WO2021106540A1 - 電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラム - Google Patents

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WO2021106540A1
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electronic device
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wave
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村上　洋平
正光 錦戸
徹 佐原
聡 川路
拓也 本間
将行 佐東
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京セラ株式会社
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Definitions

  • This disclosure relates to electronic devices, electronic device control methods, and programs.
  • radar Radio Detecting and Langing
  • RADAR Radio Detecting and Langing
  • Techniques have been studied in various ways. The importance of such technology for measuring distances will increase in the future with the development of technology that assists the driver's driving and technology related to autonomous driving that automates part or all of the driving. is expected.
  • Patent Document 1 discloses a one-antenna type transmission / reception shared radar that transmits a transmitted wave and receives a reflected wave.
  • Patent Document 2 discloses an in-vehicle radar device that detects an object having a large amplitude of a reflected wave and an object having a small amplitude.
  • the electronic device includes a transmitting antenna for transmitting a transmitted wave, a receiving antenna for receiving the reflected wave reflected by the transmitted wave, a control unit, and a gain adjusting unit.
  • the control unit detects an object that reflects the transmitted wave based on the transmitted signal transmitted as the transmitted wave and the received signal received as the reflected wave.
  • the control unit controls the transmitted wave to be transmitted in at least two different modes.
  • the gain adjusting unit adjusts the gain of the received signal for each mode.
  • the control method of the electronic device is The step of transmitting the transmitted wave from the transmitting antenna and The step of receiving the reflected wave from which the transmitted wave is reflected from the receiving antenna, A step of detecting an object that reflects the transmitted wave based on the transmitted signal transmitted as the transmitted wave and the received signal received as the reflected wave.
  • the control method controls the transmitted wave to be transmitted in at least two different modes. Further, the control method includes a step of adjusting the gain of the received signal for each of the modes in the adjusting step.
  • the program according to one embodiment is for electronic devices.
  • the program causes the electronic device to perform a step of controlling the transmitted wave to be transmitted in at least two different modes. Further, the program executes a step of adjusting the gain of the received signal for each of the modes in the adjusting step.
  • An object of the present disclosure is to provide an electronic device, a control method for the electronic device, and a program capable of improving the detection accuracy of a target while reducing the cost of the device. According to one embodiment, it is possible to provide an electronic device, a control method for the electronic device, and a program capable of improving the detection accuracy of the target while reducing the cost of the device.
  • the electronic device according to the embodiment By mounting the electronic device according to the embodiment on a vehicle (moving body) such as an automobile, it is possible to detect a predetermined object existing around the moving body as a target. Therefore, the electronic device according to the embodiment can transmit the transmitted wave to the periphery of the mobile body from the transmitting antenna installed on the mobile body. Further, the electronic device according to the embodiment can receive the reflected wave in which the transmitted wave is reflected from the receiving antenna installed in the mobile body. At least one of the transmitting antenna and the receiving antenna may be provided in, for example, a radar sensor installed in a moving body.
  • the electronic device according to one embodiment is mounted on an automobile such as a passenger car.
  • the electronic devices according to the embodiment include agricultural work devices such as self-driving automobiles, buses, trucks, motorcycles, bicycles, ships, aircrafts, and tractors, snow removal vehicles, cleaning vehicles, police cars, ambulances, fire engines, helicopters, and drones. It may be mounted on various moving bodies. Further, the electronic device according to the embodiment is not necessarily mounted on a moving body that moves by its own power. For example, the moving body on which the electronic device according to the embodiment is mounted may be a trailer portion towed by a tractor or the like.
  • the electronic device can measure the distance between the sensor and the object in a situation where at least one of the sensor and a predetermined object can move. Further, the electronic device according to the embodiment can measure the distance between the sensor and the object even if both the sensor and the object are stationary.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a usage mode of the electronic device according to the embodiment.
  • FIG. 1 shows an example in which a sensor including a transmitting antenna and a receiving antenna according to an embodiment is installed in a moving body.
  • the mobile body 100 shown in FIG. 1 is provided with a sensor 5 including a transmitting antenna and a receiving antenna according to the embodiment. Further, it is assumed that the mobile body 100 shown in FIG. 1 is equipped (for example, built-in) with the electronic device 1 according to the embodiment. The specific configuration of the electronic device 1 will be described later.
  • the sensor 5 may include, for example, at least one of a transmitting antenna and a receiving antenna. Further, the sensor 5 may appropriately include at least one of other functional units such as at least a part of the control unit 10 (FIG. 2) included in the electronic device 1.
  • the moving body 100 shown in FIG. 1 may be an automobile vehicle such as a passenger car, but may be any type of moving body. In FIG. 1, the moving body 100 may, for example, move (run or slow) in the positive direction (traveling direction) of the Y axis shown in the figure, move in another direction, or move. It may be stationary without.
  • a sensor 5 provided with a transmitting antenna is installed in the moving body 100.
  • only one sensor 5 including a transmitting antenna and a receiving antenna is installed in front of the moving body 100.
  • the position where the sensor 5 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 5 as shown in FIG. 1 may be installed on the left side, the right side, and / or the rear side of the moving body 100.
  • the number of such sensors 5 may be any one or more depending on various conditions (or requirements) such as the measurement range and / or accuracy of the moving body 100.
  • the sensor 5 may be installed inside the moving body 100.
  • the inside of the moving body 100 may be, for example, a space in a bumper, a space in a body, a space in a headlight, a space in a driving space, or the like.
  • the sensor 5 transmits an electromagnetic wave as a transmission wave from the transmission antenna. For example, when a predetermined object (for example, the object 200 shown in FIG. 1) exists around the moving body 100, at least a part of the transmitted wave transmitted from the sensor 5 is reflected by the object to become a reflected wave. Then, by receiving such a reflected wave by, for example, the receiving antenna of the sensor 5, the electronic device 1 mounted on the mobile body 100 can detect the object as a target.
  • a predetermined object for example, the object 200 shown in FIG. 1
  • the sensor 5 provided with a transmitting antenna may typically be a radar (RADAR (Radio Detecting and Ringing)) sensor that transmits and receives radio waves.
  • RADAR Radio Detecting and Ringing
  • the sensor 5 is not limited to the radar sensor.
  • the sensor 5 according to the embodiment may be, for example, a sensor based on the technology of LIDAR (Light Detection and Ringing, Laser Imaging Detection and Ringing) using light waves. Sensors such as these can be configured to include, for example, a patch antenna. Since technologies such as RADAR and LIDAR are already known, detailed description may be simplified or omitted as appropriate.
  • the electronic device 1 mounted on the mobile body 100 shown in FIG. 1 receives the reflected wave of the transmitted wave transmitted from the transmitting antenna of the sensor 5 from the receiving antenna. In this way, the electronic device 1 can detect a predetermined object 200 existing within a predetermined distance from the moving body 100 as a target. For example, as shown in FIG. 1, the electronic device 1 can measure the distance L between the moving body 100, which is the own vehicle, and the predetermined object 200. The electronic device 1 can also measure the relative speed between the moving body 100, which is its own vehicle, and the predetermined object 200. Further, the electronic device 1 can also measure the direction (arrival angle ⁇ ) at which the reflected wave from the predetermined object 200 arrives at the moving body 100 which is the own vehicle.
  • the object 200 is, for example, at least one of an oncoming vehicle traveling in a lane adjacent to the moving body 100, a vehicle running in parallel with the moving body 100, and a vehicle before and after traveling in the same lane as the moving body 100.
  • the object 200 includes humans such as motorcycles, bicycles, strollers, pedestrians, animals, insects and other living organisms, guardrails, medians, road signs, sidewalk steps, walls, manholes, houses, buildings, bridges and the like. It may be any object existing around the moving body 100, such as a building or an obstacle.
  • the object 200 may be moving or may be stationary.
  • the object 200 may be an automobile parked or stopped around the moving body 100.
  • the object 200 is not limited to those on the roadway, but also in sidewalks, farms, farmlands, parking lots, vacant lots, spaces on roads, in stores, pedestrian crossings, water, air, gutters, rivers, and other moving objects.
  • the inside or outside of a building or other structure, etc. may be located in an appropriate place.
  • the object detected by the sensor 5 may include not only inanimate objects but also organisms such as humans, dogs, cats, horses, and other animals.
  • the object detected by the sensor 5 of the present disclosure may include a target including a person, an object, an animal, etc. detected by radar technology.
  • the ratio between the size of the sensor 5 and the size of the moving body 100 does not necessarily indicate the actual ratio.
  • the sensor 5 is shown in a state of being installed outside the moving body 100.
  • the sensor 5 may be installed at various positions on the moving body 100.
  • the sensor 5 may be installed inside the bumper of the moving body 100 so as not to appear in the appearance of the moving body 100.
  • the position where the sensor 5 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 the bumper, the inside of the headlight, the inside of the space inside the vehicle, or any combination thereof.
  • the transmitting antenna of the sensor 5 will be described as transmitting radio waves in a frequency band such as millimeter waves (30 GHz or more) or quasi-millimeter waves (for example, around 20 GHz to 30 GHz).
  • the transmitting antenna of the sensor 5 may transmit radio waves having a frequency bandwidth of 4 GHz, such as 77 GHz to 81 GHz.
  • FIG. 2 is a functional block diagram schematically showing a configuration example of the electronic device 1 according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a functional block diagram schematically showing a configuration example of the electronic device 1 according to the embodiment.
  • an example of the configuration of the electronic device 1 according to the embodiment will be described.
  • FMCW radar Frequency Modified Continuous Wave radar
  • the FMCW radar sweeps the frequency of the radio wave to be transmitted to generate a transmission signal. Therefore, in a millimeter-wave FMCW radar that uses radio waves in the frequency band of 79 GHz, for example, the frequency of the radio waves used has a frequency bandwidth of 4 GHz, for example, 77 GHz to 81 GHz.
  • the FMCW radar radar system used in the present disclosure may include an FCM system (Fast-Chirp Modulation) that transmits a chirp signal at a period shorter than usual.
  • the signal generated by the signal generation unit 21 is not limited to the FM-CW type signal.
  • the signal generated by the signal generation unit 21 may be a signal of various methods other than the FM-CW method.
  • the transmission signal sequence stored in the storage unit 40 may be different depending on these various methods.
  • a signal whose frequency increases and a signal whose frequency decreases for each time sample may be used. Since known techniques can be appropriately applied to the various methods described above, more detailed description thereof will be omitted.
  • the electronic device 1 is composed of a sensor 5 and an ECU (Electronic Control Unit) 50.
  • the ECU 50 controls various operations of the moving body 100.
  • the ECU 50 may be composed of at least one or more ECUs.
  • the electronic device 1 according to the embodiment includes a control unit 10. Further, the electronic device 1 according to the embodiment may appropriately include other functional units such as at least one of the transmission unit 20, the reception units 30A to 30D, and the storage unit 40.
  • the electronic device 1 may include a plurality of receiving units, such as the receiving units 30A to 30D.
  • the receiving unit 30A, the receiving unit 30B, the receiving unit 30C, and the receiving unit 30D are simply referred to as "reception unit 30".
  • the control unit 10 may include a distance FFT processing unit 11, a distance detection determination unit 12, a speed FFT processing unit 13, a speed detection determination unit 14, an arrival angle estimation unit 15, and an object detection unit 16. These functional units included in the control unit 10 will be further described later.
  • the transmission unit 20 may include a signal generation unit 21, a synthesizer 22, phase control units 23A and 23B, amplifiers 24A and 24B, and transmission 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, they are simply referred to as "amplifier 24”.
  • transmitting antenna 25A and the transmitting antenna 25B are not distinguished, they are simply referred to as "transmitting antenna 25".
  • the receiving unit 30 may be provided with corresponding receiving antennas 31A to 31D, respectively.
  • each of the plurality of receiving units 30 may include an LNA 32, a mixer 33, an IF unit 34, a gain adjusting unit 35, and an AD conversion unit 36, respectively, as shown in FIG.
  • the receiving units 30A to 30D may have the same configuration. In FIG. 2, as a typical example, the configuration of only the receiving unit 30A is schematically shown.
  • the above-mentioned sensor 5 may include, for example, a transmitting antenna 25 and a receiving antenna 31. Further, the sensor 5 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 constituting the electronic device 1.
  • the control unit 10 may include at least one processor, such as a CPU (Central Processing Unit), in order to provide control and processing power for executing various functions.
  • the control unit 10 may be realized collectively by one processor, by several processors, or by individual processors.
  • the processor may be implemented as a single integrated circuit.
  • the integrated circuit is also called an IC (Integrated Circuit).
  • the processor may be implemented as a plurality of communicably connected integrated circuits and discrete circuits.
  • the processor may be implemented on the basis of various other known techniques.
  • the 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 necessary for the operation of the control unit 10.
  • the storage unit 40 may store the program executed by the control unit 10, the result of the processing executed by the control unit 10, and the like. Further, the storage unit 40 may function as a work memory of the control unit 10.
  • the storage unit 40 can be configured by, for example, a semiconductor memory, a magnetic disk, or the like, but is not limited to these, and can be any storage device. Further, for example, the storage unit 40 may be a storage medium such as a memory card inserted in the electronic device 1 according to the present embodiment. Further, the storage unit 40 may be the internal memory of the CPU used as the control unit 10 as described above.
  • the storage unit 40 may store various parameters for setting a range for detecting an object by the transmission wave T transmitted from the transmission antenna 25 and the reflected wave R received from the reception antenna 31.
  • 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 40. 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 may control the signal generation unit 21 to generate a signal.
  • the signal generation unit 21 generates a signal (transmission signal) transmitted as a 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, for example, based on the control by the control unit 10. Specifically, the signal generation unit 21 may allocate the frequency of the transmission signal according to the parameters set by the control unit 10, for example.
  • the signal generation unit 21 receives frequency information from the control unit 10 or the storage unit 40 to generate a signal having a predetermined frequency in a frequency band such as 77 to 81 GHz.
  • the signal generation unit 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 by, for example, a microcomputer, or may be configured as, for example, a processor such as a CPU and a program executed by the processor. May be good.
  • Each functional unit described below may also be configured as hardware having the relevant function, or if possible, may be configured by, for example, a microcomputer, or may be executed by, for example, a processor such as a CPU and the processor. It may be configured as a program to be executed.
  • the signal generation unit 21 may generate a transmission signal (transmission chirp signal) such as a chirp signal.
  • the signal generation unit 21 may generate a signal (linear chirp signal) whose frequency changes linearly periodically.
  • the signal generation unit 21 may be a chirp signal whose frequency periodically and linearly increases from 77 GHz to 81 GHz with the passage of time.
  • the signal generation unit 21 may generate a signal in which the frequency periodically repeats linear increase (up chirp) and decrease (down chirp) from 77 GHz to 81 GHz with the passage of time.
  • the signal generated by the signal generation unit 21 may be preset in the control unit 10, for example.
  • the signal generated by the signal generation unit 21 may be stored in advance in, for example, a storage unit 40 or the like. Since chirp signals used in technical fields such as radar are known, more detailed description will be simplified or omitted as appropriate.
  • the signal generated by the signal generation unit 21 is supplied to the synthesizer 22.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a chirp signal generated by the signal generation unit 21.
  • the horizontal axis represents the elapsed time and the vertical axis represents the frequency.
  • the signal generation unit 21 generates a linear chirp signal whose frequency changes linearly periodically.
  • each chirp signal is shown as c1, c2, ..., C8.
  • the frequency increases linearly with the passage of time.
  • each chirp signal such as c1, c2, ..., C8 are included in one subframe. That is, the subframe 1 and the subframe 2 shown in FIG. 3 are configured to include eight chirp signals such as c1, c2, ..., C8, respectively.
  • 16 subframes such as subframes 1 to 16 are included to form one frame. That is, the frame 1 and the frame 2 shown in FIG. 3 each include 16 subframes.
  • a frame interval having a predetermined length may be included between the frames.
  • One frame shown in FIG. 3 may have a length of, for example, about 30 milliseconds to 50 milliseconds.
  • the same configuration may be applied to the frame 2 and subsequent frames. Further, in FIG. 3, the same configuration may be used for the frame 3 and subsequent frames.
  • the signal generation unit 21 may generate a transmission signal as an arbitrary number of frames. Further, in FIG. 3, some chirp signals are omitted. In this way, the relationship between the time and frequency of the transmission signal generated by the signal generation unit 21 may be stored in, for example, a storage unit 40.
  • the electronic device 1 may transmit a transmission signal composed of subframes including a plurality of chirp signals. Further, the electronic device 1 according to the embodiment may transmit a transmission signal composed of frames including a predetermined number of subframes.
  • the electronic device 1 will be described as transmitting a transmission signal having a frame structure as shown in FIG.
  • the frame structure as shown in FIG. 3 is an example, and the number of chirp signals contained in one subframe is not limited to eight, for example.
  • the signal generator 21 may generate subframes containing any number (eg, any number of) chirp signals.
  • the subframe structure as shown in FIG. 3 is also an example, and for example, the subframe included in one frame is not limited to 16.
  • the signal generator 21 may generate frames that include any number (eg, any number of) subframes.
  • the signal generation unit 21 may generate signals having different frequencies.
  • the signal generation unit 21 may generate a plurality of discrete signals having different bandwidths with different frequencies f.
  • the synthesizer 22 raises the frequency of the signal generated by the signal generation unit 21 to a frequency in a predetermined frequency band.
  • the synthesizer 22 may increase the frequency of the signal generated by the signal generation unit 21 to a 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, for example, the control unit 10. Further, 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 40.
  • the signal whose frequency has been increased by the synthesizer 22 is supplied to the phase control unit 23 and the mixer 33.
  • the signal whose frequency has been increased by the synthesizer 22 may be supplied to each of the plurality of phase control units 23. Further, when there are a plurality of receiving units 30, the signal whose frequency has been increased by the synthesizer 22 may be supplied to each mixer 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, for example, the control by the control unit 10. In this case, the phase control unit 23 may adjust the phase of each transmission signal based on the path difference of each transmission wave 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 strengthen each other in a predetermined direction to form a beam (beamforming).
  • the correlation between the beamforming direction and the phase amount to be controlled of the transmission signals transmitted by the plurality of transmission antennas 25 may be stored in, for example, the storage unit 40.
  • the transmission signal whose phase is controlled by the phase control unit 23 is supplied to the amplifier 24.
  • the amplifier 24 amplifies the power of the transmission signal supplied from the phase control unit 23, for example, based on the control by the control unit 10.
  • the plurality of amplifiers 24 control the power of the transmission signal supplied from the corresponding one of the plurality of phase control units 23, for example, by the control unit 10.
  • Each may be amplified based on the above. Since the technique 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 transmitting antenna 25.
  • the transmission antenna 25 outputs (transmits) the transmission signal amplified by the amplifier 24 as a transmission wave T. That is, the transmitting antenna 25 may transmit the transmitted wave T.
  • the plurality of transmitting antennas 25 may output (transmit) the transmission signals amplified by the corresponding ones of the plurality of amplifiers 24 as transmission waves T, respectively. Since the transmitting antenna 25 can be configured in the same manner as the transmitting antenna used in known radar technology, a more detailed description thereof will be omitted.
  • the electronic device 1 is provided with the transmitting antenna 25, and can transmit a transmission signal (for example, a transmission chirp signal) as a 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 transmitting antenna 25, the receiving antenna 31, and the amplifier 24 are housed in one housing, and the housing cannot be easily opened.
  • the transmitting antenna 25 transmits the transmitted 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 substance that allows electromagnetic waves to pass through, such as synthetic resin or rubber.
  • This radar cover may be, for example, a housing for the sensor 5.
  • a member such as a radar cover, it is possible to reduce the risk that the transmitting antenna 25 will be damaged or malfunction due to contact with the outside.
  • the radar cover and housing may also be referred to as a radome.
  • the electronic device 1 shown in FIG. 2 shows an example in which two transmitting antennas 25 are provided. However, in one embodiment, the electronic device 1 may include any number of transmitting antennas 25. On the other hand, in one embodiment, the electronic device 1 may include a plurality of transmitting antennas 25 when the transmitted wave T transmitted from the transmitting antenna 25 forms a beam in a predetermined direction. In one embodiment, the electronic device 1 may include any plurality of transmitting antennas 25. In this case, the electronic device 1 may be provided with a plurality of phase control units 23 and a plurality of amplifiers 24, respectively, in correspondence with the plurality of transmitting antennas 25.
  • the plurality of phase control units 23 may control the phases of the plurality of transmitted waves supplied from the synthesizer 22 and transmitted from the plurality of transmitting antennas 25, respectively.
  • the plurality of amplifiers 24 may amplify the power of the plurality of transmission signals transmitted from the plurality of transmission antennas 25, respectively.
  • the sensor 5 may be configured to include a plurality of transmitting antennas. As described above, when the electronic device 1 shown in FIG. 2 is provided with a plurality of transmitting antennas 25, the electronic device 1 is configured to include a plurality of functional units necessary for transmitting the transmitted wave T from the plurality of transmitting antennas 25. Good.
  • the receiving antenna 31 receives the reflected wave R.
  • the reflected wave R may be one in which the transmitted wave T is reflected on the predetermined object 200. That is, the receiving antenna 31 may receive the reflected wave R to which the transmitted wave T is reflected.
  • the receiving antenna 31 may include a plurality of antennas, such as the receiving antenna 31A to the receiving antenna 31D. Since the receiving antenna 31 can be configured in the same manner as the receiving antenna used in the known radar technology, a more detailed description thereof will be omitted.
  • the receiving antenna 31 is connected to the LNA 32.
  • the received signal based on the reflected wave R received by the receiving antenna 31 is supplied to the LNA 32.
  • the electronic device 1 has a reflected wave R in which a transmission wave T transmitted as a transmission signal (transmission chirp signal) such as a chirp signal is reflected by a predetermined object 200 from a plurality of receiving antennas 31. Can be received.
  • a transmission wave T transmitted as a transmission signal (transmission chirp signal)
  • transmission chirp signal such as a chirp signal
  • the reception signal based on the received reflected wave R is referred to as a reception chirp signal. That is, the electronic device 1 receives the received signal (for example, the received chirp signal) as the reflected wave R from the receiving antenna 31.
  • the receiving antenna 31 may receive the reflected wave R from the outside of the moving body 100 via a cover member such as a radar cover.
  • the radar cover may be made of a substance that allows electromagnetic waves to pass through, such as synthetic resin or rubber.
  • This radar cover may be, for example, a housing for the sensor 5.
  • one sensor 5 may include, for example, at least one transmitting antenna 25 and at least one receiving antenna 31.
  • one sensor 5 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 the received signal based on the reflected wave R received by the receiving antenna 31 with low noise.
  • the LNA 32 may be used as a low noise amplifier, and amplifies the received signal supplied from the receiving 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 received 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 reduces the frequency of the beat signal to an intermediate frequency (IF (Intermediate Frequency) frequency) by performing frequency conversion to the beat signal supplied from the mixer 33.
  • IF Intermediate Frequency
  • the gain adjusting unit 35 adjusts the gain of the beat signal frequency-converted by the IF unit 34.
  • the gain adjusting unit 35 may adjust the gain of the signal based on, for example, the gain information stored in the storage unit 40.
  • the gain adjusting unit 35 may adjust the gain of the received signal for each of a plurality of time divisions in each frame of the transmitted signal.
  • the gain adjusting unit 35f and the gain of the received signal may be adjusted.
  • the adjustment of the gain of the received signal by the gain adjusting unit 35 will be further described later.
  • the beat signal whose gain has been adjusted by the gain adjusting unit 35 is supplied to the AD conversion unit 36.
  • the AD conversion unit 36 digitizes the analog beat signal supplied from the gain adjustment unit 35.
  • the AD conversion unit 36 may be configured by any analog-to-digital conversion circuit (Analog to Digital Converter (ADC)).
  • ADC Analog to Digital Converter
  • the beat signal digitized by the AD conversion unit 36 is supplied to the distance FFT processing unit 11 of the control unit 10.
  • each beat signal digitized by the plurality of AD conversion units 36 may be supplied to the distance FFT processing unit 11.
  • the distance FFT processing unit 11 estimates the distance between the moving body 100 equipped with the electronic device 1 and the object 200 based on the beat signal supplied from the AD conversion unit 36.
  • the distance FFT processing unit 11 may include, for example, a processing unit that performs a fast Fourier transform.
  • the distance FFT processing unit 11 may be composed of an arbitrary circuit or chip that performs a fast Fourier transform (FFT) process.
  • the distance FFT processing unit 11 may perform a Fourier transform other than the fast Fourier transform.
  • the distance FFT processing unit 11 performs FFT processing on the beat signal digitized by the AD conversion unit 36 (hereinafter, appropriately referred to as "distance FFT processing").
  • the distance FFT processing unit 11 may perform FFT processing on the complex signal supplied from the AD conversion unit 36.
  • the beat signal digitized by the AD conversion unit 36 can be represented as a time change in signal strength (electric power).
  • the distance FFT processing unit 11 can express the signal strength (power) corresponding to each frequency by performing FFT processing on such a beat signal.
  • the distance FFT processing unit 11 may determine that the predetermined object 200 is at a distance corresponding to the peak.
  • CFAR Constant False Alarm Rate
  • the electronic device 1 targets the object 200 that reflects the transmitted wave T based on the transmitted signal transmitted as the transmitted wave T and the received signal received as the reflected wave R. Can be detected.
  • the above-mentioned operation may be performed by the control unit 10 of the electronic device 1.
  • 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 L shown in FIG. 1 by performing the distance FFT process. Since the technique itself for measuring (estimating) the distance to a predetermined object by performing FFT processing on the beat signal is known, a more detailed description will be simplified or omitted as appropriate.
  • the result of the distance FFT processing performed by the distance FFT processing unit 11 (for example, distance information) may be supplied to the speed FFT processing unit 13. Further, the result of the distance FFT processing performed by the distance FFT processing unit 11 may be supplied to the distance FFT processing unit 13 and / or the object detection unit 16 and the like.
  • the distance detection determination unit 12 performs a determination process for the distance based on the result of the distance FFT process performed by the distance FFT processing unit 11. For example, specifically, the distance detection determination unit 12 may determine that an object exists at the distance when the peak in the result of the distance FFT processing by the distance FFT processing unit 11 is equal to or greater than a predetermined threshold. In this way, the distance detection determination unit 12 determines whether or not the target has been detected at a predetermined distance.
  • the velocity FFT processing unit 13 estimates the relative velocity between the moving body 100 equipped with the electronic device 1 and the object 200 based on the beat signal subjected to the distance FFT processing by the distance FFT processing unit 11.
  • the speed FFT processing unit 13 may include, for example, a processing unit that performs a fast Fourier transform.
  • the speed FFT processing unit 13 may be composed of an arbitrary circuit or chip that performs a fast Fourier transform (FFT) process.
  • FFT fast Fourier transform
  • the speed FFT processing unit 13 may perform a Fourier transform other than the fast Fourier transform.
  • the speed FFT processing unit 13 further performs FFT processing on the beat signal subjected to the distance FFT processing by the distance FFT processing unit 11 (hereinafter, appropriately referred to as "speed FFT processing").
  • the velocity FFT processing unit 13 may perform FFT processing on the complex signal supplied from the distance FFT processing unit 11.
  • the velocity FFT processing unit 13 can estimate the relative velocity with a predetermined object based on the subframe of the chirp signal (for example, the subframe 1 shown in FIG. 3).
  • a plurality of vectors can be generated. By obtaining the phase of the peak in the result of performing the velocity FFT processing on these plurality of vectors, the relative velocity with a predetermined object can be estimated.
  • the electronic device 1 can measure (estimate) the relative velocity between the moving body 100 shown in FIG. 1 and the predetermined object 200 by performing the velocity FFT process. Since the technique itself for measuring (estimating) the relative velocity with a predetermined object by performing the velocity FFT process on the result of performing the distance FFT process is known, a more detailed description may be simplified or omitted as appropriate. To do.
  • the result of the speed FFT processing performed by the speed FFT processing unit 13 (for example, speed information) may be supplied to the speed detection determination unit 14. Further, the result of the velocity FFT processing performed by the velocity FFT processing unit 13 may be supplied to the arrival angle estimation unit 15 and / or the object detection unit 16 and the like.
  • the speed detection determination unit 14 performs a determination process for the speed based on the result of the speed FFT processing performed by the speed FFT processing unit 13. For example, specifically, the speed detection determination unit 14 may determine that an object exists at the speed when the peak in the result of the speed FFT processing by the speed FFT processing unit 13 is equal to or higher than a predetermined threshold. In this way, the speed detection determination unit 14 determines whether or not the target has been detected at a predetermined speed.
  • the arrival angle estimation unit 15 estimates the direction in which the reflected wave R arrives from the predetermined object 200 based on the result of the velocity FFT processing performed by the velocity FFT processing unit 13.
  • the electronic device 1 can estimate the direction in which the reflected wave R arrives by receiving the reflected wave R from the plurality of receiving antennas 31.
  • the plurality of receiving antennas 31 are arranged at predetermined intervals. In this case, the transmitted wave T transmitted from the transmitting antenna 25 is reflected by the predetermined object 200 to become the reflected wave R, and the plurality of receiving antennas 31 arranged at predetermined intervals each receive the reflected wave R.
  • the arrival angle estimation unit 15 estimates the direction in which the reflected wave R arrives at the receiving antenna 31 based on the phase of the reflected wave R received by each of the plurality of receiving antennas 31 and the path difference of each reflected wave R. can do. That is, the electronic device 1 can measure (estimate) the arrival angle ⁇ shown in FIG. 1 based on the result of performing the speed FFT process.
  • MUSIC MUltiple SIgnal Classification
  • ESPRIT Estimat of Signal Parameters via Rotational Invariance Technique
  • the object detection unit 16 detects an object existing in the range in which the transmission wave T is transmitted, based on information supplied from at least one of the distance FFT processing unit 11, the velocity FFT processing unit 13, and the arrival angle estimation unit 15. To detect.
  • the object detection unit 16 may perform object detection by performing, for example, clustering processing based on the supplied distance information, velocity information, and angle information.
  • clustering processing 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 distance information, velocity information, angle information, and electric power information of the object detected by the object detection unit 16 may be supplied to, for example, the ECU 50.
  • communication may be performed using a communication interface such as CAN (Controller Area Network).
  • the ECU 50 included in the electronic device 1 can control the operation of the entire mobile body 100, including the control of each functional unit constituting the mobile body 100.
  • the ECU 50 may include at least one processor, such as a CPU (Central Processing Unit), in order to provide control and processing power to perform various functions.
  • the ECU 50 may be realized collectively by one processor, by several processors, or by individual processors.
  • the processor may be implemented as a single integrated circuit.
  • the integrated circuit is also called an IC (Integrated Circuit).
  • the processor may be implemented as a plurality of communicably connected integrated circuits and discrete circuits.
  • the processor may be implemented on the basis of various other known techniques.
  • 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. Further, 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 four receiving antennas 31.
  • the electronic device 1 according to the embodiment 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 composed of eight antennas.
  • the electronic device 1 may receive the reflected wave R of the 16 subframes shown in FIG. 3 by using, for example, eight virtual antennas.
  • sensors capable of detecting obstacles existing in the vicinity of vehicles such as automobiles include, for example, millimeter-wave radar, LiDAR (Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging), and ultrasonic sensors.
  • millimeter-wave radar is often adopted from the viewpoint of accuracy and reliability of detecting obstacles, cost, and the like.
  • Detectid obstacles around the vehicle using millimeter-wave radar include, for example, blind spot detection (BSD), lateral detection when reversing or leaving the vehicle (Cross traffic alert: CTA), and free space. There is detection (Free space detection: FSD) and so on.
  • BSD blind spot detection
  • CTA lateral detection when reversing or leaving the vehicle
  • FSD Free space detection
  • preparing multiple radar sensors according to the application or function is disadvantageous from the viewpoint of cost.
  • the physical shape of the antenna is predetermined and the radiation range is also determined, it is difficult to change the use and function of the antenna.
  • the amount of information to be processed increases. In this case, an unnecessary object may be erroneously detected as an object, so that the reliability of detection may decrease.
  • the weight of the vehicle mainly the harness
  • the fuel consumption decreases, or the power consumption increases and thus the fuel consumption increases. Can decrease.
  • the electronic device 1 according to the embodiment enables one radar sensor to be used for a plurality of functions or applications. Further, the electronic device 1 according to the embodiment enables an operation as if a plurality of functions or applications are realized at the same time by one radar sensor.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the operation of the electronic device 1 according to the embodiment.
  • the mobile body 100 shown in FIG. 4 is equipped with the electronic device 1 according to the embodiment. Further, as shown in FIG. 4, it is assumed that at least one sensor 5 is installed on the rear left side of the moving body 100. Further, as shown in FIG. 4, the sensor 5 is connected to the ECU 50 mounted on the moving body 100. In addition to the rear left side, the moving body 100 shown in FIG. 4 may be equipped with a sensor 5 that operates in the same manner as the sensor 5 installed on the rear left side. In the following description, only one sensor 5 installed on the left side of the rear portion will be described, and the description of the other sensors will be omitted. Further, in the following description, it is assumed that the control of each functional unit constituting the electronic device 1 can be controlled by at least one of the control unit 10, the phase control unit 23, and the ECU 50.
  • the electronic device 1 according to the embodiment can detect an object by selecting one of a plurality of detection ranges. Further, the electronic device 1 according to the embodiment can switch to any of a plurality of detection ranges to detect an object.
  • FIG. 4 shows a range in which an object is detected by a transmission signal transmitted by the electronic device 1 (particularly the sensor 5) and a received signal received by the electronic device 1 (particularly the sensor 5) according to the embodiment.
  • object detection can be performed with the range (1) shown in FIG. 4 as the object detection range. ..
  • the object detection range (1) shown in FIG. 4 may be the same as or similar to the object detection range of the radar specially designed for parking assistance, for example.
  • the object detection is performed with the range (2) shown in FIG. 4 as the object detection range. Can be done.
  • the object detection range (2) shown in FIG. 4 may be the same as or similar to the object detection range of the radar specially designed for free space detection (FSD), for example.
  • object detection is performed with the range (3) shown in FIG. 4 as the object detection range.
  • the object detection range (3) shown in FIG. 4 may be the same as or similar to the object detection range of the radar specially designed for collision detection (CTA) at the time of delivery, for example.
  • the electronic device 1 according to the embodiment is used for, for example, a blind spot detection (BSD) application or function
  • the object detection can be performed with the range (4) shown in FIG. 4 as the object detection range. it can.
  • the object detection range (4) shown in FIG. 4 may be the same as or similar to the object detection range of the radar specially designed for blind spot detection (BSD), for example.
  • the electronic device 1 can detect an object by arbitrarily switching a plurality of ranges from the object detection ranges (1) to (4) shown in FIG. 4, for example.
  • the plurality of ranges to be switched in this case may be determined based on the operation of, for example, the driver of the moving body 100, or may be determined based on the instructions of the control unit 10 or the ECU 50. Good.
  • the control unit 10 when the object is detected in any one or more of the object detection ranges (1) to (4), the control unit 10 is based on arbitrary information. Any plurality of object detection ranges may be determined. Further, when a plurality of object detection ranges are determined, the control unit 10 may set various parameters for transmitting a transmission signal and receiving a reception signal in the determined plurality of object detection ranges. Various parameters set by the control unit 10 may be stored in the storage unit 40, for example.
  • Such parameters may be determined based on, for example, actual measurement in a test environment before performing object detection by the electronic device 1. Further, when such a parameter is not stored in the storage unit 40, it may be a parameter appropriately estimated by the control unit 10 based on predetermined data such as past measurement data. Further, when such a parameter is not stored in the storage unit 40, the control unit 10 may acquire an appropriate parameter by, for example, connecting to an external network.
  • control unit 10 detects an object that reflects the transmitted wave T based on the transmitted signal transmitted as the transmitted wave T and the received signal received as the reflected wave R. Further, in one embodiment, the control unit 10 makes a plurality of object detection ranges (for example, from the object detection ranges (1) to (4) in FIG. 4) by the transmission signal and the reception signal variable.
  • control unit 10 may enable switching between a plurality of object detection ranges. For example, when the control unit 10 has performed object detection in the object detection range (3), the range for performing object detection may be switched from the object detection range (3) to the object detection range (2). Further, in one embodiment, the control unit 10 sets a plurality of object detection ranges according to at least one of the purpose and function of detecting an object (for example, parking assistance (PA) and blind spot detection (BSD)). It may be variable. Further, in one embodiment, the control unit 10 may make the plurality of object detection ranges variable with the passage of a minute time, as will be described later.
  • PA parking assistance
  • BSD blind spot detection
  • control unit 10 may determine a plurality of object detection ranges based on the object detection result. For example, when a predetermined object has already been detected by object detection, the control unit 10 may determine a plurality of object detection ranges according to the position of the detected object. Further, in one embodiment, the control unit 10 may process only the transmission signal and the reception signal in any one of the plurality of object detection ranges.
  • the electronic device 1 according to the embodiment can cut out (set and / or switch) the detection range in object detection by, for example, a millimeter wave radar. Therefore, according to the electronic device 1 according to the embodiment, it is possible to flexibly respond to a situation in which an object is desired to be detected in a plurality of object detection ranges. Further, in the electronic device 1 according to the embodiment, the detection range of the object is set wide in advance, and only the range required for detection is based on the information such as the distance and / or the angle detected by the electronic device 1. Information can be cut out. Therefore, according to the electronic device 1 according to the embodiment, the information in the required detection range can be processed without increasing the processing load. Therefore, according to the electronic device 1 according to the embodiment, the convenience of object detection can be improved.
  • the electronic device 1 makes the object detection range based on the transmission signal and the reception signal variable, but even if the beam of the transmission wave T is directed to the object detection range. Good. As a result, it is possible to detect an object in a desired cutting range with high accuracy.
  • the electronic device 1 selects an object detection range (4) from a plurality of detection ranges shown in FIG. 4 as an application or function of blind spot detection (BSD) to detect an object. It can be performed.
  • the electronic device 1 according to the embodiment may further form (beamforming) a beam of transmitted waves T transmitted from a plurality of transmitting antennas 25 in the direction of the object detection range (4).
  • the object detection range can be covered with high accuracy by performing beamforming with beams of transmitted waves transmitted from a plurality of transmitting antennas 25 in that direction.
  • 5 and 6 are diagrams showing an example of arrangement of a transmitting antenna and a receiving antenna in the electronic device according to the embodiment.
  • the sensor 5 of the electronic device 1 according to the embodiment may include, for example, two transmitting antennas 25A and 25A'. Further, as shown in FIG. 5, the sensor 5 of the electronic device 1 according to the embodiment may include four receiving antennas 31A, 31B, 31C, and 31D.
  • the four receiving antennas 31A, 31B, 31C, and 31D are arranged in the horizontal direction (X-axis direction), respectively, with the wavelength of the transmitted wave T as ⁇ and separated by an interval ⁇ / 2.
  • the electronic device 1 can estimate the direction in which the reflected wave R arrives. it can.
  • the wavelength ⁇ of the transmission wave T may be the wavelength of the transmission wave T having a center frequency of 79 GHz when the frequency band of the transmission wave T is, for example, from 77 GHz to 81 GHz.
  • the two transmitting antennas 25A and 25A' are arranged in the vertical direction (Z-axis direction) with a wavelength of the transmitted wave T as ⁇ and separated by an interval ⁇ / 2.
  • the electronic device 1 sets the direction of the beam of the transmitted wave T in the vertical direction. Can be changed.
  • the sensor 5 of the electronic device 1 may include, for example, four transmitting antennas 25A, 25A', 25B, and 25B'.
  • the two transmitting antennas 25A and 25B are arranged in the horizontal direction (X-axis direction) with a wavelength of the transmitted wave T as ⁇ and separated by an interval ⁇ / 2. .. Further, as shown in FIG. 6, the two transmitting antennas 25A'and 25B'are also arranged in the horizontal direction (X-axis direction) with the wavelength of the transmitted wave T as ⁇ and separated by an interval ⁇ / 2. There is. In this way, by arranging the plurality of transmitting antennas 25 side by side in the horizontal direction and transmitting the transmitted wave T by the plurality of transmitting antennas 25, the electronic device 1 sets the direction of the beam of the transmitted wave T in the horizontal direction. Can also be changed.
  • the two transmitting antennas 25A and 25A' are arranged in the vertical direction (Z-axis direction) with the wavelength of the transmitted wave T as ⁇ and separated by an interval ⁇ / 2. ..
  • the two transmitting antennas 25B and 25B' are also arranged in the vertical direction (Z-axis direction) with the wavelength of the transmitted wave T as ⁇ and separated by an interval ⁇ / 2. ..
  • the electronic device 1 can be arranged with the transmitted wave T.
  • the direction of the beam can be changed vertically.
  • each transmitted wave T is based on the path difference when the plurality of transmitted waves T are transmitted. May be aligned in a predetermined direction.
  • the phase control unit 23 uses at least one of the transmitted waves transmitted from the plurality of transmitting antennas 25. One phase may be controlled.
  • the amount of the phase controlled so that the phases of the plurality of transmitted waves T are aligned in a predetermined direction may be stored in the storage unit 40 in correspondence with the predetermined direction. That is, the relationship between the direction of the beam and the amount of phase when performing beamforming may be stored in the storage unit 40.
  • Such a relationship may be determined based on, for example, actual measurement in a test environment before performing object detection by the electronic device 1. Further, when such a relationship is not stored in the storage unit 40, the relationship may be appropriately estimated by the phase control unit 23 based on predetermined data such as past measurement data. Further, when such a relationship is not stored in the storage unit 40, the phase control unit 23 may acquire an appropriate relationship by, for example, connecting to an external network.
  • At least one of the control unit 10 and the phase control unit 23 may perform control for beamforming the transmitted wave T transmitted from the plurality of transmitting antennas 25.
  • the functional unit including at least the phase control unit 23 is also referred to as a transmission control unit.
  • the transmitting antenna 25 may include a plurality of transmitting antennas.
  • the receiving antenna 31 may also include a plurality of receiving antennas.
  • the transmission control unit (for example, the phase control unit 23) causes the transmission wave T transmitted from the plurality of transmission antennas 25 to form a beam in a predetermined direction (beamforming). You may control it.
  • the transmission control unit (for example, the phase control unit 23) may form a beam in the direction of the range in which the object is detected.
  • the transmitting antenna 25 may include a plurality of transmitting antennas 25 arranged to include a vertical component.
  • the phase control unit 23 transmission control unit
  • the phase control unit 23 may change the direction of the beam in the direction of the object detection range including a vertical component.
  • the transmitting antenna 25 may include a plurality of transmitting antennas 25 arranged to include a horizontal component.
  • the phase control unit 23 transmission control unit
  • the phase control unit 23 may change the direction of the beam in the direction of the object detection range including a horizontal component.
  • the transmission control unit (for example, the phase control unit 23) may form a beam in a direction covering at least a part of the range for detecting an object. Further, in the electronic device 1 according to the embodiment, the transmission control unit (for example, the phase control unit 23) has a plurality of transmission control units (for example, a phase control unit 23) so that the phases of the transmission waves T transmitted from the plurality of transmission antennas 25 are aligned in a predetermined direction. You may control at least one phase of the transmitted wave of.
  • the phase compensation value is calculated based on the frequency information of the wide frequency band signal (for example, FMCW signal) output from the plurality of transmitting antennas 25, and the plurality of transmitting antennas are used.
  • Frequency-dependent phase compensation can be applied to each.
  • beamforming can be performed with high accuracy in a specific direction in the entire frequency band in which the transmission signal can be obtained.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a type of radar detection distance realized by the electronic device 1 according to the embodiment.
  • the electronic device 1 can cut out the object detection range and / or perform beamforming of the transmitted wave.
  • the electronic device 1 can cut out the object detection range and / or perform beamforming of the transmitted wave.
  • the electronic device 1 according to the embodiment can detect an object in the range of, for example, r1.
  • the range r1 shown in FIG. 7 may be, for example, a range in which object detection can be performed by an ultra-short range radar (USRR).
  • the electronic device 1 according to the embodiment can detect an object in the range of, for example, r2.
  • the range r2 shown in FIG. 7 may be a range in which object detection can be performed by, for example, a short-range radar (SRR).
  • SRR short-range radar
  • the electronic device 1 according to the embodiment can detect an object in the range of, for example, r3.
  • the electronic device 1 may be, for example, a range in which object detection can be performed by a medium-range radar (MRD).
  • MRD medium-range radar
  • the electronic device 1 can perform object detection by appropriately switching the range of any one of the range r1, the range r2, and the range r3, for example. Radars with different detection distances tend to have lower distance measurement accuracy as the detection distance becomes longer.
  • control unit 10 may set the range of the distance for detecting the object by the transmission signal and the reception signal according to any one of the plurality of object detection ranges. ..
  • the signal strength of the received signal received as the reflected wave R in which the transmitted wave T is reflected on the object differs depending on the distance to the object to be detected.
  • the signal strength of the received signal received as the reflected wave R tends to decrease.
  • the signal strength of the received signal received as the reflected wave R tends to become stronger. Therefore, when trying to detect an object at a relatively short distance and an object at a relatively long distance at the same time, the dynamic range of the received signal becomes relatively wide.
  • the dynamic range required in a circuit that receives and processes such a received signal (for example, the AD conversion unit 36 shown in FIG. 2) becomes relatively wide. In general, widening the dynamic range that can be processed in a circuit tends to increase the cost.
  • the electronic device 1 according to the embodiment may include at least two time divisions in each frame of the transmission signal. Then, in the electronic device 1 according to the embodiment, the transmitted wave may be transmitted in different modes in such a time division. As described below, the electronic device 1 according to the embodiment transmits the transmitted wave in different modes and adjusts the gain of the received signal for each mode so that the dynamic range of the received signal does not become larger than a predetermined value. To do so. That is, the control unit 10 may control the mode by setting various parameters that define the transmission signal and the reception signal for detecting an object that reflects the transmission wave T as the reflection wave R.
  • control unit 10 may set various parameters for transmitting the transmitted wave T from the transmitting antenna 25 and various parameters for receiving the reflected wave R from the receiving antenna 31.
  • the control unit 10 may set the value of the frequency change (slope) with respect to the time of the chirp signal and / or the sampling rate. That is, the distance range of the radar changes depending on the slope set by the control unit 10. Further, the distance accuracy (distance resolution) changes depending on the sampling rate set by the control unit 10.
  • the short-distance three-dimensional sensing mode and the two-dimensional beamforming mode can be switched by setting the control unit 10.
  • the short-range three-dimensional sensing mode enables three-dimensional sensing by switching antennas that are half a wavelength apart in the vertical direction.
  • the two-dimensional beamforming mode enables high-speed detection.
  • the two-dimensional beamforming mode can fly over a long distance by performing beamforming.
  • the two-dimensional beamforming mode can reduce the extra interference in the periphery by narrowing the beam.
  • the control unit 10 may set the mode by controlling the output, phase, amplitude, frequency, frequency range, etc. of the chirp signal.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the object detection range in each mode.
  • the object detection ranges r1, r2, and r3 shown in FIG. 8 may be the same as or different from the ranges r1, r2, and r3 shown in FIG. 7, respectively.
  • the object detection range r1 may be a range for detecting an object in the first mode of the electronic device 1.
  • the object detection range r1 may be, for example, a minimum detection range of 0.2 m and a maximum detection range of 12.5 m.
  • the object detection range r2 may be a range for detecting an object in the second mode of the electronic device 1.
  • the object detection range r2 may have, for example, a minimum detection range of 1 m and a maximum detection range of 50 m.
  • the object detection range r3 may be a range for detecting an object in the third mode of the electronic device 1.
  • the object detection range r3 may have, for example, a minimum detection range of 5 m and a maximum detection range of 200 m.
  • the electronic device 1 may transmit a transmission wave in a different transmission mode in each frame of the transmission signal, as in the first mode to the third mode described above.
  • FIG. 8 shows examples of three different transmission modes, such as the first mode to the third mode.
  • the modes of different transmission modes may be modes of two different transmission modes, or more than three modes of different transmission modes.
  • the object detection range is increased in the order from the first mode to the third mode.
  • the object detection range may be reduced in the order from the first mode to the third mode.
  • the size of the object detection range does not necessarily have to change in the order from the first mode to the third mode.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the relationship between the object detection distance of the electronic device 1 and the relative received power of the received signal according to the embodiment.
  • FIG. 9 shows an example of the relationship between the two, based on the situation where the intensity (power) of the received signal is 60 dB when the object detection distance is 12.5 m.
  • a numerical value obtained by an experiment or the like may be used instead of the numerical value shown below.
  • the signal strength of the received signal received as the reflected wave R tends to weaken.
  • the signal strength of the received signal received as the reflected wave R tends to become stronger.
  • the relative received power is 131.6 dB.
  • the relative reception power is 12 dB. Therefore, if an object at a distance of 0.2 m and an object at a distance of 200 m are to be detected at the same time, the dynamic range of the received signal will be about 120 dB. That is, when trying to process such a signal, the receiving circuit (for example, the AD conversion unit 36 shown in FIG. 2) is required to correspond to a dynamic range of about 120 dB.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of setting transmission signals of different modes in one frame of the transmission wave T of the electronic device 1 according to the embodiment.
  • the control unit 10 of the electronic device 1 may control each frame of the transmission signal so as to include at least two temporal divisions in which the transmission wave is transmitted in different modes.
  • the control unit 10 in the frame 1 of the transmission signal, the control unit 10 includes three temporal divisions in which the transmission wave is transmitted in different modes, such as the first mode to the third mode. You may control it.
  • the frame 1 of the transmission signal includes the time division of the three modes of the first mode, the second mode, and the third mode.
  • n1 chirp signals c ⁇ are included in the first mode.
  • n2 chirp signals c ⁇ are included in the second mode.
  • n3 chirp signals c ⁇ are included in the third mode.
  • the first mode to the third mode may include different (different waveforms) chirp signals.
  • the first mode to the third mode may include a different number of chirp signals in each mode.
  • the distance of object detection and the resolution (detection accuracy) of object detection can be changed by making the frequency change of the frequency of the chirp signal transmitted as the transmission signal different with time.
  • the frame of the transmission signal is not limited to the three modes, and may include any number of temporal divisions of two or four or more. Further, the number of chirp signals in each mode may be an arbitrary number.
  • control unit 10 may control the transmission wave to be transmitted in modes in which the frequency change of the frequency of the chirp signal transmitted as the transmission signal differs with time. Further, the control unit 10 may control so that the transmitted wave is transmitted in a mode in which the resolution in the range in which the object is detected based on the transmitted signal and the received signal is different. Further, the control unit 10 may control so that the transmitted wave is transmitted in a mode in which the number of units of the chirp signal transmitted as the transmission signal (that is, the number of chirp signals) is different.
  • FIG. 10 shows an example in which the transmission signal is arranged in the same manner as in frame 1 after frame 2. However, after frame 2, the transmission signal may be arranged differently from that of frame 1, and after frame 3, the transmission signal may be arranged differently from, for example, frame 1 and frame 2. In FIG. 10, an interval is provided between the first mode and the third mode, but such an interval may not be provided. Further, as described above, the number of modes included in each frame shown in FIG. 10 is not limited to three, and may be, for example, two or more than three.
  • control unit 10 of the electronic device 1 may control each frame of the transmission signal so as to include at least two temporal divisions in which the transmission wave is transmitted in different modes.
  • control unit 10 may control the transmission wave to be transmitted in a mode in which the range for detecting the object is different based on the transmission signal and the reception signal.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of specifications in each mode of the electronic device 1 according to the embodiment.
  • FIG. 11 shows the setting of each value of the minimum detection range of the object, the maximum detection range of the object, the detection accuracy (resolution) of the object, the required dimic range, and the reception gain for each mode of the first mode to the third mode. Is shown as an example.
  • the minimum detection range of the object and the maximum detection range of the object may be the same as those described in FIG. That is, as shown in FIG. 11, in the first mode, the minimum detection range may be 0.2 m and the maximum detection range may be 12.5 m. Further, in the second mode, the minimum detection range may be 1 m and the maximum detection range may be 50 m. Further, in the third mode, the minimum detection range may be 5 m and the maximum detection range may be 200 m.
  • the dynamic range required in each of the first to third modes shown in FIG. 11 will be examined.
  • the required dynamic range is simply referred to as “required DR”.
  • the required DR can be obtained from the relative received power (see FIG. 9) corresponding to the above-mentioned maximum detection range and minimum detection range, respectively.
  • the relative received power corresponding to the minimum detection range of 0.2 m is 131.6 dB from FIG. 9, and the relative received power corresponding to the maximum detection range of 12.5 m is from FIG. 9 to 60 dB. Is.
  • the relative received power corresponding to 1 m of the minimum detection range is 103.7 dB from FIG. 9, and the relative received power corresponding to 50 m of the maximum detection range is 36 dB from FIG.
  • the relative received power corresponding to the minimum detection range of 5 m is 75.8 dB from FIG. 9, and the relative received power corresponding to the maximum detection range of 200 m is 12 dB from FIG.
  • the gain adjusting unit 35 may adjust the gain of the received signal for each of the above-mentioned modes.
  • the gain adjusting unit 35 may adjust the gain of the received signal by, for example, 0 dB. That is, in the first mode, the gain adjusting unit 35 does not have to increase or decrease the gain of the received signal, for example.
  • the gain adjusting unit 35 may adjust the gain of the received signal by, for example, 30 dB. That is, in the second mode, the gain adjusting unit 35 may increase the gain of the received signal by, for example, 30 dB.
  • the gain adjusting unit 35 may adjust the gain of the received signal by, for example, 55 dB. That is, in the third mode, the gain adjusting unit 35 may increase the gain of the received signal by, for example, 55 dB.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating adjustment of the reception gain in the electronic device 1 according to the embodiment.
  • Each mode in each frame shown in FIG. 12 may correspond to each mode in each frame shown in FIG. That is, in response to the transmission signal transmitted in the first mode shown in FIG. 10, the gain adjusting unit 35 may adjust the reception gain of 0 dB as shown in the first mode in FIG. Further, in response to the transmission signal transmitted in the second mode shown in FIG. 10, the gain adjusting unit 35 may adjust the reception gain of 30 dB as shown in the second mode in FIG. Further, in response to the transmission signal transmitted in the third mode shown in FIG. 10, the gain adjusting unit 35 may adjust the reception gain of 55 dB as shown in the third mode in FIG.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the relative received power of the received signal in each mode of the electronic device 1 according to the embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing the relative strength (power) of the received signal corresponding to the object detection distance for each mode of the first mode to the third mode.
  • FIG. 13 shows a numerical value after adjusting the reception gain as the relative reception power for each mode of the first mode to the third mode. That is, the relative received power shown in FIG. 13 indicates a numerical value obtained by controlling the received gain by the gain adjusting unit 35 as described above.
  • the column in which the numerical value is not described (the column described in **) means that the object is not detected because it is not supported in the mode.
  • the gain of the received signal is adjusted by 0 dB. Therefore, in the first mode, the relative received power at a distance of 0.2 m is 131.6 dB, and the relative received power at a distance of 12.5 m is 60 dB. In this case, the dynamic range required in the first mode is 71.6 dB from 60 dB to 131.6 dB.
  • the gain of the received signal is adjusted by 30 dB. Therefore, in the second mode, the relative received power at a distance of 1 m is 133.7 dB, and the relative received power at a distance of 50 m is 66 dB. In this case, the dynamic range required in the second mode is 67.7 dB from 66 dB to 133.7 dB.
  • the gain of the received signal is adjusted by 55 dB. Therefore, in the third mode, the relative received power at a distance of 5 m is 130.8 dB, and the relative received power at a distance of 200 m is 67 dB. In this case, the dynamic range required in the third mode is 63.8 dB from 67 dB to 130.8 dB.
  • the gain adjusting unit 35 may adjust the gain of the received signal for each of the above-mentioned modes. Further, the gain adjusting unit 35 may adjust the gain of the received signal for each mode so that the dynamic range of the received signal is within a predetermined range. For example, as in the example shown in FIG. 13, the gain adjusting unit 35 may adjust the gain of the received signal so that the dynamic range of the received signal does not exceed 75 dB in each mode.
  • the object detection range (distance) can be set to 0.2 m to 200 m, and the required dynamic range can be limited to about 72 dB.
  • the required dynamic range As described in the example shown in FIG. 9, when an attempt was made to simultaneously detect an object in a range (distance) of 0.2 m to 200 m, the required dynamic range was about 120 dB.
  • the required dynamic range becomes about 72 dB by adjusting the gain as described above. Therefore, according to the electronic device 1 according to the embodiment, the cost of the device can be reduced without increasing.
  • the object detection range (distance) is increased in the order from the first mode to the third mode. Further, in the example shown in FIG. 13, the dynamic range of the received signal is reduced in the order from the first mode to the third mode.
  • the gain adjusting unit 35 reduces the dynamic range of the received signal as the range (distance) for detecting the object based on the transmitted signal and the received signal increases. , The gain of the received signal may be adjusted for each mode.
  • the object detection range (distance) in the first mode is from 0.2 m to 12.5 m.
  • the object detection range (distance) in the second mode is from 1 m to 50 m.
  • the object detection range (distance) in the third mode is from 5 m to 200 m. Therefore, in each mode from the first mode to the third mode shown in FIG. 13, the object detection range (distance) has an overlapping range.
  • the gain adjusting unit 35 receives the reception signal for each mode so that the range for detecting the object based on the transmission signal and the reception signal is redundant in each mode. The gain of may be adjusted. By making the object detection range redundant in this way, erroneous detection or non-detection of the object can be reduced. Therefore, according to the electronic device 1 according to the embodiment, the accuracy of object detection can be improved.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating the operation of the electronic device according to the embodiment. Hereinafter, the operation flow of the electronic device according to the embodiment will be described.
  • the operation shown in FIG. 14 may be started when, for example, the electronic device 1 mounted on the moving body 100 detects an object existing around the moving body 100.
  • the control unit 10 determines the object detection range of each mode (step S1). For example, in step S1, as shown in FIG. 11, the control unit 10 may set the object detection range of the first mode from 0.2 m to 12.5 m. Further, for example, in step S1, as shown in FIG. 11, the control unit 10 may set the object detection range in the second mode from 1 m to 50 m. Further, for example, in step S1, as shown in FIG. 11, the control unit 10 may set the object detection range in the third mode from 5 m to 200 m. Such an object detection range may be stored in the storage unit 40 in advance.
  • control unit 10 may determine the object detection range of each mode based on the operation of, for example, the driver of the moving body 100, or each mode based on the instruction of the control unit 10 or the ECU 50, for example.
  • the object detection range of may be determined.
  • step S1 may not be performed for the first time after the start of the operation shown in FIG. 14, but may be restarted after the operation shown in FIG. 14 has already been performed before. If the object detection range of each mode has already been determined by the control unit 10 at the time of step S1 performed again, the control unit 10 may use the determined object detection range again.
  • the control unit 10 may calculate the dynamic range of the received signal in each mode (step S2). For example, in step S2, the control unit 10 may calculate the dynamic range of the first mode from 60 dB to 131.6 dB, as shown in FIG. Further, for example, in step S2, the control unit 10 may calculate the dynamic range of the second mode from 36 dB to 103.7 dB, as shown in FIG. Further, for example, in step S2, the control unit 10 may calculate the dynamic range of the third mode from 12 dB to 75.8 dB, as shown in FIG.
  • step S2 the control unit 10 may calculate the dynamic range of the received signal in each mode based on the correspondence as shown in FIG. 9, for example. Further, the correspondence relationship as shown in FIG. 9 may be calculated by the control unit 10 before or after step S2 or step S2, or may be stored in the storage unit 40 in advance.
  • step S3 the control unit 10 sets the gain of the received signal in each mode.
  • step S3 the control unit 10 may set the gain of the received signal of the mode so that the upper limit and the lower limit of the dynamic range of each mode fall within the numerical values having a predetermined width.
  • step S3 the control unit 10 sets the gain of the received signal in the first mode to 0 dB so that the dynamic range of the first mode is 71.6 dB from 60 dB to 131.6 dB. May be set to. Further, for example, in step S3, as shown in FIG. 13, the control unit 10 gains the received signal of the second mode so that the dynamic range of the second mode is 67.7 dB from 66 dB to 133.7 dB. May be set to 30 dB. Further, for example, in step S3, as shown in FIG. 13, the control unit 10 gains the received signal of the third mode so that the dynamic range of the third mode is 63.8 dB from 67 dB to 130.8 dB. May be set to 55 dB.
  • control unit 10 sets various parameters in the electronic device 1 for each frame of the transmission wave T and the like in order to detect the object in the object detection range of each mode. (Step S4).
  • step S4 the control unit 10 sets various parameters of the transmission wave T so as to cut out the range from the object detection range r1 to r3 in each mode shown in FIG. 8 as the object detection range and perform the object detection. It may be set for each frame or the like. In step S4, as shown in FIG. 10, various parameters may be set for each frame of the transmission wave T, or may be set for each part (for example, each mode or subframe) that constitutes the frame. Alternatively, it may be set for each chirp signal. Various parameters set for cutting out the detection range such as the object detection range in each mode and performing the object detection may be stored in the storage unit 40, for example. In this case, in step S4, the control unit 10 may read various parameters from the storage unit 40 and set them.
  • step S4 the control unit 10 may set various parameters for each frame of the transmitted wave T so as to form a beam of the transmitted wave in the direction of each determined object detection range.
  • the control unit 10 may set various parameters for each frame of the transmitted wave T so that the beam of the transmitted wave is directed to the object detection range determined in step S1.
  • Various parameters set for directing the beam of the transmitted wave to the detection range such as each object detection range can be stored in, for example, the storage unit 40.
  • the control unit 10 may read various parameters from the storage unit 40 and set them.
  • the control unit 10 may set various parameters for, for example, the phase control unit 23 or the transmission unit 20 for each frame of the transmission wave T and the like.
  • the control unit 10 sets a parameter that defines any of a plurality of object detection ranges by the transmission signal and the reception signal for each frame of the transmission wave T and the like. May be good. Further, the control unit 10 may switch the radar mode for each frame or each processing unit within the frame among the modes having different detection ranges, and notify the signal generation unit 21.
  • the control unit 10 controls the transmission wave T to be transmitted from the transmission antenna 25 according to the order of the frames of the transmission wave T (step S5).
  • the signal generation unit 21 may generate a transmission signal that functions as a radar for each mode according to the order of the frame of the transmission wave T or the like based on the parameters set by the control unit 10.
  • the phase control unit 23 determines that each transmitted wave T transmitted from the plurality of transmitting antennas 25 is in a predetermined direction according to the order of the frames of the transmitted wave T or the like. It may be controlled to form a beam. In this case, the phase control unit 23 may control the phase of each transmitted wave T.
  • phase control unit 23 moves the beam of the transmitted wave T in the direction of the object detection range determined in step S1 according to the order of the frame of the transmitted wave T or the like so as to cover at least a part of the object detection range, for example. May be controlled to point.
  • step S5 When the transmitted wave T is transmitted in step S5, the control unit 10 controls to receive the reflected wave R from the receiving antenna 31 (step S6).
  • the gain adjusting unit 35 adjusts the gain of the received signal (step S7).
  • the gain adjusting unit 35 may adjust the gain of the received signal according to the received gain set in step S3.
  • the control unit 10 may control the gain adjusting unit 35 so as to adjust the gain of the received signal for each mode.
  • the gain adjusting unit 35 may adjust the gain of the received signal by 0 dB at the timing when the receiving unit 30 receives the reflected wave of the transmitted wave transmitted from the transmitting unit 20 in the first mode. Further, for example, in step S7, the gain adjusting unit 35 adjusts the gain of the received signal by 30 dB at the timing when the receiving unit 30 receives the reflected wave of the transmitted wave transmitted from the transmitting unit 20 in the second mode. Good. Further, for example, in step S7, the gain adjusting unit 35 adjusts the gain of the received signal by 55 dB at the timing when the receiving unit 30 receives the reflected wave of the transmitted wave transmitted from the transmitting unit 20 in the third mode. Good.
  • the gain adjusting unit 35 adjusts the gain of the received signal as a timing before a predetermined time when the signal is transmitted from the transmitting unit 20, a timing when the signal is transmitted from the transmitting unit 20, and the transmission unit 20.
  • An appropriate combination of appropriate timings such as a timing after the signal is transmitted and before the receiving unit 30 receives the reflected wave, and a timing after a predetermined time when the receiving unit 30 receives the reflected wave of the transmitted wave is used. May be good.
  • control unit 10 detects an object existing around the moving body 100 (step S8).
  • control unit 10 may detect the object in the object detection range determined in step S1 (cutting out the object detection range).
  • control unit 10 may detect the presence of an object based on the estimation result by at least one of the distance FFT processing unit 11, the speed FFT processing unit 12, and the arrival angle estimation unit 13.
  • the control unit 10 performs object detection (for example, clustering) processing from the angle, speed, and distance information obtained for each of a plurality of different modes of radar, and constitutes the object.
  • the average power of the points to be used may be calculated.
  • the control unit 10 notifies a higher-level control CPU such as the ECU 50 of the object detection information or the point cloud information obtained for each of a plurality of different modes of radar. May be good.
  • step S8 Since the detection of the object in step S8 can be performed based on various algorithms and the like using a technique using a known millimeter-wave radar, a more detailed description will be omitted. Further, after step S8 shown in FIG. 14, the control unit 10 may start the process of step S1 again. In this case, the object detection range may be determined in step S1 based on the result of detecting the object in step S8. As described above, in the electronic device 1 according to the embodiment, the control unit 10 determines an object 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. It may be detected.
  • the electronic device 1 since a wide dynamic range is not required for processing the received signal, the risk of increasing the cost can be reduced. Further, according to the electronic device 1 according to the embodiment, by making the object detection range redundant, erroneous detection or non-detection of the object can be reduced. Therefore, according to the electronic device 1 according to the embodiment, the accuracy of detecting the target can be improved while reducing the cost of the device without increasing it.
  • the electronic device is in a mode set as in the above-mentioned first mode to third mode for each chirp signal of the transmission signal or for each combination of an arbitrary number of chirp signals.
  • the transmitted wave may be transmitted in a different transmission mode.
  • the gain adjusting unit 35 may adjust the gain of the received signal of the reflected wave in each mode.
  • This electronic device does not require a wide dynamic range in processing the received signal for each chirp signal of the transmitted signal or for any combination of any number of chirp signals. Therefore, the electronic device according to the present disclosure can reduce the risk of increasing the cost. Further, the electronic device according to the present disclosure can reduce erroneous detection or non-detection of an object by making the object detection range redundant. Therefore, according to this electronic device, it is possible to improve the accuracy of detecting the target while reducing the cost of the device without increasing it.
  • each functional unit, each means, each step, etc. are added to other embodiments so as not to be logically inconsistent, or each functional unit, each means, each step, etc. of another embodiment, etc. Can be replaced with.
  • each of the above-described embodiments of the present disclosure is not limited to faithful implementation of each of the embodiments described above, and each of the features may be combined or a part thereof may be omitted as appropriate. You can also do it.
  • the above-described embodiment is not limited to the implementation as the electronic device 1.
  • the above-described embodiment may be implemented as a control method for a device such as the electronic device 1.
  • the above-described embodiment may be implemented as a program executed by a device such as the electronic device 1.
  • the gain adjusting unit 35 has been described as adjusting the gain of the received signal.
  • a functional unit other than the gain adjusting unit 35 may adjust the gain of the received signal.
  • the LNA 32' may adjust the gain of the received signal.
  • another functional unit in the receiving unit 30 shown in FIG. 15 may adjust the gain of the received signal.
  • the electronic device 1 according to the embodiment may include at least a part of only one of the sensor 5 and the control unit 10, for example, as the minimum configuration.
  • the electronic device 1 according to the embodiment is at least one of a signal generation unit 21, a synthesizer 22, a phase control unit 23, an amplifier 24, and a transmission antenna 25, as shown in FIG. 2, in addition to the control unit 10. May be included as appropriate.
  • the electronic device 1 according to the embodiment has at least one of the receiving antenna 31, LNA 32, mixer 33, IF unit 34, and AD conversion unit 36 in place of or together with the above-mentioned functional unit. It may be configured by including as appropriate.
  • the electronic device 1 according to the embodiment may include a storage unit 40.
  • the electronic device 1 according to the embodiment can adopt various configuration modes. Further, when the electronic device 1 according to the embodiment is mounted on the mobile body 100, for example, at least one of the above-mentioned functional units may be installed in an appropriate place such as inside the mobile body 100. On the other hand, in one embodiment, for example, at least one of the transmitting antenna 25 and the receiving antenna 31 may be installed outside the mobile body 100.

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Abstract

電子機器は、送信波を送信する送信アンテナと、送信波が反射された反射波を受信する受信アンテナと、送信波として送信される送信信号及び反射波として受信される受信信号に基づいて、送信波を反射する物体を検出する制御部と、受信信号の利得を調整する利得調整部と、を備える。制御部は、送信波を少なくとも２つの異なるモードで送信するように制御する。利得調整部は、モードごとに受信信号の利得を調整する。

Description

電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラム 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１９年１１月２６日に日本国に特許出願された特願２０１９－２１３５５６の優先権を主張するものであり、こ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、自車両と所定の物体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、障害物などの物体に反射した反射波を受信することで、物体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。
　また、送信された電波が所定の物体に反射した反射波を受信することで、当該物体の存在などを検出する技術について、種々の提案がされている。例えば特許文献１は、送信波の送信及び反射波の受信を行う１アンテナ方式の送受信共用レーダを開示している。また、例えば特許文献２は、反射波の振幅が大きい対象物と小さい対象物とを検出する車載用のレーダ装置を開示している。
特開２００４－２９４０９２号公報 特開２０１４－２０５３号公報
　一実施形態に係る電子機器は、送信波を送信する送信アンテナと、前記送信波が反射された反射波を受信する受信アンテナと、制御部と、利得調整部と、を備える。
　前記制御部は、前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体を検出する。
　前記制御部は、前記送信波を少なくとも２つの異なるモードで送信するように制御する。
　前記利得調整部は、前記モードごとに前記受信信号の利得を調整する。
　一実施形態に係る電子機器の制御方法は、
　送信アンテナから送信波を送信するステップと、
　前記送信波が反射された反射波を受信アンテナから受信するステップと、
　前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体を検出するステップと、
　前記受信信号の利得を調整するステップと、
　を含む。
　前記制御方法は、前記送信波を少なくとも２つの異なるモードで送信するように制御する。
　また、前記制御方法は、前記調整するステップにおいて、前記モードごとに前記受信信号の利得を調整するステップを含む。
　一実施形態に係るプログラムは、電子機器に、
　送信アンテナから送信波を送信するステップと、
　前記送信波が反射された反射波を受信アンテナから受信するステップと、
　前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体を検出するステップと、
　前記受信信号の利得を調整するステップと、
　を実行させる。
　前記プログラムは、前記電子機器に、前記送信波を少なくとも２つの異なるモードで送信するように制御するステップを実行させる。
　また、前記プログラムは、前記調整するステップにおいて、前記モードごとに前記受信信号の利得を調整するステップを実行させる。
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。 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。 一実施形態に係る送信信号の構成を説明する図である。 一実施形態に係る電子機器の物体検出範囲を説明する図である。 一実施形態に係る電子機器における送信アンテナ及び受信アンテナの配置の例を示すである。 一実施形態に係る電子機器における送信アンテナ及び受信アンテナの配置の他の例を示す図である。 一実施形態に係る電子機器による物体検出の距離について説明する図である。 一実施形態に係る電子機器の各モードにおける物体検出範囲の例を示す図である。 一実施形態に係る電子機器の物体検出距離と受信信号の相対受信電力との関係の一例を示す図である。 一実施形態に係る電子機器の送信波の１フレームにおいて異なるモードの送信信号を設定する例を説明する図である。 一実施形態に係る電子機器の各モードにおける仕様の一例を示す図である。 一実施形態に係る電子機器における受信利得の調整を説明する図である。 一実施形態に係る電子機器の各モードにおける受信信号の相対受信電力の一例を示す図である。 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。 一実施形態に係る電子機器の他の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
　上述したレーダのように、送信された送信波が所定の物体に反射した反射波を受信することにより、当該物体を検出する技術において、機器のコストを増大させずに、ターゲットを検出する精度を向上することができれば、有益である。本開示の目的は、機器のコストを低減しつつターゲットの検出精度を向上し得る電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラムを提供することにある。一実施形態によれば、機器のコストを低減しつつターゲットの検出精度を向上し得る電子機器、電子機器の制御方法、及び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ような乗り物（移動体）に搭載されることで、当該移動体の周囲に存在する所定の物体をターゲットとして検出することができる。このために、一実施形態に係る電子機器は、移動体に設置した送信アンテナから、移動体の周囲に送信波を送信することができる。また、一実施形態に係る電子機器は、移動体に設置した受信アンテナから、送信波が反射された反射波を受信することができる。送信アンテナ及び受信アンテナの少なくとも一方は、例えば移動体に設置されたレーダセンサ等に備えられてもよい。
　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装置、除雪車、清掃車、パトカー、救急車、消防車、ヘリコプター、及びドローンなど、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、必ずしも自らの動力で移動する移動体にも限定されない。例えば、一実施形態に係る電子機器が搭載される移動体は、トラクターにけん引されるトレーラー部分などとしてもよい。一実施形態に係る電子機器は、センサ及び所定の物体の少なくとも一方が移動し得るような状況において、センサと物体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、センサ及び物体の双方が静止していても、センサと物体との間の距離などを測定することができる。
　まず、一実施形態に係る電子機器による物体の検出の例を説明する。
　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及び受信アンテナを備えるセンサを、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、一実施形態に係る送信アンテナ及び受信アンテナを備えるセンサ５が設置されている。また、図１に示す移動体１００は、一実施形態に係る電子機器１を搭載（例えば内蔵）しているものとする。電子機器１の具体的な構成については後述する。センサ５は、例えば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るものとしてよい。また、センサ５は、電子機器１に含まれる制御部１０（図２）の少なくとも一部など、他の機能部の少なくともいずれかを、適宜含んでもよい。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、送信アンテナを備えるセンサ５が設置されている。図１に示す例において、送信アンテナ及び受信アンテナを備えるセンサ５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５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５を、移動体１００の左側、右側、及び／又は、後方などに設置してもよい。また、このようなセンサ５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。センサ５は、移動体１００の内部に設置されているとしてもよい。移動体１００の内部とは、例えばバンパー内の空間、ボディ内の空間、ヘッドライト内の空間、又は運転スペースの空間などでよい。
　センサ５は、送信アンテナから送信波として電磁波を送信する。例えば移動体１００の周囲に所定の物体（例えば図１に示す物体２００）が存在する場合、センサ５から送信された送信波の少なくとも一部は、当該物体によって反射されて反射波となる。そして、このような反射波を例えばセンサ５の受信アンテナによって受信することにより、移動体１００に搭載された電子機器１は、当該物体をターゲットとして検出することができる。
　送信アンテナを備えるセンサ５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５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５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に示す移動体１００に搭載された電子機器１は、センサ５の送信アンテナから送信された送信波の反射波を受信アンテナから受信する。このようにして、電子機器１は、移動体１００から所定の距離内に存在する所定の物体２００をターゲットとして検出することができる。例えば、図１に示すように、電子機器１は、自車両である移動体１００と所定の物体２００との間の距離Ｌを測定することができる。また、電子機器１は、自車両である移動体１００と所定の物体２００との相対速度も測定することができる。さらに、電子機器１は、所定の物体２００からの反射波が、自車両である移動体１００に到来する方向（到来角θ）も測定することができる。
　ここで、物体２００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、物体２００とは、オートバイ、自転車、ベビーカー、歩行者などの人間、動物、昆虫その他の生命体、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、家、ビル、橋などの建造物、又は障害物など、移動体１００の周囲に存在する任意の物体としてよい。さらに、物体２００は、移動していてもよいし、停止していてもよい。例えば、物体２００は、移動体１００の周囲に駐車又は停車している自動車などとしてもよい。また、物体２００は、車道にあるものだけではなく、歩道、農場、農地、駐車場、空き地、道路上の空間、店舗内、横断歩道、水上、空中、側溝、川、他の移動体の中、建物、その他の構造物の内部若しくは外部など、適宜な場所にあるものとしてよい。本開示において、センサ５が検出する物体は、無生物の他に、人、犬、猫、及び馬、その他の動物などの生物も含むとしてもよい。本開示のセンサ５が検出する物体は、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としてもよい。
　図１において、センサ５の大きさと、移動体１００の大きさとの比率は、必ずしも実際の比率を示すものではない。また、図１において、センサ５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５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５は、移動体１００の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、センサ５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、又は、これらの任意の組み合わせとしてもよい。
　以下、典型的な例として、センサ５の送信アンテナは、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。例えば、センサ５の送信アンテナは、７７ＧＨｚ～８１ＧＨｚのように、４ＧＨｚの周波数帯域幅を有する電波を送信してもよい。
　図２は、一実施形態に係る電子機器１の構成例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１の構成の一例について説明する。
　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、例として、このような実施形態について説明する。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４０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。
　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５とＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０とから構成される。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、受信部３０Ａ～３０Ｄ、及び記憶部４０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～３０Ｄ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３０Ｃと、受信部３０Ｄとを区別しない場合、単に「受信部３０」と記す。
　制御部１０は、距離ＦＦＴ処理部１１、距離検出判定部１２、速度ＦＦＴ処理部１３、速度検出判定部１４、到来角推定部１５、及び物体検出部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。
　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～３１Ｄ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３１Ｃと、受信アンテナ３１Ｄ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、利得調整部３５、及びＡＤ変換部３６を備えてよい。受信部３０Ａ～３０Ｄ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５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５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。
　記憶部４０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４０は、制御部１０のワークメモリとして機能してよい。記憶部４０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４０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４０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４０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。
　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４０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、例えば制御部１０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又は記憶部４０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４０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。
　図３は、信号生成部２１が生成するチャープ信号の例を説明する図である。
　図３において、横軸は経過する時間を表し、縦軸は周波数を表す。図３に示す例において、信号生成部２１は、周波数が周期的に線形に変化する線形チャープ信号を生成する。図３においては、各チャープ信号を、ｃ１，ｃ２，…，ｃ８のように示してある。図３に示すように、それぞれのチャープ信号において、時間の経過に伴って周波数が線形に増大する。
　図３に示す例において、ｃ１，ｃ２，…，ｃ８のように８つのチャープ信号を含めて、１つのサブフレームとしている。すなわち、図３に示すサブフレーム１及びサブフレーム２などは、それぞれｃ１，ｃ２，…，ｃ８のように８つのチャープ信号を含んで構成されている。また、図３に示す例において、サブフレーム１～サブフレーム１６のように１６のサブフレームを含めて、１つのフレームとしている。すなわち、図３に示すフレーム１及びフレーム２などは、それぞれ１６のサブフレームを含んで構成されている。また、図３に示すように、フレーム同士の間には、所定の長さのフレームインターバルを含めてもよい。図３に示す１つのフレームは、例えば３０ミリ秒から５０ミリ秒程度の長さとしてよい。
　図３において、フレーム２以降も同様の構成としてよい。また、図３において、フレーム３以降も同様の構成としてよい。一実施形態に係る電子機器１において、信号生成部２１は、任意の数のフレームとして送信信号を生成してよい。また、図３においては、一部のチャープ信号は省略して示している。このように、信号生成部２１が生成する送信信号の時間と周波数との関係は、例えば記憶部４０などに記憶しておいてよい。
　このように、一実施形態に係る電子機器１は、複数のチャープ信号を含むサブフレームから構成される送信信号を送信してよい。また、一実施形態に係る電子機器１は、サブフレームを所定数含むフレームから構成される送信信号を送信してよい。
　以下、電子機器１は、図３に示すようなフレーム構造の送信信号を送信するものとして説明する。しかしながら、図３に示すようなフレーム構造は一例であり、例えば１つのサブフレームに含まれるチャープ信号は８つに限定されない。一実施形態において、信号生成部２１は、任意の数（例えば任意の複数）のチャープ信号を含むサブフレームを生成してよい。また、図３に示すようなサブフレーム構造も一例であり、例えば１つのフレームに含まれるサブフレームは１６に限定されない。一実施形態において、信号生成部２１は、任意の数（例えば任意の複数）のサブフレームを含むフレームを生成してよい。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、周波数ｆがそれぞれ異なる帯域幅の複数の離散的な信号を生成してもよい。
　図２に戻り、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。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４０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４０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。
　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５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。すなわち、送信アンテナ２５は、送信波Ｔを送信してよい。センサ５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るとよい。さらに、ここで、センサ５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５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５は、複数の送信アンテナ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が所定の物体２００に反射したものとしてよい。すなわち、受信アンテナ３１は、送信波Ｔが反射された反射波Ｒを受信してよい。受信アンテナ３１は、例えば受信アンテナ３１Ａ～受信アンテナ３１Ｄ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が所定の物体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５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５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５に含めて構成してもよい。すなわち、１つのセンサ５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５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、利得調整部３５に供給される。
　利得調整部３５は、ＩＦ部３４によって周波数変換されたビート信号の利得（ゲイン）を調整する。利得調整部３５は、例えば記憶部４０に記憶された利得の情報に基づいて、信号の利得を調整してよい。利得調整部３５は、送信信号の各フレームにおける複数の時間的な区分ごとに、受信信号の利得を調整してよい。
　このように、一実施形態に係る電子機器１において、利得調整部３５ｆ、受信信号の利得を調整してよい。利得調整部３５による受信信号の利得の調整については、さらに後述する。利得調整部３５によって利得が調整されたビート信号は、ＡＤ変換部３６に供給される。
　ＡＤ変換部３６は、利得調整部３５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３６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３６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３６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３６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、物体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、高速フーリエ変換以外のフーリエ変換を行うとしてもよい。
　距離ＦＦＴ処理部１１は、ＡＤ変換部３６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３６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３６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、所定の物体２００があると判断してもよい。例えば、一定誤警報確率（ＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate））による検出処理のように、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を反射する物体２００をターゲットとして検出することができる。一実施形態において、上述のような動作は、電子機器１の制御部１０が行うものとしてよい。
　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に示した距離Ｌ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１３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、距離ＦＦＴ処理部１３及び／又は物体検出部１６などにも供給されてよい。
　距離検出判定部１２は、距離ＦＦＴ処理部１１によって距離ＦＦＴ処理が行われた結果に基づいて、距離についての判定処理を行う。例えば、具体的には、距離検出判定部１２は、距離ＦＦＴ処理部１１によって距離ＦＦＴ処理された結果におけるピークが所定の閾以上である場合に、当該距離に物体が存在すると判定してよい。このように、距離検出判定部１２は、所定の距離において、ターゲットを検出したか否かを判定する。
　速度ＦＦＴ処理部１３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、物体２００との相対速度を推定する。速度ＦＦＴ処理部１３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１３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１３は、高速フーリエ変換以外のフーリエ変換を行うとしてもよい。
　速度ＦＦＴ処理部１３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１３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１３は、チャープ信号のサブフレーム（例えば図３に示すサブフレーム１）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と所定の物体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１３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、速度検出判定部１４に供給されてよい。また、速度ＦＦＴ処理部１３によって速度ＦＦＴ処理が行われた結果は、到来角推定部１５及び／又は物体検出部１６などにも供給されてよい。
　速度検出判定部１４は、速度ＦＦＴ処理部１３によって速度ＦＦＴ処理が行われた結果に基づいて、速度についての判定処理を行う。例えば、具体的には、速度検出判定部１４は、速度ＦＦＴ処理部１３によって速度ＦＦＴ処理された結果におけるピークが所定の閾以上である場合に、当該速度に物体が存在すると判定してよい。このように、速度検出判定部１４は、所定の速度において、ターゲットを検出したか否かを判定する。
　到来角推定部１５は、速度ＦＦＴ処理部１３によって速度ＦＦＴ処理が行われた結果に基づいて、所定の物体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が所定の物体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１５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、図１に示した到来角θを測定（推定）することができる。
　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１５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１６に供給されてよい。
　物体検出部１６は、距離ＦＦＴ処理部１１、速度ＦＦＴ処理部１３、及び到来角推定部１５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１６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１６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、例えばＥＣＵ５０など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。
　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４つの受信アンテナ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、図３に示す１６の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によるターゲット検出処理について説明する。
　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（Blind Spot Detection：ＢＳＤ）、後退中又は出庫時の横方向検知（Cross traffic alert：ＣＴＡ）、フリースペース検知（Free space detection：ＦＳＤ）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４は、一実施形態に係る電子機器１の動作の例を説明する図である。
　図４に示す移動体１００は、一実施形態に係る電子機器１を搭載しているものとする。また、図４に示すように、移動体１００には、後部左側に少なくとも１つのセンサ５が設置されているものとする。また、図４に示すように、センサ５は、移動体１００に搭載されたＥＣＵ５０に接続されている。図４に示す移動体１００には、後部左側以外にも、後部左側に設置されたセンサ５と同様に動作するセンサ５が設置されていてもよい。以下の説明においては、後部左側に設置された１つのセンサ５のみ説明し、他のセンサについては説明を省略する。また、以下の説明において、電子機器１を構成する各機能部の制御は、制御部１０、位相制御部２３、及びＥＣＵ５０の少なくともいずれかによって制御することができるものとする。
　図４に示すように、一実施形態に係る電子機器１は、複数の検出範囲のいずれかを選択して物体を検出することができる。また、一実施形態に係る電子機器１は、複数の検出範囲のいずれかに切り替えて物体を検出することができる。図４においては、一実施形態に係る電子機器１（特にセンサ５）が送信する送信信号及び電子機器１（特にセンサ５）が受信する受信信号によって物体を検出する範囲を表している。
　例えば、一実施形態に係る電子機器１は、例えば駐車支援（Parking assist）の用途又は機能で使用する場合、図４に示す（１）の範囲を物体検出範囲として、物体検出を行うことができる。図４に示す物体検出範囲（１）は、例えば駐車支援（Parking assist）のために専用に設計されたレーダの物体検出範囲と同一又は類似の範囲としてよい。また、例えば、一実施形態に係る電子機器１は、例えばフリースペース検知（ＦＳＤ）の用途又は機能で使用する場合、図４に示す（２）の範囲を物体検出範囲として、物体検出を行うことができる。図４に示す物体検出範囲（２）は、例えばフリースペース検知（ＦＳＤ）のために専用に設計されたレーダの物体検出範囲と同一又は類似の範囲としてよい。
　また、例えば、一実施形態に係る電子機器１は、例えば出庫時衝突検知（ＣＴＡ）の用途又は機能で使用する場合、図４に示す（３）の範囲を物体検出範囲として、物体検出を行うことができる。図４に示す物体検出範囲（３）は、例えば出庫時衝突検知（ＣＴＡ）のために専用に設計されたレーダの物体検出範囲と同一又は類似の範囲としてよい。また、例えば、一実施形態に係る電子機器１は、例えば死角検知（ＢＳＤ）の用途又は機能で使用する場合、図４に示す（４）の範囲を物体検出範囲として、物体検出を行うことができる。図４に示す物体検出範囲（４）は、例えば死角検知（ＢＳＤ）のために専用に設計されたレーダの物体検出範囲と同一又は類似の範囲としてよい。
　さらに、一実施形態に係る電子機器１は、例えば図４に示す物体検出範囲（１）から（４）までのうち複数の範囲を、任意に切り替えて物体を検出することができる。この場合に切り替えられる複数の範囲は、上述したように、例えば移動体１００の運転者などの操作に基づいて決定されてもよいし、制御部１０又はＥＣＵ５０などの指示に基づいて決定されてもよい。
　このように、一実施形態に係る電子機器１において、物体検出範囲（１）から（４）までうちいずれか複数の範囲によって物体検出を行う場合、制御部１０は、任意の情報に基づいて、いずれか複数の物体検出範囲を決定してよい。また、複数の物体検出範囲が決定されると、制御部１０は、決定された複数の物体検出範囲において送信信号の送信及び受信信号の受信を行うための各種のパラメータを設定してよい。制御部１０が設定する各種のパラメータは、例えば、記憶部４０に記憶しておいてよい。
　このようなパラメータは、電子機器１による物体検出を行う前に、例えばテスト環境における実測等に基づいて定められてもよい。また、このようなパラメータが記憶部４０に記憶されていない場合、過去の測定データなどのような所定のデータに基づいて、制御部１０が適宜推定するパラメータとしてもよい。また、このようなパラメータが記憶部４０に記憶されていない場合、制御部１０は、例えば外部とネットワーク接続することにより、適当なパラメータを取得してもよい。
　このように、一実施形態において、制御部１０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を反射する物体を検出する。また、一実施形態において、制御部１０は、送信信号及び受信信号による複数の物体検出範囲（例えば図４の物体検出範囲（１）から（４）まで）を可変にする。
　さらに、一実施形態において、制御部１０は、複数の物体検出範囲を切り替え可能にしてよい。例えば、制御部１０は、物体検出範囲（３）において物体検出を行っていたところ、物体検出を行う範囲を物体検出範囲（３）から物体検出範囲（２）に切り替えてもよい。また、一実施形態において、制御部１０は、物体を検出する用途及び機能（例えば駐車支援（ＰＡ）及び死角検知（ＢＳＤ）などのような）の少なくとも一方に応じて、複数の物体検出範囲を可変にしてもよい。また、一実施形態において、制御部１０は、後述のように、複数の物体検出範囲を微小時間の経過に伴って可変にしてよい。
　また、一実施形態において、制御部１０は、物体の検出結果に基づいて、複数の物体検出範囲を決定してもよい。例えば、物体検出によってすでに所定の物体が検出されている場合、制御部１０は、その検出された物体の位置に応じて、複数の物体検出範囲を決定してもよい。また、一実施形態において、制御部１０は、複数の物体検出範囲のいずれかにおける送信信号及び受信信号のみを処理してもよい。
　このように、一実施形態に係る電子機器１は、例えばミリ波レーダなどによる物体検出において、検出範囲の切り出し（設定及び／又は切り替え）を行うことができる。よって、一実施形態に係る電子機器１によれば、複数の物体検出範囲において物体を検出したい状況に柔軟に対応することができる。また、一実施形態に係る電子機器１は、物体の検出範囲を予め広く設定しておいて、電子機器１によって検出される距離及び／又は角度などの情報に基づいて、検出の必要な範囲のみの情報を切り出すことができる。よって、一実施形態に係る電子機器１によれば、必要な検出範囲の情報を、処理負荷を増加させずに処理することができる。したがって、一実施形態に係る電子機器１によれば、物体検出の利便性を向上させることができる。
　一実施形態に係る電子機器１は、図４に示したように、送信信号及び受信信号による物体検出範囲を可変にするが、さらに当該物体検出範囲に送信波Ｔのビームを向けるようにしてもよい。これにより、所望の切り出し範囲における物体の検出を高精度で行うことができる。
　例えば、一実施形態に係る電子機器１は、上述のように、死角検知（ＢＳＤ）の用途又は機能として、図４に示す複数の検出範囲のうち物体検出範囲（４）を選択して物体検出を行うことができる。一実施形態に係る電子機器１は、さらに、物体検出範囲（４）の方向に向けて、複数の送信アンテナ２５から送信する送信波Ｔのビームを形成（ビームフォーミング）してよい。例えば遠方の物体検出を行う場合、その方向に複数の送信アンテナ２５から送信する送信波のビームによってビームフォーミングを行うことで、物体検出範囲を高精度にカバーすることができる。
　図５及び図６は、一実施形態に係る電子機器における送信アンテナ及び受信アンテナの配置の例を示す図である。
　一実施形態に係る電子機器１のセンサ５は、図５に示すように、例えば２つの送信アンテナ２５Ａ及び２５Ａ’を備えてよい。また、一実施形態に係る電子機器１のセンサ５は、図５に示すように、４つの受信アンテナ３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、及び３１Ｄを備えてよい。
　４つの受信アンテナ３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、及び３１Ｄは、それぞれ水平方向（Ｘ軸方向）に、送信波Ｔの波長をλとして、間隔λ／２だけ離間して配置されている。このように、複数の受信アンテナ３１を水平方向に並べて配置して、送信波Ｔを複数の受信アンテナ３１によって受信することで、電子機器１は、反射波Ｒが到来する方向を推定することができる。ここで、送信波Ｔの波長λは、送信波Ｔの周波数帯域を例えば７７ＧＨｚから８１ＧＨｚまでとする場合、その中心周波数７９ＧＨｚの送信波Ｔの波長としてもよい。
　また、２つの送信アンテナ２５Ａ及び２５Ａ’は、それぞれ垂直方向（Ｚ軸方向）に、送信波Ｔの波長をλとして、間隔λ／２だけ離間して配置されている。このように、複数の送信アンテナ２５を垂直方向に並べて配置して、送信波Ｔを複数の送信アンテナ２５によって送信することで、電子機器１は、送信波Ｔのビームの向きを、垂直方向に変化させることができる。
　また、一実施形態に係る電子機器１のセンサ５は、図６に示すように、例えば４つの送信アンテナ２５Ａ、２５Ａ’、２５Ｂ、及び２５Ｂ’を備えてもよい。
　ここで、２つの送信アンテナ２５Ａ及び２５Ｂは、図６に示すように、それぞれ水平方向（Ｘ軸方向）に、送信波Ｔの波長をλとして、間隔λ／２だけ離間して配置されている。また、２つの送信アンテナ２５Ａ’及び２５Ｂ’も、図６に示すように、それぞれ水平方向（Ｘ軸方向）に、送信波Ｔの波長をλとして、間隔λ／２だけ離間して配置されている。このように、複数の送信アンテナ２５を水平方向に並べて配置して、送信波Ｔを複数の送信アンテナ２５によって送信することで、電子機器１は、送信波Ｔのビームの向きを、水平方向にも変化させることができる。
　一方、図６に示すように、２つの送信アンテナ２５Ａ及び２５Ａ’は、それぞれ垂直方向（Ｚ軸方向）に、送信波Ｔの波長をλとして、間隔λ／２だけ離間して配置されている。また、図６に示すように、２つの送信アンテナ２５Ｂ及び２５Ｂ’も、それぞれ垂直方向（Ｚ軸方向）に、送信波Ｔの波長をλとして、間隔λ／２だけ離間して配置されている。このように、図６に示す配置においても、複数の送信アンテナ２５を垂直方向に並べて配置して、送信波Ｔを複数の送信アンテナ２５によって送信することで、電子機器１は、送信波Ｔのビームの向きを、垂直方向に変化させることができる。
　一実施形態に係る電子機器１において、複数の送信アンテナ２５から送信する送信波Ｔのビームフォーミングを行う場合、複数の送信波Ｔが送信される際の経路差に基づいて、それぞれの送信波Ｔの位相が所定の方向において揃うようにしてよい。一実施形態に係る電子機器１において、それぞれの送信波Ｔの位相が所定の方向において揃うようにするために、例えば位相制御部２３は、複数の送信アンテナ２５から送信される送信波の少なくとも１つの位相を制御してもよい。
　複数の送信波Ｔの位相が所定の方向において揃うようにするために制御する位相の量は、当該所定の方向に対応させて、記憶部４０に記憶しておいてよい。すなわち、ビームフォーミングを行う際のビームの向きと、位相の量との関係は、記憶部４０に記憶しておいてよい。
　このような関係は、電子機器１による物体検出を行う前に、例えばテスト環境における実測等に基づいて定められてもよい。また、このような関係が記憶部４０に記憶されていない場合、過去の測定データなどのような所定のデータに基づいて、位相制御部２３が適宜推定する関係としてもよい。また、このような関係が記憶部４０に記憶されていない場合、位相制御部２３は、例えば外部とネットワーク接続することにより、適当な関係を取得してもよい。
　一実施形態に係る電子機器１において、複数の送信アンテナ２５から送信する送信波Ｔのビームフォーミングを行うための制御は、制御部１０及び位相制御部２３の少なくとも一方が行ってよい。また、一実施形態に係る電子機器１において、少なくとも位相制御部２３を含む機能部を、送信制御部とも記す。
　このように、一実施形態に係る電子機器１において、送信アンテナ２５は、複数の送信アンテナを含んでもよい。また、一実施形態に係る電子機器１において、受信アンテナ３１も、複数の受信アンテナを含んでもよい。また、一実施形態に係る電子機器１において、送信制御部（例えば位相制御部２３）は、複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔが所定方向にビームを形成（ビームフォーミング）するように制御してもよい。また、一実施形態に係る電子機器１において、送信制御部（例えば位相制御部２３）は、物体を検出する範囲の方向にビームを形成してもよい。
　また、一実施形態に係る電子機器１において、上述のように、送信アンテナ２５は垂直方向成分を含んで配置された複数の送信アンテナ２５を含んでよい。この場合、一実施形態に係る電子機器１において、位相制御部２３（送信制御部）は、ビームの方向を、物体検出範囲の方向に、垂直方向成分を含んで変化させてもよい。
　さらに、一実施形態に係る電子機器１において、上述のように、送信アンテナ２５は水平方向成分を含んで配置された複数の送信アンテナ２５を含んでもよい。この場合、一実施形態に係る電子機器１において、位相制御部２３（送信制御部）は、ビームの方向を、物体検出範囲の方向に、水平方向成分を含んで変化させてもよい。
　また、一実施形態に係る電子機器１において、送信制御部（例えば位相制御部２３）は、物体を検出する範囲の少なくとも一部をカバーする方向にビームを形成してもよい。また、一実施形態に係る電子機器１において、送信制御部（例えば位相制御部２３）は、複数の送信アンテナ２５から送信されるそれぞれの送信波Ｔの位相が所定の方向において揃うように、複数の送信波の少なくとも１つの位相を制御してもよい。
　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から出力される広周波数の帯域信号（例えばＦＭＣＷ信号）の周波数情報に基づいて位相の補償値を算出し、複数の送信アンテナのそれぞれに周波数依存の位相補償を実施することができる。これにより、送信信号の取り得る全周波数帯域において、特定の方向に対してビームフォーミングを高精度に行うことができる。
　このようなビームフォーミングによれば、物体の検出が必要な特定の方向において、物体を検出可能な距離を拡大することができる。また、上述のようなビームフォーミングによれば、不要な方向からの反射信号を低減することができる。このため、距離・角度を検出する精度を向上させることができる。
　図７は、一実施形態に係る電子機器１によって実現されるレーダの検出距離の種別を説明する図である。
　一実施形態に係る電子機器１は、上述のように、物体検出範囲の切り出し及び／又は送信波のビームフォーミングを行うことができる。このような、物体検出範囲の切り出し及び送信波のビームフォーミングの少なくとも一方を採用することで、送信信号及び受信信号によって物体を検出可能な距離の範囲を規定することができる。
　図７に示すように、一実施形態に係る電子機器１は、例えばｒ１の範囲で物体検出を行うことができる。図７に示す範囲ｒ１は、例えば超短距離レーダ（Ultra short range radar：ＵＳＲＲ）によって物体検出を行うことができる範囲としてよい。また、図７に示すように、一実施形態に係る電子機器１は、例えばｒ２の範囲で物体検出を行うことができる。図７に示す範囲ｒ２は、例えば短距離レーダ（Short range radar：ＳＲＲ）によって物体検出を行うことができる範囲としてよい。さらに、図７に示すように、一実施形態に係る電子機器１は、例えばｒ３の範囲で物体検出を行うことができる。図７に示す範囲ｒ３は、例えば中距離レーダ（Mid range radar：ＭＲＲ）によって物体検出を行うことができる範囲としてよい。上述のように、一実施形態に係る電子機器１は、例えば範囲ｒ１、範囲ｒ２、及び範囲ｒ３のいずれかの範囲を適宜切り替えて物体検出を行うことができる。このように検出距離の異なるレーダは、検出距離が長くなればなるほど、距離の測定精度が低くなる傾向にある。
　このように、一実施形態に係る電子機器１において、制御部１０は、送信信号及び受信信号によって物体を検出する距離の範囲を、複数の物体検出範囲のいずれかに応じて設定してもよい。
　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Ｔの異なるモードについて説明する。
　一般的に、送信波Ｔが物体に反射した反射波Ｒとして受信される受信信号の信号強度は、検出する物体までの距離に応じて異なる。一般に、検出する物体までの距離が遠くなるにつれて、反射波Ｒとして受信される受信信号の信号強度は弱くなる傾向にある。逆に、検出する物体までの距離が近くなるにつれて、反射波Ｒとして受信される受信信号の信号強度は強くなる傾向にある。このため、比較的近距離の物体と比較的遠距離の物体とを同時に検出しようとすると、受信信号のダイナミックレンジが比較的広くなる。すると、このような受信信号を受信して処理する回路（例えば図２に示したＡＤ変換部３６など）において要求されるダイナミックレンジも比較的広くなる。一般に、回路において処理可能なダイナミックレンジを広くすると、コストの増大を招く傾向にある。
　そこで、一実施形態に係る電子機器１は、送信信号の各フレームにおいて少なくとも２つの時間的な区分が含まれるようにしてよい。そして、一実施形態に係る電子機器１において、このような時間的な区分において、送信波を異なるモードで送信してよい。以下説明するように、一実施形態に係る電子機器１は、送信波を異なるモードで送信し、当該モードごとに受信信号の利得を調整することにより、受信信号のダイナミックレンジが所定以上に大きくならないようにする。つまり、制御部１０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してモードを制御するとしてよい。すなわち、制御部１０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してよい。制御部１０は、チャープ信号の時間に対する周波数の変化（スロープ）の値、及び／又は、サンプリングレートを設定するとしてよい。すなわち、制御部１０が設定するスロープにより、レーダの距離範囲が変わる。また、制御部１０が設定するサンプリングレートにより、距離精度（距離分解能)が変わる。また、制御部１０の設定により、近距離３次元センシングモードと２次元ビームフォーミングモードを切り替えることもできる。近距離３次元センシングモードは垂直方向に半波長離れたアンテナを切り替えることで、３次元のセンシングを可能にする。２次元ビームフォーミングモードは、高速度検出が可能である。２次元ビームフォーミングモードは、ビームフォーミングを行うことで長距距離に飛ばすことができる。２次元ビームフォーミングモードは、ビームを絞ることで、周辺の余分な干渉を減らすことが可能である。また、制御部１０は、チャープ信号の出力、位相、振幅、周波数、周波数範囲などを制御してモードを設定するとしてもよい。
　図８は、各モードにおける物体検出範囲の例を示す図である。図８に示す物体検出範囲ｒ１、ｒ２、及びｒ３は、それぞれ、図７に示した範囲ｒ１、ｒ２、及びｒ３と同じものとしてもよいし、異なるものとしてもよい。
　図８に示すように、物体検出範囲ｒ１は、電子機器１の第１モードにおいて物体を検出する範囲としてよい。ここで、物体検出範囲ｒ１は、例えば、最小検出範囲を０．２ｍとして、最大検出範囲を１２．５ｍとしてよい。また、図８に示すように、物体検出範囲ｒ２は、電子機器１の第２モードにおいて物体を検出する範囲としてよい。ここで、物体検出範囲ｒ２は、例えば、最小検出範囲を１ｍとして、最大検出範囲を５０ｍとしてよい。また、図８に示すように、物体検出範囲ｒ３は、電子機器１の第３モードにおいて物体を検出する範囲としてよい。ここで、物体検出範囲ｒ３は、例えば、最小検出範囲を５ｍとして、最大検出範囲を２００ｍとしてよい。
　一実施形態に係る電子機器１は、送信信号の各フレームにおいて、上述の第１モード乃至第３モードのように、異なる送信態様で送信波を送信してよい。図８においては、第１モード乃至第３モードのように、３つの異なる送信態様のモードの例を示してある。しかしながら、異なる送信態様のモードは、２つの異なる送信態様のモードとしてもよいし、又は３つよりも多い異なる送信態様のモードとしてもよい。また、図８においては、第１モードから第３モードまでの順に物体検出範囲が大きくなるようにしてある。しかしながら、第１モードから第３モードまでの順に物体検出範囲が小さくなるようにしてもよい。また、必ずしも第１モードから第３モードまでの順にしたがって物体検出範囲の大きさが変化しなくてもよい。
　ここで、一実施形態に係る電子機器１において、物体が検出される距離と、当該物体に反射した反射波Ｒとして受信される受信信号の強度との関係について説明する。
　図９は、一実施形態に係る電子機器１の物体検出距離と受信信号の相対受信電力との関係の一例を示す図である。図９は、物体検出距離が１２．５ｍのときに、受信信号の強度（電力）が６０ｄＢになる状況を基準として、両者の関係の一例を示している。本開示の電子機器１において、以下に示す数値ではなく、実験等で求められた数値を使ってもよい。
　上述のように、一般に、検出する物体までの距離が遠くなるにつれて、反射波Ｒとして受信される受信信号の信号強度は弱くなる傾向にある。逆に、検出する物体までの距離が近くなるにつれて、反射波Ｒとして受信される受信信号の信号強度は強くなる傾向にある。図９に示す例において、例えば物体検出距離が０．２ｍのとき、相対受信電力は１３１．６ｄＢになる。また、図９に示す例において、例えば物体検出距離が２００ｍのとき、相対受信電力は１２ｄＢになる。このため、０．２ｍの距離にある物体と２００ｍの距離にある物体とを同時に検出しようとすると、受信信号のダイナミックレンジは１２０ｄＢ程度になる。すなわち、このような信号を処理しようとすると、受信回路（例えば図２に示したＡＤ変換部３６など）は１２０ｄＢ程度のダイナミックレンジに対応することが求められる。
　図１０は、一実施形態に係る電子機器１の送信波Ｔの１フレームにおいて異なるモードの送信信号を設定する例を説明する図である。
　一実施形態に係る電子機器１の制御部１０は、送信信号の各フレームにおいて、送信波が異なるモードで送信される少なくとも２つの時間的な区分を含むように制御してよい。例えば図１０に示すように、制御部１０は、送信信号のフレーム１において、第１モード乃至第３モードのように、送信波が異なるモードで送信される３つの時間的な区分を含むように制御してよい。
　図１０に示すように、送信信号のフレーム１は、第１モード、第２モード、及び第３モードの３つのモードの時間的な区分を含んでいる。図１０に示すように、第１モードにおいては、チャープ信号ｃαがｎ１個含まれている。また、第２モードにおいては、チャープ信号ｃβがｎ２個含まれている。また、第３モードにおいては、チャープ信号ｃγがｎ３個含まれている。このように、第１モード乃至第３モードは、それぞれにおいて異なる（波形が異なる）チャープ信号を含んでもよい。また、第１モード乃至第３モードは、それぞれにおいて異なる個数のチャープ信号を含んでもよい。第１モード乃至第３モードのように、送信信号として送信されるチャープ信号の周波数の時間変化が異なるようにすることにより、物体検出の距離及び物体検出の分解能（検出精度）を変化させ得る。本開示において、送信信号のフレームは、３つのモードに限定されず、２つ、又は４つ以上の任意の数の時間的な区分を含んでいるとしてもよい。また、それぞれのモードにおけるチャープ信号の個数も任意の個数であるとしてもよい。
　このように、制御部１０は、送信信号として送信されるチャープ信号の周波数の時間変化が異なるモードで送信波が送信されるように制御してもよい。また、制御部１０は、送信信号及び受信信号に基づいて物体を検出する範囲における分解能が異なるモードで送信波が送信されるように制御してもよい。また、制御部１０は、送信信号として送信されるチャープ信号の単位数（すなわちチャープ信号の個数）が異なるモードで送信波が送信されるように制御してもよい。
　図１０においては、フレーム２以降もフレーム１と同じ送信信号の配置とする例を示してある。しかしながら、フレーム２以降は、フレーム１と異なる送信信号の配置としてもよいし、フレーム３以降も、例えばフレーム１及びフレーム２と異なる送信信号の配置としてもよい。図１０においては、第１モード乃至第３モードの間にインターバルを設けてあるが、このようなインターバルを設けなくてもよい。また、上述のように、図１０に示す各フレームに含まれるモードの数は３つに限定されず、例えば２つとしてもよいし、３つより多くしてもよい。
　このように、一実施形態に係る電子機器１の制御部１０は、送信信号の各フレームにおいて、送信波が異なるモードで送信される少なくとも２つの時間的な区分を含むように制御してよい。この場合、制御部１０は、送信信号及び受信信号に基づいて物体を検出する範囲が異なるモードで送信波が送信されるように制御してもよい。
　図１１は、一実施形態に係る電子機器１の各モードにおける仕様の一例を示す図である。図１１は、第１モード乃至第３モードの各モードごとに、物体の最小検出範囲、物体の最大検出範囲、物体の検出精度（分解能）、所要ダイミックレンジ、及び受信利得の各値の設定の例を示している。
　図１１に示すように、第１モード乃至第３モードの各モードにおいて、物体の最小検出範囲、物体の最大検出範囲は、図８において説明したのと同様としてよい。すなわち、図１１に示すように、第１モードにおいて、最小検出範囲を０．２ｍとして、最大検出範囲を１２．５ｍとしてよい。また、第２モードにおいて、最小検出範囲を１ｍとして、最大検出範囲を５０ｍとしてよい。また、第３モードにおいて、最小検出範囲を５ｍとして、最大検出範囲を２００ｍとしてよい。
　図１１に示す第１モード乃至第３モードの各モードにおいて、物体の検出精度（分解能）は、例えば、上述の最大検出範囲及び最小検出範囲、並びに距離ＦＦＴ処理部１１におけるＦＦＴ処理のポイント数に基づいて求めることができる。例えば、距離ＦＦＴ処理部１１におけるＦＦＴ処理のポイント数は２５６ポイントであるとする。この場合、第１モードにおいて、１２．５ｍ－０．２ｍ＝１２．３ｍの距離を、２５６ポイントでＦＦＴ処理するため、その検出精度（分解能）は、１２．３ｍ／２５６＝約５ｃｍとなる。同様に、第２モードにおいて、その検出精度（分解能）は、２０ｃｍと求めることができる。また、第３モードにおいて、その検出精度（分解能）は、８０ｃｍと求めることができる。
　次に、図１１に示す第１モード乃至第３モードの各モードにおいて求められるダイナミックレンジについて検討する。図１１においては、求められるダイナミックレンジを、単に「所要ＤＲ」と記してある。所要ＤＲは、上述の最大検出範囲及び最小検出範囲にそれぞれ対応する相対受信電力（図９参照）から求めることができる。
　例えば、第１モードにおいて、最小検出範囲の０．２ｍに対応する相対受信電力は、図９から１３１．６ｄＢであり、最大検出範囲の１２．５ｍに対応する相対受信電力は、図９から６０ｄＢである。このような信号のダイナミックレンジは、１３１．６ｄＢ－６０ｄＢ＝７１．６ｄＢとなる。また、第２モードにおいて、最小検出範囲の１ｍに対応する相対受信電力は、図９から１０３．７ｄＢであり、最大検出範囲の５０ｍに対応する相対受信電力は、図９から３６ｄＢである。このような信号のダイナミックレンジは、１０３．７ｄＢ－３６ｄＢ＝６７．７ｄＢとなる。また、第３モードにおいて、最小検出範囲の５ｍに対応する相対受信電力は、図９から７５．８ｄＢであり、最大検出範囲の２００ｍに対応する相対受信電力は、図９から１２ｄＢである。このような信号のダイナミックレンジは、７５．８ｄＢ－１２ｄＢ＝６３．８ｄＢとなる。
　図１１に示すように、図１１に示す第１モード乃至第３モードの各モードにおいて求められるダイナミックレンジは、それぞれ７２ｄＢを超えない程度であることがわかる。しかしながら、これらの信号に同じ処理を施そうとすると、求められるダイナミックレンジは、１２ｄＢから１３１．６ｄＢまで、すなわち依然として１２０ｄＢ程度になる。そこで、一実施形態に係る電子機器１において、利得調整部３５は、上述の各モードごとに、受信信号の利得を調整してよい。
　具体的には、図１１に示すように、第１モードにおいて、利得調整部３５は、受信信号の利得を例えば０ｄＢぶん調整してよい。すなわち、第１モードにおいて、利得調整部３５は、例えば受信信号の利得を増減させなくてよい。また、図１１に示すように、第２モードにおいて、利得調整部３５は、受信信号の利得を例えば３０ｄＢぶん調整してよい。すなわち、第２モードにおいて、利得調整部３５は、受信信号の利得を例えば３０ｄＢ増大させてよい。また、図１１に示すように、第３モードにおいて、利得調整部３５は、受信信号の利得を例えば５５ｄＢぶん調整してよい。すなわち、第３モードにおいて、利得調整部３５は、受信信号の利得を例えば５５ｄＢ増大させてよい。
　図１２は、一実施形態に係る電子機器１における受信利得の調整を説明する図である。図１２に示す各フレームにおける各モードは、図１０に示す各フレームにおける各モードに対応するものとしてよい。すなわち、図１０に示す第１モードにおいて送信される送信信号に対応して、利得調整部３５は、図１２における第１モードに示すように、０ｄＢの受信利得の調整を行ってよい。また、図１０に示す第２モードにおいて送信される送信信号に対応して、利得調整部３５は、図１２における第２モードに示すように、３０ｄＢの受信利得の調整を行ってよい。また、図１０に示す第３モードにおいて送信される送信信号に対応して、利得調整部３５は、図１２における第３モードに示すように、５５ｄＢの受信利得の調整を行ってよい。
　図１３は、一実施形態に係る電子機器１の各モードにおける受信信号の相対受信電力の一例を示す図である。図１３は、第１モード乃至第３モードの各モードごとに、物体検出の距離に対応する受信信号の相対的な強度（電力）を示す図である。図１３においては、第１モード乃至第３モードの各モードごとの相対受信電力として、受信利得を調整した後の数値を示している。すなわち、図１３に示す相対受信電力は、上述のように利得調整部３５による受信利得の制御を行った数値を示している。また、図１３において、数値が記載されていない欄（＊＊と記載された欄）は、当該モードにおいてサポートされないため物体が検出されないことを意味する。
　図１３に示すように、第１モードにおいて、受信信号の利得は０ｄＢぶん調整されている。したがって、第１モードにおいて、距離０．２ｍにおける相対受信電力は１３１．６ｄＢとなり、距離１２．５ｍにおける相対受信電力は６０ｄＢとなる。この場合、第１モードにおいて求められるダイナミックレンジは、６０ｄＢから１３１．６ｄＢまでの７１．６ｄＢとなる。
　図１３に示すように、第２モードにおいて、受信信号の利得は３０ｄＢぶん調整されている。したがって、第２モードにおいて、距離１ｍにおける相対受信電力は１３３．７ｄＢとなり、距離５０ｍにおける相対受信電力は６６ｄＢとなる。この場合、第２モードにおいて求められるダイナミックレンジは、６６ｄＢから１３３．７ｄＢまでの６７．７ｄＢとなる。
　図１３に示すように、第３モードにおいて、受信信号の利得は５５ｄＢぶん調整されている。したがって、第３モードにおいて、距離５ｍにおける相対受信電力は１３０．８ｄＢとなり、距離２００ｍにおける相対受信電力は６７ｄＢとなる。この場合、第３モードにおいて求められるダイナミックレンジは、６７ｄＢから１３０．８ｄＢまでの６３．８ｄＢとなる。
　このように、一実施形態に係る電子機器１において、利得調整部３５は、上述の各モードごとに受信信号の利得を調整してよい。また、利得調整部３５は、受信信号のダイナミックレンジが所定以内になるように、各モードごとに受信信号の利得を調整してもよい。例えば、図１３に示す例のように、利得調整部３５は、受信信号のダイナミックレンジが各モードにおいて７５ｄＢを超えないように、受信信号の利得を調整してもよい。
　上述のように利得を調整することで、図１３に示すように、物体検出の範囲（距離）は０．２ｍから２００ｍまでとしつつ、必要なダイナミックレンジは７２ｄＢ程度にとどめることができる。図９に示した例において説明したように、０．２ｍから２００ｍまでの範囲（距離）において物体を同時に検出しようとすると、必要なダイナミックレンジは１２０ｄＢ程度であった。しかしながら、一実施形態に係る電子機器１において、上述のように利得を調整することにより、必要なダイナミックレンジは７２ｄＢ程度になる。したがって、一実施形態に係る電子機器１によれば、機器のコストを増大させずに低減し得る。
　図１３に示す例において、第１モードから第３モードまでの順に、物体検出範囲（距離）が大きくなるようにしてある。また、図１３に示す例において、第１モードから第３モードまでの順に、受信信号のダイナミックレンジが小さくなるようにしてある。このように、一実施形態に係る電子機器１において、利得調整部３５は、送信信号及び受信信号に基づいて物体を検出する範囲（距離）が大きくなるにつれて受信信号のダイナミックレンジが小さくなるように、各モードごとに受信信号の利得を調整してもよい。
　また、図１３に示すように、第１モードにおける物体検出範囲（距離）は、０．２ｍから１２．５ｍまでである。第２モードにおける物体検出範囲（距離）は、１ｍから５０ｍまでである。第３モードにおける物体検出範囲（距離）は、５ｍから２００ｍまでである。したがって、図１３に示す第１モードから第３モードまでの各モードにおいて、物体検出範囲（距離）は、重複する範囲を有している。このように、一実施形態に係る電子機器１において、利得調整部３５は、モードのそれぞれにおいて送信信号及び受信信号に基づいて物体を検出する範囲が冗長されるように、各モードごとに受信信号の利得を調整してもよい。このように物体検出範囲を冗長させることにより、物体の誤検出又は未検出を低減させ得る。したがって、一実施形態に係る電子機器１によれば、物体検出の精度を向上させ得る。
　図１４は、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。以下、一実施形態に係る電子機器の動作の流れを説明する。
　図１４に示す動作は、例えば移動体１００に搭載された電子機器１によって、移動体１００の周囲に存在する物体を検出する際に開始してよい。
　図１４に示す動作が開始すると、制御部１０は、各モードの物体検出範囲を決定する（ステップＳ１）。例えば、ステップＳ１において、制御部１０は、図１１に示すように、第１モードの物体検出範囲を０．２ｍから１２．５ｍまでとしてもよい。また、例えば、ステップＳ１において、制御部１０は、図１１に示すように、第２モードにおける物体検出範囲を１ｍから５０ｍまでとしてもよい。また、例えば、ステップＳ１において、制御部１０は、図１１に示すように、第３モードにおける物体検出範囲を５ｍから２００ｍまでとしてもよい。このような物体検出範囲は、予め記憶部４０に記憶しておいてもよい。ステップＳ１において、制御部１０は、例えば移動体１００の運転者などの操作に基づいて各モードの物体検出範囲を決定してもよいし、例えば制御部１０又はＥＣＵ５０などの指示に基づいて各モードの物体検出範囲を決定してもよい。
　また、ステップＳ１に示す動作は、図１４に示す動作の開始後に初めて行う動作ではなく、図１４に示す動作が既に以前に行われた後で再び開始されたものとしてよい。再び行われたステップＳ１の時点で制御部１０によって既に各モードの物体検出範囲が決定されている場合、制御部１０は、当該決定された物体検出範囲を再び用いてもよい。
　ステップＳ１において各モードの物体検出範囲が決定されたら、制御部１０は、各モードにおける受信信号のダイナミックレンジを算出してよい（ステップＳ２）。例えば、ステップＳ２において、制御部１０は、図１１に示すように、第１モードのダイナミックレンジを６０ｄＢから１３１．６ｄＢまでと算出してもよい。また、例えば、ステップＳ２において、制御部１０は、図１１に示すように、第２モードのダイナミックレンジを３６ｄＢから１０３．７ｄＢまでと算出してもよい。また、例えば、ステップＳ２において、制御部１０は、図１１に示すように、第３モードのダイナミックレンジを１２ｄＢから７５．８ｄＢまでと算出してもよい。
　ステップＳ２において、制御部１０は、例えば図９に示したような対応関係に基づいて、各モードにおける受信信号のダイナミックレンジを算出してよい。また、図９に示したような対応関係は、例えばステップＳ２又はステップＳ２の前後などにおいて制御部１０が算出してもよいし、予め記憶部４０に記憶させておいてもよい。
　ステップＳ２においてダイナミックレンジが算出されたら、制御部１０は、各モードの受信信号の利得を設定する（ステップＳ３）。ステップＳ３において、制御部１０は、各モードのダイナミックレンジの上限及び下限が所定の幅の数値に収まるように、当該モードの受信信号の利得を設定してよい。
　例えば、ステップＳ３において、制御部１０は、図１３に示すように、第１モードのダイナミックレンジが６０ｄＢから１３１．６ｄＢまでの７１．６ｄＢになるように、第１モードの受信信号の利得を０ｄＢに設定してもよい。また、例えば、ステップＳ３において、制御部１０は、図１３に示すように、第２モードのダイナミックレンジが６６ｄＢから１３３．７ｄＢまでの６７．７ｄＢになるように、第２モードの受信信号の利得を３０ｄＢに設定してもよい。また、例えば、ステップＳ３において、制御部１０は、図１３に示すように、第３モードのダイナミックレンジが６７ｄＢから１３０．８ｄＢまでの６３．８ｄＢになるように、第３モードの受信信号の利得を５５ｄＢに設定してもよい。
　ステップＳ３において各モードの利得が設定されたら、制御部１０は、各モードの物体検出範囲において物体を検出するために、送信波Ｔの各フレーム等ごとに、電子機器１における各種パラメータを設定する（ステップＳ４）。
　例えば、ステップＳ４において、制御部１０は、図８に示した各モードにおける物体検出範囲ｒ１からｒ３までの範囲を物体検出範囲として切り出して物体検出を行うように、各種のパラメータを送信波Ｔの各フレーム等ごとに設定してよい。ステップＳ４において、図１０に示したように、各種のパラメータを送信波Ｔのフレームごとに設定してもよいし、フレームを構成する部分（例えば各モード又はサブフレーム等）ごとに設定してもよいし、チャープ信号ごとに設定してもよい。各モードにおける物体検出範囲のような検出範囲を切り出して物体検出を行うために設定される各種のパラメータは、例えば記憶部４０に記憶しておいてもよい。この場合、ステップＳ４において、制御部１０は、各種のパラメータを記憶部４０から読み出して設定してもよい。
　また、ステップＳ４において、制御部１０は、送信波Ｔの各フレーム等ごとに、決定されたそれぞれの物体検出範囲の向きに送信波のビームを形成するように、各種のパラメータを設定してもよい。例えば、ステップＳ４において、制御部１０は、送信波Ｔの各フレーム等ごとに、ステップＳ１で決定された物体検出範囲に送信波のビームが向くように、各種のパラメータを設定してよい。各物体検出範囲のような検出範囲に送信波のビームを向けるために設定される各種のパラメータは、例えば記憶部４０に記憶しておくことができる。この場合、ステップＳ４において、制御部１０は、各種のパラメータを記憶部４０から読み出して設定してもよい。ステップＳ４において、制御部１０は、送信波Ｔの各フレーム等ごとに、例えば位相制御部２３又は送信部２０に対して各種のパラメータを設定してよい。
　このように、一実施形態に係る電子機器１において、制御部１０は、送信信号及び受信信号による複数の物体検出範囲のいずれかを規定するパラメータを、送信波Ｔのフレーム等ごとに設定してもよい。また、制御部１０は、検出範囲の異なるモードのうち、フレームごと又はフレーム内の処理単位ごとに、レーダのモードを切り替えて信号生成部２１に通知してよい。
　ステップＳ４においてパラメータが設定されたら、制御部１０は、送信波Ｔのフレーム等の順序に従って、送信アンテナ２５から送信波Ｔを送信するように制御する（ステップＳ５）。例えば、ステップＳ５において、信号生成部２１は、制御部１０によって設定されたパラメータに基づいて、送信波Ｔのフレーム等の順序に従って、各モードのレーダとして機能する送信信号を生成してよい。また、送信波Ｔのビームフォーミングを行う場合、ステップＳ５において、位相制御部２３は、送信波Ｔのフレーム等の順序に従って、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が所定の方向にビームを形成するように制御してよい。この場合、位相制御部２３は、各送信波Ｔの位相を制御してもよい。さらに、位相制御部２３は、ステップＳ１において決定された物体検出範囲の方向に、例えば物体検出範囲の少なくとも一部をカバーするように、送信波Ｔのフレーム等の順序に従って、送信波Ｔのビームを向けるように制御してもよい。
　ステップＳ５において送信波Ｔが送信されたら、制御部１０は、受信アンテナ３１から反射波Ｒを受信するように制御する（ステップＳ６）。
　ステップＳ６において反射波Ｒが受信されたら、利得調整部３５は、受信信号の利得を調整する（ステップＳ７）。ステップＳ７において、利得調整部３５は、ステップＳ３において設定された受信利得に従って、受信信号の利得を調整してよい。また、ステップＳ７において、制御部１０は、利得調整部３５が各モードごとに受信信号の利得を調整するように制御してよい。
　例えば、ステップＳ７において、送信部２０から第１モードで送信された送信波の反射波を受信部３０が受信するタイミングで、利得調整部３５は、受信信号の利得を０ｄＢだけ調整してよい。また、例えば、ステップＳ７において、送信部２０から第２モードで送信された送信波の反射波を受信部３０が受信するタイミングで、利得調整部３５は、受信信号の利得を３０ｄＢだけ調整してよい。また、例えば、ステップＳ７において、送信部２０から第３モードで送信された送信波の反射波を受信部３０が受信するタイミングで、利得調整部３５は、受信信号の利得を５５ｄＢだけ調整してよい。本開示において、利得調整部３５は、受信信号の利得を調整するタイミングとして、送信部２０から信号が送信される所定時間前のタイミング、送信部２０から信号が送信されるタイミング、送信部２０から信号が送信された後かつ反射波を受信部３０が受信する前のタイミング、送信波の反射波を受信部３０が受信した所定時間後のタイミングなど、適宜なタイミングを任意に組み合わせて利用してもよい。
　ステップＳ７において受信信号の利得が調整されたら、制御部１０は、移動体１００の周囲に存在する物体を検出する（ステップＳ８）。ステップＳ８において、制御部１０は、ステップＳ１で決定された物体検出範囲において物体の検出を行ってよい（物体検出範囲の切り出し）。ステップＳ８において、制御部１０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による推定結果に基づいて、物体の存在を検出してもよい。
　一実施形態に係る電子機器１において、制御部１０は、例えば、複数の異なるモードのレーダごとに得られた角度、速度、距離の情報から物体検出（例えばクラスタリング）処理を行い、その物体を構成するポイントの平均電力を算出してもよい。また、一実施形態に係る電子機器１において、制御部１０は、複数の異なるモードのレーダごとに得られた物体検出情報又はポイントクラウド情報を、例えばＥＣＵ５０のような上位の制御ＣＰＵに通知してもよい。
　ステップＳ８における物体の検出は、公知のミリ波レーダによる技術を用いて種々のアルゴリズムなどに基づいて行うことができるため、より詳細な説明は省略する。また、図１４に示すステップＳ８の後、制御部１０は、再びステップＳ１の処理を開始してもよい。この場合、ステップＳ８において物体を検出した結果に基づいて、ステップＳ１において物体検出範囲を決定してもよい。このように、一実施形態に係る電子機器１において、制御部１０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を反射する物体を検出してよい。
　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、受信信号の処理に際して広いダイナミックレンジを要しないため、コストの増大を招く恐れは低減し得る。また、一実施形態に係る電子機器１によれば、物体検出範囲を冗長させることにより、物体の誤検出又は未検出を低減させ得る。したがって、一実施形態に係る電子機器１によれば、機器のコストを増大させずに低減しつつ、ターゲットを検出する精度を向上し得る。
　なお、本開示に係る電子機器は、送信信号の各チャープ信号ごとに、又は、任意の個数のチャープ信号の組み合わせごとに、上述の第１モード乃至第３モードのように設定されたモードで、異なる送信態様で送信波を送信するとしてもよい。この場合、利得調整部３５は、各モードの反射波の受信信号の利得をそれぞれ調整してよい。この電子機器は送信信号の各チャープ信号ごとに、又は、任意の個数のチャープ信号の組み合わせごとに、受信信号の処理に際して広いダイナミックレンジを要しない。このため、本開示に係る電子機器は、コストの増大を招く恐れは低減し得る。また、本開示に係る電子機器は、物体検出範囲を冗長させることにより、物体の誤検出又は未検出を低減させ得る。したがって、この電子機器によれば、機器のコストを増大させずに低減しつつ、ターゲットを検出する精度を向上し得る。
　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のような機器が実行するプログラムとして実施してもよい。
　また、上述した実施形態において、利得調整部３５が受信信号の利得の調整を行うものとして説明した。しかしながら、一実施形態に係る電子機器１において、利得調整部３５以外の他の機能部が受信信号の利得の調整を行うものとしてもよい。例えば、図１５に示す電子機器１のように、ＬＮＡ３２’が受信信号の利得の調整を行ってもよい。この場合、図１５に示すように、利得調整部３５を用いる必要はなくなる。また、図１５に示す受信部３０における他の機能部が受信信号の利得の調整を行うものとしてもよい。
　一実施形態に係る電子機器１は、最小の構成としては、例えばセンサ５又は制御部１０の一方のみの少なくとも一部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は、制御部１０の他に、図２に示すような、信号生成部２１、シンセサイザ２２、位相制御部２３、増幅器２４、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は、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、ＬＮＡ３２、ミキサ３３、ＩＦ部３４、ＡＤ変換部３６の少なくともいずれかを、適宜含んで構成してもよい。さらに、一実施形態に係る電子機器１は、記憶部４０を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は、種々の構成態様を採ることができる。また、一実施形態に係る電子機器１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。
　１　電子機器
　５　センサ
　１０　制御部
　１１　距離ＦＦＴ処理部
　１２　距離検出判定部
　１３　速度ＦＦＴ処理部
　１４　速度検出判定部
　１５　到来角推定部
　１６　物体検出部
　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　送信アンテナ
　３０　受信部
　３１　受信アンテナ
　３２　ＬＮＡ
　３３　ミキサ
　３４　ＩＦ部
　３５　利得調整部
　３６　ＡＤ変換部
　４０　記憶部
　５０　ＥＣＵ
　１００　移動体
　２００　物体
 

Claims (11)

  1. 　送信波を送信する送信アンテナと、
    　前記送信波が反射された反射波を受信する受信アンテナと、
    　前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体を検出する制御部と、
    　前記受信信号の利得を調整する利得調整部と、
    　を備える電子機器であって、
    　前記制御部は、前記送信波を少なくとも２つの異なるモードで送信するように制御し、
    　前記利得調整部は、前記モードごとに前記受信信号の利得を調整する、電子機器。
  2. 　前記利得調整部は、前記受信信号のダイナミックレンジが所定以内になるように、前記モードごとに前記受信信号の利得を調整する、請求項１に記載の電子機器。
  3. 　前記利得調整部は、前記送信信号及び前記受信信号に基づいて物体を検出する範囲が大きくなるにつれて前記受信信号のダイナミックレンジが小さくなるように、前記モードごとに前記受信信号の利得を調整する、請求項１又は２に記載の電子機器。
  4. 　前記利得調整部は、前記モードのそれぞれにおいて前記送信信号及び前記受信信号に基づいて物体を検出する範囲が冗長されるように、前記モードごとに前記受信信号の利得を調整する、請求項１から３のいずれかに記載の電子機器。
  5. 　前記制御部は、前記送信信号及び前記受信信号に基づいて物体を検出する範囲が異なるモードで前記送信波が送信されるように制御する、請求項１から４のいずれかに記載の電子機器。
  6. 　前記制御部は、前記送信信号及び前記受信信号に基づいて物体を検出する範囲における分解能が異なるモードで前記送信波が送信されるように制御する、請求項１から５のいずれかに記載の電子機器。
  7. 　前記制御部は、前記送信信号として送信されるチャープ信号の周波数の時間変化が異なるモードで前記送信波が送信されるように制御する、請求項１から６のいずれかに記載の電子機器。
  8. 　前記制御部は、前記送信信号として送信されるチャープ信号の単位数が異なるモードで前記送信波が送信されるように制御する、請求項１から７のいずれかに記載の電子機器。
  9. 　前記制御部は、前記送信信号の各フレームにおいて、前記送信波が異なるモードで送信される少なくとも２つの時間的な区分を含むように制御する、請求項１に記載の電子機器。
  10. 　送信アンテナから送信波を送信するステップと、
    　前記送信波が反射された反射波を受信アンテナから受信するステップと、
    　前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体を検出するステップと、
    　前記受信信号の利得を調整するステップと、
    　を含む、電子機器の制御方法であって、
    　前記制御方法は、前記送信波を少なくとも２つの異なるモードで送信するように制御し、
    　前記調整するステップにおいて、前記モードごとに前記受信信号の利得を調整する、制御方法。
  11. 　電子機器に、
    　送信アンテナから送信波を送信するステップと、
    　前記送信波が反射された反射波を受信アンテナから受信するステップと、
    　前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体を検出するステップと、
    　前記受信信号の利得を調整するステップと、
    　を実行させるプログラムであって、
    　前記プログラムは、前記電子機器に、前記送信波を少なくとも２つの異なるモードで送信するように制御するステップを実行させ、
    　前記調整するステップにおいて、前記モードごとに前記受信信号の利得を調整するステップを実行させる、プログラム。
     
     
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