例えば、移動体100のボディの内側、バンパーの内側、ヘッドライトの内部、車内の空間内またはこれらの任意の組み合わせでよい。
 センサ40は、送信波として電波を送信する。例えば移動体100の周囲に所定の対象物が存在する場合、センサ40から送信された送信波の少なくとも一部は、当該対象物によって反射されて反射波となる。そして、移動体100に搭載された電子機器1は、このような反射波を受信することにより、当該対象物を検出することができる。
 図1に示す移動体100に搭載された電子機器1は、センサ40に搭載された送信アンテナから送信波を送信することで、移動体100例えば前方において、所定の距離内に存在する対象物を検出することができる。このようにして、電子機器1は、移動体100の周囲に存在する所定の対象物を検出することができる。具体的には、電子機器1は、移動体100の周囲に所定の対象物が存在することを検出することができる。また、電子機器1は、自車両である移動体100と所定の対象物との間の距離を測定することができる。さらに、電子機器1は、自車両である移動体100から、所定の対象物に対する方位角も測定することができる。さらに、電子機器1は、自車両である移動体100と所定の対象物との相対速度も測定することができる。
 ここで、所定の対象物とは、例えば移動体100に隣接する車線を走行する対向車、移動体100に並走する自動車、及び移動体100と同じ車線を走行する前後の自動車などの少なくともいずれかとしてよい。また、所定の対象物とは、オートバイ、自転車、ベビーカー、歩行者、ガードレール、中央分離帯、道路標識、歩道の段差、壁、マンホール、障害物など、移動体100の周囲に存在する任意の物体としてよい。本開示において、センサ40が検出する対象物は、無生物の他に、人又は動物などの生物も含む。本開示のセンサが検出する対象物は、レーダ技術により検知される、人、物及び動物などを含む物標を含む。
 また、図1は、移動体100に設置された送信アンテナから送信された送信波が、電波のビームを形成している様子を模式的に示している。後述のように、送信アンテナは、複数の送信アンテナから構成される。送信アンテナを備えるセンサ40は、典型的には、電波を送受信するレーダ(RADAR(Radio Detecting and Ranging))センサとしてよい。しかしながら、センサ40は、レーダセンサに限定されない。一実施形態に係るセンサ40は、例えば光波によるLIDAR(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging)の技術に基づくセンサとしてもよい。これらのようなセンサは、例えばパッチアンテナなどを含んで構成することができる。RADAR及びLIDARのような技術は既に知られているため、詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略することがある。
 図1に示すように、移動体100の前方に設置されたセンサ40は、例えば移動体100の前方に送信波のビームB1を形成することができる(ビームフォーミング)。この時、電子機器1は、送信アンテナ(複数の送信アンテナ)から送信されるそれぞれの送信波の位相が移動体100の前方向(Y軸正方向)において揃うように、各送信波の位相を制御する。このようにして、複数の送信波は、移動体100の前方向(Y軸正方向)において強め合い、電波のビームB1を形成する。上述のように、ビームフォーミングの技術を採用することで、送信波によって検出される所定の物体との間の距離の測定などの精度が向上し得る。さらに、ビームフォーミングによれば、送信波の到達距離を伸ばすこともできる。
 また、電子機器1は、送信アンテナ(複数のアンテナ)から送信される送信波の位相を適切に制御することで、送信波のビームの方向を変えることができる。例えば、電子機器1は、送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の位相が移動体100の左前方向(Y軸正方向の左側)において揃うように、各送信波の位相を制御することもできる。このようにして、複数の送信波は、移動体100の左前方向(Y軸正方向の左側)において強め合い、電波のビームB2を形成する。また、電子機器1は、送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の位相が移動体100の右前方向(Y軸正方向の右側)において揃うように、各送信波の位相を制御することもできる。このようにして、複数の送信波は、移動体100の右前方向(Y軸正方向の右側)において強め合い、電波のビームB3を形成する。電子機器1は、送信波の位相を適宜変更することで、図1に示すビームB1~B3以外にも、各種の方向に、送信アンテナから送信される送信波のビームを向けることができる。なお、本開示で、位相とは、電磁波の周期運動の過程のどの点にあるかを示す変数であり、例えば、電磁波を正弦関数で表すときの角度に相当する量であるとしてよい。
 図1に示すように、例えば移動体100の周囲に対象物200が存在する場合、電子機器1は、送信アンテナから送信される送信波がビームB3を形成するように制御することができる。このように、電子機器1は、送信波のビームの方向を制御することで、送信アンテナから対象物200に向く角度(例えば方位角)を測定することができる。ビームフォーミングによれば、送信波の放射方向を制御して、所定の対象物に対する角度を測定する精度を向上することができる。
 図1において、センサ40の大きさは、移動体100の大きさに対して、必ずしも実際の比率によって示すものではない。図1において、センサ40は、移動体100の外部に設置した状態を示してある。しかしながら、一実施形態において、センサ40は、移動体100の各種の位置に設置してよい。例えば、一実施形態において、センサ40は、移動体100の内部、例えばバンパーの内部に設置して、移動体100の外観に現れないようにしてもよい。また、図1において、センサ40から送信される送信波が形成するビームB1~B3は、模式的に示してある。また、センサ40が移動体100に設置される位置は、移動体100の外部及び内部のいずれか、若しくは双方でよい。移動体100の内部とは、例えば、移動体100のボディの内側、バンパーの内側、ヘッドライトの内部、又は車内の空間内などがある。移動体100外部とは、例えば、移動体100のボディの表面、バンパーの表面、又はヘッドライトの表面などがある。
 以下、典型的な例として、センサ40は、ミリ波(30GHz以上)又は準ミリ波(例えば20GHz~30GHz付近)などのような周波数帯の電波を送信するものとして説明する。本開示において、例えば、ミリ波として、いわゆる79GHz帯(77GHz以上、81GHz以下)のミリ波を用いることができる。ミリ波を送受信することにより、電子機器1は、センサ40が設置された移動体100と、当該移動体100の周囲に存在する所定の物体との間の距離を算出することができる。また、ミリ波を送受信することにより、電子機器1は、センサ40が設置された移動体100の周囲に存在する所定の物体の位置を算出することもできる。また、ミリ波を送受信することにより、電子機器1は、センサ40が設置された移動体100の周囲に存在する所定の物体に向く角度を算出することもできる。さらに、ミリ波を送受信することにより、電子機器1は、センサ40が設置された移動体100と、当該移動体100の周囲に存在する所定の物体との相対速度を算出することもできる。なお、本開示において、A,Bを任意の数として、AGHz~BGHz、及びA~BGHzとの記載は、AGHz以上、BGHz未満を意味するものとする。本開示において、例えば、ミリ波として、81GHz以上のミリ波を用いてもよい。
 図2は、一実施形態に係る電子機器の構成を概略的に示す機能ブロック図である。以下、一実施形態に係る電子機器の構成について説明する。
 ミリ波方式のレーダによって距離などを測定する際、周波数変調連続波レーダ(以下、FMCWレーダ(Frequency Modulated Continuous Wave radar)と記す)が用いられることが多い。FMCWレーダは、送信する電波の周波数を掃引して送信信号が生成される。したがって、例えば79GHzの周波数帯の電波を用いるミリ波方式のFMCWレーダにおいて、使用する電波の周波数は、例えば77GHz~81GHzのように、4GHzの周波数帯域幅を持つものとなる。79GHzの周波数帯のレーダは、例えば24GHz、60GHz、76GHzの周波数帯などの他のミリ波/準ミリ波レーダよりも、使用可能な周波数帯域幅が広いという特徴がある。以下、このような実施形態について説明する。
 図2に示すように、一実施形態に係る電子機器1は、センサ40とECU(Electronic Control Unit)50とから構成される。なお、本開示の電子機器1は、ECU50を含まず、センサ40を有するものとしてもよい。ECU50は、移動体100の様々な動作を制御する。ECU50は、少なくとも1以上のECUにより構成されるものとしてよい。一実施形態に係る電子機器1は、制御部10を備えている。また、一実施形態に係る電子機器1は、送信部20、及び受信部30A~30N(Nは任意の自然数とする(以下同じ))などの少なくともいずれかのような、他の機能部を適宜含んでもよい。図2に示すように、電子機器1は、受信部30A~30Nのように、複数の受信部を備えてよい。以下、受信部30Aと、受信部30Bと、受信部30Nなどを区別しない場合、単に「受信部30」と記す。
 制御部10は、距離FFT処理部11、速度FFT処理部12、到来角推定部13、物体検出部14、検出範囲決定部15、及びパラメータ設定部16を備えてよい。制御部10に含まれるこれらの機能部については、さらに後述する。また、図2に示すように、一実施形態において、制御部10は、記憶部18に接続されてよい。
 送信部20は、図2に示すように、信号生成部21、シンセサイザ22、位相制御部23A及び23B、増幅器24A及び24B、並びに、送信アンテナ25A及び25Bを備えてよい。以下、位相制御部23Aと、位相制御部23Bとを区別しない場合、単に「位相制御部23」と記す。また、以下、増幅器24Aと、増幅器24Bとを区別しない場合、単に「増幅器24」と記す。また、以下、送信アンテナ25Aと、送信アンテナ25Bとを区別しない場合、単に「送信アンテナ25」と記す。
 受信部30は、図2に示すように、それぞれ対応する受信アンテナ31A、31B~31Nを備えてよい。以下、受信アンテナ31Aと、受信アンテナ31Bと、受信アンテナ31Nとを区別しない場合、単に「受信アンテナ31」と記す。また、複数の受信部30は、それぞれ、図2に示すように、LNA32、ミキサ33、IF部34、及びAD変換部35を備えてよい。受信部30A、31B~30Nは、それぞれ同様の構成としてよい。図2においては、代表例として、受信部30Aのみの構成を概略的に示してある。
 上述のセンサ40は、例えば送信アンテナ25及び受信アンテナ31を備えるものとしてよい。また、センサ40は、制御部10などの他の機能部の少なくともいずれかを適宜含んでもよい。
 一実施形態に係る電子機器1が備える制御部10は、電子機器1を構成する各機能部の制御をはじめとして、電子機器1全体の動作の制御を行うことができる。制御部10は、種々の機能を実行するための制御及び処理能力を提供するために、例えばCPU(Central Processing Unit)のような、少なくとも1つのプロセッサを含んでよい。制御部10は、まとめて1つのプロセッサで実現してもよいし、いくつかのプロセッサで実現してもよいし、それぞれ個別のプロセッサで実現してもよい。プロセッサは、単一の集積回路として実現されてよい。集積回路は、IC(Integrated Circuit)ともいう。プロセッサは、複数の通信可能に接続された集積回路及びディスクリート回路として実現されてよい。プロセッサは、他の種々の既知の技術に基づいて実現されてよい。一実施形態において、制御部10は、例えばCPU及び当該CPUで実行されるプログラムとして構成してよい。制御部10は、制御部10の動作に必要なメモリを適宜含んでもよい。図2において、制御部10以外にも、電子機器1の動作を制御する1以上の制御部を備えるとしてもよい。
 記憶部18は、制御部10において実行されるプログラム、及び、制御部10において実行された処理の結果などを記憶してよい。また、記憶部18は、制御部10のワークメモリとして機能してよい。記憶部18は、例えば半導体メモリ又は磁気ディスク等により構成することができるが、これらに限定されず、任意の記憶装置とすることができる。また、例えば、記憶部18は、本実施形態に係る電子機器1に挿入されたメモリカードのような記憶媒体としてもよい。また、記憶部18は、上述のように、制御部10として用いられるCPUの内部メモリであってもよい。
 一実施形態において、記憶部18は、送信アンテナ25から送信する送信波T及び受信アンテナ31から受信する反射波Rによって物体を検出する範囲を設定するための各種パラメータを記憶してよい。このようなパラメータについては、さらに後述する。
 一実施形態に係る電子機器1において、制御部10は、送信部20及び受信部30の少なくとも一方を制御することができる。この場合、制御部10は、記憶部18に記憶された各種情報に基づいて、送信部20及び受信部30の少なくとも一方を制御してよい。また、一実施形態に係る電子機器1において、制御部10は、信号生成部21に信号の生成を指示したり、信号生成部21が信号を生成するように制御したりしてもよい。
 信号生成部21は、制御部10の制御により、送信アンテナ25から送信波Tとして送信される信号(送信信号)を生成する。信号生成部21は、送信信号を生成する際に、例えば制御部10による制御に基づいて、送信信号の周波数を割り当ててよい。具体的には、信号生成部21は、パラメータ設定部16によって設定されたパラメータにしたがって、送信信号の周波数を割り当ててよい。例えば、信号生成部21は、制御部10(パラメータ設定部16)から周波数情報を受け取ることにより、例えば77~81GHzのような周波数帯域の所定の周波数の信号を生成する。信号生成部21は、例えば電圧制御発振器(VCO)のような機能部を含んで構成してよい。
 信号生成部21は、当該機能を有するハードウェアとして構成してもよいし、例えばマイコンなどで構成してもよいし、例えばCPUのようなプロセッサ及び当該プロセッサで実行されるプログラムなどとして構成してもよい。以下説明する各機能部も、当該機能を有するハードウェアとして構成してもよいし、可能な場合には、例えばマイコンなどで構成してもよいし、例えばCPUのようなプロセッサ及び当該プロセッサで実行されるプログラムなどとして構成してもよい。
 一実施形態に係る電子機器1において、信号生成部21は、例えばチャープ信号のような送信信号(送信チャープ信号)を生成してよい。特に、信号生成部21は、周波数が周期的に線形に変化する信号(線形チャープ信号)を生成してもよい。例えば、信号生成部21は、周波数が時間の経過に伴って77GHzから81GHzまで周期的に線形に増大するチャープ信号としてもよい。また、例えば、信号生成部21は、周波数が時間の経過に伴って77GHzから81GHzまで線形の増大(アップチャープ)及び減少(ダウンチャープ)を周期的に繰り返す信号を生成してもよい。信号生成部21が生成する信号は、例えば制御部10において予め設定されていてもよい。また、信号生成部21が生成する信号は、例えば記憶部18などに予め記憶されていてもよい。レーダのような技術分野で用いられるチャープ信号は既知であるため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。信号生成部21によって生成された信号は、シンセサイザ22に供給される。チャープ信号は、離散的でもよい。チャープ信号の振幅はそれぞれ異なってもよい。チャープ信号の周期はそれぞれ異なってもよい。また、複数のチャープ信号のまとまりを1つのフレームとしてもよい。また、このフレーム内での複数のチャープ信号のまとまりをサブフレームとしてもよい。
 シンセサイザ22は、信号生成部21が生成した信号の周波数を、所定の周波数帯の周波数まで上昇させる。シンセサイザ22は、送信アンテナ25から送信する送信波Tの周波数として選択された周波数まで、信号生成部21が生成した信号の周波数を上昇させてよい。送信アンテナ25から送信する送信波Tの周波数として選択される周波数は、例えば制御部10によって設定されてもよい。例えば、送信アンテナ25から送信する送信波Tの周波数として選択される周波数は、パラメータ設定部16によって選択された周波数としてよい。また、送信アンテナ25から送信する送信波Tの周波数として選択される周波数は、例えば記憶部18に記憶されていてもよい。シンセサイザ22によって周波数が上昇された信号は、位相制御部23及びミキサ33に供給される。位相制御部23が複数の場合、シンセサイザ22によって周波数が上昇された信号は、複数の位相制御部23のそれぞれに供給されてよい。また、受信部30が複数の場合、シンセサイザ22によって周波数が上昇された信号は、複数の受信部30におけるそれぞれのミキサ33に供給されてよい。
 位相制御部23は、シンセサイザ22から供給された送信信号の位相を制御する。具体的には、位相制御部23は、例えば制御部10による制御に基づいて、シンセサイザ22から供給された信号の位相を適宜早めたり遅らせたりすることにより、送信信号の位相を調整してよい。この場合、位相制御部23は、複数の送信アンテナ25から送信されるそれぞれの送信波Tの経路差に基づいて、それぞれの送信信号の位相を調整してもよい。位相制御部23がそれぞれの送信信号の位相を適宜調整することにより、複数の送信アンテナ25から送信される送信波Tは、所定の方向において強め合ってビームを形成する(ビームフォーミング)。この場合、ビームフォーミングの方向と、複数の送信アンテナ25がそれぞれ送信する送信信号の制御すべき位相量との相関関係は、例えば記憶部18に記憶しておいてよい。位相制御部23によって位相制御された送信信号は、増幅器24に供給される。位相制御部23は、送信アンテナ25から送信されるそれぞれの送信波の位相が所定の方向において揃うように、送信アンテナ25から送信される送信波の少なくとも1つの位相を制御する。本開示において、送信アンテナ25から送信されるそれぞれの送信波の位相が所定の方向において揃うとは、送信アンテナ25から送信されるそれぞれの送信波の位相が同じ値になる、若しくは、送信アンテナ25から送信されるそれぞれの送信波の位相が、nを任意の整数として、2Nπ[rad]又はn×360°ずれた値になることを含む。
 増幅器24は、位相制御部23から供給された送信信号のパワー(電力)を、例えば制御部10による制御に基づいて増幅させる。センサ40が複数の送信アンテナ25を備える場合、複数の増幅器24は、複数の位相制御部23のうちそれぞれ対応するものから供給された送信信号のパワー(電力)を、例えば制御部10による制御に基づいてそれぞれ増幅させてよい。送信信号のパワーを増幅させる技術自体は既に知られているため、より詳細な説明は省略する。増幅器24は、送信アンテナ25に接続される。
 送信アンテナ25は、増幅器24によって増幅された送信信号を、送信波Tとして出力(送信)する。センサ40が複数の送信アンテナ25を備える場合、複数の送信アンテナ25は、複数の増幅器24のうちそれぞれ対応するものによって増幅された送信信号を、それぞれ送信波Tとして出力(送信)してよい。送信アンテナ25は、既知のレーダ技術に用いられる送信アンテナ25と同様に構成することができるため、より詳細な説明は省略する。
 このようにして、一実施形態に係る電子機器1は、送信アンテナ25を備え、送信アンテナ25から送信波Tとして送信信号(例えば送信チャープ信号)を送信することができる。ここで、電子機器1を構成する各機能部のうちの少なくとも1つは、1つの筐体に収められてもよい。また、この場合、当該1つの筐体は、容易に開けることができない構造としてもよい。例えば送信アンテナ25、受信アンテナ31、増幅器24が1つの筐体に収められ、かつ、この筐体が容易に開けられない構造となっていてよい。さらに、ここで、センサ40が自動車のような移動体100に設置される場合、送信アンテナ25は、例えばレーダカバーのようなカバー部材を介して、移動体100の外部に送信波Tを送信してもよい。この場合、レーダカバーは、例えば合成樹脂又はゴムのような、電磁波を通過させる物質で構成してよい。このレーダカバーは、例えばセンサ40のハウジングとしてもよい。レーダカバーのような部材で送信アンテナ25を覆うことにより、送信アンテナ25が外部との接触により破損したり不具合が発生したりするリスクを低減することができる。また、上記レーダカバー及びハウジングは、レドームとも呼ばれることがある。
 図2に示す電子機器1は、送信アンテナ25を2つ備える例を示している。しかしながら、一実施形態において、電子機器1は、任意の数の送信アンテナ25を備えてもよい。一方、一実施形態において、電子機器1は、送信アンテナ25から送信される送信波Tが所定方向にビームを形成するようにする場合、複数の送信アンテナ25を備えてよい。一実施形態において、電子機器1は、任意の複数の送信アンテナ25を備えてもよい。この場合、電子機器1は、複数の送信アンテナ25に対応させて、位相制御部23及び増幅器24もそれぞれ複数備えてよい。そして、複数の位相制御部23は、シンセサイザ22から供給されて複数の送信アンテナ25から送信される複数の送信波の位相を、それぞれ制御してよい。また、複数の増幅器24は、複数の送信アンテナ25から送信される複数の送信信号のパワーを、それぞれ増幅してよい。また、この場合、センサ40は、複数の送信アンテナ25を含んで構成してよい。このように、図2に示す電子機器1は、複数の送信アンテナ25を備える場合、当該複数の送信アンテナ25から送信波Tを送信するのに必要な機能部も、それぞれ複数含んで構成してよい。
 受信アンテナ31は、反射波Rを受信する。反射波Rは、送信波Tが所定の対象物200に反射したものである。受信アンテナ31は、例えばNを任意の2以上の整数として、受信アンテナ31A~受信アンテナ31Nのように、複数のアンテナを含んで構成してよい。受信アンテナ31は、既知のレーダ技術に用いられる受信アンテナと同様に構成することができるため、より詳細な説明は省略する。受信アンテナ31は、LNA32に接続される。受信アンテナ31によって受信された反射波Rに基づく受信信号は、LNA32に供給される。
 一実施形態に係る電子機器1は、複数の受信アンテナ31から、例えばチャープ信号のような送信信号(送信チャープ信号)として送信された送信波Tが所定の対象物200によって反射された反射波Rを受信することができる。このように、送信波Tとして送信チャープ信号を送信する場合、受信した反射波Rに基づく受信信号は、受信チャープ信号と記す。すなわち、電子機器1は、受信アンテナ31から反射波Rとして受信信号(例えば受信チャープ信号)を受信する。ここで、センサ40が自動車のような移動体100に設置される場合、受信アンテナ31は、例えばレーダカバーのようなカバー部材を介して、移動体100の外部から反射波Rを受信してもよい。この場合、レーダカバーは、例えば合成樹脂又はゴムのような、電磁波を通過させる物質で構成してよい。このレーダカバーは、例えばセンサ40のハウジングとしてもよい。レーダカバーのような部材で受信アンテナ31を覆うことにより、受信アンテナ31が外部との接触により破損又は不具合が発生するリスクを低減することができる。また、上記レーダカバー及びハウジングは、レドームとも呼ばれることがある。
 また、受信アンテナ31が送信アンテナ25の近くに設置される場合、これらをまとめて1つのセンサ40に含めて構成してもよい。すなわち、1つのセンサ40には、例えば少なくとも1つの送信アンテナ25及び少なくとも1つの受信アンテナ31を含めてもよい。例えば、1つのセンサ40は、複数の送信アンテナ25及び複数の受信アンテナ31を含んでもよい。このような場合、例えば1つのレーダカバーのようなカバー部材で、1つのレーダセンサを覆うようにしてもよい。
 LNA32は、受信アンテナ31によって受信された反射波Rに基づく受信信号を低ノイズで増幅する。LNA32は、低雑音増幅器(Low Noise Amplifier)としてよく、受信アンテナ31から供給された受信信号を低雑音で増幅する。LNA32によって増幅された受信信号は、ミキサ33に供給される。
 ミキサ33は、LNA32から供給されるRF周波数の受信信号を、シンセサイザ22から供給される送信信号に混合する(掛け合わせる)ことにより、ビート信号を生成する。ミキサ33によって混合されたビート信号は、IF部34に供給される。
 IF部34は、ミキサ33から供給されるビート信号に周波数変換を行うことにより、ビート信号の周波数を中間周波数(IF(Intermediate Frequency)周波数)まで低下させる。IF部34によって周波数を低下させたビート信号は、AD変換部35に供給される。
 AD変換部35は、IF部34から供給されたアナログのビート信号をデジタル化する。AD変換部35は、任意のアナログ-デジタル変換回路(Analog to Digital Converter(ADC))で構成してよい。AD変換部35によってデジタル化されたビート信号は、制御部10の距離FFT処理部11に供給される。受信部30が複数の場合、複数のAD変換部35によってデジタル化されたそれぞれのビート信号は、距離FFT処理部11に供給されてよい。
 距離FFT処理部11は、AD変換部35から供給されたビート信号に基づいて、電子機器1を搭載した移動体100と、対象物200との間の距離を推定する。距離FFT処理部11は、例えば高速フーリエ変換を行う処理部を含んでよい。この場合、距離FFT処理部11は、高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform(FFT))処理を行う任意の回路又はチップなどで構成してよい。
 距離FFT処理部11は、AD変換部35によってデジタル化されたビート信号に対してFFT処理を行う(以下、適宜「距離FFT処理」と記す)。例えば、距離FFT処理部11は、AD変換部35から供給された複素信号にFFT処理を行ってよい。AD変換部35によってデジタル化されたビート信号は、信号強度(電力)の時間変化として表すことができる。距離FFT処理部11は、このようなビート信号にFFT処理を行うことにより、各周波数に対応する信号強度(電力)として表すことができる。距離FFT処理部11は、距離FFT処理によって得られた結果においてピークが所定の閾値以上である場合、そのピークに対応する距離に、所定の対象物200があると判断してもよい。例えば、定誤差確率(CFAR(Constant False Alarm Rate))検出処理のように、外乱信号の平均電力又は振幅から閾値以上のピーク値が検出された場合、送信波を反射する物体(反射物体)が存在するものと判断する方法が知られている。
 このように、一実施形態に係る電子機器1は、送信波Tとして送信される送信信号、及び、反射波Rとして受信される受信信号に基づいて、送信波Tを反射する対象物200を検出することができる。
 距離FFT処理部11は、1つのチャープ信号(例えば図3に示すc1)に基づいて、所定の物体との間の距離を推定することができる。すなわち、電子機器1は、距離FFT処理を行うことにより、図1に示した対象物200と移動体100との間の距離を測定(推定)することができる。ビート信号にFFT処理を行うことにより、所定の物体との間の距離を測定(推定)する技術自体は公知のため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。距離FFT処理部11によって距離FFT処理が行われた結果(例えば距離の情報)は、速度FFT処理部12に供給されてよい。また、距離FFT処理部11によって距離FFT処理が行われた結果は、物体検出部14にも供給されてよい。
 速度FFT処理部12は、距離FFT処理部11によって距離FFT処理が行われたビート信号に基づいて、電子機器1を搭載した移動体100と、対象物200との相対速度を推定する。速度FFT処理部12は、例えば高速フーリエ変換を行う処理部を含んでよい。この場合、速度FFT処理部12は、高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform(FFT))処理を行う任意の回路又はチップなどで構成してよい。
 速度FFT処理部12は、距離FFT処理部11によって距離FFT処理が行われたビート信号に対してさらにFFT処理を行う(以下、適宜「速度FFT処理」と記す)。例えば、速度FFT処理部12は、距離FFT処理部11から供給された複素信号にFFT処理を行ってよい。速度FFT処理部12は、チャープ信号のサブフレームに基づいて、所定の物体との相対速度を推定することができる。上述のようにビート信号に距離FFT処理を行うと、複数のベクトルを生成することができる。これら複数のベクトルに対して速度FFT処理を行った結果におけるピークの位相を求めることにより、所定の物体との相対速度を推定することができる。すなわち、電子機器1は、速度FFT処理を行うことにより、図1に示した移動体100と所定の対象物200との相対速度を測定(推定)することができる。距離FFT処理を行った結果に対して速度FFT処理を行うことにより、所定の物体との相対速度を測定(推定)する技術自体は公知のため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。速度FFT処理部12によって速度FFT処理が行われた結果(例えば速度の情報)は、到来角推定部13に供給されてよい。また、速度FFT処理部12によって速度FFT処理が行われた結果は、物体検出部14にも供給されてよい。
 到来角推定部13は、速度FFT処理部12によって速度FFT処理が行われた結果に基づいて、所定の対象物200から反射波Rが到来する方向を推定する。電子機器1は、複数の受信アンテナ31から反射波Rを受信することで、反射波Rが到来する方向を推定することができる。例えば、複数の受信アンテナ31は、所定の間隔で配置されているものとする。この場合、送信アンテナ25から送信された送信波Tが所定の対象物200に反射されて反射波Rとなり、所定の間隔で配置された複数の受信アンテナ31はそれぞれ反射波Rを受信する。そして、到来角推定部13は、複数の受信アンテナ31がそれぞれ受信した反射波Rの位相、及びそれぞれの反射波Rの経路差に基づいて、反射波Rが受信アンテナ31に到来する方向を推定することができる。すなわち、電子機器1は、速度FFT処理が行われた結果に基づいて、反射波Rの到来角θを測定(推定)することができる。ここで、反射波Rの到来角θとは、例えば図1に示した移動体100の進行方向と、反射波Rが移動体100に到来する方向とのなす角としてよい。
 速度FFT処理が行われた結果に基づいて、反射波Rが到来する方向を推定する技術は各種提案されている。例えば、既知の到来方向推定のアルゴリズムとしては、MUSIC(MUltiple SIgnal Classification)、及びESPRIT(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Technique)などが知られている。したがって、公知の技術についてのより詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。到来角推定部13によって推定された到来角θの情報(角度情報)は、物体検出部14に供給されてよい。
 物体検出部14は、距離FFT処理部11、速度FFT処理部12、及び到来角推定部13の少なくともいずれかから供給される情報に基づいて、送信波Tが送信された範囲に存在する物体を検出する。物体検出部14は、供給された距離の情報、速度の情報、及び角度情報に基づいて例えばクラスタリング処理を行うことにより、物体検出を行ってもよい。データをクラスタリングする際に用いるアルゴリズムとして、例えばDBSCAN(Density-based spatial clustering of applications with noise)などが知られている。クラスタリング処理においては、例えば検出される物体を構成するポイントの平均電力を算出してもよい。物体検出部14において検出された物体の距離の情報、速度の情報、角度情報、及び電力の情報は、検出範囲決定部15に供給されてよい。また、物体検出部14において検出された物体の距離の情報、速度の情報、角度情報、及び電力の情報は、ECU50に供給されてもよい。この場合、移動体100が自動車である場合、例えばCAN(Controller Area Network)のような通信インタフェースを用いて通信を行ってもよい。
 検出範囲決定部15は、送信信号及び受信信号によって送信波Tを反射する物体を検出する範囲(以下、「物体検出範囲」とも記す)を決定する。ここで、検出範囲決定部15は、例えば電子機器1が搭載された移動体100の運転者などによる操作に基づいて、複数の物体検出範囲を決定してもよい。例えば、検出範囲決定部15は、移動体100の運転者などによって駐車支援ボタンが操作された場合、駐車支援に適切な複数の物体検出範囲を決定してもよい。また、検出範囲決定部15は、例えばECU50からの指示に基づいて、複数の物体検出範囲を決定してもよい。例えば、移動体100が後進しようとしているとECU50によって判定された場合、検出範囲決定部15は、ECU50からの指示に基づいて、移動体100が後進する際に適切な複数の物体検出範囲を決定してもよい。また、検出範囲決定部15は、例えば移動体100におけるステアリング、アクセル、又はギアなどの操作状態の変化に基づいて、複数の物体検出範囲を決定してもよい。さらに、検出範囲決定部15は、物体検出部14によって物体を検出した結果に基づいて、複数の物体検出範囲を決定してもよい。
 パラメータ設定部16は、送信波Tを反射波Rとして反射する物体を検出する送信信号及び受信信号を規定する各種のパラメータを設定する。すなわち、パラメータ設定部16は、送信アンテナ25から送信波Tを送信するための各種のパラメータ、及び受信アンテナ31から反射波Rを受信するための各種のパラメータを設定する。
 特に、一実施形態において、パラメータ設定部16は、上述の物体検出範囲において物体の検出を行うために、送信波Tの送信及び反射波Rの受信に係る各種のパラメータを設定してよい。例えば、パラメータ設定部16は、反射波Rを受信して物体検出範囲における物体を検出するために、反射波Rを受信したい範囲などを規定してもよい。また、例えば、パラメータ設定部16は、複数の送信アンテナ25から送信波Tを送信して物体検出範囲における物体を検出するために、送信波Tのビームを向けたい範囲などを規定してもよい。その他、パラメータ設定部16は、送信波Tの送信及び反射波Rの受信を行うための種々のパラメータを設定してよい。パラメータ設定部16が設定する値には、例えば、送信周波数、送信周波数帯域、送信波の位相、受信波の位相、信号の送信タイミング、信号の送信時間、チャープ信号の振幅、チャープ信号の周期、利用する送信アンテナの選択値、利用する受信アンテナの選択値、利用する送信アンテナの数、利用する受信アンテナの数、及び/又は、送信電力などを、任意に含めることができる。
 パラメータ設定部16によって設定された各種のパラメータは、信号生成部21に供給されてよい。これにより、信号生成部21は、パラメータ設定部16によって設定された各種のパラメータに基づいて、送信波Tとして送信される送信信号を生成することができる。パラメータ設定部16によって設定された各種のパラメータは、送信部20、受信部30、及び物体検出部14に供給されてもよい。これにより、物体検出部14は、パラメータ設定部16によって設定された各種のパラメータに基づいて決定される物体検出範囲において、物体を検出する処理を行うことができる。
 一実施形態に係る電子機器1が備えるECU50は、移動体100を構成する各機能部の制御をはじめとして、移動体100全体の動作の制御を行うことができる。ECU50は、種々の機能を実行するための制御及び処理能力を提供するために、例えばCPU(Central Processing Unit)のような、少なくとも1つのプロセッサを含んでよい。ECU50は、まとめて1つのプロセッサで実現してもよいし、いくつかのプロセッサで実現してもよいし、それぞれ個別のプロセッサで実現してもよい。プロセッサは、単一の集積回路として実現されてよい。集積回路は、IC(Integrated Circuit)ともいう。プロセッサは、複数の通信可能に接続された集積回路及びディスクリート回路として実現されてよい。プロセッサは、他の種々の既知の技術に基づいて実現されてよい。一実施形態において、ECU50は、例えばCPU及び当該CPUで実行されるプログラムとして構成してよい。ECU50は、ECU50の動作に必要なメモリを適宜含んでもよい。また、制御部10の機能の少なくとも一部がECU50の機能とされてもよいし、ECU50の機能の少なくとも一部が制御部10の機能とされてもよい。
 図2に示す電子機器1は、2つの送信アンテナ25及びN個の受信アンテナ31を備えている。しかしながら、一実施形態に係る電子機器1は、任意の数の送信アンテナ25及び任意の数の受信アンテナ31を備えてもよい。例えば、2つの送信アンテナ25及び4つの受信アンテナ31を備えることにより、電子機器1は、仮想的に8本のアンテナにより構成される仮想アンテナアレイを備えるものと考えることができる。このように、電子機器1は、例えば仮想8本のアンテナを用いることにより、16サブフレームの反射波Rを受信してもよい。
 次に、一実施形態に係る電子機器1の動作について説明する。
 近年、自動車のような車両などの周辺に存在する障害物などを検出可能なセンサには、例えば、ミリ波レーダ、LiDAR(Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging)、又は超音波センサなど、各種のものが存在する。これらのセンサの中で、障害物を検出する精度及び信頼度、並びにコストなどの観点から、ミリ波方式のレーダが採用されることが多い。
 ミリ波レーダを使用して車両周辺の障害物等を検出する技術として、例えば、死角検知(BSD:Blind Spot Detection)、後退中又は出庫時の横方向検知(CTA:Cross traffic alert)、フリースペース検知(FSD:Free space detection)などがある。これらの検知においては、ミリ波レーダのアンテナの物理的な形状に依存する電波放射範囲を予め設定して、物体検出範囲を決定するのが一般的である。すなわち、各レーダのそれぞれにおいて、それぞれの用途又は機能などに応じて、ミリ波レーダのアンテナの物理的な形状は予め決まっており、物体検出範囲も予め規定されている仕様が一般的である。このため、複数の異なるレーダの機能を実現するためには、複数の異なるレーダセンサが必要になる。
 しかしながら、用途又は機能に応じて複数のレーダセンサをそれぞれ用意するのでは、コストの観点から不利である。また、例えば、アンテナの物理的形状が予め決まっていて放射範囲も決まっていると、そのアンテナの用途及び機能を変更することは困難である。また、例えば、アンテナの物理的形状及び放射範囲が決まっていて、放射範囲内の対象物全てを検出する場合、処理する情報量が増大する。この場合、不必要な物体も対象物として誤検出してしまう可能性があるため、検出の信頼度が低下し得る。また、例えば、アンテナの物理的形状及び放射範囲が決まっていて、センサの取り付け数を増やすと、車両(主にハーネス)の重量が増大するため燃費が低下したり、消費電力が増大するため燃費が低下したりし得る。さらに、複数のレーダセンサを用いて検出を行うと、センサ同士の間で遅延が発生し得るため、このような検出に基づいて自動運転又は運転アシストなどを行うと、処理に時間がかかり得る。これは、レーダの更新レートよりCANの処理速度が遅く、さらにフィードバックにも時間を要するためである。また、物体検出範囲の異なる複数のセンサを用いて検出を行うと、制御が煩雑になり得る。
 したがって、一実施形態に係る電子機器1は、1つのレーダセンサを複数の機能又は用途で使用可能にする。また、一実施形態に係る電子機器1は、1つのレーダセンサによって複数の機能又は用途をあたかも同時に実現するかのような動作を可能にする。
 図3、図4、図5、及び図6は、信号生成部21で生成された信号がシンセサイザ22を経過した後の信号の例を示す図である。このシンセサイザ22を経過した後の信号を、以下、信号生成部21が生成する信号とも記す。
 図3、図4、図5、及び図6において、横軸は経過時間tを表し、縦軸は周波数fを表している。すなわち、図3、図4、図5、及び図6は、信号生成部21が生成する信号の周波数fが時間変化する様子を示している。一実施形態において、信号生成部21が生成する信号は、周波数fが時間の経過に伴って変化する信号としてよい。特に、信号生成部21は、、図3、図4、図5、及び図6に示すように、周波数fが周期的に線形に変化する信号(線形チャープ信号)を生成してよい。例えば、信号生成部21は、、図3、図4、図5、及び図6に示すようなチャープ信号を生成してよい。信号生成部21が生成する信号は、例えば制御部10において予め設定されていてもよい。
 図3、図4、及び図5は、信号生成部21が、周波数fがf1~f2の帯域幅の信号を生成する例を示している。ここで、例えば、周波数f1=77GHzとし、周波数f2=81GHzとしてよい。図3は、周波数fがf1からf2まで線形の増大(アップチャープ)を周期的に繰り返す信号の例を示している。また、図4は、周波数fがf1からf2まで線形の増大(アップチャープ)及び減少(ダウンチャープ)を周期的に繰り返す信号を生成する例を示している。電子機器1は、上述のように信号生成部21が生成した信号を、送信アンテナ25から送信波として送信する。レーダのような技術分野で用いられるチャープ信号は既知であるため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。図2に示すように、信号生成部21によって生成された信号は、シンセサイザ22を介して、位相制御部23に供給される。図5は、周波数fが、f1からf2まで線形の増大(アップチャープ)を周期的に繰り返す、離散的な信号の例を示している。図6は、信号生成部21が、周波数fが、f1、f2、f3の帯域幅の、離散的な信号を生成する例を示している。図10に示されるように、信号生成部21は、異なる周波数の信号を生成してよい。信号生成部21は、2以上の任意の数の異なる種類の周波数を生成してよい。
 このように、一実施形態に係る電子機器1は、複数の送信アンテナ25から送信波Tを送信する。ここで、送信波Tは、周波数fが時間の経過に伴って変化する電波としてよい。特に、電子機器1は、周波数fが周期的に線形に変化する送信波Tを送信してよい。典型的には、電子機器1は、送信波Tとして例えば図3、図4、図5、及び図6に示すようなチャープ信号を送信してよい。また、電子機器1は、送信波Tとしてミリ波帯の電波、特に、77GHz~81GHzの周波数fの帯域幅を有する電波を送信してもよい。
 信号生成部21が生成する信号の周波数fの情報は、位相制御部23において把握することができる。すなわち、位相制御部23は、信号生成部21が任意の時点で生成する信号の周波数fを認識することができる。例えば、信号生成部21及び制御部10の少なくとも一方が、信号生成部21が生成する信号の周波数fの情報を位相制御部23に送信してもよい。逆に、位相制御部23が、信号生成部21及び制御部10の少なくとも一方から、信号生成部21が生成する信号の周波数fの情報を取得してもよい。
 図2に戻り、送信部20の位相制御部23は、制御部10の制御により、信号生成部21が生成した信号の位相を制御する。位相制御部23は、例えばCPU及び当該CPUで実行されるプログラムとして構成してもよい。上述のように、位相制御部23は、信号生成部21によって生成されてシンサセイザ22を経た信号の位相を制御することにより、送信波のビームの方向を制御(変更)することができる。また、一実施形態において、位相制御部23は、位相を制御する際に、さらに位相を調整することもできる。このような、位相制御部23による位相の制御及び位相の調整については、さらに後述する。位相制御部23によって制御及び/又は調整された信号は、増幅器24を介して送信アンテナ25に供給される。一実施形態において、位相制御部23は、例えばCPU及び当該CPUで実行されるプログラムとして構成してよい。また、位相制御部23は、位相制御部23の動作に必要なメモリのような記憶部を適宜含んでもよい。
 送信アンテナ25A及び送信アンテナ25Bは、増幅器24A及び増幅器24Bから供給される送信信号を、送信波Tとして出力(送信)する。図2においては、電子機器1は、送信アンテナ25A及び送信アンテナ25Bの2つの送信アンテナから送信波Tを送信している。しかしながら、電子機器1は、2つ以上の任意の数の送信アンテナから送信波Tを送信してよい。すなわち、電子機器1は、2つ以上の任意の数の送信アンテナ25を備えてもよい。本開示において、送信アンテナ25Aと送信アンテナ25Bとを特に区別しない場合、単に「送信アンテナ25」と総称する。一実施形態に係る電子機器1は、複数の送信アンテナ25から送信波Tを送信する。送信アンテナ25は、既知のレーダに用いられる送信アンテナと同様に構成することができるため、より詳細な説明は省略する。
 図2は、複数の送信アンテナ25が送信波Tを送信する様子を模式的に示している。図2においては、送信波Tのうち、対象物200によって反射された波動を、反射波Rとして示してある。複数の送信アンテナ25から送信された送信波Tのうち、対象物200によって反射された電波を、反射波Rと記す。ここで、対象物200は、移動体100以外の他の車両としてもよいし、歩行者又は障害物など、移動体100以外の任意の物体としてもよい。また、図2は、複数の受信アンテナ31A、受信アンテナ31B、・・・、及び受信アンテナ31Nが反射波Rを受信する様子も模式的に示している。
 図2においては、電子機器1は、受信アンテナ31A、受信アンテナ31B、・・・、及び受信アンテナ31Nの複数の送信アンテナから反射波Rを受信している。しかしながら、電子機器1は、任意の数の受信アンテナ31から反射波Rを受信してよい。すなわち、電子機器1は、任意の数の受信アンテナ31を備えてもよい。本開示において、受信アンテナ31A、受信アンテナ31B、・・・、及び受信アンテナ31Nを特に区別しない場合、単に「受信アンテナ31」と総称する。受信アンテナ31は、既知のレーダに用いられる受信アンテナと同様に構成することができるため、より詳細な説明は省略する。
 受信アンテナ31が受信した反射波Rに基づく受信信号は、LNA32、ミキサ33、IF部34などを介して、AD変換部35に供給される。受信アンテナ31が受信した反射波Rに基づく受信信号(アナログ信号)は、雑音成分が含まれていることが多い。このため、受信アンテナ31が受信した反射波Rに基づくアナログ信号は、そのままでは、AD変換部35によってデジタルに変換することが困難なことも想定される。したがって、受信アンテナ31が受信した反射波Rに基づく受信信号に例えばフィルタ処理などを行うことにより、受信信号を調整する。このようにして調整された受信信号は、AD変換部35に供給される。
 AD変換部35は、供給されたアナログ信号を、デジタル信号に変換する。AD変換部35は、例えばCPU及び当該CPUで実行されるプログラムとして構成してもよい。AD変換部35によってアナログからデジタルに変換された受信信号は、制御部10に供給される。
 距離FFT処理部11は、AD変換部35から供給された受信信号に基づいて、電子機器1を搭載した移動体100と、対象物200との間の距離を推定する。所定の対象物に電波を送信し、その反射波を受信して測定することにより、当該所定の対象物と、電波の送受信部との間の距離を測定(推定)するレーダの技術は既知であるため、より詳細な説明は省略する。距離FFT処理部11によって推定された距離の情報は、例えば物体検出部14に供給される。
 速度FFT処理部12は、AD変換部35から供給された受信信号に基づいて、電子機器1を搭載した移動体100と、対象物200との間の相対速度を推定する。所定の対象物に電波を送信し、その反射波を受信して測定することにより、当該所定の対象物と、電波の送受信部との間の相対速度を測定(推定)するレーダの技術は既知であるため、より詳細な説明は省略する。速度FFT処理部12によって推定された距離の情報は、例えば物体検出部14に供給される。
 到来角推定部13は、AD変換部35から供給された受信信号に基づいて、電子機器1を搭載した移動体100から対象物200に向く方向(例えば方位角)を推定する。所定の対象物に電波を送信し、その反射波を受信して測定することにより、電波の送受信部から当該所定の対象物に向く方向を測定(推定)するレーダの技術も既知であるため、より詳細な説明は省略する。到来角推定部13によって推定された方向(方位角)の情報は、例えば物体検出部14に供給される。到来角推定部13による方向(方位角)推定の技術として、例えば、2素子アレーの受信信号の位相差を利用する干渉計(interferometer)の原理を用いた技術、アレーアンテナのメインローブを走査して電力が大きくなる方向を探すビームフォーマ技術、アレーアンテナのヌルを走査して方向推定を行う線形予測技術、MUSIC(Multiple Signal Classification)技術、ESPRIT(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques)技術、及び/又は、MIMO(Multiple Input Multiple Output)技術などを利用してもよい。
 物体検出部14は、距離FFT処理部11、速度FFT処理部12、及び到来角推定部13から供給される距離の情報、相対速度の情報、及び/又は方向(角度)の情報から、各種の演算、推定、及び制御などを行うことができる。例えば、物体検出部14は、取得された情報に基づいて、対象物200と移動体100との相対速度を測定(推定)してもよい。このように、一実施形態に係る電子機器1において、物体検出部14は、受信アンテナ31が受信した反射波Rに基づいて、対象物200との間の距離、対象物200に対する方位角、及び対象物200との相対速度の少なくともいずれかを推定してもよい。
 また、制御部10は、検出された対象物200と移動体100との間の距離が所定の距離以内である場合、例えば移動体100の運転者などに対して所定の警告などを発してもよい。また、制御部10は、上述のような場合に、例えば移動体100のブレーキが始動するように制御してもよい。また、制御部10は、検出された対象物200が移動体100から所定の方向にある場合に、上述のような警告などを発したり、ブレーキの始動などの制御を行ってもよい。一実施形態において、制御部10は、対象物200との間の距離又は相対速度、及び対象物200の方向などに基づいて、各種の制御を行うことができる。このような制御は、レーダを用いた技術分野において提案されている種々のものとすることができ、特定の制御に限定されるものではない。
 次に、一実施形態に係る電子機器1において送信される送信波について説明する。
 ミリ波方式のレーダによって距離を測定する際、周波数変調連続波レーダ(以下、FMCWレーダ(Frequency Modulated Continuous Wave radar)と記す)が用いられることが多い。FMCWレーダは、送信する電波の周波数を掃引して送信信号が生成される。したがって、例えば79GHzの周波数帯の電波を用いるミリ波方式のFMCWレーダにおいて、使用する電波の周波数は、例えば77GHz~81GHzのように、4GHzの周波数帯域幅を持つものとなる。79GHzの周波数帯のレーダは、例えば24GHz、60GHz、76GHzの周波数帯などの他のミリ波/準ミリ波レーダよりも、使用可能な周波数帯域幅が広いという特徴がある。
 以下、このような実施形態について説明する。なお、本開示で利用されるFMCWレーダレーダ方式は、通常より短い周期でチャープ信号を送信するFCM方式(Fast-Chirp Modulation)を含むとしてもよい。信号生成部21が生成する信号はFM-CW方式の信号に限定されない。信号生成部21が生成する信号はFM-CW方式以外の各種の方式の信号としてもよい。記憶部18に記憶される送信信号列は、これら各種の方式によって異なるものとしてよい。例えば、上述のFM-CW方式のレーダ信号の場合、時間サンプルごとに周波数が増加する信号及び減少する信号を使用してよい。上述の各種の方式は、公知の技術を適宜適用することができるため、より詳細な説明は省略する。
 上述のように、複数の送信アンテナ25から送信する電波のビームを形成(ビームフォーミング)することにより、所定の方向の送信波を強め合うことができる。このようにすれば、電子機器1を搭載した移動体100と対象物200との間の距離、及び/又は、対象物200の方向などを測定する精度の向上が期待できる。したがって、一実施形態に係る電子機器1は、FMCWレーダのように周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波としつつ、このような送信波によってビームフォーミングを行う。以下、このような実施形態について、さらに説明する。
 図7は、電子機器1が送信する送信波を説明する図である。以下、図7に示すように、複数の送信アンテナ25は、送信アンテナ25A及び送信アンテナ25Bの2つ配置される場合について説明する。しかしながら、一実施形態において、任意の複数の送信アンテナ25を配置してもよい。
 図7に示すように、電子機器1において、送信アンテナ25Aと送信アンテナ25Bとは、間隔Wだけ離間して配置されている。以下、このように配置した複数の送信アンテナ25によって、Y軸正方向から30°右方向(図7に示す方向α)に傾けて電波のビームを形成する場合を想定して説明する。すなわち、以下、Y軸正方向を基準として30°右方向の方向αにビームフォーミングを行う場合について説明する。
 図7に示す送信アンテナ25Aと送信アンテナ25Bとの間隔Wは、送信波の波長をλとして、λ/2であるものとする。ここで、送信アンテナ25から周波数が79GHzの電波を送信する場合について検討する。この場合、光速をc=3.0×108[m/s]として、送信波の波長λ(=c/f=3.0×108[m/s]/79×109)は、3.7975[mm]となる。したがって、送信アンテナ25Aと送信アンテナ25Bとの間隔W=λ/2は、1.8987[mm]となる。
 このように、間隔W=1.8987[mm]だけ離間して配置した2つの送信アンテナ25からそれぞれ方向αに送信される送信波には、経路差が生じる。図7に示すように、送信アンテナ25Aから方向αに向けて送信される送信波を、送信波Taと記し、送信アンテナ25Bから方向αに向けて送信される送信波を、送信波Tbと記す。また、本開示において、送信波Taと送信波Tbとを特に区別しない場合、単に「送信波T」と総称する。図7に示すような場合、送信波Taの経路は、送信波Tbの経路よりも、経路差Dだけ長くなる。そこで、一実施形態に係る電子機器1は、送信波Taと送信波Tbとの方向αにおける経路差Dに応じて、送信波Ta及び送信波Tbの少なくとも一方の位相を制御する。具体的には、電子機器1は、送信アンテナ25A及び送信アンテナ25Bからそれぞれ送信される送信波Ta及び送信波Tbの位相が、方向αにおいて揃うように制御する。これにより、送信アンテナ25A及び送信アンテナ25Bからそれぞれ送信される送信波Ta及び送信波Tbは、方向αにおいて強め合う。
 図7に示すように、方向αにおける送信波Taと送信波Tbとの経路差Dは、送信アンテナ25の間隔Wを用いて、W・sin30°と表すことができる。したがって、経路差D=W/2は、0.9494[mm]となる。また、この経路差D=W/2は、波長λを用いると、W=λ/2であるから、経路差D=λ/4と表すことができる。この式から、経路差Dは、波長λの1/4すなわち90°(π/2)の位相に相当することが分かる。このような場合、一実施形態に係る電子機器1は、送信アンテナ25Aから送信する送信波Taの位相が、送信アンテナ25Bから送信する送信波Tbの位相よりも90°進めて出力されるように制御する。例えば、位相制御部23が、送信波Taの位相及び送信波Tbの位相の少なくとも一方を変更して、送信波Taの位相が送信波Tbの位相よりも90°早くなるように制御してよい。このような制御により、送信波Taの位相と送信波Tbの位相とは、方向αにおいて揃うようになる。したがって、この場合、複数の送信アンテナ25から送信される送信波Ta及び送信波Tbは、方向αにおいて強め合うことにより、方向αに向く電波のビームを形成する。
 図7に示した例においては、複数の送信アンテナ25によって、Y軸正方向から30°右方向(図7に示す方向α)に傾けて電波のビームを形成する場合について説明した。しかしながら、電子機器1は、送信波Taの位相及び送信波Tbの位相の少なくとも一方を制御することにより、方向α以外の方向に向けたビームを形成することもできる。例えば、電子機器1は、送信波Taの位相及び送信波Tbの位相の少なくとも一方を制御することにより、Y軸正方向を基準として各種の角度を成す方向に向けたビームを形成することができる。
 この場合、送信波Tのビームを形成する所定の方向と、そのようなビームを形成する際に制御する位相(位相の制御量)との相関関係は、例えば制御部10に接続された記憶部18及び位相制御部23の少なくとも一方などに予め記憶しておいてよい。すなわち、複数の送信アンテナ25から送信される送信波Tのビームの所定の方向における経路差Dと、当該経路差Dに相当する送信波Tの位相との対応関係は、例えば制御部10に接続された記憶部18及び位相制御部23の少なくとも一方などに予め記憶しておいてよい。一方、このような相関関係又は対応関係は、例えば制御部10及び位相制御部23の少なくとも一方などにおいて算出してもよい。また、このような相関関係又は対応関係は、種々の周波数fの送信波Tについて記憶又は算出してもよい。
 このように、一実施形態に係る電子機器1において、位相制御部23は、複数の送信アンテナ25から送信されるそれぞれの送信波Tの位相が所定の方向αにおいて揃うように、複数の送信アンテナ25から送信される送信波Tの少なくとも1つの位相を制御する。特に、位相制御部23は、複数の送信アンテナ25から送信されるそれぞれの送信波Tの所定の方向αにおける経路差Dに応じて、送信波Tの少なくとも1つの位相を制御してもよい。このため、一実施形態に係る電子機器1は、少なくとも位相制御部23を備えている。また、一実施形態に係る電子機器1は、位相制御部23の他に、例えば制御部10などを適宜備えてもよい。
 以上、複数の送信アンテナ25から送信する電波の周波数fが79GHzである場合に、方向αに向けてビームを形成する例について説明した。この場合、上述したように、電子機器1は、送信波Taの位相を90°(π/2)だけ進めることにより、方向αにおいて送信波Taの位相と送信波Tbの位相とを揃えることができた。
 しかしながら、上述のように、電子機器1は、周波数fが時間の経過に伴って変化する電波(例えばチャープ信号)を送信する。すなわち、電子機器1が送信アンテナ25から送信する送信波の周波数fは、時間の経過に伴って変化する。この場合、送信波Tの周波数fの変化に伴い、送信波の波長λも変化する。したがって、送信波Tの周波数fが変化した後において、上述のように位相を同じ90°(π/2)だけ進めても、送信波Taの位相と送信波Tbの位相とが方向αにおいて揃わないことがある。以下、このような例について説明する。
 以下の説明においては、送信アンテナ25Aと送信アンテナ25Bとの間隔W(=1.8987[mm])は変化しないものとする。また、複数の送信アンテナ25によって、Y軸正方向から30°右方向(図7に示す方向α)に傾けて電波のビームを形成するものとする。したがって、送信波Taと送信波Tbとの経路差D(=0.9494[mm])も変化しないものとする。
 例えば、複数の送信アンテナ25から送信する電波の周波数fが77GHzである場合について検討する。送信波Taの周波数fが77GHzである時の波長λは、送信波Taの周波数fが79GHzである時の波長λよりも大きくなる。この場合、送信アンテナ25Aから送信される送信波Taの位相を同じように90°(π/2)だけ進めて出力すると、経路差Dよりも大きな長さだけ送信波Taの位相を進めてしまうことになる。すなわち、この場合、送信波Taの位相を90°(π/2)進めて出力すると、複数の送信アンテナから送信される送信波が強まりあう方向は、方向αよりも右方(X軸正方向側)にずれてしまう。このため、複数の送信アンテナ25から送信する電波を方向αに向けてビームフォーミングを行うことはできない。
 次に、例えば、複数の送信アンテナ25から送信する電波の周波数fが81GHzである場合について検討する。送信波Taの周波数fが81GHzである時の波長λは、送信波Taの周波数fが79GHzである時の波長λよりも小さくなる。この場合、送信アンテナ25Aから送信される送信波Taの位相を同じように90°(π/2)だけ進めて出力すると、経路差Dに満たない長さだけ送信波Taの位相を進めることになる。すなわち、この場合、送信波Taの位相を90°(π/2)進めて出力すると、複数の送信アンテナから送信される送信波が強まりあう方向は、方向αよりも左方(X軸負方向側)にずれてしまう。このため、複数の送信アンテナ25から送信する電波を方向αに向けてビームフォーミングを行うことはできない。
 このように、例えば77~81GHzの電波を送信するFMCWレーダのように周波数が変化すると、複数の送信アンテナ25から送信される送信信号が強め合う方向はばらついてしまう。すなわち、送信波Taと送信波Tbとの経路差Dを考慮して、送信波Taの位相及び送信波Tbの位相の少なくとも一方を制御したとしても、所望の方向に正確に電波のビームを形成することは困難である。
 そこで、一実施形態に係る電子機器1において、位相制御部23は、例えば送信波Tの周波数fに応じて、送信波Tの位相を調整する。以下、上述の例に対応させて、このような送信波Taの位相の調整について説明する。
 まず、上述の例に記したように、複数の送信アンテナ25から送信する送信波Tの周波数fが77GHzである場合について検討する。周波数fが77GHzである送信波Tの波長λ(=c/f=3.0×108[m/s]/77×109)は、3.896[mm]となる。したがって、経路差Dの長さに対応する位相((経路差D/波長λ)×360°=(0.9494[mm]/3.896[mm])×360°)は、87.72°となる。以上から、送信波Tの周波数fが77GHzである場合、位相を87.72°進めて出力すると、方向αの信号が強まりあう。したがって、電子機器1において、位相制御部23は、送信波Tの周波数fが77GHzの時、送信波Taの位相を、90°ではなく87.72°だけ進めて出力するように制御してよい。また、位相制御部23は、送信波Tの周波数fが77GHzの時、送信波Taの位相として決定された90°から2.28°だけ減じるように調整してもよい。この場合も、結果として、送信波Taの位相を87.72°だけ進めて出力することになる。
 次に、上述の例に記したように、複数の送信アンテナ25から送信する送信波Tの周波数fが81GHzである場合について検討する。周波数fが81GHzである送信波Tの波長λ(=c/f=3.0×108[m/s]/81×109)は、3.704[mm]となる。したがって、経路差Dの長さに対応する位相((経路差D/波長λ)×360°=(0.9494[mm]/3.704[mm])×360°)は、92.27°となる。以上から、送信波Tの周波数fが81GHzである場合、位相を92.27°進めて出力すると、方向αの信号が強まりあう。したがって、電子機器1において、位相制御部23は、送信波Tの周波数fが81GHzの時、送信波Taの位相を、90°ではなく92.27°だけ進めて出力するように制御してよい。また、位相制御部23は、送信波Tの周波数fが81GHzの時、送信波Taの位相として決定された90°から2.27°だけ増やすように調整してもよい。この場合も、結果として、送信波Taの位相を92.27°だけ進めて出力することになる。
 このように、一実施形態に係る電子機器1において、位相制御部23は、送信波Tの少なくとも1つの位相を、当該送信波Tの周波数fに基づいて調整してもよい。
 チャープ信号の周波数の時間t依存性を例えばf=f(t)とし、光の速さをcとすると、λ(t)=c/f(t)である。したがって、アンテナ間の距離をWとし、アンテナの並んだ方向に垂直な方向(ブロードサイド方向)に対する送信角度をθとすると、送信波の位相調整量S(t)は、次のように表される。
 S(t,θ)={Wsinθ}/λ(t)×360°={Wsinθ}/c×f(t)×360°
 ここで、f(t)は、特に限定されるものではない。例えば、f(t)は、図3に示すような信号の場合、信号の周期をTcとして、次のように表される。
 f(t)={(f2-f1)/Tc}t+f1 (0≦t≦Tc,f(t)=f(t+Tc))
 また、例えば、f(t)は、図4に示すような信号の場合、信号の周期をTcとして、次のように表される。
 f(t)={2(f2-f1)/Tc}t+f1 (0≦t<Tc/2,f(t)=f(t+Tc)),
 f(t)=-{2(f2-f1)/Tc}t-f1+2f2 (Tc/2≦t<Tc,f(t)=f(t+Tc))
 f(t)は、これらのような関数に限定されず、その他の適宜な関数としてよい。
 上述のように、送信波Tの周波数fに基づいて位相を調整するために、送信波Tの周波数fと、位相の調整量との対応関係は、例えば制御部10に接続された記憶部18及び位相制御部23の少なくとも一方に予め記憶しておいてよい。また、方向αとは異なる方向にビームフォーミングを行う場合、当該方向における送信波Taと送信波Tbとの経路差Dの長さも異なる。したがって、ビームフォーミングを行う方向が種々変化した場合における送信波Taと送信波Tbとの経路差Dの長さも、例えば制御部10に接続された記憶部18及び位相制御部23の少なくとも一方に予め記憶しておいてよい。さらに、ビームフォーミングを行う方向が種々変化した場合における送信波Taと送信波Tbとの経路差Dに応じて、送信波Tの周波数fと、位相の調整量との対応関係を、例えば制御部10に接続された記憶部18及び位相制御部23の少なくとも一方に予め記憶しておいてもよい。以上のように、種々の場合における位相の調整量を、例えば制御部10に接続された記憶部18及び/又は位相制御部23の少なくとも一方に予め記憶しておいてもよい。種々の場合における位相の調整量を記憶しておくことにより、位相制御部23は、送信波Tの周波数fに対応する位相の調整を行う際に、必要な位相の調整量を読み出すことができる。
 このように、一実施形態に係る電子機器1において、位相制御部23は、送信波Tの周波数fに対応して読み出される位相の調整量に基づいて、送信波Tの少なくとも1つの位相を調整してもよい。
 また、種々の場合に送信波Tの周波数fに対応する位相の調整量を予め記憶せずに、複数の送信アンテナ25から送信される送信波Tの周波数fに基づいて、例えば位相制御部23などが、対応する位相の調整量を算出してもよい。例えば信号生成部21が図3、図4、図5、及び図6に示すようなチャープ信号を生成する場合、上述のように、制御部10又は位相制御部23は、当該チャープ信号の任意の時点の周波数fを認識することができる。したがって、例えば制御部10(若しくは記憶部18)及び/又は位相制御部23の少なくとも一方が必要なアルゴリズム及び/又は計算式などを記憶しておくことにより、位相制御部23は、その状況に対応する位相の調整量を算出してもよい。
 例えば、位相制御部23は、信号生成部21から入力信号を受け取り、さらに制御部10及び/又は位相制御部23の少なくとも一方から周波数fの情報を取得することによって、出力信号を算出してもよい。具体的には、時刻tにおいて位相制御部23が信号生成部21から受け取る入力信号を、exp(j・2πf(t)・t+δ(θ))と表すとする。ここで、jは虚数単位、f(t)は時間に依存する周波数、δ(θ)は位相制御部23が経路差Dに応じて制御すべき(位相の調整量を考慮しない)位相であるものものとする。また、制御部10及び/又は位相制御部23の少なくとも一方から受け取る入力信号の周波数fを、f(t)と表すとする。この場合、位相制御部23が位相の調整量を考慮して出力する出力信号は、exp(j・2πf(t)・t+δ(θ)+S(t,θ))と表すことができる。ここで、S(t,θ)は位相制御部23が算出する係数であって、位相の調整量に対応する係数であるものとする。位相制御部23は、このような複素乗算処理を行うことにより、送信波Tの位相を調整してもよい。
 このように、一実施形態に係る電子機器1において、位相制御部23は、送信波Tの周波数fから算出される位相の調整量に基づいて、送信波Tの少なくとも1つの位相を調整してもよい。
 さらに、位相制御部23が行う位相の調整を、送信波Tの周波数fに依存するフィルタ処理を行うことにより実現してもよい。例えばローパスフィルタのように、低い帯域幅の周波数を通過させて、高い帯域幅の周波数を遮断する、周波数依存型のフィルタが知られている。このような原理を応用して、位相制御部23は、送信波Tの周波数fが(時間の経過に伴って)高くなるにつれて、徐々に位相の調整量が例えば増加するような演算処理(フィルタ処理)を行ってもよい。
 このように、位相制御部23は、送信波Tの周波数をフィルタ処理することにより得られる位相の調整量に基づいて、送信波Tの少なくとも1つの位相を調整してもよい。
 次に、一実施形態に係る電子機器1の動作の例について説明する。
 一実施形態に係る電子機器1は、送信アンテナ25から送信波Tを送信する態様を特徴に含むものである。電子機器1が送信アンテナ25から送信波Tを送信した後の動作(例えば、反射波Rを受信する動作及び反射波Rに基づく測定又は推定など)は、既知の種々のレーダ技術を採用することができる。したがって、以下、電子機器1が送信アンテナ25から送信波Tを送信するまでの動作について説明し、それ以外の動作については説明を省略する。
 図8は、一実施形態に係る電子機器1の動作を説明するフローチャートである。図8に示す動作は、例えば電子機器1が移動体100などの周囲に存在する対象物200の検出を開始する時点で開始してよい。すなわち、図8に示す動作は、電子機器1が複数の送信アンテナ25から送信波Tの送信を開始する際に開始してよい。
 図8に示す動作が開始すると、電子機器1の制御部10は、複数の送信アンテナ25から送信する送信波Tの周波数fを決定する(ステップS1)。信号生成部21は、例えば図3、図4、図5、及び図6に示したように、周波数fが時間の経過に伴って変化する信号を生成してよい。したがって、制御部10によって決定される送信波Tの各時点における周波数fは、例えば制御部10において予め設定されてもよい。一方、ステップS1において、(制御部10ではなく)信号生成部21が自ら生成する信号の各時点における周波数fを決定してもよい。送信波Tの種々の送信タイミングにおける周波数fの情報は、例えば制御部10に接続された記憶部18及び信号生成部21の少なくとも一方に予め記憶しておいてよい。一方、送信波Tの種々の送信タイミングにおける周波数fは、例えば制御部10及び信号生成部21の少なくとも一方において算出してもよい。いずれの場合も、その時点における送信波Tの周波数fが決定されると、信号生成部21は、当該周波数fの当該時点における送信信号を生成することができる。
 ステップS1において送信波Tの周波数fが決定されたら、制御部10は、送信波Tが形成するビームの方向を決定する(ステップS2)。ステップS2において、制御部10は、例えば図7に示した方向αのような、複数の送信アンテナ25から送信される送信波Tによって形成されるビームの方向を決定する。したがって、各時点において送信波Tによって形成されるビームの方向は、例えば制御部10において予め設定されてもよい。一方、ステップS2において、制御部10ではなく信号生成部21又は位相制御部23が自ら生成する信号の送信波Tが形成するビームの方向を決定してもよい。送信波Tの種々の送信タイミングにおける送信波Tが形成すべきビームの方向の情報は、例えば制御部10に接続されせる記憶部18、信号生成部21、及び位相制御部23の少なくとも一方に予め記憶しておいてよい。一方、送信波Tの種々の送信タイミングにおける送信波Tが形成すべきビームの方向は、例えば制御部10及び信号生成部21の少なくとも一方において算出してもよい。いずれの場合も、その時点における送信波Tによって形成されるビームの方向が決定されると、位相制御部23は、当該周波数fの当該時点における送信信号の位相を制御することができる。
 ステップS2において送信波Tのビームの方向が決定されたら、位相制御部23は、送信波Tを制御するための位相を決定する(ステップS3)。上述のように、送信波Tのビームの方向が決定されると、複数の送信アンテナ25から送信される送信波Tの当該方向における経路差Dが決まる。経路差Dが決まれば、位相制御部23は、複数の送信アンテナ25から送信される送信波Tの位相が当該方向において揃うように、制御する位相又は位相の制御量を決定することができる。したがって、送信波Tのビームの方向に対応する位相の制御量は、例えば位相制御部232において予め設定されていてもよい。一方、ステップS3において、位相制御部23ではなく制御部10が位相の制御量を決定してもよい。送信波Tのビームの方向と、当該方向に対応する位相の制御量は、例えば位相制御部23及び制御部10に接続された記憶部18の少なくとも一方に予め記憶しておいてよい。また、送信波Tのビームの方向と、当該方向に対応する位相の制御量は、例えば位相制御部23及び制御部10の少なくとも一方において算出してもよい。
 ステップS3において制御する位相が決定されたら、位相制御部23は、決定された位相を周波数fに応じて調整する(ステップS4)。上述のように、送信波Tの周波数fが時間の経過に伴い変化すると、ステップS3に示した位相の制御を行っても、複数の送信アンテナ25から送信される送信波Tの位相が所定の方向において揃わないことがある。したがって、位相制御部23は、ステップS3において決定された送信波Tの位相を、ステップS4において、送信波Tのその時点の周波数fに応じて、さらに調整する。ステップS4において行う位相の調整は、前述した通りであるため、より詳細な説明は省略する。
 ステップS4において位相が周波数fに応じて調整されたら、電子機器1は、位相が調整された送信波Tを複数の送信アンテナ25から送信する(ステップS5)。ステップS5において、例えば制御部10が、例えば信号生成部21、シンセサイザ22、位相制御部23、及び増幅器24の少なくともいずれかを制御することにより、複数の送信アンテナ25から送信波Tが送信されるようにしてよい。ステップS5の処理が行われると、電子機器1の複数の送信アンテナ25から送信される送信波Tは、所定の方向に強め合ってビームを形成する。
 このように、一実施形態に係る電子機器1は、複数の送信アンテナ25から送信波Tを送信する。ここで、送信波Tは、周波数が時間の経過に伴って変化する電波としてよい。また、一実施形態に係る電子機器1において、位相制御部23は、複数の送信アンテナ25から送信されるそれぞれの送信波Tの位相が所定の方向αにおいて揃うように、複数の送信アンテナ25から送信される送信波Tの少なくとも1つの位相を制御する。さらに、一実施形態に係る電子機器1において、位相制御部23は、送信波Tの少なくとも1つの位相を、当該送信波の周波数に基づいて調整する。
 一実施形態において、位相制御部23は、送信波Tの少なくとも1つの位相を、周波数fの時間変化とほぼ同期して調整してもよい。また、一実施形態において、位相制御部23は、送信波Tのビームの送信角度の時間の経過に伴う変化量を打ち消すように、送信波Tの位相を調整してもよい。
 ステップS3の処理とステップS4の処理は、連続して個々に行う処理としてもよい。すなわち、まずステップS3においては、決定した位相の制御量に基づいて位相を制御してよい。この場合、ステップS3において決定して制御された位相を、ステップS4においてさらに調整してもよい。一方、ステップS3の処理とステップS4の処理は、まとめて行う処理としてもよい。すなわち、ステップS3においては位相の制御量を決定するが、決定した位相の制御量に基づく位相の制御を行わなくてもよい。この場合、ステップS3において決定した位相をステップS4においてさらに調整したものを、送信波Tの位相としてもよい。
 以上説明したように、一実施形態に係る電子機器1によれば、複数の送信アンテナ25から送信される送信波Tのビームを所定の方向に形成する際に、送信波Tの周波数fに基づいて位相が調整される。
 したがって、一実施形態に係る電子機器1によれば、複数の送信アンテナ25から送信される送信波Tのビームを形成する際に、当該ビームを所定の方向に正確に向けることができる。よって、一実施形態に係る電子機器1によれば、対象物との間の距離の測定など、対象物を測定する精度を向上させることができる。
 従来、例えば無線通信などの技術分野において、送信波のビームを所定の方向に向けるために、ビームフォーミングの手法が用いられている。無線通信に用いられる送信波の周波数は、せいぜい数MHzから数百MHzのオーダの帯域幅であることが多い。このような周波数帯域幅の送信波を例えばチャープ信号として送信する場合、その周波数が時間の経過に伴って変化する幅は、帯域幅4GHzのミリ波のような場合に比べると僅かである。したがって、無線通信の電波のように帯域幅の小さな複数の送信波の位相を所定の方向において揃えるためには、複数の送信波の経路差を考慮して位相を制御するだけで十分である。すなわち、無線通信の場合、上述のような、送信波の周波数に応じて送信波の位相を調整しなくても、ある程度正確な方向にビームフォーミングを行うことができる。
 一方、ミリ波レーダのように例えば77GHz~81GHzの4GHzの周波数帯域幅の送信波を送信する場合、その周波数が時間の経過に伴って変化する幅は、無線通信の場合に比べると非常に大きなものとなる。したがって、ミリ波レーダの電波のように帯域幅の大きな複数の送信波の位相を所定の方向において揃えるためには、複数の送信波の経路差を考慮して位相を制御するだけでは不十分である。すなわち、ミリ波レーダのような場合、送信波の周波数に応じて送信波の位相を調整することにより、正確な方向にビームフォーミングを行うことができるようになる。本開示は、77GHzより低い、又は、81GHzより高い周波数帯域幅の送信波を送信する場合に適用されるとしてもよい。
 以上説明したように、一実施形態に係る電子機器1によれば、レーダの技術を用いる際に、複数の送信アンテナ25から送信される送信波Tによって、正確な方向にビームフォーミングを行うことができる。すなわち、複数の送信アンテナ25から送信される送信波Tによって、特定の方向(例えば必要な方向)の送信信号を強め合うことができる。したがって、一実施形態に係る電子機器1によれば、例えば、対象物200との間の距離、対象物200に対する方位角、及び対象物200との相対速度の少なくともいずれかを測定(又は推定)する際の精度を向上することができる。また、一実施形態に係る電子機器1によれば、不要な方向には複数の送信アンテナ25から送信波Tを送信しないようにできる。このため、一実施形態に係る電子機器1によれば、不要な方向から受信する反射波Rを低減することもできる。したがって、一実施形態に係る電子機器1によれば、このような観点からも、対象物200との間の距離、対象物200に対する方位角、及び対象物200との相対速度の少なくともいずれかを測定(又は推定)する際の精度を向上することができる。すなわち、一実施形態に係る電子機器1によれば、所望の測定範囲において、高精度かつ高信頼度の測定を行うことができる。
 次に、一実施形態に係る電子機器によるキャリブレーションについて説明する。
 上述した電子機器1において、信号生成部21が複数の送信信号を同じ位相で生成しても、複数の送信アンテナ25それぞれから送信される時点では、複数の送信信号の位相は同じでないことがあり得る。これは、増幅器24及び/又はフィルタ部のような機能部が温度の変動の影響を受けやすいことが一因と想定される。すなわち、電子機器1において、信号生成部21において生成される送信信号は、位相制御部23を経ることにより、送信アンテナ25から送信される時点の位相が変動していることがあり得る。このような位相の変動は、増幅器24及び/又はフィルタ部のような機能部における温度に依存して異なるものと想定される。また、前述のような位相の変動は、増幅器24及び/又はフィルタ部のような機能部における温度変動にも依存して異なる場合もあると想定される。
 また、上述した電子機器1において、複数の送信アンテナ25それぞれから送信される複数の送信信号の位相を仮に同じにしても、当該送信信号の反射波が受信アンテナ31から受信される時点では、複数の送信信号の位相は同じでないこともあり得る。これは、複数の送信アンテナ25それぞれから送信波が送信されてから、当該送信波が反射した反射波が受信アンテナ31から受信されるまでに、電磁波が伝搬する経路における誘電率が変化することが一因と想定される。電磁波が伝搬する経路における誘電率の変化は、例えば、送信アンテナ25及び受信アンテナ31の少なくとも一方に水滴、塵などの物が付着することに起因し得る。また、このような誘電率の変化は、例えば、送信アンテナ25及び受信アンテナ31の少なくとも一方を覆うレーダカバーのようなカバー部材に水滴又は塵などが付着することにも起因し得る。さらに、前述のような誘電率の変化は、例えば、送信アンテナ25から送信波が送信されてから、当該送信波が反射した反射波として受信されるまでに、電磁波の経路において雨の水滴などを通過することにも起因し得る。このように、電子機器1において、複数の送信アンテナ25それぞれから送信される送信波は、誘電率が異なる経路を経ることにより、受信アンテナ31から受信される時点の位相が変動していることがあり得る。
 したがって、以上のような位相の変動が生じる場合、電子機器1においてキャリブレーションを行うことが望ましい。
 図9は、一実施形態によるキャリブレーションを行う電子機器の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図9に示す電子機器は、上述した一実施形態に係る電子機器1と部分的に同じ構成とすることができる。したがって、以下、上述した一実施形態に係る電子機器1と同様になる説明は、適宜、簡略化又は省略する。
 図9に示すように、一実施形態に係る電子機器2は、上述した電子機器1とは、制御部10の構成が異なる。また、一実施形態に係る電子機器2は、上述した電子機器1と異なる点として、温度検出部70に接続される。
 図9に示す電子機器2において、制御部10は、タイマ80、キャリブレーション制御部81、位相推定部83、及び調整値算出部85を備えている。制御部10が備えるこれらの機能部は、例えばCPU及び当該CPUで実行されるプログラムとして構成してよい。また、図9に示すように、制御部10は、記憶部18に接続されてよい。
 図9に示す制御部10において、キャリブレーション制御部81は、制御部10が行うキャリブレーションの動作を制御する。キャリブレーション制御部81は、温度検出部70からの温度情報及び/又はタイマ80からの時間情報に基づいて、キャリブレーションの動作を開始してよい。キャリブレーションの動作を開始すると、キャリブレーション制御部81は、信号生成部21及び位相推定部83の少なくとも一方を起動するように制御してよい。
 位相推定部83は、キャリブレーション制御部81からの起動トリガに基づいて、位相を推定する。位相推定部83は、AD変換部35によってデジタル信号に変換された受信信号に基づいて、当該受信信号の位相を推定又は算出する。このようにして推定された位相は、調整値算出部85に供給される。
 調整値算出部85は、調整値算出部85に供給される位相に基づいて、位相の調整値を算出する。調整値算出部85が行う位相の調整値の算出は、さらに後述する。このようにして算出された位相の調整値は、位相制御部23に供給される。
 温度検出部70は、例えば電子機器1又は電子機器1が搭載される移動体100における所定の部位の温度を検出することができる。温度検出部70は、温度を検出することができれば、例えばサーミスタ素子、測温抵抗体、又は熱電対などを採用したセンサのような、任意の温度センサとしてよい。温度検出部70が検出した温度の情報は、制御部10に供給されてよい。一実施形態において、温度検出部70が検出した温度の情報は、キャリブレーション制御部81に供給されてよい。
 温度検出部70は、各種の部位の温度を検出してよい。特に、温度検出部70は、温度が位相の変動に影響し易い部品などの温度、又は当該部品の近傍の温度を検出してよい。例えば、温度検出部70は、増幅器24及び/又はLNA32などの近傍などの温度を検出してよい。また、例えば、温度検出部70は、フィルタ部など又はその近傍の温度を検出してもよい。例えば、温度検出部70は、電子機器1の内部又はその近傍の温度を検出してもよい。
 タイマ80は、所定の時刻が到来したことを検出してよい。また、タイマ80は、所定の時間が経過したことを検出してもよい。タイマ80は、所定の時刻が到来したこと又は所定の時間が経過したことを、キャリブレーション制御部81に通知してよい。このように、タイマ80が検出した時間の情報は、キャリブレーション制御部81に供給されてよい。図9において、タイマ80は、制御部10を構成する機能部として示してある。しかしながら、タイマ80は、例えば制御部10の外部に設けられて、制御部10に時間情報を通知してもよい。タイマ80は、所定の時刻の到来、及び/又は、所定の時間の経過を検出することができれば、任意の構成としてよい。
 図9に示す例において、電子機器2は、温度検出部70及びタイマ80の両方を備えている。しかしながら、以下に示すように、温度検出部70又はタイマ80の一方のみを備えてもよい。
 図10は、電子機器2が行うキャリブレーションの動作を説明するフローチャートである。一実施形態に係る電子機器2は、複数の送信アンテナ25から送信された送信波Tが反射した反射波Rのそれぞれを受信アンテナ31から受信する点については、上述した電子機器1の動作と同様である。一実施形態に係る電子機器2は、前述の動作の結果に基づいて、受信アンテナ31によって受信される反射波Rのそれぞれの位相が揃うように、送信波Tの少なくとも1つの位相を調整する。このような動作を、以下、適宜、単に「キャリブレーション」と記す。
 図10に示す動作(キャリブレーション)が開始すると、制御部10は、温度検出部70によって所定の温度又は温度の変動が検出されたか否かを判定する(ステップS11)。例えば、温度の検出開始から5°などの温度変化が検出された場合、所定の温度変動が検出されたとしてもよい。ここで、所定の温度変動が検出されたと判定する温度変化は、例えば1°又は10°など、任意の温度変化としてよい。また、例えば、ステップS11においては、検出される温度が所定の温度に達したか否かを判定してもよい。例えば、所定の温度として10°などの温度に達したことを判定してもよい。ここで、所定の温度に達したと判定される温度は、例えば-5°又は30°など、任意の温度としてよい。ステップS11においては、所定の温度若しくはその変動の検出に代えて、又は所定の温度若しくはその変動の検出とともに、タイマ80によって所定の時間の経過が検出されたか否かを判定してもよい。例えば、所定の時間として30秒が経過したことを判定してもよい。ここで、所定の時間の経過として判定される時間は、例えば1時間又は6カ月など、任意の時間としてよい。
 ステップS11において所定の温度若しくはその変動又は時間が検出されない場合、制御部10は、ステップS11の動作を続行する。すなわち、図10に示すキャリブレーションは、ステップS11の条件が満たされることがトリガとなって開始される。
 一方、ステップS11において所定の温度若しくはその変動又は時間が検出されたと判定すると、制御部10は、キャリブレーションを開始する。具体的には、キャリブレーション制御部81は、温度検出部70及び/又はタイマ80からの情報に基づいて、キャリブレーションを開始する。ここで、キャリブレーションが開始されると、キャリブレーション制御部81は、位相推定部83及び信号生成部21を起動する。
 ステップS11において所定の温度若しくはその変動又は時間が検出されたと判定すると、電子機器1は、複数の送信アンテナ25のうち、第1送信アンテナ(送信アンテナ25A)から送信波Tを送信する(ステップS12)。ステップS12において送信波Tが送信されたら、電子機器1は、送信波Tが反射した反射波Rを受信アンテナ31から受信する(ステップS13)。また、ステップS13において、制御部10は、受信した反射波Rから第1の位相を推定(算出)する。具体的には、ステップS13において、AD変換部35は、受信アンテナ31から受信された反射波Rに基づく受信信号を、デジタル信号に変換する。そして、位相推定部83は、AD変換部35から供給されるデジタル信号に基づいて、第1の位相を推定(算出)する。位相推定部83は、算出した第1の位相を、調整値算出部85に供給する。
 ステップS13が行われると、電子機器1は、複数の送信アンテナ25のうち、第2送信アンテナ(送信アンテナ25B)から送信波Tを送信する(ステップS14)。ステップS14において送信波Tが送信されたら、電子機器1は、送信波Tが反射した反射波Rを受信アンテナ31から受信する(ステップS15)。また、ステップS15において、制御部10は、受信した反射波Rから第2の位相を推定又は算出する。具体的には、ステップS15において、AD変換部35は、受信アンテナ31から受信された反射波Rに基づく受信信号を、デジタル信号に変換する。そして、位相推定部83は、AD変換部35から供給されるデジタル信号に基づいて、第2の位相を推定又は算出する。位相推定部83は、算出した第2の位相を、調整値算出部85に供給する。
 ステップS13において第1の位相が推定され、ステップS15において第2の位相が推定されたら、制御部10は、これらの位相に基づいて、位相調整値を算出する。具体的には、調整値算出部85は、位相推定部83から供給された第1の位相及び第2の位相から、位相調整値を算出する。例えば、調整値算出部85は、第1の位相と第2の位相との差を算出してもよい。この第1の位相と第2の位相との差である位相差に基づいて、制御部10は、第1の位相と第2の位相との差異を埋めることができる。すなわち、制御部10は、上述の位相差に基づいて、複数の送信アンテナ25から送信される送信波Tの少なくとも1つの位相を調整することにより、受信アンテナ31によって受信される反射波Rのそれぞれの位相を揃えることができる。
 上述のような動作を行うために、ステップS16において位相調整値が算出されたら、制御部10は、この位相調整値を、位相制御部23に通知する(ステップS17)。具体的には、ステップS17において、調整値算出部85は、算出した位相調整値を、位相制御部23に通知する。これにより、位相制御部23は、キャリブレーション後に複数の送信アンテナ25から送信される送信波Tの少なくとも1つの位相を調整することができる。そして、キャリブレーション後は、受信アンテナ31によって受信される反射波Rのそれぞれの位相は揃うようになる。
 このように、一実施形態に係る電子機器2は、上述した電子機器1と同様に、周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波Tとして複数の送信アンテナ25から送信する。ここで、複数の送信アンテナ25とは、例えば送信アンテナ25A及び送信アンテナ25Bとしてよい。また、一実施形態に係る電子機器2において、上述した電子機器1と同様に、位相制御部23は、複数の送信アンテナ25から送信される送信波Tの少なくとも1つの位相を制御する。
 一方、一実施形態に係る電子機器2において、位相制御部23は、送信波Tの少なくとも1つの位相を調整する際、受信アンテナ31によって受信される反射波Rのそれぞれの位相が揃うようにしてよい。また、位相制御部23は、数の送信アンテナ25から送信された送信波Tが反射した反射波Rのそれぞれを受信アンテナ31から受信した結果に基づいて、受信アンテナ31によって受信される反射波Rのそれぞれの位相が揃うようにしてよい。また、位相制御部23は、反射波Rのそれぞれを受信アンテナ31から受信した結果に基づいて推定された反射波Rのそれぞれの位相に基づいて、反射波Rのそれぞれに位相差が生じないように、送信波Tの少なくとも1つの位相を調整してもよい。
 また、一実施形態に係る電子機器2において、位相制御部23は、所定の温度の検出に基づいて、キャリブレーションを行ってもよい。また、一実施形態に係る電子機器2において、位相制御部23は、所定の温度変化の検出に基づいて、キャリブレーションを行ってもよい。また、一実施形態に係る電子機器2において、位相制御部23は、所定時間の経過に基づいて、キャリブレーションを行ってもよい。さらに、一実施形態に係る電子機器2において、位相制御部23は、電子機器2の起動又は始動に基づいて、キャリブレーションを行ってもよい。
 以上説明したように、一実施形態に係る電子機器2によれば、温度が変動したために、温度の影響を受ける機能部が位相の変動を生じさせた場合であっても、キャリブレーションが行われる。また、一実施形態に係る電子機器2によれば、時間が経過したために、電磁波の経路における誘電率の変化に起因して位相の変動が生じた場合であっても、キャリブレーションが行われる。このように、一実施形態に係る電子機器2によれば、キャリブレーションが行われることにより、受信アンテナ31によって受信される反射波Rのそれぞれの位相は揃うようになる。
 上述の実施形態では、図10のステップS11において、所定の温度若しくは温度の変動又は所定の時間経過をトリガとして、キャリブレーションを行った。しかしながら、ステップS11において、所定の温度に達したこと、所定の温度変動があったこと、又は所定の時間が経過したこと、のいずれか1つをトリガとして、キャリブレーションを行ってもよい。また、他の実施形態において、ステップS11において、電子機器1の起動又は始動に基づいて、キャリブレーションを行ってもよい。
 本開示を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部に含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能である。複数の機能部等は、1つに組み合わせられたり、分割されたりしてよい。上述した本開示に係る各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施され得る。つまり、本開示の内容は、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことができる。したがって、これらの変形および修正は本開示の範囲に含まれる。例えば、各実施形態において、各機能部、各手段、各ステップなどは論理的に矛盾しないように他の実施形態に追加し、若しくは、他の実施形態の各機能部、各手段、各ステップなどと置き換えることが可能である。また、各実施形態において、複数の各機能部、各手段、各ステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本開示の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。
 上述した実施形態は、電子機器1及び電子機器2としての実施のみに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態は、電子機器1及び電子機器2のような機器の制御方法として実施してもよい。さらに、例えば、上述した実施形態は、電子機器1及び電子機器2のような機器の制御プログラムとして実施してもよい。
 上述の実施形態においては、送信アンテナ25が2つであるものとして説明したが、一実施形態において、送信アンテナ25は3本以上としてもよい。送信アンテナ25を3本以上とする場合、複数の送信アンテナ25のうち1つを基準アンテナとしてもよい。この場合、当該基準アンテナが送信する送信波と、その他の送信アンテナ25が送信する送信波との所定の方向における経路差Dに応じて、送信アンテナ25が送信する送信波の位相を制御してもよい。また、このような位相の制御の際に、送信波の周波数fに基づいて位相を調整してもよい。
 一実施形態に係る電子機器1及び電子機器2は、最小の構成としては、例えば位相制御部23のみを備えるものとしてよい。一方、一実施形態に係る電子機器1及び電子機器2は、位相制御部23の他に、図2に示すような、制御部10、信号生成部21、及び送信アンテナ25の少なくともいずれかを、適宜含んで構成してもよい。また、一実施形態に係る電子機器1及び電子機器2は、位相制御部23の他に、上述の機能部に代えて、又は上述の機能部とともに、受信アンテナ31、AD変換部35、距離FFT処理部11、速度FFT処理部12、及び到来角推定部13の少なくともいずれかを、適宜含んで構成してもよい。このように、一実施形態に係る電子機器1及び電子機器2は、種々の構成態様とすることができる。また、一実施形態に係る電子機器1及び電子機器2が移動体100に搭載される場合、例えば上述の各機能部の少なくともいずれかは、移動体100内部などの適当な場所に設置されてよい。一方、一実施形態においては、例えば送信アンテナ25及び受信アンテナ31の少なくともいずれかは、移動体100の外部に設置されてもよい。
 また、本開示において、制御部10は、パラメータ設定部16のパラメータ値を、移動体100の位置に応じて設定してもよい。例えば、制御部10は、パラメータ設定部16のパラメータ値を、移動体100が高速走行している場合に長距離狭角な範囲のセンシングの設定値とし、移動体100が交差点に進入する場合には交差点の左右を近距離広角でセンシングする設定値としてもよい。この場合のマルチファンクションレーダは、移動体100の状況に対して、シームレスかつ的確に対応可能である。
 1,2 電子機器
 10 制御部
 11 距離FFT処理部
 12 速度FFT処理部
 13 到来角推定部
 14 物体検出部
 15 検出範囲決定部
 16 パラメータ設定部
 18 記憶部
 20 送信部
 21 信号生成部
 22 シンセサイザ
 23 位相制御部
 24 増幅器
 25,25A,25B 送信アンテナ
 30 受信部
 31,31A,31B,31N 受信アンテナ
 32 LNA
 33 ミキサ
 34 IF部
 35 AD変換部
 40 センサ
 50 ECU
 70 温度検出部
 80 タイマ
 81 キャリブレーション制御部
 83 位相推定部
 85 調整値算出部
 100 移動体
 200 対象物

Claims (20)

  1.  周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波として複数の送信アンテナから送信する電子機器であって、
     前記複数の送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の位相が所定の方向において揃うように、当該複数の送信アンテナから送信される送信波の少なくとも1つの位相を制御する位相制御部を備え、
     前記位相制御部は、前記送信波の少なくとも1つの位相を、当該送信波の周波数に基づいて調整する、電子機器。
  2.  前記位相制御部は、前記送信波の少なくとも1つの位相を、前記周波数の時間変化とほぼ同期して調整する、請求項1に記載の電子機器。
  3.  前記位相制御部は、前記送信波の少なくとも1つの位相を、基準となる送信波に対する位相差が一定値になるように調整する、請求項1又は2に記載の電子機器。
  4.  前記位相制御部は、前記複数の送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の前記所定の方向における経路差に応じて、前記送信波の少なくとも1つの位相を制御する、請求項1から3のいずれかに記載の電子機器。
  5.  前記送信波の周波数に対応する位相の調整量を記憶する記憶部を備え、
     前記位相制御部は、前記記憶部に記憶された前記送信波の周波数に対応する位相の調整量に基づいて、前記送信波の少なくとも1つの位相を調整する、請求項1から4のいずれかに記載の電子機器。
  6.  前記位相制御部は、前記送信波の周波数から算出される位相の調整量に基づいて、前記送信波の少なくとも1つの位相を調整する、請求項1から4のいずれかに記載の電子機器。
  7.  前記位相制御部は、前記送信波の周波数をフィルタ処理することにより得られる位相の調整量に基づいて、前記送信波の少なくとも1つの位相を調整する、請求項6に記載の電子機器。
  8.  前記複数の送信アンテナから送信された送信波のうち所定の対象物によって反射された反射波に基づいて、前記所定の対象物との間の距離、前記所定の対象物に対する方位角、及び前記所定の対象物との相対速度の少なくともいずれかを推定する制御部を備える、請求項1から7のいずれかに記載の電子機器。
  9.  周波数が時間の経過に伴って線形に変化する送信波を送信する、請求項1から8のいずれかに記載の電子機器。
  10.  周波数が時間の経過に伴って周期的に変化する送信波を送信する、請求項1から9のいずれかに記載の電子機器。
  11.  前記送信波としてミリ波帯の電波を送信する、請求項1から10のいずれかに記載の電子機器。
  12.  前記送信波として77GHz以上、81GHz以下の周波数の帯域幅を有する電波を送信する、請求項11に記載の電子機器。
  13.  周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波として複数の送信アンテナから送信する送信ステップと、
     前記複数の送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の位相が所定の方向において揃うように、当該複数の送信アンテナから送信される送信波の少なくとも1つの位相を制御する位相制御ステップと、
     前記送信波の少なくとも1つの位相を、当該送信波の周波数に基づいて調整する位相調整ステップと、
     を含む、電子機器の制御方法。
  14.  コンピュータに、
     周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波として複数の送信アンテナから送信する送信ステップと、
     前記複数の送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の位相が所定の方向において揃うように、当該複数の送信アンテナから送信される送信波の少なくとも1つの位相を制御する位相制御ステップと、
     前記送信波の少なくとも1つの位相を、当該送信波の周波数に基づいて調整する位相調整ステップと、
     を実行させる、電子機器の制御プログラム。
  15.  周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波として複数の送信アンテナから送信する電子機器であって、
     前記複数の送信アンテナから送信される送信波の少なくとも1つの位相を制御する位相制御部を備え、
     前記位相制御部は、前記複数の送信アンテナから送信された送信波が反射した反射波のそれぞれを受信アンテナから受信した結果に基づいて、当該受信アンテナによって受信される反射波のそれぞれの位相が揃うように、前記送信波の少なくとも1つの位相を調整する、電子機器。
  16.  前記位相制御部は、前記反射波のそれぞれを受信アンテナから受信した結果に基づいて推定された当該反射波のそれぞれの位相に基づいて、当該反射波のそれぞれに位相差が生じないように、前記送信波の少なくとも1つの位相を調整する、請求項15に記載の電子機器。
  17.  前記位相制御部は、所定の温度の検出に基づいて、前記送信波の少なくとも1つの位相を調整する、請求項1、15、及び16のいずれかに記載の電子機器。
  18.  前記位相制御部は、所定の温度変化の検出に基づいて、前記送信波の少なくとも1つの位相を調整する、請求項1又は請求項15から17のいずれかに記載の電子機器。
  19.  前記位相制御部は、所定時間の経過に基づいて、前記送信波の少なくとも1つの位相を調整する、請求項1又は請求項15から18のいずれかに記載の電子機器。
  20.  前記位相制御部は、前記電子機器の起動又は始動に基づいて、前記送信波の少なくとも1つの位相を調整する、請求項1又は請求項15から19のいずれかに記載の電子機器。
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US17/258,547 US20210156992A1 (en) 2018-07-20 2019-07-01 Electronic device, control method of electronic device and control program of electronic device
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11300677B2 (en) * 2019-07-08 2022-04-12 GM Global Technology Operations LLC Automated driving systems and control logic for host vehicle velocity estimation using wide aperture radar

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4749995A (en) * 1985-02-26 1988-06-07 Westinghouse Electric Corp. Phased array radar antenna system
JPH06242229A (ja) * 1993-02-12 1994-09-02 Toshiba Corp レーダ装置
JPH11340723A (ja) * 1998-05-29 1999-12-10 Mitsubishi Electric Corp 2段移相器制御方法
JP2001094345A (ja) * 1999-09-27 2001-04-06 Mitsubishi Electric Corp ノイズ信号送信方式
JP2002076743A (ja) * 2000-08-31 2002-03-15 Mitsubishi Electric Corp フェーズドアレーアンテナ装置
JP2010243237A (ja) * 2009-04-02 2010-10-28 Mitsubishi Electric Corp 目標検出方法及びレーダ装置並びにアレーアンテナ装置
JP2015005994A (ja) 2009-04-13 2015-01-08 ビアサット・インコーポレイテッド 多重ビーム能動的位相配列アーキテクチャ
JP2017143356A (ja) * 2016-02-08 2017-08-17 三菱電機株式会社 アンテナ装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4263600A (en) * 1979-12-10 1981-04-21 Hughes Aircraft Company Wide-band, phase scanned antenna
JP2001166029A (ja) 1999-12-10 2001-06-22 Toyota Motor Corp Dbfレーダ装置
WO2006107565A1 (en) 2005-04-04 2006-10-12 Raytheon Company System and method for coherently combining a plurality of radars
US7522096B2 (en) * 2007-04-09 2009-04-21 Honeywell International Inc Method for phase calibrating antennas in a radar system
JP5109492B2 (ja) * 2007-06-18 2012-12-26 株式会社豊田中央研究所 レーダ装置
CN101483274B (zh) * 2009-02-24 2012-06-13 中国航天科技集团公司第五研究院第五○四研究所 一种相位可变功率检测的阵列天线外校准的方法
US8456351B2 (en) * 2010-04-20 2013-06-04 International Business Machines Corporation Phased array millimeter wave imaging techniques
JP5620757B2 (ja) 2010-09-01 2014-11-05 株式会社豊田中央研究所 レーダ装置
WO2013080570A1 (ja) 2011-12-02 2013-06-06 パナソニック株式会社 レーダ装置
JP5933471B2 (ja) * 2013-03-14 2016-06-08 パナソニック株式会社 フェーズドアレイ送信装置
JP6371534B2 (ja) * 2014-02-12 2018-08-08 株式会社デンソーテン レーダ装置、車両制御システム、および、信号処理方法
US20150253419A1 (en) * 2014-03-05 2015-09-10 Delphi Technologies, Inc. Mimo antenna with improved grating lobe characteristics
KR102459683B1 (ko) * 2015-07-09 2022-10-28 삼성전자주식회사 무선 주파수 모듈에서의 교정장치 및 방법
US10637154B2 (en) * 2016-06-10 2020-04-28 Intel IP Corporation Array antenna arrangement
DE102016124783A1 (de) * 2016-12-19 2018-06-21 Infineon Technologies Ag Hochfrequenzvorrichtung und entsprechendes Verfahren

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4749995A (en) * 1985-02-26 1988-06-07 Westinghouse Electric Corp. Phased array radar antenna system
JPH06242229A (ja) * 1993-02-12 1994-09-02 Toshiba Corp レーダ装置
JPH11340723A (ja) * 1998-05-29 1999-12-10 Mitsubishi Electric Corp 2段移相器制御方法
JP2001094345A (ja) * 1999-09-27 2001-04-06 Mitsubishi Electric Corp ノイズ信号送信方式
JP2002076743A (ja) * 2000-08-31 2002-03-15 Mitsubishi Electric Corp フェーズドアレーアンテナ装置
JP2010243237A (ja) * 2009-04-02 2010-10-28 Mitsubishi Electric Corp 目標検出方法及びレーダ装置並びにアレーアンテナ装置
JP2015005994A (ja) 2009-04-13 2015-01-08 ビアサット・インコーポレイテッド 多重ビーム能動的位相配列アーキテクチャ
JP2017143356A (ja) * 2016-02-08 2017-08-17 三菱電機株式会社 アンテナ装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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