WO2023281948A1 - レーダ装置及びレーダ装置を搭載した移動体 - Google Patents

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WO2023281948A1
WO2023281948A1 PCT/JP2022/022476 JP2022022476W WO2023281948A1 WO 2023281948 A1 WO2023281948 A1 WO 2023281948A1 JP 2022022476 W JP2022022476 W JP 2022022476W WO 2023281948 A1 WO2023281948 A1 WO 2023281948A1
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chirp
frequency
transmission
radar device
antenna
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PCT/JP2022/022476
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克久 柏木
翼 幸野
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株式会社村田製作所
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    • G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G—PHYSICS
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    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00

Definitions

  • the present invention relates to a radar device and a mobile object equipped with the radar device.
  • Patent Document 1 A technique for accurately determining whether an object detected by radar is an obstacle is disclosed in Patent Document 1 below.
  • the radar device disclosed in Patent Literature 1 when the rate of change in reception intensity of the reflected wave from the object received by the receiving antenna is within a predetermined range, the object is determined not to be an obstacle.
  • An object of the present invention is to provide a radar apparatus capable of accurately identifying an object to be detected even when the object is stationary. Another object of the present invention is to provide a mobile body equipped with this radar device.
  • a transmission signal generator that generates a transmission chirp; a transmit antenna that transmits the transmit chirp; a receiving antenna for receiving a reflected wave from a detection target of the transmitting chirp transmitted from the transmitting antenna; a mixer for mixing the transmit chirp and the receive chirp received by the receive antenna to generate an intermediate frequency signal;
  • a signal processing unit that performs processing on the intermediate frequency signal, The signal processing unit is A frequency spectrum waveform of the intermediate frequency signal is obtained for each of a plurality of analysis periods in which the frequency bands of the transmission chirp are different, peaks appearing in the plurality of frequency spectrum waveforms are detected, and positions of the peaks among the plurality of frequency spectrum waveforms are detected.
  • a radar apparatus that determines whether or not a peak is caused by a valid object based on the variation in .
  • a vehicle body and a radar device attached to the vehicle body,
  • the radar device a transmission signal generator that generates a transmission chirp; a transmit antenna that transmits the transmit chirp; a receiving antenna for receiving a reflected wave from a detection target of the transmitting chirp transmitted from the transmitting antenna; a mixer for mixing the transmit chirp and the receive chirp received by the receive antenna to generate an intermediate frequency signal;
  • a signal processing unit that performs processing on the intermediate frequency signal, The signal processing unit is A frequency spectrum waveform of the intermediate frequency signal is obtained for each of a plurality of analysis periods in which the frequency band of the transmission chirp is different, and based on variations in peak positions among the plurality of frequency spectrum waveforms, it is caused by an effective object.
  • a moving object is provided for determining whether a peak is reached.
  • peaks based on reflections from unexpected objects may appear in the frequency spectrum waveform. If a reflective structure having frequency-dependent characteristics is placed in an assumed multipath path, the multipath path changes according to the frequency. In this case, variations occur in the positions of peaks due to multipath appearing in the frequency spectrum waveform generated for each of the plurality of analysis periods. Based on the degree of variation, peaks due to the object to be detected and It can be distinguished from peaks due to multipath. In this way, since the influence of multipath is reduced based on the variations in the peaks appearing in the frequency spectrum waveform, it is possible to accurately identify the object to be detected even when the object is stationary.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a radar system according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a part of the radar device and the moving body on which the radar device is mounted according to the first embodiment.
  • FIG. 3A is a graph showing the relationship between frequency and reflection phase
  • FIG. 3B is a diagram schematically showing the state of propagation of an incident wave incident on a reflecting structure and a reflected wave from the reflecting structure. be.
  • FIG. 4A is a diagram showing the reflective structure to be simulated and the electric field intensity of the incident wave
  • FIG. It is a figure which shows the electromagnetic field simulation result of the reflected wave when it is made to inject.
  • FIG. 4A is a diagram showing the reflective structure to be simulated and the electric field intensity of the incident wave
  • FIG. It is a figure which shows the electromagnetic field simulation result of the reflected wave when it is made to inject.
  • FIG. 5A is a graph showing temporal changes in the frequency of transmission chirps and reception chirps
  • FIG. 5B is a graph showing an example of frequency spectrum waveforms.
  • FIG. 6 is a flow chart showing the procedure of the distance calculation method executed by the radar device according to the first embodiment.
  • FIG. 7A is a schematic cross-sectional view showing a part of a radar device and a moving body on which the radar device is mounted according to the second embodiment
  • FIG. 7C is a schematic diagram illustrating the reflection characteristics of a reflecting structure having a metal surface
  • FIG. 7D is a schematic diagram illustrating the reflection phase of the metasurface of the reflecting structure and the 4 is a graph showing the frequency dependence of the reflection phase of a metal surface;
  • FIG. 7A is a schematic cross-sectional view showing a part of a radar device and a moving body on which the radar device is mounted according to the second embodiment
  • FIG. 7C is a schematic diagram illustrating the reflection characteristics of a reflecting structure having a metal
  • FIG. 8 is a schematic diagram of a radar device according to a third embodiment.
  • FIG. 9A is a schematic diagram of a moving body on which a radar device is mounted
  • FIG. 9B is a schematic cross-sectional view enlarging a location where the radar device is attached.
  • FIG. 10 is a flow chart showing the procedure of step SA7 (FIG. 6) performed by the signal processing section of the radar device according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a graph showing frequency spectrum waveforms generated by the signal processing unit of the radar apparatus according to the third embodiment for each analysis period T1, T2, T3 (FIG. 5A).
  • FIG. 12 is a schematic diagram of a radar device according to a fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a flow chart showing the procedure of step SA7 (FIG. 6) performed by the signal processing section of the radar device according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a graph showing frequency spectrum waveforms generated by the signal processing unit of the radar apparatus according to the third embodiment for each analysis
  • FIG. 13A is a graph showing changes in frequency over time of a transmit chirp for multipath detection and a receive chirp delayed from the transmit chirp.
  • FIG. 13B is a graph showing changes over time in the frequency of a transmit chirp for target detection and a receive chirp delayed from the transmit chirp.
  • FIG. 14 is a graph showing an example of a frequency spectrum waveform generated by the signal processing section of the radar system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 15 is a flow chart showing the procedure of the distance calculation method executed by the radar device according to the sixth embodiment.
  • 16A, 16B, and 16C are perspective, cross-sectional, and plan views, respectively, of a portion of a metasurface, according to one embodiment.
  • Figures 17A-17E are plan views of a portion of a metasurface according to another embodiment.
  • 18A and 18B are cross-sectional views of reflecting structures used in radar devices according to the sixth embodiment and its modification, respectively.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a radar device 20 according to a first embodiment.
  • the radar device 20 according to the first embodiment includes a transmission signal generator 21, a transmission antenna 22Tx, a reception antenna 22Rx, a mixer 24, an AD converter 25, and a signal processor 26.
  • the transmission signal generator 21 generates a continuous frequency modulated transmission chirp. The frequency-time variation of the transmit chirp will be described later with reference to FIG. 5A.
  • the transmission chirp generated by the transmission signal generator 21 is transmitted from the transmission antenna 22Tx.
  • a transmission chirp transmitted from the transmission antenna 22Tx is reflected by the detection target 100, and a reflected wave from the detection target 100 is received by the reception antenna 22Rx.
  • the frequency of the reflected wave received by the receiving antenna 22Rx changes continuously over time with a slight delay from the frequency time change of the transmission chirp.
  • a reception signal received by the reception antenna 22Rx is called a reception chirp.
  • a mixer 24 mixes the transmit chirp and the receive chirp to generate an intermediate frequency signal.
  • the AD converter 25 converts the analog intermediate frequency signal into a digital signal.
  • the signal processing unit 26 performs signal processing on the intermediate frequency signal converted into a digital signal.
  • the signal processor 26 includes, for example, a digital signal processor (DSP). The processing of the signal processing unit 26 will be described later with reference to FIGS. 5B and 6. FIG.
  • a transmitting antenna Tx and a receiving antenna 22Rx are formed on the antenna substrate.
  • Circuit components for realizing the functions of the transmission signal generator 21, the mixer 24, the AD converter 25, the signal processor 26, and the like are mounted on the antenna substrate.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the radar device 20 (FIG. 1) according to the first embodiment and a part of a moving body on which the radar device 20 is mounted.
  • a radar device 20 is attached to a vehicle body 50 of a mobile object.
  • the radar device 20 has a visual field range 40 facing the outside of the vehicle body 50 and can detect objects within the visual field range 40 .
  • a vehicle body exterior 51 is arranged spaced apart from the radar device 20 in the direction of the visual field range 40 .
  • a plurality of reflective structures 35 are arranged laterally outside the field of view 40 .
  • a plurality of reflecting structures 35 are attached to mutually facing surfaces of the vehicle body 50 and the vehicle exterior 51 .
  • the reflecting structure 35 includes a metasurface with a two-dimensional periodic structure.
  • a metasurface having a two-dimensional periodic structure and a metamaterial having a three-dimensional periodic structure are collectively referred to as a "metasurface”. The properties of the reflective structure 35 including the metasurface will now be described with reference to FIGS. 3A-4B.
  • FIG. 3A is a graph showing the relationship between frequency and reflection phase.
  • the horizontal axis represents frequency.
  • the vertical axis represents the reflection phase.
  • a thick solid line and a thin solid line in the graph of FIG. 3A indicate an example of the reflection phase ⁇ ms on the metasurface and the reflection phase ⁇ met on the metal surface, respectively.
  • the reflection phase ⁇ met on the metal surface is constant.
  • the reflection phase ⁇ ms on the metasurface changes depending on the frequency. For example, as the frequency increases in the order of f 1 , f 2 and f 3 , the reflection phase ⁇ ms approaches the reflection phase ⁇ met on the metal surface.
  • FIG. 3B is a diagram schematically showing how an incident wave incident on the reflecting structure 35 and a reflected wave from the reflecting structure 35 propagate.
  • Reflective structure 35 includes a metasurface.
  • FIG. 3B shows a mushroom-shaped metasurface as an example.
  • Various examples of metasurfaces are described below with reference to Figures 16A through 17E.
  • a reflected wave from a metasurface changes its propagation direction depending on the frequency, unlike a reflected wave from a metal surface. For example, as the frequency increases in order of f 1 , f 2 and f 3 , the propagation direction of the reflected wave approaches the propagation direction of the reflected wave on the metal surface from the normal direction of the metasurface.
  • FIG. 4A is a diagram showing the metasurface to be simulated and the electric field intensity of the incident wave.
  • the metasurface to be simulated is a mushroom-shaped one in which hexagonal metal elements are periodically arranged.
  • the electric field intensity is represented by shades of gray. Areas where the electric field strength is relatively high are shown relatively light.
  • the incident wave is a plane wave and is obliquely incident on the metasurface.
  • FIG. 4B is a diagram showing electromagnetic field simulation results of reflected waves when radio waves of frequencies f 1 , f 2 , and f 3 are incident on a metal surface and a metasurface.
  • regions where the electric field strength is relatively high are shown relatively light.
  • the main propagation direction of radio waves is indicated by white arrows.
  • the propagation direction of the reflected wave from the metal surface is constant regardless of the frequency.
  • the propagation direction of the reflected wave from the metasurface changes depending on the frequency.
  • the propagation direction of the reflected wave reflected by the reflecting structure 35 (FIG. 2) including the metasurface changes depending on the frequency.
  • radio waves transmitted from the transmitting antenna 22Tx are reflected by the vehicle body 50 and the exterior 51 of the vehicle body and propagate. This creates multiple paths.
  • the radio wave that has passed through the multipath is reflected by the radio wave reflecting object and is received by the receiving antenna 22Rx (FIG. 1) through the multipath, even if the radio wave reflecting object does not exist within the visual range 40 (FIG. 1), Regardless, it will be detected as a false target (ghost).
  • a reflecting structure 35 is attached at a position where radio waves traveling in a direction out of the visual range 40 or indirect waves thereof are incident.
  • the propagation direction of the reflected wave by the reflecting structure 35 including the metasurface changes depending on the frequency in the frequency band of the transmitted chirp. Therefore, the path length of the radio waves transmitted from the transmitting antenna 22Tx, reflected by the radio wave reflector via multipaths, and received by the receiving antenna 22Rx also varies depending on the frequency.
  • FIG. 5A is a graph showing temporal changes in the frequency of transmit chirps and receive chirps.
  • the horizontal axis represents elapsed time, and the vertical axis represents frequency.
  • the solid line in the graph shown in FIG. 5A indicates the transmit chirp, and the dashed line indicates the receive chirp.
  • the transmit chirp includes multiple sub-chirps, eg, three sub-chirps.
  • the number of partial chirps included in the transmission chirp may be two or four or more.
  • Each of the plurality of partial chirps increases in frequency continuously, for example linearly, over time.
  • the center frequencies f 1 , f 2 , f 3 of the frequency bands of the plurality of partial chirps are different from each other. Also, the frequency bands of a plurality of partial chirps partially overlap.
  • the frequency drops discontinuously at the end of the first partial chirp, and the second partial chirp starts. At the end of the second partial chirp, the frequency drops discontinuously and the third partial chirp begins.
  • the receive chirp is delayed from the transmit chirp and varies in frequency depending on the distance to the object.
  • the mixer 24 (Fig. 1) generates an intermediate frequency signal corresponding to the frequency difference between the transmission chirp and the reception chirp.
  • the signal processing unit 26 performs a distance fast Fourier transform (Range-FFT) on the intermediate frequency signal generated by the mixer 24 to generate a frequency spectrum waveform.
  • Range-FFT distance fast Fourier transform
  • FIG. 5B is a graph showing an example of a frequency spectrum waveform.
  • the horizontal axis represents intermediate frequency and the vertical axis represents spectral intensity.
  • the signal processing unit 26 performs a positional fast Fourier transform for each of a plurality of analysis periods T1, T2, and T3 (FIG. 5A) with different frequency bands of the transmission chirp, and obtains the frequency spectrum waveform of the intermediate frequency signal.
  • the analysis periods T1, T2 and T3 are set to be included in the periods during which the first, second and third partial chirps are transmitted, respectively.
  • a thick solid line, a thin solid line, and a dashed line in FIG. 5B indicate frequency spectrum waveforms based on intermediate frequency signals in analysis periods T1, T2, and T3, respectively. Peaks appear near intermediate frequencies IF1 and IF2 in each of the three intermediate spectral waveforms.
  • the position of the peak appearing in the vicinity of the intermediate frequency IF1 (hereinafter referred to as peak frequency) has a large degree of variation among the frequency spectrum waveforms, and the peak frequency of the peak appearing in the vicinity of the intermediate frequency IF2 is different from that of the frequency spectrum waveform. There is little variation between them.
  • Standard deviation for example, can be used as an index for evaluating the degree of variation in peak frequency.
  • a method of calculating an index for evaluating the degree of variation will be described. A case where there are M analysis periods will be described below.
  • the peak frequency of the peak appearing in the vicinity of the intermediate frequency IFn of the frequency spectrum waveform in each analysis period is denoted by f peak [i,n].
  • the degree of peak frequency variation f STD [n] of peaks appearing in the vicinity of the intermediate frequency IFn is defined, for example, by the following equation.
  • the peak frequency corresponds to the round-trip path length of the radio wave to the object that reflected the radio wave.
  • Variation in peak positions among a plurality of frequency spectrum waveforms means that round-trip path lengths of radio waves vary according to frequency. Therefore, it is considered that the peak near the intermediate frequency IF1, which has a large variation in position, is caused by multipath.
  • the peak in the vicinity of the intermediate frequency IF2, where the variation in position is small is considered to be caused by the direct wave. In this way, peaks caused by multipath can be excluded from objects of distance measurement based on the degree of variation in peak frequency of peaks appearing in each of a plurality of frequency spectrum waveforms.
  • FIG. 6 is a flow chart showing the procedure of the distance calculation method executed by the radar device 20 (FIG. 1) according to the first embodiment.
  • the transmission signal generator 21 (FIG. 1) generates a transmission chirp (FIG. 5A) including a plurality of partial chirps, and transmits the transmission chirp from the transmission antenna 22Tx (FIG. 1) (step SA1).
  • a reflected wave reflected by the detection object 100 (FIG. 1) is received by the receiving antenna 22Rx (FIG. 1).
  • the mixer 24 (FIG. 1) mixes the transmission chirp and the reception chirp to generate an intermediate frequency signal (step SA2).
  • the signal processing unit 26 performs a distance fast Fourier transform on the intermediate frequency signal for each partial chirp of analysis periods T1, T2, and T3 (FIG. 5A) to generate a frequency spectrum waveform (FIG. 5B) for each analysis period (Ste SA3).
  • Each peak of the plurality of generated frequency spectrum waveforms is detected (step SA4).
  • Various algorithms known in the art can be applied for peak detection, such as constant false alarm probability (CFAR) processing.
  • CFAR constant false alarm probability
  • the signal processing unit 26 selects one determination target peak from a plurality of peaks appearing in one frequency spectrum waveform (step SA5). Further, peaks in the vicinity of the peak to be determined are extracted from other frequency spectrum waveforms, and the degree of variation in peak frequency between the peak to be determined and the peaks in the vicinity thereof is calculated (step SA6). For example, the standard deviation shown in Equation (1) is calculated.
  • the degree of variation for example, a value obtained by normalizing the difference between the highest value and the lowest value of the peak frequencies of a plurality of peaks by the average value of the peak frequencies may be used.
  • the signal processing unit 26 determines that the peak to be determined and the peak extracted from the other frequency spectrum waveform are peaks caused by the detection target (step SA7, SA8). Further, based on the peak frequencies of these peaks, the distance to the object to be detected is calculated (step SA10).
  • the signal processing unit 26 determines that the peaks to be determined and the peaks extracted from other frequency spectrum waveforms are peaks caused by multipath (steps SA7 and SA9). ).
  • the determination threshold may be set to an appropriate value depending on the ground environment of the transmitting antenna 22Tx and the receiving antenna 22Rx.
  • step SA9 or SA10 the signal processing unit 26 repeats the procedure from step SA5 until the determination process is performed for all peaks (step SA11). It should be noted that, in step SA6, it is assumed that the determination process has been completed for the peaks for which the degree of variation is calculated.
  • step SA6 if peaks in the vicinity of the peak to be determined cannot be extracted from at least one of the frequency spectrum waveforms different from the frequency spectrum waveform in which the peak to be determined is selected, the peak to be determined is multipath. It is sufficient to determine that the peak is the originating peak.
  • the reflective structure 35 (FIG. 2) including a metasurface is placed on the path where multipath may occur, so the path length of multipath changes according to the frequency. Peaks caused by multipaths can be detected by utilizing variations in peak frequency of peaks appearing in the frequency spectrum waveform of the intermediate frequency signal according to changes in the path length of the multipaths. Therefore, even if the distance from the radar device 20 to the detection object 100 (FIG. 1) does not change over time, the influence of multipath can be eliminated and the distance to the detection object 100 can be measured. .
  • the frequency bands of multiple partial chirps (FIG. 5A) included in the transmission chirp partially overlap, and analysis periods T1, T2, and T3 are set for each of the multiple partial chirps. Therefore, the frequency bandwidth of each of the partial chirps becomes wider than when a plurality of analysis periods T1, T2, and T3 are set for one transmission chirp whose frequency changes continuously. This can improve the resolution of peaks appearing in the frequency spectrum waveform. As a result, an excellent effect of suppressing a decrease in measurement accuracy of the distance to the detection target 100 is obtained.
  • the reflecting structure 35 is attached to both the vehicle body 50 and the vehicle body exterior 51 shown in FIG. may Also, in the first embodiment, an example in which the radar device 20 (FIG. 2) is mounted on a mobile body is shown, but the radar device 20 according to the first embodiment can be used by being attached to various structures other than the mobile body. It is also possible to
  • the radar device 20 includes one transmitting antenna 22Tx and one receiving antenna 22Rx, it may include a plurality of transmitting antennas 22Tx or receiving antennas 22Rx. Thereby, the distance to the detection target and the direction in which the detection target exists can be detected.
  • FIG. 7A is a schematic cross-sectional view showing the radar device 20 (FIG. 1) according to the second embodiment and a part of the moving body on which the radar device 20 is mounted.
  • the details of the reflection characteristics of the plurality of reflection structures 35 attached to the vehicle body 50 and the exterior 51 of the vehicle body are not particularly limited.
  • the reflective properties of the reflective surfaces of the plurality of reflective structures 35 are defined in more detail.
  • each of the reflecting structures 35A, 35B, and 35C has, for example, an annular shape along concentric circles with the radar device 20 as the center.
  • Reflective structures 35A, 35C include metasurfaces and reflective structure 35B includes a metal surface. The metasurfaces and metal surfaces of the reflecting structures 35A, 35B, and 35C attached to the vehicle body 50 face the same direction as the radiation direction of the transmitting antenna 22Tx ( FIG. 1 ) included in the radar device 20 .
  • FIG. 7B is a schematic diagram for explaining the reflection characteristics of the reflection structure 35A arranged closest to the radar device 20.
  • An incident wave I in the frequency band of the transmit chirp (FIG. 5A) is incident on the reflecting structure 35A.
  • a component (hereinafter referred to as a tangential component) It in the propagation direction of the incident wave I parallel to the metasurface and a tangential component Rt in the propagation direction of the reflected wave R are opposite to each other.
  • a tangential component It in the propagation direction of the incident wave I parallel to the metasurface and a tangential component Rt in the propagation direction of the reflected wave R are opposite to each other.
  • an incident wave that enters the reflecting structure 35A in a direction approaching the radar device 20 is reflected in a direction away from the radar device 20 .
  • FIG. 7C is a schematic diagram explaining the reflection characteristics of the reflection structure 35B having a metal surface.
  • the tangential component It in the propagation direction of the incident wave I and the tangential component Rt in the propagation direction of the reflected wave R are oriented in the same direction.
  • an incident wave incident on the reflecting structure 35C in a direction away from the radar device 20 when the vehicle body 50 is viewed from above is reflected in a direction away from the radar device 20 .
  • the reflective structure 35C is arranged such that the tangential component in the direction of propagation of the incident wave and the tangential component in the direction of propagation of the reflected wave are oriented in the same direction. In some cases, it may be in the opposite direction.
  • Reflective structures 35D and 35E are attached to the exterior 51 of the vehicle body. When the vehicle body 50 is viewed from above, the reflecting structure 35D is arranged at a position closer to the radar device 20 than the reflecting structure 35E. Reflective structures 35D and 35E have the same reflective properties as reflective structures 35B and 35C, respectively.
  • FIG. 7D is a graph showing the frequency dependence of the reflection phases ⁇ msa and ⁇ msc of the metasurfaces of the reflection structures 35A and 35C and the reflection phase ⁇ met of the metal surface of the reflection structure 35.
  • FIG. The horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents reflection phase.
  • the thickest solid line, the second thickest solid line, and the thinnest solid line in the graph of FIG. 7D indicate the reflection phase ⁇ at the metasurface of reflecting structure 35A, the metasurface of reflecting structure 35C, and the metal surface of reflecting structure 35B, respectively.
  • msa , ⁇ msc , ⁇ met are examples of the reflection phases.
  • the amount of change in the reflective phase ⁇ msa on the metasurface included in the reflective structure 35A is less than the amount of change in the reflective phase ⁇ msc on the metasurface included in the reflective structure 35C.
  • the reflecting structure 35A has a reflection phase ⁇ msa that satisfies the above reflection characteristics at any of the center frequencies f 1 , f 2 , and f 3 of the three partial chirps (FIG. 5A) included in the transmission chirp. ing.
  • the reflecting structure 35C has a reflection phase ⁇ msc that satisfies the above reflection characteristics at at least one of the center frequencies f 1 , f 2 and f 3 .
  • the reflection phase ⁇ met of the metal surface of the reflecting structure 35B is constant regardless of the frequency.
  • the reflected waves from the radio wave reflector travel along multipaths, and when incident on the reflecting structure 35A, they are reflected away from the radar device 20.
  • FIG. also, when the direct wave or indirect wave of the transmitted chirp is incident on the reflecting structures 35B, 35C, 35D, and 35E, it is reflected away from the radar device 20.
  • FIG. In this way, the radio waves propagating along the multipath are reflected in a direction away from the radar device 20, so the influence of the multipath can be reduced.
  • FIG. 8 to 11 a radar device and a moving object according to a third embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 11.
  • FIG. 8 to 11 explanations of configurations common to those of the radar apparatus according to the first embodiment explained with reference to FIGS. 1 to 6 will be omitted.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of the radar device 20 according to the third embodiment.
  • the radar device 20 according to the third embodiment includes an estimated multipath storage unit 27 in addition to the radar device 20 (FIG. 1) according to the first embodiment.
  • the estimated multipath storage unit 27 stores intermediate frequency bands IFw1, IFw2, and IFw3 corresponding to estimated multipath path lengths. Note that the number of stored intermediate frequency bands is not limited to three.
  • a transmitting antenna 22Tx and a receiving antenna 22Rx are incorporated in the radar device 20 .
  • FIG. 9A is a schematic diagram of the mobile object 105 on which the radar device 20 is mounted.
  • the mobile object 105 is, for example, a four-wheeled vehicle.
  • the radar device 20 is attached to the side of the moving body 105 , and the visual field range 40 of the radar device 20 faces the side of the moving body 105 .
  • the detection target 100 such as a curbstone is positioned on the side of the moving body 105 and the detection target 100 is included in the visual field range 40 .
  • a plurality of radar devices 20 may be attached so that the visual field range 40 faces the front or rear of the moving object 105 .
  • FIG. 9B is a schematic cross-sectional view enlarging the location where the radar device 20 is attached.
  • a space is secured between the vehicle body 50 and the exterior 51 of the vehicle body, and the radar device 20 is arranged in this space.
  • a direct wave transmitted from the transmitting antenna 22Tx (FIG. 8) of the radar device 20 and directed toward the detection target 100 is reflected by the detection target 100 and reaches the receiving antenna 22Rx (FIG. 8) of the radar device 20 directly.
  • Some of the radio waves transmitted from the transmitting antenna 22Tx of the radar device 20 are reflected multiple times by the exterior 51 of the vehicle body and the surface of the vehicle body 50 and enter the ground 101 .
  • a reflected wave reflected by the ground 101 is received by the receiving antenna 22Rx of the radar device 20 through a path in the opposite direction to the transmitted radio wave.
  • the path length of this multipath can be estimated from the shape of the vehicle body 50 and the vehicle exterior 51 and the height from the ground 101 to the radar device 20 .
  • the intermediate frequency band corresponding to the estimated multipath path length is stored in the estimated multipath storage unit 27 (FIG. 8). This intermediate frequency band is used as position information representing the positions of peaks generated in the frequency spectrum waveform under the influence of multipath.
  • the procedure executed by the signal processing unit 26 of the radar device 20 according to the third embodiment differs from the procedure (FIG. 6) in the first embodiment in the processing of step SA7, and the processing of other steps is the same. be.
  • FIG. 10 is a flow chart showing the procedure of step SA7 performed by the signal processing unit 26 (FIG. 8) of the radar device 20 according to the third embodiment.
  • the signal processing unit 26 selects the peak to be determined in step SA5 (FIG. 6) in the intermediate frequency band corresponding to the path length of the estimated multipath stored in the estimated multipath storage unit 27 (FIG. 8). It is determined whether or not it is included (step SA71). If the pulse to be determined is included in the intermediate frequency band corresponding to the path length of the estimated multipath, the determination threshold for the degree of variation is made smaller than the initial value (step SA72). After that, based on the determination threshold value, the degree of variation of the plurality of peaks is determined (step SA73). If the pulse to be determined is not included in the intermediate frequency band corresponding to the path length of the estimated multipath, the degree of dispersion of the peaks is determined based on the initial determination threshold (step SA73).
  • FIG. 11 is a graph showing frequency spectrum waveforms generated by the signal processing unit 26 (FIG. 8) for each analysis period T1, T2, and T3 (FIG. 5A), which are the same as those shown in FIG. 5B.
  • the determination threshold for the degree of variation is decreased.
  • the peak to be determined is determined to be due to multipath even with smaller variations.
  • the peak near the intermediate frequency IF1 is included in the intermediate frequency band IFw1 corresponding to the estimated multipath path length
  • the peak near the intermediate frequency IF2 is included in the estimated multipath path length. It is not included in any of the corresponding intermediate frequency bands.
  • peaks presumed to be caused by multipath are more likely to be correctly determined to be caused by multipath. Therefore, erroneous determination that a peak caused by multipath is caused by the detection target 100 is suppressed.
  • the degree of peak dispersion is determined based on the initial determination threshold.
  • the peak to be determined is not included in the intermediate frequency band stored in the estimated multipath storage unit 27, these peaks are It is determined that the peak is caused by the detection object 100 (FIG. 8).
  • FIG. 12 is a schematic diagram of the radar device 20 according to the fourth embodiment.
  • a transmitting antenna 22Tx and a receiving antenna 22Rx are provided on the antenna substrate 31 .
  • An antenna substrate 31 is attached to the vehicle body 50 .
  • a visual field range 40 of the radar device 20 faces the outside of the vehicle body 50 .
  • a reflecting structure 35 including a metasurface is attached to the antenna substrate 31 so as to surround the transmitting antenna 22Tx and the receiving antenna 22Rx when the antenna substrate 31 is viewed from above.
  • the reflecting structure 35 has similar reflecting properties to the reflecting structure 35A or 35C used in the radar system 20 according to the second embodiment shown in FIG. 7A.
  • a radome 55 is attached so as to cover the antenna substrate 31 .
  • a transmission chirp transmitted from the transmission antenna 22Tx passes through the radome 55 and propagates to the outside.
  • a reflected wave from the detection object 100 passes through the radome 55 and reaches the receiving antenna 22Rx.
  • a part of the transmission chirp transmitted from the transmission antenna 22Tx is reflected by the radome 55 and enters the reflecting structure 35 . Transmit chirps reflected by the radome 55 cause multipath generation. Since the reflection structure 35 has a reflection characteristic that changes the propagation direction of the reflected wave in accordance with the frequency, as in the first embodiment, the influence of multipath is eliminated and the distance to the detection object 100 is increased. Distance can be calculated.
  • the transmission signal generator 21 (FIG. 1) of the radar device 20 generates two types of transmission chirps, a transmission chirp for multipath detection and a transmission chirp for target detection.
  • FIG. 13A is a graph showing temporal changes in the frequency of a transmission chirp for multipath detection and a reception chirp delayed from the transmission chirp.
  • the transmit chirp and receive chirp are indicated by solid and dashed lines, respectively.
  • the transmission chirp for multipath detection includes a plurality of partial chirps, like the transmission chirp generated by the transmission signal generator 21 of the radar device 20 according to the first embodiment shown in FIG. 5A.
  • the transmit chirp for multipath detection includes partial chirps for each analysis period T1, T2, T3.
  • the frequency bandwidths of the partial chirps corresponding to the analysis periods T1, T2 and T3 are denoted by BW1, BW2 and BW3, respectively.
  • FIG. 13B is a graph showing temporal changes in frequency of a transmit chirp for target detection and a receive chirp delayed from the transmit chirp.
  • the transmit chirp and receive chirp are indicated by solid and dashed lines, respectively.
  • the transmit chirp for target detection continuously and linearly increases in frequency during the analysis period Tt.
  • the frequency bandwidth of the transmitted chirp during the analysis period Tt is denoted by BWt.
  • the frequency bandwidth BWt of the transmit chirp for target detection is wider than any of the frequency bandwidths BW1, BW2, and BW3 of each of the partial chirps included in the transmit chirp for multipath detection.
  • the center frequency f4 of the frequency band of the transmit chirp for target detection is equal to the center frequency f2 of the frequency band of the second partial chirp of the transmit chirp for multipath detection. It should be noted that the two do not necessarily have to be equal.
  • the signal processing unit 26 (FIG. 1) performs a distance fast Fourier transform for each partial chirp included in the transmission chirp for multipath detection, and also performs a distance fast Fourier transform for the transmission chirp for target detection. As a result, the same number of frequency spectrum waveforms as the number of partial chirps are generated based on the transmission chirps for multipath detection, and one frequency spectrum waveform is generated based on the transmission chirps for target detection. .
  • FIG. 14 is a graph showing an example of the frequency spectrum waveform generated by the signal processing section 26.
  • FIG. Three broken lines shown in FIG. 14 indicate frequency spectrum waveforms generated for each partial chirp included in the transmission chirp for multipath detection. These waveforms are identical to the three frequency spectrum waveforms shown in FIG. 5B of the first embodiment.
  • One solid line shown in FIG. 14 indicates a frequency spectrum waveform generated based on a transmit chirp for target detection.
  • the frequency bandwidth BWt (FIG. 13B) of the frequency spectrum waveform generated for each partial chirp included in the transmission chirp for multipath detection is the frequency bandwidths BW1 and BW2 of the partial chirps included in the transmission chirp for multipath detection.
  • BW3 the peak resolution of the frequency spectrum waveform based on the transmit chirp for target detection is higher than the peak resolution of the frequency spectrum waveform for each partial chirp included in the transmit chirp for multipath detection.
  • FIG. 15 is a flow chart showing the procedure of the distance calculation method executed by the radar device 20 (FIG. 1) according to the sixth embodiment.
  • the transmission signal generator 21 (FIG. 1) generates a transmission chirp for multipath detection and transmits the transmission chirp from the transmission antenna 22Tx (step SA1a).
  • the mixer 24 (FIG. 1) mixes the transmission chirp for multipath detection and the reception chirp to generate an intermediate frequency signal (step SA2a).
  • the transmission signal generator 21 (FIG. 1) generates a transmission chirp for target detection and transmits the transmission chirp from the transmission antenna 22Tx (step SA1b).
  • the mixer 24 (FIG. 1) mixes the target detection transmission chirp and the reception chirp to generate an intermediate frequency signal (step SA2b).
  • the signal processing unit 26 (FIG. 1) performs a distance fast Fourier transform on each partial chirp included in the transmission chirp for multipath detection and on the transmission chirp for target detection to obtain a plurality of frequency spectrum waveforms (FIG. 14). is generated (step SA3a). The peaks of each of the frequency spectrum waveform based on the transmission chirp for multipath detection and the frequency spectrum waveform based on the transmission chirp for target detection are detected (step SA4a).
  • a peak to be determined is selected from one frequency spectrum waveform based on a transmission chirp for multipath detection (step SA5a). From other frequency spectrum waveforms based on transmission chirps for multipath detection, peaks in the vicinity of the peak to be determined are extracted, and the degree of dispersion of a plurality of peak positions is calculated (step SA6a).
  • step SA8 if the peak is determined to be caused by the detection target 100 (FIG. 1), a peak in the vicinity of the determination target peak is extracted from the frequency spectrum waveform based on the transmission chirp for target detection, and the extracted peak , the distance to the detection object 100 (FIG. 1) is calculated (step SA10a).
  • step SA5a For all peaks appearing in the frequency spectrum waveform based on the transmission chirp for multipath detection, the procedure after step SA5a is repeated until the determination process is completed (step SA11).
  • the excellent effects of the fifth embodiment will be described.
  • the fifth embodiment as in the first embodiment, even if the distance from the radar device 20 to the detection target 100 (FIG. 1) does not change over time, the influence of multipath is eliminated and the detection target The distance to object 100 can be measured. Furthermore, since the distance to the detection object 100 is calculated based on the target detection transmission chirp (FIG. 13B) with a wide frequency bandwidth BWt, the distance resolution can be increased compared to the first embodiment.
  • Metasurface 60 includes frequency selective plate 61 (FSS), ground plate 62 , dielectric layer 63 , and a plurality of vias 64 .
  • a frequency selection plate 61 is arranged on one surface of the dielectric layer 63, and a ground plate 62 is arranged on the other surface.
  • the frequency selection plate 61 is composed of a plurality of square metal elements 61A that are periodically arranged two-dimensionally. The dimensions of each of the plurality of metal elements 61A are small compared to the wavelength of the transmitted chirp.
  • Each of the metal elements 61A is connected to the ground plane via vias 64. As shown in FIG. Such a metasurface is called a mushroom type.
  • 17A to 17E are plan views of a portion of a metasurface according to another embodiment.
  • the metal parts are hatched.
  • the metal element 61A is circular.
  • metal element 61A is hexagonal.
  • the metal element 61A of the frequency selection plate and the ground plate 62 are not connected by vias.
  • Such metasurfaces are called FSS types.
  • a two-dimensional periodic pattern is formed by the metal elements 61A.
  • FIG. 18A is a cross-sectional view of a reflecting structure 35 used in the radar device 20 according to the sixth embodiment.
  • the reflecting structure 35 (FIG. 2) of the radar system 20 according to the first embodiment comprises a metasurface.
  • the reflecting structure 35 of the radar device 20 according to the sixth embodiment has a dielectric multilayer structure. Dielectric layers 71 and 72 having different dielectric constants are laminated in order on the ground plate 70 .
  • the dielectric constants of the dielectric layers 71 and 72 are denoted by ⁇ r1 and ⁇ r1 respectively.
  • the thicknesses of dielectric layers 71 and 72 are denoted as d 1 and d 2 respectively.
  • the radio waves incident on the reflecting structure 35 are reflected by the surface of the dielectric layer 72 , the interface between the dielectric layers 72 and 71 , and the interface between the dielectric layer 71 and the ground plate 70 .
  • the propagation direction of the composite wave of these reflected waves varies depending on the dielectric constants ⁇ r1 and ⁇ r2 and the thicknesses d 1 and d 2 of the dielectric layers 71 and 72, and the propagation direction of the reflected waves depends on the frequency. change by
  • the excellent effects of the sixth embodiment will be described. Even if a reflection structure 35 having a dielectric multilayer film structure is used as in the sixth embodiment, the propagation direction of the reflected wave can be varied according to the frequency. Therefore, in the sixth embodiment, as in the first embodiment, even if the distance from the radar device 20 to the detection object 100 (FIG. 1) does not change over time, the influence of multipath can be eliminated. , the distance to the sensing object 100 can be measured.
  • FIG. 18B is a cross-sectional view of the reflecting structure 35 used in the radar device 20 according to the modified example of the sixth embodiment.
  • three dielectric layers 71 , 72 and 73 are laminated in order on the ground plate 70 .
  • the dielectric constant ⁇ r3 of the uppermost dielectric layer 73 is different from the dielectric constant ⁇ r2 of the second dielectric layer 72 .
  • the thickness of the top dielectric layer 73 is labeled d3.
  • the dielectric multilayer structure may include four or more dielectric layers.
  • a transmission signal generator that generates a transmission chirp; a transmit antenna that transmits the transmit chirp; a receiving antenna for receiving a reflected wave from a detection target of the transmitting chirp transmitted from the transmitting antenna; a mixer for mixing the transmit chirp and the receive chirp received by the receive antenna to generate an intermediate frequency signal;
  • a signal processing unit that performs processing on the intermediate frequency signal, The signal processing unit is A frequency spectrum waveform of the intermediate frequency signal is obtained for each of a plurality of analysis periods in which the frequency bands of the transmission chirp are different, peaks appearing in the plurality of frequency spectrum waveforms are detected, and positions of the peaks among the plurality of frequency spectrum waveforms are detected.
  • a radar device that determines whether or not a peak is caused by a valid object based on the variation in
  • ⁇ 2> further comprising a reflecting structure arranged outside the field of view of the radar device and at a position where the radio waves transmitted from the transmitting antenna are incident;
  • the reflecting structure includes a metasurface that reflects radio waves in the frequency band of the transmission chirp.
  • the metasurface of the reflecting structure is oriented in the same direction as the radiation direction of the transmitting antenna, and the reflecting structure is configured such that the direction of propagation of the incident wave and the direction of propagation of the reflected wave are aligned in the frequency band of the transmitting chirp. It has the property that the component parallel to the metasurface is in the opposite direction, When the metasurface of the reflecting structure is viewed in plan, the reflecting structure has a propagation direction of an incident wave and a propagation direction of a reflected wave in a region farther from the transmitting antenna and the receiving antenna than the metasurface of the reflecting structure.
  • the radar apparatus according to ⁇ 2> further comprising a reflecting surface having a property that a direction and a component parallel to the metasurface are in the same direction in at least part of the frequency band of the transmission chirp.
  • ⁇ 4> further comprising a reflecting structure arranged outside the field of view of the radar device and at a position where the radio waves transmitted from the transmitting antenna are incident;
  • ⁇ 5> further comprising a reflecting structure arranged outside the field of view of the radar device and at a position where the radio waves transmitted from the transmitting antenna are incident;
  • ⁇ 6> an antenna substrate provided with the transmitting antenna and the receiving antenna; a reflective structure disposed on the antenna substrate so as to surround the transmitting antenna and the receiving antenna when the antenna substrate is viewed from above;
  • ⁇ 7> Furthermore, it has an estimated multipath storage unit that stores position information of peaks that may occur in the frequency spectrum waveform under the influence of multipath,
  • the signal processing unit stores in the estimated multipath storage unit when determining whether or not the peak is caused by a valid object based on variations in peak positions among a plurality of frequency spectrum waveforms.
  • the radar device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein the determination threshold for the degree of variation is changed in a direction that makes it easier to detect the variation than in other ranges within a certain range based on the position information. .
  • ⁇ 8> The radar according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>, wherein the transmission chirp includes at least two partial chirps in which the frequency bands in the plurality of analysis periods partially overlap between at least two analysis periods.
  • the transmission chirp includes at least two partial chirps in which the frequency bands in the plurality of analysis periods partially overlap between at least two analysis periods.
  • the transmit chirp includes two types, one for multipath detection and one for target detection, the transmit chirp for multipath detection includes at least two of the partial chirps; the transmit chirp for target detection has a frequency bandwidth wider than the frequency bandwidth of each of the partial chirps;
  • the signal processing unit is obtaining a frequency spectrum waveform of the intermediate frequency signal for each of the plurality of analysis periods when the transmission chirp is for multipath detection; determining one frequency spectrum waveform of the intermediate frequency signal for the transmit chirp when the transmit chirp is for target detection; For a peak determined to be caused by a valid object based on the plurality of frequency spectrum waveforms, a peak to the object based on the frequency spectrum waveform generated from the intermediate frequency signal based on the transmission chirp for target detection.
  • the radar device according to ⁇ 8>, which obtains a distance.
  • the radar device a transmission signal generator that generates a transmission chirp; a transmit antenna that transmits the transmit chirp; a receiving antenna for receiving a reflected wave from a detection target of the transmitting chirp transmitted from the transmitting antenna; a mixer for mixing the transmit chirp and the receive chirp received by the receive antenna to generate an intermediate frequency signal;
  • a signal processing unit that performs processing on the intermediate frequency signal, The signal processing unit is A frequency spectrum waveform of the intermediate frequency signal is obtained for each of a plurality of analysis periods in which the frequency band of the transmission chirp is different, and based on variations in peak positions among the plurality of frequency spectrum waveforms, it is caused by an effective object.
  • a moving body that determines whether or not it is a peak to move.
  • the radar device further includes a reflecting structure attached to the vehicle body, The reflecting structure is outside the field of view of the radar device and is attached at a position where radio waves transmitted from the transmitting antenna are incident,
  • radar device 21 transmission signal generation unit 22Tx transmission antenna 22Rx reception antenna 24 mixer 25 AD converter 26 signal processing unit 27 estimated multipath storage unit 31 antenna substrate 35, 35A, 35B, 35C, 35D, 35E reflection structure 40 visual range ( FOV) 50 Car body 51 Car body exterior 55 Radome 60 Metasurface 61 Frequency selection plate 61A Metal element 62 Ground plate 63 Dielectric layer 64 Vias 70 Ground plates 71, 72, 73 Dielectric layer 100 Object to be detected 101 Ground 105 Moving object

Abstract

送信信号生成部が送信チャープを生成し、送信チャープが送信アンテナから送信される。送信アンテナから送信された送信チャープの、検知対象物からの反射波が受信アンテナで受信される。ミキサが、送信チャープと、受信アンテナで受信された受信チャープとを混合して中間周波信号を生成する。信号処理部が、送信チャープの周波数帯域が異なる複数の解析期間ごとに、中間周波信号の周波数スペクトル波形を求め、複数の周波数スペクトル波形に現れたピークを検出し、複数の周波数スペクトル波形の間におけるピークの位置のばらつきに基づいて、有効な対象物に起因するピークか否かを判定する。

Description

レーダ装置及びレーダ装置を搭載した移動体
　本発明は、レーダ装置及びレーダ装置を搭載した移動体に関する。
　レーダで検出された対象物が障害物であるか否かを精度よく判定する技術が下記の特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されたレーダ装置においては、受信アンテナで受信された対象物からの反射波の受信強度の変化率が所定範囲内の場合に、対象物は障害物ではないと判定される。
国際公開第２０１１／０９２８１４号
　従来技術によるレーダ装置は、自車両から対象物までの距離の変化に起因して反射波の受信強度が変化することを利用している。このため、自車両と対象物とがともに静止している場合、対象物が障害物であるか否かを精度よく判定することが困難である。本発明の目的は、対象物が静止している場合でも、検知すべき対象物を精度よく識別することが可能なレーダ装置を提供することである。本発明の他の目的は、このレーダ装置を搭載した移動体を提供することである。
　本発明の一観点によると、
　送信チャープを生成する送信信号生成部と、
　前記送信チャープを送信する送信アンテナと、
　前記送信アンテナから送信された前記送信チャープの、検知対象物からの反射波を受信する受信アンテナと、
　前記送信チャープと、前記受信アンテナで受信された受信チャープとを混合して中間周波信号を生成するミキサと、
　前記中間周波信号に対する処理を行う信号処理部と
を備え、
　前記信号処理部は、
　前記送信チャープの周波数帯域が異なる複数の解析期間ごとに、前記中間周波信号の周波数スペクトル波形を求め、複数の周波数スペクトル波形に現れたピークを検出し、複数の周波数スペクトル波形の間におけるピークの位置のばらつきに基づいて、有効な対象物に起因するピークか否かを判定するレーダ装置が提供される。
　本発明の他の観点によると、
　車体と、
　前記車体に取り付けられたレーダ装置と
を備え、
　前記レーダ装置は、
　送信チャープを生成する送信信号生成部と、
　前記送信チャープを送信する送信アンテナと、
　前記送信アンテナから送信された前記送信チャープの、検知対象物からの反射波を受信する受信アンテナと、
　前記送信チャープと、前記受信アンテナで受信された受信チャープとを混合して中間周波信号を生成するミキサと、
　前記中間周波信号に対する処理を行う信号処理部と
を備えており、
　前記信号処理部は、
　前記送信チャープの周波数帯域が異なる複数の解析期間ごとに、前記中間周波信号の周波数スペクトル波形を求め、複数の周波数スペクトル波形の間でのピークの位置のばらつきに基づいて、有効な対象物に起因するピークか否かを判定する移動体が提供される。
　マルチパスに起因して周波数スペクトル波形に、想定外の対象物からの反射に基づくピークが現れる場合がある。想定されるマルチパスの経路に、周波数に依存する特性を持つ反射構造物を配置しておくと、周波数に応じてマルチパスの経路が変化する。この場合に、複数の解析期間ごとに生成された周波数スペクトル波形に現れるマルチパスに起因するピークの位置にばらつきが生じる、このばらつきの度合いに基づいて、検知すべき対象物に起因するピークと、マルチパスに起因するピークとを区別することができる。このように、周波数スペクトル波形に現れるピークのばらつきに基づいてマルチパスの影響を低減しているため、対象物が静止している場合でも、検知すべき対象物を精度よく識別することができる。
図１は、第１実施例によるレーダ装置の概略図である。 図２は、第１実施例によるレーダ装置及びレーダ装置を搭載した移動体の一部を示す概略断面図である。 図３Ａは、周波数と反射位相との関係を示すグラフであり、図３Ｂは、反射構造物に入射する入射波と、反射構造物からの反射波との伝搬の様子を模式的に示す図である。 図４Ａは、シミュレーション対象の反射構造物、及び入射波の電界強度を示す図であり、図４Ｂは、金属表面及びメタサーフェスを含む反射構造物に周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３の電波を入射させたときの反射波の電磁界シミュレーション結果を示す図である。 図５Ａは、送信チャープ及び受信チャープの周波数の時間変化を示すグラフであり、図５Ｂは、周波数スペクトル波形の一例を示すグラフである。 図６は、第１実施例によるレーダ装置が実行する距離算出方法の手順を示すフローチャートである。 図７Ａは、第２実施例によるレーダ装置、及びレーダ装置を搭載した移動体の一部を示す概略断面図であり、図７Ｂは、レーダ装置に最も近い位置に配置された反射構造物の反射特性を説明する模式図であり、図７Ｃは、金属表面を持つ反射構造物の反射特性を説明する模式図であり、図７Ｄは、反射構造物のメタサーフェスの反射位相、及び反射構造物の金属表面の反射位相の周波数依存性を示すグラフである。 図８は、第３実施例によるレーダ装置の概略図である。 図９Ａは、レーダ装置を搭載した移動体の概略図であり、図９Ｂは、レーダ装置が取り付けられた箇所を拡大した概略断面図である。 図１０は、第３実施例によるレーダ装置の信号処理部が行うステップＳＡ７（図６）の手順を示すフローチャートである。 図１１は、第３実施例によるレーダ装置の信号処理部が解析期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３（図５Ａ）ごとに生成した周波数スペクトル波形を示すグラフである。 図１２は、第４実施例によるレーダ装置の概略図である。 図１３Ａは、マルチパス検知用の送信チャープ、及び送信チャープから遅延した受信チャープの周波数の時間変化を示すグラフである。図１３Ｂは、目標検知用の送信チャープ、及び送信チャープから遅延した受信チャープの周波数の時間変化を示すグラフである。 図１４は、第４実施例によるレーダ装置の信号処理部が生成した周波数スペクトル波形の一例を示すグラフである。 図１５は、第６実施例によるレーダ装置が実行する距離算出方法の手順を示すフローチャートである。 図１６Ａ、図１６Ｂ、図１６Ｃは、それぞれ一具体例によるメタサーフェスの一部分を示す斜視図、断面図、及び平面図である。 図１７Ａから図１７Ｅまでの図面は、他の具体例によるメタサーフェスの一部の平面図である。 図１８Ａ及び図１８Ｂは、それぞれ第６実施例及びその変形例によるレーダ装置に用いられる反射構造物の断面図である。
　［第１実施例］
　図１から図６までの図面を参照して、第１実施例によるレーダ装置について説明する。
　図１は、第１実施例によるレーダ装置２０の概略図である。第１実施例によるレーダ装置２０は、送信信号生成部２１、送信アンテナ２２Ｔｘ、受信アンテナ２２Ｒｘ、ミキサ２４、ＡＤコンバータ２５、及び信号処理部２６を備えている。送信信号生成部２１は、周波数連続変調された送信チャープを生成する。送信チャープの周波数時間変化について、後に図５Ａを参照して説明する。
　送信信号生成部２１で生成された送信チャープは、送信アンテナ２２Ｔｘから送信される。送信アンテナ２２Ｔｘから送信された送信チャープが検知対象物１００で反射され、検知対象物１００からの反射波が受信アンテナ２２Ｒｘで受信される。受信アンテナ２２Ｒｘで受信される反射波の周波数は、送信チャープの周波数時間変化からやや遅れをもって時間的に連続的に変化する。受信アンテナ２２Ｒｘで受信された受信信号を受信チャープという。
　ミキサ２４は、送信チャープと受信チャープとを混合して中間周波信号を生成する。ＡＤコンバータ２５は、アナログの中間周波信号をデジタル信号に変換する。信号処理部２６は、デジタル信号に変換された中間周波信号に対する信号処理を行う。信号処理部２６は、例えばデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）を含む。信号処理部２６の処理については、後に図５Ｂ及び図６を参照して説明する。
　送信アンテナＴｘ及び受信アンテナ２２Ｒｘがアンテナ基板に形成される。このアンテナ基板に、送信信号生成部２１、ミキサ２４、ＡＤコンバータ２５、及び信号処理部２６等の機能を実現する回路部品が実装される。
　図２は、第１実施例によるレーダ装置２０（図１）及びレーダ装置２０を搭載した移動体の一部を示す概略断面図である。
　レーダ装置２０が移動体の車体５０に取り付けられている。レーダ装置２０は、車体５０の外側を向く視野範囲４０を有しており、視野範囲４０内の対象物を検知することができる。レーダ装置２０から視野範囲４０の方向に間隔を隔てて車体の外装５１が配置されている。視野範囲４０の側方の外側に複数の反射構造物３５が配置されている。複数の反射構造物３５は、車体５０及び車体の外装５１の相互に対向する面に取り付けられている。
　反射構造物３５は二次元の周期構造を持つメタサーフェスを含む。なお、反射構造物３５を三次元の周期構造を持つメタマテリアルで実現することも可能である。本明細書において、二次元周期構造を持つメタサーフェス及び三次元の周期構造を持つメタマテリアルを合わせて「メタサーフェス」ということとする。次に、図３Ａから図４Ｂまでの図面を参照して、メタサーフェスを含む反射構造物３５の性質について説明する。
　図３Ａは、周波数と反射位相との関係を示すグラフである。横軸は周波数を表し。縦軸は反射位相を表す。図３Ａのグラフ中の太い実線及び細い実線は、それぞれメタサーフェスにおける反射位相φｍｓ及び金属表面における反射位相φｍｅｔの一例を示している。金属表面における反射位相φｍｅｔは一定である。これに対してメタサーフェスにおける反射位相φｍｓは、周波数に依存して変化する。例えば、周波数がｆ１、ｆ２、ｆ３の順に高くなるにしたがって、反射位相φｍｓが金属表面における反射位相φｍｅｔに近づく。
　図３Ｂは、反射構造物３５に入射する入射波と、反射構造物３５からの反射波との伝搬の様子を模式的に示す図である。反射構造物３５はメタサーフェスを含む。図３Ｂでは、一例としてマッシュルーム型のメタサーフェスを示している。メタサーフェスの種々の例については、後に図１６Ａから図１７Ｅまでの図面を参照して説明する。メタサーフェスからの反射波は、金属表面からの反射波とは異なり、周波数によって伝搬方向が変化する。例えば、周波数がｆ１、ｆ２、ｆ３の順に高くなると、反射波の伝搬方向がメタサーフェスの法線方向から金属表面における反射波の伝搬方向に近づく。
　次に、図４Ａ及び図４Ｂを参照して、メタサーフェスからの反射波の電界強度を電磁界シミュレーションにより求めた結果について説明する。
　図４Ａは、シミュレーション対象のメタサーフェス、及び入射波の電界強度を示す図である。シミュレーション対象のメタサーフェスは、六角形の金属素子が周期的に配置されたマッシュルーム型のものである。図４Ａにおいて、電界強度を灰色の濃淡で表している。電界強度が相対的に高い領域が、相対的に淡く示されている。入射波は平面波であり、メタサーフェスに対して斜めに入射する。
　図４Ｂは、金属表面及びメタサーフェスに周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３の電波を入射させたときの反射波の電磁界シミュレーション結果を示す図である。図４Ｂにおいて、電界強度が相対的に高い領域が、相対的に淡く示されている。また、電波の主たる伝搬方向を白抜きの矢印で表している。
　金属表面からの反射波の伝搬方向は、周波数に依存せず一定である。これに対してメタサーフェスからの反射波の伝搬方向は、周波数に応じて変化している。
　図３Ａから図４Ｂまでの図面を参照して説明したように、メタサーフェスを含む反射構造物３５（図２）で反射された反射波の伝搬方向は周波数に依存して変化する。
　図２に示したレーダ装置２０及び反射構造物３５を含むレーダ装置において、送信アンテナ２２Ｔｘから送信された電波が、車体５０や車体の外装５１で反射されて伝搬する。これによりマルチパスが形成される。マルチパスを経由した電波が電波反射物によって反射され、マルチパスを経由して受信アンテナ２２Ｒｘ（図１）で受信されると、電波反射物が視野範囲４０（図１）内に存在しないにもかかわらず、偽目標（ゴースト）として検知されてしまう。
　第１実施例によるレーダ装置においては、視野範囲４０から外れた方向に進行する電波、またはその間接波が入射する位置に、反射構造物３５が取り付けられている。メタサーフェスを含む反射構造物３５による反射波の伝搬方向は、送信チャープの周波数帯域において周波数に依存して変化する。このため、送信アンテナ２２Ｔｘから送信され、マルチパスを経由して電波反射物で反射され、受信アンテナ２２Ｒｘで受信される電波の経路長も周波数に依存して変化する。
　次に、図５Ａを参照して、送信信号生成部２１（図１）が生成する送信チャープ、及び受信アンテナ２２Ｒｘで受信される受信チャープの周波数の時間変化について説明する。
　図５Ａは、送信チャープ及び受信チャープの周波数の時間変化を示すグラフである。横軸は経過時間を表し、縦軸は周波数を表す。図５Ａに示したグラフ中の実線は送信チャープを示し、破線は受信チャープを示す。送信チャープは複数の部分チャープ、例えば３つの部分チャープを含む。送信チャープに含まれる部分チャープの個数は、２個でもよいし、４個以上でもよい。複数の部分チャープのそれぞれは、時間の経過とともに周波数が連続的に、例えば線形に上昇する。複数の部分チャープの周波数帯域の中心周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３は、相互に異なっている。また、複数の部分チャープの周波数帯域は、部分的に重なりを持つ。
　例えば、１番目の部分チャープの終了時点において周波数が不連続に低下し、２番目の部分チャープが開始される。２番目の部分チャープの終了時点において周波数が不連続に低下し、３番目の部分チャープが開始される。受信チャープは、対象物までの距離に応じて送信チャープから遅延して周波数が変化する。
　ミキサ２４（図１）は、送信チャープと受信チャープとの周波数の差に応じた中間周波信号を生成する。
　次に、図５Ｂを参照して、信号処理部２６の処理について説明する。信号処理部２６は、ミキサ２４で生成された中間周波信号に対して、距離高速フーリエ変換（Ｒａｎｇｅ－ＦＦＴ）を行い、周波数スペクトル波形を生成する。
　図５Ｂは、周波数スペクトル波形の一例を示すグラフである。横軸は中間周波数を表し、縦軸はスペクトル強度を表す。信号処理部２６は、送信チャープの周波数帯域が異なる複数の解析期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３（図５Ａ）ごとに位置高速フーリエ変換を行い、中間周波信号の周波数スペクトル波形を求める。解析期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、それぞれ１番目、２番目、及び３番目の部分チャープが送信されている期間に含まれるように設定される。
　図５Ｂの太い実線、細い実線、及び破線は、それぞれ解析期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の中間周波信号に基づく周波数スペクトル波形を示す。３つの中間スペクトル波形のそれぞれに、中間周波数ＩＦ１、ＩＦ２の近傍にピークが現れている。中間周波数ＩＦ１の近傍に現れたピークの位置（以下、ピーク周波数という。）は、周波数スペクトル波形の間でばらつき度合いが大きく、中間周波数ＩＦ２の近傍に現れたピークのピーク周波数は、周波数スペクトル波形の間でほとんどばらついていない。
　ピーク周波数のばらつき度合いの大きさを評価する指標として、例えば標準偏差を用いることができる。つぎに、ばらつき度合いを評価する指標の計算方法について説明する。以下、解析期間がＭ個の場合について説明する。各解析期間における周波数スペクトル波形の中間周波数ＩＦｎの近傍に現れたピークのピーク周波数をｆｐｅａｋ［ｉ，ｎ］と標記する。中間周波数ＩＦｎの近傍に現れたピークのピーク周波数のばらつき度合いｆＳＴＤ［ｎ］を、例えば以下の式で定義する。
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　ピーク周波数は、電波を反射させた対象物までの電波の往復の経路長に対応する。複数の周波数スペクトル波形の間でピークの位置にばらつきがあるということは、電波の往復の経路長が、周波数に応じてばらついていることを意味する。したがって、位置のばらつきが大きい中間周波数ＩＦ１近傍のピークは、マルチパスに起因するものと考えられる。これに対して位置のばらつきが小さい中間周波数ＩＦ２の近傍のピークは、直接波に起因するものと考えられる。このように、複数の周波数スペクトル波形のそれぞれに現れたピークのピーク周波数のばらつき度合いに基づいて、マルチパスに起因するピークを距離測定対象から除外することができる。
　次に、図６を参照して、第１実施例によるレーダ装置２０（図１）が実行する距離算出方法について説明する。図６は、第１実施例によるレーダ装置２０（図１）が実行する距離算出方法の手順を示すフローチャートである。
　まず、送信信号生成部２１（図１）が、複数の部分チャープを含む送信チャープ（図５Ａ）を生成し、送信アンテナ２２Ｔｘ（図１）から送信チャープを送信する（ステップＳＡ１）。検知対象物１００（図１）で反射した反射波が受信アンテナ２２Ｒｘ（図１）で受信される。ミキサ２４（図１）が、送信チャープと受信チャープとを混合して中間周波信号を生成する（ステップＳＡ２）。
　信号処理部２６が、中間周波信号に対して解析期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３（図５Ａ）の部分チャープごとに距離高速フーリエ変換を行い、解析期間ごとの周波数スペクトル波形（図５Ｂ）を生成する（ステップＳＡ３）。生成された複数の周波数スペクトル波形の各々のピークを検出する（ステップＳＡ４）。ピークの検出には、公知の種々のアルゴリズム、例えば一定誤警報確率（ＣＦＡＲ）処理を適用することができる。図５Ｂに示した例では、３つの周波数スペクトル波形のそれぞれにおいて、中間周波数ＩＦ１の近傍及び中間周波数ＩＦ２の近傍でピークが検出される。
　信号処理部２６は、１つの周波数スペクトル波形に現れている複数のピークから、１つの判定対象のピークを選択する（ステップＳＡ５）。さらに、他の周波数スペクトル波形から、判定対象のピークの近傍のピークを抽出し、判定対象のピーク及びその近傍のピークのピーク周波数のばらつき度合いを算出する（ステップＳＡ６）。例えば、式（１）に示した標準偏差を算出する。判定対象のピークの近傍のピークを抽出する際には、例えば、２つのピークのピーク周波数の差が、所定の近傍判定閾値以下の場合には、「近傍」であると判定する。なお、ばらつき度合いとして、例えば複数のピークのそれぞれのピーク周波数の最高値と最低値との差を、ピーク周波数の平均値で正規化した値を採用してもよい。
　算出されたばらつき度合いが判定閾値以下のとき、信号処理部２６は、判定対象のピーク、及び他の周波数スペクトル波形から抽出されたピークは、検知対象物に起因するピークと判定する（ステップＳＡ７、ＳＡ８）。さらに、これらのピークのピーク周波数に基づいて、検知対象物までの距離を算出する（ステップＳＡ１０）。
　算出されたばらつき度合いが判定閾値より大きいとき、信号処理部２６は、判定対象のピーク、及び他の周波数スペクトル波形から抽出されたピークは、マルチパスに起因するピークと判定する（ステップＳＡ７、ＳＡ９）。判定閾値は、送信アンテナ２２Ｔｘ及び受信アンテナ２２Ｒｘの接地環境に依存して、適切な値を設定するとよい。
　信号処理部２６は、ステップＳＡ９またはＳＡ１０を実行した後、すべてのピークについて判定処理を行うまで、ステップＳＡ５からの手順を繰り返す（ステップＳＡ１１）。なお、ステップＳＡ６において、ばらつき度合い算出の対象となったピークは、判定処理が完了したものとして扱う。
　ステップＳＡ６において、判定対象のピークが選択された周波数スペクトル波形とは異なる周波数スペクトル波形のうち少なくとも１つから、判定対象のピークの近傍のピークが抽出できない場合は、判定対象のピークはマルチパスに起因するピークと判定すればよい。
　次に、第１実施例の優れた効果について説明する。
　第１実施例では、マルチパスが発生する可能性のある経路に、メタサーフェスを含む反射構造物３５（図２）を配置しているため、周波数に応じてマルチパスの経路長が変化する。マルチパスの経路長の変化に応じて中間周波信号の周波数スペクトル波形に現れるピークのピーク周波数のばらつきを利用して、マルチパスに起因するピークを検知することができる。このため、レーダ装置２０から検知対象物１００（図１）までの距離が時間経過とともに変化しない場合にも、マルチパスの影響を排除して、検知対象物１００までの距離を測定することができる。
　第１実施例では、送信チャープに含まれる複数の部分チャープ（図５Ａ）の周波数帯域が部分的に重なっており、複数の部分チャープのそれぞれに解析期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３が設定されている。このため、周波数が連続的に変化する１つの送信チャープに対して複数の解析期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を設定する場合と比べて、部分チャープのそれぞれの周波数帯域幅が広くなる。これにより、周波数スペクトル波形に現れるピークの分解能を高めることができる。これにより、検知対象物１００までの距離の測定精度の低下が抑制されるという優れた効果が得られる。
　次に、第１実施例の変形例について説明する。
　第１実施例では、図２に示した車体５０及び車体の外装５１の両方に反射構造物３５を取り付けているが、車体５０及び車体の外装５１のいずれか一方にのみ反射構造物３５を取り付けてもよい。また、第１実施例では、レーダ装置２０（図２）を移動体に搭載した例を示しているが、第１実施例によるレーダ装置２０は、移動体以外の種々の構造物に取り付けて使用することも可能である。
　第１実施例によるレーダ装置２０は、送信アンテナ２２Ｔｘと受信アンテナ２２Ｒｘとを一つずつ含んでいるが、送信アンテナ２２Ｔｘまたは受信アンテナ２２Ｒｘを複数個備えてもよい。これにより、検知対象物までの距離、及び検知対象物が存在する方向を検出することができる。
　［第２実施例］
　次に、図７Ａから図７Ｄまでの図面を参照して第２実施例によるレーダ装置について説明する。以下、図１から図６までの図面を参照して説明した第１実施例によるレーダ装置と共通の構成については説明を省略する。
　図７Ａは、第２実施例によるレーダ装置２０（図１）及びレーダ装置２０を搭載した移動体の一部を示す概略断面図である。第１実施例（図２）では、車体５０及び車体の外装５１に取り付けられた複数の反射構造物３５の反射特性の詳細については、特に限定していない。これに対して第２実施例では、複数の反射構造物３５の反射表面における反射特性がより詳細に限定される。
　車体５０に、レーダ装置２０の送信アンテナ２２Ｔｘ及び受信アンテナ２２Ｒｘから遠ざかる方向に向かって、反射構造物３５Ａ、３５Ｂ、及び３５Ｃがこの順番に並んで配置されている。視野範囲４０の中心からレーダ装置２０を見たとき、例えば、反射構造物３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃのそれぞれは、レーダ装置２０を中心とする同心円に沿った円環状の形状を有する。反射構造物３５Ａ、３５Ｃはメタサーフェスを含み、反射構造物３５Ｂは金属表面を含む。車体５０に取り付けられた反射構造物３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃのメタサーフェス及び金属表面は、レーダ装置２０に含まれる送信アンテナ２２Ｔｘ（図１）の放射方向と同一方向を向いている。
　図７Ｂは、レーダ装置２０に最も近い位置に配置された反射構造物３５Ａの反射特性を説明する模式図である。反射構造物３５Ａに送信チャープ（図５Ａ）の周波数帯域の入射波Ｉが入射する。入射波Ｉの伝搬方向の、メタサーフェスに平行な成分（以下、接線成分という。）Ｉｔと、反射波Ｒの伝搬方向の接線成分Ｒｔとが反対向きになる。言い換えると、車体５０を平面視したときレーダ装置２０に近づく方向に向かって、反射構造物３５Ａに入射する入射波は、レーダ装置２０から遠ざかる方向に向かって反射する。
　図７Ｃは、金属表面を持つ反射構造物３５Ｂの反射特性を説明する模式図である。反射構造物３５Ｂにおいては、入射波Ｉの伝搬方向の接線成分Ｉｔと、反射波Ｒの伝搬方向の接線成分Ｒｔとが同一の向きになる。言い換えると、車体５０を平面視したときレーダ装置２０から遠ざかる方向に向かって、反射構造物３５Ｃに入射する入射波は、レーダ装置２０から遠ざかる方向に向かって反射する。
　反射構造物３５Ｃは、送信チャープ（図５Ａ）の周波数帯域内の周波数に応じて、入射波の伝搬方向の接線成分と、反射波の伝搬方向の接線成分とが、同一の向きになる場合と反対向きになる場合とがある。
　車体の外装５１に、反射構造物３５Ｄ、３５Ｅが取り付けられている。車体５０を平面視したとき、反射構造物３５Ｄは反射構造物３５Ｅよりレーダ装置２０に近い位置に配置されている。反射構造物３５Ｄ、３５Ｅは、それぞれ反射構造物３５Ｂ、３５Ｃと同一の反射特性を有する。
　図７Ｄは、反射構造物３５Ａ、３５Ｃのメタサーフェスの反射位相φｍｓａ、φｍｓｃ及び反射構造物３５の金属表面の反射位相φｍｅｔの周波数依存性を示すグラフである。横軸は周波数を表し、縦軸は反射位相を表す。図７Ｄのグラフの最も太い実線、２番目に太い実線、及び最も細い実線は、それぞれ反射構造物３５Ａのメタサーフェス、反射構造物３５Ｃのメタサーフェス、及び反射構造物３５Ｂの金属表面における反射位相φｍｓａ、φｍｓｃ、φｍｅｔを示す。
　反射構造物３５Ａに含まれるメタサーフェスにおける反射位相φｍｓａの変化量は、反射構造物３５Ｃに含まれるメタサーフェスにおける反射位相φｍｓｃの変化量より少ない。反射構造物３５Ａは、送信チャープに含まれる３つの部分チャープ（図５Ａ）の中心周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３のいずれにおいても、上記反射特性が満たされるような反射位相φｍｓａを有している。反射構造物３５Ｃは、中心周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３の少なくとも１つにおいて、上記反射特性が満たされるような反射位相φｍｓｃを有している。反射構造物３５Ｂの金属表面の反射位相φｍｅｔは周波数によらず一定である。
　次に、第２実施例の優れた効果について説明する。
　第２実施例では、電波反射物からの反射波がマルチパスに沿って進行し、反射構造物３５Ａに入射すると、レーダ装置２０から遠ざかる方向に反射される。また、送信チャープの直接波または間接波が反射構造物３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄ、３５Ｅに入射すると、レーダ装置２０から遠ざかる方向に反射される。このように、マルチパスに沿って伝搬する電波がレーダ装置２０から遠ざかる方向に反射されるため、マルチパスの影響を低減することができる。
　［第３実施例］
　次に、図８から図１１までの図面を参照して第３実施例によるレーダ装置及び移動体について説明する。以下、図１から図６までを図面を参照して説明した第１実施例によるレーダ装置と共通の構成については説明を省略する。
　図８は、第３実施例によるレーダ装置２０の概略図である。第３実施例によるレーダ装置２０は、第１実施例によるレーダ装置２０（図１）に加えて、推定マルチパス記憶部２７を備えている。推定マルチパス記憶部２７には、推定されるマルチパスの経路長に対応する中間周波数帯域ＩＦｗ１、ＩＦｗ２、ＩＦｗ３が記憶されている。なお、記憶されている中間周波数帯域の個数は３個に限定されない。送信アンテナ２２Ｔｘ及び受信アンテナ２２Ｒｘが、レーダ装置２０に組み込まれている。
　図９Ａは、レーダ装置２０を搭載した移動体１０５の概略図である。移動体１０５は、例えば四輪車両である。レーダ装置２０が、移動体１０５の側面に取り付けられており、レーダ装置２０の視野範囲４０が移動体１０５の側方を向く。例えば、移動体１０５の側方に、縁石等の検知対象物１００が位置しており、検知対象物１００が視野範囲４０内に含まれる。なお、視野範囲４０が移動体１０５の前方または後方を向くように、複数のレーダ装置２０を取り付けてもよい。
　図９Ｂは、レーダ装置２０が取り付けられた箇所を拡大した概略断面図である。車体５０と車体の外装５１との間に空間が確保されており、この空間にレーダ装置２０が配置されている。レーダ装置２０の送信アンテナ２２Ｔｘ（図８）から送信されて検知対象物１００に向かう直接波が、検知対象物１００で反射されてレーダ装置２０の受信アンテナ２２Ｒｘ（図８）に直接到達する。
　レーダ装置２０の送信アンテナ２２Ｔｘから送信された電波の一部は、車体の外装５１や車体５０の表面で複数回反射され、地面１０１に入射する。地面１０１で反射された反射波は、送信された電波とは逆向きの経路を通ってレーダ装置２０の受信アンテナ２２Ｒｘで受信される。車体５０及び車体の外装５１の形状、及び地面１０１からレーダ装置２０までの高さによって、このマルチパスの経路長を推定することができる。この推定されたマルチパスの経路長に対応する中間周波数帯域が、推定マルチパス記憶部２７（図８）に記憶されている。この中間周波数帯域は、マルチパスの影響を受けて周波数スペクトル波形に発生するピークの位置を表す位置情報として利用される。
　次に、第３実施例によるレーダ装置２０の信号処理部２６が実行する手順について説明する。第３実施例によるレーダ装置２０の信号処理部２６が実行する手順は、第１実施例における手順（図６）と比べて、ステップＳＡ７の処理が異なっており、他のステップの処理が同一である。
　図１０は、第３実施例によるレーダ装置２０の信号処理部２６（図８）が行うステップＳＡ７の手順を示すフローチャートである。信号処理部２６は、ステップＳＡ５（図６）で選択された判定対象のピークが、推定マルチパス記憶部２７（図８）に記憶されている推定マルチパスの経路長に対応する中間周波数帯域に含まれるか否かを判定する（ステップＳＡ７１）。判定対象のパルスが、推定マルチパスの経路長に対応する中間周波数帯域に含まれる場合は、ばらつき度合いの判定閾値を初期の値より小さくする（ステップＳＡ７２）。その後、判定閾値に基づいて、複数のピークのばらつき度合いを判定する（ステップＳＡ７３）。判定対象のパルスが、推定マルチパスの経路長に対応する中間周波数帯域に含まれない場合は、初期の判定閾値に基づいて、複数のピークのばらつき度合いを判定する（ステップＳＡ７３）。
　図１１は、信号処理部２６（図８）が解析期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３（図５Ａ）ごとに生成した周波数スペクトル波形を示すグラフであり、図５Ｂに示したものと同一である。判定対象のパルスが、推定マルチパスの経路長に対応する中間周波数帯域ＩＦｗ１、ＩＦｗ２、ＩＦｗ３のいずれかに含まれる場合は、ばらつき度合いの判定閾値を小さくする。言い換えると、より小さなばらつきでも、判定対象のピークはマルチパスに起因するものと判定される。図１１に示した例では、中間周波数ＩＦ１の近傍のピークが、推定マルチパスの経路長に対応する中間周波数帯域ＩＦｗ１に含まれ、中間周波数ＩＦ２の近傍のピークは、推定マルチパスの経路長に対応するいずれの中間周波数帯域にも含まれない。
　次に、第３実施例の優れた効果について説明する。
　第３実施例では、マルチパスに起因すると推定されるピークを、マルチパスに起因するものであると正しく判定されやすくなる。このため、マルチパスに起因するピークが、検知対象物１００に起因するものと誤判定されることが抑制される。
　次に、第３実施例の変形例によるレーダ装置について説明する。第３実施例では、判定対象のピークが、推定マルチパス記憶部２７に記憶されている中間周波数帯域に含まれない場合に、初期の判定閾値に基づいてピークのばらつき度合いを判定する。これに対して本変形例では、判定対象のピークが、推定マルチパス記憶部２７に記憶されている中間周波数帯域に含まれない場合、複数のピークのばらつき度合いの判定を行うことなく、これらのピークは、検知対象物１００（図８）に起因するものであると判定する。
　本変形例においても、マルチパスに起因するピークが、検知対象物１００に起因するものと誤判定されることが抑制される。さらに、判定対象のピークが、推定マルチパス記憶部２７に記憶されている中間周波数帯域に含まれない場合、複数のピークのばらつき度合いの判定を行わないため、信号処理部２６の負荷を軽減することができる。
　［第４実施例］
　次に、図１２を参照して第４実施例によるレーダ装置について説明する。以下、図１から図６までを図面を参照して説明した第１実施例によるレーダ装置と共通の構成については説明を省略する。
　図１２は、第４実施例によるレーダ装置２０の概略図である。送信アンテナ２２Ｔｘ及び受信アンテナ２２Ｒｘが、アンテナ基板３１に設けられている。アンテナ基板３１が車体５０に取り付けられている。レーダ装置２０の視野範囲４０は、車体５０の外側を向く。アンテナ基板３１を平面視したとき、送信アンテナ２２Ｔｘ及び受信アンテナ２２Ｒｘを取り囲むように、メタサーフェスを含む反射構造物３５がアンテナ基板３１に取り付けられている。反射構造物３５は、図７Ａに示した第２実施例によるレーダ装置２０に用いられている反射構造物３５Ａまたは３５Ｃと同様の反射特性を有する。
　アンテナ基板３１を覆うように、レドーム５５が取り付けられている。送信アンテナ２２Ｔｘから送信された送信チャープは、レドーム５５を透過して外部に伝搬する。検知対象物１００（図１）からの反射波は、レドーム５５を透過して受信アンテナ２２Ｒｘに到達する。
　次に、第４実施例の優れた効果について説明する。
　送信アンテナ２２Ｔｘから送信された送信チャープの一部は、レドーム５５で反射されて反射構造物３５に入射する。レドーム５５で反射された送信チャープは、マルチパス発生の原因になる。反射構造物３５が、周波数に応じて反射波の伝搬方向を変化させる反射特性を有しているため、第１実施例と同様に、マルチパスの影響を排除して、検知対象物１００までの距離を算出することができる。
　［第５実施例］
　次に、図１３Ａから図１５までの図面を参照して第５実施例によるレーダ装置について説明する。以下、図１から図６までを図面を参照して説明した第１実施例によるレーダ装置と共通の構成については説明を省略する。
　第５実施例によるレーダ装置２０の送信信号生成部２１（図１）は、マルチパス検知用の送信チャープと目標検知用の送信チャープとの２種類の送信チャープを生成する。
　図１３Ａは、マルチパス検知用の送信チャープ、及び送信チャープから遅延した受信チャープの周波数の時間変化を示すグラフである。図１３Ａにおいて、送信チャープ及び受信チャープを、それぞれ実線及び破線で示す。マルチパス検知用の送信チャープは、図５Ａに示した第１実施例によるレーダ装置２０の送信信号生成部２１が生成する送信チャープと同等に、複数の部分チャープを含む。マルチパス検知用の送信チャープは、解析期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ごとの部分チャープを含む。解析期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３に対応する部分チャープの周波数帯域幅を、それぞれＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ３と標記する。
　図１３Ｂは、目標検知用の送信チャープ、及び送信チャープから遅延した受信チャープの周波数の時間変化を示すグラフである。図１３Ｂにおいて、送信チャープ及び受信チャープを、それぞれ実線及び破線で示す。目標検知用の送信チャープは、解析期間Ｔｔの間に、周波数が連続的に、かつ線形に上昇する。解析期間Ｔｔの間の送信チャープの周波数帯域幅をＢＷｔと標記する。
　目標検知用の送信チャープの周波数帯域幅ＢＷｔは、マルチパス検知用の送信チャープに含まれる部分チャープのそれぞれの周波数帯域幅ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ３のいずれよりも広い。また、目標検知用の送信チャープの周波数帯域の中心周波数ｆ４は、マルチパス検知用の送信チャープの２番目の部分チャープの周波数帯域の中心周波数ｆ２と等しい。なお、必ずしも両者を等しくする必要はない。
　信号処理部２６（図１）は、マルチパス検知用の送信チャープに含まれる部分チャープごとに、距離高速フーリエ変換を行うとともに、目標検知用の送信チャープについても距離高速フーリエ変換を行う。これにより、マルチパス検知用の送信チャープに基づいて、部分チャープの個数と同一の個数の周波数スペクトル波形が生成されるとともに、目標検知用の送信チャープに基づいて１つの周波数スペクトル波形が生成される。
　図１４は、信号処理部２６が生成した周波数スペクトル波形の一例を示すグラフである。図１４に示した３本の破線は、マルチパス検知用の送信チャープに含まれる部分チャープごとに生成された周波数スペクトル波形を示す。これらの波形は、第１実施例の図５Ｂに示した３つの周波数スペクトル波形と同一である。図１４に示した１本の実線は、目標検知用の送信チャープに基づいて生成された周波数スペクトル波形を示す。
　いずれの周波数スペクトル波形においても、中間周波数ＩＦ１、ＩＦ２の近傍にピークが現れている。マルチパス検知用の送信チャープに含まれる部分チャープごとに生成された周波数スペクトル波形の周波数帯域幅ＢＷｔ（図１３Ｂ）が、マルチパス検知用の送信チャープに含まれる部分チャープの周波数帯域幅ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ３のいずれよりも広いため、目標検知用の送信チャープに基づく周波数スペクトル波形のピークの分解能が、マルチパス検知用の送信チャープに含まれる部分チャープごとの周波数スペクトル波形のピークの分解能より高い。
　図１５は、第６実施例によるレーダ装置２０（図１）が実行する距離算出方法の手順を示すフローチャートである。
　まず、送信信号生成部２１（図１）が、マルチパス検知用の送信チャープを生成し、送信アンテナ２２Ｔｘから送信チャープを送信する（ステップＳＡ１ａ）。ミキサ２４（図１）が、マルチパス検知用の送信チャープと受信チャープとを混合して、中間周波信号を生成する（ステップＳＡ２ａ）。送信信号生成部２１（図１）が、目標検知用の送信チャープを生成し、送信アンテナ２２Ｔｘから送信チャープを送信する（ステップＳＡ１ｂ）。ミキサ２４（図１）が、目標検知用の送信チャープと受信チャープとを混合して、中間周波信号を生成する（ステップＳＡ２ｂ）。
　その後、信号処理部２６（図１）が、マルチパス検知用の送信チャープに含まれる部分チャープごと、及び目標検知用の送信チャープについて距離高速フーリエ変換を行い、複数の周波数スペクトル波形（図１４）を生成する（ステップＳＡ３ａ）。マルチパス検知用の送信チャープに基づく周波数スペクトル波形、及び目標検知用の送信チャープに基づく周波数スペクトル波形の各々のピークを検出する（ステップＳＡ４ａ）。
　マルチパス検知用の送信チャープに基づく１つの周波数スペクトル波形から判定対象のピークを選択する（ステップＳＡ５ａ）。マルチパス検知用の送信チャープに基づく他の周波数スペクトル波形から、判定対象のピークの近傍のピークを抽出し、複数のピーク位置のばらつき度合いを算出する（ステップＳＡ６ａ）。
　その後のステップＳＡ７、ＳＡ８、ＳＡ９は、図６に示した第１実施例のフローチャートのステップＳＡ７、ＳＡ８、ＳＡ９と同一である。ステップＳＡ８において、検知対象物１００（図１）に起因するピークと判定された場合、目標検知用の送信チャープに基づく周波数スペクトル波形から、判定対象のピークの近傍のピークを抽出し、抽出したピークに基づいて、検知対象物１００（図１）までの距離を算出する（ステップＳＡ１０ａ）。
　マルチパス検知用の送信チャープに基づく周波数スペクトル波形に現れているすべてのピークについて、判定処理が終了するまで、ステップＳＡ５ａ以降の手順を繰り返す（ステップＳＡ１１）。
　次に、第５実施例の優れた効果について説明する。
　第５実施例においても第１実施例と同様に、レーダ装置２０から検知対象物１００（図１）までの距離が時間経過とともに変化しない場合にも、マルチパスの影響を排除して、検知対象物１００までの距離を測定することができる。さらに、周波数帯域幅ＢＷｔが広い目標検知用の送信チャープ（図１３Ｂ）に基づいて検知対象物１００までの距離を算出するため、第１実施例と比べて距離分解能を高めることができる。
　［メタサーフェスの具体例］
　次に、図１６Ａから図１７Ｅまでの図面を参照して、メタサーフェスの具体例について説明する。
　図１６Ａ、図１６Ｂ、図１６Ｃは、それぞれ一具体例によるメタサーフェス６０の一部分を示す斜視図、断面図、及び平面図である。図１６Ｃにおいて、金属部分にハッチングを付している。メタサーフェス６０は、周波数選択板６１（ＦＳＳ）、グランド板６２、誘電体層６３、及び複数のビア６４を含む。誘電体層６３の一方の表面に周波数選択板６１が配置され、他方の表面にグランド板６２が配置されている。周波数選択板６１は、二次元的に周期的に配置された方形の複数の金属素子６１Ａで構成される。複数の金属素子６１Ａの各々の寸法は、送信チャープの波長に比べて小さい。金属素子６１Ａの各々は、ビア６４を介してグランド板に接続されている。このようなメタサーフェスは、マッシュルーム型と呼ばれる。
　図１７Ａから図１７Ｅまでの図面は、他の具体例によるメタサーフェスの一部の平面図である。図１７Ａから図１７Ｅまでの図面において、金属部分にハッチングを付している。図１７Ａに示した具体例では、金属素子６１Ａが円形である。図１７Ｂに示した具体例では、金属素子６１Ａが六角形である。
　図１７Ｃ、図１Ｄ、図１７Ｅに示したメタサーフェスは、周波数選択板の金属素子６１Ａとグランド板６２とがビアによって接続されていない。このようなメタサーフェスは、ＦＳＳ型と呼ばれる。図１７Ｃ、図１７Ｄ、図１７Ｅの何れにおいても、金属素子６１Ａによって二次元的な周期パターンが形成されている。
　上述の第１実施例から第５実施例までのレーダ装置２０（図１）の反射構造物３５に含まれるメタサーフェスとして、図１６Ａから図１７Ｅまでの何れの図面に示されたメタサーフェスを用いてもよい。
　［第６実施例］
　次に、図１８Ａを参照して第６実施例によるレーダ装置について説明する。以下、図１から図６までを図面を参照して説明した第１実施例によるレーダ装置と共通の構成については説明を省略する。
　図１８Ａは、第６実施例によるレーダ装置２０に用いられる反射構造物３５の断面図である。第１実施例によるレーダ装置２０の反射構造物３５（図２）はメタサーフェスを含んでいる。これに対して第６実施例によるレーダ装置２０の反射構造物３５は、誘電体多層膜構造を有する。グランド板７０の上に、誘電率の異なる誘電体層７１、７２が順番に積層されている。誘電体層７１、７２の比誘電率を、それぞれεｒ１、εｒ１と標記する。誘電体層７１、７２の厚さを、それぞれｄ１、ｄ２と標記する。
　反射構造物３５に入射した電波は、誘電体層７２の表面、誘電体層７２と７１との界面、及び誘電体層７１とグランド板７０との界面で反射する。これらの反射波の合成波の伝搬方向は、誘電体層７１、７２の比誘電率εｒ１、εｒ２、及び厚さｄ１、ｄ２によって変化し、反射波の伝搬方向が周波数に依存して変化する。
　次に、第６実施例の優れた効果について説明する。
　第６実施例のように、反射構造物３５として誘電体多層膜構造を有するものを用いても、反射波の伝搬方向を周波数に応じて異ならせることができる。このため、第６実施例においても第１実施例と同様に、レーダ装置２０から検知対象物１００（図１）までの距離が時間経過とともに変化しない場合にも、マルチパスの影響を排除して、検知対象物１００までの距離を測定することができる。
　次に、図１８Ｂを参照して第６実施例の変形例によるレーダ装置について説明する。図１８Ｂは、第６実施例の変形例によるレーダ装置２０に用いられる反射構造物３５の断面図である。本変形例では、グランド板７０の上に、３層の誘電体層７１、７２、７３が順番に積層されている。最上層の誘電体層７３の比誘電率εｒ３は、２層目の誘電体層７２の比誘電率εｒ２と異なっている。最上層の誘電体層７３の厚さをｄ３と標記する。
　本変形例のように、誘電体多層膜構造に３層の誘電体層７１、７２、７３を含めてもよい。さらに、誘電体多層膜構造に、４層以上の誘電体層を含めてもよい。
　本明細書に記載した上記実施例に基づき、以下の発明を開示する。
　＜１＞
　送信チャープを生成する送信信号生成部と、
　前記送信チャープを送信する送信アンテナと、
　前記送信アンテナから送信された前記送信チャープの、検知対象物からの反射波を受信する受信アンテナと、
　前記送信チャープと、前記受信アンテナで受信された受信チャープとを混合して中間周波信号を生成するミキサと、
　前記中間周波信号に対する処理を行う信号処理部と
を備え、
　前記信号処理部は、
　前記送信チャープの周波数帯域が異なる複数の解析期間ごとに、前記中間周波信号の周波数スペクトル波形を求め、複数の周波数スペクトル波形に現れたピークを検出し、複数の周波数スペクトル波形の間におけるピークの位置のばらつきに基づいて、有効な対象物に起因するピークか否かを判定するレーダ装置。
　＜２＞
　レーダ装置の視野範囲の外側であって、前記送信アンテナから送信された電波が入射する位置に配置された反射構造物を、さらに備えており、
　前記反射構造物は、前記送信チャープの周波数帯域の電波を反射するメタサーフェスを含む＜１＞に記載のレーダ装置。
　＜３＞
　前記反射構造物のメタサーフェスは、前記送信アンテナの放射方向と同一方向を向いており、前記反射構造物は、前記送信チャープの周波数帯域において、入射波の伝搬方向と反射波の伝搬方向とのメタサーフェスに平行な成分が反対向きとなる特性を有し、
　前記反射構造物は、前記反射構造物のメタサーフェスを平面視したとき、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナから、前記反射構造物のメタサーフェスより遠い領域に、入射波の伝搬方向と反射波の伝搬方向とのメタサーフェスに平行な成分が、前記送信チャープの周波数帯域の少なくとも一部の周波数において同一の向きとなる特性を有する反射表面を、さらに備えた＜２＞に記載のレーダ装置。
　＜４＞
　レーダ装置の視野範囲の外側であって、前記送信アンテナから送信された電波が入射する位置に配置された反射構造物を、さらに備えており、
　前記反射構造物は、前記送信チャープの周波数帯域の電波を反射する誘電体多層膜構造を含む＜１＞に記載のレーダ装置。
　＜５＞
　レーダ装置の視野範囲の外側であって、前記送信アンテナから送信された電波が入射する位置に配置された反射構造物を、さらに備えており、
　前記反射構造物は、前記送信チャープの周波数帯域において周波数に依存して反射波の伝搬方向が変化する特性を有する＜１＞に記載のレーダ装置。
　＜６＞
　前記送信アンテナ及び前記受信アンテナが設けられたアンテナ基板と、
　前記アンテナ基板を平面視したとき前記送信アンテナ及び前記受信アンテナを取り囲むように、前記アンテナ基板に配置された反射構造物と
を、さらに備えており、
　前記反射構造物は、前記送信チャープの周波数帯域において周波数が変化すると反射波の伝搬方向が変化する特性を有する＜１＞に記載のレーダ装置。
　＜７＞
　さらに、マルチパスの影響を受けて周波数スペクトル波形に発生し得るピークの位置情報を記憶する推定マルチパス記憶部を備えており、
　前記信号処理部は、複数の周波数スペクトル波形の間でのピークの位置のばらつきに基づいて、有効な対象物に起因するピークか否かを判定する際に、前記推定マルチパス記憶部に記憶されている位置情報に基づくある範囲内において、他の範囲と比べて、ばらつきを検出しやすい方向にばらつき度合いの判定閾値を変化させる＜１＞乃至＜６＞のいずれか１つに記載のレーダ装置。
　＜８＞
　前記送信チャープは、前記複数の解析期間における周波数帯域が、少なくとも２つの解析期間の間で部分的に重なる少なくとも２つの部分チャープを含む＜１＞乃至＜７＞のいずれか１つに記載のレーダ装置。
　＜９＞
　前記送信チャープは、マルチパス検知用と目標検知用との２種類を含み、
　マルチパス検知用の前記送信チャープは、少なくとも２つの前記部分チャープを含み、
　目標検知用の前記送信チャープは、前記部分チャープのそれぞれの周波数帯域幅より広い周波数帯域幅を有し、
　前記信号処理部は、
　前記送信チャープがマルチパス検知用であるとき、前記複数の解析期間ごとに、前記中間周波信号の周波数スペクトル波形を求め、
　前記送信チャープが目標検知用であるとき、前記送信チャープに対して前記中間周波信号の１つの周波数スペクトル波形を求め、
　前記複数の周波数スペクトル波形に基づいて有効な対象物に起因するピークと判定したピークについて、目標検知用の前記送信チャープに基づく前記中間周波信号から生成された周波数スペクトル波形に基づいて対象物までの距離を求める＜８＞に記載のレーダ装置。
　＜１０＞
　車体と、
　前記車体に取り付けられたレーダ装置と
を備え、
　前記レーダ装置は、
　送信チャープを生成する送信信号生成部と、
　前記送信チャープを送信する送信アンテナと、
　前記送信アンテナから送信された前記送信チャープの、検知対象物からの反射波を受信する受信アンテナと、
　前記送信チャープと、前記受信アンテナで受信された受信チャープとを混合して中間周波信号を生成するミキサと、
　前記中間周波信号に対する処理を行う信号処理部と
を備えており、
　前記信号処理部は、
　前記送信チャープの周波数帯域が異なる複数の解析期間ごとに、前記中間周波信号の周波数スペクトル波形を求め、複数の周波数スペクトル波形の間でのピークの位置のばらつきに基づいて、有効な対象物に起因するピークか否かを判定する移動体。
　＜１１＞
　前記レーダ装置は、前記車体に取り付けられた反射構造物を、さらに含み、
　前記反射構造物は、前記レーダ装置の視野範囲の外側であって、前記送信アンテナから送信された電波が入射する位置に取り付けられており、
　前記反射構造物は、前記送信チャープの周波数帯域において周波数に依存して反射波の伝搬方向が変化する特性を有する＜１０＞に記載の移動体。
　上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
２０　レーダ装置
２１　送信信号生成部
２２Ｔｘ　送信アンテナ
２２Ｒｘ　受信アンテナ
２４　ミキサ
２５　ＡＤコンバータ
２６　信号処理部
２７　推定マルチパス記憶部
３１　アンテナ基板
３５、３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄ、３５Ｅ　反射構造物
４０　視野範囲（ＦＯＶ）
５０　車体
５１　車体の外装
５５　レドーム
６０　メタサーフェス
６１　周波数選択板
６１Ａ　金属素子
６２　グランド板
６３　誘電体層
６４　ビア
７０　グランド板
７１、７２、７３　誘電体層
１００　検知対象物
１０１　地面
１０５　移動体
 

Claims (11)

  1. 　送信チャープを生成する送信信号生成部と、
    　前記送信チャープを送信する送信アンテナと、
    　前記送信アンテナから送信された前記送信チャープの、検知対象物からの反射波を受信する受信アンテナと、
    　前記送信チャープと、前記受信アンテナで受信された受信チャープとを混合して中間周波信号を生成するミキサと、
    　前記中間周波信号に対する処理を行う信号処理部と
    を備え、
    　前記信号処理部は、
    　前記送信チャープの周波数帯域が異なる複数の解析期間ごとに、前記中間周波信号の周波数スペクトル波形を求め、複数の周波数スペクトル波形に現れたピークを検出し、複数の周波数スペクトル波形の間におけるピークの位置のばらつきに基づいて、有効な対象物に起因するピークか否かを判定するレーダ装置。
  2. 　レーダ装置の視野範囲の外側であって、前記送信アンテナから送信された電波が入射する位置に配置された反射構造物を、さらに備えており、
    　前記反射構造物は、前記送信チャープの周波数帯域の電波を反射するメタサーフェスを含む請求項１に記載のレーダ装置。
  3. 　前記反射構造物のメタサーフェスは、前記送信アンテナの放射方向と同一方向を向いており、前記反射構造物は、前記送信チャープの周波数帯域において、入射波の伝搬方向と反射波の伝搬方向とのメタサーフェスに平行な成分が反対向きとなる特性を有し、
    　前記反射構造物は、前記反射構造物のメタサーフェスを平面視したとき、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナから、前記反射構造物のメタサーフェスより遠い領域に、入射波の伝搬方向と反射波の伝搬方向とのメタサーフェスに平行な成分が、前記送信チャープの周波数帯域の少なくとも一部の周波数において同一の向きとなる特性を有する反射表面を、さらに備えた請求項２に記載のレーダ装置。
  4. 　レーダ装置の視野範囲の外側であって、前記送信アンテナから送信された電波が入射する位置に配置された反射構造物を、さらに備えており、
    　前記反射構造物は、前記送信チャープの周波数帯域の電波を反射する誘電体多層膜構造を含む請求項１に記載のレーダ装置。
  5. 　レーダ装置の視野範囲の外側であって、前記送信アンテナから送信された電波が入射する位置に配置された反射構造物を、さらに備えており、
    　前記反射構造物は、前記送信チャープの周波数帯域において周波数に依存して反射波の伝搬方向が変化する特性を有する請求項１に記載のレーダ装置。
  6. 　前記送信アンテナ及び前記受信アンテナが設けられたアンテナ基板と、
    　前記アンテナ基板を平面視したとき前記送信アンテナ及び前記受信アンテナを取り囲むように、前記アンテナ基板に配置された反射構造物と
    を、さらに備えており、
    　前記反射構造物は、前記送信チャープの周波数帯域において周波数が変化すると反射波の伝搬方向が変化する特性を有する請求項１に記載のレーダ装置。
  7. 　さらに、マルチパスの影響を受けて周波数スペクトル波形に発生し得るピークの位置情報を記憶する推定マルチパス記憶部を備えており、
    　前記信号処理部は、複数の周波数スペクトル波形の間でのピークの位置のばらつきに基づいて、有効な対象物に起因するピークか否かを判定する際に、前記推定マルチパス記憶部に記憶されている位置情報に基づくある範囲内において、他の範囲と比べて、ばらつきを検出しやすい方向にばらつき度合いの判定閾値を変化させる請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレーダ装置。
  8. 　前記送信チャープは、前記複数の解析期間における周波数帯域が、少なくとも２つの解析期間の間で部分的に重なる少なくとも２つの部分チャープを含む請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレーダ装置。
  9. 　前記送信チャープは、マルチパス検知用と目標検知用との２種類を含み、
    　マルチパス検知用の前記送信チャープは、少なくとも２つの前記部分チャープを含み、
    　目標検知用の前記送信チャープは、前記部分チャープのそれぞれの周波数帯域幅より広い周波数帯域幅を有し、
    　前記信号処理部は、
    　前記送信チャープがマルチパス検知用であるとき、前記複数の解析期間ごとに、前記中間周波信号の周波数スペクトル波形を求め、
    　前記送信チャープが目標検知用であるとき、前記送信チャープに対して前記中間周波信号の１つの周波数スペクトル波形を求め、
    　前記複数の周波数スペクトル波形に基づいて有効な対象物に起因するピークと判定したピークについて、目標検知用の前記送信チャープに基づく前記中間周波信号から生成された周波数スペクトル波形に基づいて対象物までの距離を求める請求項８に記載のレーダ装置。
  10. 　車体と、
    　前記車体に取り付けられたレーダ装置と
    を備え、
    　前記レーダ装置は、
    　送信チャープを生成する送信信号生成部と、
    　前記送信チャープを送信する送信アンテナと、
    　前記送信アンテナから送信された前記送信チャープの、検知対象物からの反射波を受信する受信アンテナと、
    　前記送信チャープと、前記受信アンテナで受信された受信チャープとを混合して中間周波信号を生成するミキサと、
    　前記中間周波信号に対する処理を行う信号処理部と
    を備えており、
    　前記信号処理部は、
    　前記送信チャープの周波数帯域が異なる複数の解析期間ごとに、前記中間周波信号の周波数スペクトル波形を求め、複数の周波数スペクトル波形の間でのピークの位置のばらつきに基づいて、有効な対象物に起因するピークか否かを判定する移動体。
  11. 　前記レーダ装置は、前記車体に取り付けられた反射構造物を、さらに含み、
    　前記反射構造物は、前記レーダ装置の視野範囲の外側であって、前記送信アンテナから送信された電波が入射する位置に取り付けられており、
    　前記反射構造物は、前記送信チャープの周波数帯域において周波数に依存して反射波の伝搬方向が変化する特性を有する請求項１０に記載の移動体。
     
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