レーダ装置
【課題】受信アンテナの個数を多くすることなく、多くの物体の方位を高精度に検出する。
【解決手段】レーダ装置１の制御部１１は、複数個の送信信号を生成し、各送信信号を、それぞれ、送信部１２を介して互いに相違する領域に向けて送出する送信指示部１１１と、受信部１３を介して、前記複数個の送信信号にそれぞれ対応する受信信号を受信し、受信された受信信号毎に、ＭＵＳＩＣ法等を用いて、物体の存在する方位（＝前記受信信号の到来する方位）を高分解能で検出する受信信号処理部１１４と、を備える。
【解決手段】レーダ装置１の制御部１１は、複数個の送信信号を生成し、各送信信号を、それぞれ、送信部１２を介して互いに相違する領域に向けて送出する送信指示部１１１と、受信部１３を介して、前記複数個の送信信号にそれぞれ対応する受信信号を受信し、受信された受信信号毎に、ＭＵＳＩＣ法等を用いて、物体の存在する方位（＝前記受信信号の到来する方位）を高分解能で検出する受信信号処理部１１４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、送信信号を送出すると共に受信信号を受信し、前記送信信号及び受信信号に基づいて、物体を検出するレーダ装置に関する。より特定的には、例えば、車両に搭載されたレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モノパルス測角を実施しているレーダ装置では、同一ビーム内に複数個の物体が存在する場合には、各物体の方位検出誤差が大きく、検出精度の低下が生じていた。そこで、レーダ装置の方位検出精度を向上するための種々の方法、装置等が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１には、モノパルス測角方式と、ＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法等の高分解能信号処理演算を実施して物体の方位を検出する高分解能測角方式と、を備えるレーダ装置が記載されている。このレーダ装置によれば、物体が複数個だけ存在する場合には、モノパルス測角方式から高分解能測角方式に切り換えることによって、物体の方位検出精度を向上することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のレーダ装置では、ＭＵＳＩＣ法等を用いる高分解能測角方式を実施して物体の方位を検出するが、このような高分解能測角方式では、受信アンテナの個数によって検出可能な物体の方位の個数が制限されている。具体的には、ＭＵＳＩＣ法では、受信アンテナの個数以上の個数の物体が存在する場合には、正しい演算を行うことができない。
【０００６】
そこで、ＭＵＳＩＣ法等を用いる高分解能測角方式を実施して物体の方位を検出する場合に、多くの物体を検出可能とするためには、受信アンテナの個数を多くする必要があると共に、複雑な演算をする必要がある。特に、レーダ装置の検出範囲の広角化に伴い、多くの物体を検出可能とする必要性が増大している。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、受信アンテナの個数を多くすることなく、多くの物体の方位を高精度に検出することの可能なレーダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の特徴を有している。第１の発明は、送信信号を送出すると共に受信信号を受信し、前記送信信号及び受信信号に基づいて、物体を検出するレーダ装置であって、複数個の送信信号を生成し、各送信信号を、それぞれ、互いに相違する領域に向けて送出する送信手段と、前記複数個の送信信号にそれぞれ対応する受信信号を受信し、受信された受信信号毎に物体の存在する方位を検出する受信信号処理手段と、を備える。
【０００９】
第２の発明は、上記第１の発明において、前記複数個の送信信号毎に、対応する受信信号を受信し、前記複数個の送信信号に対応する領域に、それぞれ、物体が存在するか否かを判定する物体判定手段を備え、前記受信信号処理手段が、前記物体判定手段によって物体が存在すると判定された領域に限って、前記物体の存在する方位を検出する。
【００１０】
第３の発明は、上記第２の発明において、該レーダ装置が、車両に搭載され、前記物体判定手段によって物体が存在すると判定された場合に、検出された物体が車両と衝突する可能性があるか否かを判定する衝突判定手段を備え、前記受信信号処理手段が、前記衝突判定手段によって衝突する可能性があると判定された場合に限って、前記物体の存在する方位を検出する。
【００１１】
第４の発明は、上記第１の発明において、前記受信信号処理手段が、高分解能で前記受信信号の到来する方位を検出する高分解能方位検出法を用いて、前記物体の存在する方位を検出する。
【００１２】
第５の発明は、上記第４の発明において、受信アンテナが、２個以上の第１所定個数のアンテナ素子を有し、前記受信信号処理手段が、前記第１所定個数によって検出可能な方位の個数が制限される前記高分解能方位検出法を用いて、前記物体の存在する方位を検出する。
【００１３】
第６の発明は、上記第５の発明において、前記高分解能方位検出法が、最小ノルム法、ＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法、Ｃａｐｏｎ法、又は、Ｐｉｓａｒｅｎｋｏ法である。
【００１４】
第７の発明は、上記第１の発明において、前記受信信号処理手段によって検出された物体の方位に、受信アンテナの指向性のヌル点を向ける指向性変更手段を備える。
【００１５】
第８の発明は、上記第７の発明において、前記受信アンテナが、２個以上の第１所定個数のアンテナ素子を有し、前記第１所定個数のアンテナ素子を介して受信される各受信信号の位相及び振幅の少なくとも一方をそれぞれ調整するウエイト調整手段を備え、前記指向性変更手段が、前記ウエイト調整手段を介して、前記受信信号処理手段によって検出された物体の方位に、前記受信アンテナの指向性のヌル点を向ける。
【００１６】
第９の発明は、上記第１の発明において、送信アンテナが、２個以上の第２所定個数のアンテナ素子を有し、前記送信手段が、互いに電波特性の相違する前記複数個の送信信号を生成する送信信号生成部と、前記送信信号生成部において生成された前記複数個の送信信号の合成波を生成する合成波生成部と、前記第２所定個数のアンテナ素子を介して、前記合成波生成部で生成された合成波の送信信号の電波特性に基づいてビームの指向性を変化させて送信する合成波送信部、とを備える。
【００１７】
第１０の発明は、上記第９の発明において、前記電波特性が、周波数であって、前記送信信号生成部が、周波数の相違する前記複数個の送信信号を生成し、前記合成波生成部が、前記送信信号生成部からの複数個の送信信号を合成して合成波を生成し、前記合成波送信部が、前記合成波の送信信号の周波数に基づいてビームの指向性を変化させて前記第２所定個数のアンテナ素子を介して送信する。
【００１８】
第１１の発明は、上記第１０の発明において、前記第２所定個数のアンテナ素子が、アレーアンテナを形成し、前記合成波送信部が、隣接するアンテナ素子間を通電可能に接続する位相調整線路を備え、前記合成波生成部が、前記合成波を前記第２所定個数のアンテナ素子の内、一方端のアンテナ素子に入力し、他のアンテナ素子へは、前記位相調整線路を介して入力される。
【００１９】
第１２の発明は、上記第１０の発明において、前記第２所定個数のアンテナ素子が、アレーアンテナを形成し、前記合成波送信部が、前記合成波の送信信号の周波数に応じて、隣接するアンテナ素子に供給される送信信号の位相差を変更する可変位相器を備える。
【発明の効果】
【００２０】
上記第１の発明によれば、複数個の送信信号が生成され、各送信信号が、それぞれ、互いに相違する領域に向けて送出される。そして、前記複数個の送信信号にそれぞれ対応する受信信号が受信され、受信された受信信号毎に物体の存在する方位が検出される。従って、受信アンテナの個数を多くすることなく、多くの物体の方位を高精度に検出することが可能となる。
【００２１】
すなわち、受信された受信信号毎に物体の存在する方位が検出されるため、例えば、ＭＵＳＩＣ法を用いる高分解能測角方式を実施して物体の方位を検出する場合には、受信信号毎に（（受信アンテナの個数）−１）個以下に相当する個数の物体の方位を高精度に検出することができる。そこで、複数個の送信信号が送出される領域が重ならない場合には、最大で（（受信アンテナの個数）−１）の（送信信号の個数）倍に相当する個数の物体の方位を高精度に検出することができるのである。
【００２２】
例えば、送信信号の個数が３個で、受信アンテナの個数が３個である場合には、最大で（（受信アンテナの個数）−１＝２）の（送信信号の個数＝３）倍に相当する６個の物体の方位を高精度に検出することができる。
【００２３】
また、受信された受信信号毎に物体の存在する方位が検出されるため、複雑な演算をする必要がない。例えば、送信信号の個数が３個で、受信アンテナの個数が３個である場合には、受信アンテナの個数が３個である場合に行われるＭＵＳＩＣ法を、最大で、送信信号の個数に相当する３回だけ繰り返し実行すれば良いので、複雑な演算をする必要がないのである。
【００２４】
上記第２の発明によれば、前記複数個の送信信号毎に、対応する受信信号が受信され、前記複数個の送信信号に対応する領域に、それぞれ、物体が存在するか否かが判定される。そして、物体が存在すると判定された領域に限って、前記物体の存在する方位が検出される。従って、物体の存在する方位を検出するために実行されるＭＵＳＩＣ法等の演算処理の負荷を軽減することができる。
【００２５】
すなわち、物体が存在すると判定された領域に限って、前記物体の存在する方位が検出されるため、物体が存在しないと判定された領域に対応するＭＵＳＩＣ法等の演算処理が省略されるのである。
【００２６】
上記第３の発明によれば、該レーダ装置が、車両に搭載されており、物体が存在すると判定された場合に、検出された物体が自車両と衝突する可能性があるか否かが判定される。そして、衝突する可能性があると判定された場合に限って、前記物体の存在する方位が検出される。従って、物体の存在する方位を検出するために実行されるＭＵＳＩＣ法等の演算処理の負荷を更に軽減することができる。
【００２７】
すなわち、物体が存在すると判定され、且つ、該物体と衝突する可能性があると判定された場合に限って、前記物体の存在する方位が検出されるため、衝突する可能性がある物体は存在しないと判定された領域に対応するＭＵＳＩＣ法等の演算処理が省略されるのである。つまり、物体が存在しないと判定された領域、及び、物体は存在するが、該物体は自車両と衝突する可能性がないと判定された領域、に対応するＭＵＳＩＣ法等の演算処理が省略されるのである。
【００２８】
上記第４の発明によれば、高分解能で前記受信信号の到来する方位を検出する高分解能方位検出法を用いて、前記物体の存在する方位が検出される。従って、受信アンテナの個数を多くすることなく、多くの物体の方位を高精度に検出することができる。
【００２９】
上記第５の発明によれば、受信アンテナが、２個以上の第１所定個数のアンテナ素子を有し、前記第１所定個数によって検出可能な方位の個数が制限される高分解能方位検出法（例えば、最小ノルム法、ＭＵＳＩＣ法等）を用いて、前記物体の存在する方位が検出される。従って、前記第１所定個数（＝受信アンテナの個数に相当する）によって検出可能な方位の個数が制限される高分解能方位検出法であるＭＵＳＩＣ法等を用いる場合であっても、受信アンテナ（ここでは、アンテナ素子）の個数を多くすることなく、多くの物体の方位を高精度に検出することができる。
【００３０】
すなわち、ＭＵＳＩＣ法等の受信アンテナの個数によって検出可能な方位の個数が制限される高分解能方位検出法を用いる場合には、上述のように、多くの物体を検出可能とするために、受信アンテナの個数を多くする必要がある。しかしながら、受信された受信信号毎に物体の存在する方位が検出されるため、受信アンテナの個数を多くすることなく、多くの物体の方位を高精度に検出することができる。つまり、ＭＵＳＩＣ法等の受信アンテナの個数によって検出可能な方位の個数が制限される高分解能方位検出法を用いる場合には、本発明の効果が更に顕在化するのである。
【００３１】
上記第６の発明によれば、前記高分解能方位検出法が、最小ノルム法、ＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法、Ｃａｐｏｎ法、又は、Ｐｉｓａｒｅｎｋｏ法である。また、最小ノルム法、ＭＵＳＩＣ法、Ｃａｐｏｎ法、及び、Ｐｉｓａｒｅｎｋｏ法は、受信アンテナの個数によって検出可能な方位の個数が制限される高分解能方位検出法である。従って、受信アンテナの個数を多くすることなく、多くの物体の方位を高精度に検出することができるとの本発明の効果が更に顕在化する。
【００３２】
上記第７の発明によれば、検出された物体の方位に、受信アンテナの指向性のヌル点が向けられる。従って、物体の方位を更に高精度に検出することができる。
【００３３】
上記第８の発明によれば、前記受信アンテナが、２個以上の第１所定個数のアンテナ素子を有している。そして、前記第１所定個数のアンテナ素子を介して受信される各受信信号の位相及び振幅の少なくとも一方がそれぞれ調整されて、検出された物体の方位に、前記受信アンテナの指向性のヌル点が向けられる。従って、検出された物体の方位に、前記受信アンテナの指向性のヌル点を正確に向けることができる。
【００３４】
上記第９の発明によれば、送信アンテナが、２個以上の第２所定個数のアンテナ素子を有している。また、互いに電波特性の相違する前記複数個の送信信号が生成される。そして、生成された前記複数個の送信信号の合成波が生成される。更に、生成された合成波の送信信号の電波特性に基づいて、ビームの指向性が変化されて、前記第２所定個数のアンテナ素子を介して送信される。従って、前記複数個の送信信号を、それぞれ、前記送信アンテナを介して互いに相違する領域に向けて送出することができる。
【００３５】
すなわち、互いに電波特性の相違する前記複数個の送信信号が、それぞれ対応する電波特性に基づいてビームの指向性が変化されて送信されるため、前記複数個の送信信号の電波特性を適正な特性に設定することによって、それぞれ、所望する領域に向けて送出することができるのである。
【００３６】
上記第１０の発明によれば、周波数の相違する前記複数個の送信信号が生成される。そして、生成された複数個の送信信号が合成されて合成波が生成される。更に、前記合成波の送信信号の周波数に基づいてビームの指向性が変化されて、前記第２所定個数のアンテナ素子を介して送信される。従って、前記複数個の送信信号を、それぞれ、前記送信アンテナを介して互いに相違する領域に向けて送出することができる。
【００３７】
すなわち、互いに周波数の相違する前記複数個の送信信号が、それぞれ対応する周波数に基づいてビームの指向性が変化されて送信されるため、前記複数個の送信信号の周波数を適正な値に設定することによって、それぞれ、所望する領域に向けて送出することができるのである。
【００３８】
上記第１１の発明によれば、前記第２所定個数のアンテナ素子が、アレーアンテナを形成している。また、位相調整線路によって、隣接するアンテナ素子間が通電可能に接続されている。そして、前記合成波が前記第２所定個数のアンテナ素子の内、一方端のアンテナ素子に入力され、他のアンテナ素子へは、前記位相調整線路を介して入力される。従って、前記位相調整線路の線路長を適正に形成することによって、簡素な構成で、前記複数個の送信信号を、それぞれ所望する領域に向けて送出することができる。
【００３９】
上記第１２の発明によれば、前記第２所定個数のアンテナ素子が、アレーアンテナを形成している。また、可変位相器によって、前記合成波の送信信号の周波数に応じて、隣接するアンテナ素子に供給される送信信号の位相差が変更される。従って、前記可変位相器に設定する位相差を適正に設定することによって、前記複数個の送信信号を、それぞれ所望する領域に向けて送出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るレーダ装置の構成の一例を示すブロック図
【図２】図１に示す送信部の構成の一例を示すブロック図
【図３】送信部（アンテナ素子）から送出される送信信号の一例を示す平面図
【図４】図１に示す受信部の構成の一例を示すブロック図
【図５】ウエイト調整部によって形成された受信部（受信アンテナ）の指向性ＰＡの一例を示す平面図
【図６】制御部の動作の一例を示すフローチャート（前半部）
【図７】制御部の動作の一例を示すフローチャート（後半部）
【図８】図１に示す送信部の構成の、図２とは相違する他の一例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、図面を参照して本発明に係るレーダ装置の実施形態について説明する。本発明に係るレーダ装置は、送信アンテナを介して送信信号を送出すると共に、受信アンテナを介して受信信号を受信し、前記送信信号及び受信信号に基づいて、物体を検出する。本実施形態では、レーダ装置が、車両ＶＣ（図３、図５参照）に搭載され、車両ＶＣの前方の物体を検出する場合について説明する。
【００４２】
図１は、本発明に係るレーダ装置１の構成の一例を示すブロック図である。レーダ装置１は、制御部１１、送信部１２、及び、受信部１３を備えている。制御部１１は、レーダ装置１全体の動作を制御するものであって、機能的に、送信指示部１１１、物体判定部１１２、衝突判定部１１３、受信信号処理部１１４、及び、指向性変更部１１５を備えている。送信部１２（送信アンテナに相当する）は、制御部１１（送信指示部１１１）からの指示に従って、送信信号を送出するものである。受信部１３（受信アンテナに相当する）は、制御部１１（指向性変更部１１５等）からの指示に従って、受信信号を受信するものである。
【００４３】
なお、制御部１１は、制御部１１の適所に配設されたマイクロコンピュータに、制御部１１の適所に配設されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等に予め格納された制御プログラムを実行させることにより、当該マイクロコンピュータを、機能的に、送信指示部１１１、物体判定部１１２、衝突判定部１１３、受信信号処理部１１４、指向性変更部１１５等の機能部として機能させる。
【００４４】
送信指示部１１１（送信手段の一部に相当する）は、送信部１２を介して送信信号を送出する機能部である。具体的には、送信指示部１１１は、送信部１２を介して、複数個（ここでは、３個）の送信信号を生成し、各送信信号を、それぞれ、送信アンテナ（＝送信部１２：図２参照）を介して互いに相違する領域（ここでは、領域ＡＲ１〜ＡＲ３（図３参照））に向けて送出する。また、送信指示部１１１は、物体判定部１１２によって物体（例えば、物体ＴＧ３、ＴＧ４：図５参照）が検出され、且つ、該物体（ここでは、物体ＴＧ３、ＴＧ４：図５参照）が衝突判定部１１３によって、車両ＶＣと衝突する可能性があると判定された場合に、該物体が検出された領域（ここでは、領域ＡＲ３）に限って、送信信号を送出する（図５参照）。
【００４５】
物体判定部１１２（物体判定手段に相当する）は、前記複数個（ここでは、３個）の送信信号毎に、受信部１３を介して対応する受信信号を受信し、前記複数個（ここでは、３個）の送信信号に対応する領域（ここでは、領域ＡＲ１〜ＡＲ３（図３参照））に、それぞれ、物体が存在するか否かを判定する機能部である。具体的には、物体判定部１１２は、例えば、物体からの反射波が受信部１３を介して受信信号として受信されたか否かに応じて、物体が存在するか否かを判定する。また、物体判定部１１２は、送信部１２を介して送出された送信信号、及び、受信部１３を介して受信された受信信号に基づいて、物体の自車両ＶＣに対する相対位置及び相対速度を検出する。
【００４６】
衝突判定部１１３（衝突判定手段に相当する）は、物体判定部１１２によって物体が存在すると判定された場合に、検出された物体が自車両ＶＣと衝突する可能性があるか否かを判定する機能部である。具体的には、衝突判定部１１３は、例えば、物体判定部１１２によって検出された物体の自車両ＶＣに対する相対位置及び相対速度に基づいて、検出された物体が自車両ＶＣと衝突する可能性があるか否かを判定する。
【００４７】
受信信号処理部１１４（受信信号処理手段に相当する）は、受信アンテナ（＝受信部１３：図４参照）を介して、前記複数個（ここでは、３個）の送信信号にそれぞれ対応する受信信号を受信し、受信された受信信号毎に物体の存在する方位を検出する機能部である。ただし、ここでは、受信信号処理部１１４は、物体判定部１１２によって物体が存在すると判定された領域（例えば、領域ＡＲ３：図３参照）であって、且つ、衝突判定部１１３によって該領域（ここでは、領域ＡＲ３：図３参照）に存在する物体（ここでは、物体ＴＧ３、ＴＧ４：図３参照）が自車両ＶＣに衝突する可能性があると判定された場合に限って、物体（ここでは、物体ＴＧ３、ＴＧ４：図３参照）の存在する方位を検出する。
【００４８】
また、受信信号処理部１１４は、高分解能で受信信号の到来する方位を検出するＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法等の高分解能方位検出法を用いて、物体の存在する方位を検出する。ここで、「高分解能方位検出法」とは、フーリエ変換の原理に基づいて、受信信号の到来する方位を高分解能で検出する方法全般を指す概念であって、Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｒ法、最小ノルム法、ＭＵＳＩＣ法、Ｃａｐｏｎ法、Ｐｉｓａｒｅｎｋｏ法、ＥＳＰＲＩＴ（Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ ＳｉｇｎａｌＰａｒａｍｅｔｅｒｓ ｖｉａ Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｖａｒｉａｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）法等を含む。
【００４９】
ただし、ここでは、受信信号処理部１１４は、ＭＵＳＩＣ法等の受信アンテナに含まれるアンテナ素子１３１（図４参照）の個数である第１所定個数Ｎ（ここでは、３個）によって検出可能な方位の個数が制限される高分解能方位検出法を用いて、物体の存在する方位を検出する。具体的には、高分解能方位検出法として、最小ノルム法、ＭＵＳＩＣ法、Ｃａｐｏｎ法、又は、Ｐｉｓａｒｅｎｋｏ法を用いる。ここでは、受信信号処理部１１４が、高分解能方位検出法としてＭＵＳＩＣ法を用いる場合について説明する。
【００５０】
ここで、ＭＵＳＩＣ法において、信号到来方向（＝物体の存在する方位）を検出する原理について簡単に説明する。まず、アレーアンテナを構成するの各アンテナ素子１３１（図４参照）の時系列出力データから相関行列を作成する。そして、作成された相関行列の固有値と固有ベクトルとを算出する。次に、それらの固有値の大小を判別して、信号空間に属する固有ベクトルと雑音空間に属する固有ベクトルとに分類し、それぞれが互いに直交することを利用して到来方向推定を行う。すなわち、雑音空間に属する固有ベクトル行列に信号到来方向ベクトルを乗算する項を分母において、信号到来方向の角度をスキャンすると、その角度が実際の信号信号到来方向に一致した時に、分母の値が零に近づくことから急峻なピークが得られる。ＭＵＳＩＣ法は、この作用を利用して信号の到来方向推定を行うものである。
【００５１】
このようにして、受信信号処理部１１４によって、高分解能で受信信号の到来する方位を検出する高分解能方位検出法（ここでは、ＭＵＳＩＣ法）を用いて、物体の存在する方位が検出されるため、受信アンテナの個数（ここでは、第１所定個数Ｎ）を多くすることなく、多くの物体の方位を高精度に検出することができる。
【００５２】
本実施形態では、受信信号処理部１１４が、高分解能方位検出法としてＭＵＳＩＣ法を用いる場合について説明するが、受信信号処理部１１４が、その他の高分解能方位検出法を用いる形態でも良い。例えば、受信信号処理部１１４が、高分解能方位検出法として、最小ノルム法、Ｃａｐｏｎ法、又は、Ｐｉｓａｒｅｎｋｏ法を用いる形態でも良い。更に、例えば、受信信号処理部１１４が、高分解能方位検出法として、Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｒ法、又は、ＥＳＰＲＩＴ法を用いる形態でも良い。
【００５３】
ここで、受信信号処理部１１４が、高分解能方位検出法として、ＭＵＳＩＣ法等の受信アンテナの個数（ここでは、第１所定個数Ｎ）によって検出可能な方位の個数が制限される方法を用いる場合には、多くの物体を検出可能とするために、受信アンテナの個数（ここでは、第１所定個数Ｎ）を多くする必要がある。しかしながら、受信信号処理部１１４によって、受信された受信信号毎に（ここでは、図３に示す３つの領域ＡＲ１〜ＡＲ３毎に）物体の存在する方位が検出されるため、受信アンテナの個数を多くすることなく、多くの物体の方位を高精度に検出することができる。つまり、ＭＵＳＩＣ法等の受信アンテナの個数によって検出可能な方位の個数が制限される高分解能方位検出法を用いるため、本発明の効果が更に顕在化するのである。
【００５４】
本実施形態では、受信信号処理部１１４が、高分解能方位検出法としてＭＵＳＩＣ法を用いる場合について説明するが、受信信号処理部１１４が、受信アンテナの個数（ここでは、第１所定個数Ｎ）によって検出可能な方位の個数が制限される高分解能方位検出法を用いる形態でも良い。例えば、受信信号処理部１１４が、最小ノルム法、Ｃａｐｏｎ法、又は、Ｐｉｓａｒｅｎｋｏ法を用いる形態でも良い。
【００５５】
また、物体判定部１１２によって物体が存在すると判定され、且つ、衝突判定部１１３によって該物体と衝突する可能性があると判定された場合に限って、前記物体の存在する方位が検出されるため、衝突する可能性がある物体は存在しないと判定された領域（ここでは、領域ＡＲ１、ＡＲ２：図３参照）に対応するＭＵＳＩＣ法等の演算処理が省略されるのである。つまり、物体が存在しないと判定された領域（ここでは、領域ＡＲ２：図３参照）、及び、物体は存在するが、該物体は自車両と衝突する可能性がないと判定された領域（ここでは、領域ＡＲ１：図３参照）、に対応するＭＵＳＩＣ法等の演算処理が省略される。従って、受信信号処理部１１４によって物体の存在する方位を検出するために実行されるＭＵＳＩＣ法等の演算処理の負荷を軽減することができる。
【００５６】
本実施形態では、受信信号処理部１１４が、物体が存在すると判定され、且つ、該物体と衝突する可能性があると判定された領域（ここでは、領域ＡＲ３：図３参照）に限って、前記物体の存在する方位を検出する場合について説明したが、受信信号処理部１１４が、物体が存在すると判定され領域（ここでは、領域ＡＲ１、ＡＲ３：図３参照）に限って、前記物体の存在する方位を検出する形態でも良い。この場合には、衝突判定部１１３による処理（＝衝突の可能性があるか否かの判定処理）を省略することができる。
【００５７】
指向性変更部１１５（指向性変更手段に相当する）は、受信信号処理部１１４によって検出された物体の方位に、受信部１３を介して、受信アンテナ（ここでは、３個のアンテナ素子１３１を含むアレーアンテナ：図４参照）の指向性のヌル点ＮＰ（図５参照）を向ける機能部である。具体的に、受信アンテナの指向性を変更する方法については、図４を用いて後述する。
【００５８】
このようにして、指向性変更部１１５によって、受信信号処理部１１４により検出された物体の方位に、受信アンテナ（ここでは、３個のアンテナ素子１３１を含むアレーアンテナ：図４参照）の指向性のヌル点ＮＰ（図５参照）が向けられるため、物体の方位を更に高精度に検出することができる。
【００５９】
本実施形態では、指向性変更部１１５が、受信信号処理部１１４により検出された物体の方位に受信アンテナの指向性のヌル点を向ける場合について説明するが、指向性変更部１１５が、受信信号処理部１１４により検出された物体の方位に受信アンテナの指向性の良好な点を向ける形態でも良い。
【００６０】
図２は、図１に示す送信部１２の構成の一例を示すブロック図である。図に示すように、送信部１２は、送信指示部１１１からの指示に従って送信信号を送出するものであって、送信信号生成部１２１、合成波生成部１２２、位相調整線路１２３、及び、アンテナ素子１２４を備えている。
【００６１】
送信信号生成部１２１は、送信指示部１１１からの指示に従って、互いに電波特性の相違する複数個（ここでは、３個）の送信信号を生成するものであって、送信信号生成部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃを備えている。また、送信信号生成部１２１は、生成した送信信号を合成波生成部１２２へ出力する。ここでは、前記電波特性は、周波数であって、送信信号生成部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃは、それぞれ、互いに周波数ｆの相違する複数個（ここでは、３個）の送信信号を生成する。例えば、送信信号生成部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃは、周波数ｆが、それぞれ、ｆ１＝７５．５ＧＨｚ、ｆ２＝７６．０ＧＨｚ、ｆ３＝７６．５ＧＨｚの送信信号を生成する。
【００６２】
ただし、送信指示部１１１から、車両ＶＣと衝突する可能性があると判定された物体が検出された領域（ここでは、領域ＡＲ３）に限って、送信信号を送出する旨の指示を受け付けた場合には、送信信号生成部１２１は、該領域に対応する周波数の送信信号だけを生成する。
【００６３】
合成波生成部１２２は、送信信号生成部１２１によって生成された周波数ｆの相違する複数個（ここでは、３個）の送信信号を合成して、合成波を生成するものである。また、合成波生成部１２２は、生成された合成波を、位相調整線路１２３の一方端に形成された端子１２３ａへ出力する。
【００６４】
位相調整線路１２３（合成波送信部に相当する）は、合成波生成部１２２によって生成された合成波の送信信号の周波数に基づいてビームＥＢの指向性を変化させて第２所定個数Ｍ（ここでは、５個）のアンテナ素子１２４を介して送信するものである。また、位相調整線路１２３は、隣接するアンテナ素子１２４間を通電可能に接続する線路である。図に示すように、位相調整線路１２３の一方端に形成された端子１２３ａへ合成波生成部１２２から合成波が入力される。
【００６５】
また、端子１２３ａへ入力された合成波は、端子１２３ａを介して一方端（図では右端）のアンテナ素子１２４に入力され、他のアンテナ素子１２４へは、位相調整線路１２３を介して入力される。位相調整線路１２３は、その線路長Ｌ及び周波数ｆ（波長λ）に応じて、合成波を遅延させ、ビームＥＢの投射方向を規定する角度θを設定する。角度θは、アンテナ素子１２４の配列された面を基準とする角度である。ここで、位相調整線路１２３は、誘電体（図示省略）内に配線されている。角度θは、次の（１）式で求められる。
ｓｉｎθ＝−（λ×Ｌ）／（λｇ×ｄ）±（ｎ×λ）／ｄ （１）
ただし、λｇ：誘電体内の波長、ｄ：アンテナ間隔、ｎ：任意の自然数、である。
【００６６】
（１）式に示すように、周波数ｆ（波長λ）に応じて、角度θが設定されるため、端子１２３ａへ入力された合成波は、その周波数に応じて、（１）式で決定される向きに放射される。ここでは、合成波は、複数個（ここでは、３個）の周波数ｆ（例えば、ｆ１＝７５．５ＧＨｚ、ｆ２＝７６．０ＧＨｚ、ｆ３＝７６．５ＧＨｚ）の送信信号を含んでいるため、各周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３に対応する方向（ここでは、３つの方向θ１、θ２、θ３：図３参照）に送信信号が送出される。
【００６７】
アンテナ素子１２４は、アレーアンテナを形成するものであって、端子１２３ａを介して入力された送信信号を送出するものである。
【００６８】
このようにして、送信部１２によって、互いに周波数ｆの相違する複数個（ここでは、３個）の送信信号が、それぞれ対応する周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３に基づいてビームＥＢの指向性が変化されて送信されるため、複数個（ここでは、３個）の送信信号の周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、及び線路長Ｌを適正な値に設定することによって、それぞれ、所望する領域に向けて送出することができる。
【００６９】
本実施形態では、送信信号生成部１２１が、互いに周波数ｆの相違する複数個の送信信号を生成する場合について説明するが、送信信号生成部１２１が、互いに電波特性の相違する複数個の送信信号を生成する形態であれば良い。例えば、送信信号生成部１２１が、互いに拡散符号の相違する複数個の送信信号を生成する形態でも良い。ただし、この場合には、位相調整線路１２３に換えて、送信信号の拡散符号に応じてビームＥＢの指向性を変化する回路等を配設する必要がある。
【００７０】
また、位相調整線路１２３の線路長Ｌを適正に形成することによって、簡素な構成で、前記複数個（ここでは、３個）の送信信号を、それぞれ所望する領域に向けて送出することができる。なお、図８を用いて後述するように、送信部１２が、位相調整線路１２３に換えて、送信信号の周波数ｆに応じて、隣接するアンテナ素子１２４に供給される送信信号の位相差を変更する可変位相器１２６を備える形態でも良い。
【００７１】
図３は、送信部１２（アンテナ素子１２４）から送出される送信信号の一例を示す平面図である。図に示すように、本発明に係るレーダ装置１は、車両ＶＣの前部の幅方向中央位置に、前方（図の上側）を向けて配設されている。そして、上記（１）式によって決定される角度θ１、θ２、θ３の向きに、合成波に含まれる各周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３に対応する送信信号が送出される。そして、各周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３にそれぞれ対応する領域ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３内の物体が検出される。
【００７２】
ここでは、領域ＡＲ１及び領域ＡＲ３内に、それぞれ２個の物体ＴＧ１、ＴＧ２及び物体ＴＧ３、ＴＧ４が存在する場合について説明する。図４を用いて後述するように、受信アンテナを構成するアンテナ素子１３１の個数（第１所定個数Ｎに相当する）は、ここでは、３個であるため、図３に示すように、レーダ装置の検出領域ＡＲ１〜ＡＲ３に４個の物体ＴＧ１〜ＴＧ４が存在する場合には、従来は、ＭＵＳＩＣ法等によって信号到来方向（＝物体の存在する方位）を検出することはできなかった。
【００７３】
しかしながら、上述のように、本発明に係るレーダ装置１では、送信部１２から図３に示すように、領域ＡＲ１〜ＡＲ３にそれぞれ周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３の送信信号が送出され、受信信号処理部１１４によって、複数個（ここでは、３個）の送信信号にそれぞれ対応する受信信号毎に（＝領域ＡＲ１〜ＡＲ３毎に）物体の存在する方位が検出されるため、４個の物体ＴＧ１〜ＴＧ４の信号到来方向（＝物体の存在する方位）をＭＵＳＩＣ法等によって検出することができる。
【００７４】
例えば、まず、送信指示部１１１によって、領域ＡＲ１に向けて送信信号が送出され、受信信号処理部１１４によって、領域ＡＲ１に存在する物体ＴＧ１、ＴＧ２の信号到来方向（＝物体の存在する方位）がＭＵＳＩＣ法等によって検出される。次に、送信指示部１１１によって、領域ＡＲ３に向けて送信信号が送出され、受信信号処理部１１４によって、領域ＡＲ３に存在する物体ＴＧ３、ＴＧ４の信号到来方向（＝物体の存在する方位）がＭＵＳＩＣ法等によって検出される。このようにして、４個の物体ＴＧ１〜ＴＧ４の信号到来方向（＝物体の存在する方位）をＭＵＳＩＣ法等によって検出することができるのである。
【００７５】
図４は、図１に示す受信部１３の構成の一例を示すブロック図である。図に示すように、受信部１３は、物体によって反射された反射波を受信信号として受信し、制御部１１（物体判定部１１２、受信信号処理部１１４等）へ出力するものであって、アンテナ素子１３１、ウエイト調整部１３２、及び、加算部１３３を備えている。
【００７６】
アンテナ素子１３１は、送信部１２から送出され、物体によって反射された反射波を受信信号として受信する受信アンテナを構成する素子であって、ここでは、アレーアンテナを構成する第１所定個数Ｎ（ここでは、３個）のアンテナ素子である。アンテナ素子１３１で受信された受信信号は、ウエイト調整部１３２に出力される。
【００７７】
ウエイト調整部１３２（ウエイト調整手段に相当する）は、図１に示す指向性変更部１１５からの指示に従って、第１所定個数Ｎ（ここでは、３個）のアンテナ素子１３１を介して受信される各受信信号の位相及び振幅の少なくとも一方をそれぞれ調整するものである。具体的には、例えば、ウエイト調整部１３２は、受信信号処理部１１４によって検出された物体の方位に、受信アンテナ（＝受信部１３）の指向性のヌル点を向けるべく、第１所定個数Ｎ（ここでは、３個）のアンテナ素子１３１を介して受信される各受信信号の位相及び振幅をそれぞれ調整する。
【００７８】
加算部１３３は、ウエイト調整部１３２を介して出力される受信信号を加算して、図１に示す制御部１１（物体判定部１１２、受信信号処理部１１４）で出力するものである。
【００７９】
図５は、ウエイト調整部１３２によって形成された受信部１３（受信アンテナ）の指向性ＰＡの一例を示す平面図である。ここでは、受信信号処理部１１４によって検出された、領域ＡＲ３に存在する物体ＴＧ３、ＴＧ４の方位（図の矢印の向き）に、ヌル点ＮＰを向けるべくウエイト調整部１３２が調整されて形成された指向性ＰＡの一例を示す。
【００８０】
すなわち、ウエイト調整部１３２は、図１に示す指向性変更部１１５からの指示に従って、領域ＡＲ３に存在する物体ＴＧ３、ＴＧ４の方位（図の矢印の向き）に、ヌル点ＮＰを向けるべく調整される。そして、受信部１３の指向性ＰＡは、物体ＴＧ３、ＴＧ４の方位（図の矢印の向き）に、ヌル点ＮＰ有する指向性として調整される。
【００８１】
このようにして、検出された物体ＴＧ３、ＴＧ４の方位に、受信アンテナ（＝受信部１３）の指向性ＰＡのヌル点ＮＰが向けられるため、検出された物体ＴＧ３、ＴＧ４の方位に、物体ＴＧ３、ＴＧ４の方位を更に高精度に検出することができる。
【００８２】
本実施形態では、指向性変更部１１５が、受信信号処理部１１４によって検出された物体ＴＧ３、ＴＧ５の方位に、受信アンテナ（＝受信部１３）の指向性ＰＡのヌル点ＮＰを向ける場合について説明するが、指向性変更部１１５が、物体ＴＧ３、ＴＧ５の方位を高精度に検出可能な別の指向性とする形態でも良い。例えば、指向性変更部１１５が、物体ＴＧ３、ＴＧ５の向きを指向性良好な向きとする形態でも良い。
【００８３】
また、ウエイト調整部１３２が、領域ＡＲ３に存在する物体ＴＧ３、ＴＧ４の方位（図の矢印の向き）にヌル点ＮＰを向けるべく、アンテナ素子１３１を介して受信される各受信信号の位相及び振幅をそれぞれ調整するため、受信アンテナ（＝受信部１３）の指向性ＰＡのヌル点ＮＰを正確に物体ＴＧ３、ＴＧ４の方位に向けることができる。
【００８４】
図６、図７は、本発明に係るレーダ装置１（主に、制御部１１）の動作の一例を示すフローチャートである。まず、図６に示すように、送信指示部１１１によって、送信部１２を介して、複数個（ここでは、３個）の送信信号が、それぞれ、互いに相違する領域ＡＲ１〜ＡＲ３（図３参照）に向けて送出される（ステップＳ１０１）。次に、物体判定部１１２によって、領域ＡＲ１〜ＡＲ３毎に、受信信号が受信されているか否か（＝物体が存在するか否か）が判定される（Ｓ１０３）。
【００８５】
全ての領域ＡＲ１〜ＡＲ３（図３参照）について、受信信号が受信されていないと判定された場合（Ｓ１０３でＮＯ）には、処理がステップＳ１０１にリターンされ、ステップＳ１０１以降の処理が繰り返し実行される。受信信号が受信された領域ＡＲがあると判定された場合（Ｓ１０３でＹＥＳ）には、物体判定部１１２によって、受信信号が受信された領域ＡＲ（ここでは、領域ＡＲ１、ＡＲ３）に存在する物体ＴＧ（ここでは、物体ＴＧ１〜ＴＧ４）との相対距離及び相対速度が検出される（Ｓ１０５）。
【００８６】
次に、衝突判定部１１３によって、ステップＳ１０５で検出された相対距離及び相対速度に基づいて、物体ＴＧ毎に、車両ＶＣと衝突する可能性があるか否かの判定が行われる（Ｓ１０７）。全ての物体が、車両ＶＣと衝突する可能性がないと判定された場合（Ｓ１０７でＮＯ）には、処理がステップＳ１０１にリターンされ、ステップＳ１０１以降の処理が繰り返し実行される。少なくとも１つの物体ＴＧが車両ＶＣと衝突する可能性があると判定された場合（Ｓ１０７でＹＥＳ）には、受信信号処理部１１４によって、車両ＶＣと衝突する可能性がある物体ＴＧ（ここでは、ＴＧ３、ＴＧ４）の存在する領域ＡＲ（ここでは、領域ＡＲ３）が特定される（Ｓ１０９）。
【００８７】
次に、図７に示すように、受信信号処理部１１４によって、ステップＳ１０９において特定された領域ＡＲの内、１つの領域ＡＲ（ここでは、領域ＡＲ３）が選定される（Ｓ１１１）。次に、送信指示部１１１によって、ステップＳ１１１において選定された領域ＡＲ（ここでは、領域ＡＲ３）に向けて、送信信号が送出される（Ｓ１１３）。次いで、受信信号処理部１１４によって、ステップＳ１１１において特定された領域ＡＲ（ここでは、領域ＡＲ３）内に存在する物体ＴＧ（ここでは、物体ＴＧ３、ＴＧ４）からの反射波（＝受信信号）の到来方向が、ＭＵＳＩＣ法を用いて検出される（Ｓ１１５）。そして、指向性変更部１１５によって、ステップＳ１１５において検出された到来方向にヌル点ＮＰを向けるべく、受信部１３の指向性ＰＡが変更される（Ｓ１１７）。
【００８８】
次いで、送信指示部１１１によって、ステップＳ１１１において選定された領域ＡＲ（ここでは、領域ＡＲ３）に向けて、送信信号が送出され、物体判定部１１２によって、受信部１３を介して受信された受信信号に基づいて、物体ＴＧ（ここでは、物体ＴＧ３、ＴＧ４）の自車両ＶＣに対する相対位置及び相対速度が検出される（Ｓ１１９）。次に、受信信号処理部１１４によって、図６のステップＳ１０９において特定された全ての領域ＡＲが選定されたか否かの判定が行われる（Ｓ１２１）。全ての領域ＡＲが選定されたと判定された場合（Ｓ１２１でＹＥＳ）には、処理がステップＳ１０１にリターンされ、ステップＳ１０１以降の処理が繰り返し実行される。未だ選定されていない領域ＡＲがあると判定された場合（Ｓ１２１でＮＯ）には、処理がステップＳ１１１に戻され、ステップＳ１１１以降の処理が繰り返し実行される。
【００８９】
図８は、図１に示す送信部の構成の、図２とは相違する他の一例を示すブロック図である。図に示す送信部１２’は、図２に示す送信部１２と比較して、位相調整線路１２３に換えて、振幅調整器１２５及び可変位相器１２６を備える点で相違している。そこで、ここでは、便宜上、振幅調整器１２５及び可変位相器１２６について主に説明する。
【００９０】
可変位相器１２６（合成波送信部の一部に相当する）は、合成波生成部１２２によって生成された合成波の送信信号の周波数に基づいてビームＥＢの指向性を変化させて第２所定個数Ｍ（ここでは、５個）のアンテナ素子１２４を介して送信するものである。また、可変位相器１２６は、各アンテナ素子１２４に供給する送信信号の位相を、合成波に含まれる周波数ｆ（ここでは、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３）に基づいて変化させて、ビームＥＢの指向性を変化させる。この方式は、「周波数走査方式」と呼ばれている。
【００９１】
振幅調整器１２５（合成波送信部の一部に相当する）は、可変位相器１２６から出力される各送信信号の振幅を増幅して、それぞれ、アンテナ素子１２４に供給する増幅器である。
【００９２】
ここで、周波数走査方式について説明する。送信信号の周波数ｆを変化させる（ここでは、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３に設定する）ことによって、各アンテナ素子１２４から送出されるビームＥＢの指向性（＝角度θ）を変化させて走査させる方式である。図８に示すアレーアンテナ（＝送信部１２’）のメインローブ（＝指向性の最も良好な範囲）をある角度θに向けるための条件は、次の（２）式で示される。
δｋ＝２π×ｆ×（ｄｋ／ｃ）×ｓｉｎθ （２）
ここで、δｋ：右からｋ番目の可変位相器１２６に設定される位相、ｄｋ：各アンテナ素子１２４の基準点（例えば、右端のアンテナ素子１２４の位置）からの距離、ｃ：光速、ｋ：１〜５、である。
【００９３】
上記（２）式に示すように、角度θは、送信信号の周波数ｆ（ここでは、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３）、各アンテナ素子１２４の基準点からの距離ｄｋ、及び、可変位相器１２６に設定される位相δｋに基づいて決定される。従って、図８に示すアレーアンテナ（＝送信部１２’）メインローブを、所望する角度θ１、θ２、θ３（図３参照）に向けるためには、送信信号の周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３毎に、適正な、位相δｋを可変位相器１２６に設定すれば良い。
【００９４】
以上の説明のように、本発明に係るレーダ装置１によれば、受信された受信信号毎に物体ＴＧの存在する方位が検出されるため、例えば、ＭＵＳＩＣ法を用いる高分解能測角方式を実施して物体ＴＧの方位を検出する場合には、受信信号毎に（（受信アンテナの個数）−１）個以下に相当する個数の物体ＴＧの方位を高精度に検出することができる。そこで、複数個（ここでは、３個）の送信信号が送出される領域ＡＲ（ここでは、領域ＡＲ１〜ＡＲ３）が重ならない場合には、最大で（（受信アンテナの個数）−１）の（送信信号の個数）倍に相当する個数の物体ＴＧの方位を高精度に検出することができるのである。
【００９５】
例えば、送信信号の個数が３個で、受信アンテナの個数が３個である場合には、最大で（（受信アンテナの個数）−１＝２）の（送信信号の個数＝３）倍に相当する６個の物体ＴＧの方位を高精度に検出することができる。
【００９６】
また、受信された受信信号毎に物体ＴＧの存在する方位が検出されるため、複雑な演算をする必要がない。例えば、送信信号の個数が３個で、受信アンテナの個数が３個である場合には、受信アンテナの個数が３個である場合に行われるＭＵＳＩＣ法を、最大で、送信信号の個数に相当する３回だけ繰り返し実行すれば良いので、複雑な演算をする必要がないのである。
【００９７】
なお、本発明に係るレーダ装置１は、上記実施形態に限定されず、下記の形態でも良い。
（Ａ）本実施形態においては、レーダ装置１が、車両ＶＣに搭載されている場合について説明したが、レーダ装置１が、その他の乗り物（例えば、飛行機、船舶等）に搭載されている形態でも良いし、ビル等の建築物に配設されている形態でも良い。
【００９８】
（Ｂ）本実施形態においては、レーダ装置１が、車両ＶＣの前方にある物体を検出する場合について説明したが、レーダ装置１が、車両ＶＣの周囲にある物体を検出する形態であれば良い。例えば、レーダ装置１が、車両ＶＣの後方にある物体を検出する形態でも良いし、レーダ装置１が、車両ＶＣの側方にある物体を検出する形態でも良い。
【００９９】
（Ｃ）本実施形態においては、制御部１１が、送信指示部１１１、物体判定部１１２、衝突判定部１１３、受信信号処理部１１４、指向性変更部１１５等の機能部を備える場合について説明したが、送信指示部１１１、物体判定部１１２、衝突判定部１１３、受信信号処理部１１４、及び、指向性変更部１１５の内、少なくとも１つの機能部が回路等のハードウェアによって実現されている形態でも良い。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、例えば、送信信号を送出すると共に受信信号を受信し、前記送信信号及び受信信号に基づいて、物体を検出するレーダ装置に適用することができる。より特定的には、本発明は、例えば、車両に搭載されたレーダ装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１ レーダ装置
１１ 制御部
１１１ 送信指示部（送信手段の一部）
１１２ 物体判定部（物体判定手段）
１１３ 衝突判定部（衝突判定手段）
１１４ 受信信号処理部（受信信号処理手段）
１１５ 指向性変更部（指向性変更手段）
１２、１２’ 送信部（送信アンテナ）
１２１ 送信信号生成部
１２２ 合成波生成部
１２３ 位相調整線路（合成波送信部）
１２４ アンテナ素子
１２５ 振幅調整器（合成波送信部の一部）
１２６ 可変位相器（合成波送信部の一部）
１３ 受信部（受信アンテナ）
１３１ アンテナ素子
１３２ ウエイト調整部
１３３ 加算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、送信信号を送出すると共に受信信号を受信し、前記送信信号及び受信信号に基づいて、物体を検出するレーダ装置に関する。より特定的には、例えば、車両に搭載されたレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モノパルス測角を実施しているレーダ装置では、同一ビーム内に複数個の物体が存在する場合には、各物体の方位検出誤差が大きく、検出精度の低下が生じていた。そこで、レーダ装置の方位検出精度を向上するための種々の方法、装置等が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１には、モノパルス測角方式と、ＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法等の高分解能信号処理演算を実施して物体の方位を検出する高分解能測角方式と、を備えるレーダ装置が記載されている。このレーダ装置によれば、物体が複数個だけ存在する場合には、モノパルス測角方式から高分解能測角方式に切り換えることによって、物体の方位検出精度を向上することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のレーダ装置では、ＭＵＳＩＣ法等を用いる高分解能測角方式を実施して物体の方位を検出するが、このような高分解能測角方式では、受信アンテナの個数によって検出可能な物体の方位の個数が制限されている。具体的には、ＭＵＳＩＣ法では、受信アンテナの個数以上の個数の物体が存在する場合には、正しい演算を行うことができない。
【０００６】
そこで、ＭＵＳＩＣ法等を用いる高分解能測角方式を実施して物体の方位を検出する場合に、多くの物体を検出可能とするためには、受信アンテナの個数を多くする必要があると共に、複雑な演算をする必要がある。特に、レーダ装置の検出範囲の広角化に伴い、多くの物体を検出可能とする必要性が増大している。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、受信アンテナの個数を多くすることなく、多くの物体の方位を高精度に検出することの可能なレーダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の特徴を有している。第１の発明は、送信信号を送出すると共に受信信号を受信し、前記送信信号及び受信信号に基づいて、物体を検出するレーダ装置であって、複数個の送信信号を生成し、各送信信号を、それぞれ、互いに相違する領域に向けて送出する送信手段と、前記複数個の送信信号にそれぞれ対応する受信信号を受信し、受信された受信信号毎に物体の存在する方位を検出する受信信号処理手段と、を備える。
【０００９】
第２の発明は、上記第１の発明において、前記複数個の送信信号毎に、対応する受信信号を受信し、前記複数個の送信信号に対応する領域に、それぞれ、物体が存在するか否かを判定する物体判定手段を備え、前記受信信号処理手段が、前記物体判定手段によって物体が存在すると判定された領域に限って、前記物体の存在する方位を検出する。
【００１０】
第３の発明は、上記第２の発明において、該レーダ装置が、車両に搭載され、前記物体判定手段によって物体が存在すると判定された場合に、検出された物体が車両と衝突する可能性があるか否かを判定する衝突判定手段を備え、前記受信信号処理手段が、前記衝突判定手段によって衝突する可能性があると判定された場合に限って、前記物体の存在する方位を検出する。
【００１１】
第４の発明は、上記第１の発明において、前記受信信号処理手段が、高分解能で前記受信信号の到来する方位を検出する高分解能方位検出法を用いて、前記物体の存在する方位を検出する。
【００１２】
第５の発明は、上記第４の発明において、受信アンテナが、２個以上の第１所定個数のアンテナ素子を有し、前記受信信号処理手段が、前記第１所定個数によって検出可能な方位の個数が制限される前記高分解能方位検出法を用いて、前記物体の存在する方位を検出する。
【００１３】
第６の発明は、上記第５の発明において、前記高分解能方位検出法が、最小ノルム法、ＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法、Ｃａｐｏｎ法、又は、Ｐｉｓａｒｅｎｋｏ法である。
【００１４】
第７の発明は、上記第１の発明において、前記受信信号処理手段によって検出された物体の方位に、受信アンテナの指向性のヌル点を向ける指向性変更手段を備える。
【００１５】
第８の発明は、上記第７の発明において、前記受信アンテナが、２個以上の第１所定個数のアンテナ素子を有し、前記第１所定個数のアンテナ素子を介して受信される各受信信号の位相及び振幅の少なくとも一方をそれぞれ調整するウエイト調整手段を備え、前記指向性変更手段が、前記ウエイト調整手段を介して、前記受信信号処理手段によって検出された物体の方位に、前記受信アンテナの指向性のヌル点を向ける。
【００１６】
第９の発明は、上記第１の発明において、送信アンテナが、２個以上の第２所定個数のアンテナ素子を有し、前記送信手段が、互いに電波特性の相違する前記複数個の送信信号を生成する送信信号生成部と、前記送信信号生成部において生成された前記複数個の送信信号の合成波を生成する合成波生成部と、前記第２所定個数のアンテナ素子を介して、前記合成波生成部で生成された合成波の送信信号の電波特性に基づいてビームの指向性を変化させて送信する合成波送信部、とを備える。
【００１７】
第１０の発明は、上記第９の発明において、前記電波特性が、周波数であって、前記送信信号生成部が、周波数の相違する前記複数個の送信信号を生成し、前記合成波生成部が、前記送信信号生成部からの複数個の送信信号を合成して合成波を生成し、前記合成波送信部が、前記合成波の送信信号の周波数に基づいてビームの指向性を変化させて前記第２所定個数のアンテナ素子を介して送信する。
【００１８】
第１１の発明は、上記第１０の発明において、前記第２所定個数のアンテナ素子が、アレーアンテナを形成し、前記合成波送信部が、隣接するアンテナ素子間を通電可能に接続する位相調整線路を備え、前記合成波生成部が、前記合成波を前記第２所定個数のアンテナ素子の内、一方端のアンテナ素子に入力し、他のアンテナ素子へは、前記位相調整線路を介して入力される。
【００１９】
第１２の発明は、上記第１０の発明において、前記第２所定個数のアンテナ素子が、アレーアンテナを形成し、前記合成波送信部が、前記合成波の送信信号の周波数に応じて、隣接するアンテナ素子に供給される送信信号の位相差を変更する可変位相器を備える。
【発明の効果】
【００２０】
上記第１の発明によれば、複数個の送信信号が生成され、各送信信号が、それぞれ、互いに相違する領域に向けて送出される。そして、前記複数個の送信信号にそれぞれ対応する受信信号が受信され、受信された受信信号毎に物体の存在する方位が検出される。従って、受信アンテナの個数を多くすることなく、多くの物体の方位を高精度に検出することが可能となる。
【００２１】
すなわち、受信された受信信号毎に物体の存在する方位が検出されるため、例えば、ＭＵＳＩＣ法を用いる高分解能測角方式を実施して物体の方位を検出する場合には、受信信号毎に（（受信アンテナの個数）−１）個以下に相当する個数の物体の方位を高精度に検出することができる。そこで、複数個の送信信号が送出される領域が重ならない場合には、最大で（（受信アンテナの個数）−１）の（送信信号の個数）倍に相当する個数の物体の方位を高精度に検出することができるのである。
【００２２】
例えば、送信信号の個数が３個で、受信アンテナの個数が３個である場合には、最大で（（受信アンテナの個数）−１＝２）の（送信信号の個数＝３）倍に相当する６個の物体の方位を高精度に検出することができる。
【００２３】
また、受信された受信信号毎に物体の存在する方位が検出されるため、複雑な演算をする必要がない。例えば、送信信号の個数が３個で、受信アンテナの個数が３個である場合には、受信アンテナの個数が３個である場合に行われるＭＵＳＩＣ法を、最大で、送信信号の個数に相当する３回だけ繰り返し実行すれば良いので、複雑な演算をする必要がないのである。
【００２４】
上記第２の発明によれば、前記複数個の送信信号毎に、対応する受信信号が受信され、前記複数個の送信信号に対応する領域に、それぞれ、物体が存在するか否かが判定される。そして、物体が存在すると判定された領域に限って、前記物体の存在する方位が検出される。従って、物体の存在する方位を検出するために実行されるＭＵＳＩＣ法等の演算処理の負荷を軽減することができる。
【００２５】
すなわち、物体が存在すると判定された領域に限って、前記物体の存在する方位が検出されるため、物体が存在しないと判定された領域に対応するＭＵＳＩＣ法等の演算処理が省略されるのである。
【００２６】
上記第３の発明によれば、該レーダ装置が、車両に搭載されており、物体が存在すると判定された場合に、検出された物体が自車両と衝突する可能性があるか否かが判定される。そして、衝突する可能性があると判定された場合に限って、前記物体の存在する方位が検出される。従って、物体の存在する方位を検出するために実行されるＭＵＳＩＣ法等の演算処理の負荷を更に軽減することができる。
【００２７】
すなわち、物体が存在すると判定され、且つ、該物体と衝突する可能性があると判定された場合に限って、前記物体の存在する方位が検出されるため、衝突する可能性がある物体は存在しないと判定された領域に対応するＭＵＳＩＣ法等の演算処理が省略されるのである。つまり、物体が存在しないと判定された領域、及び、物体は存在するが、該物体は自車両と衝突する可能性がないと判定された領域、に対応するＭＵＳＩＣ法等の演算処理が省略されるのである。
【００２８】
上記第４の発明によれば、高分解能で前記受信信号の到来する方位を検出する高分解能方位検出法を用いて、前記物体の存在する方位が検出される。従って、受信アンテナの個数を多くすることなく、多くの物体の方位を高精度に検出することができる。
【００２９】
上記第５の発明によれば、受信アンテナが、２個以上の第１所定個数のアンテナ素子を有し、前記第１所定個数によって検出可能な方位の個数が制限される高分解能方位検出法（例えば、最小ノルム法、ＭＵＳＩＣ法等）を用いて、前記物体の存在する方位が検出される。従って、前記第１所定個数（＝受信アンテナの個数に相当する）によって検出可能な方位の個数が制限される高分解能方位検出法であるＭＵＳＩＣ法等を用いる場合であっても、受信アンテナ（ここでは、アンテナ素子）の個数を多くすることなく、多くの物体の方位を高精度に検出することができる。
【００３０】
すなわち、ＭＵＳＩＣ法等の受信アンテナの個数によって検出可能な方位の個数が制限される高分解能方位検出法を用いる場合には、上述のように、多くの物体を検出可能とするために、受信アンテナの個数を多くする必要がある。しかしながら、受信された受信信号毎に物体の存在する方位が検出されるため、受信アンテナの個数を多くすることなく、多くの物体の方位を高精度に検出することができる。つまり、ＭＵＳＩＣ法等の受信アンテナの個数によって検出可能な方位の個数が制限される高分解能方位検出法を用いる場合には、本発明の効果が更に顕在化するのである。
【００３１】
上記第６の発明によれば、前記高分解能方位検出法が、最小ノルム法、ＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法、Ｃａｐｏｎ法、又は、Ｐｉｓａｒｅｎｋｏ法である。また、最小ノルム法、ＭＵＳＩＣ法、Ｃａｐｏｎ法、及び、Ｐｉｓａｒｅｎｋｏ法は、受信アンテナの個数によって検出可能な方位の個数が制限される高分解能方位検出法である。従って、受信アンテナの個数を多くすることなく、多くの物体の方位を高精度に検出することができるとの本発明の効果が更に顕在化する。
【００３２】
上記第７の発明によれば、検出された物体の方位に、受信アンテナの指向性のヌル点が向けられる。従って、物体の方位を更に高精度に検出することができる。
【００３３】
上記第８の発明によれば、前記受信アンテナが、２個以上の第１所定個数のアンテナ素子を有している。そして、前記第１所定個数のアンテナ素子を介して受信される各受信信号の位相及び振幅の少なくとも一方がそれぞれ調整されて、検出された物体の方位に、前記受信アンテナの指向性のヌル点が向けられる。従って、検出された物体の方位に、前記受信アンテナの指向性のヌル点を正確に向けることができる。
【００３４】
上記第９の発明によれば、送信アンテナが、２個以上の第２所定個数のアンテナ素子を有している。また、互いに電波特性の相違する前記複数個の送信信号が生成される。そして、生成された前記複数個の送信信号の合成波が生成される。更に、生成された合成波の送信信号の電波特性に基づいて、ビームの指向性が変化されて、前記第２所定個数のアンテナ素子を介して送信される。従って、前記複数個の送信信号を、それぞれ、前記送信アンテナを介して互いに相違する領域に向けて送出することができる。
【００３５】
すなわち、互いに電波特性の相違する前記複数個の送信信号が、それぞれ対応する電波特性に基づいてビームの指向性が変化されて送信されるため、前記複数個の送信信号の電波特性を適正な特性に設定することによって、それぞれ、所望する領域に向けて送出することができるのである。
【００３６】
上記第１０の発明によれば、周波数の相違する前記複数個の送信信号が生成される。そして、生成された複数個の送信信号が合成されて合成波が生成される。更に、前記合成波の送信信号の周波数に基づいてビームの指向性が変化されて、前記第２所定個数のアンテナ素子を介して送信される。従って、前記複数個の送信信号を、それぞれ、前記送信アンテナを介して互いに相違する領域に向けて送出することができる。
【００３７】
すなわち、互いに周波数の相違する前記複数個の送信信号が、それぞれ対応する周波数に基づいてビームの指向性が変化されて送信されるため、前記複数個の送信信号の周波数を適正な値に設定することによって、それぞれ、所望する領域に向けて送出することができるのである。
【００３８】
上記第１１の発明によれば、前記第２所定個数のアンテナ素子が、アレーアンテナを形成している。また、位相調整線路によって、隣接するアンテナ素子間が通電可能に接続されている。そして、前記合成波が前記第２所定個数のアンテナ素子の内、一方端のアンテナ素子に入力され、他のアンテナ素子へは、前記位相調整線路を介して入力される。従って、前記位相調整線路の線路長を適正に形成することによって、簡素な構成で、前記複数個の送信信号を、それぞれ所望する領域に向けて送出することができる。
【００３９】
上記第１２の発明によれば、前記第２所定個数のアンテナ素子が、アレーアンテナを形成している。また、可変位相器によって、前記合成波の送信信号の周波数に応じて、隣接するアンテナ素子に供給される送信信号の位相差が変更される。従って、前記可変位相器に設定する位相差を適正に設定することによって、前記複数個の送信信号を、それぞれ所望する領域に向けて送出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るレーダ装置の構成の一例を示すブロック図
【図２】図１に示す送信部の構成の一例を示すブロック図
【図３】送信部（アンテナ素子）から送出される送信信号の一例を示す平面図
【図４】図１に示す受信部の構成の一例を示すブロック図
【図５】ウエイト調整部によって形成された受信部（受信アンテナ）の指向性ＰＡの一例を示す平面図
【図６】制御部の動作の一例を示すフローチャート（前半部）
【図７】制御部の動作の一例を示すフローチャート（後半部）
【図８】図１に示す送信部の構成の、図２とは相違する他の一例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、図面を参照して本発明に係るレーダ装置の実施形態について説明する。本発明に係るレーダ装置は、送信アンテナを介して送信信号を送出すると共に、受信アンテナを介して受信信号を受信し、前記送信信号及び受信信号に基づいて、物体を検出する。本実施形態では、レーダ装置が、車両ＶＣ（図３、図５参照）に搭載され、車両ＶＣの前方の物体を検出する場合について説明する。
【００４２】
図１は、本発明に係るレーダ装置１の構成の一例を示すブロック図である。レーダ装置１は、制御部１１、送信部１２、及び、受信部１３を備えている。制御部１１は、レーダ装置１全体の動作を制御するものであって、機能的に、送信指示部１１１、物体判定部１１２、衝突判定部１１３、受信信号処理部１１４、及び、指向性変更部１１５を備えている。送信部１２（送信アンテナに相当する）は、制御部１１（送信指示部１１１）からの指示に従って、送信信号を送出するものである。受信部１３（受信アンテナに相当する）は、制御部１１（指向性変更部１１５等）からの指示に従って、受信信号を受信するものである。
【００４３】
なお、制御部１１は、制御部１１の適所に配設されたマイクロコンピュータに、制御部１１の適所に配設されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等に予め格納された制御プログラムを実行させることにより、当該マイクロコンピュータを、機能的に、送信指示部１１１、物体判定部１１２、衝突判定部１１３、受信信号処理部１１４、指向性変更部１１５等の機能部として機能させる。
【００４４】
送信指示部１１１（送信手段の一部に相当する）は、送信部１２を介して送信信号を送出する機能部である。具体的には、送信指示部１１１は、送信部１２を介して、複数個（ここでは、３個）の送信信号を生成し、各送信信号を、それぞれ、送信アンテナ（＝送信部１２：図２参照）を介して互いに相違する領域（ここでは、領域ＡＲ１〜ＡＲ３（図３参照））に向けて送出する。また、送信指示部１１１は、物体判定部１１２によって物体（例えば、物体ＴＧ３、ＴＧ４：図５参照）が検出され、且つ、該物体（ここでは、物体ＴＧ３、ＴＧ４：図５参照）が衝突判定部１１３によって、車両ＶＣと衝突する可能性があると判定された場合に、該物体が検出された領域（ここでは、領域ＡＲ３）に限って、送信信号を送出する（図５参照）。
【００４５】
物体判定部１１２（物体判定手段に相当する）は、前記複数個（ここでは、３個）の送信信号毎に、受信部１３を介して対応する受信信号を受信し、前記複数個（ここでは、３個）の送信信号に対応する領域（ここでは、領域ＡＲ１〜ＡＲ３（図３参照））に、それぞれ、物体が存在するか否かを判定する機能部である。具体的には、物体判定部１１２は、例えば、物体からの反射波が受信部１３を介して受信信号として受信されたか否かに応じて、物体が存在するか否かを判定する。また、物体判定部１１２は、送信部１２を介して送出された送信信号、及び、受信部１３を介して受信された受信信号に基づいて、物体の自車両ＶＣに対する相対位置及び相対速度を検出する。
【００４６】
衝突判定部１１３（衝突判定手段に相当する）は、物体判定部１１２によって物体が存在すると判定された場合に、検出された物体が自車両ＶＣと衝突する可能性があるか否かを判定する機能部である。具体的には、衝突判定部１１３は、例えば、物体判定部１１２によって検出された物体の自車両ＶＣに対する相対位置及び相対速度に基づいて、検出された物体が自車両ＶＣと衝突する可能性があるか否かを判定する。
【００４７】
受信信号処理部１１４（受信信号処理手段に相当する）は、受信アンテナ（＝受信部１３：図４参照）を介して、前記複数個（ここでは、３個）の送信信号にそれぞれ対応する受信信号を受信し、受信された受信信号毎に物体の存在する方位を検出する機能部である。ただし、ここでは、受信信号処理部１１４は、物体判定部１１２によって物体が存在すると判定された領域（例えば、領域ＡＲ３：図３参照）であって、且つ、衝突判定部１１３によって該領域（ここでは、領域ＡＲ３：図３参照）に存在する物体（ここでは、物体ＴＧ３、ＴＧ４：図３参照）が自車両ＶＣに衝突する可能性があると判定された場合に限って、物体（ここでは、物体ＴＧ３、ＴＧ４：図３参照）の存在する方位を検出する。
【００４８】
また、受信信号処理部１１４は、高分解能で受信信号の到来する方位を検出するＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法等の高分解能方位検出法を用いて、物体の存在する方位を検出する。ここで、「高分解能方位検出法」とは、フーリエ変換の原理に基づいて、受信信号の到来する方位を高分解能で検出する方法全般を指す概念であって、Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｒ法、最小ノルム法、ＭＵＳＩＣ法、Ｃａｐｏｎ法、Ｐｉｓａｒｅｎｋｏ法、ＥＳＰＲＩＴ（Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ ＳｉｇｎａｌＰａｒａｍｅｔｅｒｓ ｖｉａ Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｖａｒｉａｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）法等を含む。
【００４９】
ただし、ここでは、受信信号処理部１１４は、ＭＵＳＩＣ法等の受信アンテナに含まれるアンテナ素子１３１（図４参照）の個数である第１所定個数Ｎ（ここでは、３個）によって検出可能な方位の個数が制限される高分解能方位検出法を用いて、物体の存在する方位を検出する。具体的には、高分解能方位検出法として、最小ノルム法、ＭＵＳＩＣ法、Ｃａｐｏｎ法、又は、Ｐｉｓａｒｅｎｋｏ法を用いる。ここでは、受信信号処理部１１４が、高分解能方位検出法としてＭＵＳＩＣ法を用いる場合について説明する。
【００５０】
ここで、ＭＵＳＩＣ法において、信号到来方向（＝物体の存在する方位）を検出する原理について簡単に説明する。まず、アレーアンテナを構成するの各アンテナ素子１３１（図４参照）の時系列出力データから相関行列を作成する。そして、作成された相関行列の固有値と固有ベクトルとを算出する。次に、それらの固有値の大小を判別して、信号空間に属する固有ベクトルと雑音空間に属する固有ベクトルとに分類し、それぞれが互いに直交することを利用して到来方向推定を行う。すなわち、雑音空間に属する固有ベクトル行列に信号到来方向ベクトルを乗算する項を分母において、信号到来方向の角度をスキャンすると、その角度が実際の信号信号到来方向に一致した時に、分母の値が零に近づくことから急峻なピークが得られる。ＭＵＳＩＣ法は、この作用を利用して信号の到来方向推定を行うものである。
【００５１】
このようにして、受信信号処理部１１４によって、高分解能で受信信号の到来する方位を検出する高分解能方位検出法（ここでは、ＭＵＳＩＣ法）を用いて、物体の存在する方位が検出されるため、受信アンテナの個数（ここでは、第１所定個数Ｎ）を多くすることなく、多くの物体の方位を高精度に検出することができる。
【００５２】
本実施形態では、受信信号処理部１１４が、高分解能方位検出法としてＭＵＳＩＣ法を用いる場合について説明するが、受信信号処理部１１４が、その他の高分解能方位検出法を用いる形態でも良い。例えば、受信信号処理部１１４が、高分解能方位検出法として、最小ノルム法、Ｃａｐｏｎ法、又は、Ｐｉｓａｒｅｎｋｏ法を用いる形態でも良い。更に、例えば、受信信号処理部１１４が、高分解能方位検出法として、Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｒ法、又は、ＥＳＰＲＩＴ法を用いる形態でも良い。
【００５３】
ここで、受信信号処理部１１４が、高分解能方位検出法として、ＭＵＳＩＣ法等の受信アンテナの個数（ここでは、第１所定個数Ｎ）によって検出可能な方位の個数が制限される方法を用いる場合には、多くの物体を検出可能とするために、受信アンテナの個数（ここでは、第１所定個数Ｎ）を多くする必要がある。しかしながら、受信信号処理部１１４によって、受信された受信信号毎に（ここでは、図３に示す３つの領域ＡＲ１〜ＡＲ３毎に）物体の存在する方位が検出されるため、受信アンテナの個数を多くすることなく、多くの物体の方位を高精度に検出することができる。つまり、ＭＵＳＩＣ法等の受信アンテナの個数によって検出可能な方位の個数が制限される高分解能方位検出法を用いるため、本発明の効果が更に顕在化するのである。
【００５４】
本実施形態では、受信信号処理部１１４が、高分解能方位検出法としてＭＵＳＩＣ法を用いる場合について説明するが、受信信号処理部１１４が、受信アンテナの個数（ここでは、第１所定個数Ｎ）によって検出可能な方位の個数が制限される高分解能方位検出法を用いる形態でも良い。例えば、受信信号処理部１１４が、最小ノルム法、Ｃａｐｏｎ法、又は、Ｐｉｓａｒｅｎｋｏ法を用いる形態でも良い。
【００５５】
また、物体判定部１１２によって物体が存在すると判定され、且つ、衝突判定部１１３によって該物体と衝突する可能性があると判定された場合に限って、前記物体の存在する方位が検出されるため、衝突する可能性がある物体は存在しないと判定された領域（ここでは、領域ＡＲ１、ＡＲ２：図３参照）に対応するＭＵＳＩＣ法等の演算処理が省略されるのである。つまり、物体が存在しないと判定された領域（ここでは、領域ＡＲ２：図３参照）、及び、物体は存在するが、該物体は自車両と衝突する可能性がないと判定された領域（ここでは、領域ＡＲ１：図３参照）、に対応するＭＵＳＩＣ法等の演算処理が省略される。従って、受信信号処理部１１４によって物体の存在する方位を検出するために実行されるＭＵＳＩＣ法等の演算処理の負荷を軽減することができる。
【００５６】
本実施形態では、受信信号処理部１１４が、物体が存在すると判定され、且つ、該物体と衝突する可能性があると判定された領域（ここでは、領域ＡＲ３：図３参照）に限って、前記物体の存在する方位を検出する場合について説明したが、受信信号処理部１１４が、物体が存在すると判定され領域（ここでは、領域ＡＲ１、ＡＲ３：図３参照）に限って、前記物体の存在する方位を検出する形態でも良い。この場合には、衝突判定部１１３による処理（＝衝突の可能性があるか否かの判定処理）を省略することができる。
【００５７】
指向性変更部１１５（指向性変更手段に相当する）は、受信信号処理部１１４によって検出された物体の方位に、受信部１３を介して、受信アンテナ（ここでは、３個のアンテナ素子１３１を含むアレーアンテナ：図４参照）の指向性のヌル点ＮＰ（図５参照）を向ける機能部である。具体的に、受信アンテナの指向性を変更する方法については、図４を用いて後述する。
【００５８】
このようにして、指向性変更部１１５によって、受信信号処理部１１４により検出された物体の方位に、受信アンテナ（ここでは、３個のアンテナ素子１３１を含むアレーアンテナ：図４参照）の指向性のヌル点ＮＰ（図５参照）が向けられるため、物体の方位を更に高精度に検出することができる。
【００５９】
本実施形態では、指向性変更部１１５が、受信信号処理部１１４により検出された物体の方位に受信アンテナの指向性のヌル点を向ける場合について説明するが、指向性変更部１１５が、受信信号処理部１１４により検出された物体の方位に受信アンテナの指向性の良好な点を向ける形態でも良い。
【００６０】
図２は、図１に示す送信部１２の構成の一例を示すブロック図である。図に示すように、送信部１２は、送信指示部１１１からの指示に従って送信信号を送出するものであって、送信信号生成部１２１、合成波生成部１２２、位相調整線路１２３、及び、アンテナ素子１２４を備えている。
【００６１】
送信信号生成部１２１は、送信指示部１１１からの指示に従って、互いに電波特性の相違する複数個（ここでは、３個）の送信信号を生成するものであって、送信信号生成部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃを備えている。また、送信信号生成部１２１は、生成した送信信号を合成波生成部１２２へ出力する。ここでは、前記電波特性は、周波数であって、送信信号生成部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃは、それぞれ、互いに周波数ｆの相違する複数個（ここでは、３個）の送信信号を生成する。例えば、送信信号生成部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃは、周波数ｆが、それぞれ、ｆ１＝７５．５ＧＨｚ、ｆ２＝７６．０ＧＨｚ、ｆ３＝７６．５ＧＨｚの送信信号を生成する。
【００６２】
ただし、送信指示部１１１から、車両ＶＣと衝突する可能性があると判定された物体が検出された領域（ここでは、領域ＡＲ３）に限って、送信信号を送出する旨の指示を受け付けた場合には、送信信号生成部１２１は、該領域に対応する周波数の送信信号だけを生成する。
【００６３】
合成波生成部１２２は、送信信号生成部１２１によって生成された周波数ｆの相違する複数個（ここでは、３個）の送信信号を合成して、合成波を生成するものである。また、合成波生成部１２２は、生成された合成波を、位相調整線路１２３の一方端に形成された端子１２３ａへ出力する。
【００６４】
位相調整線路１２３（合成波送信部に相当する）は、合成波生成部１２２によって生成された合成波の送信信号の周波数に基づいてビームＥＢの指向性を変化させて第２所定個数Ｍ（ここでは、５個）のアンテナ素子１２４を介して送信するものである。また、位相調整線路１２３は、隣接するアンテナ素子１２４間を通電可能に接続する線路である。図に示すように、位相調整線路１２３の一方端に形成された端子１２３ａへ合成波生成部１２２から合成波が入力される。
【００６５】
また、端子１２３ａへ入力された合成波は、端子１２３ａを介して一方端（図では右端）のアンテナ素子１２４に入力され、他のアンテナ素子１２４へは、位相調整線路１２３を介して入力される。位相調整線路１２３は、その線路長Ｌ及び周波数ｆ（波長λ）に応じて、合成波を遅延させ、ビームＥＢの投射方向を規定する角度θを設定する。角度θは、アンテナ素子１２４の配列された面を基準とする角度である。ここで、位相調整線路１２３は、誘電体（図示省略）内に配線されている。角度θは、次の（１）式で求められる。
ｓｉｎθ＝−（λ×Ｌ）／（λｇ×ｄ）±（ｎ×λ）／ｄ （１）
ただし、λｇ：誘電体内の波長、ｄ：アンテナ間隔、ｎ：任意の自然数、である。
【００６６】
（１）式に示すように、周波数ｆ（波長λ）に応じて、角度θが設定されるため、端子１２３ａへ入力された合成波は、その周波数に応じて、（１）式で決定される向きに放射される。ここでは、合成波は、複数個（ここでは、３個）の周波数ｆ（例えば、ｆ１＝７５．５ＧＨｚ、ｆ２＝７６．０ＧＨｚ、ｆ３＝７６．５ＧＨｚ）の送信信号を含んでいるため、各周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３に対応する方向（ここでは、３つの方向θ１、θ２、θ３：図３参照）に送信信号が送出される。
【００６７】
アンテナ素子１２４は、アレーアンテナを形成するものであって、端子１２３ａを介して入力された送信信号を送出するものである。
【００６８】
このようにして、送信部１２によって、互いに周波数ｆの相違する複数個（ここでは、３個）の送信信号が、それぞれ対応する周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３に基づいてビームＥＢの指向性が変化されて送信されるため、複数個（ここでは、３個）の送信信号の周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、及び線路長Ｌを適正な値に設定することによって、それぞれ、所望する領域に向けて送出することができる。
【００６９】
本実施形態では、送信信号生成部１２１が、互いに周波数ｆの相違する複数個の送信信号を生成する場合について説明するが、送信信号生成部１２１が、互いに電波特性の相違する複数個の送信信号を生成する形態であれば良い。例えば、送信信号生成部１２１が、互いに拡散符号の相違する複数個の送信信号を生成する形態でも良い。ただし、この場合には、位相調整線路１２３に換えて、送信信号の拡散符号に応じてビームＥＢの指向性を変化する回路等を配設する必要がある。
【００７０】
また、位相調整線路１２３の線路長Ｌを適正に形成することによって、簡素な構成で、前記複数個（ここでは、３個）の送信信号を、それぞれ所望する領域に向けて送出することができる。なお、図８を用いて後述するように、送信部１２が、位相調整線路１２３に換えて、送信信号の周波数ｆに応じて、隣接するアンテナ素子１２４に供給される送信信号の位相差を変更する可変位相器１２６を備える形態でも良い。
【００７１】
図３は、送信部１２（アンテナ素子１２４）から送出される送信信号の一例を示す平面図である。図に示すように、本発明に係るレーダ装置１は、車両ＶＣの前部の幅方向中央位置に、前方（図の上側）を向けて配設されている。そして、上記（１）式によって決定される角度θ１、θ２、θ３の向きに、合成波に含まれる各周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３に対応する送信信号が送出される。そして、各周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３にそれぞれ対応する領域ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３内の物体が検出される。
【００７２】
ここでは、領域ＡＲ１及び領域ＡＲ３内に、それぞれ２個の物体ＴＧ１、ＴＧ２及び物体ＴＧ３、ＴＧ４が存在する場合について説明する。図４を用いて後述するように、受信アンテナを構成するアンテナ素子１３１の個数（第１所定個数Ｎに相当する）は、ここでは、３個であるため、図３に示すように、レーダ装置の検出領域ＡＲ１〜ＡＲ３に４個の物体ＴＧ１〜ＴＧ４が存在する場合には、従来は、ＭＵＳＩＣ法等によって信号到来方向（＝物体の存在する方位）を検出することはできなかった。
【００７３】
しかしながら、上述のように、本発明に係るレーダ装置１では、送信部１２から図３に示すように、領域ＡＲ１〜ＡＲ３にそれぞれ周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３の送信信号が送出され、受信信号処理部１１４によって、複数個（ここでは、３個）の送信信号にそれぞれ対応する受信信号毎に（＝領域ＡＲ１〜ＡＲ３毎に）物体の存在する方位が検出されるため、４個の物体ＴＧ１〜ＴＧ４の信号到来方向（＝物体の存在する方位）をＭＵＳＩＣ法等によって検出することができる。
【００７４】
例えば、まず、送信指示部１１１によって、領域ＡＲ１に向けて送信信号が送出され、受信信号処理部１１４によって、領域ＡＲ１に存在する物体ＴＧ１、ＴＧ２の信号到来方向（＝物体の存在する方位）がＭＵＳＩＣ法等によって検出される。次に、送信指示部１１１によって、領域ＡＲ３に向けて送信信号が送出され、受信信号処理部１１４によって、領域ＡＲ３に存在する物体ＴＧ３、ＴＧ４の信号到来方向（＝物体の存在する方位）がＭＵＳＩＣ法等によって検出される。このようにして、４個の物体ＴＧ１〜ＴＧ４の信号到来方向（＝物体の存在する方位）をＭＵＳＩＣ法等によって検出することができるのである。
【００７５】
図４は、図１に示す受信部１３の構成の一例を示すブロック図である。図に示すように、受信部１３は、物体によって反射された反射波を受信信号として受信し、制御部１１（物体判定部１１２、受信信号処理部１１４等）へ出力するものであって、アンテナ素子１３１、ウエイト調整部１３２、及び、加算部１３３を備えている。
【００７６】
アンテナ素子１３１は、送信部１２から送出され、物体によって反射された反射波を受信信号として受信する受信アンテナを構成する素子であって、ここでは、アレーアンテナを構成する第１所定個数Ｎ（ここでは、３個）のアンテナ素子である。アンテナ素子１３１で受信された受信信号は、ウエイト調整部１３２に出力される。
【００７７】
ウエイト調整部１３２（ウエイト調整手段に相当する）は、図１に示す指向性変更部１１５からの指示に従って、第１所定個数Ｎ（ここでは、３個）のアンテナ素子１３１を介して受信される各受信信号の位相及び振幅の少なくとも一方をそれぞれ調整するものである。具体的には、例えば、ウエイト調整部１３２は、受信信号処理部１１４によって検出された物体の方位に、受信アンテナ（＝受信部１３）の指向性のヌル点を向けるべく、第１所定個数Ｎ（ここでは、３個）のアンテナ素子１３１を介して受信される各受信信号の位相及び振幅をそれぞれ調整する。
【００７８】
加算部１３３は、ウエイト調整部１３２を介して出力される受信信号を加算して、図１に示す制御部１１（物体判定部１１２、受信信号処理部１１４）で出力するものである。
【００７９】
図５は、ウエイト調整部１３２によって形成された受信部１３（受信アンテナ）の指向性ＰＡの一例を示す平面図である。ここでは、受信信号処理部１１４によって検出された、領域ＡＲ３に存在する物体ＴＧ３、ＴＧ４の方位（図の矢印の向き）に、ヌル点ＮＰを向けるべくウエイト調整部１３２が調整されて形成された指向性ＰＡの一例を示す。
【００８０】
すなわち、ウエイト調整部１３２は、図１に示す指向性変更部１１５からの指示に従って、領域ＡＲ３に存在する物体ＴＧ３、ＴＧ４の方位（図の矢印の向き）に、ヌル点ＮＰを向けるべく調整される。そして、受信部１３の指向性ＰＡは、物体ＴＧ３、ＴＧ４の方位（図の矢印の向き）に、ヌル点ＮＰ有する指向性として調整される。
【００８１】
このようにして、検出された物体ＴＧ３、ＴＧ４の方位に、受信アンテナ（＝受信部１３）の指向性ＰＡのヌル点ＮＰが向けられるため、検出された物体ＴＧ３、ＴＧ４の方位に、物体ＴＧ３、ＴＧ４の方位を更に高精度に検出することができる。
【００８２】
本実施形態では、指向性変更部１１５が、受信信号処理部１１４によって検出された物体ＴＧ３、ＴＧ５の方位に、受信アンテナ（＝受信部１３）の指向性ＰＡのヌル点ＮＰを向ける場合について説明するが、指向性変更部１１５が、物体ＴＧ３、ＴＧ５の方位を高精度に検出可能な別の指向性とする形態でも良い。例えば、指向性変更部１１５が、物体ＴＧ３、ＴＧ５の向きを指向性良好な向きとする形態でも良い。
【００８３】
また、ウエイト調整部１３２が、領域ＡＲ３に存在する物体ＴＧ３、ＴＧ４の方位（図の矢印の向き）にヌル点ＮＰを向けるべく、アンテナ素子１３１を介して受信される各受信信号の位相及び振幅をそれぞれ調整するため、受信アンテナ（＝受信部１３）の指向性ＰＡのヌル点ＮＰを正確に物体ＴＧ３、ＴＧ４の方位に向けることができる。
【００８４】
図６、図７は、本発明に係るレーダ装置１（主に、制御部１１）の動作の一例を示すフローチャートである。まず、図６に示すように、送信指示部１１１によって、送信部１２を介して、複数個（ここでは、３個）の送信信号が、それぞれ、互いに相違する領域ＡＲ１〜ＡＲ３（図３参照）に向けて送出される（ステップＳ１０１）。次に、物体判定部１１２によって、領域ＡＲ１〜ＡＲ３毎に、受信信号が受信されているか否か（＝物体が存在するか否か）が判定される（Ｓ１０３）。
【００８５】
全ての領域ＡＲ１〜ＡＲ３（図３参照）について、受信信号が受信されていないと判定された場合（Ｓ１０３でＮＯ）には、処理がステップＳ１０１にリターンされ、ステップＳ１０１以降の処理が繰り返し実行される。受信信号が受信された領域ＡＲがあると判定された場合（Ｓ１０３でＹＥＳ）には、物体判定部１１２によって、受信信号が受信された領域ＡＲ（ここでは、領域ＡＲ１、ＡＲ３）に存在する物体ＴＧ（ここでは、物体ＴＧ１〜ＴＧ４）との相対距離及び相対速度が検出される（Ｓ１０５）。
【００８６】
次に、衝突判定部１１３によって、ステップＳ１０５で検出された相対距離及び相対速度に基づいて、物体ＴＧ毎に、車両ＶＣと衝突する可能性があるか否かの判定が行われる（Ｓ１０７）。全ての物体が、車両ＶＣと衝突する可能性がないと判定された場合（Ｓ１０７でＮＯ）には、処理がステップＳ１０１にリターンされ、ステップＳ１０１以降の処理が繰り返し実行される。少なくとも１つの物体ＴＧが車両ＶＣと衝突する可能性があると判定された場合（Ｓ１０７でＹＥＳ）には、受信信号処理部１１４によって、車両ＶＣと衝突する可能性がある物体ＴＧ（ここでは、ＴＧ３、ＴＧ４）の存在する領域ＡＲ（ここでは、領域ＡＲ３）が特定される（Ｓ１０９）。
【００８７】
次に、図７に示すように、受信信号処理部１１４によって、ステップＳ１０９において特定された領域ＡＲの内、１つの領域ＡＲ（ここでは、領域ＡＲ３）が選定される（Ｓ１１１）。次に、送信指示部１１１によって、ステップＳ１１１において選定された領域ＡＲ（ここでは、領域ＡＲ３）に向けて、送信信号が送出される（Ｓ１１３）。次いで、受信信号処理部１１４によって、ステップＳ１１１において特定された領域ＡＲ（ここでは、領域ＡＲ３）内に存在する物体ＴＧ（ここでは、物体ＴＧ３、ＴＧ４）からの反射波（＝受信信号）の到来方向が、ＭＵＳＩＣ法を用いて検出される（Ｓ１１５）。そして、指向性変更部１１５によって、ステップＳ１１５において検出された到来方向にヌル点ＮＰを向けるべく、受信部１３の指向性ＰＡが変更される（Ｓ１１７）。
【００８８】
次いで、送信指示部１１１によって、ステップＳ１１１において選定された領域ＡＲ（ここでは、領域ＡＲ３）に向けて、送信信号が送出され、物体判定部１１２によって、受信部１３を介して受信された受信信号に基づいて、物体ＴＧ（ここでは、物体ＴＧ３、ＴＧ４）の自車両ＶＣに対する相対位置及び相対速度が検出される（Ｓ１１９）。次に、受信信号処理部１１４によって、図６のステップＳ１０９において特定された全ての領域ＡＲが選定されたか否かの判定が行われる（Ｓ１２１）。全ての領域ＡＲが選定されたと判定された場合（Ｓ１２１でＹＥＳ）には、処理がステップＳ１０１にリターンされ、ステップＳ１０１以降の処理が繰り返し実行される。未だ選定されていない領域ＡＲがあると判定された場合（Ｓ１２１でＮＯ）には、処理がステップＳ１１１に戻され、ステップＳ１１１以降の処理が繰り返し実行される。
【００８９】
図８は、図１に示す送信部の構成の、図２とは相違する他の一例を示すブロック図である。図に示す送信部１２’は、図２に示す送信部１２と比較して、位相調整線路１２３に換えて、振幅調整器１２５及び可変位相器１２６を備える点で相違している。そこで、ここでは、便宜上、振幅調整器１２５及び可変位相器１２６について主に説明する。
【００９０】
可変位相器１２６（合成波送信部の一部に相当する）は、合成波生成部１２２によって生成された合成波の送信信号の周波数に基づいてビームＥＢの指向性を変化させて第２所定個数Ｍ（ここでは、５個）のアンテナ素子１２４を介して送信するものである。また、可変位相器１２６は、各アンテナ素子１２４に供給する送信信号の位相を、合成波に含まれる周波数ｆ（ここでは、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３）に基づいて変化させて、ビームＥＢの指向性を変化させる。この方式は、「周波数走査方式」と呼ばれている。
【００９１】
振幅調整器１２５（合成波送信部の一部に相当する）は、可変位相器１２６から出力される各送信信号の振幅を増幅して、それぞれ、アンテナ素子１２４に供給する増幅器である。
【００９２】
ここで、周波数走査方式について説明する。送信信号の周波数ｆを変化させる（ここでは、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３に設定する）ことによって、各アンテナ素子１２４から送出されるビームＥＢの指向性（＝角度θ）を変化させて走査させる方式である。図８に示すアレーアンテナ（＝送信部１２’）のメインローブ（＝指向性の最も良好な範囲）をある角度θに向けるための条件は、次の（２）式で示される。
δｋ＝２π×ｆ×（ｄｋ／ｃ）×ｓｉｎθ （２）
ここで、δｋ：右からｋ番目の可変位相器１２６に設定される位相、ｄｋ：各アンテナ素子１２４の基準点（例えば、右端のアンテナ素子１２４の位置）からの距離、ｃ：光速、ｋ：１〜５、である。
【００９３】
上記（２）式に示すように、角度θは、送信信号の周波数ｆ（ここでは、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３）、各アンテナ素子１２４の基準点からの距離ｄｋ、及び、可変位相器１２６に設定される位相δｋに基づいて決定される。従って、図８に示すアレーアンテナ（＝送信部１２’）メインローブを、所望する角度θ１、θ２、θ３（図３参照）に向けるためには、送信信号の周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３毎に、適正な、位相δｋを可変位相器１２６に設定すれば良い。
【００９４】
以上の説明のように、本発明に係るレーダ装置１によれば、受信された受信信号毎に物体ＴＧの存在する方位が検出されるため、例えば、ＭＵＳＩＣ法を用いる高分解能測角方式を実施して物体ＴＧの方位を検出する場合には、受信信号毎に（（受信アンテナの個数）−１）個以下に相当する個数の物体ＴＧの方位を高精度に検出することができる。そこで、複数個（ここでは、３個）の送信信号が送出される領域ＡＲ（ここでは、領域ＡＲ１〜ＡＲ３）が重ならない場合には、最大で（（受信アンテナの個数）−１）の（送信信号の個数）倍に相当する個数の物体ＴＧの方位を高精度に検出することができるのである。
【００９５】
例えば、送信信号の個数が３個で、受信アンテナの個数が３個である場合には、最大で（（受信アンテナの個数）−１＝２）の（送信信号の個数＝３）倍に相当する６個の物体ＴＧの方位を高精度に検出することができる。
【００９６】
また、受信された受信信号毎に物体ＴＧの存在する方位が検出されるため、複雑な演算をする必要がない。例えば、送信信号の個数が３個で、受信アンテナの個数が３個である場合には、受信アンテナの個数が３個である場合に行われるＭＵＳＩＣ法を、最大で、送信信号の個数に相当する３回だけ繰り返し実行すれば良いので、複雑な演算をする必要がないのである。
【００９７】
なお、本発明に係るレーダ装置１は、上記実施形態に限定されず、下記の形態でも良い。
（Ａ）本実施形態においては、レーダ装置１が、車両ＶＣに搭載されている場合について説明したが、レーダ装置１が、その他の乗り物（例えば、飛行機、船舶等）に搭載されている形態でも良いし、ビル等の建築物に配設されている形態でも良い。
【００９８】
（Ｂ）本実施形態においては、レーダ装置１が、車両ＶＣの前方にある物体を検出する場合について説明したが、レーダ装置１が、車両ＶＣの周囲にある物体を検出する形態であれば良い。例えば、レーダ装置１が、車両ＶＣの後方にある物体を検出する形態でも良いし、レーダ装置１が、車両ＶＣの側方にある物体を検出する形態でも良い。
【００９９】
（Ｃ）本実施形態においては、制御部１１が、送信指示部１１１、物体判定部１１２、衝突判定部１１３、受信信号処理部１１４、指向性変更部１１５等の機能部を備える場合について説明したが、送信指示部１１１、物体判定部１１２、衝突判定部１１３、受信信号処理部１１４、及び、指向性変更部１１５の内、少なくとも１つの機能部が回路等のハードウェアによって実現されている形態でも良い。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、例えば、送信信号を送出すると共に受信信号を受信し、前記送信信号及び受信信号に基づいて、物体を検出するレーダ装置に適用することができる。より特定的には、本発明は、例えば、車両に搭載されたレーダ装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１ レーダ装置
１１ 制御部
１１１ 送信指示部（送信手段の一部）
１１２ 物体判定部（物体判定手段）
１１３ 衝突判定部（衝突判定手段）
１１４ 受信信号処理部（受信信号処理手段）
１１５ 指向性変更部（指向性変更手段）
１２、１２’ 送信部（送信アンテナ）
１２１ 送信信号生成部
１２２ 合成波生成部
１２３ 位相調整線路（合成波送信部）
１２４ アンテナ素子
１２５ 振幅調整器（合成波送信部の一部）
１２６ 可変位相器（合成波送信部の一部）
１３ 受信部（受信アンテナ）
１３１ アンテナ素子
１３２ ウエイト調整部
１３３ 加算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号を送出すると共に受信信号を受信し、前記送信信号及び受信信号に基づいて、物体を検出するレーダ装置であって、
複数個の送信信号を生成し、各送信信号を、それぞれ、互いに相違する領域に向けて送出する送信手段と、
前記複数個の送信信号にそれぞれ対応する受信信号を受信し、受信された受信信号毎に物体の存在する方位を検出する受信信号処理手段と、を備えるレーダ装置。
【請求項２】
前記複数個の送信信号毎に、対応する受信信号を受信し、前記複数個の送信信号に対応する領域に、それぞれ、物体が存在するか否かを判定する物体判定手段を備え、
前記受信信号処理手段は、前記物体判定手段によって物体が存在すると判定された領域に限って、前記物体の存在する方位を検出する、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
該レーダ装置は、車両に搭載され、
前記物体判定手段によって物体が存在すると判定された場合に、検出された物体が自車両と衝突する可能性があるか否かを判定する衝突判定手段を備え、
前記受信信号処理手段は、前記衝突判定手段によって衝突する可能性があると判定された場合に限って、前記物体の存在する方位を検出する、請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記受信信号処理手段は、高分解能で前記受信信号の到来する方位を検出する高分解能方位検出法を用いて、前記物体の存在する方位を検出する、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項５】
受信アンテナは、２個以上の第１所定個数のアンテナ素子を有し、
前記受信信号処理手段は、前記第１所定個数によって検出可能な方位の個数が制限される前記高分解能方位検出法を用いて、前記物体の存在する方位を検出する、請求項４に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記高分解能方位検出法は、最小ノルム法、ＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法、Ｃａｐｏｎ法、又は、Ｐｉｓａｒｅｎｋｏ法である、請求項５に記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記受信信号処理手段によって検出された物体の方位に、受信アンテナの指向性のヌル点を向ける指向性変更手段を備える、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項８】
前記受信アンテナは、２個以上の第１所定個数のアンテナ素子を有し、
前記第１所定個数のアンテナ素子を介して受信される各受信信号の位相及び振幅の少なくとも一方をそれぞれ調整するウエイト調整手段を備え、
前記指向性変更手段は、前記ウエイト調整手段を介して、前記受信信号処理手段によって検出された物体の方位に、前記受信アンテナの指向性のヌル点を向ける、請求項７に記載のレーダ装置。
【請求項９】
送信アンテナは、２個以上の第２所定個数のアンテナ素子を有し、
前記送信手段は、
互いに電波特性の相違する前記複数個の送信信号を生成する送信信号生成部と、
前記送信信号生成部において生成された前記複数個の送信信号の合成波を生成する合成波生成部と、
前記第２所定個数のアンテナ素子を介して、前記合成波生成部で生成された合成波の送信信号の電波特性に基づいてビームの指向性を変化させて送信する合成波送信部、とを備える請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項１０】
前記電波特性は、周波数であって、
前記送信信号生成部は、周波数の相違する前記複数個の送信信号を生成し、
前記合成波生成部は、前記送信信号生成部からの複数個の送信信号を合成して合成波を生成し、
前記合成波送信部は、前記合成波の送信信号の周波数に基づいてビームの指向性を変化させて前記第２所定個数のアンテナ素子を介して送信する、請求項９に記載のレーダ装置。
【請求項１１】
前記第２所定個数のアンテナ素子は、アレーアンテナを形成し、
前記合成波送信部は、隣接するアンテナ素子間を通電可能に接続する位相調整線路を備え、
前記合成波生成部は、前記合成波を前記第２所定個数のアンテナ素子の内、一方端のアンテナ素子に入力し、他のアンテナ素子へは、前記位相調整線路を介して入力される、請求項１０に記載のレーダ装置。
【請求項１２】
前記第２所定個数のアンテナ素子は、アレーアンテナを形成し、
前記合成波送信部は、前記合成波の送信信号の周波数に応じて、隣接するアンテナ素子に供給される送信信号の位相差を変更する可変位相器を備える、請求項１０に記載のレーダ装置。
【請求項１】
送信信号を送出すると共に受信信号を受信し、前記送信信号及び受信信号に基づいて、物体を検出するレーダ装置であって、
複数個の送信信号を生成し、各送信信号を、それぞれ、互いに相違する領域に向けて送出する送信手段と、
前記複数個の送信信号にそれぞれ対応する受信信号を受信し、受信された受信信号毎に物体の存在する方位を検出する受信信号処理手段と、を備えるレーダ装置。
【請求項２】
前記複数個の送信信号毎に、対応する受信信号を受信し、前記複数個の送信信号に対応する領域に、それぞれ、物体が存在するか否かを判定する物体判定手段を備え、
前記受信信号処理手段は、前記物体判定手段によって物体が存在すると判定された領域に限って、前記物体の存在する方位を検出する、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
該レーダ装置は、車両に搭載され、
前記物体判定手段によって物体が存在すると判定された場合に、検出された物体が自車両と衝突する可能性があるか否かを判定する衝突判定手段を備え、
前記受信信号処理手段は、前記衝突判定手段によって衝突する可能性があると判定された場合に限って、前記物体の存在する方位を検出する、請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記受信信号処理手段は、高分解能で前記受信信号の到来する方位を検出する高分解能方位検出法を用いて、前記物体の存在する方位を検出する、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項５】
受信アンテナは、２個以上の第１所定個数のアンテナ素子を有し、
前記受信信号処理手段は、前記第１所定個数によって検出可能な方位の個数が制限される前記高分解能方位検出法を用いて、前記物体の存在する方位を検出する、請求項４に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記高分解能方位検出法は、最小ノルム法、ＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法、Ｃａｐｏｎ法、又は、Ｐｉｓａｒｅｎｋｏ法である、請求項５に記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記受信信号処理手段によって検出された物体の方位に、受信アンテナの指向性のヌル点を向ける指向性変更手段を備える、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項８】
前記受信アンテナは、２個以上の第１所定個数のアンテナ素子を有し、
前記第１所定個数のアンテナ素子を介して受信される各受信信号の位相及び振幅の少なくとも一方をそれぞれ調整するウエイト調整手段を備え、
前記指向性変更手段は、前記ウエイト調整手段を介して、前記受信信号処理手段によって検出された物体の方位に、前記受信アンテナの指向性のヌル点を向ける、請求項７に記載のレーダ装置。
【請求項９】
送信アンテナは、２個以上の第２所定個数のアンテナ素子を有し、
前記送信手段は、
互いに電波特性の相違する前記複数個の送信信号を生成する送信信号生成部と、
前記送信信号生成部において生成された前記複数個の送信信号の合成波を生成する合成波生成部と、
前記第２所定個数のアンテナ素子を介して、前記合成波生成部で生成された合成波の送信信号の電波特性に基づいてビームの指向性を変化させて送信する合成波送信部、とを備える請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項１０】
前記電波特性は、周波数であって、
前記送信信号生成部は、周波数の相違する前記複数個の送信信号を生成し、
前記合成波生成部は、前記送信信号生成部からの複数個の送信信号を合成して合成波を生成し、
前記合成波送信部は、前記合成波の送信信号の周波数に基づいてビームの指向性を変化させて前記第２所定個数のアンテナ素子を介して送信する、請求項９に記載のレーダ装置。
【請求項１１】
前記第２所定個数のアンテナ素子は、アレーアンテナを形成し、
前記合成波送信部は、隣接するアンテナ素子間を通電可能に接続する位相調整線路を備え、
前記合成波生成部は、前記合成波を前記第２所定個数のアンテナ素子の内、一方端のアンテナ素子に入力し、他のアンテナ素子へは、前記位相調整線路を介して入力される、請求項１０に記載のレーダ装置。
【請求項１２】
前記第２所定個数のアンテナ素子は、アレーアンテナを形成し、
前記合成波送信部は、前記合成波の送信信号の周波数に応じて、隣接するアンテナ素子に供給される送信信号の位相差を変更する可変位相器を備える、請求項１０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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１９７１３８（Ｐ２０１０−１９７１３８Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４０５８９（Ｐ２００９−４０５８９）
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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