(57)【要約】【課題】距離折り返しゴーストの検出精度を向上させることができる技術を提供することを課題とする。【解決手段】レーダ装置１００において、信号生成部１１は、基本送信信号ＴＳ１を生成する。位相変化部１２は、位相変化送信ＴＳ２信号を生成する。送信部２０は、基本送信信号ＴＳ１と位相変化送信信号ＴＳ２とを送信波として出力する。ゴースト検出部４４は、第１時刻の２次元パワースペクトルＰＳから同一の物標を示す２つのピークを特定し、特定した２つのピークの中から最小の速度を有するピークを選択する。ゴースト検出部４４は、第２時刻の２次元パワースペクトルＰＳにおける選択ピークの位置を推定する。ゴースト検出部４４は、第２時刻の２次元パワースペクトルＰＳが選択ピークの推定位置に対応するピークを含むか否かを判断する。【選択図】図３
2020003357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本送信信号を生成する信号生成部と、
前記基本送信信号に周期的な位相変化を与えて位相変化送信信号を生成する位相変化部と、
前記基本送信信号と前記位相変化送信信号とを送信波として出力する送信部と、
前記基本送信信号と受信部により取得された受信信号とから、物標の距離に対応する距離軸と前記物標の速度に対応する速度軸とを含むスペクトルを生成する変換部と、
前記スペクトルに含まれるピークが距離折り返しゴーストであるか否かを判断するゴースト検出部と、を備え、
前記ゴースト検出部は、
第１時刻のスペクトルから同一の距離を有する複数のピークを特定し、前記特定された複数のピークにおける速度軸方向の間隔が前記周期的な位相変化から導かれる速度差に対応する場合、前記特定された複数のピークを含む検出グループに分類するグループ生成部と、
前記検出グループに含まれる複数のピークのうち、前記周期的な位相変化に基づいて定まる選択条件を満たすピークを選択するピーク選択部と、
前記ピーク選択部により選択された選択ピークの位置に基づいて、前記第１時刻と異なる第２時刻のスペクトルにおける選択ピークの位置を推定する位置推定部と、
前記第２時刻のスペクトルが前記選択ピークの推定位置に対応するピークを含まない場合、前記検出グループに含まれるピークが距離折り返しゴーストであると判断する判断部と、を含むレーダ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーダ装置であって、
前記位置推定部は、前記第１時刻から前記第２時刻までの期間における前記選択ピークの移動距離を前記選択ピークの速度に基づいて算出し、前記選択ピークの推定位置を前記算出された移動距離に基づいて推定する、レーダ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のレーダ装置であって、
前記基本送信信号は、
複数のチャープ信号を含み、
前記位相変化部が前記複数のチャープ信号の各々の位相を増加させる場合、前記ピーク選択部は、前記検出グループに含まれる複数のピークのうち最も小さい速度を有するピークを選択する、レーダ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーダ装置であって、
前記判断部は、前記第２時刻のスペクトルが前記選択ピークの推定位置を基準とした所定範囲内に位置するピークを有しない場合、前記選択ピークが距離折り返しゴーストであると判断する、レーダ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーダ装置であって、
前記送信部は、
前記基本送信信号を基本送信波として出力する第１送信アンテナと、
前記位相変化送信信号を位相変化送信波として出力する第２送信アンテナとを含む、レーダ装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれに記載のレーダ装置であって、
前記位相変化部は、前記基本送信信号と前記位相変化送信信号とを合成して合成送信信号を生成し、
前記送信部は、
前記位相変化部により生成された合成送信信号を送信波として出力する送信アンテナを含む、レーダ装置。
【請求項７】
請求項６に記載のレーダ装置であって、
前記基本送信信号は、
複数のチャープ信号、を含み、
前記位相変化部は、前記複数のチャープ信号ごとに設定された位相変化量を、前記複数のチャープ信号の各々に加算することにより、前記信号生成部により生成された送信信号に前記周期的な変化を与え、前記合成送信信号に含まれるチャープ信号の振幅を、前記位相変化量に基づいて変化させる、レーダ装置。
【請求項８】
基本送信信号を生成するステップと、
前記基本送信信号に周期的な位相変化を与えて位相変化送信信号を生成するステップと、
前記基本送信信号と前記位相変化送信信号とを送信波として出力するステップと、
前記基本送信信号と受信アンテナにより取得された受信信号とを用いて、物標の距離に対応する距離軸と前記物標の速度に対応する速度軸とを含むスペクトルを生成するステップと、
前記スペクトルに含まれるピークが距離折り返しゴーストであるか否かを判断するステップと、
第１時刻のスペクトルから同一の距離を有する複数のピークを特定し、前記特定された複数のピークにおける速度軸方向の間隔が前記周期的な位相変化から導かれる速度差に対応する場合、前記特定された複数のピークを含む検出グループを生成するステップと、
前記検出グループに含まれる複数のピークのうち、前記周期的な位相変化に基づいて定まる選択条件を満たす選択ピークを選択するステップと、
前記選択ピークの位置に基づいて、前記第１時刻と異なる第２時刻のスペクトルにおける選択ピークの位置を推定するステップと、
前記第２時刻のスペクトルが前記選択ピークの推定位置に対応するピークを含まない場合、前記検出グループに含まれるピークが距離折り返しゴーストであると判断するステップと、を含む物標検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物標を検出するレーダ装置及びこのレーダ装置で用いられる物標検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物標を検出するレーダ装置として、ＦＣＭ（Fast Chirp Modulation）方式のレーダ装置が知られている。ＦＣＭ方式のレーダ装置は、連続する複数のチャープ信号を含む送信信号を生成し、生成した送信信号を送信波として出力する。ＦＣＭ方式のレーダ装置は、送信波が物標で反射した反射波を受信する。ＦＣＭ方式のレーダ装置は、送信信号と、受信した反射波から取得される受信信号とからビート信号を生成し、その生成したビート信号を高速フーリエ変換して、２次元スペクトルを生成する。
【０００３】
ＦＣＭ方式のレーダ装置は、ビート信号の周波数に基づいて物標の距離を求め、ビート信号の位相変化に基づいて物標の速度を求める。ＦＣＭ方式のレーダ装置は、物標までの距離と物標の速度とを分離して求めることができるため、より高精度な物標検出が可能になると期待されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、自動車等の車両に搭載されるＦＣＭ方式のレーダ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−３８７３号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＦＣＭ方式のレーダ装置は、２次元スペクトルに現れたピークの位置に基づいて物標の距離を検出する。しかし、距離折り返しと呼ばれる現象が２次元スペクトルで発生することがある。距離折り返しとは、ある物標がＦＣＭ方式のレーダ装置の最大検知距離よりも遠い位置にあるにも関わらず、この物標に対応するピークが最大検知距離よりも近い距離に現れることである。物標が最大検知距離よりも遠い位置にあるにも関わらず、この物標に対応するピークが、最大検知距離よりも近い距離に現れる場合、このピークは、距離折り返しゴーストと呼ばれる。
【０００７】
ＦＣＭ方式のレーダ装置において、最大検知距離は、サンプリング周波数に依存する。サンプリング周波数を高くすることにより、最大検知距離を大きくすることができる。つまり、サンプリング周波数を高くして最大検知距離を十分遠方に設定することにより、距離折り返しゴーストの発生を防ぐことができる。
【０００８】
ＦＣＭ方式のレーダ装置に用いられるハードウェアの制約上、サンプリング周波数を無制限に高くすることはできない。距離折り返しは、ナイキスト周波数を超える周波数を示すピークがナイキスト周波数を対称軸として折り返すことにより発生する。従って、ＦＣＭ方式のレーダ装置において、サンプリング周波数を原因とする距離折り返しの発生を完全に防ぐことは困難である。しかし、ＦＣＭ方式のレーダ装置において、距離折り返しゴーストの検出精度を向上させなければならない。
【０００９】
本発明の目的は、距離折り返しゴーストの検出精度を向上させることができる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、第１の発明は、レーダ装置である。レーダ装置は、信号生成部と、位相変化部と、送信部と、変換部と、ゴースト検出部とを備える。信号生成部は、基本送信信号を生成する。位相変化部は、基本送信信号に周期的な位相変化を与えて位相変化送信信号を生成する。送信部は、基本送信信号と位相変化送信信号とを送信波として出力する。変換部は、基本送信信号と受信部により取得された受信信号とから、物標の距離に対応する距離軸と物標の速度に対応する速度軸とを含むスペクトルを生成する。ゴースト検出部は、スペクトルに含まれるピークが距離折り返しゴーストであるか否かを判断する。ゴースト検出部は、グループ生成部と、ピーク選択部と、位置推定部と、判断部とを含む。グループ生成部は、第１時刻のスペクトルから同一の距離を有する複数のピークを特定し、特定された複数のピークにおける速度軸方向の間隔が周期的な位相変化から導かれる速度差に対応する場合、特定された複数のピークを含む検出グループに分類する。ピーク選択部は、検出グループに含まれる複数のピークのうち、周期的な位相変化に基づいて定まる選択条件を満たすピークを選択する。位置推定部は、ピーク選択部により選択された選択ピークの位置に基づいて、第１時刻と異なる第２時刻のスペクトルにおける選択ピークの位置を推定する。判断部は、第２時刻のスペクトルが選択ピークの推定位置に対応するピークを含まない場合、検出グループに含まれるピークが距離折り返しゴーストであると判断する。
【００１１】
第１の発明によれば、周期的な位相変化を基本送信信号ＴＳ１に与えることにより、同一の物標を示す２つのピークが、第１時刻のスペクトルに形成される。２つのピークの一方は、レーダ装置を基準とした相対速度とを示す実像ピークであり、他方は、相対速度と、周期的な位相変化に起因する見かけのドップラ速度を含む虚像ピークである。距離折り返しが発生した場合、実像ピークの速度と虚像ピークの速度との大小関係が入れ替わる。第１の発明は、前述の速度の大小関係の入れ替わりを利用して、距離折り返しゴーストを検出する。従って、距離折り返しゴーストの検出精度を向上させることができる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明であって、位置推定部は、第１時刻から第２時刻までの期間における選択ピークの移動距離を選択ピークの速度に基づいて算出し、選択ピークの推定位置を算出された移動距離に基づいて推定する。
【００１３】
この発明によれば、第２時刻のスペクトルにおける選択ピークの推定位置の精度を向上させることができる。従って、距離折り返しゴーストの検出精度をさらに向上させることができる。
【００１４】
第３の発明は、第１の発明であって、基本送信信号は、複数のチャープ信号を含む。位相変化部が複数のチャープ信号の各々の位相を増加させる場合、ピーク選択部は、検出グループに含まれる複数のピークのうち最も小さい速度を有するピークを選択する。
【００１５】
第３の発明によれば、距離折り返しゴーストが発生した場合に、虚像ピークが選択ピークとして選択されるため、距離折り返しゴーストを検出することができる。
【００１６】
第４の発明は、第１〜第３の発明のいずれかであって、判断部は、第２時刻のスペクトルが選択ピークの推定位置を基準とした所定範囲内に位置するピークを有しない場合、選択ピークが距離折り返しゴーストであると判断する。
【００１７】
第４の発明によれば、選択ピークに対応するピークが推定位置と完全に一致しない場合であっても、選択ピークが距離折り返しゴーストでないと判断することができる。
【００１８】
第５の発明は、第１〜第４の発明のいずれかであって、送信部は、第１送信アンテナと、第２送信アンテナとを含む。第１送信アンテナは、基本送信信号を基本送信波として出力する。第２送信アンテナは、位相変化送信信号を位相変化送信波として出力する。
【００１９】
第５の発明によれば、基本送信信号と、位相変化送信信号とを合成しなくてもよいため、レーダ装置の構成を簡略化することができる。
【００２０】
第６の発明は、第１〜第４のいずれかの発明であって、位相変化部は、信基本送信信号と位相変化送信信号とを合成して合成送信信号を生成する。送信部は、送信アンテナを含む。送信アンテナは、位相変化部により生成された合成送信信号を送信波として出力する。
【００２１】
第６の発明によれば、信号生成部により生成された送信信号と、周期的な位相変化が与えられた送信信号とを別々の送信アンテナに供給しなくてもよい。従って、レーダ装置が備える送信アンテナの数を削減することができる。
【００２２】
第７の発明は、第６の発明であって、基本送信信号は、複数のチャープ信号、を含む。位相変化部は、複数のチャープ信号ごとに設定された位相変化量を、複数のチャープ信号の各々に加算することにより、信号生成部により生成された送信信号に周期的な変化を与え、合成送信信号に含まれるチャープ信号の振幅を、位相変化量に基づいて変化させる。
【００２３】
第７の発明によれば、実像ピーク及び虚像ピークのパワーを時間的な変動を抑制することができる。実像ピークは、信号生成部により生成された送信信号に基づく送信波が物標で反射した反射波に由来する。虚像ピークは、周期的な位相変化が与えられた送信信号に基づく送信波が物標で反射した反射波に由来する。実像ピーク及び虚像ピークのパワーの時間的な変動が抑制されるため、実像ピーク及び虚像ピークが瞬間的にスペクトルから検出されないことを防ぐことができる。従って、距離折り返しゴーストが発生しているか否かを経時的に安定して判断することができる。
【００２４】
第８の発明は、物標検出方法であり、ａ）ステップと、ｂ）ステップと、ｃ）ステップと、ｄ）ステップと、ｅ）ステップと、ｆ）ステップと、ｇ）ステップと、ｈ）ステップと、ｉ）ステップとを備える。ａ）ステップは、基本送信信号を生成するｂ）ステップは、基本送信信号に周期的な位相変化を与えて位相変化送信信号を生成する。ｃ）ステップは、基本送信信号と位相変化送信信号とを送信波として出力する。ｄ）ステップは、基本送信信号と受信アンテナにより取得された受信信号とを用いて、物標の距離に対応する距離軸と物標の速度に対応する速度軸とを含むスペクトルを生成する。ｅ）ステップは、スペクトルに含まれるピークが距離折り返しゴーストであるか否かを判断する。ｆ）ステップは、第１時刻のスペクトルから同一の距離を有する複数のピークを特定し、特定された複数のピークにおける速度軸方向の間隔が周期的な位相変化から導かれる速度差に対応する場合、特定された複数のピークを含む検出グループを生成する。ｇ）ステップは、検出グループに含まれる複数のピークのうち、周期的な位相変化に基づいて定まる選択条件を満たす選択ピークを選択する。ｈ）ステップは、選択ピークの位置に基づいて、第１時刻と異なる第２時刻のスペクトルにおける選択ピークの位置を推定する。ｉ）ステップは、第２時刻のスペクトルが選択ピークの推定位置に対応するピークを含まない場合、検出グループに含まれるピークが距離折り返しゴーストであると判断する。
【００２５】
第８の発明は、第１の発明に用いられる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、距離折り返しゴーストの検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るレーダ装置と物標との位置関係の一例を示す図である。
【図２】図１に示すレーダ装置の動作概略を説明する図である。
【図３】図１に示すレーダ装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】図１に示すゴースト検出部の構成を示す機能ブロック図である。
【図５】図１に示すレーダ装置により実行される送信処理のフローチャートである。
【図６】図１に示すパターンテーブルの一例を示す図である。
【図７】図１に示す基本送信信号に含まれるチャープ信号の位相変化を示す図である。
【図８】図１に示す処理部により実行される物標データの生成処理のフローチャートである。
【図９】図１に示す前処理部により生成されるピークデータの一例を示す図である。
【図１０】図１に示す変換部により生成されたスペクトルにおける、２つのピークの位置関係の一例を示す図である。
【図１１】図１に示す変換部により生成されたスペクトルにおける、２つのピークの位置関係の他の例を示す図である。
【図１２】図１に示す変換部により生成された２つのスペクトルにおけるピークの対応関係の一例を示す図である。
【図１３】図１に示す変換部により生成された２つのスペクトルにおけるピークの対応関係の他の例を示す図である。
【図１４】図８に示すゴースト検出処理のフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係るレーダ装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１６】図１５に示すパターンテーブルの一例を示す図である。
【図１７】図１５に示すレーダ装置により生成されたスペクトルにおける、３つのピークの位置関係の一例を示す図である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態に係るレーダ装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１９】図１８に示すパターンテーブルの一例を示す図である。
【図２０】図１８に示すパターンテーブルの生成に用いられる基本パターンを示す図である。
【図２１】図２０に示す基本パターンの合成の一例を示す図である。
【図２２】ＣＰＵバス構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２９】
［第１の実施の形態］
｛１．レーダ装置１００と物標との位置関係｝
図１は、物標と、本実施の形態に係るレーダ装置１００との位置関係の一例を示す図である。図１を参照して、レーダ装置１００は、ＦＣＭ（Fast Chirp Modulation）方式のレーダ装置であり、車両１Ａの前端面に設置される。車両１Ａは、本実施の形態では、自動車であり、片側１車線の対面通行式の道路を走行している。車両２Ａは、車両１Ａの前方に位置し、車両１Ａが走行する車線と同じ車線を走行している。車両２Ａが、本実施の形態における物標である。
【００３０】
車両１Ａの前方は、車両１Ａの直進方向であって、運転席からステアリングに向かう方向である。車両１Ａの後方は、車両１Ａの直進方向であって、ステアリングから運転席に向かう方向である。車両２Ａの前方及び後方は、車両１Ａと同様に定義される。
【００３１】
本実施の形態において、車両１Ａの前方を正方向と定義し、車両１Ａの後方を負方向と定義する。
【００３２】
レーダ装置１００は、送信波ＴＷを車両１Ａの前方に送信する。送信波ＴＷは、基本送信波ＴＷ１及び位相変化送信波ＴＷ２を含む。基本送信波ＴＷ１及び位相変化送信波ＴＷ２の詳細については、後述する。
【００３３】
レーダ装置１００は、受信波ＲＷを受信して、物標である車両２Ａを検出する。受信波ＲＷは、基本反射波ＲＦ１及び位相変化反射波ＲＦ２を含む。基本反射波ＲＦ１は、車両２Ａの後端面で反射した基本送信波ＴＷ１である。位相変化反射波ＲＦ２は、車両２Ａの後端面で反射した位相変化送信波ＴＷ２である。
【００３４】
｛２．レーダ装置１００の動作概略｝
図１を参照して、レーダ装置１００は、連続する複数のチャープ信号を含む基本送信信号ＴＳ１を生成する。レーダ装置１００は、生成した基本送信信号ＴＳ１に周期的な位相変化を与えることにより、位相変化送信信号ＴＳ２を生成する。レーダ装置１００は、生成した基本送信信号ＴＳ１を基本送信波ＴＷ１として送信し、生成した位相変化送信信号ＴＳ２を位相変化送信波ＴＷ２として送信する。
【００３５】
レーダ装置１００は、受信波ＲＷから受信信号を取得し、取得した受信信号を基本送信信号ＴＳ１とミキシングしてビート信号を生成する。レーダ装置１００は、生成したビート信号を高速フーリエ変換して、２次元スペクトルを生成する。レーダ装置１００は、２次元スペクトルに含まれるピークが距離折り返しゴーストであるか否かを判断する。
【００３６】
図２は、図１に示すレーダ装置１００による距離折り返しゴーストの検出原理を説明する図である。図２は、レーダ装置１００により生成された２次元スペクトルＰＳの距離軸及び速度軸により表される座標空間を示す。距離軸は、レーダ装置１００から物標までの距離に対応する周波数軸である。速度軸は、レーダ装置１００を基準とした相対速度に対応する周波数軸である。
【００３７】
図２を参照して、２次元スペクトルＰＳは、時刻Ｔｋに送信された送信波ＴＷに基づいて生成される。時刻Ｔｋは、送信波ＴＷの送信時刻である。２次元スペクトルＰＳは、ピークＰａ及びＰｂを含む。ピークＰａ及びＰｂは、距離折り返しゴーストである。ピークＰａ及びＰｂのうち、一方は、基本反射波ＲＦ１に基づくピークであり、他方は、位相変化反射波ＲＦ２に基づくピークである。つまり、ピークＰａ及びＰｂは、同一の物標（車両２Ａ）を示す。
【００３８】
真のピークＰａ’及びＰｂ’は、ピークＰａ及びＰｂの真の位置を示す。ピークＰａは、速度軸と直線ＭＬとの交点ＣＲを基準として、真のピークＰａ’と点対称の関係にある。ピークＰｂは、交点ＣＲを基準として、真のピークＰｂ’と点対称の関係にある。直線ＭＬは、距離軸方向のナイキスト周波数で定まるレーダ装置１００の検知距離を示す。
【００３９】
ピークＰａ及びＰｂが、同一の距離Ｄｋを有し、ピークＰａとピークＰｂとの速度差ΔＶ１が、周期的な位相変化から導かれる速度差に対応する場合、レーダ装置１００は、ピークＰａ及びＰｂが同一の物標を示していると判断する。レーダ装置１００は、ピークＰａ及びＰｂからなる検出グループＧを生成する。
【００４０】
レーダ装置１００は、検出グループＧにおいて最小の速度を有するピークＰｂを選択する。レーダ装置１００は、選択したピークＰｂに対応するピークが、時刻Ｔｋ−１の２次元スペクトルＰＳにおいて現れる位置ＥＳを推定する。時刻Ｔｋ−１は、時刻Ｔｋの直前に設定された送信波ＴＷの送信時刻である。図２において、推定位置ＥＳからピークＰｂまでの長さを誇張して表現している。
【００４１】
時刻Ｔｋ−１の２次元スペクトルが、推定位置ＥＳに対応するピークを含まない場合、レーダ装置１００は、検出グループＧを構成するピークＰａ及びＰｂが距離折り返しゴーストであると判断する。
【００４２】
｛３．レーダ装置１００の構成｝
｛３．１．全体構成｝
図３は、図１に示すレーダ装置１００の構成を示す機能ブロック図である。図３を参照して、レーダ装置１００は、供給部１０と、送信部２０と、受信部３０と、処理部４０とを備える。
【００４３】
供給部１０は、基本送信信号ＴＳ１及び位相変化送信信号ＴＳ２を生成して送信部２０に供給する。供給部１０は、生成した基本送信信号ＴＳ１を受信部３０に供給する。
【００４４】
送信部２０は、供給部１０から受けた基本送信信号ＴＳ１及び位相変化送信信号ＴＳ２を、送信波ＴＷとして送信する。
【００４５】
受信部３０は、受信波ＲＷを受信して受信信号ＲＳを取得し、基本送信信号ＴＳ１を供給部１０から受ける。受信部３０は、取得した受信信号ＲＳを供給部１０から受けた基本送信信号ＴＳ１とミキシングすることにより、ビート信号ＢＳを生成する。受信部３０は、生成したビート信号ＢＳを処理部４０に出力する。
【００４６】
処理部４０は、ビート信号ＢＳを受信部３０から受け、その受けたビート信号ＢＳから２次元スペクトルＰＳを生成する。処理部４０は、２次元スペクトルＰＳに含まれるピークの中から距離折り返しゴーストを検出する。処理部４０は、物標を示すピークに関する情報である物標データを生成し、その生成した物標データを車両ＥＣＵ４７に出力する。
【００４７】
車両ＥＣＵ４７は、処理部４０から受けた物標データを用いて、例えば、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）やＰＣＳ（Pre-crash Safety System）に利用する。
【００４８】
｛３．２．供給部１０の構成｝
供給部１０は、信号生成部１１と、位相変化部１２と、遅延回路１３と、分岐部１４及び１５と、メモリ１６とを含む。
【００４９】
信号生成部１１は、送信制御部４１から送信指示信号を受けた場合、基本送信信号ＴＳ１を生成し、生成した基本送信信号ＴＳ１を分岐部１４に出力する。分岐部１４は、信号生成部１１から受けた基本送信信号ＴＳ１を分岐して、位相変化部１２及び遅延回路１３に出力する。
【００５０】
位相変化部１２は、メモリ１６に記憶されたパターンテーブル１７に基づいて、分岐部１４から受けた基本送信信号ＴＳ１に周期的な位相変化を与える。位相変化部１２は、周期的な位相変化を与えられた基本送信信号ＴＳ１を位相変化送信信号ＴＳ２として送信アンテナ２２に出力する。
【００５１】
遅延回路１３は、基本送信波ＴＷ１の送信タイミングが位相変化送信波ＴＷ２の送信タイミングと一致するように、基本送信信号ＴＳ１を遅延させる。遅延回路１３は、遅延させた基本送信信号ＴＳ１を分岐部１５に出力する。分岐部１５は、遅延回路１３から受けた基本送信信号ＴＳ１を分岐して、送信アンテナ２１及び受信部３０が備える複数のミキサ３２に出力する。
【００５２】
メモリ１６は、不揮発性の記憶装置であり、例えば、フラッシュメモリである。メモリ１６は、パターンテーブル１７を記憶する。
【００５３】
｛３．３．送信部２０の構成｝
送信部２０は、送信アンテナ２１及び２２を含む。送信アンテナ２１は、基本送信信号ＴＳ１を分岐部１５から受け、その受けた基本送信信号ＴＳ１を基本送信波ＴＷ１として送信する。送信アンテナ２２は、位相変化送信信号ＴＳ２を位相変化部１２から受け、その受けた位相変化送信信号ＴＳ２を位相変化送信波ＴＷ２として送信する。これにより、基本送信信号ＴＳ１を位相変化送信信号ＴＳ２と合成しなくてもよいため、レーダ装置１００の構成を簡略化することができる。
【００５４】
｛３．４．受信部３０の構成｝
受信部３０は、複数の受信アンテナ３１と、複数のミキサ３２と、複数のＡ／Ｄ変換器３３とを含む。一の受信アンテナ３１は、一のミキサ３２及び一のＡ／Ｄ変換器３３と対応する。
【００５５】
受信アンテナ３１は、受信波ＲＷを受信し、その受信した受信波ＲＷを受信信号ＲＳに変換する。受信アンテナ３１は、受信信号ＲＳをミキサ３２に出力する。
【００５６】
ミキサ３２は、受信アンテナ３１から受けた受信信号ＲＳを、分岐部１５から受けた基本送信信号ＴＳ１とミキシングすることにより、ビート信号ＢＳを生成する。ミキサ３２により生成されるビート信号ＢＳは、アナログ信号である。ミキサ３２は、生成したビート信号ＢＳをＡ／Ｄ変換器３３に出力する。
【００５７】
Ａ／Ｄ変換器３３は、予め設定されたサンプリング周波数に基づいて、ミキサ３２から受けたビート信号ＢＳをデジタル化する。Ａ／Ｄ変換器３３は、デジタル化されたビート信号ＢＳを処理部４０に出力する。
【００５８】
｛３．５．処理部４０の構成｝
処理部４０は、送信制御部４１と、変換部４２と、前処理部４３と、ゴースト検出部４４と、方位推定部４５と、後処理部４６とを含む。
【００５９】
送信制御部４１は、予め設定された送信間隔ΔＴで、送信波ＴＷの送信を指示する送信指示信号を信号生成部１１に出力する。設定された時間間隔ΔＴは、例えば、５０ｍｓｅｃである。
【００６０】
変換部４２は、Ａ／Ｄ変換器３３から受けたビート信号ＢＳを高速フーリエ変換する。変換部４２は、２次元スペクトルＰＳを高速フーリエ変換の結果として取得し、取得した２次元スペクトルＰＳを前処理部４３に出力する。
【００６１】
前処理部４３は、変換部４２から受けた２次元スペクトルＰＳからピークを抽出する。前処理部４３は、抽出したピークの位置に基づいて、抽出したピークの距離及び速度を算出する。ここで、距離とは、レーダ装置１００を基準とした物標の相対距離であり、速度とは、レーダ装置１００を基準とした物標の相対速度である。前処理部４３は、各ピークの距離及び速度を記録したピークデータＰＤを生成し、生成したピークデータＰＤをゴースト検出部４４に出力する。
【００６２】
ゴースト検出部４４は、前処理部４３から受けたピークデータＰＤに基づいて、２次元スペクトルＰＳから抽出されたピークの中から距離折り返しゴーストを検出する。ゴースト検出部４４は、距離折り返しゴーストと、位相変化反射波ＲＦ２に由来するピークとをピークデータＰＤから削除して、方位推定部４５に出力する。ゴースト検出部４４の構成及び距離折り返しゴーストの検出方法については、後述する。
【００６３】
方位推定部４５は、ピークデータＰＤをゴースト検出部４４から受け、その受けたピークデータＰＤに記録されたピークに対応する物標の方位を推定する。方位推定部４５は、例えば、ＥＰＳＲＩＴ(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques)、ＤＢＦ（Digital Beam  Forming）、又は、ＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）などの位置推定方式を用いる。方位推定部４５は、各ピークの方位推定結果を、ピークデータＰＤに記録する。方位推定部４５は、方位推定結果を記録したピークデータＰＤを後処理部４６に出力する。
【００６４】
後処理部４６は、ピークデータＰＤを方位推定部４５から受ける。後処理部４６は、その受けたピークデータＰＤに記録されたピークの後処理を実行する。後処理は、例えば、クラスタリング、追跡処理、不要物標除去処理等である。後処理部４６は、後処理の結果として得られた物標データを車両ＥＣＵ４７に出力する。
【００６５】
以下、特に説明のない限り、ピークデータＰＤは、時刻Ｔｋの２次元スペクトルＰＳに含まれるピークを記録したデータを示す。
【００６６】
｛３．６．ゴースト検出部４４の構成｝
図４は、図３に示すゴースト検出部４４の構成を示す機能ブロック図である。図４を参照して、ゴースト検出部４４は、グループ生成部４４１と、ピーク選択部４４２と、位置推定部４４３と、判断部４４４とを備える。
【００６７】
グループ生成部４４１は、前処理部４３からピークデータＰＤを受け、その受けたピークデータＰＤに含まれる２つのピークが同一の物標を示すか否かを判断する。具体的には、グループ生成部４４１は、同一の距離を有する２つのピークを特定する。グループ生成部４４１は、特定した２つのピークの速度軸方向の間隔が、基本送信信号ＴＳ１に与えられた周期的な位相変化から導かれる速度に対応する場合、特定した２つのピークが同一の物標を示すと判断する。グループ生成部４４１は、特定した２つのピークが同一の物標を示すと判断した場合、特定した２つのピークからなる検出グループＧを生成する。
【００６８】
ピーク選択部４４２は、検出グループＧに含まれる２つのピークのうち、所定の選択条件を満たすピークを選択する。所定の選択条件は、基本送信信号ＴＳ１に与えられる周期的な位相変化に基づいて定められる。本実施の形態では、所定の選択条件は、検出グループＧに分類されたピークのうち、最小の速度を有するピークである。
【００６９】
位置推定部４４３は、ピーク選択部４４２により選択された選択ピークの位置をピークデータＰＤから取得し、取得した選択ピークの位置に基づいて、選択ピークが時刻Ｔｋ−１の２次元スペクトルＰＳにおいて現れる位置ＥＳを推定する。
【００７０】
判断部４４４は、時刻Ｔｋ−１の２次元スペクトルＰＳが、推定位置ＥＳに対応するピークを含まない場合、選択ピークが距離折り返しゴーストであると判断する。判断部２６は、距離折り返しゴーストと判断された選択ピークをピークデータＰＤから削除して方位推定部４５に出力する。
【００７１】
レーダ装置１００において、位相変化部１２が周期的な位相変化を基本送信信号ＴＳ１に与えることにより、同一の物標を示す２つのピークが、時刻Ｔｋの２次元スペクトルＰＳに形成される。２つのピークの一方は、レーダ装置１００を基準とした相対速度を示す実像ピークであり、他方は、相対速度と、周期的な位相変化に起因するドップラ速度を含む虚像ピークである。
【００７２】
距離折り返しが発生した場合における実像ピークと虚像ピークとの速度軸方向における位置関係は、距離折り返しが発生しない場合における実像ピークと虚像ピークとの速度軸方向における位置関係と逆となる。レーダ装置１００は、距離折り返しの前述の特徴を利用して、距離折り返しゴーストを検出する。従って、距離折り返しゴーストの検出精度を向上させることができる。
【００７３】
｛４．送信時におけるレーダ装置１００の動作｝
｛４．１．送信処理｝
図５は、図１に示すレーダ装置１００により実行される送信処理のフローチャートである。レーダ装置１００は、図５に示す送信処理を送信間隔ΔＴで繰り返し実行する。
【００７４】
送信波ＴＷの直近の送信時刻から送信間隔ΔＴを経過した場合、送信制御部４１は、送信指示信号を信号生成部１１に出力する。信号生成部１１は、送信制御部４１から送信指示信号を受けた場合、スイープ信号を生成する（ステップＳ１１）。
【００７５】
スイープ信号において、電圧は、基準電圧から時間の経過とともに一定の割合で増加し、予め設定されたスイープ信号の１周期に相当する時間を経過した時点で基準電圧まで急降下する変化を繰り返す。
【００７６】
信号生成部１１は、予め設定された中心周波数を有する連続波を生成する。信号生成部１１は、ステップＳ１１で生成したスイープ信号を用いて、連続波を周波数変調することにより、基本送信信号ＴＳ１を生成する（ステップＳ１２）。基本送信信号ＴＳ１は、ｎ個のチャープ信号を含む。ここで、ｎは、２以上の自然数である。
【００７７】
信号生成部１１は、生成した基本送信信号ＴＳ１を分岐部１４に出力する。分岐部１４は、信号生成部１１から受けた基本送信信号ＴＳ１を２つに分岐して、一方を位相変化部１２に出力し、他方を遅延回路１３に出力する。
【００７８】
位相変化部１２は、パターンテーブル１７をメモリ１６から読み出す。位相変化部１２は、読み出したパターンテーブル１７に基づいて、周期的な位相変化を分岐部１４から受けた基本送信信号ＴＳ１に与える（ステップＳ１３）。位相変化部１２は、周期的な位相変化が与えられた基本送信信号ＴＳ１を、位相変化送信信号ＴＳ２として送信アンテナ２２に供給する。送信アンテナ２２は、位相変化部１２から受けた位相変化送信信号ＴＳ２を位相変化送信波ＴＷ２に変換して送信する。
【００７９】
遅延回路１３は、分岐部１４から受けた基本送信信号ＴＳ１を所定時間遅延させ、遅延させた基本送信信号ＴＳ１を分岐部１５に出力する。分岐部１５は、遅延回路１３から受けた基本送信信号ＴＳ１を２つに分岐して、一方を送信アンテナ２１に出力し、他方を複数のミキサ３２に出力する。遅延時間は、位相変化部１２が周期的な位相変化を基本送信信号ＴＳ１に与えるために要する時間に相当する。これにより、基本送信波ＴＷ１の送信タイミングを、位相変化送信波ＴＷ２の送信タイミングと一致させることができる。
【００８０】
｛４．２．位相変化部１２の動作｝
図６は、図１に示すパターンテーブル１７の一例を示す。図６を参照して、パターンテーブル１７において、１〜４周期目の位相変化量は、０°、９０°、１８０°、及び２７０°である。
【００８１】
図７は、位相変化部１２が図６に示すパターンテーブル１７を用いた場合における基本送信信号ＴＳ１の位相変化を示す。図７を参照して、基本送信信号ＴＳ１は、チャープ信号Ｃ１〜Ｃｎを含む。送信波ＴＷの送信期間は、時刻Ｔａから時刻Ｔｂまでの期間、すなわちチャープ信号Ｃ１〜Ｃｎを送信する期間である。
【００８２】
位相変化部１２は、図６に示すパターンテーブル１７に記録された位相変化量を、チャープ信号Ｃ１〜Ｃｎに加算する。具体的には、位相変化部１２は、１周期目のチャープ信号Ｃ１の位相に０°を加算する。つまり、チャープ信号Ｃ１の位相は、実質的に変化しない。続いて、位相変化部１２は、２周期目のチャープ信号Ｃ２の位相に９０°を加算し、３周期目のチャープ信号Ｃ３の位相に１８０°を加算し、４周期目のチャープ信号Ｃ４の位相に２７０°を加算する。
【００８３】
位相変化部１２は、５周期目以降のチャープ信号の位相に、パターンテーブル１７に記録された位相変化量を加算する処理を繰り返す。具体的には、位相変化部１２は、５周期目のチャープ信号Ｃ５の位相に、１周期目の位相変化量である０°を加算する。位相変化部１２は、６周期目のチャープ信号Ｃ６の位相に２周期目の位相加算量である９０°を加算する。この結果、位相変化部１２は、基本送信信号ＴＳ１の位相を４周期ごとに変化させることができる。つまり、位相変化送信信号ＴＳ２の位相は、チャープ信号４周期分の時間で周期的に変化する。
【００８４】
図６に示すパターンテーブル１７を用いた周期的な位相変化は、基本送信信号ＴＳ１の位相を、チャープ信号の１周期分の時間が経過するたびに、９０°増加させることを意味する。例えば、０°の位相をチャープ信号Ｃ５の位相に加算する処理は、チャープ信号Ｃ１の位相よりも３６０°大きい位相をチャープ信号Ｃ５に加算することと同じである。９０°の位相をチャープ信号Ｃ６の位相に加算する処理は、チャープ信号Ｃ１の位相よりも４５０°大きい位相をチャープ信号Ｃ６に加算することと同じである。
【００８５】
｛４．３．位相変化の効果｝
位相変化部１２は、基本送信信号ＴＳ１に周期的な変化を与えることにより、基本送信信号ＴＳ１に仮想的なドップラ成分を付加することができる。
【００８６】
図６を参照して、位相変化量は、１周期ごとに９０°増加する。つまり、図６に示すパターンテーブル１７に基づいて基本送信信号ＴＳ１の位相を変化させることは、チャープ信号の１周期分の時間が経過するたびに位相が９０°変化する仮想的なドップラ成分を、基本送信信号ＴＳ１に付加することを意味する。仮想的なドップラ成分は、レーダ装置１００の移動速度と無関係である。
【００８７】
レーダ装置１００を搭載する車両１Ａが停止している場合、基本送信信号ＴＳ１に由来する基本送信波ＴＷ１は、ドップラ成分を含まない。一方、位相変化送信信号ＴＳ２に由来する位相変化送信波ＴＷ２は、車両１Ａが停止しているにも関わらず、周期的な位相変化により発生する仮想的なドップラ成分を含む。
【００８８】
仮想的なドップラ成分の周波数は、チャープ信号の位相を変化させる周期と、１チャープ信号あたりの位相変化量の変化率と、チャープ信号の１周期分の時間とに依存する。なお、位相変化量の変化率は、図６に示す例では、Ｍ周期目の位相変化量をＭ＋１周期目の位相変化量から減算した値である。Ｍは、チャープ信号の位相を変化させる周期をＫとした場合、１以上Ｋ−１以下の自然数である。
【００８９】
｛５．受信時におけるレーダ装置１００の動作｝
｛５．１．受信処理｝
受信アンテナ３１は、受信波ＲＷを受信し、その受信した受信波ＲＷを受信信号ＲＳに変換する。ミキサ３２は、受信信号ＲＳを受信アンテナ３１から受け、基本送信信号ＴＳ１を分岐部１５から受ける。ミキサ３２は、受信信号ＲＳを基本送信信号ＴＳ１とミキシングすることにより、ビート信号ＢＳを生成する。ミキサ３２により生成されるビート信号ＢＳは、アナログ信号である。
【００９０】
Ａ／Ｄ変換器３３は、ミキサ３２から受けたビート信号ＢＳをデジタル信号に変換する。具体的には、Ａ／Ｄ変換器３３は、アナログのビート信号ＢＳを所定のサンプリング周波数でサンプリングし、サンプリングにより得られたビート信号ＢＳの電圧値を離散化する。Ａ／Ｄ変換器３３は、離散化された電圧値を２進数に変換して、デジタル化されたビート信号ＢＳを生成する。
【００９１】
｛５．２．物標データの生成｝
図８は、処理部４０により実行される物標データ生成処理のフローチャートである。以下の説明では、送信波ＴＷを時刻Ｔｋに送信した場合におけるレーダ装置１００の動作を説明する。
【００９２】
図８を参照して、変換部４２は、デジタル化されたビート信号ＢＳをＡ／Ｄ変換器３３から受け、その受けたビート信号ＢＳを２次元高速フーリエ変換する（ステップＳ２１）。２次元高速フーリエ変換は、周知の技術であるため、その詳細な説明を省略する。変換部４２は、２次元高速フーリエ変換の結果として、時刻Ｔｋの２次元スペクトルＰＳを取得する。
【００９３】
前処理部４３は、時刻Ｔｋの２次元スペクトルＰＳから、ピークを抽出する（ステップＳ２２）。ピークの抽出方法は特に限定されない。例えば、前処理部４３は、所定の閾値よりも大きいパワーを有するピークを、時刻Ｔｋの２次元スペクトルＰＳから抽出する。
【００９４】
前処理部４３は、ステップＳ２２で抽出したピークの位置に基づいて、ピークの距離及び速度を算出する（ステップＳ２３）。ピークの距離は、距離分解能に応じて定められた所定の周波数間隔に基づいて算出される。ピークの速度は、速度分解能に応じて定められた所定の周波数間隔に基づいて算出される。前処理部４３は、各ピークの距離及び速度を記録したピークデータＰＤを生成し、生成したピークデータＰＤをゴースト検出部４４に出力する。
【００９５】
図９は、前処理部４３により生成されるピークデータＰＤの一例を示す。図９を参照して、ピークデータＰＤは、２次元スペクトルＰＳから抽出されたピークの距離及び速度を記録する。図９に示すピークデータＰＤは、各ピークの方位を記録していない。ステップＳ３４が実行された時点では、各ピークの方位が推定されていないためである。ＩＤは、時刻Ｔｋの２次元スペクトルから抽出されたピークを一意に特定する識別情報である。
【００９６】
ゴースト検出部４４は、前処理部４３からピークデータＰＤを受け、その受けたピークデータＰＤに記録されたピークの中から距離折り返しゴーストを検出する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４の詳細は後述する。ゴースト検出部４４は、距離折り返しゴースト及び位相変化反射波ＲＦ２に由来する虚像ピークが削除されたピークデータＰＤを、後処理部４６に出力する。
【００９７】
方位推定部４５は、距離折り返しゴースト及び虚像ピークが削除されたピークデータＰＤをゴースト検出部４４から受ける。方位推定部４５は、その受けたピークデータＰＤに記録された各ピークの方位を推定する。方位推定は周知の技術であるため、その詳細な説明を省略する。方位推定部４５は、各ピークの方位の推定結果をピークデータＰＤに追加して、後処理部４６に出力する。
【００９８】
後処理部４６は、方位推定部４５から受けたピークデータＰＤの後処理を実行する（ステップＳ４６）。物標データが、後処理（ステップＳ４６）の実行結果として生成される。後処理は、例えば、クラスタリング、追跡処理、静止物標の除去、グループ化等の各種処理である。これらの処理は、周知技術であるため、その詳細な説明を省略する。
【００９９】
｛６．距離折り返しゴーストの検出｝
｛６．１．実像ピークと虚像ピークとの位置関係｝
上述のように、レーダ装置１００は、時刻Ｔｋにおいて、基本送信波ＴＷ１及び位相変化送信波ＴＷ２を含む送信波ＴＷを送信する。この結果、同一の物標を示す２つのピークが、時刻Ｔｋの２次元スペクトルＰＳから抽出される。同一の物標を示す２つのピークのうち、一方が、基本反射波ＲＦ１に由来する実像ピークであり、他方が、位相変化反射波ＲＦ２に由来する虚像ピークである。
【０１００】
以下、レーダ装置１００が、図６に示すパターンテーブル１７を用いて、基本送信信号ＴＳ１の位相を変化させた場合を例にして、実像ピークと虚像ピークとの位置関係を説明する。
【０１０１】
図１０は、距離折り返しが発生していない場合における、同一の物標を示す２つのピークの位置関係の一例を示す。図１０は、時刻Ｔｋの２次元スペクトルＰＳが有するパワー軸の表示を省略することにより、２つのピークの位置関係を分かりやすく示している。
【０１０２】
図１０を参照して、時刻Ｔｋの２次元スペクトルＰＳは、物標を示す車両２Ａを示す２つのピークＰａ及びＰｂを有する。ピークＰａは、基本反射波ＲＦ１に基づいて生成される実像ピークである。ピークＰｂは、位相変化反射波ＲＦ２に基づく虚像ピークである。
【０１０３】
ピークＰａ、Ｐｂは、同一の距離を有する。基本送信波ＴＷ１及び位相変化送信波ＴＷ２は、レーダ装置１００から車両２Ａに到達するまで同じ経路を通り、基本反射波ＲＦ１及び位相変化反射波ＲＦ２は、車両２Ａからレーダ装置１００に到達するまで同じ経路を通るためである。
【０１０４】
しかし、ピークＰｂの速度は、ピークＰａの速度と異なる。ピークＰａとピークＰｂとの速度差は、位相変化部１２が与えた周期的な位相変化から導かれる。例えば、図６に示すパターンテーブル１７に基づく位相変化により、３０ｋｍ／ｈに相当する仮想的なドップラ成分が基本送信信号ＴＳ１に与えられた場合、ピークＰａとピークＰｂとの速度差は、３０ｋｍ／ｈとなる。以下、詳しく説明する。
【０１０５】
基本送信波ＴＷ１は、基本送信信号ＴＳ１に与えられた周期的な位相変化に対応する仮想的なドップラ成分を含まず、車両２Ａで反射する。従って、基本反射波ＲＦ１は、車両２Ａの速度に相当する真のドップラ成分を含み、仮想的なドップラ成分を含まない。基本反射波ＲＦ１に由来するピークＰａの速度は、車両２Ａの速度を示す。ピークＰａは、車両２Ａの距離及び真の速度を示すため、実像ピークと呼ばれる。
【０１０６】
位相変化送信波ＴＷ２は、基本送信信号ＴＳ１に与えられた周期的な位相変化に基づく仮想的なドップラ成分を含み、車両２Ａで反射する。従って、位相変化反射波ＲＦ２は、仮想的なドップラ成分と、真のドップラ成分とを含む。位相変化反射波ＲＦ２に由来するピークＰｂの速度は、仮想的なドップラ成分に対応する速度を車両２Ａの相対速度に加算した値である。つまり、ピークＰｂは、車両２Ａの真の速度を示さないため、虚像ピークと呼ばれる。
【０１０７】
この結果、ピークＰａとピークＰｂとの速度軸方向における間隔は、基本送信信号ＴＳ１に対応する周期的な位相変化から導かれるドップラ速度に対応する。
【０１０８】
なお、位相変化部１２が基本送信信号ＴＳ１の位相を増加させた場合、ドップラ速度は正となる。この結果、虚像ピークであるピークＰｂの速度は、実像ピークＰａの速度よりも大きくなる。
【０１０９】
位相変化部１２が基本送信信号ＴＳ１の位相を減少させた場合、ドップラ速度は負となる。例えば、位相変化部１２は、図６に示すパターンテーブル１７に記録された位相変化量を、チャープ信号Ｃ１〜Ｃｎの位相から減算することにより、基本送信信号ＴＳ１の位相を減少させることができる。この場合、虚像ピークの速度は、実像ピークの速度よりも小さくなる。図１０を参照して、位相変化部１２が基本送信信号ＴＳ１の位相を減少させた場合、ピークＰｂの速度は、−４０ｋｍ／ｈである。
【０１１０】
｛６．２．距離折り返しに伴う位置関係の変化｝
図１１は、距離折り返しが発生した場合における実像ピークと虚像ピークとの位置関係の変化を示す。図１１を参照して、実像ピークＲ及び虚像ピークＦは、距離折り返しゴーストである。実像ピークＲ及び虚像ピークＦは、物標である車両２Ａを示す。車両２Ａは、実際には、レーダ装置１００の最大検知距離よりも遠方に位置する。
【０１１１】
ピークＲ’は、実像ピークＲの真の位置を示す。ピークＦ’は、虚像ピークＦの真の位置を示す。ピークＲ’及びＦ’は、２次元スペクトルＰＳ上に実際には現れないが、説明の便宜上、図１１上に示している。ピークＦ’の距離は、ピークＲ’の距離と同じである。位相変化部１２が、基本送信信号ＴＳ１の位相を増加させているため、ピークＦ’の速度は、ピークＲ’の速度よりも大きい。
【０１１２】
距離折り返しが発生した場合、真のピークの距離は、最大検知距離を示す実線ＭＬから折り返し、真のピークの速度の符号が逆になる。つまり、距離折り返しが発生した場合、距離折り返しゴーストは、速度軸と実線ＭＬとの交点ＣＲを中心として、真のピークと点対称の関係にある。図１１に示す例では、距離折り返しゴーストである実像ピークＲは、交点ＣＲを中心として、ピークＲ’と点対称の関係にある。距離折り返しゴーストである虚像ピークＦは、交点ＣＲを中心として、ピークＦ’と点対称の関係にある。位相変化部１２が基本送信信号ＴＳ１の位相を増加させているにも関わらず、実像ピークＲの速度が虚像ピークＦの速度よりも小さい。
【０１１３】
以上のことから、位相変化部１２が基本送信信号ＴＳ１の位相を増加させた場合、実像ピークＲ及び虚像ピークＦとの位置関係は、以下の特徴（１）〜（３）を有する。
【０１１４】
（１）距離折り返しが発生するか否かに関わらず、虚像ピークＦの距離は、実像ピークＲの距離と同じであり、実像ピークＲと虚像ピークＦとの速度差は、位相変化部１２が与える周期的な位相変化から導かれるドップラ速度に対応する。
【０１１５】
（２）距離折り返しが発生しない場合、実像ピークＲの速度は、虚像ピークＦの速度よりも小さい。
【０１１６】
（３）距離折り返しが発生した場合、実像ピークＲの速度は、虚像ピークＦの速度よりも大きい。
【０１１７】
すなわち、距離折り返しが発生した場合における実像ピークＲと虚像ピークＦとの速度軸方向の位置関係は、距離折り返しが発生しない場合における実像ピークＲと虚像ピークＦとの速度軸方向の位置関係と逆になる。
【０１１８】
ゴースト検出部４４は、距離折り返しが発生した場合に距離折り返しゴーストが真のピークと点対称にあることを利用して、実像ピークＲ及び虚像ピークＦが距離折り返しゴーストであるか否かを判断する。具体的には、位相変化部１２が基本送信信号ＴＳ１の位相を増加させた場合、ゴースト検出部４４は、以下の第１〜第３の処理を実行することにより、２次元スペクトルＰＳから抽出されたピークが距離折り返しゴーストであるか否かを判断する。
【０１１９】
（第１の処理）ゴースト検出部４４が、２次元スペクトルＰＳにおいて、同一の物標を示す２つのピークを特定し、特定した２つのグループにより構成される検出グループＧを生成する。
【０１２０】
（第２の処理）ゴースト検出部４４が、生成した検出グループＧの中から、速度の小さいピークを選択する。具体的には、距離折り返しが発生していない場合、実像ピークが選択される。距離折り返しが発生した場合、虚像ピークが選択される。このように、選択されるピークが距離折り返しの発生の有無によって変化するため、距離折り返しゴーストを検出することが可能となる。
【０１２１】
（第３の処理）ゴースト検出部４４が、選択したピークの種別を決定する。選択したピークが虚像ピークである場合、ゴースト検出部４４は、第１の処理で特定した２つのピークが距離折り返しゴーストであると判断する。以下、ピークの種別の決定について詳しく説明する。
【０１２２】
｛６．３．ピークの種別の決定｝
選択ピークの種別を決定する第３の処理を、位相変化部１２が基本送信信号ＴＳ１の位相を増加させる場合を例にして説明する。第１の処理及び第２の処理の詳細については、後述する。
【０１２３】
（選択ピークが実像ピークである場合）
図１２は、時刻Ｔｋの２次元スペクトルＰＳの実像ピークと、時刻Ｔｋ−１の２次元スペクトルＰＳの実像ピークとの対応関係の一例を示す。距離折り返しは、時刻Ｔｋ及びＴｋ−１の両者において発生していないと仮定する。
【０１２４】
図１２を参照して、ピークＲ（Ｔｋ）及びＦ（Ｔｋ）は、時刻Ｔｋの２次元スペクトルＰＳから抽出され、物標である車両２Ａを示す。ピークＲ（Ｔｋ−１）は、時刻Ｔｋ−１の２次元スペクトルＰＳから抽出され、物標である車両２Ａを示す。ピークＲ（Ｔｋ）及びＲ（Ｔｋ−１）の両者は、車両２Ａを示す実像ピークである。ピークＦ（Ｔｋ）は、車両２Ａを示す虚像ピークである。ゴースト検出部４４は、以下の処理によって、ピークＲ（Ｔｋ）の種別が虚像ピークであると判断する。
【０１２５】
ピークＲ（Ｔｋ）及びＦ（Ｔｋ）は、同一の物標を示しているため、ゴースト検出部４４は、ピークＲ（Ｔｋ）及びＦ（Ｔｋ）により構成される検出グループＧを生成する（第１の処理）。ゴースト検出部４４は、生成した検出グループＧの中で、速度が最小のピークＲ（Ｔｋ）を選択する（第２の処理）。
【０１２６】
ゴースト検出部４４は、第２の処理で選択したピークＲ（Ｔｋ）が実像ピークであると判断し、その判断結果に基づいてピークＲ（Ｔｋ）及びＦ（Ｔｋ）が距離折り返しゴーストでないと判断する。
【０１２７】
ゴースト検出部４４は、ピークＲ（Ｔｋ）の種別を決定するために、時刻Ｔｋ−１の２次元スペクトルＰＳにおけるピークＲ（Ｔｋ）の位置ＥＳ＿Ｒを推定する。推定位置ＥＳ＿Ｒは、ピークＲ（Ｔｋ）の速度に基づいて算出される。
【０１２８】
具体的には、ゴースト検出部４４は、ピークＲ（Ｔｋ）の速度を、推定位置ＥＳ＿Ｒの速度に設定する。送信波ＴＷの送信間隔ΔＴは、例えば、５０ｍｓｅｃと非常に短い。車両２Ａの速度は、送信間隔ΔＴが経過するまでの期間において殆ど変化しないと考えられる。従って、ピークＲ（Ｔｋ）の速度が、推定位置ＥＳ＿Ｒの速度として設定される。
【０１２９】
次に、ゴースト検出部４４は、時刻Ｔｋ−１から時刻Ｔｋまでの期間における、ピークＲ（Ｔｋ）の移動距離ΔＤ２を取得する。移動距離ΔＤ２は、送信間隔ΔＴをピークＲ（Ｔｋ）の速度に乗じることにより取得される。ゴースト検出部４４は、取得した移動距離ΔＤ２をピークＲ（Ｔｋ）の距離に加算して、推定位置ＥＳ＿Ｒの距離を算出する。
【０１３０】
このようにして、推定位置ＥＳ＿Ｒの距離及び速度を算出することにより、推定位置ＥＳ＿Ｒの精度を向上させることができる。
【０１３１】
ゴースト検出部４４は、時刻Ｔｋ−１のピークデータＰＤを参照して、時刻Ｔｋ−１の２次元スペクトルＰＳが推定位置ＥＳ＿Ｒに対応するピークを含むか否かを判断する。時刻Ｔｋ−１のピークデータＰＤとは、時刻Ｔｋ−１の２次元スペクトルＰＳから抽出されたピークの距離及び速度を記録したデータである。後述するように、距離折り返しゴースト及び虚像ピークが、時刻Ｔｋ−１のピークデータＰＤから既に削除されている。従って、ゴースト検出部４４は、時刻Ｔｋ−１の２次元スペクトルＰＳに含まれる虚像ピークが推定位置ＥＳ＿Ｒに対応すると判断することはない。
【０１３２】
具体的には、ゴースト検出部４４は、ピークＲ（Ｔｋ−１）が推定位置ＥＳ＿Ｒを基準として、半径Ｒの円の範囲内に存在する場合、ピークＲ（Ｔｋ−１）が推定位置ＥＳ＿Ｒに対応すると判断する。図１２では、説明の便宜上、推定位置ＥＳ＿Ｒ及びピークＲ（Ｔｋ−１）を誇張して離した状態で示している。
【０１３３】
ピークＲ（Ｔｋ）が実像ピークである場合、推定位置ＥＳ＿Ｒは、時刻Ｔｋ−１の２次元スペクトルＰＳに含まれるピークＲ（Ｔｋ−１）に対応する。このため、ゴースト検出部４４は、第２の処理で選択したピークＲ（Ｔｋ）が実像ピークであると判断する。
【０１３４】
以下、ピークＲ（Ｔｋ）が実像ピークである場合、推定位置ＥＳ＿ＲがピークＲ（Ｔｋ−１）に対応する理由を説明する。
【０１３５】
実像ピークの速度は、物標の真の速度を示す。ピークＲ（Ｔｋ）は実像ピークであるため、ピークＲ（Ｔｋ）の速度から求められる移動距離ΔＤ２は、時刻Ｔｋ−１から時刻Ｔｋまでの期間における物標の真の移動距離を示す。実像ピークの距離は、物標の真の距離を示す。ピークＲ（Ｔｋ）及びＲ（Ｔｋ−１）は実像ピークであるため、ピークＲ（Ｔｋ）とピークＲ（Ｔｋ−１）との距離差ΔＤ１も、物標の真の移動距離を示す。ピークＲ（Ｔｋ）の速度から求められる移動距離ΔＤ２は、距離差ΔＤ１と一致するため、ピークＲ（Ｔｋ−１）の距離は、推定位置ＥＳ＿Ｒの距離と一致する。
【０１３６】
送信間隔ΔＴは、非常に短い時間のため、ピークＲ（Ｔｋ）とピークＲ（Ｔｋ−１）との速度差はわずかであり、無視できる。従って、ピークＲ（Ｔｋ−１）の速度は、推定位置ＥＳ＿Ｒの速度と一致する。
【０１３７】
実際には、誤差等の理由により、推定位置ＥＳ＿Ｒの位置がピークＲ（Ｔｋ−１）の位置と完全に一致しない場合がある。このため、ゴースト検出部４４は、ピークＲ（Ｔｋ−１）が推定位置ＥＳ＿Ｒを基準として、半径Ｒの円の範囲内に存在する場合、ピークＲ（Ｔｋ−１）が推定位置ＥＳ＿Ｒに対応すると判断する。
【０１３８】
このように、推定位置ＥＳ＿Ｒに対応するピークが、時刻Ｔｋ−１の２次元スペクトルＰＳに存在する場合、ピークＲ（Ｔｋ）の速度は、物標の真の速度を示している。この結果、検出グループＧを構成するピークＲ（Ｔｋ）及びＦ（Ｔｋ）は、距離折り返しゴーストでないと判断される。
【０１３９】
（選択ピークが虚像ピークである場合）
図１３は、時刻Ｔｋの２次元スペクトルＰＳの虚像ピークと、時刻Ｔｋ−１の２次元スペクトルＰＳの虚像ピークとの対応関係の一例を示す。距離折り返しが、時刻Ｔｋ及びＴｋ−１の両者において発生していると仮定する。
【０１４０】
図１４を参照して、ピークＲ（Ｔｋ）、Ｆ（Ｔｋ）及びＦ（Ｔｋ−１）は、物標である車両２Ａを示す距離折り返しゴーストである。ピークＲ（Ｔｋ）及びピークＦ（Ｔｋ）は、時刻Ｔｋの２次元スペクトルＰＳから抽出される。ピークＦ（Ｔｋ−１）は、時刻Ｔｋ−１の２次元スペクトルＰＳから抽出される。また、ピークＲ（Ｔｋ）は、実像ピークであり、ピークＦ（Ｔｋ）及びＦ（Ｔｋ−１）は、虚像ピークである。
【０１４１】
なお、距離折り返しゴーストを時刻Ｔｋの２次元スペクトルＰＳから検出する処理を開始する時点で、時刻Ｔｋ−１のピークデータＰＤは、距離折り返しゴースト及び虚像ピークを記録していない。しかし、説明の便宜上、時刻ＴｋのピークＦ（Ｔｋ）に対応するピークＦ（Ｔｋ−１）を図１４上に示している。
【０１４２】
ピークＲ（Ｔｋ）及びＦ（Ｔｋ）は、同一の物標を示しているため、ゴースト検出部４４は、ピークＲ（Ｔｋ）及びＦ（Ｔｋ）により構成される検出グループＧを生成する（第１の処理）。ゴースト検出部４４は、同一の物標を示すピークＲ（Ｔｋ）及びＦ（Ｔｋ）のうち、速度が最小のピークＦ（Ｔｋ）を選択する（第２の処理）。
【０１４３】
ゴースト検出部４４は、以下の処理によって、ピークＦ（Ｔｋ）が虚像ピークであると判断し、その判断結果に基づいてピークＲ（Ｔｋ）及びＦ（Ｔｋ）を距離折り返しゴーストとして検出する。
【０１４４】
ゴースト検出部４４は、ピークＦ（Ｔｋ）の速度に基づいて、ピークＦ（Ｔｋ−１）の推定位置ＥＳ＿Ｆを算出する。推定位置ＥＳ＿Ｆの算出は、上記の推定位置ＥＳ＿Ｒの算出と同じであるため、その詳細な説明を省略する。
【０１４５】
ピークＦ（Ｔｋ）が虚像ピークである場合、推定位置ＥＳ＿Ｆは、ピークＦ（Ｔｋ−１）と一致しない。以下、その理由を説明する。
【０１４６】
ピークＦ（Ｔｋ）及びＦ（Ｔｋ−１）の両者が虚像ピークであるため、ピークＦ（Ｔｋ）及びＦ（Ｔｋ−１）の各々の距離は、車両２Ａの真の距離を示す。従って、ピークＦ（Ｔｋ）とピークＦ（Ｔｋ−１）との距離差ΔＤ３は、車両２Ａの真の移動距離を示す。
【０１４７】
しかし、ピークＦ（Ｔｋ）の速度は、車両２Ａの真の速度ではない。ピークＦ（Ｔｋ）の速度から求められる物標の移動距離ΔＤ４は、車両２Ａの真の移動距離を示さない。従って、推定位置ＥＳ＿Ｆは、ピークＦ（Ｔｋ−１）の位置と一致しない。ゴースト検出部４４は、ピークＦ（Ｔｋ）に対応するピークを、時刻Ｔｋ−１の２次元スペクトルＰＳから検出することができないため、ピークＦ（Ｔｋ）が虚像ピークであると判断する。この結果、検出グループＧを構成するピークＲ（Ｔｋ）及びＦ（Ｔｋ）は、距離折り返しゴーストであると判断される。
【０１４８】
｛６．４．ゴースト検出部４４の動作｝
図１４は、図８に示すゴースト検出処理（ステップＳ２４）のフローチャートである。ゴースト検出部４４は、時刻Ｔｋの２次元スペクトルＰＳに関するピークデータＰＤを前処理部４３から取得した場合、図１４に示す処理を開始する。
【０１４９】
グループ生成部４４１が、ピークデータＰＤから検出グループＧを生成する（ステップＳ５０１）。ステップＳ５０１は、上記の第１の処理に相当する。
【０１５０】
具体的には、グループ生成部４４１は、ピークデータＰＤに記録されたピークの中から、同一の物標を示す２つのピークを特定し、特定した２つのグループにより構成される検出グループＧを生成する。グループ生成部４４１は、生成した検出グループＧをピーク選択部４４２に出力する。なお、レーダ装置１００の検知範囲に複数の物標が存在する場合、ステップＳ５０１において複数の検出グループが生成される。
【０１５１】
例えば、検出グループＧが、図９に示すピークデータＰＤから生成される場合、グループ生成部４４１は、ＩＤ「Ｐ３１」のピークとＩＤ「Ｐ３３」のピークとが、同一の距離を有すると判断する。ＩＤ「Ｐ３１」のピークの速度とＩＤ「Ｐ３３」のピークの速度との差が、位相変化部１２が基本送信信号ＴＳ１に与える周期的な位相変化から導かれるドップラ速度に対応する場合、グループ生成部４４１は、これら２つのピークが同一の物標を示すと判断する。グループ生成部４４１は、ＩＤ「Ｐ３１」のピークと、ＩＤ「Ｐ３３」のピークとからなる構成される検出グループＧを生成する。他に、ＩＤ「３２」のピークとＩＤ「３６」のピークとが同一の物標を示すと判断され、ＩＤ「３２」のピークとＩＤ「３６」のピークとからなる検出グループＧが生成される。
【０１５２】
ピーク選択部４４２は、グループ生成部４４１により生成されたグループＧの中から、一の検出グループを選択する（ステップＳ５０２）。ピーク選択部４４２は、選択した一の検出グループにおいて、速度が最小のピークを選択する（ステップＳ５０３）。ステップＳ５０３は、上記の第２の処理に相当する。ピーク選択部４４２は、選択されたピークのＩＤを、位置推定部４４３に通知する。
【０１５３】
位置推定部４４３は、選択したピークが時刻Ｔｋ−１の２次元スペクトルＰＳにおいて現れる位置を推定する（ステップＳ５０４）。位置推定部４４３は、ステップＳ５０４で取得した推定位置を、判断部４４４に出力する。判断部４４４は、位置推定部４４３から受けた推定位置に基づいて、選択されたピークが実像ピークであるか否かを判断する（ステップＳ５０５）。ステップＳ５０４及びＳ５０５は、上記の第３の処理に相当する。
【０１５４】
選択されたピークが実像ピークである場合（ステップＳ５０５においてＹｅｓ）、判断部４４４は、ステップＳ５０２で選択された検出グループを構成するピークが距離折り返しゴーストでないと判断する（ステップＳ５０６）。この場合、判断部４４４は、ステップＳ５０２で選択された検出グループを構成する虚像ピークを、ピークデータＰＤから削除する（ステップＳ５０７）。距離折り返しゴーストでない虚像ピークは、物標の真の速度を有していないためである。
【０１５５】
一方、選択されたピークが虚像ピークである場合（ステップＳ５０５においてＮｏ）、判断部４４４は、ステップＳ５０２で選択された検出グループを構成するピークが距離折り返しゴーストであると判断する（ステップＳ５０８）。判断部４４４は、距離折り返しゴーストと判断されたピークの情報を、ピークデータＰＤから削除する（ステップＳ５０９）。
【０１５６】
ピーク選択部４４２は、全ての検出グループＧを選択したか否かを判断する（ステップＳ５１０）。全ての検出グループが選択された場合（ステップＳ５１０においてＹｅｓ）、ピークデータＰＤに記録された全てのピークの種別の特定が終了している。このため、ゴースト検出部４４は、図１４に示す処理を終了する。
【０１５７】
全ての検出グループＧが選択されていない場合（ステップＳ５１０においてＮｏ）、種別が特定されていないピークが存在する。この場合、ピーク選択部４４２は、ステップＳ５０２を再び実行する。
【０１５８】
以上説明したように、レーダ装置１００は、周期的な位相変化を基本送信信号ＴＳ１に与えて位相変化送信信号ＴＳ２を生成し、基本送信信号ＴＳ１及び位相変化送信信号ＴＳ２を送信波ＴＷとして出力する。基本送信信号ＴＳ１に周期的な位相変化を与える際に、レーダ装置１００は、基本送信信号ＴＳ１の位相を増加させる。レーダ装置１００は、ビート信号ＢＳから生成される２次元スペクトルＰＳから抽出されたピークのうち、同一の物標を示す２つのピークを特定し、特定した２つのピークにより構成される検出グループを生成する。レーダ装置１００は、検出グループの中から、最小の速度を有するピークを選択する。レーダ装置１００は、選択したピークに対応するピークが前回に検出された２次元スペクトルＰＳに存在するか否かを判断する。これにより、レーダ装置１００は、距離折り返しゴーストを高い精度で検出することができる。
【０１５９】
［第２の実施の形態］
｛１．レーダ装置１００Ａの構成｝
図１５は、本発明の第２の実施の形態に係るレーダ装置１００Ａの構成を示す機能ブロック図である。図１５を参照して、レーダ装置１００Ａは、上記第１の実施の形態に係るレーダ装置１００と同様に、距離折り返しゴーストを検出する。レーダ装置１００Ａは、供給部１０Ａと、送信部２０Ａと、受信部３０と、処理部４０とを備える。
【０１６０】
供給部１０Ａは、基本送信信号ＴＳ１及び位相変化送信信号ＴＳ２〜ＴＳ３を生成する。供給部１０Ａは、生成した基本送信信号ＴＳ１を送信部２０Ａ及び受信部３０に出力し、生成した位相変化送信信号ＴＳ２〜ＴＳ３を送信部２０Ａに出力する。
【０１６１】
送信部２０Ａは、送信アンテナ２１〜２３を備える。送信アンテナ２１は、供給部１０Ａから受けた基本送信信号ＴＳ１を基本送信波ＴＷ１として送信する。送信アンテナ２２は、供給部１０Ａから受けた位相変化送信信号ＴＳ２を位相変化送信波ＴＷ２として送信する。送信アンテナ２３は、供給部１０Ａから受けた位相変化送信信号ＴＳ３を位相変化送信波ＴＷ３として送信する。本実施の形態では、送信波ＴＷは、基本送信波ＴＷ１と、位相変化送信波ＴＷ２〜ＴＷ３とを含む。
【０１６２】
供給部１０Ａは、位相変化部１２に代えて位相変化部１２１及び１２２を含む。供給部１０Ａは、メモリ１６に代えて、メモリ１６Ａを含む。
【０１６３】
メモリ１６Ａは、パターンテーブル１７及び１８を記憶する。パターンテーブル１７及び１８は、互いに異なる位相変化パターンを記憶する。
【０１６４】
位相変化部１２１は、分岐部１４から受けた基本送信信号ＴＳ１に周期的な位相変化を与えることにより、位相変化送信信号ＴＳ２を生成する。位相変化部１２１は、周期的な位相変化を与えるにあたって、パターンテーブル１７を使用する。位相変化部１２１は、生成した位相変化送信信号ＴＳ２を送信アンテナ２２に出力する。
【０１６５】
位相変化部１２２は、分岐部１４から受けた基本送信信号ＴＳ１に周期的な位相変化を与えることにより、位相変化送信信号ＴＳ３を生成する。位相変化部１２２は、周期的な位相変化を与えるにあたって、パターンテーブル１８を使用する。位相変化部１２２は、生成した位相変化送信信号ＴＳ３を送信アンテナ２３に出力する。
【０１６６】
｛２．位相変化送信信号の生成｝
図１６は、図１５に示すパターンテーブル１８に記録された位相変化パターンの一例を示す。図１６を参照して、パターンテーブル１８は、チャープ信号１周期分の時間が経過するたびに、位相変化量が４５°増加する位相変化パターンを記録する。具体的には、１〜８周期目の各々の位相変化量は、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°である。
【０１６７】
位相変化部１２２は、パターンテーブル１８に記録されている１〜８周期目の位相変化量を、チャープ信号Ｃ１〜Ｃ８の位相に加算することにより、位相変化送信信号ＴＳ３を生成する。つまり、位相変化送信信号ＴＳ３の位相は、チャープ信号８周期分の時間で周期的に変化する。
【０１６８】
位相変化部１２１による位相変化送信信号ＴＳ２の生成は、上記実施の形態と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【０１６９】
位相変化送信信号ＴＳ２の位相は、チャープ信号１周期あたり９０°変化する。位相変化送信信号ＴＳ３の位相は、チャープ信号１周期あたり４５°変化する。従って、位相変化送信波ＴＷ２に含まれる仮想的なドップラ周波数は、位相変化送信波ＴＷ３に含まれる仮想的なドップラ周波数の２倍である。
【０１７０】
このように、２つ以上の位相変化送信信号を生成する場合であっても、距離折り返しゴーストを検出することができる。また、レーダ装置１００Ａは、基本送信信号ＴＳ１と、位相変化送信信号ＴＳ２〜ＴＳ３とを合成しないため、レーダ装置の構成を簡略化することができる。
【０１７１】
｛３．レーダ装置１００Ａの動作｝
レーダ装置１００Ａは、第1の実施の形態に係るレーダ装置１００と同じ処理を実行して、距離折り返しゴーストを検出する。すなわち、２つ以上の位相変化送信信号が生成された場合であっても、同一の物標を示す複数のピークのうち最小のピークの種別に基づいて、複数のピークが距離折り返しゴーストであるか否かを判断できる。
【０１７２】
以下の説明において、位相変化部１２１及び１２２の各々の位相変化によって、位相変化送信信号ＴＳ２は、時速４０ｋｍ／ｈに相当するドップラ周波数を含み、位相変化送信信号ＴＳ３は、時速２０ｋｍ／ｈに相当するドップラ周波数を含むと仮定する。この場合、基本送信信号ＴＳ１と、位相変化送信信号ＴＳ２と、位相変化送信信号ＴＳ３とに含まれるドップラ周波数の間隔は、２０ｋｍ／ｈである。
【０１７３】
図１７は、図１５に示すパターンテーブル１７及び１８に基づいて基本送信信号ＴＳ１の位相を変化させた場合における、ピークの配置の一例を示す図である。図１７を参照して、ピークＰａ〜Ｐｃが、今回取得された２次元スペクトルＰＳから抽出されている。ピークＰａ〜Ｐｃのうち、ピークＰａの速度が最小であり、ピークＰｃの速度が最大である。
【０１７４】
グループ生成部４４１は、ピークＰａ〜Ｐｃは同一の距離を有すると判断する。また、ピークＰａとピークＰｂとの速度差ΔＶ１が、２０ｋｍ／ｈであり、ピークＰｂとピークＰｃとの速度差ΔＶ２が、２０ｋｍ／ｈである。速度差ΔＶ１及びΔＶ２が、上述のドップラ周波数の間隔（２０ｋｍ／ｈ）に対応する。この結果、グループ生成部４４１は、ピークＰａ〜Ｐｃが同一の物標を示すと判断し、ピークＰａ〜Ｐｃを含む検出グループＧを生成する。
【０１７５】
ピーク選択部４４２は、図１７に示す検出グループＧの中で最小の速度を有するピークＰａを選択する。距離折り返しが発生していない場合、ピークＰａは、実像ピークである。距離折り返しが発生している場合、ピークＰａは、虚像ピークである。位置推定部４４３は、前回の２次元スペクトルＰＳにおけるピークＰａの位置を推定する。判断部４４４は、推定位置ＥＳに対応するピークが前回の２次元スペクトルＰＳに存在するか否かを判断する。これにより、レーダ装置１００Ａは、検出グループＧを構成するピークＰａ〜Ｐｃが距離折り返しゴーストであるか否かを判断することができる。
【０１７６】
［第３の実施の形態］
｛１．レーダ装置１００Ｂの構成｝
図１８は、本発明の第３の実施の形態に係るレーダ装置１００Ｂの構成を示す機能ブロック図である。図１８を参照して、レーダ装置１００Ｂは、上記第１の実施の形態に係るレーダ装置１００と同様に、距離折り返しゴーストを検出する。レーダ装置１００Ｂは、供給部１０Ｂと、送信部２０Ｂと、受信部３０と、処理部４０とを備える。
【０１７７】
供給部１０Ｂは、基本送信信号ＴＳ１及び合成送信信号ＴＳＢを生成する。供給部１０Ｂは、生成した基本送信信号ＴＳ１を受信部３０に出力し、生成した合成送信信号ＴＳＢを送信部２０Ｂに出力する。
【０１７８】
送信部２０Ｂは、送信アンテナ２１Ｂを含む。送信アンテナ２１Ｂは、供給部１０Ｂから受けた合成送信信号ＴＳＢを送信波ＴＷとして送信する。
【０１７９】
供給部１０Ｂは、信号生成部１１と、位相変化部１２Ｂと、分岐部１４Ｂと、メモリ１６Ｂとを含む。
【０１８０】
信号生成部１１は、基本送信信号ＴＳ１を分岐部１４Ｂに出力する。分岐部１４Ｂは、信号生成部１１から受けた基本送信信号ＴＳ１を分岐して、位相変化部１２Ｂ及び複数のミキサ３２に出力する。
【０１８１】
位相変化部１２Ｂは、分岐部１４Ｂから受けた基本送信信号ＴＳ１に、周期的な位相変化及び振幅変化を与えて、合成送信信号ＴＳＢを生成する。位相変化部１２Ｂは、生成した合成送信信号ＴＳＢを送信アンテナ２１Ｂに出力する。メモリ１６Ｂは、パターンテーブル１７Ｂを記憶する。パターンテーブル１７Ｂは、合成送信信号ＴＳＢの生成に用いられる。
【０１８２】
レーダ装置１００Ｂにおける受信部３０及び処理部４０の構成は、第１の実施の形態と同じであるため、その詳細な説明を省略する。
【０１８３】
｛２．位相変化部１２Ｂの動作｝
位相変化部１２Ｂは、パターンテーブル１７Ｂに記録された位相変化量を用いて、基本送信信号ＴＳ１に周期的な位相変化を与える。
【０１８４】
図１９は、図１８に示すパターンテーブル１７Ｂの一例を示す図である。図１９を参照して、パターンテーブル１７Ｂは、位相変化量及び振幅変化量を記録している。
【０１８５】
位相変化量は、基本送信信号ＴＳ１に含まれるチャープ信号Ｃ１〜Ｃｎのうち、連続する８個のチャープ信号の各々の位相に加算すべき８個の位相を記録している。具体的には、１及び５周期目の位相変化量は、０°である。２及び６周期目の位相変化量は、４５°である。３周期目の位相加算量は、９０°である。４及び８周期目の位相加算量は、３１５°である。７周期目の位相加算量は、２７０°である。
【０１８６】
振幅変化量は、チャープ信号Ｃ１〜Ｃｎのうち、連続する８個のチャープ信号の各々の振幅の大きさを示す。１周期目の振幅変化量は、３であり、チャープ信号Ｃ１の振幅を３倍にすることを示す。つまり、合成送信信号ＴＳＢに含まれるチャープ信号Ｃ１の振幅は、基本送信信号ＴＳ１に含まれるチャープ信号Ｃ１の３倍である。２及び８周期目の振幅変化量は、２．４１である。３及び７周期目の振幅変化量は、１である。４及び６周期目の振幅変化量は、０．４１である。５周期目の振幅変化量は、０である。
【０１８７】
つまり、位相変化部１２Ｂは、基本送信信号ＴＳ１の位相及び振幅を、チャープ信号８周期分の時間で周期的に変化させて、合成送信信号ＴＳＢを生成する。合成送信信号ＴＳＢは、基本送信信号ＴＳ１及び位相変化送信信号ＴＳ２〜ＴＳ３を合成した信号に相当する。以下、詳しく説明する。
【０１８８】
図２０は、図１９に示すパターンテーブル１７Ｂの生成に用いられる基本パターンを示す図である。図１９に示す位相変化量及び振幅変化量は、図１９に示す第１〜第３基本パターンを組み合わせることにより生成される。第１〜第３基本パターンの各々において、１〜８周期目のチャープ信号に加算される位相変化量が、一定の割合で増加する。
【０１８９】
第１基本パターンにおいて、位相変化量は、チャープ信号１周期分の時間が経過するたびに０°増加する。つまり、第１基本パターンにおいて、１〜８周期目の各々の位相変化量は、全て０°である。
【０１９０】
第２基本パターンにおいて、位相変化量は、チャープ信号１周期分の時間が経過するたびに４５°増加する。従って、第２基本パターンにおける１〜８周期目の位相変化量は、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°である。第２基本パターンは、図１６に示すパターンテーブル１８と同じである。
【０１９１】
第３基本パターンにおいて、位相変化量は、チャープ信号１周期分の時間が経過するたびに９０°増加する。従って、第３基本パターンにおける１〜８周期目の位相加算量は、０°、９０°、１８０°、２７０°、３６０°、４５０°、５４０°、６３０°である。第３基本パターンは、図６に示すパターンテーブル１７と同じである。
【０１９２】
第１〜第３基本パターンを複素平面上で合成することにより、図１９に示す位相変化パターンが生成される。図２１は、基本パターンの合成の一例を示す図である。図２１を参照して、ベクトルＢ１〜Ｂ３は、第１〜第３基本パターンにそれぞれ対応する。ベクトルＢ１〜Ｂ３の大きさは、基本送信信号ＴＳ１に含まれるチャープ信号Ｃ１〜Ｃｎの振幅に対応し、１に正規化されている。
【０１９３】
第１〜第３基本パターンの１周期目の位相は、全て０°である。従って、第１〜第３基本パターンの１周期目を合成した場合、ベクトルＢ１〜Ｂ３の合成ベクトルＥの位相は０°である。合成ベクトルＥの大きさは３である。合成ベクトルＥの位相及び大きさが、パターンテーブル１８Ｂにおける１周期目の位相変化量及び振幅変化量に設定される。
【０１９４】
第１〜第３基本パターンの２周期目の位相は、０°、４５°、９０°である。従って、第１〜第３基本パターンの１周期目を合成した場合、ベクトルＢ１〜Ｂ３の合成ベクトルＥの位相は４５°である。合成ベクトルＥの振幅は２．４１である。合成ベクトルＥの位相及び大きさが、パターンテーブル１８Ｂにおける２周期目の位相変化量及び振幅変化量に設定される。
【０１９５】
第１〜第３基本パターンの３周期目の位相は、０°、９０°、１８０°である。ベクトルＢ１とベクトルＢ３とが打ち消し合うため、ベクトルＢ２が合成ベクトルＥとなる。従って、合成ベクトルＥの位相は９０°であり、合成ベクトルＥの振幅は、１である。合成ベクトルＥの位相及び大きさが、パターンテーブル１８Ｂにおける３周期目の位相変化量及び振幅変化量に設定される。
【０１９６】
以下、第１〜第３基本パターンの位相を周期ごとに合成することにより、各周期における合成位相及び合成振幅を算出することができる。算出された合成位相及び合成振幅が、図１８に示す位相変化量及び振幅変化量として用いられる。第１基本パターンは、全ての位相変化量が０°であるため、第１基本パターンに基づいて生成される位相変化送信信号は、基本送信信号ＴＳ１に相当する。第２基本パターンは、図６に示すパターンテーブル１７と同じであり、第３基本パターンは、図１６に示すパターンテーブル１８と同じである。従って、合成送信信号ＴＳＢは、基本送信信号ＴＳ１と位相変化送信信号ＴＳ２〜ＴＳ３とを合成した信号と等価である。つまり、本実施の形態に係る送信波ＴＷは、図１５に示す基本送信波ＴＷ１と位相変化送信波ＴＷ２〜ＴＷ３を含む。従って、レーダ装置１００Ｂは、レーダ装置１００と同様に距離折り返しゴーストを検出することができる。
【０１９７】
位相変化部１２Ｂは、合成送信信号ＴＳＢの振幅を第１〜第３基本パターンに基づいて変化させることにより、合成送信信号ＴＳＢに含まれる基本送信信号ＴＳ１及び位相変化送信信号ＴＳ２〜ＴＳ３の各振幅がチャープ信号ごとに変動することを防ぐことができる。これにより、実像ピーク及び虚像ピークのパワーの時間変動を抑制することができるため、実像ピーク及び虚像ピークが瞬間的にスペクトルから検出されないことを防ぐことができる。従って、距離折り返しゴーストが発生しているか否かを経時的に安定して判断することができる。
【０１９８】
また、レーダ装置１００Ｂは、位相変化パターンの数に関係なく、少なくとも１つの送信アンテナを備えていればよいため、送信部２０の構成を簡略化することができる。
【０１９９】
本実施の形態では、送信部２０Ｂが送信アンテナ２１Ｂのみを備える例を説明したが、送信部２０Ｂは、合成送信信号ＴＳＢを送信波ＴＷとして送信する複数の送信アンテナを備えていてもよい。
【０２００】
［変形例］
上記実施の形態では、位相変化部１２が基本送信信号ＴＳ１の位相を増加させた場合、ピーク選択部４４２が、検出グループＧにおいて最小の速度を有するピークを選択する例を説明したが、これに限られない。ピーク選択部４４２は、検出グループＧにおいて最大の速度を有するピークを選択してもよい。この場合、判断部４４４は、選択したピークが実像ピークである場合、検出グループに含まれるピークが距離折り返しゴーストであると判断する。
【０２０１】
なお、位相変化部１２が、基本送信信号ＴＳ１の位相を減少させた場合、ゴースト検出部４４は、ステップＳ５０３において速度が最大のピークを選択し、選択したピークが虚像ピークであるか否かを判断すればよい。選択したピークが虚像ピークである場合、ゴースト検出部４４は、検出グループに含まれるピークが距離折り返しゴーストであると判断する。
【０２０２】
位相変化部１２が基本送信信号ＴＳ１の位相を減少させた場合、ゴースト検出部４４は、ステップＳ５０３において速度が最小のピークを選択し、選択したピークが実像ピークであるか否かを判断してもよい。選択したピークが実像ピークである場合、ゴースト検出部４４は、検出グループに含まれるピークが距離折り返しゴーストであると判断する。
【０２０３】
つまり、ゴースト検出部４４は、周期的な位相変化に基づいて定まる選択条件を満たすピークを検出グループの中から選択し、時刻Ｔｋ−１の２次元スペクトルＰＳが推定位置に対応するピークを含むか否かを判断すればよい。
【０２０４】
また、上記実施の形態において、ゴースト検出部４４が、時刻Ｔｋ−１の２次元スペクトルＰＳが推定位置に対応するピークを含むか否かを判断する例を説明したが、これに限られない。ゴースト検出部４４は、時刻Ｔｋと異なる時刻の２次元スペクトルＰＳにおける選択ピークの位置を推定し、異なる時刻の２次元スペクトルＰＳが推定位置に対応するピークを含むか否かを判断すればよい。異なる時刻は、送信波ＴＷの送信時刻であれば、特に限定されない。例えば、異なる時刻は、時刻Ｔｋの直後に設定された送信波ＴＷの送信時刻である。
【０２０５】
また、上記実施の形態において、レーダ装置１００Ａが２つの位相変化送信信号を生成する場合を説明したが、レーダ装置１００が３つ以上の位相変化送信信号を生成してもよい。また、パターンテーブル１７Ｂは、２つの基本パターンを合成した合成位相及び合成振幅を記録してもよいし、４つ以上の基本パターンを合成した合成位相及び合成振幅を記録してもよい。
【０２０６】
上記実施の形態では、ゴースト検出部４４は、検出グループに含まれるピークが距離折り返しゴーストであると判断した場合、検出グループに含まれるピークをピークデータＰＤから削除する例を説明したが、これに限られない。ゴースト検出部４４は、ピークデータＰＤにおいて、距離折り返しゴーストであると判断された実像ピークの距離を、距離折り返しゴーストと真のピーク位置との位置関係に基づいて修正してもよい。
【０２０７】
上記実施の形態において、レーダ装置１００は、検出グループを構成するピークの距離が最大検知距離を基準とした所定の範囲内にある場合、検出グループＧを構成するピークが距離折り返しゴーストであるか否かを判断しなくてもよい。
【０２０８】
レーダ装置１００は、時刻Ｔｋ及びＴｋ−１の両者で距離折り返しが発生すること、あるいは、時刻Ｔｋ及びＴｋ−１の両者で距離折り返しが発生しないことを前提として、距離折り返しゴーストを検出する。しかし、検出グループを構成するピークの距離が最大検知距離に近い値である場合、時刻Ｔｋ及びＴｋ−１の一方で距離折り返しが発生し、他方で距離折り返しが発生していない状況が想定される。レーダ装置１００が、この状況下において上述した距離折り返しゴーストの検出を実行した場合、誤検出が発生する虞がある。そこで、レーダ装置１００は、検出グループを構成するピークの距離と最大検知距離との差が所定値よりも大きい場合に、上述の距離折り返しゴーストの検出処理を実行すればよい。これにより、誤検出を防ぐことができる。
【０２０９】
また、上記実施の形態において、処理部４０の各機能ブロックは、ＬＳＩなどの半導体装置により個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全部を含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０２１０】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。
【０２１１】
また、処理部４０の各機能ブロックにより実行される処理の一部又は全部は、プログラムにより実現されるものであってもよい。そして、機能ブロックの処理の一部又は全部は、コンピュータにおいて、中央演算装置（ＣＰＵ）により行われる。また、それぞれの処理を行うためのプログラムは、ハードディスク、ＲＯＭなどの記憶装置に格納されており、ＲＯＭにおいて、あるいはＲＡＭに読み出されて実行される。
【０２１２】
また、上記実施の形態の各処理をハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア（ＯＳ（オペレーティングシステム）、ミドルウェア、あるいは、所定のライブラリとともに実現される場合を含む。）により実現してもよい。さらに、ソフトウェアおよびハードウェアの混在処理により実現しても良い。
【０２１３】
例えば、上記実施の形態（変形例を含む）の各機能ブロックを、ソフトウェアにより実現する場合、図７に示したハードウェア構成（例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力部、出力部等をバスＢｕｓにより接続したハードウェア構成）を用いて、各機能部をソフトウェア処理により実現するようにしてもよい。
【０２１４】
また、上記実施の形態における処理方法の実行順序は、必ずしも、上記実施の形態の記載に制限されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、実行順序を入れ替えてもよい。
【０２１５】
前述した方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム及びそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明の範囲に含まれる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、大容量ＤＶＤ、次世代ＤＶＤ、半導体メモリを挙げることができる。
【０２１６】
上記コンピュータプログラムは、上記記録媒体に記録されたものに限られず、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク等を経由して伝送されるものであってもよい。
【０２１７】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【０２１８】
１００、１００Ａ、１００Ｂ  レーダ装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ  供給部
１１  信号生成部  １１
１２、１２１、１２２、１２Ｂ  位相変化部
２０、２０Ａ、２０Ｂ  送信部
３０  受信部
４０  処理部
４２  変換部
４４  ゴースト検出部
４４１  グループ生成部
４４２  ピーク選択部
４４３  位置推定部
４４４判断部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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