レーダ装置
【課題】 本発明は、通常動作時でも、各アンテナの受信特性変化を判断し、補正処理を行い、工場出荷時の初期調整で補正でき、また、動作中の環境変化による温度変動に、或いは経年劣化に対応して随時補正でき、常に精度向上を図れるレーダ装置を提供する。
【解決手段】 複数の送受信アンテナで、送信波のターゲットＴからの反射波を受信し、方位検出、距離測定、速度測定の認識処理を行うレーダ装置で、例えば、アンテナＡ１からの送信波Ｗ１１が反射波Ｗ１２としてアンテナＡ２で受信され、次に切替えられ、アンテナＡ２からの送信波Ｗ２１が反射波Ｗ２２としてアンテナＡ１で受信される。送信波Ｗ１１と反射波Ｗ１２の経路と送信波Ｗ２１と反射波Ｗ２２の経路とは同一空間系を有し、反射波Ｗ１２の受信信号と反射波２２の受信信号とが同じ周波数特性、位相を有することを利用してアンテナの受信特性変化を判断し、該結果で受信信号を補正処理する。
【解決手段】 複数の送受信アンテナで、送信波のターゲットＴからの反射波を受信し、方位検出、距離測定、速度測定の認識処理を行うレーダ装置で、例えば、アンテナＡ１からの送信波Ｗ１１が反射波Ｗ１２としてアンテナＡ２で受信され、次に切替えられ、アンテナＡ２からの送信波Ｗ２１が反射波Ｗ２２としてアンテナＡ１で受信される。送信波Ｗ１１と反射波Ｗ１２の経路と送信波Ｗ２１と反射波Ｗ２２の経路とは同一空間系を有し、反射波Ｗ１２の受信信号と反射波２２の受信信号とが同じ周波数特性、位相を有することを利用してアンテナの受信特性変化を判断し、該結果で受信信号を補正処理する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置に関し、特に、送受信が切替えられる複数のアンテナを備えている場合に、通常動作時の的確且つ迅速にアンテナの異常を判断し、各アンテナの受信特性変化を簡単に調整でき、さらに、環境温度による変動を随時補正することができるレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ターゲットの方位、距離、速度を検出するために各種のレーダ装置が利用されている。最近では、例えば、レーダ装置が車両に搭載され、衝突警報、衝突防止、オートクルーズコントロール、自動運転、等で使用されている。道路における先行車両との相対方位、相対距離、相対速度の検出が行われている。
【０００３】
方位を検出するレーダ装置の一つとして、位相モノパルス・レーダ装置がある。また、距離及び速度を検出することができるレーダ装置の一つとして、周波数変調・連続波方式（ＦＭ−ＣＷ）のレーダ装置がある。
【０００４】
ここで、位相モノパルス・レーダ装置は、送信アンテナから電波を放射することで得られるターゲットからの反射波を複数の受信アンテナで受信する。複数の受信アンテナは、空間的に位置が異なるので、同一のターゲットからの反射波の位相が受信アンテナ間で異なる。この位相ずれを検出することで、ターゲットの方位を検出することができる。このレーダ装置は、基本的に送信アンテナ及び受信アンテナを機械的に動かす必要がないというメリットがある。
【０００５】
レーダ装置からターゲットまでの距離をＲ０、二つの受信アンテナの間隔をＬ、ターゲットの方位角度をθとする。受信アンテナと他の受信アンテナとからターゲットまでの夫々の距離Ｒ１とＲ２は、
Ｒ１＝Ｒ０＋（Ｌ／２）・ｓｉｎθ
Ｒ２＝Ｒ０−（Ｌ／２）・ｓｉｎθ
である。各受信アンテナによる受信信号の位相差Δφは、その波長をλとしたとき、
Δφ＝（Ｌ／λ）・ｓｉｎθ
であり、従って、ターゲットの方位角度θは、
θ＝ｓｉｎ-1｛（λ／Ｌ）・Δφ｝
である。この様にして、受信信号の位相差からターゲットの方位が求められる。
【０００６】
一方、ＦＭ−ＣＷレーダ装置は、連続波を用いてターゲットの距離および速度を検出するものである。ＦＭ−ＣＷレーダ装置と位相モノパルス・レーダ装置を組み合わせれば、ターゲットの距離、速度及び方位を求めることができる。
【０００７】
ＦＭ−ＣＷレーダ装置は、連続波の送信信号にＦＭ変調を施している。例えば、送信波を三角波で周波数変調する。これによって、送信波の波形は、増加と減少とを順次、周期的に繰り返す形状となる。この送信波が送信アンテナから放射され、停止したターゲットで反射して受信アンテナで受信される場合には、送信波と受信波とは、送信から受信までに時間が掛かるため、送信波の三角波と受信波の三角波とは時間的にずれている。ただし、ターゲットとの相対速度が０の場合であるので、振幅に変化はない。ここで、参照波（送信波）で受信波を検波することにより、送信周波数と受信周波数の差の周波数成分を持つビート信号が得られる。
【０００８】
伝搬遅延時間τは、送信波が受信されるまでの時間であり、上述の時間的ずれである。ターゲットまでの相対距離をＲ、光速をｃとすると、伝播遅延時間τは、τ＝２Ｒ／ｃとなる。さらに、ＦＭの繰り返し周波数、即ち、三角波の周波数をｆｍ、ＦＭの周波数偏移幅（参照波の周波数の変化幅）をΔｆとすると、ビート周波数ｆｒは、
ｆｒ＝４Ｒ・ｆｍ・Δｆ／ｃ
で表される。従って、生成されたビート信号からビート周波数ｆｒを求めることにより、ターゲットとの相対距離Ｒを検出することができる。
【０００９】
そこで、ターゲットとの相対距離、相対速度及び方位を検出することができるＦＭ−ＣＷレーダ装置のシステム構成を、図１０に示した。図１０は、従来技術による送受信別アンテナの使用によるＦＭ−ＣＷレーダ装置の概略構成の一例を示したものである。
【００１０】
図１０に示されたレーダ装置は、複数のアンテナＡ１〜Ａ３を含むアレイアンテナ１、増幅器２及び４、電圧制御発振器（ＶＣＯ）３、ＲＦミキサ５、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６、そして、信号処理手段７を備えている。図１０の場合には、複数のアンテナＡ１〜Ａ３のうち、アンテナＡ１は、送信専用に、そして、アンテナＡ２、Ａ３は、受信専用になっており、２受信チャンネルが構成された例が示されている。
【００１１】
電圧制御発振器３が発生するミリ波信号は、信号処理手段７に含まれている変調信号生成部からの変調信号によって、ＦＭ変調される。変調信号として、一般的には、三角波信号が用いられることが多く、三角波ＦＭ変調された送信波Ｗ１１は、送信アンテナＡ１から前方のターゲットＴに向けて発射される。前方のターゲットＴからの反射波Ｗ１２が、受信アンテナＡ２で受信される。次いで、切替えスイッチＳＷによって、受信アンテナＡ３のチャンネルにスイッチされ、送信アンテナＡ１から送信波Ｗ１１が発射される。ターゲットＴからの反射波Ｗ１３が、受信アンテナＡ３で受信される。
【００１２】
ＲＦミキサ５は、相次いで受信された各受信信号と送信信号の一部とをミキシングして、各ビート信号を出力する。これらのビート信号は、ベースバンドパス・フィルタ６を介して信号処理手段７に送られる。信号処理手段７には、ＡＤ変換処理機能とＦＦＴ処理機能とが備えられ、それらの機能を用いて、そのビート信号が有する周波数情報を抽出することにより、前方のターゲットＴとの相対距離及び相対速度を演算する。また、図１０のレーダ装置は、ターゲットＴとの相対距離及び相対速度を演算する場合を中心にして構成されているが、信号処理手段７は、送信信号と受信信号に基づいて反射波の方位角の検出を実行することもできる。
【００１３】
ＦＭ−ＣＷレーダ装置における周波数変調には、一般に三角波周波数変調が用いられている。三角波周波数変調は、周波数が直線的に増加する区間と直線的に減少する区間が交互に繰り返される周波数変調であり、変調周波数増加区間（アップ区間）のビート周波数と変調周波数減少区間（ダウン区間）のビート周波数とから、ターゲットの距離及び相対速度が算出される。そこで、ターゲットＴの方向については、所望の幅に絞られたアンテナビームを走査することにより得ることができる。
【００１４】
その走査方式は、一般に、機械走査方式と電子走査方式に大きく分けることができ、電子走査方式の一つとして、ディジタル・ビーム・フォーミング（ＤＢＦ ）走査方式が挙げられる。ＤＢＦ走査方式は、受信アンテナとして、複数のアンテナを有するアレーアンテナを用い、アンテナ毎に得られたビート信号に対してデジタル信号処理による位相を施して合成することにより、所望の方位にアンテナビームを形成できるＤＢＦ合成技術を利用して、アンテナビームの走査を行っている。
【００１５】
このＤＢＦ走査方式によれば、機械走査方式のようにアンテナを回転させる必要がないため、アンテナを回転させるための駆動機構が不要となり、振動に強く、しかも小型・軽量化を図ることができるという利点を備えている。このような利点を生かして、車載用のレーダ装置として開発が進められている。
【００１６】
また、送信専用のアンテナと複数の受信アンテナとの組み合わせによるアレイアンテナ構成ではなく、送受信兼用の複数のアンテナでアレイアンテナが構成されたＤＢＦ走査方式のレーダ装置も提案されている。このレーダ装置では、選択したアンテナから送信波を放射し、他のアンテナで反射波を受信するようにしており、送信波の送信を順次切替えたアンテナから放射して、アンテナ数以上の多チャンネル化が実現される。これによって、ＤＢＦ走査方式における走査ビームの指向性を向上している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、受信アンテナに複数のアンテナを備え、位相情報を利用して方位検出を行うＤＢＦ走査方式レーダ装置などの場合では、複数のアンテナ個々の性能差に起因する、アンテナ毎のアンテナゲイン変化と位相ずれが発生する。この対策としては、レーダ装置の製造時に、特性の揃ったアンテナを選択してアレイアンテナを構成し、性能バラツキを無くすことも行われている。しかし、この対策は、製品の品質を向上する上で、コストが嵩むものとなる。
【００１８】
そこで、複数のアンテナ個々に性能差があっても、工場出荷時に個々のアンテナチャネルのアンテナゲイン変化と位相ずれを調整して補正することも行われている。アンテナチャネル毎の位相ずれを補正するには、例えば、リファレンス信号発生器を用意し、そこから発生した信号を調整用アンテナから送信し、それを各素子アンテナで受信し、その結果を用いて、位相補正を行うようにしている。
【００１９】
また、複数のアンテナを利用するレーダ装置では、アンテナチャネル毎に経年変化による素子アンテナの劣化や環境温度変化等に起因する位相ずれが生じる。この位相ずれを放置したまま方位検出処理を行うと、その合成結果の走査方向プロファイルが崩れ、或いは、サイドローブレベルが上昇するなどの悪影響が生じ、レーダ装置としての性能劣化を引き起こす。そこで、位相による方位検出を行うレーダ装置では、位相ずれの補正を行う必要がある。
【００２０】
しかし、上述した補正手段による場合には、リファレンス信号発生器や調整用アンテナをレーダ装置本体とは別に用意する必要があり、これらをレーダ装置に予め組み込んでおくことは、装置サイズを大きくするばかりでなく、コストを上昇させることになる。
【００２１】
また、これらを備えていない場合にあっては、この補正手段は、調整用アンテナから送信されたリファレンス信号を受信アンテナで直接受信し、得られた受信信号を利用して位相ずれを検出する原理を利用しているので、例えば、点検整備などの機会にしか位相補正をすることができない。そのため、レーダ装置の通常使用時に位相補正を行うことができないという問題がある。
【００２２】
そこで、本発明では、特別に補正のための装置を用意する必要をなくし、通常動作時においても、的確に且つ迅速に、各アンテナの特性変化があること、或いは、発生したことが判断され、その結果により補正処理を実行できるようにし、工場出荷時の初期調整も簡単に実現し、また、動作中の環境変化による温度変動に対しても随時補正でき、常に精度向上を図れる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】
【００２３】
以上の課題を解決し、上記の目的を達成するため、本発明では、送受信が切替えられる複数のアンテナと、送信した電波による対象物体からの反射波を受信し、該受信信号を処理することにより、前記反射波の方位検出、前記対象物体との距離測定又は速度測定に係る認識処理を実行する信号処理手段とを備えたレーダ装置において、前記信号処理手段が、選択したアンテナから送信した電波による反射波を他に選択したアンテナで受信したとき、該受信信号に基づいた第１処理信号を生成し、前記他選択アンテナから送信した電波による反射波を前記選択アンテナで受信したとき、該受信信号に基づいた第２処理信号を生成し、前記第１処理信号と前記第２処理信号の夫々に含まれるアンテナゲイン及び／又は位相を比較することにより前記受信信号の特性変化に係る判断を行うこととした。
【００２４】
前記信号処理手段は、前記複数のアンテナのうち、２アンテナずつを選択し、該２アンテナ毎について、前記第１処理信号及び前記第２処理信号を夫々生成し、前記受信信号の特性変化を判断することとし、前記受信信号に特性変化が有ると判断したとき、該変化に応じて演算した補正値に基づいて、前記第１又は第２処理信号を補正することとした。
【００２５】
前記信号処理手段は、動作環境の温度が変化したとき、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行い、或いは、前記方位検出、前記距離測定又は速度測定に係る認識処理中において、間欠的に、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行うようにした。
【００２６】
前記信号処理手段は、前記電波に係る一ＦＭ区間中において、選択したアンテナから送信した電波による反射波を他に選択したアンテナで受信し、該受信信号に基づいた第１処理信号を生成し、他のＦＭ区間中において、前記他選択アンテナから送信した電波による反射波を前記選択アンテナで受信し、該受信信号に基づいた第２処理信号を生成し、前記第１処理信号と前記第２処理信号との比較により、前記受信信号の特性変化を判断することとした。
【００２７】
前記信号処理手段は、前記電波に係る一ＦＭ区間を複数の領域に時分割し、該領域毎において、選択したアンテナから送信した電波による反射波を他に選択されたアンテナで受信し、該受信信号に基づいた第１処理信号を生成し、前記他選択アンテナから送信した電波による反射波を前記選択アンテナで受信し、該受信信号に基づいた第２処理信号を生成し、前記第１処理信号と前記第２処理信号との比較により、前記受信信号の特性変化を判断することとした。
【００２８】
前記信号処理手段は、前記対象物体との相対的な前記距離が変化しないとき、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行い、当該装置が搭載された車両が走行停止中であることを検出したとき、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行い、或いは、前記受信信号のレベルが所定値以上又は所定範囲内にあるとき、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行うようにした。
【００２９】
前記信号処理手段は、演算した前記補正値を当該アンテナに関連付けて記憶し、該補正値により補正された該アンテナによる受信信号に従って前記認識処理を実行することとした。
【００３０】
前記信号処理手段は、前記対象物体を複数検出したとき、最も近い位置にある対象物体からの前記反射波に係る前記第１及び第２処理信号に基づいて、前記受信信号の特性変化を判断することとした。
【００３１】
前記信号処理手段は、外部指示に従って、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行うこととし、更には、当該装置の初期調整として、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行い、該特性変化がある場合に、演算した前記補正値を当該アンテナに関連付けて記憶するようにした。
【００３２】
前記信号処理手段は、前記受信信号に特性変化があると判断したとき、外部に報知することとし、更に、前記受信信号に特性変化があると判断したとき、該特性変化が所定範囲内にない場合に、ダイアグ情報を外部に出力することとした。
【発明の効果】
【００３３】
以上のように、本発明のレーダ装置によれば、特別に補正のための装置を用意する必要がなく、通常動作時においても、的確に且つ迅速に、アレイアンテナの各アンテナに特性変化があること、或いは、発生したことが判断され、その結果により、受信信号に対して補正処理を実行できるので、工場出荷時の初期調整において、簡単に、アンテナの受信性能の差による受信信号の特性のバラツキを補正でき、また、動作中の環境変化による温度変動に対しても、随時補正でき、常に精度向上を図ることができる。
【００３４】
また、本発明のレーダ装置によれば、アレイアンテナの各アンテナに、元々、性能差があっても、或いは、アンテナ自体の経年変化による特性劣化、レーダ装置動作中のアンテナ異常が生じても、そのアンテナの特性変化などに対応して補正処理を行うことができるので、常にレーダ装置の認識処理の精度向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
次に、本発明によるレーダ装置の実施形態について、図１乃至図９を参照しながら説明する。
【００３６】
図１に、本実施形態のレーダ装置のシステム構成に係る概略が示されている。ここで、図１のレーダ装置は、図１０に示されたＦＭ−ＣＷレーダ装置のシステム構成を基本にしているので、同じ部分には、同じ符号が付されている。
【００３７】
本実施形態のレーダ装置は、複数のアンテナＡ１〜Ａ３を含むアレイアンテナ１、増幅器２及び４、電圧制御発振器（ＶＣＯ）３、ＲＦミキサ５、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６、そして、信号処理手段７を備えている。図１の場合には、複数のアンテナＡ１〜Ａ３のいずれもが、送受信兼用となっている。図１０に示した従来技術のレーダ装置では、アンテナＡ１が送信専用であり、アンテナＡ２、Ａ３が、受信専用であることとことなっている。
【００３８】
そのため、切替えスイッチＳＷの各アンテナへの接続関係が、図１０の切替えスイッチＳＷとは異なっている。アレイアンテナ１に関する送受信の切替えは、切替えスイッチＳＷのスイッチ動作によって行われ、切替えスイッチＳＷは、信号処理手段７からの切替え指令で制御される。図１に示したレーダ装置では、アレイアンテナ１は、３個のアンテナＡ１〜Ａ３で構成された例であるが、この個数に限定されず、多チャンネル化のため、さらに増加させることもできる。
【００３９】
電圧制御発振器３が発生するミリ波信号は、信号処理手段７に含まれている変調信号生成部からの三角波変調信号によって、ＦＭ変調される。先ず、図１に示された例では、切替えスイッチＳＷが制御されて、チャンネルｃｈ１とｃｈ２が選択され、増幅器２の三角波ＦＭ変調送信信号が、アンテナＡ１に供給される。三角波ＦＭ変調送信信号による送信波Ｗ１１は、アンテナＡ１から前方のターゲットＴに向けて発射される。そこで、切替えスイッチＳＷが制御されて、前方のターゲットＴからの反射波Ｗ１２が、アンテナＡ２で受信される。
【００４０】
ＲＦミキサ５は、送信信号の一部とアンテナＡ２で受信された受信信号とをミキシングして、各ビート信号を出力する。このビート信号は、バンドパスフィルタ６を介して信号処理手段７に送られる。信号処理手段７は、そのビート信号が有する周波数情報を用い、前方のターゲットＴとの相対距離及び相対速度を演算する。
【００４１】
また、図１のレーダ装置では、ＤＢＦ走査を実行するため、切替えスイッチＳＷが制御されて、複数のアンテナのうち、次の２アンテナが選択される。例えば、チャンネルｃｈ１とｃｈ３が選択され、アンテナＡ１から送信され、アンテナＡ３で受信するように選択されている。アンテナＡ１から送信波Ｗ１１が発射される。ターゲットＴからの反射波Ｗ１３が、アンテナＡ３で受信される。これらの信号を時間的に同時に取得すれば、ビート処理された後に、信号処理手段７でＤＢＦ合成することができる。
【００４２】
以上に説明した動作は、ＤＢＦ走査方式のレーダ装置として一般的に行われていることである。ところで、このレーダ装置の電波の送受信の中で、レーダ装置の前方にターゲットＴが存在するとき、例えば、アンテナＡ１のチャンネルｃｈ１から送信された送信波Ｗ１１は、その反射波Ｗ１２としてアンテナＡ２のチャンネルｃｈ２で受信され、一方、アンテナＡ２のチャンネルｃｈ２から送信された送信波Ｗ２１は、その反射波Ｗ２２としてアンテナＡ１のチャンネルｃｈ１で受信される。
【００４３】
ここで、送信波Ｗ１１及び反射波Ｗ１２の経路と、送信波Ｗ２１及び反射波Ｗ２２の経路とは、同一の空間系によるものであり、そのため、反射波Ｗ１２の受信信号と、反射波２２の受信信号とは、これらの信号が時間的に同時に取得されれば、同じ周波数特性、位相特性を有するものとなる。
【００４４】
そこで、本実施形態では、送信波と反射波との経路が、同一の空間系を通過する場合には、受信された受信信号のどれもが同一特性を持つことに着目して、アレイアンテナ中の複数のアンテナが有する夫々の特性の差異を検出できるようにし、各アンテナの特性変化を判断し、さらには、受信処理の過程で、特性の差異を補正することとし、信号処理手段７におけるＤＢＦ合成による方位検出、或いは、ターゲットとの相対速度又は相対距離の測定などに係る認識処理の精度向上を図る。
【００４５】
この様な手法によれば、上述したように、リファレンス信号発生器や調整用アンテナからなる補正手段を、特別に用意する必要がなく、アレイアンテナを構成する複数のアンテナの全てを送受信可能として、信号処理手段７に受信信号特性判断手段８を搭載するだけで、従来のレーダ装置のシステム構成を格別に変更しなくても、各アンテナの特性変化を随時判断できる。
【００４６】
図１に示した本実施形態のレーダ装置では、図１０に示した従来のレーダ装置の構成と比較して、切替えスイッチＳＷが、全アンテナに対して送信と受信の両方に切替え可能とし、特性変化の判断処理時には、受信信号特性判断手段８が切替えスイッチＳＷを制御するようになっている。
【００４７】
アレイアンテナの各アンテナに、元々、性能差があっても、その都度補正することができる。そのため、レーダ装置の製品出荷時に初期調整として補正処理することもでき、或いは、アンテナ自体の経年変化による特性劣化、レーダ装置動作中のアンテナ異常、レーダ装置の環境変化の温度変動によるアンテナ特性変化などに対応して補正処理を行うことができる。
【００４８】
図２に、本実施形態において、受信信号の特性変化の判断処理を行う場合における電波送信と反射波受信とのタイミング例を示した。このタイミング例では、図１に示された、アンテナＡ１のチャンネルｃｈ１からの送信波Ｗ１１の送信タイミングと、アンテナＡ２のチャンネルｃｈ２での受信波Ｗ１２の受信タイミングを表している。
【００４９】
このタイミング例の場合には、例えば、工場出荷時の外部指示によって、或いは、レーダ装置動作中における予め設定された定期的な指令によって、受信信号特性判断手段８が、切替えスイッチＳＷを制御し、送信区間ＴだけアンテナＡ１から送信波Ｗ１１が放射される。その区間Ｔの後に、切替えスイッチＳＷが制御されて、ターゲットからの反射波Ｗ１２が受信区間ＲだけアンテナＡ２で受信され、この送信区間Ｔと受信区間Ｒとが所定回数繰り返される。なお、送受信を１回だけ行っただけでは、特性変化を判断できる安定した受信信号が得られない場合があるので、所定回数繰り返して複数の受信信号から特性変化を判断する方が、精度が向上する。
【００５０】
図２には図示されていないが、次いで、受信信号特性判断手段８は、切替えスイッチＳＷを制御して、送信区間Ｔと受信区間Ｒの繰返しタイミングについて、チャンネルｃｈ１とチャンネルｃｈ２の送受信を切替え、送信波Ｗ２１をアンテナＡ２から送信し、アンテナＡ１で反射波Ｗ２２を受信するようにする。この手順に拠れば、送信波Ｗ１１及び受信波Ｗ１２の経路と、送信波Ｗ２１及び受信波Ｗ２２の経路とが、レーダ装置とターゲットとの間における同一の空間系を有することになる。
【００５１】
この同一の空間系を持たせるためには、例えば、三角波ＦＭ変調方式によるＦＭ−ＣＷレーダ装置の場合であれば、チャンネルｃｈ１とｃｈ２とで送信波Ｗ１１及び反射波Ｗ１２の送受信の繰返しを、ＦＭ変調信号の連続する三角波のうちの一つにおけるアップ区間で行い、送信波Ｗ２１及び反射波Ｗ２２の送受信の繰返しを、同じアップ区間で行うことが望ましい。送信波Ｗ１１及び受信波Ｗ１２の経路形成と、送信波Ｗ２１及び受信波Ｗ２２の経路形成とが時間的に離れない方が、上述の同一空間系を利用する上では好ましい。なお、上述のアップ区間の代りに、ＦＭ変調信号の連続する三角波のうちの一つにおけるダウン区間で行ってもよい。
【００５２】
次に、受信信号特性判断手段８におけるアンテナの特性変化の判断について、図３に示した受信信号の波形に基づいて、概念的に説明する。図３では、チャネルｃｈ１が送信であり、チャンネルｃｈ２で受信する場合の受信信号の波形が、図３（ａ）及び（ｂ）に示され、チャネルｃｈ２が送信であり、チャンネルｃｈ１で受信する場合の受信信号の波形が、図３（ｃ）及び（ｄ）に示されている。
【００５３】
図３（ａ）と（ｃ）は、受信したままの受信信号の波形を模式的に表し、図３（ｃ）と（ｄ）は、補正処理後の波形を模式的に示している。図３（ａ）と（ｃ）とに示された波形は、バンドパスフィルタ６で処理された後の波形であり、受信信号特性判断手段８に供給される受信信号の波形である。そして、単一のターゲットが存在する場合を例にしている。
【００５４】
受信信号特性判断手段８では、図３（ａ）に「ｃｈ２」で示されるように、アンテナＡ２で反射波Ｗ１２を受信した受信信号が入力されると、図３（ｂ）に「ｃｈ２」で示されるように、受信信号に係るリファレンス信号とする。次いで、切替えスイッチＳＷが制御されて、チャンネルｃｈ１とチャンネルｃｈ２の送受信が切替えられると、受信信号特性判断手段８には、図３（ｃ）に「ｃｈ１」で示されるように、アンテナＡ１で受信された反射波Ｗ２２に係る受信信号が入力される。
【００５５】
ここで、アンテナＡ１とアンテナＡ２との間で、受信性能に差がある場合には、図３（ｃ）に太線で示されるように、受信信号「ｃｈ１」の波形が、細線で示された受信信号「ｃｈ２」の波形とずれたものとなる。受信信号「ｃｈ２」と受信信号「ｃｈ１」とは、時間的に同時に入力されないが、図３（ｃ）では、比較が容易なように、時間をずらして、両受信信号の波形を重ね合わせて示している。受信信号「ｃｈ１」は、受信信号「ｃｈ２」に対して、振幅が減少し、位相がずれていることが分かる。
【００５６】
このことは、アンテナの受信特性に関して、元々、アンテナ間においてバラツキが存在していたか、或いは、アンテナの経年劣化によって受信性能が低下したか、さらには、環境温度の変動に対する温度特性に影響を受けて受信性能が変化したか、又は、アンテナ個々に故障などの異変が発生したかに起因している。
【００５７】
受信信号特性判断手段８は、信号処理手段７において、通常の認識処理で使用している位相検出手段で、この位相ずれを検出することができるので、受信信号「ｃｈ１」と受信信号「ｃｈ２」とを比較することにより、受信信号に特性変化があると判断する。そして、アンテナＡ１に関して、アンテナゲインと位相ずれを補正する演算を実行し、アンテナＡ１に関する補正値として、記憶する。この様な補正処理が、他のアンテナとの組み合わせに対して順次実行される。
【００５８】
図３（ｄ）に示されるように、受信信号「ｃｈ１」が、この補正値に従って補正されることにより、受信信号「ｃｈ１」と「ｃｈ２」とが同じ波形となる。図３（ｄ）でも、図３（ｃ）の場合と同様に、受信信号「ｃｈ２」と受信信号「ｃｈ１」とは、時間的に同時に入力されないので、比較が容易なように、時間をずらして、両受信信号の波形を重ね合わせて示している。そのため、受信信号「ｃｈ１」が補正されることによって、受信信号「ｃｈ１」の波形が、受信信号「ｃｈ２」の波形と一致した波形で表される。
【００５９】
受信信号「ｃｈ１」が補正値によって補正されたとき、実際の受信信号「ｃｈ２」と受信信号「ｃｈ１」との関係が、図３（ｅ）に示される。図３（ｄ）の場合には、アンテナゲインが補正された様子は、分かるが、位相に関する補正の状況は、分かり難い。図３（ｅ）では、破線で示されるタイミングで、送受信が切替えられたとすると、受信信号「ｃｈ２」と受信信号「ｃｈ１」とは、時間的に同時に入力されないため、受信信号「ｃｈ２」と補正された受信信号「ｃｈ１」とが、同じ波形で、しかも、切替えタイミングで連続したものとなり、位相補正により、切替えタイミングにおける乱れが発生しない。
【００６０】
以上のことは、アンテナ間において、性能差が元々存在していても、或いは、動作中に性能差が発生していても、以後の処理にあたっては、この記憶された補正値に従って、アンテナＡ１で受信された受信信号が補正されることになるので、認識処理上では、アンテナ間の性能差が解消されている。他のアンテナに関しても、同様に補正され、性能差がなくなり、揃った特性が得られる。
【００６１】
次に、これまでに説明してきたように、アンテナ間における受信信号に係る特性変化を判断することにより、アンテナの性能差を解消する仕方に従い、信号処理手段７に含まれている受信信号特性判断手段８における実際の補正処理の手順について、図４に示されたフローチャートを参照して説明する。
【００６２】
図４に示された補正処理の手順は、図３に示された２アンテナによる送受信の場合を例にしている。先ず、最初に、図３（ａ）に示された受信信号「ｃｈ２」が、バンドパスフィルタ６から信号処理手段７に入力されたとき、受信信号特性判断手段８は、受信信号「ｃｈ２」に対して、ＡＤ変換処理を行わせ（ステップＳ１）、次いで、ＦＦＴ処理を行わせる（ステップＳ２）。これらの処理内容は、通常の認識処理において行われていることと同様である。
【００６３】
受信信号特性判断手段８が、切替えスイッチＳＷを制御して、送信がチャンネルｃｈ１からチャンネルｃｈ２に切替えられると、図３（ｃ）に示された受信信号「ｃｈ１」が、バンドパスフィルタ６から信号処理手段７に入力される。このとき、受信信号特性判断手段８は、受信信号「ｃｈ１」に対して、ＡＤ変換処理を行わせ（ステップＳ３）、次いで、ＦＦＴ処理を行わせる（ステップＳ４）。
【００６４】
ステップＳ２において、受信信号「ｃｈ２」に関するターゲット距離に対応する周波数成分が抽出され、ステップＳ４において、受信信号「ｃｈ１」に関するターゲット距離に対応する周波数成分が抽出されたので、受信信号特性判断手段８は、各周波数成分の振幅と位相を比較する（ステップＳ５）。
【００６５】
そこで、ステップＳ５において、受信信号「ｃｈ１」に関する周波数成分と受信信号「ｃｈ２」に関する周波数成分とを比較した結果、振幅及び／又は位相が異なっている場合には、それらのずれ量を演算して求め、このずれ量をチャンネルｃｈ１に対する補正値とする（ステップＳ６）。
【００６６】
次いで、前回の補正処理において求められ、記憶されていた補正値と、今回求められた補正値とが同じであるかどうかが判断される（ステップＳ７）。ここで、前回補正値と今回補正値とが同値である場合には（ステップＳ７のＹ）、製造過程で、元々、アンテナ性能に差があった可能性があり、或いは、それ程、アンテナの性能劣化が進んでいない可能性があることを示すものであり、当該補正値を維持するようにする（ステップＳ８）。
【００６７】
また、前回補正値と今回補正値とが異なる場合には（ステップＳ７のＮ）、今回補正値が、想定した範囲外の大きさであるかどうかが判断される（ステップＳ９）。ここで、今回補正値が、想定した範囲外の大きさでない場合には（ステップＳ９のＮ）、アンテナの性能劣化が進んでいる可能性があり、或いは、動作環境の温度変動の影響でアンテナ性能に変化が発生した可能性があることを示すものであり、今回補正値を前回補正値に置き換えて更新する（ステップＳ１０）。なお、この更新時に、当該アンテナについて、性能変化があったことを外部に報知するようにしてもよい。
【００６８】
一方、今回補正値が、想定した範囲外の大きさであるかどうかが判断されたとき、想定した範囲外の大きさである場合には（ステップＳ９のＹ）、当該アンテナが異常受信状態になっていることを示し、信号処理手段７における認識処理に、重大な影響を与える危険性があることを示すものであり、この場合には、ダイアグ情報を出力し、外部にアンテナ異常を報知する（ステップＳ１１）。
【００６９】
以上のように、受信信号特性判断手段８は、切替えスイッチＳＷを制御して、送信チャンネルｃｈ１及び受信チャンネルｃｈ２と、送信チャンネルｃｈ２及び受信チャンネルｃｈ１とを組み合わせ、受信信号「ｃｈ１」と受信信号「ｃｈ２」とに関する周波数成分に基づいて、アンテナＡ１自体に受信性能の変化が発生していても、通常の認識処理に影響しないように、当該アンテナに対して求めた補正値で補正する。
【００７０】
この様な補正処理の手順を、アレイアンテナ１を構成する複数のアンテナから２チャンネルの組みを順次選択し、夫々の組みに対して上述の補正処理を行うようにすると、全アンテナの性能差を判断でき、各アンテナに対応した補正値を求めることができ、これらの補正値で補正することにより、通常の認識処理における各チャンネルに係る特性の差を無くすことができる。
【００７１】
次に、図５を参照して、受信信号の特性変化の判断処理を行う場合における電波送信と反射波受信との他のタイミング例を説明する。電波送信と反射波受信の繰り返しにおいて同一の空間系を持たせるために、上述したように、図２に示された電波送信と反射波受信とのタイミング例では、三角波ＦＭ変調方式によるＦＭ−ＣＷレーダ装置の場合、例えば、チャンネルｃｈ１とｃｈ２とについて、チャンネルｃｈ１からの送信波Ｗ１１の送信及びチャンネルｃｈ２での反射波Ｗ１２の受信の繰返しが、三角波ＦＭ変調信号における一アップ区間で行われ、チャンネルｃｈ２からの送信波Ｗ２１の送信及びチャンネルｃｈ１での反射波Ｗ２２の受信の繰返しが、同じアップ区間で行われるようにした。
【００７２】
しかしながら、図２に示された電波送信と反射波受信とのタイミング例では、チャンネルｃｈ１とチャンネルｃｈ２との間の送受信の切替えによる送信波Ｗ１１及び受信波Ｗ１２の経路形成のタイミングと、送信波Ｗ２１及び受信波Ｗ２２の経路形成のタイミングとが、時間的にずれたものとなっている。そこで、図５に示されたタイミング例では、夫々の経路形成が時分割的に繰返して行われるようにして、チャンネルｃｈ１とチャンネルｃｈ２との間の送受信の切替えによる送受信波の各経路の形成タイミングをできるだけ近づけ、それらの経路が、夫々同一の空間系を有するようにした。
【００７３】
図５に示されているように、受信信号の特性変化の判断処理を行う場合に、２チャンネル間の電波送信と反射波受信の経路形成は、三角波ＦＭ変調信号における一アップ区間内の全域で行われる。図５では、その経路形成のタイミングを分かり易く説明するために、破線で示される一アップ区間中の一部について拡大されて、チャンネルｃｈ１とチャンネルｃｈ２とに係る送受信の繰り返しの様子が、示されている。
【００７４】
図５に示された受信信号の特性変化の判断処理を行う場合における電波送信と反射波受信とのタイミング例では、図１に示されたアンテナＡ１のチャンネルｃｈ１とアンテナＡ２のチャンネルｃｈ２とに関する送受信タイミングが、代表例として表されている。アンテナＡ１のチャンネルｃｈ２からの送信波Ｗ２１の送信区間がＴ１として、アンテナＡ２のチャンネルｃｈ２での受信波Ｗ２２の受信区間がＲ１として、アンテナＡ１のチャンネルｃｈ１からの送信波Ｗ１１の送信区間がＴ２として、そして、アンテナＡ２のチャンネルｃｈ２での受信波Ｗ１２の受信区間がＲ２として示されている。
【００７５】
先ず、受信信号特性判断手段８は、送信区間Ｔ１において、チャンネルｃｈ２のアンテナＡ２から送信波Ｗ２１を放射させ、続く受信区間Ｒ１において、ターゲットＴからの反射波Ｗ２２をチャンネルｃｈ１のアンテナＡ１で受信し、引き続いて、送信区間Ｔ２において、アンテナＡ１から送信波Ｗ１１を放射させ、さらに、続く受信区間Ｒ２において、アンテナＡ２で反射波Ｗ１２を受信するように、切替えスイッチＳＷを制御する。
【００７６】
この様に、送信区間Ｔ１、受信区間Ｒ１、送信区間Ｔ２及び受信区間Ｒ２によって１サイクルの送受信タイミングが形成され、チャンネルｃｈ１が受信する場合の経路とチャンネルｃｈ２が受信する場合の経路とが、２回の送受信について同一空間系を有したものとなる。このサイクルが、三角波ＦＭ変調信号の一アップ区間における一部区間内で、複数回繰り返される。
【００７７】
図５に示された送受信タイミング方式の例では、送信区間Ｔ１と受信区間Ｒ１に係る送受信と、送信区間Ｔ２と受信区間Ｒ２に係る送受信とが、相次いで短時間に切替えられるので、ターゲットとレーダ装置との間における空間は、殆ど変化することなく、各受信信号が同一空間系の特性を有することになる。そのため、各受信信号の処理の系は同じとなり、各受信信号は、同じ周波数特性、位相特性を持っていることになる。
【００７８】
次に、図６に示された受信信号の波形に基づいて、図５に示された送受信タイミング方式による受信信号の変化について、概念的に説明する。図６（ａ）には、チャネルｃｈ２が送信であり、チャンネルｃｈ１で受信する場合の受信信号の波形が、太線による「ｃｈ１」として示され、そして、チャネルｃｈ１が送信であり、チャンネルｃｈ２で受信する場合の受信信号の波形が、細線による「ｃｈ２」として示されている。これらの波形は、図１に示されたレーダ装置のバンドパスフィルタ６の出力信号を、代表例として示している。
【００７９】
ここで、アンテナＡ１とアンテナＡ２の受信性能が同じであれば、アンテナＡ１による受信信号「ｃｈ１」と、アンテナＡ２による受信信号「ｃｈ２」とは、同一波形になり、図６（ｂ）に示されるように、夫々の波形「ｃｈ１」と「ｃｈ２」は、夫々の包絡線上で重なることになる。しかし、アンテナＡ１とアンテナＡ２との間に受信性能に差があると、図６（ａ）に示されるように、アンテナＡ１による受信信号「ｃｈ１」と、アンテナＡ２による受信信号「ｃｈ２」とは、振幅及び位相がずれた波形になる。
【００８０】
図６（ａ）では、受信信号「ｃｈ１」と「ｃｈ２」の波形を概略的に示したものであるので、その波形の詳細を説明するため、図６（ｃ）に、図６（ａ）に示された受信信号「ｃｈ１」と「ｃｈ２」の波形の一部について、拡大した波形を示した。受信信号「ｃｈ１」と「ｃｈ２」の波形は、図５に示されたように、送受信が、送信区間Ｔ１、受信区間Ｒ１、送信区間Ｔ２及び受信区間Ｒ２を１サイクルとして、繰り返されるので、各受信信号の波形は、送信区間に相当する幅だけ間隔を置いたパルス状の信号列となる。
【００８１】
受信信号「ｃｈ１」と「ｃｈ２」の波形について、時系列的にみると、図６（ｃ）に示されるように、チャンネルｃｈ２から送信区間Ｔ１に電波が送信されると、チャンネルｃｈ１において、受信区間Ｒ１で、受信信号「ｃｈ１」のパルス状波形が現れ、次に、送信区間Ｔ２では、チャンネルｃｈ１から電波が送信されると、続く受信区間Ｒ２において、チャンネルｃｈ２において、受信信号「ｃｈ２」のパルス状波形が現れる。以降においては、受信信号「ｃｈ１」のパルス状波形と受信信号「ｃｈ２」のパルス状波形とが、繰り返し現れる信号列となる。
【００８２】
この様な信号列を有する受信信号「ｃｈ１」と「ｃｈ２」に対して、図４に示されたと同様の補正処理が実行されることにより、アンテナＡ１とアンテナＡ２とに受信性能の差が存在しても、信号処理上においては、受信信号「ｃｈ１」と「ｃｈ２」の振幅及び位相が補正されて、夫々の受信信号が同一特性となる。図６（ｂ）に示されるように、受信信号「ｃｈ１」と「ｃｈ２」とは、同一波形に重なった状態となる。図６（ｄ）では、図６（ｂ）に示された受信信号の波形が、その一部を拡大して示されている。ここで、受信信号のパルス状波形の現れ方は、図６（ｃ）に示した状態と同様である。
【００８３】
この様に、図５に示された送受信タイミングの仕方によると、受信信号の受信間隔は、送信区間の間、空くだけであるので、ターゲットとレーダ装置との間における空間は、殆ど変化することなく、各受信信号が同一空間系の特性を有することになる。そのため、各受信信号の処理の系は同じとなり、各受信信号は、同じ周波数特性、位相特性を持っている。そして、ほぼ同時間における処理結果となるため、位相の同一性に係る信頼性が高くなり、車両の走行中などにおいても、精度良く、補正処理を実行でき、アンテナ特性の異常を的確に判断することができる。
【００８４】
以上では、受信信号特性判断手段８による受信信号の特性変化に係る判断の仕方と、特性変化した場合の補正処理の手順とについて、説明した。次に、この受信信号の特性変化に係る判断処理をどの様なときに実施するかについて説明する。
【００８５】
受信信号の特性変化の判断処理は、レーダ装置の外部から受信信号特性判断手段８に処理指令を送って、任意のときに実施されるようにしてもよい。例えば、工場出荷時の製品検査の段階で、検査係が指令し、出荷される製品の品質を均一化する場合に採用することができる。また、自動車メーカが、点検時に、処理指令を行って、レーダ装置の認識処理の精度を補正し、又は向上することもできる。
【００８６】
一方、図７に示されるように、レーダ装置が車両に搭載されている場合のように、車両の走行中の装置動作中において、レーダ装置における通常の認識処理の間に、間欠的に、且つ自動的に判断処理の指令が送出され、その都度、補正処理が行われるように、設定することもできる。
【００８７】
図７には、通常認識処理の所定回数毎に１回の補正処理が実行される様子が、タイムチャートで示されている。そこで、受信信号特性判断手段８におけるこの補正処理の実行手順が、図８のフローチャートに示されている。
【００８８】
受信信号特性判断手段８には、処理回数を計数するカウンタが備えられている。レーダ装置の動作開始時においては、そのカウンタの初期値は、０（ｎ＝０）になっている（ステップＳ２０）。そして、カウンタは、処理毎に１カウント（ｎ＝ｎ＋１）する（ステップＳ２１）。図８に示した例では、３２回毎に１回の補正処理を実行するように設定されており、処理数が３２を超えるかどうかが判断される（ステップＳ２２）。
【００８９】
ここで、処理数の計数値ｎが、３２に満たない場合には（ステップＳ２２のＹ）、信号処理手段７は、通常の認識処理を続行している（ステップＳ２３）。ところが、処理数の計数値ｎが、３２になった場合には（ステップＳ２２のＮ）、カウンタをリセットし、初期値０に設定する（ステップＳ２４）。
【００９０】
そこで、車両が停止中であるかどうかが判断される（ステップＳ２５）。車両が停止中であることを、車両の速度計などから車速を検出し、車速が０でなく、走行しているときには（ステップＳ２５のＮ）、ステップＳ２３に進み、通常の認識処理を続行する。
【００９１】
しかし、車両が停止中であり、車速が０であるときには（ステップＳ２５のＹ）、図４に示されたフローチャートによる処理手順に従って、補正値を計算し、当該補正値を維持するか、又は、補正値を更新するかの補正処理が実行される（ステップＳ２６）。さらに、計算された補正値が、想定範囲外の場合には、ダイアグ情報を出力する。
【００９２】
図８に示した処理手順では、車両が停止している場合にのみ、補正処理が実行されるが、車両が停止中であると、車両の前方にあるターゲットとの距離が固定化されるため、受信信号の入力が安定し、補正処理の精度向上を期待できる。勿論、車両が停止中のみに補正処理を実行する条件とせずに、単純に、所定回数毎に、定期的に補正処理を実行させることでも、本発明の目的を達成することができる。
【００９３】
また、図８に示した処理手順では、車両が停止中であるとき、つまり、受信信号の入力が安定しているときに、特性変化の判断処理が実行されるようにされているので、車両が停止中である場合に限られず、例えば、走行中であっても、車両の前方にあるターゲットとの相対距離が安定している、もしくは、受信レベルが高い場合にのみ実行してもよい。
【００９４】
この場合には、信号処理手段７において通常の認識処理が行われている中で、計測された相対距離が、一定で、変化していないことを検出し、受信信号の特性変化の判断処理を実行するようにしてもよい。また、車両の前方に複数のターゲットが存在することが認識された場合には、ターゲットとの相対距離が最短のものに係る受信信号を選択して、補正処理を実行すると、補正の精度を向上させることができる。
【００９５】
以上では、受信信号の特性変化の判断処理は、時間的条件に従って実行されるものであったが、図９に示されるように、レーダ装置のアレイアンテナに係る温度の変化時に、受信信号の特性変化の判断処理を実行するようにしてもよい。図９に示されたレーダ装置のシステム構成は、図１のレーダ装置のシステム構成と同様であるので、同じ部分には、同じ符号が付されており、ここでは、そのシステム構成自体及びその動作についての説明を省略する。
【００９６】
図９に示されたレーダ装置が、図１のものと異なる部分は、アレイアンテナ１に直接、又は、近傍に、センサ９が備えられていることである。このセンサ９は、アレイアンテナ１の環境における温度を検出する温度センサである。アレイアンテナ１を構成する複数のアンテナは、温度変化に影響されて、その性能、受信特性も変化し、アンテナ毎に、その変化度合いもばらついている。
【００９７】
そのため、受信信号特性判断手段８は、センサ９からの温度情報に基づいて、例えば、検出された温度が所定範囲を超えている場合に、受信信号の特性変化の判断処理を実行する。この様に、温度情報を検出することにより、レーダ装置の環境変化に追随して、補正処理が正確に行われる。この環境変化に追随した補正処理と、上述した間欠的な補正処理と組み合わせることにより、更に精度のよい補正を行える。
【００９８】
以上の他に、信号処理手段７における通常の認識処理において、受信信号の入力レベルを監視するようにし、例えば、当該認識処理中の流れからは発生し得ないような、アンテナの入力レベルに急激な変動が生じた場合に、受信信号の特性変化の判断処理を実行するようにしてもよい。この場合には、アンテナの一つに、突然に異常が発生したことを自動的に検知することができ、レーダ装置の認識が誤っていることを確実に報知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施形態によるレーダ装置のシステム構成を説明する図である。
【図２】本実施形態のレーダ装置において、受信信号の特性変化の判断処理を行う場合における電波送信と反射波受信とのタイミング例を説明する図である。
【図３】本実施形態において、２チャンネル間で受信信号に特性変化がある場合、特性変化に対する補正の様子を説明する図である。
【図４】本実施形態のレーダ装置における受信信号の特性変化の判断処理に係る手順を説明するフローチャートである。
【図５】本実施形態のレーダ装置において、受信信号の特性変化の判断処理を行う場合における電波送信と反射波受信との他のタイミング例を説明する図である。
【図６】図５に示された他のタイミング例における２チャンネルの受信信号の波形を説明する図である。
【図７】本実施形態のレーダ装置において、受信信号の特性変化の判断処理を間欠的に行う場合のタイミングを説明する図である。
【図８】図７に示されたタイミングで処理を行う場合の手順を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の他の実施形態によるレーダ装置のシステム構成を説明する図である。
【図１０】従来技術によるレーダ装置のシステム構成を説明する図である。
【符号の説明】
【０１００】
１ アレイアンテナ
２、４ 増幅器
３ 電圧制御発振器
５ ＲＦミキサ
６ バンドパスフィルタ
７ 信号処理手段
８ 受信信号特性判断手段
９ センサ
Ａ１〜Ａ３ アンテナ
ＳＷ 切替えスイッチ
Ｔ ターゲット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置に関し、特に、送受信が切替えられる複数のアンテナを備えている場合に、通常動作時の的確且つ迅速にアンテナの異常を判断し、各アンテナの受信特性変化を簡単に調整でき、さらに、環境温度による変動を随時補正することができるレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ターゲットの方位、距離、速度を検出するために各種のレーダ装置が利用されている。最近では、例えば、レーダ装置が車両に搭載され、衝突警報、衝突防止、オートクルーズコントロール、自動運転、等で使用されている。道路における先行車両との相対方位、相対距離、相対速度の検出が行われている。
【０００３】
方位を検出するレーダ装置の一つとして、位相モノパルス・レーダ装置がある。また、距離及び速度を検出することができるレーダ装置の一つとして、周波数変調・連続波方式（ＦＭ−ＣＷ）のレーダ装置がある。
【０００４】
ここで、位相モノパルス・レーダ装置は、送信アンテナから電波を放射することで得られるターゲットからの反射波を複数の受信アンテナで受信する。複数の受信アンテナは、空間的に位置が異なるので、同一のターゲットからの反射波の位相が受信アンテナ間で異なる。この位相ずれを検出することで、ターゲットの方位を検出することができる。このレーダ装置は、基本的に送信アンテナ及び受信アンテナを機械的に動かす必要がないというメリットがある。
【０００５】
レーダ装置からターゲットまでの距離をＲ０、二つの受信アンテナの間隔をＬ、ターゲットの方位角度をθとする。受信アンテナと他の受信アンテナとからターゲットまでの夫々の距離Ｒ１とＲ２は、
Ｒ１＝Ｒ０＋（Ｌ／２）・ｓｉｎθ
Ｒ２＝Ｒ０−（Ｌ／２）・ｓｉｎθ
である。各受信アンテナによる受信信号の位相差Δφは、その波長をλとしたとき、
Δφ＝（Ｌ／λ）・ｓｉｎθ
であり、従って、ターゲットの方位角度θは、
θ＝ｓｉｎ-1｛（λ／Ｌ）・Δφ｝
である。この様にして、受信信号の位相差からターゲットの方位が求められる。
【０００６】
一方、ＦＭ−ＣＷレーダ装置は、連続波を用いてターゲットの距離および速度を検出するものである。ＦＭ−ＣＷレーダ装置と位相モノパルス・レーダ装置を組み合わせれば、ターゲットの距離、速度及び方位を求めることができる。
【０００７】
ＦＭ−ＣＷレーダ装置は、連続波の送信信号にＦＭ変調を施している。例えば、送信波を三角波で周波数変調する。これによって、送信波の波形は、増加と減少とを順次、周期的に繰り返す形状となる。この送信波が送信アンテナから放射され、停止したターゲットで反射して受信アンテナで受信される場合には、送信波と受信波とは、送信から受信までに時間が掛かるため、送信波の三角波と受信波の三角波とは時間的にずれている。ただし、ターゲットとの相対速度が０の場合であるので、振幅に変化はない。ここで、参照波（送信波）で受信波を検波することにより、送信周波数と受信周波数の差の周波数成分を持つビート信号が得られる。
【０００８】
伝搬遅延時間τは、送信波が受信されるまでの時間であり、上述の時間的ずれである。ターゲットまでの相対距離をＲ、光速をｃとすると、伝播遅延時間τは、τ＝２Ｒ／ｃとなる。さらに、ＦＭの繰り返し周波数、即ち、三角波の周波数をｆｍ、ＦＭの周波数偏移幅（参照波の周波数の変化幅）をΔｆとすると、ビート周波数ｆｒは、
ｆｒ＝４Ｒ・ｆｍ・Δｆ／ｃ
で表される。従って、生成されたビート信号からビート周波数ｆｒを求めることにより、ターゲットとの相対距離Ｒを検出することができる。
【０００９】
そこで、ターゲットとの相対距離、相対速度及び方位を検出することができるＦＭ−ＣＷレーダ装置のシステム構成を、図１０に示した。図１０は、従来技術による送受信別アンテナの使用によるＦＭ−ＣＷレーダ装置の概略構成の一例を示したものである。
【００１０】
図１０に示されたレーダ装置は、複数のアンテナＡ１〜Ａ３を含むアレイアンテナ１、増幅器２及び４、電圧制御発振器（ＶＣＯ）３、ＲＦミキサ５、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６、そして、信号処理手段７を備えている。図１０の場合には、複数のアンテナＡ１〜Ａ３のうち、アンテナＡ１は、送信専用に、そして、アンテナＡ２、Ａ３は、受信専用になっており、２受信チャンネルが構成された例が示されている。
【００１１】
電圧制御発振器３が発生するミリ波信号は、信号処理手段７に含まれている変調信号生成部からの変調信号によって、ＦＭ変調される。変調信号として、一般的には、三角波信号が用いられることが多く、三角波ＦＭ変調された送信波Ｗ１１は、送信アンテナＡ１から前方のターゲットＴに向けて発射される。前方のターゲットＴからの反射波Ｗ１２が、受信アンテナＡ２で受信される。次いで、切替えスイッチＳＷによって、受信アンテナＡ３のチャンネルにスイッチされ、送信アンテナＡ１から送信波Ｗ１１が発射される。ターゲットＴからの反射波Ｗ１３が、受信アンテナＡ３で受信される。
【００１２】
ＲＦミキサ５は、相次いで受信された各受信信号と送信信号の一部とをミキシングして、各ビート信号を出力する。これらのビート信号は、ベースバンドパス・フィルタ６を介して信号処理手段７に送られる。信号処理手段７には、ＡＤ変換処理機能とＦＦＴ処理機能とが備えられ、それらの機能を用いて、そのビート信号が有する周波数情報を抽出することにより、前方のターゲットＴとの相対距離及び相対速度を演算する。また、図１０のレーダ装置は、ターゲットＴとの相対距離及び相対速度を演算する場合を中心にして構成されているが、信号処理手段７は、送信信号と受信信号に基づいて反射波の方位角の検出を実行することもできる。
【００１３】
ＦＭ−ＣＷレーダ装置における周波数変調には、一般に三角波周波数変調が用いられている。三角波周波数変調は、周波数が直線的に増加する区間と直線的に減少する区間が交互に繰り返される周波数変調であり、変調周波数増加区間（アップ区間）のビート周波数と変調周波数減少区間（ダウン区間）のビート周波数とから、ターゲットの距離及び相対速度が算出される。そこで、ターゲットＴの方向については、所望の幅に絞られたアンテナビームを走査することにより得ることができる。
【００１４】
その走査方式は、一般に、機械走査方式と電子走査方式に大きく分けることができ、電子走査方式の一つとして、ディジタル・ビーム・フォーミング（ＤＢＦ ）走査方式が挙げられる。ＤＢＦ走査方式は、受信アンテナとして、複数のアンテナを有するアレーアンテナを用い、アンテナ毎に得られたビート信号に対してデジタル信号処理による位相を施して合成することにより、所望の方位にアンテナビームを形成できるＤＢＦ合成技術を利用して、アンテナビームの走査を行っている。
【００１５】
このＤＢＦ走査方式によれば、機械走査方式のようにアンテナを回転させる必要がないため、アンテナを回転させるための駆動機構が不要となり、振動に強く、しかも小型・軽量化を図ることができるという利点を備えている。このような利点を生かして、車載用のレーダ装置として開発が進められている。
【００１６】
また、送信専用のアンテナと複数の受信アンテナとの組み合わせによるアレイアンテナ構成ではなく、送受信兼用の複数のアンテナでアレイアンテナが構成されたＤＢＦ走査方式のレーダ装置も提案されている。このレーダ装置では、選択したアンテナから送信波を放射し、他のアンテナで反射波を受信するようにしており、送信波の送信を順次切替えたアンテナから放射して、アンテナ数以上の多チャンネル化が実現される。これによって、ＤＢＦ走査方式における走査ビームの指向性を向上している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、受信アンテナに複数のアンテナを備え、位相情報を利用して方位検出を行うＤＢＦ走査方式レーダ装置などの場合では、複数のアンテナ個々の性能差に起因する、アンテナ毎のアンテナゲイン変化と位相ずれが発生する。この対策としては、レーダ装置の製造時に、特性の揃ったアンテナを選択してアレイアンテナを構成し、性能バラツキを無くすことも行われている。しかし、この対策は、製品の品質を向上する上で、コストが嵩むものとなる。
【００１８】
そこで、複数のアンテナ個々に性能差があっても、工場出荷時に個々のアンテナチャネルのアンテナゲイン変化と位相ずれを調整して補正することも行われている。アンテナチャネル毎の位相ずれを補正するには、例えば、リファレンス信号発生器を用意し、そこから発生した信号を調整用アンテナから送信し、それを各素子アンテナで受信し、その結果を用いて、位相補正を行うようにしている。
【００１９】
また、複数のアンテナを利用するレーダ装置では、アンテナチャネル毎に経年変化による素子アンテナの劣化や環境温度変化等に起因する位相ずれが生じる。この位相ずれを放置したまま方位検出処理を行うと、その合成結果の走査方向プロファイルが崩れ、或いは、サイドローブレベルが上昇するなどの悪影響が生じ、レーダ装置としての性能劣化を引き起こす。そこで、位相による方位検出を行うレーダ装置では、位相ずれの補正を行う必要がある。
【００２０】
しかし、上述した補正手段による場合には、リファレンス信号発生器や調整用アンテナをレーダ装置本体とは別に用意する必要があり、これらをレーダ装置に予め組み込んでおくことは、装置サイズを大きくするばかりでなく、コストを上昇させることになる。
【００２１】
また、これらを備えていない場合にあっては、この補正手段は、調整用アンテナから送信されたリファレンス信号を受信アンテナで直接受信し、得られた受信信号を利用して位相ずれを検出する原理を利用しているので、例えば、点検整備などの機会にしか位相補正をすることができない。そのため、レーダ装置の通常使用時に位相補正を行うことができないという問題がある。
【００２２】
そこで、本発明では、特別に補正のための装置を用意する必要をなくし、通常動作時においても、的確に且つ迅速に、各アンテナの特性変化があること、或いは、発生したことが判断され、その結果により補正処理を実行できるようにし、工場出荷時の初期調整も簡単に実現し、また、動作中の環境変化による温度変動に対しても随時補正でき、常に精度向上を図れる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】
【００２３】
以上の課題を解決し、上記の目的を達成するため、本発明では、送受信が切替えられる複数のアンテナと、送信した電波による対象物体からの反射波を受信し、該受信信号を処理することにより、前記反射波の方位検出、前記対象物体との距離測定又は速度測定に係る認識処理を実行する信号処理手段とを備えたレーダ装置において、前記信号処理手段が、選択したアンテナから送信した電波による反射波を他に選択したアンテナで受信したとき、該受信信号に基づいた第１処理信号を生成し、前記他選択アンテナから送信した電波による反射波を前記選択アンテナで受信したとき、該受信信号に基づいた第２処理信号を生成し、前記第１処理信号と前記第２処理信号の夫々に含まれるアンテナゲイン及び／又は位相を比較することにより前記受信信号の特性変化に係る判断を行うこととした。
【００２４】
前記信号処理手段は、前記複数のアンテナのうち、２アンテナずつを選択し、該２アンテナ毎について、前記第１処理信号及び前記第２処理信号を夫々生成し、前記受信信号の特性変化を判断することとし、前記受信信号に特性変化が有ると判断したとき、該変化に応じて演算した補正値に基づいて、前記第１又は第２処理信号を補正することとした。
【００２５】
前記信号処理手段は、動作環境の温度が変化したとき、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行い、或いは、前記方位検出、前記距離測定又は速度測定に係る認識処理中において、間欠的に、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行うようにした。
【００２６】
前記信号処理手段は、前記電波に係る一ＦＭ区間中において、選択したアンテナから送信した電波による反射波を他に選択したアンテナで受信し、該受信信号に基づいた第１処理信号を生成し、他のＦＭ区間中において、前記他選択アンテナから送信した電波による反射波を前記選択アンテナで受信し、該受信信号に基づいた第２処理信号を生成し、前記第１処理信号と前記第２処理信号との比較により、前記受信信号の特性変化を判断することとした。
【００２７】
前記信号処理手段は、前記電波に係る一ＦＭ区間を複数の領域に時分割し、該領域毎において、選択したアンテナから送信した電波による反射波を他に選択されたアンテナで受信し、該受信信号に基づいた第１処理信号を生成し、前記他選択アンテナから送信した電波による反射波を前記選択アンテナで受信し、該受信信号に基づいた第２処理信号を生成し、前記第１処理信号と前記第２処理信号との比較により、前記受信信号の特性変化を判断することとした。
【００２８】
前記信号処理手段は、前記対象物体との相対的な前記距離が変化しないとき、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行い、当該装置が搭載された車両が走行停止中であることを検出したとき、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行い、或いは、前記受信信号のレベルが所定値以上又は所定範囲内にあるとき、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行うようにした。
【００２９】
前記信号処理手段は、演算した前記補正値を当該アンテナに関連付けて記憶し、該補正値により補正された該アンテナによる受信信号に従って前記認識処理を実行することとした。
【００３０】
前記信号処理手段は、前記対象物体を複数検出したとき、最も近い位置にある対象物体からの前記反射波に係る前記第１及び第２処理信号に基づいて、前記受信信号の特性変化を判断することとした。
【００３１】
前記信号処理手段は、外部指示に従って、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行うこととし、更には、当該装置の初期調整として、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行い、該特性変化がある場合に、演算した前記補正値を当該アンテナに関連付けて記憶するようにした。
【００３２】
前記信号処理手段は、前記受信信号に特性変化があると判断したとき、外部に報知することとし、更に、前記受信信号に特性変化があると判断したとき、該特性変化が所定範囲内にない場合に、ダイアグ情報を外部に出力することとした。
【発明の効果】
【００３３】
以上のように、本発明のレーダ装置によれば、特別に補正のための装置を用意する必要がなく、通常動作時においても、的確に且つ迅速に、アレイアンテナの各アンテナに特性変化があること、或いは、発生したことが判断され、その結果により、受信信号に対して補正処理を実行できるので、工場出荷時の初期調整において、簡単に、アンテナの受信性能の差による受信信号の特性のバラツキを補正でき、また、動作中の環境変化による温度変動に対しても、随時補正でき、常に精度向上を図ることができる。
【００３４】
また、本発明のレーダ装置によれば、アレイアンテナの各アンテナに、元々、性能差があっても、或いは、アンテナ自体の経年変化による特性劣化、レーダ装置動作中のアンテナ異常が生じても、そのアンテナの特性変化などに対応して補正処理を行うことができるので、常にレーダ装置の認識処理の精度向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
次に、本発明によるレーダ装置の実施形態について、図１乃至図９を参照しながら説明する。
【００３６】
図１に、本実施形態のレーダ装置のシステム構成に係る概略が示されている。ここで、図１のレーダ装置は、図１０に示されたＦＭ−ＣＷレーダ装置のシステム構成を基本にしているので、同じ部分には、同じ符号が付されている。
【００３７】
本実施形態のレーダ装置は、複数のアンテナＡ１〜Ａ３を含むアレイアンテナ１、増幅器２及び４、電圧制御発振器（ＶＣＯ）３、ＲＦミキサ５、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６、そして、信号処理手段７を備えている。図１の場合には、複数のアンテナＡ１〜Ａ３のいずれもが、送受信兼用となっている。図１０に示した従来技術のレーダ装置では、アンテナＡ１が送信専用であり、アンテナＡ２、Ａ３が、受信専用であることとことなっている。
【００３８】
そのため、切替えスイッチＳＷの各アンテナへの接続関係が、図１０の切替えスイッチＳＷとは異なっている。アレイアンテナ１に関する送受信の切替えは、切替えスイッチＳＷのスイッチ動作によって行われ、切替えスイッチＳＷは、信号処理手段７からの切替え指令で制御される。図１に示したレーダ装置では、アレイアンテナ１は、３個のアンテナＡ１〜Ａ３で構成された例であるが、この個数に限定されず、多チャンネル化のため、さらに増加させることもできる。
【００３９】
電圧制御発振器３が発生するミリ波信号は、信号処理手段７に含まれている変調信号生成部からの三角波変調信号によって、ＦＭ変調される。先ず、図１に示された例では、切替えスイッチＳＷが制御されて、チャンネルｃｈ１とｃｈ２が選択され、増幅器２の三角波ＦＭ変調送信信号が、アンテナＡ１に供給される。三角波ＦＭ変調送信信号による送信波Ｗ１１は、アンテナＡ１から前方のターゲットＴに向けて発射される。そこで、切替えスイッチＳＷが制御されて、前方のターゲットＴからの反射波Ｗ１２が、アンテナＡ２で受信される。
【００４０】
ＲＦミキサ５は、送信信号の一部とアンテナＡ２で受信された受信信号とをミキシングして、各ビート信号を出力する。このビート信号は、バンドパスフィルタ６を介して信号処理手段７に送られる。信号処理手段７は、そのビート信号が有する周波数情報を用い、前方のターゲットＴとの相対距離及び相対速度を演算する。
【００４１】
また、図１のレーダ装置では、ＤＢＦ走査を実行するため、切替えスイッチＳＷが制御されて、複数のアンテナのうち、次の２アンテナが選択される。例えば、チャンネルｃｈ１とｃｈ３が選択され、アンテナＡ１から送信され、アンテナＡ３で受信するように選択されている。アンテナＡ１から送信波Ｗ１１が発射される。ターゲットＴからの反射波Ｗ１３が、アンテナＡ３で受信される。これらの信号を時間的に同時に取得すれば、ビート処理された後に、信号処理手段７でＤＢＦ合成することができる。
【００４２】
以上に説明した動作は、ＤＢＦ走査方式のレーダ装置として一般的に行われていることである。ところで、このレーダ装置の電波の送受信の中で、レーダ装置の前方にターゲットＴが存在するとき、例えば、アンテナＡ１のチャンネルｃｈ１から送信された送信波Ｗ１１は、その反射波Ｗ１２としてアンテナＡ２のチャンネルｃｈ２で受信され、一方、アンテナＡ２のチャンネルｃｈ２から送信された送信波Ｗ２１は、その反射波Ｗ２２としてアンテナＡ１のチャンネルｃｈ１で受信される。
【００４３】
ここで、送信波Ｗ１１及び反射波Ｗ１２の経路と、送信波Ｗ２１及び反射波Ｗ２２の経路とは、同一の空間系によるものであり、そのため、反射波Ｗ１２の受信信号と、反射波２２の受信信号とは、これらの信号が時間的に同時に取得されれば、同じ周波数特性、位相特性を有するものとなる。
【００４４】
そこで、本実施形態では、送信波と反射波との経路が、同一の空間系を通過する場合には、受信された受信信号のどれもが同一特性を持つことに着目して、アレイアンテナ中の複数のアンテナが有する夫々の特性の差異を検出できるようにし、各アンテナの特性変化を判断し、さらには、受信処理の過程で、特性の差異を補正することとし、信号処理手段７におけるＤＢＦ合成による方位検出、或いは、ターゲットとの相対速度又は相対距離の測定などに係る認識処理の精度向上を図る。
【００４５】
この様な手法によれば、上述したように、リファレンス信号発生器や調整用アンテナからなる補正手段を、特別に用意する必要がなく、アレイアンテナを構成する複数のアンテナの全てを送受信可能として、信号処理手段７に受信信号特性判断手段８を搭載するだけで、従来のレーダ装置のシステム構成を格別に変更しなくても、各アンテナの特性変化を随時判断できる。
【００４６】
図１に示した本実施形態のレーダ装置では、図１０に示した従来のレーダ装置の構成と比較して、切替えスイッチＳＷが、全アンテナに対して送信と受信の両方に切替え可能とし、特性変化の判断処理時には、受信信号特性判断手段８が切替えスイッチＳＷを制御するようになっている。
【００４７】
アレイアンテナの各アンテナに、元々、性能差があっても、その都度補正することができる。そのため、レーダ装置の製品出荷時に初期調整として補正処理することもでき、或いは、アンテナ自体の経年変化による特性劣化、レーダ装置動作中のアンテナ異常、レーダ装置の環境変化の温度変動によるアンテナ特性変化などに対応して補正処理を行うことができる。
【００４８】
図２に、本実施形態において、受信信号の特性変化の判断処理を行う場合における電波送信と反射波受信とのタイミング例を示した。このタイミング例では、図１に示された、アンテナＡ１のチャンネルｃｈ１からの送信波Ｗ１１の送信タイミングと、アンテナＡ２のチャンネルｃｈ２での受信波Ｗ１２の受信タイミングを表している。
【００４９】
このタイミング例の場合には、例えば、工場出荷時の外部指示によって、或いは、レーダ装置動作中における予め設定された定期的な指令によって、受信信号特性判断手段８が、切替えスイッチＳＷを制御し、送信区間ＴだけアンテナＡ１から送信波Ｗ１１が放射される。その区間Ｔの後に、切替えスイッチＳＷが制御されて、ターゲットからの反射波Ｗ１２が受信区間ＲだけアンテナＡ２で受信され、この送信区間Ｔと受信区間Ｒとが所定回数繰り返される。なお、送受信を１回だけ行っただけでは、特性変化を判断できる安定した受信信号が得られない場合があるので、所定回数繰り返して複数の受信信号から特性変化を判断する方が、精度が向上する。
【００５０】
図２には図示されていないが、次いで、受信信号特性判断手段８は、切替えスイッチＳＷを制御して、送信区間Ｔと受信区間Ｒの繰返しタイミングについて、チャンネルｃｈ１とチャンネルｃｈ２の送受信を切替え、送信波Ｗ２１をアンテナＡ２から送信し、アンテナＡ１で反射波Ｗ２２を受信するようにする。この手順に拠れば、送信波Ｗ１１及び受信波Ｗ１２の経路と、送信波Ｗ２１及び受信波Ｗ２２の経路とが、レーダ装置とターゲットとの間における同一の空間系を有することになる。
【００５１】
この同一の空間系を持たせるためには、例えば、三角波ＦＭ変調方式によるＦＭ−ＣＷレーダ装置の場合であれば、チャンネルｃｈ１とｃｈ２とで送信波Ｗ１１及び反射波Ｗ１２の送受信の繰返しを、ＦＭ変調信号の連続する三角波のうちの一つにおけるアップ区間で行い、送信波Ｗ２１及び反射波Ｗ２２の送受信の繰返しを、同じアップ区間で行うことが望ましい。送信波Ｗ１１及び受信波Ｗ１２の経路形成と、送信波Ｗ２１及び受信波Ｗ２２の経路形成とが時間的に離れない方が、上述の同一空間系を利用する上では好ましい。なお、上述のアップ区間の代りに、ＦＭ変調信号の連続する三角波のうちの一つにおけるダウン区間で行ってもよい。
【００５２】
次に、受信信号特性判断手段８におけるアンテナの特性変化の判断について、図３に示した受信信号の波形に基づいて、概念的に説明する。図３では、チャネルｃｈ１が送信であり、チャンネルｃｈ２で受信する場合の受信信号の波形が、図３（ａ）及び（ｂ）に示され、チャネルｃｈ２が送信であり、チャンネルｃｈ１で受信する場合の受信信号の波形が、図３（ｃ）及び（ｄ）に示されている。
【００５３】
図３（ａ）と（ｃ）は、受信したままの受信信号の波形を模式的に表し、図３（ｃ）と（ｄ）は、補正処理後の波形を模式的に示している。図３（ａ）と（ｃ）とに示された波形は、バンドパスフィルタ６で処理された後の波形であり、受信信号特性判断手段８に供給される受信信号の波形である。そして、単一のターゲットが存在する場合を例にしている。
【００５４】
受信信号特性判断手段８では、図３（ａ）に「ｃｈ２」で示されるように、アンテナＡ２で反射波Ｗ１２を受信した受信信号が入力されると、図３（ｂ）に「ｃｈ２」で示されるように、受信信号に係るリファレンス信号とする。次いで、切替えスイッチＳＷが制御されて、チャンネルｃｈ１とチャンネルｃｈ２の送受信が切替えられると、受信信号特性判断手段８には、図３（ｃ）に「ｃｈ１」で示されるように、アンテナＡ１で受信された反射波Ｗ２２に係る受信信号が入力される。
【００５５】
ここで、アンテナＡ１とアンテナＡ２との間で、受信性能に差がある場合には、図３（ｃ）に太線で示されるように、受信信号「ｃｈ１」の波形が、細線で示された受信信号「ｃｈ２」の波形とずれたものとなる。受信信号「ｃｈ２」と受信信号「ｃｈ１」とは、時間的に同時に入力されないが、図３（ｃ）では、比較が容易なように、時間をずらして、両受信信号の波形を重ね合わせて示している。受信信号「ｃｈ１」は、受信信号「ｃｈ２」に対して、振幅が減少し、位相がずれていることが分かる。
【００５６】
このことは、アンテナの受信特性に関して、元々、アンテナ間においてバラツキが存在していたか、或いは、アンテナの経年劣化によって受信性能が低下したか、さらには、環境温度の変動に対する温度特性に影響を受けて受信性能が変化したか、又は、アンテナ個々に故障などの異変が発生したかに起因している。
【００５７】
受信信号特性判断手段８は、信号処理手段７において、通常の認識処理で使用している位相検出手段で、この位相ずれを検出することができるので、受信信号「ｃｈ１」と受信信号「ｃｈ２」とを比較することにより、受信信号に特性変化があると判断する。そして、アンテナＡ１に関して、アンテナゲインと位相ずれを補正する演算を実行し、アンテナＡ１に関する補正値として、記憶する。この様な補正処理が、他のアンテナとの組み合わせに対して順次実行される。
【００５８】
図３（ｄ）に示されるように、受信信号「ｃｈ１」が、この補正値に従って補正されることにより、受信信号「ｃｈ１」と「ｃｈ２」とが同じ波形となる。図３（ｄ）でも、図３（ｃ）の場合と同様に、受信信号「ｃｈ２」と受信信号「ｃｈ１」とは、時間的に同時に入力されないので、比較が容易なように、時間をずらして、両受信信号の波形を重ね合わせて示している。そのため、受信信号「ｃｈ１」が補正されることによって、受信信号「ｃｈ１」の波形が、受信信号「ｃｈ２」の波形と一致した波形で表される。
【００５９】
受信信号「ｃｈ１」が補正値によって補正されたとき、実際の受信信号「ｃｈ２」と受信信号「ｃｈ１」との関係が、図３（ｅ）に示される。図３（ｄ）の場合には、アンテナゲインが補正された様子は、分かるが、位相に関する補正の状況は、分かり難い。図３（ｅ）では、破線で示されるタイミングで、送受信が切替えられたとすると、受信信号「ｃｈ２」と受信信号「ｃｈ１」とは、時間的に同時に入力されないため、受信信号「ｃｈ２」と補正された受信信号「ｃｈ１」とが、同じ波形で、しかも、切替えタイミングで連続したものとなり、位相補正により、切替えタイミングにおける乱れが発生しない。
【００６０】
以上のことは、アンテナ間において、性能差が元々存在していても、或いは、動作中に性能差が発生していても、以後の処理にあたっては、この記憶された補正値に従って、アンテナＡ１で受信された受信信号が補正されることになるので、認識処理上では、アンテナ間の性能差が解消されている。他のアンテナに関しても、同様に補正され、性能差がなくなり、揃った特性が得られる。
【００６１】
次に、これまでに説明してきたように、アンテナ間における受信信号に係る特性変化を判断することにより、アンテナの性能差を解消する仕方に従い、信号処理手段７に含まれている受信信号特性判断手段８における実際の補正処理の手順について、図４に示されたフローチャートを参照して説明する。
【００６２】
図４に示された補正処理の手順は、図３に示された２アンテナによる送受信の場合を例にしている。先ず、最初に、図３（ａ）に示された受信信号「ｃｈ２」が、バンドパスフィルタ６から信号処理手段７に入力されたとき、受信信号特性判断手段８は、受信信号「ｃｈ２」に対して、ＡＤ変換処理を行わせ（ステップＳ１）、次いで、ＦＦＴ処理を行わせる（ステップＳ２）。これらの処理内容は、通常の認識処理において行われていることと同様である。
【００６３】
受信信号特性判断手段８が、切替えスイッチＳＷを制御して、送信がチャンネルｃｈ１からチャンネルｃｈ２に切替えられると、図３（ｃ）に示された受信信号「ｃｈ１」が、バンドパスフィルタ６から信号処理手段７に入力される。このとき、受信信号特性判断手段８は、受信信号「ｃｈ１」に対して、ＡＤ変換処理を行わせ（ステップＳ３）、次いで、ＦＦＴ処理を行わせる（ステップＳ４）。
【００６４】
ステップＳ２において、受信信号「ｃｈ２」に関するターゲット距離に対応する周波数成分が抽出され、ステップＳ４において、受信信号「ｃｈ１」に関するターゲット距離に対応する周波数成分が抽出されたので、受信信号特性判断手段８は、各周波数成分の振幅と位相を比較する（ステップＳ５）。
【００６５】
そこで、ステップＳ５において、受信信号「ｃｈ１」に関する周波数成分と受信信号「ｃｈ２」に関する周波数成分とを比較した結果、振幅及び／又は位相が異なっている場合には、それらのずれ量を演算して求め、このずれ量をチャンネルｃｈ１に対する補正値とする（ステップＳ６）。
【００６６】
次いで、前回の補正処理において求められ、記憶されていた補正値と、今回求められた補正値とが同じであるかどうかが判断される（ステップＳ７）。ここで、前回補正値と今回補正値とが同値である場合には（ステップＳ７のＹ）、製造過程で、元々、アンテナ性能に差があった可能性があり、或いは、それ程、アンテナの性能劣化が進んでいない可能性があることを示すものであり、当該補正値を維持するようにする（ステップＳ８）。
【００６７】
また、前回補正値と今回補正値とが異なる場合には（ステップＳ７のＮ）、今回補正値が、想定した範囲外の大きさであるかどうかが判断される（ステップＳ９）。ここで、今回補正値が、想定した範囲外の大きさでない場合には（ステップＳ９のＮ）、アンテナの性能劣化が進んでいる可能性があり、或いは、動作環境の温度変動の影響でアンテナ性能に変化が発生した可能性があることを示すものであり、今回補正値を前回補正値に置き換えて更新する（ステップＳ１０）。なお、この更新時に、当該アンテナについて、性能変化があったことを外部に報知するようにしてもよい。
【００６８】
一方、今回補正値が、想定した範囲外の大きさであるかどうかが判断されたとき、想定した範囲外の大きさである場合には（ステップＳ９のＹ）、当該アンテナが異常受信状態になっていることを示し、信号処理手段７における認識処理に、重大な影響を与える危険性があることを示すものであり、この場合には、ダイアグ情報を出力し、外部にアンテナ異常を報知する（ステップＳ１１）。
【００６９】
以上のように、受信信号特性判断手段８は、切替えスイッチＳＷを制御して、送信チャンネルｃｈ１及び受信チャンネルｃｈ２と、送信チャンネルｃｈ２及び受信チャンネルｃｈ１とを組み合わせ、受信信号「ｃｈ１」と受信信号「ｃｈ２」とに関する周波数成分に基づいて、アンテナＡ１自体に受信性能の変化が発生していても、通常の認識処理に影響しないように、当該アンテナに対して求めた補正値で補正する。
【００７０】
この様な補正処理の手順を、アレイアンテナ１を構成する複数のアンテナから２チャンネルの組みを順次選択し、夫々の組みに対して上述の補正処理を行うようにすると、全アンテナの性能差を判断でき、各アンテナに対応した補正値を求めることができ、これらの補正値で補正することにより、通常の認識処理における各チャンネルに係る特性の差を無くすことができる。
【００７１】
次に、図５を参照して、受信信号の特性変化の判断処理を行う場合における電波送信と反射波受信との他のタイミング例を説明する。電波送信と反射波受信の繰り返しにおいて同一の空間系を持たせるために、上述したように、図２に示された電波送信と反射波受信とのタイミング例では、三角波ＦＭ変調方式によるＦＭ−ＣＷレーダ装置の場合、例えば、チャンネルｃｈ１とｃｈ２とについて、チャンネルｃｈ１からの送信波Ｗ１１の送信及びチャンネルｃｈ２での反射波Ｗ１２の受信の繰返しが、三角波ＦＭ変調信号における一アップ区間で行われ、チャンネルｃｈ２からの送信波Ｗ２１の送信及びチャンネルｃｈ１での反射波Ｗ２２の受信の繰返しが、同じアップ区間で行われるようにした。
【００７２】
しかしながら、図２に示された電波送信と反射波受信とのタイミング例では、チャンネルｃｈ１とチャンネルｃｈ２との間の送受信の切替えによる送信波Ｗ１１及び受信波Ｗ１２の経路形成のタイミングと、送信波Ｗ２１及び受信波Ｗ２２の経路形成のタイミングとが、時間的にずれたものとなっている。そこで、図５に示されたタイミング例では、夫々の経路形成が時分割的に繰返して行われるようにして、チャンネルｃｈ１とチャンネルｃｈ２との間の送受信の切替えによる送受信波の各経路の形成タイミングをできるだけ近づけ、それらの経路が、夫々同一の空間系を有するようにした。
【００７３】
図５に示されているように、受信信号の特性変化の判断処理を行う場合に、２チャンネル間の電波送信と反射波受信の経路形成は、三角波ＦＭ変調信号における一アップ区間内の全域で行われる。図５では、その経路形成のタイミングを分かり易く説明するために、破線で示される一アップ区間中の一部について拡大されて、チャンネルｃｈ１とチャンネルｃｈ２とに係る送受信の繰り返しの様子が、示されている。
【００７４】
図５に示された受信信号の特性変化の判断処理を行う場合における電波送信と反射波受信とのタイミング例では、図１に示されたアンテナＡ１のチャンネルｃｈ１とアンテナＡ２のチャンネルｃｈ２とに関する送受信タイミングが、代表例として表されている。アンテナＡ１のチャンネルｃｈ２からの送信波Ｗ２１の送信区間がＴ１として、アンテナＡ２のチャンネルｃｈ２での受信波Ｗ２２の受信区間がＲ１として、アンテナＡ１のチャンネルｃｈ１からの送信波Ｗ１１の送信区間がＴ２として、そして、アンテナＡ２のチャンネルｃｈ２での受信波Ｗ１２の受信区間がＲ２として示されている。
【００７５】
先ず、受信信号特性判断手段８は、送信区間Ｔ１において、チャンネルｃｈ２のアンテナＡ２から送信波Ｗ２１を放射させ、続く受信区間Ｒ１において、ターゲットＴからの反射波Ｗ２２をチャンネルｃｈ１のアンテナＡ１で受信し、引き続いて、送信区間Ｔ２において、アンテナＡ１から送信波Ｗ１１を放射させ、さらに、続く受信区間Ｒ２において、アンテナＡ２で反射波Ｗ１２を受信するように、切替えスイッチＳＷを制御する。
【００７６】
この様に、送信区間Ｔ１、受信区間Ｒ１、送信区間Ｔ２及び受信区間Ｒ２によって１サイクルの送受信タイミングが形成され、チャンネルｃｈ１が受信する場合の経路とチャンネルｃｈ２が受信する場合の経路とが、２回の送受信について同一空間系を有したものとなる。このサイクルが、三角波ＦＭ変調信号の一アップ区間における一部区間内で、複数回繰り返される。
【００７７】
図５に示された送受信タイミング方式の例では、送信区間Ｔ１と受信区間Ｒ１に係る送受信と、送信区間Ｔ２と受信区間Ｒ２に係る送受信とが、相次いで短時間に切替えられるので、ターゲットとレーダ装置との間における空間は、殆ど変化することなく、各受信信号が同一空間系の特性を有することになる。そのため、各受信信号の処理の系は同じとなり、各受信信号は、同じ周波数特性、位相特性を持っていることになる。
【００７８】
次に、図６に示された受信信号の波形に基づいて、図５に示された送受信タイミング方式による受信信号の変化について、概念的に説明する。図６（ａ）には、チャネルｃｈ２が送信であり、チャンネルｃｈ１で受信する場合の受信信号の波形が、太線による「ｃｈ１」として示され、そして、チャネルｃｈ１が送信であり、チャンネルｃｈ２で受信する場合の受信信号の波形が、細線による「ｃｈ２」として示されている。これらの波形は、図１に示されたレーダ装置のバンドパスフィルタ６の出力信号を、代表例として示している。
【００７９】
ここで、アンテナＡ１とアンテナＡ２の受信性能が同じであれば、アンテナＡ１による受信信号「ｃｈ１」と、アンテナＡ２による受信信号「ｃｈ２」とは、同一波形になり、図６（ｂ）に示されるように、夫々の波形「ｃｈ１」と「ｃｈ２」は、夫々の包絡線上で重なることになる。しかし、アンテナＡ１とアンテナＡ２との間に受信性能に差があると、図６（ａ）に示されるように、アンテナＡ１による受信信号「ｃｈ１」と、アンテナＡ２による受信信号「ｃｈ２」とは、振幅及び位相がずれた波形になる。
【００８０】
図６（ａ）では、受信信号「ｃｈ１」と「ｃｈ２」の波形を概略的に示したものであるので、その波形の詳細を説明するため、図６（ｃ）に、図６（ａ）に示された受信信号「ｃｈ１」と「ｃｈ２」の波形の一部について、拡大した波形を示した。受信信号「ｃｈ１」と「ｃｈ２」の波形は、図５に示されたように、送受信が、送信区間Ｔ１、受信区間Ｒ１、送信区間Ｔ２及び受信区間Ｒ２を１サイクルとして、繰り返されるので、各受信信号の波形は、送信区間に相当する幅だけ間隔を置いたパルス状の信号列となる。
【００８１】
受信信号「ｃｈ１」と「ｃｈ２」の波形について、時系列的にみると、図６（ｃ）に示されるように、チャンネルｃｈ２から送信区間Ｔ１に電波が送信されると、チャンネルｃｈ１において、受信区間Ｒ１で、受信信号「ｃｈ１」のパルス状波形が現れ、次に、送信区間Ｔ２では、チャンネルｃｈ１から電波が送信されると、続く受信区間Ｒ２において、チャンネルｃｈ２において、受信信号「ｃｈ２」のパルス状波形が現れる。以降においては、受信信号「ｃｈ１」のパルス状波形と受信信号「ｃｈ２」のパルス状波形とが、繰り返し現れる信号列となる。
【００８２】
この様な信号列を有する受信信号「ｃｈ１」と「ｃｈ２」に対して、図４に示されたと同様の補正処理が実行されることにより、アンテナＡ１とアンテナＡ２とに受信性能の差が存在しても、信号処理上においては、受信信号「ｃｈ１」と「ｃｈ２」の振幅及び位相が補正されて、夫々の受信信号が同一特性となる。図６（ｂ）に示されるように、受信信号「ｃｈ１」と「ｃｈ２」とは、同一波形に重なった状態となる。図６（ｄ）では、図６（ｂ）に示された受信信号の波形が、その一部を拡大して示されている。ここで、受信信号のパルス状波形の現れ方は、図６（ｃ）に示した状態と同様である。
【００８３】
この様に、図５に示された送受信タイミングの仕方によると、受信信号の受信間隔は、送信区間の間、空くだけであるので、ターゲットとレーダ装置との間における空間は、殆ど変化することなく、各受信信号が同一空間系の特性を有することになる。そのため、各受信信号の処理の系は同じとなり、各受信信号は、同じ周波数特性、位相特性を持っている。そして、ほぼ同時間における処理結果となるため、位相の同一性に係る信頼性が高くなり、車両の走行中などにおいても、精度良く、補正処理を実行でき、アンテナ特性の異常を的確に判断することができる。
【００８４】
以上では、受信信号特性判断手段８による受信信号の特性変化に係る判断の仕方と、特性変化した場合の補正処理の手順とについて、説明した。次に、この受信信号の特性変化に係る判断処理をどの様なときに実施するかについて説明する。
【００８５】
受信信号の特性変化の判断処理は、レーダ装置の外部から受信信号特性判断手段８に処理指令を送って、任意のときに実施されるようにしてもよい。例えば、工場出荷時の製品検査の段階で、検査係が指令し、出荷される製品の品質を均一化する場合に採用することができる。また、自動車メーカが、点検時に、処理指令を行って、レーダ装置の認識処理の精度を補正し、又は向上することもできる。
【００８６】
一方、図７に示されるように、レーダ装置が車両に搭載されている場合のように、車両の走行中の装置動作中において、レーダ装置における通常の認識処理の間に、間欠的に、且つ自動的に判断処理の指令が送出され、その都度、補正処理が行われるように、設定することもできる。
【００８７】
図７には、通常認識処理の所定回数毎に１回の補正処理が実行される様子が、タイムチャートで示されている。そこで、受信信号特性判断手段８におけるこの補正処理の実行手順が、図８のフローチャートに示されている。
【００８８】
受信信号特性判断手段８には、処理回数を計数するカウンタが備えられている。レーダ装置の動作開始時においては、そのカウンタの初期値は、０（ｎ＝０）になっている（ステップＳ２０）。そして、カウンタは、処理毎に１カウント（ｎ＝ｎ＋１）する（ステップＳ２１）。図８に示した例では、３２回毎に１回の補正処理を実行するように設定されており、処理数が３２を超えるかどうかが判断される（ステップＳ２２）。
【００８９】
ここで、処理数の計数値ｎが、３２に満たない場合には（ステップＳ２２のＹ）、信号処理手段７は、通常の認識処理を続行している（ステップＳ２３）。ところが、処理数の計数値ｎが、３２になった場合には（ステップＳ２２のＮ）、カウンタをリセットし、初期値０に設定する（ステップＳ２４）。
【００９０】
そこで、車両が停止中であるかどうかが判断される（ステップＳ２５）。車両が停止中であることを、車両の速度計などから車速を検出し、車速が０でなく、走行しているときには（ステップＳ２５のＮ）、ステップＳ２３に進み、通常の認識処理を続行する。
【００９１】
しかし、車両が停止中であり、車速が０であるときには（ステップＳ２５のＹ）、図４に示されたフローチャートによる処理手順に従って、補正値を計算し、当該補正値を維持するか、又は、補正値を更新するかの補正処理が実行される（ステップＳ２６）。さらに、計算された補正値が、想定範囲外の場合には、ダイアグ情報を出力する。
【００９２】
図８に示した処理手順では、車両が停止している場合にのみ、補正処理が実行されるが、車両が停止中であると、車両の前方にあるターゲットとの距離が固定化されるため、受信信号の入力が安定し、補正処理の精度向上を期待できる。勿論、車両が停止中のみに補正処理を実行する条件とせずに、単純に、所定回数毎に、定期的に補正処理を実行させることでも、本発明の目的を達成することができる。
【００９３】
また、図８に示した処理手順では、車両が停止中であるとき、つまり、受信信号の入力が安定しているときに、特性変化の判断処理が実行されるようにされているので、車両が停止中である場合に限られず、例えば、走行中であっても、車両の前方にあるターゲットとの相対距離が安定している、もしくは、受信レベルが高い場合にのみ実行してもよい。
【００９４】
この場合には、信号処理手段７において通常の認識処理が行われている中で、計測された相対距離が、一定で、変化していないことを検出し、受信信号の特性変化の判断処理を実行するようにしてもよい。また、車両の前方に複数のターゲットが存在することが認識された場合には、ターゲットとの相対距離が最短のものに係る受信信号を選択して、補正処理を実行すると、補正の精度を向上させることができる。
【００９５】
以上では、受信信号の特性変化の判断処理は、時間的条件に従って実行されるものであったが、図９に示されるように、レーダ装置のアレイアンテナに係る温度の変化時に、受信信号の特性変化の判断処理を実行するようにしてもよい。図９に示されたレーダ装置のシステム構成は、図１のレーダ装置のシステム構成と同様であるので、同じ部分には、同じ符号が付されており、ここでは、そのシステム構成自体及びその動作についての説明を省略する。
【００９６】
図９に示されたレーダ装置が、図１のものと異なる部分は、アレイアンテナ１に直接、又は、近傍に、センサ９が備えられていることである。このセンサ９は、アレイアンテナ１の環境における温度を検出する温度センサである。アレイアンテナ１を構成する複数のアンテナは、温度変化に影響されて、その性能、受信特性も変化し、アンテナ毎に、その変化度合いもばらついている。
【００９７】
そのため、受信信号特性判断手段８は、センサ９からの温度情報に基づいて、例えば、検出された温度が所定範囲を超えている場合に、受信信号の特性変化の判断処理を実行する。この様に、温度情報を検出することにより、レーダ装置の環境変化に追随して、補正処理が正確に行われる。この環境変化に追随した補正処理と、上述した間欠的な補正処理と組み合わせることにより、更に精度のよい補正を行える。
【００９８】
以上の他に、信号処理手段７における通常の認識処理において、受信信号の入力レベルを監視するようにし、例えば、当該認識処理中の流れからは発生し得ないような、アンテナの入力レベルに急激な変動が生じた場合に、受信信号の特性変化の判断処理を実行するようにしてもよい。この場合には、アンテナの一つに、突然に異常が発生したことを自動的に検知することができ、レーダ装置の認識が誤っていることを確実に報知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施形態によるレーダ装置のシステム構成を説明する図である。
【図２】本実施形態のレーダ装置において、受信信号の特性変化の判断処理を行う場合における電波送信と反射波受信とのタイミング例を説明する図である。
【図３】本実施形態において、２チャンネル間で受信信号に特性変化がある場合、特性変化に対する補正の様子を説明する図である。
【図４】本実施形態のレーダ装置における受信信号の特性変化の判断処理に係る手順を説明するフローチャートである。
【図５】本実施形態のレーダ装置において、受信信号の特性変化の判断処理を行う場合における電波送信と反射波受信との他のタイミング例を説明する図である。
【図６】図５に示された他のタイミング例における２チャンネルの受信信号の波形を説明する図である。
【図７】本実施形態のレーダ装置において、受信信号の特性変化の判断処理を間欠的に行う場合のタイミングを説明する図である。
【図８】図７に示されたタイミングで処理を行う場合の手順を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の他の実施形態によるレーダ装置のシステム構成を説明する図である。
【図１０】従来技術によるレーダ装置のシステム構成を説明する図である。
【符号の説明】
【０１００】
１ アレイアンテナ
２、４ 増幅器
３ 電圧制御発振器
５ ＲＦミキサ
６ バンドパスフィルタ
７ 信号処理手段
８ 受信信号特性判断手段
９ センサ
Ａ１〜Ａ３ アンテナ
ＳＷ 切替えスイッチ
Ｔ ターゲット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送受信が切替えられる複数のアンテナと、送信した電波による対象物体からの反射波を受信し、該受信信号を処理することにより、前記反射波の方位検出、前記対象物体との距離測定又は速度測定に係る認識処理を実行する信号処理手段とを備えたレーダ装置において、
前記信号処理手段は、選択したアンテナから送信した電波による反射波を他に選択したアンテナで受信したとき、該受信信号に基づいた第１処理信号を生成し、前記他選択アンテナから送信した電波による反射波を前記選択アンテナで受信したとき、該受信信号に基づいた第２処理信号を生成し、前記第１処理信号と前記第２処理信号の夫々に含まれるアンテナゲイン及び／又は位相を比較することにより前記受信信号の特性変化に係る判断を行うことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記信号処理手段は、前記複数のアンテナのうち、２アンテナずつを選択し、該２アンテナ毎について、前記第１処理信号及び前記第２処理信号を夫々生成し、前記受信信号の特性変化を判断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】
前記信号処理手段は、前記受信信号に特性変化が有ると判断したとき、該変化に応じて演算した補正値に基づいて、前記第１又は第２処理信号を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記信号処理手段は、動作環境の温度が変化したとき、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記信号処理手段は、前記方位検出、前記距離測定又は速度測定に係る認識処理中において、間欠的に、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記信号処理手段は、前記電波に係る一ＦＭ区間中において、選択したアンテナから送信した電波による反射波を他に選択したアンテナで受信し、該受信信号に基づいた第１処理信号を生成し、他のＦＭ区間中において、前記他選択アンテナから送信した電波による反射波を前記選択アンテナで受信し、該受信信号に基づいた第２処理信号を生成し、前記第１処理信号と前記第２処理信号との比較により、前記受信信号の特性変化を判断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記信号処理手段は、前記電波に係る一ＦＭ区間を複数の領域に時分割し、該領域毎において、選択したアンテナから送信した電波による反射波を他に選択されたアンテナで受信し、該受信信号に基づいた第１処理信号を生成し、前記他選択アンテナから送信した電波による反射波を前記選択アンテナで受信し、該受信信号に基づいた第２処理信号を生成し、前記第１処理信号と前記第２処理信号との比較により、前記受信信号の特性変化を判断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項８】
前記信号処理手段は、前記対象物体との相対的な前記距離が変化しないとき、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項９】
前記信号処理手段は、当該装置が搭載された車両が走行停止中であることを検出したとき、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行うことを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１０】
前記信号処理手段は、前記受信信号のレベルが所定値以上又は所定範囲内にあるとき、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行うことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項１１】
前記信号処理手段は、演算した前記補正値を当該アンテナに関連付けて記憶し、該補正値により補正された該アンテナによる受信信号に従って前記認識処理を実行することを特徴とする請求項３乃至１０いずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項１２】
前記信号処理手段は、前記対象物体を複数検出したとき、最も近い位置にある対象物体からの前記反射波に係る前記第１及び第２処理信号に基づいて、前記受信信号の特性変化を判断することを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項１３】
前記信号処理手段は、外部指示に従って、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行うことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項１４】
前記信号処理手段は、当該装置の初期調整として、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行い、該特性変化がある場合に、演算した前記補正値を当該アンテナに関連付けて記憶することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項１５】
前記信号処理手段は、前記受信信号に特性変化があると判断したとき、外部に報知することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項１６】
前記信号処理手段は、前記受信信号に特性変化があると判断したとき、該特性変化が所定範囲内にない場合に、ダイアグ情報を外部に出力することを特徴とする請求項１５に記載のレーダ装置。
【請求項１】
送受信が切替えられる複数のアンテナと、送信した電波による対象物体からの反射波を受信し、該受信信号を処理することにより、前記反射波の方位検出、前記対象物体との距離測定又は速度測定に係る認識処理を実行する信号処理手段とを備えたレーダ装置において、
前記信号処理手段は、選択したアンテナから送信した電波による反射波を他に選択したアンテナで受信したとき、該受信信号に基づいた第１処理信号を生成し、前記他選択アンテナから送信した電波による反射波を前記選択アンテナで受信したとき、該受信信号に基づいた第２処理信号を生成し、前記第１処理信号と前記第２処理信号の夫々に含まれるアンテナゲイン及び／又は位相を比較することにより前記受信信号の特性変化に係る判断を行うことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記信号処理手段は、前記複数のアンテナのうち、２アンテナずつを選択し、該２アンテナ毎について、前記第１処理信号及び前記第２処理信号を夫々生成し、前記受信信号の特性変化を判断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】
前記信号処理手段は、前記受信信号に特性変化が有ると判断したとき、該変化に応じて演算した補正値に基づいて、前記第１又は第２処理信号を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記信号処理手段は、動作環境の温度が変化したとき、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記信号処理手段は、前記方位検出、前記距離測定又は速度測定に係る認識処理中において、間欠的に、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記信号処理手段は、前記電波に係る一ＦＭ区間中において、選択したアンテナから送信した電波による反射波を他に選択したアンテナで受信し、該受信信号に基づいた第１処理信号を生成し、他のＦＭ区間中において、前記他選択アンテナから送信した電波による反射波を前記選択アンテナで受信し、該受信信号に基づいた第２処理信号を生成し、前記第１処理信号と前記第２処理信号との比較により、前記受信信号の特性変化を判断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記信号処理手段は、前記電波に係る一ＦＭ区間を複数の領域に時分割し、該領域毎において、選択したアンテナから送信した電波による反射波を他に選択されたアンテナで受信し、該受信信号に基づいた第１処理信号を生成し、前記他選択アンテナから送信した電波による反射波を前記選択アンテナで受信し、該受信信号に基づいた第２処理信号を生成し、前記第１処理信号と前記第２処理信号との比較により、前記受信信号の特性変化を判断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項８】
前記信号処理手段は、前記対象物体との相対的な前記距離が変化しないとき、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項９】
前記信号処理手段は、当該装置が搭載された車両が走行停止中であることを検出したとき、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行うことを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１０】
前記信号処理手段は、前記受信信号のレベルが所定値以上又は所定範囲内にあるとき、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行うことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項１１】
前記信号処理手段は、演算した前記補正値を当該アンテナに関連付けて記憶し、該補正値により補正された該アンテナによる受信信号に従って前記認識処理を実行することを特徴とする請求項３乃至１０いずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項１２】
前記信号処理手段は、前記対象物体を複数検出したとき、最も近い位置にある対象物体からの前記反射波に係る前記第１及び第２処理信号に基づいて、前記受信信号の特性変化を判断することを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項１３】
前記信号処理手段は、外部指示に従って、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行うことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項１４】
前記信号処理手段は、当該装置の初期調整として、前記受信信号の特性変化に係る判断処理を行い、該特性変化がある場合に、演算した前記補正値を当該アンテナに関連付けて記憶することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項１５】
前記信号処理手段は、前記受信信号に特性変化があると判断したとき、外部に報知することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項１６】
前記信号処理手段は、前記受信信号に特性変化があると判断したとき、該特性変化が所定範囲内にない場合に、ダイアグ情報を外部に出力することを特徴とする請求項１５に記載のレーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−３０９７（Ｐ２００６−３０９７Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１７６７９１（Ｐ２００４−１７６７９１）
【出願日】平成１６年６月１５日（２００４．６．１５）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月１５日（２００４．６．１５）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]