レーダ装置及びコンピュータプログラム
【課題】側方対象物の誤検知を防ぐことができるレーダ装置を提供する。
【解決手段】電波を送信する送信アンテナ１４と、送信された電波が対象物により反射された電波を受信する複数の受信アンテナ１５と、受信アンテナ１５で受信された各受信信号と送信アンテナ１４で送信した送信信号とを混合して受信アンテナ１５毎にビート信号を生成するビート信号生成部と、各ビート信号の信号強度に、受信アンテナ１５毎に関係付けられた所定の重みをかけ、ビート信号の信号強度を変更する重み付け処理部１７と、重み付け処理部１７により信号強度が変更されたビート信号に基づいて、対象物の方位を検出する方位検出部１９と、を備える。
【解決手段】電波を送信する送信アンテナ１４と、送信された電波が対象物により反射された電波を受信する複数の受信アンテナ１５と、受信アンテナ１５で受信された各受信信号と送信アンテナ１４で送信した送信信号とを混合して受信アンテナ１５毎にビート信号を生成するビート信号生成部と、各ビート信号の信号強度に、受信アンテナ１５毎に関係付けられた所定の重みをかけ、ビート信号の信号強度を変更する重み付け処理部１７と、重み付け処理部１７により信号強度が変更されたビート信号に基づいて、対象物の方位を検出する方位検出部１９と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置およびコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、目標物体と自車との距離、相対速度および方向を計測できるレーダには、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）レーダやパルスレーダ等の各種のレーダ方式がある。この中でＦＭＣＷレーダ方式において、デジタルビームフォーミングが良く用いられている。
【０００３】
デジタルビームフォーミングとは、アレーアンテナで受信した受信信号から、デジタル信号処理によって複数のアンテナビームを形成する処理である。このデジタルビームフォーミングは、ソフトウェアによってアンテナのビームを電子的に制御するため、柔軟で複雑なアンテナ指向性制御が行える。
【０００４】
車載レーダは、このデジタルビームフォーミングにより、所望の方向に指向性を持たせることで障害物を検知する（例えば、特許文献１参照）。所望の方向に指向性を持たせるには、デジタルビームフォーミングする際に、ｎ個（ｎは正の整数）のアンテナが受信する受信信号に対して、それぞれ重み付けをすることで所望の特性を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２７５８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の技術においては、複数のアンテナからの受信信号を切替器で切り替えて、１個の受信機で受信しているため、受信信号毎に重み付けを付与されていなかった。
【０００７】
図１４は、従来のデジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。図１４（ａ）は、各アンテナで受信された信号の強度を示した図である。図１４（ｂ）は、デジタルビームフォーミングされたビームの水平方向における角度の広がりを示した図である。ここで、水平角度とは、地面に水平な面における受信波の到来方向を示し、基準となる０度は車載レーダの受信アンテナの方向を示す。
【０００８】
図１４（ａ）に示されるように、各アンテナＡＮＴｉ（ｉは１からｎまでの整数）で受信した受信信号は、全て最大受信強度がＬａｎｔである受信強度パターン１４０ｉを有している。
上述の通り、従来、複数のアンテナからの受信信号に対して、それぞれ重み付けがされることなく、車載レーダの信号処理部は、全てのアンテナからの受信信号をそのままデジタルビームフォーミングしていた。
【０００９】
その結果、車載レーダの信号処理部は、図１４（ｂ）に示すようなデジタルビームフォーミングによる受信強度パターンを形成する。図１４（ｂ）において、デジタルビームフォーミングによる受信強度パターンは、メインローブ１４１と、サイドローブ１４２と、サイドローブ１４３からなる。
【００１０】
ところが、サイドローブ１４２またはサイドローブ１４３の受信強度は、検知閾値よりも大きいので、対象物を検知できるほど十分に大きい。それゆえ、車載レーダの信号処理部は、サイドローブ１４２またはサイドローブ１４３の検知範囲に存在する側方対象物を、自車両の走行に障害とならないにも関わらず、誤って検知してしまうという問題がある。
【００１１】
そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、側方対象物の誤検知を防ぐことができるレーダ装置及びコンピュータプログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
［１］上記の課題を解決するため、本発明の一態様であるレーダ装置は、電波を送信する送信アンテナと、前記送信された電波が対象物により反射された電波を受信する複数の受信アンテナと、前記受信アンテナで受信された各受信信号と前記送信アンテナで送信した送信信号とを混合して前記受信アンテナ毎にビート信号を生成するビート信号生成部と、前記各ビート信号の信号強度に、前記受信アンテナ毎に関係付けられた所定の重みをかけ、前記ビート信号の信号強度を変更する重み付け処理部と、前記重み付け処理部により信号強度が変更されたビート信号に基づいて、前記対象物の方位を検出する方位検出部と、を備えることを特徴とする。
上記レーダ装置によれば、ビート信号毎に、受信アンテナ毎に関係付けられた所定の重みをかけるので、受信アンテナのサイドローブを下げ、サイドローブによる検知範囲を狭くすることができる。これによって、側方対象物の誤検知を防ぐことができる。
【００１３】
［２］上記［１］記載のレーダ装置において、前記重み付け処理部は、前記ビート信号の周波数が所定の周波数よりも低いときに、前記重みを小さくすることを特徴とする。
これにより、ビート信号の周波数が所定の周波数よりも低いときに、重みを小さくするので、対象物が所定の距離よりも近いときに、サイドローブによる検知範囲を狭くすることができる。これによって、近距離に存在する側方対象物の誤検知を減らすことができる。
【００１４】
［３］上記［１］または［２］に記載のレーダ装置において、前記重み付け処理部は、前記ビート信号の周波数が所定の周波数よりも低いときに、前記受信アンテナの位置が端になるほど、該受信アンテナに関係付けられた前記重みを小さくすることを特徴とする。
これにより、受信アンテナの位置が端になるほど、該受信アンテナに関係付けられた重みが小さくなるので、受信アンテナのサイドローブによる検知範囲を狭くすることができる。
【００１５】
［４］上記［２］または［３］に記載のレーダ装置において、前記所定の周波数は前記受信アンテナの位置が端になるほど高く、前記重みの周波数に対する変化量は前記受信アンテナの位置によらず一定であることを特徴とする。
これにより、前記重みの周波数に対する変化量が一定であり、受信アンテナの位置が端になるほど所定の周波数が高いので、ビート信号の周波数が変化しても受信アンテナの位置が端になるほど、重みを小さくすることができる。これによって、受信アンテナのサイドローブによる検知範囲を狭くすることができる。
【００１６】
［５］上記［２］または［３］に記載のレーダ装置において、前記重みの周波数に対する変化量は、前記受信アンテナの位置が端になるほど大きいことを特徴とする。
これにより、受信アンテナの位置が端になるほど、前記重みの周波数に対する変化量が大きくなるので、所定の周波数よりも低い範囲においては、周波数が変化したとき受信アンテナの位置が端になるほど、重みを小さくすることができる。これによって、受信アンテナのサイドローブによる検知範囲を狭くすることができる。また、受信アンテナのサイドローブによる検知範囲を柔軟に設定することができる。
【００１７】
［６］上記［１］から［５］のいずれかに記載のレーダ装置において、前記重み付け処理部は、前記受信アンテナ毎に前記重みと周波数の関係が定められたフィルタを備え、前記各フィルタは、前記各ビート信号の信号強度を、該ビート信号の信号強度と該ビート信号の周波数に応じた重みとの積に変更することを特徴とする。
これにより、ハイパスフィルタにより、ビート信号毎に、それぞれのビート信号の周波数に応じた重みをかけることができるので、所定の周波数よりも低い範囲においては、周波数が変化しても受信アンテナの位置が端になるほど、重みを小さくすることができる。これによって、受信アンテナのサイドローブによる検知範囲を狭くすることができる。
【００１８】
［７］上記［１］から［５］のいずれかに記載のレーダ装置において、前記重み付け処理部は、それぞれの前記ビート信号に関係付けられた重みを記憶する記憶部と、前記各ビート信号をフーリエ変換するフーリエ変換部と、前記ビート信号毎に、それぞれの前記ビート信号に関係付けられた前記重みと、前記フーリエ変換部によりフーリエ変換された信号との積を算出する重み乗算部と、を備えることを特徴とする。
これにより、デジタル信号処理によって、ビート信号毎に、そのビート信号に対応した重みと、そのビート信号から生成したフーリエ変換結果との積を算出することができるので、所定の周波数よりも低い範囲においては、周波数が変化しても受信アンテナの位置が端になるほど、重みを小さくすることができる。これによって、受信アンテナのサイドローブによる検知範囲を狭くすることができる。
【００１９】
［８］上記の課題を解決するため、本発明の一態様であるコンピュータプログラムは、複数の受信アンテナで受信された各受信信号と送信アンテナで送信した送信信号とを混合し、前記受信アンテナ毎にビート信号を生成する第１のステップと、前記各ビート信号の信号強度に、前記受信アンテナ毎に関係付けられた所定の重みをかけ、前記ビート信号の信号強度を変更する第２のステップと、前記第２のステップにより信号強度が変更されたビート信号に基づいて、前記対象物の方位を検出する第３のステップと、をコンピュータに実行させる。
これにより、ビート信号毎に、受信アンテナ毎に関係付けられた所定の重みをかけるので、受信アンテナのサイドローブを下げ、サイドローブによる検知範囲を狭くすることができる。これによって、側方対象物の誤検知を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、側方対象物の誤検知を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態によるレーダ装置のブロック構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例におけるレーダ装置のブロック構成図である。
【図３】対象物が近距離にあるときと、対象物が遠距離にあるときのレーダ装置の検知範囲を説明するための模式図である。
【図４】ハイパスフィルタ部のハイパスフィルタ特性１を説明するための図である。
【図５】各ハイパスフィルタが図４（ａ）に示すフィルタ特性を有する場合の、デジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。
【図６】ビート信号の周波数がｆＡであるときの、デジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。
【図７】ビート信号の周波数がｆＢであるときの、デジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。
【図８】ハイパスフィルタ部のハイパスフィルタ特性２を説明するための図である。
【図９】ビート信号の周波数がｆＣであるときの、デジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。
【図１０】ビート信号の周波数がｆＤであるときの、デジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。
【図１１】本発明の第１の実施例における方位検出のフローチャートを示した図である。
【図１２】本発明の第２の実施例における重み付け処理部のブロック構成図である。
【図１３】本発明の第２の実施例における方位検出のフローチャートを示した図である。
【図１４】従来のデジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるレーダ装置のブロック構成図である。レーダ装置１０は、送信制御部１１と、送信波生成部１２と、送信部１３と、送信アンテナ１４と、受信アンテナ１５と、ビート信号生成部１６と、重み付け処理部１７と、ＤＢＦ処理部１８と、方位検出部１９と、を用いて構成される。
【００２３】
送信制御部１１は、送信波生成部１２を制御する制御信号を生成する処理部である。送信制御部１１は、制御信号を生成し、その制御信号を送信波生成部１２へ供給する。
送信波生成部１２は、送信信号を生成する処理部である。送信波生成部１２は、送信制御部１１から供給された制御信号を受け取る。そして、送信波生成部１２は、その制御信号に基づいて、送信信号を生成する。次に、送信波生成部１２は、その送信信号を送信部１３と、ビート信号生成部１６とへ供給する。
【００２４】
送信部１３は、送信波生成部１２から供給された送信信号を増幅する処理部である。送信部１３は、送信波生成部１２から供給された送信信号を受け取る。そして、送信部１３は、その送信信号を所定の信号強度まで増幅する。送信部１３は、増幅された送信信号を送信アンテナへ供給する。
送信アンテナ１４は、その増幅された送信信号を送信する処理部である。送信部１３から供給された増幅された送信信号を受け取る。そして、送信アンテナ１４は、その増幅された送信信号を送信波として空気中へ送信する。
【００２５】
受信アンテナ１５は、ｎ個（ｎは正の整数）のアンテナである。各受信アンテナ１５は、送信波が対象物に反射した反射波を受信して、それぞれの受信信号をビート信号生成部１６へ供給する。
ビート信号生成部１６は、各受信アンテナ１５から供給された受信信号と、送信波生成部１２から供給された送信信号とを受け取る。ビート信号生成部１６は、各受信信号を増幅し、増幅した受信信号を生成する。また、ビート信号生成部１６は、送信信号を増幅し、増幅した送信信号を生成する。
【００２６】
ビート信号生成部１６は、増幅した各受信信号と、増幅した送信信号とをミキシングして、ｎ個のビート信号を生成する。ビート信号生成部１６は、生成したｎ個のビート信号を重み付け処理部１７へ供給する。
【００２７】
重み付け処理部１７は、ビート信号生成部１６から供給されたｎ個のビート信号を受け取る。そして、重み付け処理部１７は、そのｎ個のビート信号それぞれのビート信号の周波数に応じて決まる重みを掛け、重み付けしたビート信号を生成する。ここで、ビート信号の周波数は、対象物との距離に比例するので、重みは、対象物との距離に応じて決定される。
そして、重み付け処理部１７は、それらのｎ個の重み付けしたビート信号を周波数で多重化し、１つの多重化信号を生成する。次に、重み付け処理部１７は、その多重化信号をＤＢＦ処理部１８へ供給する。
【００２８】
ＤＢＦ処理部１８は、重み付け処理部１７から供給された多重化信号を受け取る。ＤＢＦ処理部１８は、その多重化信号を各アンテナに対応した信号に分離する。ＤＢＦ処理部１８は、各アンテナに対応した信号を時間軸でフーリエ変換して、フーリエ変換結果である複素データを生成する。
【００２９】
ＤＢＦ処理部１８は、時間軸でフーリエ変換された複素データを、更にアンテナの配列方向にフーリエ変換（空間軸フーリエ変換）する。そして、ＤＢＦ処理部１８は、角度分解能に対応した角度チャネル毎のスペクトルの強度を示す空間複素数データを算出し、ビート周波数毎に方位検出部１９に供給する。
【００３０】
方位検出部１９は、ＤＢＦ処理部１８から供給された空間複素数データを受け取る。そして、方位検出部１９は、算出されたビート周波数毎の空間複素数データの値の大きさのうち、一番大きな値を取る角度φを対象物の方位として検出する。次に、方位検出部１９は、その対象物の方位を不図示の外部装置へ供給する。
【００３１】
続いて、本発明の第１の実施例について説明する。本発明の第１実施例では、図１に示したレーダ装置１０の重み付け処理部１７を、ハードウェアで実現する構成である。
図２は、本発明の第１の実施例におけるレーダ装置２０のブロック構成図である。レーダ装置２０の送信波生成部１２は、ＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバータ）２１と、増幅器２２と、電圧制御発振器２３と、ローカル増幅器２４と、分岐回路２５とを用いて構成されている。
ＤＡＣ２１は、送信制御部１１から供給された制御信号を受け取る。ＤＡＣ２１は、受け取った制御信号をアナログの制御信号に変換する。ＤＡＣ２１は、そのアナログの制御信号を増幅器２２へ供給する。
【００３２】
増幅器２２は、ＤＡＣ２１から供給されたアナログの制御信号を受け取る。増幅器２２は、そのアナログの制御信号を所定の増幅率で増幅し、増幅信号を生成する。増幅器２２は、その増幅信号を制御電圧として電圧制御発振器２３へ供給する。
電圧制御発振器２３は、増幅器２２から供給された制御電圧を受け取る。電圧制御発振器２３は、供給された制御電圧を用いて、ミリ波帯域の三角波信号を生成する。電圧制御発振器２３は、その三角波信号をローカル増幅器２４へ供給する。
【００３３】
ローカル増幅器２４は、電圧制御発振器２３から供給された三角波信号を受け取る。ローカル増幅器２４は、三角波信号を所定の増幅率で増幅し、送信信号を生成する。ローカル増幅器２４は、送信信号を分岐回路２５へ供給する。
分岐回路２５は、ローカル増幅器２４から送信信号を受け取る。分岐回路２５は、その増幅された三角波信号を送信部１３の増幅器２６と、ビート信号生成部１６のｎ個の増幅器３５ｉ（ｉは１からｎまでの整数）へ供給する。
【００３４】
送信部１３は、増幅器２６を用いて構成されている。増幅器２６は、分岐回路２５から供給された送信信号を受け取る。増幅器２６は、その送信信号を所定の信号強度まで増幅し、増幅した送信信号を生成する。増幅器２６は、その増幅した送信信号を送信アンテナ１４へ供給する。
送信アンテナ１４は、送信部１３から供給された増幅した送信信号を受け取る。送信アンテナ１４は、その増幅した送信信号を送信波として空気中へ送信する。
【００３５】
受信アンテナ１５は、ｎ個の受信アンテナ３１ｉ（ｉは１からｎまでの整数）を用いて構成されている。各受信アンテナ３１ｉは、送信波が対象物によって反射された反射波を受信信号として受信する。そして、各受信アンテナ３１ｉは、その受信信号をそれぞれビート信号生成部１６の各増幅器３３ｉへ供給する。
【００３６】
ビート信号生成部１６は、ｎ個の増幅器３３ｉ（ｉは１からｎまでの整数）と、ｎ個のミキサー３４ｉ（ｉは１からｎまでの整数）と、ｎ個の増幅器３５ｉ（ｉは１からｎまでの整数）とを用いて構成されている。
各増幅器３３ｉは、それぞれ各受信アンテナ３１ｉから供給された受信信号を受け取る。各増幅器３３ｉは、その受信信号を増幅し、増幅した受信信号をそれぞれインデックスｉが同じ各ミキサー３４ｉへ供給する。
【００３７】
各増幅器３５ｉは、分岐回路２５から供給された送信信号を受け取る。各増幅器３５ｉは、その送信信号を所定の増幅率で増幅し、増幅した送信信号を生成する。各増幅器３５ｉは、その増幅した送信信号をそれぞれインデックスｉが同じミキサー３４ｉへ供給する。
各ミキサー３４ｉは、インデックスｉが同じ増幅器３３ｉから供給された増幅した受信信号と、インデックスｉが同じ増幅器３５ｉから供給された増幅した送信信号とを受け取る。
【００３８】
各ミキサー３４ｉは、その増幅した受信信号とその増幅した送信信号とを混合して、ビート信号を生成する。各ミキサー３４ｉは、そのビート信号をそれぞれインデックスｉが同じＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉ（ｉは１からｎまでの整数）へ供給する。
【００３９】
重み付け処理部１７は、ｎ個のＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉ（ｉは１からｎまでの整数）と、マルチプレクサ３７と、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８と、を用いて構成されている。
各ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉは、インデックスｉ毎に、各々異なる周波数特性を持ったハイパスフィルタである。
【００４０】
各ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉは、インデックスｉが同じミキサー３４ｉから供給されたビート信号を受け取る。各ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉは、受け取ったビート信号に対して、そのビート信号の周波数によって決まる利得（重み）を乗じ、フィルタされた信号を生成する。これによって、ビート信号の周波数に応じて、フィルタされた信号の受信強度が設定される。
各ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉは、そのフィルタされたビート信号（Ｂｅａｔｉ、ｉは１からｎまでの整数）をマルチプレクサ３７へ供給する。
【００４１】
マルチプレクサ３７は、ｎ個のＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉから供給されたｎ個のフィルタされたビート信号Ｂｅａｔｉを受け取る。マルチプレクサ３７は、そのフィルタされたビート信号Ｂｅａｔｉをそれぞれの周波数帯域毎に信号をのせて（周波数多重化し）、１つの多重化信号Ｂｏｕｔを生成する。そして、マルチプレクサ３７は、その多重化信号をＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８へ供給する。
【００４２】
また、マルチプレクサ３７は、周波数多重化した際に、フィルタされたビート信号Ｂｅａｔｉが、低い周波帯域から数えて何番目の周波帯域になるのかという情報（以下、周波数帯域番号と称する）を算出する。そして、マルチプレクサ３７は、その周波数帯域番号をＤＢＦ処理部１８へ供給する。
【００４３】
ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８は、マルチプレクサ３７から供給された多重化信号を受け取る。ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８は、その多重化信号をデジタル信号へ変換する。ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８は、そのデジタル信号をＤＢＦ処理部１８へ供給する。
【００４４】
ＤＢＦ処理部１８は、マルチプレクサ３７から供給された周波数帯域番号と、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８から供給されたデジタル信号とを受け取る。ＤＢＦ処理部１８は、周波数帯域番号に基づいて、そのデジタル信号を各アンテナに対応した信号に分ける。ＤＢＦ処理部１８は、デジタル信号処理で各アンテナに対応した信号を、時間軸でフーリエ変換し、時間軸でフーリエ変換された複素データを生成する。
【００４５】
ＤＢＦ処理部１８は、時間軸でフーリエ変換された複素データを、アンテナの配列方向にさらにフーリエ変換し、すなわち空間軸フーリエ変換を行う。そして、ＤＢＦ処理部１８は、角度分解能に対応した角度チャネル毎のスペクトルの強度を示す空間複素数データを算出し、ビート周波数毎に方位検出部１９に供給する。
実施例１の方位検出部１９は、実施形態と同じであるので、説明を省略する。
【００４６】
図３は、対象物が近距離にあるときと、対象物が遠距離にあるときのレーダ装置の検知範囲を説明するための模式図である。図３（ａ）は、対象物が近距離にあるときのレーダ装置の検知範囲を説明するための模式図である。同図は、右前方車両５からの反射波を受信したときの、レーダ装置２０が処理をした結果想定されるメインローブによる検知範囲６ａとサイドローブによる検知範囲７ａを表している。
【００４７】
図３（ｂ）は、対象物が遠距離にあるときのレーダ装置の検知範囲を説明するための模式図である。同図は、前方車両４からの反射波を受信したときの、レーダ装置２０が処理をした結果想定されるメインローブによる検知範囲６ｂとサイドローブによる検知範囲７ｂの模式図である。
【００４８】
図３（ａ）と図３（ｂ）において、左車線１と右車線２とがある。自車両３は左車線１を走行している。前方車両４は、自車両３の前方の左車線１を走行している。右前方車両５は、自車両３の前方の右車線２を走行している。水平角度θは、自車両の進行方向を０度としたときに、地面と水平な面における受信波の到来角度である。
【００４９】
図３（ａ）において、自車両３に搭載されたレーダ装置は、自車両３のサイドローブ受信範囲７で右前方車両５を検知しないようにするため、サイドローブによる検知範囲７ｂを小さくする。
一方、図３（ｂ）において、自車両３に搭載されたレーダ装置は、自車両３のメインローブ受信範囲６で前方車両４を検知するために、メインローブによる検知範囲６ａを大きくする。
【００５０】
このように、本発明の原理の概要は、レーダ装置が、検知対象物との距離に応じて、デジタルビームフォーミングパターンを変更することにより、メインローブによる検知範囲とサイドローブによる検知範囲を変更することができる。これによって、側方対象物の誤検知を防ぐことができる。
【００５１】
続いて、ハイパスフィルタ３６ｉのフィルタ特性と、それに伴うビームフォーミングパターンとを説明する。
図４は、ハイパスフィルタ部３６ｉのハイパスフィルタ特性１を説明するための図である。この例では、受信アンテナ１５はＡＮＴ１、ＡＮＴ２、ＡＮＴ３、ＡＮＴ４およびＡＮＴ５の５個のアンテナを用いて構成されている。各受信アンテナは、自車両３の前方に左から順番に設置されている。また、各受信アンテナは、地面に対して水平にかつ一列に設置されている。
【００５２】
図４（ａ）は、対象物との距離とハイパスフィルタの利得の関係を示した図である。ここで、対象物との距離とビート信号の周波数とは比例関係にある。従って、ビート信号の周波数が大きくなるほど、対象物が遠距離にある。一方、ビート信号の周波数が大きくなるほど、対象物が遠距離にある。
【００５３】
図４（ａ）において、ハイパスフィルタの特性は、周波数がｆ４３より大きい高周波数帯域と、周波数がｆ４１よりも小さい低周波数帯域とに分かれる。
図４（ａ）のハイパスフィルタの特性（以下、ハイパスフィルタ特性１と称する）は、フィルタ特性４１と、フィルタ特性４２と、フィルタ特性４３との３つのフィルタ特性がある。
【００５４】
フィルタ特性４１は、ＡＮＴ３に対応したハイパスフィルタＨＰＦ３６３が有するフィルタ特性である。フィルタ特性４１は、周波数がカットオフ周波数ｆ４１より小さくなるほど、利得（重み）が小さい。
フィルタ特性４２は、ＡＮＴ２とＡＮＴ４に対応したそれぞれのハイパスフィルタＨＰＦ３６２とＨＰＦ３６４のフィルタ特性である。フィルタ特性４２は、周波数がカットオフ周波数ｆ４２より小さくなるほど、周波数の利得（重み）が小さい。
【００５５】
フィルタ特性４３は、ＡＮＴ１とＡＮＴ５に対応したそれぞれのハイパスフィルタＨＰＦ３６１とＨＰＦ３６５のフィルタ特性である。フィルタ特性４３は、周波数がカットオフ周波数ｆ４３より小さくなるほど、周波数の利得（重み）が小さい。
フィルタ特性４１、フィルタ特性４２およびフィルタ特性４３は、それぞれのカットオフ周波数より低い周波数帯域において、利得（重み）の周波数に対する変化量が一定である。
【００５６】
ビート信号の周波数が図４（ａ）における周波数ｆ４２よりも小さい場合には、特性４１をもつハイパスフィルタＨＰＦ３の利得は、特性４２をもつハイパスフィルタＨＰＦ２とＨＰＦ４の利得よりも大きい。また、ビート信号の周波数が周波数ｆ４３よりも小さい場合には、特性４２をもつハイパスフィルタＨＰＦ２とＨＰＦ４の利得は、特性４３をもつハイパスフィルタＨＰＦ１とＨＰＦ５の利得よりも大きい。
【００５７】
なお、ハイパスフィルタの特性はこれに限らず、アンテナの位置が端になるほど、そのアンテナの利得（重み）が小さくなるようにすればよい。
【００５８】
続いて、ビート信号の周波数がｆＡである場合のデジタルフォーミングビームパターンと、ビート信号の周波数がｆＢである場合のデジタルビームフォーミングパターンとの違いについて説明する。
周波数ｆＡ、周波数ｆＢとも低周波数帯域の周波数帯域に存在する。また、周波数ｆＡは周波数ｆＢより大きいので、周波数がｆＡであるビート信号に対応する対象物は、周波数がｆＢであるビート信号に対応する対象物よりも、レーダ装置２０から遠い位置にある。
【００５９】
図４（ｂ）は、各アンテナで受信した信号に対して、図４（ａ）の特性を持つハイパスフィルタによってフィルタされた後のビート信号の受信強度を示した図である。
図４（ａ）における低周波数帯域において、フィルタ特性４１の利得がフィルタ特性４２の利得よりも大きい。従って、ＡＮＴ３に対応するフィルタ後のビート信号の信号強度は、ＡＮＴ２とＡＮＴ４に対応するフィルタ後のビート信号の受信強度より大きい。
【００６０】
また、図４（ａ）における低周波数帯域において、フィルタ特性４２の利得がフィルタ特性４３の利得よりも大きい。従って、ＡＮＴ２とＡＮＴ４に対応するフィルタ後のビート信号の受信強度は、ＡＮＴ１とＡＮＴ５に対応するフィルタ後のビート信号の受信強度より大きい。このように、アンテナの並びが端に行くほど、フィルタ後のビート信号の受信強度が小さい。
【００６１】
図５は、各ハイパスフィルタが図４（ａ）に示すフィルタ特性を有する場合の、デジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。図５（ａ）は、低周波数帯域において、デジタルビームフォーミングパターン特性を示した図である。一方、図５（ｂ）は、高周波数帯域において、デジタルビームフォーミングパターン特性を示した図である。
【００６２】
ハイパスフィルタによって、ビート信号の周波数が低くなるほど、つまりは対象物との距離が小さくなるほど、フィルタ後のビート信号の受信強度が小さくなる。従って、図５において、高周波数帯域のメインローブ５４の受信強度が、低周波数帯域のメインローブ５１の受信強度より大きい。これによって、方位検出部１９は、遠距離にある対象物を認識することができる。
【００６３】
また、同様の利用で、図５において、低周波数帯域のサイドローブ５２およびサイドローブ５３の受信強度が、高周波数帯域のサイドローブ５５およびサイドローブ５６の受信強度より小さい。これによって、方位検出部１９は、水平角度が大きくなる対象物つまりは側方の対象物を認識しなくなる。
【００６４】
続いて、距離毎のデジタルビームフォーミングパターンの特性を説明する。図６は、ビート信号の周波数がｆＡであるときの、デジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。図６（ａ）は、周波数ｆＡにおける受信強度とアンテナ番号の関係を表した図である。図４（ａ）に示すハイパスフィルタ特性を有する各ＨＰＦ３６ｊは、それぞれビート信号の信号強度６１ｊ（ｊは１から５までの整数）を、フィルタ後のビート信号の信号強度６２ｊへ変換する。
【００６５】
具体的には、ハイパスフィルタ特性４３を有するＨＰＦ３６１は、ビート信号６１１をビート信号６２１へ変換する。ハイパスフィルタ特性４２を有するＨＰＦ３６２は、ビート信号６１２をビート信号６２２へ変換する。ハイパスフィルタ特性４３を有するＨＰＦ３６３は、ビート信号６１３をビート信号６２３へ変換する。ハイパスフィルタ特性４２を有するＨＰＦ３６４は、ビート信号６１４をビート信号６２４へ変換する。ハイパスフィルタ特性４３を有するＨＰＦ３６５は、ビート信号６１５をビート信号６２５へ変換する。
【００６６】
図６（ｂ）は、図６（ａ）のようにフィルタを掛けられたビート信号によるデジタルビームフォーミングのパターンを表した図である。ＤＢＦ処理部１８は、図６（ａ）に示したフィルタ後のビート信号６２ｊ（ｊは１から５までの整数）をデジタルビームフォーミングし、図６（ｂ）に示すデジタルビームフォーミングパターンを算出する。
メインローブ６６の最大受信強度は、受信強度ｙ６６である。サイドローブ６７またはサイドローブ６８の最大受信強度は、受信強度ｙ６７である。
【００６７】
図７は、ビート信号の周波数がｆＢであるときの、デジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。図７（ａ）は、ビート信号の周波数がｆＢであるときの、受信強度とアンテナ番号の関係を表した図である。ＨＰＦ３６ｊは、ビート信号を７１ｊ（ｊは１から５までの整数）に、フィルタを掛けて、７２ｊへ変換する。
【００６８】
例えば、具体的には、ハイパスフィルタ特性４３を有するＨＰＦ３６１は、ビート信号７１１をビート信号７２１へ変換する。ハイパスフィルタ特性４２を有するＨＰＦ３６２は、ビート信号７１２をビート信号７２２へ変換する。ハイパスフィルタ特性４１を有するＨＰＦ３６３は、ビート信号７１３をビート信号７２３へ変換する。ハイパスフィルタ特性４２を有するＨＰＦ３６４は、ビート信号７１４をビート信号７２４へ変換する。ハイパスフィルタ特性４３を有するＨＰＦ３６５は、ビート信号７１５をビート信号７２５へ変換する。
【００６９】
図７（ｂ）は、ビート信号の周波数がｆＢであるときの、受信強度と水平角度の関係を表した図である。ＤＢＦ処理部１８は、図７（ａ）に示したフィルタ後のビート信号７ｊｂ（ｊは１から５までの整数）をデジタルビームフォーミングし、図７（ｂ）に示すデジタルビームフォーミングパターンを算出する。
【００７０】
メインローブ７６の最大受信強度は、受信強度ｙ７６である。サイドローブ７７またはサイドローブ７８の最大受信強度は、受信強度ｙ７６である。ここで、受信強度ｙ７６は、図６（ｂ）に示す受信強度ｙ６６よりも小さく、また受信強度ｙ７７は、図６（ｂ）に示すｙ６７よりも小さい。
【００７１】
図６（ｂ）から、ビート信号の周波数が高いすなわち対象物との距離が大きい場合、図３（ｂ）に示すように、メインローブによる検知範囲が広く、遠方の対象物まで検知できる。
一方、図７（ｂ）から、ビート信号の周波数が低いすなわち対象物との距離が小さい場合、図３（ａ）に示すように、サイドローブによる検知範囲が狭く、側方対象物を誤検知しなくなる。
【００７２】
以上説明したように、アンテナを水平に一列に並べた場合に、端に行くほど利得が小さくなるように設定することで、自車両３のサイドローブ受信範囲７を小さくすることができる。これによって、レーダ装置２０が側方に存在する対象物を検出しないようにすることができる。
【００７３】
続いて、別のハイパスフィルタ特性を用いて生成されるデジタルビームフォーミングパターンの特性を説明する。
図８は、ハイパスフィルタ部のハイパスフィルタ特性２を説明するための図である。図８のハイパスフィルタの特性（以下、ハイパスフィルタ特性２と称する）は、特性８１と、特性８２と、特性８３との３つの特性がある。図８において、ハイパスフィルタの特性は、周波数がｆ２より大きい高周波数帯域と、周波数がｆ２よりも小さい低周波数帯域に分かれる。
【００７４】
高周波数帯域では、周波数（距離に相当）に関わらず利得が一定である。一方、低周波数帯域においては、周波数（距離に相当）が小さいほど利得が小さくなる。また、利得の周波数（距離に相当）に対する傾きは、ハイパスフィルタ部毎に異なる。具体的には、特性８２の傾きは、特性８１の傾きよりも大きく、特性８３の傾きは、特性８２の傾きよりも更に大きい。
【００７５】
以下、具体例を用いて、ハイパスフィルタ部３６ｉの処理について説明する。例えば、ハイパスフィルタ部３６ｉのハイパスフィルタは、ＨＰＦ３６１、ＨＰＦ３６２、ＨＰ３６３、ＨＰＦ３６４およびＨＰＦ３６５の５個のハイパスフィルタを用いて構成されている。
【００７６】
ＡＮＴ３に対応したハイパスフィルタＨＰＦ３６３は、特性８１をもつ。ＡＮＴ２とＡＮＴ４に対応したそれぞれのハイパスフィルタＨＰＦ３６２とＨＰＦ３６４は、特性８２をもつ。ＡＮＴ１とＡＮＴ５に対応したそれぞれのハイパスフィルタＨＰＦ３６１とＨＰＦ３６５は、特性８３をもつ。
【００７７】
従って、ビート信号の周波数が図８に示す周波数ｆ２よりも小さい場合には、特性８１をもつハイパスフィルタＨＰＦ３の利得は、特性８２をもつハイパスフィルタＨＰＦ２とＨＰＦ４の利得よりも大きい。また、ビート信号の周波数が距離ｆ２よりも小さい場合には、特性８２をもつハイパスフィルタＨＰＦ２とＨＰＦ４の利得は、特性８３をもつハイパスフィルタＨＰＦ１とＨＰＦ５の利得よりも大きい。
【００７８】
続いて、ビート信号の周波数が周波数ｆＣである場合のデジタルフォーミングパターンと、ビート信号の周波数が周波数ｆＤである場合のデジタルフォーミングパターンとの違いについて説明する。
図８において、周波数ｆＣ、周波数ｆＤとも低周波数帯域の周波数帯域に存在する。また、周波数ｆＤより周波数ｆＣの方が大きい。従って、ビート信号の周波数がｆＣである対象物は、ビート信号の周波数がｆＤである対象物よりも、レーダ装置２０から遠い位置にある。
【００７９】
図９は、ビート信号の周波数がｆＣであるときの、デジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。図９（ａ）は、ビート信号の周波数がｆＣであるときの、受信強度とアンテナ番号の関係を表した図である。図９（ａ）に示すハイパスフィルタ特性のいずれかを有するＨＰＦ３６ｊは、ビート信号を９１ｊ（ｊは１から５までの整数）に、フィルタを掛けて、９２ｊへ変換する。
【００８０】
具体的には、ハイパスフィルタ特性８３を有するＨＰＦ３６１は、ビート信号の信号強度９１１をビート信号の信号強度９２１へ変換する。ハイパスフィルタ特性４２を有するＨＰＦ３６２は、ビート信号の信号強度９１２をビート信号の信号強度９２２へ変換する。ハイパスフィルタ特性８３を有するＨＰＦ３６３は、ビート信号の信号強度９１３をビート信号の信号強度９２３へ変換する。ハイパスフィルタ特性８２を有するＨＰＦ３６４は、ビート信号の信号強度９１４をビート信号の信号強度９２４へ変換する。ハイパスフィルタ特性８３を有するＨＰＦ３６５は、ビート信号の信号強度９１５をビート信号の信号強度９２５へ変換する。
【００８１】
図９（ｂ）は、ビート信号の周波数がｆＣであるときの、受信強度と水平角度の関係を表した図である。ＤＢＦ処理部１８は、図９（ａ）に示したフィルタ後のビート信号９ｊｂ（ｊは１から５までの整数）をデジタルビームフォーミングし、図９（ｂ）に示すデジタルビームフォーミングパターンを算出する。
図９（ｂ）において、メインローブ９６の最大受信強度は、受信強度ｙ９６である。サイドローブ９７またはサイドローブ９８の最大受信強度は、受信強度ｙ９７である。
【００８２】
図１０は、ビート信号の周波数がｆＤであるときの、デジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。図１０（ａ）は、ビート信号の周波数がｆＤであるときの、受信強度とアンテナ番号の関係を表した図である。ＨＰＦ３６ｊは、ビート信号を１０１ｊ（ｊは１から５までの整数）に、フィルタを掛けて、１０２ｊへ変換する。
【００８３】
具体的には、ハイパスフィルタ特性８３を有するＨＰＦ３６１は、ビート信号の信号強度１０１１をビート信号の信号強度１０２１へ変換する。ハイパスフィルタ特性８２を有するＨＰＦ３６２は、ビート信号の信号強度１０１２をビート信号の信号強度１０２２へ変換する。ハイパスフィルタ特性８１を有するＨＰＦ３６３は、ビート信号の信号強度１０１３をビート信号の信号強度１０２３へ変換する。ハイパスフィルタ特性８２を有するＨＰＦ３６４は、ビート信号の信号強度１０１４をビート信号の信号強度１０２４へ変換する。ハイパスフィルタ特性８３を有するＨＰＦ３６５は、ビート信号の信号強度１０１５をビート信号の信号強度１０２５へ変換する。
【００８４】
図１０（ｂ）は、ビート信号の周波数がｆＤであるときの受信強度と水平角度の関係を表した図である。ＤＢＦ処理部１８は、図１０（ａ）に示したフィルタ後のビート信号１０ｊｂ（ｊは１から５までの整数）をデジタルビームフォーミングし、図１０（ｂ）に示すデジタルビームフォーミングパターンを算出する。
【００８５】
図１０（ｂ）において、メインローブ１０６の最大受信強度は、受信強度ｙ１０６である。サイドローブ１０７またはサイドローブ１０８の最大受信強度は、受信強度ｙ１０７である。ここで、受信強度ｙ１０６は、図９（ｂ）に示す受信強度ｙ９６よりも小さく、また受信強度ｙ１０７は、図９（ｂ）に示すｙ９７よりも小さい。
従って、レーダ装置２０は、アンテナの位置が端になるほど、ビート信号の周波数（対象物との距離に相当）に対する利得（重み）の変化量を大きくすることで、より柔軟にデジタルビームフォーミングパターンを設定することができる。
【００８６】
図９（ｂ）から、ビート信号の周波数が高いすなわち対象物との距離が大きい場合、図３（ｂ）に示すように、メインローブによる検知範囲が広く、遠方の対象物まで検知できる。
一方、図１０（ｂ）から、ビート信号の周波数が低いすなわち対象物との距離が小さい場合、図３（ａ）に示すように、サイドローブによる検知範囲が狭く、側方対象物を誤検知しなくなる。
【００８７】
以上説明したように、アンテナを水平に一列に並べた場合に、端のアンテナに対応するフィルタにおける受信電力の距離に対する傾きを大きくすることで、自車両３のサイドローブによる検知範囲７ａをより小さくすることができる。これによって、レーダ装置２０が側方に存在する対象物を検出しないようにすることができる。
【００８８】
図１１は、本発明の第１の実施例における方位検出のフローチャートを示した図である。まず、受信アンテナ３１ｉ（ｉは１からｎまでの整数）は、送信波が対象物に反射した反射波を受信する（ステップ Ｓ１１１）。各増幅器３３ｉは、対応する各反射波を増幅し、増幅された反射波をミキサー３４ｉに供給する。
【００８９】
次に、各ミキサー３４ｉは、各増幅器３３ｉから供給された増幅した受信信号と、インデックスｉが同じ増幅器３３ｉから供給された増幅した受信信号とを受け取る。各ミキサー３４ｉは、その増幅した受信信号とその増幅した送信信号とを混合して、ビート信号を生成する（ステップ Ｓ１１２）。各ミキサー３４ｉは、そのビート信号をそれぞれインデックスｉが同じＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉ（ｉは１からｎまでの整数）へ供給する。
【００９０】
次に、各ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉは、インデックスｉが同じミキサー３４ｉから供給されたビート信号を受け取る。各ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉは、そのビート信号に、各ハイパスフィルタをかけて、フィルタされた信号を生成する（ステップ Ｓ１１３）。これによって、ビート信号の周波数に応じた受信強度を設定することができる。
【００９１】
次に、各ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉは、そのフィルタされたビート信号（Ｂｅａｔｉ、ｉは１からｎまでの整数）をマルチプレクサ３７へ供給する。
次に、マルチプレクサ３７は、ｎ個のＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉから供給されたｎ個のフィルタされたビート信号Ｂｅａｔｉを受け取る。マルチプレクサ３７は、そのフィルタされたビート信号Ｂｅａｔｉをそれぞれの周波帯域毎に信号をのせて（周波数多重化し）、１つの多重化信号Ｂｏｕｔを生成する（ステップ Ｓ１１４）。
【００９２】
次に、マルチプレクサ３７は、その多重化信号をＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８へ供給する。ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８は、マルチプレクサ３７から供給された多重化信号を受け取る。ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８は、その多重化信号をデジタル信号へ変換する（ステップ Ｓ１１５）。
【００９３】
ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８は、そのデジタル信号をＤＢＦ処理部１８へ供給する。ＤＢＦ処理部１８は、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８から供給されたデジタル信号を受け取る。ＤＢＦ処理部１８は、そのデジタル信号をデジタル信号処理で、ビームフォーミングし、ビームフォーミングパターンを生成する（ステップ Ｓ１１６）。
【００９４】
ＤＢＦ処理部１８は、生成したビームフォーミングパターンを方位検出部１９へ供給する。方位検出部１９は、ＤＢＦ処理部１８から供給されたビームフォーミングパターンを受け取る。そして、方位検出部１９は、そのビームフォーミングパターンから、対象物の方位を検出する（ステップ Ｓ１１７）。方位検出部１９は、その対象物の方位を不図示の外部装置へ供給する。以上で、本フローチャートは終了する。
【００９５】
続いて、本発明の第２の実施例について説明する。本発明の第２実施例では、図２に示したレーダ装置１０の重み付け処理部１７を、ソフトウェアで実現する構成である。本発明の第２の実施例におけるレーダ装置は、重み付け処理部１７とＤＢＦ処理部１８以外の構成は、第１の実施例におけるレーダ装置２０と同じであるので、説明を省略する。
【００９６】
図１２は、本発明の第２の実施例における重み付け処理部のブロック構成図である。重み付け処理部１７は、ＳＷ（スイッチ）１２１と、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）１２２と、制御部１２３と、記憶部１２４と、フーリエ変換部１２５と、重み乗算部１２６と、を用いて構成される。
【００９７】
ＳＷ１２１は、制御部１２３から供給されたサンプリング信号を受け取る。ＳＷ１２１は、受け取ったサンプリング信号に対応して、各受信アンテナ１５ｉに対応したｉチャンネルごとのビート信号を、順次切り替える。そして、ＳＷ１２１は、切り替えたビート信号をＡＤＣ１２２に供給する。
【００９８】
ＡＤＣ１２２は、上記ＳＷ１２１から上記サンプリング信号に同期して出力される各受信アンテナ１５ｉに対応したビート信号を受け取る。ＡＤＣ１２２は、上記サンプリング信号に同期して、そのビート信号をＡ／Ｄ変換して、デジタル信号に変換する。ＡＤＣ１２２は、そのデジタル信号を記憶部１２４に順次供給する。
制御部１２３は、図示しないＲＯＭなどに格納された制御プログラムに基づき、サンプリング信号をＳＷ１２１と、ＡＤＣ１２２へ供給する。
【００９９】
記憶部１２４は、ＡＤＣ１２２が供給するデジタル信号を受け取る。記憶部１２４は、受け取ったデジタル信号を各受信アンテナ１５ｉに対応したｉチャンネルごとのデータとして記憶する。そして、記憶部１２４は、そのｉチャンネルごとのＭ点のデータ（Ｍは正の整数）をフーリエ変換部１２５へ供給する。
【０１００】
また、記憶部１２４は、予めチャネルｉ毎のＨＰＦ減衰度Ｇｆｂ（ｉ）を保持する。記憶部１２４は、重み乗算部１２６からの要求に応じて、周波数毎のＨＰＦ（ハイパスフィルタ）減衰度Ｇｆｂ（ｉ）を、重み乗算部１２６へ供給する。
【０１０１】
フーリエ変換部１２５は、記憶部１２４が供給するｉチャンネルごとのＭ点のデータを受け取る。フーリエ変換部１２５は、そのｉチャンネルごとのＭ点のデータをフーリエ変換し、フーリエ変換結果ＦＦＴ（ｉ）を算出する。フーリエ変換部１２５は、チャネルｉ毎、周波数毎のフーリエ変換結果ＦＦＴ（ｉ）を、重み乗算部１２６へ供給する。
【０１０２】
重み乗算部１２７は、フーリエ変換部１２６が供給するフーリエ変換結果ＦＦＴ（ｉ）を受け取る。また、重み乗算部１２６は、記憶部１２４が供給するＨＰＦ減衰度Ｇｆｂ（ｉ）を受け取る。そして、重み乗算部１２６は、各ＨＰＦ減衰度Ｇｆｂ（ｉ）をフーリエ変換結果ＦＦＴ（ｉ）に乗じ、積Ｇｆｂ（ｉ）×ＦＦＴ（ｉ）を算出する。そして、重み乗算部１２６は、その積Ｇｆｂ（ｉ）×ＦＦＴ（ｉ）をＤＢＦ処理部１８へ供給する。
【０１０３】
ＤＢＦ処理部１８は、重み乗算部１２６から供給されたチャネル毎に対応した積Ｇｆｂ（ｉ）×ＦＦＴ（ｉ）を受け取る。ＤＢＦ処理部１８は、デジタル信号処理で各アンテナに対応した積Ｇｆｂ（ｉ）×ＦＦＴ（ｉ）を、アンテナの配列方向にさらにフーリエ変換、すなわち空間軸フーリエ変換をする。そして、ＤＢＦ処理部１８は、角度分解能に対応した角度チャネル毎のスペクトルの強度を示す空間複素数データを算出し、ビート周波数毎に方位検出部１９に供給する。
【０１０４】
図１３は、本発明の第２の実施例における方位検出のフローチャートを示した図である。まず、受信アンテナ３１ｉ（ｉは１からｎまでの整数）は、送信波が対象物に反射した反射波を受信する（ステップ Ｓ１３０１）。各増幅器３３ｉは、対応する各反射波を増幅し、増幅された反射波をミキサー３４ｉに供給する。
【０１０５】
次に、各ミキサー３４ｉは、各増幅器３３ｉから供給された増幅した受信信号と、インデックスｉが同じ増幅器３３ｉから供給された増幅した受信信号とを受け取る。各ミキサー３４ｉは、その増幅した受信信号とその増幅した送信信号とを混合して、ビート信号を生成する（ステップ Ｓ１３０２）。各ミキサー３４ｉは、そのビート信号をそれぞれＳＷ１２１へ供給する。
【０１０６】
ＳＷ１２１は、受け取ったサンプリング信号に対応して、各受信アンテナ１５ｉに対応したｉチャンネルごとのビート信号を、順次切り替える。そして、ＳＷ１２１は、切り替えたビート信号をＡＤＣ１２２に供給する。
ＡＤＣ１２２は、上記ＳＷ１２１から上記サンプリング信号に同期して出力される各受信アンテナ１５ｉに対応したビート信号を受け取る。ＡＤＣ１２２は、上記サンプリング信号に同期して、そのビート信号をＡ／Ｄ変換して、デジタル信号に変換する（ステップ Ｓ１３０３）。
【０１０７】
ＡＤＣ１２２は、そのデジタル信号を記憶部１２４に順次供給する。記憶部１２４は、ＡＤＣ１２２が供給するデジタル信号を受け取る。記憶部１２４は、受け取ったデジタル信号を各受信アンテナ１５ｉに対応したｉチャンネルごとのデータとして記憶する。そして、記憶部１２４は、そのｉチャンネルごとのＭ点のデータ（Ｍは正の整数）をフーリエ変換部１２５へ供給する。
【０１０８】
次に、フーリエ変換部１２５は、記憶部１２４が供給するｉチャンネルごとのＭ点のデータを受け取る。フーリエ変換部１２５は、そのｉチャンネルごとのＭ点のデータをＮ点（Ｎは正の整数で、ＮはＭ以下）でフーリエ変換し、フーリエ変換結果ＦＦＴ（ｉ）を算出する（ステップ Ｓ１３０４）。
次に、フーリエ変換部１２５は、チャネルｉ毎のフーリエ変換結果ＦＦＴ（ｉ）を、重み乗算部１２６へ供給する。重み乗算部１２６は、そのチャネルｉ毎のフーリエ変換結果ＦＦＴ（ｉ）を受け取る。
【０１０９】
次に、重み乗算部１２７は、チャネルのインデックスｋを１に初期化する（ステップ Ｓ１３０５）。チャネルのインデックスｋが（ｎ＋１）／２以下の場合（ステップ Ｓ１３０６ ＹＥＳ）、ステップ Ｓ１３０７において、重み乗算部１２６は、記憶部１２４からＨＰＦ減衰度Ｇｆｂ（ｋ）を読み出す。
【０１１０】
次に、重み乗算部１２７は、ＨＰＦ減衰度Ｇｆｂ（ｋ）をフーリエ変換結果ＦＦＴ（ｋ）に乗じ、積Ｇｆｂ（ｋ）×ＦＦＴ（ｋ）を算出する（ステップ Ｓ１３０７）。そして、重み乗算部１２６は、積Ｇｆｂ（ｋ）×ＦＦＴ（ｋ）をＤＢＦ処理部１８へ供給する。次に、重み乗算部１２７は、チャネルのインデックスｋを１増やす。
【０１１１】
チャネルのインデックスｋが（ｎ＋１）／２より大きい場合（ステップ Ｓ１３０６ ＹＥＳ）、ＤＢＦ処理部１８は、デジタル信号処理で各アンテナに対応した積Ｇｆｂ（ｉ）×ＦＦＴ（ｉ）を、アンテナの配列方向にさらにフーリエ変換し、すなわち空間軸フーリエ変換を行う（ステップ Ｓ１３０９）。そして、ＤＢＦ処理部１８は、角度分解能に対応した角度チャネル毎のスペクトルの強度を示す空間複素数データを算出し、ビート周波数毎に方位検出部１９に供給する。
【０１１２】
次に、方位検出部１９は、ＤＢＦ処理部１８から供給された空間複素数データを受け取る。そして、方位検出部１９は、算出されたビート周波数毎の空間複素数データの値の大きさのうち、一番大きな値を取る角度φを対象物の方位として検出する（ステップ Ｓ１３１０）。次に、方位検出部１９は、その対象物の方位を不図示の外部装置へ供給する。以上で、本フローチャートは終了する。
【０１１３】
以上により、ｎ個の受信信号に対して適切な重み付けをすることによって、対象物が近距離にあるときに、車載レーダのサイドローブ受信範囲を狭めることができる。これによって、側方対象物の誤検知を防ぐことができる。
【０１１４】
なお、本発明の実施形態では、対象物が１つ存在するときについて説明したが、対象物が２つ以上存在してもよい。対象物が２つ以上ある場合には、ぞれぞれの対象物から反射された受信波に対して、それぞれの対象物の距離に応じた重みが掛けられることにより、デジタルビームフォーミングパターンがそれぞれの対象物ごとに形成される。これにより、それぞれの対象物に対して、メインローブとサイドローブによる検知範囲を設定することができる。
【０１１５】
具体的には、例えば、遠距離の前方対象物と、近距離の側方対象物とが存在する場合、遠距離の対象物の検知することと、近距離の側方対象物の誤検知を減らすことを両方実現することができる。
【０１１６】
以上、本発明によれば、ビーム信号の周波数すなわち対象物との距離に応じて、重みが変更される。そして、レーダ装置が、複数のアンテナからの受信信号に対して、それぞれ変更された重みを乗じる。従って、レーダ装置は、デジタルビームフォーミングパターンを対象物との距離に応じて変化させることできるので、対象物との距離に応じた最適なデジタルビームフォーミングを行うことができる。これによって、距離に応じたデジタルビームフォーミングにより遠距離の対象物の検知性能を上げることと、近距離の側方対象物の誤検知を減らすことを両立することができる。
【０１１７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【０１１８】
１ 左車線
２ 右車線
３ 自車両
４ 前方車両
５ 右前方車両
６ａ、６ｂ メインローブによる検知範囲
７ａ、７ｂ サイドローブによる検知範囲
１０ レーダ装置
１１ 送信制御部
１２ 送信波生成部
１３ 送信部
１４ 送信アンテナ
１５ 受信アンテナ
１６ ビート信号生成部
１７ 重み付け処理部
１８ ＤＢＦ処理部
１９ 方位検出部
２０ レーダ装置
２１ ＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバータ）
２２ 増幅器
２３ 電圧制御発振器
２４ ローカル増幅器
２５ 分岐回路
２６ 増幅器
３１１、３１２、３１３、３１ｎ 受信アンテナ
３３１、３３２、３３３、３３ｎ 増幅器
３４１、３４２、３４３、３４ｎ ミキサー
３５１、３５２、３５３、３５ｎ 増幅器
３６１、３６２、３６３、３６ｎ ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）
３７ マルチプレクサ
３８ ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）
１２１ ＳＷ（スイッチ）
１２２ ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）
１２３ 制御部
１２４ 記憶部
１２５ フーリエ変換部
１２６ 重み乗算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置およびコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、目標物体と自車との距離、相対速度および方向を計測できるレーダには、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）レーダやパルスレーダ等の各種のレーダ方式がある。この中でＦＭＣＷレーダ方式において、デジタルビームフォーミングが良く用いられている。
【０００３】
デジタルビームフォーミングとは、アレーアンテナで受信した受信信号から、デジタル信号処理によって複数のアンテナビームを形成する処理である。このデジタルビームフォーミングは、ソフトウェアによってアンテナのビームを電子的に制御するため、柔軟で複雑なアンテナ指向性制御が行える。
【０００４】
車載レーダは、このデジタルビームフォーミングにより、所望の方向に指向性を持たせることで障害物を検知する（例えば、特許文献１参照）。所望の方向に指向性を持たせるには、デジタルビームフォーミングする際に、ｎ個（ｎは正の整数）のアンテナが受信する受信信号に対して、それぞれ重み付けをすることで所望の特性を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２７５８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の技術においては、複数のアンテナからの受信信号を切替器で切り替えて、１個の受信機で受信しているため、受信信号毎に重み付けを付与されていなかった。
【０００７】
図１４は、従来のデジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。図１４（ａ）は、各アンテナで受信された信号の強度を示した図である。図１４（ｂ）は、デジタルビームフォーミングされたビームの水平方向における角度の広がりを示した図である。ここで、水平角度とは、地面に水平な面における受信波の到来方向を示し、基準となる０度は車載レーダの受信アンテナの方向を示す。
【０００８】
図１４（ａ）に示されるように、各アンテナＡＮＴｉ（ｉは１からｎまでの整数）で受信した受信信号は、全て最大受信強度がＬａｎｔである受信強度パターン１４０ｉを有している。
上述の通り、従来、複数のアンテナからの受信信号に対して、それぞれ重み付けがされることなく、車載レーダの信号処理部は、全てのアンテナからの受信信号をそのままデジタルビームフォーミングしていた。
【０００９】
その結果、車載レーダの信号処理部は、図１４（ｂ）に示すようなデジタルビームフォーミングによる受信強度パターンを形成する。図１４（ｂ）において、デジタルビームフォーミングによる受信強度パターンは、メインローブ１４１と、サイドローブ１４２と、サイドローブ１４３からなる。
【００１０】
ところが、サイドローブ１４２またはサイドローブ１４３の受信強度は、検知閾値よりも大きいので、対象物を検知できるほど十分に大きい。それゆえ、車載レーダの信号処理部は、サイドローブ１４２またはサイドローブ１４３の検知範囲に存在する側方対象物を、自車両の走行に障害とならないにも関わらず、誤って検知してしまうという問題がある。
【００１１】
そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、側方対象物の誤検知を防ぐことができるレーダ装置及びコンピュータプログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
［１］上記の課題を解決するため、本発明の一態様であるレーダ装置は、電波を送信する送信アンテナと、前記送信された電波が対象物により反射された電波を受信する複数の受信アンテナと、前記受信アンテナで受信された各受信信号と前記送信アンテナで送信した送信信号とを混合して前記受信アンテナ毎にビート信号を生成するビート信号生成部と、前記各ビート信号の信号強度に、前記受信アンテナ毎に関係付けられた所定の重みをかけ、前記ビート信号の信号強度を変更する重み付け処理部と、前記重み付け処理部により信号強度が変更されたビート信号に基づいて、前記対象物の方位を検出する方位検出部と、を備えることを特徴とする。
上記レーダ装置によれば、ビート信号毎に、受信アンテナ毎に関係付けられた所定の重みをかけるので、受信アンテナのサイドローブを下げ、サイドローブによる検知範囲を狭くすることができる。これによって、側方対象物の誤検知を防ぐことができる。
【００１３】
［２］上記［１］記載のレーダ装置において、前記重み付け処理部は、前記ビート信号の周波数が所定の周波数よりも低いときに、前記重みを小さくすることを特徴とする。
これにより、ビート信号の周波数が所定の周波数よりも低いときに、重みを小さくするので、対象物が所定の距離よりも近いときに、サイドローブによる検知範囲を狭くすることができる。これによって、近距離に存在する側方対象物の誤検知を減らすことができる。
【００１４】
［３］上記［１］または［２］に記載のレーダ装置において、前記重み付け処理部は、前記ビート信号の周波数が所定の周波数よりも低いときに、前記受信アンテナの位置が端になるほど、該受信アンテナに関係付けられた前記重みを小さくすることを特徴とする。
これにより、受信アンテナの位置が端になるほど、該受信アンテナに関係付けられた重みが小さくなるので、受信アンテナのサイドローブによる検知範囲を狭くすることができる。
【００１５】
［４］上記［２］または［３］に記載のレーダ装置において、前記所定の周波数は前記受信アンテナの位置が端になるほど高く、前記重みの周波数に対する変化量は前記受信アンテナの位置によらず一定であることを特徴とする。
これにより、前記重みの周波数に対する変化量が一定であり、受信アンテナの位置が端になるほど所定の周波数が高いので、ビート信号の周波数が変化しても受信アンテナの位置が端になるほど、重みを小さくすることができる。これによって、受信アンテナのサイドローブによる検知範囲を狭くすることができる。
【００１６】
［５］上記［２］または［３］に記載のレーダ装置において、前記重みの周波数に対する変化量は、前記受信アンテナの位置が端になるほど大きいことを特徴とする。
これにより、受信アンテナの位置が端になるほど、前記重みの周波数に対する変化量が大きくなるので、所定の周波数よりも低い範囲においては、周波数が変化したとき受信アンテナの位置が端になるほど、重みを小さくすることができる。これによって、受信アンテナのサイドローブによる検知範囲を狭くすることができる。また、受信アンテナのサイドローブによる検知範囲を柔軟に設定することができる。
【００１７】
［６］上記［１］から［５］のいずれかに記載のレーダ装置において、前記重み付け処理部は、前記受信アンテナ毎に前記重みと周波数の関係が定められたフィルタを備え、前記各フィルタは、前記各ビート信号の信号強度を、該ビート信号の信号強度と該ビート信号の周波数に応じた重みとの積に変更することを特徴とする。
これにより、ハイパスフィルタにより、ビート信号毎に、それぞれのビート信号の周波数に応じた重みをかけることができるので、所定の周波数よりも低い範囲においては、周波数が変化しても受信アンテナの位置が端になるほど、重みを小さくすることができる。これによって、受信アンテナのサイドローブによる検知範囲を狭くすることができる。
【００１８】
［７］上記［１］から［５］のいずれかに記載のレーダ装置において、前記重み付け処理部は、それぞれの前記ビート信号に関係付けられた重みを記憶する記憶部と、前記各ビート信号をフーリエ変換するフーリエ変換部と、前記ビート信号毎に、それぞれの前記ビート信号に関係付けられた前記重みと、前記フーリエ変換部によりフーリエ変換された信号との積を算出する重み乗算部と、を備えることを特徴とする。
これにより、デジタル信号処理によって、ビート信号毎に、そのビート信号に対応した重みと、そのビート信号から生成したフーリエ変換結果との積を算出することができるので、所定の周波数よりも低い範囲においては、周波数が変化しても受信アンテナの位置が端になるほど、重みを小さくすることができる。これによって、受信アンテナのサイドローブによる検知範囲を狭くすることができる。
【００１９】
［８］上記の課題を解決するため、本発明の一態様であるコンピュータプログラムは、複数の受信アンテナで受信された各受信信号と送信アンテナで送信した送信信号とを混合し、前記受信アンテナ毎にビート信号を生成する第１のステップと、前記各ビート信号の信号強度に、前記受信アンテナ毎に関係付けられた所定の重みをかけ、前記ビート信号の信号強度を変更する第２のステップと、前記第２のステップにより信号強度が変更されたビート信号に基づいて、前記対象物の方位を検出する第３のステップと、をコンピュータに実行させる。
これにより、ビート信号毎に、受信アンテナ毎に関係付けられた所定の重みをかけるので、受信アンテナのサイドローブを下げ、サイドローブによる検知範囲を狭くすることができる。これによって、側方対象物の誤検知を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、側方対象物の誤検知を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態によるレーダ装置のブロック構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例におけるレーダ装置のブロック構成図である。
【図３】対象物が近距離にあるときと、対象物が遠距離にあるときのレーダ装置の検知範囲を説明するための模式図である。
【図４】ハイパスフィルタ部のハイパスフィルタ特性１を説明するための図である。
【図５】各ハイパスフィルタが図４（ａ）に示すフィルタ特性を有する場合の、デジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。
【図６】ビート信号の周波数がｆＡであるときの、デジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。
【図７】ビート信号の周波数がｆＢであるときの、デジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。
【図８】ハイパスフィルタ部のハイパスフィルタ特性２を説明するための図である。
【図９】ビート信号の周波数がｆＣであるときの、デジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。
【図１０】ビート信号の周波数がｆＤであるときの、デジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。
【図１１】本発明の第１の実施例における方位検出のフローチャートを示した図である。
【図１２】本発明の第２の実施例における重み付け処理部のブロック構成図である。
【図１３】本発明の第２の実施例における方位検出のフローチャートを示した図である。
【図１４】従来のデジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるレーダ装置のブロック構成図である。レーダ装置１０は、送信制御部１１と、送信波生成部１２と、送信部１３と、送信アンテナ１４と、受信アンテナ１５と、ビート信号生成部１６と、重み付け処理部１７と、ＤＢＦ処理部１８と、方位検出部１９と、を用いて構成される。
【００２３】
送信制御部１１は、送信波生成部１２を制御する制御信号を生成する処理部である。送信制御部１１は、制御信号を生成し、その制御信号を送信波生成部１２へ供給する。
送信波生成部１２は、送信信号を生成する処理部である。送信波生成部１２は、送信制御部１１から供給された制御信号を受け取る。そして、送信波生成部１２は、その制御信号に基づいて、送信信号を生成する。次に、送信波生成部１２は、その送信信号を送信部１３と、ビート信号生成部１６とへ供給する。
【００２４】
送信部１３は、送信波生成部１２から供給された送信信号を増幅する処理部である。送信部１３は、送信波生成部１２から供給された送信信号を受け取る。そして、送信部１３は、その送信信号を所定の信号強度まで増幅する。送信部１３は、増幅された送信信号を送信アンテナへ供給する。
送信アンテナ１４は、その増幅された送信信号を送信する処理部である。送信部１３から供給された増幅された送信信号を受け取る。そして、送信アンテナ１４は、その増幅された送信信号を送信波として空気中へ送信する。
【００２５】
受信アンテナ１５は、ｎ個（ｎは正の整数）のアンテナである。各受信アンテナ１５は、送信波が対象物に反射した反射波を受信して、それぞれの受信信号をビート信号生成部１６へ供給する。
ビート信号生成部１６は、各受信アンテナ１５から供給された受信信号と、送信波生成部１２から供給された送信信号とを受け取る。ビート信号生成部１６は、各受信信号を増幅し、増幅した受信信号を生成する。また、ビート信号生成部１６は、送信信号を増幅し、増幅した送信信号を生成する。
【００２６】
ビート信号生成部１６は、増幅した各受信信号と、増幅した送信信号とをミキシングして、ｎ個のビート信号を生成する。ビート信号生成部１６は、生成したｎ個のビート信号を重み付け処理部１７へ供給する。
【００２７】
重み付け処理部１７は、ビート信号生成部１６から供給されたｎ個のビート信号を受け取る。そして、重み付け処理部１７は、そのｎ個のビート信号それぞれのビート信号の周波数に応じて決まる重みを掛け、重み付けしたビート信号を生成する。ここで、ビート信号の周波数は、対象物との距離に比例するので、重みは、対象物との距離に応じて決定される。
そして、重み付け処理部１７は、それらのｎ個の重み付けしたビート信号を周波数で多重化し、１つの多重化信号を生成する。次に、重み付け処理部１７は、その多重化信号をＤＢＦ処理部１８へ供給する。
【００２８】
ＤＢＦ処理部１８は、重み付け処理部１７から供給された多重化信号を受け取る。ＤＢＦ処理部１８は、その多重化信号を各アンテナに対応した信号に分離する。ＤＢＦ処理部１８は、各アンテナに対応した信号を時間軸でフーリエ変換して、フーリエ変換結果である複素データを生成する。
【００２９】
ＤＢＦ処理部１８は、時間軸でフーリエ変換された複素データを、更にアンテナの配列方向にフーリエ変換（空間軸フーリエ変換）する。そして、ＤＢＦ処理部１８は、角度分解能に対応した角度チャネル毎のスペクトルの強度を示す空間複素数データを算出し、ビート周波数毎に方位検出部１９に供給する。
【００３０】
方位検出部１９は、ＤＢＦ処理部１８から供給された空間複素数データを受け取る。そして、方位検出部１９は、算出されたビート周波数毎の空間複素数データの値の大きさのうち、一番大きな値を取る角度φを対象物の方位として検出する。次に、方位検出部１９は、その対象物の方位を不図示の外部装置へ供給する。
【００３１】
続いて、本発明の第１の実施例について説明する。本発明の第１実施例では、図１に示したレーダ装置１０の重み付け処理部１７を、ハードウェアで実現する構成である。
図２は、本発明の第１の実施例におけるレーダ装置２０のブロック構成図である。レーダ装置２０の送信波生成部１２は、ＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバータ）２１と、増幅器２２と、電圧制御発振器２３と、ローカル増幅器２４と、分岐回路２５とを用いて構成されている。
ＤＡＣ２１は、送信制御部１１から供給された制御信号を受け取る。ＤＡＣ２１は、受け取った制御信号をアナログの制御信号に変換する。ＤＡＣ２１は、そのアナログの制御信号を増幅器２２へ供給する。
【００３２】
増幅器２２は、ＤＡＣ２１から供給されたアナログの制御信号を受け取る。増幅器２２は、そのアナログの制御信号を所定の増幅率で増幅し、増幅信号を生成する。増幅器２２は、その増幅信号を制御電圧として電圧制御発振器２３へ供給する。
電圧制御発振器２３は、増幅器２２から供給された制御電圧を受け取る。電圧制御発振器２３は、供給された制御電圧を用いて、ミリ波帯域の三角波信号を生成する。電圧制御発振器２３は、その三角波信号をローカル増幅器２４へ供給する。
【００３３】
ローカル増幅器２４は、電圧制御発振器２３から供給された三角波信号を受け取る。ローカル増幅器２４は、三角波信号を所定の増幅率で増幅し、送信信号を生成する。ローカル増幅器２４は、送信信号を分岐回路２５へ供給する。
分岐回路２５は、ローカル増幅器２４から送信信号を受け取る。分岐回路２５は、その増幅された三角波信号を送信部１３の増幅器２６と、ビート信号生成部１６のｎ個の増幅器３５ｉ（ｉは１からｎまでの整数）へ供給する。
【００３４】
送信部１３は、増幅器２６を用いて構成されている。増幅器２６は、分岐回路２５から供給された送信信号を受け取る。増幅器２６は、その送信信号を所定の信号強度まで増幅し、増幅した送信信号を生成する。増幅器２６は、その増幅した送信信号を送信アンテナ１４へ供給する。
送信アンテナ１４は、送信部１３から供給された増幅した送信信号を受け取る。送信アンテナ１４は、その増幅した送信信号を送信波として空気中へ送信する。
【００３５】
受信アンテナ１５は、ｎ個の受信アンテナ３１ｉ（ｉは１からｎまでの整数）を用いて構成されている。各受信アンテナ３１ｉは、送信波が対象物によって反射された反射波を受信信号として受信する。そして、各受信アンテナ３１ｉは、その受信信号をそれぞれビート信号生成部１６の各増幅器３３ｉへ供給する。
【００３６】
ビート信号生成部１６は、ｎ個の増幅器３３ｉ（ｉは１からｎまでの整数）と、ｎ個のミキサー３４ｉ（ｉは１からｎまでの整数）と、ｎ個の増幅器３５ｉ（ｉは１からｎまでの整数）とを用いて構成されている。
各増幅器３３ｉは、それぞれ各受信アンテナ３１ｉから供給された受信信号を受け取る。各増幅器３３ｉは、その受信信号を増幅し、増幅した受信信号をそれぞれインデックスｉが同じ各ミキサー３４ｉへ供給する。
【００３７】
各増幅器３５ｉは、分岐回路２５から供給された送信信号を受け取る。各増幅器３５ｉは、その送信信号を所定の増幅率で増幅し、増幅した送信信号を生成する。各増幅器３５ｉは、その増幅した送信信号をそれぞれインデックスｉが同じミキサー３４ｉへ供給する。
各ミキサー３４ｉは、インデックスｉが同じ増幅器３３ｉから供給された増幅した受信信号と、インデックスｉが同じ増幅器３５ｉから供給された増幅した送信信号とを受け取る。
【００３８】
各ミキサー３４ｉは、その増幅した受信信号とその増幅した送信信号とを混合して、ビート信号を生成する。各ミキサー３４ｉは、そのビート信号をそれぞれインデックスｉが同じＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉ（ｉは１からｎまでの整数）へ供給する。
【００３９】
重み付け処理部１７は、ｎ個のＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉ（ｉは１からｎまでの整数）と、マルチプレクサ３７と、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８と、を用いて構成されている。
各ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉは、インデックスｉ毎に、各々異なる周波数特性を持ったハイパスフィルタである。
【００４０】
各ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉは、インデックスｉが同じミキサー３４ｉから供給されたビート信号を受け取る。各ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉは、受け取ったビート信号に対して、そのビート信号の周波数によって決まる利得（重み）を乗じ、フィルタされた信号を生成する。これによって、ビート信号の周波数に応じて、フィルタされた信号の受信強度が設定される。
各ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉは、そのフィルタされたビート信号（Ｂｅａｔｉ、ｉは１からｎまでの整数）をマルチプレクサ３７へ供給する。
【００４１】
マルチプレクサ３７は、ｎ個のＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉから供給されたｎ個のフィルタされたビート信号Ｂｅａｔｉを受け取る。マルチプレクサ３７は、そのフィルタされたビート信号Ｂｅａｔｉをそれぞれの周波数帯域毎に信号をのせて（周波数多重化し）、１つの多重化信号Ｂｏｕｔを生成する。そして、マルチプレクサ３７は、その多重化信号をＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８へ供給する。
【００４２】
また、マルチプレクサ３７は、周波数多重化した際に、フィルタされたビート信号Ｂｅａｔｉが、低い周波帯域から数えて何番目の周波帯域になるのかという情報（以下、周波数帯域番号と称する）を算出する。そして、マルチプレクサ３７は、その周波数帯域番号をＤＢＦ処理部１８へ供給する。
【００４３】
ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８は、マルチプレクサ３７から供給された多重化信号を受け取る。ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８は、その多重化信号をデジタル信号へ変換する。ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８は、そのデジタル信号をＤＢＦ処理部１８へ供給する。
【００４４】
ＤＢＦ処理部１８は、マルチプレクサ３７から供給された周波数帯域番号と、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８から供給されたデジタル信号とを受け取る。ＤＢＦ処理部１８は、周波数帯域番号に基づいて、そのデジタル信号を各アンテナに対応した信号に分ける。ＤＢＦ処理部１８は、デジタル信号処理で各アンテナに対応した信号を、時間軸でフーリエ変換し、時間軸でフーリエ変換された複素データを生成する。
【００４５】
ＤＢＦ処理部１８は、時間軸でフーリエ変換された複素データを、アンテナの配列方向にさらにフーリエ変換し、すなわち空間軸フーリエ変換を行う。そして、ＤＢＦ処理部１８は、角度分解能に対応した角度チャネル毎のスペクトルの強度を示す空間複素数データを算出し、ビート周波数毎に方位検出部１９に供給する。
実施例１の方位検出部１９は、実施形態と同じであるので、説明を省略する。
【００４６】
図３は、対象物が近距離にあるときと、対象物が遠距離にあるときのレーダ装置の検知範囲を説明するための模式図である。図３（ａ）は、対象物が近距離にあるときのレーダ装置の検知範囲を説明するための模式図である。同図は、右前方車両５からの反射波を受信したときの、レーダ装置２０が処理をした結果想定されるメインローブによる検知範囲６ａとサイドローブによる検知範囲７ａを表している。
【００４７】
図３（ｂ）は、対象物が遠距離にあるときのレーダ装置の検知範囲を説明するための模式図である。同図は、前方車両４からの反射波を受信したときの、レーダ装置２０が処理をした結果想定されるメインローブによる検知範囲６ｂとサイドローブによる検知範囲７ｂの模式図である。
【００４８】
図３（ａ）と図３（ｂ）において、左車線１と右車線２とがある。自車両３は左車線１を走行している。前方車両４は、自車両３の前方の左車線１を走行している。右前方車両５は、自車両３の前方の右車線２を走行している。水平角度θは、自車両の進行方向を０度としたときに、地面と水平な面における受信波の到来角度である。
【００４９】
図３（ａ）において、自車両３に搭載されたレーダ装置は、自車両３のサイドローブ受信範囲７で右前方車両５を検知しないようにするため、サイドローブによる検知範囲７ｂを小さくする。
一方、図３（ｂ）において、自車両３に搭載されたレーダ装置は、自車両３のメインローブ受信範囲６で前方車両４を検知するために、メインローブによる検知範囲６ａを大きくする。
【００５０】
このように、本発明の原理の概要は、レーダ装置が、検知対象物との距離に応じて、デジタルビームフォーミングパターンを変更することにより、メインローブによる検知範囲とサイドローブによる検知範囲を変更することができる。これによって、側方対象物の誤検知を防ぐことができる。
【００５１】
続いて、ハイパスフィルタ３６ｉのフィルタ特性と、それに伴うビームフォーミングパターンとを説明する。
図４は、ハイパスフィルタ部３６ｉのハイパスフィルタ特性１を説明するための図である。この例では、受信アンテナ１５はＡＮＴ１、ＡＮＴ２、ＡＮＴ３、ＡＮＴ４およびＡＮＴ５の５個のアンテナを用いて構成されている。各受信アンテナは、自車両３の前方に左から順番に設置されている。また、各受信アンテナは、地面に対して水平にかつ一列に設置されている。
【００５２】
図４（ａ）は、対象物との距離とハイパスフィルタの利得の関係を示した図である。ここで、対象物との距離とビート信号の周波数とは比例関係にある。従って、ビート信号の周波数が大きくなるほど、対象物が遠距離にある。一方、ビート信号の周波数が大きくなるほど、対象物が遠距離にある。
【００５３】
図４（ａ）において、ハイパスフィルタの特性は、周波数がｆ４３より大きい高周波数帯域と、周波数がｆ４１よりも小さい低周波数帯域とに分かれる。
図４（ａ）のハイパスフィルタの特性（以下、ハイパスフィルタ特性１と称する）は、フィルタ特性４１と、フィルタ特性４２と、フィルタ特性４３との３つのフィルタ特性がある。
【００５４】
フィルタ特性４１は、ＡＮＴ３に対応したハイパスフィルタＨＰＦ３６３が有するフィルタ特性である。フィルタ特性４１は、周波数がカットオフ周波数ｆ４１より小さくなるほど、利得（重み）が小さい。
フィルタ特性４２は、ＡＮＴ２とＡＮＴ４に対応したそれぞれのハイパスフィルタＨＰＦ３６２とＨＰＦ３６４のフィルタ特性である。フィルタ特性４２は、周波数がカットオフ周波数ｆ４２より小さくなるほど、周波数の利得（重み）が小さい。
【００５５】
フィルタ特性４３は、ＡＮＴ１とＡＮＴ５に対応したそれぞれのハイパスフィルタＨＰＦ３６１とＨＰＦ３６５のフィルタ特性である。フィルタ特性４３は、周波数がカットオフ周波数ｆ４３より小さくなるほど、周波数の利得（重み）が小さい。
フィルタ特性４１、フィルタ特性４２およびフィルタ特性４３は、それぞれのカットオフ周波数より低い周波数帯域において、利得（重み）の周波数に対する変化量が一定である。
【００５６】
ビート信号の周波数が図４（ａ）における周波数ｆ４２よりも小さい場合には、特性４１をもつハイパスフィルタＨＰＦ３の利得は、特性４２をもつハイパスフィルタＨＰＦ２とＨＰＦ４の利得よりも大きい。また、ビート信号の周波数が周波数ｆ４３よりも小さい場合には、特性４２をもつハイパスフィルタＨＰＦ２とＨＰＦ４の利得は、特性４３をもつハイパスフィルタＨＰＦ１とＨＰＦ５の利得よりも大きい。
【００５７】
なお、ハイパスフィルタの特性はこれに限らず、アンテナの位置が端になるほど、そのアンテナの利得（重み）が小さくなるようにすればよい。
【００５８】
続いて、ビート信号の周波数がｆＡである場合のデジタルフォーミングビームパターンと、ビート信号の周波数がｆＢである場合のデジタルビームフォーミングパターンとの違いについて説明する。
周波数ｆＡ、周波数ｆＢとも低周波数帯域の周波数帯域に存在する。また、周波数ｆＡは周波数ｆＢより大きいので、周波数がｆＡであるビート信号に対応する対象物は、周波数がｆＢであるビート信号に対応する対象物よりも、レーダ装置２０から遠い位置にある。
【００５９】
図４（ｂ）は、各アンテナで受信した信号に対して、図４（ａ）の特性を持つハイパスフィルタによってフィルタされた後のビート信号の受信強度を示した図である。
図４（ａ）における低周波数帯域において、フィルタ特性４１の利得がフィルタ特性４２の利得よりも大きい。従って、ＡＮＴ３に対応するフィルタ後のビート信号の信号強度は、ＡＮＴ２とＡＮＴ４に対応するフィルタ後のビート信号の受信強度より大きい。
【００６０】
また、図４（ａ）における低周波数帯域において、フィルタ特性４２の利得がフィルタ特性４３の利得よりも大きい。従って、ＡＮＴ２とＡＮＴ４に対応するフィルタ後のビート信号の受信強度は、ＡＮＴ１とＡＮＴ５に対応するフィルタ後のビート信号の受信強度より大きい。このように、アンテナの並びが端に行くほど、フィルタ後のビート信号の受信強度が小さい。
【００６１】
図５は、各ハイパスフィルタが図４（ａ）に示すフィルタ特性を有する場合の、デジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。図５（ａ）は、低周波数帯域において、デジタルビームフォーミングパターン特性を示した図である。一方、図５（ｂ）は、高周波数帯域において、デジタルビームフォーミングパターン特性を示した図である。
【００６２】
ハイパスフィルタによって、ビート信号の周波数が低くなるほど、つまりは対象物との距離が小さくなるほど、フィルタ後のビート信号の受信強度が小さくなる。従って、図５において、高周波数帯域のメインローブ５４の受信強度が、低周波数帯域のメインローブ５１の受信強度より大きい。これによって、方位検出部１９は、遠距離にある対象物を認識することができる。
【００６３】
また、同様の利用で、図５において、低周波数帯域のサイドローブ５２およびサイドローブ５３の受信強度が、高周波数帯域のサイドローブ５５およびサイドローブ５６の受信強度より小さい。これによって、方位検出部１９は、水平角度が大きくなる対象物つまりは側方の対象物を認識しなくなる。
【００６４】
続いて、距離毎のデジタルビームフォーミングパターンの特性を説明する。図６は、ビート信号の周波数がｆＡであるときの、デジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。図６（ａ）は、周波数ｆＡにおける受信強度とアンテナ番号の関係を表した図である。図４（ａ）に示すハイパスフィルタ特性を有する各ＨＰＦ３６ｊは、それぞれビート信号の信号強度６１ｊ（ｊは１から５までの整数）を、フィルタ後のビート信号の信号強度６２ｊへ変換する。
【００６５】
具体的には、ハイパスフィルタ特性４３を有するＨＰＦ３６１は、ビート信号６１１をビート信号６２１へ変換する。ハイパスフィルタ特性４２を有するＨＰＦ３６２は、ビート信号６１２をビート信号６２２へ変換する。ハイパスフィルタ特性４３を有するＨＰＦ３６３は、ビート信号６１３をビート信号６２３へ変換する。ハイパスフィルタ特性４２を有するＨＰＦ３６４は、ビート信号６１４をビート信号６２４へ変換する。ハイパスフィルタ特性４３を有するＨＰＦ３６５は、ビート信号６１５をビート信号６２５へ変換する。
【００６６】
図６（ｂ）は、図６（ａ）のようにフィルタを掛けられたビート信号によるデジタルビームフォーミングのパターンを表した図である。ＤＢＦ処理部１８は、図６（ａ）に示したフィルタ後のビート信号６２ｊ（ｊは１から５までの整数）をデジタルビームフォーミングし、図６（ｂ）に示すデジタルビームフォーミングパターンを算出する。
メインローブ６６の最大受信強度は、受信強度ｙ６６である。サイドローブ６７またはサイドローブ６８の最大受信強度は、受信強度ｙ６７である。
【００６７】
図７は、ビート信号の周波数がｆＢであるときの、デジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。図７（ａ）は、ビート信号の周波数がｆＢであるときの、受信強度とアンテナ番号の関係を表した図である。ＨＰＦ３６ｊは、ビート信号を７１ｊ（ｊは１から５までの整数）に、フィルタを掛けて、７２ｊへ変換する。
【００６８】
例えば、具体的には、ハイパスフィルタ特性４３を有するＨＰＦ３６１は、ビート信号７１１をビート信号７２１へ変換する。ハイパスフィルタ特性４２を有するＨＰＦ３６２は、ビート信号７１２をビート信号７２２へ変換する。ハイパスフィルタ特性４１を有するＨＰＦ３６３は、ビート信号７１３をビート信号７２３へ変換する。ハイパスフィルタ特性４２を有するＨＰＦ３６４は、ビート信号７１４をビート信号７２４へ変換する。ハイパスフィルタ特性４３を有するＨＰＦ３６５は、ビート信号７１５をビート信号７２５へ変換する。
【００６９】
図７（ｂ）は、ビート信号の周波数がｆＢであるときの、受信強度と水平角度の関係を表した図である。ＤＢＦ処理部１８は、図７（ａ）に示したフィルタ後のビート信号７ｊｂ（ｊは１から５までの整数）をデジタルビームフォーミングし、図７（ｂ）に示すデジタルビームフォーミングパターンを算出する。
【００７０】
メインローブ７６の最大受信強度は、受信強度ｙ７６である。サイドローブ７７またはサイドローブ７８の最大受信強度は、受信強度ｙ７６である。ここで、受信強度ｙ７６は、図６（ｂ）に示す受信強度ｙ６６よりも小さく、また受信強度ｙ７７は、図６（ｂ）に示すｙ６７よりも小さい。
【００７１】
図６（ｂ）から、ビート信号の周波数が高いすなわち対象物との距離が大きい場合、図３（ｂ）に示すように、メインローブによる検知範囲が広く、遠方の対象物まで検知できる。
一方、図７（ｂ）から、ビート信号の周波数が低いすなわち対象物との距離が小さい場合、図３（ａ）に示すように、サイドローブによる検知範囲が狭く、側方対象物を誤検知しなくなる。
【００７２】
以上説明したように、アンテナを水平に一列に並べた場合に、端に行くほど利得が小さくなるように設定することで、自車両３のサイドローブ受信範囲７を小さくすることができる。これによって、レーダ装置２０が側方に存在する対象物を検出しないようにすることができる。
【００７３】
続いて、別のハイパスフィルタ特性を用いて生成されるデジタルビームフォーミングパターンの特性を説明する。
図８は、ハイパスフィルタ部のハイパスフィルタ特性２を説明するための図である。図８のハイパスフィルタの特性（以下、ハイパスフィルタ特性２と称する）は、特性８１と、特性８２と、特性８３との３つの特性がある。図８において、ハイパスフィルタの特性は、周波数がｆ２より大きい高周波数帯域と、周波数がｆ２よりも小さい低周波数帯域に分かれる。
【００７４】
高周波数帯域では、周波数（距離に相当）に関わらず利得が一定である。一方、低周波数帯域においては、周波数（距離に相当）が小さいほど利得が小さくなる。また、利得の周波数（距離に相当）に対する傾きは、ハイパスフィルタ部毎に異なる。具体的には、特性８２の傾きは、特性８１の傾きよりも大きく、特性８３の傾きは、特性８２の傾きよりも更に大きい。
【００７５】
以下、具体例を用いて、ハイパスフィルタ部３６ｉの処理について説明する。例えば、ハイパスフィルタ部３６ｉのハイパスフィルタは、ＨＰＦ３６１、ＨＰＦ３６２、ＨＰ３６３、ＨＰＦ３６４およびＨＰＦ３６５の５個のハイパスフィルタを用いて構成されている。
【００７６】
ＡＮＴ３に対応したハイパスフィルタＨＰＦ３６３は、特性８１をもつ。ＡＮＴ２とＡＮＴ４に対応したそれぞれのハイパスフィルタＨＰＦ３６２とＨＰＦ３６４は、特性８２をもつ。ＡＮＴ１とＡＮＴ５に対応したそれぞれのハイパスフィルタＨＰＦ３６１とＨＰＦ３６５は、特性８３をもつ。
【００７７】
従って、ビート信号の周波数が図８に示す周波数ｆ２よりも小さい場合には、特性８１をもつハイパスフィルタＨＰＦ３の利得は、特性８２をもつハイパスフィルタＨＰＦ２とＨＰＦ４の利得よりも大きい。また、ビート信号の周波数が距離ｆ２よりも小さい場合には、特性８２をもつハイパスフィルタＨＰＦ２とＨＰＦ４の利得は、特性８３をもつハイパスフィルタＨＰＦ１とＨＰＦ５の利得よりも大きい。
【００７８】
続いて、ビート信号の周波数が周波数ｆＣである場合のデジタルフォーミングパターンと、ビート信号の周波数が周波数ｆＤである場合のデジタルフォーミングパターンとの違いについて説明する。
図８において、周波数ｆＣ、周波数ｆＤとも低周波数帯域の周波数帯域に存在する。また、周波数ｆＤより周波数ｆＣの方が大きい。従って、ビート信号の周波数がｆＣである対象物は、ビート信号の周波数がｆＤである対象物よりも、レーダ装置２０から遠い位置にある。
【００７９】
図９は、ビート信号の周波数がｆＣであるときの、デジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。図９（ａ）は、ビート信号の周波数がｆＣであるときの、受信強度とアンテナ番号の関係を表した図である。図９（ａ）に示すハイパスフィルタ特性のいずれかを有するＨＰＦ３６ｊは、ビート信号を９１ｊ（ｊは１から５までの整数）に、フィルタを掛けて、９２ｊへ変換する。
【００８０】
具体的には、ハイパスフィルタ特性８３を有するＨＰＦ３６１は、ビート信号の信号強度９１１をビート信号の信号強度９２１へ変換する。ハイパスフィルタ特性４２を有するＨＰＦ３６２は、ビート信号の信号強度９１２をビート信号の信号強度９２２へ変換する。ハイパスフィルタ特性８３を有するＨＰＦ３６３は、ビート信号の信号強度９１３をビート信号の信号強度９２３へ変換する。ハイパスフィルタ特性８２を有するＨＰＦ３６４は、ビート信号の信号強度９１４をビート信号の信号強度９２４へ変換する。ハイパスフィルタ特性８３を有するＨＰＦ３６５は、ビート信号の信号強度９１５をビート信号の信号強度９２５へ変換する。
【００８１】
図９（ｂ）は、ビート信号の周波数がｆＣであるときの、受信強度と水平角度の関係を表した図である。ＤＢＦ処理部１８は、図９（ａ）に示したフィルタ後のビート信号９ｊｂ（ｊは１から５までの整数）をデジタルビームフォーミングし、図９（ｂ）に示すデジタルビームフォーミングパターンを算出する。
図９（ｂ）において、メインローブ９６の最大受信強度は、受信強度ｙ９６である。サイドローブ９７またはサイドローブ９８の最大受信強度は、受信強度ｙ９７である。
【００８２】
図１０は、ビート信号の周波数がｆＤであるときの、デジタルビームフォーミングパターン特性を説明するための図である。図１０（ａ）は、ビート信号の周波数がｆＤであるときの、受信強度とアンテナ番号の関係を表した図である。ＨＰＦ３６ｊは、ビート信号を１０１ｊ（ｊは１から５までの整数）に、フィルタを掛けて、１０２ｊへ変換する。
【００８３】
具体的には、ハイパスフィルタ特性８３を有するＨＰＦ３６１は、ビート信号の信号強度１０１１をビート信号の信号強度１０２１へ変換する。ハイパスフィルタ特性８２を有するＨＰＦ３６２は、ビート信号の信号強度１０１２をビート信号の信号強度１０２２へ変換する。ハイパスフィルタ特性８１を有するＨＰＦ３６３は、ビート信号の信号強度１０１３をビート信号の信号強度１０２３へ変換する。ハイパスフィルタ特性８２を有するＨＰＦ３６４は、ビート信号の信号強度１０１４をビート信号の信号強度１０２４へ変換する。ハイパスフィルタ特性８３を有するＨＰＦ３６５は、ビート信号の信号強度１０１５をビート信号の信号強度１０２５へ変換する。
【００８４】
図１０（ｂ）は、ビート信号の周波数がｆＤであるときの受信強度と水平角度の関係を表した図である。ＤＢＦ処理部１８は、図１０（ａ）に示したフィルタ後のビート信号１０ｊｂ（ｊは１から５までの整数）をデジタルビームフォーミングし、図１０（ｂ）に示すデジタルビームフォーミングパターンを算出する。
【００８５】
図１０（ｂ）において、メインローブ１０６の最大受信強度は、受信強度ｙ１０６である。サイドローブ１０７またはサイドローブ１０８の最大受信強度は、受信強度ｙ１０７である。ここで、受信強度ｙ１０６は、図９（ｂ）に示す受信強度ｙ９６よりも小さく、また受信強度ｙ１０７は、図９（ｂ）に示すｙ９７よりも小さい。
従って、レーダ装置２０は、アンテナの位置が端になるほど、ビート信号の周波数（対象物との距離に相当）に対する利得（重み）の変化量を大きくすることで、より柔軟にデジタルビームフォーミングパターンを設定することができる。
【００８６】
図９（ｂ）から、ビート信号の周波数が高いすなわち対象物との距離が大きい場合、図３（ｂ）に示すように、メインローブによる検知範囲が広く、遠方の対象物まで検知できる。
一方、図１０（ｂ）から、ビート信号の周波数が低いすなわち対象物との距離が小さい場合、図３（ａ）に示すように、サイドローブによる検知範囲が狭く、側方対象物を誤検知しなくなる。
【００８７】
以上説明したように、アンテナを水平に一列に並べた場合に、端のアンテナに対応するフィルタにおける受信電力の距離に対する傾きを大きくすることで、自車両３のサイドローブによる検知範囲７ａをより小さくすることができる。これによって、レーダ装置２０が側方に存在する対象物を検出しないようにすることができる。
【００８８】
図１１は、本発明の第１の実施例における方位検出のフローチャートを示した図である。まず、受信アンテナ３１ｉ（ｉは１からｎまでの整数）は、送信波が対象物に反射した反射波を受信する（ステップ Ｓ１１１）。各増幅器３３ｉは、対応する各反射波を増幅し、増幅された反射波をミキサー３４ｉに供給する。
【００８９】
次に、各ミキサー３４ｉは、各増幅器３３ｉから供給された増幅した受信信号と、インデックスｉが同じ増幅器３３ｉから供給された増幅した受信信号とを受け取る。各ミキサー３４ｉは、その増幅した受信信号とその増幅した送信信号とを混合して、ビート信号を生成する（ステップ Ｓ１１２）。各ミキサー３４ｉは、そのビート信号をそれぞれインデックスｉが同じＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉ（ｉは１からｎまでの整数）へ供給する。
【００９０】
次に、各ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉは、インデックスｉが同じミキサー３４ｉから供給されたビート信号を受け取る。各ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉは、そのビート信号に、各ハイパスフィルタをかけて、フィルタされた信号を生成する（ステップ Ｓ１１３）。これによって、ビート信号の周波数に応じた受信強度を設定することができる。
【００９１】
次に、各ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉは、そのフィルタされたビート信号（Ｂｅａｔｉ、ｉは１からｎまでの整数）をマルチプレクサ３７へ供給する。
次に、マルチプレクサ３７は、ｎ個のＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３６ｉから供給されたｎ個のフィルタされたビート信号Ｂｅａｔｉを受け取る。マルチプレクサ３７は、そのフィルタされたビート信号Ｂｅａｔｉをそれぞれの周波帯域毎に信号をのせて（周波数多重化し）、１つの多重化信号Ｂｏｕｔを生成する（ステップ Ｓ１１４）。
【００９２】
次に、マルチプレクサ３７は、その多重化信号をＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８へ供給する。ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８は、マルチプレクサ３７から供給された多重化信号を受け取る。ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８は、その多重化信号をデジタル信号へ変換する（ステップ Ｓ１１５）。
【００９３】
ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８は、そのデジタル信号をＤＢＦ処理部１８へ供給する。ＤＢＦ処理部１８は、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３８から供給されたデジタル信号を受け取る。ＤＢＦ処理部１８は、そのデジタル信号をデジタル信号処理で、ビームフォーミングし、ビームフォーミングパターンを生成する（ステップ Ｓ１１６）。
【００９４】
ＤＢＦ処理部１８は、生成したビームフォーミングパターンを方位検出部１９へ供給する。方位検出部１９は、ＤＢＦ処理部１８から供給されたビームフォーミングパターンを受け取る。そして、方位検出部１９は、そのビームフォーミングパターンから、対象物の方位を検出する（ステップ Ｓ１１７）。方位検出部１９は、その対象物の方位を不図示の外部装置へ供給する。以上で、本フローチャートは終了する。
【００９５】
続いて、本発明の第２の実施例について説明する。本発明の第２実施例では、図２に示したレーダ装置１０の重み付け処理部１７を、ソフトウェアで実現する構成である。本発明の第２の実施例におけるレーダ装置は、重み付け処理部１７とＤＢＦ処理部１８以外の構成は、第１の実施例におけるレーダ装置２０と同じであるので、説明を省略する。
【００９６】
図１２は、本発明の第２の実施例における重み付け処理部のブロック構成図である。重み付け処理部１７は、ＳＷ（スイッチ）１２１と、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）１２２と、制御部１２３と、記憶部１２４と、フーリエ変換部１２５と、重み乗算部１２６と、を用いて構成される。
【００９７】
ＳＷ１２１は、制御部１２３から供給されたサンプリング信号を受け取る。ＳＷ１２１は、受け取ったサンプリング信号に対応して、各受信アンテナ１５ｉに対応したｉチャンネルごとのビート信号を、順次切り替える。そして、ＳＷ１２１は、切り替えたビート信号をＡＤＣ１２２に供給する。
【００９８】
ＡＤＣ１２２は、上記ＳＷ１２１から上記サンプリング信号に同期して出力される各受信アンテナ１５ｉに対応したビート信号を受け取る。ＡＤＣ１２２は、上記サンプリング信号に同期して、そのビート信号をＡ／Ｄ変換して、デジタル信号に変換する。ＡＤＣ１２２は、そのデジタル信号を記憶部１２４に順次供給する。
制御部１２３は、図示しないＲＯＭなどに格納された制御プログラムに基づき、サンプリング信号をＳＷ１２１と、ＡＤＣ１２２へ供給する。
【００９９】
記憶部１２４は、ＡＤＣ１２２が供給するデジタル信号を受け取る。記憶部１２４は、受け取ったデジタル信号を各受信アンテナ１５ｉに対応したｉチャンネルごとのデータとして記憶する。そして、記憶部１２４は、そのｉチャンネルごとのＭ点のデータ（Ｍは正の整数）をフーリエ変換部１２５へ供給する。
【０１００】
また、記憶部１２４は、予めチャネルｉ毎のＨＰＦ減衰度Ｇｆｂ（ｉ）を保持する。記憶部１２４は、重み乗算部１２６からの要求に応じて、周波数毎のＨＰＦ（ハイパスフィルタ）減衰度Ｇｆｂ（ｉ）を、重み乗算部１２６へ供給する。
【０１０１】
フーリエ変換部１２５は、記憶部１２４が供給するｉチャンネルごとのＭ点のデータを受け取る。フーリエ変換部１２５は、そのｉチャンネルごとのＭ点のデータをフーリエ変換し、フーリエ変換結果ＦＦＴ（ｉ）を算出する。フーリエ変換部１２５は、チャネルｉ毎、周波数毎のフーリエ変換結果ＦＦＴ（ｉ）を、重み乗算部１２６へ供給する。
【０１０２】
重み乗算部１２７は、フーリエ変換部１２６が供給するフーリエ変換結果ＦＦＴ（ｉ）を受け取る。また、重み乗算部１２６は、記憶部１２４が供給するＨＰＦ減衰度Ｇｆｂ（ｉ）を受け取る。そして、重み乗算部１２６は、各ＨＰＦ減衰度Ｇｆｂ（ｉ）をフーリエ変換結果ＦＦＴ（ｉ）に乗じ、積Ｇｆｂ（ｉ）×ＦＦＴ（ｉ）を算出する。そして、重み乗算部１２６は、その積Ｇｆｂ（ｉ）×ＦＦＴ（ｉ）をＤＢＦ処理部１８へ供給する。
【０１０３】
ＤＢＦ処理部１８は、重み乗算部１２６から供給されたチャネル毎に対応した積Ｇｆｂ（ｉ）×ＦＦＴ（ｉ）を受け取る。ＤＢＦ処理部１８は、デジタル信号処理で各アンテナに対応した積Ｇｆｂ（ｉ）×ＦＦＴ（ｉ）を、アンテナの配列方向にさらにフーリエ変換、すなわち空間軸フーリエ変換をする。そして、ＤＢＦ処理部１８は、角度分解能に対応した角度チャネル毎のスペクトルの強度を示す空間複素数データを算出し、ビート周波数毎に方位検出部１９に供給する。
【０１０４】
図１３は、本発明の第２の実施例における方位検出のフローチャートを示した図である。まず、受信アンテナ３１ｉ（ｉは１からｎまでの整数）は、送信波が対象物に反射した反射波を受信する（ステップ Ｓ１３０１）。各増幅器３３ｉは、対応する各反射波を増幅し、増幅された反射波をミキサー３４ｉに供給する。
【０１０５】
次に、各ミキサー３４ｉは、各増幅器３３ｉから供給された増幅した受信信号と、インデックスｉが同じ増幅器３３ｉから供給された増幅した受信信号とを受け取る。各ミキサー３４ｉは、その増幅した受信信号とその増幅した送信信号とを混合して、ビート信号を生成する（ステップ Ｓ１３０２）。各ミキサー３４ｉは、そのビート信号をそれぞれＳＷ１２１へ供給する。
【０１０６】
ＳＷ１２１は、受け取ったサンプリング信号に対応して、各受信アンテナ１５ｉに対応したｉチャンネルごとのビート信号を、順次切り替える。そして、ＳＷ１２１は、切り替えたビート信号をＡＤＣ１２２に供給する。
ＡＤＣ１２２は、上記ＳＷ１２１から上記サンプリング信号に同期して出力される各受信アンテナ１５ｉに対応したビート信号を受け取る。ＡＤＣ１２２は、上記サンプリング信号に同期して、そのビート信号をＡ／Ｄ変換して、デジタル信号に変換する（ステップ Ｓ１３０３）。
【０１０７】
ＡＤＣ１２２は、そのデジタル信号を記憶部１２４に順次供給する。記憶部１２４は、ＡＤＣ１２２が供給するデジタル信号を受け取る。記憶部１２４は、受け取ったデジタル信号を各受信アンテナ１５ｉに対応したｉチャンネルごとのデータとして記憶する。そして、記憶部１２４は、そのｉチャンネルごとのＭ点のデータ（Ｍは正の整数）をフーリエ変換部１２５へ供給する。
【０１０８】
次に、フーリエ変換部１２５は、記憶部１２４が供給するｉチャンネルごとのＭ点のデータを受け取る。フーリエ変換部１２５は、そのｉチャンネルごとのＭ点のデータをＮ点（Ｎは正の整数で、ＮはＭ以下）でフーリエ変換し、フーリエ変換結果ＦＦＴ（ｉ）を算出する（ステップ Ｓ１３０４）。
次に、フーリエ変換部１２５は、チャネルｉ毎のフーリエ変換結果ＦＦＴ（ｉ）を、重み乗算部１２６へ供給する。重み乗算部１２６は、そのチャネルｉ毎のフーリエ変換結果ＦＦＴ（ｉ）を受け取る。
【０１０９】
次に、重み乗算部１２７は、チャネルのインデックスｋを１に初期化する（ステップ Ｓ１３０５）。チャネルのインデックスｋが（ｎ＋１）／２以下の場合（ステップ Ｓ１３０６ ＹＥＳ）、ステップ Ｓ１３０７において、重み乗算部１２６は、記憶部１２４からＨＰＦ減衰度Ｇｆｂ（ｋ）を読み出す。
【０１１０】
次に、重み乗算部１２７は、ＨＰＦ減衰度Ｇｆｂ（ｋ）をフーリエ変換結果ＦＦＴ（ｋ）に乗じ、積Ｇｆｂ（ｋ）×ＦＦＴ（ｋ）を算出する（ステップ Ｓ１３０７）。そして、重み乗算部１２６は、積Ｇｆｂ（ｋ）×ＦＦＴ（ｋ）をＤＢＦ処理部１８へ供給する。次に、重み乗算部１２７は、チャネルのインデックスｋを１増やす。
【０１１１】
チャネルのインデックスｋが（ｎ＋１）／２より大きい場合（ステップ Ｓ１３０６ ＹＥＳ）、ＤＢＦ処理部１８は、デジタル信号処理で各アンテナに対応した積Ｇｆｂ（ｉ）×ＦＦＴ（ｉ）を、アンテナの配列方向にさらにフーリエ変換し、すなわち空間軸フーリエ変換を行う（ステップ Ｓ１３０９）。そして、ＤＢＦ処理部１８は、角度分解能に対応した角度チャネル毎のスペクトルの強度を示す空間複素数データを算出し、ビート周波数毎に方位検出部１９に供給する。
【０１１２】
次に、方位検出部１９は、ＤＢＦ処理部１８から供給された空間複素数データを受け取る。そして、方位検出部１９は、算出されたビート周波数毎の空間複素数データの値の大きさのうち、一番大きな値を取る角度φを対象物の方位として検出する（ステップ Ｓ１３１０）。次に、方位検出部１９は、その対象物の方位を不図示の外部装置へ供給する。以上で、本フローチャートは終了する。
【０１１３】
以上により、ｎ個の受信信号に対して適切な重み付けをすることによって、対象物が近距離にあるときに、車載レーダのサイドローブ受信範囲を狭めることができる。これによって、側方対象物の誤検知を防ぐことができる。
【０１１４】
なお、本発明の実施形態では、対象物が１つ存在するときについて説明したが、対象物が２つ以上存在してもよい。対象物が２つ以上ある場合には、ぞれぞれの対象物から反射された受信波に対して、それぞれの対象物の距離に応じた重みが掛けられることにより、デジタルビームフォーミングパターンがそれぞれの対象物ごとに形成される。これにより、それぞれの対象物に対して、メインローブとサイドローブによる検知範囲を設定することができる。
【０１１５】
具体的には、例えば、遠距離の前方対象物と、近距離の側方対象物とが存在する場合、遠距離の対象物の検知することと、近距離の側方対象物の誤検知を減らすことを両方実現することができる。
【０１１６】
以上、本発明によれば、ビーム信号の周波数すなわち対象物との距離に応じて、重みが変更される。そして、レーダ装置が、複数のアンテナからの受信信号に対して、それぞれ変更された重みを乗じる。従って、レーダ装置は、デジタルビームフォーミングパターンを対象物との距離に応じて変化させることできるので、対象物との距離に応じた最適なデジタルビームフォーミングを行うことができる。これによって、距離に応じたデジタルビームフォーミングにより遠距離の対象物の検知性能を上げることと、近距離の側方対象物の誤検知を減らすことを両立することができる。
【０１１７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【０１１８】
１ 左車線
２ 右車線
３ 自車両
４ 前方車両
５ 右前方車両
６ａ、６ｂ メインローブによる検知範囲
７ａ、７ｂ サイドローブによる検知範囲
１０ レーダ装置
１１ 送信制御部
１２ 送信波生成部
１３ 送信部
１４ 送信アンテナ
１５ 受信アンテナ
１６ ビート信号生成部
１７ 重み付け処理部
１８ ＤＢＦ処理部
１９ 方位検出部
２０ レーダ装置
２１ ＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバータ）
２２ 増幅器
２３ 電圧制御発振器
２４ ローカル増幅器
２５ 分岐回路
２６ 増幅器
３１１、３１２、３１３、３１ｎ 受信アンテナ
３３１、３３２、３３３、３３ｎ 増幅器
３４１、３４２、３４３、３４ｎ ミキサー
３５１、３５２、３５３、３５ｎ 増幅器
３６１、３６２、３６３、３６ｎ ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）
３７ マルチプレクサ
３８ ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）
１２１ ＳＷ（スイッチ）
１２２ ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）
１２３ 制御部
１２４ 記憶部
１２５ フーリエ変換部
１２６ 重み乗算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を送信する送信アンテナと、
前記送信された電波が対象物により反射された電波を受信する複数の受信アンテナと、
前記受信アンテナで受信された各受信信号と前記送信アンテナで送信した送信信号とを混合して前記受信アンテナ毎にビート信号を生成するビート信号生成部と、
前記各ビート信号の信号強度に、前記受信アンテナ毎に関係付けられた所定の重みをかけ、前記ビート信号の信号強度を変更する重み付け処理部と、
前記重み付け処理部により信号強度が変更されたビート信号に基づいて、前記対象物の方位を検出する方位検出部と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記重み付け処理部は、前記ビート信号の周波数が所定の周波数よりも低いときに、前記重みを小さくすることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記重み付け処理部は、前記ビート信号の周波数が所定の周波数よりも低いときに、前記受信アンテナの位置が端になるほど、該受信アンテナに関係付けられた前記重みを小さくすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記所定の周波数は前記受信アンテナの位置が端になるほど高く、前記重みの周波数に対する変化量は前記受信アンテナの位置によらず一定であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記重みの周波数に対する変化量は、前記受信アンテナの位置が端になるほど大きいことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記重み付け処理部は、前記受信アンテナ毎に前記重みと周波数の関係が定められたフィルタを備え、
前記各フィルタは、前記各ビート信号の信号強度を、該ビート信号の信号強度と該ビート信号の周波数に応じた重みとの積に変更することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記重み付け処理部は、それぞれの前記ビート信号に関係付けられた重みを記憶する記憶部と、
前記各ビート信号をフーリエ変換するフーリエ変換部と、
前記ビート信号毎に、それぞれの前記ビート信号に関係付けられた前記重みと、前記フーリエ変換部によりフーリエ変換された信号との積を算出する重み乗算部と、
を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のレーダ装置。
【請求項８】
複数の受信アンテナで受信された各受信信号と送信アンテナで送信した送信信号とを混合し、前記受信アンテナ毎にビート信号を生成する第１のステップと、
前記各ビート信号の信号強度に、前記受信アンテナ毎に関係付けられた所定の重みをかけ、前記ビート信号の信号強度を変更する第２のステップと、
前記第２のステップにより信号強度が変更されたビート信号に基づいて、前記対象物の方位を検出する第３のステップと、
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
【請求項１】
電波を送信する送信アンテナと、
前記送信された電波が対象物により反射された電波を受信する複数の受信アンテナと、
前記受信アンテナで受信された各受信信号と前記送信アンテナで送信した送信信号とを混合して前記受信アンテナ毎にビート信号を生成するビート信号生成部と、
前記各ビート信号の信号強度に、前記受信アンテナ毎に関係付けられた所定の重みをかけ、前記ビート信号の信号強度を変更する重み付け処理部と、
前記重み付け処理部により信号強度が変更されたビート信号に基づいて、前記対象物の方位を検出する方位検出部と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記重み付け処理部は、前記ビート信号の周波数が所定の周波数よりも低いときに、前記重みを小さくすることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記重み付け処理部は、前記ビート信号の周波数が所定の周波数よりも低いときに、前記受信アンテナの位置が端になるほど、該受信アンテナに関係付けられた前記重みを小さくすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記所定の周波数は前記受信アンテナの位置が端になるほど高く、前記重みの周波数に対する変化量は前記受信アンテナの位置によらず一定であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記重みの周波数に対する変化量は、前記受信アンテナの位置が端になるほど大きいことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記重み付け処理部は、前記受信アンテナ毎に前記重みと周波数の関係が定められたフィルタを備え、
前記各フィルタは、前記各ビート信号の信号強度を、該ビート信号の信号強度と該ビート信号の周波数に応じた重みとの積に変更することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記重み付け処理部は、それぞれの前記ビート信号に関係付けられた重みを記憶する記憶部と、
前記各ビート信号をフーリエ変換するフーリエ変換部と、
前記ビート信号毎に、それぞれの前記ビート信号に関係付けられた前記重みと、前記フーリエ変換部によりフーリエ変換された信号との積を算出する重み乗算部と、
を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のレーダ装置。
【請求項８】
複数の受信アンテナで受信された各受信信号と送信アンテナで送信した送信信号とを混合し、前記受信アンテナ毎にビート信号を生成する第１のステップと、
前記各ビート信号の信号強度に、前記受信アンテナ毎に関係付けられた所定の重みをかけ、前記ビート信号の信号強度を変更する第２のステップと、
前記第２のステップにより信号強度が変更されたビート信号に基づいて、前記対象物の方位を検出する第３のステップと、
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
【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】
【公開番号】特開２０１１−２１５１１４（Ｐ２０１１−２１５１１４Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８６１３５（Ｐ２０１０−８６１３５）
【出願日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【出願人】（３０００５２２４６）株式会社ホンダエレシス (105)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【出願人】（３０００５２２４６）株式会社ホンダエレシス (105)
【Ｆターム（参考）】
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