レーダ装置
【課題】各送信側系統間の動作を同期させるための回路構成を追加せずに、簡易な構成により複数のレーダ信号を分離する。
【解決手段】第１レーダ送信部は、所定の符号長の符号系列を、第１符号幅を用いて所定数繰り返した第１変調信号を送信する。第２レーダ送信部は、同じ符号系列を、第２符号幅を用いて所定数繰り返した第２変調信号を送信する。レーダ受信部は、第１符号幅と第２符号幅の差分値よりも小さいサンプリング周期で離散信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、Ａ／Ｄ変換部からの出力信号を、第１符号幅に応じた所定のサンプル数分遅延させる第１遅延部と、第２符号幅に応じた所定のサンプル数分遅延させる第２遅延部と、Ａ／Ｄ変換部と第１遅延部とからの各出力信号とを基に第１相関値を算出する第１相関値算出部と、Ａ／Ｄ変換部と第２遅延部とからのからの出力信号とを基に第２相関値を算出する第２相関値算出部とを用いて複数の受信信号を分離する。
【解決手段】第１レーダ送信部は、所定の符号長の符号系列を、第１符号幅を用いて所定数繰り返した第１変調信号を送信する。第２レーダ送信部は、同じ符号系列を、第２符号幅を用いて所定数繰り返した第２変調信号を送信する。レーダ受信部は、第１符号幅と第２符号幅の差分値よりも小さいサンプリング周期で離散信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、Ａ／Ｄ変換部からの出力信号を、第１符号幅に応じた所定のサンプル数分遅延させる第１遅延部と、第２符号幅に応じた所定のサンプル数分遅延させる第２遅延部と、Ａ／Ｄ変換部と第１遅延部とからの各出力信号とを基に第１相関値を算出する第１相関値算出部と、Ａ／Ｄ変換部と第２遅延部とからのからの出力信号とを基に第２相関値を算出する第２相関値算出部とを用いて複数の受信信号を分離する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターゲットに反射された反射波の信号をアンテナにより受信してターゲットを検出するレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダ装置は、レーダ送信信号を基に生成した電波を測定地点から空間に放射し、ターゲットに反射された反射波の信号を受信して、測定地点とターゲットとの距離、位置及び方向のうち少なくとも１つ以上を測定する。特に近年、送信側系統及び受信側系統においてそれぞれ複数のアンテナを用いたＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）レーダ装置の開発が進められている。
【０００３】
ＭＩＭＯレーダ装置は、送信側系統において複数のアンテナからほぼ同時にレーダ送信信号を送信し、受信側系統において複数のアンテナを用いてターゲットからの反射波であるレーダ送信信号を分離受信する。ＭＩＭＯレーダ装置によれば、複数のアンテナからレーダ送信信号をほぼ同時に送信するため、ターゲットの測定時間を短縮できる。
【０００４】
又、ＭＩＭＯレーダ装置は、同一のターゲットからの反射波の信号を複数の異なる経路において受信することがあるため、伝搬フェージングが発生している場合においては、ダイバーシチ効果に基づくターゲットの検出精度及び測定可能距離を向上できる。
【０００５】
従来のＭＩＭＯレーダ装置の一例として、例えば非特許文献１が知られている。従来のＭＩＭＯレーダ装置は、送信側系統において互いに直交する直交符号系列を乗じた各レーダ送信信号を複数のアンテナから同時に送信する。従来のＭＩＭＯレーダ装置は、受信側系統において複数のアンテナにより受信された各受信信号に、送信側系統において用いられた直交符号系列と直交性のある直交符号系列を乗じ、各受信信号を分離する。従来のＭＩＭＯレーダ装置によれば、ターゲットの測定時間を短縮できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｍｉｗａ ｅｔ ａｌ．， “Ｔｘ ａｎｄ Ｒｘ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ＭＩＭＯ Ｒａｄａｒ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｃｏｄｅｓ”， ＩＥＩＣＥ Ｔｒａｎｓ． Ｃｏｍｍｕｎ．， Ｖｏｌ．Ｅ９４−Ｂ， Ｎｏ．２，Ｆｅｂ２０１１ ｐｐ５４６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、非特許文献１のＭＩＭＯレーダ装置においては、互いに直交性のある各レーダ送信信号を複数のアンテナから送信する場合、各レーダ送信信号による符号間干渉を抑圧するために、各送信側系統のアンテナにおける動作が同期している必要がある。
【０００８】
このためには、各送信側系統のアンテナにおける動作を同期させるためのリファレンス信号を供給するための構成を追加する必要があり、ＭＩＭＯレーダ装置の回路構成が複雑になるという課題があった。
【０００９】
本発明は、上述従来の事情に鑑みてなされたもので、各送信側系統間の動作を同期させるための回路構成を追加せずに、簡易な構成により実現可能なレーダ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述したレーダ装置であって、所定の符号長の符号系列を、第１符号幅を用いて所定数繰り返した第１変調信号を生成する第１送信信号生成部と、前記第１変調信号を高周波の第１レーダ送信信号に変換し、前記第１レーダ送信信号を第１送信アンテナから送信する第１送信ＲＦ部と、を有する第１レーダ送信部と、前記所定の符号長の符号系列を、第２符号幅を用いて所定数繰り返した第２変調信号を生成する第２送信信号生成部と、前記第２変調信号を高周波の第２レーダ送信信号に変換し、前記第２レーダ送信信号を第２送信アンテナから送信する第２送信ＲＦ部と、を有する第２レーダ送信部と、を含む。
【００１１】
本発明は、上述したレーダ装置であって、第１符号長の符号系列を所定数繰り返した第１変調信号を生成する第１送信信号生成部と、前記第１変調信号を高周波の第１レーダ送信信号に変換し、前記第１レーダ送信信号を第１送信アンテナから送信する第１送信ＲＦ部と、を有する第１レーダ送信部と、第２符号長の符号系列を所定数繰り返した第２変調信号を生成する第２送信信号生成部と、前記第２変調信号を高周波の第２レーダ送信信号に変換し、前記第２レーダ送信信号を第２送信アンテナから送信する第２送信ＲＦ部と、を有する第２レーダ送信部とを含み、前記第１変調信号及び前記第２変調信号における１つの符号あたり時間幅は等しく、かつ、前記第１符号長と前記第２符号長はどちらか一方整数倍とならない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、各送信側系統間の動作を同期させるための回路構成を追加せずに、簡易な構成により実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態のレーダ装置の内部構成を簡略に示すブロック図
【図２】第１の実施形態のレーダ装置の内部構成を詳細に示すブロック図
【図３】各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の一例を示すタイミングチャート
【図４】各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の他の一例を示すタイミングチャート
【図５】測位部の内部構成を詳細に示すブロック図
【図６】レーダ送信部からのレーダ送信信号とレーダ受信部の各部の出力信号との関係の一例を示すタイミングチャート
【図７】第１の実施形態の変形例１のレーダ装置のレーダ受信部の内部構成を詳細に示すブロック図
【図８】第１の実施形態の変形例１における各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の一例を示すタイミングチャート
【図９】第１の実施形態の変形例２のレーダ装置のレーダ送信部の内部構成を詳細に示すブロック図
【図１０】第１の実施形態の変形例２における各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係を示すタイミングチャート
【図１１】第１の実施形態の変形例３における各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の一例を示すタイミングチャート
【図１２】第１の実施形態の変形例３における各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の他の一例を示すタイミングチャート
【図１３】第２の実施形態のレーダ装置の内部構成を簡略に示すブロック図
【図１４】第２の実施形態のレーダ装置の内部構成を詳細に示すブロック図
【図１５】方向推定部の内部構成を詳細に示すブロック図
【図１６】受信アンテナの配置の一例を示す説明図
【図１７】第３の実施形態のレーダ装置の内部構成を簡略に示すブロック図
【図１８】第３の実施形態のレーダ装置の内部構成を詳細に示すブロック図
【図１９】第３の実施形態における各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の一例を示すタイミングチャート
【図２０】ドップラ位相変動推定部の内部構成の一例を詳細に示すブロック図
【図２１】ドップラ位相変動推定部の内部構成の他の一例を詳細に示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の各実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
以下の説明において、本発明に係るレーダ装置は、系統毎に１つの送信アンテナ又は１つの受信アンテナを有する複数の送信側系統と複数の受信側系統とを含み、例えば２つの送信側系統及び２つの受信側系統を含む構成とする。なお、送信アンテナ又は受信アンテナは、送信アンテナ素子又は受信アンテナ素子でも良い。
【００１６】
（第１の実施形態）
第１の実施形態のレーダ装置１の構成及び動作について、図１〜図６を参照して説明する。図１は、第１の実施形態のレーダ装置１の内部構成を簡略に示すブロック図である。図２は、第１の実施形態のレーダ装置１の内部構成を詳細に示すブロック図である。図３は、各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の一例を示すタイミングチャートである。図４は、各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の他の一例を示すタイミングチャートである。図５は、測位部２１の内部構成を詳細に示すブロック図である。図６は、レーダ送信部からのレーダ送信信号とレーダ受信部の各部の出力信号との関係の一例を示すタイミングチャートである。
【００１７】
レーダ装置１において、レーダ送信部Ｔｘ１は高周波のレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１を送信アンテナＡＮ−Ｔｘ１から送信し、レーダ送信部Ｔｘ２は高周波のレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２を送信アンテナＡＮ−Ｔｘ２から送信する。各レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１及びＳ−Ｔｘ２の送信タイミングは、同じでなく（非同期）てても良いが、同じ（同期）にしてもよく、それぞれ同様な効果が得られるが、非同期とする場合は同期のための回路が不要となり、レーダ装置１の構成がより簡易化される。
【００１８】
レーダ受信部Ｒｘ１は、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１又はＳ−Ｔｘ２がターゲットにより反射された反射波の信号を受信アンテナＡＮ−Ｒｘ１において受信する。レーダ受信部Ｒｘ２は、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１又はＳ−Ｔｘ２がターゲットにより反射された反射波の信号を受信アンテナＡＮ−Ｒｘ２において受信する。
【００１９】
レーダ装置１は、各受信アンテナＡＮ−Ｔｘ１又はＡＮ−Ｔｘ２において受信された信号の信号処理によって、ターゲットの有無、ターゲットまでの距離及びターゲットの位置を検出する。なお、ターゲットはレーダ装置１が検出する対象の物体であり、例えば自動車又は人を含み、以下の各実施形態においても同様である。
【００２０】
先ず、レーダ装置１の各部の構成について簡略に説明する。
【００２１】
レーダ装置１は、図１に示す様に、２つのレーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２、２つのレーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２、並びに測位部２１を含む構成である。レーダ送信部Ｔｘ１は、送信制御部２、送信信号生成部３、及び、送信アンテナＡＮ−Ｔｘ１が接続される送信ＲＦ部７を有する。レーダ送信部Ｔｘ２は、送信制御部２ｂ、送信信号生成部３ｂ、及び、送信アンテナＡＮ−Ｔｘ２が接続される送信ＲＦ部７ｂを有する。
【００２２】
レーダ受信部Ｒｘ１は、受信アンテナＡＮ−Ｒｘ１が接続される受信ＲＦ部１０、及び信号処理部１４を有する。レーダ受信部Ｒｘ２は、レーダ受信部Ｒｘ１と同様に、受信アンテナが接続される受信ＲＦ部及び信号処理部を有する。信号処理部１４は、Ａ／Ｄ変換部１６、第１遅延部１７、第２遅延部１８、第１相関値算出部１９及び第２相関値算出部２０を有する。なお、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２はそれぞれ同様の構成を有し、以下、レーダ受信部の動作においてはレーダ受信部Ｒｘ１を例示して説明し、後述の各実施形態においても同様とする。
【００２３】
（レーダ送信部）
次に、レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２の各部の構成について、図２を参照して詳細に説明する。
【００２４】
レーダ送信部Ｔｘ１は、図２に示す様に、送信制御部２、送信信号生成部３、及び、送信アンテナＡＮ−Ｔｘ１が接続された送信ＲＦ部７を有する。
【００２５】
送信信号生成部３は、第１符号生成部４、変調部５、及びＬＰＦ（Low Pass Filter）６を含む構成である。なお、図２において送信信号生成部３はＬＰＦ６を含む構成であるが、ＬＰＦ６は、送信信号生成部３と独立してレーダ送信部Ｔｘ１の中に構成されても良い。送信ＲＦ部７は、周波数変換部８及び増幅器９を含む構成である。
【００２６】
レーダ送信部Ｔｘ２は、図２に示す様に、送信制御部２ｂ、送信信号生成部３ｂ、及び、送信アンテナＡＮ−Ｔｘ２が接続された送信ＲＦ部７ｂを有する。
【００２７】
送信信号生成部３ｂは、第１符号生成部４ｂ、変調部５ｂ、及びＬＰＦ（Low Pass Filter）６ｂを含む構成である。同様に、図２において送信信号生成部３ｂはＬＰＦ６ｂを含む構成であるが、ＬＰＦ６ｂは、送信信号生成部３ｂと独立してレーダ送信部Ｔｘ２の中に構成されても良い。送信ＲＦ部７ｂは、周波数変換部８ｂ及び増幅器９ｂを含む構成である。
【００２８】
次に、レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２の各部の動作について詳細に説明する。
【００２９】
レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２の各部は、不図示の異なる基準信号発振器により生成されたリファレンス信号を所定倍に逓倍した信号に基づいてそれぞれ動作する。このため、レーダ装置１において、各レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２の動作は非同期である。但し、各レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２の動作を同期させるために、共通の基準信号発振器により生成されたリファレンス信号が各レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２に入力されても良い。なお、逓倍信号は、送信信号生成部３と送信ＲＦ部７とそれぞれ、異なる倍数に逓倍した信号でもよいし、同一の倍数に逓倍した信号でも良い。
【００３０】
レーダ送信部Ｔｘ１の各部の動作を説明する。
【００３１】
送信信号生成部３は、送信制御部２からの送信トリガ信号Ｔｒ１を基に（図３の第１段参照）、符号長Ｌの符号系列ｂｎの変調によって、Ｎ１個のベースバンドのパルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿ｐ１を生成する（図３の第２段参照）。パラメータＮ１は所定の整数であり、パラメータｎ＝１〜Ｌであり、パラメータＬは符号系列ｂｎの符号長を表す。
【００３２】
送信ＲＦ部７は、送信信号生成部３により生成されたＮ１個のベースバンドのパルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿ｐ１を高周波のレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１に変換して生成し、送信アンテナＡＮ−Ｔｘ１から送信する。
【００３３】
符号長Ｌのパルス圧縮符号ａｎ＿ｐ１を基に生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１は、パルス符号幅Ｔｐ１の送信時間において送信される。即ち、符号長Ｌのパルス圧縮符号ａｎ＿ｐ１を基に生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１において、１つの符号当たりのパルス幅Ｔｓ１は数式（１）の様に示される。又、符号長Ｌのパルス圧縮符号ａｎ＿ｐ１を基にＮ１回繰り返して生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１は、パルス符号幅Ｔｐ１×Ｎ１の送信時間において送信される（図３の第２段参照）。
【００３４】
【数１】
【００３５】
送信制御部２は、予め定められた第１レーダ送信周期毎に、送信信号の生成タイミングを指示する送信トリガ信号Ｔｒ１を第１符号生成部４に出力する。
【００３６】
第１符号生成部４は、送信制御部２から出力された送信トリガ信号Ｔｒ１を基に、符号長Ｌの符号系列ｂｎのパルス圧縮用の送信符号を、Ｎ１回繰り返して生成する。パルス圧縮用の送信符号は、自己相関性の高い特性を有する符号であることが好ましく、例えばＭ系列符号、Ｂａｒｋｅｒ符号系列又はＧｏｌａｙ符号系列等を用いる。以下の各実施形態においても同様である。なお、図３の第２段には、パラメータＮ１＝８の例が示されている。
【００３７】
第１符号生成部４は、生成された符号系列ｂｎの送信符号を変調部５に出力する。以下、符号系列ｂｎの送信符号を、便宜的に送信符号ｂｎと記載する。なお、図３の第２段においては、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１は、送信トリガ信号Ｔｒ１の立ち上がりエッジを起点に送信されているが、例えば送信トリガ信号Ｔｒ１の立ち下がりエッジを起点に送信されても良い。
【００３８】
又、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１は、送信トリガ信号Ｔｒ１の立ち上がりエッジの時点を起点に生成されてから送信アンテナＡＮ−Ｔｘ１の端子部分から送信されるまでに所要時間Ｔｏを要することがある（図４の第２段参照）。この場合、所要時間Ｔｏを予め測定し、後述する測位部２１における算出結果から時間Ｔｏを減算することにより、レーダ装置１のターゲットまでの距離の測定誤差を低減できる。
【００３９】
変調部５は、第１符号生成部４から出力された送信符号ｂｎを入力する。変調部５は、入力された送信符号ｂｎのパルス変調によって、ベースバンドのパルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿ｐ１を生成する。なお、パルス変調とは、振幅変調、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）又は位相変調（ＰＳＫ（Phase Shift Keying））である。変調部５は、ＬＰＦ６を介して、生成された送信信号ａｎ＿ｐ１のうち予め設定された制限帯域以下の送信信号ａｎ＿ｐ１を送信ＲＦ部７に出力する。
【００４０】
周波数変換部８は、送信信号生成部３により生成された送信信号ａｎ＿ｐ１を、例えばミリ波帯域を含む高周波帯域にアップコンバートすることによって、キャリア周波数帯域のレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１を生成する。周波数変換部８は、生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１を増幅器９に出力する。
【００４１】
増幅器９は、周波数変換部８から出力されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１のレベルを所定のレベルに増幅することによって、送信アンテナＡＮ−Ｔｘ１に出力する。増幅されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１は、送信アンテナＡＮ１を介した空間への放射によって送信される。
【００４２】
送信アンテナＡＮ−Ｔｘ１は、送信ＲＦ部７により出力されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１を空間に放射することによって送信する。図３の第２段に示す様に、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１は、Ｔｐ１×Ｎ１の送信時間において送信される。
【００４３】
次に、レーダ送信部Ｔｘ２の各部の動作を説明する。
【００４４】
送信信号生成部３ｂは、送信制御部２ｂからの送信トリガ信号Ｔｒ２を基に（図３の第３段参照）、符号長Ｌの符号系列ｂｎの変調によって、Ｎ２個のベースバンドのパルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿ｐ２を生成する（図３の第４段参照）。パラメータＮ２は所定の整数であり、パラメータｎ＝１〜Ｌであり、パラメータＬは符号系列ｂｎの符号長を表す。
【００４５】
送信ＲＦ部７ｂは、送信信号生成部３ｂにより生成されたＮ２個のベースバンドのパルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿ｐ２を高周波のレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２に変換して生成し、送信アンテナＡＮ−Ｔｘ２から送信する。
【００４６】
符号長Ｌのパルス圧縮符号ａｎ＿ｐ２を基に生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２は、パルス符号幅Ｔｐ２の送信時間において送信される。即ち、符号長Ｌのパルス圧縮符号ａｎ＿ｐ２を基に生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２において、１つの符号当たりのパルス幅Ｔｓ２は数式（２）の様に示される。又、符号長Ｌのパルス圧縮符号ａｎ＿ｐ２を基にＮ２回繰り返して生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２は、パルス符号幅Ｔｐ２×Ｎ２の送信時間において送信される（図３の第４段参照）。
【００４７】
【数２】
【００４８】
送信制御部２ｂは、予め定められた第２レーダ送信周期毎に、送信信号の生成タイミングを指示する送信トリガ信号Ｔｒ２を第１符号生成部４ｂに出力する。
【００４９】
第２符号生成部４ｂは、送信制御部２ｂから出力された送信トリガ信号Ｔｒ２を基に、符号長Ｌの符号系列ｂｎのパルス圧縮用の送信符号を、Ｎ２回繰り返して生成する。パルス圧縮用の送信符号は、自己相関性の高い特性を有する符号であることが好ましく、例えばＭ系列符号、Ｂａｒｋｅｒ符号系列又はＧｏｌａｙ符号系列等を用いる。なお、図３の第４段には、パラメータＮ２＝８の例が示されている。
【００５０】
第２符号生成部４ｂは、生成された符号系列ｂｎの送信符号を変調部５ｂに出力する。なお、図３の第４段においては、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２は、送信トリガ信号Ｔｒ２の立ち上がりエッジを起点に送信されているが、例えば送信トリガ信号Ｔｒ２の立ち下がりエッジを起点に送信されても良い。
【００５１】
又、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２は、送信トリガ信号Ｔｒ２の立ち上がりエッジの時点を起点に生成されてから送信アンテナＡＮ−Ｔｘ２の端子部分から送信されるまでに所要時間Ｔｏを要することがある（図４の第４段参照）。この場合、所要時間Ｔｏを予め測定し、後述する測位部２１における算出結果から時間Ｔｏを減算することにより、レーダ装置１のターゲットまでの距離の測定誤差を低減できる。
【００５２】
変調部５ｂは、第２符号生成部４ｂから出力された送信符号ｂｎを入力する。変調部５ｂは、入力された送信符号ｂｎのパルス変調によって、ベースバンドのパルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿ｐ２を生成する。変調部５ｂは、ＬＰＦ６ｂを介して、生成された送信信号ａｎ＿ｐ２のうち予め設定された制限帯域以下の送信信号ａｎ＿ｐ２を送信ＲＦ部７ｂに出力する。
【００５３】
周波数変換部８ｂは、送信信号生成部３ｂにより生成された送信信号ａｎ＿ｐ２を、例えばミリ波帯域を含む高周波帯域にアップコンバートすることによって、キャリア周波数帯域のレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２を生成する。周波数変換部８ｂは、生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２を増幅器９ｂに出力する。
【００５４】
増幅器９ｂは、周波数変換部８ｂから出力されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２のレベルを所定のレベルに増幅することによって、送信アンテナＡＮ−Ｔｘ２に出力する。増幅されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２は、送信アンテナＡＮ２を介した空間への放射によって送信される。
【００５５】
送信アンテナＡＮ−Ｔｘ２は、送信ＲＦ部７ｂにより出力されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２を空間に放射することによって送信する。図３の第４段に示す様に、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２は、Ｔｐ２×Ｎ２の送信時間において送信される。
【００５６】
ここで、図３の第２段及び第４段に示す様に、パラメータＴｐ１及びＴｐ２は互いに異なり、パラメータＴｐ１はＴｐ２の整数倍ではなく、パラメータＴｐ１及びＴｐ２の間には、数式（３）及び数式（４）の関係が成立する。数式（４）において、パラメータＴａｄは、後述するレーダ受信部のＡ／Ｄ変換部におけるサンプル周期を示す。
【００５７】
数式（４）の関係が成立することにより、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２の異なるＡ／Ｄ変換部によりＡＤ変換されて得られる離散サンプル遅延数（Ｎｓ１，Ｎｓ２）が異なる値（Ｎｓ１≠Ｎｓ２）となる。即ち、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２は、各レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２からの各レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１及びＳ−Ｔｘ２がターゲットにより反射された反射波の信号を分離できる。
【００５８】
【数３】
【００５９】
【数４】
【００６０】
（レーダ受信部）
次に、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２の各部の構成について、図２を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態においてレーダ装置１は、２つのレーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２を含むが、第１の実施形態の様にレーダ装置１からターゲットまでの距離を推定する場合においては、１つのレーダ受信部Ｒｘ１を用いた構成でも良い。
【００６１】
レーダ受信部Ｒｘ１は、図２に示す様に、１つの受信アンテナＡＮ−Ｒｘ１が接続された受信ＲＦ部１０、及び信号処理部１４を有する。
【００６２】
受信ＲＦ部１０は、増幅器１１、周波数変換部１２及び直交検波部１３を含む構成である。信号処理部１４は、Ａ／Ｄ変換部１６、第１遅延部１７、第２遅延部１８、第１相関値算出部１９及び第２相関値遅延部２０を含む構成である。レーダ受信部Ｒｘ１の信号処理部１４は、第１レーダ送信周期Ｔｗ１（図８参照）を信号処理区間として周期的に動作する。
【００６３】
レーダ受信部Ｒｘ２は、図２に図示していないがレーダ受信部Ｒｘ１と同様に、１つの受信アンテナが接続された受信ＲＦ部、及び信号処理部を有する。レーダ受信部Ｒｘ２の信号処理部は、第２レーダ送信周期Ｔｗ２（図８参照）を信号処理区間として周期的に動作する。
【００６４】
次に、レーダ受信部Ｒｘ１の各部の動作について詳細に説明する。上述した様に、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２はそれぞれ同様の構成を有し、レーダ受信部Ｒｘ１を例示して説明する。
【００６５】
レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２の各部は、不図示の異なる基準信号発振器により生成されたリファレンス信号を所定倍に逓倍した信号に基づいて動作する。なお、逓倍信号は、受信ＲＦ部１０と信号処理部１４とそれぞれ、異なる倍数に逓倍した信号でもよいし、同一の倍数に逓倍した信号でも良い。
【００６６】
受信アンテナＡＮ−Ｒｘ１は、レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２から送信された各レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１及びＳ−Ｔｘ２がターゲットにより反射された反射波を受信する。又、受信アンテナＡＮ−Ｒｘ１は、各レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１及びＳ−Ｔｘ２のうちいずれかがターゲットにより反射された反射波を受信する場合もある。受信アンテナＡＮ−Ｒｘ１により受信された受信信号は、受信ＲＦ部１０に入力される。
【００６７】
レーダ受信部Ｒｘ１の各部の動作を説明する。
【００６８】
増幅器１１は、受信アンテナＡＮ−Ｒｘ１から出力された高周波帯域の受信信号を入力し、高周波帯域の受信信号のレベルを増幅して周波数変換部１２に出力する。
【００６９】
周波数変換部１２は、増幅器１１から出力された高周波帯域の受信信号を入力し、入力された高周波帯域の受信信号をベースバンドにダウンコンバートし、ダウンコンバートされたベースバンドの受信信号を直交検波部１３に出力する。
【００７０】
直交検波部１３は、周波数変換部１２から出力されたベースバンドの受信信号を入力し、ベースバンドの受信信号を直交検波することにより、同相信号（In-phase signal）及び直交信号（Quadrate signal）を用いて構成されるベースバンドの受信信号を生成する。直交検波部１３は、同相信号（Ｉ信号）及び直交信号（Ｑ信号）を用いて構成される受信信号をＡ／Ｄ変換部１６に出力する。
【００７１】
Ａ／Ｄ変換部１６は、直交検波部１３から出力されたベースバンドの同相信号及び直交信号を用いて構成される受信信号を入力し、入力された受信信号を離散時刻ｋ毎にサンプリングすることによって、アナログデータの受信信号をデジタルデータの離散信号にＡＤ変換する。Ａ／Ｄ変換部１６は、離散時刻ｋ毎にＡＤ変換されたデジタルデータの受信信号成分を、離散サンプル値として第１遅延部１７及び第１相関値算出部１９にそれぞれ出力する。
【００７２】
ここで、Ａ／Ｄ変換部１６のサンプルレート（１／Ｔａｄ）は、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１及びＳ−Ｔｘ２における１つの符号当たりのパルス幅Ｔｓ１及びＴｓ２から規定されるパルス送信レート１／Ｔｓ１及び１／Ｔｓ２の２倍以上に設定される（サンプリング定理）。即ち、Ａ／Ｄ変換部１６のサンプルレート（１／Ｔａｄ）は、数式（５）及び数式（６）の関係が成立する。
【００７３】
【数５】
【００７４】
【数６】
【００７５】
なお、以下の説明では、Ａ／Ｄ変換部１６により変換された離散時刻ｋにおける受信信号は、同相信号成分Ｉｒ（ｋ）及び直交信号成分Ｑｒ（ｋ）を用いて、数式（７）の複素信号ｘ（ｋ）として表す。以下の各実施形態においても同様である。ここで、ｊはｊ２＝−１を満たす虚数単位である。パラメータｋは、Ａ／Ｄ変換部１６がサンプリングする離散タイミングを示す。
【００７６】
【数７】
【００７７】
第１遅延部１７は、Ａ／Ｄ変換部１６から出力された受信信号ｘ（ｋ）を所定サンプル数Ｎｓ１分遅延した遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ１）を第１相関値算出部１９に出力する。所定サンプル数Ｎｓ１は、数式（８）により示される。なお、ｒｏｕｎｄ（ｘ）は、整数丸め演算子であり、実数（ｘ）の小数点以下を四捨五入した整数値を与える演算子である。
【００７８】
【数８】
【００７９】
第２遅延部１８は、Ａ／Ｄ変換部１６から出力された受信信号ｘ（ｋ）を所定サンプル数Ｎｓ２分遅延した遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ２）を第２相関値算出部２０に出力する。所定サンプル数Ｎｓ２は、数式（９）により示される。
【００８０】
【数９】
【００８１】
第１相関値算出部１９は、Ａ／Ｄ変換部１６から出力された受信信号ｘ（ｋ）と、第１遅延部１７から出力された遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ１）とを入力する。第１相関値算出部１９は、入力された受信信号ｘ（ｋ）及び遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ１）を基に、受信信号ｘ（ｋ）と遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ１）との第１相関値ＡＣ１（ｋ）を数式（１０）に従って算出する。アスタリスク（＊）は複素共役演算子を示す。パラメータＮｒ１は、数式（１１）により示される。第１相関値算出部１９は、算出された第１相関値ＡＣ１（ｋ）を測位部２１に出力する。
【００８２】
【数１０】
【００８３】
【数１１】
【００８４】
第２相関値算出部２０は、Ａ／Ｄ変換部１６から出力された受信信号ｘ（ｋ）と、第２遅延部１８から出力された遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ２）とを入力する。第２相関値算出部２０は、入力された受信信号ｘ（ｋ）及び遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ２）を基に、受信信号ｘ（ｋ）と遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ２）との第２相関値ＡＣ２（ｋ）を数式（１２）に従って算出する。アスタリスク（＊）は複素共役演算子を示す。パラメータＮｒ２は、数式（１３）により示される。第２相関値算出部２０は、算出された第２相関値ＡＣ２（ｋ）を測位部２１に出力する。
【００８５】
【数１２】
【００８６】
【数１３】
【００８７】
又、第１相関値算出部１９は、第１相関値ＡＣ１（ｋ）の算出において、数式（１０）の代わりに数式（１４）を用いても良い。同様に、第２相関値算出部２０は、第２相関値ＡＣ２（ｋ）の算出において、数式（１２）の代わりに数式（１５）を用いても良い。
【００８８】
【数１４】
【００８９】
【数１５】
【００９０】
（測位部）
次に、測位部２１の各部の構成について、図５を参照して詳細に説明する。
【００９１】
測位部２１は、図５に示す様に、レーダ受信部Ｒｘ１に対応してターゲット距離推定部Ｄ１、レーダ受信部Ｒｘ２に対応してターゲット距離推定部Ｄ２、及びターゲット位置推定部２６を含む構成である。
【００９２】
ターゲット距離推定部Ｄ１は、図５に示す様に、送信タイミング検出部２２、相関値ピーク検出部２３、到来遅延時間算出部２４及びターゲット距離算出部２５を有する。ターゲット距離推定部Ｄ２は、送信タイミング検出部２２ｂ、相関値ピーク検出部２３ｂ、到来遅延時間算出部２４ｂ及びターゲット距離算出部２５ｂを有する。
【００９３】
送信タイミング検出部２２及び２２ｂ、相関値ピーク検出部２３及び２３ｂ、到来遅延時間算出部２４及び２４ｂ、並びにターゲット距離算出部２５及び２５ｂの各動作は同様である。このため、以下の測位部２１の動作においては、レーダ受信部Ｒｘ１に対応して設けられているターゲット距離推定部Ｄ１の構成を例示して説明し、必要に応じてレーダ受信部Ｒｘ２に対応してターゲット距離推定部Ｄ２の構成を用いて説明する。
【００９４】
ここで、図６を用いて、レーダ受信部Ｒｘ１における動作を説明する。図６においてレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１（図６の第２段参照）、Ｓ−Ｔｘ２（図６の第５段参照）は、それぞれ送信トリガ信号Ｔｒ１（図６の第１段参照）及び送信トリガ信号Ｔｒ２（図６の第４段参照）に基づき送信が開始される。
【００９５】
図６では、送信トリガ信号Ｔｒ１、送信トリガＴｒ２間は非同期によって制御する場合を示し、部分的にレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１、Ｓ−Ｔｘ２が重なる場合を示す。また、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ１（図６の第３段参照）は、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１がターゲットに照射して反射される反射波であり、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ２（図６の第６段参照）は、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２がターゲットに照射して反射される反射波である。
【００９６】
図６では、これらの反射波のレーダ受信部Ｒｘ１或いはＲｘ２での受信タイミングが、部分的に重なる場合が示されている。なお、Ａ／Ｄ変換部出力ｘ（ｋ）には、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ１の受信信号成分及びターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ２の受信信号成分に対する受信信号のサンプリング信号が含まれる（図６の第７段参照）。
【００９７】
第１遅延部出力（図６の第８段参照）は、第１遅延部１７でのＡ／Ｄ変換部１６から出力された受信信号ｘ（ｋ）を所定サンプル数Ｎｓ１分遅延した遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ１）を示す。
【００９８】
ここで、所定サンプル数Ｎｓ１は、数式（８）により示される様に、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１のパルス符号幅Ｔｐ１に対するＡ／Ｄ変換部１６のサンプル数ｒｏｕｎｄ［Ｔｐ１／Ｔａｄ］を基に設定している。このため、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ１に対する第１遅延部出力は、ほぼパルス符号幅単位Ｔｐ１で信号遅延が与えられる。しかし、第１遅延部出力は、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ２に対しては、数式（４）の関係から、Ｎｓ１≠Ｎｓ２の関係となり、１サンプル以上ずれた信号遅延となる。
【００９９】
このため、第１相関値算出部出力（図６の第９段参照）は、Ａ／Ｄ変換部１６から出力された受信信号ｘ（ｋ）と、第１遅延部１７から出力された遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ１）とが、第１相関値算出部１９において相関演算されるため、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ１の信号に対して、積分区間が長いほど同相加算の効果を得ることができ、受信信号レベルを高めた出力となる。
【０１００】
一方、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ２の信号に対しては、１サンプル以上ずれた遅延信号との相関演算となる。ここで、パルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿ｐ１は、自己相関性の高い特性を有する符号系列ｂｎを用いているため、１サンプル以上ずれた遅延信号では、同相加算の効果を得ることが困難である。このため、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ１は、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ２と分離された検出が可能となる。
【０１０１】
第２遅延部出力（図６の第１０段参照）は、第２遅延部１８でのＡ／Ｄ変換部１６から出力された受信信号ｘ（ｋ）を所定サンプル数Ｎｓ２分遅延した遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ２）を示す。
【０１０２】
ここで、所定サンプル数Ｎｓ２は、数式（９）により示される様に、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２のパルス符号幅Ｔｐ２に対するＡ／Ｄ変換部１６のサンプル数ｒｏｕｎｄ［Ｔｐ２／Ｔａｄ］を基に設定している。このため、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ２に対する第２遅延部出力は、ほぼパルス符号幅単位Ｔｐ２で信号遅延が与えられる。しかし、第２遅延部出力は、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ１に対しては、数式（４）の関係から、Ｎｓ１≠Ｎｓ２の関係となり、１サンプル以上ずれた遅延信号となる。
【０１０３】
このため、第２相関値算出部出力（図６の第１０段参照）は、Ａ／Ｄ変換部１６から出力された受信信号ｘ（ｋ）と、第２遅延部１８から出力された遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ2）とが、第２相関値算出部２０において相関演算されるため、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ２の信号に対して、積分区間が長いほど同相加算の効果を得ることができ、受信信号レベルを高めた出力となる。
【０１０４】
一方、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ１の信号に対しては、１サンプル以上ずれた遅延信号との相関演算となる。ここで、パルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿ｐ２は、自己相関性の高い特性を有する符号系列ｂｎを用いているため、１サンプル以上ずれた遅延信号では、同相加算の効果を得ることが困難である。このため、できないため、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ２は、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ１と分離された検出が可能となる。
【０１０５】
以上の動作の結果得られる第１相関値出力（すなわち第１相関算出値ＡＣ１（ｋ））と第２相関値出力（すなわち第２相関算出値ＡＣ２（ｋ））と、送信トリガ信号Ｔｒ１、Ｔｒ２を用いて測位部２１において以下の様な動作により測位を行う。
【０１０６】
送信タイミング検出部２２は、送信制御部２及び２ｂから出力された各送信トリガ信号Ｔｒ１及びＴｒ２を入力する。送信タイミング検出部２２は、入力された各送信トリガ信号Ｔｒ１及びＴｒ２を基に、送信トリガ信号Ｔｒ１及びＴｒ２の各離散時刻タイミングｋｓ１及びｋｓ２を検出する（図６の第７〜第９段及び第１０段〜第１１段参照）。送信タイミング検出部２２は、検出された各離散時刻タイミングｋｓ１及びｋｓ２を到来遅延時間算出部２４に出力する。
【０１０７】
相関値ピーク検出部２３は、レーダ受信部Ｒｘ１の第１相関値算出部１９及び第２相関値算出部２０の各算出結果である第１相関値ＡＣ１（ｋ）及び第２相関値ＡＣ２（ｋ）を入力する。相関値ピーク検出部２３は、離散時刻タイミングｋｓ１以降の離散時刻タイミングにおいて、入力された第１相関値ＡＣ１（ｋ）の自乗値（｜ＡＣ１（ｋ）｜２）を算出する。更に、相関値ピーク検出部２３は、離散時刻タイミングｋｓ２以降の離散時刻タイミングにおいて、入力された第２相関値ＡＣ２（ｋ）の自乗値（｜ＡＣ２（ｋ）｜２）を算出する。
【０１０８】
相関値ピーク検出部２３は、所定の基準レベルＰｔｈを超える第１相関値ＡＣ１（ｋ）の自乗値｜ＡＣ１（ｋ）｜２のピークタイミングｋｐ１を検出する（図６の第９段参照）。更に、相関値ピーク検出部２３は、所定の基準レベルＰｔｈを超える第２相関値ＡＣ２（ｋ）の自乗値｜ＡＣ２（ｋ）｜２のピークタイミングｋｐ２を検出する（図６の第１１段参照）。相関値ピーク検出部２３は、検出された各ピークタイミングｋｐ１及びｋｐ２を到来遅延時間算出部２４に出力する。
【０１０９】
図６の第９段に示す様に、第１相関値算出部１９の出力である第１相関値ＡＣ１（ｋ）は、Ａ／Ｄ変換部１６の出力信号（図６の第７段参照）と第１遅延部１７の出力信号（図６の第８段参照）との自己相関値である。従って、第１相関値ＡＣ１（ｋ）は、Ａ／Ｄ変換部１６の出力信号と第１遅延部１７の出力信号との時間相関の高い期間となるにつれて増加し、Ａ／Ｄ変換部１６の出力信号がＮｒ１回出力された場合にピーク値となり、その後には時間相関の高い期限が終了するため徐々に減少する。
【０１１０】
なお、図６には、自乗値｜ＡＣ１（ｋ）｜２及び自乗値｜ＡＣ２（ｋ）｜２が、基準レベルＰｔｈを超える例が示されている。
【０１１１】
到来遅延時間算出部２４は、送信タイミング検出部２２から出力された各離散時刻タイミングｋｓ１及びｋｓ２、並びに相関値ピーク検出部２３から出力された各ピークタイミングｋｐ１及びｋｐ２を入力する。到来遅延時間算出部２４は、入力された各離散時刻タイミング（ｋｓ１，ｋｓ２）及び各ピークタイミング（ｋｐ１，ｋｐ２）を基に、各レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１及びＳ−Ｔｘ２の送信時点から反射波の信号が到来する時点までの到来遅延時間Ｔｄ１及びＴｄ２を数式（１６）に従って算出する。到来遅延時間算出部２４は、算出結果である到来遅延時間Ｔｄ１及びＴｄ２をターゲット距離算出部２５に出力する。
【０１１２】
【数１６】
【０１１３】
ターゲット距離算出部２５は、到来遅延時間算出部２４から出力された到来遅延時間Ｔｄ１及びＴｄ２を入力する。ターゲット距離算出部２５は、入力された到来遅延時間Ｔｄ１及びＴｄ２を基に、レーダ装置１の位置からターゲットまでの距離Ｒ１及びＲ２を数式（１７）に従って算出する。ターゲット距離算出部２５は、算出結果である距離Ｒ１及びＲ２をターゲット位置推定部２６に出力する。なお、パラメータｃ０は光速である。
【０１１４】
【数１７】
【０１１５】
ターゲット位置推定部２６は、ターゲット距離推定部Ｄ１のターゲット距離算出部２５及びターゲット距離推定部Ｄ２のターゲット距離算出部２５ｂから出力された各距離を入力する。ターゲット位置推定部２６は、入力された各距離、各レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２の各送信アンテナの位置、並びに各レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２の各受信アンテナの位置を基に、ターゲットの位置を算出する。
【０１１６】
なお、ターゲット位置推定部２６によるターゲットの位置の推定算出は、受信アンテナＡＮ−Ｒｘ１、ＡＮ−Ｒｘ２の各位置と、測位部２１での距離測定結果Ｒ１、Ｒ２とを用いて、多点測位或いは三辺測量の原理に基づきターゲットの位置を測定する。なお、測位部２１での距離測定結果Ｒ１、Ｒ２は、それぞれレーダ受信部Ｒｘ１，Ｒｘ２の受信結果を基に得られた値である。また、受信アンテナが２つの場合は、同一平面上のターゲットの位置を推定することが可能となる。
【０１１７】
以上により、レーダ装置１は、複数のレーダ送信部（Ｔｘ１，Ｔｘ２）間において同期して送信せず、更に、各レーダ送信部及び各レーダ受信部間における動作を非同期としているが、以下の理由により、ターゲットの測位処理が可能である。
【０１１８】
レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２の各相関値算出部が数式（１０）及び数式（１２）に従って自己相関値を算出すると、第ｎ番目のレーダ送信部Ｔｘｎと第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍとの周波数差Δｆｎｍは、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍの第ｎ相関値の位相成分Δθｎｍとして検出される。第ｎ相関値は、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍの第ｎ相関値算出部により算出された算出結果である。
【０１１９】
上述した本実施形態においては、レーダ送信部Ｔｘｎのパラメータｎは１又は２であり、レーダ受信部Ｒｘｍのパラメータｍは１又は２である。周波数差Δｆｎｍは数式（１８）により示され、位相成分Δθｎｍは数式（１９）により示される。パラメータｆＴｎは第ｎ番目のレーダ送信部Ｔｘｎのキャリア周波数、パラメータｆＲｍは第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍのキャリア周波数、φ0は初期位相を示す。
【０１２０】
【数１８】
【０１２１】
【数１９】
【０１２２】
上述した様に、本実施形態においては、測位部２１の相関値ピーク検出部２３及び２３ｂは、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍの第ｎ相関値算出部の算出結果である第ｎ相関値の自乗値を用いて第ｎ相関値のピークを検出する。これにより、測位部２１は、第ｎ相関値の位相成分Δθｎｍの影響を受けることなく、即ち、複数のレーダ送信部Ｔｘｎ間において同期して送信せず、更に、各レーダ送信部Ｔｘｎ及び各レーダ受信部Ｒｘｍ間における動作も同期していなくても、ターゲットの測位処理が可能である。
【０１２３】
更に、レーダ装置１によれば、複数の各レーダ送信部における動作の同期が不要であるため、各レーダ送信部の設置の自由度を向上できる。同様に、レーダ装置１によれば、各レーダ送信部及び各レーダ受信部における動作の同期が不要であるため、各レーダ送信部及び各レーダ受信部の設置の自由度を向上できる。
【０１２４】
又、複数のレーダ送信部Ｔｘｑ間の動作の同期が不要となるため、レーダ装置専用の用途を有する特別な回路が不要となり、汎用的な無線通信用のＲＦモジュールをレーダ装置１における複数のレーダ送信部Ｔｘｎに用いることができる。従って、レーダ装置１によれば、各送信側系統間の動作を同期させるための回路構成を追加せずに、簡易な構成により実現できる。
【０１２５】
なお、各レーダ送信部からのレーダ送信信号は、本説明においては同一のパルス符号系列ａｎ_ｐ１及びａｎ＿ｐ２を用いて説明したが、これに限定されず同一符号長のパルス符号系列であれば異なる符号系列を用いて送信してもよい。例えば、同一符号長の互いに直交する符号系列を用いて送信しても良い。
【０１２６】
なお、本実施形態では、レーダ送信信号としてパルス圧縮符号を用いたが、これに限定されず、レーダ送信信号として、パルス信号以外に、周波数変調信号、周波数走引信号であっても、所定の時間幅Ｔｐで、レーダ送信信号を繰り返し送信することで、本実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【０１２７】
（第１の実施形態の変形例１）
第１の実施形態の変形例１においては、レーダ装置は、所定の周期毎にレーダ送信信号を所定回数送信し、送信されたレーダ送信信号がターゲットにより反射された反射波の信号を同所定回数分加算する。
【０１２８】
第１の実施形態の変形例１のレーダ装置１ｖの構成及び動作について、図７及び図８を参照して説明する。図７は、第１の実施形態の変形例１のレーダ装置１ｖのレーダ受信部Ｒｘ１ｖ及びＲｘ２ｖの内部構成を詳細に示すブロック図である。図８は、第１の実施形態の変形例１における各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の一例を示すタイミングチャートである。
【０１２９】
レーダ装置１ｖの構成について説明する。
【０１３０】
図７のレーダ装置１ｖにおいて、レーダ送信部の内部構成は図１のレーダ装置１のレーダ送信部の内部構成と同様であるため、図示を省略している。
【０１３１】
図７のレーダ受信部Ｒｘ１ｖは、図１のレーダ受信部Ｒｘ１に、第１加算部２７及び第２加算部２８を更に含む構成である。同様に、レーダ受信部Ｒｘ２ｖは、図１のレーダ受信部Ｒｘ２に、第１加算部及び第２加算部を更に含む構成である。
【０１３２】
次に、レーダ装置１ｖの動作について、第１の実施形態のレーダ装置１の動作と同様な内容の説明は省略し、レーダ装置１の動作と異なる内容について説明する。
【０１３３】
第１の実施形態の変形例１において、レーダ送信部Ｔｘ１の送信制御部２は、第１レーダ送信周期Ｔｗ１（図８参照）毎に送信トリガ信号Ｔｒ１を第１符号生成部４に出力する。レーダ送信部Ｔｘ１は、第１レーダ送信周期Ｔｗ１毎に、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１を繰り返し送信する（図８参照）。
【０１３４】
同様に、レーダ送信部Ｔｘ２の送信制御部２ｂは、第２レーダ送信周期Ｔｗ２（図８参照）毎に送信トリガ信号Ｔｒ２を第２符号生成部４ｂに出力する。レーダ送信部Ｔｘ２は、第２レーダ送信周期Ｔｗ２毎に、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２を繰り返し送信する（図８参照）。パラメータＴｗ１及びＴｗ２は、数式（２０）及び数式（２１）を満たす。
【０１３５】
【数２０】
【０１３６】
【数２１】
【０１３７】
第１加算部２７は、第１相関値算出部１９から出力されたＮａ個の第１相関値ＡＣ１（ｋ）を入力する。Ｎａ個の第１相関値ＡＣ１（ｋ）は、レーダ装置１ｖのレーダ送信部においてＮａ回送信されたレーダ送信信号に対する反射波の信号と反射波の信号が第１遅延部１７により遅延された遅延信号とを基に、第１相関値算出部１９により算出された自己相関値である。
【０１３８】
第１加算部２７は、入力されたＮａ個の第１相関値ＡＣ１（ｋ）を基に、Ｎａ個の自己相関値を数式（２２）又は数式（２３）に従って加算する。第１加算部２７は、第１加算部２７における加算結果ａｖｅ＿ＡＣ１（ｋ，Ｍ）を測位部２１に出力する。パラメータＡＣ１（ｋ，Ｍ）は第Ｍ番目の第１レーダ送信周期において送信されたレーダ送信信号に対する離散時刻ｋにおける第１相関値である。パラメータＮａは、２以上の自然数であって、第１加算部２７における自己相関値の加算回数である。
【０１３９】
【数２２】
【０１４０】
【数２３】
【０１４１】
第２加算部２８は、第２相関値算出部２０から出力されたＮａ個の第２相関値ＡＣ２（ｋ）を入力する。Ｎａ個の第２相関値ＡＣ２（ｋ）は、レーダ装置１ｖのレーダ送信部においてＮａ回送信されたレーダ送信信号に対する反射波の信号と反射波の信号が第２遅延部１８により遅延された遅延信号とを基に、第２相関値算出部２０により算出された自己相関値である。
【０１４２】
第２加算部２８は、入力されたＮａ個の第２相関値ＡＣ２（ｋ）を基に、Ｎａ個の自己相関値を数式（２４）又は数式（２５）に従って加算する。第２加算部２８は、第２加算部２８における加算結果ａｖｅ＿ＡＣ２（ｋ，Ｍ）を測位部２１に出力する。パラメータＡＣ２（ｋ，Ｍ）は第Ｍ番目の第１レーダ送信周期において送信されたレーダ送信信号に対する離散時刻ｋにおける第２相関値である。パラメータＮａは、２以上の自然数であって、第２加算部２８における自己相関値の加算回数である。
【０１４３】
【数２４】
【０１４４】
【数２５】
【０１４５】
測位部２１において、相関値ピーク検出部２３は、レーダ受信部Ｒｘ１の第１加算部２７及び第２加算部２８の各加算結果ａｖｅ＿ＡＣ１（ｋ，Ｍ）及びａｖｅ＿ＡＣ２（ｋ，Ｍ）を入力する。相関値ピーク検出部２３は、離散時刻タイミングｋｓ１以降の離散時刻タイミングにおいて、入力された加算結果ａｖｅ＿ＡＣ１（ｋ，Ｍ）の自乗値（｜ａｖｅ＿ＡＣ１（ｋ，Ｍ）｜２）を算出する。更に、相関値ピーク検出部２３は、離散時刻タイミングｋｓ２以降の離散時刻タイミングにおいて、入力された加算結果ａｖｅ＿ＡＣ２（ｋ，Ｍ）の自乗値（｜ａｖｅ＿ＡＣ２（ｋ，Ｍ）｜２）を算出する。
【０１４６】
相関値ピーク検出部２３は、所定の基準レベルＰｔｈを超える加算結果ａｖｅ＿ＡＣ１（ｋ，Ｍ）の自乗値｜ａｖｅ＿ＡＣ１（ｋ，Ｍ）｜２のピークタイミングｋｐ１を検出する。更に、相関値ピーク検出部２３は、所定の基準レベルＰｔｈを超える加算結果ａｖｅ＿ＡＣ２（ｋ，Ｍ）の自乗値｜ａｖｅ＿ＡＣ２（ｋ，Ｍ）｜２のピークタイミングｋｐ２を検出する。相関値ピーク検出部２３は、検出された各ピークタイミングｋｐ１及びｋｐ２を到来遅延時間算出部２４に出力する。相関値ピーク検出部２３ｂは相関値ピーク検出部２３と同様に動作するため、相関値ピーク検出部２３ｂの動作の説明は省略する。
【０１４７】
以上により、レーダ装置１ｖは、レーダ送信信号を繰り返し送信し、Ｎａ回分のレーダ送信信号に対する反射波の信号と遅延信号との自己相関値を加算する。これにより、レーダ装置１ｖによれば、雑音成分を抑圧し、ターゲットにより反射された反射波の信号における受信ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）を改善でき、更に、ターゲットの測位性能の向上できる。
【０１４８】
なお、レーダ送信信号を繰り返し送信し、Ｎａ回分のレーダ送信信号に対する反射波の信号と遅延信号との自己相関値を加算して受信ＳＮＲを改善する構成は、他の実施形態においても同様に適用でき、測位性能の向上を図ることができる。
【０１４９】
（第１の実施形態の変形例２）
第１の実施形態の変形例２においては、レーダ装置は、レーダ送信信号を複数回繰り返して送信する場合に、送信符号の符号系列を周期的に入れ換えて送信する（図１０参照）。
【０１５０】
第１の実施形態の変形例２のレーダ装置１ｗの構成及び動作について、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、第１の実施形態の変形例２のレーダ装置１ｗのレーダ送信部Ｔｘ１ｗ及びＴｘ２ｗの内部構成を詳細に示すブロック図である。図１０は、第１の実施形態の変形例２における各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係を示すタイミングチャートである。
【０１５１】
レーダ装置１ｗの構成について説明する。
【０１５２】
図９のレーダ装置１ｗにおいて、レーダ受信部の内部構成は、図７のレーダ装置１ｖのレーダ受信部又は後述する図１４のレーダ装置１ｘのレーダ受信部の内部構成と同様である。図９のレーダ装置１ｗのレーダ受信部の図示を省略している。
【０１５３】
図９のレーダ送信部Ｔｘ１ｗは、送信制御部２ｗ、送信信号生成部３ｗ、及び送信アンテナＡＮ−Ｔｘ１が接続された送信ＲＦ部７を有する。送信信号生成部３ｗは、符号切換部３０、変調部５及びＬＰＦ６を含む構成である。符号切換部３０は、第１符号生成部４及び第２符号生成部４ｂを含む構成である。
【０１５４】
図９のレーダ送信部Ｔｘ２ｗは、送信制御部２ｂｗ、送信信号生成部３ｂｗ、及び送信アンテナＡＮ−Ｔｘ２が接続された送信ＲＦ部７ｂを有する。送信信号生成部３ｂｗは、符号切換部３１、変調部５ｂ及びＬＰＦ６ｂを含む構成である。符号切換部３１は、第１符号生成部４及び第２符号生成部４ｂを含む構成である。
【０１５５】
次に、レーダ装置１ｗの動作について、第１の実施形態の変形例１のレーダ装置１ｖ又は第２の実施形態のレーダ装置１ｘの動作と同様な内容の説明は省略し、異なる内容について説明する。
【０１５６】
第１の実施形態の変形例２において、レーダ送信部Ｔｘ１ｗの送信制御部２ｗは、第１レーダ送信周期Ｔｒ１又は第２レーダ送信周期Ｔｒ２において送信トリガ信号Ｔｒ１又はＴｒ２を符号切換部３０に出力する。
【０１５７】
符号切換部３０は、第（２ｚ−１）番目の送信周期、即ち第１レーダ送信周期Ｔｗ１において、送信トリガ信号Ｔｒ１を基に、第１符号生成部４から出力された送信符号を選択して変調部５に出力する。パラメータｚは自然数である。
【０１５８】
符号切換部３０は、第２ｚ番目の送信周期、即ち第２レーダ送信周期Ｔｗ２において、送信トリガ信号Ｔｒ２を基に、第２符号生成部４ｂから出力された送信符号を選択して変調部５に出力する。
【０１５９】
第１の実施形態の変形例２において、レーダ送信部Ｔｘ２ｗの送信制御部２ｂｗは、第１レーダ送信周期Ｔｒ１又は第２レーダ送信周期Ｔｒ２において送信トリガ信号Ｔｒ１又はＴｒ２を符号切換部３１に出力する。
【０１６０】
符号切換部３１は、第（２ｚ−１）番目の送信周期、即ち第２レーダ送信周期Ｔｗ２において、送信トリガ信号Ｔｒ２を基に、第２符号生成部４ｂから出力された送信符号を選択して変調部５ｂに出力する。
【０１６１】
符号切換部３１は、第２ｚ番目の送信周期、即ち第１レーダ送信周期Ｔｗ１において、送信トリガ信号Ｔｒ１を基に、第１符号生成部４から出力された送信符号を選択して変調部５ｂに出力する。
【０１６２】
以上により、レーダ装置１ｗは、レーダ送信信号を複数回繰り返して送信する場合に、送信符号の符号系列を周期的に入れ換えて送信する。これにより、レーダ装置１ｗによれば、送信ダイバーシチ効果を得ることができ、ターゲットにより反射された反射波の信号に伝搬フェージングが発生している場合でもターゲットの測距精度を向上できる。
【０１６３】
（第１の実施形態の変形例３）
第１の実施形態のレーダ装置１は、レーダ送信部毎に同一の符号長のパルス圧縮符号（送信信号）を異なるパルス幅において送信する。第１の実施形態の変形例３においては、レーダ装置は、レーダ送信部毎に異なる符号長のパルス圧縮符号（送信信号）を同一のパルス幅において送信する。
【０１６４】
第１の実施形態の変形例３においては、レーダ装置の構成は第１の実施形態のレーダ装置１の構成と同様であるが、各部の動作が異なる。説明を簡単にするために、第１の実施形態の変形例３においては、第１の実施形態のレーダ装置１の各部の参照符号と同一の参照符号を用いて説明する。
【０１６５】
次に、第１の実施形態の変形例３のレーダ装置１の各部の動作について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、第１の実施形態の変形例３における各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の一例を示すタイミングチャートである。図１２は、第１の実施形態の変形例３における各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の他の一例を示すタイミングチャートである。第１の実施形態の変形例３のレーダ装置１の動作については、第１の実施形態のレーダ装置１の動作と同様な内容の説明は省略し、異なる内容について説明する。
【０１６６】
送信信号生成部３は、送信制御部２からの送信トリガ信号Ｔｒ１を基に（図１１の第１段参照）、符号長Ｌ１の符号系列ｂｎ１の変調によって、Ｎ１個のベースバンドのパルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿Ｌ１を生成する（図１１の第２段参照）。パラメータＮ１は所定の整数であり、パラメータｎ＿Ｌ１＝１〜Ｌ１であり、パラメータＬ１は符号系列ｂｎ１の符号長を表す。
【０１６７】
送信ＲＦ部７は、送信信号生成部３により生成されたＮ１個のベースバンドのパルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿Ｌ１を高周波のレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１に変換して生成し、送信アンテナＡＮ−Ｔｘ１から送信する。
【０１６８】
符号長Ｌ１のパルス圧縮符号ａｎ＿Ｌ１を基に生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１は、パルス符号幅ＴＰ１の送信時間において送信される。即ち、符号長Ｌ１のパルス圧縮符号ａｎ＿Ｌ１を基に生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１において、１つの符号当たりのパルス幅ＴＳに対し、パルス符号幅ＴＰ１は数式（２６）により与えられる。又、符号長Ｌ１のパルス圧縮符号ａｎ＿Ｌ１を基にＮ１回繰り返して生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１は、パルス符号幅ＴＰ１×Ｎ１の送信時間において送信される（図１１の第２段参照）。
【０１６９】
【数２６】
【０１７０】
なお、図１１の第２段においては、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１は、送信トリガ信号Ｔｒ１の立ち上がりエッジを起点に送信されているが、例えば送信トリガ信号Ｔｒ１の立ち下がりエッジを起点に送信されても良い。
【０１７１】
又、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１は、送信トリガ信号Ｔｒ１の立ち上がりエッジの時点を起点に生成されてから送信アンテナＡＮ−Ｔｘ１の端子部分から送信されるまでに所要時間Ｔｏを要することがある（図１２の第２段参照）。この場合、所要時間Ｔｏを予め測定し、後述する測位部２１における算出結果から時間Ｔｏを減算することにより、レーダ装置１のターゲットまでの距離の測定誤差を低減できる。
【０１７２】
送信信号生成部３ｂは、送信制御部２ｂからの送信トリガ信号Ｔｒ２を基に（図１１の第３段参照）、符号長Ｌ２の符号系列ｂｎ２の変調によって、Ｎ２個のベースバンドのパルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿Ｌ２を生成する（図１１の第４段参照）。パラメータＮ２は所定の整数であり、パラメータｎ＿Ｌ２＝１〜Ｌ２であり、パラメータＬ２は符号系列ｂｎ２の符号長を表す。
【０１７３】
送信ＲＦ部７ｂは、送信信号生成部３ｂにより生成されたＮ２個のベースバンドのパルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿Ｌ２を高周波のレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２に変換して生成し、送信アンテナＡＮ−Ｔｘ２から送信する。
【０１７４】
符号長Ｌ２のパルス圧縮符号ａｎ＿Ｌ２を基に生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２は、パルス符号幅ＴＰ２の送信時間において送信される。即ち、符号長Ｌ２のパルス圧縮符号ａｎ＿Ｌ２を基に生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２において、１つの符号当たりのパルス幅ＴＳに対し、パルス符号幅ＴＰ２は数式（２７）により与えられる。又、符号長Ｌ２のパルス圧縮符号ａｎ＿Ｌ２を基にＮ２回繰り返して生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２は、パルス符号幅ＴＰ２×Ｎ２の送信時間において送信される（図１１の第４段参照）。
【０１７５】
【数２７】
【０１７６】
なお、図１１の第４段においては、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２は、送信トリガ信号Ｔｒ２の立ち上がりエッジを起点に送信されているが、例えば送信トリガ信号Ｔｒ２の立ち下がりエッジを起点に送信されても良い。
【０１７７】
又、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２は、送信トリガ信号Ｔｒ２の立ち上がりエッジの時点を起点に生成されてから送信アンテナＡＮ−Ｔｘ２の端子部分から送信されるまでに所要時間Ｔｏを要することがある（図１２の第４段参照）。この場合、所要時間Ｔｏを予め測定し、後述する測位部２１における算出結果から時間Ｔｏを減算することにより、レーダ装置１のターゲットまでの距離の測定誤差を低減できる。
【０１７８】
ここで、図１１の第２段及び第４段に示す様に、パラメータＴＰ１及びＴＰ２は互いに異なり、パラメータＴＰ１はＴＰ２の整数倍ではなく、パラメータＴＰ１及びＴＰ２の間には、数式（２８）及び数式（２９）の関係が成立する。数式（２９）において、パラメータＴａｄは、レーダ受信部のＡ／Ｄ変換部におけるサンプル周期を示す。
【０１７９】
数式（２９）の関係が成立することにより、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２の異なるＡ／Ｄ変換部によりＡＤ変換されて得られる離散サンプル遅延数（Ｎｓ１，Ｎｓ２）が異なる値（Ｎｓ１≠Ｎｓ２）となる。即ち、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２は、各レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２からの各レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１及びＳ−Ｔｘ２がターゲットにより反射された反射波の信号を分離できる。
【０１８０】
【数２８】
【０１８１】
【数２９】
【０１８２】
以上により、第１の実施形態の変形例３のレーダ装置においても、第１の実施形態のレーダ装置１と同様の効果を得ることができる。
【０１８３】
（第２の実施形態）
第２の実施形態においては、レーダ装置は、レーダ送信信号がターゲットにより反射された反射波の信号の到来方向を推定する。
【０１８４】
第２の実施形態のレーダ装置１ｘの構成及び動作について、図１３〜図１６を参照して説明する。図１３は、第２の実施形態のレーダ装置１ｘの内部構成を簡略に示すブロック図である。図１４は、第２の実施形態のレーダ装置１ｘの内部構成を詳細に示すブロック図である。図１５は、方向推定部３４の内部構成を詳細に示すブロック図である。図１６は、受信アンテナの配置の一例を示す説明図である。
【０１８５】
第２の実施形態のレーダ装置１ｘの構成及び動作の説明において、第１の実施形態のレーダ装置１と同様の内容の説明は省略し、異なる内容について説明する。
【０１８６】
先ず、レーダ装置１ｘの各部の構成について簡略に説明する。
【０１８７】
レーダ装置１ｘは、図１３に示す様に、２つのレーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２、２つのレーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘ、第１アンテナ相関値算出部３２、第２アンテナ相関値算出部３３、並びに方向推定部３４を含む構成である。レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２の構成及び動作は第１の実施形態のレーダ装置１のレーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２の構成及び動作と同様であるため、説明を省略する。
【０１８８】
レーダ受信部Ｒｘ１ｘは、受信アンテナＡＮ−Ｒｘ１が接続される受信ＲＦ部１０、及び信号処理部１４ｘを有する。レーダ受信部Ｒｘ２ｘは、受信アンテナが接続される受信ＲＦ部及び信号処理部を有する。信号処理部１４ｘは、Ａ／Ｄ変換部１６、第１遅延部１７、第２遅延部１８、第１相関値算出部１９及び第２相関値算出部２０を有する。なお、レーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘはそれぞれ同様の構成を有する。
【０１８９】
図１３に示す様に、レーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘの受信ＲＦ部及び信号処理部には、基準信号発振器Ｌｏからのリファレンス信号が共通に入力されている。受信ＲＦ部の各部、及び信号処理部の各部は、基準信号発振器Ｌｏからのリファレンス信号を所定倍に逓倍した信号に基づいて動作する。これにより、レーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘの各部の動作は同期する。
【０１９０】
次に、第１の実施形態のレーダ装置１と異なる構成、即ち第１アンテナ相関値算出部３２、第２アンテナ相関値算出部３３及び方向推定部３４の構成及び動作について詳細に説明する。
【０１９１】
第１アンテナ相関値算出部３２は、レーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘの各Ａ／Ｄ変換部と各第１遅延部とからそれぞれ出力された受信信号ｘ（ｋ）及び遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ１）を入力する。第１アンテナ相関値算出部３２は、入力された各受信信号ｘ（ｋ）及び遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ１）を基に、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１に対する第１アンテナ相関値ＢＣ１２１（ｋ）及びＢＣ１１２（ｋ）を数式（３０）及び数式（３１）に従って算出する。第１アンテナ相関値算出部３２は、算出された第１アンテナ相関値ＢＣ１２１（ｋ）及びＢＣ１１２（ｋ）を方向推定部３４に出力する。
【０１９２】
【数３０】
【０１９３】
【数３１】
【０１９４】
ここで、ＢＣ１ｎｍ（ｋ）は、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍｘの第１遅延部から出力された遅延信号ｘｍ（ｋ−Ｎｓ１）を基準とした、第ｎ番目のレーダ受信部ＲｘｎｘのＡ／Ｄ変換部から出力された受信信号ｘｎ（ｋ）に対する離散時刻ｋにおける第１アンテナ相関値である。アスタリスク（＊）は複素共役演算子を示す。なお、第２の実施形態において、パラメータｎは１又は２であり、パラメータｍは１又は２である。
【０１９５】
第２アンテナ相関値算出部３３は、レーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘの各Ａ／Ｄ変換部と各第２遅延部とからそれぞれ出力された受信信号ｘ（ｋ）及び遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ２）を入力する。第２アンテナ相関値算出部３３は、入力された各受信信号ｘ（ｋ）及び遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ２）を基に、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２に対する第２アンテナ相関値ＢＣ２２１（ｋ）及びＢＣ２１２（ｋ）を数式（３２）及び数式（３３）に従って算出する。第２アンテナ相関値算出部３３は、算出された第２アンテナ相関値ＢＣ２２１（ｋ）及びＢＣ２１２（ｋ）を方向推定部３４に出力する。
【０１９６】
【数３２】
【０１９７】
【数３３】
【０１９８】
ここで、ＢＣ２ｎｍ（ｋ）は、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍｘの第２遅延部から出力された遅延信号ｘｍ（ｋ−Ｎｓ２）を基準とした、第ｎ番目のレーダ受信部ＲｘｎｘのＡ／Ｄ変換部から出力された受信信号ｘｎ（ｋ）に対する離散時刻ｋにおける第２アンテナ相関値である。アスタリスク（＊）は複素共役演算子を示す。
【０１９９】
なお、以下の説明において、第ｕ番目のレーダ受信部のＡ／Ｄ変換部からの出力信号をｘｕ（ｋ）、第ｕ番目のレーダ受信部の第１遅延部からの遅延信号をｘｕ（ｋ−Ｎｓ１）、第ｕ番目のレーダ受信部の第２遅延部からの遅延信号をｘｕ（ｋ−Ｎｓ２）とする。更に、第ｕ番目のレーダ受信部から出力された第１相関値をＡＣ１ｕ（ｋ）、第ｕ番目のレーダ受信部から出力された第２相関値をＡＣ２ｕ（ｋ）と表記する。
【０２００】
（方向推定部）
次に、方向推定部３４の各部の構成について、図１５を参照して説明する。
【０２０１】
方向推定部３４は、図１５に示す様に、第１送信タイミング検出部３５、第１位相差算出部３６、第１到来方向算出部３７、第２送信タイミング検出部３８、第２位相差算出部３９及び第２到来方向算出部４０を含む構成である。
【０２０２】
次に、方向推定部３４の各部の動作について詳細に説明する。
【０２０３】
第１送信タイミング検出部３５は、送信制御部２から出力された送信トリガ信号Ｔｒ１を入力し、入力された送信トリガ信号Ｔｒ１を基に、送信トリガ信号Ｔｒ１の離散時刻タイミングｋｓ１を検出する。第１送信タイミング検出部３５は、検出された離散時刻タイミングｋｓ１を第１到来方向算出部３７に出力する。
【０２０４】
第１位相差算出部３６は、レーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘから出力された各第１相関値ＡＣ１１（ｋ）及びＡＣ１２（ｋ）、並びに第１アンテナ相関値算出部３２から出力された第１アンテナ相関値ＢＣ１２１（ｋ）及びＢＣ１１２（ｋ）を入力する。第１位相差検出部３６は、入力された各相関値（ＡＣ１１（ｋ），ＡＣ１２（ｋ），ＢＣ１２１（ｋ），ＢＣ１１２（ｋ））を基に、離散時刻ｋ毎に若しくはＡＣ１（ｋ）のピークとなる離散時刻ｋにおいて、数式（３４）のパラメータＺ１（ｋ）を算出する。
【０２０５】
第１位相差算出部３６は、算出結果であるパラメータＺ１（ｋ）を基に、複素数であるパラメータＺ１（ｋ）の位相成分Φ１（ｋ）＝ａｎｇｌｅ［Ｚ１（ｋ）］を算出する。ａｎｇｌｅ［Ｚ１（ｋ）］は、複素数Ｚ１（ｋ）の位相成分［ｒａｄ］を算出する演算子である。第１位相差算出部３６は、算出結果である位相成分Φ１（ｋ）を第１到来方向算出部３７に出力する。
【０２０６】
【数３４】
【０２０７】
第１到来方向算出部３７は、第１送信タイミング検出部３５から出力された離散時刻タイミングｋｓ１、及び、第１位相差算出部３６から出力された位相成分Φ１（ｋ）を入力する。第１到来方向算出部３７は、入力された位相成分Φ１（ｋ）を基に、ターゲットにより反射された反射波の信号の到来方向を算出する。レーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘの各受信アンテナの配置間隔が、図１６に示す様に間隔ｄである場合には、第１到来方向算出部３７は、反射波の信号の到来方向φを数式（３５）に従って算出する。
【０２０８】
【数３５】
【０２０９】
又、第１到来方向算出部３７は、数式（３６）の相関行列Ｈ１（ｋ）を用いて、数式（３７）の角度プロファイルＡＰ（θ）を算出し、角度プロファイルＡＰ（θ）のピークを与えるパラメータθを用いて反射波の信号の到来方向を算出しても良い。これにより、各レーダ受信部により受信された信号が複数の反射波の信号を含む場合においても、第１到来方向算出部３７は、角度プロファイルＡＰ（θ）に複数のピークを検出することにより、各反射波の信号の到来方向を算出できる。
【０２１０】
数式（３８）において、ａ（θｎ）は、θｎ方向から反射波の信号が到来した場合の受信アンテナの空間的に異なる配置に起因して生じる基準アンテナとして受信アンテナＡＮ−Ｒｘ１を基準とした位相差情報を含む受信アンテナ数分の要素をもつ列ベクトルであり、アレーマニホールド、あるいはステアリングベクトルと呼ばれるものである。ここで、パラメータθｎを所定の角度刻みΔθ毎に所定の角度範囲内において可変し、角度プロファイルＡＰ（θｎ）を算出し、ピークを与えるパラメータθを用いて反射波の信号の到来方向とする。
【０２１１】
【数３６】
【０２１２】
【数３７】
【０２１３】
【数３８】
【０２１４】
第２送信タイミング検出部３８は、送信制御部２ｂから出力された送信トリガ信号Ｔｒ２を入力し、入力された送信トリガ信号Ｔｒ２を基に、送信トリガ信号Ｔｒ２の離散時刻タイミングｋｓ２を検出する。第２送信タイミング検出部３８は、検出された離散時刻タイミングｋｓ２を第２到来方向算出部４０に出力する。
【０２１５】
第２位相差算出部３９は、レーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘから出力された各第２相関値ＡＣ２１（ｋ）及びＡＣ２２（ｋ）、並びに第２アンテナ相関値算出部３３から出力された第２アンテナ相関値ＢＣ２２１（ｋ）及びＢＣ２１２（ｋ）を入力する。第２位相差検出部３９は、入力された各相関値（ＡＣ２１（ｋ），ＡＣ２２（ｋ），ＢＣ２２１（ｋ），ＢＣ２１２（ｋ））を基に、離散時刻ｋ毎に若しくはＡＣ２（ｋ）のピークとなる離散時刻ｋにおいて、数式（３９）のＺ２（ｋ）を算出する。
【０２１６】
第２位相差算出部９６は、算出結果であるＺ２（ｋ）を基に、複素数であるＺ２（ｋ）の位相成分Φ２（ｋ）＝ａｎｇｌｅ［Ｚ２（ｋ）］を算出する。ａｎｇｌｅ［Ｚ２（ｋ）］は、複素数Ｚ２（ｋ）の位相成分［ｒａｄ］を算出する演算子である。第２位相差算出部３９は、算出結果である位相成分Φ２（ｋ）を第２到来方向算出部４０に出力する。
【０２１７】
【数３９】
【０２１８】
第２到来方向算出部４０は、第２送信タイミング検出部３８から出力された離散時刻タイミングｋｓ２、及び、第２位相差算出部３９から出力された位相成分Φ２（ｋ）を入力する。第２到来方向算出部４０は、入力された位相成分Φ２（ｋ）を基に、ターゲットにより反射された反射波の信号の到来方向を算出する。レーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘの各受信アンテナが図１６に示す様に間隔ｄによって配置されている場合には、第２到来方向算出部４０は、反射波の信号の到来方向φを数式（４０）に従って算出する。
【０２１９】
【数４０】
【０２２０】
又、第２到来方向算出部４０は、数式（４１）の相関行列Ｈ２（ｋ）を用いて、数式（４２）の角度プロファイルＡＰ（θ）を算出し、角度プロファイルＡＰ（θ）のピークを与えるパラメータθを用いて反射波の信号の到来方向を算出しても良い。これにより、各レーダ受信部により受信された信号が複数の反射波の信号を含む場合においても、第２到来方向算出部４０は、角度プロファイルＡＰ（θ）に複数のピークを検出することにより、各反射波の信号の到来方向を算出できる。
【０２２１】
数式（４３）において、パラメータａ（θｎ）は、θｎ方向から反射波の信号が到来した場合の受信アンテナの空間的に異なる配置に起因して生じる基準アンテナとして受信アンテナＡＮ−Ｒｘ２を基準とした位相差情報を含むベクトルであり、アレーマニホールド、あるいはステアリングベクトルと呼ばれるものである。ここで、パラメータθｎは所定の角度刻みΔθ毎に所定の角度範囲内において可変し、角度プロファイルＡＰ（θｎ）を算出し、ピークを与えるパラメータθを用いて反射波の信号の到来方向とするする。い。
【０２２２】
【数４１】
【０２２３】
【数４２】
【０２２４】
【数４３】
【０２２５】
以上により、レーダ装置１ｘは、複数のレーダ送信部（Ｔｘ１，Ｔｘ２）間において同期して送信しないが、以下の理由により、ターゲットにより反射された反射波の信号の到来方向を推定できる。
【０２２６】
レーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘの各相関値算出部が数式（１０）及び数式（１２）に従って自己相関値を算出すると、第ｎ番目のレーダ送信部Ｔｘｎと第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍｘとのキャリア周波数差Δｆｎｍは、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍｘの第ｎ相関値の位相成分Δθｎｍとして検出される。第ｎ相関値は、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍｘの第ｎ相関値算出部により算出された算出結果である。
【０２２７】
上述した本実施形態においては、第ｎ番目のレーダ送信部Ｔｘｎのパラメータｎは１又は２であり、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍｘのパラメータｍは１又は２である。キャリア周波数差Δｆｎｍは数式（１８）により示され、位相成分Δθｎｍは数式（１９）により示される。パラメータｆＴｎは第ｎ番目のレーダ送信部Ｔｘｎのキャリア周波数、パラメータｆＲｍは第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍのキャリア周波数を示す。
【０２２８】
レーダ装置１ｘのレーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘにおいては、基準信号発振器Ｌｏからのリファレンス信号が共通に入力されているため、各受信ＲＦ部は同期して動作する。これにより、各レーダ受信部のキャリア周波数は共通的にｆＲと表すことができる。
【０２２９】
従って、第ｎ番目のレーダ送信部Ｔｘｎと第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍｘとの周波数差Δｆｎ（数式（４４）参照）は、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍｘにおける第ｍ相関値の位相Δθｎ（数式（４５）参照）として検出される。各レーダ受信部の各信号処理部は同期して動作するため、各Ａ／Ｄ変換部におけるサンプルタイミングも同一となる。即ち、離散時刻ｋは各レーダ受信部間において共通となる。このため、第ｎアンテナ相関値算出部の算出結果である第ｎアンテナ相関値ＢＣｎｐｑ（ｋ）の位相は、Δθｎ＋φｐｑとなる。ここでφ0は初期位相である。
【０２３０】
【数４４】
【０２３１】
【数４５】
【０２３２】
パラメータφｐｑは、第ｑ番目のレーダ受信部Ｒｘｑｘ（ｑは１又は２）の受信位相を基準とした第ｐ番目のレーダ受信部Ｒｘｐｘ（ｐは１又は２）の受信位相差を表す。又、レーダ受信部間の受信ＲＦ部及び信号処理部は同期して動作するため、パラメータφｐｑは、第ｑ番目のレーダ受信部Ｒｘｑｘと第ｐ番目のレーダ受信部Ｒｘｐｘの各受信アンテナの配置が異なることに起因する、反射波の到来方向θに依存する位相差φｐｑと見なすことができる。
【０２３３】
方向推定部３４の第ｎ位相差検出部は、数式（３４）若しくは数式（３９）により第ｐ相関値ＡＣｎｑの位相成分（すなわちΔθｎ）を基準とした、第ｎアンテナ相関値ＢＣｎｐｑ（ｋ）の位相の差を検出する。これにより、反射波の信号の到来方向θに依存する位相差φｐｑを検出でき、到来方向推定が可能となる。
【０２３４】
なお、キャリア周波数差Δｆｑが、例えば、周波数変換部の位相誤差による変動を含む場合でも、レーダ送信信号を送信する時間内Ｔｐ１，Ｔｐ２より十分小さければ、レーダ送信部間が非同期でも位相検出に基づく方向推定が可能となる。
【０２３５】
なお、本実施の形態においては、方向推定部において、ターゲットまでの距離の推定とその到来方向の推定を行う構成を示したが、到来方向の推定のみであれば、第１送信タイミング検出部３５、第２送信タイミング検出部３８を用いない構成でも実施可能となり、従って、レーダ受信部から方向推定部３４に、送信トリガ信号Ｔｒ１，Ｔｒ２を出力することを省略ができる。
【０２３６】
（第３の実施形態）
第３の実施形態においては、レーダ装置は、第１レーダ送信周期及び第２レーダ送信周期を２回以上用いて、ターゲットに移動に基づく反射波の信号におけるドップラ位相変動を推定する。
【０２３７】
第３の実施形態のレーダ装置１ｙの構成及び動作について、図１７〜図２１を参照して説明する。図１７は、第３の実施形態のレーダ装置１ｙの内部構成を簡略に示すブロック図である。図１８は、第３の実施形態のレーダ装置１ｙの内部構成を詳細に示すブロック図である。図１９は、第３の実施形態における各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の一例を示すタイミングチャートである。図２０は、ドップラ位相変動推定部４１の内部構成の一例を詳細に示すブロック図である。図２１は、ドップラ位相変動推定部４１の内部構成の他の一例を詳細に示すブロック図である。
【０２３８】
第３の実施形態のレーダ装置１ｙの構成及び動作の説明において、第１の実施形態のレーダ装置１と同様の内容の説明は省略し、異なる内容について説明する。
【０２３９】
先ず、レーダ装置１ｙの各部の構成について簡略に説明する。
【０２４０】
レーダ装置１ｙは、図１７に示す様に、２つのレーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２、２つのレーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２、並びにドップラ位相変動推定部４１を含む構成である。レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２の構成及び動作は第１の実施形態のレーダ装置１のレーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２の構成及び動作と同様であるため、説明を省略する。更に、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２の構成及び動作は第１の実施形態のレーダ装置１のレーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２の構成及び動作と同様であるため、説明を省略する。
【０２４１】
第３の実施形態において、レーダ送信部Ｔｘ１の送信制御部２は、第１レーダ送信周期Ｔｗ１（図１９参照）毎に送信トリガ信号Ｔｒ１を第１符号生成部４に出力する。レーダ送信部Ｔｘ１は、第１レーダ送信周期Ｔｗ１毎に、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１を繰り返し送信する（図１９参照）。
【０２４２】
同様に、レーダ送信部Ｔｘ２の送信制御部２ｂは、第２レーダ送信周期Ｔｗ２（図１９参照）毎に送信トリガ信号Ｔｒ２を第１符号生成部４ｂに出力する。レーダ送信部Ｔｘ２は、第２レーダ送信周期Ｔｗ２毎に、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２を繰り返し送信する（図１９参照）。パラメータＴｗ１及びＴｗ２は、数式（２０）及び数式（２１）を満たす。
【０２４３】
（ドップラ位相変動推定部）
次に、第１の実施形態のレーダ装置１と異なる構成、即ちドップラ位相変動推定部４１の構成及び動作について図２０を参照して説明する。以下の説明において、第Ｍ番目のレーダ送信信号に対する離散時刻ｋにおける第１相関値をＡＣ１（ｋ，Ｍ）とし、第Ｍ番目のレーダ送信信号に対する離散時刻ｋにおける第２相関値をＡＣ２（ｋ，Ｍ）とする。
【０２４４】
ドップラ位相変動推定部４１は、図２０に示す様に、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２から出力された各第１相関値ＡＣ１（ｋ，Ｍ）を基にドップラ位相変動を推定する。具体的には、ドップラ位相変動推定部４１は、第１相関値ピーク検出部４２、第１位相検出部４３、第１記憶部４４及び第１位相変動検出部４５を含む構成である。
【０２４５】
更に、ドップラ位相変動推定部４１は、図２０に図示していないが、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２から出力された各第２相関値ＡＣ２（ｋ，Ｍ）を基にドップラ位相変動を推定する。具体的には、ドップラ位相変動推定部４１は、第２相関値ピーク検出部、第２位相検出部、第２記憶部及び第２位相変動検出部を含む構成である。
【０２４６】
第１相関値ピーク検出部４２と第２相関値ピーク検出部、第１位相検出部４３と第２位相検出部、第１記憶部４４と第２記憶部、及び第１位相変動検出部４５と第２位相変動検出部の各動作は同様である。このため、以下のドップラ位相変動推定部４１の説明においては、第１相関値ピーク検出部４２、第１位相検出部４３、第１記憶部４４及び第１位相変動検出部４５を例示して説明する。
【０２４７】
又、以下の説明において、第Ｍ番目の第１レーダ送信周期において送信されたレーダ送信信号を分離する第ｕ番目のレーダ受信部Ｒｘｕから出力された第１相関値をＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）とする。パラメータｕは、自然数であって１〜Ｎｒｘである。パラメータＮｒｘは、レーダ受信部の数であり、第３の実施形態のレーダ装置１ｙ（図１８参照）においては２である。
【０２４８】
第１相関値ピーク検出部４２は、第ｕ番目のレーダ受信部Ｒｘｕから出力された第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）を入力する。第１相関値ピーク検出部４２は、入力された第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）の自乗値｜ＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）｜２を算出する。第１相関値ピーク検出部４２は、所定の基準レベルＰｔｈを超える第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）の自乗値｜ＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）｜２のピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）を検出する。第１相関値ピーク検出部４２は、検出されたピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）を第１位相検出部４３に出力する。
【０２４９】
第１位相検出部４３は、第１相関値ピーク検出部４２から出力されたピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）を入力する。第１位相検出部４３は、入力されたピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）を基に、ピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）における第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）の位相成分Φ１（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）を数式（４６）に従って算出する。第１位相検出部４３は、算出結果である位相成分Φ１（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）を第１記憶部４４に記憶する。
【０２５０】
【数４６】
【０２５１】
第１記憶部４４は、第１位相検出部４３の算出結果である位相成分Φ１（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）と離散時刻ｋｐ１（ｕ）とを一時的に記憶する。
【０２５２】
第１位相変動検出部４５は、第１記憶部４４に記憶されている位相成分Φ１（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）と離散時刻ｋｐ１（ｕ）とを基に、ターゲットの移動に基づく反射波の信号における位相変動状況を検出する。
【０２５３】
具体的には、第１位相変動検出部４５は、離散時刻ｋｐ１（ｕ）を基に、次の第１レーダ送信周期Ｔｗ１における離散時刻（ｋｐ１（ｕ）＋ｒｏｕｎｄ（Ｔｗ１／Ｔｐ１））の第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋｐ１（ｕ）＋ｒｏｕｎｄ（Ｔｗ１／Ｔｐ１），Ｍ＋１）の位相情報Φ１（ｋｐ１（ｕ）＋ｒｏｕｎｄ（Ｔｗ１／Ｔｐ１），Ｍ＋１）を検出する。更に、第１位相変動検出部４５は、位相情報Φ１（ｋｐ１（ｕ）＋ｒｏｕｎｄ（Ｔｗ１／Ｔｐ１），Ｍ＋１）と、一時的に記憶されている位相情報Φ１（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）との差分（数式（４７）参照）を基に、位相変動状況ΔΦ１（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）を検出する。
【０２５４】
【数４７】
【０２５５】
第１位相変動検出部４５は、数式（４７）の算出結果を用いて、ΔΦ１（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）が大きいほど周波数変動が大きいと見なすことができ、ターゲットの移動に基づくドップラ位相変動を推定できる。
【０２５６】
以上により、レーダ装置１ｙは、複数のレーダ送信部（Ｔｘ１，Ｔｘ２）間において同期して送信しないが、以下の理由により、反射波の信号に含まれるドップラ位相変動を推定できる。
【０２５７】
レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２の各相関値算出部が数式（１０）及び数式（１２）に従って自己相関値を算出すると、第ｎ番目のレーダ送信部Ｔｘｎと第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍとのキャリア周波数差Δｆｎｍは、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍの第ｎ相関値の位相成分Δθｎｍとして検出される。第ｎ相関値は、第ｎ相関値算出部により算出された算出結果である。
【０２５８】
上述した本実施形態においては、レーダ送信部Ｔｘｎのパラメータｑは１又は２であり、レーダ受信部Ｒｘｍのパラメータｍは１又は２である。キャリア周波数差Δｆｎｍは数式（１８）により示され、位相成分Δθｎｍは数式（４８）により示される。パラメータｆＴｎはレーダ送信部Ｔｘｎのキャリア周波数、パラメータｆＲｍはレーダ受信部Ｒｘｍのキャリア周波数を示す。
【０２５９】
【数４８】
【０２６０】
ここで、ｆｄｍは第ｍのレーダ受信部Ｒｘｍにおいて受信される反射波の信号におけるドップラ周波数を表す。ドップラ位相変動推定部４１の第ｎ位相変動検出部は、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍからの第１相関演算値の位相Δθｎｍと、続くレーダ送信周期における第１相関演算値の位相Δθｎｍとの差分を検出することにより、ドップラ位相変動を推定できる。
【０２６１】
なお、キャリア周波数差Δｆが、例えば、周波数変換部の位相誤差による変動を含む場合でも、レーダ送信信号を送信する時間内Ｔｐ１，Ｔｐ２より十分小さければ、レーダ送信部間が非同期でも位相検出に基づくドップラ位相変動を推定できる。
【０２６２】
次に、ドップラ位相変動推定部４１の別の構成及び動作について図２１を参照して説明する。
【０２６３】
ドップラ位相変動推定部４１は、図２１に示す様に、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２から出力された各第１相関値ＡＣ１（ｋ，Ｍ）を基にドップラ位相変動を推定する。具体的には、ドップラ位相変動推定部４１は、第１相関値ピーク検出部４６、第１記憶部４７及び第１位相変動検出部４８を含む構成である。
【０２６４】
更に、ドップラ位相変動推定部４１は、図２１に図示していないが、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２から出力された各第２相関値ＡＣ２（ｋ，Ｍ）を基にドップラ位相変動を推定する。具体的には、ドップラ位相変動推定部４１は、第２相関値ピーク検出部、第２記憶部及び第２位相変動検出部を含む構成である。
【０２６５】
第１相関値ピーク検出部４６と第２相関値ピーク検出部、第１記憶部４７と第２記憶部、及び第１位相変動検出部４８と第２位相変動検出部の各動作は同様である。このため、以下のドップラ位相変動推定部４１の説明においては、第１相関値ピーク検出部４６、第１記憶部４７及び第１位相変動検出部４８を例示して説明する。
【０２６６】
第１相関値ピーク検出部４６は、第ｕ番目のレーダ受信部Ｒｘｕから出力された第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）を入力する。第１相関値ピーク検出部４６は、入力された第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）の自乗値｜ＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）｜２を算出する。第１相関値ピーク検出部４６は、所定の基準レベルＰｔｈを超える第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）の自乗値｜ＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）｜２のピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）を検出する。第１相関値ピーク検出部４６は、検出されたピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）を第１記憶部４７に出力する。
【０２６７】
第１記憶部４７は、第１相関値ピーク検出部４６から出力されたピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）と、ピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）における第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）とを一時的に記憶する。
【０２６８】
第１位相変動検出部４８は、第１記憶部４７に記憶されているピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）と、ピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）における第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）とを基に、ターゲットの移動に基づく反射波の信号における位相変動状況を検出する。
【０２６９】
具体的には、第１位相変動検出部４８は、離散時刻ｋｐ１（ｕ）を基に、次の第１レーダ送信周期Ｔｗ１における離散時刻（ｋｐ１（ｕ）＋ｒｏｕｎｄ（Ｔｗ１／Ｔｐ１））の第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋｐ１（ｕ）＋ｒｏｕｎｄ（Ｔｗ１／Ｔｐ１），Ｍ＋１）を検出する。更に、第１位相変動検出部４５は、第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋｐ１（ｕ）＋ｒｏｕｎｄ（Ｔｗ１／Ｔｐ１），Ｍ＋１）と、一時的に記憶されている第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）との差分（数式（４９）参照）を基に、位相変動状況ΔΦ（ｋｐ（ｕ），Ｍ）を検出する。
【０２７０】
【数４９】
【０２７１】
第１位相変動検出部４８は、数式（４９）の算出結果を用いて、ΔΦ１（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）が大きいほど周波数変動が大きいと見なすことができ、ターゲットの移動に基づくドップラ位相変動を推定できる。
【０２７２】
以上により、レーダ装置１ｙは、複数のレーダ送信部（Ｔｘ１，Ｔｘ２）間において同期して送信しないが、上述した同様の理由により、反射波の信号に含まれるドップラ位相変動を推定できる。
【０２７３】
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０２７４】
なお、上述した各実施形態においてはレーダ送信部が２つである場合を説明したが、レーダ送信部が３つ以上である場合も同様に適用できる。例えばレーダ送信部が３つである場合を説明する。第３番目のレーダ送信部をレーダ送信部Ｔｘ３と表記する。レーダ送信部Ｔｘ３の構成は他のレーダ送信部Ｔｘ１又はレーダ送信部Ｔｘ２と同様であるため、レーダ送信部Ｔｘ３の構成の説明は省略する。
【０２７５】
レーダ送信部Ｔｘ３の第３の符号生成部は、第３の送信制御部からの送信トリガ信号を基に、符号長Ｌのパルス符号系列ｂｎを、Ｎ３回繰り返して生成する。符号長Ｌの送信信号ａｎ＿ｐ３は、パルス幅Ｔｐ３の送信時間において送信される。即ち、１つの符号あたりのパルス幅Ｔｓ３＝Ｔｐ３／Ｌの送信時間において送信される。また、送信信号ａｎ＿ｐ３のＮ３回繰り返し送信される時間幅はＴｐ３×Ｎ３となる。
【０２７６】
ここで、パラメータＴｐ３は、上述したパラメータＴｐ１及びＴｐ２とは互いに異なり、数式（５０）の関係を有する。更に、Ｔｐ３は、Ｔｐ１及びＴｐ２に対し数式（５１）の関係を有することにより、レーダ受信部において、レーダ送信部Ｔｘ１，Ｔｘ２及びＴｘ３からの各レーダ送信信号を分離して受信できる。他の各部の動作は第１の実施形態のレーダ装置１の各部と同様である。
【０２７７】
【数５０】
【０２７８】
【数５１】
【０２７９】
なお、上述した各実施形態のレーダ受信部により受信された反射波の信号が、各Ａ／Ｄ変換部のダイナミックレンジを超える場合がある。これに備えて、各レーダ受信部の各Ａ／Ｄ変換部の前段にＡＧＣ（Auto Gain Control）部を有しても良い。ＡＧＣ部は、反射波の信号レベルをＡ／Ｄ変換部の出力信号、若しくは受信ＲＦ部の入力レベル検出結果（例えばＲＳＳＩ：Receive Signal Strength Indication）を用いて、反射波の信号レベルに応じて、ＡＧＣ部における増幅利得を制御する。これにより、レーダ受信部は、反射波の信号レベルを各Ａ／Ｄ変換部のダイナミックレンジ内に制御して、後段の各部の動作を可能とできる。
【産業上の利用可能性】
【０２８０】
本発明は、各送信側系統間の動作を同期させるための回路構成を追加せずに、簡易な構成により実現可能なレーダ装置として有用である。
【符号の説明】
【０２８１】
１、１ｖ、１ｗ、１ｘ、１ｙ レーダ装置
２、２ｂ 送信制御部
３、３ｂ 送信信号生成部
４ 第１符号生成部
４ｂ 第２符号生成部
５、５ｂ 変調部
６、６ｂ ＬＰＦ
７、７ｂ 送信ＲＦ部
８、８ｂ、１２ 周波数変換部
９、９ｂ、１１ 増幅器
１０ 受信ＲＦ部
１３ 直交検波部
１４、１４ｖ、１４ｘ 信号処理部
１６ Ａ／Ｄ変換部
１７ 第１遅延部
１８ 第２遅延部
１９ 第１相関値算出部
２０ 第２相関値算出部
２１ 測位部
２２ 送信タイミング検出部
２３ 相関値ピーク検出部
２４ 到来遅延時間算出部
２５ ターゲット距離推定部
２６ ターゲット位置推定部
２７ 第１加算部
２８ 第２加算部
３０、３１ 符号切換部
３２ 第１アンテナ相関値算出部
３３ 第２アンテナ相関値算出部
３４ 方向推定部
３５ 第１送信タイミング検出部
３６ 第１位相差算出部
３７ 第１到来方向算出部
３８ 第２送信タイミング検出部
３９ 第２位相差算出部
４０ 第２到来方向算出部
４１ ドップラ位相変動推定部
４２、４６ 第１相関値ピーク検出部
４３ 第１位相検出部
４４、４７ 第１記憶部
４５、４８ 第１位相変動検出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターゲットに反射された反射波の信号をアンテナにより受信してターゲットを検出するレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダ装置は、レーダ送信信号を基に生成した電波を測定地点から空間に放射し、ターゲットに反射された反射波の信号を受信して、測定地点とターゲットとの距離、位置及び方向のうち少なくとも１つ以上を測定する。特に近年、送信側系統及び受信側系統においてそれぞれ複数のアンテナを用いたＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）レーダ装置の開発が進められている。
【０００３】
ＭＩＭＯレーダ装置は、送信側系統において複数のアンテナからほぼ同時にレーダ送信信号を送信し、受信側系統において複数のアンテナを用いてターゲットからの反射波であるレーダ送信信号を分離受信する。ＭＩＭＯレーダ装置によれば、複数のアンテナからレーダ送信信号をほぼ同時に送信するため、ターゲットの測定時間を短縮できる。
【０００４】
又、ＭＩＭＯレーダ装置は、同一のターゲットからの反射波の信号を複数の異なる経路において受信することがあるため、伝搬フェージングが発生している場合においては、ダイバーシチ効果に基づくターゲットの検出精度及び測定可能距離を向上できる。
【０００５】
従来のＭＩＭＯレーダ装置の一例として、例えば非特許文献１が知られている。従来のＭＩＭＯレーダ装置は、送信側系統において互いに直交する直交符号系列を乗じた各レーダ送信信号を複数のアンテナから同時に送信する。従来のＭＩＭＯレーダ装置は、受信側系統において複数のアンテナにより受信された各受信信号に、送信側系統において用いられた直交符号系列と直交性のある直交符号系列を乗じ、各受信信号を分離する。従来のＭＩＭＯレーダ装置によれば、ターゲットの測定時間を短縮できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｍｉｗａ ｅｔ ａｌ．， “Ｔｘ ａｎｄ Ｒｘ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ＭＩＭＯ Ｒａｄａｒ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｃｏｄｅｓ”， ＩＥＩＣＥ Ｔｒａｎｓ． Ｃｏｍｍｕｎ．， Ｖｏｌ．Ｅ９４−Ｂ， Ｎｏ．２，Ｆｅｂ２０１１ ｐｐ５４６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、非特許文献１のＭＩＭＯレーダ装置においては、互いに直交性のある各レーダ送信信号を複数のアンテナから送信する場合、各レーダ送信信号による符号間干渉を抑圧するために、各送信側系統のアンテナにおける動作が同期している必要がある。
【０００８】
このためには、各送信側系統のアンテナにおける動作を同期させるためのリファレンス信号を供給するための構成を追加する必要があり、ＭＩＭＯレーダ装置の回路構成が複雑になるという課題があった。
【０００９】
本発明は、上述従来の事情に鑑みてなされたもので、各送信側系統間の動作を同期させるための回路構成を追加せずに、簡易な構成により実現可能なレーダ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述したレーダ装置であって、所定の符号長の符号系列を、第１符号幅を用いて所定数繰り返した第１変調信号を生成する第１送信信号生成部と、前記第１変調信号を高周波の第１レーダ送信信号に変換し、前記第１レーダ送信信号を第１送信アンテナから送信する第１送信ＲＦ部と、を有する第１レーダ送信部と、前記所定の符号長の符号系列を、第２符号幅を用いて所定数繰り返した第２変調信号を生成する第２送信信号生成部と、前記第２変調信号を高周波の第２レーダ送信信号に変換し、前記第２レーダ送信信号を第２送信アンテナから送信する第２送信ＲＦ部と、を有する第２レーダ送信部と、を含む。
【００１１】
本発明は、上述したレーダ装置であって、第１符号長の符号系列を所定数繰り返した第１変調信号を生成する第１送信信号生成部と、前記第１変調信号を高周波の第１レーダ送信信号に変換し、前記第１レーダ送信信号を第１送信アンテナから送信する第１送信ＲＦ部と、を有する第１レーダ送信部と、第２符号長の符号系列を所定数繰り返した第２変調信号を生成する第２送信信号生成部と、前記第２変調信号を高周波の第２レーダ送信信号に変換し、前記第２レーダ送信信号を第２送信アンテナから送信する第２送信ＲＦ部と、を有する第２レーダ送信部とを含み、前記第１変調信号及び前記第２変調信号における１つの符号あたり時間幅は等しく、かつ、前記第１符号長と前記第２符号長はどちらか一方整数倍とならない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、各送信側系統間の動作を同期させるための回路構成を追加せずに、簡易な構成により実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態のレーダ装置の内部構成を簡略に示すブロック図
【図２】第１の実施形態のレーダ装置の内部構成を詳細に示すブロック図
【図３】各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の一例を示すタイミングチャート
【図４】各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の他の一例を示すタイミングチャート
【図５】測位部の内部構成を詳細に示すブロック図
【図６】レーダ送信部からのレーダ送信信号とレーダ受信部の各部の出力信号との関係の一例を示すタイミングチャート
【図７】第１の実施形態の変形例１のレーダ装置のレーダ受信部の内部構成を詳細に示すブロック図
【図８】第１の実施形態の変形例１における各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の一例を示すタイミングチャート
【図９】第１の実施形態の変形例２のレーダ装置のレーダ送信部の内部構成を詳細に示すブロック図
【図１０】第１の実施形態の変形例２における各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係を示すタイミングチャート
【図１１】第１の実施形態の変形例３における各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の一例を示すタイミングチャート
【図１２】第１の実施形態の変形例３における各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の他の一例を示すタイミングチャート
【図１３】第２の実施形態のレーダ装置の内部構成を簡略に示すブロック図
【図１４】第２の実施形態のレーダ装置の内部構成を詳細に示すブロック図
【図１５】方向推定部の内部構成を詳細に示すブロック図
【図１６】受信アンテナの配置の一例を示す説明図
【図１７】第３の実施形態のレーダ装置の内部構成を簡略に示すブロック図
【図１８】第３の実施形態のレーダ装置の内部構成を詳細に示すブロック図
【図１９】第３の実施形態における各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の一例を示すタイミングチャート
【図２０】ドップラ位相変動推定部の内部構成の一例を詳細に示すブロック図
【図２１】ドップラ位相変動推定部の内部構成の他の一例を詳細に示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の各実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
以下の説明において、本発明に係るレーダ装置は、系統毎に１つの送信アンテナ又は１つの受信アンテナを有する複数の送信側系統と複数の受信側系統とを含み、例えば２つの送信側系統及び２つの受信側系統を含む構成とする。なお、送信アンテナ又は受信アンテナは、送信アンテナ素子又は受信アンテナ素子でも良い。
【００１６】
（第１の実施形態）
第１の実施形態のレーダ装置１の構成及び動作について、図１〜図６を参照して説明する。図１は、第１の実施形態のレーダ装置１の内部構成を簡略に示すブロック図である。図２は、第１の実施形態のレーダ装置１の内部構成を詳細に示すブロック図である。図３は、各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の一例を示すタイミングチャートである。図４は、各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の他の一例を示すタイミングチャートである。図５は、測位部２１の内部構成を詳細に示すブロック図である。図６は、レーダ送信部からのレーダ送信信号とレーダ受信部の各部の出力信号との関係の一例を示すタイミングチャートである。
【００１７】
レーダ装置１において、レーダ送信部Ｔｘ１は高周波のレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１を送信アンテナＡＮ−Ｔｘ１から送信し、レーダ送信部Ｔｘ２は高周波のレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２を送信アンテナＡＮ−Ｔｘ２から送信する。各レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１及びＳ−Ｔｘ２の送信タイミングは、同じでなく（非同期）てても良いが、同じ（同期）にしてもよく、それぞれ同様な効果が得られるが、非同期とする場合は同期のための回路が不要となり、レーダ装置１の構成がより簡易化される。
【００１８】
レーダ受信部Ｒｘ１は、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１又はＳ−Ｔｘ２がターゲットにより反射された反射波の信号を受信アンテナＡＮ−Ｒｘ１において受信する。レーダ受信部Ｒｘ２は、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１又はＳ−Ｔｘ２がターゲットにより反射された反射波の信号を受信アンテナＡＮ−Ｒｘ２において受信する。
【００１９】
レーダ装置１は、各受信アンテナＡＮ−Ｔｘ１又はＡＮ−Ｔｘ２において受信された信号の信号処理によって、ターゲットの有無、ターゲットまでの距離及びターゲットの位置を検出する。なお、ターゲットはレーダ装置１が検出する対象の物体であり、例えば自動車又は人を含み、以下の各実施形態においても同様である。
【００２０】
先ず、レーダ装置１の各部の構成について簡略に説明する。
【００２１】
レーダ装置１は、図１に示す様に、２つのレーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２、２つのレーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２、並びに測位部２１を含む構成である。レーダ送信部Ｔｘ１は、送信制御部２、送信信号生成部３、及び、送信アンテナＡＮ−Ｔｘ１が接続される送信ＲＦ部７を有する。レーダ送信部Ｔｘ２は、送信制御部２ｂ、送信信号生成部３ｂ、及び、送信アンテナＡＮ−Ｔｘ２が接続される送信ＲＦ部７ｂを有する。
【００２２】
レーダ受信部Ｒｘ１は、受信アンテナＡＮ−Ｒｘ１が接続される受信ＲＦ部１０、及び信号処理部１４を有する。レーダ受信部Ｒｘ２は、レーダ受信部Ｒｘ１と同様に、受信アンテナが接続される受信ＲＦ部及び信号処理部を有する。信号処理部１４は、Ａ／Ｄ変換部１６、第１遅延部１７、第２遅延部１８、第１相関値算出部１９及び第２相関値算出部２０を有する。なお、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２はそれぞれ同様の構成を有し、以下、レーダ受信部の動作においてはレーダ受信部Ｒｘ１を例示して説明し、後述の各実施形態においても同様とする。
【００２３】
（レーダ送信部）
次に、レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２の各部の構成について、図２を参照して詳細に説明する。
【００２４】
レーダ送信部Ｔｘ１は、図２に示す様に、送信制御部２、送信信号生成部３、及び、送信アンテナＡＮ−Ｔｘ１が接続された送信ＲＦ部７を有する。
【００２５】
送信信号生成部３は、第１符号生成部４、変調部５、及びＬＰＦ（Low Pass Filter）６を含む構成である。なお、図２において送信信号生成部３はＬＰＦ６を含む構成であるが、ＬＰＦ６は、送信信号生成部３と独立してレーダ送信部Ｔｘ１の中に構成されても良い。送信ＲＦ部７は、周波数変換部８及び増幅器９を含む構成である。
【００２６】
レーダ送信部Ｔｘ２は、図２に示す様に、送信制御部２ｂ、送信信号生成部３ｂ、及び、送信アンテナＡＮ−Ｔｘ２が接続された送信ＲＦ部７ｂを有する。
【００２７】
送信信号生成部３ｂは、第１符号生成部４ｂ、変調部５ｂ、及びＬＰＦ（Low Pass Filter）６ｂを含む構成である。同様に、図２において送信信号生成部３ｂはＬＰＦ６ｂを含む構成であるが、ＬＰＦ６ｂは、送信信号生成部３ｂと独立してレーダ送信部Ｔｘ２の中に構成されても良い。送信ＲＦ部７ｂは、周波数変換部８ｂ及び増幅器９ｂを含む構成である。
【００２８】
次に、レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２の各部の動作について詳細に説明する。
【００２９】
レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２の各部は、不図示の異なる基準信号発振器により生成されたリファレンス信号を所定倍に逓倍した信号に基づいてそれぞれ動作する。このため、レーダ装置１において、各レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２の動作は非同期である。但し、各レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２の動作を同期させるために、共通の基準信号発振器により生成されたリファレンス信号が各レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２に入力されても良い。なお、逓倍信号は、送信信号生成部３と送信ＲＦ部７とそれぞれ、異なる倍数に逓倍した信号でもよいし、同一の倍数に逓倍した信号でも良い。
【００３０】
レーダ送信部Ｔｘ１の各部の動作を説明する。
【００３１】
送信信号生成部３は、送信制御部２からの送信トリガ信号Ｔｒ１を基に（図３の第１段参照）、符号長Ｌの符号系列ｂｎの変調によって、Ｎ１個のベースバンドのパルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿ｐ１を生成する（図３の第２段参照）。パラメータＮ１は所定の整数であり、パラメータｎ＝１〜Ｌであり、パラメータＬは符号系列ｂｎの符号長を表す。
【００３２】
送信ＲＦ部７は、送信信号生成部３により生成されたＮ１個のベースバンドのパルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿ｐ１を高周波のレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１に変換して生成し、送信アンテナＡＮ−Ｔｘ１から送信する。
【００３３】
符号長Ｌのパルス圧縮符号ａｎ＿ｐ１を基に生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１は、パルス符号幅Ｔｐ１の送信時間において送信される。即ち、符号長Ｌのパルス圧縮符号ａｎ＿ｐ１を基に生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１において、１つの符号当たりのパルス幅Ｔｓ１は数式（１）の様に示される。又、符号長Ｌのパルス圧縮符号ａｎ＿ｐ１を基にＮ１回繰り返して生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１は、パルス符号幅Ｔｐ１×Ｎ１の送信時間において送信される（図３の第２段参照）。
【００３４】
【数１】
【００３５】
送信制御部２は、予め定められた第１レーダ送信周期毎に、送信信号の生成タイミングを指示する送信トリガ信号Ｔｒ１を第１符号生成部４に出力する。
【００３６】
第１符号生成部４は、送信制御部２から出力された送信トリガ信号Ｔｒ１を基に、符号長Ｌの符号系列ｂｎのパルス圧縮用の送信符号を、Ｎ１回繰り返して生成する。パルス圧縮用の送信符号は、自己相関性の高い特性を有する符号であることが好ましく、例えばＭ系列符号、Ｂａｒｋｅｒ符号系列又はＧｏｌａｙ符号系列等を用いる。以下の各実施形態においても同様である。なお、図３の第２段には、パラメータＮ１＝８の例が示されている。
【００３７】
第１符号生成部４は、生成された符号系列ｂｎの送信符号を変調部５に出力する。以下、符号系列ｂｎの送信符号を、便宜的に送信符号ｂｎと記載する。なお、図３の第２段においては、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１は、送信トリガ信号Ｔｒ１の立ち上がりエッジを起点に送信されているが、例えば送信トリガ信号Ｔｒ１の立ち下がりエッジを起点に送信されても良い。
【００３８】
又、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１は、送信トリガ信号Ｔｒ１の立ち上がりエッジの時点を起点に生成されてから送信アンテナＡＮ−Ｔｘ１の端子部分から送信されるまでに所要時間Ｔｏを要することがある（図４の第２段参照）。この場合、所要時間Ｔｏを予め測定し、後述する測位部２１における算出結果から時間Ｔｏを減算することにより、レーダ装置１のターゲットまでの距離の測定誤差を低減できる。
【００３９】
変調部５は、第１符号生成部４から出力された送信符号ｂｎを入力する。変調部５は、入力された送信符号ｂｎのパルス変調によって、ベースバンドのパルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿ｐ１を生成する。なお、パルス変調とは、振幅変調、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）又は位相変調（ＰＳＫ（Phase Shift Keying））である。変調部５は、ＬＰＦ６を介して、生成された送信信号ａｎ＿ｐ１のうち予め設定された制限帯域以下の送信信号ａｎ＿ｐ１を送信ＲＦ部７に出力する。
【００４０】
周波数変換部８は、送信信号生成部３により生成された送信信号ａｎ＿ｐ１を、例えばミリ波帯域を含む高周波帯域にアップコンバートすることによって、キャリア周波数帯域のレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１を生成する。周波数変換部８は、生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１を増幅器９に出力する。
【００４１】
増幅器９は、周波数変換部８から出力されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１のレベルを所定のレベルに増幅することによって、送信アンテナＡＮ−Ｔｘ１に出力する。増幅されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１は、送信アンテナＡＮ１を介した空間への放射によって送信される。
【００４２】
送信アンテナＡＮ−Ｔｘ１は、送信ＲＦ部７により出力されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１を空間に放射することによって送信する。図３の第２段に示す様に、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１は、Ｔｐ１×Ｎ１の送信時間において送信される。
【００４３】
次に、レーダ送信部Ｔｘ２の各部の動作を説明する。
【００４４】
送信信号生成部３ｂは、送信制御部２ｂからの送信トリガ信号Ｔｒ２を基に（図３の第３段参照）、符号長Ｌの符号系列ｂｎの変調によって、Ｎ２個のベースバンドのパルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿ｐ２を生成する（図３の第４段参照）。パラメータＮ２は所定の整数であり、パラメータｎ＝１〜Ｌであり、パラメータＬは符号系列ｂｎの符号長を表す。
【００４５】
送信ＲＦ部７ｂは、送信信号生成部３ｂにより生成されたＮ２個のベースバンドのパルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿ｐ２を高周波のレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２に変換して生成し、送信アンテナＡＮ−Ｔｘ２から送信する。
【００４６】
符号長Ｌのパルス圧縮符号ａｎ＿ｐ２を基に生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２は、パルス符号幅Ｔｐ２の送信時間において送信される。即ち、符号長Ｌのパルス圧縮符号ａｎ＿ｐ２を基に生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２において、１つの符号当たりのパルス幅Ｔｓ２は数式（２）の様に示される。又、符号長Ｌのパルス圧縮符号ａｎ＿ｐ２を基にＮ２回繰り返して生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２は、パルス符号幅Ｔｐ２×Ｎ２の送信時間において送信される（図３の第４段参照）。
【００４７】
【数２】
【００４８】
送信制御部２ｂは、予め定められた第２レーダ送信周期毎に、送信信号の生成タイミングを指示する送信トリガ信号Ｔｒ２を第１符号生成部４ｂに出力する。
【００４９】
第２符号生成部４ｂは、送信制御部２ｂから出力された送信トリガ信号Ｔｒ２を基に、符号長Ｌの符号系列ｂｎのパルス圧縮用の送信符号を、Ｎ２回繰り返して生成する。パルス圧縮用の送信符号は、自己相関性の高い特性を有する符号であることが好ましく、例えばＭ系列符号、Ｂａｒｋｅｒ符号系列又はＧｏｌａｙ符号系列等を用いる。なお、図３の第４段には、パラメータＮ２＝８の例が示されている。
【００５０】
第２符号生成部４ｂは、生成された符号系列ｂｎの送信符号を変調部５ｂに出力する。なお、図３の第４段においては、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２は、送信トリガ信号Ｔｒ２の立ち上がりエッジを起点に送信されているが、例えば送信トリガ信号Ｔｒ２の立ち下がりエッジを起点に送信されても良い。
【００５１】
又、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２は、送信トリガ信号Ｔｒ２の立ち上がりエッジの時点を起点に生成されてから送信アンテナＡＮ−Ｔｘ２の端子部分から送信されるまでに所要時間Ｔｏを要することがある（図４の第４段参照）。この場合、所要時間Ｔｏを予め測定し、後述する測位部２１における算出結果から時間Ｔｏを減算することにより、レーダ装置１のターゲットまでの距離の測定誤差を低減できる。
【００５２】
変調部５ｂは、第２符号生成部４ｂから出力された送信符号ｂｎを入力する。変調部５ｂは、入力された送信符号ｂｎのパルス変調によって、ベースバンドのパルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿ｐ２を生成する。変調部５ｂは、ＬＰＦ６ｂを介して、生成された送信信号ａｎ＿ｐ２のうち予め設定された制限帯域以下の送信信号ａｎ＿ｐ２を送信ＲＦ部７ｂに出力する。
【００５３】
周波数変換部８ｂは、送信信号生成部３ｂにより生成された送信信号ａｎ＿ｐ２を、例えばミリ波帯域を含む高周波帯域にアップコンバートすることによって、キャリア周波数帯域のレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２を生成する。周波数変換部８ｂは、生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２を増幅器９ｂに出力する。
【００５４】
増幅器９ｂは、周波数変換部８ｂから出力されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２のレベルを所定のレベルに増幅することによって、送信アンテナＡＮ−Ｔｘ２に出力する。増幅されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２は、送信アンテナＡＮ２を介した空間への放射によって送信される。
【００５５】
送信アンテナＡＮ−Ｔｘ２は、送信ＲＦ部７ｂにより出力されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２を空間に放射することによって送信する。図３の第４段に示す様に、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２は、Ｔｐ２×Ｎ２の送信時間において送信される。
【００５６】
ここで、図３の第２段及び第４段に示す様に、パラメータＴｐ１及びＴｐ２は互いに異なり、パラメータＴｐ１はＴｐ２の整数倍ではなく、パラメータＴｐ１及びＴｐ２の間には、数式（３）及び数式（４）の関係が成立する。数式（４）において、パラメータＴａｄは、後述するレーダ受信部のＡ／Ｄ変換部におけるサンプル周期を示す。
【００５７】
数式（４）の関係が成立することにより、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２の異なるＡ／Ｄ変換部によりＡＤ変換されて得られる離散サンプル遅延数（Ｎｓ１，Ｎｓ２）が異なる値（Ｎｓ１≠Ｎｓ２）となる。即ち、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２は、各レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２からの各レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１及びＳ−Ｔｘ２がターゲットにより反射された反射波の信号を分離できる。
【００５８】
【数３】
【００５９】
【数４】
【００６０】
（レーダ受信部）
次に、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２の各部の構成について、図２を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態においてレーダ装置１は、２つのレーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２を含むが、第１の実施形態の様にレーダ装置１からターゲットまでの距離を推定する場合においては、１つのレーダ受信部Ｒｘ１を用いた構成でも良い。
【００６１】
レーダ受信部Ｒｘ１は、図２に示す様に、１つの受信アンテナＡＮ−Ｒｘ１が接続された受信ＲＦ部１０、及び信号処理部１４を有する。
【００６２】
受信ＲＦ部１０は、増幅器１１、周波数変換部１２及び直交検波部１３を含む構成である。信号処理部１４は、Ａ／Ｄ変換部１６、第１遅延部１７、第２遅延部１８、第１相関値算出部１９及び第２相関値遅延部２０を含む構成である。レーダ受信部Ｒｘ１の信号処理部１４は、第１レーダ送信周期Ｔｗ１（図８参照）を信号処理区間として周期的に動作する。
【００６３】
レーダ受信部Ｒｘ２は、図２に図示していないがレーダ受信部Ｒｘ１と同様に、１つの受信アンテナが接続された受信ＲＦ部、及び信号処理部を有する。レーダ受信部Ｒｘ２の信号処理部は、第２レーダ送信周期Ｔｗ２（図８参照）を信号処理区間として周期的に動作する。
【００６４】
次に、レーダ受信部Ｒｘ１の各部の動作について詳細に説明する。上述した様に、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２はそれぞれ同様の構成を有し、レーダ受信部Ｒｘ１を例示して説明する。
【００６５】
レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２の各部は、不図示の異なる基準信号発振器により生成されたリファレンス信号を所定倍に逓倍した信号に基づいて動作する。なお、逓倍信号は、受信ＲＦ部１０と信号処理部１４とそれぞれ、異なる倍数に逓倍した信号でもよいし、同一の倍数に逓倍した信号でも良い。
【００６６】
受信アンテナＡＮ−Ｒｘ１は、レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２から送信された各レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１及びＳ−Ｔｘ２がターゲットにより反射された反射波を受信する。又、受信アンテナＡＮ−Ｒｘ１は、各レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１及びＳ−Ｔｘ２のうちいずれかがターゲットにより反射された反射波を受信する場合もある。受信アンテナＡＮ−Ｒｘ１により受信された受信信号は、受信ＲＦ部１０に入力される。
【００６７】
レーダ受信部Ｒｘ１の各部の動作を説明する。
【００６８】
増幅器１１は、受信アンテナＡＮ−Ｒｘ１から出力された高周波帯域の受信信号を入力し、高周波帯域の受信信号のレベルを増幅して周波数変換部１２に出力する。
【００６９】
周波数変換部１２は、増幅器１１から出力された高周波帯域の受信信号を入力し、入力された高周波帯域の受信信号をベースバンドにダウンコンバートし、ダウンコンバートされたベースバンドの受信信号を直交検波部１３に出力する。
【００７０】
直交検波部１３は、周波数変換部１２から出力されたベースバンドの受信信号を入力し、ベースバンドの受信信号を直交検波することにより、同相信号（In-phase signal）及び直交信号（Quadrate signal）を用いて構成されるベースバンドの受信信号を生成する。直交検波部１３は、同相信号（Ｉ信号）及び直交信号（Ｑ信号）を用いて構成される受信信号をＡ／Ｄ変換部１６に出力する。
【００７１】
Ａ／Ｄ変換部１６は、直交検波部１３から出力されたベースバンドの同相信号及び直交信号を用いて構成される受信信号を入力し、入力された受信信号を離散時刻ｋ毎にサンプリングすることによって、アナログデータの受信信号をデジタルデータの離散信号にＡＤ変換する。Ａ／Ｄ変換部１６は、離散時刻ｋ毎にＡＤ変換されたデジタルデータの受信信号成分を、離散サンプル値として第１遅延部１７及び第１相関値算出部１９にそれぞれ出力する。
【００７２】
ここで、Ａ／Ｄ変換部１６のサンプルレート（１／Ｔａｄ）は、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１及びＳ−Ｔｘ２における１つの符号当たりのパルス幅Ｔｓ１及びＴｓ２から規定されるパルス送信レート１／Ｔｓ１及び１／Ｔｓ２の２倍以上に設定される（サンプリング定理）。即ち、Ａ／Ｄ変換部１６のサンプルレート（１／Ｔａｄ）は、数式（５）及び数式（６）の関係が成立する。
【００７３】
【数５】
【００７４】
【数６】
【００７５】
なお、以下の説明では、Ａ／Ｄ変換部１６により変換された離散時刻ｋにおける受信信号は、同相信号成分Ｉｒ（ｋ）及び直交信号成分Ｑｒ（ｋ）を用いて、数式（７）の複素信号ｘ（ｋ）として表す。以下の各実施形態においても同様である。ここで、ｊはｊ２＝−１を満たす虚数単位である。パラメータｋは、Ａ／Ｄ変換部１６がサンプリングする離散タイミングを示す。
【００７６】
【数７】
【００７７】
第１遅延部１７は、Ａ／Ｄ変換部１６から出力された受信信号ｘ（ｋ）を所定サンプル数Ｎｓ１分遅延した遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ１）を第１相関値算出部１９に出力する。所定サンプル数Ｎｓ１は、数式（８）により示される。なお、ｒｏｕｎｄ（ｘ）は、整数丸め演算子であり、実数（ｘ）の小数点以下を四捨五入した整数値を与える演算子である。
【００７８】
【数８】
【００７９】
第２遅延部１８は、Ａ／Ｄ変換部１６から出力された受信信号ｘ（ｋ）を所定サンプル数Ｎｓ２分遅延した遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ２）を第２相関値算出部２０に出力する。所定サンプル数Ｎｓ２は、数式（９）により示される。
【００８０】
【数９】
【００８１】
第１相関値算出部１９は、Ａ／Ｄ変換部１６から出力された受信信号ｘ（ｋ）と、第１遅延部１７から出力された遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ１）とを入力する。第１相関値算出部１９は、入力された受信信号ｘ（ｋ）及び遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ１）を基に、受信信号ｘ（ｋ）と遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ１）との第１相関値ＡＣ１（ｋ）を数式（１０）に従って算出する。アスタリスク（＊）は複素共役演算子を示す。パラメータＮｒ１は、数式（１１）により示される。第１相関値算出部１９は、算出された第１相関値ＡＣ１（ｋ）を測位部２１に出力する。
【００８２】
【数１０】
【００８３】
【数１１】
【００８４】
第２相関値算出部２０は、Ａ／Ｄ変換部１６から出力された受信信号ｘ（ｋ）と、第２遅延部１８から出力された遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ２）とを入力する。第２相関値算出部２０は、入力された受信信号ｘ（ｋ）及び遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ２）を基に、受信信号ｘ（ｋ）と遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ２）との第２相関値ＡＣ２（ｋ）を数式（１２）に従って算出する。アスタリスク（＊）は複素共役演算子を示す。パラメータＮｒ２は、数式（１３）により示される。第２相関値算出部２０は、算出された第２相関値ＡＣ２（ｋ）を測位部２１に出力する。
【００８５】
【数１２】
【００８６】
【数１３】
【００８７】
又、第１相関値算出部１９は、第１相関値ＡＣ１（ｋ）の算出において、数式（１０）の代わりに数式（１４）を用いても良い。同様に、第２相関値算出部２０は、第２相関値ＡＣ２（ｋ）の算出において、数式（１２）の代わりに数式（１５）を用いても良い。
【００８８】
【数１４】
【００８９】
【数１５】
【００９０】
（測位部）
次に、測位部２１の各部の構成について、図５を参照して詳細に説明する。
【００９１】
測位部２１は、図５に示す様に、レーダ受信部Ｒｘ１に対応してターゲット距離推定部Ｄ１、レーダ受信部Ｒｘ２に対応してターゲット距離推定部Ｄ２、及びターゲット位置推定部２６を含む構成である。
【００９２】
ターゲット距離推定部Ｄ１は、図５に示す様に、送信タイミング検出部２２、相関値ピーク検出部２３、到来遅延時間算出部２４及びターゲット距離算出部２５を有する。ターゲット距離推定部Ｄ２は、送信タイミング検出部２２ｂ、相関値ピーク検出部２３ｂ、到来遅延時間算出部２４ｂ及びターゲット距離算出部２５ｂを有する。
【００９３】
送信タイミング検出部２２及び２２ｂ、相関値ピーク検出部２３及び２３ｂ、到来遅延時間算出部２４及び２４ｂ、並びにターゲット距離算出部２５及び２５ｂの各動作は同様である。このため、以下の測位部２１の動作においては、レーダ受信部Ｒｘ１に対応して設けられているターゲット距離推定部Ｄ１の構成を例示して説明し、必要に応じてレーダ受信部Ｒｘ２に対応してターゲット距離推定部Ｄ２の構成を用いて説明する。
【００９４】
ここで、図６を用いて、レーダ受信部Ｒｘ１における動作を説明する。図６においてレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１（図６の第２段参照）、Ｓ−Ｔｘ２（図６の第５段参照）は、それぞれ送信トリガ信号Ｔｒ１（図６の第１段参照）及び送信トリガ信号Ｔｒ２（図６の第４段参照）に基づき送信が開始される。
【００９５】
図６では、送信トリガ信号Ｔｒ１、送信トリガＴｒ２間は非同期によって制御する場合を示し、部分的にレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１、Ｓ−Ｔｘ２が重なる場合を示す。また、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ１（図６の第３段参照）は、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１がターゲットに照射して反射される反射波であり、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ２（図６の第６段参照）は、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２がターゲットに照射して反射される反射波である。
【００９６】
図６では、これらの反射波のレーダ受信部Ｒｘ１或いはＲｘ２での受信タイミングが、部分的に重なる場合が示されている。なお、Ａ／Ｄ変換部出力ｘ（ｋ）には、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ１の受信信号成分及びターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ２の受信信号成分に対する受信信号のサンプリング信号が含まれる（図６の第７段参照）。
【００９７】
第１遅延部出力（図６の第８段参照）は、第１遅延部１７でのＡ／Ｄ変換部１６から出力された受信信号ｘ（ｋ）を所定サンプル数Ｎｓ１分遅延した遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ１）を示す。
【００９８】
ここで、所定サンプル数Ｎｓ１は、数式（８）により示される様に、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１のパルス符号幅Ｔｐ１に対するＡ／Ｄ変換部１６のサンプル数ｒｏｕｎｄ［Ｔｐ１／Ｔａｄ］を基に設定している。このため、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ１に対する第１遅延部出力は、ほぼパルス符号幅単位Ｔｐ１で信号遅延が与えられる。しかし、第１遅延部出力は、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ２に対しては、数式（４）の関係から、Ｎｓ１≠Ｎｓ２の関係となり、１サンプル以上ずれた信号遅延となる。
【００９９】
このため、第１相関値算出部出力（図６の第９段参照）は、Ａ／Ｄ変換部１６から出力された受信信号ｘ（ｋ）と、第１遅延部１７から出力された遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ１）とが、第１相関値算出部１９において相関演算されるため、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ１の信号に対して、積分区間が長いほど同相加算の効果を得ることができ、受信信号レベルを高めた出力となる。
【０１００】
一方、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ２の信号に対しては、１サンプル以上ずれた遅延信号との相関演算となる。ここで、パルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿ｐ１は、自己相関性の高い特性を有する符号系列ｂｎを用いているため、１サンプル以上ずれた遅延信号では、同相加算の効果を得ることが困難である。このため、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ１は、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ２と分離された検出が可能となる。
【０１０１】
第２遅延部出力（図６の第１０段参照）は、第２遅延部１８でのＡ／Ｄ変換部１６から出力された受信信号ｘ（ｋ）を所定サンプル数Ｎｓ２分遅延した遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ２）を示す。
【０１０２】
ここで、所定サンプル数Ｎｓ２は、数式（９）により示される様に、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２のパルス符号幅Ｔｐ２に対するＡ／Ｄ変換部１６のサンプル数ｒｏｕｎｄ［Ｔｐ２／Ｔａｄ］を基に設定している。このため、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ２に対する第２遅延部出力は、ほぼパルス符号幅単位Ｔｐ２で信号遅延が与えられる。しかし、第２遅延部出力は、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ１に対しては、数式（４）の関係から、Ｎｓ１≠Ｎｓ２の関係となり、１サンプル以上ずれた遅延信号となる。
【０１０３】
このため、第２相関値算出部出力（図６の第１０段参照）は、Ａ／Ｄ変換部１６から出力された受信信号ｘ（ｋ）と、第２遅延部１８から出力された遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ2）とが、第２相関値算出部２０において相関演算されるため、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ２の信号に対して、積分区間が長いほど同相加算の効果を得ることができ、受信信号レベルを高めた出力となる。
【０１０４】
一方、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ１の信号に対しては、１サンプル以上ずれた遅延信号との相関演算となる。ここで、パルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿ｐ２は、自己相関性の高い特性を有する符号系列ｂｎを用いているため、１サンプル以上ずれた遅延信号では、同相加算の効果を得ることが困難である。このため、できないため、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ２は、ターゲット反射波Ｒ−Ｒｘ１と分離された検出が可能となる。
【０１０５】
以上の動作の結果得られる第１相関値出力（すなわち第１相関算出値ＡＣ１（ｋ））と第２相関値出力（すなわち第２相関算出値ＡＣ２（ｋ））と、送信トリガ信号Ｔｒ１、Ｔｒ２を用いて測位部２１において以下の様な動作により測位を行う。
【０１０６】
送信タイミング検出部２２は、送信制御部２及び２ｂから出力された各送信トリガ信号Ｔｒ１及びＴｒ２を入力する。送信タイミング検出部２２は、入力された各送信トリガ信号Ｔｒ１及びＴｒ２を基に、送信トリガ信号Ｔｒ１及びＴｒ２の各離散時刻タイミングｋｓ１及びｋｓ２を検出する（図６の第７〜第９段及び第１０段〜第１１段参照）。送信タイミング検出部２２は、検出された各離散時刻タイミングｋｓ１及びｋｓ２を到来遅延時間算出部２４に出力する。
【０１０７】
相関値ピーク検出部２３は、レーダ受信部Ｒｘ１の第１相関値算出部１９及び第２相関値算出部２０の各算出結果である第１相関値ＡＣ１（ｋ）及び第２相関値ＡＣ２（ｋ）を入力する。相関値ピーク検出部２３は、離散時刻タイミングｋｓ１以降の離散時刻タイミングにおいて、入力された第１相関値ＡＣ１（ｋ）の自乗値（｜ＡＣ１（ｋ）｜２）を算出する。更に、相関値ピーク検出部２３は、離散時刻タイミングｋｓ２以降の離散時刻タイミングにおいて、入力された第２相関値ＡＣ２（ｋ）の自乗値（｜ＡＣ２（ｋ）｜２）を算出する。
【０１０８】
相関値ピーク検出部２３は、所定の基準レベルＰｔｈを超える第１相関値ＡＣ１（ｋ）の自乗値｜ＡＣ１（ｋ）｜２のピークタイミングｋｐ１を検出する（図６の第９段参照）。更に、相関値ピーク検出部２３は、所定の基準レベルＰｔｈを超える第２相関値ＡＣ２（ｋ）の自乗値｜ＡＣ２（ｋ）｜２のピークタイミングｋｐ２を検出する（図６の第１１段参照）。相関値ピーク検出部２３は、検出された各ピークタイミングｋｐ１及びｋｐ２を到来遅延時間算出部２４に出力する。
【０１０９】
図６の第９段に示す様に、第１相関値算出部１９の出力である第１相関値ＡＣ１（ｋ）は、Ａ／Ｄ変換部１６の出力信号（図６の第７段参照）と第１遅延部１７の出力信号（図６の第８段参照）との自己相関値である。従って、第１相関値ＡＣ１（ｋ）は、Ａ／Ｄ変換部１６の出力信号と第１遅延部１７の出力信号との時間相関の高い期間となるにつれて増加し、Ａ／Ｄ変換部１６の出力信号がＮｒ１回出力された場合にピーク値となり、その後には時間相関の高い期限が終了するため徐々に減少する。
【０１１０】
なお、図６には、自乗値｜ＡＣ１（ｋ）｜２及び自乗値｜ＡＣ２（ｋ）｜２が、基準レベルＰｔｈを超える例が示されている。
【０１１１】
到来遅延時間算出部２４は、送信タイミング検出部２２から出力された各離散時刻タイミングｋｓ１及びｋｓ２、並びに相関値ピーク検出部２３から出力された各ピークタイミングｋｐ１及びｋｐ２を入力する。到来遅延時間算出部２４は、入力された各離散時刻タイミング（ｋｓ１，ｋｓ２）及び各ピークタイミング（ｋｐ１，ｋｐ２）を基に、各レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１及びＳ−Ｔｘ２の送信時点から反射波の信号が到来する時点までの到来遅延時間Ｔｄ１及びＴｄ２を数式（１６）に従って算出する。到来遅延時間算出部２４は、算出結果である到来遅延時間Ｔｄ１及びＴｄ２をターゲット距離算出部２５に出力する。
【０１１２】
【数１６】
【０１１３】
ターゲット距離算出部２５は、到来遅延時間算出部２４から出力された到来遅延時間Ｔｄ１及びＴｄ２を入力する。ターゲット距離算出部２５は、入力された到来遅延時間Ｔｄ１及びＴｄ２を基に、レーダ装置１の位置からターゲットまでの距離Ｒ１及びＲ２を数式（１７）に従って算出する。ターゲット距離算出部２５は、算出結果である距離Ｒ１及びＲ２をターゲット位置推定部２６に出力する。なお、パラメータｃ０は光速である。
【０１１４】
【数１７】
【０１１５】
ターゲット位置推定部２６は、ターゲット距離推定部Ｄ１のターゲット距離算出部２５及びターゲット距離推定部Ｄ２のターゲット距離算出部２５ｂから出力された各距離を入力する。ターゲット位置推定部２６は、入力された各距離、各レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２の各送信アンテナの位置、並びに各レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２の各受信アンテナの位置を基に、ターゲットの位置を算出する。
【０１１６】
なお、ターゲット位置推定部２６によるターゲットの位置の推定算出は、受信アンテナＡＮ−Ｒｘ１、ＡＮ−Ｒｘ２の各位置と、測位部２１での距離測定結果Ｒ１、Ｒ２とを用いて、多点測位或いは三辺測量の原理に基づきターゲットの位置を測定する。なお、測位部２１での距離測定結果Ｒ１、Ｒ２は、それぞれレーダ受信部Ｒｘ１，Ｒｘ２の受信結果を基に得られた値である。また、受信アンテナが２つの場合は、同一平面上のターゲットの位置を推定することが可能となる。
【０１１７】
以上により、レーダ装置１は、複数のレーダ送信部（Ｔｘ１，Ｔｘ２）間において同期して送信せず、更に、各レーダ送信部及び各レーダ受信部間における動作を非同期としているが、以下の理由により、ターゲットの測位処理が可能である。
【０１１８】
レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２の各相関値算出部が数式（１０）及び数式（１２）に従って自己相関値を算出すると、第ｎ番目のレーダ送信部Ｔｘｎと第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍとの周波数差Δｆｎｍは、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍの第ｎ相関値の位相成分Δθｎｍとして検出される。第ｎ相関値は、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍの第ｎ相関値算出部により算出された算出結果である。
【０１１９】
上述した本実施形態においては、レーダ送信部Ｔｘｎのパラメータｎは１又は２であり、レーダ受信部Ｒｘｍのパラメータｍは１又は２である。周波数差Δｆｎｍは数式（１８）により示され、位相成分Δθｎｍは数式（１９）により示される。パラメータｆＴｎは第ｎ番目のレーダ送信部Ｔｘｎのキャリア周波数、パラメータｆＲｍは第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍのキャリア周波数、φ0は初期位相を示す。
【０１２０】
【数１８】
【０１２１】
【数１９】
【０１２２】
上述した様に、本実施形態においては、測位部２１の相関値ピーク検出部２３及び２３ｂは、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍの第ｎ相関値算出部の算出結果である第ｎ相関値の自乗値を用いて第ｎ相関値のピークを検出する。これにより、測位部２１は、第ｎ相関値の位相成分Δθｎｍの影響を受けることなく、即ち、複数のレーダ送信部Ｔｘｎ間において同期して送信せず、更に、各レーダ送信部Ｔｘｎ及び各レーダ受信部Ｒｘｍ間における動作も同期していなくても、ターゲットの測位処理が可能である。
【０１２３】
更に、レーダ装置１によれば、複数の各レーダ送信部における動作の同期が不要であるため、各レーダ送信部の設置の自由度を向上できる。同様に、レーダ装置１によれば、各レーダ送信部及び各レーダ受信部における動作の同期が不要であるため、各レーダ送信部及び各レーダ受信部の設置の自由度を向上できる。
【０１２４】
又、複数のレーダ送信部Ｔｘｑ間の動作の同期が不要となるため、レーダ装置専用の用途を有する特別な回路が不要となり、汎用的な無線通信用のＲＦモジュールをレーダ装置１における複数のレーダ送信部Ｔｘｎに用いることができる。従って、レーダ装置１によれば、各送信側系統間の動作を同期させるための回路構成を追加せずに、簡易な構成により実現できる。
【０１２５】
なお、各レーダ送信部からのレーダ送信信号は、本説明においては同一のパルス符号系列ａｎ_ｐ１及びａｎ＿ｐ２を用いて説明したが、これに限定されず同一符号長のパルス符号系列であれば異なる符号系列を用いて送信してもよい。例えば、同一符号長の互いに直交する符号系列を用いて送信しても良い。
【０１２６】
なお、本実施形態では、レーダ送信信号としてパルス圧縮符号を用いたが、これに限定されず、レーダ送信信号として、パルス信号以外に、周波数変調信号、周波数走引信号であっても、所定の時間幅Ｔｐで、レーダ送信信号を繰り返し送信することで、本実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【０１２７】
（第１の実施形態の変形例１）
第１の実施形態の変形例１においては、レーダ装置は、所定の周期毎にレーダ送信信号を所定回数送信し、送信されたレーダ送信信号がターゲットにより反射された反射波の信号を同所定回数分加算する。
【０１２８】
第１の実施形態の変形例１のレーダ装置１ｖの構成及び動作について、図７及び図８を参照して説明する。図７は、第１の実施形態の変形例１のレーダ装置１ｖのレーダ受信部Ｒｘ１ｖ及びＲｘ２ｖの内部構成を詳細に示すブロック図である。図８は、第１の実施形態の変形例１における各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の一例を示すタイミングチャートである。
【０１２９】
レーダ装置１ｖの構成について説明する。
【０１３０】
図７のレーダ装置１ｖにおいて、レーダ送信部の内部構成は図１のレーダ装置１のレーダ送信部の内部構成と同様であるため、図示を省略している。
【０１３１】
図７のレーダ受信部Ｒｘ１ｖは、図１のレーダ受信部Ｒｘ１に、第１加算部２７及び第２加算部２８を更に含む構成である。同様に、レーダ受信部Ｒｘ２ｖは、図１のレーダ受信部Ｒｘ２に、第１加算部及び第２加算部を更に含む構成である。
【０１３２】
次に、レーダ装置１ｖの動作について、第１の実施形態のレーダ装置１の動作と同様な内容の説明は省略し、レーダ装置１の動作と異なる内容について説明する。
【０１３３】
第１の実施形態の変形例１において、レーダ送信部Ｔｘ１の送信制御部２は、第１レーダ送信周期Ｔｗ１（図８参照）毎に送信トリガ信号Ｔｒ１を第１符号生成部４に出力する。レーダ送信部Ｔｘ１は、第１レーダ送信周期Ｔｗ１毎に、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１を繰り返し送信する（図８参照）。
【０１３４】
同様に、レーダ送信部Ｔｘ２の送信制御部２ｂは、第２レーダ送信周期Ｔｗ２（図８参照）毎に送信トリガ信号Ｔｒ２を第２符号生成部４ｂに出力する。レーダ送信部Ｔｘ２は、第２レーダ送信周期Ｔｗ２毎に、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２を繰り返し送信する（図８参照）。パラメータＴｗ１及びＴｗ２は、数式（２０）及び数式（２１）を満たす。
【０１３５】
【数２０】
【０１３６】
【数２１】
【０１３７】
第１加算部２７は、第１相関値算出部１９から出力されたＮａ個の第１相関値ＡＣ１（ｋ）を入力する。Ｎａ個の第１相関値ＡＣ１（ｋ）は、レーダ装置１ｖのレーダ送信部においてＮａ回送信されたレーダ送信信号に対する反射波の信号と反射波の信号が第１遅延部１７により遅延された遅延信号とを基に、第１相関値算出部１９により算出された自己相関値である。
【０１３８】
第１加算部２７は、入力されたＮａ個の第１相関値ＡＣ１（ｋ）を基に、Ｎａ個の自己相関値を数式（２２）又は数式（２３）に従って加算する。第１加算部２７は、第１加算部２７における加算結果ａｖｅ＿ＡＣ１（ｋ，Ｍ）を測位部２１に出力する。パラメータＡＣ１（ｋ，Ｍ）は第Ｍ番目の第１レーダ送信周期において送信されたレーダ送信信号に対する離散時刻ｋにおける第１相関値である。パラメータＮａは、２以上の自然数であって、第１加算部２７における自己相関値の加算回数である。
【０１３９】
【数２２】
【０１４０】
【数２３】
【０１４１】
第２加算部２８は、第２相関値算出部２０から出力されたＮａ個の第２相関値ＡＣ２（ｋ）を入力する。Ｎａ個の第２相関値ＡＣ２（ｋ）は、レーダ装置１ｖのレーダ送信部においてＮａ回送信されたレーダ送信信号に対する反射波の信号と反射波の信号が第２遅延部１８により遅延された遅延信号とを基に、第２相関値算出部２０により算出された自己相関値である。
【０１４２】
第２加算部２８は、入力されたＮａ個の第２相関値ＡＣ２（ｋ）を基に、Ｎａ個の自己相関値を数式（２４）又は数式（２５）に従って加算する。第２加算部２８は、第２加算部２８における加算結果ａｖｅ＿ＡＣ２（ｋ，Ｍ）を測位部２１に出力する。パラメータＡＣ２（ｋ，Ｍ）は第Ｍ番目の第１レーダ送信周期において送信されたレーダ送信信号に対する離散時刻ｋにおける第２相関値である。パラメータＮａは、２以上の自然数であって、第２加算部２８における自己相関値の加算回数である。
【０１４３】
【数２４】
【０１４４】
【数２５】
【０１４５】
測位部２１において、相関値ピーク検出部２３は、レーダ受信部Ｒｘ１の第１加算部２７及び第２加算部２８の各加算結果ａｖｅ＿ＡＣ１（ｋ，Ｍ）及びａｖｅ＿ＡＣ２（ｋ，Ｍ）を入力する。相関値ピーク検出部２３は、離散時刻タイミングｋｓ１以降の離散時刻タイミングにおいて、入力された加算結果ａｖｅ＿ＡＣ１（ｋ，Ｍ）の自乗値（｜ａｖｅ＿ＡＣ１（ｋ，Ｍ）｜２）を算出する。更に、相関値ピーク検出部２３は、離散時刻タイミングｋｓ２以降の離散時刻タイミングにおいて、入力された加算結果ａｖｅ＿ＡＣ２（ｋ，Ｍ）の自乗値（｜ａｖｅ＿ＡＣ２（ｋ，Ｍ）｜２）を算出する。
【０１４６】
相関値ピーク検出部２３は、所定の基準レベルＰｔｈを超える加算結果ａｖｅ＿ＡＣ１（ｋ，Ｍ）の自乗値｜ａｖｅ＿ＡＣ１（ｋ，Ｍ）｜２のピークタイミングｋｐ１を検出する。更に、相関値ピーク検出部２３は、所定の基準レベルＰｔｈを超える加算結果ａｖｅ＿ＡＣ２（ｋ，Ｍ）の自乗値｜ａｖｅ＿ＡＣ２（ｋ，Ｍ）｜２のピークタイミングｋｐ２を検出する。相関値ピーク検出部２３は、検出された各ピークタイミングｋｐ１及びｋｐ２を到来遅延時間算出部２４に出力する。相関値ピーク検出部２３ｂは相関値ピーク検出部２３と同様に動作するため、相関値ピーク検出部２３ｂの動作の説明は省略する。
【０１４７】
以上により、レーダ装置１ｖは、レーダ送信信号を繰り返し送信し、Ｎａ回分のレーダ送信信号に対する反射波の信号と遅延信号との自己相関値を加算する。これにより、レーダ装置１ｖによれば、雑音成分を抑圧し、ターゲットにより反射された反射波の信号における受信ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）を改善でき、更に、ターゲットの測位性能の向上できる。
【０１４８】
なお、レーダ送信信号を繰り返し送信し、Ｎａ回分のレーダ送信信号に対する反射波の信号と遅延信号との自己相関値を加算して受信ＳＮＲを改善する構成は、他の実施形態においても同様に適用でき、測位性能の向上を図ることができる。
【０１４９】
（第１の実施形態の変形例２）
第１の実施形態の変形例２においては、レーダ装置は、レーダ送信信号を複数回繰り返して送信する場合に、送信符号の符号系列を周期的に入れ換えて送信する（図１０参照）。
【０１５０】
第１の実施形態の変形例２のレーダ装置１ｗの構成及び動作について、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、第１の実施形態の変形例２のレーダ装置１ｗのレーダ送信部Ｔｘ１ｗ及びＴｘ２ｗの内部構成を詳細に示すブロック図である。図１０は、第１の実施形態の変形例２における各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係を示すタイミングチャートである。
【０１５１】
レーダ装置１ｗの構成について説明する。
【０１５２】
図９のレーダ装置１ｗにおいて、レーダ受信部の内部構成は、図７のレーダ装置１ｖのレーダ受信部又は後述する図１４のレーダ装置１ｘのレーダ受信部の内部構成と同様である。図９のレーダ装置１ｗのレーダ受信部の図示を省略している。
【０１５３】
図９のレーダ送信部Ｔｘ１ｗは、送信制御部２ｗ、送信信号生成部３ｗ、及び送信アンテナＡＮ−Ｔｘ１が接続された送信ＲＦ部７を有する。送信信号生成部３ｗは、符号切換部３０、変調部５及びＬＰＦ６を含む構成である。符号切換部３０は、第１符号生成部４及び第２符号生成部４ｂを含む構成である。
【０１５４】
図９のレーダ送信部Ｔｘ２ｗは、送信制御部２ｂｗ、送信信号生成部３ｂｗ、及び送信アンテナＡＮ−Ｔｘ２が接続された送信ＲＦ部７ｂを有する。送信信号生成部３ｂｗは、符号切換部３１、変調部５ｂ及びＬＰＦ６ｂを含む構成である。符号切換部３１は、第１符号生成部４及び第２符号生成部４ｂを含む構成である。
【０１５５】
次に、レーダ装置１ｗの動作について、第１の実施形態の変形例１のレーダ装置１ｖ又は第２の実施形態のレーダ装置１ｘの動作と同様な内容の説明は省略し、異なる内容について説明する。
【０１５６】
第１の実施形態の変形例２において、レーダ送信部Ｔｘ１ｗの送信制御部２ｗは、第１レーダ送信周期Ｔｒ１又は第２レーダ送信周期Ｔｒ２において送信トリガ信号Ｔｒ１又はＴｒ２を符号切換部３０に出力する。
【０１５７】
符号切換部３０は、第（２ｚ−１）番目の送信周期、即ち第１レーダ送信周期Ｔｗ１において、送信トリガ信号Ｔｒ１を基に、第１符号生成部４から出力された送信符号を選択して変調部５に出力する。パラメータｚは自然数である。
【０１５８】
符号切換部３０は、第２ｚ番目の送信周期、即ち第２レーダ送信周期Ｔｗ２において、送信トリガ信号Ｔｒ２を基に、第２符号生成部４ｂから出力された送信符号を選択して変調部５に出力する。
【０１５９】
第１の実施形態の変形例２において、レーダ送信部Ｔｘ２ｗの送信制御部２ｂｗは、第１レーダ送信周期Ｔｒ１又は第２レーダ送信周期Ｔｒ２において送信トリガ信号Ｔｒ１又はＴｒ２を符号切換部３１に出力する。
【０１６０】
符号切換部３１は、第（２ｚ−１）番目の送信周期、即ち第２レーダ送信周期Ｔｗ２において、送信トリガ信号Ｔｒ２を基に、第２符号生成部４ｂから出力された送信符号を選択して変調部５ｂに出力する。
【０１６１】
符号切換部３１は、第２ｚ番目の送信周期、即ち第１レーダ送信周期Ｔｗ１において、送信トリガ信号Ｔｒ１を基に、第１符号生成部４から出力された送信符号を選択して変調部５ｂに出力する。
【０１６２】
以上により、レーダ装置１ｗは、レーダ送信信号を複数回繰り返して送信する場合に、送信符号の符号系列を周期的に入れ換えて送信する。これにより、レーダ装置１ｗによれば、送信ダイバーシチ効果を得ることができ、ターゲットにより反射された反射波の信号に伝搬フェージングが発生している場合でもターゲットの測距精度を向上できる。
【０１６３】
（第１の実施形態の変形例３）
第１の実施形態のレーダ装置１は、レーダ送信部毎に同一の符号長のパルス圧縮符号（送信信号）を異なるパルス幅において送信する。第１の実施形態の変形例３においては、レーダ装置は、レーダ送信部毎に異なる符号長のパルス圧縮符号（送信信号）を同一のパルス幅において送信する。
【０１６４】
第１の実施形態の変形例３においては、レーダ装置の構成は第１の実施形態のレーダ装置１の構成と同様であるが、各部の動作が異なる。説明を簡単にするために、第１の実施形態の変形例３においては、第１の実施形態のレーダ装置１の各部の参照符号と同一の参照符号を用いて説明する。
【０１６５】
次に、第１の実施形態の変形例３のレーダ装置１の各部の動作について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、第１の実施形態の変形例３における各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の一例を示すタイミングチャートである。図１２は、第１の実施形態の変形例３における各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の他の一例を示すタイミングチャートである。第１の実施形態の変形例３のレーダ装置１の動作については、第１の実施形態のレーダ装置１の動作と同様な内容の説明は省略し、異なる内容について説明する。
【０１６６】
送信信号生成部３は、送信制御部２からの送信トリガ信号Ｔｒ１を基に（図１１の第１段参照）、符号長Ｌ１の符号系列ｂｎ１の変調によって、Ｎ１個のベースバンドのパルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿Ｌ１を生成する（図１１の第２段参照）。パラメータＮ１は所定の整数であり、パラメータｎ＿Ｌ１＝１〜Ｌ１であり、パラメータＬ１は符号系列ｂｎ１の符号長を表す。
【０１６７】
送信ＲＦ部７は、送信信号生成部３により生成されたＮ１個のベースバンドのパルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿Ｌ１を高周波のレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１に変換して生成し、送信アンテナＡＮ−Ｔｘ１から送信する。
【０１６８】
符号長Ｌ１のパルス圧縮符号ａｎ＿Ｌ１を基に生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１は、パルス符号幅ＴＰ１の送信時間において送信される。即ち、符号長Ｌ１のパルス圧縮符号ａｎ＿Ｌ１を基に生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１において、１つの符号当たりのパルス幅ＴＳに対し、パルス符号幅ＴＰ１は数式（２６）により与えられる。又、符号長Ｌ１のパルス圧縮符号ａｎ＿Ｌ１を基にＮ１回繰り返して生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１は、パルス符号幅ＴＰ１×Ｎ１の送信時間において送信される（図１１の第２段参照）。
【０１６９】
【数２６】
【０１７０】
なお、図１１の第２段においては、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１は、送信トリガ信号Ｔｒ１の立ち上がりエッジを起点に送信されているが、例えば送信トリガ信号Ｔｒ１の立ち下がりエッジを起点に送信されても良い。
【０１７１】
又、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１は、送信トリガ信号Ｔｒ１の立ち上がりエッジの時点を起点に生成されてから送信アンテナＡＮ−Ｔｘ１の端子部分から送信されるまでに所要時間Ｔｏを要することがある（図１２の第２段参照）。この場合、所要時間Ｔｏを予め測定し、後述する測位部２１における算出結果から時間Ｔｏを減算することにより、レーダ装置１のターゲットまでの距離の測定誤差を低減できる。
【０１７２】
送信信号生成部３ｂは、送信制御部２ｂからの送信トリガ信号Ｔｒ２を基に（図１１の第３段参照）、符号長Ｌ２の符号系列ｂｎ２の変調によって、Ｎ２個のベースバンドのパルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿Ｌ２を生成する（図１１の第４段参照）。パラメータＮ２は所定の整数であり、パラメータｎ＿Ｌ２＝１〜Ｌ２であり、パラメータＬ２は符号系列ｂｎ２の符号長を表す。
【０１７３】
送信ＲＦ部７ｂは、送信信号生成部３ｂにより生成されたＮ２個のベースバンドのパルス圧縮符号（送信信号）ａｎ＿Ｌ２を高周波のレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２に変換して生成し、送信アンテナＡＮ−Ｔｘ２から送信する。
【０１７４】
符号長Ｌ２のパルス圧縮符号ａｎ＿Ｌ２を基に生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２は、パルス符号幅ＴＰ２の送信時間において送信される。即ち、符号長Ｌ２のパルス圧縮符号ａｎ＿Ｌ２を基に生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２において、１つの符号当たりのパルス幅ＴＳに対し、パルス符号幅ＴＰ２は数式（２７）により与えられる。又、符号長Ｌ２のパルス圧縮符号ａｎ＿Ｌ２を基にＮ２回繰り返して生成されたレーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２は、パルス符号幅ＴＰ２×Ｎ２の送信時間において送信される（図１１の第４段参照）。
【０１７５】
【数２７】
【０１７６】
なお、図１１の第４段においては、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２は、送信トリガ信号Ｔｒ２の立ち上がりエッジを起点に送信されているが、例えば送信トリガ信号Ｔｒ２の立ち下がりエッジを起点に送信されても良い。
【０１７７】
又、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２は、送信トリガ信号Ｔｒ２の立ち上がりエッジの時点を起点に生成されてから送信アンテナＡＮ−Ｔｘ２の端子部分から送信されるまでに所要時間Ｔｏを要することがある（図１２の第４段参照）。この場合、所要時間Ｔｏを予め測定し、後述する測位部２１における算出結果から時間Ｔｏを減算することにより、レーダ装置１のターゲットまでの距離の測定誤差を低減できる。
【０１７８】
ここで、図１１の第２段及び第４段に示す様に、パラメータＴＰ１及びＴＰ２は互いに異なり、パラメータＴＰ１はＴＰ２の整数倍ではなく、パラメータＴＰ１及びＴＰ２の間には、数式（２８）及び数式（２９）の関係が成立する。数式（２９）において、パラメータＴａｄは、レーダ受信部のＡ／Ｄ変換部におけるサンプル周期を示す。
【０１７９】
数式（２９）の関係が成立することにより、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２の異なるＡ／Ｄ変換部によりＡＤ変換されて得られる離散サンプル遅延数（Ｎｓ１，Ｎｓ２）が異なる値（Ｎｓ１≠Ｎｓ２）となる。即ち、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２は、各レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２からの各レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１及びＳ−Ｔｘ２がターゲットにより反射された反射波の信号を分離できる。
【０１８０】
【数２８】
【０１８１】
【数２９】
【０１８２】
以上により、第１の実施形態の変形例３のレーダ装置においても、第１の実施形態のレーダ装置１と同様の効果を得ることができる。
【０１８３】
（第２の実施形態）
第２の実施形態においては、レーダ装置は、レーダ送信信号がターゲットにより反射された反射波の信号の到来方向を推定する。
【０１８４】
第２の実施形態のレーダ装置１ｘの構成及び動作について、図１３〜図１６を参照して説明する。図１３は、第２の実施形態のレーダ装置１ｘの内部構成を簡略に示すブロック図である。図１４は、第２の実施形態のレーダ装置１ｘの内部構成を詳細に示すブロック図である。図１５は、方向推定部３４の内部構成を詳細に示すブロック図である。図１６は、受信アンテナの配置の一例を示す説明図である。
【０１８５】
第２の実施形態のレーダ装置１ｘの構成及び動作の説明において、第１の実施形態のレーダ装置１と同様の内容の説明は省略し、異なる内容について説明する。
【０１８６】
先ず、レーダ装置１ｘの各部の構成について簡略に説明する。
【０１８７】
レーダ装置１ｘは、図１３に示す様に、２つのレーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２、２つのレーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘ、第１アンテナ相関値算出部３２、第２アンテナ相関値算出部３３、並びに方向推定部３４を含む構成である。レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２の構成及び動作は第１の実施形態のレーダ装置１のレーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２の構成及び動作と同様であるため、説明を省略する。
【０１８８】
レーダ受信部Ｒｘ１ｘは、受信アンテナＡＮ−Ｒｘ１が接続される受信ＲＦ部１０、及び信号処理部１４ｘを有する。レーダ受信部Ｒｘ２ｘは、受信アンテナが接続される受信ＲＦ部及び信号処理部を有する。信号処理部１４ｘは、Ａ／Ｄ変換部１６、第１遅延部１７、第２遅延部１８、第１相関値算出部１９及び第２相関値算出部２０を有する。なお、レーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘはそれぞれ同様の構成を有する。
【０１８９】
図１３に示す様に、レーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘの受信ＲＦ部及び信号処理部には、基準信号発振器Ｌｏからのリファレンス信号が共通に入力されている。受信ＲＦ部の各部、及び信号処理部の各部は、基準信号発振器Ｌｏからのリファレンス信号を所定倍に逓倍した信号に基づいて動作する。これにより、レーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘの各部の動作は同期する。
【０１９０】
次に、第１の実施形態のレーダ装置１と異なる構成、即ち第１アンテナ相関値算出部３２、第２アンテナ相関値算出部３３及び方向推定部３４の構成及び動作について詳細に説明する。
【０１９１】
第１アンテナ相関値算出部３２は、レーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘの各Ａ／Ｄ変換部と各第１遅延部とからそれぞれ出力された受信信号ｘ（ｋ）及び遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ１）を入力する。第１アンテナ相関値算出部３２は、入力された各受信信号ｘ（ｋ）及び遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ１）を基に、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１に対する第１アンテナ相関値ＢＣ１２１（ｋ）及びＢＣ１１２（ｋ）を数式（３０）及び数式（３１）に従って算出する。第１アンテナ相関値算出部３２は、算出された第１アンテナ相関値ＢＣ１２１（ｋ）及びＢＣ１１２（ｋ）を方向推定部３４に出力する。
【０１９２】
【数３０】
【０１９３】
【数３１】
【０１９４】
ここで、ＢＣ１ｎｍ（ｋ）は、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍｘの第１遅延部から出力された遅延信号ｘｍ（ｋ−Ｎｓ１）を基準とした、第ｎ番目のレーダ受信部ＲｘｎｘのＡ／Ｄ変換部から出力された受信信号ｘｎ（ｋ）に対する離散時刻ｋにおける第１アンテナ相関値である。アスタリスク（＊）は複素共役演算子を示す。なお、第２の実施形態において、パラメータｎは１又は２であり、パラメータｍは１又は２である。
【０１９５】
第２アンテナ相関値算出部３３は、レーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘの各Ａ／Ｄ変換部と各第２遅延部とからそれぞれ出力された受信信号ｘ（ｋ）及び遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ２）を入力する。第２アンテナ相関値算出部３３は、入力された各受信信号ｘ（ｋ）及び遅延信号ｘ（ｋ−Ｎｓ２）を基に、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２に対する第２アンテナ相関値ＢＣ２２１（ｋ）及びＢＣ２１２（ｋ）を数式（３２）及び数式（３３）に従って算出する。第２アンテナ相関値算出部３３は、算出された第２アンテナ相関値ＢＣ２２１（ｋ）及びＢＣ２１２（ｋ）を方向推定部３４に出力する。
【０１９６】
【数３２】
【０１９７】
【数３３】
【０１９８】
ここで、ＢＣ２ｎｍ（ｋ）は、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍｘの第２遅延部から出力された遅延信号ｘｍ（ｋ−Ｎｓ２）を基準とした、第ｎ番目のレーダ受信部ＲｘｎｘのＡ／Ｄ変換部から出力された受信信号ｘｎ（ｋ）に対する離散時刻ｋにおける第２アンテナ相関値である。アスタリスク（＊）は複素共役演算子を示す。
【０１９９】
なお、以下の説明において、第ｕ番目のレーダ受信部のＡ／Ｄ変換部からの出力信号をｘｕ（ｋ）、第ｕ番目のレーダ受信部の第１遅延部からの遅延信号をｘｕ（ｋ−Ｎｓ１）、第ｕ番目のレーダ受信部の第２遅延部からの遅延信号をｘｕ（ｋ−Ｎｓ２）とする。更に、第ｕ番目のレーダ受信部から出力された第１相関値をＡＣ１ｕ（ｋ）、第ｕ番目のレーダ受信部から出力された第２相関値をＡＣ２ｕ（ｋ）と表記する。
【０２００】
（方向推定部）
次に、方向推定部３４の各部の構成について、図１５を参照して説明する。
【０２０１】
方向推定部３４は、図１５に示す様に、第１送信タイミング検出部３５、第１位相差算出部３６、第１到来方向算出部３７、第２送信タイミング検出部３８、第２位相差算出部３９及び第２到来方向算出部４０を含む構成である。
【０２０２】
次に、方向推定部３４の各部の動作について詳細に説明する。
【０２０３】
第１送信タイミング検出部３５は、送信制御部２から出力された送信トリガ信号Ｔｒ１を入力し、入力された送信トリガ信号Ｔｒ１を基に、送信トリガ信号Ｔｒ１の離散時刻タイミングｋｓ１を検出する。第１送信タイミング検出部３５は、検出された離散時刻タイミングｋｓ１を第１到来方向算出部３７に出力する。
【０２０４】
第１位相差算出部３６は、レーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘから出力された各第１相関値ＡＣ１１（ｋ）及びＡＣ１２（ｋ）、並びに第１アンテナ相関値算出部３２から出力された第１アンテナ相関値ＢＣ１２１（ｋ）及びＢＣ１１２（ｋ）を入力する。第１位相差検出部３６は、入力された各相関値（ＡＣ１１（ｋ），ＡＣ１２（ｋ），ＢＣ１２１（ｋ），ＢＣ１１２（ｋ））を基に、離散時刻ｋ毎に若しくはＡＣ１（ｋ）のピークとなる離散時刻ｋにおいて、数式（３４）のパラメータＺ１（ｋ）を算出する。
【０２０５】
第１位相差算出部３６は、算出結果であるパラメータＺ１（ｋ）を基に、複素数であるパラメータＺ１（ｋ）の位相成分Φ１（ｋ）＝ａｎｇｌｅ［Ｚ１（ｋ）］を算出する。ａｎｇｌｅ［Ｚ１（ｋ）］は、複素数Ｚ１（ｋ）の位相成分［ｒａｄ］を算出する演算子である。第１位相差算出部３６は、算出結果である位相成分Φ１（ｋ）を第１到来方向算出部３７に出力する。
【０２０６】
【数３４】
【０２０７】
第１到来方向算出部３７は、第１送信タイミング検出部３５から出力された離散時刻タイミングｋｓ１、及び、第１位相差算出部３６から出力された位相成分Φ１（ｋ）を入力する。第１到来方向算出部３７は、入力された位相成分Φ１（ｋ）を基に、ターゲットにより反射された反射波の信号の到来方向を算出する。レーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘの各受信アンテナの配置間隔が、図１６に示す様に間隔ｄである場合には、第１到来方向算出部３７は、反射波の信号の到来方向φを数式（３５）に従って算出する。
【０２０８】
【数３５】
【０２０９】
又、第１到来方向算出部３７は、数式（３６）の相関行列Ｈ１（ｋ）を用いて、数式（３７）の角度プロファイルＡＰ（θ）を算出し、角度プロファイルＡＰ（θ）のピークを与えるパラメータθを用いて反射波の信号の到来方向を算出しても良い。これにより、各レーダ受信部により受信された信号が複数の反射波の信号を含む場合においても、第１到来方向算出部３７は、角度プロファイルＡＰ（θ）に複数のピークを検出することにより、各反射波の信号の到来方向を算出できる。
【０２１０】
数式（３８）において、ａ（θｎ）は、θｎ方向から反射波の信号が到来した場合の受信アンテナの空間的に異なる配置に起因して生じる基準アンテナとして受信アンテナＡＮ−Ｒｘ１を基準とした位相差情報を含む受信アンテナ数分の要素をもつ列ベクトルであり、アレーマニホールド、あるいはステアリングベクトルと呼ばれるものである。ここで、パラメータθｎを所定の角度刻みΔθ毎に所定の角度範囲内において可変し、角度プロファイルＡＰ（θｎ）を算出し、ピークを与えるパラメータθを用いて反射波の信号の到来方向とする。
【０２１１】
【数３６】
【０２１２】
【数３７】
【０２１３】
【数３８】
【０２１４】
第２送信タイミング検出部３８は、送信制御部２ｂから出力された送信トリガ信号Ｔｒ２を入力し、入力された送信トリガ信号Ｔｒ２を基に、送信トリガ信号Ｔｒ２の離散時刻タイミングｋｓ２を検出する。第２送信タイミング検出部３８は、検出された離散時刻タイミングｋｓ２を第２到来方向算出部４０に出力する。
【０２１５】
第２位相差算出部３９は、レーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘから出力された各第２相関値ＡＣ２１（ｋ）及びＡＣ２２（ｋ）、並びに第２アンテナ相関値算出部３３から出力された第２アンテナ相関値ＢＣ２２１（ｋ）及びＢＣ２１２（ｋ）を入力する。第２位相差検出部３９は、入力された各相関値（ＡＣ２１（ｋ），ＡＣ２２（ｋ），ＢＣ２２１（ｋ），ＢＣ２１２（ｋ））を基に、離散時刻ｋ毎に若しくはＡＣ２（ｋ）のピークとなる離散時刻ｋにおいて、数式（３９）のＺ２（ｋ）を算出する。
【０２１６】
第２位相差算出部９６は、算出結果であるＺ２（ｋ）を基に、複素数であるＺ２（ｋ）の位相成分Φ２（ｋ）＝ａｎｇｌｅ［Ｚ２（ｋ）］を算出する。ａｎｇｌｅ［Ｚ２（ｋ）］は、複素数Ｚ２（ｋ）の位相成分［ｒａｄ］を算出する演算子である。第２位相差算出部３９は、算出結果である位相成分Φ２（ｋ）を第２到来方向算出部４０に出力する。
【０２１７】
【数３９】
【０２１８】
第２到来方向算出部４０は、第２送信タイミング検出部３８から出力された離散時刻タイミングｋｓ２、及び、第２位相差算出部３９から出力された位相成分Φ２（ｋ）を入力する。第２到来方向算出部４０は、入力された位相成分Φ２（ｋ）を基に、ターゲットにより反射された反射波の信号の到来方向を算出する。レーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘの各受信アンテナが図１６に示す様に間隔ｄによって配置されている場合には、第２到来方向算出部４０は、反射波の信号の到来方向φを数式（４０）に従って算出する。
【０２１９】
【数４０】
【０２２０】
又、第２到来方向算出部４０は、数式（４１）の相関行列Ｈ２（ｋ）を用いて、数式（４２）の角度プロファイルＡＰ（θ）を算出し、角度プロファイルＡＰ（θ）のピークを与えるパラメータθを用いて反射波の信号の到来方向を算出しても良い。これにより、各レーダ受信部により受信された信号が複数の反射波の信号を含む場合においても、第２到来方向算出部４０は、角度プロファイルＡＰ（θ）に複数のピークを検出することにより、各反射波の信号の到来方向を算出できる。
【０２２１】
数式（４３）において、パラメータａ（θｎ）は、θｎ方向から反射波の信号が到来した場合の受信アンテナの空間的に異なる配置に起因して生じる基準アンテナとして受信アンテナＡＮ−Ｒｘ２を基準とした位相差情報を含むベクトルであり、アレーマニホールド、あるいはステアリングベクトルと呼ばれるものである。ここで、パラメータθｎは所定の角度刻みΔθ毎に所定の角度範囲内において可変し、角度プロファイルＡＰ（θｎ）を算出し、ピークを与えるパラメータθを用いて反射波の信号の到来方向とするする。い。
【０２２２】
【数４１】
【０２２３】
【数４２】
【０２２４】
【数４３】
【０２２５】
以上により、レーダ装置１ｘは、複数のレーダ送信部（Ｔｘ１，Ｔｘ２）間において同期して送信しないが、以下の理由により、ターゲットにより反射された反射波の信号の到来方向を推定できる。
【０２２６】
レーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘの各相関値算出部が数式（１０）及び数式（１２）に従って自己相関値を算出すると、第ｎ番目のレーダ送信部Ｔｘｎと第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍｘとのキャリア周波数差Δｆｎｍは、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍｘの第ｎ相関値の位相成分Δθｎｍとして検出される。第ｎ相関値は、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍｘの第ｎ相関値算出部により算出された算出結果である。
【０２２７】
上述した本実施形態においては、第ｎ番目のレーダ送信部Ｔｘｎのパラメータｎは１又は２であり、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍｘのパラメータｍは１又は２である。キャリア周波数差Δｆｎｍは数式（１８）により示され、位相成分Δθｎｍは数式（１９）により示される。パラメータｆＴｎは第ｎ番目のレーダ送信部Ｔｘｎのキャリア周波数、パラメータｆＲｍは第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍのキャリア周波数を示す。
【０２２８】
レーダ装置１ｘのレーダ受信部Ｒｘ１ｘ及びＲｘ２ｘにおいては、基準信号発振器Ｌｏからのリファレンス信号が共通に入力されているため、各受信ＲＦ部は同期して動作する。これにより、各レーダ受信部のキャリア周波数は共通的にｆＲと表すことができる。
【０２２９】
従って、第ｎ番目のレーダ送信部Ｔｘｎと第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍｘとの周波数差Δｆｎ（数式（４４）参照）は、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍｘにおける第ｍ相関値の位相Δθｎ（数式（４５）参照）として検出される。各レーダ受信部の各信号処理部は同期して動作するため、各Ａ／Ｄ変換部におけるサンプルタイミングも同一となる。即ち、離散時刻ｋは各レーダ受信部間において共通となる。このため、第ｎアンテナ相関値算出部の算出結果である第ｎアンテナ相関値ＢＣｎｐｑ（ｋ）の位相は、Δθｎ＋φｐｑとなる。ここでφ0は初期位相である。
【０２３０】
【数４４】
【０２３１】
【数４５】
【０２３２】
パラメータφｐｑは、第ｑ番目のレーダ受信部Ｒｘｑｘ（ｑは１又は２）の受信位相を基準とした第ｐ番目のレーダ受信部Ｒｘｐｘ（ｐは１又は２）の受信位相差を表す。又、レーダ受信部間の受信ＲＦ部及び信号処理部は同期して動作するため、パラメータφｐｑは、第ｑ番目のレーダ受信部Ｒｘｑｘと第ｐ番目のレーダ受信部Ｒｘｐｘの各受信アンテナの配置が異なることに起因する、反射波の到来方向θに依存する位相差φｐｑと見なすことができる。
【０２３３】
方向推定部３４の第ｎ位相差検出部は、数式（３４）若しくは数式（３９）により第ｐ相関値ＡＣｎｑの位相成分（すなわちΔθｎ）を基準とした、第ｎアンテナ相関値ＢＣｎｐｑ（ｋ）の位相の差を検出する。これにより、反射波の信号の到来方向θに依存する位相差φｐｑを検出でき、到来方向推定が可能となる。
【０２３４】
なお、キャリア周波数差Δｆｑが、例えば、周波数変換部の位相誤差による変動を含む場合でも、レーダ送信信号を送信する時間内Ｔｐ１，Ｔｐ２より十分小さければ、レーダ送信部間が非同期でも位相検出に基づく方向推定が可能となる。
【０２３５】
なお、本実施の形態においては、方向推定部において、ターゲットまでの距離の推定とその到来方向の推定を行う構成を示したが、到来方向の推定のみであれば、第１送信タイミング検出部３５、第２送信タイミング検出部３８を用いない構成でも実施可能となり、従って、レーダ受信部から方向推定部３４に、送信トリガ信号Ｔｒ１，Ｔｒ２を出力することを省略ができる。
【０２３６】
（第３の実施形態）
第３の実施形態においては、レーダ装置は、第１レーダ送信周期及び第２レーダ送信周期を２回以上用いて、ターゲットに移動に基づく反射波の信号におけるドップラ位相変動を推定する。
【０２３７】
第３の実施形態のレーダ装置１ｙの構成及び動作について、図１７〜図２１を参照して説明する。図１７は、第３の実施形態のレーダ装置１ｙの内部構成を簡略に示すブロック図である。図１８は、第３の実施形態のレーダ装置１ｙの内部構成を詳細に示すブロック図である。図１９は、第３の実施形態における各送信トリガ信号と各レーダ送信信号との関係の一例を示すタイミングチャートである。図２０は、ドップラ位相変動推定部４１の内部構成の一例を詳細に示すブロック図である。図２１は、ドップラ位相変動推定部４１の内部構成の他の一例を詳細に示すブロック図である。
【０２３８】
第３の実施形態のレーダ装置１ｙの構成及び動作の説明において、第１の実施形態のレーダ装置１と同様の内容の説明は省略し、異なる内容について説明する。
【０２３９】
先ず、レーダ装置１ｙの各部の構成について簡略に説明する。
【０２４０】
レーダ装置１ｙは、図１７に示す様に、２つのレーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２、２つのレーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２、並びにドップラ位相変動推定部４１を含む構成である。レーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２の構成及び動作は第１の実施形態のレーダ装置１のレーダ送信部Ｔｘ１及びＴｘ２の構成及び動作と同様であるため、説明を省略する。更に、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２の構成及び動作は第１の実施形態のレーダ装置１のレーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２の構成及び動作と同様であるため、説明を省略する。
【０２４１】
第３の実施形態において、レーダ送信部Ｔｘ１の送信制御部２は、第１レーダ送信周期Ｔｗ１（図１９参照）毎に送信トリガ信号Ｔｒ１を第１符号生成部４に出力する。レーダ送信部Ｔｘ１は、第１レーダ送信周期Ｔｗ１毎に、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ１を繰り返し送信する（図１９参照）。
【０２４２】
同様に、レーダ送信部Ｔｘ２の送信制御部２ｂは、第２レーダ送信周期Ｔｗ２（図１９参照）毎に送信トリガ信号Ｔｒ２を第１符号生成部４ｂに出力する。レーダ送信部Ｔｘ２は、第２レーダ送信周期Ｔｗ２毎に、レーダ送信信号Ｓ−Ｔｘ２を繰り返し送信する（図１９参照）。パラメータＴｗ１及びＴｗ２は、数式（２０）及び数式（２１）を満たす。
【０２４３】
（ドップラ位相変動推定部）
次に、第１の実施形態のレーダ装置１と異なる構成、即ちドップラ位相変動推定部４１の構成及び動作について図２０を参照して説明する。以下の説明において、第Ｍ番目のレーダ送信信号に対する離散時刻ｋにおける第１相関値をＡＣ１（ｋ，Ｍ）とし、第Ｍ番目のレーダ送信信号に対する離散時刻ｋにおける第２相関値をＡＣ２（ｋ，Ｍ）とする。
【０２４４】
ドップラ位相変動推定部４１は、図２０に示す様に、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２から出力された各第１相関値ＡＣ１（ｋ，Ｍ）を基にドップラ位相変動を推定する。具体的には、ドップラ位相変動推定部４１は、第１相関値ピーク検出部４２、第１位相検出部４３、第１記憶部４４及び第１位相変動検出部４５を含む構成である。
【０２４５】
更に、ドップラ位相変動推定部４１は、図２０に図示していないが、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２から出力された各第２相関値ＡＣ２（ｋ，Ｍ）を基にドップラ位相変動を推定する。具体的には、ドップラ位相変動推定部４１は、第２相関値ピーク検出部、第２位相検出部、第２記憶部及び第２位相変動検出部を含む構成である。
【０２４６】
第１相関値ピーク検出部４２と第２相関値ピーク検出部、第１位相検出部４３と第２位相検出部、第１記憶部４４と第２記憶部、及び第１位相変動検出部４５と第２位相変動検出部の各動作は同様である。このため、以下のドップラ位相変動推定部４１の説明においては、第１相関値ピーク検出部４２、第１位相検出部４３、第１記憶部４４及び第１位相変動検出部４５を例示して説明する。
【０２４７】
又、以下の説明において、第Ｍ番目の第１レーダ送信周期において送信されたレーダ送信信号を分離する第ｕ番目のレーダ受信部Ｒｘｕから出力された第１相関値をＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）とする。パラメータｕは、自然数であって１〜Ｎｒｘである。パラメータＮｒｘは、レーダ受信部の数であり、第３の実施形態のレーダ装置１ｙ（図１８参照）においては２である。
【０２４８】
第１相関値ピーク検出部４２は、第ｕ番目のレーダ受信部Ｒｘｕから出力された第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）を入力する。第１相関値ピーク検出部４２は、入力された第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）の自乗値｜ＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）｜２を算出する。第１相関値ピーク検出部４２は、所定の基準レベルＰｔｈを超える第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）の自乗値｜ＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）｜２のピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）を検出する。第１相関値ピーク検出部４２は、検出されたピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）を第１位相検出部４３に出力する。
【０２４９】
第１位相検出部４３は、第１相関値ピーク検出部４２から出力されたピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）を入力する。第１位相検出部４３は、入力されたピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）を基に、ピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）における第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）の位相成分Φ１（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）を数式（４６）に従って算出する。第１位相検出部４３は、算出結果である位相成分Φ１（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）を第１記憶部４４に記憶する。
【０２５０】
【数４６】
【０２５１】
第１記憶部４４は、第１位相検出部４３の算出結果である位相成分Φ１（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）と離散時刻ｋｐ１（ｕ）とを一時的に記憶する。
【０２５２】
第１位相変動検出部４５は、第１記憶部４４に記憶されている位相成分Φ１（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）と離散時刻ｋｐ１（ｕ）とを基に、ターゲットの移動に基づく反射波の信号における位相変動状況を検出する。
【０２５３】
具体的には、第１位相変動検出部４５は、離散時刻ｋｐ１（ｕ）を基に、次の第１レーダ送信周期Ｔｗ１における離散時刻（ｋｐ１（ｕ）＋ｒｏｕｎｄ（Ｔｗ１／Ｔｐ１））の第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋｐ１（ｕ）＋ｒｏｕｎｄ（Ｔｗ１／Ｔｐ１），Ｍ＋１）の位相情報Φ１（ｋｐ１（ｕ）＋ｒｏｕｎｄ（Ｔｗ１／Ｔｐ１），Ｍ＋１）を検出する。更に、第１位相変動検出部４５は、位相情報Φ１（ｋｐ１（ｕ）＋ｒｏｕｎｄ（Ｔｗ１／Ｔｐ１），Ｍ＋１）と、一時的に記憶されている位相情報Φ１（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）との差分（数式（４７）参照）を基に、位相変動状況ΔΦ１（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）を検出する。
【０２５４】
【数４７】
【０２５５】
第１位相変動検出部４５は、数式（４７）の算出結果を用いて、ΔΦ１（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）が大きいほど周波数変動が大きいと見なすことができ、ターゲットの移動に基づくドップラ位相変動を推定できる。
【０２５６】
以上により、レーダ装置１ｙは、複数のレーダ送信部（Ｔｘ１，Ｔｘ２）間において同期して送信しないが、以下の理由により、反射波の信号に含まれるドップラ位相変動を推定できる。
【０２５７】
レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２の各相関値算出部が数式（１０）及び数式（１２）に従って自己相関値を算出すると、第ｎ番目のレーダ送信部Ｔｘｎと第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍとのキャリア周波数差Δｆｎｍは、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍの第ｎ相関値の位相成分Δθｎｍとして検出される。第ｎ相関値は、第ｎ相関値算出部により算出された算出結果である。
【０２５８】
上述した本実施形態においては、レーダ送信部Ｔｘｎのパラメータｑは１又は２であり、レーダ受信部Ｒｘｍのパラメータｍは１又は２である。キャリア周波数差Δｆｎｍは数式（１８）により示され、位相成分Δθｎｍは数式（４８）により示される。パラメータｆＴｎはレーダ送信部Ｔｘｎのキャリア周波数、パラメータｆＲｍはレーダ受信部Ｒｘｍのキャリア周波数を示す。
【０２５９】
【数４８】
【０２６０】
ここで、ｆｄｍは第ｍのレーダ受信部Ｒｘｍにおいて受信される反射波の信号におけるドップラ周波数を表す。ドップラ位相変動推定部４１の第ｎ位相変動検出部は、第ｍ番目のレーダ受信部Ｒｘｍからの第１相関演算値の位相Δθｎｍと、続くレーダ送信周期における第１相関演算値の位相Δθｎｍとの差分を検出することにより、ドップラ位相変動を推定できる。
【０２６１】
なお、キャリア周波数差Δｆが、例えば、周波数変換部の位相誤差による変動を含む場合でも、レーダ送信信号を送信する時間内Ｔｐ１，Ｔｐ２より十分小さければ、レーダ送信部間が非同期でも位相検出に基づくドップラ位相変動を推定できる。
【０２６２】
次に、ドップラ位相変動推定部４１の別の構成及び動作について図２１を参照して説明する。
【０２６３】
ドップラ位相変動推定部４１は、図２１に示す様に、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２から出力された各第１相関値ＡＣ１（ｋ，Ｍ）を基にドップラ位相変動を推定する。具体的には、ドップラ位相変動推定部４１は、第１相関値ピーク検出部４６、第１記憶部４７及び第１位相変動検出部４８を含む構成である。
【０２６４】
更に、ドップラ位相変動推定部４１は、図２１に図示していないが、レーダ受信部Ｒｘ１及びＲｘ２から出力された各第２相関値ＡＣ２（ｋ，Ｍ）を基にドップラ位相変動を推定する。具体的には、ドップラ位相変動推定部４１は、第２相関値ピーク検出部、第２記憶部及び第２位相変動検出部を含む構成である。
【０２６５】
第１相関値ピーク検出部４６と第２相関値ピーク検出部、第１記憶部４７と第２記憶部、及び第１位相変動検出部４８と第２位相変動検出部の各動作は同様である。このため、以下のドップラ位相変動推定部４１の説明においては、第１相関値ピーク検出部４６、第１記憶部４７及び第１位相変動検出部４８を例示して説明する。
【０２６６】
第１相関値ピーク検出部４６は、第ｕ番目のレーダ受信部Ｒｘｕから出力された第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）を入力する。第１相関値ピーク検出部４６は、入力された第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）の自乗値｜ＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）｜２を算出する。第１相関値ピーク検出部４６は、所定の基準レベルＰｔｈを超える第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）の自乗値｜ＡＣ１ｕ（ｋ，Ｍ）｜２のピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）を検出する。第１相関値ピーク検出部４６は、検出されたピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）を第１記憶部４７に出力する。
【０２６７】
第１記憶部４７は、第１相関値ピーク検出部４６から出力されたピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）と、ピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）における第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）とを一時的に記憶する。
【０２６８】
第１位相変動検出部４８は、第１記憶部４７に記憶されているピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）と、ピークタイミングｋｐ１（ｕ，Ｍ）における第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）とを基に、ターゲットの移動に基づく反射波の信号における位相変動状況を検出する。
【０２６９】
具体的には、第１位相変動検出部４８は、離散時刻ｋｐ１（ｕ）を基に、次の第１レーダ送信周期Ｔｗ１における離散時刻（ｋｐ１（ｕ）＋ｒｏｕｎｄ（Ｔｗ１／Ｔｐ１））の第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋｐ１（ｕ）＋ｒｏｕｎｄ（Ｔｗ１／Ｔｐ１），Ｍ＋１）を検出する。更に、第１位相変動検出部４５は、第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋｐ１（ｕ）＋ｒｏｕｎｄ（Ｔｗ１／Ｔｐ１），Ｍ＋１）と、一時的に記憶されている第１相関値ＡＣ１ｕ（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）との差分（数式（４９）参照）を基に、位相変動状況ΔΦ（ｋｐ（ｕ），Ｍ）を検出する。
【０２７０】
【数４９】
【０２７１】
第１位相変動検出部４８は、数式（４９）の算出結果を用いて、ΔΦ１（ｋｐ１（ｕ），Ｍ）が大きいほど周波数変動が大きいと見なすことができ、ターゲットの移動に基づくドップラ位相変動を推定できる。
【０２７２】
以上により、レーダ装置１ｙは、複数のレーダ送信部（Ｔｘ１，Ｔｘ２）間において同期して送信しないが、上述した同様の理由により、反射波の信号に含まれるドップラ位相変動を推定できる。
【０２７３】
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０２７４】
なお、上述した各実施形態においてはレーダ送信部が２つである場合を説明したが、レーダ送信部が３つ以上である場合も同様に適用できる。例えばレーダ送信部が３つである場合を説明する。第３番目のレーダ送信部をレーダ送信部Ｔｘ３と表記する。レーダ送信部Ｔｘ３の構成は他のレーダ送信部Ｔｘ１又はレーダ送信部Ｔｘ２と同様であるため、レーダ送信部Ｔｘ３の構成の説明は省略する。
【０２７５】
レーダ送信部Ｔｘ３の第３の符号生成部は、第３の送信制御部からの送信トリガ信号を基に、符号長Ｌのパルス符号系列ｂｎを、Ｎ３回繰り返して生成する。符号長Ｌの送信信号ａｎ＿ｐ３は、パルス幅Ｔｐ３の送信時間において送信される。即ち、１つの符号あたりのパルス幅Ｔｓ３＝Ｔｐ３／Ｌの送信時間において送信される。また、送信信号ａｎ＿ｐ３のＮ３回繰り返し送信される時間幅はＴｐ３×Ｎ３となる。
【０２７６】
ここで、パラメータＴｐ３は、上述したパラメータＴｐ１及びＴｐ２とは互いに異なり、数式（５０）の関係を有する。更に、Ｔｐ３は、Ｔｐ１及びＴｐ２に対し数式（５１）の関係を有することにより、レーダ受信部において、レーダ送信部Ｔｘ１，Ｔｘ２及びＴｘ３からの各レーダ送信信号を分離して受信できる。他の各部の動作は第１の実施形態のレーダ装置１の各部と同様である。
【０２７７】
【数５０】
【０２７８】
【数５１】
【０２７９】
なお、上述した各実施形態のレーダ受信部により受信された反射波の信号が、各Ａ／Ｄ変換部のダイナミックレンジを超える場合がある。これに備えて、各レーダ受信部の各Ａ／Ｄ変換部の前段にＡＧＣ（Auto Gain Control）部を有しても良い。ＡＧＣ部は、反射波の信号レベルをＡ／Ｄ変換部の出力信号、若しくは受信ＲＦ部の入力レベル検出結果（例えばＲＳＳＩ：Receive Signal Strength Indication）を用いて、反射波の信号レベルに応じて、ＡＧＣ部における増幅利得を制御する。これにより、レーダ受信部は、反射波の信号レベルを各Ａ／Ｄ変換部のダイナミックレンジ内に制御して、後段の各部の動作を可能とできる。
【産業上の利用可能性】
【０２８０】
本発明は、各送信側系統間の動作を同期させるための回路構成を追加せずに、簡易な構成により実現可能なレーダ装置として有用である。
【符号の説明】
【０２８１】
１、１ｖ、１ｗ、１ｘ、１ｙ レーダ装置
２、２ｂ 送信制御部
３、３ｂ 送信信号生成部
４ 第１符号生成部
４ｂ 第２符号生成部
５、５ｂ 変調部
６、６ｂ ＬＰＦ
７、７ｂ 送信ＲＦ部
８、８ｂ、１２ 周波数変換部
９、９ｂ、１１ 増幅器
１０ 受信ＲＦ部
１３ 直交検波部
１４、１４ｖ、１４ｘ 信号処理部
１６ Ａ／Ｄ変換部
１７ 第１遅延部
１８ 第２遅延部
１９ 第１相関値算出部
２０ 第２相関値算出部
２１ 測位部
２２ 送信タイミング検出部
２３ 相関値ピーク検出部
２４ 到来遅延時間算出部
２５ ターゲット距離推定部
２６ ターゲット位置推定部
２７ 第１加算部
２８ 第２加算部
３０、３１ 符号切換部
３２ 第１アンテナ相関値算出部
３３ 第２アンテナ相関値算出部
３４ 方向推定部
３５ 第１送信タイミング検出部
３６ 第１位相差算出部
３７ 第１到来方向算出部
３８ 第２送信タイミング検出部
３９ 第２位相差算出部
４０ 第２到来方向算出部
４１ ドップラ位相変動推定部
４２、４６ 第１相関値ピーク検出部
４３ 第１位相検出部
４４、４７ 第１記憶部
４５、４８ 第１位相変動検出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の符号長の符号系列を、第１符号幅を用いて所定数繰り返した第１変調信号を生成する第１送信信号生成部と、
前記第１変調信号を高周波の第１レーダ送信信号に変換し、前記第１レーダ送信信号を第１送信アンテナから送信する第１送信ＲＦ部と、を有する第１レーダ送信部と、
前記所定の符号長の符号系列を、第２符号幅を用いて所定数繰り返した第２変調信号を生成する第２送信信号生成部と、
前記第２変調信号を高周波の第２レーダ送信信号に変換し、前記第２レーダ送信信号を第２送信アンテナから送信する第２送信ＲＦ部と、を有する第２レーダ送信部と、を含むレーダ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーダ装置であって、
前記第１レーダ送信部又は前記第２レーダ送信部から送信された前記第１レーダ送信信号又は前記第２レーダ送信信号を受信する１つ以上のレーダ受信部と、を更に含み、
前記レーダ受信部は、受信した前記第１レーダ送信信号又は前記第２レーダ送信信号を所定のサンプリング周期で離散信号に変換するＡ／Ｄ変換部を有し、
前記第１符号幅と前記第２符号幅との差分は、前記サンプリング周期以上である請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のレーダ装置であって、
前記第１レーダ送信部又は前記第２レーダ送信部から送信された前記第１レーダ送信信号又は前記第２レーダ送信信号を受信する１つ以上のレーダ受信部と、を更に含み、
前記レーダ受信部は、
前記受信アンテナにより受信された高周波の前記反射波の信号をベースバンドに変換し、前記変換されたベースバンドの信号を直交検波する受信ＲＦ部と、
前記直交検波された前記ベースバンドの信号を、前記サンプル周期においてサンプリングするＡ／Ｄ変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号を、前記第１符号幅に応じた所定のサンプル数分遅延させる第１遅延部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号と前記第１遅延部からの出力信号とを基に、第１相関値を算出する第１相関値算出部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号を、前記第２符号幅に応じた所定のサンプル数分遅延させる第２遅延部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号と前記第２遅延部からの出力信号とを基に、第２相関値を算出する第２相関値算出部と、を有するレーダ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のレーダ装置であって、
前記第１レーダ送信部は、
前記第１変調信号の生成タイミングを指示する第１送信トリガ信号を出力する第１送信制御部と、を更に有し、
前記第２レーダ送信部は、
前記第２変調信号の生成タイミングを指示する第２送信トリガ信号を出力する第２送信制御部と、を更に有するレーダ装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載のレーダ装置であって、
前記各々のレーダ受信部は、
前記第１相関値算出部の所定個の出力を加算する第１加算部と、
前記第２相関値算出部の前記所定個の出力を加算する第２加算部と、を更に有するレーダ装置。
【請求項６】
第１符号長の符号系列を所定数繰り返した第１変調信号を生成する第１送信信号生成部と、
前記第１変調信号を高周波の第１レーダ送信信号に変換し、前記第１レーダ送信信号を第１送信アンテナから送信する第１送信ＲＦ部と、を有する第１レーダ送信部と、
第２符号長の符号系列を所定数繰り返した第２変調信号を生成する第２送信信号生成部と、
前記第２変調信号を高周波の第２レーダ送信信号に変換し、前記第２レーダ送信信号を第２送信アンテナから送信する第２送信ＲＦ部と、を有する第２レーダ送信部とを含み、
前記第１変調信号及び前記第２変調信号における１つの符号あたり時間幅は等しく、かつ、前記第１符号長と前記第２符号長はどちらか一方整数倍とならないレーダ装置。
【請求項７】
請求項６に記載のレーダ装置であって、
前記第１レーダ送信部又は前記第２レーダ送信部から送信された前記第１レーダ送信信号又は前記第２レーダ送信信号を受信する１つ以上のレーダ受信部と、を更に含み、
前記レーダ受信部は、
前記受信アンテナにより受信された高周波の前記反射波の信号をベースバンドに変換し、前記変換されたベースバンドの信号を直交検波する受信ＲＦ部と、
前記直交検波された前記ベースバンドの信号を、前記サンプル周期においてサンプリングするＡ／Ｄ変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号を、前記第１符号長に対応する前記第１変調信号
の時間幅に応じた所定のサンプル数分遅延させる第１遅延部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号と前記第１遅延部からの出力信号とを基に、第１相関値を算出する第１相関値算出部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号を、前記第２符号長に対応する前記第２変調信号
の時間幅に応じた所定のサンプル数分遅延させる第２遅延部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号と前記第２遅延部からの出力信号とを基に、第２相関値を算出する第２相関値算出部と、を有するレーダ装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のレーダ装置であって、
前記第１レーダ送信部は、
前記第１変調信号の生成タイミングを指示する第１送信トリガ信号を出力する第１送信制御部と、を更に有し、
前記第２レーダ送信部は、
前記第２変調信号の生成タイミングを指示する第２送信トリガ信号を出力する第２送信制御部と、を更に有するレーダ装置。
【請求項９】
請求項３、４、７及び８のうちいずれか一項に記載のレーダ装置であって、
前記第１相関値算出部及び前記第２相関値算出部、又は、前記第１加算部及び前記第２加算部の各出力を基に、前記ターゲットまでの距離を推定する測位部と、を更に含み、
前記測位部は、前記各々のレーダ受信部毎に、
前記第１送信トリガ信号及び前記第２送信トリガ信号を基に、前記第１レーダ送信信号及び前記第２レーダ送信信号の各送信タイミングを検出する送信タイミング検出部と、
前記第１相関値算出部及び前記第２相関値算出部、又は、前記第１加算部及び前記第２加算部の各出力を基に、所定の基準レベルを超える前記各出力のピークタイミングを検出する相関値ピーク検出部と、
前記送信タイミング検出部により検出された前記各送信タイミングと、前記相関値ピーク検出部により検出された前記各出力のピークタイミングとを基に、前記反射波の信号の到来までの到来遅延時間を算出する到来遅延時間算出部と、
前記算出された前記到来遅延時間を基に、前記ターゲットまでの距離を推定するターゲット距離算出部と、を有するレーダ装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のレーダ装置であって、
前記測位部は、
各々の前記ターゲット距離推定部により推定された前記ターゲットまでの距離と、各々の前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの位置を基に、前記ターゲットの位置を推定するターゲット位置推定部と、を更に有するレーダ装置。
【請求項１１】
請求項３に記載のレーダ装置であって、
前記レーダ受信部は、２系統の第１レーダ受信部及び第２レーダ受信部を有し、
前記第１及び第２の各レーダ受信部の前記Ａ／Ｄ変換部からの各出力信号と前記第１遅延部からの各出力信号とを基に、前記第２レーダ受信部の前記第１遅延部からの出力信号と前記第１レーダ受信部の前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号との第３相関値、及び、前記第１レーダ受信部の前記第１遅延部からの出力信号と前記第２レーダ受信部の前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号との第４相関値を算出する第１アンテナ相関値算出部と、
前記第１及び第２の各レーダ受信部の前記Ａ／Ｄ変換部からの各出力信号と前記第２遅延部からの各出力信号とを基に、前記第２レーダ受信部の前記第２遅延部からの出力信号と前記第１レーダ受信部の前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号との第５相関値、及び、前記第１レーダ受信部の前記第２遅延部からの出力信号と前記第２レーダ受信部の前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号との第６相関値を算出する第２アンテナ相関値算出部と、を更に含むレーダ装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のレーダ装置であって、
前記第１レーダ受信部の第１相関値算出部及び第２相関値算出部、前記第２レーダ受信部の第１相関値算出部及び第２相関値算出部、前記第１アンテナ相関値算出部並びに前記第２アンテナ相関値算出部の各出力を基に、前記反射波の信号の到来方向を推定する方向推定部と、を更に含み、
前記方向推定部は、
前記第１レーダ受信部の第１相関値算出部、前記第２レーダ受信部の第１相関値算出部及び前記第１アンテナ相関値算出部の各出力を基に、位相成分を算出する第１位相差算出部と、
前記第１レーダ受信部の第２相関値算出部、前記第２レーダ受信部の第２相関値算出部及び前記第２アンテナ相関値算出部の各出力を基に、位相成分を算出する第２位相差算出部と、を有するレーダ装置。
【請求項１３】
請求項１又は２に記載のレーダ装置であって、
前記第１送信信号生成部は、
２ｍ＋１（ｍはゼロ以上の整数）番目のレーダ送信周期において所定の符号長の符号系列を、第１符号幅を用いて所定数繰り返した第１変調信号を生成し、２ｍ番目のレーダ送信周期において前記所定の符号長の符号系列を、第２符号幅を用いて所定数繰り返した第２変調信号を生成し、
前記第２送信信号生成部は、
前記２ｍ＋１（ｍはゼロ以上の整数）番目のレーダ送信周期において前記第２変調信号を生成し、前記２ｍ番目のレーダ送信周期において第１変調信号を生成するレーダ装置。
【請求項１４】
請求項３に記載のレーダ装置であって、
第１レーダ送信周期毎の各々の前記レーダ受信部における前記第１相関値算出部及び前記第２相関値算出部の各出力、及び、第２レーダ送信周期毎の各々の前記レーダ受信部における前記第１相関値算出部及び前記第２相関値算出部の各出力を基に、前記第１レーダ送信周期における前記ターゲットのドップラ位相変動及び前記第２レーダ送信周期における前記ターゲットのドップラ位相変動を推定するドップラ位相変動推定部と、を更に含むレーダ装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載のレーダ装置であって、
前記ドップラ位相変動推定部は、各々のレーダ受信部毎に、
各々の前記レーダ受信部の前記第１相関値算出部又は前記第２相関値算出部の出力を基に、所定の基準レベルを超える前記出力のピークタイミングを検出する相関値ピーク検出部と、
前記相関値ピーク検出部により検出された前記ピークタイミングにおける前記第１相関値算出部又は前記第２相関値算出部の各出力の位相成分を算出する位相検出部と、
前記算出された前記位相成分と前記検出された前記ピークタイミングとを記憶する記憶部と、
前記記憶された前記位相成分及び前記ピークタイミングと、次の第１レーダ送信周期又は前記第２レーダ送信周期における前記第１相関値算出部若しくは前記第２相関値算出部の各出力の位相成分及び前記各出力のピークタイミングとを基に、前記ターゲットのドップラ位相変動を算出する位相変動検出部と、を有するレーダ装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載のレーダ装置であって、
前記ドップラ位相変動推定部は、各々のレーダ受信部毎に、
各々の前記レーダ受信部の前記第１相関値算出部又は前記第２相関値算出部の出力を基に、所定の基準レベルを超える前記出力のピークタイミングを検出する相関値ピーク検出部と、
前記検出された前記ピークタイミングと前記ピークタイミングにおける前記第１相関値算出部又は前記第２相関値算出部の出力を記憶する記憶部と、
前記記憶された前記ピークタイミング及び前記ピークタイミングにおける前記第１相関値算出部又は前記第２相関値算出部の出力と、次の第１レーダ送信周期又は前記第２レーダ送信周期における前記相関値ピーク検出部により検出された前記ピークタイミング及び前記ピークタイミングにおける第１相関値算出部若しくは前記第２相関値算出部の出力とを基に、前記ターゲットのドップラ位相変動を算出する位相変動検出部と、を有するレーダ装置。
【請求項１】
所定の符号長の符号系列を、第１符号幅を用いて所定数繰り返した第１変調信号を生成する第１送信信号生成部と、
前記第１変調信号を高周波の第１レーダ送信信号に変換し、前記第１レーダ送信信号を第１送信アンテナから送信する第１送信ＲＦ部と、を有する第１レーダ送信部と、
前記所定の符号長の符号系列を、第２符号幅を用いて所定数繰り返した第２変調信号を生成する第２送信信号生成部と、
前記第２変調信号を高周波の第２レーダ送信信号に変換し、前記第２レーダ送信信号を第２送信アンテナから送信する第２送信ＲＦ部と、を有する第２レーダ送信部と、を含むレーダ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーダ装置であって、
前記第１レーダ送信部又は前記第２レーダ送信部から送信された前記第１レーダ送信信号又は前記第２レーダ送信信号を受信する１つ以上のレーダ受信部と、を更に含み、
前記レーダ受信部は、受信した前記第１レーダ送信信号又は前記第２レーダ送信信号を所定のサンプリング周期で離散信号に変換するＡ／Ｄ変換部を有し、
前記第１符号幅と前記第２符号幅との差分は、前記サンプリング周期以上である請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のレーダ装置であって、
前記第１レーダ送信部又は前記第２レーダ送信部から送信された前記第１レーダ送信信号又は前記第２レーダ送信信号を受信する１つ以上のレーダ受信部と、を更に含み、
前記レーダ受信部は、
前記受信アンテナにより受信された高周波の前記反射波の信号をベースバンドに変換し、前記変換されたベースバンドの信号を直交検波する受信ＲＦ部と、
前記直交検波された前記ベースバンドの信号を、前記サンプル周期においてサンプリングするＡ／Ｄ変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号を、前記第１符号幅に応じた所定のサンプル数分遅延させる第１遅延部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号と前記第１遅延部からの出力信号とを基に、第１相関値を算出する第１相関値算出部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号を、前記第２符号幅に応じた所定のサンプル数分遅延させる第２遅延部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号と前記第２遅延部からの出力信号とを基に、第２相関値を算出する第２相関値算出部と、を有するレーダ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のレーダ装置であって、
前記第１レーダ送信部は、
前記第１変調信号の生成タイミングを指示する第１送信トリガ信号を出力する第１送信制御部と、を更に有し、
前記第２レーダ送信部は、
前記第２変調信号の生成タイミングを指示する第２送信トリガ信号を出力する第２送信制御部と、を更に有するレーダ装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載のレーダ装置であって、
前記各々のレーダ受信部は、
前記第１相関値算出部の所定個の出力を加算する第１加算部と、
前記第２相関値算出部の前記所定個の出力を加算する第２加算部と、を更に有するレーダ装置。
【請求項６】
第１符号長の符号系列を所定数繰り返した第１変調信号を生成する第１送信信号生成部と、
前記第１変調信号を高周波の第１レーダ送信信号に変換し、前記第１レーダ送信信号を第１送信アンテナから送信する第１送信ＲＦ部と、を有する第１レーダ送信部と、
第２符号長の符号系列を所定数繰り返した第２変調信号を生成する第２送信信号生成部と、
前記第２変調信号を高周波の第２レーダ送信信号に変換し、前記第２レーダ送信信号を第２送信アンテナから送信する第２送信ＲＦ部と、を有する第２レーダ送信部とを含み、
前記第１変調信号及び前記第２変調信号における１つの符号あたり時間幅は等しく、かつ、前記第１符号長と前記第２符号長はどちらか一方整数倍とならないレーダ装置。
【請求項７】
請求項６に記載のレーダ装置であって、
前記第１レーダ送信部又は前記第２レーダ送信部から送信された前記第１レーダ送信信号又は前記第２レーダ送信信号を受信する１つ以上のレーダ受信部と、を更に含み、
前記レーダ受信部は、
前記受信アンテナにより受信された高周波の前記反射波の信号をベースバンドに変換し、前記変換されたベースバンドの信号を直交検波する受信ＲＦ部と、
前記直交検波された前記ベースバンドの信号を、前記サンプル周期においてサンプリングするＡ／Ｄ変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号を、前記第１符号長に対応する前記第１変調信号
の時間幅に応じた所定のサンプル数分遅延させる第１遅延部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号と前記第１遅延部からの出力信号とを基に、第１相関値を算出する第１相関値算出部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号を、前記第２符号長に対応する前記第２変調信号
の時間幅に応じた所定のサンプル数分遅延させる第２遅延部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号と前記第２遅延部からの出力信号とを基に、第２相関値を算出する第２相関値算出部と、を有するレーダ装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のレーダ装置であって、
前記第１レーダ送信部は、
前記第１変調信号の生成タイミングを指示する第１送信トリガ信号を出力する第１送信制御部と、を更に有し、
前記第２レーダ送信部は、
前記第２変調信号の生成タイミングを指示する第２送信トリガ信号を出力する第２送信制御部と、を更に有するレーダ装置。
【請求項９】
請求項３、４、７及び８のうちいずれか一項に記載のレーダ装置であって、
前記第１相関値算出部及び前記第２相関値算出部、又は、前記第１加算部及び前記第２加算部の各出力を基に、前記ターゲットまでの距離を推定する測位部と、を更に含み、
前記測位部は、前記各々のレーダ受信部毎に、
前記第１送信トリガ信号及び前記第２送信トリガ信号を基に、前記第１レーダ送信信号及び前記第２レーダ送信信号の各送信タイミングを検出する送信タイミング検出部と、
前記第１相関値算出部及び前記第２相関値算出部、又は、前記第１加算部及び前記第２加算部の各出力を基に、所定の基準レベルを超える前記各出力のピークタイミングを検出する相関値ピーク検出部と、
前記送信タイミング検出部により検出された前記各送信タイミングと、前記相関値ピーク検出部により検出された前記各出力のピークタイミングとを基に、前記反射波の信号の到来までの到来遅延時間を算出する到来遅延時間算出部と、
前記算出された前記到来遅延時間を基に、前記ターゲットまでの距離を推定するターゲット距離算出部と、を有するレーダ装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のレーダ装置であって、
前記測位部は、
各々の前記ターゲット距離推定部により推定された前記ターゲットまでの距離と、各々の前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの位置を基に、前記ターゲットの位置を推定するターゲット位置推定部と、を更に有するレーダ装置。
【請求項１１】
請求項３に記載のレーダ装置であって、
前記レーダ受信部は、２系統の第１レーダ受信部及び第２レーダ受信部を有し、
前記第１及び第２の各レーダ受信部の前記Ａ／Ｄ変換部からの各出力信号と前記第１遅延部からの各出力信号とを基に、前記第２レーダ受信部の前記第１遅延部からの出力信号と前記第１レーダ受信部の前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号との第３相関値、及び、前記第１レーダ受信部の前記第１遅延部からの出力信号と前記第２レーダ受信部の前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号との第４相関値を算出する第１アンテナ相関値算出部と、
前記第１及び第２の各レーダ受信部の前記Ａ／Ｄ変換部からの各出力信号と前記第２遅延部からの各出力信号とを基に、前記第２レーダ受信部の前記第２遅延部からの出力信号と前記第１レーダ受信部の前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号との第５相関値、及び、前記第１レーダ受信部の前記第２遅延部からの出力信号と前記第２レーダ受信部の前記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号との第６相関値を算出する第２アンテナ相関値算出部と、を更に含むレーダ装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のレーダ装置であって、
前記第１レーダ受信部の第１相関値算出部及び第２相関値算出部、前記第２レーダ受信部の第１相関値算出部及び第２相関値算出部、前記第１アンテナ相関値算出部並びに前記第２アンテナ相関値算出部の各出力を基に、前記反射波の信号の到来方向を推定する方向推定部と、を更に含み、
前記方向推定部は、
前記第１レーダ受信部の第１相関値算出部、前記第２レーダ受信部の第１相関値算出部及び前記第１アンテナ相関値算出部の各出力を基に、位相成分を算出する第１位相差算出部と、
前記第１レーダ受信部の第２相関値算出部、前記第２レーダ受信部の第２相関値算出部及び前記第２アンテナ相関値算出部の各出力を基に、位相成分を算出する第２位相差算出部と、を有するレーダ装置。
【請求項１３】
請求項１又は２に記載のレーダ装置であって、
前記第１送信信号生成部は、
２ｍ＋１（ｍはゼロ以上の整数）番目のレーダ送信周期において所定の符号長の符号系列を、第１符号幅を用いて所定数繰り返した第１変調信号を生成し、２ｍ番目のレーダ送信周期において前記所定の符号長の符号系列を、第２符号幅を用いて所定数繰り返した第２変調信号を生成し、
前記第２送信信号生成部は、
前記２ｍ＋１（ｍはゼロ以上の整数）番目のレーダ送信周期において前記第２変調信号を生成し、前記２ｍ番目のレーダ送信周期において第１変調信号を生成するレーダ装置。
【請求項１４】
請求項３に記載のレーダ装置であって、
第１レーダ送信周期毎の各々の前記レーダ受信部における前記第１相関値算出部及び前記第２相関値算出部の各出力、及び、第２レーダ送信周期毎の各々の前記レーダ受信部における前記第１相関値算出部及び前記第２相関値算出部の各出力を基に、前記第１レーダ送信周期における前記ターゲットのドップラ位相変動及び前記第２レーダ送信周期における前記ターゲットのドップラ位相変動を推定するドップラ位相変動推定部と、を更に含むレーダ装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載のレーダ装置であって、
前記ドップラ位相変動推定部は、各々のレーダ受信部毎に、
各々の前記レーダ受信部の前記第１相関値算出部又は前記第２相関値算出部の出力を基に、所定の基準レベルを超える前記出力のピークタイミングを検出する相関値ピーク検出部と、
前記相関値ピーク検出部により検出された前記ピークタイミングにおける前記第１相関値算出部又は前記第２相関値算出部の各出力の位相成分を算出する位相検出部と、
前記算出された前記位相成分と前記検出された前記ピークタイミングとを記憶する記憶部と、
前記記憶された前記位相成分及び前記ピークタイミングと、次の第１レーダ送信周期又は前記第２レーダ送信周期における前記第１相関値算出部若しくは前記第２相関値算出部の各出力の位相成分及び前記各出力のピークタイミングとを基に、前記ターゲットのドップラ位相変動を算出する位相変動検出部と、を有するレーダ装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載のレーダ装置であって、
前記ドップラ位相変動推定部は、各々のレーダ受信部毎に、
各々の前記レーダ受信部の前記第１相関値算出部又は前記第２相関値算出部の出力を基に、所定の基準レベルを超える前記出力のピークタイミングを検出する相関値ピーク検出部と、
前記検出された前記ピークタイミングと前記ピークタイミングにおける前記第１相関値算出部又は前記第２相関値算出部の出力を記憶する記憶部と、
前記記憶された前記ピークタイミング及び前記ピークタイミングにおける前記第１相関値算出部又は前記第２相関値算出部の出力と、次の第１レーダ送信周期又は前記第２レーダ送信周期における前記相関値ピーク検出部により検出された前記ピークタイミング及び前記ピークタイミングにおける第１相関値算出部若しくは前記第２相関値算出部の出力とを基に、前記ターゲットのドップラ位相変動を算出する位相変動検出部と、を有するレーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−２５１８２０（Ｐ２０１２−２５１８２０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２３３８４（Ｐ２０１１−１２３３８４）
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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