レーダ
所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともにビームの中心方位を変化させて所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出し、方位変化に対する受信信号強度分布を直角座標で表した時にビームの方位幅により定まる方位幅を底辺とする二等辺三角形で近似させたときの頂点方位を物標の中心方位として検知する。これにより、探知用電波のビーム幅より高い分解能で、または方位方向のサンプリング間隔より高い分解能で物標の方位を検知できるようにし、また受信信号強度のピーク位置が物標の中心からずれる問題を解消する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばミリ波帯の電波を用いて車両などの物標を探知するレーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車などの車両に搭載され、例えば車間距離などを測定するレーダとして特許文献１が開示されている。
上記特許文献１に示されているレーダは、ビーム走査手段によりビームの方向を３方向に切り替えて、同一の物標が方向の異なった複数のビームで検出された時に、それぞれの方向の受信信号強度に応じて物標の角度を演算し、単一のビーム方向でのみ検出されたときには、予め設定されている角度であるとものと判定する。
【特許文献１】特開２０００−３３８２２２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、このような従来の車載用レーダにおいては、探知用電波のビーム幅以下の分解能で物標の動きを追跡することができない。また、ビームの方位方向の変化に対する受信信号強度の変化をみたとき、受信信号強度がピークを示すビームの方位が必ずしも物標の中心位置に正確に一致するものとは限らないため、物標の方位測定精度が低い、といった問題があった。
【０００４】
特許文献１に記載された方法とは別に、ビーム幅を極力狭くし、そのビームを方位方向にスキャニングするようにした場合でも、方位方向の分解能は方位方向のサンプリング間隔で決定されてしまう。
【０００５】
この発明の目的は、探知用電波のビーム幅より高い分解能で、または方位方向のサンプリング間隔より高い分解能で物標の方位を検知できるようにし、また受信信号強度のピーク位置が物標の中心からずれる問題を解消して、物標の位置検知能力を高めたレーダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のレーダは、所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させて、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、
対象物標までの距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位を挟む中心方位検出用方位幅分左右の方位における受信信号強度とビームの方位幅とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき前記ビームの方位幅を底辺とし、前記２つの受信信号強度を２つの斜辺上の点とする、近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する物標中心方位検知手段を備えたことを特徴としている。
【０００７】
また、この発明のレーダは、前記物標中心方位検知手段が、前記ピーク検出用方位幅を複数とおりに定めて、各々の前記近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を検出するとともに、それらの方位を加重平均する手段を備えたことを特徴としている。
【０００８】
また、この発明のレーダは、所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させて、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、
対象物標までの距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位における受信信号強度と、該最大値を示す方位から中心方位検出用方位幅分左または右の方位のうち受信信号強度の大きい方の受信信号強度と、前記ビームの方位幅とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき前記ビームの方位幅を底辺とし、前記２つの受信信号強度を２つの斜辺上の点とする、近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する物標中心方位検知手段を備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、この発明のレーダは、所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させるとともに、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、前記受信信号強度分布のうち、所定距離で最大値を示す方位を挟む所定のピーク検出用方位幅分左右の複数の方位における受信信号強度に基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき、前記複数の受信信号強度を２つの斜辺上の点とする近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する物標の中心方位検知手段を備えたことを特徴としている。
【００１０】
また、この発明のレーダは、前記近似二等辺三角形の底辺が前記ビームの方位幅より短い場合に、その近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として扱わないように処理する手段を備えたことを特徴としている。
【００１１】
また、この発明のレーダは、所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させるとともに、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、
対象物標までの距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位における受信信号強度と、該最大値を示す方位から中心方位検出用方位幅分左または右の方位のうち受信信号強度の小さい方向の１つまたは複数の方位における受信信号強度とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき、複数の前記受信信号強度を一方の斜辺上の点とし、前記ビームの方位幅を底辺とする近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する物標中心方位検知手段を備えたことを特徴としている。
【００１２】
また、この発明のレーダは、所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させるとともに、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、所定距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位の受信信号強度と、該最大値を示す方位より一つまたは複数の中心方位検出用方位幅分内側（左または右）の方位での受信信号強度とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき、複数の前記受信信号強度を一方の斜辺上の点とし、前記ビームの方位幅を底辺とする近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する物標中心方位検知手段を備えたことを特徴としている。
【００１３】
また、この発明のレーダは、所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させるとともに、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、
受信信号の最大値を示す方位が、前記中心方位の探知方位角度範囲の端（左または右）であった場合に、
ビームの方位幅の半分に対するビームの方位幅の半分から中心方位検出用方位幅を差し引いた方位幅の比が、対象物標までの距離における前記受信信号強度のうち最大値を示す最も外側の方位における信号強度と該最大値を示す方位より中心方位検出用方位幅分内側（左または右）の方位の受信信号強度との比より小さいという条件を満たすとき、前記最大値を示す最も外側の方位における受信信号強度と、該最大値を示す方位より一つまたは複数の前記中心方位検出用方位幅分内側の方位の受信信号強度と、前記ビームの方位幅とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき前記ビームの方位幅を底辺とし、前記２つの受信信号強度を２つの斜辺上の点とする、近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知し、
前記条件を満たさないときに、対象物標までの距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位における受信信号強度と該最大値を示す方位より一つまたは複数の中心方位検出用方位幅分内側（左または右）の方位における受信信号強度とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき、複数の前記受信信号強度を一方の斜辺上の点とし、前記ビームの方位幅を底辺とする近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する、物標中心方位検知手段を備えたことを特徴としている。
【００１４】
また、この発明のレーダは、所定距離における前記受信信号強度分布の方位方向の広がりが前記ビームの方位幅より広いとき、前記物標中心方位検知手段により検知された物標の方位を頂点、前記ビームの方位幅を底辺とする二等辺三角形分の分布を前記受信信号強度分布から差し引く手段を備えたことを特徴としている。
【００１５】
また、この発明のレーダは、前記受信信号強度分布修正手段が、中心方位を検知した物標に対応する前記二等辺三角形分の分布を前記受信信号強度分布から順次差し引くものとする。
【００１６】
また、この発明のレーダは、前記受信信号強度分布検出手段が、前記ビームの中心方位を探知方位角度範囲内で変化させ、前記物標中心方位検知手段が、前記ビームの前記探知方位角度範囲内での中心方位に応じて前記ピーク検出用方位幅を変化させる手段を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、受信信号強度分布検出手段が所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出し、物標中心方位検知手段は対象物標までの距離における受信信号強度分布のうち最大値を示す方位を挟む所定のピーク検出用方位幅分左右の方位における受信信号強度とビームの方位幅とに基づいて物標の方位を検知する。物標方位とビーム走査により得られる受信信号強度分布を、方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表せば、その分布は近似的にビームの方位幅により定まる方位幅を底辺とする二等辺三角形の形状を示すので、これにより探知用電波のビーム幅より高い分解能で、または方位方向のサンプリング間隔より高い分解能で物標の方位を検知できる。
【００１８】
またこの発明によれば、前記ピーク検出用方位幅を複数とおりに定めておき、各々のピーク検出用方位幅で求めた物標の中心方位を加重平均することによって受信信号強度分布の形状に応じたより高精度な物標中心方位の検知が可能となる。
【００１９】
またこの発明によれば、受信信号強度分布検出手段が所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出し、物標中心方位検知手段が対象物標までの距離における受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位における受信信号強度と、該最大値を示す方位から中心方位検出用方位幅分左または右の方位のうち受信信号強度の大きい方の受信信号強度と、前記ビームの方位幅とに基づいて物標の中心方位を検知する。これにより受信信号強度分布に表れる山形の頂上付近の受信信号強度を重視した物標の方位検知が可能となる。
【００２０】
またこの発明によれば、方位変化に対する受信信号を強度分布の複数の受信信号強度を、２つの斜辺上の点とする近似二等辺三角形の頂点を物標の方位として検知することにより、受信信号強度分布の複数の点から物標の中心方位をより正確に求めることができる。
【００２１】
またこの発明によれば、受信信号強度分布のうち受信信号強度を２つの斜辺上の点とする近似二等辺三角形に当てはめた時、その近似二等辺三角形の底辺がビームのメインローブにより生じる方位幅より短い場合に、その近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として扱わないように処理することにより、サイドローブによる受信信号強度分布から誤って物標の中心方位が検知されるのを防止することができる。
【００２２】
また、この発明によれば、方位変化に対する受信信号を強度分布の複数の受信信号強度を、一方の斜辺上の点とする近似二等辺三角形の頂点を物標の方位として検知することにより、受信信号強度分布の複数の点から物標の中心方位をより正確に求めることができる。
【００２３】
またこの発明によれば、受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位の所定のピーク検出用方位幅分左または右の複数の方位での受信信号強度に基づいて受信信号強度分布の形状を二等辺三角形に当てはめた時の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知するようにしたことにより、物標からの反射波に起因して生じる受信信号強度分布に表れる山形のパターンが所定の探知方位角度範囲内の両端付近に存在しても、物標の中心方位を検知できるようになる。その結果、上記探知方位角度範囲内の略全角度範囲に亘って物標の中心方位を検知できるようになる。
【００２４】
またこの発明によれば、受信信号の最大値を示す方位が、探知方位角度範囲の端（左または右）であった場合でも、その最大値が得られた方位より中心方位検出用方位幅分内側の方位での信号強度が、二等辺三角形の２つの斜辺上の点と見なせる場合には、その２つの受信信号強度を２つの斜辺上の点とする近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する。そのため、探知方位角度範囲の端部付近でも物標の中心方位を正確に検知できるようになる。
【００２５】
またこの発明によれば、２つの物標がビームの方位幅より方位方向に近接している時、それらの物標からの反射波により生じる受信信号強度分布としては２つの山形が部分的に重なった分布が得られるが、この発明によれば、受信信号強度分布の方位方向の広がりがビームの方位幅より広い時、上述の一方の斜辺上の点に相当する受信信号強度から求めた方位に存在する物標によって生じる近似二等辺三角形分の分布を受信信号強度分布から差し引くようにしたので、残る他の物標に起因して生じる受信信号強度分布を抽出できるようになる。その結果、ビームの方位幅より近接している２つの物標についてもそれぞれの中心方位が検知できるようになる。
【００２６】
またこの発明によれば、受信信号強度分布検出手段が、ビームの中心方位を探知方位角度範囲内で変化させ、物標中心方位検知手段がビームの探知方位角度範囲内での中心方位に応じてピーク検出用方位幅を変化させることにより、ビームの中心方位が変化することに伴ってビームの方位幅が変化しても物標の中心方位を高精度に検知できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１の実施形態に係るレーダの信号系の構成を示すブロック図である。
【図２】アンテナ、ビームおよび物標の位置関係の例を示す図である。
【図３】同レーダの上り変調区間と下り変調区間に生じるビート信号の周波数差の例を示す図である。
【図４】突出部グループの方位方向の信号強度分布の例を示す図である。
【図５】同レーダの処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図５におけるステップＳ１０の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】受信信号強度分布と近似二等辺三角形との関係を示す図である。
【図８】ビーム方位と受信信号強度分布の形状変化の例を示す図である。
【図９】第２の実施形態に係るレーダの物標中心方位検知方法を示す図である。
【図１０】同物標中心方位検知の手順を示すフローチャートである。
【図１１】第３の実施形態係る受信信号強度分布と近似二等辺三角形との関係を示す図である。
【図１２】第４の実施形態に係るレーダの物標中心方位検知方法を示す図である。
【図１３】同物標中心方位検知の手順を示すフローチャートである。
【図１４】第５の実施形態に係るレーダの物標中心方位検知方法を示す図である。
【図１５】第６の実施形態に係るレーダの物標中心方位検知方法を示す図である。
【図１６】第７の実施形態係る受信信号強度分布と近似二等辺三角形との関係を示す図である。
【図１７】第８の実施形態に係るメインローブ、サイドローブおよび物標の位置関係の例を示す図である。
【図１８】メインローブとサイドローブによる受信信号強度分布の形状の違いを示す図である。
【図１９】第９の実施形態に係るレーダに対する２つの物標の位置関係の例を示す図である。
【図２０】同関係により生じる受信信号強度分布の例を示す図である。
【図２１】一方の物標の中心方位を検知する方法を示す図である。
【図２２】他方の物標の中心方位を検知する方法を示す図である。
【図２３】同レーダの物標中心方位検知方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２８】
ＩＬ−近似二等辺三角形
ＩＢ−近似二等辺三角形の底辺（方位幅）
ＩＨ−近似二等辺三角形の高さ
Ｔｄ−近似二等辺三角形の頂点方位（物標の中心方位）
ＤＬ−受信信号強度分布
ＤＷ−中心方位検出用方位幅
ＩＳ−近似二等辺三角形の斜辺
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
第１の実施形態に係るレーダについて図１〜図８を参照して説明する。
図１はレーダの全体の構成を示すブロックである。ここでＶＣＯ１は、ＤＡコンバータ１１より出力される制御電圧に応じて発振周波数を変化させる。アイソレータ２は、ＶＣＯ１からの発振信号をカプラ３側へ伝送し、ＶＣＯ１へ反射信号が入射するのを阻止する。カプラ３は、アイソレータ２を経由した信号をサーキュレータ４側へ伝送するとともに、所定の分配比で送信信号の一部をローカル信号Ｌｏとしてミキサ６へ与える。サーキュレータ４は、送信信号をアンテナ５側へ伝送し、また、アンテナ５からの受信信号をミキサ６へ与える。アンテナ５は、ＶＣＯ１のＦＭ変調された連続波のミリ波ビームを送信し、同方向からの反射信号を受信する。また、そのビームの方向を探知角度範囲に亘って周期的に変化させる。
【００３０】
ミキサ６は、カプラ３からのローカル信号Ｌｏとサーキュレータ４からの受信信号とをミキシングして中間周波信号ＩＦを出力する。ＩＦ増幅回路７は、その中間周波信号を距離に応じた所定のゲインで増幅する。ＡＤコンバータ８は、その電圧信号をディジタルデータに変換してＤＳＰ９へ与える。ＤＳＰ９は、Ａ／Ｄコンバータ８により変換されたディジタルデータを少なくとも１スキャン分（所定の探知角度範囲内での複数本のビーム走査分）だけ一時蓄積し、後述する処理によって、アンテナを中心とする物標の方位、物標までの距離、およびアンテナに対する物標の相対速度を算出する。マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）１０はＤ／Ａコンバータ１１に対してＶＣＯ１の変調用データを順次与え、ＶＣＯ１の発振周波数を三角波状に連続してＦＭ変調させる。またスキャン機構１２に対してアンテナ５の指向方向を変更させるための処理を行う。さらにＶＣＯ１に対する変調信号のタイミングとアンテナ５の指向方位に関するデータをＤＳＰ９へ与える。
【００３１】
上記ＤＳＰ９はＡ／Ｄコンバータ８により変換されたディジタルデータを入力し、周波数スペクトルを求めるためのＦＦＴ演算処理部９１、その周波数スペクトルから周波数軸上のピーク位置を検出する突出部検出処理部９２、検出した物標の中心方位を検知するための方位算出処理部９３、およびその物標までの距離と相対速度を算出する処理部９４とを備えている。
【００３２】
図２は、物標である車両、アンテナ、およびビームの位置関係について示している。ここでｂ−ｎ〜ｂ０〜ｂ＋ｎは、それぞれアンテナ５による探知用電波のビームであり、探知角度範囲に亘ってアンテナ５の指向方向を変化させることによってビームを走査する。
【００３３】
図３は、物標までの距離と相対速度に起因する、送信信号と受信信号の周波数変化のずれの例を示している。送信信号の周波数上昇時における送信信号と受信信号との周波数差がアップビートの周波数ｆＢＵであり、送信信号の周波数下降時における送信信号と受信信号との周波数差がダウンビートの周波数ｆＢＤである。Δｆは周波数偏位幅である。この送信信号と受信信号の三角波の時間軸上のずれ（時間差）が、アンテナから物標までの電波の往復時間に相当する。また、送信信号と受信信号の周波数軸上のずれがドップラシフト量であり、これはアンテナに対する物標の相対速度に起因して生じる。この時間差とドップラシフト量によってアップビートｆＢＵとダウンビートｆＢＤの値が変化する。すなわち、このアップビートとダウンビートの周波数を検出することによって、レーダから物標までの距離およびレーダに対する物標の相対速度を算出する。
【００３４】
図４は方位別周波数スペクトルを方位方向に並べた例を示している。図４の（Ａ）は、方位の異なるビーム毎の上り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部のピーク周波数を示す図、（Ｂ）は、下り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部のピーク周波数を示す図である。ここで横軸にビーム方位、縦軸に周波数スペクトルに含まれる突出部の周波数を採って直角座標で表している。
【００３５】
この例では、（Ａ）に示すように上り変調区間で、ビーム方位方向および周波数方向にそれぞれある形状で分布する突出部グループＧｕ１，Ｇｕ２が生じている。また、（Ｂ）に示すように下り変調区間でもビーム方位方向および周波数方向にそれぞれある形状で分布する突出部グループＧｄ１，Ｇｄ２が生じている。
【００３６】
この図４では、周波数スペクトルに含まれる突出部の位置のみを黒丸で表したが、その強度（受信信号強度）の分布は方位方向に山形の形状をなす。
【００３７】
ここで、上り変調区間と下り変調区間にそれぞれ現れる複数の突出部グループのうちどの突出部グループ同士がペアとなるか、すなわち同一物標からの反射に起因して生じたグループであるかの判定（ペアリング）を行う。
【００３８】
そして、ペアとなる２つのグループの上り変調区間での周波数と下り変調区間での周波数とに基づいて、物標までの距離と相対速度を求める。
【００３９】
図５は、図１に示したＤＳＰ９およびＭＣＵ１０の処理手順を示すフローチャートである。まず、スキャン機構１２の制御によって、ビームを初期方位に向ける（Ｓ１）。その状態で、Ａ／Ｄコンバータ８により変換されたビート信号のディジタルデータを所定のサンプリング数だけ取得し、それについてＦＦＴ処理する（Ｓ２→Ｓ３）。
【００４０】
続いて、周波数スペクトルの信号強度が周波数軸上で突出する部分を検出し、そのピーク周波数およびピーク周波数における信号強度を抽出する（Ｓ４）。
【００４１】
その後、隣接する（前回の）ビーム方位において抽出したピーク周波数およびその信号強度を参照して、今回のビーム方位におけるピーク周波数と、その信号強度をどのグループに入れるかを判定する（Ｓ５）。すなわち、ピーク周波数の周波数差が一定周波数以内であるものをグルーピングする。
【００４２】
その後、ビーム方位をビーム１本分変位させ、同様の処理を行う（Ｓ６→Ｓ７→Ｓ２→・・・）。
【００４３】
以上の処理を最終ビームまで繰り返し行うことによって、方位方向に所定幅広がる探知範囲について、上り変調区間と下り変調区間についてのビーム方位毎のピーク周波数スペクトルを求める。
【００４４】
続いて、各グループの、代表方位、代表ピーク周波数、代表信号強度、方位方向の信号強度分布を求める（Ｓ８）。例えばビーム方位方向と周波数軸方向に広がるグループの中心方位を代表方位とし、その方位において周波数軸上に広がる周波数範囲の中心を代表ピーク周波数とし、その代表ピーク周波数における信号強度を代表信号強度とする。また、グループの代表周波数における方位方向の信号強度変化を受信信号強度分布のデータとして求める。
【００４５】
その後、各グループの中心方位を後述する方法により求める（Ｓ１０）。そして物標までの距離とともに正確に求めた物標の中心方位のデータを後段システムへ出力する（Ｓ１１）。
【００４６】
図７は所定距離におけるアップビート信号またはダウンビート信号についての受信信号強度のビーム方位方向の分布の例を示している。ここで横軸はビームの中心方位であり、受信信号強度分布のうち山形に突出する範囲について表している。縦軸は受信信号強度のピーク値を１として正規化した受信信号強度である。図中の丸印は各ビーム方位における受信信号強度を示している。これら複数の丸印で示す点を結ぶ曲線ＤＬが方位方向の受信信号強度の分布である。この受信信号強度分布ＤＬは底辺の方位幅ＩＢ、高さＩＨとする二等辺三角形ＩＬで近似することができる。以下この二等辺三角形ＩＬを近似二等辺三角形という。この近似二等辺三角形ＩＬの底辺の方位幅ＩＢはこの物標までの距離におけるビームの方位幅と物標の方位幅とにより定まる。すなわち物標の方位方向の幅が広いほどＩＢは広くなり、ビームの方位方向の幅が広いほどＩＢは広くなる。しかし、物標の方位幅として採り得る幅は限られている。例えば車載用ミリ波レーダであれば、車両が探知すべき物標である。そのため、近似二等辺三角形ＩＬの底辺の方位幅ＩＢはこの物標までの距離におけるビームの方位幅により定めることができる。
【００４７】
また、同一サイズの物標であってもレーダのアンテナからの距離が近くなるほど物標の方位幅は大きくなり、遠ざかるほど物標の方位幅は狭くなる。しかし、探知すべき物標の距離範囲は限られている。例えば車載用ミリ波レーダであれば、１０［ｍ］より遠方の車両を探知対象とする場合が多い。そのため、上記近似二等辺三角形ＩＬの底辺の方位幅ＩＢは物標までの距離にもよらずにビームの方位幅から定まる一定値とすることができる。
【００４８】
なお、受信信号強度の絶対値は物標の大きさと反射係数に比例し、物標までの距離の２乗に反比例するが、受信信号強度のピーク値を１として正規化すれば、近似二等辺三角形ＩＬの底辺の方位幅ＩＢはビームの方位幅のみにより定まる。但し、図７では図を見やすくするために、受信信号強度分布ＤＬのピークを１として正規化したように表している。
【００４９】
さて、図６は図５のステップＳ１０での物標の中心方位を検知するための処理手順をフローチャートとして表している。まず探知可能な距離範囲の各距離毎に略同一距離における受信信号強度分布を求める（Ｓ１１１）。続いて各距離毎に受信信号強度がピークとなる方位を検出する（Ｓ１１２）。図７に示した例では受信信号強度がピークを示すビーム方位Ａ３が検出される。その後、ピーク方位から所定本数離れたビームの受信信号強度と近似二等辺三角形の底辺の方位幅とにより物標の中心方位を算出する（Ｓ１１３）。図７に示した例では、ピーク方位Ａ３から中心方位検出用方位幅ＤＷだけ離れたビームの受信信号強度Ｌ１，Ｌ５を抽出し、次の式により近似二等辺三角形ＩＬの中心方位Ｔｄを物標の中心方位として求める。
【００５０】
図７においてそれぞれハッチングで示した高さＬ１とＬ５の２つ直角三角形の底辺の合計の長さは、近似二等辺三角形の底辺長さＩＢから（Ａ５−Ａ１）分を引いたものとなり、この２つの三角形は縦軸に対称な相似形であるので、高さＬ１の直角三角形の底辺長さは、｛ＩＢ−（Ａ５−Ａ１）｝Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ５）となる。
【００５１】
物標の中心方位ＴｄはＡ１より上記底辺長さを引いたものに、近似二等辺三角形の底辺ＩＢの半分の長さを加えたものとなるので、
Ｔｄ＝Ａ１＋ＩＢ／２−｛（ＩＢ−Ａ５＋Ａ１）Ｌ１｝／（Ｌ１＋Ｌ５） …（１）
と表される。
【００５２】
ここで、
Ａ１＝−２．０°
Ａ２＝−１．０°
Ａ３＝０°
Ａ４＝１．０°
Ａ５＝２．０°
ＩＢ＝６．２°
Ｌ１＝０．２７
Ｌ５＝０．５１
とすると、物標方位Ｔｄは０．３３°となる。このようにして、ビームの幅より高い分解能で、また方位方向のサンプリング間隔より高い分解能で物標の中心方位が検知できる。
【００５３】
図８は物標の大きさ、物標までの距離を同一条件としてビーム方位を変化させたときの受信信号強度分布の変化を示している。但し、図における横軸は一次放射器の誘電体レンズに対する相対位置をとっている。一次放射器は誘電体レンズの焦点面内を誘電体レンズの光軸に対して略垂直な直線に沿った方向または曲線に沿った方向を移動するが、光軸から離れるほど誘電体レンズのコマ収差の影響により、ビームの方位方向の幅またはそれに垂直な方向の幅が広がるので、ビーム方位が正面から離れるほどビーム幅が広がるとともに受信信号強度のピーク値は相対的に低下する。したがって上記ピーク方位に応じて近似二等辺三角形の底辺（方位幅）ＩＢを定めるためのビームの方位幅を変化させれば、受信信号強度分布に現れる山形のパターンの二等辺三角形への近似（山形のパターンに対する二等辺三角形のマッチング）をより高精度に行うことができる。また、このビーム方位による受信信号強度の変動に応じて中心方位検出用方位幅ＤＷを適宜変更するようにしてもよい。
【００５４】
なお、上記近似二等辺三角形の底辺（方位幅）ＩＢとを定めるためのビームの方位幅と中心方位検出用方位幅ＤＷを式の演算により算出してもよいし、予めテーブルとして作成しておき、そのテープル参照によって求めるようにしてもよい。
【００５５】
次に、第２の実施形態に係るレーダについて図９・図１０を基に説明する。
第１の実施形態と異なるのは物標の中心方位を検知するための処理内容である。図７に示した例では受信信号強度分布から求めたピーク方位Ａ３を中心として中心方位検出用方位幅ＤＷだけ離れた２つのビームでの受信信号強度を基に、近似二等辺三角形の頂点方位を求めたが、この図９に示す例では、上記中心方位検出用方位幅ＤＷとして３通りの中心方位検出用方位幅ＤＷ１，ＤＷ２，ＤＷ３を定め、それぞれの方位幅だけピーク方位から離れたビームでの受信信号強度を基に中心方位を検知する。
【００５６】
図１０は、第１の実施形態における図５のステップＳ１０の処理手順を示すフローチャートである。まず、探知可能な距離範囲の各距離毎に略同一距離における受信信号強度分布を求める（Ｓ１１１）。続いて各距離毎に受信信号強度がピークとなる方位Ａ３を検出する（Ｓ１１２）。そして、中心方位検出用方位幅ＤＷとして３通りの中心方位検出用方位幅ＤＷ１，ＤＷ２，ＤＷ３を定め、それぞれの方位幅だけピーク方位から離れたビームでの受信信号強度を求め、それぞれの方位幅だけピーク方位から離れたビームでの受信信号強度を基に近似二等辺三角形の頂点方位を求める（Ｓ１１３′）。その後、それらの頂点方位を加重平均した値を物標の中心方位として検知する。
【００５７】
具体的には中心方位検出用方位幅ＤＷ１，ＤＷ２，ＤＷ３とした時のそれぞれについて（１）式を基に物標の中心方位Ｔｄ１，Ｔｄ２，Ｔｄ３をそれぞれ算出し、それらの加重平均によって最終的に物標の中心方位を算出する。ここで中心方位検出用方位幅を小さく設定するほど、ピーク方位付近の受信信号強度を基に中心方位を算出することになるので、中心方位を検知するための信頼性が高いものと見なす。すなわち、中心方位Ｔｄ１，Ｔｄ２，Ｔｄ３の加重平均の重みをそれぞれＷｄ１，Ｗｄ２，Ｗｄ３とすれば、
Ｔｄ＝（Ｗｄ１・Ｔｄ１＋Ｗｄ２・Ｔｄ２＋Ｗｄ３・Ｔｄ３）／（Ｗｄ１＋Ｗｄ２＋Ｗｄ３） …（２）
の演算によって求める。ここで各重みはＷｄ１＞Ｗｄ２＞Ｗｄ３の関係とする。
【００５８】
図９に示した例では中心方位検出用方位幅を３通りに定めたが、これをさらに増やしてもよい。また、受信信号強度分布の全体形状を重視して受信信号強度分布と近似二等辺三角形とのマッチングを行う場合には、ピーク方位からある程度離れたビーム方位での受信信号強度を基にした中心方位の重みを増して、中心方位検出用方位幅がそれより狭いほど、およびそれより広いほどその重みを低下するように加重平均の重みを設定してもよい。
【００５９】
次に、第３の実施形態に係るレーダについて図１１を参照して説明する。
図１１は所定距離におけるアップビート信号またはダウンビート信号についての受信信号強度のビーム方位方向の分布の例を示している。ここで横軸はビームの中心方位であり、受信信号強度分布のうち山形に突出する範囲について表している。各ビーム方位の受信信号強度は図７の場合と同様である。
【００６０】
第１・第２の実施形態では、受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位を挟む中心方位検出用方位幅分左右の方位における受信信号強度とビームの方位幅とに基づいて物標の中心方位を検知するようにしたが、この第３の実施形態では、最大値を示す方位における受信信号強度と、該最大値を示す方位から中心方位検出用方位幅分左または右の方位のうち受信信号強度の大きい方の受信信号強度と、前記ビームの方位幅とに基づいて物標の中心方位を検知する。すなわち、図１１に示した例では、ピーク方位Ａ３に隣接する２つの方位Ａ２，Ａ４のうち受信信号強度の大きいビーム方位Ａ４の受信信号強度と、ピーク方位Ａ３の受信信号強度Ｌ３とを抽出し、次の式により近似二等辺三角形ＩＬの中心方位Ｔｄを物標の中心方位として求める。
【００６１】
Ｔｄ＝Ａ３＋ＩＢ／２−｛（ＩＢ−Ａ４＋Ａ３）Ｌ３｝／（Ｌ３＋Ｌ４） …（３）
この（３）式の導出は、（１）式の場合と同じである。
【００６２】
次に、第４の実施形態に係るレーダについて図１２・図１３を参照して説明する。
第１〜第３の実施形態では、ビームの方位幅により定まる方位幅を近似二等辺三角形の底辺として定めたが、この第４の実施形態では、近似二等辺三角形の２つの斜辺上の点から近似二等辺三角形の頂点方位を求め、その方位を物標の中心方位として検知する。
【００６３】
図１３は、第１の実施形態における図５のステップＳ１０の処理手順を示すフローチャートである。まず、探知可能な距離範囲の各距離毎に略同一距離における受信信号強度分布を求める（Ｓ１１１）。続いて各距離毎に受信信号強度がピークとなる方位Ａ３を検出する（Ｓ１１２）。そして、それに隣接する方位方向の左右の４つのビームにおける受信信号強度Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５をそれぞれ求める。そして、この４点を近似二等辺三角形の２つの斜辺上の点とする、その近似二等辺三角形の頂点の方位を物標の中心方位Ｔｄとして算出する。
【００６４】
ここで、
Ａ１＝−２．０°
Ａ２＝−１．０°
Ａ３＝０°
Ａ４＝１．０°
Ａ５＝２．０°
Ｌ１＝０．２７
Ｌ２＝０．６５
Ｌ４＝０．９０
Ｌ５＝０．５１
とし、縦軸を受信信号強度Ｌ、横軸をビーム方位ａで表せば、近似二等辺三角形ＩＬの左側の斜辺の直線は、Ｌ＝０．３８ａ＋１．０２で表される。同様に近似二等辺三角形ＩＬの右側の斜辺の直線はＬ＝−０．３９ａ＋１．２９で表される。これにより、この２つの直線が交わる近似二等辺三角形ＩＬの頂点方位はａ＝０．３４°となり、物標の中心方位は０．３４°として求まる。
【００６５】
なお、図１２に示した例では、ピーク方位Ａ３を中心として方位方向に順に隣接する４つのビーム方位Ａ２，Ａ１，Ａ４，Ａ５についてそれぞれの受信信号強度を抽出したが、近似二等辺三角形の２つの斜辺上の点とするビーム方位はこれに限らず、たとえばピーク方位から２つ隣のビームと３つ隣のビームとの２点や、１つ隣のビームと３つ隣のビームとの２点を抽出してもよいし、１つ隣からｎ個隣までの任意の複数のビーム方位で得られた受信信号強度から最小二乗法等によって近似直線を求め、その２つの近似直線の交点を物標の中心方位として算出するようにしてもよい。
【００６６】
次に、第５の実施形態に係るレーダについて図１４を基に説明する。
第１〜第４のいずれの実施形態でも、２つまたは２つ以上のビーム方位における受信信号強度の点が２つの斜辺上に位置するように二等辺三角形を求め、その二等辺三角形の頂点に相当する中心方位Ｔｄを物標の中心方位として求めるようにした。しかしこの第６の実施形態では、二等辺三角形の一方の斜辺のみ用いて、その二等辺三角形の頂点に相当する中心方位Ｔｄを物標の中心方位として求める。
【００６７】
図１４において、最大値を示す方位Ａ３における受信信号強度Ｌ３と、該最大値を示す方位から中心方位検出用方位幅分右（この例では１つ右隣）の方位Ａ４の受信信号強度Ｌ４と中心方位検出用方位幅分左（この例では１つ左隣）の方位Ａ２の受信信号強度Ｌ２を比較し、受信信号強度が小さい方の点と、受信信号強度が最大値となる点とが二等辺三角形の一方の斜辺上に乗り、底辺（方位幅）がＩＢである二等辺三角形ＩＬを求める。
【００６８】
なお、最大値を示す方位から右の方位Ａ４の受信信号強度Ｌ４と左の方位Ａ２の受信信号強度Ｌ２を比較して、受信信号強度が小さい方の方向に並ぶ複数点を用いてもよい。図１４に示した例では、方位Ａ１における受信信号強度Ｌ１も用いて、Ｌ３，Ｌ２，Ｌ１の複数の点を通る近似直線が二等辺三角形の一方の斜辺となるように、その二等辺三角形を求めてもよい。
【００６９】
次に、第６の実施形態に係るレーダについて図１５を基に説明する。
第１〜第４のいずれの実施形態でも探知方位範囲内に物標の中心方位が存在し、受信信号強度分布に山形のパターンが現れた例を示したが、物標の中心方位が探知方位範囲の最端の方位またはそれより外側に存在する場合には、物標からの反射波に起因して生じる受信信号強度分布の山形のパターンの一部のみが探知方位範囲内での受信信号強度分布に表れることになる。この第６の実施形態ではその場合に対応して物標の中心方位を検知する。
【００７０】
すなわち、方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表した時、複数の受信信号強度を一方の斜辺上の点とし、ビームの方位幅により定まる方位幅を底辺とする近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する。図１５に示した例では、ビーム方位Ａ３の受信信号強度Ｌ３とビーム方位Ａ４の受信信号強度Ｌ４とに基づいて近似二等辺三角形ＩＬの頂点方位Ｔｄを物標の中心方位として検知する。
【００７１】
ここで、ビーム方位Ａ３＝−１０°、Ａ４＝−９°とし、Ａ３，Ａ４のそれぞれにおける受信信号強度Ｌ３＝０．９、Ｌ４＝０．５２とすれば、近似二等辺三角形ＩＬの右側の斜辺の直線はＬ＝−０．３８ａ−２．９で表され、Ｌ＝０の時のａは−７．６であり、近似二等辺三角形ＩＬの底辺の方位幅ＩＢを６．４°とすれば、上記−７．６からＩＢ／２＝３．２を差し引いて、近似二等辺三角形ＩＬの頂点方位Ｔｄを−１０．８°として算出する。この例では探知方位範囲が−１０°から＋１０°であるので、このようにして探知方位範囲外に存在する物標の中心方位を検知できたことになる。
【００７２】
次に、第７の実施形態に係るレーダについて図１６を参照して説明する。
図１５に示した例では、物標の中心方位が探知方位角度範囲外に存在する場合について示したが、探知方位角度範囲の端がピーク方位となる場合でも、物標の中心方位が探知方位角度範囲内に存在する場合がある。図１６はその場合について示している。すなわち、ピーク方位Ａ３の受信信号強度を示す点と、それに隣接する内側のビーム方位Ａ４の受信信号強度を示す点は二等辺三角形の２つの斜辺上にそれぞれ存在している。
【００７３】
図１６において、高さＬ３の左側の直角三角形と高さＬ４の右側の直角三角形とに着目し、まず近似二等辺三角形の頂点方位がＡ３に等しい場合を考えると、右側の直角三角形の底辺はＩＢ／２−（Ａ４−Ａ３）、左側の直角三角形の底辺はＩＢ／２である。また左右の２つの直角三角形は相似形であるので、次の関係が成り立つ。
【００７４】
Ｌ４／Ｌ３＝｛ＩＢ／２−（Ａ４−Ａ３）｝／（ＩＢ／２）
そして二等辺三角形の頂点方位がＡ３からずれても、左右の直角三角形は相似形を保つので、図１６に示したように、方位Ａ３が近似二等辺三角形の左の斜辺に存在するか否かは次の不等式を満足するか否かによって判定できる。
【００７５】
Ｌ４／Ｌ３＞（ＩＢ／２−（Ａ４−Ａ３））／（ＩＢ／２） …（４）
この条件を満足する場合は、第３の実施形態で示したとおり、（３）式に基づいて物標の中心方位を検知する。そして、（４）式を満足しない場合には、第６の実施形態で示した方法により物標の中心方位を検知する。
【００７６】
次に、第８の実施形態に係るレーダについて図１７・図１８を参照して説明する。
図１７はレーダのアンテナから見た各物標の方位と距離およびアンテナのメインローブとサイドローブとの関係を示している。アンテナはそのレンズアンテナと一次放射器との関係からメインローブＭＬの方位が定まり、それとともにメインローブとは異なった方向にサイドローブＳＬ１，ＳＬ２が生じる。この図１７は、物標Ｂが存在する場合にメインローブＭＬによって物標Ｂが探知される状態（物標Ｂからの反射波が受信される位置関係）で、且つサイドローブＳＬ１によって物標Ａに対してビームが送波され、その反射波が受信される状態を示している。
【００７７】
図１８はサイドローブＳＬ１による物標Ａの受信信号強度分布と、物標Ｂが存在する場合のメインローブＭＬによる受信信号強度分布を重ねて表している。ここでＤＬｓは−９°方向に存在する物標Ａによる受信信号強度分布、ＤＬｍは−２°方向に物標Ｂが存在する時のメインローブＭＬによる受信信号強度分布である。
【００７８】
受信信号強度分布ＤＬｓの各方位の受信信号強度に基づいて、第４の実施形態（図１２に示した方法）に基づいて物標の中心方位を算出すると、近似二等辺三角形ＩＬｓの頂点方位−２．７°が求まるが、もちろんその値は実際の物標Ａの方位−９°とは大きくかけ離れた値となってしまう。
【００７９】
この図１８に示したように、ビームの方位幅はメインローブＭＬに比べてサイドローブＳＬのビームの方位幅は狭いため、物標の方位幅が同じであれば受信信号強度分布から求めた近似二等辺三角形の底辺の幅（方位幅）はメインローブによる受信信号強度分布ＤＬｍから求めた近似二等辺三角形の底辺より狭いものとなる。この関係を利用して、誤った物標の中心方位が検知されないように処理する。
【００８０】
具体的には、方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表した時、複数の受信信号強度を２つの斜辺上の点とする近似二等辺三角形の底辺の方位幅を求め、それがメインローブによる近似二等辺三角形の底辺の方位幅より短い場合に、前者の近似二等辺三角形を求める基になった受信信号強度分布はサイドローブによるものとみなして、その近似二等辺三角形の頂点方位を物標の中心方位としては出力しない。
【００８１】
次に、第９の実施形態に係るレーダについて図１９〜図２３を参照して説明する。
第１〜第８の実施形態では、単一の物標により受信信号強度分布に単一の山形のパターンが現れる例を示したが、略同一距離で且つ方位方向に近接した位置に複数の物標が存在するとき、それぞれの物標について中心方位を検知するための処理を行う必要がある。この第９の実施形態ではその処理を行う。
【００８２】
図１９はレーダとその前方の２つの物標Ａ，Ｂとの関係を示している。また図２０はその場合の受信信号強度分布の例を示している。仮に図１９に示した物標Ａだけが存在する場合には、受信信号強度分布はＤＬ１で示すような形状となる。逆に、物標Ｂだけが存在する場合には、受信信号強度分布はＤＬ２で示すような形状となる。そして物標Ａ，Ｂの両方が存在することによって得られる受信信号強度分布はＤＬのように崩れた双峰形状の山形パターンとなる。
【００８３】
図２３はこの第９の実施形態に係るレーダでの物標の中心方位を検知のための処理手順を示すフローチャートである。まず、探知可能な距離範囲の各距離毎に略同一距離における受信信号強度分布を求める（Ｓ１１１）。続いて各距離毎に受信信号強度がピークとなる方位を検出する（Ｓ１１２）。その後、受信信号強度分布ＤＬの所定のしきい値での方位範囲に対するピーク方位の偏りを検出する（Ｓ１１６）。この例では図２０に示したように、所定のしきい値での方位範囲ＤＢの中央よりピーク方位Ａｐは左方向に偏っている。
【００８４】
続いて、この偏っている側の受信信号強度分布ＤＬの傾斜にマッチングする近似二等辺三角形から、一方の物標の中心方位を検知する（Ｓ１１７）。図２１はその例を示している。ここで受信信号強度分布ＤＬの左側の傾斜に左側の斜辺がマッチングする近似二等辺三角形ＩＬ１を求める。この斜辺の傾きと上記近似二等辺三角形ＩＬ１の底辺の１／２の方位範囲（ＩＢ２／２）から上記近似二等辺三角形の頂点方位Ｔｄ１を求める。この方位Ｔｄ１が図１９に示した物標Ａの方位である。
【００８５】
続いて、受信信号強度分布ＤＬから上記近似二等辺三角形ＩＬ１の分布を差し引くことによって、もう一方の物標からの反射波に起因する受信信号強度分布を求める（Ｓ１１８）。図２２の（Ａ）はその例を示している。元の受信信号強度分布ＤＬから近似二等辺三角形ＩＬ１の分布を差し引くことによって新たな受信信号強度分布ＤＬ２′を求める。なお、図２０に示した物標Ａ，Ｂによるそれぞれの受信信号強度分布ＤＬ１とＤＬ２は必ずしも同位相で重なっているわけではないので、実際に求められる受信信号強度分布ＤＬはＤＬ１とＤＬ２の単純な足し算ではない。しかし概略的にはその足し算として扱うことができる。
【００８６】
その後、受信信号強度分布ＤＬ２′の傾斜にマッチングする近似二等辺三角形からもう一つの物標の中心方位を検知する（Ｓ１１９）。図２２の（Ｂ）はその例を示している。すなわち、新たに求めた受信信号強度分布ＤＬ２′の一方の傾斜部分にマッチングする近似二等辺三角形の斜辺ＩＳ２を求め、このＩＳ２の傾きと近似二等辺三角形の底辺の方位幅ＩＢの１／２から上記近似二等辺三角形の頂点方位Ｔｄ２を物標の中心方位として求める。
【００８７】
この近似二等辺三角形の斜辺は先に求めた物標の中心方位Ｔｄ１から遠い方の傾斜部分にマッチングさせる。このことにより元々の受信信号強度分布ＤＬの一部の形状にマッチングさせるようになり、すなわち、物標Ｂからの反射波に起因して生じる受信信号強度分布の有効な形状を利用することになり、物標Ｂの中心方位を高精度に求めることができる。
【００８８】
なお、上述の例では、略同一距離で且つ方位方向に２つの物標が近接した場合について示したが、略同一距離で且つ方位方向に３つ以上の物標が存在する場合についても同様の方法を適用する。すなわち、図２３に示した処理でステップＳ１１２〜Ｓ１１９を繰り返すことにより、中心方位を検知した物標に対応する二等辺三角形分の分布を受信信号強度分布から順次差し引く。このことにより、複数の物標の各物標の中心方位を順次検知する。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばミリ波帯の電波を用いて車両などの物標を探知するレーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車などの車両に搭載され、例えば車間距離などを測定するレーダとして特許文献１が開示されている。
上記特許文献１に示されているレーダは、ビーム走査手段によりビームの方向を３方向に切り替えて、同一の物標が方向の異なった複数のビームで検出された時に、それぞれの方向の受信信号強度に応じて物標の角度を演算し、単一のビーム方向でのみ検出されたときには、予め設定されている角度であるとものと判定する。
【特許文献１】特開２０００−３３８２２２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、このような従来の車載用レーダにおいては、探知用電波のビーム幅以下の分解能で物標の動きを追跡することができない。また、ビームの方位方向の変化に対する受信信号強度の変化をみたとき、受信信号強度がピークを示すビームの方位が必ずしも物標の中心位置に正確に一致するものとは限らないため、物標の方位測定精度が低い、といった問題があった。
【０００４】
特許文献１に記載された方法とは別に、ビーム幅を極力狭くし、そのビームを方位方向にスキャニングするようにした場合でも、方位方向の分解能は方位方向のサンプリング間隔で決定されてしまう。
【０００５】
この発明の目的は、探知用電波のビーム幅より高い分解能で、または方位方向のサンプリング間隔より高い分解能で物標の方位を検知できるようにし、また受信信号強度のピーク位置が物標の中心からずれる問題を解消して、物標の位置検知能力を高めたレーダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のレーダは、所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させて、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、
対象物標までの距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位を挟む中心方位検出用方位幅分左右の方位における受信信号強度とビームの方位幅とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき前記ビームの方位幅を底辺とし、前記２つの受信信号強度を２つの斜辺上の点とする、近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する物標中心方位検知手段を備えたことを特徴としている。
【０００７】
また、この発明のレーダは、前記物標中心方位検知手段が、前記ピーク検出用方位幅を複数とおりに定めて、各々の前記近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を検出するとともに、それらの方位を加重平均する手段を備えたことを特徴としている。
【０００８】
また、この発明のレーダは、所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させて、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、
対象物標までの距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位における受信信号強度と、該最大値を示す方位から中心方位検出用方位幅分左または右の方位のうち受信信号強度の大きい方の受信信号強度と、前記ビームの方位幅とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき前記ビームの方位幅を底辺とし、前記２つの受信信号強度を２つの斜辺上の点とする、近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する物標中心方位検知手段を備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、この発明のレーダは、所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させるとともに、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、前記受信信号強度分布のうち、所定距離で最大値を示す方位を挟む所定のピーク検出用方位幅分左右の複数の方位における受信信号強度に基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき、前記複数の受信信号強度を２つの斜辺上の点とする近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する物標の中心方位検知手段を備えたことを特徴としている。
【００１０】
また、この発明のレーダは、前記近似二等辺三角形の底辺が前記ビームの方位幅より短い場合に、その近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として扱わないように処理する手段を備えたことを特徴としている。
【００１１】
また、この発明のレーダは、所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させるとともに、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、
対象物標までの距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位における受信信号強度と、該最大値を示す方位から中心方位検出用方位幅分左または右の方位のうち受信信号強度の小さい方向の１つまたは複数の方位における受信信号強度とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき、複数の前記受信信号強度を一方の斜辺上の点とし、前記ビームの方位幅を底辺とする近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する物標中心方位検知手段を備えたことを特徴としている。
【００１２】
また、この発明のレーダは、所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させるとともに、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、所定距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位の受信信号強度と、該最大値を示す方位より一つまたは複数の中心方位検出用方位幅分内側（左または右）の方位での受信信号強度とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき、複数の前記受信信号強度を一方の斜辺上の点とし、前記ビームの方位幅を底辺とする近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する物標中心方位検知手段を備えたことを特徴としている。
【００１３】
また、この発明のレーダは、所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させるとともに、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、
受信信号の最大値を示す方位が、前記中心方位の探知方位角度範囲の端（左または右）であった場合に、
ビームの方位幅の半分に対するビームの方位幅の半分から中心方位検出用方位幅を差し引いた方位幅の比が、対象物標までの距離における前記受信信号強度のうち最大値を示す最も外側の方位における信号強度と該最大値を示す方位より中心方位検出用方位幅分内側（左または右）の方位の受信信号強度との比より小さいという条件を満たすとき、前記最大値を示す最も外側の方位における受信信号強度と、該最大値を示す方位より一つまたは複数の前記中心方位検出用方位幅分内側の方位の受信信号強度と、前記ビームの方位幅とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき前記ビームの方位幅を底辺とし、前記２つの受信信号強度を２つの斜辺上の点とする、近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知し、
前記条件を満たさないときに、対象物標までの距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位における受信信号強度と該最大値を示す方位より一つまたは複数の中心方位検出用方位幅分内側（左または右）の方位における受信信号強度とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき、複数の前記受信信号強度を一方の斜辺上の点とし、前記ビームの方位幅を底辺とする近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する、物標中心方位検知手段を備えたことを特徴としている。
【００１４】
また、この発明のレーダは、所定距離における前記受信信号強度分布の方位方向の広がりが前記ビームの方位幅より広いとき、前記物標中心方位検知手段により検知された物標の方位を頂点、前記ビームの方位幅を底辺とする二等辺三角形分の分布を前記受信信号強度分布から差し引く手段を備えたことを特徴としている。
【００１５】
また、この発明のレーダは、前記受信信号強度分布修正手段が、中心方位を検知した物標に対応する前記二等辺三角形分の分布を前記受信信号強度分布から順次差し引くものとする。
【００１６】
また、この発明のレーダは、前記受信信号強度分布検出手段が、前記ビームの中心方位を探知方位角度範囲内で変化させ、前記物標中心方位検知手段が、前記ビームの前記探知方位角度範囲内での中心方位に応じて前記ピーク検出用方位幅を変化させる手段を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、受信信号強度分布検出手段が所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出し、物標中心方位検知手段は対象物標までの距離における受信信号強度分布のうち最大値を示す方位を挟む所定のピーク検出用方位幅分左右の方位における受信信号強度とビームの方位幅とに基づいて物標の方位を検知する。物標方位とビーム走査により得られる受信信号強度分布を、方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表せば、その分布は近似的にビームの方位幅により定まる方位幅を底辺とする二等辺三角形の形状を示すので、これにより探知用電波のビーム幅より高い分解能で、または方位方向のサンプリング間隔より高い分解能で物標の方位を検知できる。
【００１８】
またこの発明によれば、前記ピーク検出用方位幅を複数とおりに定めておき、各々のピーク検出用方位幅で求めた物標の中心方位を加重平均することによって受信信号強度分布の形状に応じたより高精度な物標中心方位の検知が可能となる。
【００１９】
またこの発明によれば、受信信号強度分布検出手段が所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出し、物標中心方位検知手段が対象物標までの距離における受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位における受信信号強度と、該最大値を示す方位から中心方位検出用方位幅分左または右の方位のうち受信信号強度の大きい方の受信信号強度と、前記ビームの方位幅とに基づいて物標の中心方位を検知する。これにより受信信号強度分布に表れる山形の頂上付近の受信信号強度を重視した物標の方位検知が可能となる。
【００２０】
またこの発明によれば、方位変化に対する受信信号を強度分布の複数の受信信号強度を、２つの斜辺上の点とする近似二等辺三角形の頂点を物標の方位として検知することにより、受信信号強度分布の複数の点から物標の中心方位をより正確に求めることができる。
【００２１】
またこの発明によれば、受信信号強度分布のうち受信信号強度を２つの斜辺上の点とする近似二等辺三角形に当てはめた時、その近似二等辺三角形の底辺がビームのメインローブにより生じる方位幅より短い場合に、その近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として扱わないように処理することにより、サイドローブによる受信信号強度分布から誤って物標の中心方位が検知されるのを防止することができる。
【００２２】
また、この発明によれば、方位変化に対する受信信号を強度分布の複数の受信信号強度を、一方の斜辺上の点とする近似二等辺三角形の頂点を物標の方位として検知することにより、受信信号強度分布の複数の点から物標の中心方位をより正確に求めることができる。
【００２３】
またこの発明によれば、受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位の所定のピーク検出用方位幅分左または右の複数の方位での受信信号強度に基づいて受信信号強度分布の形状を二等辺三角形に当てはめた時の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知するようにしたことにより、物標からの反射波に起因して生じる受信信号強度分布に表れる山形のパターンが所定の探知方位角度範囲内の両端付近に存在しても、物標の中心方位を検知できるようになる。その結果、上記探知方位角度範囲内の略全角度範囲に亘って物標の中心方位を検知できるようになる。
【００２４】
またこの発明によれば、受信信号の最大値を示す方位が、探知方位角度範囲の端（左または右）であった場合でも、その最大値が得られた方位より中心方位検出用方位幅分内側の方位での信号強度が、二等辺三角形の２つの斜辺上の点と見なせる場合には、その２つの受信信号強度を２つの斜辺上の点とする近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する。そのため、探知方位角度範囲の端部付近でも物標の中心方位を正確に検知できるようになる。
【００２５】
またこの発明によれば、２つの物標がビームの方位幅より方位方向に近接している時、それらの物標からの反射波により生じる受信信号強度分布としては２つの山形が部分的に重なった分布が得られるが、この発明によれば、受信信号強度分布の方位方向の広がりがビームの方位幅より広い時、上述の一方の斜辺上の点に相当する受信信号強度から求めた方位に存在する物標によって生じる近似二等辺三角形分の分布を受信信号強度分布から差し引くようにしたので、残る他の物標に起因して生じる受信信号強度分布を抽出できるようになる。その結果、ビームの方位幅より近接している２つの物標についてもそれぞれの中心方位が検知できるようになる。
【００２６】
またこの発明によれば、受信信号強度分布検出手段が、ビームの中心方位を探知方位角度範囲内で変化させ、物標中心方位検知手段がビームの探知方位角度範囲内での中心方位に応じてピーク検出用方位幅を変化させることにより、ビームの中心方位が変化することに伴ってビームの方位幅が変化しても物標の中心方位を高精度に検知できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１の実施形態に係るレーダの信号系の構成を示すブロック図である。
【図２】アンテナ、ビームおよび物標の位置関係の例を示す図である。
【図３】同レーダの上り変調区間と下り変調区間に生じるビート信号の周波数差の例を示す図である。
【図４】突出部グループの方位方向の信号強度分布の例を示す図である。
【図５】同レーダの処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図５におけるステップＳ１０の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】受信信号強度分布と近似二等辺三角形との関係を示す図である。
【図８】ビーム方位と受信信号強度分布の形状変化の例を示す図である。
【図９】第２の実施形態に係るレーダの物標中心方位検知方法を示す図である。
【図１０】同物標中心方位検知の手順を示すフローチャートである。
【図１１】第３の実施形態係る受信信号強度分布と近似二等辺三角形との関係を示す図である。
【図１２】第４の実施形態に係るレーダの物標中心方位検知方法を示す図である。
【図１３】同物標中心方位検知の手順を示すフローチャートである。
【図１４】第５の実施形態に係るレーダの物標中心方位検知方法を示す図である。
【図１５】第６の実施形態に係るレーダの物標中心方位検知方法を示す図である。
【図１６】第７の実施形態係る受信信号強度分布と近似二等辺三角形との関係を示す図である。
【図１７】第８の実施形態に係るメインローブ、サイドローブおよび物標の位置関係の例を示す図である。
【図１８】メインローブとサイドローブによる受信信号強度分布の形状の違いを示す図である。
【図１９】第９の実施形態に係るレーダに対する２つの物標の位置関係の例を示す図である。
【図２０】同関係により生じる受信信号強度分布の例を示す図である。
【図２１】一方の物標の中心方位を検知する方法を示す図である。
【図２２】他方の物標の中心方位を検知する方法を示す図である。
【図２３】同レーダの物標中心方位検知方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２８】
ＩＬ−近似二等辺三角形
ＩＢ−近似二等辺三角形の底辺（方位幅）
ＩＨ−近似二等辺三角形の高さ
Ｔｄ−近似二等辺三角形の頂点方位（物標の中心方位）
ＤＬ−受信信号強度分布
ＤＷ−中心方位検出用方位幅
ＩＳ−近似二等辺三角形の斜辺
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
第１の実施形態に係るレーダについて図１〜図８を参照して説明する。
図１はレーダの全体の構成を示すブロックである。ここでＶＣＯ１は、ＤＡコンバータ１１より出力される制御電圧に応じて発振周波数を変化させる。アイソレータ２は、ＶＣＯ１からの発振信号をカプラ３側へ伝送し、ＶＣＯ１へ反射信号が入射するのを阻止する。カプラ３は、アイソレータ２を経由した信号をサーキュレータ４側へ伝送するとともに、所定の分配比で送信信号の一部をローカル信号Ｌｏとしてミキサ６へ与える。サーキュレータ４は、送信信号をアンテナ５側へ伝送し、また、アンテナ５からの受信信号をミキサ６へ与える。アンテナ５は、ＶＣＯ１のＦＭ変調された連続波のミリ波ビームを送信し、同方向からの反射信号を受信する。また、そのビームの方向を探知角度範囲に亘って周期的に変化させる。
【００３０】
ミキサ６は、カプラ３からのローカル信号Ｌｏとサーキュレータ４からの受信信号とをミキシングして中間周波信号ＩＦを出力する。ＩＦ増幅回路７は、その中間周波信号を距離に応じた所定のゲインで増幅する。ＡＤコンバータ８は、その電圧信号をディジタルデータに変換してＤＳＰ９へ与える。ＤＳＰ９は、Ａ／Ｄコンバータ８により変換されたディジタルデータを少なくとも１スキャン分（所定の探知角度範囲内での複数本のビーム走査分）だけ一時蓄積し、後述する処理によって、アンテナを中心とする物標の方位、物標までの距離、およびアンテナに対する物標の相対速度を算出する。マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）１０はＤ／Ａコンバータ１１に対してＶＣＯ１の変調用データを順次与え、ＶＣＯ１の発振周波数を三角波状に連続してＦＭ変調させる。またスキャン機構１２に対してアンテナ５の指向方向を変更させるための処理を行う。さらにＶＣＯ１に対する変調信号のタイミングとアンテナ５の指向方位に関するデータをＤＳＰ９へ与える。
【００３１】
上記ＤＳＰ９はＡ／Ｄコンバータ８により変換されたディジタルデータを入力し、周波数スペクトルを求めるためのＦＦＴ演算処理部９１、その周波数スペクトルから周波数軸上のピーク位置を検出する突出部検出処理部９２、検出した物標の中心方位を検知するための方位算出処理部９３、およびその物標までの距離と相対速度を算出する処理部９４とを備えている。
【００３２】
図２は、物標である車両、アンテナ、およびビームの位置関係について示している。ここでｂ−ｎ〜ｂ０〜ｂ＋ｎは、それぞれアンテナ５による探知用電波のビームであり、探知角度範囲に亘ってアンテナ５の指向方向を変化させることによってビームを走査する。
【００３３】
図３は、物標までの距離と相対速度に起因する、送信信号と受信信号の周波数変化のずれの例を示している。送信信号の周波数上昇時における送信信号と受信信号との周波数差がアップビートの周波数ｆＢＵであり、送信信号の周波数下降時における送信信号と受信信号との周波数差がダウンビートの周波数ｆＢＤである。Δｆは周波数偏位幅である。この送信信号と受信信号の三角波の時間軸上のずれ（時間差）が、アンテナから物標までの電波の往復時間に相当する。また、送信信号と受信信号の周波数軸上のずれがドップラシフト量であり、これはアンテナに対する物標の相対速度に起因して生じる。この時間差とドップラシフト量によってアップビートｆＢＵとダウンビートｆＢＤの値が変化する。すなわち、このアップビートとダウンビートの周波数を検出することによって、レーダから物標までの距離およびレーダに対する物標の相対速度を算出する。
【００３４】
図４は方位別周波数スペクトルを方位方向に並べた例を示している。図４の（Ａ）は、方位の異なるビーム毎の上り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部のピーク周波数を示す図、（Ｂ）は、下り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部のピーク周波数を示す図である。ここで横軸にビーム方位、縦軸に周波数スペクトルに含まれる突出部の周波数を採って直角座標で表している。
【００３５】
この例では、（Ａ）に示すように上り変調区間で、ビーム方位方向および周波数方向にそれぞれある形状で分布する突出部グループＧｕ１，Ｇｕ２が生じている。また、（Ｂ）に示すように下り変調区間でもビーム方位方向および周波数方向にそれぞれある形状で分布する突出部グループＧｄ１，Ｇｄ２が生じている。
【００３６】
この図４では、周波数スペクトルに含まれる突出部の位置のみを黒丸で表したが、その強度（受信信号強度）の分布は方位方向に山形の形状をなす。
【００３７】
ここで、上り変調区間と下り変調区間にそれぞれ現れる複数の突出部グループのうちどの突出部グループ同士がペアとなるか、すなわち同一物標からの反射に起因して生じたグループであるかの判定（ペアリング）を行う。
【００３８】
そして、ペアとなる２つのグループの上り変調区間での周波数と下り変調区間での周波数とに基づいて、物標までの距離と相対速度を求める。
【００３９】
図５は、図１に示したＤＳＰ９およびＭＣＵ１０の処理手順を示すフローチャートである。まず、スキャン機構１２の制御によって、ビームを初期方位に向ける（Ｓ１）。その状態で、Ａ／Ｄコンバータ８により変換されたビート信号のディジタルデータを所定のサンプリング数だけ取得し、それについてＦＦＴ処理する（Ｓ２→Ｓ３）。
【００４０】
続いて、周波数スペクトルの信号強度が周波数軸上で突出する部分を検出し、そのピーク周波数およびピーク周波数における信号強度を抽出する（Ｓ４）。
【００４１】
その後、隣接する（前回の）ビーム方位において抽出したピーク周波数およびその信号強度を参照して、今回のビーム方位におけるピーク周波数と、その信号強度をどのグループに入れるかを判定する（Ｓ５）。すなわち、ピーク周波数の周波数差が一定周波数以内であるものをグルーピングする。
【００４２】
その後、ビーム方位をビーム１本分変位させ、同様の処理を行う（Ｓ６→Ｓ７→Ｓ２→・・・）。
【００４３】
以上の処理を最終ビームまで繰り返し行うことによって、方位方向に所定幅広がる探知範囲について、上り変調区間と下り変調区間についてのビーム方位毎のピーク周波数スペクトルを求める。
【００４４】
続いて、各グループの、代表方位、代表ピーク周波数、代表信号強度、方位方向の信号強度分布を求める（Ｓ８）。例えばビーム方位方向と周波数軸方向に広がるグループの中心方位を代表方位とし、その方位において周波数軸上に広がる周波数範囲の中心を代表ピーク周波数とし、その代表ピーク周波数における信号強度を代表信号強度とする。また、グループの代表周波数における方位方向の信号強度変化を受信信号強度分布のデータとして求める。
【００４５】
その後、各グループの中心方位を後述する方法により求める（Ｓ１０）。そして物標までの距離とともに正確に求めた物標の中心方位のデータを後段システムへ出力する（Ｓ１１）。
【００４６】
図７は所定距離におけるアップビート信号またはダウンビート信号についての受信信号強度のビーム方位方向の分布の例を示している。ここで横軸はビームの中心方位であり、受信信号強度分布のうち山形に突出する範囲について表している。縦軸は受信信号強度のピーク値を１として正規化した受信信号強度である。図中の丸印は各ビーム方位における受信信号強度を示している。これら複数の丸印で示す点を結ぶ曲線ＤＬが方位方向の受信信号強度の分布である。この受信信号強度分布ＤＬは底辺の方位幅ＩＢ、高さＩＨとする二等辺三角形ＩＬで近似することができる。以下この二等辺三角形ＩＬを近似二等辺三角形という。この近似二等辺三角形ＩＬの底辺の方位幅ＩＢはこの物標までの距離におけるビームの方位幅と物標の方位幅とにより定まる。すなわち物標の方位方向の幅が広いほどＩＢは広くなり、ビームの方位方向の幅が広いほどＩＢは広くなる。しかし、物標の方位幅として採り得る幅は限られている。例えば車載用ミリ波レーダであれば、車両が探知すべき物標である。そのため、近似二等辺三角形ＩＬの底辺の方位幅ＩＢはこの物標までの距離におけるビームの方位幅により定めることができる。
【００４７】
また、同一サイズの物標であってもレーダのアンテナからの距離が近くなるほど物標の方位幅は大きくなり、遠ざかるほど物標の方位幅は狭くなる。しかし、探知すべき物標の距離範囲は限られている。例えば車載用ミリ波レーダであれば、１０［ｍ］より遠方の車両を探知対象とする場合が多い。そのため、上記近似二等辺三角形ＩＬの底辺の方位幅ＩＢは物標までの距離にもよらずにビームの方位幅から定まる一定値とすることができる。
【００４８】
なお、受信信号強度の絶対値は物標の大きさと反射係数に比例し、物標までの距離の２乗に反比例するが、受信信号強度のピーク値を１として正規化すれば、近似二等辺三角形ＩＬの底辺の方位幅ＩＢはビームの方位幅のみにより定まる。但し、図７では図を見やすくするために、受信信号強度分布ＤＬのピークを１として正規化したように表している。
【００４９】
さて、図６は図５のステップＳ１０での物標の中心方位を検知するための処理手順をフローチャートとして表している。まず探知可能な距離範囲の各距離毎に略同一距離における受信信号強度分布を求める（Ｓ１１１）。続いて各距離毎に受信信号強度がピークとなる方位を検出する（Ｓ１１２）。図７に示した例では受信信号強度がピークを示すビーム方位Ａ３が検出される。その後、ピーク方位から所定本数離れたビームの受信信号強度と近似二等辺三角形の底辺の方位幅とにより物標の中心方位を算出する（Ｓ１１３）。図７に示した例では、ピーク方位Ａ３から中心方位検出用方位幅ＤＷだけ離れたビームの受信信号強度Ｌ１，Ｌ５を抽出し、次の式により近似二等辺三角形ＩＬの中心方位Ｔｄを物標の中心方位として求める。
【００５０】
図７においてそれぞれハッチングで示した高さＬ１とＬ５の２つ直角三角形の底辺の合計の長さは、近似二等辺三角形の底辺長さＩＢから（Ａ５−Ａ１）分を引いたものとなり、この２つの三角形は縦軸に対称な相似形であるので、高さＬ１の直角三角形の底辺長さは、｛ＩＢ−（Ａ５−Ａ１）｝Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ５）となる。
【００５１】
物標の中心方位ＴｄはＡ１より上記底辺長さを引いたものに、近似二等辺三角形の底辺ＩＢの半分の長さを加えたものとなるので、
Ｔｄ＝Ａ１＋ＩＢ／２−｛（ＩＢ−Ａ５＋Ａ１）Ｌ１｝／（Ｌ１＋Ｌ５） …（１）
と表される。
【００５２】
ここで、
Ａ１＝−２．０°
Ａ２＝−１．０°
Ａ３＝０°
Ａ４＝１．０°
Ａ５＝２．０°
ＩＢ＝６．２°
Ｌ１＝０．２７
Ｌ５＝０．５１
とすると、物標方位Ｔｄは０．３３°となる。このようにして、ビームの幅より高い分解能で、また方位方向のサンプリング間隔より高い分解能で物標の中心方位が検知できる。
【００５３】
図８は物標の大きさ、物標までの距離を同一条件としてビーム方位を変化させたときの受信信号強度分布の変化を示している。但し、図における横軸は一次放射器の誘電体レンズに対する相対位置をとっている。一次放射器は誘電体レンズの焦点面内を誘電体レンズの光軸に対して略垂直な直線に沿った方向または曲線に沿った方向を移動するが、光軸から離れるほど誘電体レンズのコマ収差の影響により、ビームの方位方向の幅またはそれに垂直な方向の幅が広がるので、ビーム方位が正面から離れるほどビーム幅が広がるとともに受信信号強度のピーク値は相対的に低下する。したがって上記ピーク方位に応じて近似二等辺三角形の底辺（方位幅）ＩＢを定めるためのビームの方位幅を変化させれば、受信信号強度分布に現れる山形のパターンの二等辺三角形への近似（山形のパターンに対する二等辺三角形のマッチング）をより高精度に行うことができる。また、このビーム方位による受信信号強度の変動に応じて中心方位検出用方位幅ＤＷを適宜変更するようにしてもよい。
【００５４】
なお、上記近似二等辺三角形の底辺（方位幅）ＩＢとを定めるためのビームの方位幅と中心方位検出用方位幅ＤＷを式の演算により算出してもよいし、予めテーブルとして作成しておき、そのテープル参照によって求めるようにしてもよい。
【００５５】
次に、第２の実施形態に係るレーダについて図９・図１０を基に説明する。
第１の実施形態と異なるのは物標の中心方位を検知するための処理内容である。図７に示した例では受信信号強度分布から求めたピーク方位Ａ３を中心として中心方位検出用方位幅ＤＷだけ離れた２つのビームでの受信信号強度を基に、近似二等辺三角形の頂点方位を求めたが、この図９に示す例では、上記中心方位検出用方位幅ＤＷとして３通りの中心方位検出用方位幅ＤＷ１，ＤＷ２，ＤＷ３を定め、それぞれの方位幅だけピーク方位から離れたビームでの受信信号強度を基に中心方位を検知する。
【００５６】
図１０は、第１の実施形態における図５のステップＳ１０の処理手順を示すフローチャートである。まず、探知可能な距離範囲の各距離毎に略同一距離における受信信号強度分布を求める（Ｓ１１１）。続いて各距離毎に受信信号強度がピークとなる方位Ａ３を検出する（Ｓ１１２）。そして、中心方位検出用方位幅ＤＷとして３通りの中心方位検出用方位幅ＤＷ１，ＤＷ２，ＤＷ３を定め、それぞれの方位幅だけピーク方位から離れたビームでの受信信号強度を求め、それぞれの方位幅だけピーク方位から離れたビームでの受信信号強度を基に近似二等辺三角形の頂点方位を求める（Ｓ１１３′）。その後、それらの頂点方位を加重平均した値を物標の中心方位として検知する。
【００５７】
具体的には中心方位検出用方位幅ＤＷ１，ＤＷ２，ＤＷ３とした時のそれぞれについて（１）式を基に物標の中心方位Ｔｄ１，Ｔｄ２，Ｔｄ３をそれぞれ算出し、それらの加重平均によって最終的に物標の中心方位を算出する。ここで中心方位検出用方位幅を小さく設定するほど、ピーク方位付近の受信信号強度を基に中心方位を算出することになるので、中心方位を検知するための信頼性が高いものと見なす。すなわち、中心方位Ｔｄ１，Ｔｄ２，Ｔｄ３の加重平均の重みをそれぞれＷｄ１，Ｗｄ２，Ｗｄ３とすれば、
Ｔｄ＝（Ｗｄ１・Ｔｄ１＋Ｗｄ２・Ｔｄ２＋Ｗｄ３・Ｔｄ３）／（Ｗｄ１＋Ｗｄ２＋Ｗｄ３） …（２）
の演算によって求める。ここで各重みはＷｄ１＞Ｗｄ２＞Ｗｄ３の関係とする。
【００５８】
図９に示した例では中心方位検出用方位幅を３通りに定めたが、これをさらに増やしてもよい。また、受信信号強度分布の全体形状を重視して受信信号強度分布と近似二等辺三角形とのマッチングを行う場合には、ピーク方位からある程度離れたビーム方位での受信信号強度を基にした中心方位の重みを増して、中心方位検出用方位幅がそれより狭いほど、およびそれより広いほどその重みを低下するように加重平均の重みを設定してもよい。
【００５９】
次に、第３の実施形態に係るレーダについて図１１を参照して説明する。
図１１は所定距離におけるアップビート信号またはダウンビート信号についての受信信号強度のビーム方位方向の分布の例を示している。ここで横軸はビームの中心方位であり、受信信号強度分布のうち山形に突出する範囲について表している。各ビーム方位の受信信号強度は図７の場合と同様である。
【００６０】
第１・第２の実施形態では、受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位を挟む中心方位検出用方位幅分左右の方位における受信信号強度とビームの方位幅とに基づいて物標の中心方位を検知するようにしたが、この第３の実施形態では、最大値を示す方位における受信信号強度と、該最大値を示す方位から中心方位検出用方位幅分左または右の方位のうち受信信号強度の大きい方の受信信号強度と、前記ビームの方位幅とに基づいて物標の中心方位を検知する。すなわち、図１１に示した例では、ピーク方位Ａ３に隣接する２つの方位Ａ２，Ａ４のうち受信信号強度の大きいビーム方位Ａ４の受信信号強度と、ピーク方位Ａ３の受信信号強度Ｌ３とを抽出し、次の式により近似二等辺三角形ＩＬの中心方位Ｔｄを物標の中心方位として求める。
【００６１】
Ｔｄ＝Ａ３＋ＩＢ／２−｛（ＩＢ−Ａ４＋Ａ３）Ｌ３｝／（Ｌ３＋Ｌ４） …（３）
この（３）式の導出は、（１）式の場合と同じである。
【００６２】
次に、第４の実施形態に係るレーダについて図１２・図１３を参照して説明する。
第１〜第３の実施形態では、ビームの方位幅により定まる方位幅を近似二等辺三角形の底辺として定めたが、この第４の実施形態では、近似二等辺三角形の２つの斜辺上の点から近似二等辺三角形の頂点方位を求め、その方位を物標の中心方位として検知する。
【００６３】
図１３は、第１の実施形態における図５のステップＳ１０の処理手順を示すフローチャートである。まず、探知可能な距離範囲の各距離毎に略同一距離における受信信号強度分布を求める（Ｓ１１１）。続いて各距離毎に受信信号強度がピークとなる方位Ａ３を検出する（Ｓ１１２）。そして、それに隣接する方位方向の左右の４つのビームにおける受信信号強度Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５をそれぞれ求める。そして、この４点を近似二等辺三角形の２つの斜辺上の点とする、その近似二等辺三角形の頂点の方位を物標の中心方位Ｔｄとして算出する。
【００６４】
ここで、
Ａ１＝−２．０°
Ａ２＝−１．０°
Ａ３＝０°
Ａ４＝１．０°
Ａ５＝２．０°
Ｌ１＝０．２７
Ｌ２＝０．６５
Ｌ４＝０．９０
Ｌ５＝０．５１
とし、縦軸を受信信号強度Ｌ、横軸をビーム方位ａで表せば、近似二等辺三角形ＩＬの左側の斜辺の直線は、Ｌ＝０．３８ａ＋１．０２で表される。同様に近似二等辺三角形ＩＬの右側の斜辺の直線はＬ＝−０．３９ａ＋１．２９で表される。これにより、この２つの直線が交わる近似二等辺三角形ＩＬの頂点方位はａ＝０．３４°となり、物標の中心方位は０．３４°として求まる。
【００６５】
なお、図１２に示した例では、ピーク方位Ａ３を中心として方位方向に順に隣接する４つのビーム方位Ａ２，Ａ１，Ａ４，Ａ５についてそれぞれの受信信号強度を抽出したが、近似二等辺三角形の２つの斜辺上の点とするビーム方位はこれに限らず、たとえばピーク方位から２つ隣のビームと３つ隣のビームとの２点や、１つ隣のビームと３つ隣のビームとの２点を抽出してもよいし、１つ隣からｎ個隣までの任意の複数のビーム方位で得られた受信信号強度から最小二乗法等によって近似直線を求め、その２つの近似直線の交点を物標の中心方位として算出するようにしてもよい。
【００６６】
次に、第５の実施形態に係るレーダについて図１４を基に説明する。
第１〜第４のいずれの実施形態でも、２つまたは２つ以上のビーム方位における受信信号強度の点が２つの斜辺上に位置するように二等辺三角形を求め、その二等辺三角形の頂点に相当する中心方位Ｔｄを物標の中心方位として求めるようにした。しかしこの第６の実施形態では、二等辺三角形の一方の斜辺のみ用いて、その二等辺三角形の頂点に相当する中心方位Ｔｄを物標の中心方位として求める。
【００６７】
図１４において、最大値を示す方位Ａ３における受信信号強度Ｌ３と、該最大値を示す方位から中心方位検出用方位幅分右（この例では１つ右隣）の方位Ａ４の受信信号強度Ｌ４と中心方位検出用方位幅分左（この例では１つ左隣）の方位Ａ２の受信信号強度Ｌ２を比較し、受信信号強度が小さい方の点と、受信信号強度が最大値となる点とが二等辺三角形の一方の斜辺上に乗り、底辺（方位幅）がＩＢである二等辺三角形ＩＬを求める。
【００６８】
なお、最大値を示す方位から右の方位Ａ４の受信信号強度Ｌ４と左の方位Ａ２の受信信号強度Ｌ２を比較して、受信信号強度が小さい方の方向に並ぶ複数点を用いてもよい。図１４に示した例では、方位Ａ１における受信信号強度Ｌ１も用いて、Ｌ３，Ｌ２，Ｌ１の複数の点を通る近似直線が二等辺三角形の一方の斜辺となるように、その二等辺三角形を求めてもよい。
【００６９】
次に、第６の実施形態に係るレーダについて図１５を基に説明する。
第１〜第４のいずれの実施形態でも探知方位範囲内に物標の中心方位が存在し、受信信号強度分布に山形のパターンが現れた例を示したが、物標の中心方位が探知方位範囲の最端の方位またはそれより外側に存在する場合には、物標からの反射波に起因して生じる受信信号強度分布の山形のパターンの一部のみが探知方位範囲内での受信信号強度分布に表れることになる。この第６の実施形態ではその場合に対応して物標の中心方位を検知する。
【００７０】
すなわち、方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表した時、複数の受信信号強度を一方の斜辺上の点とし、ビームの方位幅により定まる方位幅を底辺とする近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する。図１５に示した例では、ビーム方位Ａ３の受信信号強度Ｌ３とビーム方位Ａ４の受信信号強度Ｌ４とに基づいて近似二等辺三角形ＩＬの頂点方位Ｔｄを物標の中心方位として検知する。
【００７１】
ここで、ビーム方位Ａ３＝−１０°、Ａ４＝−９°とし、Ａ３，Ａ４のそれぞれにおける受信信号強度Ｌ３＝０．９、Ｌ４＝０．５２とすれば、近似二等辺三角形ＩＬの右側の斜辺の直線はＬ＝−０．３８ａ−２．９で表され、Ｌ＝０の時のａは−７．６であり、近似二等辺三角形ＩＬの底辺の方位幅ＩＢを６．４°とすれば、上記−７．６からＩＢ／２＝３．２を差し引いて、近似二等辺三角形ＩＬの頂点方位Ｔｄを−１０．８°として算出する。この例では探知方位範囲が−１０°から＋１０°であるので、このようにして探知方位範囲外に存在する物標の中心方位を検知できたことになる。
【００７２】
次に、第７の実施形態に係るレーダについて図１６を参照して説明する。
図１５に示した例では、物標の中心方位が探知方位角度範囲外に存在する場合について示したが、探知方位角度範囲の端がピーク方位となる場合でも、物標の中心方位が探知方位角度範囲内に存在する場合がある。図１６はその場合について示している。すなわち、ピーク方位Ａ３の受信信号強度を示す点と、それに隣接する内側のビーム方位Ａ４の受信信号強度を示す点は二等辺三角形の２つの斜辺上にそれぞれ存在している。
【００７３】
図１６において、高さＬ３の左側の直角三角形と高さＬ４の右側の直角三角形とに着目し、まず近似二等辺三角形の頂点方位がＡ３に等しい場合を考えると、右側の直角三角形の底辺はＩＢ／２−（Ａ４−Ａ３）、左側の直角三角形の底辺はＩＢ／２である。また左右の２つの直角三角形は相似形であるので、次の関係が成り立つ。
【００７４】
Ｌ４／Ｌ３＝｛ＩＢ／２−（Ａ４−Ａ３）｝／（ＩＢ／２）
そして二等辺三角形の頂点方位がＡ３からずれても、左右の直角三角形は相似形を保つので、図１６に示したように、方位Ａ３が近似二等辺三角形の左の斜辺に存在するか否かは次の不等式を満足するか否かによって判定できる。
【００７５】
Ｌ４／Ｌ３＞（ＩＢ／２−（Ａ４−Ａ３））／（ＩＢ／２） …（４）
この条件を満足する場合は、第３の実施形態で示したとおり、（３）式に基づいて物標の中心方位を検知する。そして、（４）式を満足しない場合には、第６の実施形態で示した方法により物標の中心方位を検知する。
【００７６】
次に、第８の実施形態に係るレーダについて図１７・図１８を参照して説明する。
図１７はレーダのアンテナから見た各物標の方位と距離およびアンテナのメインローブとサイドローブとの関係を示している。アンテナはそのレンズアンテナと一次放射器との関係からメインローブＭＬの方位が定まり、それとともにメインローブとは異なった方向にサイドローブＳＬ１，ＳＬ２が生じる。この図１７は、物標Ｂが存在する場合にメインローブＭＬによって物標Ｂが探知される状態（物標Ｂからの反射波が受信される位置関係）で、且つサイドローブＳＬ１によって物標Ａに対してビームが送波され、その反射波が受信される状態を示している。
【００７７】
図１８はサイドローブＳＬ１による物標Ａの受信信号強度分布と、物標Ｂが存在する場合のメインローブＭＬによる受信信号強度分布を重ねて表している。ここでＤＬｓは−９°方向に存在する物標Ａによる受信信号強度分布、ＤＬｍは−２°方向に物標Ｂが存在する時のメインローブＭＬによる受信信号強度分布である。
【００７８】
受信信号強度分布ＤＬｓの各方位の受信信号強度に基づいて、第４の実施形態（図１２に示した方法）に基づいて物標の中心方位を算出すると、近似二等辺三角形ＩＬｓの頂点方位−２．７°が求まるが、もちろんその値は実際の物標Ａの方位−９°とは大きくかけ離れた値となってしまう。
【００７９】
この図１８に示したように、ビームの方位幅はメインローブＭＬに比べてサイドローブＳＬのビームの方位幅は狭いため、物標の方位幅が同じであれば受信信号強度分布から求めた近似二等辺三角形の底辺の幅（方位幅）はメインローブによる受信信号強度分布ＤＬｍから求めた近似二等辺三角形の底辺より狭いものとなる。この関係を利用して、誤った物標の中心方位が検知されないように処理する。
【００８０】
具体的には、方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表した時、複数の受信信号強度を２つの斜辺上の点とする近似二等辺三角形の底辺の方位幅を求め、それがメインローブによる近似二等辺三角形の底辺の方位幅より短い場合に、前者の近似二等辺三角形を求める基になった受信信号強度分布はサイドローブによるものとみなして、その近似二等辺三角形の頂点方位を物標の中心方位としては出力しない。
【００８１】
次に、第９の実施形態に係るレーダについて図１９〜図２３を参照して説明する。
第１〜第８の実施形態では、単一の物標により受信信号強度分布に単一の山形のパターンが現れる例を示したが、略同一距離で且つ方位方向に近接した位置に複数の物標が存在するとき、それぞれの物標について中心方位を検知するための処理を行う必要がある。この第９の実施形態ではその処理を行う。
【００８２】
図１９はレーダとその前方の２つの物標Ａ，Ｂとの関係を示している。また図２０はその場合の受信信号強度分布の例を示している。仮に図１９に示した物標Ａだけが存在する場合には、受信信号強度分布はＤＬ１で示すような形状となる。逆に、物標Ｂだけが存在する場合には、受信信号強度分布はＤＬ２で示すような形状となる。そして物標Ａ，Ｂの両方が存在することによって得られる受信信号強度分布はＤＬのように崩れた双峰形状の山形パターンとなる。
【００８３】
図２３はこの第９の実施形態に係るレーダでの物標の中心方位を検知のための処理手順を示すフローチャートである。まず、探知可能な距離範囲の各距離毎に略同一距離における受信信号強度分布を求める（Ｓ１１１）。続いて各距離毎に受信信号強度がピークとなる方位を検出する（Ｓ１１２）。その後、受信信号強度分布ＤＬの所定のしきい値での方位範囲に対するピーク方位の偏りを検出する（Ｓ１１６）。この例では図２０に示したように、所定のしきい値での方位範囲ＤＢの中央よりピーク方位Ａｐは左方向に偏っている。
【００８４】
続いて、この偏っている側の受信信号強度分布ＤＬの傾斜にマッチングする近似二等辺三角形から、一方の物標の中心方位を検知する（Ｓ１１７）。図２１はその例を示している。ここで受信信号強度分布ＤＬの左側の傾斜に左側の斜辺がマッチングする近似二等辺三角形ＩＬ１を求める。この斜辺の傾きと上記近似二等辺三角形ＩＬ１の底辺の１／２の方位範囲（ＩＢ２／２）から上記近似二等辺三角形の頂点方位Ｔｄ１を求める。この方位Ｔｄ１が図１９に示した物標Ａの方位である。
【００８５】
続いて、受信信号強度分布ＤＬから上記近似二等辺三角形ＩＬ１の分布を差し引くことによって、もう一方の物標からの反射波に起因する受信信号強度分布を求める（Ｓ１１８）。図２２の（Ａ）はその例を示している。元の受信信号強度分布ＤＬから近似二等辺三角形ＩＬ１の分布を差し引くことによって新たな受信信号強度分布ＤＬ２′を求める。なお、図２０に示した物標Ａ，Ｂによるそれぞれの受信信号強度分布ＤＬ１とＤＬ２は必ずしも同位相で重なっているわけではないので、実際に求められる受信信号強度分布ＤＬはＤＬ１とＤＬ２の単純な足し算ではない。しかし概略的にはその足し算として扱うことができる。
【００８６】
その後、受信信号強度分布ＤＬ２′の傾斜にマッチングする近似二等辺三角形からもう一つの物標の中心方位を検知する（Ｓ１１９）。図２２の（Ｂ）はその例を示している。すなわち、新たに求めた受信信号強度分布ＤＬ２′の一方の傾斜部分にマッチングする近似二等辺三角形の斜辺ＩＳ２を求め、このＩＳ２の傾きと近似二等辺三角形の底辺の方位幅ＩＢの１／２から上記近似二等辺三角形の頂点方位Ｔｄ２を物標の中心方位として求める。
【００８７】
この近似二等辺三角形の斜辺は先に求めた物標の中心方位Ｔｄ１から遠い方の傾斜部分にマッチングさせる。このことにより元々の受信信号強度分布ＤＬの一部の形状にマッチングさせるようになり、すなわち、物標Ｂからの反射波に起因して生じる受信信号強度分布の有効な形状を利用することになり、物標Ｂの中心方位を高精度に求めることができる。
【００８８】
なお、上述の例では、略同一距離で且つ方位方向に２つの物標が近接した場合について示したが、略同一距離で且つ方位方向に３つ以上の物標が存在する場合についても同様の方法を適用する。すなわち、図２３に示した処理でステップＳ１１２〜Ｓ１１９を繰り返すことにより、中心方位を検知した物標に対応する二等辺三角形分の分布を受信信号強度分布から順次差し引く。このことにより、複数の物標の各物標の中心方位を順次検知する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させて、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、
対象物標までの距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位を挟む中心方位検出用方位幅分左右の方位における受信信号強度とビームの方位幅とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき前記ビームの方位幅を底辺とし、前記２つの受信信号強度を２つの斜辺上の点とする、近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する物標中心方位検知手段を備えたことを特徴とするレーダ。
【請求項２】
前記物標中心方位検知手段は、前記中心方位検出用方位幅を複数とおりに定めて、各々の前記近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を検出するとともに、それらの方位を加重平均する手段を備えた請求項１に記載のレーダ。
【請求項３】
所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させるとともに、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、
対象物標までの距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位における受信信号強度と、該最大値を示す方位から中心方位検出用方位幅分左または右の方位のうち受信信号強度の大きい方の受信信号強度と、前記ビームの方位幅とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき前記ビームの方位幅を底辺とし、前記２つの受信信号強度を２つの斜辺上の点とする、近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する物標中心方位検知手段を備えたことを特徴とするレーダ。
【請求項４】
所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させるとともに、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、
対象物標までの距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位を挟む所定の中心方位検出用方位幅分左右の複数の方位における受信信号強度に基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき、前記複数の受信信号強度を２つの斜辺上の点とする近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する物標の中心方位検知手段を備えたことを特徴とするレーダ。
【請求項５】
前記近似二等辺三角形の底辺が前記ビームのメインローブによる前記ビームの方位幅より短い場合に、当該近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として扱わないように処理する手段を備えた請求項４に記載のレーダ。
【請求項６】
所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させるとともに、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、
対象物標までの距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位における受信信号強度と、該最大値を示す方位から中心方位検出用方位幅分左または右の方位のうち受信信号強度の小さい方向の１つまたは複数の方位における受信信号強度とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき、複数の前記受信信号強度を一方の斜辺上の点とし、前記ビームの方位幅を底辺とする近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する物標中心方位検知手段を備えたことを特徴とするレーダ。
【請求項７】
所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させるとともに、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、
対象物標までの距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位の受信信号強度と、該最大値を示す方位より一つまたは複数の中心方位検出用方位幅分内側（左または右）の方位における受信信号強度のとに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき、複数の前記受信信号強度を一方の斜辺上の点とし、前記ビームの方位幅を底辺とする近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する物標中心方位検知手段を備えたことを特徴とするレーダ。
【請求項８】
所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させるとともに、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、
受信信号の最大値を示す方位が、前記中心方位の探知方位角度範囲の端（左または右）であった場合に、
ビームの方位幅の半分に対するビームの方位幅の半分から中心方位検出用方位幅を差し引いた方位幅の比が、対象物標までの距離における前記受信信号強度のうち最大値を示す最も外側の方位における受信信号強度と該最大値を示す方位より中心方位検出用方位幅分内側（左または右）の方位の受信信号強度との比より小さいという条件を満たすとき、前記最大値を示す最も外側の方位における信号強度と、該最大値を示す方位より前記中心方位検出用方位幅分内側の方位の受信信号強度と、前記ビームの方位幅とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき前記ビームの方位幅を底辺とし、前記２つの受信信号強度を２つの斜辺上の点とする、近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知し、
前記条件を満たさないときに、対象物標までの距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位における受信信号強度と該最大値を示す方位より一つまたは複数の中心方位検出用方位幅分内側（左または右）の方位における受信信号強度とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき、複数の前記受信信号強度を一方の斜辺上の点とし、前記ビームの方位幅を底辺とする近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する、物標中心方位検知手段を備えたことを特徴とするレーダ。
【請求項９】
対象物標までの距離における前記受信信号強度分布の方位方向の広がりが前記ビームの方位幅より広いとき、前記物標中心方位検知手段により検知された物標の方位を頂点、前記ビームの方位幅を底辺とする二等辺三角形分の分布を前記受信信号強度分布から差し引く受信信号強度分布修正手段を備えたことを特徴とする請求項６または７に記載のレーダ。
【請求項１０】
前記受信信号強度分布修正手段は、中心方位が検知した物標に対応する前記二等辺三角形分の分布を前記受信信号強度分布から順次差し引くものである請求項９に記載のレーダ。
【請求項１１】
前記受信信号強度分布検出手段は、前記ビームの中心方位を探知方位角度範囲内で変化させ、前記物標中心方位検知手段は、前記対象物標までの距離における受信信号強度分布のうち最大値を示す方位に応じて前記中心方位検出用方位幅を変化させる手段を備えた請求項１〜３，６〜１０のいずれかに記載のレーダ。
【請求項１】
所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させて、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、
対象物標までの距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位を挟む中心方位検出用方位幅分左右の方位における受信信号強度とビームの方位幅とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき前記ビームの方位幅を底辺とし、前記２つの受信信号強度を２つの斜辺上の点とする、近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する物標中心方位検知手段を備えたことを特徴とするレーダ。
【請求項２】
前記物標中心方位検知手段は、前記中心方位検出用方位幅を複数とおりに定めて、各々の前記近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を検出するとともに、それらの方位を加重平均する手段を備えた請求項１に記載のレーダ。
【請求項３】
所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させるとともに、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、
対象物標までの距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位における受信信号強度と、該最大値を示す方位から中心方位検出用方位幅分左または右の方位のうち受信信号強度の大きい方の受信信号強度と、前記ビームの方位幅とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき前記ビームの方位幅を底辺とし、前記２つの受信信号強度を２つの斜辺上の点とする、近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する物標中心方位検知手段を備えたことを特徴とするレーダ。
【請求項４】
所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させるとともに、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、
対象物標までの距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位を挟む所定の中心方位検出用方位幅分左右の複数の方位における受信信号強度に基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき、前記複数の受信信号強度を２つの斜辺上の点とする近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する物標の中心方位検知手段を備えたことを特徴とするレーダ。
【請求項５】
前記近似二等辺三角形の底辺が前記ビームのメインローブによる前記ビームの方位幅より短い場合に、当該近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として扱わないように処理する手段を備えた請求項４に記載のレーダ。
【請求項６】
所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させるとともに、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、
対象物標までの距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位における受信信号強度と、該最大値を示す方位から中心方位検出用方位幅分左または右の方位のうち受信信号強度の小さい方向の１つまたは複数の方位における受信信号強度とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき、複数の前記受信信号強度を一方の斜辺上の点とし、前記ビームの方位幅を底辺とする近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する物標中心方位検知手段を備えたことを特徴とするレーダ。
【請求項７】
所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させるとともに、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、
対象物標までの距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位の受信信号強度と、該最大値を示す方位より一つまたは複数の中心方位検出用方位幅分内側（左または右）の方位における受信信号強度のとに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき、複数の前記受信信号強度を一方の斜辺上の点とし、前記ビームの方位幅を底辺とする近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する物標中心方位検知手段を備えたことを特徴とするレーダ。
【請求項８】
所定方位を中心としてその左右の所定方位幅に広がる探知用電波のビームを送信し、物標からの反射波を受信するとともに、前記ビームの中心方位を変化させるとともに、所定単位角度毎且つ所定距離毎の受信信号の強度分布を検出する受信信号強度分布検出手段と、
受信信号の最大値を示す方位が、前記中心方位の探知方位角度範囲の端（左または右）であった場合に、
ビームの方位幅の半分に対するビームの方位幅の半分から中心方位検出用方位幅を差し引いた方位幅の比が、対象物標までの距離における前記受信信号強度のうち最大値を示す最も外側の方位における受信信号強度と該最大値を示す方位より中心方位検出用方位幅分内側（左または右）の方位の受信信号強度との比より小さいという条件を満たすとき、前記最大値を示す最も外側の方位における信号強度と、該最大値を示す方位より前記中心方位検出用方位幅分内側の方位の受信信号強度と、前記ビームの方位幅とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき前記ビームの方位幅を底辺とし、前記２つの受信信号強度を２つの斜辺上の点とする、近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知し、
前記条件を満たさないときに、対象物標までの距離における前記受信信号強度分布のうち、最大値を示す方位における受信信号強度と該最大値を示す方位より一つまたは複数の中心方位検出用方位幅分内側（左または右）の方位における受信信号強度とに基づき、前記方位変化に対する受信信号強度の分布を直角座標で表したとき、複数の前記受信信号強度を一方の斜辺上の点とし、前記ビームの方位幅を底辺とする近似二等辺三角形の頂点に相当する方位を物標の中心方位として検知する、物標中心方位検知手段を備えたことを特徴とするレーダ。
【請求項９】
対象物標までの距離における前記受信信号強度分布の方位方向の広がりが前記ビームの方位幅より広いとき、前記物標中心方位検知手段により検知された物標の方位を頂点、前記ビームの方位幅を底辺とする二等辺三角形分の分布を前記受信信号強度分布から差し引く受信信号強度分布修正手段を備えたことを特徴とする請求項６または７に記載のレーダ。
【請求項１０】
前記受信信号強度分布修正手段は、中心方位が検知した物標に対応する前記二等辺三角形分の分布を前記受信信号強度分布から順次差し引くものである請求項９に記載のレーダ。
【請求項１１】
前記受信信号強度分布検出手段は、前記ビームの中心方位を探知方位角度範囲内で変化させ、前記物標中心方位検知手段は、前記対象物標までの距離における受信信号強度分布のうち最大値を示す方位に応じて前記中心方位検出用方位幅を変化させる手段を備えた請求項１〜３，６〜１０のいずれかに記載のレーダ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５０２５０
【国際公開日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【発行日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１５５５２（Ｐ２００５−５１５５５２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１４６３６
【国際出願日】平成１６年１０月５日（２００４．１０．５）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【発行日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１４６３６
【国際出願日】平成１６年１０月５日（２００４．１０．５）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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