WO2023033086A1 - レーダ装置 - Google Patents

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WO2023033086A1
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裕 長谷川
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Definitions

  • the present disclosure relates to a radar device that detects targets by transmitting and receiving radio waves via multiple antennas.
  • Patent Document 1 describes detection of dirt on a radome that covers the opening surfaces of a plurality of antennas and protects the antenna section in a radar device.
  • the wave number of the incoming waves reflected by the transmitted radio wave from hitting the target is obtained for each detected target, and the rate of the targets with multiple incoming wave numbers among all the targets is a predetermined percentage.
  • contamination of the radome is determined.
  • An object of one aspect of the present disclosure is to enable a radar apparatus, particularly a MIMO radar, to more accurately determine contamination of an antenna radome from the wave number of incoming waves from a detected target.
  • a radar device includes a transmission antenna section, an oscillation section, a modulation section, a reception antenna section, a processing section, and a radome.
  • the transmitting antenna section has multiple transmitting antennas, and the receiving antenna section has multiple receiving antennas.
  • the oscillator generates a continuous wave common signal.
  • the modulation unit performs predetermined modulation on each of a plurality of branched signals obtained by branching a common signal generated by the oscillation unit in the same number as the plurality of transmission antennas, thereby obtaining a plurality of transmission signals input to the plurality of transmission antennas. Generate a signal. Therefore, radio waves are radiated from the plurality of transmitting antennas by the transmission signals generated by the modulation section.
  • the processing unit reflects a transmission wave from the transmission antenna unit based on a plurality of signal components corresponding to the plurality of transmission signals extracted from each of the plurality of reception signals received by the reception antenna unit. configured to detect each target.
  • the radome covers and protects apertures of the plurality of transmitting antennas and the plurality of receiving antennas.
  • the radar device of the present disclosure multiple transmitting antennas and multiple receiving antennas form a virtual array having multiple virtual receiving antennas. Therefore, the radar device of the present disclosure is a MIMO radar.
  • MIMO is an abbreviation for Multi Input Multi Output.
  • the processing unit includes a wavenumber calculation unit, a wavenumber evaluation value calculation unit, a false orientation evaluation value calculation unit, and a dirt determination unit.
  • the wave number calculation unit calculates the wave number of incoming waves reflected from each target detected by the processing unit.
  • the wavenumber evaluation value calculation unit calculates, as a wavenumber evaluation value, the ratio of targets having multiple wavenumbers calculated by the wavenumber calculation unit among all targets detected by the processing unit.
  • the false azimuth evaluation value calculation unit calculates the azimuth difference as a virtual A ratio of targets including a second arriving wave having a specific azimuth difference caused by a periodic signal error on the array is calculated as a false azimuth evaluation value.
  • the contamination determination unit determines contamination of the radome based on the wave number evaluation value and the false orientation evaluation value.
  • the contamination determination of the radome is based on the ratio of targets with multiple wave numbers of incoming waves from the target to all targets detected by the processing unit. , in addition to the wavenumber estimate, the false orientation estimate is used.
  • the false direction evaluation value calculation unit uses the second target having a specific direction difference with respect to the direction of the first arriving wave among the targets having a plurality of wave numbers of the arriving waves. A ratio of targets including incoming waves is calculated as a false azimuth evaluation value. Then, the false orientation evaluation value is used for dirt determination.
  • the radar device of the present disclosure in the MIMO radar, it becomes possible to more accurately determine the contamination of the radome, and by notifying the user of the determination result, Target detection errors can be reduced.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between a transmitting antenna, a receiving antenna, and a target;
  • FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of receiving antennas in a virtual array;
  • FIG. 4 is a diagram showing a chirp repetition period;
  • 3 is a block diagram showing the functional configuration of a processing unit;
  • FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example of target detection results by a target detection unit;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a virtual array with three transmitting antennas and two receiving antennas;
  • FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining an azimuth estimation error caused by contamination of the radome in the virtual array shown in FIG.
  • FIG. 8 is a flowchart showing contamination determination processing executed by a processing unit;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a method of calculating wavenumbers based on spectrum amplitude ratios;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining increment/decrement values of a counter that are set according to a wave number evaluation value and a false heading evaluation value;
  • the radar device 1 of this embodiment is mounted on a vehicle and detects various targets existing around the vehicle.
  • the radar device 1 is a MIMO radar that simultaneously transmits and receives radio waves using a plurality of antennas.
  • the radar device 1 includes a transmitting section 2, a transmitting antenna section 3, a receiving antenna section 4, a receiving section 5, and a processing section 6, as shown in FIG.
  • the transmitting antenna unit 3 has M transmitting antennas. M is an integer of 2 or more. Each transmitting antenna is arranged in a row along a preset arrangement direction. In this embodiment, the arrangement direction is the width direction of the vehicle.
  • the receiving antenna unit 4 has N receiving antennas. N is an integer of 2 or more. Each reception antenna is arranged along the same direction as the arrangement direction of the transmission antennas.
  • the transmitting antenna section 3 and the receiving antenna section 4 are provided with a radome 8 that covers the entire opening surface, which is the radio wave radiation surface of the plurality of transmitting antennas and the plurality of receiving antennas, and protects each antenna.
  • a target to be detected exists in a direction inclined by an angle ⁇ with respect to the front direction of the transmitting antenna section 3 and the receiving antenna section 4 .
  • the interval between the transmitting antennas TX1 and TX2 is the interval dT
  • the interval between the receiving antennas RX1 and RX2 is the interval dR.
  • the reflection coefficient at the target is represented by D
  • the phase change of the signal along the path from the transmitting antenna TX1 to the target is represented by ⁇ T
  • the phase change of the signal along the path from the target to the receiving antenna RX1 is represented by ⁇ R.
  • ⁇ T and ⁇ R are expressed by complex numbers.
  • the signal transmitted from the transmitting antenna TX1 and received by the receiving antenna RX1 is represented by equation (1).
  • a signal transmitted from the transmitting antenna TX1 and received by the receiving antenna RX2 is represented by Equation (2).
  • a signal transmitted from the transmitting antenna TX2 and received by the receiving antenna RX1 is represented by Equation (3).
  • a signal transmitted from the transmitting antenna TX2 and received by the receiving antenna RX2 is represented by Equation (4).
  • MIMO radar by using a virtual array, angular resolution equivalent to that provided with one transmitting antenna and M ⁇ N receiving antennas can be achieved with M+N transmitting antennas and receiving antennas.
  • the transmitting section 2 includes an oscillating section 21 and a modulating section 22, as shown in FIG.
  • the oscillator 21 generates a continuous wave common signal.
  • the oscillating section 21 supplies the generated common signal to the modulating section 22 and to the receiving section 5 as a local signal L as well.
  • the oscillation unit 21 generates a chirp whose frequency changes continuously during a measurement period Tm (for example, 10 ms) at the beginning of each frame with a measurement period Tf (for example, 50 ms) as one frame.
  • Tm for example, 10 ms
  • Tf for example, 50 ms
  • a signal is repeatedly generated every repetition period Tp (eg, 50 ⁇ s).
  • the oscillation unit 21 is configured so that the measurement period Tf, the measurement period Tm, and the repetition period Tp can be appropriately changed according to instructions from the processing unit 6 .
  • the frequency width of the chirp signal that is changed during the repetition period is constant regardless of the repetition period Tp. That is, by changing the repetition period Tp, the change rate ⁇ f of the frequency of the chirp signal is changed.
  • the permissible range of the repetition period Tp and, in turn, the permissible range of the frequency change rate ⁇ f of the chirp signal depend on the relative velocity of the target when analyzing the beat signal generated by mixing the transmission signal and the reception signal. It is set so that the corresponding frequency shift is small. Specifically, it is set so that the frequency shift that occurs in accordance with the relative velocity to the target is negligibly small compared to the frequency shift that occurs in accordance with the distance to the target.
  • the modulation unit 22 branches the common signal generated by the oscillation unit 21 to generate M branch signals, which is the same number as the transmitting antennas belonging to the transmitting antenna unit 3 .
  • the modulation unit 22 performs phase shift keying to change the phase of each of the M branched signals every repetition period Tp. This generates M transmission signals to be supplied to each of the transmission antennas.
  • phase shift keying phase rotation amounts ⁇ of different magnitudes are set for each of the M branch signals, and the phase of the branch signals is rotated by the phase rotation amount ⁇ in each repetition period.
  • P be the number of phases used in phase shift keying.
  • P is an integer greater than M;
  • the phase difference of the transmission signal, which is the signal after modulation, with respect to the branch signal (that is, the common signal), which is the signal before modulation is It becomes 0° at the period Tp.
  • the modulation unit 22 sets the number of phases P, selects M types of phase rotation amounts to be used for phase shift keying among the P types of phase rotation amounts ⁇ , selects M types of phase rotation amounts and M transmissions. It is configured so that the setting of the correspondence with the antenna can be changed as appropriate.
  • the receiving unit 5 generates a beat signal, which is a difference signal from the local signal L, for each of the N received signals output from the respective receiving antennas belonging to the receiving antenna unit 4.
  • the generated beat signal is sampled and supplied to the processing unit 6 .
  • the processing unit 6 is an electronic control device mainly composed of a well-known microcomputer having a CPU 61, a memory 62, and the like.
  • the memory 62 is, for example, ROM and RAM.
  • Various functions of the microcomputer are realized by the CPU 61 executing a program stored in a non-transitional substantive recording medium.
  • the memory 62 corresponds to a non-transitional substantive recording medium storing programs.
  • the method corresponding to the program is executed.
  • a part or all of the functions executed by the CPU 61 may be configured as hardware using one or a plurality of ICs or the like. Further, the number of microcomputers constituting the processing unit 6 may be one or more.
  • the processing unit 6 includes a target detection unit 72, a target information output unit 74, a wave number calculation unit 82, a wave number evaluation value calculation unit 84, a false heading evaluation value calculation unit, 86 and a contamination determination unit 88 .
  • the target detection unit 72 sets the repetition period Tp, which is a parameter related to the common signal to be generated by the oscillation unit 21, and the number of phases P used for phase shift keying in the modulation unit 22. Further, among the P types of phase rotation amounts determined by the phase number P, M types of phase rotation amounts to be used for phase shift keying in the modulation unit 22 are selected, and the selected M types of phase rotation amounts and each transmission Set the correspondence with the antenna.
  • the transmitting unit 2 is operated to carry out radar measurement. Specifically, the transmitter 2 is caused to repeatedly transmit a chirp signal every repetition period Tp during the measurement period Tm, and the sampling result of the beat signal generated from the received signal is acquired.
  • the number of chirp signals repeatedly transmitted during the measurement period Tm is assumed to be K hereinafter.
  • K distance spectra are obtained for each of the N receiving antennas. calculate. In each distance spectrum, a peak appears at a frequency corresponding to the time required to reciprocate the target that reflected the transmission wave transmitted from the transmission antenna (that is, the distance to the target).
  • the target detection unit 72 calculates a velocity spectrum for each receiving antenna using N ⁇ K distance spectra. Specifically, signals of the same frequency are extracted from K distance spectrums related to the receiving antenna of interest, and frequency analysis processing in the direction of the time axis is performed on the extracted signals.
  • a two-dimensional spectrum (hereinafter referred to as "received spectrum") representing the distance and relative velocity to the target that reflected the radar wave is generated for each receiving antenna.
  • the target detection unit 72 integrates the reception spectrum generated for each reception antenna to obtain a coordinate system of the distance R to the target and the relative velocity V to the target as illustrated in FIG. generates a detection result in which a power spectrum peak occurs for each target.
  • the target detection unit 72 extracts peaks corresponding to the same target with the same distance R and relative velocity V from each of the reception spectra calculated for each reception antenna. Then, the azimuth ⁇ of each target is calculated by executing known azimuth detection processing such as the MUSIC method, the beamformer method, the Capon method, etc. on the extracted peaks.
  • MUSIC is an abbreviation for Multiple Signal Classification.
  • the target detection unit 72 outputs the azimuth ⁇ , the distance R, and the relative velocity V of each target calculated as described above to the target information output unit 74 as target information of each target, thereby Output to an external device such as a support device.
  • target detection in such a MIMO radar is described, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-128235, etc., and is a known technology, so a more detailed description will be omitted here.
  • the wavenumber calculation unit 82 calculates the azimuth ⁇ of each target obtained when the target detection unit 72 performs azimuth detection processing such as the MUSIC method, the beamformer method, the Capon method, and the like. Calculate the number of incoming waves from
  • the wavenumber evaluation value calculation unit 84 calculates the ratio of targets having a plurality of wavenumbers calculated by the wavenumber calculation unit 82 among all the targets detected by the target detection unit 72 as a wavenumber evaluation value. calculate.
  • the false direction evaluation value calculation unit 86 calculates the direction of the first arriving wave having the maximum power among the targets having a plurality of wave numbers calculated by the wave number calculation unit 82.
  • the ratio of targets including the second arriving wave whose difference is the specific azimuth difference is calculated as the false azimuth evaluation value.
  • the contamination determination unit 88 determines whether the radome 8 is dirty based on the wave number evaluation value calculated by the wave number evaluation value calculation unit 84 and the false orientation evaluation value calculated by the false orientation evaluation value calculation unit 86. It determines whether or not, and outputs the determination result to an external device such as a driving support device of the vehicle.
  • the contamination of the radome 8 determined by the contamination determination unit 88 includes adhesion of water to the radome 8, freezing of the radome 8, and the like.
  • the specific orientation difference is a constant orientation difference (for example, 14° to 16°) caused by periodic signal errors on the virtual array.
  • the virtual array is composed of T1R1 to T3R2 shown in FIG. consists of six virtual receiving antennas.
  • radio waves incident from a specific direction are received signals having the same amplitude (r) and a phase ( ⁇ ) proportional to the antenna interval (x). Therefore, the received signal can be described as follows.
  • This received signal is the ideal signal shown in FIG.
  • This received signal is the received signal shown in FIG.
  • the error signal is not superimposed on the signals received by the virtual reception antennas T1R1 to T3R2. Therefore, as shown in FIG.
  • the received signal from T3R2 becomes an ideal signal. Therefore, in this case, the azimuth of the incoming wave can be accurately detected from the reception signals of the virtual reception antennas T1R1 to T3R2.
  • the error signals X, Y, Z, X, Y, and Z are superimposed on the signals received from the virtual receiving antennas T1R1, T2R1, T3R1, T1R2, T2R2, and T3R2, respectively.
  • a periodic signal error will be added. Due to this periodic signal error, the azimuth of the incoming wave from the target varies. The difference is
  • the azimuth difference is defined as the specific azimuth difference with respect to the azimuth of the first arriving wave having the maximum power among the targets having a plurality of waves of the arriving waves. It is determined that the azimuth of the target including the second arriving wave is erroneously detected due to dirt on the radome 8 .
  • the false azimuth evaluation value calculation unit 86 calculates, as a false azimuth evaluation value, the ratio of targets whose azimuths have been erroneously detected due to contamination of the radome 8, among targets with a plurality of wave numbers of arriving waves. of. When this ratio is large, the probability that the radome 8 is dirty increases, so the false orientation evaluation value becomes a suitable parameter for determining whether the radome 8 is dirty.
  • the dirt determination process is a process that is periodically executed every time the CPU 61 executes the target detection process as the target detection unit 72, in other words, in synchronization with the target detection process. It is implemented by the CPU 61 executing a program stored in the memory 62 .
  • the number of targets detected by the target detection unit 72 that is, the peak number in the coordinate system of the distance R and the relative velocity V shown in FIG. Calculate the number of power spectra whose level reaches the target determination level (hereafter referred to as the number of peaks).
  • the wave number calculation unit 82 performs processing for calculating the wave number of the incoming wave for each peak (that is, target) for which the number of peaks was calculated in S120.
  • the target detection unit 72 when the direction is detected by the beamformer method or the Capon method, as shown in FIG. 10, an azimuth spectrum whose level changes according to the direction can be obtained.
  • S130 the number of peaks with a wavenumber of 1 is calculated among all the peaks whose wavenumbers were calculated in S120.
  • S140 the number of peaks having two or more wavenumbers among all the peaks whose wavenumbers were calculated in S120 is calculated.
  • the second arriving wave having the above-described specific azimuth difference from the first arriving wave having the maximum electric power of the arriving wave is included among the peaks having two or more waves.
  • the number of peaks is calculated as the number of false orientation peaks.
  • threshold values A and B used to determine the contamination of the radome 8 are set from the wavenumber evaluation value and the false orientation evaluation value.
  • the threshold values A and B are normally set to a normal value, for example, 0.5.
  • the threshold A for the wave number evaluation value is set to, for example, 0 so that the contamination of the radome 8 can be easily determined, and the threshold B for the false orientation evaluation value is set. is set to a value of 0.2, for example.
  • the environment in which the radome 8 is likely to freeze includes when the air temperature outside the vehicle, that is, the outside air temperature is a predetermined temperature (for example, 5° C.) or lower, or when the surrounding members of the radar device 1, For example, when a heater for heating the emblem is driven. Therefore, in S180, the thresholds A and B are set to values smaller than the normal values when the air temperature is low or when the heater is driven.
  • processing of S180 to S240 functions as the contamination determination section 88. Further, the processing of S180 corresponds to the threshold value setting section of the present disclosure, the processing of S190 to S210 corresponds to the contamination determination value updating section of the present disclosure, and the contamination counter corresponds to the contamination determination value of the present disclosure.
  • the wave number evaluation value and the false azimuth evaluation value are used to determine whether the radome 8 is dirty.
  • the wavenumber evaluation value is the ratio of targets with two or more incoming waves among the targets detected by the target detection unit 72 .
  • the false azimuth evaluation value is a target with a specific azimuth difference between the two waves among the targets with two or more arriving waves. This is the ratio of targets that may have been erroneously detected as above.
  • the contamination of the radome 8 can be determined more accurately than the device that determines the contamination of the radome 8 based only on the wave number evaluation value.
  • the determination result of the contamination of the radome 8 is output to an external device such as a driving support device of the vehicle, the user can be notified of the contamination of the radome 8 via the external device. Dirt can be removed. Therefore, it is possible to reduce target detection errors caused by contamination of the radome 8 .
  • the contamination counter used to determine the contamination of the radome 8 is incremented when the wave number evaluation value is greater than the threshold A and the false orientation evaluation value is greater than the threshold B, and so Otherwise, it is explained as being subtracted.
  • the thresholds A and B for the wave number evaluation value and the false direction evaluation value may be set to two types of thresholds H and L, high and low, respectively.
  • the updated value of the dirt counter can be set to a value of 0 and the update aborted. Therefore, updating of the dirt counter can be suppressed as compared with the above embodiment. Further, in this case, when both the wave number evaluation value and the false heading evaluation value are less than the threshold value L, the contamination counter can be reset.
  • the radar apparatus 1 generates a transmission signal to be supplied to each transmission antenna by performing phase shift keying on each of the M branch signals, which is the same number as the number of transmission antennas, so-called DDM.
  • the MIMO radar of the system was taken as an example and explained.
  • the present disclosure is a MIMO radar, the same effect can be obtained by applying it in the same manner as described above, and the modulation method of the transmission signal is not limited to phase shift keying. That is, the radar device of the present disclosure may be, for example, an FDMA MIMO radar that divides transmission signals by frequency, or may be a TDMA MIMO radar that divides transmission signals by time.
  • the processing unit 6 and techniques described in this disclosure can be performed by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. may be implemented. Alternatively, the processing unit 6 and techniques described in this disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the processing unit 6 and techniques described in this disclosure are a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor configured by one or more hardware logic circuits. may be implemented by one or more dedicated computers configured by Computer programs may also be stored as computer-executable instructions on a computer-readable non-transitional tangible storage medium. The method of realizing the function of each part included in the processing part 6 does not necessarily include software, and all the functions may be realized using one or more pieces of hardware.
  • a plurality of functions possessed by one component in the above embodiment may be realized by a plurality of components, or a function possessed by one component may be realized by a plurality of components. Also, a plurality of functions possessed by a plurality of components may be realized by a single component, or a function realized by a plurality of components may be realized by a single component. Also, part of the configuration of the above embodiment may be omitted. Also, at least part of the configuration of the above embodiment may be added or replaced with respect to the configuration of the other above embodiment.
  • a non-transitional substantive recording medium such as a semiconductor memory recording this program, dirt
  • dirt can also be implemented in various forms such as a determination method.

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Abstract

レーダ波を反射した物標それぞれを検出する処理部６は、波数算出部８２、波数評価値算出部８４、偽方位評価値算出部８６及び汚れ判定部８８を備える。波数算出部は、物標毎に、反射してきた到来波の波数を算出し、波数評価値算出部は、全物標の中で波数が複数となる物標が占める割合を算出する。偽方位評価値算出部は、波数が複数となる物標の中で、最大電力となる第１到来波の方位に対し、方位差が特定方位差となる第２到来波を含む物標が占める割合を算出する。汚れ判定部は、これら算出部にて算出された波数評価値及び偽方位評価値に基づきレドームの汚れを判定する。

Description

レーダ装置 関連出願の相互参照
　本国際出願は、２０２１年９月６日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０２１－１４４７８３号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０２１－１４４７８３号の全内容を本国際出願に参照により援用する。
　本開示は、複数のアンテナを介して電波を送受信することで物標を検出するレーダ装置に関する。
　特許文献１には、レーダ装置において、複数のアンテナの開口面を覆い、アンテナ部を保護する、レドームの汚れを検出することが記載されている。
　このレーダ装置においては、検出した物標毎に、送信電波が物標に当たって反射してきた到来波の波数を求め、全物標の中で到来波の波数が複数となる物標の割合が所定割合以上であるときに、レドームの汚れを判定する。
特許第５９７８７５４号公報
　しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、上記のように、到来波の波数が複数となる物標の全物標に占める割合だけでレドームの汚れを判定するようにすると、割合の算出誤差等によって、汚れを誤判定してしまうことがある、という問題が見出された。
　本開示の一局面は、レーダ装置、特に、ＭＩＭＯレーダにおいて、検出した物標からの到来波の波数からアンテナのレドームの汚れをより正確に判定できるようにすることを目的とする。
　本開示の一局面のレーダ装置は、送信アンテナ部と、発振部と、変調部と、受信アンテナ部と、処理部と、レドームと、を備える。
　送信アンテナ部は、複数の送信アンテナを有し、受信アンテナ部は、複数の受信アンテナを有する。発振部は、連続波の共通信号を発生させる。変調部は、発振部にて発生された共通信号を複数の送信アンテナと同数に分岐させた複数の分岐信号のそれぞれについて所定の変調を行うことで、複数の送信アンテナに入力される複数の送信信号を生成する。このため、複数の送信アンテナからは、変調部にて生成された送信信号により電波が放射される。
　処理部は、受信アンテナ部にて受信された複数の受信信号のそれぞれから抽出される、複数の前記送信信号に対応した複数の信号成分に基づいて、送信アンテナ部からの送信波を反射した物標それぞれを検出するように構成されている。レドームは、複数の送信アンテナ及び複数の受信アンテナの開口面を覆い、保護するものである。
　本開示のレーダ装置においては、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとにより、複数の仮想受信アンテナを有する仮想アレーが形成される。従って、本開示のレーダ装置は、ＭＩＭＯレーダである。ＭＩＭＯは、Multi Input Multi Outputの略である。
　また次に、処理部は、波数算出部と、波数評価値算出部と、偽方位評価値算出部と、汚れ判定部と、を備える。
　波数算出部は、処理部にて検出した物標毎に、物標から反射してきた到来波の波数を算出する。
　波数評価値算出部は、処理部にて検出した全物標の中で、波数算出部にて算出された波数が複数となる物標が占める割合を、波数評価値として算出する。
　偽方位評価値算出部は、波数算出部にて算出された波数が複数となる物標の中で、到来波の電力が最大電力となる第１到来波の方位に対し、方位差が、仮想アレーに周期性の信号誤差が乗ることにより生じる特定方位差となる第２到来波を含む物標が占める割合を、偽方位評価値として算出する。
　そして、汚れ判定部は、波数評価値及び偽方位評価値に基づき、レドームの汚れを判定する。
　このように、本開示のレーダ装置においては、レドームの汚れ判定に、処理部にて検出した全物標の中で、物標からの到来波の波数が複数となる物標が占める割合である、波数評価値に加えて、偽方位評価値を用いる。
　これは、ＭＩＭＯレーダにおいては、レドームが汚れていると、送信アンテナ部を構成する送信アンテナ毎に、異なる誤差信号が重畳されるため、送信アンテナの間隔等の物理的条件にて、仮想アレーに周期性の信号誤差が乗るからである。
　つまり、仮想アレーに周期性の信号誤差が重畳されると、到来波の方位差が特定方位差となる。そこで、本開示のレーダ装置では、偽方位評価値算出部において、到来波の波数が複数となる物標の中で、第１到来波の方位に対し、方位差が特定方位差となる第２到来波を含む物標が占める割合を、偽方位評価値として算出する。そして、その偽方位評価値を、汚れ判定に利用するのである。
　この結果、本開示のレーダ装置によれば、ＭＩＭＯレーダにおいて、レドームの汚れをより精度よく判定することができるようになり、その判定結果を使用者に報知することで、レドームが汚れることによって生じる物標の検出誤差を低減させることができる。
実施形態のレーダ装置の構成を示すブロック図である。 送信アンテナ及び受信アンテナと物標との関係を示す図である。 仮想アレーにおける受信アンテナの配置を示す図である。 チャープの繰返周期を示す図である。 処理部の機能構成を表すブロック図である。 物標検出部による物標の検出結果を例示する説明図である。 送信アンテナが３個、受信アンテナが２個の場合の仮想アレーを表す説明図である。 図８に示す仮想アレーにおいてレドームの汚れにより生じる方位推定誤りを説明する説明図である。 処理部にて実行される汚れ判定処理を表すフローチャートである。 スペクトラムの振幅比で波数を算出する方法を説明する説明図である。 波数評価値及び偽方位評価値に応じて設定されるカウンタの増減値を説明する説明図である。
　以下に本開示の実施形態を図面とともに説明する。
　本実施形態のレーダ装置１は、車両に搭載され、車両の周囲に存在する様々な物標を検出する。レーダ装置１は、複数のアンテナで同時に電波を送受信するＭＩＭＯレーダである。
　レーダ装置１は、図１に示すように、送信部２と、送信アンテナ部３と、受信アンテナ部４と、受信部５と、処理部６とを備える。
　送信アンテナ部３は、Ｍ個の送信アンテナを有する。Ｍは２以上の整数である。各送信アンテナは、予め設定された配列方向に沿って一列に配置される。本実施形態では、配列方向は、車両の幅方向である。
　受信アンテナ部４は、Ｎ個の受信アンテナを有する。Ｎは２以上の整数である。各受信アンテナは、送信アンテナの配列方向と同じ方向に沿って配置される。
　そして、送信アンテナ部３及び受信アンテナ部４には、複数の送信アンテナ及び複数の受信アンテナの電波の放射面である開口面全体を覆い、各アンテナを保護するレドーム８が設けられている。
　ここで、Ｍ＝２、Ｎ＝２の場合に各受信アンテナで受信される信号について説明する。図２に示すように、検出対象となる物標が、送信アンテナ部３及び受信アンテナ部４の正面方向に対して角度θだけ傾いた方向に存在すると仮定する。また、送信アンテナＴＸ１と送信アンテナＴＸ２との間の間隔は間隔ｄＴであり、受信アンテナＲＸ１と受信アンテナＲＸ２との間の間隔は間隔ｄＲであるとする。また、物標での反射係数をＤ、送信アンテナＴＸ１から物標に至る経路での信号の位相変化をαＴで表し、物標から受信アンテナＲＸ１に至る経路での信号の位相変化をαＲで表す。なお、αＴ及びαＲは複素数で表現される。
　この場合、送信アンテナＴＸ１から送信され受信アンテナＲＸ１で受信される信号は式（１）で表される。送信アンテナＴＸ１から送信され受信アンテナＲＸ２で受信される信号は式（２）で表される。送信アンテナＴＸ２から送信され受信アンテナＲＸ１で受信される信号は式（３）で表される。送信アンテナＴＸ２から送信され受信アンテナＲＸ２で受信される信号は式（４）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　これらの式は、図３に示すように、４つの受信アンテナを、基準となる一つの受信アンテナからの距離が、それぞれｄＲ，ｄＴ，ｄＴ＋ｄＲとなる位置に並べた場合と等価である。図３では、最も左に位置する受信アンテナを基準としている。このように並んだ仮想的な受信アンテナ（以下、仮想受信アンテナ）を仮想アレーという。
　ＭＩＭＯレーダでは、仮想アレーを用いることで、１個の送信アンテナとＭ×Ｎ個の受信アンテナとを備える場合と同等の角度分解能が、Ｍ＋Ｎ個の送信アンテナ及び受信アンテナによって実現される。
　送信部２は、図１に示すように、発振部２１と、変調部２２とを備える。発振部２１は、連続波の共通信号を生成する。発振部２１は、生成した共通信号を、変調部２２に供給するとともに、ローカル信号Ｌとして受信部５にも供給する。また発振部２１は、図４に示すように、測定周期Ｔｆ（例えば、５０ｍｓ）を１フレームとして、各フレームの先頭の測定期間Ｔｍ（例えば、１０ｍｓ）の間、連続的に周波数が変化するチャープ信号を、繰返周期Ｔｐ（例えば、５０μｓ）毎に繰り返し生成する。
　発振部２１は、測定周期Ｔｆ、測定期間Ｔｍ及び繰返周期Ｔｐを、処理部６からの指示に従って適宜変更できるように構成されている。なお、繰返周期の間に変化させるチャープ信号の周波数幅は、繰返周期Ｔｐによらず一定である。つまり、繰返周期Ｔｐを変化させることで、チャープ信号の周波数の変化率Δｆが変化するように構成されている。
　また、繰返周期Ｔｐの許容範囲、ひいてはチャープ信号の周波数の変化率Δｆの許容範囲は、送信信号と受信信号とを混合して生成するビート信号を解析した時に、物標との相対速度に応じて生じる周波数偏移が小さくなるように設定される。詳しくは、物標との相対速度に応じて生じる周波数偏移が、物標との距離に応じて生じる周波数偏移と比較して無視できる程度に小さくなるように設定される。
　変調部２２は、発振部２１が生成した共通信号を分岐させ、送信アンテナ部３に属する送信アンテナと同数であるＭ個の分岐信号を生成する。変調部２２は、Ｍ個の分岐信号のそれぞれについて、繰返周期Ｔｐ毎に分岐信号の位相を変化させる位相偏移変調を行う。これにより、送信アンテナのそれぞれに供給するＭ個の送信信号を生成する。位相偏移変調では、Ｍ個の分岐信号のそれぞれに対して互いに異なる大きさの位相回転量Δφを設定し、繰返周期毎に、その位相回転量Δφだけ分岐信号の位相を回転させる。
　ここで、位相偏移変調で使用する位相の数をＰとする。ＰはＭより大きい整数である。変調部２２では、ｐ＝０，１，２，…Ｐ－１として、Δφ＝ｐ×３６０°／Ｐで表されるＰ種類の位相回転量を用いる。例えば、Ｐ＝４の場合、ｐ＝０ではΔφ＝０°となり、変調前の信号である分岐信号（すなわち、共通信号）に対する変調後の信号である送信信号の位相差は、全ての繰返周期Ｔｐで０°となる。ｐ＝１ではΔφ＝９０°となり、共通信号に対する送信信号の位相差は繰返周期Ｔｐ毎に切り替わり、０°→９０°→１８０°→２７０°→０°（以下同様）の順に変化する。ｐ＝２ではΔφ＝１８０°となり、共通信号に対する送信信号の位相差は繰返周期毎に切り替わり、０°→１８０°→０°→１８０°→０°（以下同様）の順に変化する。ｐ＝３ではΔφ＝２７０°となり、共通信号に対する送信信号の位相差は繰返周期毎に切り替わり、０°→２７０°→１８０°→９０°→０°（以下同様）の順に変化する。
　上述したようにＰ＞Ｍに設定されるため、位相偏移変調には、Ｐ種類の位相回転量Δφの全種類が使用されることはなく、その一部が使用される。
　変調部２２は、位相数Ｐの設定、Ｐ種類の位相回転量Δφのうち位相偏移変調に使用するＭ種類の位相回転量の選択、選択されたＭ種類の位相回転量とＭ個の送信アンテナとの対応関係の設定を適宜変更できるように構成されている。
　受信部５は、図１に示すように、受信アンテナ部４に属する各受信アンテナから出力されるＮ個の受信信号のそれぞれについて、ローカル信号Ｌとの差信号であるビート信号を生成し、生成されたビート信号をサンプリングして処理部６に供給する。
　処理部６は、ＣＰＵ６１及びメモリ６２等を備えた周知のマイクロコンピュータを中心に構成された電子制御装置である。メモリ６２は、例えばＲＯＭ及びＲＡＭ等である。マイクロコンピュータの各種機能は、ＣＰＵ６１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ６２が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。
　また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、ＣＰＵ６１が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。また、処理部６を構成するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。
　次に、処理部６は、機能構成として、図５に示すように、物標検出部７２、物標情報出力部７４、波数算出部８２、波数評価値算出部８４、偽方位評価値算出部８６、及び、汚れ判定部８８を備える。
　物標検出部７２は、発振部２１に生成させる共通信号に関するパラメータである繰返周期Ｔｐ、変調部２２での位相偏移変調に用いる位相数Ｐを設定する。また、位相数Ｐによって決まるＰ種類の位相回転量のうち、変調部２２での位相偏移変調に用いるＭ種類の位相回転量を選択し、その選択したＭ種類の位相回転量と、各送信アンテナとの対応関係を設定する。
　そして、このように設定された設定結果に従って送信部２を作動させ、レーダ測定を実施する。具体的には、送信部２に、測定期間Ｔｍの間、繰返周期Ｔｐ毎にチャープ信号を繰り返し送信させ、その受信信号から生成されるビート信号のサンプリング結果を取得する。以下、測定期間Ｔｍ中に繰り返し送信されるチャープ信号の数をＫ個とする。
　次に、Ｎ個の受信アンテナから得られるビート信号のサンプリング結果を、受信アンテナ毎に、且つ、チャープ信号毎に周波数解析することによって、Ｎ個の受信アンテナのそれぞれについてＫ個ずつの距離スペクトラムを算出する。各距離スペクトラムでは、送信アンテナから送信された送信波を反射した物標を往復するのに要した時間（すなわち、物標までの距離）に応じた周波数にピークが出現する。
　また物標検出部７２は、Ｎ×Ｋ個の距離スペクトラムを用いて、受信アンテナ毎に速度スペクトラムを算出する。具体的には、着目する受信アンテナに関するＫ個の距離スペクトラムから、同一周波数の信号を抽出し、抽出した信号に対して時間軸方向への周波数解析処理を実行する。
　この結果、レーダ波を反射した物標との距離及び相対速度を表す二次元スペクトラム（以下、受信スペクトラム）が、受信アンテナ毎に生成される。そして、物標検出部７２は、受信アンテナ毎に生成された受信スペクトラムを統合することで、図６に例示するように、物標までの距離Ｒと物標との相対速度Ｖとの座標系で物標毎にパワースペクトラムのピークが発生する検出結果を生成する。
　また、物標検出部７２は、受信アンテナ毎に算出された受信スペクトラムのそれぞれから、距離Ｒ及び相対速度Ｖが同じ同一物標に対応するピークを抽出する。そして、その抽出したピークに対し、ＭＵＳＩＣ法、ビームフォーマー法、Ｃａｐｏｎ法、等の公知の方位検出処理を実行することで、各物標の方位θを算出する。なお、ＭＵＳＩＣは、Multiple signal classificationの略である。
　物標検出部７２は、上記のように算出した各物標の方位θ、距離Ｒ及び相対速度Ｖを、各物標の物標情報として、物標情報出力部７４に出力し、車両の運転支援装置等の外部装置に出力させる。なお、こうしたＭＩＭＯレーダにおける物標検出については、例えば、特開２０１９－１２８２３５号公報等に記載されており、公知技術であるため、ここではより詳細な説明は省略する。
　次に、波数算出部８２は、物標検出部７２において、ＭＵＳＩＣ法、ビームフォーマー法、Ｃａｐｏｎ法、等の方位検出処理にて物標毎に方位θを求める際に得られる、各物標からの到来波の波数を算出する。
　また、波数評価値算出部８４は、物標検出部７２で検出された全物標の中で、波数算出部８２で算出された波数が複数となる物標が占める割合を、波数評価値として算出する。
　また、偽方位評価値算出部８６は、波数算出部８２にて算出された波数が複数となる物標の中で、到来波の電力が最大電力となる第１到来波の方位に対し、方位差が、特定方位差となる第２到来波を含む物標が占める割合を、偽方位評価値として算出する。
　そして、汚れ判定部８８は、波数評価値算出部８４にて算出された波数評価値と、偽方位評価値算出部８６にて算出された偽方位評価値とに基づき、レドーム８が汚れているか否かを判定し、その判定結果を、車両の運転支援装置等の外部装置に出力する。なお、汚れ判定部８８にて判定されるレドーム８の汚れには、レドーム８への水の付着や、レドーム８の氷結等も含まれる。
　次に、偽方位評価値算出部８６について説明する。
　まず、特定方位差は、仮想アレーに周期性の信号誤差が乗ることにより生じる一定の方位差（例えば、１４°～１６°）である。
　例えば、送信アンテナの数Ｍ＝３、受信アンテナの数Ｎ＝２の場合、仮想アレーは、送信アンテナＴ１，Ｔ２，Ｔ３と受信アンテナＲ１，Ｒ２との組みあわせにより、図７に示すＴ１Ｒ１～Ｔ３Ｒ２の６つの仮想受信アンテナにて構成される。
　そして、レドーム８が汚れると、送信アンテナＴ１～Ｔ３からの送信波にそれぞれ異なる誤差信号が重畳されるため、６つの仮想受信アンテナＴ１Ｒ１～Ｔ３Ｒ２の受信信号には、それぞれ、対応する送信アンテナＴ１～Ｔ３の誤差信号が含まれることになる。
　ここで、仮想受信アンテナＴ１Ｒ１～Ｔ３Ｒ２において、図７に示すように、特定の方向から入射した電波は、振幅（ｒ）が同一で、位相（θ）がアンテナ間隔（ｘ）に比例した受信信号となるため、受信信号は、下記のように記述できる。なお、この受信信号は、図８に示す理想信号である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　次に、この受信信号、つまり理想信号に、特定の周期（Φ）の誤差信号Ｓ（Φ）が重畳されると、受信信号は、下記のようになる。なお、この受信信号は、図８に示す受信信号である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 　レドーム８が汚れていないときには、仮想受信アンテナＴ１Ｒ１～Ｔ３Ｒ２の受信信号に誤差信号は重畳されないことから、図８に示すように、誤差信号は、Ｓ（Φ）＝１となり、仮想受信アンテナＴ１Ｒ１～Ｔ３Ｒ２からの受信信号は理想信号となる。従って、この場合には、仮想受信アンテナＴ１Ｒ１～Ｔ３Ｒ２の受信信号から、到来波の方位が正確に検出される。
　これに対し、レドーム８が汚れて、送信アンテナＴ１～Ｔ３からの送信波に誤差信号が重畳された場合、その誤差信号は、送信アンテナＴ１～Ｔ３毎に異なり、Ｓ（Φ）＝Ｘ，Ｙ，Ｚとなる。
　従って、仮想受信アンテナＴ１Ｒ１，Ｔ２Ｒ１，Ｔ３Ｒ１，Ｔ１Ｒ２，Ｔ２Ｒ２，Ｔ３Ｒ２からの受信信号には、それぞれ、誤差信号Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｘ，Ｙ，Ｚが重畳されることになり、仮想アレーには周期性の信号誤差が乗ることになる。そして、この周期性の信号誤差によって、物標からの到来波の方位は、ばらつき、その方位差は、送信アンテナＴ１～Ｔ３の間隔等の物理的条件にて、略一定の角度、つまり特定方位差、となる。
　そこで、偽方位評価値算出部８６においては、到来波の波数が複数の物標の中で、到来波の電力が最大電力となる第１到来波の方位に対し、方位差が特定方位差となる第２到来波を含む物標は、レドーム８の汚れによって方位が誤検出されていると判定する。
　そして、偽方位評価値算出部８６は、到来波の波数が複数の物標の中で、レドーム８の汚れによって方位が誤検出されている物標が占める割合を、偽方位評価値として算出するのである。この割合が大きい場合には、レドーム８が汚れている確率が高くなるので、偽方位評価値は、レドーム８の汚れを判定するのに適したパラメータとなる。
　なお、図８に示すように、送信アンテナではなく、受信アンテナ側だけでレドーム８が汚れている場合、受信アンテナＲ１，Ｒ２毎に異なる信号誤差が乗るだけであるので、レドーム８の汚れは判定できない。
　次に、波数算出部８２、波数評価値算出部８４、偽方位評価値算出部８６、及び、汚れ判定部８８としての機能を実現するために、ＣＰＵ６１において実行される汚れ判定処理について、図９のフローチャートに沿って説明する。
　なお、汚れ判定処理は、ＣＰＵ６１にて、物標検出部７２としての物標検出処理が実行される度に、換言すれば、物標検出処理と同期して、周期的に実行される処理であり、ＣＰＵ６１がメモリ６２に記憶されたプログラムを実行することにより実施される。
　図９に示すように、汚れ判定処理においては、まずＳ１１０にて、物標検出部７２にて検出された物標の数、つまり、図６に示す距離Ｒ及び相対速度Ｖの座標系でピークレベルが物標判定レベルに達しているパワースペクトラムの数（以下、ピーク数）を算出する。
　次に、Ｓ１２０では、Ｓ１２０にてピーク数を算出したピーク（すなわち、物標）毎に、到来波の波数を算出する、波数算出部８２としての処理を実行する。
　例えば、物標検出部７２において、ビームフォーマー法若しくはＣａｐｏｎ法にて方位検出がなされた場合、図１０に示すように、方位に応じてレベルが変化する方位スペクトラムを得ることができる。
　このため、Ｓ１２０では、この方位スペクトラムにおいて、スペクトラムのピークが最大となる最大方位電力に対し、予め設定された判定電力範囲内にピークがあるスペクトラムを抽出し、これらのスペクトラムの数を、到来波の波数として算出する。
　例えば、図１０においては、第２方位電力は判定電力範囲内にあり、第３方位電力は判定電力範囲外にあるので、第１方位電力と第２方位電力のスペクトラムの数＝２が、到来波の波数として算出される。
　次に、Ｓ１３０では、Ｓ１２０にて波数を算出した全てのピークの中で、波数が１波となるピークの数を算出する。また、Ｓ１４０では、Ｓ１２０にて波数を算出した全てのピークの中で、波数が２波以上となるピークの数を算出する。
　また、Ｓ１５０では、波数が２波以上となるピークの中で、到来波の電力が最大電力となる第１到来波との方位差が、上述した特定方位差となる第２到来波が含まれるピークの数を、偽方位ピーク数として算出する。
　そして、Ｓ１６０では、Ｓ１１０、Ｓ１３０及びＳ１４０にて算出された、全てのピーク数ＣＰＡと、波数が１波のピーク数ＣＰ１と、波数が２波以上のピーク数ＣＰ２とから、全てのピークの中で波数が２波以上となるピークの割合を、波数評価値として算出する。なお、この波数評価値は、例えば、「波数評価値＝（ＣＰ２－ＣＰ１）／ＣＰＡ」として算出される。
　また次に、Ｓ１７０では、Ｓ１４０にて算出された、波数が２波以上のピーク数ＣＰ２と、Ｓ１５０にて算出された偽方位ピーク数ＣＰＤとを用いて、偽方位評価値を算出する。なお、偽方位評価値は、例えば、「偽方位評価値＝ＣＰＤ／ＣＰ２」として算出される。
　従って、図９に示すフローチャートにおいて、Ｓ１３０、Ｓ１４０、及び、Ｓ１６０の処理は、波数評価値算出部８４として機能し、Ｓ１４０、Ｓ１５０、及び、Ｓ１７０の処理は、偽方位評価値算出部８６として機能することになる。
　次に、Ｓ１８０では、波数評価値、及び、偽方位評価値により、レドーム８の汚れを判定するのに用いられる閾値Ａ、Ｂを設定する。Ｓ１８０において、通常時には、閾値Ａ、Ｂとして、通常値、例えば、値０．５が設定される。
　また、レドーム８が氷結する可能性が高い環境下では、レドーム８の汚れが判定され易くなるよう、波数評価値に対する閾値Ａには、例えば、値０が設定され、偽方位評価値に対する閾値Ｂには、例えば、値０．２が設定される。
　なお、レドーム８が氷結する可能性が高い環境下としては、車両外部の気温、つまり外気温、が所定温度（例えば、５°Ｃ）以下の低温時、或いは、レーダ装置１の周囲の部材、例えばエンブレム、を加熱するヒータが駆動されているときを挙げることができる。従って、Ｓ１８０では、気温の低温時若しくはヒータ駆動時には、閾値Ａ，Ｂが、通常値よりも小さい値に設定されるようになる。
　次に、Ｓ１９０では、波数評価値が閾値Ａよりも大きく、且つ、偽方位評価値が閾値Ｂよりも大きい、か否かを判定する。そして、波数評価値＞閾値Ａ、且つ、偽方位評価値＞閾値Ｂである場合には、Ｓ２００に移行して、汚れカウンタをインクリメント（＋１）し、そうでなければ、Ｓ２１０に移行して、汚れカウンタをデクリメント（－１）する。
　このように汚れカウンタの値が更新されると、Ｓ２２０にて、汚れカウンタの値は、予め設定された閾値Ｃよりも大きいか否かを判定する。そして、汚れカウンタの値が閾値Ｃよりも大きい場合には、レドーム８が汚れていると判定して、Ｓ２３０に移行する。
　そして、Ｓ２３０では、汚れフラグをオンすることで、レドーム８が汚れていることを記憶し、汚れ判定処理を終了する。また、Ｓ２２０にて、汚れカウンタの値は閾値Ｃ以下であると判定された場合には、Ｓ２４０に移行して、汚れフラグをオフし、汚れ判定処理を終了する。
　なお、Ｓ１８０～Ｓ２４０の処理は、汚れ判定部８８として機能する。また、Ｓ１８０の処理は、本開示の閾値設定部に相当し、Ｓ１９０～Ｓ２１０の処理は、本開示の汚れ判定値更新部に相当し、汚れカウンタは、本開示の汚れ判定値に相当する。
　以上説明したように、本実施形態のレーダ装置１においては、レドーム８の汚れ判定に、波数評価値と偽方位評価値を利用する。このうち、波数評価値は、物標検出部７２で検出された物標の中で、物標からの到来波が２波以上となる物標の割合である。
　これに対し、偽方位評価値は、到来波が２波以上となる物標の中で、２波の方位差が特定方位差となる物標、つまり、レドーム８の汚れによって到来波が２波以上であると誤検出された可能性のある物標、の割合である。
　このため、本実施形態のレーダ装置１によれば、波数評価値だけでレドーム８の汚れを判定するようにした装置に比べて、レドーム８の汚れをより精度よく判定することができるようになる。また、レドーム８の汚れの判定結果は、車両の運転支援装置等の外部装置に出力されることから、外部装置を介して、レドーム８の汚れを使用者に報知することができ、レドーム８の汚れを解消させることができる。よって、レドーム８が汚れることによって生じる物標の検出誤差を低減させることができる。
　以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。
　例えば、上記実施形態では、レドーム８の汚れを判定するのに用いられる汚れカウンタは、波数評価値が閾値Ａよりも大きく、且つ、偽方位評価値が閾値Ｂよりも大きいときに加算され、そうでなければ減算されるものとして説明した。
　これに対し、波数評価値及び偽方位評価値に対する閾値Ａ，閾値Ｂを、それぞれ、ハイ、ローの２種類の閾値Ｈ、Ｌに設定するようにしてもよい。この場合、図１１に例示するように、波数評価値及び偽方位評価値の一方が、閾値Ｈ以上となり、波数評価値及び偽方位評価値の他方が閾値Ｌ以上閾値Ｈ未満となった場合に、汚れカウンタの更新値を値０にして、更新を中止することができる。従って、上記実施形態に比べて、汚れカウンタの更新を抑制することができる。また、この場合、波数評価値及び偽方位評価値が、共に、閾値Ｌ未満であるとき、汚れカウンタをリセットさせることもできる。
　次に、上記実施形態では、レーダ装置１として、送信アンテナと同数であるＭ個の分岐信号のそれぞれについて位相偏移変調を行うことで、各送信アンテナに供給する送信信号を生成する、所謂ＤＤＭ方式のＭＩＭＯレーダを例にとり説明した。
　しかし、本開示は、ＭＩＭＯレーダであれば、上記と同様に適用して同様の効果を得ることができ、送信信号の変調方式が、位相偏移変調に限定されるものではない。つまり、本開示のレーダ装置は、例えば、送信信号を周波数で分けるＦＤＭＡ方式のＭＩＭＯレーダであってもよいし、或いは、送信信号を時間で分けるＴＤＭＡ方式のＭＩＭＯレーダであってもよい。
　本開示に記載の処理部６及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の処理部６及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の処理部６及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されてもよい。処理部６に含まれる各部の機能を実現する手法には、必ずしもソフトウェアが含まれている必要はなく、その全部の機能が、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。
　上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。
　上述したレーダ装置１の他、当該レーダ装置１を構成要素とするシステム、当該レーダ装置１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実体的記録媒体、汚れ判定方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

Claims (2)

  1. 　複数の送信アンテナを有する送信アンテナ部（３）と、
    　連続波の共通信号を発生させるように構成された発振部（２１）と、
    　前記共通信号を複数の前記送信アンテナと同数に分岐させた複数の分岐信号のそれぞれについて所定の変調を行うことで、複数の前記送信アンテナに入力される複数の送信信号を生成するように構成された変調部（２２）と、
    　複数の受信アンテナを有する受信アンテナ部（４）と、
    　前記受信アンテナ部にて受信された複数の受信信号のそれぞれから抽出される、複数の前記送信信号に対応した複数の信号成分に基づいて、前記送信アンテナ部からの送信波を反射した物標それぞれを検出するように構成された処理部（６）と、
    　複数の前記送信アンテナ及び複数の前記受信アンテナの開口面を覆い、外部から保護するレドーム（８）と、
    　を備え、複数の前記送信アンテナと複数の前記受信アンテナとにより、複数の仮想受信アンテナを有する仮想アレーが形成され、
    　前記処理部は、
    　検出した前記物標毎に、前記物標から反射してきた到来波の波数を算出する波数算出部（８２）と、
    　検出した全物標の中で、前記波数算出部にて算出された前記波数が複数となる前記物標が占める割合を、波数評価値として算出するよう構成された波数評価値算出部（８４）と、
    　前記波数算出部にて算出された前記波数が複数となる前記物標の中で、前記到来波の電力が最大電力となる第１到来波の方位に対し、方位差が、前記仮想アレーに周期性の信号誤差が乗ることにより生じる特定方位差となる第２到来波を含む前記物標が占める割合を、偽方位評価値として算出するよう構成された偽方位評価値算出部（８６）と、
    　前記波数評価値及び前記偽方位評価値に基づき、前記レドームの汚れを判定するよう構成された汚れ判定部（８８）と、
    　を備えている、レーダ装置。
  2. 　請求項１に記載のレーダ装置であって、
    　前記汚れ判定部は、
    　前記波数評価値及び前記偽方位評価値がそれぞれ予め設定された閾値以上であるとき加算し、そうでなければ減算することにより、汚れ判定値を更新する汚れ判定値更新部を備え、前記汚れ判定値が所定値以上になると、前記レドームが汚れていると判定するよう構成されており、
    　更に、気温が所定温度以下の低温時、若しくは、レーダ装置周囲の部材を加熱するヒータの駆動時に、前記レドームの汚れが判定され易くなるよう、前記波数評価値及び前記偽方位評価値に対する前記閾値の少なくとも一方を切り替える閾値設定部、を備えている、レーダ装置。
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