レーダ装置
【課題】ある変調区間のピーク周波数をペアリングして算出したターゲットの距離及び相対速度と、別の変調区間ピーク周波数をペアリングして算出したターゲットのペアの距離及び相対速度とから、正確なターゲットの距離及び相対速度を確定するレーダ装置において、ピーク周波数が所定範囲でピーク周波数として抽出されない場合、一方のペアが生成できず、ターゲットの距離及び速度が算出できない課題があった。
【解決手段】ある変調区間ペアの距離及び相対速度から、別の変調区間ペアのピーク周波数を推定し、推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、推定したピーク周波数の他方がピークとして抽出されず、０付近である場合に、ペアを生成し、距離及び相対速度を推定することにより、正確なターゲットの距離及び相対速度を確定する。
【解決手段】ある変調区間ペアの距離及び相対速度から、別の変調区間ペアのピーク周波数を推定し、推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、推定したピーク周波数の他方がピークとして抽出されず、０付近である場合に、ペアを生成し、距離及び相対速度を推定することにより、正確なターゲットの距離及び相対速度を確定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、対象物体（以下、「ターゲット」という）に送信信号（電波）を照射して、送信信号に基づくターゲットからの反射信号を受信手段で受信した際に、反射信号に基づいてターゲット情報を算出するレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、連続的に周波数を変調した送信信号をターゲットに対して送信し、ターゲットからの反射信号を受信し、送信信号と反射信号のビート信号のピーク周波数に基づいて、ターゲットとの距離及び相対速度を算出する周波数変調レーダ装置が知られている。
この種のレーダ装置におけるターゲットの距離Ｒ及び相対速度Ｖは、一般的なＦＭ−ＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）レーダの原理に基づいて以下のようにして算出される。
【０００３】
送信信号に繰返し周波数ｆｍ、変調幅ΔＦの三角波の周波数変調を施し、周波数が時間的に線形に増加する上昇区間で得られるビート信号のピーク周波数をｆｕ、周波数が時間的に線形に減少する下降区間で得られるビート信号のピーク周波数をｆｄとすると、
ｆｕ＝ｆｒ−ｆｐ …（１）
ｆｄ＝ｆｒ＋ｆｐ …（２）
で表される。
【０００４】
また、ｆｒはターゲットまでの距離Ｒに比例する量、ｆｐはターゲットの相対速度Ｖに比例する量で、
ｆｒ＝（４・ｆｍ・ΔＦ／Ｃ）・Ｒ …（３）
ｆｐ＝（２・ｆ０／Ｃ）・Ｖ …（４）
で表される。ここで、Ｃは光速を、ｆ０は送信信号の中心周波数を示す。
【０００５】
よって、ターゲットの距離Ｒ及び相対速度Ｖは、式（１）、（２）、（３）、（４）から、ｆｕ，ｆｄの加減処理を用いて、
ｆｕ＋ｆｄ＝２ｆｒ …（５）
ｆｕ−ｆｄ＝−２ｆｐ …（６）
Ｒ＝Ｍｌ・ｆｒ＝Ｍｌ・（ｆｕ＋ｆｄ）／２ …（７）
Ｖ＝Ｍ２・ｆｐ＝Ｍ２・（ｆｕ−ｆｄ）／２ …（８）
で表される。ただし、
Ｍｌ＝Ｃ／（４・ｆｍ・ΔＦ） …（９）
Ｍ２＝Ｃ／（２・ｆ０） …（１０）
ｆｕ＝Ｒ／Ｍｌ＋Ｖ／Ｍ２ …（１１）
ｆｄ＝Ｒ／Ｍ１−Ｖ／Ｍ２ …（１２）
【０００６】
上昇区間のビート信号のピーク周波数ｆｕと下降区間のビート信号のピーク周波数ｆｄが分かれば、式（７）、（８）から、ターゲットの距離Ｒ及び相対速度Ｖを算出することができる。
ところが、上記の周波数変調レーダ装置では、ターゲットが単一の場合、その距離Ｒ及び相対速度Ｖを正確に求めることができるが、路上の他車両を測定する場合など、ターゲットが複数存在する場合、それぞれのターゲットの距離Ｒ及び相対速度Ｖを決定することができないという問題がある。
【０００７】
例えば、２つのターゲットａとｂにおいて、上昇区間で得られるビート信号のピーク周波数をｆｕａ、ｆｕｂ、下降区間で得られるビート信号のピーク周波数をｆｄａ、ｆｄｂとした場合、ターゲットの距離Ｒａ、Ｒｂ及び相対速度Ｖａ、Ｖｂを求めるためには、そのターゲットの上昇区間と下降区間におけるビート信号のピーク周波数のペアを見つけ、式（７）、（８）に代入すればよい。
ここで、ピーク周波数をｆｕ、ｆｄ、距離Ｒ及び相対速度Ｖにおいて、添字ａが付いているものがターゲットａの、添字ｂが付いているものがターゲットｂの、それぞれピーク周波数、距離及び相対速度を表す。
【０００８】
しかし、ターゲットが２つ存在する場合、上昇区間と下降区間のビート信号のピーク周波数のペアは｛ｆｕａ，ｆｄａ｝｛ｆｕａ，ｆｄｂ｝｛ｆｕｂ，ｆｄａ｝｛ｆｕｂ，ｆｄｂ｝の４ペアが存在する。
正しい｛ｆｕａ，ｆｄａ｝と｛ｆｕｂ，ｆｄｂ｝の２ペアが生成されれば、ターゲットａの距離Ｒａ及び相対速度Ｖａ、ターゲットｂの距離Ｒｂ及び相対速度Ｖｂが算出されるが、間違った｛ｆｕａ，ｆｄｂ｝｛ｆｕｂ，ｆｄａ｝の２ペアが生成されれば、実際のターゲットａとｂの距離及び相対速度とは異なる値が算出されてしまう。
【０００９】
このように、ターゲットが複数存在する場合、複数のピーク周波数が発生するため、誤ったペアを生成する（誤ペアリングの）可能性が高くなる。
そこで、特許文献１に示された技術では、同じターゲットから反射した受信信号に基づいて得られた距離及び相対速度であれば、変調幅Δｆ、繰返し周波数ｆｍ、送信信号の中心周波数ｆ０（以下、変調信号）が変化してもその値は、変わらないことを利用し、変調信号切り替え前の上昇区間と下降区間のピーク周波数のペア｛ｆｕ１，ｆｄ１｝と、切り替え後の上昇区間と下降区間のピーク周波数のぺア｛ｆｕ２，ｆｄ２｝に基づいて、夫々距離及び相対速度を算出し、「切り替え前の距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１」と「切り替え後の距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２」が夫々同一である場合、正しいペアであると判定し、ターゲットの距離及び相対速度を確定させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−２３６１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１の技術に代表されるレーダ装置は、変調信号切り替え前の上昇区間と下降区間のピーク周波数のペア｛ｆｕ１，ｆｄ１｝と、切り替え後の上昇区間と下降区間のピーク周波数のペア｛ｆｕ２，ｆｄ２｝に基づいて、ターゲットの距離及び速度を確定させているため、ピーク周波数が所定範囲でピーク周波数として抽出されない場合、一方のペアが生成できず、ターゲットの距離及び速度を算出できない課題があった。
【００１２】
これは、送受信機やＡ／Ｄ変換器にて発生するノイズ、ばらつきや温度特性によるオフセット電圧、送受信アンテナ間の結合、レドーム等による至近距離からの反射信号、停止物ターゲットからの反射信号、等が受信信号に重畳され、これを周波数解析した場合、周波数が所定範囲の部分に反映され、ピーク周波数として抽出できず、一方のペアが生成できないためである。
【００１３】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、誤ペアリングが無いことはもちろんのこと、ピーク周波数が抽出されず、一方のペアが生成できない場合においても、ターゲットの距離及び速度を算出できるレーダ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明のレーダ装置は、４つの変調区間を有する送信信号を送信する送信手段と、送信手段からの送信信号がターゲットで反射された反射信号を受信信号として受信する受信手段と、送信信号と受信信号とをミキシングしてビート信号を得るミキシング手段と、ミキシング手段で得たビート信号を周波数解析してピーク周波数を抽出するピーク周波数抽出手段と、ピーク周波数抽出手段で抽出したピーク周波数から、４つの変調区間のうち２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第１ペアを生成する第１ペア生成手段と、ピーク周波数抽出手段で抽出したピーク周波数から、２つの変調区間とは異なる２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第２ペアを生成する第２ペア生成手段と、第１ペア生成手段で生成された第１ペアと第２ペア生成手段で生成された第２ペアのピーク周波数からそれぞれ演算されたターゲットの距離及び相対速度に基づいて、ターゲットの距離及び相対速度を確定するターゲット確定手段とを備え、第１ペア生成手段は、第２ペアから第１ペアのピーク周波数を推定する第１ペアピーク周波数推定手段を有し、この第１ペアピーク周波数推定手段で推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第１ペアを生成するようにし、第２ペア生成手段は、第１ペアから第２ペアのピーク周波数を推定する第２ペアピーク周波数推定手段を有し、この第２ペアピーク周波数推定手段で推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第２ペアを生成するようにしたものである。
【００１５】
この発明のレーダ装置は、４つの変調区間を有する送信信号を送信する送信手段と、送信手段からの送信信号がターゲットで反射された反射信号を受信信号として受信する受信手段と、送信信号と受信信号とをミキシングしてビート信号を得るミキシング手段と、ミキシング手段で得たビート信号を周波数解析してピーク周波数を抽出するピーク周波数抽出手段と、ピーク周波数抽出手段で抽出したピーク周波数から、４つの変調区間のうち２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第１ペアを生成し、この第１ペアのピーク周波数からターゲットの距離及び相対速度を算出する第１ペア距離・相対速度算出手段と、ピーク周波数抽出手段で抽出したピーク周波数から、２つの変調区間とは異なる２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第２ペアを生成し、この第２ペアのピーク周波数からターゲットの距離及び相対速度を算出する第２ペア距離・相対速度算出手段と、第２ペア距離・相対速度算出手段で算出された第２ペアの距離及び相対速度から第１ペアのピーク周波数を推定する第１ペアピーク周波数推定手段と、第１ペアピーク周波数推定手段で推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第１ペアを生成してその第１ペアにおける距離及び相対速度を推定する第１ペア距離・相対速度推定手段と、第１ペア距離・相対速度算出手段で算出された第１ペアの距離及び相対速度から第２ペアのピーク周波数を推定する第２ペアピーク周波数推定手段と、第２ペアピーク周波数推定手段で推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第２ペアを生成してその第２ペアにおける距離及び相対速度を推定する第２ペア距離・相対速度推定手段と、第１および第２ペア距離・相対速度算出手段で算出されたターゲットの距離及び相対速度と、第１および第２ペア距離・相対速度推定手段で推定されたターゲットの距離及び相対速度から、ターゲットの距離及び相対速度を確定するターゲット確定手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、送受信機やＡ／Ｄ変換器にて発生するノイズ、ばらつきや温度特性によるオフセット電圧、送受信アンテナ間の結合、レドーム等による至近距離からの反射信号、停止物ターゲットからの反射信号、等が受信信号に重畳され、ピーク周波数が所定範囲内で抽出されない場合においても、ある変調区間のペアから別の変調区間のペアのピーク周波数を推定し、推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、推定したピーク周波数の他方が所定条件である場合に、ペアを生成するため、ターゲットの距離及び速度を算出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１に係るレーダ装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る４つの変調区間を有する送信信号の波形例を示す図である。
【図３Ａ】この発明の実施の形態１によるターゲット検出部の動作を示すフローチャートである。
【図３Ｂ】図３Ａのフローチャートの続きを示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１による変調区間毎における複素スペクトラムの振幅を表す図である。
【図５Ａ】この発明の実施の形態２によるターゲット検出部の動作を示すフローチャートである。
【図５Ｂ】図５Ａのフローチャートの続きを示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２による変調区間毎における複素スペクトラムの振幅を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態１.
以下、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置を図１〜図４に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係るレーダ装置を示すブロック図、図２は送信信号の波形例を示す図、図３Ａ・図３Ｂはターゲット検出部の動作を示すフローチャート、図４は変調区間毎における複素スペクトラムの振幅を表す図である。
図１において、レーダ装置は、マイクロコンピュータからなるターゲット検出部１と、ターゲット検出部１の制御下で制御電圧を出力する制御電圧発生器２と、制御電圧に基づいて周波数が上昇／下降変調された送信信号を出力する電圧制御発振器ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）３と、送信信号を分配する分配器４と、ターゲット４０、４１に対して送信信号Ｗ１を出射する送信アンテナ５（送信手段）とを備えている。
【００１９】
また、レーダ装置は、送信信号Ｗ１がターゲット４０、４１で反射された反射信号Ｗ２を受信する受信アンテナ６（受信手段）と、分配器４で分配された送信信号と受信アンテナ６で受信された受信信号とをそれぞれミキシングしてビート信号を得るミキサ７（ミキシング手段）と、ビート信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ８と、Ａ／Ｄ変換されたビート信号を周波数解析する高速フーリエ変換器ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）９とを備えている。
ＦＦＴ９からのビート信号の周波数解析結果（ビート周波数スペクトラム）は、ターゲット検出部１に入力される。ターゲット検出部１は、ターゲット４０、４１の距離及び相対速度を算出して、ターゲット情報として外部装置（図示せず）に出力する。
【００２０】
ターゲット４０、４１の距離及び相対速度等のターゲット情報を得るため、ターゲット検出部１は、ビート信号の周波数解析結果からピーク周波数を検出するピーク検出部１０（ピーク周波数抽出手段）と、４つの変調区間（後述する図２で説明）のうち２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第１ペアを生成して、第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１を算出する第１ペア距離・相対速度算出部１１と、上記した２つの変調区間とは異なる別の２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第２ペアを生成して、第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を算出する第２ペア距離・相対速度算出部１２とを備えている。
【００２１】
また、ターゲット検出部１は、第２ペア距離・相対速度算出部１２によって算出された第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２から第１ペアのピーク周波数を推定する第１ペアピーク周波数推定部１３（第１ペアピーク周波数推定手段）と、推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第１ペアを生成し、距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１を推定する第１ペア距離・相対速度推定部１４（第１ペア距離・相対速度推定手段）と、第１ペア距離・相対速度算出部１１によって算出された第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１から第２ペアのピーク周波数を推定する第２ペアピーク周波数推定部１５（第２ペアピーク周波数推定手段）と、推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第２ペアを生成し、距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を算出する第２ペア距離・相対速度推定部１６（第２ペア距離・相対速度推定手段）とを備えている。
【００２２】
さらに、第１ペア距離・相対速度算出部１１および第１ペア距離・相対速度推定部１４でそれぞれ算出および推定された第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１と、第２ペア距離・相対速度算出部１２および第２ペア距離・相対速度推定部１６でそれぞれ算出および推定された第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２が夫々ほぼ等しい場合に、ターゲット４０、４１の距離Ｒ及び相対速度Ｖを確定させるターゲット確定部１７（ターゲット確定手段）とを備えている。
【００２３】
なお、ここで、第１ペア距離・相対速度算出部１１、第１ペアピーク周波数推定部１３および第１ペア距離・相対速度推定部１４で第１ペアを生成する第１ペア生成手段を構成し、第２ペア距離・相対速度算出部１２、第２ペアピーク周波数推定部１５および第２ペア距離・相対速度推定部１６で第２ペアを生成する第２ペア生成手段を構成している。
【００２４】
以下、図１に示したこの発明の実施の形態１の動作について説明する。
まず、ターゲット検出部１から制御電圧発生器２に対して変調開始命令が出力されると、制御電圧発生器２から予め設定された図２に示すように４つの変調区間（たとえば、三角状の上昇区間１／下降区間１／上昇区間２／下降区間２）の制御電圧が電圧制御発振器ＶＣＯ３に印加され、ＶＣＯ３からは、制御電圧にしたがって変調区間ごとに周波数変調された送信信号が出力される。
ここで、上昇区間１／下降区間１と上昇区間２／下降区間２とでは、繰返し周波数ｆｍと変調幅△Ｆと中心周波数ｆ０が異なる送信信号が出力される。すなわち、上昇区間１／下降区間１では、繰返し周波数ｆｍ１と変調幅△Ｆ１と中心周波数ｆ０_１の送信信号が、上昇区間２／下降区間２では、繰返し周波数ｆｍ２と変調幅△Ｆ２と中心周波数ｆ０_２の送信信号が出力される。
【００２５】
電圧制御発振器ＶＣＯ３からの送信信号は、分配器４を介して送信アンテナ５とミキサ７とに分配され、送信アンテナ５からターゲット４０、４１に向けて送信信号Ｗ１として出射される。一方、ターゲット４０、４１で反射された反射信号Ｗ２は、受信アンテナ６により、受信信号として受信され、ミキサ７により送信信号とミキシングされる。
これにより、ミキサ７からは、ビート信号が生成され、ビート信号は、上昇区間１／下降区間１／上昇区間２／下降区間２のそれぞれについて、Ａ／Ｄコンバータ８で各々ディジタルデータに変換される。
【００２６】
Ａ／Ｄコンバータ８から生成されたディジタルデータは、高速フーリエ変換器ＦＦＴ９により、高速フーリエ変換を用いた周波数解析が施される。ＦＦＴ９により算出された周波数解析結果（ビート周波数スペクトル）は、上昇区間１／下降区間１／上昇区間２／下降区間２のそれぞれについて、ターゲット検出部１に入力される。
【００２７】
ターゲット検出部１内において、まず、ピーク検出部１０は、周波数解析結果からピーク周波数を抽出する。
次に、第１ペア距離・相対速度算出部１１は、ピーク検出部１０で抽出された上昇区間１と下降区間１のピーク周波数から第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１を算出し、第２ペア距離・相対速度算出部１２は、ピーク検出部１０で抽出された上昇区間２と下降区間２のピーク周波数から第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を算出する。
【００２８】
さらに、ターゲット検出部１の第１ペアピーク周波数推定部１３は、第２ペア距離・相対速度算出部１２によって算出された第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２から第１ペアのピーク周波数を推定する。第１ペア距離・相対速度推定部１４は、第１ペアピーク周波数推定部１３で推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第１ペアを生成し、距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１を推定する。
【００２９】
同様に、ターゲット検出部１の第２ペアピーク周波数推定部１５は、第１ペア距離・相対速度算出部１１によって算出された第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１から第２ペアのピーク周波数を推定する。第２ペア距離・相対速度推定部１６は、第２ペアピーク周波数推定部１５で推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第２ペアを生成し、距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を推定する。
【００３０】
最後に、ターゲット確定部１７は、第１ペア距離・相対速度算出手段１１と第１ペア距離・相対速度推定手段１４で算出・推定（演算）された第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１と、第２ペア距離・相対速度算出手段１２と第２ペア距離・相対速度推定手段１６で算出・推定（演算）された第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２とが、夫々ほぼ等しい場合に、ターゲット４０、４１の距離Ｒ及び相対速度Ｖを確定させる。
【００３１】
次に、図３〜図４を参照しながら、図１に示したターゲット検出部１の動作について具体的に説明する。図３Ａ、図３Ｂはターゲット検出部１の動作手順を示すフローチャートである。図４は図３Ａ内のステップＳ１０１の処理を示す説明図であり、入力されたビート周波数スペクトラムの振幅を示している。
【００３２】
図３Ａにおいて、ステップＳ１０１は、ピーク検出部１０によりビート周波数スペクトラムの振幅に対して、ピーク周波数を検出する。具体的には、図４に示すように、ビート周波数スペクトラムの振幅に対して、検出閾値を設け、検出閾値以上かつ前後のビート周波数の振幅より大きい振幅をピークと判定する。
【００３３】
図４において、（ａ）は上昇区間１のビート周波数スペクトルの振幅を示し、（ｂ）は下降区間１のビート周波数スペクトルの振幅を示し、（ｃ）は上昇区間２のビート周波数スペクトルの振幅を示し、（ｄ）は下降区間２のビート周波数スペクトルの振幅を示しており、それぞれ、横軸はビート周波数、縦軸は振幅である。
また、ピークとなったピーク周波数は、上昇区間１については「ｆｕ１_ａ、ｆｕ１_ｂ」で示され、下降区間１については「ｆｄ１_ａ、ｆｄ１_ｂ」で示され、上昇区間２については「ｆｕ２_ｂ」で示され、下降区間２については「ｆｄ２_ａ、ｆｄ２_ｂ」で示さ
れている。
なお、ターゲット４０に基づくピーク周波数は、添字にａが付いた「ｆｕ１_ａ」「ｆ
ｄ１_ａ」「ｆｄ２_ａ」（上昇区間２はピーク周波数が抽出されず）で示され、ターゲット４１に基づくピーク周波数は、添字にｂが付いた「ｆｕ１_ｂ」「ｆｄ１_ｂ」「ｆｕ２_ｂ」「ｆｄ２_ｂ」で示されている。
【００３４】
図３Ａに戻り、ステップＳ１０２は、第１ペア距離・相対速度算出部１１により、ステップＳ１０１で得られた上昇区間１と下降区間１（繰返し周波数ｆｍ１と変調幅ΔＦ１と中心周波数ｆ０_１）のピーク周波数｛ｆｕ１、ｆｄ１｝から、第１ペアを生成し、第１
ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１を、一般的なＦＭ−ＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）レーダの原理に基づいて算出する。すなわち、式（７）（８）によりピーク周波数｛ｆｕ１、ｆｄ１｝から第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１を算出する。
【００３５】
図４の例では、第１ペア｛ｆｕ１_ａ、ｆｄ１_ａ｝から距離Ｒ１_ａａ及び相対速度Ｖ
１_ａａ、第１ペア｛ｆｕ１_ａ、ｆｄ１_ｂ｝から距離Ｒ１_ａｂ及び相対速度Ｖ１_ａｂ
、第１ペア｛ｆｕ１_ｂ、ｆｄ１_ａ｝から距離Ｒ１_ｂａ及び相対速度Ｖ１_ｂａ、第１ペア｛ｆｕ１_ｂ、ｆｄ１_ｂ｝から距離Ｒ１_ｂｂ及び相対速度Ｖ１_ｂｂが算出される。
また、第１ペア距離・相対速度算出部１１は、ステップＳ１０３において、算出された第１ペアの個数Ｎ１をカウントして記憶する。図４の例では、第１ペアの個数は、「４」である。
【００３６】
同様に、ステップＳ１０４は、第２ペア距離・相対速度算出部１２により、ステップＳ１０１で得られた上昇区間２と下降区間２（繰返し周波数ｆｍ２と変調幅ΔＦ２と中心周波数ｆ０_２）のピーク周波数｛ｆｕ２、ｆｄ２｝から、第２ペアを生成し、第２ペアの
距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を、一般的なＦＭ−ＣＷレーダの原理に基づいて算出する。すなわち、式（７）（８）によりピーク周波数｛ｆｕ２、ｆｄ２｝から第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を算出する。
【００３７】
図４の例では、第２ペア｛ｆｕ２_ｂ、ｆｄ２_ａ｝から距離Ｒ２_ｂａ及び相対速度Ｖ
２_ｂａ、第２ペア｛ｆｕ２_ｂ、ｆｄ２_ｂ｝から距離Ｒ２_ｂｂ及び相対速度Ｖ２_ｂｂ
が算出される。
また、第２ペア距離・相対速度算出部１２は、ステップＳ１０５において、第２ペアで算出された距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２の個数Ｎ２をカウントして記憶する。図４の例では、第２ペアの個数は、上昇区間２でターゲット４０に基づいたピーク周波数ｆｕ２_ａが
抽出されていないため「２」である。
【００３８】
次に、ステップＳ１０６は、第１ペアピーク周波数推定部１３により、第２ペア距離・相対速度算出部１２によって算出された第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２から第１ペアのピーク周波数を推定する。すなわち、式（１１）（１２）により、距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２から上昇区間１と下降区間１（繰返し周波数ｆｍ１と変調幅ΔＦ１と中心周波数ｆ０_１）のピーク周波数｛ｆｕ１、ｆｄ１｝を推定する。
【００３９】
図４の例では、ステップＳ１０４で算出された第２ペアの距離Ｒ２_ｂａ及び相対速度
Ｖ２_ｂａからピーク周波数｛ｆｕ１_ｃ、ｆｄ１_ｃ｝（誤ペアリングのためピークは無
い）、ステップＳ１０４で算出された距離Ｒ２_ｂｂ及び相対速度Ｖ２_ｂｂからピーク周波数｛ｆｕ１_ｂ、ｆｄ１_ｂ｝（誤ペアリングではないためピークが存在）が推定される。
【００４０】
次に、ステップＳ１０７は、第１ペア距離・相対速度推定部１４により、第１ペアピーク周波数推定部１３で推定したピーク周波数の｛ｆｕ１、ｆｄ１｝の一方がピーク周波数として抽出されており、｛ｆｕ１、ｆｄ１｝のもう一方がピーク周波数として抽出されず、所定範囲（たとえば０付近とする）であるか判定する。推定したピーク周波数の｛ｆｕ１、ｆｄ１｝の一方がピーク周波数として抽出されており、｛ｆｕ１、ｆｄ１｝のもう一方がピーク周波数として抽出されず、０付近の場合、ステップＳ１０８へ、その他の場合はステップＳ１０９へ進む。
【００４１】
ステップＳ１０８では、第１ペア距離・相対速度推定部１４により、推定したピーク周波数の｛ｆｕ１，ｆｄ１｝より第１ペアを生成し、第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１を推定算出する。すなわち、推定したピーク周波数の｛ｆｕ１，ｆｄ１｝より、式（７）（８）に基づいて第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１を算出する。
【００４２】
ステップＳ１０９では、ステップＳ１０５でカウントした第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２の個数Ｎ２分（図４の例では「２」個分）の計算が終了したか否かを判定し、計算が終了していない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ１０６に戻って、ステップＳ１０６〜ステップＳ１０８の処理を繰り返し実行する。
【００４３】
図４の例では、ステップＳ１０６で推定したピーク周波数｛ｆｕ１_ｃ、ｆｄ１_ｃ｝は、何れもピーク周波数として抽出されていないため、第１ペアが生成されない。
また、ステップＳ１０６で推定したピーク周波数｛ｆｕ１_ｂ、ｆｄ１_ｂ｝は、何れもピーク周波数として抽出されているため、第１ペアが生成されない。したがって、ステップＳ１０８では、第２ペアからは第１ペアにおける距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１は算出推定されない。
【００４４】
次に、図３ＢのステップＳ１１０は、第２ペアピーク周波数推定部１５により、第１ペア距離・相対速度算出部１１によって算出された第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１から第２ペアのピーク周波数を推定する。すなわち、式（１１）（１２）により、距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１から上昇区間２と下降区間２（繰返し周波数ｆｍ２と変調幅ΔＦ２と中心周波数ｆ０_１）のピーク周波数｛ｆｕ２、ｆｄ２｝を算出する。
【００４５】
図４の例では、ステップＳ１０２で算出された距離Ｒ１_ａａ及び相対速度Ｖ１_ａａからピーク周波数｛ｆｕ２_ａ、ｆｄ２_ａ｝（誤ペアリングではないためピークが存在）、距離Ｒ１_ａｂ及び相対速度Ｖ１_ａｂからピーク周波数｛ｆｕ２_ｄ、ｆｄ２_ｄ｝（誤ペアリングのためピークは無い）、距離Ｒ１_ｂａ及び相対速度Ｖ１_ｂａからピーク周波数｛ｆｄ２_ｅ、ｆｕ２_ｅ｝（誤ペアリングのためピークは無い）、距離Ｒ１_ｂｂ及び相
対速度Ｖ１_ｂｂからピーク周波数｛ｆｕ２_ｂ、ｆｄ２_ｂ｝（誤ペアリングではないた
めピークが存在）が推定される。
【００４６】
次に、ステップＳ１１１は、第２ペア距離・相対速度推定部１６により、推定したピーク周波数の｛ｆｕ２、ｆｄ２｝の一方がピーク周波数として抽出されており、｛ｆｕ２、ｆｄ２｝のもう一方がピーク周波数として抽出されず、所定範囲（たとえば０付近とする）であるか判定する。
推定したピーク周波数の｛ｆｕ２、ｆｄ２｝の一方がピーク周波数として抽出されており、｛ｆｕ２、ｆｄ２｝のもう一方がピーク周波数として抽出されず、０付近の場合ステップＳ１１２へ、その他の場合はステップＳ１１３へ進む。
【００４７】
ステップＳ１１２では、推定したピーク周波数の｛ｆｕ２、ｆｄ２｝より第２ペアを生成し、距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を算出する。すなわち、式（７）（８）によりピーク周波数の｛ｆｕ２、ｆｄ２｝から第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を算出する。
ステップＳ１１３では、ステップＳ１０３でカウントした第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１の個数Ｎ１分（図４の例では「４」個分）の計算が終了したか否かを判定し、計算が終了していない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ１１０に戻って、ステップＳ１１０〜ステップＳ１１２の処理を繰り返し実行する。
【００４８】
図４の例では、ステップＳ１１０で推定したピーク周波数｛ｆｕ２_ｄ、ｆｄ２_ｄ｝とピーク周波数｛ｆｄ２_ｅ、ｆｕ２_ｅ｝は、何れもピーク周波数として抽出されていないため、第２ペアが生成されない。また、ステップＳ１１０で推定したピーク周波数｛ｆｕ２_ｂ，ｆｄ２_ｂ｝は、何れもピーク周波数として抽出されているため、第２ペアが生成されない。
また、ステップＳ１１０で推定したピーク周波数｛ｆｕ２_ａ、ｆｄ２_ａ｝は、ｆｄ２_ａがピーク周波数として抽出されており、ｆｕ２_ａがピークとして抽出されず、０付近であるため、第２ペアが生成され、ステップＳ１１０で推定されたピーク周波数｛ｆｕ２_ａ、ｆｄ２_ａ｝から、式（７）（８）により距離Ｒ２_ａａ及び相対速度Ｖ２_ａａが算出される。
【００４９】
最後に、ステップＳ１１４は、ターゲット確定部１７により、第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１と第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２が夫々ほぼ等しい組み合わせを、ターゲット４０、４１の距離Ｒ及び相対速度Ｖとして確定させ、ターゲット情報として、図示しない外部装置に出力する。
なお、ターゲット４０、４１の距離Ｒは、第１ペアの距離Ｒ１と第２ペアの距離Ｒ２の平均、相対速度Ｖは、第１ペアの相対速度Ｖ１と第２ペアの相対速度Ｖ２の平均としてもよいし、第１ペア及び第２ペア何れかの距離及び相対速度としてもよい。
【００５０】
図４の例では、第１ペア距離・相対速度算出部１１から、第１ペアの距離Ｒ１_ａａ及
び相対速度Ｖ１_ａａ、距離Ｒ１_ａｂ及び相対速度Ｖ１_ａｂ、距離Ｒ１_ｂａ及び相対速度Ｖ１_ｂａおよび距離Ｒ１_ｂｂ及び相対速度Ｖ１_ｂｂが算出され、第１ペア距離・相対速度推定部１４からは第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１は算出されていない。また、第２ペア距離・相対速度算出部１２から、第２ペアの距離Ｒ２_ｂａ及び相対速度Ｖ２_ｂａと距離Ｒ２_ｂｂ及び相対速度Ｖ２_ｂｂが算出され、第２ペア距離・相対速度推定部１６からは第２ペアの距離Ｒ２_ａａ及び相対速度Ｖ２_ａａが算出されている。
【００５１】
したがって、ターゲット確定部１７は、第１ペアの距離Ｒ１_ａａ及び相対速度Ｖ１_ａａと第２ペアの距離Ｒ２_ａａ及び相対速度Ｖ２_ａａ、第１ペアの距離Ｒ１_ｂｂ及び相対速度Ｖ１_ｂｂと第２ペアの距離Ｒ２_ｂｂ及び相対速度Ｖ２_ｂｂがほぼ等しいため、
ターゲット４０、４１の距離Ｒ及び相対速度Ｖとして確定する。
また、第１ペアの距離Ｒ１_ａｂ及び相対速度Ｖ１_ａｂと第１ペアの距離Ｒ１_ｂａ及
び相対速度Ｖ１_ｂａと第２ペアの距離Ｒ２_ｂａ及び相対速度Ｖ２_ｂａは、距離及び相
対速度の等しいペアがないため、誤ペアリングとして除外される。
【００５２】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、ターゲット検出部１は、ある変調区間ペアの距離及び相対速度から、別の変調区間ペアのピーク周波数を推定し、推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、推定したピーク周波数の他方がピークとして抽出されず、０付近である場合に、ペアを生成し、距離及び相対速度を算出したため、送受信機やＡ／Ｄ変換器にて発生するノイズ、ばらつきや温度特性によるオフセット電圧、送受信アンテナ間の結合、レドーム等による至近距離からの反射信号が受信信号に重畳され、ピーク周波数が０付近で抽出されない場合においても、誤ペアリングが無くターゲットの距離及び相対速度を正しく算出できる。
【００５３】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係るレーダ装置を図５および図６に基づいて説明する。図５Ａ・図５Ｂはターゲット検出部の動作を示すフローチャート、図６は変調区間毎における複素スペクトラムの振幅を表す図である。
実施の形態１では、推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、推定したピーク周波数の他方がピーク周波数として抽出されず、０付近である場合にペアを生成し、距離及び相対速度を算出していたが、実施の形態２の発明は、推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、推定したピーク周波数の他方がピーク周波数として抽出されず、停止物ターゲットが存在する周波数範囲の場合にペアを生成し、距離及び相対速度を算出するようにしたものである。それ以外の実施の形態２の構成は、実施の形態１で説明した図１に示すブロック図および図２に示す送信信号波形図と同じ構成であるので、詳しい説明は省略する。
【００５４】
以下、図５Ａ・図５Ｂ〜図６を参照しながら、図１に示したターゲット検出部１の動作について具体的に説明する。
図５Ａ・図５Ｂに示すターゲット検出部１の動作手順を示すフローチャートにおいては、図３のフローチャートと処理が一部共通する。このため、同様の処理に関しては、その説明を簡略する。図６は図５Ａ内のステップＳ２０１の処理を示す説明図であり、入力されたビート周波数スペクトラムの振幅を示している。
【００５５】
図６において、（ａ）は上昇区間１のビート周波数スペクトルの振幅を示し、（ｂ）は下降区間１のビート周波数スペクトルの振幅を示し、（ｃ）は上昇区間２のビート周波数スペクトルの振幅を示し、（ｄ）は下降区間２のビート周波数スペクトルの振幅を示しており、それぞれ、横軸はビート周波数、縦軸は振幅である。
また、ピークとなったピーク周波数は、上昇区間１については「ｆｕ１_ａ、ｆｕ１_ｂ」で示され、下降区間１については「ｆｄ１_ｂ」で示され、上昇区間２については「ｆｕ２_ａ、ｆｕ２_ｂ」で示され、下降区間２については「ｆｄ２_ａ、ｆｄ２_ｂ」で示されている。
なお、ターゲット４０に基づくピーク周波数は、添字ａが付いた「ｆｕ１_ａ」「ｆｕ
２_ａ」「ｆｄ２_ａ」（下降区間１はピーク周波数が抽出されず）で示され、ターゲット４１に基づくピーク周波数は、添字ｂが付いた「ｆｕ１_ｂ」「ｆｄ１_ｂ」「ｆｕ２_ｂ」「ｆｄ２_ｂ」で示されている。
【００５６】
図５Ａにおいて、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６は、実施の形態１のステップＳ１０１〜Ｓ１０６と同じである。
まずステップＳ２０１は、ピーク検出部１０によりビート周波数スペクトラムの振幅に対して、ピーク周波数を検出する。具体的には、図６に示すように、ビート周波数スペクトラムの振幅に対して、検出閾値を設け、検出閾値以上かつ前後のビート周波数の振幅より大きい振幅をピークと判定する。
図６の例では下降区間１のターゲットａでピーク周波数「ｆｄ１_ａ」が抽出されてい
ない。
【００５７】
ステップＳ２０２は、第１ペア距離・相対速度算出部１１により、ステップＳ１０１で得られた上昇区間１と下降区間１（繰返し周波数ｆｍ１と変調幅ΔＦ１と中心周波数ｆ０_１）のピーク周波数｛ｆｕ１、ｆｄ１｝から、第１ペアを生成し、第１ペアの距離Ｒ１
及び相対速度Ｖ１を、一般的なＦＭ−ＣＷレーダの原理に基づいて、式（７）（８）により算出する。
図６の例では、第１ペア｛ｆｕ１_ａ、ｆｄ１_ｂ｝から距離Ｒ１_ａｂ及び相対速度Ｖ
１_ａｂ、第１ペア｛ｆｕ１_ｂ、ｆｄ１_ｂ｝から距離Ｒ１_ｂｂ及び相対速度Ｖ１_ｂｂ
が算出される。
また、第１ペア距離・相対速度算出部１１は、ステップＳ２０３において、算出された第１ペアの個数Ｎ１をカウントして記憶する。図６の例では、第１ペアの個数は、「２」である。
【００５８】
同様に、ステップＳ２０４は、第２ペア距離・相対速度算出部１２により、ステップＳ２０１で得られた上昇区間２と下降区間２（繰返し周波数ｆｍ２と変調幅ΔＦ２と中心周波数ｆ０_２）のピーク周波数｛ｆｕ２、ｆｄ２｝から、第２ペアを生成し、第２ペアの
距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を、一般的なＦＭ−ＣＷレーダの原理に基づいて、式（７）（８）により算出する。
【００５９】
図６の例では、第２ペア｛ｆｕ２_ａ、ｆｄ２_ａ｝から距離Ｒ２_ａａ及び相対速度Ｖ
２_ａａ、第２ペア｛ｆｕ２_ａ、ｆｄ２_ｂ｝から距離Ｒ２_ａｂ及び相対速度Ｖ２_ａｂ
、第２ペア｛ｆｕ２_ｂ、ｆｄ２_ａ｝から距離Ｒ２_ｂａ及び相対速度Ｖ２_ｂａ、第２ペア｛ｆｕ２_ｂ、ｆｄ２_ｂ｝から距離Ｒ２_ｂｂ及び相対速度Ｖ２_ｂｂが算出される。
また、第２ペア距離・相対速度算出部１２は、ステップＳ２０５において、算出された第２ペアの個数Ｎ２をカウントして記憶する。図６の例では、第２ペアの個数は、「４」である。
【００６０】
次に、ステップＳ２０６は、第１ペアピーク周波数推定部１３により、第２ペア距離・相対速度算出部１２によって算出された第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２から第１ペアのピーク周波数を推定する。すなわち、式（１１）（１２）により、距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２から上昇区間１と下降区間１（繰返し周波数ｆｍ１と変調幅ΔＦ１と中心周波数ｆ０_１）のピーク周波数｛ｆｕ１、ｆｄ１｝を推定する。
【００６１】
図６の例では、ステップＳ２０４で算出された第２ペアの距離Ｒ２_ａｂ及び相対速度
Ｖ２_ａｂからピーク周波数｛ｆｕ１_ｃ、ｆｄ１_ｃ｝（誤ペアリングのためピークは無
い）、距離Ｒ２_ｂａ及び相対速度Ｖ２_ｂａからピーク周波数｛ｆｕ１_ｄ、ｆｄ１_ｄ｝（誤ペアリングのためピークは無い）、距離Ｒ２_ｂｂ及び相対速度Ｖ２_ｂｂからピーク周波数｛ｆｕ１_ｂ、ｆｄ１_ｂ｝（誤ペアリングではないためピークが存在）、距離Ｒ２_ａａ及び相対速度Ｖ２_ａａからピーク周波数｛ｆｕ１_ａ、ｆｄ１_ａ｝（誤ペアリングではないためピークが存在）が推定される。
【００６２】
ステップＳ２０７は、上昇区間１／下降区間１の停止物ターゲットが存在する周波数範囲を算出する。停止物ターゲットが存在する周波数範囲は、レーダ方式がＦＭ−パルスドップラー方式の場合、レンジゲート毎に自車速、レンジゲート幅から算出することができる。またレーダ方式がＦＭ−ＣＷ方式の場合、自車速、レーダの最大検出距離と最小検出距離から算出することができるが、算出した停止物ターゲットが存在する周波数範囲が、周波数解析で対象とする周波数範囲全てとなってしまう可能性があり、この場合は周波数範囲を限定できない場合がある。したがって、レーダ方式がＦＭ−ＣＷ方式の場合、停止物ターゲットが存在する周波数範囲は、設計者が実験値・想定値等により予め設定した所定周波数範囲とすることが望ましい。
図６の例では、停止物ターゲットが存在する周波数範囲は、「□」で示されている。
【００６３】
次に、ステップＳ２０８は、第１ペア距離・相対速度推定部１４により、第１ペアピーク周波数推定部１３で推定したピーク周波数の｛ｆｕ１、ｆｄ１｝の一方がピーク周波数として抽出されており、｛ｆｕ１、ｆｄ１｝のもう一方がピーク周波数として抽出されず、所定範囲（たとえば停止物ターゲットが存在する周波数範囲）であるか判定する。
推定したピーク周波数の｛ｆｕ１、ｆｄ１｝の一方がピーク周波数として抽出されており、｛ｆｕ１、ｆｄ１｝のもう一方がピーク周波数として抽出されず、停止物ターゲットが存在する周波数範囲の場合ステップＳ２０９へ、その他の場合はステップＳ２１０へ進む。
【００６４】
ステップＳ２０９とステップＳ２１０は、実施の形態１のステップＳ１０８とステップＳ１０９と同じである。即ち、ステップＳ２０９では、第１ペア距離・相対速度推定部１４により、推定したピーク周波数の｛ｆｕ１，ｆｄ１｝より第１ペアを生成し、第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１を推定算出する。すなわち、推定したピーク周波数の｛ｆｕ１，ｆｄ１｝より、式（７）（８）に基づいて第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１を算出する。
ステップＳ２１０では、ステップＳ２０５でカウントした第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２の個数Ｎ２分（図６の例では「４」個分）の計算が終了したか否かを判定し、計算が終了していない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ２０６に戻って、ステップＳ２０６〜ステップＳ２０９の処理を繰り返し実行する。
【００６５】
図６の例では、ピーク周波数｛ｆｕ１_ｃ、ｆｄ１_ｃ｝とピーク周波数｛ｆｄ１_ｄ、ｆｕ１_ｄ｝は、何れもピーク周波数として抽出されていないため、第１ペアが生成され
ない。
また、ピーク周波数｛ｆｕ１_ｂ，ｆｄ１_ｂ｝は、何れもピーク周波数として抽出されているため、第２ペアが生成されない。
また、ピーク周波数｛ｆｕ１_ａ，ｆｄ１_ａ｝は、ｆｕ１_ａがピーク周波数として抽
出されており、ｆｄ１_ａがピークとして抽出されず、停止物ターゲットが存在する周波
数範囲であるため、第１ペアが生成され、推定したピーク周波数｛ｆｕ１_ａ，ｆｄ１_ａ｝から式（７）（８）により距離Ｒ１_ａａ及び相対速度Ｖ１_ａａが算出される。
【００６６】
次に、図５ＢのステップＳ２１１は、実施の形態１のステップＳ１１０と同じであり、ステップＳ２１１は、第２ペアピーク周波数推定部１５により、第１ペア距離・相対速度算出部１１によって算出された第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１から第２ペアのピーク周波数を推定する。すなわち、式（１１）（１２）により、距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１から上昇区間２と下降区間２（繰返し周波数ｆｍ２と変調幅ΔＦ２と中心周波数ｆ０_１
）のピーク周波数｛ｆｕ２、ｆｄ２｝を算出する。
【００６７】
図６の例では、距離Ｒ１_ｂａ及び相対速度Ｖ１_ｂａからピーク周波数｛ｆｕ２_ｅ、
ｆｄ２_ｅ｝（誤ペアリングのためピークは無い）、距離Ｒ１_ｂｂ及び相対速度Ｖ１_ｂ
ｂからピーク周波数｛ｆｕ２_ｂ、ｆｄ２_ｂ｝（誤ペアリングではないためピークが存在）が推定される。
【００６８】
ステップＳ２１２は、上昇区間２／下降区間２の停止物ターゲットが存在する周波数範囲を算出する。停止物ターゲットが存在する周波数範囲の算出の仕方はステップＳ２０７と同様であり、レーダ方式がＦＭ−パルスドップラー方式の場合、レンジゲート毎に自車速、レンジゲート幅から算出することができる。
図６の例では、停止物ターゲットが存在する周波数範囲は、「□」で示されている。
【００６９】
次に、ステップＳ２１３は、ステップＳ２１１で推定したピーク周波数のｆｕ２とｆｄ２の一方がピーク周波数として抽出されており、ｆｕ２とｆｄ２のもう一方がピークとして抽出されず、所定範囲（たとえば停止物ターゲットが存在する周波数範囲）であるか判定する。
推定したピーク周波数のｆｕ２とｆｄ２の一方がピーク周波数として抽出されており、ｆｕ２とｆｄ２のもう一方がピークとして抽出されず、停止物ターゲットが存在する周波数範囲の場合ステップＳ２１４へ、その他の場合はステップＳ２１５へ進む。
【００７０】
ステップＳ２１４〜Ｓ２１５は、実施の形態１のステップＳ１１２〜Ｓ１１３と同じである。即ち、ステップＳ２１４では、推定したピーク周波数の｛ｆｕ２、ｆｄ２｝より第２ペアを生成し、距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を算出する。すなわち、式（７）（８）によりピーク周波数の｛ｆｕ２、ｆｄ２｝から第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を算出する。
ステップＳ２１５では、ステップＳ２０３でカウントした第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１の個数Ｎ１分（図６の例では「２」個分）の計算が終了したか否かを判定し、計算が終了していない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ２１１に戻って、ステップＳ２１１〜ステップＳ２１４の処理を繰り返し実行する。
【００７１】
図６の例では、ピーク周波数｛ｆｕ２_ｅ，ｆｄ２_ｅ｝は、何れもピーク周波数として抽出されていないため、第２ペアが生成されない。
また、ピーク周波数｛ｆｕ２_ｂ，ｆｄ２_ｂ｝は、何れもピーク周波数として抽出されているため、第２ペアが生成されない。したがって、ステップＳ２１４では、第１ペアからは第２ペアにおける距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２は算出推定されない。
【００７２】
最後に、ステップＳ２１６は実施の形態１のステップＳ１１４と同じで、ターゲット確定部１７により、第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１と第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２が夫々ほぼ等しい組み合わせを、ターゲット４０、４１の距離Ｒ及び相対速度Ｖとして確定させ、ターゲット情報として、図示しない外部装置に出力する。
なお、ターゲット４０、４１の距離Ｒは、実施の形態１と同様に、第１ペアの距離Ｒ１と第２ペアの距離Ｒ２の平均、相対速度Ｖは、第１ペアの相対速度Ｖ１と第２ペアの相対速度Ｖ２の平均としてもよいし、第１ペア及び第２ペア何れかの距離及び相対速度としてもよい。
【００７３】
図６の例では、第１ペア距離・相対速度算出部１１から、第１ペアの距離Ｒ１_ａｂ及
び相対速度Ｖ１_ａｂと距離Ｒ１_ｂｂ及び相対速度Ｖ１_ｂｂが算出され、第１ペア距離
・相対速度推定部１４からは第１ペアの距離Ｒ１_ａａ及び相対速度Ｖ１_ａａが算出されている。また、第２ペア距離・相対速度算出部１２から、距離Ｒ２_ａａ及び相対速度Ｖ２_ａａ、距離Ｒ２_ａｂ及び相対速度Ｖ２_ａｂ、距離Ｒ２_ｂａ及び相対速度Ｖ２_ｂａおよび距離Ｒ２_ｂｂ及び相対速度Ｖ２_ｂｂが算出され、第２ペア距離・相対速度推定部１６からは第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２は算出されていない。
【００７４】
したがって、ターゲット確定部１７は、第１ペアの距離Ｒ１_ａａ及び相対速度Ｖ１_ａａと第２ペアの距離Ｒ２_ａａ及び相対速度Ｖ２_ａａ、第１ペアの距離Ｒ１_ｂｂ及び相対速度Ｖ１_ｂｂと第２ペアの距離Ｒ２_ｂｂ及び相対速度Ｖ２_ｂｂがほぼ等しいため、
ターゲット４０、４１の距離Ｒ及び相対速度Ｖとして確定する。
また、第１ペアの距離Ｒ１_ａｂ及び相対速度Ｖ１_ａｂと第２ペアの距離Ｒ２_ａｂ及
び相対速度Ｖ２_ａｂと第２ペアの距離Ｒ２_ｂａ及び相対速度Ｖ２_ｂａは、距離及び相
対速度の等しいペアがないため、誤ペアリングとして除外される。
【００７５】
以上のように、この発明の実施の形態２によれば、ターゲット検出部１は、ある変調区間ペアの距離及び相対速度から、別の変調区間ペアのピーク周波数を推定し、推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、推定したピーク周波数の他方がピーク周波数として抽出されず、停止物ターゲットが存在する周波数範囲である場合に、ペアを生成し、距離及び相対速度を算出したため、停止物ターゲットからの反射信号が受信信号に重畳され、ピーク周波数が抽出されない場合においても、誤ペアリングが無くターゲットの距離及び相対速度を正しく算出できる。
【００７６】
なお、ターゲット４０、４１の距離Ｒ及び相対速度Ｖを検出する方式として、ＦＭ−ＣＷ方式を用いた場合を例示したが、送信信号をパルス状に区切って変調したＦＭ−パルスドップラー方式レーダ装置や、その他のレーダ方式レーダ装置にもこの発明を適用することができる。
【００７７】
また、４つの変調区間として、三角状の上昇区間１／下降区間１／上昇区間２／下降区間２（上昇区間１／下降区間１と上昇区間２／下降区間２は繰返し周波数と変調幅と中心周波数が異なる）を用いた場合を例示したが、区間毎に上昇または下降、繰返し周波数ｆｍまたは変調幅ΔＦまたは中心周波数ｆ０が異なる場合にも、この発明を適用することが出来る。
【符号の説明】
【００７８】
１ ターゲット検出部、 ２ 制御電圧発生器、
３ ＶＣＯ、 ４ 分配器、
５ 送信アンテナ、 ６ 受信アンテナ、
７ ミキサ、 ８ Ａ／Ｄコンバータ、
９ ＦＦＴ、 １０ ピーク検出部、
１１ 第１ペア距離・相対速度算出部、 １２ 第２ペア距離・相対速度算出部、
１３ 第１ペアピーク周波数推定部、 １４ 第１ペア距離・相対速度算出部、
１５ 第２ペアピーク周波数推定部、 １６ 第２ペア距離・相対速度算出部、
１７ ターゲット確定部、 ４０、４１ ターゲット、
Ｗ１ 送信信号、 Ｗ２ 反射信号。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、対象物体（以下、「ターゲット」という）に送信信号（電波）を照射して、送信信号に基づくターゲットからの反射信号を受信手段で受信した際に、反射信号に基づいてターゲット情報を算出するレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、連続的に周波数を変調した送信信号をターゲットに対して送信し、ターゲットからの反射信号を受信し、送信信号と反射信号のビート信号のピーク周波数に基づいて、ターゲットとの距離及び相対速度を算出する周波数変調レーダ装置が知られている。
この種のレーダ装置におけるターゲットの距離Ｒ及び相対速度Ｖは、一般的なＦＭ−ＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）レーダの原理に基づいて以下のようにして算出される。
【０００３】
送信信号に繰返し周波数ｆｍ、変調幅ΔＦの三角波の周波数変調を施し、周波数が時間的に線形に増加する上昇区間で得られるビート信号のピーク周波数をｆｕ、周波数が時間的に線形に減少する下降区間で得られるビート信号のピーク周波数をｆｄとすると、
ｆｕ＝ｆｒ−ｆｐ …（１）
ｆｄ＝ｆｒ＋ｆｐ …（２）
で表される。
【０００４】
また、ｆｒはターゲットまでの距離Ｒに比例する量、ｆｐはターゲットの相対速度Ｖに比例する量で、
ｆｒ＝（４・ｆｍ・ΔＦ／Ｃ）・Ｒ …（３）
ｆｐ＝（２・ｆ０／Ｃ）・Ｖ …（４）
で表される。ここで、Ｃは光速を、ｆ０は送信信号の中心周波数を示す。
【０００５】
よって、ターゲットの距離Ｒ及び相対速度Ｖは、式（１）、（２）、（３）、（４）から、ｆｕ，ｆｄの加減処理を用いて、
ｆｕ＋ｆｄ＝２ｆｒ …（５）
ｆｕ−ｆｄ＝−２ｆｐ …（６）
Ｒ＝Ｍｌ・ｆｒ＝Ｍｌ・（ｆｕ＋ｆｄ）／２ …（７）
Ｖ＝Ｍ２・ｆｐ＝Ｍ２・（ｆｕ−ｆｄ）／２ …（８）
で表される。ただし、
Ｍｌ＝Ｃ／（４・ｆｍ・ΔＦ） …（９）
Ｍ２＝Ｃ／（２・ｆ０） …（１０）
ｆｕ＝Ｒ／Ｍｌ＋Ｖ／Ｍ２ …（１１）
ｆｄ＝Ｒ／Ｍ１−Ｖ／Ｍ２ …（１２）
【０００６】
上昇区間のビート信号のピーク周波数ｆｕと下降区間のビート信号のピーク周波数ｆｄが分かれば、式（７）、（８）から、ターゲットの距離Ｒ及び相対速度Ｖを算出することができる。
ところが、上記の周波数変調レーダ装置では、ターゲットが単一の場合、その距離Ｒ及び相対速度Ｖを正確に求めることができるが、路上の他車両を測定する場合など、ターゲットが複数存在する場合、それぞれのターゲットの距離Ｒ及び相対速度Ｖを決定することができないという問題がある。
【０００７】
例えば、２つのターゲットａとｂにおいて、上昇区間で得られるビート信号のピーク周波数をｆｕａ、ｆｕｂ、下降区間で得られるビート信号のピーク周波数をｆｄａ、ｆｄｂとした場合、ターゲットの距離Ｒａ、Ｒｂ及び相対速度Ｖａ、Ｖｂを求めるためには、そのターゲットの上昇区間と下降区間におけるビート信号のピーク周波数のペアを見つけ、式（７）、（８）に代入すればよい。
ここで、ピーク周波数をｆｕ、ｆｄ、距離Ｒ及び相対速度Ｖにおいて、添字ａが付いているものがターゲットａの、添字ｂが付いているものがターゲットｂの、それぞれピーク周波数、距離及び相対速度を表す。
【０００８】
しかし、ターゲットが２つ存在する場合、上昇区間と下降区間のビート信号のピーク周波数のペアは｛ｆｕａ，ｆｄａ｝｛ｆｕａ，ｆｄｂ｝｛ｆｕｂ，ｆｄａ｝｛ｆｕｂ，ｆｄｂ｝の４ペアが存在する。
正しい｛ｆｕａ，ｆｄａ｝と｛ｆｕｂ，ｆｄｂ｝の２ペアが生成されれば、ターゲットａの距離Ｒａ及び相対速度Ｖａ、ターゲットｂの距離Ｒｂ及び相対速度Ｖｂが算出されるが、間違った｛ｆｕａ，ｆｄｂ｝｛ｆｕｂ，ｆｄａ｝の２ペアが生成されれば、実際のターゲットａとｂの距離及び相対速度とは異なる値が算出されてしまう。
【０００９】
このように、ターゲットが複数存在する場合、複数のピーク周波数が発生するため、誤ったペアを生成する（誤ペアリングの）可能性が高くなる。
そこで、特許文献１に示された技術では、同じターゲットから反射した受信信号に基づいて得られた距離及び相対速度であれば、変調幅Δｆ、繰返し周波数ｆｍ、送信信号の中心周波数ｆ０（以下、変調信号）が変化してもその値は、変わらないことを利用し、変調信号切り替え前の上昇区間と下降区間のピーク周波数のペア｛ｆｕ１，ｆｄ１｝と、切り替え後の上昇区間と下降区間のピーク周波数のぺア｛ｆｕ２，ｆｄ２｝に基づいて、夫々距離及び相対速度を算出し、「切り替え前の距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１」と「切り替え後の距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２」が夫々同一である場合、正しいペアであると判定し、ターゲットの距離及び相対速度を確定させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−２３６１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１の技術に代表されるレーダ装置は、変調信号切り替え前の上昇区間と下降区間のピーク周波数のペア｛ｆｕ１，ｆｄ１｝と、切り替え後の上昇区間と下降区間のピーク周波数のペア｛ｆｕ２，ｆｄ２｝に基づいて、ターゲットの距離及び速度を確定させているため、ピーク周波数が所定範囲でピーク周波数として抽出されない場合、一方のペアが生成できず、ターゲットの距離及び速度を算出できない課題があった。
【００１２】
これは、送受信機やＡ／Ｄ変換器にて発生するノイズ、ばらつきや温度特性によるオフセット電圧、送受信アンテナ間の結合、レドーム等による至近距離からの反射信号、停止物ターゲットからの反射信号、等が受信信号に重畳され、これを周波数解析した場合、周波数が所定範囲の部分に反映され、ピーク周波数として抽出できず、一方のペアが生成できないためである。
【００１３】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、誤ペアリングが無いことはもちろんのこと、ピーク周波数が抽出されず、一方のペアが生成できない場合においても、ターゲットの距離及び速度を算出できるレーダ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明のレーダ装置は、４つの変調区間を有する送信信号を送信する送信手段と、送信手段からの送信信号がターゲットで反射された反射信号を受信信号として受信する受信手段と、送信信号と受信信号とをミキシングしてビート信号を得るミキシング手段と、ミキシング手段で得たビート信号を周波数解析してピーク周波数を抽出するピーク周波数抽出手段と、ピーク周波数抽出手段で抽出したピーク周波数から、４つの変調区間のうち２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第１ペアを生成する第１ペア生成手段と、ピーク周波数抽出手段で抽出したピーク周波数から、２つの変調区間とは異なる２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第２ペアを生成する第２ペア生成手段と、第１ペア生成手段で生成された第１ペアと第２ペア生成手段で生成された第２ペアのピーク周波数からそれぞれ演算されたターゲットの距離及び相対速度に基づいて、ターゲットの距離及び相対速度を確定するターゲット確定手段とを備え、第１ペア生成手段は、第２ペアから第１ペアのピーク周波数を推定する第１ペアピーク周波数推定手段を有し、この第１ペアピーク周波数推定手段で推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第１ペアを生成するようにし、第２ペア生成手段は、第１ペアから第２ペアのピーク周波数を推定する第２ペアピーク周波数推定手段を有し、この第２ペアピーク周波数推定手段で推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第２ペアを生成するようにしたものである。
【００１５】
この発明のレーダ装置は、４つの変調区間を有する送信信号を送信する送信手段と、送信手段からの送信信号がターゲットで反射された反射信号を受信信号として受信する受信手段と、送信信号と受信信号とをミキシングしてビート信号を得るミキシング手段と、ミキシング手段で得たビート信号を周波数解析してピーク周波数を抽出するピーク周波数抽出手段と、ピーク周波数抽出手段で抽出したピーク周波数から、４つの変調区間のうち２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第１ペアを生成し、この第１ペアのピーク周波数からターゲットの距離及び相対速度を算出する第１ペア距離・相対速度算出手段と、ピーク周波数抽出手段で抽出したピーク周波数から、２つの変調区間とは異なる２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第２ペアを生成し、この第２ペアのピーク周波数からターゲットの距離及び相対速度を算出する第２ペア距離・相対速度算出手段と、第２ペア距離・相対速度算出手段で算出された第２ペアの距離及び相対速度から第１ペアのピーク周波数を推定する第１ペアピーク周波数推定手段と、第１ペアピーク周波数推定手段で推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第１ペアを生成してその第１ペアにおける距離及び相対速度を推定する第１ペア距離・相対速度推定手段と、第１ペア距離・相対速度算出手段で算出された第１ペアの距離及び相対速度から第２ペアのピーク周波数を推定する第２ペアピーク周波数推定手段と、第２ペアピーク周波数推定手段で推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第２ペアを生成してその第２ペアにおける距離及び相対速度を推定する第２ペア距離・相対速度推定手段と、第１および第２ペア距離・相対速度算出手段で算出されたターゲットの距離及び相対速度と、第１および第２ペア距離・相対速度推定手段で推定されたターゲットの距離及び相対速度から、ターゲットの距離及び相対速度を確定するターゲット確定手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、送受信機やＡ／Ｄ変換器にて発生するノイズ、ばらつきや温度特性によるオフセット電圧、送受信アンテナ間の結合、レドーム等による至近距離からの反射信号、停止物ターゲットからの反射信号、等が受信信号に重畳され、ピーク周波数が所定範囲内で抽出されない場合においても、ある変調区間のペアから別の変調区間のペアのピーク周波数を推定し、推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、推定したピーク周波数の他方が所定条件である場合に、ペアを生成するため、ターゲットの距離及び速度を算出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１に係るレーダ装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る４つの変調区間を有する送信信号の波形例を示す図である。
【図３Ａ】この発明の実施の形態１によるターゲット検出部の動作を示すフローチャートである。
【図３Ｂ】図３Ａのフローチャートの続きを示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１による変調区間毎における複素スペクトラムの振幅を表す図である。
【図５Ａ】この発明の実施の形態２によるターゲット検出部の動作を示すフローチャートである。
【図５Ｂ】図５Ａのフローチャートの続きを示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２による変調区間毎における複素スペクトラムの振幅を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態１.
以下、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置を図１〜図４に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係るレーダ装置を示すブロック図、図２は送信信号の波形例を示す図、図３Ａ・図３Ｂはターゲット検出部の動作を示すフローチャート、図４は変調区間毎における複素スペクトラムの振幅を表す図である。
図１において、レーダ装置は、マイクロコンピュータからなるターゲット検出部１と、ターゲット検出部１の制御下で制御電圧を出力する制御電圧発生器２と、制御電圧に基づいて周波数が上昇／下降変調された送信信号を出力する電圧制御発振器ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）３と、送信信号を分配する分配器４と、ターゲット４０、４１に対して送信信号Ｗ１を出射する送信アンテナ５（送信手段）とを備えている。
【００１９】
また、レーダ装置は、送信信号Ｗ１がターゲット４０、４１で反射された反射信号Ｗ２を受信する受信アンテナ６（受信手段）と、分配器４で分配された送信信号と受信アンテナ６で受信された受信信号とをそれぞれミキシングしてビート信号を得るミキサ７（ミキシング手段）と、ビート信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ８と、Ａ／Ｄ変換されたビート信号を周波数解析する高速フーリエ変換器ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）９とを備えている。
ＦＦＴ９からのビート信号の周波数解析結果（ビート周波数スペクトラム）は、ターゲット検出部１に入力される。ターゲット検出部１は、ターゲット４０、４１の距離及び相対速度を算出して、ターゲット情報として外部装置（図示せず）に出力する。
【００２０】
ターゲット４０、４１の距離及び相対速度等のターゲット情報を得るため、ターゲット検出部１は、ビート信号の周波数解析結果からピーク周波数を検出するピーク検出部１０（ピーク周波数抽出手段）と、４つの変調区間（後述する図２で説明）のうち２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第１ペアを生成して、第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１を算出する第１ペア距離・相対速度算出部１１と、上記した２つの変調区間とは異なる別の２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第２ペアを生成して、第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を算出する第２ペア距離・相対速度算出部１２とを備えている。
【００２１】
また、ターゲット検出部１は、第２ペア距離・相対速度算出部１２によって算出された第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２から第１ペアのピーク周波数を推定する第１ペアピーク周波数推定部１３（第１ペアピーク周波数推定手段）と、推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第１ペアを生成し、距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１を推定する第１ペア距離・相対速度推定部１４（第１ペア距離・相対速度推定手段）と、第１ペア距離・相対速度算出部１１によって算出された第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１から第２ペアのピーク周波数を推定する第２ペアピーク周波数推定部１５（第２ペアピーク周波数推定手段）と、推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第２ペアを生成し、距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を算出する第２ペア距離・相対速度推定部１６（第２ペア距離・相対速度推定手段）とを備えている。
【００２２】
さらに、第１ペア距離・相対速度算出部１１および第１ペア距離・相対速度推定部１４でそれぞれ算出および推定された第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１と、第２ペア距離・相対速度算出部１２および第２ペア距離・相対速度推定部１６でそれぞれ算出および推定された第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２が夫々ほぼ等しい場合に、ターゲット４０、４１の距離Ｒ及び相対速度Ｖを確定させるターゲット確定部１７（ターゲット確定手段）とを備えている。
【００２３】
なお、ここで、第１ペア距離・相対速度算出部１１、第１ペアピーク周波数推定部１３および第１ペア距離・相対速度推定部１４で第１ペアを生成する第１ペア生成手段を構成し、第２ペア距離・相対速度算出部１２、第２ペアピーク周波数推定部１５および第２ペア距離・相対速度推定部１６で第２ペアを生成する第２ペア生成手段を構成している。
【００２４】
以下、図１に示したこの発明の実施の形態１の動作について説明する。
まず、ターゲット検出部１から制御電圧発生器２に対して変調開始命令が出力されると、制御電圧発生器２から予め設定された図２に示すように４つの変調区間（たとえば、三角状の上昇区間１／下降区間１／上昇区間２／下降区間２）の制御電圧が電圧制御発振器ＶＣＯ３に印加され、ＶＣＯ３からは、制御電圧にしたがって変調区間ごとに周波数変調された送信信号が出力される。
ここで、上昇区間１／下降区間１と上昇区間２／下降区間２とでは、繰返し周波数ｆｍと変調幅△Ｆと中心周波数ｆ０が異なる送信信号が出力される。すなわち、上昇区間１／下降区間１では、繰返し周波数ｆｍ１と変調幅△Ｆ１と中心周波数ｆ０_１の送信信号が、上昇区間２／下降区間２では、繰返し周波数ｆｍ２と変調幅△Ｆ２と中心周波数ｆ０_２の送信信号が出力される。
【００２５】
電圧制御発振器ＶＣＯ３からの送信信号は、分配器４を介して送信アンテナ５とミキサ７とに分配され、送信アンテナ５からターゲット４０、４１に向けて送信信号Ｗ１として出射される。一方、ターゲット４０、４１で反射された反射信号Ｗ２は、受信アンテナ６により、受信信号として受信され、ミキサ７により送信信号とミキシングされる。
これにより、ミキサ７からは、ビート信号が生成され、ビート信号は、上昇区間１／下降区間１／上昇区間２／下降区間２のそれぞれについて、Ａ／Ｄコンバータ８で各々ディジタルデータに変換される。
【００２６】
Ａ／Ｄコンバータ８から生成されたディジタルデータは、高速フーリエ変換器ＦＦＴ９により、高速フーリエ変換を用いた周波数解析が施される。ＦＦＴ９により算出された周波数解析結果（ビート周波数スペクトル）は、上昇区間１／下降区間１／上昇区間２／下降区間２のそれぞれについて、ターゲット検出部１に入力される。
【００２７】
ターゲット検出部１内において、まず、ピーク検出部１０は、周波数解析結果からピーク周波数を抽出する。
次に、第１ペア距離・相対速度算出部１１は、ピーク検出部１０で抽出された上昇区間１と下降区間１のピーク周波数から第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１を算出し、第２ペア距離・相対速度算出部１２は、ピーク検出部１０で抽出された上昇区間２と下降区間２のピーク周波数から第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を算出する。
【００２８】
さらに、ターゲット検出部１の第１ペアピーク周波数推定部１３は、第２ペア距離・相対速度算出部１２によって算出された第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２から第１ペアのピーク周波数を推定する。第１ペア距離・相対速度推定部１４は、第１ペアピーク周波数推定部１３で推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第１ペアを生成し、距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１を推定する。
【００２９】
同様に、ターゲット検出部１の第２ペアピーク周波数推定部１５は、第１ペア距離・相対速度算出部１１によって算出された第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１から第２ペアのピーク周波数を推定する。第２ペア距離・相対速度推定部１６は、第２ペアピーク周波数推定部１５で推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第２ペアを生成し、距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を推定する。
【００３０】
最後に、ターゲット確定部１７は、第１ペア距離・相対速度算出手段１１と第１ペア距離・相対速度推定手段１４で算出・推定（演算）された第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１と、第２ペア距離・相対速度算出手段１２と第２ペア距離・相対速度推定手段１６で算出・推定（演算）された第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２とが、夫々ほぼ等しい場合に、ターゲット４０、４１の距離Ｒ及び相対速度Ｖを確定させる。
【００３１】
次に、図３〜図４を参照しながら、図１に示したターゲット検出部１の動作について具体的に説明する。図３Ａ、図３Ｂはターゲット検出部１の動作手順を示すフローチャートである。図４は図３Ａ内のステップＳ１０１の処理を示す説明図であり、入力されたビート周波数スペクトラムの振幅を示している。
【００３２】
図３Ａにおいて、ステップＳ１０１は、ピーク検出部１０によりビート周波数スペクトラムの振幅に対して、ピーク周波数を検出する。具体的には、図４に示すように、ビート周波数スペクトラムの振幅に対して、検出閾値を設け、検出閾値以上かつ前後のビート周波数の振幅より大きい振幅をピークと判定する。
【００３３】
図４において、（ａ）は上昇区間１のビート周波数スペクトルの振幅を示し、（ｂ）は下降区間１のビート周波数スペクトルの振幅を示し、（ｃ）は上昇区間２のビート周波数スペクトルの振幅を示し、（ｄ）は下降区間２のビート周波数スペクトルの振幅を示しており、それぞれ、横軸はビート周波数、縦軸は振幅である。
また、ピークとなったピーク周波数は、上昇区間１については「ｆｕ１_ａ、ｆｕ１_ｂ」で示され、下降区間１については「ｆｄ１_ａ、ｆｄ１_ｂ」で示され、上昇区間２については「ｆｕ２_ｂ」で示され、下降区間２については「ｆｄ２_ａ、ｆｄ２_ｂ」で示さ
れている。
なお、ターゲット４０に基づくピーク周波数は、添字にａが付いた「ｆｕ１_ａ」「ｆ
ｄ１_ａ」「ｆｄ２_ａ」（上昇区間２はピーク周波数が抽出されず）で示され、ターゲット４１に基づくピーク周波数は、添字にｂが付いた「ｆｕ１_ｂ」「ｆｄ１_ｂ」「ｆｕ２_ｂ」「ｆｄ２_ｂ」で示されている。
【００３４】
図３Ａに戻り、ステップＳ１０２は、第１ペア距離・相対速度算出部１１により、ステップＳ１０１で得られた上昇区間１と下降区間１（繰返し周波数ｆｍ１と変調幅ΔＦ１と中心周波数ｆ０_１）のピーク周波数｛ｆｕ１、ｆｄ１｝から、第１ペアを生成し、第１
ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１を、一般的なＦＭ−ＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）レーダの原理に基づいて算出する。すなわち、式（７）（８）によりピーク周波数｛ｆｕ１、ｆｄ１｝から第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１を算出する。
【００３５】
図４の例では、第１ペア｛ｆｕ１_ａ、ｆｄ１_ａ｝から距離Ｒ１_ａａ及び相対速度Ｖ
１_ａａ、第１ペア｛ｆｕ１_ａ、ｆｄ１_ｂ｝から距離Ｒ１_ａｂ及び相対速度Ｖ１_ａｂ
、第１ペア｛ｆｕ１_ｂ、ｆｄ１_ａ｝から距離Ｒ１_ｂａ及び相対速度Ｖ１_ｂａ、第１ペア｛ｆｕ１_ｂ、ｆｄ１_ｂ｝から距離Ｒ１_ｂｂ及び相対速度Ｖ１_ｂｂが算出される。
また、第１ペア距離・相対速度算出部１１は、ステップＳ１０３において、算出された第１ペアの個数Ｎ１をカウントして記憶する。図４の例では、第１ペアの個数は、「４」である。
【００３６】
同様に、ステップＳ１０４は、第２ペア距離・相対速度算出部１２により、ステップＳ１０１で得られた上昇区間２と下降区間２（繰返し周波数ｆｍ２と変調幅ΔＦ２と中心周波数ｆ０_２）のピーク周波数｛ｆｕ２、ｆｄ２｝から、第２ペアを生成し、第２ペアの
距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を、一般的なＦＭ−ＣＷレーダの原理に基づいて算出する。すなわち、式（７）（８）によりピーク周波数｛ｆｕ２、ｆｄ２｝から第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を算出する。
【００３７】
図４の例では、第２ペア｛ｆｕ２_ｂ、ｆｄ２_ａ｝から距離Ｒ２_ｂａ及び相対速度Ｖ
２_ｂａ、第２ペア｛ｆｕ２_ｂ、ｆｄ２_ｂ｝から距離Ｒ２_ｂｂ及び相対速度Ｖ２_ｂｂ
が算出される。
また、第２ペア距離・相対速度算出部１２は、ステップＳ１０５において、第２ペアで算出された距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２の個数Ｎ２をカウントして記憶する。図４の例では、第２ペアの個数は、上昇区間２でターゲット４０に基づいたピーク周波数ｆｕ２_ａが
抽出されていないため「２」である。
【００３８】
次に、ステップＳ１０６は、第１ペアピーク周波数推定部１３により、第２ペア距離・相対速度算出部１２によって算出された第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２から第１ペアのピーク周波数を推定する。すなわち、式（１１）（１２）により、距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２から上昇区間１と下降区間１（繰返し周波数ｆｍ１と変調幅ΔＦ１と中心周波数ｆ０_１）のピーク周波数｛ｆｕ１、ｆｄ１｝を推定する。
【００３９】
図４の例では、ステップＳ１０４で算出された第２ペアの距離Ｒ２_ｂａ及び相対速度
Ｖ２_ｂａからピーク周波数｛ｆｕ１_ｃ、ｆｄ１_ｃ｝（誤ペアリングのためピークは無
い）、ステップＳ１０４で算出された距離Ｒ２_ｂｂ及び相対速度Ｖ２_ｂｂからピーク周波数｛ｆｕ１_ｂ、ｆｄ１_ｂ｝（誤ペアリングではないためピークが存在）が推定される。
【００４０】
次に、ステップＳ１０７は、第１ペア距離・相対速度推定部１４により、第１ペアピーク周波数推定部１３で推定したピーク周波数の｛ｆｕ１、ｆｄ１｝の一方がピーク周波数として抽出されており、｛ｆｕ１、ｆｄ１｝のもう一方がピーク周波数として抽出されず、所定範囲（たとえば０付近とする）であるか判定する。推定したピーク周波数の｛ｆｕ１、ｆｄ１｝の一方がピーク周波数として抽出されており、｛ｆｕ１、ｆｄ１｝のもう一方がピーク周波数として抽出されず、０付近の場合、ステップＳ１０８へ、その他の場合はステップＳ１０９へ進む。
【００４１】
ステップＳ１０８では、第１ペア距離・相対速度推定部１４により、推定したピーク周波数の｛ｆｕ１，ｆｄ１｝より第１ペアを生成し、第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１を推定算出する。すなわち、推定したピーク周波数の｛ｆｕ１，ｆｄ１｝より、式（７）（８）に基づいて第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１を算出する。
【００４２】
ステップＳ１０９では、ステップＳ１０５でカウントした第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２の個数Ｎ２分（図４の例では「２」個分）の計算が終了したか否かを判定し、計算が終了していない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ１０６に戻って、ステップＳ１０６〜ステップＳ１０８の処理を繰り返し実行する。
【００４３】
図４の例では、ステップＳ１０６で推定したピーク周波数｛ｆｕ１_ｃ、ｆｄ１_ｃ｝は、何れもピーク周波数として抽出されていないため、第１ペアが生成されない。
また、ステップＳ１０６で推定したピーク周波数｛ｆｕ１_ｂ、ｆｄ１_ｂ｝は、何れもピーク周波数として抽出されているため、第１ペアが生成されない。したがって、ステップＳ１０８では、第２ペアからは第１ペアにおける距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１は算出推定されない。
【００４４】
次に、図３ＢのステップＳ１１０は、第２ペアピーク周波数推定部１５により、第１ペア距離・相対速度算出部１１によって算出された第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１から第２ペアのピーク周波数を推定する。すなわち、式（１１）（１２）により、距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１から上昇区間２と下降区間２（繰返し周波数ｆｍ２と変調幅ΔＦ２と中心周波数ｆ０_１）のピーク周波数｛ｆｕ２、ｆｄ２｝を算出する。
【００４５】
図４の例では、ステップＳ１０２で算出された距離Ｒ１_ａａ及び相対速度Ｖ１_ａａからピーク周波数｛ｆｕ２_ａ、ｆｄ２_ａ｝（誤ペアリングではないためピークが存在）、距離Ｒ１_ａｂ及び相対速度Ｖ１_ａｂからピーク周波数｛ｆｕ２_ｄ、ｆｄ２_ｄ｝（誤ペアリングのためピークは無い）、距離Ｒ１_ｂａ及び相対速度Ｖ１_ｂａからピーク周波数｛ｆｄ２_ｅ、ｆｕ２_ｅ｝（誤ペアリングのためピークは無い）、距離Ｒ１_ｂｂ及び相
対速度Ｖ１_ｂｂからピーク周波数｛ｆｕ２_ｂ、ｆｄ２_ｂ｝（誤ペアリングではないた
めピークが存在）が推定される。
【００４６】
次に、ステップＳ１１１は、第２ペア距離・相対速度推定部１６により、推定したピーク周波数の｛ｆｕ２、ｆｄ２｝の一方がピーク周波数として抽出されており、｛ｆｕ２、ｆｄ２｝のもう一方がピーク周波数として抽出されず、所定範囲（たとえば０付近とする）であるか判定する。
推定したピーク周波数の｛ｆｕ２、ｆｄ２｝の一方がピーク周波数として抽出されており、｛ｆｕ２、ｆｄ２｝のもう一方がピーク周波数として抽出されず、０付近の場合ステップＳ１１２へ、その他の場合はステップＳ１１３へ進む。
【００４７】
ステップＳ１１２では、推定したピーク周波数の｛ｆｕ２、ｆｄ２｝より第２ペアを生成し、距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を算出する。すなわち、式（７）（８）によりピーク周波数の｛ｆｕ２、ｆｄ２｝から第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を算出する。
ステップＳ１１３では、ステップＳ１０３でカウントした第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１の個数Ｎ１分（図４の例では「４」個分）の計算が終了したか否かを判定し、計算が終了していない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ１１０に戻って、ステップＳ１１０〜ステップＳ１１２の処理を繰り返し実行する。
【００４８】
図４の例では、ステップＳ１１０で推定したピーク周波数｛ｆｕ２_ｄ、ｆｄ２_ｄ｝とピーク周波数｛ｆｄ２_ｅ、ｆｕ２_ｅ｝は、何れもピーク周波数として抽出されていないため、第２ペアが生成されない。また、ステップＳ１１０で推定したピーク周波数｛ｆｕ２_ｂ，ｆｄ２_ｂ｝は、何れもピーク周波数として抽出されているため、第２ペアが生成されない。
また、ステップＳ１１０で推定したピーク周波数｛ｆｕ２_ａ、ｆｄ２_ａ｝は、ｆｄ２_ａがピーク周波数として抽出されており、ｆｕ２_ａがピークとして抽出されず、０付近であるため、第２ペアが生成され、ステップＳ１１０で推定されたピーク周波数｛ｆｕ２_ａ、ｆｄ２_ａ｝から、式（７）（８）により距離Ｒ２_ａａ及び相対速度Ｖ２_ａａが算出される。
【００４９】
最後に、ステップＳ１１４は、ターゲット確定部１７により、第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１と第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２が夫々ほぼ等しい組み合わせを、ターゲット４０、４１の距離Ｒ及び相対速度Ｖとして確定させ、ターゲット情報として、図示しない外部装置に出力する。
なお、ターゲット４０、４１の距離Ｒは、第１ペアの距離Ｒ１と第２ペアの距離Ｒ２の平均、相対速度Ｖは、第１ペアの相対速度Ｖ１と第２ペアの相対速度Ｖ２の平均としてもよいし、第１ペア及び第２ペア何れかの距離及び相対速度としてもよい。
【００５０】
図４の例では、第１ペア距離・相対速度算出部１１から、第１ペアの距離Ｒ１_ａａ及
び相対速度Ｖ１_ａａ、距離Ｒ１_ａｂ及び相対速度Ｖ１_ａｂ、距離Ｒ１_ｂａ及び相対速度Ｖ１_ｂａおよび距離Ｒ１_ｂｂ及び相対速度Ｖ１_ｂｂが算出され、第１ペア距離・相対速度推定部１４からは第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１は算出されていない。また、第２ペア距離・相対速度算出部１２から、第２ペアの距離Ｒ２_ｂａ及び相対速度Ｖ２_ｂａと距離Ｒ２_ｂｂ及び相対速度Ｖ２_ｂｂが算出され、第２ペア距離・相対速度推定部１６からは第２ペアの距離Ｒ２_ａａ及び相対速度Ｖ２_ａａが算出されている。
【００５１】
したがって、ターゲット確定部１７は、第１ペアの距離Ｒ１_ａａ及び相対速度Ｖ１_ａａと第２ペアの距離Ｒ２_ａａ及び相対速度Ｖ２_ａａ、第１ペアの距離Ｒ１_ｂｂ及び相対速度Ｖ１_ｂｂと第２ペアの距離Ｒ２_ｂｂ及び相対速度Ｖ２_ｂｂがほぼ等しいため、
ターゲット４０、４１の距離Ｒ及び相対速度Ｖとして確定する。
また、第１ペアの距離Ｒ１_ａｂ及び相対速度Ｖ１_ａｂと第１ペアの距離Ｒ１_ｂａ及
び相対速度Ｖ１_ｂａと第２ペアの距離Ｒ２_ｂａ及び相対速度Ｖ２_ｂａは、距離及び相
対速度の等しいペアがないため、誤ペアリングとして除外される。
【００５２】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、ターゲット検出部１は、ある変調区間ペアの距離及び相対速度から、別の変調区間ペアのピーク周波数を推定し、推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、推定したピーク周波数の他方がピークとして抽出されず、０付近である場合に、ペアを生成し、距離及び相対速度を算出したため、送受信機やＡ／Ｄ変換器にて発生するノイズ、ばらつきや温度特性によるオフセット電圧、送受信アンテナ間の結合、レドーム等による至近距離からの反射信号が受信信号に重畳され、ピーク周波数が０付近で抽出されない場合においても、誤ペアリングが無くターゲットの距離及び相対速度を正しく算出できる。
【００５３】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係るレーダ装置を図５および図６に基づいて説明する。図５Ａ・図５Ｂはターゲット検出部の動作を示すフローチャート、図６は変調区間毎における複素スペクトラムの振幅を表す図である。
実施の形態１では、推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、推定したピーク周波数の他方がピーク周波数として抽出されず、０付近である場合にペアを生成し、距離及び相対速度を算出していたが、実施の形態２の発明は、推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、推定したピーク周波数の他方がピーク周波数として抽出されず、停止物ターゲットが存在する周波数範囲の場合にペアを生成し、距離及び相対速度を算出するようにしたものである。それ以外の実施の形態２の構成は、実施の形態１で説明した図１に示すブロック図および図２に示す送信信号波形図と同じ構成であるので、詳しい説明は省略する。
【００５４】
以下、図５Ａ・図５Ｂ〜図６を参照しながら、図１に示したターゲット検出部１の動作について具体的に説明する。
図５Ａ・図５Ｂに示すターゲット検出部１の動作手順を示すフローチャートにおいては、図３のフローチャートと処理が一部共通する。このため、同様の処理に関しては、その説明を簡略する。図６は図５Ａ内のステップＳ２０１の処理を示す説明図であり、入力されたビート周波数スペクトラムの振幅を示している。
【００５５】
図６において、（ａ）は上昇区間１のビート周波数スペクトルの振幅を示し、（ｂ）は下降区間１のビート周波数スペクトルの振幅を示し、（ｃ）は上昇区間２のビート周波数スペクトルの振幅を示し、（ｄ）は下降区間２のビート周波数スペクトルの振幅を示しており、それぞれ、横軸はビート周波数、縦軸は振幅である。
また、ピークとなったピーク周波数は、上昇区間１については「ｆｕ１_ａ、ｆｕ１_ｂ」で示され、下降区間１については「ｆｄ１_ｂ」で示され、上昇区間２については「ｆｕ２_ａ、ｆｕ２_ｂ」で示され、下降区間２については「ｆｄ２_ａ、ｆｄ２_ｂ」で示されている。
なお、ターゲット４０に基づくピーク周波数は、添字ａが付いた「ｆｕ１_ａ」「ｆｕ
２_ａ」「ｆｄ２_ａ」（下降区間１はピーク周波数が抽出されず）で示され、ターゲット４１に基づくピーク周波数は、添字ｂが付いた「ｆｕ１_ｂ」「ｆｄ１_ｂ」「ｆｕ２_ｂ」「ｆｄ２_ｂ」で示されている。
【００５６】
図５Ａにおいて、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６は、実施の形態１のステップＳ１０１〜Ｓ１０６と同じである。
まずステップＳ２０１は、ピーク検出部１０によりビート周波数スペクトラムの振幅に対して、ピーク周波数を検出する。具体的には、図６に示すように、ビート周波数スペクトラムの振幅に対して、検出閾値を設け、検出閾値以上かつ前後のビート周波数の振幅より大きい振幅をピークと判定する。
図６の例では下降区間１のターゲットａでピーク周波数「ｆｄ１_ａ」が抽出されてい
ない。
【００５７】
ステップＳ２０２は、第１ペア距離・相対速度算出部１１により、ステップＳ１０１で得られた上昇区間１と下降区間１（繰返し周波数ｆｍ１と変調幅ΔＦ１と中心周波数ｆ０_１）のピーク周波数｛ｆｕ１、ｆｄ１｝から、第１ペアを生成し、第１ペアの距離Ｒ１
及び相対速度Ｖ１を、一般的なＦＭ−ＣＷレーダの原理に基づいて、式（７）（８）により算出する。
図６の例では、第１ペア｛ｆｕ１_ａ、ｆｄ１_ｂ｝から距離Ｒ１_ａｂ及び相対速度Ｖ
１_ａｂ、第１ペア｛ｆｕ１_ｂ、ｆｄ１_ｂ｝から距離Ｒ１_ｂｂ及び相対速度Ｖ１_ｂｂ
が算出される。
また、第１ペア距離・相対速度算出部１１は、ステップＳ２０３において、算出された第１ペアの個数Ｎ１をカウントして記憶する。図６の例では、第１ペアの個数は、「２」である。
【００５８】
同様に、ステップＳ２０４は、第２ペア距離・相対速度算出部１２により、ステップＳ２０１で得られた上昇区間２と下降区間２（繰返し周波数ｆｍ２と変調幅ΔＦ２と中心周波数ｆ０_２）のピーク周波数｛ｆｕ２、ｆｄ２｝から、第２ペアを生成し、第２ペアの
距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を、一般的なＦＭ−ＣＷレーダの原理に基づいて、式（７）（８）により算出する。
【００５９】
図６の例では、第２ペア｛ｆｕ２_ａ、ｆｄ２_ａ｝から距離Ｒ２_ａａ及び相対速度Ｖ
２_ａａ、第２ペア｛ｆｕ２_ａ、ｆｄ２_ｂ｝から距離Ｒ２_ａｂ及び相対速度Ｖ２_ａｂ
、第２ペア｛ｆｕ２_ｂ、ｆｄ２_ａ｝から距離Ｒ２_ｂａ及び相対速度Ｖ２_ｂａ、第２ペア｛ｆｕ２_ｂ、ｆｄ２_ｂ｝から距離Ｒ２_ｂｂ及び相対速度Ｖ２_ｂｂが算出される。
また、第２ペア距離・相対速度算出部１２は、ステップＳ２０５において、算出された第２ペアの個数Ｎ２をカウントして記憶する。図６の例では、第２ペアの個数は、「４」である。
【００６０】
次に、ステップＳ２０６は、第１ペアピーク周波数推定部１３により、第２ペア距離・相対速度算出部１２によって算出された第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２から第１ペアのピーク周波数を推定する。すなわち、式（１１）（１２）により、距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２から上昇区間１と下降区間１（繰返し周波数ｆｍ１と変調幅ΔＦ１と中心周波数ｆ０_１）のピーク周波数｛ｆｕ１、ｆｄ１｝を推定する。
【００６１】
図６の例では、ステップＳ２０４で算出された第２ペアの距離Ｒ２_ａｂ及び相対速度
Ｖ２_ａｂからピーク周波数｛ｆｕ１_ｃ、ｆｄ１_ｃ｝（誤ペアリングのためピークは無
い）、距離Ｒ２_ｂａ及び相対速度Ｖ２_ｂａからピーク周波数｛ｆｕ１_ｄ、ｆｄ１_ｄ｝（誤ペアリングのためピークは無い）、距離Ｒ２_ｂｂ及び相対速度Ｖ２_ｂｂからピーク周波数｛ｆｕ１_ｂ、ｆｄ１_ｂ｝（誤ペアリングではないためピークが存在）、距離Ｒ２_ａａ及び相対速度Ｖ２_ａａからピーク周波数｛ｆｕ１_ａ、ｆｄ１_ａ｝（誤ペアリングではないためピークが存在）が推定される。
【００６２】
ステップＳ２０７は、上昇区間１／下降区間１の停止物ターゲットが存在する周波数範囲を算出する。停止物ターゲットが存在する周波数範囲は、レーダ方式がＦＭ−パルスドップラー方式の場合、レンジゲート毎に自車速、レンジゲート幅から算出することができる。またレーダ方式がＦＭ−ＣＷ方式の場合、自車速、レーダの最大検出距離と最小検出距離から算出することができるが、算出した停止物ターゲットが存在する周波数範囲が、周波数解析で対象とする周波数範囲全てとなってしまう可能性があり、この場合は周波数範囲を限定できない場合がある。したがって、レーダ方式がＦＭ−ＣＷ方式の場合、停止物ターゲットが存在する周波数範囲は、設計者が実験値・想定値等により予め設定した所定周波数範囲とすることが望ましい。
図６の例では、停止物ターゲットが存在する周波数範囲は、「□」で示されている。
【００６３】
次に、ステップＳ２０８は、第１ペア距離・相対速度推定部１４により、第１ペアピーク周波数推定部１３で推定したピーク周波数の｛ｆｕ１、ｆｄ１｝の一方がピーク周波数として抽出されており、｛ｆｕ１、ｆｄ１｝のもう一方がピーク周波数として抽出されず、所定範囲（たとえば停止物ターゲットが存在する周波数範囲）であるか判定する。
推定したピーク周波数の｛ｆｕ１、ｆｄ１｝の一方がピーク周波数として抽出されており、｛ｆｕ１、ｆｄ１｝のもう一方がピーク周波数として抽出されず、停止物ターゲットが存在する周波数範囲の場合ステップＳ２０９へ、その他の場合はステップＳ２１０へ進む。
【００６４】
ステップＳ２０９とステップＳ２１０は、実施の形態１のステップＳ１０８とステップＳ１０９と同じである。即ち、ステップＳ２０９では、第１ペア距離・相対速度推定部１４により、推定したピーク周波数の｛ｆｕ１，ｆｄ１｝より第１ペアを生成し、第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１を推定算出する。すなわち、推定したピーク周波数の｛ｆｕ１，ｆｄ１｝より、式（７）（８）に基づいて第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１を算出する。
ステップＳ２１０では、ステップＳ２０５でカウントした第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２の個数Ｎ２分（図６の例では「４」個分）の計算が終了したか否かを判定し、計算が終了していない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ２０６に戻って、ステップＳ２０６〜ステップＳ２０９の処理を繰り返し実行する。
【００６５】
図６の例では、ピーク周波数｛ｆｕ１_ｃ、ｆｄ１_ｃ｝とピーク周波数｛ｆｄ１_ｄ、ｆｕ１_ｄ｝は、何れもピーク周波数として抽出されていないため、第１ペアが生成され
ない。
また、ピーク周波数｛ｆｕ１_ｂ，ｆｄ１_ｂ｝は、何れもピーク周波数として抽出されているため、第２ペアが生成されない。
また、ピーク周波数｛ｆｕ１_ａ，ｆｄ１_ａ｝は、ｆｕ１_ａがピーク周波数として抽
出されており、ｆｄ１_ａがピークとして抽出されず、停止物ターゲットが存在する周波
数範囲であるため、第１ペアが生成され、推定したピーク周波数｛ｆｕ１_ａ，ｆｄ１_ａ｝から式（７）（８）により距離Ｒ１_ａａ及び相対速度Ｖ１_ａａが算出される。
【００６６】
次に、図５ＢのステップＳ２１１は、実施の形態１のステップＳ１１０と同じであり、ステップＳ２１１は、第２ペアピーク周波数推定部１５により、第１ペア距離・相対速度算出部１１によって算出された第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１から第２ペアのピーク周波数を推定する。すなわち、式（１１）（１２）により、距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１から上昇区間２と下降区間２（繰返し周波数ｆｍ２と変調幅ΔＦ２と中心周波数ｆ０_１
）のピーク周波数｛ｆｕ２、ｆｄ２｝を算出する。
【００６７】
図６の例では、距離Ｒ１_ｂａ及び相対速度Ｖ１_ｂａからピーク周波数｛ｆｕ２_ｅ、
ｆｄ２_ｅ｝（誤ペアリングのためピークは無い）、距離Ｒ１_ｂｂ及び相対速度Ｖ１_ｂ
ｂからピーク周波数｛ｆｕ２_ｂ、ｆｄ２_ｂ｝（誤ペアリングではないためピークが存在）が推定される。
【００６８】
ステップＳ２１２は、上昇区間２／下降区間２の停止物ターゲットが存在する周波数範囲を算出する。停止物ターゲットが存在する周波数範囲の算出の仕方はステップＳ２０７と同様であり、レーダ方式がＦＭ−パルスドップラー方式の場合、レンジゲート毎に自車速、レンジゲート幅から算出することができる。
図６の例では、停止物ターゲットが存在する周波数範囲は、「□」で示されている。
【００６９】
次に、ステップＳ２１３は、ステップＳ２１１で推定したピーク周波数のｆｕ２とｆｄ２の一方がピーク周波数として抽出されており、ｆｕ２とｆｄ２のもう一方がピークとして抽出されず、所定範囲（たとえば停止物ターゲットが存在する周波数範囲）であるか判定する。
推定したピーク周波数のｆｕ２とｆｄ２の一方がピーク周波数として抽出されており、ｆｕ２とｆｄ２のもう一方がピークとして抽出されず、停止物ターゲットが存在する周波数範囲の場合ステップＳ２１４へ、その他の場合はステップＳ２１５へ進む。
【００７０】
ステップＳ２１４〜Ｓ２１５は、実施の形態１のステップＳ１１２〜Ｓ１１３と同じである。即ち、ステップＳ２１４では、推定したピーク周波数の｛ｆｕ２、ｆｄ２｝より第２ペアを生成し、距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を算出する。すなわち、式（７）（８）によりピーク周波数の｛ｆｕ２、ｆｄ２｝から第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２を算出する。
ステップＳ２１５では、ステップＳ２０３でカウントした第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１の個数Ｎ１分（図６の例では「２」個分）の計算が終了したか否かを判定し、計算が終了していない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ２１１に戻って、ステップＳ２１１〜ステップＳ２１４の処理を繰り返し実行する。
【００７１】
図６の例では、ピーク周波数｛ｆｕ２_ｅ，ｆｄ２_ｅ｝は、何れもピーク周波数として抽出されていないため、第２ペアが生成されない。
また、ピーク周波数｛ｆｕ２_ｂ，ｆｄ２_ｂ｝は、何れもピーク周波数として抽出されているため、第２ペアが生成されない。したがって、ステップＳ２１４では、第１ペアからは第２ペアにおける距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２は算出推定されない。
【００７２】
最後に、ステップＳ２１６は実施の形態１のステップＳ１１４と同じで、ターゲット確定部１７により、第１ペアの距離Ｒ１及び相対速度Ｖ１と第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２が夫々ほぼ等しい組み合わせを、ターゲット４０、４１の距離Ｒ及び相対速度Ｖとして確定させ、ターゲット情報として、図示しない外部装置に出力する。
なお、ターゲット４０、４１の距離Ｒは、実施の形態１と同様に、第１ペアの距離Ｒ１と第２ペアの距離Ｒ２の平均、相対速度Ｖは、第１ペアの相対速度Ｖ１と第２ペアの相対速度Ｖ２の平均としてもよいし、第１ペア及び第２ペア何れかの距離及び相対速度としてもよい。
【００７３】
図６の例では、第１ペア距離・相対速度算出部１１から、第１ペアの距離Ｒ１_ａｂ及
び相対速度Ｖ１_ａｂと距離Ｒ１_ｂｂ及び相対速度Ｖ１_ｂｂが算出され、第１ペア距離
・相対速度推定部１４からは第１ペアの距離Ｒ１_ａａ及び相対速度Ｖ１_ａａが算出されている。また、第２ペア距離・相対速度算出部１２から、距離Ｒ２_ａａ及び相対速度Ｖ２_ａａ、距離Ｒ２_ａｂ及び相対速度Ｖ２_ａｂ、距離Ｒ２_ｂａ及び相対速度Ｖ２_ｂａおよび距離Ｒ２_ｂｂ及び相対速度Ｖ２_ｂｂが算出され、第２ペア距離・相対速度推定部１６からは第２ペアの距離Ｒ２及び相対速度Ｖ２は算出されていない。
【００７４】
したがって、ターゲット確定部１７は、第１ペアの距離Ｒ１_ａａ及び相対速度Ｖ１_ａａと第２ペアの距離Ｒ２_ａａ及び相対速度Ｖ２_ａａ、第１ペアの距離Ｒ１_ｂｂ及び相対速度Ｖ１_ｂｂと第２ペアの距離Ｒ２_ｂｂ及び相対速度Ｖ２_ｂｂがほぼ等しいため、
ターゲット４０、４１の距離Ｒ及び相対速度Ｖとして確定する。
また、第１ペアの距離Ｒ１_ａｂ及び相対速度Ｖ１_ａｂと第２ペアの距離Ｒ２_ａｂ及
び相対速度Ｖ２_ａｂと第２ペアの距離Ｒ２_ｂａ及び相対速度Ｖ２_ｂａは、距離及び相
対速度の等しいペアがないため、誤ペアリングとして除外される。
【００７５】
以上のように、この発明の実施の形態２によれば、ターゲット検出部１は、ある変調区間ペアの距離及び相対速度から、別の変調区間ペアのピーク周波数を推定し、推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、推定したピーク周波数の他方がピーク周波数として抽出されず、停止物ターゲットが存在する周波数範囲である場合に、ペアを生成し、距離及び相対速度を算出したため、停止物ターゲットからの反射信号が受信信号に重畳され、ピーク周波数が抽出されない場合においても、誤ペアリングが無くターゲットの距離及び相対速度を正しく算出できる。
【００７６】
なお、ターゲット４０、４１の距離Ｒ及び相対速度Ｖを検出する方式として、ＦＭ−ＣＷ方式を用いた場合を例示したが、送信信号をパルス状に区切って変調したＦＭ−パルスドップラー方式レーダ装置や、その他のレーダ方式レーダ装置にもこの発明を適用することができる。
【００７７】
また、４つの変調区間として、三角状の上昇区間１／下降区間１／上昇区間２／下降区間２（上昇区間１／下降区間１と上昇区間２／下降区間２は繰返し周波数と変調幅と中心周波数が異なる）を用いた場合を例示したが、区間毎に上昇または下降、繰返し周波数ｆｍまたは変調幅ΔＦまたは中心周波数ｆ０が異なる場合にも、この発明を適用することが出来る。
【符号の説明】
【００７８】
１ ターゲット検出部、 ２ 制御電圧発生器、
３ ＶＣＯ、 ４ 分配器、
５ 送信アンテナ、 ６ 受信アンテナ、
７ ミキサ、 ８ Ａ／Ｄコンバータ、
９ ＦＦＴ、 １０ ピーク検出部、
１１ 第１ペア距離・相対速度算出部、 １２ 第２ペア距離・相対速度算出部、
１３ 第１ペアピーク周波数推定部、 １４ 第１ペア距離・相対速度算出部、
１５ 第２ペアピーク周波数推定部、 １６ 第２ペア距離・相対速度算出部、
１７ ターゲット確定部、 ４０、４１ ターゲット、
Ｗ１ 送信信号、 Ｗ２ 反射信号。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４つの変調区間を有する送信信号を送信する送信手段と、
前記送信手段からの送信信号がターゲットで反射された反射信号を受信信号として受信する受信手段と、
前記送信信号と前記受信信号とをミキシングしてビート信号を得るミキシング手段と、
前記ミキシング手段で得たビート信号を周波数解析してピーク周波数を抽出するピーク周波数抽出手段と、
前記ピーク周波数抽出手段で抽出したピーク周波数から、前記４つの変調区間のうち２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第１ペアを生成する第１ペア生成手段と、
前記ピーク周波数抽出手段で抽出したピーク周波数から、前記２つの変調区間とは異なる２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第２ペアを生成する第２ペア生成手段と、
前記第１ペア生成手段で生成された第１ペアと前記第２ペア生成手段で生成された第２ペアのピーク周波数からそれぞれ演算された前記ターゲットの距離及び相対速度に基づいて、前記ターゲットの距離及び相対速度を確定するターゲット確定手段とを備え、
前記第１ペア生成手段は、前記第２ペアから第１ペアのピーク周波数を推定する第１ペアピーク周波数推定手段を有し、この第１ペアピーク周波数推定手段で推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第１ペアを生成するようにし、
前記第２ペア生成手段は、前記第１ペアから第２ペアのピーク周波数を推定する第２ペアピーク周波数推定手段を有し、この第２ペアピーク周波数推定手段で推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第２ペアを生成するようにしたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
４つの変調区間を有する送信信号を送信する送信手段と、
前記送信手段からの送信信号がターゲットで反射された反射信号を受信信号として受信する受信手段と、
前記送信信号と前記受信信号とをミキシングしてビート信号を得るミキシング手段と、
前記ミキシング手段で得たビート信号を周波数解析してピーク周波数を抽出するピーク周波数抽出手段と、
前記ピーク周波数抽出手段で抽出したピーク周波数から、前記４つの変調区間のうち２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第１ペアを生成し、この第１ペアのピーク周波数から前記ターゲットの距離及び相対速度を算出する第１ペア距離・相対速度算出手段と、
前記ピーク周波数抽出手段で抽出したピーク周波数から、前記２つの変調区間とは異なる２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第２ペアを生成し、この第２ペアのピーク周波数から前記ターゲットの距離及び相対速度を算出する第２ペア距離・相対速度算出手段と、
前記第２ペア距離・相対速度算出手段で算出された第２ペアの距離及び相対速度から第１ペアのピーク周波数を推定する第１ペアピーク周波数推定手段と、
前記第１ペアピーク周波数推定手段で推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第１ペアを生成してその第１ペアにおける距離及び相対速度を推定する第１ペア距離・相対速度推定手段と、
前記第１ペア距離・相対速度算出手段で算出された第１ペアの距離及び相対速度から第２ペアのピーク周波数を推定する第２ペアピーク周波数推定手段と、
前記第２ペアピーク周波数推定手段で推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第２ペアを生成してその第２ペアにおける距離及び相対速度を推定する第２ペア距離・相対速度推定手段と、
前記第１および第２ペア距離・相対速度算出手段で算出された前記ターゲットの距離及び相対速度と、前記第１および第２ペア距離・相対速度推定手段で推定された前記ターゲットの距離及び相対速度から、前記ターゲットの距離及び相対速度を確定するターゲット確定手段とを備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項３】
前記所定条件は、ピーク周波数として抽出されず、ピーク周波数が所定範囲であ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】
前記所定範囲は、ピーク周波数が０付近であることを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記所定範囲は、ピーク周波数が停止物ターゲットの存在する周波数範囲であることを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記停止物ターゲットが存在する周波数範囲は、レーダ方式をＦＭ−パルスドップラー方式とし、レンジゲートごとに自車速、レンジゲート幅から算出される周波数範囲であることを特徴とする請求項５に記載のレーダ装置。
【請求項１】
４つの変調区間を有する送信信号を送信する送信手段と、
前記送信手段からの送信信号がターゲットで反射された反射信号を受信信号として受信する受信手段と、
前記送信信号と前記受信信号とをミキシングしてビート信号を得るミキシング手段と、
前記ミキシング手段で得たビート信号を周波数解析してピーク周波数を抽出するピーク周波数抽出手段と、
前記ピーク周波数抽出手段で抽出したピーク周波数から、前記４つの変調区間のうち２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第１ペアを生成する第１ペア生成手段と、
前記ピーク周波数抽出手段で抽出したピーク周波数から、前記２つの変調区間とは異なる２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第２ペアを生成する第２ペア生成手段と、
前記第１ペア生成手段で生成された第１ペアと前記第２ペア生成手段で生成された第２ペアのピーク周波数からそれぞれ演算された前記ターゲットの距離及び相対速度に基づいて、前記ターゲットの距離及び相対速度を確定するターゲット確定手段とを備え、
前記第１ペア生成手段は、前記第２ペアから第１ペアのピーク周波数を推定する第１ペアピーク周波数推定手段を有し、この第１ペアピーク周波数推定手段で推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第１ペアを生成するようにし、
前記第２ペア生成手段は、前記第１ペアから第２ペアのピーク周波数を推定する第２ペアピーク周波数推定手段を有し、この第２ペアピーク周波数推定手段で推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第２ペアを生成するようにしたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
４つの変調区間を有する送信信号を送信する送信手段と、
前記送信手段からの送信信号がターゲットで反射された反射信号を受信信号として受信する受信手段と、
前記送信信号と前記受信信号とをミキシングしてビート信号を得るミキシング手段と、
前記ミキシング手段で得たビート信号を周波数解析してピーク周波数を抽出するピーク周波数抽出手段と、
前記ピーク周波数抽出手段で抽出したピーク周波数から、前記４つの変調区間のうち２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第１ペアを生成し、この第１ペアのピーク周波数から前記ターゲットの距離及び相対速度を算出する第１ペア距離・相対速度算出手段と、
前記ピーク周波数抽出手段で抽出したピーク周波数から、前記２つの変調区間とは異なる２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第２ペアを生成し、この第２ペアのピーク周波数から前記ターゲットの距離及び相対速度を算出する第２ペア距離・相対速度算出手段と、
前記第２ペア距離・相対速度算出手段で算出された第２ペアの距離及び相対速度から第１ペアのピーク周波数を推定する第１ペアピーク周波数推定手段と、
前記第１ペアピーク周波数推定手段で推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第１ペアを生成してその第１ペアにおける距離及び相対速度を推定する第１ペア距離・相対速度推定手段と、
前記第１ペア距離・相対速度算出手段で算出された第１ペアの距離及び相対速度から第２ペアのピーク周波数を推定する第２ペアピーク周波数推定手段と、
前記第２ペアピーク周波数推定手段で推定したピーク周波数の一方がピーク周波数として抽出されており、もう一方が所定条件である場合に、第２ペアを生成してその第２ペアにおける距離及び相対速度を推定する第２ペア距離・相対速度推定手段と、
前記第１および第２ペア距離・相対速度算出手段で算出された前記ターゲットの距離及び相対速度と、前記第１および第２ペア距離・相対速度推定手段で推定された前記ターゲットの距離及び相対速度から、前記ターゲットの距離及び相対速度を確定するターゲット確定手段とを備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項３】
前記所定条件は、ピーク周波数として抽出されず、ピーク周波数が所定範囲であ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】
前記所定範囲は、ピーク周波数が０付近であることを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記所定範囲は、ピーク周波数が停止物ターゲットの存在する周波数範囲であることを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記停止物ターゲットが存在する周波数範囲は、レーダ方式をＦＭ−パルスドップラー方式とし、レンジゲートごとに自車速、レンジゲート幅から算出される周波数範囲であることを特徴とする請求項５に記載のレーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−７５５００（Ｐ２０１１−７５５００Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２９６６５（Ｐ２００９−２２９６６５）
【出願日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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