(57)【要約】【課題】レーダ装置の検出性能を向上する。【解決手段】送信アレーアンテナは、複数の送信アンテナ群から構成され、複数の送信アンテナ群の各々は、第１の方向に第１の間隔の整数倍の間隔である第２の間隔で配置される複数の送信アンテナを含み、第１の方向と直交する第２の方向において第３の間隔の整数倍の間隔である第４の間隔で配置され、受信アレーアンテナは、複数の受信アンテナ群から構成され、複数の受信アンテナ群の各々は、第１の方向に第１の間隔の整数倍の間隔である第５の間隔で配置される複数の受信アンテナを含み、第２の方向において第３の間隔の整数倍の間隔である第６の間隔で配置され、第２の間隔と第５の間隔との差は第１の間隔であり、第４の間隔と第６の間隔との差は第３の間隔である。【選択図】図８
2020153871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信アレーアンテナを用いて、レーダ信号を送信するレーダ送信部と、
受信アレーアンテナを用いて、前記レーダ信号がターゲットにおいて反射された反射波信号を受信するレーダ受信部と、
を具備し、
前記送信アレーアンテナは、複数の送信アンテナ群から構成され、
前記複数の送信アンテナ群の各々は、第１の方向に第１の間隔の整数倍の間隔である第２の間隔で配置される複数の送信アンテナを含み、前記第１の方向と直交する第２の方向において第３の間隔の整数倍の間隔である第４の間隔で配置され、
前記受信アレーアンテナは、複数の受信アンテナ群から構成され、
前記複数の受信アンテナ群の各々は、前記第１の方向に前記第１の間隔の整数倍の間隔である第５の間隔で配置される複数の受信アンテナを含み、前記第２の方向において前記第３の間隔の整数倍の間隔である第６の間隔で配置され、
前記第２の間隔と前記第５の間隔との差は前記第１の間隔であり、
前記第４の間隔と前記第６の間隔との差は前記第３の間隔である、
レーダ装置。
【請求項２】
前記複数の送信アンテナ群の間において、各送信アンテナ群に含まれる送信アンテナの前記第１の方向の配置位置は異なる、
請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記複数の受信アンテナ群の間において、各受信アンテナ群に含まれる受信アンテナの前記第１の方向の配置位置は異なる、
請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記第２の間隔及び前記第５の間隔の少なくとも一つは、前記レーダ信号の１波長より長い間隔であり、
前記第４の間隔及び前記第６の間隔の少なくとも一つは、前記レーダ信号の１波長より長い間隔であり、
前記第１の間隔及び前記第３の間隔は、前記レーダ信号の0.5波長以上、かつ、１波長以下である、
請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記第２の間隔は、前記第１の間隔の２倍の間隔であり、
前記第４の間隔は、前記第３の間隔の３倍の間隔である、
前記第５の間隔は、前記第１の間隔の３倍の間隔であり、
前記第６の間隔は、前記第３の間隔の２倍の間隔である、
請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記第２の間隔は、前記第１の間隔の３倍の間隔であり、
前記第４の間隔は、前記第３の間隔の３倍の間隔である、
前記第５の間隔は、前記第１の間隔の２倍の間隔であり、
前記第６の間隔は、前記第３の間隔の２倍の間隔である、
請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項７】
送信アレーアンテナを用いて、レーダ信号を送信するレーダ送信部と、
受信アレーアンテナを用いて、前記レーダ信号がターゲットにおいて反射された反射波信号を受信するレーダ受信部と、
を具備し、
前記送信アレーアンテナは少なくとも３つの送信アンテナを含み、前記受信アレーアンテナは少なくとも３つの受信アンテナを含み、
前記３つの送信アンテナのうち２つの送信アンテナは、第１の方向に第１の間隔の２倍の第２の間隔離れて配置され、
前記３つの送信アンテナのうち残りの１つの送信アンテナは、前記第１の方向に、前記２つの送信アンテナからそれぞれ前記第１の間隔離れて配置され、前記第１の方向と直交する第２の方向に前記２つの送信アンテナから第３の間隔の２倍の間隔である第４の間隔離れて配置され、
前記３つの受信アンテナのうち２つの受信アンテナは、前記第２の方向に前記第４の間隔離れて配置され、
前記３つの受信アンテナのうち残りの１つの受信アンテナは、前記第２の方向に、前記２つの受信アンテナからそれぞれ前記第３の間隔離れて配置され、前記第１の方向に前記２つの受信アンテナから前記第２の間隔離れて配置される、
レーダ装置。
【請求項８】
前記第１の間隔と前記第３の間隔は、前記レーダ信号の0.5波長以上、かつ、１波長以下である、
請求項７に記載のレーダ装置。
【請求項９】
送信アレーアンテナを用いて、レーダ信号を送信するレーダ送信部と、
受信アレーアンテナを用いて、前記レーダ信号がターゲットにおいて反射された反射波信号を受信するレーダ受信部と、
を具備し、
前記送信アレーアンテナは、複数の送信アンテナ群から構成され、前記複数の送信アンテナ群の各々は、複数の送信アンテナを含み、
前記複数の送信アンテナ群の各々において、隣り合う２つの送信アンテナは、第１の方向に第１の間隔の２倍の間隔である第２の間隔離れて配置され、前記第１の方向と直交する第２の方向に第３の間隔離れて配置され、
前記複数の送信アンテナ群のうち、隣り合う送信アンテナ群は、前記第１の方向に前記第１の間隔、かつ、前記第２の方向に前記第３の間隔の２倍の第４の間隔でシフトした関係にあり、
前記複数の送信アンテナのそれぞれの配置位置と、前記受信アレーアンテナに含まれる複数の受信アンテナのそれぞれの配置位置とは、前記第１の方向又は前記第２の方向に平行な線に関して線対称の関係にある、
レーダ装置。
【請求項１０】
前記第１の間隔と前記第３の間隔は、前記レーダ信号の0.5波長以上、かつ、１波長以下である、
請求項９に記載のレーダ装置。
【請求項１１】
送信アレーアンテナを用いて、レーダ信号を送信するレーダ送信部と、
受信アレーアンテナを用いて、前記レーダ信号がターゲットにおいて反射された反射波信号を受信するレーダ受信部と、
を具備し、
前記送信アレーアンテナは、複数の送信アンテナ群から構成され、前記複数の送信アンテナ群の各々は、複数の送信アンテナを含み、
前記複数の送信アンテナ群の各々において、隣り合う２つの送信アンテナは、第１の方向に第１の間隔離れて配置され、前記第１の方向と直交する第２の方向の双方に第２の間隔離れて配置され、
前記複数の送信アンテナ群のうち、隣り合う送信アンテナ群は、前記第１の方向に前記第１の間隔の２倍の第３の間隔離れて配置され、かつ、前記第２の方向に前記第２の間隔でシフトした関係にあり、
前記複数の送信アンテナのそれぞれの配置位置と、前記受信アレーアンテナに含まれる複数の受信アンテナのそれぞれの配置位置とは、前記第１の方向又は前記第２の方向に平行な線に関して線対称の関係にある、
レーダ装置。
【請求項１２】
前記第１の間隔と前記第２の間隔は、前記レーダ信号の0.5波長以上、かつ、１波長以下である、
請求項９に記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高分解能が得られるマイクロ波又はミリ波を含む波長の短いレーダ送信信号を用いたレーダ装置の検討が進められている。また、屋外での安全性を向上させるために、車両以外にも、歩行者を含む物体（ターゲット）をより広角な範囲で検知するレーダ装置（以下、「広角レーダ装置」と呼ぶ）の開発が求められている。
【０００３】
例えば、レーダ装置として、パルス波を繰り返し発信するパルスレーダ装置が知られている。より広角な範囲において車両／歩行者を検知する広角パルスレーダ装置の受信信号は、近距離に存在するターゲット（例えば車両）と、遠距離に存在するターゲット（例えば歩行者）とからの複数の反射波が混合された信号になりやすい。このため、（１）レーダ送信部では、低いレンジサイドローブとなる自己相関特性（以下、低レンジサイドローブ特性と呼ぶ）を有するパルス波又はパルス変調波を送信する構成が要求され、（２）レーダ受信部では、広い受信ダイナミックレンジを有する構成が要求される。
【０００４】
広角レーダ装置の構成として、以下の２つの構成が挙げられる。
【０００５】
一つ目は、パルス波又は変調波を、レーダ装置で想定する検知角と比較して狭角（例えば、数度程度のビーム幅）の指向性ビームを用いて、機械的又は電子的に走査してレーダ波を送信し、狭角の指向性ビームを用いて反射波を受信する構成である。この構成では、高分解能を得るためには多くの走査が必要となるので、高速移動するターゲットに対する追従性が劣化する。
【０００６】
二つ目は、複数のアンテナ（アンテナ素子）で構成されるアレーアンテナによって反射波を受信し、素子間隔（アンテナ間隔）に対する受信位相差に基づく信号処理アルゴリズムによって反射波の到来角を推定する手法（Direction of Arrival (DOA) estimation）を用いる構成である。この構成では、送信ビームの走査角度間隔を間引いたとしても、受信ブランチにおいて到来角を推定できるので、走査時間の短縮化が図れ、１つ目の構成と比較して追従性が向上する。例えば、到来方向推定方法には、行列演算に基づくフーリエ変換、逆行列演算に基づくＣａｐｏｎ法及びＬＰ（Linear Prediction）法、又は、固有値演算に基づくＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）及びＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）が挙げられる。
【０００７】
また、レーダ装置として、受信ブランチに加え、送信ブランチにも複数のアンテナ（アレーアンテナ）を備え、送受信アレーアンテナを用いた信号処理によりビーム走査を行う構成（MIMO（Multiple Input Multiple Output）レーダと呼ぶこともある）が提案されている（例えば、非特許文献１を参照）。
【０００８】
MIMOレーダでは、送受信アレーアンテナにおけるアンテナ素子の配置を工夫することにより、最大で送信アンテナ素子数と受信アンテナ素子数との積に等しい仮想的な受信アレーアンテナ（以下、仮想受信アレーと呼ぶ）を構成できる。これにより、少ない素子数によってアレーアンテナの実効的な開口長を増大させる効果が得られ、角度分解能を向上できる。
【０００９】
また、垂直方向又は水平方向の一次元走査（測角）以外にも、垂直方向及び水平方向の２次元におけるビーム走査を行う場合にもMIMOレーダが適用可能である（例えば、非特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】J. Li, P. Stoica, "MIMO Radar with Colocated Antennas," Signal Processing Magazine, IEEE Vol. 24, Issue: 5, pp. 106-114, 2007
【非特許文献２】P. P. Vaidyanathan, P. Pal,Chun-Yang Chen, "MIMO radar with broadband waveforms: Smearing filter banks and 2D virtual arrays,"IEEE Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, pp.188 - 192, 2008.
【非特許文献３】J. Wenger, "Automotive mm-wave radar: status and trends in system design and technology," IEE Colloquium on Automotive Radar and Navigation Techniques (Ref. No. 1998/230), pp. 144-147, 1998.
【非特許文献４】M.Harte, T. Mahler, T. Schipper, A. Ziroff, and T. Zwick, “2-D antenna array geometries for MIMO radar imaging by digital beamforming,” 2013 European Microwave Conference, pp. 1695 - 1698, 2013.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、MIMOレーダにおける送受信ブランチのアンテナ配置によっては、レーダ装置の検出性能が劣化する場合がある。
【００１２】
本開示の非限定的な実施例は、検出性能を向上できるレーダ装置の提供に資する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本開示の一実施例に係るレーダ装置は、送信アレーアンテナを用いて、レーダ信号を送信するレーダ送信部と、受信アレーアンテナを用いて、前記レーダ信号がターゲットにおいて反射された反射波信号を受信するレーダ受信部と、を具備し、前記送信アレーアンテナは、複数の送信アンテナ群から構成され、前記複数の送信アンテナ群の各々は、第１の方向に第１の間隔の整数倍の間隔である第２の間隔で配置される複数の送信アンテナを含み、前記第１の方向と直交する第２の方向において第３の間隔の整数倍の間隔である第４の間隔で配置され、前記受信アレーアンテナは、複数の受信アンテナ群から構成され、前記複数の受信アンテナ群の各々は、前記第１の方向に前記第１の間隔の整数倍の間隔である第５の間隔で配置される複数の受信アンテナを含み、前記第２の方向において前記第３の間隔の整数倍の間隔である第６の間隔で配置され、前記第２の間隔と前記第５の間隔との差は前記第１の間隔であり、前記第４の間隔と前記第６の間隔との差は前記第３の間隔である。
【００１４】
なお、これらの包括的または具体的な実施例は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本開示の一実施例によれば、レーダ装置の検出性能を向上できる。
【００１６】
本開示の一実施例における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および／または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】送受信アンテナの配置例を示す図
【図１Ｂ】仮想受信アレーの配置例を示す図
【図２Ａ】仮想受信アレー（ｄＶ=0.5λ）による指向性パターンを示す図
【図２Ｂ】仮想受信アレー（ｄＶ=0.5λ）による指向性パターンを示す図
【図３Ａ】仮想受信アレー（ｄＶ=λ）による指向性パターンを示す図
【図３Ｂ】仮想受信アレー（ｄＶ=２λ）による指向性パターンを示す図
【図４】レーダ装置の構成を示すブロック図
【図５】レーダ送信信号の一例を示す図
【図６】レーダ送信信号生成部の他の構成を示すブロック図
【図７】レーダ送信信号の送信タイミング、及び、測定範囲の一例を示す図
【図８】基本配置１に係るアンテナ配置例を示す図
【図９Ａ】サブアレー構成の一例を示す図
【図９Ｂ】サブアレー構成の一例を示す図
【図９Ｃ】サブアレー構成の一例を示す図
【図１０】サブアレーを用いた送信アレーアンテナの構成例を示す図
【図１１Ａ】基本配置１に係る送受信アンテナ配置を用いた方向推定結果の一例を示す図
【図１１Ｂ】図１Ａの送受信アンテナ配置を用いた方向推定結果の一例を示す図
【図１２】基本配置１の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図１３】基本配置１の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図１４】基本配置１の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図１５】基本配置１の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図１６】基本配置１の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図１７】基本配置１の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図１８】基本配置１の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図１９】基本配置１の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図２０】基本配置１の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図２１】基本配置１の変形例３に係るアンテナ配置例を示す図
【図２２】基本配置１の変形例３に係るアンテナ配置例を示す図
【図２３】基本配置１の変形例３に係るアンテナ配置例を示す図
【図２４】基本配置１の変形例３に係るアンテナ配置例を示す図
【図２５Ａ】基本配置１の変形例３に係るサブアレーの構成例を示す図
【図２５Ｂ】基本配置１の変形例３に係るサブアレーを用いた送信アレーアンテナの構成例を示す図
【図２５Ｃ】基本配置１の変形例３に係るサブアレーを用いた送信アレーアンテナの構成例を示す図
【図２６】基本配置１の変形例３及び変形例１を組み合わせたアンテナ配置例を示す図
【図２７】基本配置１の変形例３及び変形例１を組み合わせたアンテナ配置例を示す図
【図２８】基本配置１の変形例３及び変形例１を組み合わせたアンテナ配置例を示す図
【図２９】基本配置１の変形例３及び変形例１を組み合わせたアンテナ配置例を示す図
【図３０】基本配置１の変形例３及び変形例１を組み合わせたアンテナ配置例を示す図
【図３１】基本配置１の変形例３及び変形例２を組み合わせたアンテナ配置例を示す図
【図３２】基本配置１の変形例３及び変形例２を組み合わせたアンテナ配置例を示す図
【図３３】基本配置１の変形例３及び変形例２を組み合わせたアンテナ配置例を示す図
【図３４】基本配置２に係るアンテナ配置例を示す図
【図３５】基本配置２に係るサブアレーの構成例を示す図
【図３６】基本配置２の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図３７】基本配置２の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図３８】基本配置２の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図３９】基本配置２の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図４０】基本配置２の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図４１】基本配置２の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図４２】基本配置２の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図４３】基本配置２の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図４４】基本配置２の変形例３に係るアンテナ配置例を示す図
【図４５】基本配置２の変形例３に係るアンテナ配置例を示す図
【図４６】基本配置２の変形例３に係るアンテナ配置例を示す図
【図４７】基本配置２の変形例３に係るアンテナ配置例を示す図
【図４８】基本配置２の変形例３及び変形例２を組み合わせたアンテナ配置例を示す図
【図４９】基本配置２の変形例３及び変形例２を組み合わせたアンテナ配置例を示す図
【図５０Ａ】基本配置２の変形例３及び変形例２を組み合わせたアンテナ配置例を示す図
【図５０Ｂ】基本配置２の変形例３及び変形例２を組み合わせたアンテナ配置例を示す図
【図５１Ａ】基本配置２の変形例３及び変形例２を組み合わせたアンテナ配置例を示す図
【図５１Ｂ】基本配置２の変形例３及び変形例２を組み合わせたアンテナ配置例を示す図
【図５２Ａ】基本配置３に係るアンテナ配置例を示す図
【図５２Ｂ】基本配置３に係るアンテナ配置例を示す図
【図５２Ｃ】基本配置３に係るアンテナ配置例を示す図
【図５２Ｄ】基本配置３に係るアンテナ配置例を示す図
【図５３Ａ】基本配置３に係るアンテナ配置例を示す図
【図５３Ｂ】基本配置３に係るアンテナ配置例を示す図
【図５３Ｃ】基本配置３に係るアンテナ配置例を示す図
【図５３Ｄ】基本配置３に係るアンテナ配置例を示す図
【図５４Ａ】基本配置３に係るアンテナ配置例を示す図
【図５４Ｂ】基本配置３に係るアンテナ配置例を示す図
【図５４Ｃ】基本配置３に係るアンテナ配置例を示す図
【図５４Ｄ】基本配置３に係るアンテナ配置例を示す図
【図５５Ａ】基本配置３に係るアンテナ配置例を示す図
【図５５Ｂ】基本配置３に係るアンテナ配置例を示す図
【図５５Ｃ】基本配置３に係るアンテナ配置例を示す図
【図５５Ｄ】基本配置３に係るアンテナ配置例を示す図
【図５６Ａ】基本配置３に係るサブアレーを用いた送信アレーアンテナの構成例を示す図
【図５６Ｂ】基本配置３に係るサブアレーを用いた送信アレーアンテナの構成例を示す図
【図５７】基本配置３に係る送受信アンテナ配置を用いた方向推定結果の一例を示す図
【図５８】基本配置３の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図５９】基本配置３の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図６０】基本配置３の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図６１】基本配置３の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図６２】基本配置３の変形例１に係る送受信アンテナ配置を用いた方向推定結果の一例を示す図
【図６３】基本配置３の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図６４】基本配置３の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図６５】基本配置３の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図６６】基本配置３の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図６７】基本配置３の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図６８Ａ】基本配置３の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図６８Ｂ】基本配置３の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図６９】基本配置４に係るアンテナ配置例を示す図
【図７０Ａ】基本配置４に係るサブアレーを用いた送信アレーアンテナの構成例を示す図
【図７０Ｂ】基本配置４に係るサブアレーを用いた送信アレーアンテナの構成例を示す図
【図７１】基本配置４に係る送受信アンテナ配置を用いた方向推定結果の一例を示す図
【図７２】基本配置４の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図７３】基本配置４の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図７４】基本配置４の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図７５】基本配置４の変形例１に係る送受信アンテナ配置を用いた方向推定結果の一例を示す図
【図７６】基本配置４の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図７７】基本配置４の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図７８】基本配置４の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図７９】基本配置４の変形例１に係る送受信アンテナ配置を用いた方向推定結果の一例
【図８０】基本配置４の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図８１】基本配置４の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図８２】基本配置４の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図８３】基本配置４の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図８４】基本配置４の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図８５】基本配置４の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図８６】基本配置４の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図８７】基本配置４の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図８８Ａ】基本配置４の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図８８Ｂ】基本配置４の変形例２に係るアンテナ配置例を示す図
【図８９】基本配置５に係るアンテナ配置例を示す図
【図９０Ａ】基本配置５に係るアンテナ配置例を示す図
【図９０Ｂ】基本配置５に係るアンテナ配置例を示す図
【図９１Ａ】基本配置５に係るアンテナ配置例を示す図
【図９１Ｂ】基本配置５に係るアンテナ配置例を示す図
【図９２Ａ】基本配置５に係るアンテナ配置例を示す図
【図９２Ｂ】基本配置５に係るアンテナ配置例を示す図
【図９２Ｃ】基本配置５に係るアンテナ配置例を示す図
【図９２Ｄ】基本配置５に係るアンテナ配置例を示す図
【図９３Ａ】基本配置５に係るサブアレーを用いた送信アレーアンテナの構成例を示す図
【図９３Ｂ】基本配置５に係るサブアレーを用いた送信アレーアンテナの構成例を示す図
【図９４】基本配置５に係る送受信アンテナ配置を用いた方向推定結果の一例を示す図
【図９５】基本配置５の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図９６】基本配置５の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図９７】基本配置５の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図９８】基本配置５の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図９９】基本配置５の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図１００Ａ】基本配置５の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図１００Ｂ】基本配置５の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図１０１】基本配置５の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図１０２】基本配置５の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図１０３】基本配置５の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図１０４】基本配置５の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図１０５】基本配置５の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図１０６Ａ】基本配置５の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図１０６Ｂ】基本配置５の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図１０７】基本配置５の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図１０８】基本配置５の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図１０９】基本配置５の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図１１０】基本配置５の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図１１１】基本配置５の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図１１２Ａ】基本配置５の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【図１１２Ｂ】基本配置５の変形例１に係るアンテナ配置例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
上述したように、垂直方向又は水平方向の一次元走査（測角）以外にも、垂直方向及び水平方向の２次元におけるビーム走査を行う場合にも、仮想受信アレーを構成するMIMOレーダが適用可能である。
【００１９】
一例として、図１Ａは、垂直方向（図１Ａでは縦方向）に配置された４個の送信アンテナ（Tx#1〜Tx#4）を含む送信アレーアンテナ、及び、水平方向（図１Ａでは横方向）に配置された４個の受信アンテナ（Rx#1〜Rx#4）を含む受信アレーアンテナを示す。図１Ａにおいて、送信アンテナは、垂直方向に等間隔（ｄＶ）に配置され、受信アンテナは、水平方向に等間隔（ｄＨ）に配置されている（例えば、非特許文献４を参照）。
【００２０】
図１Ｂは、図１Ａに示すアンテナ配置の送受信アレーアンテナを含む仮想受信アレーを示す。図１Ｂに示す仮想受信アレーは、水平方向に４アンテナ及び垂直方向に４アンテナが矩形状に配置された１６素子の仮想受信アンテナ（VA#1〜VA#16）から構成される。図１Ｂでは、仮想受信アレーの水平方向及び垂直方向の素子間隔は、それぞれ、ｄＨ、ｄＶとなる。すなわち、仮想受信アレーの水平方向及び垂直方向の開口長ＤＨ、ＤＶは、それぞれ、３ｄＨ、３ｄＶとなる。
【００２１】
図２Ａ及び図２Ｂは、図１Ａ及び図１Ｂに示したMIMOレーダのアンテナ配置において、水平方向の素子間隔ｄＨ=0.5λとし、垂直方向の素子間隔ｄＶ=0.5λとした場合の水平０°及び垂直０°方向に向けたフーリエビームパターンを示す。なお、λはレーダ搬送波の波長を示す。
【００２２】
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、水平０°及び垂直０°方向にメインビーム（メインローブ）が形成される。ここで、メインビームのビーム幅が狭いほど、複数のターゲットに対する角度分離性能が向上する。例えば、図２Ａ及び図２Ｂでは、電力値が３ｄＢのビーム幅は１３°程度である。また、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、メインビームの周辺には、サイドローブが発生している。レーダ装置において、サイドローブは虚像として誤検出の要因となる。このため、サイドローブのピークレベルが低いほど、レーダ装置において虚像として誤検出される確率が低減される。図２Ａ及び図２Ｂでは、メインビームのピークレベルによって正規化したサイドローブのピークレベルに対する電力比（ピークサイドローブレベル比（PSLR：Peak Sidelobe Level Ratio））は約−１３ｄＢとなる。
【００２３】
レーダ装置において検出範囲を拡大するには、利得の高いアンテナを用いることが有効である。例えば、アンテナの指向性（ビーム幅）を狭くすることにより、アンテナ利得を向上できる。アンテナの指向性は、例えば、アンテナの開口面を広げるほど、狭くなる。よって、アンテナの指向性を狭くするには、アンテナサイズが大きくなる。
【００２４】
例えば、車両に搭載されるレーダ装置（例えば、車載レーダとも呼ぶ）等では、垂直方向の指向性を狭めるために、垂直方向に複数のアンテナ素子を並べて構成したサブアレーアンテナを用いる（例えば、非特許文献３を参照）。垂直方向の指向性を狭めることにより、垂直方向のアンテナ利得を向上でき、路面等の不要な方向の反射波を低減できる。
【００２５】
しかしながら、サブアレーアンテナを、送信アレーアンテナ又は受信アレーアンテナを構成するアンテナ素子に用いる場合、アレーアンテナの素子間隔は、サブアレーアンテナのサイズよりも狭い間隔には配置できない。例えば、サブアレーアンテナを構成するアンテナ素子を垂直方向に配置する場合、サブアレーアンテナのサイズが１波長以上になり得る。よって、例えば、図１Ａに示すMIMOレーダにおいて垂直方向にサブアレーアンテナを用いる場合には、垂直方向の素子間隔ｄＶを１波長以上に広げることになる。
【００２６】
図３Ａ及び図３Ｂは、図１Ａに示すMIMOレーダの送受信アンテナ配置において垂直方向の素子間隔ｄＶを１波長（λ）以上とした場合に、水平０°及び垂直０°方向に向けたフーリエビームパターンの一例を示す。なお、図３Ａ及び図３Ｂでは、垂直方向にサブアレー化したアンテナ素子単体の指向性は考慮していない。
【００２７】
また、図３Ａでは、垂直方向の素子間隔dＶ=λ、水平方向の素子間隔dＨ=0.5λであり、図３Ｂでは、垂直方向の素子間隔dＶ=２λ、水平方向の素子間隔dＨ=0.5λである。
【００２８】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、水平０°及び垂直０°方向にメインビーム（メインローブ）が向き、例えば、図２Ａ及び図２Ｂのサイドローブと比較して、メインビームの周辺の垂直方向に高いレベルのグレーティングローブが発生している。図３Ａ及び図３Ｂでは、メインローブのピークレベルに対するグレーティングローブのピークレベルの比は０ｄＢとなる。また、図３Ｂ（dＶ=2λ）では、図３Ａ（dＶ=λ）と比較して、垂直方向に高いレベルのグレーティングローブが発生する角度間隔が狭くなっている。すなわち、垂直方向の素子間隔ｄＶが広くなるほど、グレーティングローブが発生する角度間隔が狭まる性質が確認できる。
【００２９】
このように、レーダ装置は、垂直方向のアンテナサイズが大きくなるほど、垂直方向の素子間隔が広がるため、メインビームに比較的近い角度にグレーティングローブが発生しやすくなる。このため、レーダ装置で想定する検知角範囲が、グレーティングローブの発生する角度以上に広い場合には、レーダ装置は、検知角度範囲内において、グレーティングローブに起因する偽のピークを誤ってターゲット（物標）として検出する確率が増加し、レーダ装置の検出性能が劣化し得る。
【００３０】
本開示に係る一実施例は、MIMOレーダを用いて垂直方向及び水平方向の２次元においてビーム走査を行う場合に、垂直方向又は水平方向のアンテナサイズ（又は素子サイズ）が１波長以上になる場合でも、グレーティングローブの発生を抑え、垂直又は水平方向の角度分解能の向上を可能とする。
【００３１】
以下、本開示の一実施例に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。
【００３２】
なお、以下では、レーダ装置において、送信ブランチにおいて、複数の送信アンテナから符号分割多重された異なる送信信号を送出し、受信ブランチにおいて、各送信信号を分離して受信処理を行う構成について説明する。しかし、レーダ装置の構成は、これに限定されず、送信ブランチにおいて、複数の送信アンテナから周波数分割多重された異なる送信信号を送出し、受信ブランチにおいて、各送信信号を分離して受信処理を行う構成でもよい。また、同様に、レーダ装置の構成は、送信ブランチで複数の送信アンテナから時分割多重された送信信号を送出し、受信ブランチで、受信処理を行う構成でもよい。
【００３３】
［実施の形態１］
［レーダ装置の構成］
図４は、本実施の形態に係るレーダ装置１０の構成を示すブロック図である。
【００３４】
レーダ装置１０は、レーダ送信部（送信ブランチ）１００と、レーダ受信部（受信ブランチ）２００と、基準信号生成部３００と、を有する。
【００３５】
レーダ送信部１００は、基準信号生成部３００から受け取るリファレンス信号に基づいて高周波（無線周波数：Radio Frequency）のレーダ信号（レーダ送信信号）を生成する。そして、レーダ送信部１００は、複数の送信アンテナ１０６−１〜１０６−Ｎｔによって構成される送信アレーアンテナを用いて、レーダ送信信号を所定の送信周期にて送信する。
【００３６】
レーダ受信部２００は、レーダ送信信号がターゲット（図示せず）に反射した反射波信号を、複数の受信アンテナ２０２−１〜２０２−Ｎａを含む受信アレーアンテナを用いて受信する。レーダ受信部２００は、基準信号生成部３００から受け取るリファレンス信号を用いて、下記の処理動作を行うことで、レーダ送信部１００と同期した処理を行う。すなわち、レーダ受信部２００は、各受信アンテナ２０２において受信した反射波信号を信号処理し、ターゲットの有無検出及び方向推定の少なくとも一つの処理を行う。なお、ターゲットはレーダ装置１０が検出する対象の物体であり、例えば、車両（４輪及び２輪を含む）又は人を含む。
【００３７】
基準信号生成部３００は、レーダ送信部１００及びレーダ受信部２００のそれぞれに接続されている。基準信号生成部３００は、基準信号としてのリファレンス信号をレーダ送信部１００及びレーダ受信部２００に供給し、レーダ送信部１００及びレーダ受信部２００の処理を同期させる。
【００３８】
［レーダ送信部１００の構成］
レーダ送信部１００は、レーダ送信信号生成部１０１−１〜１０１−Ｎｔと、送信無線部１０５−１〜１０５−Ｎｔと、送信アンテナ１０６−１〜１０６−Ｎｔと、を有する。すなわち、レーダ送信部１００は、Nt個の送信アンテナ１０６を有し、各送信アンテナ１０６は、それぞれ個別のレーダ送信信号生成部１０１及び送信無線部１０５に接続されている。
【００３９】
レーダ送信信号生成部１０１は、基準信号生成部３００から受け取るリファレンス信号を所定数倍したタイミングクロックを生成し、生成したタイミングクロックに基づいてレーダ送信信号を生成する。そして、レーダ送信信号生成部１０１は、所定のレーダ送信周期（Tr）にてレーダ送信信号を繰り返し出力する。レーダ送信信号は、rｚ(k, M)=Iｚ(k, M)+j Qｚ(k, M)で表される。ここで、ｚは各送信アンテナ１０６に対応する番号を表し、ｚ=1，…，Ntである。また、jは虚数単位を表し、kは離散時刻を表し、Mはレーダ送信周期の序数を表す。
【００４０】
各レーダ送信信号生成部１０１は、符号生成部１０２と、変調部１０３と、ＬＰＦ（Low Pass Filter）１０４とを含む。以下、第ｚ番目（z=1，…，Nt）の送信アンテナ１０６に対応するレーダ送信信号生成部１０１−ｚにおける各構成部について説明する。
【００４１】
例えば、符号生成部１０２は、レーダ送信周期Tr毎に、符号長Lの符号系列の符号a(z)n（n=1，…，L）（パルス符号）を生成する。各符号生成部１０２−１〜１０２−Ntにおいて生成される符号a(z)n（z=1，…，Nt）には、互いに低相関又は無相関となる符号が用いられる。符号系列としては、例えば、Walsh-Hadamard符号、Ｍ系列符号、Gold符号などが挙げられる。
【００４２】
変調部１０３は、符号生成部１０２から出力される符号系列（例えば、符号a(z)n）に対してパルス変調（振幅変調、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）、パルスシフトキーイング）又は位相変調（Phase Shift Keying）を行い、変調信号をＬＰＦ１０４へ出力する。
【００４３】
ＬＰＦ１０４は、変調部１０３から出力される変調信号のうち、所定の制限帯域以下の信号成分を、ベースバンドのレーダ送信信号として送信無線部１０５へ出力する。
【００４４】
第ｚ（z=1，…，Nt）番目の送信無線部１０５は、第ｚ番目のレーダ送信信号生成部１０１から出力されるベースバンドのレーダ送信信号に対して周波数変換を施してキャリア周波数（Radio Frequency：RF）帯のレーダ送信信号を生成し、送信増幅器により所定の送信電力Ｐ［ｄＢ］に増幅して第ｚ番目の送信アンテナ１０６へ出力する。
【００４５】
第ｚ（z=1，…，Nt）番目の送信アンテナ１０６は、第ｚ番目の送信無線部１０５から出力されるレーダ送信信号を空間に放射する。
【００４６】
図５は、レーダ送信部１００のNt個の送信アンテナ１０６から送信されるレーダ送信信号を示す。符号送信区間Tw内には符号長Lのパルス符号系列が含まれる。各レーダ送信周期Trのうち、符号送信区間Twの間にパルス符号系列が送信され、残りの区間（Tr-Tw）は無信号区間となる。１つのパルス符号（a(z)n）あたり、No個のサンプルを用いたパルス変調が施されることにより、各符号送信区間Tw内には、Nr（=No×L）個のサンプルの信号が含まれる。すなわち、変調部１０３におけるサンプリングレートは、（No×L）/Twである。また、無信号区間（Tr-Tw）には、Nu個のサンプルが含まれる。
【００４７】
なお、レーダ送信部１００は、レーダ送信信号生成部１０１の代わりに、図６に示すレーダ送信信号生成部１０１ａを備えてもよい。レーダ送信信号生成部１０１ａは、図４に示す符号生成部１０２、変調部１０３及びＬＰＦ１０４を有さず、代わりに符号記憶部１１１及びＤＡ変換部１１２を備える。符号記憶部１１１は、符号生成部１０２（図４）において生成される符号系列を予め記憶し、記憶している符号系列を巡回的に順次読み出す。ＤＡ変換部１１２は、符号記憶部１１１から出力される符号系列（デジタル信号）をアナログ信号（ベースバンド信号）に変換する。
【００４８】
［レーダ受信部２００の構成］
図４において、レーダ受信部２００は、Na個の受信アンテナ２０２を備え、アレーアンテナを構成する。また、レーダ受信部２００は、Na個のアンテナ系統処理部２０１−１〜２０１−Ｎａと、方向推定部２１４と、を有する。
【００４９】
各受信アンテナ２０２は、ターゲット（物体）に反射したレーダ送信信号である反射波信号を受信し、受信した反射波信号を、対応するアンテナ系統処理部２０１へ受信信号として出力する。
【００５０】
各アンテナ系統処理部２０１は、受信無線部２０３と、信号処理部２０７とを有する。
【００５１】
受信無線部２０３は、増幅部２０４と、周波数変換器２０５と、直交検波器２０６と、を有する。受信無線部２０３は、基準信号生成部３００から出力されるリファレンス信号を所定数倍したタイミングクロックを生成し、生成したタイミングクロックに基づいて動作する。具体的には、増幅器２０４は、受信アンテナ２０２から出力される受信信号を所定レベルに増幅し、周波数変換器２０５は、高周波帯域の受信信号をベースバンド帯域に周波数変換し、直交検波器２０６は、ベースバンド帯域の受信信号を、I信号及びQ信号を含むベースバンド帯域の受信信号に変換する。
【００５２】
信号処理部２０７は、ＡＤ変換部２０８、２０９と、分離部２１０−１〜２１０−Ｎｔと、を有する。
【００５３】
ＡＤ変換部２０８には、直交検波器２０６からI信号が入力され、ＡＤ変換部２０９には、直交検波器２０６からQ信号が入力される。ＡＤ変換部２０８は、I信号を含むベースバンド信号に対して、離散時刻でのサンプリングを行うことにより、I信号をデジタルデータに変換する。ＡＤ変換部２０９は、Q信号を含むベースバンド信号に対して、離散時刻でのサンプリングを行うことにより、Q信号をデジタルデータに変換する。
【００５４】
ここで、ＡＤ変換部２０８，２０９のサンプリングでは、レーダ送信信号における１つのサブパルスの時間Tp（=Tw/L）あたり、Ns個の離散サンプルが行われる。すなわち、１サブパルスあたりのオーバーサンプル数はNsとなる。
【００５５】
以下の説明では、I信号Ir(k, M)及びQ信号Qr(k, M)を用いて、ＡＤ変換部２０８，２０９の出力としての第M番目のレーダ送信周期Tr[M]の離散時刻kにおけるベースバンドの受信信号を複素数信号x(k, M)=Ir(k, M)+j Qr(k, M)と表す。また、以下では、離散時刻ｋは、レーダ送信周期（Tr）の開始するタイミングを基準（k=1）とし、信号処理部２０７は、レーダ送信周期Trが終了する前までのサンプル点であるk=（Nr＋Nu）Ns/Noまで周期的に動作する。すなわち、k=1,…,（Nr＋Nu）Ns/Noとなる。ここで、ｊは虚数単位である。
【００５６】
信号処理部２０７は、送信アンテナ１０６の個数分の系統数に等しいNt個の分離部２１０を含む。各分離部２１０は、相関演算部２１１と、加算部２１２と、ドップラー周波数解析部２１３と、を有する。以下、第ｚ（z=1,…,Nt）番目の分離部２１０の構成について説明する。
【００５７】
相関演算部２１１は、レーダ送信周期Tr毎に、ＡＤ変換部２０８，２０９から受け取る離散サンプル値Ir(k, M)及びQr(k, M)を含む離散サンプル値x(k, M)と、レーダ送信部１００において送信される符号長Ｌのパルス符号a(z)n（ただし、z=1,…,Nt、n=1，…，L）との相関演算を行う。例えば、相関演算部２１１は、離散サンプル値x(k, M)と、パルス符号a(z)nとのスライディング相関演算を行う。例えば、第Ｍ番目のレーダ送信周期Tr[M]における離散時刻kのスライディング相関演算の相関演算値AC(z)(k, M)は、次式に基づき算出される。
【数１】
2020153871.tif 000003
【００５８】
上式において、アスタリスク（＊）は複素共役演算子を表す。
【００５９】
相関演算部２１１は、例えば、式（１）に従って、k=1，…,（Nr＋Nu）Ns/Noの期間に渡って相関演算を行う。
【００６０】
なお、相関演算部２１１は、k=1，…,（Nr＋Nu）Ns/Noに対して相関演算を行う場合に限定されず、レーダ装置１０の測定対象となるターゲットの存在範囲に応じて、測定レンジ（すなわち、kの範囲）を限定してもよい。これにより、レーダ装置１０では、相関演算部２１１の演算処理量の低減が可能となる。例えば、相関演算部２１１は、k=Ns（L+1），…,（Nr＋Nu）Ns /No-NsLに測定レンジを限定してもよい。この場合、図７に示すように、レーダ装置１０は、符号送信区間Twに相当する時間区間では測定を行わない。
【００６１】
これにより、レーダ装置１０は、レーダ送信信号がレーダ受信部２００に直接的に回り込むような場合でも、レーダ送信信号が回り込む期間（少なくともτ１未満の期間）では相関演算部２１１による処理が行われないので、回り込みの影響を排除した測定が可能となる。また、測定レンジ（ｋの範囲）を限定する場合、以下で説明する加算部２１２、ドップラー周波数解析部２１３及び方向推定部２１４の処理に対しても、同様に測定レンジ（ｋの範囲）を限定した処理を適用すればよい。これにより、各構成部での処理量を削減でき、レーダ受信部２００における消費電力を低減できる。
【００６２】
加算部２１２は、第M番目のレーダ送信周期Trの離散時刻k毎に相関演算部２１１から出力される相関演算値AC(z)(k, M)を用いて、所定回数（Np回）のレーダ送信周期Trの期間（Tr×Np）に渡って、相関演算値AC(z)(k, M)を加算（コヒーレント積分）する。期間（Tr×Np）に渡る加算数Npの加算（コヒーレント積分）処理は次式で表される。
【数２】
2020153871.tif 000004
【００６３】
ここで、CI(z)(k, m)は相関演算値の加算値（以下、相関加算値と呼ぶ）を表し、Npは１以上の整数値であり、ｍは加算部２１２における加算回数Npを１個の単位とした場合における加算回数の序数を示す１以上の整数である。また、z=1,…,Ntである。
【００６４】
加算部２１２は、レーダ送信周期Trを単位として得られた相関演算部２１１の出力を一つの単位として、Np回の加算を行う。つまり、加算部２１２は、相関演算値AC(z)(k, Np(m-1)+1)〜AC(z)（k, Np×m）を一単位として、離散時刻ｋのタイミングを揃えて加算した相関値CI(z)（k, m）を離散時刻ｋ毎に算出する。これにより、加算部２１２は、相関演算値のNp回に渡る加算の効果により、ターゲットからの反射波信号が高い相関を有する範囲において、反射波信号のSNR（Signal to Noise Ratio）を向上できる。よって、レーダ受信部２００は、ターゲットの到来距離の推定に関する測定性能を向上できる。
【００６５】
なお、理想的な加算利得を得るためには、相関演算値の加算回数Npの加算区間において、相関演算値の位相成分がある程度の範囲で揃う条件が必要である。つまり、加算回数Npは、測定対象となるターゲットの想定最大移動速度に基づいて設定されることが好ましい。これは、ターゲットの想定最大速度が大きいほど、ターゲットからの反射波に含まれるドップラー周波数の変動量が大きい。このため、高い相関を有する時間期間が短くなるため、加算回数Npは小さい値となり、加算部２１２での加算による利得向上効果が小さくなるためである。
【００６６】
ドップラー周波数解析部２１３は、離散時刻ｋ毎に得られた加算部２１２のNc個の出力であるCI(z)(k, Nc(w-1)+1)〜CI(z)（k，Nc×w）を一単位として、離散時刻ｋのタイミングを揃えてコヒーレント積分を行う。例えば、ドップラー周波数解析部２１３は、次式に示すように、2Nf個の異なるドップラー周波数fsΔΦに応じた位相変動Φ(fs)=2πfs（Tr×Np）ΔΦを補正した後に、コヒーレント積分を行う。
【数３】
2020153871.tif 000005
【００６７】
ここで、FT_CI(z)Nant(k, fs, w)は、ドップラー周波数解析部２１３における第ｗ番目の出力であり、第Nant番目のアンテナ系統処理部２０１における離散時刻ｋでのドップラー周波数fsΔΦのコヒーレント積分結果を示す。ただし、Nant=1〜Naであり、fs=-Nf+1,…,0,…,Nfであり、k=１，…, （Nr＋Nu）Ns/Noであり、wは１以上の整数であり、ΔΦは位相回転単位である。
【００６８】
これにより、各アンテナ系統処理部２０１は、離散時刻ｋ毎の2Nf個のドップラー周波数成分に応じたコヒーレント積分結果であるFT_CI(z)Nant(k, -Nf+1,w),…, FT_CI(z)Nant(k, Nf-1, w)を、レーダ送信周期間Tｒの複数回Np×Ncの期間（Tr×Np×Nc）毎に得る。なお、ｊは虚数単位であり、z=1,…,Ntである。
【００６９】
ΔΦ=1/(Nc×Tr×Np)とした場合、上述したドップラー周波数解析部２１３の処理は、サンプリング間隔Tm=（Tr×Np）、サンプリング周波数ｆm=1/Tmで加算部２１２の出力を離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete Fourier Transform）処理していることと等価である。
【００７０】
また、Nfを２のべき乗の数に設定することで、ドップラー周波数解析部２１３では、高速フーリエ変換（ＦＦＴ:Fast Fourier Transform）処理を適用でき、演算処理量を削減できる。なお、Nf>Ncでは、q＞Ncとなる領域においてCI(z)（k、Nc(w-1)+q）=0とするゼロ埋め処理を行うことで、同様にＦＦＴ処理を適用でき、演算処理量を削減できる。
【００７１】
また、ドップラー周波数解析部２１３において、ＦＦＴ処理の代わりに、上式（３）に示す積和演算を逐次的に演算する処理を行ってもよい。つまり、ドップラー周波数解析部２１３は、離散時刻ｋ毎に得られた加算部２１２のNc個の出力であるCI(z)(k, Nc(w-1)+q+1)に対して、fs=-Nf+1,…,0,…,Nf-1に対応する係数exp[-j2πfsTrNpqΔφ]を生成し、逐次的に積和演算処理してもよい。ここで、q=0〜Nc-1である。
【００７２】
なお、以下の説明では、Na個のアンテナ系統処理部２０１の各々において同様の処理を施して得られた第ｗ番目の出力FT_CI(z)1(k, fs, w), FT_CI(z)2(k, fs, w),…, FT_CI(z)Na(k, fs, w)を、次式のように仮想受信アレー相関ベクトルｈ（k, fs, w）として表記する。仮想受信アレー相関ベクトルｈ（k, fs, w）は、送信アンテナ数Ntと受信アンテナ数Naとの積であるNt×Na個の要素を含む。仮想受信アレー相関ベクトルh（k, fs, w）は、後述する、ターゲットからの反射波信号に対して受信アンテナ２０２間の位相差に基づく方向推定を行う処理の説明に用いる。ここで、z=1,…,Ntであり、b=1, …, Naである。
【数４】
2020153871.tif 000006
【数５】
2020153871.tif 000007
【００７３】
以上、信号処理部２０７の各構成部における処理について説明した。
【００７４】
方向推定部２１４は、アンテナ系統処理部２０１−１〜２０１−Ｎａから出力されるｗ番目のドップラー周波数解析部２１３の仮想受信アレー相関ベクトルh（k, fs, w）に対してアレー補正値h_cal[y]を用いてアンテナ系統処理部２０１間の位相偏差及び振幅偏差を補正した仮想受信アレー相関ベクトルh_after_cal（k, fs, w）を算出する。仮想受信アレー相関ベクトルh_after_cal（k, fs, w）は次式で表される。なお、y=1,…,(Nt×Na)である。
【数６】
2020153871.tif 000008
【００７５】
アンテナ間偏差を補正した仮想受信アレー相関ベクトルh_after_cal（k, fs, w）は、Na×Nr個の要素からなる列ベクトルである。以下では、仮想受信アレー相関ベクトルh_after_cal（k, fs, w）の各要素をh1（k, fs, w）,…,hNa×Nr（k, fs, w）と表記して、方向推定処理の説明に用いる。
【００７６】
［レーダ装置１０におけるアンテナ配置］
以上の構成を有するレーダ装置１０におけるNt個の送信アンテナ１０６及びNa個の受信アンテナ２０２の配置について説明する。
【００７７】
＜基本配置１＞
図８は、基本配置１に係る送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。
【００７８】
なお、以下の説明において用いる水平方向（例えば、図８では横方向）の間隔DH、及び、垂直方向（例えば、図８では縦方向）の間隔DVは、例えば、同一とする。なお、間隔DH、及び間隔DVは、異なってもよい。
【００７９】
（１）送受信アンテナの配置
図８では、送信アレーアンテナにおける送信アンテナ１０６の個数Nt=4個（Tx#1, Tx#2, Tx#3及びTx#4）とし、受信アレーアンテナにおける受信アンテナ２０２の個数Na=4個（Rx#1, Rx#2, Rx#3及びRx#4）とする。
【００８０】
図８に示す送信アレーアンテナは、「第１の送信アンテナ群」（図８では、Tx#2、Tx#4）と、「第２の送信アンテナ群」（図８では、Tx#1、Tx#3）とから構成される。各送信アンテナ群は、それぞれ、垂直方向について位置が同一であり、水平方向（図８では横方向）についてアンテナ間隔が2DHである２つの送信アンテナ素子を含む。また、「第１の送信アンテナ群」と「第２の送信アンテナ群」の垂直方向（図８では縦方向）の間隔は、例えば、3DVとなる。
【００８１】
また、図８に示す受信アレーアンテナは、「第１の受信アンテナ群」（図８では、Rx#2、Rx#4）と、「第２の受信アンテナ群」（図８では、Rx#1、Rx#3）とから構成される。各受信アンテナ群は、それぞれ、垂直方向について位置が同一であり、水平方向についてアンテナ間隔が3DHである２つの受信アンテナ素子を含む。また、「第１の受信アンテナ群」と「第２の受信アンテナ群」の垂直方向の間隔は、例えば、2DVとなる。
【００８２】
換言すると、図８において、送信アンテナ群間の垂直方向の間隔（図８では3DV）と、各受信アンテナ群内の水平方向のアンテナ間隔（図８では3DH）とが同一である。また、図８において、各送信アンテナ群内の水平方向のアンテナ間隔（図８では2DH）と、受信アンテナ群間の垂直方向の間隔（図８では2DH）とが同一である。
【００８３】
また、図８において、送信アンテナ群間の間隔3DV（又は、受信アンテナ群内のアンテナ間隔3DH）と、送信アンテナ群内のアンテナ間隔2DH（又は、受信アンテナ群間の間隔2DV）との差は、DH又はDVである。
【００８４】
また、図８において、送信アンテナ群内のアンテナ間隔2DH（DHの整数倍の間隔）と受信アンテナ群内のアンテナ間隔3DH（DHの整数倍の間隔）との差はDHである。また、図８において、複数の送信アンテナ群が配置される間隔3DV（DVの整数倍の間隔）と複数の受信アンテナ群が配置される間隔2DV（DVの整数倍の間隔）との差はDVである。
【００８５】
（２）仮想受信アレーの配置
上述した図８に示す送受信アンテナ配置によって構成される仮想受信アレー（仮想アンテナVA#1〜VA#16）の配置は以下のような特徴を有する。
【００８６】
ここで、仮想受信アレーの配置は、送信アレーアンテナを構成する送信アンテナの位置（給電点の位置）、及び、受信アレーアンテナを構成する受信アンテナの位置（給電点の位置）から、次式のように表すことができる。
【数７】
2020153871.tif 000009
【００８７】
なお、mod(x,y)は除算後の剰余(モジュロ演算)を算出する演算子であり、ｘをｙで割ったときの余りを返す。また、ceil(x)はｘ以上の最も近い整数に丸めた値を返す演算子である。また、式（７）においてX軸は、図８に示す水平方向（横方向）に対応し、Y軸は、図８に示す垂直方向（縦方向）に対応する。
【００８８】
ここで、送信アレーアンテナを構成する送信アンテナ１０６の位置座標を（XT_#n,YT_#n）（ただし、n=1,..,, Nt）とし、受信アレーアンテナを構成する受信アンテナ２０２の位置座標を（XR_#m,YR_#m）（ただし、m=1,..,, Na）とし、仮想受信アレーを構成する仮想アンテナの位置座標を（XV_#k,YV_#k）（ただし、k=1,..,, Nt×Na）とする。なお、式（７）では、VA#1を仮想受信アレーの位置基準（０，０）として表している。
【００８９】
一例として、図８に示すアンテナ配置の場合について説明する。
【００９０】
送信アレーアンテナを構成する送信アンテナ１０６の位置座標は、送信アンテナTx#1の位置座標（XT_#1,YT_#1）を基準として、送信アンテナTx#2の位置座標（XT_#2,YT_#2）=（XT_#1,YT_#1+3DV）、送信アンテナTx#3の位置座標（XT_#3,YT_#3）=（XT_#1+2DH,YT_#1）、及び、送信アンテナTx#4の位置座標（XT_#4,YT_#4）=（XT_#1+2DH,YT_#1+3DV）と表される。
【００９１】
同様に、受信アレーアンテナを構成する受信アンテナ２０２の位置座標は、受信アンテナRx#1の位置座標（XR_#1,YR_#1）を基準として、受信アンテナRx#2の位置座標（XR_#2,YR_#2）=（XR_#1,YR_#1+2DV）、受信アンテナRx#3の位置座標（XR_#3,YR_#3）=（XR_#1+3DH,YR_#1）、及び、受信アンテナRx#4の位置座標（XR_#4,YR_#4）=（XR_#1+3DH,YR_#1+2DV）と表される。
【００９２】
このような送信アレーアンテナの配置及び受信アレーアンテナの配置により、仮想受信アレーVA#1〜VA#16の位置座標（XV_#1,YV_#1）〜（XV_#16,YV_#16）は、それぞれ以下のようになる。
（0,0）, （0, 3DV）, （2DH, 0）, （2DH, 3DV）, （0, 2DV）, （0, 5DV）, （2DH, 2DV）, （2DH, 5DV）, （3DH,0）, （3DH, 3DV）, （5DH, 0）, （5DH, 3DV）, （3DH, 2DV）, （3DH, 5DV）, （5DH, 2DV）, （5DH, 5DV）
【００９３】
このように、図８に示す仮想受信アレーの配置では、各仮想受信アレー素子はそれぞれ異なる位置に重なりなく配置される。このため、仮想受信アレーの開口長を拡張できるので、メインローブが狭まり、角度分解能を向上できる。
【００９４】
また、図８に示すように、仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子VA#4, VA#7, VA#10及びVA#13は、水平方向にDH間隔、垂直方向にDV間隔でそれぞれ密に配置される。一例として、図８において、間隔DH及び間隔DVを0.5λ程度とした場合、仮想アレー素子VA#4, VA#7, VA#10及びVA#13は、水平方向にDH=0.5λ間隔、垂直方向にDV=0.5λ間隔で配置される。これにより、グレーティングローブを低減できる。なお、グレーティングローブの低減効果については後述する。
【００９５】
なお、仮想受信アレーの配置において、送信アレーアンテナと受信アレーアンテナとの位置関係に依存関係は無い。そのため、送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナの位置関係は、図８に示す配置に限定されず、任意に設定できる。以下に説明する他の配置構成においても同様である。
【００９６】
また、図８に示す送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナの配置における水平方向及び垂直方向の配置を、垂直方向及び水平方向の配置（例えば、図８の配置を９０度回転させた配置）として同様な効果が得られる。以下に説明する他の配置構成においても同様である。
【００９７】
また、図８に示すアンテナ配置において、送信アレーアンテナの配置と受信アレーアンテナの配置とを入れ替えてもよい。例えば、図８に示す受信アレーアンテナの配置を送信アレーアンテナの配置とし、図８に示す送信アレーアンテナの配置を受信アレーアンテナの配置として用いていもよい。送信アレーアンテナの配置と受信アレーアンテナの配置とを入れ替えても、仮想受信アレーの配置は同一配置となるため、同様な効果を得ることができる。以下に説明する他の配置構成においても同様である。
【００９８】
ここで、一例として、図８において、間隔DH及び間隔DVを0.5λ程度とした場合について説明する。図８に示すように、送信アンテナアレー及び受信アンテナアレーの双方において、各アンテナ素子の間隔は、2DH、3DH、2DVおよび3DVの何れかである。換言すると、図８では、送信アンテナ群間の間隔3DV、受信アンテナ群内のアンテナ間隔3DH、送信アンテナ群内のアンテナ間隔2DH、及び、受信アンテナ群間の間隔2DVは、レーダ送信信号（例えば、レーダ搬送波）の１波長より長い間隔である。よって、図８では、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ程度以上のサイズに設計できる。
【００９９】
これにより、例えば、図９Ａに示すような、平面パッチアンテナを縦横に２素子ずつ並べた４素子をサブアレーに用いたアンテナを、図８に示す送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナの少なくとも一つの各アンテナ素子に適用できる。ただし、図９Ａでは、アンテナ幅WANT < 2DH、及び、アンテナ高HANT<2DVである。
【０１００】
また、図８の場合、送信アレーアンテナの垂直方向のアンテナ間隔は、3DVであり、水平方向のアンテナ間隔2DHよりも広い。そのため、例えば、図９Ｂに示すような、平面パッチアンテナを縦に３素子、横に２素子並べた６素子をサブアレーとして用いたアンテナを、図８に示す送信アレーアンテナの各アンテナ素子に適用できる。ただし、図９Ｂでは、アンテナ幅WANT < 2DH、及び、アンテナ高HANT< 3DVである。
【０１０１】
また、図８の場合、受信アレーアンテナの水平方向のアンテナ間隔は、3DHであり、垂直方向のアンテナ間隔2DVよりも広い。そのため、例えば、図９Ｃに示すような、平面パッチアンテナを縦に２素子、横に３素子並べた６素子をサブアレーとして用いたアンテナを、図８に示す受信アレーアンテナの各アンテナ素子に適用できる。ただし、図９Ｃでは、アンテナ幅WANT < 3DH、及び、アンテナ高HANT<2DVである。
【０１０２】
図８に示すアンテナ配置において、図９Ａ、図９Ｂ又は図９Ｃに示すようなサブアレー構成のアンテナを用いることにより、アンテナの指向性利得を向上でき、レーダ装置１０における検知性能（例えば、検知距離）を向上できる。なお、図８に示すアンテナ素子に適用するサブアレーの構成は、図９Ａ、図９Ｂ及び図９Ｃに示す構成に限定されず、図８に示す位置をアンテナ素子（換言すると、アンテナ系統）の位相中心として配置可能なサブアレー構成であればよい。
【０１０３】
一例として、図１０は、図８に示す送信アレーアンテナの各アンテナ素子に、図９Ｂに示すサブアレーを適用した場合の例を示す。図１０に示すように、送信アレーアンテナは、垂直方向のサイズ3DV、水平方向のサイズ2DHのサブアレー構成の各アンテナ素子によって構成される。
【０１０４】
このように、基本配置１によれば、例えば、１λ以上のサイズ（例えば、DH=DV=0.5λの場合）のアンテナ素子を適用でき、仮想受信アレーにおいて、水平方向及び垂直方向において、仮想アンテナを密に（例えば、DH又はDV間隔で）配置できる。よって、グレーティングローブを低減（換言すると、抑圧）しつつ、アンテナの指向性利得を向上できる。
【０１０５】
以上、レーダ装置１０におけるアンテナ配置の一例について説明した。
【０１０６】
方向推定部２１４は、上述した送受信アンテナの配置（例えば、図８を参照）から得られる仮想受信アレー（例えば、図８を参照）の受信信号を用いて、水平方向及び垂直方向の方向推定処理を以下のように行う。
【０１０７】
上記仮想受信アレーの素子番号（VA#の番号）は、式（６）に示すアンテナ間偏差を補正した仮想受信アレー相関ベクトルｈ_after_cal（ｋ、fs, w）の列ベクトルの要素番号に対応する。例えば、図８に示すVA#1はｈ_after_cal（ｋ、fs, w）の列ベクトル要素の１番目の要素h1（ｋ、fs, w）に対応する。図８に示す他のVA#2〜VA#16についても同様である。
【０１０８】
水平方向及び垂直方向の到来方向推定において、方向推定部２１４は、方向推定評価関数値Ｐ（θ、φ、ｋ、ｆｓ、ｗ）における方位方向θ及び仰角方向φを所定の角度範囲内で可変として空間プロファイルを算出する。方向推定部２１４は、算出した空間プロファイルの極大ピークを大きい順に所定数抽出し、極大ピークの方位方向及び仰角方向を到来方向推定値として出力する。
【０１０９】
なお、評価関数値Ｐ（θ、φ、ｋ、ｆｓ、ｗ）は、到来方向推定アルゴリズムによって各種の方法がある。例えば参考非特許文献に開示されているアレーアンテナを用いた推定方法を用いてもよい。
【０１１０】
（参考非特許文献）Direction-of-arrival estimation using signal subspace modeling Cadzow, J.A.; Aerospace and Electronic Systems, IEEE Transactions on Volume: 28 , Issue: 1 Publication Year: 1992 , Page(s): 64 - 79
【０１１１】
例えばビームフォーマ法は次式のように表すことができる。他にも、Capon, MUSICといった手法も同様に適用可能である。
【数８】
2020153871.tif 000010
【０１１２】
ここで、上付き添え字Ｈはエルミート転置演算子である。また、a(θu,φv)は、方位方向θ及び仰角方向φの到来波に対する仮想受信アレーの方向ベクトルを示す。
【０１１３】
以上のように、方向推定部２１４は、算出した到来方向推定値とともに、到来方向推定値の算出時の離散時刻ｋ、ドップラー周波数fsΔΦをレーダ測位結果として出力する。
【０１１４】
また、方位方向θuは到来方向推定を行う方位範囲内を所定の方位間隔β1で変化させたベクトルである。例えば、θuは以下のように設定される。
θu=θmin + uβ1、u=0,…, NU
NU=floor[(θmax-θmin)/β1]+1
ここでfloor（ｘ）は、実数ｘを超えない最大の整数値を返す関数である。
【０１１５】
また、φｖは到来方向推定を行う仰角範囲内を所定の方位間隔β２で変化させたものである。例えば、φｖは以下のように設定される。
φv=φmin + vβ2、v=0,…, NV
NV=floor[(φmax-φmin)/β2]+1
【０１１６】
なお、本実施の形態では、仮想受信アレー配置VA#1,…, VA#(Nt×Na)に基づいて仮想受信アレーの方向ベクトルa(θu,φv)が予め算出されている。ここで、方向ベクトルa(θu,φv)は、方位方向θ及び仰角方向φからレーダ反射波が到来した場合の仮想受信アレーの複素応答を要素とした(Nt×Na)次の列ベクトルである。また、仮想受信アレーの複素応答a(θu,φv)は、アンテナ間の素子間隔で幾何光学的に算出される位相差を表す。
【０１１７】
また、上述した時刻情報ｋは、距離情報に変換して出力されてもよい。時刻情報ｋを距離情報R(k)に変換するには次式を用いればよい。ここで、Twは符号送信区間を表し、Lはパルス符号長を表し、C0は光速度を表す。
【数９】
2020153871.tif 000011
【０１１８】
また、ドップラー周波数情報（fsΔΦ）は相対速度成分に変換して出力されてもよい。ドップラー周波数fsΔΦを相対速度成分vd(fs)に変換するには、次式を用いてよい。ここで、λは送信無線部１０５から出力されるRF信号のキャリア周波数の波長である。
【数１０】
2020153871.tif 000012
【０１１９】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、方向推定部２１４の到来方向推定アルゴリズムにビームフォーマ法を用いた場合の方向推定結果の一例を示す。図１１Ａ及び図１１Ｂでは、ターゲット真値を水平０度、垂直０度とした場合の水平方向±90度範囲、及び、垂直方向±90度範囲における到来方向推定評価関数値の出力をプロットしている。なお、各アンテナの指向性は、無指向性として算出している。
【０１２０】
図１１Ａは、図８に示す送受信アンテナ配置（例えば、MIMOアレー配置）（ただし、DH =0.5λ、DV =0.5λ）を用いた場合の方向推定結果の一例を示す。すなわち、図１１Ａでは、送信アンテナ１０６の水平方向及び垂直方向のアンテナ間隔が１λ以上となる条件であり、受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向のアンテナ間隔も１λ以上となる条件である。
【０１２１】
また、図１１Ｂは、図１１Ａとの比較のために、一例として、図１に示すMIMOレーダのアンテナ配置において送信アンテナの垂直方向のアンテナ間隔をλとし、受信アンテナの水平方向のアンテナ間隔をλとした場合（すなわち、dV =λ、dH =λ）の方向推定結果を示す。
【０１２２】
図１１Ｂでは、ターゲット真値の水平０度、垂直０度以外の方向において、グレーティングローブが水平方向および垂直方向に発生している。これに対して、図１１Ａでは、ターゲット真値の水平０度、垂直０度以外の方向において、グレーティングローブが低減されていることが確認できる。例えば、図１１Ａでは、水平０度、垂直０度方向のメインローブのピーク電力値に対する、水平０度、垂直０度以外の方向のメインローブを除いた最も高いサイドローブのピーク電力値の比（PSLR）は0.44程度となっている。
【０１２３】
以上のように、図８に示すMIMOアレー配置を用いることで、送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナに用いるアンテナの縦方向又は横方向の素子サイズが１λ程度でも、仮想受信アレーにおける水平方向及び垂直方向のアンテナ間隔を0.5λ程度となる素子間隔を含むように配置でき、グレーティングローブを低減できる。また、例えば、図８に示すように、仮想受信アレーの各仮想アレー素子は重なりなく配置されるため、仮想受信アレーの開口長を拡張でき、角度分解能を向上できる。
【０１２４】
また、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２に用いるアンテナ素子に、縦方向及び横方向の素子サイズが少なくとも１λ程度のサブアレー構成のアンテナを使用できる。よって、アンテナの指向性利得を向上でき、レーダ装置１０の検知性能（例えば、検知距離）を向上できる。
【０１２５】
なお、MIMOアレー配置は、図８に示す例に限定されない。例えば、図８に示すアンテナ配置の水平方向と垂直方向とを入れ替えた配置を用いてもよい。この場合、仮想受信アレー配置は、図８の配置の水平方向と垂直方向とを入れ替えた配置が得られる。これにより、図８及び図８の水平方向と垂直方向とを入れ替えた角度分離性能が得られる。以下の説明に係るMIMOアレー配置においても同様に、水平方向と垂直方向とを入れ替えた配置を用いてもよい。
【０１２６】
＜基本配置１の変形例１＞
基本配置１（例えば、図８）では、送信アンテナ１０６の数を４素子（Nt=4）とし、受信アンテナ２０２の数を４素子（Nat=4）とする場合について説明した。しかし、送信アンテナ数Nt及び受信アンテナ数Naはこれらの数に限定されない。
【０１２７】
基本配置１の変形例１では、送信アレーアンテナは、基本配置１と同様、例えば、垂直方向の間隔が3DVとなる、第１の送信アンテナ群と第２の送信アンテナ群とから構成される。また、各送信アンテナ群は、基本配置１と同様、それぞれ、垂直方向について位置が同一であり、水平方向についてアンテナ間隔が2DHである複数の送信アンテナ素子を含む。
【０１２８】
また、基本配置１の変形例１では、受信アレーアンテナは、基本配置１と同様、例えば、垂直方向の間隔が2DVとなる複数の受信アンテナ群から構成される。また、各受信アンテナ群は、垂直方向について位置が同一であり、水平方向についてアンテナ間隔が3DHである複数の受信アンテナ素子を含む。
【０１２９】
換言すると、基本配置１の変形例１では、基本配置１と同様、送信アンテナ群間の垂直方向の間隔（ここでは3DV）と、各受信アンテナ群内の水平方向のアンテナ間隔（ここでは、3DH）とが同一である。また、各送信アンテナ群内の水平方向のアンテナ間隔（ここでは、2DH）と、受信アンテナ群間の垂直方向の間隔（ここでは、2DH）とが同一である。
【０１３０】
また、以下では、送信アンテナ群の数を「NTxGroup」と表し、各送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数を「NTxGroup_ANT」と表す。また、受信アンテナ群の数を「NRxGroup」と表し、各受信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数を「NRxGroup_ANT」と表す。
【０１３１】
基本配置１の変形例１では、NTxGroup_ANT及びNRxGroupの値に応じて、MIMOアレーのアンテナ数を増加させた配置が可能となる。
【０１３２】
図１２は、NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=2の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。
【０１３３】
図１３は、NTxGroup_ANT=2、NRxGroup=3の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。
【０１３４】
図１４は、NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=3の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。
【０１３５】
なお、図１２、図１３及び図１４において、NTxGroup=2であり、NRxGroup_ANT=2である。
【０１３６】
図１２、図１３及び図１４に示す各MIMOアレー配置において、例えば、DH及びDVを0.5λ程度とすることにより、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ程度以上のサイズに設計できる。
【０１３７】
また、例えば、図１２、図１３及び図１４に示す各仮想受信アレーにおいて、各仮想アレー素子はそれぞれ異なる位置に重なりなく配置されるので、仮想受信アレーの開口長を拡張でき、角度分解能を向上できる。
【０１３８】
また、図１２、図１３及び図１４に示す各仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子を、DH、DV間隔で密に配置できる。また、DH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子数は、NTxGroup_ANT及びNRxGroupに依存して増加する。
【０１３９】
例えば、仮想受信アレーにおいて、水平方向では（NTxGroup_ANT×NRxGroup_ANT）−２の仮想アレー素子がDH間隔で並び、垂直方向では（NRxGroup×NTxGroup）−２の仮想アレー素子がDV間隔で並ぶ。仮想受信アレーの中心付近においてDH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子数が増加するほど、グレーティングローブ及びサイドローブの低減効果を向上できる。
【０１４０】
また、NTxGroup_ANT、NRxGroup_ANTが大きいほど、水平方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、水平方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、水平方向の角度分解能を向上できる。同様に、NRxGroup、NRxGroupが大きいほど、垂直方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、垂直方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、垂直方向の角度分解能を向上できる。
【０１４１】
図１５は、例えば、図１４に示すように、送信アンテナ１０６の数Nt=8及び受信アンテナ２０２の数Na=6のMIMOアレー配置（NTxGroup_ANT=4、NTxGroup=2、NRxGroup=3、NRxGroup_ANT=2、DH=0.5λ、DV=0.5λ）を用いた場合に、方向推定部２１４の到来方向推定アルゴリズムとしてビームフォーマ法を用いた場合の方向推定結果の一例を示す。なお、各アンテナの指向性は、無指向性として算出している。
【０１４２】
図１５では、ターゲット真値を水平０度、垂直０度とした場合の水平方向±90度範囲、及び、垂直方向±90度範囲における到来方向推定評価関数値の出力をプロットしている。
【０１４３】
図１５では、ターゲット真値の水平０度、垂直０度以外の方向において、例えば、図１１Ａと比較して、グレーティングローブが低減されていることが確認できる。例えば、図１５では、水平０度、垂直０度方向のメインローブのピーク電力値に対する、メインローブを除いた最も高いサイドローブのピーク電力値の比（PSLR）は0.22程度となっている。
【０１４４】
これより、図１４の場合（NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=3）には、図８（NTxGroup_ANT=2、NRxGroup=2）の場合（例えば、図１１Ａを参照）と比較して（両図の場合、ともにNTxGroup=2、NRxGroup_ANT=2）、NTxGroup_ANT及びNRxGroupを増加させることにより、サイドローブの低減効果の向上が確認できる。また、図１５では、図１１Ａと比較して、メインローブのピークも鋭くなっており、NTxGroup_ANT及びNRxGroupの増加によって、角度分解能の向上が確認できる。
【０１４５】
＜基本配置１の変形例２＞
以下、基本配置１の変形例２におけるアンテナ配置方法１−２Ａ及び１−２Ｂについてそれぞれ説明する。
【０１４６】
（配置方法１−２Ａ）
基本配置１の変形例１では、受信アレーアンテナに含まれる受信アンテナ群の数NRxGroupを増加することにより、垂直方向に並ぶ仮想アレー素子数を増大させる場合について説明した。ここで、NRxGroup≧３を満たせば、送信アレーアンテナにおいて、送信アンテナ群の数NTxGroupを増加することでも、仮想受信アレーにおいて垂直方向に並ぶ仮想アレー素子数を増大できる。
【０１４７】
この場合、送信アンテナ群の垂直方向のアンテナ間隔を、例えば、一定の値（例えば、3DV）としてよいが、受信アンテナ群の数NRxGroupに依存して、仮想受信アレー配置は仮想アレー素子が重複する配置になり得る。
【０１４８】
そこで、仮想受信アレー配置において重複する仮想アレー素子が含まれない配置とするには、例えば、送信アンテナ群の垂直方向のアンテナ間隔のうち、偶数番目のアンテナ間隔に、以下のような間隔DTxGroupVを用いてよい。
【数１１】
2020153871.tif 000013
【０１４９】
例えば、NRxGroup=3の場合、DTxGroupV=3DVとなり、NRxGroup=4の場合、DTxGroupV=5DVとなる。
【０１５０】
例えば、送信アンテナ群の数NTxGroup=3の場合、３個の送信アンテナ群の間隔は、{3DV、DTxGroupV}とする。また、送信アンテナ群の数NTxGroup=4の場合、４個の送信アンテナ群の間隔は、{3DV、DTxGroupV、3DV}とする。同様に、送信アンテナ群の数NRxGroup_ANT=5の場合、５個の送信アンテナ群の間隔は、{3DV、DTxGroupV、3DV、DTxGroupV}とする。
【０１５１】
図１６は、NTxGroup=4、NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=3、NRxGroup_ANT=2の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図１６では、式（１１）のDTxGroupV=3DVとなる。
【０１５２】
また、図１７は、NTxGroup=4、NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=4、NRxGroup_ANT=2の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図１７では、式（１１）のDTxGroupV=5DVとなる。
【０１５３】
なお、仮想受信アレーの中心付近に不等間隔（例えば、DH及びDVよりも大きい間隔）となる配置が含まれてよい場合、DTxGroupVは、式（１１）の値よりも大きい値でもよい。
【０１５４】
（配置方法１−２Ｂ）
基本配置１の変形１では、送信アレーアンテナの各送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数NTxGroup_ANTを増加することにより、水平方向に並ぶ仮想アレー素子数を増大させる場合について説明した。ここで、NTxGroup_ANT≧３を満たせば、受信アレーアンテナにおいて、受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数NRxGroup_ANTを増加することでも、仮想受信アレーにおいて水平方向に並ぶ仮想アレー素子数を増大できる。
【０１５５】
この場合、受信アンテナ群の水平方向のアンテナ間隔を、例えば、一定の値（例えば、3DH）としてもよいが、送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数NTxGroup_ANTに依存して、仮想受信アレー配置は仮想アレー素子が重複する配置になり得る。
【０１５６】
そこで、仮想受信アレー配置において重複する仮想アレー素子が含まれない配置とするには、例えば、受信アンテナ群に含まれる受信アンテナの水平方向のアンテナ間隔のうち、偶数番目のアンテナ間隔に、以下のような間隔DRxAntHを用いてよい。
【数１２】
2020153871.tif 000014
【０１５７】
例えば、NTxGroup_ANT=3の場合、DRxAntH=3DHとなり、NTxGroup_ANT=4の場合、DRxAntH =5DHとなる。
【０１５８】
例えば、受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数NRxGroup_ANT=3の場合、3個の受信アンテナのアンテナ間隔は、{3DH、DRxAntH}とする。また、受信アンテナ数NRxGroup_ANT=4の場合、４個の受信アンテナのアンテナ間隔は、{3DH、DRxAntH、3DH}とする。同様に、受信アンテナ数NRxGroup_ANT=5の場合、５個の受信アンテナのアンテナ間隔は、{3DH、DRxAntH、3DH、DRxAntH}とする。
【０１５９】
図１８は、NTxGroup=2、NTxGroup_ANT=3、NRxGroup=2、NRxGroup_ANT=4の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図１８では、式（１２）のDRxAntH=3DHとなる。
【０１６０】
図１９は、NTxGroup=2、NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=2, NRxGroup_ANT=4の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図１９では、式（１２）のDRxAntH=5DHとなる。
【０１６１】
なお、仮想受信アレーの中心付近に不等間隔（例えば、DH及びDVよりも大きい間隔）となる配置が含まれてよい場合、DRxAntHは、式（１２）の値よりも大きい値でもよい。
【０１６２】
以上、基本配置１の変形例２における配置方法１−２Ａ及び１−２Ｂについてそれぞれ説明した。
【０１６３】
例えば、図１６〜図１９に示す送受信アンテナ配置（例えば、MIMOアレー配置）において、DH及びDVを0.5λ程度とすることにより、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ程度以上のサイズに設計できる。
【０１６４】
また、例えば、図１６〜図１９に示す各仮想受信アレーにおいて、各仮想アレー素子はそれぞれ異なる位置に重なりなく配置されるので、仮想受信アレーの開口長を拡張でき、角度分解能を向上できる。
【０１６５】
また、例えば、図１６〜図１９に示す仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子を、DH、DV間隔で密に配置できる。また、DH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子数は、NTxGroup、NTxGroup_ANT、NRxGroup及びNRxGroup_ANTに依存して増加する。
【０１６６】
例えば、仮想受信アレーにおいて、水平方向では（NTxGroup_ANT×NRxGroup_ANT）−２の仮想アレー素子がDH間隔で並び、垂直方向では（NRxGroup×NTxGroup）−２の仮想アレー素子がDV間隔で並ぶ。仮想受信アレーの中心付近においてDH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子が増加するほど、グレーティングローブ及びサイドローブの低減効果を向上できる。
【０１６７】
また、NTxGroup_ANT、NRxGroup_ANTが大きいほど、水平方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、水平方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、水平方向の角度分解能を向上できる。同様に、NTxGroup、NRxGroupが大きいほど、垂直方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、垂直方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、垂直方向の角度分解能を向上できる。
【０１６８】
なお、基本配置１の変形２において、配置方法１−２Ａ及び配置方法１−２Ｂを組み合わせた配置も可能である。図２０は、NTxGroup=4、NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=4、NRxGroup_ANT=4の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図２０では、式（１１）のDTxGroupV=5DHとなり、式（１２）のDRxAntH=5DHとなる。これにより、配置方法１−２Ａ及び配置方法１−２Ｂを組み合わせた効果が得られる。
【０１６９】
＜基本配置１の変形例３＞
以下、基本配置１の変形例３におけるアンテナ配置方法１−３Ａ、１−３Ｂ及び１−３Ｃについてそれぞれ説明する。
【０１７０】
（配置方法１−３Ａ）
基本配置１では、送信アレーアンテナにおいて、各送信アンテナ群に含まれる送信アンテナの水平方向の位置が同一の場合について説明した。しかし、これに限らず、各送信アンテナ群の間において、各送信アンテナ群に含まれる送信アンテナの水平方向の配置位置は異なってもよい。
【０１７１】
例えば、送信アレーアンテナにおいて、第１の送信アンテナ群及び第２の送信アンテナ群にそれぞれ含まれる各送信アンテナは、水平方向の位置をDHずらして（換言すると、シフトして）配置されてよい。
【０１７２】
水平方向にDHずらす方向は、第１の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナに対して、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナを右方向または左方向の何れの方向でもよい。
【０１７３】
図２１は、送信アレーアンテナにおいて、第１の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#2,Tx#4）に対して、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#1,Tx#3）をそれぞれ右方向にDHずらした場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。
【０１７４】
図２１では、Tx#1及びTx#2の水平方向の位置がDH異なる。また、Tx#3及びTx#4の水平方向の位置がDH異なる。
【０１７５】
（配置方法１−３Ｂ）
基本配置１では、受信アレーアンテナにおいて、各受信アンテナ群に含まれる受信アンテナの水平方向の位置が同一の場合について説明した。しかし、これに限らず、各受信アンテナ群の間において、各受信アンテナ群に含まれる受信アンテナの水平方向の配置位置は異なってもよい。
【０１７６】
例えば、受信アレーアンテナにおいて、第１の受信アンテナ群及び第２のアンテナ群にそれぞれ含まれる各受信アンテナは、水平方向の位置をDHずらして配置されてよい。
【０１７７】
水平方向にDHずらす方向は、第１の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナに対して、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナを右方向または左方向の何れの方向でもよい。
【０１７８】
図２２は、受信アレーアンテナにおいて、第１の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#2,Rx#4）に対して、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#1,Rx#3）をそれぞれ右方向にDHずらした場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。
【０１７９】
図２２では、Rx#1及びRx#2の水平方向の位置がDH異なる。また、Rx#3及びRx#4の水平方向の位置がDH異なる。
【０１８０】
（配置方法１−３Ｃ）
配置方法１−３Ｃは、配置方法１−３Ａ及び配置方法１−３Ｂを組み合わせた方法である。
【０１８１】
例えば、送信アレーアンテナにおいて、第１の送信アンテナ群と第２の送信アンテナ群との間で送信アンテナは、水平方向の位置をDHずらして配置される。同様に、受信アレーアンテナにおいて、第１の受信アンテナ群と第２のアンテナ群との間で受信アンテナは、水平方向の位置をDHずらして配置される。
【０１８２】
なお、水平方向にDHずらす方向は、例えば、第１の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナに対して、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナを右方向又は左方向の何れの方向でもよい。また、水平方向にDHずらす方向は、例えば、第１の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナに対して、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナを右方向又は左方向の何れの方向でもよい。
【０１８３】
図２３は、配置方法１−３Ｃに係る送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図２３では、送信アレーアンテナにおいて、第１の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#2,Tx#4）に対して、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#1,Tx#3）はそれぞれ左方向にDHずらして配置される。また、図２３では、受信アレーアンテナにおいて、第１の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#2,Rx#4）に対して、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#1,Rx#3）はそれぞれ左方向にDHずらして配置される。
【０１８４】
図２４は、配置方法１−３Ｃに係る送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図２４では、送信アレーアンテナにおいて、第１の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#2,Tx#4）に対して、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#1,Tx#3）はそれぞれ左方向にDHずらして配置される。また、図２４では、受信アレーアンテナにおいて、第１の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#2,Rx#4）に対して、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#1,Rx#3）はそれぞれ右方向にDHずらして配置される。
【０１８５】
例えば、受信アンテナ群と送信アンテナ群とで水平方向にDHずらす方向を異なる方向とした配置（例えば、図２４）と比較して、受信アンテナ群と送信アンテナ群とで水平方向にDHずらす方向を同一とした配置（例えば、図２３）の方が、仮想受信アレー配置の中心付近において仮想受信アレー素子がより密に配置されるため、より好適となる。
【０１８６】
以上、配置方法１−３Ａ〜１−３Ｃについてそれぞれ説明した。
【０１８７】
例えば、図２１〜図２４に示す送受信アンテナ配置（例えば、MIMOアレー配置）において、DH及びDVを0.5λ程度とすることにより、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ程度のサイズに設計できる。
【０１８８】
これにより、基本配置１の変形例３では、例えば、図９Ａに示すような平面パッチアンテナを縦横２素子並べた４素子をサブアレーに用いたアンテナ（ただし、アンテナ幅WANT < 2DH,アンテナ高HANT<2DV）を適用できる（図示せず）。
【０１８９】
また、送信アンテナ群間の垂直方向の間隔は3DVであり、各送信アンテナ群内の送信アンテナ間の水平方向の間隔は2DHであり、送信アレーアンテナは、水平方向の間隔よりも垂直方向の間隔が広い。このため、基本配置１の変形例３では、例えば、図９Ｂのような、平面パッチアンテナを縦３素子、横２素子並べた６素子をサブアレーとして用いたアンテナ（ただし、アンテナ幅WANT < 2DH,アンテナ高HANT<３DV）を適用できる。
【０１９０】
また、基本配置１の変形例３では、送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナの少なくとも一つにおいて、各送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ又は各受信アンテナ群に含まれる受信アンテナの水平方向の位置が互いに異なる。このため、基本配置１の変形例３では、サブアレーの横方向WANTの素子サイズがDHよりも小さければ、サブアレーの縦方向の素子サイズは任意サイズでよい。
【０１９１】
例えば、図２５Ａは、平面パッチアンテナを縦８素子、横１素子並べたサブアレーの一例を示す。なお、サブアレーの構成は図２５Ａに示す構成に限定されない。
【０１９２】
また、図２５Ｂは、図２３又は図２４に示す送信アンテナアレーに対して、図２５Ａに示すサブアレーを適用した場合の例を示す。なお、図２５Ｂに示す送信アレーアンテナに加え、図２５Ｃに示すように、無給電素子（ダミー素子）が配置されてよい。無給電素子により、隣接するアンテナによるアンテナ間結合の影響を各アンテナで均一化でき、各送信アンテナ（Tx#1〜#4）の指向特性を均一化できる。また、無給電素子を設置することによって、アンテナの放射、インピーダンス整合、又は、アイソレーション等の電気的特性の影響を一様化できる。なお、無給電素子の配置は、図２５Ｃに限らず、各アンテナと物理的に干渉しない位置、サイズで配置されてよい。
【０１９３】
このように、基本配置１の変形例３に係るアンテナ配置において、サブアレー構成のアンテナを用いることにより、アンテナの指向性利得を向上でき、レーダ装置１０における検知性能（例えば、検知距離）を向上できる。
【０１９４】
また、基本配置１の変形例３では、仮想受信アレーの各仮想アレー素子は重なりなく配置されるため、仮想受信アレーの開口長を拡張でき、角度分解能を向上できる。
【０１９５】
（変形例３と変形例１との組み合わせ）
なお、基本配置１の変形例３は、基本配置１の変形例１と組み合わせてもよい。
【０１９６】
例えば、基本配置１の変形例１に係る送信アレーアンテナの配置に対して、更に、送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナの水平方向の位置を、送信アンテナ群間でDHずらした配置としてよい。
【０１９７】
同様に、例えば、基本配置１の変形例１に係る受信アレーアンテナの配置に対して、更に、受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナの水平方向の位置を、受信アンテナ群間でDHずらした配置としてよい。
【０１９８】
図２６〜図３０は、変形例３と変形例１との組み合わせにおけるアンテナ配置の一例を示す。
【０１９９】
図２６は、NTxGroup=2、NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=3, NRxGroup_ANT=2とし、送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナの水平方向の位置をDHずらした配置の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。
【０２００】
また、図２７は、NTxGroup=2、NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=3, NRxGroup_ANT=2とし、受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナの水平方向の位置をDHずらした配置の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。
【０２０１】
また、図２８は、NTxGroup=2、NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=3, NRxGroup_ANT=2とし、送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナの水平方向の位置をDHずらし、受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナの水平方向の位置をDHずらした配置の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図２８では、第１の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#2,Tx#4,Tx#6,Tx#8）に対して、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#1,Tx#3,Tx#5,Tx#7）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。また、図２８では、受信アレーアンテナにおいて、第１の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#3,Rx#6）に対して、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#2,Rx#5）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。また、図２８では、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナに対して、第３の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#1,Rx#4）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。
【０２０２】
また、図２９は、NTxGroup=2、NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=3, NRxGroup_ANT=2とし、送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナの水平方向の位置をDHずらし、受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナの水平方向の位置をDHずらした配置の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図２９では、第１の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#2,Tx#4,Tx#6,Tx#8）に対して、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#1,Tx#3,Tx#5,Tx#7）がそれぞれ右方向にDHずらして配置される。また、図２９では、受信アレーアンテナにおいて、第１の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#3,Rx#6）に対して、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#2,Rx#5）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。また、図２９では、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナに対して、第３の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#1,Rx#4）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。
【０２０３】
例えば、図２６〜図２９に示す各MIMOアレー配置において、DH及びDVを0.5λ程度とすることにより、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ以上のサイズに設計できる。
【０２０４】
また、例えば、図２６〜図２９に示す各仮想受信アレーにおいて、各仮想アレー素子はそれぞれ異なる位置に重なりなく配置されるので、仮想受信アレーの開口長を拡張でき、角度分解能を向上できる。
【０２０５】
なお、送信アレーアンテナにおける第１の送信アンテナ群と第２の送信アンテナ群との間で各送信アンテナの水平方向の位置をDHずらして配置した場合、又は、受信アレーアンテナにおける第１の受信アンテナ群と第２の受信アンテナ群との間で各受信アンテナの水平方向の位置をDHずらして配置した場合でも、仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子を、DH、DV間隔で密に配置できる。また、DH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子数は、例えば、NTxGroup_ANT及びNRxGroupに依存して増加する。
【０２０６】
例えば、仮想受信アレーにおいて、水平方向では（NTxGroup_ANT×NRxGroup_ANT）−２の仮想アレー素子がDH間隔で並び、垂直方向では（NRxGroup×NTxGroup）−２の仮想アレー素子がDV間隔で並ぶ。仮想受信アレーの中心付近においてDH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子数が増加するほど、グレーティングローブ及びサイドローブの低減効果を向上できる。
【０２０７】
また、NTxGroup_ANTが大きいほど、水平方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、水平方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、水平方向の角度分解能を向上できる。同様に、NRxGroupが大きいほど、垂直方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、垂直方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、垂直方向の角度分解能を向上できる。
【０２０８】
なお、図２８及び図２９では、受信アンテナ群の数ＮRxGroupが３以上の場合、各受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナの水平方向の位置を一定方向（右あるいは左方向）にずらして配置する場合を示す。しかし、受信アンテナの水平方向の位置をずらす方向はこれに限定されない。例えば、受信アンテナ群の数ＮRxGroupが３以上の場合、各受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナの水平方向の位置を右方向又は左方向にずらず方向を、受信アンテナ群毎に可変にしてもよい。
【０２０９】
図３０は、NTxGroup=2、NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=3, NRxGroup_ANT=2とし、送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナの水平方向の位置をDHずらし、受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナの水平方向の位置をDHずらした配置の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図３０では、第１の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#2,Tx#4,Tx#6,Tx#8）に対して、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#1,Tx#3,Tx#5,Tx#7）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。また、図３０では、受信アレーアンテナにおいて、第１の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#3,Rx#6）に対して、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#2,Rx#5）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。また、図３０では、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナに対して、第３の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#1,Rx#4）がそれぞれ右方向にDHずらして配置される。
【０２１０】
図３０のアンテナ配置でも、仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子を、DH、DV間隔で密に配置できる。また、DH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子数は、例えば、NTxGroup_ANT及びNRxGroupに依存して増える。例えば、水平方向では、（NTxGroup_ANT×NRxGroup_ANT）−２の仮想アレー素子がDH間隔で並び、垂直方向では（NRxGroup×NTxGroup）−２の仮想アレー素子がDV間隔で並ぶ。仮想受信アレーの中心付近においてDH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子が増加するほど、グレーティングローブ及びサイドローブの低減効果を向上できる。
【０２１１】
（変形例３と変形例２との組み合わせ）
また、基本配置１の変形例３は、基本配置１の変形例２と組み合わせてもよい。
【０２１２】
例えば、基本配置１の変形例２に係る送信アレーアンテナの配置に対して、更に、送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナの水平方向の位置を、送信アンテナ群間でDHずらした配置としてよい。
【０２１３】
同様に、例えば、基本配置１の変形例２に係る受信アレーアンテナの配置に対して、更に、受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナの水平方向の位置を、受信アンテナ群間でDHずらした配置としてよい。
【０２１４】
なお、送信アンテナ群の数NTxGroupが３以上の場合、各送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナの水平方向の位置を一定方向（右あるいは左方向）にずらして配置してもよく各送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナの水平方向の位置を右方向又は左方向にずらず方向を、送信アンテナ群毎に可変にしてもよい。
【０２１５】
図３１及び図３２は、変形例３と変形例２との組み合わせにおけるアンテナ配置の一例を示す。
【０２１６】
図３１は、NTxGroup=4、NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=4, NRxGroup_ANT=2とし、送信アンテナ群及び受信アンテナ群に含まれる各アンテナの水平方向の位置をDHずらした配置の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図３１では、式（１１）のDTxGroupV=5DVとなる。
【０２１７】
図３１では、送信アレーアンテナにおいて、第１の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#4,Tx#8,Tx#12,Tx#16）に対して、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx3,Tx#7,Tx#11,Tx#15）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。また、図３１では、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナに対して、第３の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx2,Tx#6,Tx#10,Tx#14）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。また、図３１では、第３の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナに対して、第４の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx1,Tx#5,Tx#9,Tx#13）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。
【０２１８】
また、図３１では、受信アレーアンテナにおいて、第１の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#4,Rx#8）に対して、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#3,Rx#7）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。また、図３１では、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナに対して、第３の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#2,Rx#6）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。また、図３１では、第３の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナに対して、第４の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#1,Rx#5）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。
【０２１９】
次に、図３２は、NTxGroup=2、NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=2, NRxGroup_ANT=4とし、送信アンテナ群及び受信アンテナ群に含まれる各アンテナの水平方向の位置をDHずらした場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図３２では、式（１２）のDRxGroupH=5DHとなる。
【０２２０】
図３２では、第１の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#2,Tx#4,Tx#6,Tx#8）に対して、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#1,Tx#3,Tx#5,Tx#7）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。また、図３２では、受信アレーアンテナにおいて、第１の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#2,Rx#4,Rx#6,Rx#8）に対して、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#1,Rx#3,Rx#5,Rx#7）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。
【０２２１】
例えば、図３１及び図３２に示す各MIMOアレー配置において、DH及びDVを0.5λ程度とすることにより、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ以上にできる。
【０２２２】
また、例えば、図３１及び図３２に示す各仮想受信アレーにおいて、各仮想アレー素子はそれぞれ異なる位置に重なりなく配置されるので、仮想受信アレーの開口長を拡張でき、角度分解能を向上できる。
【０２２３】
また、図３１及び図３２に示す仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子を、DH、DV間隔で密に配置できる。また、DH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子数は、例えば、NTxGroup、NTxGroup_ANT、NRxGroup及びNRxGroup_ANTに依存して増加する。
【０２２４】
例えば、水平方向では（NTxGroup_ANT×NRxGroup_ANT）−２の仮想アレー素子がDH間隔で並び、垂直方向では、（NRxGroup×NTxGroup）−２の仮想アレー素子がDV間隔で並ぶ。仮想受信アレーの中心付近においてDH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子数が増加するほど、グレーティングローブ及びサイドローブの低減効果を向上できる。
【０２２５】
また、NTxGroup_ANT及びNRxGroup_ANTが大きいほど、水平方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、水平方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、水平方向の角度分解能を向上できる。同様に、NTxGroup、NRxGroupが大きいほど、垂直方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、垂直方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、垂直方向の角度分解能を向上できる。
【０２２６】
なお、基本配置１の変形例３は、例えば、図２０に示す基本配置１の変形例２における配置方法Ａ及びＢの組み合わせた配置に対して、更に、送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナにおいて、各アンテナの水平方向の位置を、送信アンテナ群間及び受信アンテナ群間でDHずらした配置としてよい。
【０２２７】
図３３は、NTxGroup=4、NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=4, NRxGroup_ANT=4とし、送信アンテナ群及び受信アンテナ群に含まれる各アンテナの水平方向の位置をDHずらした配置の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図３３では、式（１１）のDTxGroupV=5DVとなり、式（１２）のDRxGroupH=5DHとなる。
【０２２８】
図３３では、送信アレーアンテナにおいて、第１の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#4,Tx#8,Tx#12,Tx#16）に対して、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx3,Tx#7,Tx#11,Tx#15）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。また、図３３では、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナに対して、第３の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx2,Tx#6,Tx#10,Tx#14）がそれぞれ水平方向に同一位置に配置される。また、図３３では、第３の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナに対して、第４の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx1,Tx#5,Tx#9,Tx#13）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。
【０２２９】
また、図３３では、受信アレーアンテナにおいて、第１の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#4,Rx#8,Rx#12,Rx#16）に対して、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#3,Rx#7,Rx#11,Rx#15）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。また、図３３では、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナに対して、第３の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#2,Rx#6,Rx#10,Rx#14）がそれぞれ右方向にDHずらして配置される。また、図３３では、第３の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナに対して、第４の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#1,Rx#5,Rx#9,Rx#13）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。
【０２３０】
これにより、基本配置１の変形例３で得られる効果に加え、基本配置１の変形例２における配置方法１−２Ａ及び１−２Ｂを組み合わせた効果が得られる。
【０２３１】
＜基本配置２＞
図３４は、基本配置２に係る送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。
【０２３２】
（１）送受信アンテナの配置
図３４では、送信アレーアンテナにおける送信アンテナ１０６の個数Nt=4個（Tx#1, Tx#2, Tx#3及びTx#4）とし、受信アレーアンテナにおける受信アンテナ２０２の個数Na=4個（Rx#1, Rx#2, Rx#3及びRx#4）とする。
【０２３３】
図３４に示す送信アレーアンテナは、「第１の送信アンテナ群」（図３４では、Tx#2、Tx#4）と、「第２の送信アンテナ群」（図３４では、Tx#1、Tx#3）とから構成される。各送信アンテナ群は、それぞれ、垂直方向について位置が同一であり、水平方向（図３４では横方向）についてアンテナ間隔が3DHである２つの送信アンテナ素子を含む。また、「第１の送信アンテナ群」と「第２の送信アンテナ群」の垂直方向（図３４では縦方向）の間隔は、例えば、3DVとなる。
【０２３４】
また、図３４に示す受信アレーアンテナは、「第１の受信アンテナ群」（図３４では、Rx#2、Rx#4）と、「第２の受信アンテナ群」（図３４では、Rx#1、Rx#3）とから構成される。各受信アンテナ群は、垂直方向について位置が同一であり、水平方向についてアンテナ間隔が2DHである２つの受信アンテナ素子を含む。また、「第１の受信アンテナ群」と「第２の受信アンテナ群」の垂直方向の間隔は、例えば、2DVとなる。
【０２３５】
このように、図３４に示す送受信アンテナ配置において、送信アレーアンテナは、複数の送信アンテナ群から構成され、複数の送信アンテナ群の各々は、例えば、水平方向にDHの整数倍の間隔（ここでは、3DH）で配置される複数の送信アンテナを含む。また、複数の送信アンテナ群は、垂直方向において3DVの間隔で配置される。換言すると、送信アンテナ群間の垂直方向のアンテナ間隔（図３４では3DV）と、各送信アンテナ群内の水平方向のアンテナ間隔（図３４では3DH）とが同一である。
【０２３６】
また、図３４に示す送受信アンテナ配置において、受信アレーアンテナは、複数の受信アンテナ群から構成され、複数の受信アンテナ群の各々は、例えば、水平方向にDHの整数倍の間隔（ここでは、2DH）の間隔で配置される複数の受信アンテナを含む。また、複数の受信アンテナ群は、垂直方向において2DVの間隔で配置される。換言すると、各受信アンテナ群内の水平方向のアンテナ間隔（図３４では2DH）と、受信アンテナ群間の垂直方向のアンテナ間隔（図３４では2DH）とが同一である。
【０２３７】
また、図３４では、送信アンテナ１０６におけるアンテナ間隔（図３４では3DH）と、受信アンテナ２０２におけるアンテナ間隔（図３４では2DH）とは異なり、例えば、差はDHである。また、図３４では、複数の送信アンテナ群が配置される間隔3DV（DVの整数倍の間隔）と複数の受信アンテナ群が配置される間隔2DV（DVの整数倍の間隔）との差はDVである。
【０２３８】
例えば、図３４に示す水平方向（横方向）がX軸に対応し、図３４に示す垂直方向（縦方向）がY軸方向に対応することを仮定する。
【０２３９】
図３４に示すアンテナ配置の場合、送信アレーアンテナを構成する送信アンテナ１０６の位置座標は、送信アンテナTx#1の位置座標（XT_#1,YT_#1）を基準として、送信アンテナTx#2の位置座標（XT_#2,YT_#2）=（XT_#1,YT_#1+3DV）、送信アンテナTx#3の位置座標（XT_#3,YT_#3）=（XT_#1+3DH,YT_#1）、及び、送信アンテナTx#4の位置座標（XT_#4,YT_#4）=（XT_#1+3DH,YT_#1+3DV）と表される。
【０２４０】
同様に、受信アレーアンテナを構成する受信アンテナ２０２の位置座標は、受信アンテナRx#1の位置座標（XR_#1,YR_#1）を基準として、受信アンテナRx#2の位置座標（XR_#2,YR_#2）=（XR_#1,YR_#1+2DV）、受信アンテナRx#3の位置座標（XR_#3,YR_#3）=（XR_#1+2DH,YR_#1）、及び、受信アンテナRx#4の位置座標（XR_#4,YR_#4）=（XR_#1+2DH,YR_#1+2DV）と表される。
【０２４１】
（２）仮想受信アレーの配置
上述した図３４に示す送受信アンテナ配置によって構成される仮想受信アレー（仮想アンテナVA#1〜VA#16）の配置は以下のような特徴を有する。
【０２４２】
例えば、図３４に示す送信アレーアンテナの配置及び受信アレーアンテナの配置により、仮想受信アレーVA#1〜VA#16の位置座標（XV_#1,YV_#1）〜（XV_#16,YV_#16）は、それぞれ以下のようになる。なお、ここでは、VA#1を仮想受信アレーの位置基準（０，０）として表している。
（0,0）, （0, 3DV）, （3DH, 0）, （3DH, 3DV）, （0, 2DV）, （0, 5DV）, （3DH, 2DV）, （3DH, 5DV）, （2DH,0）, （2DH, 3DV）, （5DH, 0）, （5DH, 3DV）, （2DH, 2DV）, （2DH, 5DV）, （5DH, 2DV）, （5DH, 5DV）
【０２４３】
このように、図３４に示す仮想受信アレーの配置では、各仮想受信アレー素子はそれぞれ異なる位置に重なりなく配置される。このため、仮想受信アレーの開口長を拡張できるので、メインローブが狭まり、角度分解能を向上できる。
【０２４４】
また、図３４に示すように、仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子VA#4, VA#7, VA#10及びVA#13は、水平方向にDH間隔、垂直方向にDV間隔でそれぞれ密に配置される。一例として、図３４において、間隔DH及び間隔DVを0.5λ程度とした場合、仮想アレー素子VA#4, VA#7, VA#10及びVA#13は、水平方向にDH=0.5λ間隔、垂直方向にDV=0.5λ間隔で配置される。これにより、基本配置１（例えば、図８を参照）と同様、グレーティングローブを低減できる。
【０２４５】
また、例えば、図３４に示すMIMOアレー配置において、間隔DH及び間隔DVを0.5λ程度とした場合、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ以上のサイズに設計できる。
【０２４６】
これにより、例えば、図９Ａに示すような、平面パッチアンテナを縦横に２素子ずつ並べた４素子をサブアレーに用いたアンテナ（ただし、アンテナ幅WANT < 2DH,アンテナ高HANT<2DV）を、図３４に示す送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナの少なくとも一つの各アンテナ素子に適用できる。
【０２４７】
図３４では、送信アレーアンテナにおいて、水平方向のアンテナ間隔は3DHであり、垂直方向のアンテナ間隔は3DVである。つまり、図３４に示す送信アレーアンテナのアンテナ間隔（3DH及び3DV）は、受信アレーアンテナのアンテナ間隔（2DH及び2DV）より広い。また、図３４に示す送信アレーアンテナの水平方向のアンテナ間隔（3DH）は、基本配置１における送信アレーアンテナの水平方向のアンテナ間隔（例えば、図８では2DH）より広い。
【０２４８】
よって、図３４に示す送信アレーアンテナには、例えば、図９Ａに示す４素子のサブアレーよりも縦方向及び横方向の間隔が広い、図３５に示すように平面パッチアンテナを縦３素子、横３素子ずつ並べた９素子をサブアレーに用いたアンテナ（ただし、アンテナ幅WANT < ３DH,アンテナ高HANT<３DV）を適用できる。
【０２４９】
方向推定部２１４は、上述した送受信アンテナ配置（例えば、図３４を参照）から得られる仮想受信アレーの受信信号を用いて、水平方向及び垂直方向の方向推定処理を行う。例えば、図３４に示す基本配置２の仮想受信アレーは、基本配置１（例えば、図８を参照）の仮想受信アレーと同様な構成であるため、同様な性能を得ることができる。
【０２５０】
以上のように、図３４に示すMIMOアレー配置を用いることで、送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナに用いるアンテナの縦方向又は横方向の素子サイズが１λ程度でも、仮想受信アレーにおける水平方向及び垂直方向のアンテナ間隔を0.5λ程度となる素子間隔を含むように配置でき、グレーティングローブを低減できる。また、例えば、図３４に示すように、仮想受信アレーの各仮想アレー素子は重なりなく配置されるため、仮想受信アレーの開口長を拡張でき、角度分解能を向上できる。
【０２５１】
また、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２に用いるアンテナ素子に、縦方向及び横方向の素子サイズが少なくとも１λ程度のサブアレー構成のアンテナを使用できる。よって、アンテナの指向性利得を向上でき、レーダ装置１０の検知性能（例えば、検知距離）を向上できる。
【０２５２】
また、基本配置２では、送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナの何れか一方（図３４では送信アレーアンテナ）において、他方よりもアンテナ間隔を広く設定できる。これにより、一方のアレーアンテナにおいて、より大きなサイズのサブアレーを適用でき、アンテナの指向性利得を向上できる。
【０２５３】
＜基本配置２の変形例１＞
基本配置２（例えば、図３４）では、送信アンテナ１０６の数を４素子（Nt=4）とし、受信アンテナ２０２の数を４素子（Na=4）とする場合について説明した。しかし、送信アンテナ数Nt及び受信アンテナ数Naはこれらの数に限定されない。
【０２５４】
基本配置２の変形例１では、送信アレーアンテナは、基本配置２（例えば、図３４）と同様、例えば、垂直方向の間隔が3DVとなる第１の送信アンテナ群と第２の送信アンテナ群とから構成される。また、各送信アンテナ群は、基本配置２と同様、垂直方向について位置が同一であり、水平方向についてアンテナ間隔が3DHである２つの送信アンテナ素子を含む。
【０２５５】
また、基本配置２の変形例１では、受信アレーアンテナは、基本配置２と同様、例えば、垂直方向の間隔が2DVとなるNRxGroup個の受信アンテナ群（例えば、第１から第NRxGroupの受信アンテナ群）から構成される。また、各受信アンテナ群は、垂直方向について位置が同一であり、水平方向についてアンテナ間隔が2DHであるNRxGroup_ANT個の受信アンテナ素子を含む。
【０２５６】
基本配置２の変形例１では、NRxGroup及びNRxGroup_ANTの値に応じて、MIMOアレーのアンテナ数（例えば、受信アンテナ数Na）を増加させた配置が可能となる。
【０２５７】
図３６は、NRxGroup=3、NRxGroup_ANT=2の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。
【０２５８】
図３７は、NRxGroup=2、NRxGroup_ANT=3の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。
【０２５９】
図３８は、NRxGroup=3、NRxGroup_ANT=4の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。
【０２６０】
なお、図３６、図３７及び図３８において、NTxGroup=2であり、NTxGroup_ANT=2である。
【０２６１】
図３６、図３７及び図３８に示す各MIMOアレー配置において、例えば、DH及びDVを0.5λ程度とすることにより、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ程度以上のサイズに設計できる。
【０２６２】
また、例えば、図３６、図３７及び図３８に示す各仮想受信アレーにおいて、各仮想アレー素子はそれぞれ異なる位置に重なりなく配置されるので、仮想受信アレーの開口長を拡張でき、角度分解能を向上できる。
【０２６３】
また、図３６、図３７及び図３８に示す各仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子を、DH、DV間隔で密に配置できる。また、DH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子数は、NRxGroup及びNRxGroup_ANTに依存して増加する。
【０２６４】
例えば、仮想受信アレーにおいて、水平方向では（NRxGroup_ANT×NTxGroup_ANT）−２の仮想アレー素子がDH間隔で並び、垂直方向では（NRxGroup×NTxGroup_ANT）−２の仮想アレー素子がDV間隔で並ぶ。仮想受信アレーの中心付近においてDH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子数が増加するほど、グレーティングローブ及びサイドローブの低減効果を向上できる。
【０２６５】
また、NRxGroup_ANTが大きいほど、水平方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、水平方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、水平方向の角度分解能を向上できる。同様に、NRxGroupが大きいほど、垂直方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、垂直方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、垂直方向の角度分解能を向上できる。
【０２６６】
＜基本配置２の変形例２＞
以下、基本配置２の変形例２におけるアンテナ配置方法２−２Ａ及び２−２Ｂについてそれぞれ説明する。
【０２６７】
（配置方法２−２Ａ）
基本配置２の変形例１では、受信アレーアンテナに含まれる受信アンテナ群の数NRxGroupを増加することにより、垂直方向に並ぶ仮想アレー素子数を増大させる場合について説明した。ここで、NRxGroup≧３を満たせば、送信アレーアンテナにおいて、送信アンテナ群の数NTxGroupを増加することでも、仮想受信アレーにおいて垂直方向に並ぶ仮想アレー素子数を増大できる。
【０２６８】
この場合、送信アンテナ群の垂直方向のアンテナ間隔を、例えば、一定の値（例えば、3DV）としてよいが、受信アンテナ群の数NRxGroupに依存して、仮想受信アレー配置は仮想アレー素子が重複する配置になり得る。
【０２６９】
そこで、仮想受信アレー配置において重複する仮想アレー素子が含まれない配置とするには、例えば、送信アンテナ群の垂直方向のアンテナ間隔のうち、偶数番目のアンテナ間隔に、以下のような間隔DTxGroupV2を用いてよい。
【数１３】
2020153871.tif 000015
【０２７０】
例えば、NRxGroup=3の場合、DTxGroupV2=3DVとなり、NRxGroup=4の場合、DTxGroupV2=5DHとなる。
【０２７１】
例えば、送信アンテナ群の数NTxGroup=3の場合、３個の送信アンテナ群の間隔は、{3DV、DTxGroupV2}とする。また、送信アンテナ群の数NTxGroup=4の場合、４個の送信アンテナ群の間隔は、{3DV、DTxGroupV2、3DV}とする。また、送信アンテナ群の数NRxGroup_ANT=5の場合、５個の送信アンテナ群の間隔は、{3DV、DTxGroupV2、3DV、DTxGroupV2}とする。
【０２７２】
図３９は、NTxGroup=4、NTxGroup_ANT=2、NRxGroup=3、NRxGroup_ANT=2の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図３９では、式（１３）のDTxGroupV2=3DVとなる。
【０２７３】
また、図４０は、NTxGroup=4、NTxGroup_ANT=2、NRxGroup=4, NRxGroup_ANT=2の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図４０では、式（１３）のDTxGroupV2=5DVとなる。
【０２７４】
なお、仮想受信アレーの中心付近に不等間隔（例えば、DH及びDVよりも大きい間隔）となる配置が含まれてよい場合、DTxGroupV2は、式（１３）の値よりも大きい値でもよい。
【０２７５】
＜配置方法２−２Ｂ＞
記法配置２の変形例１では、受信アレーアンテナの各受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数NRxGroup_ANTを増加することにより、水平方向に並ぶ仮想アレー素子数を増大させる場合について説明した。ここで、NRxGroup_ANT≧３を満たせば、送信アレーアンテナにおいて、送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数NTxGroup_ANTを増加することでも、仮想受信アレーにおいて水平方向に並ぶ仮想アレー素子数を増大できる。
【０２７６】
この場合、受信アンテナ群の水平方向のアンテナ間隔を、例えば、一定の値（例えば、3DH）としてもよいが、受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数NRxGroup_ANTに依存して、仮想アレー配置は仮想アレー素子が重複する配置になり得る。
【０２７７】
そこで、仮想受信アレー配置において重複する仮想アレー素子が含まれない配置とするには、例えば、送信アンテナ群に含まれる送信アンテナの水平方向のアンテナ間隔のうち、偶数番目のアンテナ間隔に、以下のような間隔を用いてよい。
【数１４】
2020153871.tif 000016
【０２７８】
例えば、NRxGroup_ANT=3の場合、DTxAntH=3DHとなり、NRxGroup_ANT=4の場合、DTxAntH =5DHとなる。
【０２７９】
例えば、送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数NTxGroup_ANT=３の場合、３個の送信アンテナのアンテナ間隔は、{3DH、DTxAntH}とする。また、送信アンテナ数NTxGroup_ANT=4の場合、４個の送信アンテナのアンテナ間隔は、{3DH、DTxAntH、3DH}とする。同様に、送信アンテナ数NTxGroup_ANT=5の場合、５個の送信アンテナのアンテナ間隔は、{3DH、DTxAntH、3DH、DTxAntH}とする。
【０２８０】
図４１は、NTxGroup=2、NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=2、NRxGroup_ANT=3の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図４１では、式（１４）のDTxAntH=3DHとなる。
【０２８１】
図４２は、NTxGroup=2、NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=2、NRxGroup_ANT=4の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図４１では、式（１４）のDTxAntH=5DHとなる。
【０２８２】
なお、仮想受信アレーの中心付近に不等間隔（例えば、DH及びDVよりも大きい間隔）となる配置が含まれてよい場合、DTxAntHは、式（１４）の値よりも大きい値でもよい。
【０２８３】
以上、基本配置２の変形例２における配置方法２−２Ａ及び２−２Ｂについてそれぞれ説明した。
【０２８４】
例えば、図３９〜図４２に示す送受信アンテナ配置（例えば、MIMOアレー配置）において、DH及びDVを0.5λ程度とすることにより、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ程度以上のサイズに設計できる。
【０２８５】
また、例えば、図３９〜図４２に示す各仮想受信アレーにおいて、各仮想アレー素子はそれぞれ異なる位置に重なりなく配置されるので、仮想受信アレーの開口長を拡張でき、角度分解能を向上できる。
【０２８６】
また、例えば、図３９〜図４２に示す仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子を、DH、DV間隔で密に配置できる。また、DH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子数は、NTxGroup、NTxGroup_ANT、NRxGroup及びNRxGroup_ANTに依存して増加する。
【０２８７】
例えば、仮想受信アレーにおいて、水平方向では（NRxGroup_ANT×NTxGroup_ANT）−２の仮想アレー素子がDH間隔で並び、垂直方向では（NRxGroup×NTxGroup）−２の仮想アレー素子がDV間隔で並ぶ。仮想受信アレーの中心付近においてDH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子が増加するほど、グレーティングローブ及びサイドローブの低減効果を向上できる。
【０２８８】
また、NTxGroup_ANT、NRxGroup_ANTが大きいほど、水平方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、水平方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、水平方向の角度分解能を向上できる。同様に、NTxGroup、NRxGroupが大きいほど、垂直方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、垂直方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、垂直方向の角度分解能を向上できる。
【０２８９】
なお、基本配置２の変形例２において、配置方法２−２Ａ及び配置方法２−２Ｂを組み合わせた配置も可能である。図４３は、NTxGroup=4、NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=4、NRxGroup_ANT=4の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図４３では、式（１３）のDTxGroupV2=5DHとなり、式（１４）のDTxAntH=5DHとなる。これにより、配置方法２−２Ａ及び配置方法２−２Ｂを組み合わせた効果が得られる。
【０２９０】
＜基本配置２の変形例３＞
以下、基本配置２の変形例３におけるアンテナ配置方法２−３Ａ、２−３Ｂ及び２−３Ｃについてそれぞれ説明する。
【０２９１】
（配置方法２−３Ａ）
基本配置２では、送信アレーアンテナにおいて、各送信アンテナ群に含まれる送信アンテナの水平方向の位置が同一の場合について説明した。しかし、これに限らず、各送信アンテナ群の間において、各送信アンテナ群に含まれる送信アンテナの水平方向の配置位置は異なってもよい。
【０２９２】
例えば、送信アレーアンテナにおいて、第１の送信アンテナ群及び第２の送信アンテナ群にそれぞれ含まれる各送信アンテナは、水平方向の位置をDHずらして（換言すると、シフトして）配置されてよい。
【０２９３】
水平方向にDHずらす方向は、第１の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナに対して、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナを右方向または左方向の何れの方向でもよい。
【０２９４】
図４４は、送信アレーアンテナにおいて、第１の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#2,Tx#4）に対して、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#1,Tx#3）をそれぞれ右方向にDHずらした場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。
【０２９５】
図４４では、Tx#1及びTx#2の水平方向の位置がDH異なる。また、Tx#3及びTx#4の水平方向の位置がDH異なる。
【０２９６】
（配置方法２−３Ｂ）
基本配置２では、受信アレーアンテナにおいて、各受信アンテナ群に含まれる受信アンテナの水平方向の位置が同一の場合について説明した。しかし、これに限らず、各受信アンテナ群の間において、各受信アンテナ群に含まれる受信アンテナの水平方向の配置位置は異なってもよい。
【０２９７】
例えば、受信アレーアンテナにおいて、第１の受信アンテナ群及び第２のアンテナ群にそれぞれ含まれる各受信アンテナは、水平方向の位置をDHずらして配置されてよい。
【０２９８】
水平方向にDHずらす方向は、第１の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナに対して、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナを右方向または左方向の何れの方向でもよい。
【０２９９】
図４５は、受信アレーアンテナにおいて、第１の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#2,Rx#4）に対して、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#1,Rx#3）をそれぞれ左方向にDHずらした場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。
【０３００】
図４５では、Rx#1及びRx#2の水平方向の位置がDH異なる。また、Rx#3及びRx#4の水平方向の位置がDH異なる。
【０３０１】
（配置方法２−３Ｃ）
配置方法２−３Ｃは、配置方法２−３Ａ及び配置方法２−３Ｂを組み合わせた方法である。
【０３０２】
例えば、送信アレーアンテナにおいて、第１の送信アンテナ群と第２の送信アンテナ群との間で送信アンテナは、水平方向の位置をDHずらして配置される。同様に、受信アレーアンテナにおいて、第１の受信アンテナ群と第２のアンテナ群との間で受信アンテナは、水平方向の位置をDHずらして配置される。
【０３０３】
なお、水平方向にDHずらす方向は、例えば、第１の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナに対して、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナを右方向又は左方向の何れの方向でもよい。また、水平方向にDHずらす方向は、例えば、第１の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナに対して、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナを右方向又は左方向の何れの方向でもよい。
【０３０４】
図４６は、配置方法２−３Ｃに係る送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図４６では、送信アレーアンテナにおいて、第１の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#2,Tx#4）に対して、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#1,Tx#3）はそれぞれ右方向にDHずらして配置される。また、図４６では、受信アレーアンテナにおいて、第１の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#2,Rx#4）に対して、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#1,Rx#3）はそれぞれ右方向にDHずらして配置される。
【０３０５】
図４７は、配置方法２−３Ｃに係る送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図４７では、送信アレーアンテナにおいて、第１の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#2,Tx#4）に対して、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#1,Tx#3）はそれぞれ右方向にDHずらして配置される。また、図４７では、受信アレーアンテナにおいて、第１の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#2,Rx#4）に対して、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#1,Rx#3）はそれぞれ左方向にDHずらして配置される。
【０３０６】
例えば、受信アンテナ群と送信アンテナ群とで水平方向にDHずらす方向を異なる方向とした配置（例えば、図４７）と比較して、受信アンテナ群と送信アンテナ群とで水平方向にDHずらす方向を同一とした配置（例えば、図４６）の方が、仮想受信アレー配置の中心付近において仮想受信アレー素子がより密に配置されるため、より好適となる。
【０３０７】
以上、配置方法２−３Ａ〜２−３Ｃについてそれぞれ説明した。
【０３０８】
例えば、図４５〜図４７に示す送受信アンテナ配置（例えば、MIMOアレー配置）において、DH及びDVを0.5λ程度とすることにより、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ程度のサイズに設計できる。
【０３０９】
これにより、基本配置１の変形例３では、例えば、図９Ａに示すような平面パッチアンテナを縦横２素子並べた４素子をサブアレーに用いたアンテナ（ただし、アンテナ幅WANT < 2DH,アンテナ高HANT<2DV）を適用できる（図示せず）。
【０３１０】
また、図４５〜図４７に示す送信アレーアンテナには、例えば、図９Ａに示す４素子のサブアレーよりも縦方向及び横方向の間隔が広い、平面パッチアンテナを縦３素子、横３素子ずつ並べた９素子をサブアレーに用いたアンテナ（ただし、アンテナ幅WANT < ３DH,アンテナ高HANT<３DV）を適用できる。
【０３１１】
また、基本配置２の変形例３では、送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナの少なくとも一つにおいて、各送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ又は各受信アンテナ群に含まれる受信アンテナの水平方向の位置が互いに異なる。このため、基本配置２の変形例３では、サブアレーの横方向WANTの素子サイズがDHよりも小さければ、サブアレーの縦方向の素子サイズは任意サイズでよい。例えば、図４５〜図４７の各送信アレーアンテナにおいて、図２５Ａに示す平面パッチアンテナを縦８素子、横１素子並べたサブアレーを用いてもよい。
【０３１２】
（変形例３と変形例１又は変形例２との組み合わせ）
なお、基本配置２の変形例３は、基本配置２の変形例１又は変形例２と組み合わせてもよい。
【０３１３】
例えば、基本配置２の変形例１又は変形例２に係る送信アレーアンテナの配置に対して、更に、送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナの水平方向の位置を、送信アンテナ群間でDHずらした配置としてよい。
【０３１４】
同様に、例えば、基本配置２の変形例１又は変形例２に係る受信アレーアンテナの配置に対して、更に、受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナの水平方向の位置を、受信アンテナ群間でDHずらした配置としてよい。
【０３１５】
図４８、図４９、図５０Ａ、図５０Ｂ、図５１Ａ及び図５１Ｂは、変形例３と、変形例２との組み合わせにおけるアンテナ配置の一例を示す。
【０３１６】
図４８は、NTxGroup=4、NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=4, NRxGroup_ANT=4とし、送信アンテナ群に含まれる各アンテナの水平方向の位置をDHずらした配置の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図４８では、式（１３）のDTxGroupV2=5DHとなり、式（１４）のDTxAntH=5DHとなる。
【０３１７】
図４９は、NTxGroup=4、NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=4, NRxGroup_ANT=4とし、受信アンテナ群に含まれる各アンテナの水平方向の位置をDHずらした配置の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。図４９では、式（１３）のDTxGroupV2=5DHとなり、式（１４）のDTxAntH=5DHとなる。
【０３１８】
図４９では、受信アレーアンテナにおいて、第１の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#4,Rx#8,Rx#12,Rx#16）に対して、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx3,Rx#7,Rx#11,Rx#15）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。また、図４９では、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナに対して、第３の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx2,Rx#6,Rx#10,Rx#14）がそれぞれ右方向にDHずらして配置される。また、図４９では、第３の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナに対して、第４の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx1,Rx#5,Rx#9,Rx#13）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。
【０３１９】
図５０Ａは、NTxGroup=4、NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=4, NRxGroup_ANT=4とし、送信アンテナ群及び受信アンテナ群に含まれる各アンテナの水平方向の位置をDHずらした配置の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例を示し、図５０Ｂは、仮想受信アレーの配置例を示す。図５０Ａでは、式（１３）のDTxGroupV2=5DHとなり、式（１４）のDTxAntH=5DHとなる。
【０３２０】
図５０Ａでは、送信アレーアンテナにおいて、第１の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#4,Tx#8,Tx#12,Tx#16）に対して、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx3,Tx#7,Tx#11,Tx#15）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。また、図５０Ａでは、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナに対して、第３の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx2,Tx#6,Tx#10,Tx#14）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。また、図５０Ａでは、第３の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナに対して、第４の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx1,Tx#5,Tx#9,Tx#13）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。
【０３２１】
また、図５０Ａでは、受信アレーアンテナにおいて、第１の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#4,Rx#8,Rx#12,Rx#16）に対して、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#3,Rx#7,Rx#11,Rx#15）がそれぞれ右方向にDHずらして配置される。また、図５０Ａでは、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナに対して、第３の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#2,Rx#6,Rx#10,Rx#14）がそれぞれ右方向にDHずらして配置される。また、図５０Ａでは、第３の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナに対して、第４の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#1,Rx#5,Rx#9,Rx#13）がそれぞれ右方向にDHずらして配置される。
【０３２２】
図５１Ａは、NTxGroup=4、NTxGroup_ANT=4、NRxGroup=4, NRxGroup_ANT=4とし、送信アンテナ群及び受信アンテナ群に含まれる各アンテナの水平方向の位置をDHずらした配置の場合の送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例を示し、図５１Ｂは、仮想受信アレーの配置例を示す。図５０Ａでは、式（１３）のDTxGroupV2=5DHとなり、式（１４）のDTxAntH=5DHとなる。
【０３２３】
図５１Ａでは、送信アレーアンテナにおいて、第１の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx#4,Tx#8,Tx#12,Tx#16）に対して、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx3,Tx#7,Tx#11,Tx#15）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。また、図５１Ａでは、第１の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナに対して、第３の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx2,Tx#6,Tx#10,Tx#14）がそれぞれ右方向にDHずらして配置される。また、図５１Ａでは、第３の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナに対して、第４の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナ（例えば、Tx1,Tx#5,Tx#9,Tx#13）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。
【０３２４】
また、図５１Ａでは、受信アレーアンテナにおいて、第１の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#4,Rx#8,Rx#12,Rx#16）に対して、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#3,Rx#7,Rx#11,Rx#15）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。また、図５１Ａでは、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナに対して、第３の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#2,Rx#6,Rx#10,Rx#14）がそれぞれ右方向にDHずらして配置される。また、図５１Ａでは、第３の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナに対して、第４の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナ（例えば、Rx#1,Rx#5,Rx#9,Rx#13）がそれぞれ左方向にDHずらして配置される。
【０３２５】
例えば、図４８、図４９、図５０Ａ及び図５１Ａに示す各MIMOアレー配置において、DH及びDVを0.5λ程度とすることにより、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ以上のサイズに設計できる。
【０３２６】
また、例えば、図４８、図４９、図５０Ｂ及び図５１Ｂに示す各仮想受信アレーにおいて、各仮想アレー素子はそれぞれ異なる位置に重なりなく配置されるので、仮想受信アレーの開口長を拡張でき、角度分解能を向上できる。
【０３２７】
なお、送信アンテナ群の数NTxGroupが３以上の場合、各送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナの水平方向の位置を一定方向（右あるいは左方向）にずらして配置でもよく、各送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナの水平方向の位置を右方向又は左方向にずらず方向を、送信アンテナ群毎に可変にしてもよい。同様に、受信アンテナ群の数NRxGroupが３以上の場合、各受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナの水平方向の位置を一定方向（右あるいは左方向）にずらして配置でもよく、各受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナの水平方向の位置を右方向又は左方向にずらず方向を、受信アンテナ群毎に可変にしてもよい。
【０３２８】
何れのアンテナ配置でも、仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子を、DH、DV間隔で密に配置できる。また、DH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子数は、例えば、NTxGroup、NTxGroup_ANT、NRxGroup及びNRxGroup_ANTに依存して増加する。
【０３２９】
例えば、水平方向では、（NTxGroup_ANT×NRxGroup_ANT）−２の仮想アレー素子がDH間隔で並び、垂直方向では（NRxGroup×NTxGroup）−２の仮想アレー素子がDV間隔で並ぶ。仮想受信アレーの中心付近においてDH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子が増加するほど、グレーティングローブ及びサイドローブの低減効果を向上できる。
【０３３０】
また、NTxGroup_ANT及びNRxGroup_ANTが大きいほど、水平方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、水平方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、水平方向の角度分解能を向上できる。同様に、NTxGroup、NRxGroupが大きいほど、垂直方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、垂直方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、垂直方向の角度分解能を向上できる。
【０３３１】
＜基本配置３＞
図５２Ａ〜Ｄは、基本配置３に係る送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。
【０３３２】
（１）送受信アンテナの配置
図５２Ａ〜Ｄでは、送信アレーアンテナにおける送信アンテナ１０６の個数Nt=4個（Tx#1, Tx#2, Tx#3及びTx#4）とし、受信アレーアンテナにおける受信アンテナ２０２の個数Na=4個（Rx#1, Rx#2, Rx#3及びRx#4）とする。
【０３３３】
図５２Ａ〜Ｄに示す送信アレーアンテナは、「第１の送信アンテナ群」（図５２Ａ〜Ｄでは、Tx#2、Tx#4）と、「第２の送信アンテナ群」（図５２Ａ〜Ｄでは、Tx#1、Tx#3）とから構成される。各送信アンテナ群は、それぞれ、垂直方向について位置が同一であり、水平方向（図５２Ａ〜Ｄでは横方向）についてアンテナ間隔が2DHである２つの送信アンテナ素子を含む。また、「第１の送信アンテナ群」と「第２の送信アンテナ群」の垂直方向（図５２Ａ〜Ｄでは縦方向）の間隔は、例えば、2DVとなる。
【０３３４】
また、図５２Ａ〜Ｄにおいて、第１の送信アンテナ群及び第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナの水平方向の位置は、DHずれた互いに異なる位置となる。例えば、第２の送信アンテナ群に含まれる各送信アンテナの水平方向の位置は、第１の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナの水平位置を、＋DHずらした配置又は-DHずらした配置である。
【０３３５】
また、図５２Ａ〜Ｄに示す受信アレーアンテナは、「第１の受信アンテナ群」（図５２Ａ〜Ｄでは、Rx#1、Rx#2）と、「第２の受信アンテナ群」（図５２Ａ〜Ｄでは、Rx#3、Rx#4）とから構成される。各受信アンテナ群は、それぞれ、水平方向について位置が同一であり、垂直方向についてアンテナ間隔が2DVである２つの受信アンテナ素子を含む。また、「第１の受信アンテナ群」と「第２の受信アンテナ群」の水平方向の間隔は、例えば、2DHとなる。
【０３３６】
また、図５２Ａ〜Ｄにおいて、第１の受信アンテナ群及び第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナの垂直方向の位置は、DVずれた互いに異なる位置となる。例えば、第２の受信アンテナ群に含まれる各受信アンテナの垂直方向の位置は、第１の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナの垂直位置を、＋DVずらした配置又は-DVずらした配置である。
【０３３７】
例えば、図５２Ａ及び図５２Ｃに示す送受信アンテナ配置において、送信アレーアンテナに含まれる送信アンテナのそれぞれの配置位置と、受信アレーアンテナに含まれる受信アンテナのそれぞれの配置位置とは、水平方向及び垂直方向により構成される２次元平面において、例えば、＋９０°又は-９０°回転させた関係にある。
【０３３８】
また、図５２Ｂ及び図５２Ｄに示す送受信アンテナ配置において、送信アレーアンテナに含まれる送信アンテナのそれぞれの配置位置と、受信アレーアンテナに含まれる受信アンテナのそれぞれの配置位置とは、水平方向及び垂直方向により構成される２次元平面において、例えば、＋９０°又は-９０°回転させ、かつ、反転させた関係にある。
【０３３９】
なお、第１の送信アンテナ群に対する第２の送信アンテナ群の水平方向のずれ量ΔHTxの組み合わせ２種類（＋DH、-DH）、及び、第１の受信アンテナ群に対する第２の受信アンテナ群の垂直方向のずれ量ΔVRxの組み合わせ２種類（＋DV、-DV）は、いずれの組み合わせでもよい。ここで、例えば、図５２Ａ〜Ｄにおいて＋DH方向は右方向とし、-DHは左方向とする。また、図５２Ａ〜Ｄにおいて＋DV方向は上方向とし、-DVは下方向とする。
【０３４０】
例えば、４種類の組み合わせ構成(ΔHTx、ΔVRx）=（＋DH、＋DV）、（＋DH、-DV）、（-DH、＋DV）、（DH、-DV）のいずれの組み合わせでもよい。一例として、図５２Ａ〜Ｄは、(ΔHTx、ΔVRx）=（-DH、-DV）、（-DH、＋DV）、（＋DH、＋DV）、（＋DH、-DV）の場合のMIMOアレー配置及び仮想受信アレーの配置をそれぞれ示す。
【０３４１】
図５２Ａ〜Ｄに示す各アンテナ群ずれ量の場合のMIMOアレー配置により得られる仮想受信アレー配置は、それぞれ、回転対称性のある配置となり、同様の測角性能の特性が得られる。
【０３４２】
例えば、図５２Ａに示す水平方向（横方向）がX軸に対応し、図５２Ａに示す垂直方向（縦方向）がY軸方向に対応することを仮定する。
【０３４３】
例えば、図５２Ａに示すアンテナ配置の場合、送信アレーアンテナを構成する送信アンテナ１０６の位置座標は、送信アンテナTx#1の位置座標（XT_#1,YT_#1）を基準として、送信アンテナTx#2の位置座標（XT_#2,YT_#2）=（XT_#1+DH,YT_#1+2DV）、送信アンテナTx#3の位置座標（XT_#3,YT_#3）=（XT_#1+2DH,YT_#1）、及び、送信アンテナTx#4の位置座標（XT_#4,YT_#4）=（XT_#1+3DH,YT_#1+2DV）と表される。
【０３４４】
同様に、受信アレーアンテナを構成する受信アンテナ２０２の位置座標は、受信アンテナRx#1の位置座標（XR_#1,YR_#1）を基準として、受信アンテナRx#2の位置座標（XR_#2,YR_#2）=（XR_#1,YR_#1+2DV）、受信アンテナRx#3の位置座標（XR_#3,YR_#3）=（XR_#1+ 2DH,YR_#1 - DV）、及び、受信アンテナRx#4の位置座標（XR_#4,YR_#4）=（XR_#1+2DH,YR_#1+DV）と表される。
【０３４５】
（２）仮想受信アレーの配置
上述した図５２Ａ〜Ｄに示す送受信アンテナ配置によって構成される仮想受信アレー（仮想アンテナVA#1〜VA#16）の配置は以下のような特徴を有する。
【０３４６】
例えば、図５２Ａに示す送信アレーアンテナの配置及び受信アレーアンテナの配置により、仮想受信アレーVA#1〜VA#16の位置座標（XV_#1,YV_#1）〜（XV_#16,YV_#16）は、それぞれ以下のようになる。なお、ここでは、VA#1を仮想受信アレーの位置基準（０，０）として表している。
（0,0）, （DH, 2DV）, （2DH, 0）, （3DH, 2DV）, （0, 2DV）, （DH, 4DV）, （2DH, 2DV）, （3DH, 4V）, （2DH, - DV）, （3DH, DV）, （4DH, - DV）, （5DH, DV）, （2DH, DV）, （3DH, 3DV）, （4DH, DV）, （5DH, 3DV）
【０３４７】
このように、図５２Ａ〜Ｄに示す仮想受信アレーの配置では、各仮想受信アレー素子はそれぞれ異なる位置に重なりなく配置される。このため、仮想受信アレーの開口長を拡張できるので、メインローブが狭まり、角度分解能を向上できる。
【０３４８】
また、図５２Ａ〜Ｄに示す仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子VA#4, VA#7, VA#10及びVA#13は、水平方向にDH間隔、垂直方向にDV間隔でそれぞれ密に配置される。一例として、図５２Ａ〜Ｄにおいて、間隔DH及び間隔DVを0.5λ程度とした場合、仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子は、水平方向にDH=0.5λ間隔、垂直方向にDV=0.5λ間隔で配置される。これにより、基本配置１（例えば、図８を参照）と同様、グレーティングローブを低減できる。
【０３４９】
また、例えば、図５２Ａ〜Ｄに示すMIMOアレー配置において、間隔DH及び間隔DVを0.5λ程度とした場合、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ以上のサイズに設計できる。
【０３５０】
これにより、例えば、図９Ａに示すような、平面パッチアンテナを縦横に２素子ずつ並べた４素子をサブアレーに用いたアンテナ（ただし、アンテナ幅WANT < 2DH,アンテナ高HANT<2DV）を、図５２Ａ〜Ｄに示す送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナの少なくとも一つの各アンテナに適用できる。
【０３５１】
なお、第１の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数（以下、「NTxHGroup1_ANT」と表す）と、第２の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数（以下、「NTxHGroup2_ANT」と表す）とは同数又は１アンテナ分の差分があってよい。例えば、｜NTxHGroup1_ANT-NTxHGroup2_ANT｜=０ or 1とする。
【０３５２】
同様に、第１の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数（以下、「NRxVGroup1_ANT」と表す）と、第２の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数（以下、「NRxVGroup2_ANT」と表す）とは同数又は１アンテナ分の差分があってよい。例えば、｜NRxVGroup1_ANT-NRxVGroup2_ANT｜=０ or 1とする。
【０３５３】
図５３Ａ〜Ｄは、第１の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数NTxHGroup1_ANTと第２の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数NTxHGroup2_ANTとに１アンテナ分の差分があり、第１の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナの数NRxVGroup1_ANTと第２の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数NRxVGroup2_ANTとが同数の場合のMIMOアレーアンテナ数が最小となる構成例を示す。
【０３５４】
図５３Ａ〜Ｄに示すように、｜NTxHGroup1_ANT-NTxHGroup2_ANT｜=1かつ｜NRxVGroup1_ANT-NRxVGroup2_ANT｜=0の場合のMIMOアレーアンテナ数が最小となる構成は、送信アンテナ数が３となり、受信アンテナ数が４（NRxVGroup1_ANT=NRxVGroup2_ANT=2）となる構成であり、例えば、図５３Ａ〜Ｄの４通りのパターンが存在する。
【０３５５】
図５３Ａは、NTxHGroup1_ANT=1（Tx#2）、NTxHGroup2_ANT=2（Tx#1,Tx#3）、(ΔHTx、ΔVRx）=（-DH、-DV）の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０３５６】
図５３Ｂは、NTxHGroup1_ANT=1（Tx#2）、NTxHGroup2_ANT=2（Tx#1,Tx#3）、(ΔHTx、ΔVRx）=（-DH、＋DV）の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０３５７】
図５３Ｃは、NTxHGroup1_ANT=2（Tx#2,Tx#3）、NTxHGroup2_ANT=1（Tx#1）、(ΔHTx、ΔVRx）=（＋DH、-DV）の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０３５８】
図５３Ｄは、NTxHGroup1_ANT=2（Tx#2,Tx#3）、NTxHGroup2_ANT=1（Tx#1）、 (ΔHTx、ΔVRx）=（＋DH、＋DV）の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０３５９】
図５４Ａ〜Ｄは、第１の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数NTxHGroup1_ANTと第２の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数NTxHGroup2_ANTとが同数であり、第１の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナの数NRxVGroup1_ANTと第２の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数NRxVGroup2_ANTとに１アンテナ分の差分がある場合のMIMOアレーアンテナ数が最小となる構成例を示す。
【０３６０】
図５４Ａ〜Ｄに示すように、｜NTxHGroup1_ANT-NTxHGroup2_ANT｜=0かつ｜NRxVGroup1_ANT-NRxVGroup2_ANT｜=1の場合のMIMOアレーアンテナ数が最小となる構成は、送信アンテナ数が４（NTxVGroup1_ANT=NTxVGroup2_ANT=２）となり、受信アンテナ数が３となる構成であり、例えば、図５４Ａ〜Ｄの４通りのパターンが存在する。
【０３６１】
図５４Ａは、NRxHGroup1_ANT=1(Rx#1)、NRxHGroup2_ANT=2(Rx#2,Rx#3)、(ΔHTx、ΔVRx）=（-DH、＋DV）の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０３６２】
図５４Ｂは、NRxHGroup1_ANT=1(Rx#1)、NRxHGroup2_ANT=2(Rx#2,Rx#3)、(ΔHTx、ΔVRx）=（＋DH、＋DV）の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０３６３】
図５４Ｃは、NRxHGroup1_ANT=2(Rx#1,Rx#2)、NRxHGroup2_ANT=1(Rx#3)、(ΔHTx、ΔVRx）=（-DH、-DV）の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０３６４】
図５４Ｄは、NRxHGroup1_ANT=2(Rx#1,Rx#2)、NRxHGroup2_ANT=1(Rx#3)、(ΔHTx、ΔVRx）=（＋DH、-DV）の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０３６５】
図５５Ａ〜Ｄは、第１の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数NTxHGroup1_ANTと第２の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数NTxHGroup2_ANTとに１アンテナ分の差分があり、第１の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナの数NRxVGroup1_ANTと第２の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数NRxVGroup2_ANTとに１アンテナ分の差分がある場合のMIMOアレーアンテナ数が最小となる構成例を示す。
【０３６６】
図５５Ａ〜Ｄに示すように、｜NTxHGroup1_ANT-NTxHGroup2_ANT｜=1かつ｜NRxVGroup1_ANT-NRxVGroup2_ANT｜=1の場合のMIMOアレーアンテナ数が最小となる構成は、送信アンテナ数が３となり、受信アンテナ数が３となる構成であり、例えば、図５５Ａ〜Ｄの４通りのパターンが存在する。
【０３６７】
図５５Ａは、NTxVGroup1_ANT=1（Tx#2）、NTxVGroup2_ANT=2（Tx#1,Tx#3）、NRxHGroup1_ANT=2(Rx#1,Rx#2)、NRxHGroup2_ANT=1(Rx#3)、(ΔHTx、ΔVRx）=（-DH、-DV）の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０３６８】
図５５Ｂは、NTxVGroup1_ANT=1（Tx#2）、NTxVGroup2_ANT=2（Tx#1,Tx#3）、NRxHGroup1_ANT=1(Rx#1)、NRxHGroup2_ANT=2(Rx#2,Rx#3)、(ΔHTx、ΔVRx）=（-DH、＋DV）の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０３６９】
図５５Ｃは、NTxVGroup1_ANT=2（Tx#2,Tx#3）、NTxVGroup2_ANT=1（Tx#1）、NRxHGroup1_ANT=2(Rx#1,Rx#2)、NRxHGroup2_ANT=1(Rx#3)、(ΔHTx、ΔVRx）=（＋DH、-DV）の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０３７０】
図５５Ｄは、NTxVGroup1_ANT=2（Tx#2,Tx#3）、NTxVGroup2_ANT=1（Tx#1）、NRxHGroup1_ANT=1(Rx#1)、NRxHGroup2_ANT=2(Rx#2,Rx#3)、(ΔHTx、ΔVRx）=（＋DH、＋DV）の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０３７１】
例えば、図５５Ａ〜Ｄにおいて、送信アレーアンテナは３つの送信アンテナを含み、受信アレーアンテナは３つの受信アンテナを含む。
【０３７２】
また、３つの送信アンテナのうち２つの送信アンテナ（例えば、１つの送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ）は、例えば、水平方向に2DH（換言すると、DHの２倍の間隔）離れて配置される。また、３つの送信アンテナのうち残りの１つの送信アンテナは、例えば、水平方向に、上記２つの送信アンテナからそれぞれDH間隔離れて（換言すると、中間位置）配置され、垂直方向に、上記２つの送信アンテナから2DV間隔（換言すると、DVの２倍の間隔）離れて配置される。
【０３７３】
同様に、３つの受信アンテナのうち２つの受信アンテナ（例えば、１つの受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ）は、例えば、垂直方向に2DV（換言すると、DVの２倍の間隔）離れて配置される。また、３つの受信アンテナのうち残りの１つの受信アンテナは、例えば、垂直方向に、上記２つの受信アンテナからそれぞれDV間隔離れて（換言すると、中間位置に）配置され、水平方向に、上記２つの受信アンテナから2DH間隔（換言すると、DHの２倍の間隔）離れて配置される。
【０３７４】
換言すると、図５５Ａ〜Ｄにおいて、３つの送信アンテナのそれぞれの配置位置と、３つの受信アンテナのそれぞれの配置位置とは、水平方向（例えば、X軸）及び垂直方向（例えば、Y軸）により構成される２次元平面において回転対称の関係にある。例えば、図５２Ａ〜Ｄでは、送信アレーアンテナと、受信アレーアンテナとは、±90度回転させた関係にある。
【０３７５】
なお、基本配置３、及び、基本配置３の各変形例に係る送受信アンテナ配置には、少なくとも、上述した３つの送信アンテナ又は３つの受信アンテナの配置関係を有するアンテナ配置が含まれている。
【０３７６】
図５２Ａ〜Ｄ、図５３Ａ〜Ｄ、図５４Ａ〜Ｄ及び図５５Ａ〜Ｄに示す仮想受信アレーの各仮想アレー素子はそれぞれ異なる位置に重なりなく配置されるので、仮想受信アレーの開口長を拡張でき、角度分解能を向上できる。
【０３７７】
また、仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子は、DH、DV間隔で密に配置される。一例として、図５２Ａ〜Ｄ、図５３Ａ〜Ｄ、図５４Ａ〜Ｄ及び図５５Ａ〜Ｄにおいて、間隔DH及び間隔DVを0.5λ程度とした場合、仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子は、水平方向にDH=0.5λ間隔、垂直方向にDV=0.5λ間隔で配置される。これにより、グレーティングローブを低減できる。
【０３７８】
また、例えば、基本配置３のMIMOアレー配置において、間隔DH及び間隔DVを0.5λ程度とした場合、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ程度以上のサイズに設計できる。
【０３７９】
これにより、例えば、図９Ａに示すような、平面パッチアンテナを縦横２素子ずつ並べた４素子をサブアレーに用いたアンテナ（ただし、アンテナ幅WANT < 2DH,アンテナ高HANT<2DV）を、図５２Ａ〜Ｄ、図５３Ａ〜Ｄ、図５４Ａ〜Ｄ及び図５５Ａ〜Ｄに示す送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナの少なくとも一つの各アンテナ素子に適用できる。
【０３８０】
また、送信アンテナ１０６の場合、横方向WANTの素子サイズがDHよりも小さければ、縦方向には任意サイズのアンテナを用いることができる。
【０３８１】
例えば、図５６Ａは、図５２Ａに示すアンテナ配置に対して、図２５Ａに示す平面パッチアンテナを縦８素子、横１素子並べたサブアレーを適用した場合の例を示す。なお、図５６Ｂに示すように、図５６Ａに示す送信アレーアンテナに加え、無給電素子（ダミー素子）が配置されてよい。無給電素子により、隣接するアンテナによるアンテナ間結合の影響を各アンテナで均一化でき、各送信アンテナ（Tx#1〜#4）の指向特性を均一化できる。
【０３８２】
このように、基本配置３に係るアンテナ配置において、サブアレー構成のアンテナを用いることにより、アンテナの指向性利得を向上でき、レーダ装置１０における検知性能（例えば、検知距離）を向上できる。
【０３８３】
方向推定部２１４は、上述した送受信アンテナ配置から得られる仮想受信アレーの受信信号を用いて、水平方向及び垂直方向の方向推定処理を行う。なお、方向推定部２１４における基本配置３の仮想受信アレーに対する処理は、基本配置１と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【０３８４】
図５７は、例えば、図５２Ａに示すように、送信アンテナ１０６の数Nt=4及び受信アンテナ２０２の数Na=4のMIMOアレー配置（DH=0.5λ、DV=0.5λ）を用いた場合に、方向推定部２１４の到来方向推定アルゴリズムとしてビームフォーマ法を用いた場合の方向推定結果の一例を示す。すなわち、図５７では、送信アンテナ１０６の水平方向及び垂直方向のアンテナ間隔が１λ以上となり、受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向のアンテナ間隔も１λ以上となる。なお、各アンテナの指向性は、無指向性として算出している。
【０３８５】
図５７では、ターゲット真値を水平０度、垂直０度とした場合の水平方向±90度範囲、及び、垂直方向±90度範囲における到来方向推定評価関数値の出力をプロットしている。
【０３８６】
図５７では、ターゲット真値の水平０度、垂直０度以外の方向において、例えば、図１Ａと比較して、グレーティングローブが低減されていることが確認できる。例えば、図５７では、水平０度、垂直０度方向のメインローブのピーク電力値に対する、水平０度、垂直０度以外の方向のメインローブを除いた最も高いサイドローブのピーク電力値の比（PSLR）は0.3程度となっている。
【０３８７】
以上のように、基本配置３に係るMIMOアレー配置を用いることで、送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナに用いるアンテナの縦方向又は横方向の素子サイズが１λ程度でも、仮想受信アレーにおける水平方向及び垂直方向のアンテナ間隔を0.5λ程度となる素子間隔を含むように配置でき、グレーティングローブを低減できる。また、例えば、図５２Ａに示す仮想受信アレーの各仮想アレー素子は重なりなく配置されるので、仮想受信アレーの開口長を拡張でき、角度分解能を向上できる。
【０３８８】
＜基本配置３の変形例１＞
基本配置３では、送信アンテナ１０６の数及び受信アンテナ２０２の数を、送信４素子（Nt=4）及び受信４素子（Na=4）の構成（例えば、図５２Ａ〜Ｄ）、送信３素子（Nt=3）及び受信４素子（Na=4）の構成（例えば、図５３Ａ〜Ｄ）、送信４素子（Nt=4）及び受信３素子（Na=3）の構成（例えば、図５４Ａ〜Ｄ）、及び、最小構成として送信３素子（Nt=3）及び受信３素子（Na=3）の構成（例えば、図５５Ａ〜Ｄ）について説明した。しかし、送信アンテナ数Nt及び受信アンテナ数Naはこれらの数に限定されない。
【０３８９】
基本配置３の変形例１では、基本配置３に対して、MIMOアレーのアンテナ数を増加させた配置について説明する。
【０３９０】
例えば、送信アレーアンテナにおいて、第１の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数NTxHGroup1_ANT、及び、第２の送信アンテナ群に含まれるアンテナ数NTxHGroup2_ANTを増加させてよい。また、受信アレーアンテナにおいて、第１の受信アンテナ群に含まれるアンテナの数NRxVGroup1_ANT、及び第２の受信垂直方向アンテナ群に含まれるアンテナ数NRxVGroup2_ANTを増加させてよい。
【０３９１】
図５８は、NTxHGroup1_ANT=2（Tx#2,Tx#4）、NTxHGroup2_ANT=2（Tx#1,Tx#3）、NRxVGroup1_ANT=3(Rx#1,Rx#2,Rx#3)、NRxVGroup2_ANT=3(Rx#4,Rx#5,Rx#6)の場合のMIMOアレー配置例及び仮想受信アレー配置例を示す。なお、図５８では、(ΔHTx、ΔVRx）=（-DH、-DV）の場合を示すが、(ΔHTx、ΔVRx）=（-DH、＋DV）、（＋DH、-DV）（＋DH、＋DV）としてもよい。
【０３９２】
図５９は、NTxHGroup1_ANT=2（Tx#2,Tx#4）、NTxHGroup2_ANT=2（Tx#1,Tx#3）、NRxVGroup1_ANT=3(Rx#1,Rx#2,Rx#3)、NRxVGroup2_ANT=2(Rx#4,Rx#5)の場合のMIMOアレー配置例及び仮想受信アレー配置例を示す。なお、図５９では、(ΔHTx、ΔVRx）=（-DH、-DV）の場合を示すが、(ΔHTx、ΔVRx）=（＋DH、-DV）としてもよい。
【０３９３】
図６０は、NTxHGroup1_ANT=4（Tx#2,Tx#4,Tx#6,Tx#8）、NTxHGroup2_ANT=4（Tx#1,Tx#3,Tx#5,Tx#7）、NRxVGroup1_ANT=3(Rx#1,Rx#2,Rx#3)、NRxVGroup2_ANT=3(Rx#4,Rx#5,Rx#6)の場合のMIMOアレー配置例及び仮想受信アレー配置例を示す。なお、図６０では、(ΔHTx、ΔVRx）=（-DH、-DV）の場合を示すが、(ΔHTx、ΔVRx）=（-DH、＋DV）、（＋DH、-DV）（＋DH、＋DV）としてもよい。
【０３９４】
図６１は、NTxHGroup1_ANT=3（Tx#2,Tx#4,Tx#6）、NTxHGroup2_ANT=4（Tx#1,Tx#3,Tx#5,Tx#7）、NRxVGroup1_ANT=3(Rx#1,Rx#2,Rx#3)、NRxVGroup2_ANT=3(Rx#4,Rx#5,Rx#6)の場合のMIMOアレー配置例及び仮想受信アレー配置例を示す。なお、図６１では、(ΔHTx、ΔVRx）=（-DH、-DV）の場合を示すが、(ΔHTx、ΔVRx）=（-DH、＋DV）としてもよい。
【０３９５】
図５８〜図６１に示す各MIMOアレー配置において、例えば、DH及びDVを0.5λ程度とすることにより、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ程度以上のサイズに設計できる。
【０３９６】
また、例えば、図５８〜図６１に示す各仮想受信アレーにおいて、各仮想アレー素子はそれぞれ異なる位置に重なりなく配置されるので、仮想受信アレーの開口長を拡張でき、角度分解能を向上できる。
【０３９７】
また、図５８〜図６１に示す各仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子を、DH、DV間隔で密に配置できる。また、DH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子数は、NTxHGroup1_ANT、NTxHGroup2_ANT、NRxVGroup1_ANT及びNRxVGroup2_ANTに依存して増加する。
【０３９８】
例えば、仮想受信アレーにおいて、水平方向では（NTxHGroup1_ANT＋NTxHGroup2_ANT）の仮想アレー素子がDH間隔で並び、垂直方向では（NRxVGroup1_ANT+NRxVGroup2_ANT）の仮想アレー素子がDV間隔で並ぶ。また、仮想受信アレーにおいて、水平方向における（NTxHGroup1_ANT＋NTxHGroup2_ANT）−２のDH間隔の仮想アレー素子と、垂直方向における（NRxVGroup1_ANT+NRxVGroup2_ANT）−２のDV間隔の仮想アレー素子と、が縦横の矩形状に並ぶ。
【０３９９】
仮想受信アレーの中心付近においてDH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子数が増加するほど、グレーティングローブ及びサイドローブの低減効果を向上できる。
【０４００】
また、NTxGroup1_ANT、NTxHGroup2_ANTが大きいほど、水平方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、水平方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、水平方向の角度分解能を向上できる。同様に、NRxVGroup1_ANT、NRxVGroup2_ANTが大きいほど、垂直方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、垂直方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、垂直方向の角度分解能を向上できる。
【０４０１】
図６２は、例えば、図６０に示すように、送信アンテナ１０６の数Nt=8及び受信アンテナ２０２の数Na=6のMIMOアレー配置（NTxGroup1_ANT=4、NTxGroup2_ANT=4、NRxGroup1_ANT=3、NRxGroup2_ANT=3、DH=0.5λ、DV=0.5λ）を用いた場合に、方向推定部２１４の到来方向推定アルゴリズムとしてビームフォーマ法を用いた場合の方向推定結果の一例を示す。なお、各アンテナの指向性は、無指向性として算出している。
【０４０２】
図６２では、ターゲット真値を水平０度、垂直０度とした場合の水平方向±90度範囲、及び、垂直方向±90度範囲における到来方向推定評価関数値の出力をプロットしている。
【０４０３】
図６２では、ターゲット真値の水平０度、垂直０度以外の方向において、グレーティングローブが低減されていることが確認できる。例えば、図６２では、水平０度、垂直０度方向のメインローブのピーク電力値に対する、メインローブを除いた最も高いサイドローブのピーク電力値の比（PSLR）は0.13程度となっており、例えば、図５２Ａと比較して、NTxHGroup1_ANT、NTxHGroup2_ANTおよびNRxVGroup1_ANT、NRxVGroup2_ANTを増加させることにより、サイドローブの低減効果の向上が確認できる。また、図６２では、図５７と比較して、メインローブのピークも鋭くなっており、NTxHGroup1_ANT、NTxHGroup2_ANTおよびNRxVGroup1_ANT、NRxVGroup2_ANTの増加によって、角度分解能の向上が確認できる。
【０４０４】
＜基本配置３の変形例２＞
以下、基本配置３の変形例２におけるアンテナ配置方法３−２Ａ及び３−２Ｂについてそれぞれ説明する。
【０４０５】
（配置方法３−２Ａ）
基本配置３の変形例１では、受信アレーアンテナの受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数NRxVGroup1_ANT、NRxVGroup2_ANTを増加することにより、垂直方向に並ぶ仮想アレー素子数を増大させる場合について説明した。これに限らず、例えば、送信アレーアンテナにおいて、送信アンテナ群の数NTxGroupを増加することでも、仮想受信アレーにおいて垂直方向に並ぶ仮想アレー素子数を増大できる。
【０４０６】
この場合、送信アンテナ群の垂直方向のアンテナ間隔を、例えば、一定の値（例えば、2DV）としてよいが、受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数NRxVGroup1_ANT、NRxVGroup2_ANTに依存して、仮想受信アレー配置は仮想アレー素子が重複する配置になり得る。
【０４０７】
そこで、仮想受信アレー配置において重複する仮想アレー素子が含まれない配置とするには、例えば、送信アンテナ群の垂直方向のアンテナ間隔のうち、偶数番目のアンテナ間隔に、以下のような間隔DTxHGroupVを用いてよい。
【数１５】
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【０４０８】
例えば、NRxVGroup1_ANT=NRxVGroup2_ANT=2の場合、DTxHGroupV=2DVとなり、NRxVGroup1_ANT=NRxVGroup2_ANT=3の場合、DTxHGroupV=4DVとなる。
【０４０９】
例えば、送信アンテナ群の数NTxHGroup=3の場合、３個の送信アンテナ群の間隔は、{2DV、DTxHGroupV}とする。また、送信アンテナ群の数NTxHGroup=4の場合、４個の送信アンテナ群の間隔は、{2DV、DTxHGroupV、2DV}とする。同様に、NRxGroup_ANT=5の場合、５個の送信アンテナ群の間隔は、{2DV、DTxHGroupV、2DV、DTxHGroupV}とする。
【０４１０】
図６３は、NRxVGroup=2、NTxHGroup=4、NTxHGroup1_ANT=2、NTxHGroup2_ANT=2、NTxHGroup3_ANT=2、NTxHGroup4_ANT=2、NRxVGroup1_ANT=2、NRxVGroup2_ANT=2の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。なお、「NTxHGroup3_ANT」は、第３番目の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数を表し、「NTxHGroup4_ANT」は、第４番目の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数を表す。図６３では、式（１５）のDTxHGroupV=2DVとなる。
【０４１１】
なお、図６３では、第１の受信アンテナ群(Rx#1,Rx#2)に対する第２の受信アンテナ群(Rx#3,Rx#4)のずれ量ΔVRx(2,1)は、ΔVRx(2,1)=-DVの場合を示すが、ΔVRx(2,1)=＋DVとしてもよい。
【０４１２】
また、図６３では、第１の送信アンテナ群（Tx#4,Tx#8）に対する第２の送信アンテナ群（Tx#3,Tx#7）のずれ量ΔHTx(2,1)を-DHとし、第２の送信アンテナ群に対する第３の送信アンテナ群（Tx#2,Tx#6）のずれ量ΔHTx(3,2)を＋DHとし、第３の送信アンテナ群に対する第４の送信アンテナ群（Tx#1,Tx#5）のずれ量ΔHTx(4,3)を-DHとする。ただし、各ずれ量は２種類（＋DV、-DV）の何れの組み合わせでもよい。なお、図６３において、＋DV方向は上方向とし、-DVは下方向とし、＋DH方向は右方向とし、-DHは左方向とする。
【０４１３】
また、図６４は、NRxVGroup=2、NTxHGroup=4、NTxHGroup1_ANT=2、NTxHGroup2_ANT=2、NTxHGroup3_ANT=2、NTxHGroup4_ANT=2、NRxVGroup1_ANT=3、NRxVGroup2_ANT=3の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図６４では、式（１５）のDTxHGroupV=4DVとなる。
【０４１４】
なお、図６４では、第１の受信アンテナ群(Rx#1,Rx#2,Rx#3)に対する第２の受信アンテナ群(Rx#4,Rx#5,Rx#6)のずれ量ΔVRx(2,1)は、ΔVRx(2,1)=-DVの場合を示すが、ΔVRx(2,1)=＋DVとしてもよい。
【０４１５】
また、図６４では、第１の送信アンテナ群（Tx#4,Tx#8）に対する第２の送信アンテナ群（Tx#3,Tx#7）のずれ量ΔHTx(2,1)は、-DHとし、第２の送信アンテナ群に対する第３の送信アンテナ群（Tx#2,Tx#6）のずれ量ΔHTx(3,2)は、＋DHとし、第３の送信アンテナ群に対する第４の送信アンテナ群（Tx#1,Tx#5）のずれ量ΔHTx(4,3)は、-DHとする。ただし、各ずれ量は２種類（＋DV、-DV）の何れの組み合わせでもよい。なお、図６４において、＋DV方向は上方向とし、-DVは下方向とし、＋DH方向は右方向とし、-DHは左方向とする。
【０４１６】
なお、仮想受信アレーの中心付近に不等間隔（例えば、DH及びDVよりも大きい間隔）となる配置が含まれてよい場合、DTxHGroupVは、式（１５）の値よりも大きい値でもよい。
【０４１７】
（配置方法３−２Ｂ）
基本配置３の変形１では、送信アレーアンテナの各送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数NTxHGroup1_ANT、NTxHGroup2_ANTを増加することにより、水平方向に並ぶ仮想アレー素子数を増大させる場合について説明した。これに限らず、例えば、受信アレーアンテナにおいて、受信アンテナ群の数ＮRxVGroupを増加することでも、仮想受信アレーにおいて水平方向に並ぶ仮想アレー素子数を増大できる。
【０４１８】
この場合、受信アンテナ群の水平方向のアンテナ間隔を、例えば、一定の値（例えば、2DH）としてもよいが、送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数NTxHGroup1_ANT、NTxHGroup2_ANTに依存して、仮想受信アレー配置は仮想アレー素子が重複する配置になり得る。
【０４１９】
そこで、仮想受信アレー配置において重複する仮想アレー素子が含まれない配置とするには、例えば、受信アンテナ群の水平方向の間隔のうち、偶数番目の間隔に、以下のような間隔DRxVGroupHを用いてよい。
【数１６】
2020153871.tif 000018
【０４２０】
例えば、NTxHGroup1_ANT=NTxHGroup2_ANT=2の場合、DRxVGroupH=2DHとなり、NTxHGroup1_ANT=NTxHGroup2_ANT=3の場合、DRxVGroupH=4DHとなる。
【０４２１】
例えば、受信アンテナ群の数NRxVGroup=3の場合、３個の受信アンテナ群間の水平方向の間隔は、{2DH、DRxVGroupH}とする。また、受信アンテナ群の数NRxVGroup=4の場合、４個の受信アンテナ群の水平方向の間隔は、{2DH、DRxVGroupH、2DH}とする。同様に、受信アンテナ群の数NRxVGroup=5の場合、５個の受信アンテナ群の水平方向の間隔は、{2DH、DRxVGroupH、2DH、DRxVGroupH}とする。
【０４２２】
図６５は、NTxHGroup=2、NRxVGroup=4、NTxHGroup1_ANT=2、NTxHGroup2_ANT=2、NRxVGroup1_ANT=2、NRxVGroup2_ANT=2、NRxVGroup3_ANT=2、NRxVGroup4_ANT=2の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。なお、「NRxVGroup3_ANT」は、第３番目の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数を表し、「NRxVGroup4_ANT」は、第４番目の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数を表す。図６５では、式（１６）のDRxVGroupH=2DHとなる。
【０４２３】
なお、図６５では、第１の送信アンテナ群（Tx#2,Tx#4）に対する第２の送信アンテナ群（Tx#1,Tx#3）のずれ量ΔHTx(2,1)のは、ΔHTx(2,1)=-DHの場合を示すが、ΔHTx(2,1)=＋DHとしてもよい。
【０４２４】
また、図６５では、第１の受信アンテナ群(Rx#1,Rx#2)に対する第２の受信アンテナ群(Rx#3,Rx#4)のずれ量ΔVRx(2,1)を-DVとし、第２の受信アンテナ群に対する第３の受信アンテナ群(Rx#5,Rx#6)のずれ量ΔVRx(3,2)を＋DVとし、第３の受信アンテナ群に対する第４の受信アンテナ群(Rx#7,Rx#8)のずれ量ΔVRx(4,3)を-DVとする。ただし、各ずれ量は２種類（＋DV、-DV）の何れの組み合わせでもよい。なお、図６５において、＋DV方向は上方向とし、-DVは下方向とする。
【０４２５】
図６６は、NTxHGroup=2、NRxVGroup=4、NTxHGroup1_ANT=3、NTxHGroup2_ANT=3、NRxVGroup1_ANT=2、NRxVGroup2_ANT=2、NRxVGroup3_ANT=2、NRxVGroup4_ANT=2の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図６６では、式（１６）のDRxVGroupH=4DHとなる。
【０４２６】
なお、第１の送信アンテナ群（Tx#2,Tx#4,Tx#6）に対する第２の送信アンテナ群（Tx#1,Tx#3,Tx#5）のずれ量ΔHTx(2,1)は、ΔHTx(2,1)=-DHの場合を示すが、ΔHTx(2,1)=＋DHとしてもよい。
【０４２７】
また、図６６では、第１の受信アンテナ群(Rx#1,Rx#2)に対する第２の受信垂直方向アンテナ群(Rx#3,Rx#4)のずれ量ΔVRx(2,1)を-DVとし、第２の受信アンテナ群に対する第３の受信アンテナ群(Rx#5,Rx#6)のずれ量ΔVRx(3,2)を＋DVとし、第３の受信アンテナ群に対する第４の受信アンテナ群(Rx#7,Rx#8)のずれ量ΔVRx(4,3)を-DVとする。ただし、各ずれ量は２種類（＋DV、ーDV）の何れの組み合わせでもよい。なお、図６６において、＋DV方向は上方向とし、-DVは下方向とし、＋DH方向は右方向とし、-DHは左方向とする。
【０４２８】
また、仮想受信アレーの中心付近に不等間隔（例えば、DH及びDVよりも大きい間隔）となる配置が含まれてよい場合、DRxVGroupHは、式（１６）の値よりも大きい値でもよい。
【０４２９】
以上、基本配置３の変形例２における配置方法３−２Ａ及び３−２Ｂについてそれぞれ説明した。
【０４３０】
例えば、図６３〜図６６に示す送受信アンテナ配置（例えば、MIMOアレー配置）において、例えば、DH及びDVを0.5λ程度とすることにより、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ程度以上のサイズに設計できる。
【０４３１】
また、例えば、図６３〜図６６に示す仮想受信アレーにおいて、各仮想アレー素子はそれぞれ異なる位置に重なりなく配置されるので、仮想受信アレーの開口長を拡張でき、角度分解能を向上できる。
【０４３２】
また、例えば、図６３〜図６６に示す仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子を、DH、DV間隔で密に配置できる。また、DH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子数は、送信アンテナ群の数NTxHGroup、及び、各送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数NTxHGroup(ntvg)_ANT（ここで、ntvg=1,…, NTxHGroupである）と、受信アンテナ群の数NRxVGroup、及び、各受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数NRxVGroup(nrhg)_ANT（ここで、nrhg=1,…, NRxVGroupである）とに依存して増加する。
【０４３３】
例えば、仮想受信アレーにおいて、水平方向では0.5×（NTxHGroup1_ANT＋NTxHGroup2_ANT）×NRxVGroup の仮想アレー素子がDH間隔で列状に並び、垂直方向では0.5×（NRxVGroup1_ANT+NRxVGroup2_ANT）×NTxHGroupの仮想アレー素子がDV間隔で列状に並ぶ。また、水平方向における0.5×（NTxHGroup1_ANT＋NTxHGroup2_ANT）×NRxVGroup−２のDH間隔の仮想アレー素子と、垂直方向における0.5×（NRxVGroup1_ANT+NRxVGroup2_ANT）×NTxHGroup−２のDV間隔の仮想アレー素子とが縦横の矩形状に並ぶ。
【０４３４】
仮想受信アレーの中心付近においてDH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子が増加するほど、グレーティングローブ及びサイドローブの低減効果を向上できる。
【０４３５】
また、各送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数NTxHGroup(ntvg)_ANT、及び、受信アンテナ群の数ＮRxVGroupが大きいほど、水平方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、水平方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、水平方向の角度分解能を向上できる。同様に、各受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数NRxVGroup(nrhg)_ANT、及び、送信アンテナ群の数ＮTxHGroupが大きいほど、垂直方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、垂直方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、垂直方向の角度分解能を向上できる。
【０４３６】
なお、基本配置３の変形２において、配置方法３−２Ａ及び配置方法３−２Ｂを組み合わせた配置も可能である。
【０４３７】
図６７は、NRxVGroup=NTxHGroup=4、NTxHGroup1_ANT=NTxHGroup2_ANT=NTxHGroup3_ANT=NTxHGroup4_ANT=2、NRxVGroup1_ANT=NRxVGroup2_ANT=NRxVGroup3_ANT=NRxVGroup4_ANT=2の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図６７では、式（１５）のDTxHGroupV=2DVとなり、式（１６）のDRxVGroupH=2DHとなる。
【０４３８】
また、図６７では、第１の送信アンテナ群（Tx#4,Tx#8）に対する第２の送信アンテナ群（Tx#3,Tx#7）のずれ量ΔHTx(2,1)は、-DHとし、第２の送信アンテナ群に対する第３の送信アンテナ群（Tx#2,Tx#6）のずれ量ΔHTx(3,2)は-DHとし、第３の送信アンテナ群に対する第４の送信アンテナ群（Tx#1,Tx#5）のずれ量ΔHTx(4,3)は-DHとする。ただし、各ずれ量は２種類（＋DV、-DV）の何れの組み合わせでもよい。
【０４３９】
また、図６７では、第１の受信アンテナ群(Rx#1,Rx#2)に対する第２の受信アンテナ群(Rx#3,Rx#4)のずれ量ΔVRx(2,1) は-DVとし、第２の受信アンテナ群に対する第３の受信アンテナ群(Rx#5,Rx#6)のずれ量ΔVRx(3,2)は＋DVとし、第３の受信アンテナ群に対する第４の受信アンテナ群(Rx#7,Rx#8)のずれ量ΔVRx(4,3)は、-DVとする。ただし、各ずれ量は２種類（＋DV、-DV）の何れの組み合わせでもよい。
【０４４０】
また、図６７において、＋DV方向は上方向とし、-DV方向は下方向とし、＋DH方向は右方向とし、-DH方向は左方向とする。
【０４４１】
また、図６８Ａは、NRxVGroup=NTxHGroup=4、NTxHGroup1_ANT=NTxHGroup2_ANT=NTxHGroup3_ANT=NTxHGroup4_ANT=4、NRxVGroup1_ANT=NRxVGroup2_ANT=NRxVGroup3_ANT=NRxVGroup4_ANT=4の場合のMIMOアレー配置例を示し、図６８Ｂは、仮想受信アレー配置例を示す。図６８Ａでは、式（１５）のDTxHGroupV=6DVとなり、式（１６）のDRxVGroupH=6DHとなる。
【０４４２】
また、図６８Ａでは、第１の送信アンテナ群（Tx#4,Tx#8,Tx#12,Tx#16）に対する第２の送信アンテナ群（Tx#3,Tx#7,Tx#11,Tx#15）のずれ量ΔHTx(2,1)は-DHとし、第２の送信アンテナ群に対する第３の送信アンテナ群（Tx#2,Tx#6,Tx#10,Tx#14）のずれ量ΔHTx(3,2)は、＋DHとし、第３の送信アンテナ群に対する第４の送信アンテナ群（Tx#1,Tx#5,Tx#9,Tx#13）のずれ量ΔHTx(4,3)は、-DHとする。ただし、各ずれ量は２種類（＋DV、-DV）の何れの組み合わせでもよい。
【０４４３】
また、図６８Ａでは、第１の受信アンテナ群(Rx#1,Rx#2,Rx#3,Rx#4)に対する第２の受信アンテナ群(Rx#5,Rx#6,Rx#7,Rx#8)のずれ量ΔVRx(2,1)は-DVとし、第２の受信アンテナ群に対する第３の受信アンテナ群(Rx#9,Rx#10,Rx#11,Rx#12)のずれ量ΔVRx(3,2)は＋DVとし、第３の受信アンテナ群に対する第４の受信アンテナ群(Rx#13,Rx#14,Rx#15,Rx#16)のずれ量ΔVRx(4,3)は-DVとする。ただし、各ずれ量は２種類（＋DV、ーDV）の何れの組み合わせでもよい。
【０４４４】
また、図６８Ａ及び図６８Ｂにおいて、＋DV方向は上方向とし、-DV方向は下方向とし、＋DH方向は右方向とし、-DH方向は左方向とする。
【０４４５】
＜基本配置４＞
図６９は、基本配置４に係る送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。
【０４４６】
（１）送受信アンテナの配置
図６９では、送信アレーアンテナにおける送信アンテナ１０６の個数Nt=4個（Tx#1, Tx#2, Tx#3及びTx#4）とし、受信アレーアンテナにおける受信アンテナ２０２の個数Na=4個（Rx#1, Rx#2, Rx#3及びRx#4）とする。
【０４４７】
図６９に示す送信アレーアンテナは、例えば、「第１の送信アンテナ群」（図６９では、Tx#2、Tx#4）と、「第２の送信アンテナ群」（図６９では、Tx#1、Tx#3）とから構成される。各送信アンテナ群は、それぞれ、水平方向について間隔が2DHであり、垂直方向について間隔がDVである２つの送信アンテナ素子を含む。図６９に示す各送信アンテナ群の各々において、隣り合う送信アンテナは、水平方向に2DHの間隔（換言すると、DHの２倍の間隔）離れて配置され、垂直方向にDVの間隔離れて配置される。換言すると、図６９では、各送信アンテナ群に含まれる送信アンテナは、水平方向に2DH、垂直方向にDVのアンテナ間隔で右斜め下方向（換言すると、左斜め上方向）に直線的に配置される。
【０４４８】
また、図６９において、第１の送信アンテナ群に対して、第２の送信アンテナ群は、水平方向において左方向にDH、垂直方向において下方向に2DVずらして配置される。換言すると、図６９に示す隣り合う送信アンテナ群は、水平方向にDHの間隔、かつ、垂直方向に2DV（換言すると、DVの２倍の間隔）シフトした関係にある。
【０４４９】
また、図６９に示す受信アレーアンテナは、例えば、「第１の受信アンテナ群」（図６９では、Rx#2、Rx#4）と、「第２の受信アンテナ群」（図６９では、Rx#1、Rx#3）とから構成される。各受信アンテナ群は、それぞれ、水平方向についてアンテナ間隔が2DHであり、垂直方向についてアンテナ間隔がDVである２つの受信アンテナ素子を含む。図６９に示す各受信アンテナ群の各々において、隣り合う受信アンテナは、水平方向に2DHの間隔（換言すると、DHの２倍の間隔）離れて配置され、垂直方向にDVの間隔離れて配置される。換言すると、図６９では、各受信アンテナ群に含まれる受信アンテナは、水平方向に2DH、垂直方向にDVのアンテナ間隔で右斜め上方向（換言すると、左斜め下方向）に直線的に配置される。
【０４５０】
また、図６９において、第１の受信アンテナ群に対して、第２の受信アンテナ群は、水平方向において右方向にDH、垂直方向において下方向に2DVずらして配置される。換言すると、図６９に示す隣り合う受信アンテナ群は、水平方向にDHの間隔、かつ、垂直方向に2DV（換言すると、DVの２倍の間隔）シフトした関係にある。
【０４５１】
また、例えば、図６９に示すように、送信アンテナTx#1〜Tx#4の各々は、水平方向及び垂直方向の双方においてそれぞれ異なる位置に配置される。同様に、図６９に示すように、受信アンテナRx#1〜Rx#4の各々は、水平方向及び垂直方向の双方においてそれぞれ異なる位置に配置される。
【０４５２】
また、図６９に示す送受信アンテナ配置において、送信アンテナのそれぞれの配置位置と、受信アンテナのそれぞれの配置位置とは、例えば、水平方向又は垂直方向に平行な線に関して線対称の関係（換言すると、反転させた関係）にある。
【０４５３】
例えば、図６９に示す水平方向（横方向）がX軸に対応し、図６９に示す垂直方向（縦方向）がY軸方向に対応することを仮定する。
【０４５４】
図６９に示すアンテナ配置の場合、送信アレーアンテナを構成する送信アンテナ１０６の位置座標は、送信アンテナTx#1の位置座標（XT_#1,YT_#1）を基準として、送信アンテナTx#2の位置座標（XT_#2,YT_#2）=（XT_#1+DH,YT_#1+2DV）、送信アンテナTx#3の位置座標（XT_#3,YT_#3）=（XT_#1+2DH,YT_#1-DV）、及び、送信アンテナTx#4の位置座標（XT_#4,YT_#4）=（XT_#1+3DH,YT_#1+DV）と表される。
【０４５５】
同様に、受信アレーアンテナを構成する受信アンテナ２０２の位置座標は、受信アンテナRx#1の位置座標（XR_#1,YR_#1）を基準として、受信アンテナRx#2の位置座標（XR_#2,YR_#2）=（XR_#1 -DH,YR_#1+2DV）、受信アンテナRx#3の位置座標（XR_#3,YR_#3）=（XR_#1+2DH,YR_#1+DV）、及び、受信アンテナRx#4の位置座標（XR_#4,YR_#4）=（XR_#1+DH,YR_#1+3DV）と表される。
【０４５６】
（２）仮想受信アレーの配置
上述した図６９に示す送受信アンテナ配置によって構成される仮想受信アレー（仮想アンテナVA#1〜VA#16）の配置は以下のような特徴を有する。
【０４５７】
例えば、図６９に示す送信アレーアンテナの配置及び受信アレーアンテナの配置により、仮想受信アレーVA#1〜VA#16の位置座標（XV_#1,YV_#1）〜（XV_#16,YV_#16）は、それぞれ以下のようになる。なお、ここでは、VA#1を仮想受信アレーの位置基準（０，０）として表している。
（0,0）, （DH, 2DV）, （2DH, -DV）, （3DH, DV）, （-DH, 2DV）, （0, 4DV）, （DH, DV）, （2DH, 3DV）, （2DH, DV）, （3DH, 3DV）, （4DH, 0）, （5DH, 2DV）, （DH, 3DV）, （2DH, 5DV）, （3DH, 2DV）, （4DH, 4DV）
【０４５８】
このように、図６９に示す仮想受信アレーの配置では、各仮想受信アレー素子はそれぞれ異なる位置に重なりなく配置される。このため、仮想受信アレーの開口長を拡張できるので、メインローブが狭まり、角度分解能を向上できる。
【０４５９】
また、図６９に示す仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子VA#2, VA#7, VA#9, VA#4, VA#15, VA#10, VA#8及びVA#13は、水平方向にDH間隔、垂直方向にDV間隔でそれぞれ密に配置される。一例として、図６９において、間隔DH及び間隔DVを0.5λ程度とした場合、仮想アレー素子VA#2, VA#7, VA#9, VA#4, VA#15, VA#10, VA#8及びVA#13は、水平方向にDH=0.5λ間隔、垂直方向にDV=0.5λ間隔で配置される。これにより、基本配置１（例えば、図８を参照）と同様、グレーティングローブを低減できる。
【０４６０】
なお、図６９に示す仮想受信アレーの中心付近において、間隔DH及び間隔DVで密に配置された仮想アレー素子（例えば、VA#2, VA#7, VA#9, VA#4, VA#15, VA#10, VA#8及びVA#13）に囲まれた座標に対応する位置の素子が欠落している。しかし、レーダ装置１０は、例えば、欠落した箇所を囲む、間隔DH及び間隔DVで密に配置された仮想アレー素子の受信信号を用いて補間処理を行うことにより、当該欠落している箇所の素子の受信信号を近似的に受信できる。
【０４６１】
また、例えば、基本配置４のMIMOアレー配置において、間隔DH及び間隔DVを0.5λ程度とした場合、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ程度以上のサイズに設計できる。
【０４６２】
これにより、例えば、図９Ａに示すような、平面パッチアンテナを縦横２素子ずつ並べた４素子をサブアレーに用いたアンテナ（ただし、アンテナ幅WANT < 2DH,アンテナ高HANT<2DV）を、図６９に示す送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナの少なくとも一つの各アンテナ素子に適用できる。例えば、図７０Ａは、図６９に示す送信アンテナ配置に対して、図９Ａに示す平面パッチアンテナを縦２素子、横２素子並べたサブアレーを適用した場合の例を示す。
【０４６３】
また、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２において、横方向WANTの素子サイズがDHよりも小さければ、縦方向には任意サイズのアンテナを用いることができる。例えば、図７０Ｂは、図６９に示すアンテナ配置に対して、図２５Ａに示す平面パッチアンテナを縦８素子、横１素子並べたサブアレーを適用した場合の例を示す。なお、図７０Ｂに示す送信アレーアンテナに加え、無給電素子（ダミー素子）が配置されてよい（図示せず）。
【０４６４】
このように、基本配置４に係るアンテナ配置において、サブアレー構成のアンテナを用いることにより、アンテナの指向性利得を向上でき、レーダ装置１０における検知性能（例えば、検知距離）を向上できる。
【０４６５】
方向推定部２１４は、上述した送受信アンテナ配置から得られる仮想受信アレーの受信信号を用いて、水平方向及び垂直方向の方向推定処理を行う。なお、方向推定部２１４における基本配置４の仮想受信アレーに対する処理は、基本配置１と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【０４６６】
図７１は、例えば、図６９に示すように、送信アンテナ１０６の数Nt=4及び受信アンテナ２０２の数Na=4のMIMOアレー配置（DH=0.5λ、DV=0.5λ）を用いた場合に、方向推定部２１４の到来方向推定アルゴリズムとしてビームフォーマ法を用いた場合の方向推定結果の一例を示す。すなわち、図７１では、送信アンテナ１０６の水平方向及び垂直方向のアンテナ間隔が１λ以上となり、受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向のアンテナ間隔も１λ以上となる。なお、各アンテナの指向性は、無指向性として算出している。
【０４６７】
図７１では、ターゲット真値を水平０度、垂直０度とした場合の水平方向±90度範囲、及び、垂直方向±90度範囲における到来方向推定評価関数値の出力をプロットしている。
【０４６８】
図７１では、ターゲット真値の水平０度、垂直０度以外の方向において、例えば，図１Ａと比較して、グレーティングローブが低減されていることが確認できる。例えば、図７１では、水平０度、垂直０度方向のメインローブのピーク電力値に対する、水平０度、垂直０度以外の方向のメインローブを除いた最も高いサイドローブのピーク電力値の比（PSLR）は0.35程度となっている。
【０４６９】
以上のように、基本配置４に係るMIMOアレー配置を用いることで、送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナに用いるアンテナの縦方向又は横方向の素子サイズが１λ程度でも、仮想受信アレーにおける水平方向及び垂直方向のアンテナ間隔を0.5λ程度となる素子間隔を含むように配置でき、グレーティングローブを低減できる。また、例えば、図６９に示す仮想受信アレーの各仮想アレー素子は重なりなく配置されるので、仮想受信アレーの開口長を拡張でき、角度分解能を向上できる。
【０４７０】
＜基本配置４の変形例１＞
基本配置４（例えば、図６９）では、送信アンテナ１０６の数を４素子（Nt=4）とし、受信アンテナ２０２の数を４素子（Na=4）とする場合について説明した。しかし、送信アンテナ数Nt及び受信アンテナ数Naはこれらの数に限定されない。
【０４７１】
基本配置４の変形例１では、例えば、図６９に示すアンテナ配置を基本構成として、送信アンテナ数Nt及び受信アンテナ数Naを増加させた配置について説明する。
【０４７２】
以下、基本配置４の変形例１におけるアンテナの配置方法４−１Ａ、４−１Ｂ、４−１Ｃ及び４−１Ｄについてそれぞれ説明する。
【０４７３】
（配置方法４−１Ａ）
例えば、送信アレーアンテナは、第１の送信アンテナ群と第２の送信アンテナ群とから構成される。また、各送信アンテナ群は、水平方向に2DH、垂直方向にDVのアンテナ間隔で右斜め下方向に直線的に配置される複数の送信アンテナ素子を含む。
【０４７４】
また、第１の送信アンテナ群に対して、第２の送信アンテナ群は左方向にDH、下方向に2DVずらして配置される。
【０４７５】
ここで、第１の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数を「NTxLowerRightGr1_ANT」とする。例えば、NTxLowerRightGr1_ANT≧2である。また、第２の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数を「NTxLowerRightGr2_ANT」とする。例えば、NTxLowerRightGr2_ANT≧2である。
【０４７６】
また、受信アレーアンテナは、第１の受信アンテナ群と第２の受信アンテナ群とから構成される。また、各受信アンテナ群は、水平方向に2DH、垂直方向にDVの間隔で右斜め上方向に直線的に配置される複数の受信アンテナ素子を含む。
【０４７７】
また、第１の受信アンテナ群に対して、第２の受信アンテナ群は右方向にDH、下方向に2DVずらして配置される。
【０４７８】
ここで、第１の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数を「NRxUpperRightGr1_ANT」とする。例えば、NRxUpperRightGr1_ANT≧2である。また、第２の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数を「NRxUpperRightGr2_ANT」とする。例えば、NRxUpperRightGr2_ANT≧2である。
【０４７９】
図７２は、NTxLowerRightGr1_ANT=4（Tx#2,Tx#4,Tx#6,Tx#8）、NTxLowerRightGr2_ANT=4（Tx#1,Tx#3,Tx#5,Tx#7）、NRxUpperRightGr1_ANT=2(Rx#2,Rx#4)、NRxUpperRightGr2_ANT=2(Rx#1,Rx#3)の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０４８０】
また、図７３は、NTxLowerRightGr1_ANT=2（Tx#2,Tx#4）、NTxLowerRightGr2_ANT=2（Tx#1,Tx#3）、NRxUpperRightGr1_ANT=3(Rx#2,Rx#4,Rx#6)、NRxUpperRightGr2_ANT=3(Rx#1,Rx#3,Rx#5)の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０４８１】
また、図７４は、NTxLowerRightGr1_ANT=4（Tx#2,Tx#4,Tx#6,Tx#8）、NTxLowerRightGr2_ANT=4（Tx#1,Tx#3,Tx#5,Tx#7）、NRxUpperRightGr1_ANT=3(Rx#2,Rx#4,Rx#6)、NRxUpperRightGr2_ANT=3(Rx#1,Rx#3,Rx#5)の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０４８２】
図７２、図７３及び図７４に示す各MIMOアレー配置において、例えば、DH及びDVを0.5λ程度とすることにより、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ程度以上のサイズに設計できる。
【０４８３】
また、例えば、図７２、図７３及び図７４に示す各仮想受信アレーにおいて、各仮想アレー素子の一部の素子は重なる位置に配置されるが、仮想受信アレーの開口長を拡張できるので、角度分解能を向上できる。なお、図７２及び図７３では、仮想アレー素子の重複は無く、図７４では、２箇所において仮想アレー素子が重複する。
【０４８４】
また、図７２、図７３及び図７４に示す各仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子を、DH、DV間隔で密に配置できる。なお、図７２、図７３及び図７４に示すように、各仮想受信アレーの中心付近において、一部の座標に対応する位置の素子は欠落している。しかし、レーダ装置１０は、当該欠落している位置の周辺を囲んでいる、DH、DV間隔で密に配置された仮想アレー素子の受信信号を用いて補間処理を行うことにより、当該欠落している素子の受信信号を近似的に受信できる。
【０４８５】
また、図７２、図７３及び図７４に示す各仮想受信アレーの中心付近に密に配置される仮想アレー素子数は、NTxLowerRightGr1_ANT、NTxLowerRightGr2_ANTNRxUpperRightGr1_ANT、NRxUpperRightGr2_ANTに依存して増加する。
【０４８６】
例えば、仮想受信アレーにおいて、水平方向では（NTxLowerRightGr1_ANT＋NTxLowerRightGr2_ANT＋NRxUpperRightGr1_ANT＋NRxUpperRightGr2_ANT）−５の仮想アレー素子がDH間隔で並び、垂直方向では0.5×（NTxLowerRightGr1_ANT＋NTxLowerRightGr2_ANT＋NRxUpperRightGr1_ANT＋NRxUpperRightGr2_ANT）−１の仮想アレー素子がDV間隔で並ぶ。仮想受信アレーにおいてDH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子数が増加するほど、グレーティングローブ及びサイドローブの低減効果を向上できる。
【０４８７】
また、NTxLowerRightGr1_ANT、NTxLowerRightGr2_ANT NRxUpperRightGr1_ANT、NRxUpperRightGr2_ANTが大きいほど、水平方向及び垂直方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、水平方向及び垂直方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、水平方向及び垂直方向の角度分解能を向上できる。
【０４８８】
図７５は、例えば、図７４に示すように、送信アンテナ１０６の数Nt=8及び受信アンテナ２０２の数Na=6のMIMOアレー配置（NTxLowerRightGr1_ANT=NTxLowerRightGr2_ANT=4、NRxUpperRightGr1_ANT=NRxUpperRightGr2_ANT=3、DH=0.5λ、DV=0.5λ）を用いた場合に、方向推定部２１４の到来方向推定アルゴリズムとしてビームフォーマ法を用いた場合の方向推定結果の一例を示す。なお、各アンテナの指向性は、無指向性として算出している。
【０４８９】
図７５では、ターゲット真値を水平０度、垂直０度とした場合の水平方向±90度範囲、及び、垂直方向±90度範囲における到来方向推定評価関数値の出力をプロットしている。
【０４９０】
図７５では、ターゲット真値の水平０度、垂直０度以外の方向において、例えば、図１Ａと比較して、グレーティングローブが低減されていることが確認できる。例えば、図７５では、水平０度、垂直０度方向のメインローブのピーク電力値に対する、メインローブを除いた最も高いサイドローブのピーク電力値の比（PSLR）は0.28程度となっており、例えば、図６９に示す基本配置４の構成（NTxLowerRightGr1_ANT=NTxLowerRightGr2_ANT=NRxUpperRightGr1_ANT=NRxUpperRightGr2_ANT=2の場合）（例えば、図７１を参照）と比較して、NTxLowerRightGr1_ANT、NTxLowerRightGr2_ANT、NRxUpperRightGr1_ANT、NRxUpperRightGr2_ANTを増加させることにより、サイドローブの低減効果の向上が確認できる。また、図７５では、図７１と比較して、メインローブのピークも鋭くなっており、NTxLowerRightGr1_ANT、NTxLowerRightGr2_ANT、NRxUpperRightGr1_ANT、NRxUpperRightGr2_ANTの増加によって、角度分解能の向上が確認できる。
【０４９１】
なお、NTxLowerRightGr1_ANT、NTxLowerRightGr2_ANT、NRxUpperRightGr1_ANT、NRxUpperRightGr2_ANTを増加するほど、水平方向の仮想アレーの開口長を、垂直方向よりも拡張でき、垂直方向の角度分解能と比較して、水平方向の角度分解能を、より向上しやすいMIMOアレー構成となる。
【０４９２】
（配置方法４−１Ｂ）
配置方法４−１Ｂでは、仮想受信アレーの開口長を、水平方向よりも垂直方向に拡張する場合について説明する。これにより、水平方向の角度分解能と比較して、垂直方向の角度分解能をより向上できるMIMOアレー構成が得られる。
【０４９３】
例えば、送信アレーアンテナは、第１の送信アンテナ群と第２の送信アンテナ群とから構成される。また、各送信アンテナ群は、水平方向にDH、垂直方向に2DVのアンテナ間隔で右斜め上方向に直線的に配置される複数の送信アンテナ素子を含む。
【０４９４】
また、第１の送信アンテナ群に対して、第２の送信アンテナ群は右方向に2DH、下方向方向にDVずらして配置される。
【０４９５】
ここで、第１の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数を「NTxUpperRightGr1_ANT」とする。例えば、NTxUpperRightGr1_ANT≧2である。また、第２の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数を「NTxUpperRightGr2_ANT」とする。例えば、NTxUpperRightGr2_ANT≧2である。
【０４９６】
また、受信アレーアンテナは、第１の受信アンテナ群と第２の受信アンテナ群とから構成される。また、各受信アンテナ群は、水平方向にDH、垂直方向に2DVのアンテナ間隔で右斜め下方向に直線的に配置される複数の受信アンテナ素子を含む。
【０４９７】
また、第１の受信アンテナ群に対して、第２の受信アンテナ群は左方向に2DH、下方向にDVずらして配置される。
【０４９８】
ここで、第１の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数を「NRxLowerRightGr1_ANT」とする。例えば、NRxLowerRightGr1_ANT≧2である。また、第２の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数を「NRxLowerRightGr1_ANT」とする。例えば、NRxLowerRightGr2_ANT≧2である。
【０４９９】
図７６は、NTxUpperRightGr1_ANT=4（Tx#2,Tx#4,Tx#6,Tx#8）、NTxUpperRightGr2_ANT=4（Tx#1,Tx#3,Tx#5,Tx#7）、NRxLowerRightGr1_ANT=2(Rx#4,Rx#3)、NRxLowerRightGr2_ANT =2(Rx#2,Rx#1)の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０５００】
図７７は、NTxUpperRightGr1_ANT=2（Tx#2,Tx#4）、NTxUpperRightGr2_ANT=2（Tx#1,Tx#3）、NRxLowerRightGr1_ANT=3(Rx#2,Rx#4,Rx#6)、NRxLowerRightGr2_ANT(Rx#1,Rx#3,Rx#5)=3の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０５０１】
図７８は、NTxUpperRightGr1_ANT=4（Tx#2,Tx#4,Tx#6,Tx#8）、NTxUpperRightGr2_ANT=4（Tx#1,Tx#3,Tx#5,Tx#7）、NRxLowerRightGr1_ANT=3(Rx#2,Rx#4,Rx#6)、NRxLowerRightGr2_ANT=3(Rx#1,Rx#3,Rx#5)の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０５０２】
図７６、図７７及び図７８に示す各MIMOアレー配置において、例えば、DH及びDVを0.5λ程度とすることにより、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ程度以上のサイズに設計できる。
【０５０３】
また、例えば、図７６、図７７及び図７８に示す各仮想受信アレーにおいて、各仮想アレー素子の一部の素子は重なる位置に配置されるが、仮想受信アレーの開口長を拡張できるので、角度分解能を向上できる。なお、図７６及び図７７では、仮想アレー素子の重複は無く、図７８では、２箇所において仮想アレー素子が重複する。
【０５０４】
また、図７６、図７７及び図７８に示す各仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子を、DH、DV間隔で密に配置できる。なお、図７６、図７７及び図７８に示すように、各仮想受信アレーの中心付近において、一部の座標に対応する位置の素子は欠落している。しかし、レーダ装置１０は、当該欠落している位置の周辺を囲んでいる、DH、DV間隔で密に配置された仮想アレー素子の受信信号を用いて補間処理を行うことにより、当該欠落している素子の受信信号を近似的に受信できる。
【０５０５】
また、図７６、図７７及び図７８に示す各仮想受信アレーの中心付近に密に配置される仮想アレー素子数は、NTxUpperRightGr1_ANT、NTxUpperRightGr2_ANTNRxLowerRightGr1_ANT、NRxLowerRightGr2_ANTに依存して増加する。
【０５０６】
例えば、仮想受信アレーにおいて、水平方向では0.5×（NTxUpperRightGr1_ANT＋NTxUpperRightGr2_ANT＋NRxLowerRightGr1_ANT＋NRxLowerRightGr2_ANT）−１の仮想アレー素子がDH間隔で並び、垂直方向では（NTxUpperRightGr1_ANT＋NTxUpperRightGr2_ANT＋NRxLowerRightGr1_ANT＋NRxLowerRightGr2_ANT）−５の仮想アレー素子がDV間隔で並ぶ。仮想受信アレーにおいてDH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子数が増加するほど、グレーティングローブ及びサイドローブの低減効果を向上できる。
【０５０７】
また、NTxUpperRightGr1_ANT、NTxUpperRightGr2_ANT NRxLowerRightGr1_ANT、NRxLowerRightGr2_ANTが大きいほど、水平方向及び垂直方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、水平方向及び垂直方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、水平方向及び垂直方向の角度分解能を向上できる。
【０５０８】
図７９は、例えば、図７８に示すように、送信アンテナ１０６の数Nt=8及び受信アンテナ２０２の数Na=6のMIMOアレー配置（NTxUpperRightGr1_ANT=NTxUpperRightGr2_ANT=4、NRxLowerRightGr1_ANT=NRxLowerRightGr2_ANT=3、DH=0.5λ、DV=0.5λ）を用いた場合に、方向推定部２１４の到来方向推定アルゴリズムとしてビームフォーマ法を用いた場合の方向推定結果の一例を示す。なお、各アンテナの指向性は、無指向性として算出している。
【０５０９】
図７９では、ターゲット真値を水平０度、垂直０度とした場合の水平方向±90度範囲、及び、垂直方向±90度範囲における到来方向推定評価関数値の出力をプロットしている。
【０５１０】
図７９では、ターゲット真値の水平０度、垂直０度以外の方向において、例えば、図１Ａと比較して、グレーティングローブが低減されていることが確認できる。例えば、図７９では、水平０度、垂直０度方向のメインローブのピーク電力値に対する、メインローブを除いた最も高いサイドローブのピーク電力値の比（PSLR）は0.28程度となっており、例えば、図６９に示す基本配置４の構成（NTxUpperRightGr1_ANT=NTxUpperRightGr2_ANT=NRxLowerRightGr1_ANT=NRxLowerRightGr2_ANT=の場合）（例えば、図７１を参照）と比較して、NTxUpperRightGr1_ANT、NTxUpperRightGr2_ANT、NRxLowerRightGr1_ANT、NRxLowerRightGr2_ANTを増加させることにより、サイドローブの低減効果の向上が確認できる。また、図７９では、図７１と比較して、メインローブのピークも鋭くなっており、NTxUpperRightGr1_ANT 、 NTxUpperRightGr2_ANT、NRxLowerRightGr1_ANT、NRxLowerRightGr2_ANTの増加によって、角度分解能の向上が確認できる。
【０５１１】
なお、NTxUpperRightGr1_ANT、NTxUpperRightGr2_ANT NRxLowerRightGr1_ANT、NRxLowerRightGr2_ANTを増加するほど、垂直方向の仮想アレーの開口長を、水平方向よりも拡張でき、水平方向の角度分解能と比較して、垂直方向の角度分解能を、より向上しやすいMIMOアレー構成となる。
【０５１２】
（配置方法４−１Ｃ）
配置方法４−１Ｃは、配置方法４−１Ａ及び配置方法４−１Ｂを組み合わせた方法である。
【０５１３】
例えば、送信アレーアンテナは、第１の送信アンテナ群と第２の送信アンテナ群とから構成される。また、各送信アンテナ群は、水平方向に2DH、垂直方向にDVのアンテナ間隔で右斜め下方向に直線的に配置される複数の送信アンテナ素子を含む。
【０５１４】
また、第１の送信アンテナ群に対して、第２の送信アンテナ群は左方向にDH、下方向に2DVずらして配置される。
【０５１５】
ここで、第１の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数を「NTxLowerRightGr1_ANT」とする。例えば、NTxLowerRightGr1_ANT≧2である。また、第２の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数を「NTxLowerRightGr2_ANT」とする。例えば、NTxLowerRightGr2_ANT≧2である。
【０５１６】
また、例えば、受信アレーアンテナは、第１の受信アンテナ群と第２の受信アンテナ群とから構成される。また、各受信アンテナ群は、水平方向にDH、垂直方向に2DVのアンテナ間隔で右斜め下方向に直線的に配置される複数の受信アンテナ素子を含む。
【０５１７】
また、第１の受信アンテナ群に対して、第２の受信アンテナ群は左方向に2DH、下方向にDVずらして配置される。
【０５１８】
ここで、第１の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数を「NRxLowerRightGr1_ANT」とする。例えば、NRxLowerRightGr1_ANT≧2である。また、第２の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数を「NRxLowerRightGr2_ANT」とする。例えば、NRxLowerRightGr2_ANT≧2である。
【０５１９】
図８０は、NTxLowerRightGr1_ANT=4（Tx#2,Tx#4,Tx#6,Tx#8）、NTxLowerRightGr2_ANT=4（Tx#1,Tx#3,Tx#5,Tx#7）、NRxLowerRightGr1_ANT=4(Rx#2,Rx#4,Rx#6,Rx#8)、NRxLowerRightGr2_ANT=4(Rx#1,Rx#3,Rx#5,Rx#7)の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０５２０】
図８０に示すMIMOアレー配置において、例えば、DH及びDVを0.5λ程度とすることにより、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ程度以上のサイズに設計できる。
【０５２１】
また、図８０に示す仮想受信アレーにおいて、各仮想アレー素子の一部の素子は重なる位置に配置されるが、仮想受信アレーの開口長を拡張できるので、角度分解能を向上できる。なお、図８０では、１箇所において仮想アレー素子が重複する。
【０５２２】
また、図８０に示す仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子を、DH、DV間隔で密に配置できる。なお、図８０に示すように、各仮想受信アレーの中心付近において、一部の座標に対応する位置の素子は欠落している。しかし、レーダ装置１０は、当該欠落している位置の周辺を囲んでいる、DH、DV間隔で密に配置された仮想アレー素子の受信信号を用いて補間処理を行うことにより、当該欠落している素子の受信信号を近似的に受信できる。
【０５２３】
また、図８０に示す各仮想受信アレーの中心付近に密に配置される仮想アレー素子数は、NTxLowerRightGr1_ANT、NTxLowerRightGr2_ANT NRxLowerRightGr1_ANT、NRxLowerRightGr2_ANTに依存して増加する。
【０５２４】
例えば、仮想受信アレーにおいて、水平方向では0.5×（NTxLowerRightGr1_ANT＋NTxLowerRightGr2_ANT＋NRxLowerRightGr1_ANT＋NRxLowerRightGr2_ANT）＋１の仮想アレー素子がDH間隔で並び、垂直方向では0.5×（NTxLowerRightGr1_ANT＋NTxLowerRightGr2_ANT＋NRxLowerRightGr1_ANT＋NRxLowerRightGr2_ANT）＋１の仮想アレー素子がDV間隔で並ぶ。仮想受信アレーにおいてDH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子数が増加するほど、グレーティングローブ及びサイドローブの低減効果を向上できる。
【０５２５】
また、NTxLowerRightGr1_ANT、NTxLowerRightGr2_ANT NRxLowerRightGr1_ANT、NRxLowerRightGr2_ANTが大きいほど、水平方向及び垂直方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、水平方向及び垂直方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、水平方向及び垂直方向の角度分解能を向上できる。
【０５２６】
（配置方法４−１Ｄ）
配置方法４−１Ｄは、配置方法４−１Ａ及び配置方法４−１Ｂを組み合わせた方法である。
【０５２７】
例えば、送信アレーアンテナは、第１の送信アンテナ群と第２の送信アンテナ群とから構成される。また、各送信アンテナ群は、水平方向に2DH、垂直方向にDVのアンテナ間隔で右斜め上方向に直線的に配置される複数の送信アンテナ素子を含む。
【０５２８】
また、第１の送信アンテナ群に対して、第２の送信アンテナ群は右方向に2DH、下方向にDVずらして配置される。
【０５２９】
ここで、第１の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数を「NTxUpperRightGr1_ANT」とする。例えば、NTxUpperRightGr1_ANT≧2である。また、第２の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数を「NTxUpperRightGr2_ANT」とする。例えば、NTxUpperRightGr2_ANT≧2である。
【０５３０】
また、例えば、受信アレーアンテナは、第１の受信アンテナ群と第２の受信アンテナ群とから構成される。また、各受信アンテナ群は、水平方向に2DH、垂直方向にDVのアンテナ間隔で右斜め上方向に直線的に配置される複数の受信アンテナ素子を含む。
【０５３１】
また、第１の受信アンテナ群に対して、第２の受信アンテナ群は右方向にDH、下方向に2DVずらして配置される。
【０５３２】
ここで、第１の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数を「NRxUpperRightGr1_ANT」とする。例えば、NRxUpperRightGr1_ANT≧2である。また、第２の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数を「NRxUpperRightGr2_ANT」とする。例えば、NRxUpperRightGr2_ANT≧2である。
【０５３３】
図８１は、NTxUpperRightGr1_ANT=4（Tx#2,Tx#4,Tx#6,Tx#8）、NTxUpperRightGr2_ANT=4（Tx#1,Tx#3,Tx#5,Tx#7）、NRxUpperRightGr1_ANT=4(Rx#2,Rx#4,Rx#6,Rx#8)、NRxLUpperRightGr2_ANT=4(Rx#1,Rx#3,Rx#5,Rx#7)の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０５３４】
図８１に示すMIMOアレー配置において、例えば、DH及びDVを0.5λ程度とすることにより、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ程度以上のサイズに設計できる。
【０５３５】
また、図８１に示す仮想受信アレーにおいて、各仮想アレー素子の一部の素子は重なる位置に配置されるが、仮想受信アレーの開口長を拡張できるので、角度分解能を向上できる。なお、図８１では、１箇所において仮想アレー素子が重複する。
【０５３６】
また、図８１に示す仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子を、DH、DV間隔で密に配置できる。なお、図８１に示すように、各仮想受信アレーの中心付近において、一部の座標に対応する位置の素子は欠落している。しかし、レーダ装置１０は、当該欠落している位置の周辺を囲んでいる、DH、DV間隔で密に配置された仮想アレー素子の受信信号を用いて補間処理を行うことにより、当該欠落している素子の受信信号を近似的に受信できる。
【０５３７】
また、図８１に示す各仮想受信アレーの中心付近に密に配置される仮想アレー素子数は、NTxUpperRightGr1_ANT、NTxLUpperRightGr2_ANT NRxUpperRightGr1_ANT、NRxUpperRightGr2_ANTに依存して増加する。
【０５３８】
例えば、仮想受信アレーにおいて、水平方向では0.5×（NTxUpperRightGr1_ANT＋NTxUpperRightGr2_ANT＋NRxUpperRightGr1_ANT＋NRxUpperRightGr2_ANT）＋１の仮想アレー素子がDH間隔で並び、垂直方向では0.5×（NTxUpperRightGr1_ANT＋NTxUpperRightGr2_ANT＋NRxUpperRightGr1_ANT＋NRxUpperRightGr2_ANT）の仮想アレー素子がDV間隔で並ぶ。仮想受信アレーにおいてDH、DV間隔で密に配置される仮想アレー素子数が増加するほど、グレーティングローブ及びサイドローブの低減効果を向上できる。
【０５３９】
また、NTxUpperRightGr1_ANT、NTxUpperRightGr2_ANT NRxUpperRightGr1_ANT、NRxUpperRightGr2_ANTが大きいほど、水平方向及び垂直方向に並ぶ仮想アレー素子数が増大するため、水平方向及び垂直方向の仮想受信アレーの開口長を拡張でき、水平方向及び垂直方向の角度分解能を向上できる。
【０５４０】
以上、基本配置４の変形例１におけるアンテナの配置方法４−１Ａ、４−１Ｂ、４−１Ｃ及び４−１Ｄについてそれぞれ説明した。
【０５４１】
なお、配置方法４−１Ａ、４−１Ｂ、４−１Ｃ及び４−１Ｄにおいて、送信アレーアンテナが第１の送信アンテナ群と第２の送信アンテナ群とから構成される場合について説明した。しかし、送信アレーアンテナに含まれる送信アンテナ群の数NTxGroupが３以上の構成でもよい。この場合、第ntxの送信アンテナ群は、第（ntx-1）の送信アンテナ群に対して、配置方法４−１Ａ、４−１Ｂ、４−１Ｃ及び４−１Ｄの何れかの規則に従って配置される。ここで、ntx=1、…、NTxGroupである。
【０５４２】
同様に、配置方法４−１Ａ、４−１Ｂ、４−１Ｃ及び４−１Ｄにおいて、受信アレーアンテナが第１の受信アンテナ群と第２の受信アンテナ群とから構成される場合について説明した。しかし、受信アンテナ群の数NRxGroupが３以上の構成でもよい。この場合、第nrxの受信アンテナ群は、第（nrx-1）の受信アンテナ群に対して、配置方法４−１Ａ、４−１Ｂ、４−１Ｃ及び４−１Ｄの何れかの規則に従って配置される。ここで、nrx=1、…、NRxGroupである。
【０５４３】
図８２は、一例として、配置方法４−１Ｂにおいて、送信アンテナ群の数NTxGroup=3、受信アンテナ群の数NRxGroup=3とし、NTxUpperRightGr1_ANT=3（Tx#3,Tx#6,Tx#9）、NTxUpperRightGr2_ANT=3（Tx#2,Tx#5,Tx#8）、NTxUpperRightGr3_ANT=3（Tx#1,Tx#4,Tx#7）、NRxLowerRightGr1_ANT=3(Rx#7,Rx#8,Rx#9)、NRxLowerRightGr2_ANT=3(Rx#4,Rx#5,Rx#6)、NRxLowerRightGr3_ANT=3(Rx#1,Rx#2,Rx#3)の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０５４４】
例えば、図８２に示すMIMOアレー配置において、DH及びDVを0.5λ程度とすることにより、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ程度以上のサイズに設計できる。
【０５４５】
また、図８２に示す仮想受信アレーにおいて、各仮想アレー素子の一部の素子は重なる位置に配置されるが、仮想受信アレーの開口長を拡張できるので、角度分解能を向上できる。なお、図８２では、８箇所において仮想アレー素子が重複する。
【０５４６】
また、図８２に示す仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子を、DH、DV間隔で密に配置できる。なお、図８２に示すように、仮想受信アレーの中心付近において、一部の座標に対応する位置の素子は欠落している。しかし、レーダ装置１０は、当該欠落している位置の周辺を囲んでいる、DH、DV間隔で密に配置された仮想アレー素子の受信信号を用いて補間処理を行うことにより、当該欠落している素子の受信信号を近似的に受信できる。
【０５４７】
また、図８２に示す各仮想受信アレーの中心付近に密に配置される仮想アレー素子数は、NTxGroup、NRxGroupに依存して増加する。
【０５４８】
＜基本配置４の変形例２＞
基本配置４の変形例２では、基本配置４に示した４素子の送信アレーアンテナの配置、及び、４素子の受信アレーアンテナの配置をそれぞれ「基本セット」とし、複数の基本セットの配置位置をオフセットした構成のMIMOアレー配置について説明する。
【０５４９】
なお、以下に示す配置において、送信アレーアンテナの基本セットの水平方向及び垂直方向の配置位置に対するオフセット、又は、受信アレーアンテナの基本セットの水平方向及び垂直方向の配置位置に対するオフセットは、仮想受信アレー配置において重複する素子が無く、仮想受信アレーの中心付近において、より多くの仮想アレー素子がDV又はDH間隔で密に配置されるように設定されてよい。ただし、これに限定されず、例えば、仮想受信アレー配置において不等間隔になる配置を増加させる場合、又は、仮想受信アレー配置におて仮想アレー素子が重複する配置を増加させる場合等にも同様に、配置位置のオフセットを調整することによって実現可能である。
【０５５０】
図８３は、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=2とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=１とした場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図８３において、第１番目の基本セット（例えば、Tx#1, Tx#2, Tx#3及びTx#4）に対する、第２番目の基本セット（例えば、Tx#5, Tx#6, Tx#7及びTx#8）の水平方向における配置位置のオフセットをDHoffset_TxBaseSet2=5DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_TxBaseSet2=０とする。図８３に示すように、送信アレーアンテナの２つの基本セットを水平方向にオフセットした配置により、水平方向にDH間隔で密に配置される仮想アレー素子数を増加でき、水平方向の角度分解能を向上できる。
【０５５１】
図８４は、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=2とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=１とした場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図８４において、第１番目の基本セット（例えば、Tx#1, Tx#2, Tx#3及びTx#4）に対する、第２番目の基本セット（Tx#5,Tx#6,Tx#7,Tx#8）の水平方向における配置位置のオフセットをDHoffset_TxBaseSet2=0とし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_TxBaseSet2=5DVとする。図８４に示すように、送信アレーアンテナの２つの基本セットを垂直方向にオフセットした配置により、垂直方向にDV間隔で密に配置される仮想アレー素子数を増加でき、水平方向の角度分解能を向上できる。
【０５５２】
図８５は、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=１とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=2とした場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図８５において、第１番目の基本セット（例えば、Rx#1, Rx#2, Rx#3及びRx#4）に対する、第２番目の基本セット(Rx#5,Rx#6,Rx#7,Rx#8)の水平方向における配置位置のオフセットをDHoffset_RxBaseSet2=5DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet2=0とする。図８５に示すように、受信アレーアンテナの２つの基本セットを水平方向にオフセットした配置により、水平方向にDH間隔で密に配置される仮想アレー素子数を増加でき、水平方向の角度分解能を向上できる。
【０５５３】
図８６は、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=1とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=2とした場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図８６において、第１番目の基本セット（例えば、Rx#1, Rx#2, Rx#3及びRx#4）に対する、第２番目の基本セット(Rx#5,Rx#6,Rx#7,Rx#8)の水平方向における配置位置のオフセットをDHoffset_RxBaseSet2=0とし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet2=5DVとする。図８６に示すように、受信アレーアンテナの２つの基本セットを垂直方向にオフセットした配置により、垂直方向にDV間隔で密に配置される仮想アレー素子数を増加でき、垂直方向の角度分解能を向上できる。
【０５５４】
図８７は、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=2とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=2とした場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図８７において、送信アレーアンテナの第１番目の基本セット（例えば、Tx#1, Tx#2, Tx#3及びTx#4）に対する、第２番目の基本セット（Tx#5,Tx#6,Tx#7,Tx#8）の水平方向における配置位置のオフセットをDHoffset_TxBaseSet2=8DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_TxBaseSet2=0とする。また、図８７において、受信アレーアンテナの第１番目の基本セット（例えば、Rx#1, Rx#2, Rx#3及びRx#4）に対する、第２番目の基本セット(Rx#5,Rx#6,Rx#7,Rx#8)の水平方向における配置位置のオフセットをDHoffset_RxBaseSet2=5DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet2=0とする。図８７に示すように、送信アレーアンテナの２つの基本セットを水平方向にオフセットした配置、及び、受信アレーアンテナの２つの基本セットを水平方向にオフセットした配置により、水平方向にDH間隔で密に配置される仮想アレー素子数を、例えば、図８３又は図８５と比較して更に増加でき、水平方向の角度分解能を更に向上できる。
【０５５５】
図８８Ａは、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=4とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=4とした場合のMIMOアレー配置例を示し、図８８Ｂは仮想受信アレー配置例を示す。
【０５５６】
図８８Ａにおいて、送信アレーアンテナの第１番目の基本セット（例えば、Tx#1, Tx#2, Tx#3及びTx#4）に対する、第２番目の基本セット（Tx#5,Tx#6,Tx#7,Tx#8）の水平方向の配置位置のオフセットをDHoffset_TxBaseSet2=8DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_TxBaseSet2=0とし、第３番目の基本セット（Tx#9,Tx#10,Tx#11,Tx#12）の水平方向における配置位置のオフセットをDHoffset_TxBaseSet3=0とし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_TxBaseSet3=5DVとし、第４番目の基本セット（Tx#13,Tx#14,Tx#15,Tx#16）の水平方向における配置位置のオフセットをDHoffset_TxBaseSet4=8DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_TxBaseSet4=5DVとする。
【０５５７】
また、図８８Ａにおいて、受信アレーアンテナの第１番目の基本セット（例えば、Rx#1, Rx#2, Rx#3及びRx#4）に対する、第２番目の基本セット(Rx#5,Rx#6,Rx#7,Rx#8)の水平方向における配置位置のオフセットをDHoffset_RxBaseSet2=5DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet2=0とし、第３番目の基本セット(Rx#9,Rx#10,Rx#11,Rx#12)の水平方向における配置位置のオフセットをDHoffset_RxBaseSet3=0とし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet3=8DVとし、第４番目の基本セット(Rx#13,Rx#14,Rx#15,Rx#16)の水平方向における配置位置のオフセットをDHoffset_RxBaseSet4=5DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet4=8DVとする。
【０５５８】
図８８Ａ及び図８８Ｂに示すように、送信アレーアンテナの基本セットを水平方向にオフセットした配置、及び、受信アレーアンテナの基本セットを水平方向にオフセットした配置により、水平方向にDH間隔で密に配置される仮想アレー素子数を、例えば、図８３又は図８５と比較して更に増加でき、水平方向の角度分解能を更に向上できる。(なお、図８８の場合、８箇所において仮想アレー素子が重複する。)
【０５５９】
同様に、図８８Ａ及び図８８Ｂに示すように、送信アレーアンテナの基本セットを垂直方向にオフセットした配置、及び、受信アレーアンテナの基本セットを垂直方向にオフセットした配置により、垂直方向にDV間隔で密に配置される仮想アレー素子数を、例えば、図８４又は図８６と比較して更に増加でき、垂直方向の角度分解能を更に向上できる。
【０５６０】
なお、変形例２では、基本配置４のアンテナ配置を基本セットにする場合について説明したが、基本セットは、基本配置４のアンテナ配置に限定されず、例えば、基本配置４の変形例１のアンテナ配置でもよい。
【０５６１】
また、送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナに含まれる基本セットの数（NTxBaseSet、NRxBaseSet）は、上記例に限定されず、他の値でもよい。
【０５６２】
＜基本配置５＞
図８９は、基本配置５に係る送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の配置例、及び、仮想受信アレーの配置例を示す。
【０５６３】
（１）送受信アンテナの配置
図８９では、送信アレーアンテナにおける送信アンテナ１０６の個数Nt=4個（Tx#1, Tx#2, Tx#3及びTx#4）とし、受信アレーアンテナにおける受信アンテナ２０２の個数Na=4個（Rx#1, Rx#2, Rx#3及びRx#4）とする。
【０５６４】
図８９に示す送信アレーアンテナは、例えば、「第１の送信アンテナ群」（図８９では、Tx#2、Tx#4）と、「第２の送信アンテナ群」（図８９では、Tx#1、Tx#3）とから構成される。各送信アンテナ群は、それぞれ、水平方向についてアンテナ間隔がDHであり、垂直方向についてアンテナ間隔がDVである２つの送信アンテナ素子を含む。図８９に示す各送信アンテナ群の各々において、隣り合う送信アンテナは、水平方向にDHの間隔離れて配置され、垂直方向にDVの間隔離れて配置される。換言すると、図８９では、各送信アンテナ群に含まれる送信アンテナは、水平方向にDH、垂直方向にDVのアンテナ間隔で右斜め下方向（換言すると、左斜め上方向）に直線的に配置される。
【０５６５】
また、図８９において、第１の送信アンテナ群に対して、第２の送信アンテナ群は、水平方向において左方向に2DH、垂直方向において下方向にDVずらして配置される。換言すると、図８９に示す隣り合う送信アンテナ群は、水平方向に2DHの間隔（換言すると、DHの２倍の間隔）、かつ、垂直方向にDVシフトした関係にある。
【０５６６】
また、図８９において、第１の送信アンテナ群に対して、第２の送信アンテナ群は、水平方向において左方向にDH、垂直方向において下方向に2DVずらして配置される。
【０５６７】
また、図８９に示す受信アレーアンテナは、例えば、「第１の受信アンテナ群」（図８９では、Rx#2、Rx#4）と、「第２の受信アンテナ群」（図８９では、Rx#1、Rx#3）とから構成される。各受信アンテナ群は、それぞれ、水平方向についてアンテナ間隔がDHであり、垂直方向についてアンテナ間隔がDVである２つの受信アンテナ素子を含む。図８９に示す各受信アンテナ群の各々において、隣り合う受信アンテナは、水平方向にDHの間隔離れて配置され、垂直方向にDVの間隔離れて配置される。換言すると、図８９では、各受信アンテナ群に含まれる送信アンテナは、水平方向にDH、垂直方向にDVのアンテナ間隔で右斜め上方向（換言すると、左斜め下方向）に直線的に配置される。
【０５６８】
また、図８９において、第１の受信アンテナ群に対して、第２の受信アンテナ群は、水平方向において右方向に2DH、垂直方向において下方向にDVずらして配置される。換言すると、図８９に示す隣り合う受信アンテナ群は、水平方向に2DHの間隔（換言すると、DHの２倍の間隔）、かつ、垂直方向にDVシフトした関係にある。
【０５６９】
また、例えば、図８９に示すように、送信アンテナTx#1〜Tx#4の各々は、水平方向においてそれぞれ異なる位置に配置される。同様に、図８９に示すように、受信アンテナRx#1〜Rx#4の各々は、水平方向においてそれぞれ異なる位置に配置される。
【０５７０】
また、図８９に示す送受信アンテナ配置において、送信アンテナのそれぞれの配置位置と、受信アンテナのそれぞれの配置位置とは、例えば、水平方向又は垂直方向に平行な線に関して線対称の関係（換言すると、反転させた関係）にある。
【０５７１】
例えば、図８９に示す水平方向（横方向）がX軸に対応し、図８９に示す垂直方向（縦方向）がY軸方向に対応することを仮定する。
【０５７２】
例えば、図８９に示すアンテナ配置の場合、送信アレーアンテナを構成する送信アンテナ１０６の位置座標は、送信アンテナTx#1の位置座標（XT_#1,YT_#1）を基準として、送信アンテナTx#2の位置座標（XT_#2,YT_#2）=（XT_#1+2DH,YT_#1+DV）、送信アンテナTx#3の位置座標（XT_#3,YT_#3）=（XT_#1+DH,YT_#1 -DV）、及び、送信アンテナTx#4の位置座標（XT_#4,YT_#4）=（XT_#1+3DH,YT_#1）と表される。
【０５７３】
同様に、受信アレーアンテナを構成する受信アンテナ２０２の位置座標は、受信アンテナRx#1の位置座標（XR_#1,YR_#1）を基準として、受信アンテナRx#2の位置座標（XR_#2,YR_#2）=（XR_#1 -2DH,YR_#1+DV）、受信アンテナRx#3の位置座標（XR_#3,YR_#3）=（XR_#1+DH,YR_#1+DV）、及び、受信アンテナRx#4の位置座標（XR_#4,YR_#4）=（XR_#1 -DH,YR_#1+2DV）と表される。
【０５７４】
（２）仮想受信アレーの配置
上述した図８９に示す送受信アンテナ配置によって構成される仮想受信アレー（仮想アンテナVA#1〜VA#16）の配置は以下のような特徴を有する。
【０５７５】
例えば、図８９に示す送信アレーアンテナの配置及び受信アレーアンテナの配置により、仮想受信アレーVA#1〜VA#16の位置座標（XV_#1,YV_#1）〜（XV_#16,YV_#16）は、それぞれ以下のようになる。なお、ここでは、VA#1を仮想受信アレーの位置基準（０，０）として表している。
（0,0）, （2DH, DV）, （DH, -DV）, （3DH, 0）, （-2DH, DV）, （0, 2DV）, （-DH, 0）, （DH, DV）, （DH, DV）, （3DH, 2DV）, （2DH, 0）, （4DH, DV）, （-DH, 2DV）, （DH, 3DV）, （0, DV）, （2DH, 2DV）,
【０５７６】
このように、図８９に示す仮想受信アレーの配置では、各仮想受信アレー素子は、一部の仮想アレー素子（例えば、VA#8、#9）を除いて、異なる位置に重なりなく配置される。このため、仮想受信アレーの開口長を拡張できるので、メインローブが狭まり、角度分解能を向上できる。
【０５７７】
また、図８９に示す仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子VA#4,#11,#2,#16,#10,#7,#1,#15,#6,#13,VA#8,#9は、水平方向にDH間隔、垂直方向にDV間隔でそれぞれ密に配置される。一例として、図８９において、間隔DH及び間隔DVを0.5λ程度とした場合、仮想アレー素子VA#4,#11,#2,#16,#10,#7,#1,#15,#6,#13,VA#8,#9は、水平方向にDH=0.5λ間隔、垂直方向にDV=0.5λ間隔で配置される。これにより、基本配置１（例えば、図８を参照）と同様、グレーティングローブを低減できる。
【０５７８】
なお、図８９に示す仮想受信アレーの中心付近において、間隔DH及び間隔DVで密に配置された仮想アレー素子に囲まれた座標に対応する位置の素子が欠落している。しかし、レーダ装置１０は、例えば、欠落した箇所を囲む、間隔DH及び間隔DVで密に配置された仮想アレー素子の受信信号を用いて補間処理を行うことにより、当該欠落している箇所の素子の受信信号を近似的に受信できる。
【０５７９】
また、例えば、図８９に示すMIMOアレー配置において、間隔DH及び間隔DVを0.5λ程度とした場合、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ以上のサイズに設計できる。
【０５８０】
これにより、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の横方向WANTの素子サイズがDHよりも小さければ、縦方向には任意サイズのアンテナを用いることができる。例えば、図２５Ａに示すような、平面パッチアンテナを縦８素子、横１素子に並べた８素子をサブアレーに用いたアンテナを、図８９に示す送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナの少なくとも一つの各アンテナに適用できる。
【０５８１】
なお、第１の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数（以下、「NTxGroup1_ANT」と表す）と、第２の送信方向アンテナ群に含まれる送信アンテナ数（以下、「NTxGroup2_ANT」と表す）とは同数又は１アンテナ分の差分があってよい。例えば、｜NTxGroup1_ANT-NTxGroup2_ANT｜=０ or 1とする。
【０５８２】
同様に、第１の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナの数（以下、「NRxGroup1_ANT」と表す）と、第２の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数（以下、「NRxGroup2_ANT」と表す）とは同数又は１アンテナ分の差分があってよい。例えば、｜NRxGroup1_ANT-NRxGroup2_ANT｜=０ or 1とする。
【０５８３】
図９０Ａ及び図９０Ｂは、第１の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数NTxGroup1_ANTと第２の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数NTxGroup2_ANTとに１アンテナ分の差分があり、第１の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナの数NRxGroup1_ANTと第２の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数NRxGroup2_ANTとが同数の場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０５８４】
図９０Ａ及び図９０Ｂに示すように、｜NTxGroup1_ANT-NTxGroup2_ANT｜=1かつ｜NRxGroup1_ANT-NRxGroup2_ANT｜=０の場合のMIMOアレー配置は、送信アンテナ数が３となり、受信アンテナ数が４（NRxGroup1_ANT=NRxGroup2_ANT=２）となる構成であり、例えば、２通りのパターンが存在する。
【０５８５】
図９０Ａは、NTxGroup1_ANT=1（Tx#2）、NTxGroup2_ANT=2（Tx#1、Tx#3）の場合のMIMOアレー配置例であり、図９０Ｂは、NTxGroup1_ANT=2（Tx#2、Tx#3）、NTxGroup2_ANT=1（Tx#1）の場合のMIMOアレー配置例である。
【０５８６】
次に、図９１Ａ及び図９１Ｂは、第１の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数NTxGroup1_ANTと第２の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数NTxGroup2_ANTとが同数であり、第１の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナの数NRxGroup1_ANTと第２の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数NRxGroup2_ANTとに１アンテナ分の差分がある場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０５８７】
図９１Ａ及び図９１Ｂに示すように、｜NTxGroup1_ANT-NTxGroup2_ANT｜=0かつ｜NRxGroup1_ANT-NRxGroup2_ANT｜=1の場合のMIMOアレー配置は、送信アンテナ数が４（NTxGroup1_ANT=NTxGroup2_ANT=２）となり、受信アンテナ数が３となる構成であり、例えば、２通りのパターンが存在する。
【０５８８】
図９１Ａは、NRxGroup1_ANT=1(Rx#3)、NRxGroup2_ANT=2(Rx#1,Rx#2)の場合のMIMOアレー配置例であり、図９１Ｂは、NRxGroup1_ANT=2(Rx#2, Rx#3)、NRxGroup2_ANT=1(Rx#1)の場合のMIMOアレー配置例である。
【０５８９】
次に、図９２Ａ〜Ｄは、第１の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数NTxGroup1_ANTと第２の送信アンテナ群に含まれる送信アンテナ数NTxHGroup2_ANTとに１アンテナ分の差分があり、第１の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナの数NRxGroup1_ANTと第２の受信アンテナ群に含まれる受信アンテナ数NRxGroup2_ANTとに１アンテナ分の差分がある場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。
【０５９０】
図９２Ａ〜Ｄに示すように、｜NTxGroup1_ANT-NTxGroup2_ANT｜=１かつ｜NRxGroup1_ANT-NRxGroup2_ANT｜=１の場合のMIMOアレー配置は、送信アンテナ数が３となり、受信アンテナ数が３となる構成であり、例えば、図９２Ａ〜Ｄの４通りのパターンが存在する。
【０５９１】
図９２Ａは、NTxVGroup1_ANT=1（Tx#2）、NTxVGroup2_ANT=2（Tx#1,Tx#3）、NRxHGroup1_ANT=1(Rx#3)、NRxHGroup2_ANT=2(Rx#1,Rx#2)の場合のMIMOアレー配置例である。
【０５９２】
図９２Ｂは、NTxVGroup1_ANT=1（Tx#2）、NTxVGroup2_ANT=2（Tx#1,Tx#3）、NRxHGroup1_ANT=2(Rx#2,Rx#3)、NRxHGroup2_ANT=1(Rx#1)の場合のMIMOアレー配置例である。
【０５９３】
図９２Ｃは、NTxVGroup1_ANT=2（Tx#2,Tx#3）、NTxVGroup2_ANT=1（Tx#1）、NRxHGroup1_ANT=1(Rx#3)、NRxHGroup2_ANT=2(Rx#1,Rx#2)の場合のMIMOアレー配置例である。
【０５９４】
図９２Ｄは、NTxVGroup1_ANT=2（Tx#2,Tx#3）、NTxVGroup2_ANT=1（Tx#1）、NRxHGroup1_ANT=2(Rx#2,Rx#3)、NRxHGroup2_ANT=1(Rx#1)の場合のMIMOアレー配置例である。
【０５９５】
図９０Ａ、図９０Ｂ、図９１Ａ、図９１Ｂ及び図９２Ａ〜Ｄに示す仮想受信アレーにおいて、各仮想アレー素子はそれぞれ異なる位置に重なりなく配置されるので、仮想受信アレーの開口長を拡張でき、角度分解能を向上できる。
【０５９６】
また、仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子は、DH、DV間隔で密に配置される。一例として、図９０Ａ、図９０Ｂ、図９１Ａ、図９１Ｂ及び図９２Ａ〜Ｄにおいて、間隔DH及び間隔DVを0.5λ程度とした場合、仮想受信アレーの中心付近に位置する仮想アレー素子は、水平方向にDH=0.5λ間隔、垂直方向にDV=0.5λ間隔で配置される。これにより、グレーティングローブを低減できる。
【０５９７】
また、例えば、基本配置５のMIMOアレー配置において、間隔DH及び間隔DVを0.5λ程度とした場合、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向の素子サイズを１λ程度以上のサイズに設計できる。
【０５９８】
これにより、例えば、送信アンテナ１０６及び受信アンテナ２０２の横方向WANTの素子サイズがDHよりも小さければ縦方向には任意サイズのアンテナを用いることができる。例えば、図９３Ａは、図８９に示すアンテナ配置に対して、図２５Ａに示す平面パッチアンテナを縦８素子、横１素子並べたサブアレーを適用した場合の例を示す。なお、図９３Ｂに示すように、図９３Ａに示す送信アレーアンテナに加え、無給電素子（ダミー素子）が配置されてよい。無給電素子により、隣接するアンテナによるアンテナ間結合の影響を各アンテナで均一化でき、各送信アンテナ（Tx#1〜#4）の指向特性を均一化できる。
【０５９９】
このように、基本配置５に係るアンテナ配置において、サブアレー構成のアンテナを用いることにより、アンテナの指向性利得を向上でき、レーダ装置１０における検知性能（例えば、検知距離）を向上できる。
【０６００】
方向推定部２１４は、上述した送受信アンテナ配置から得られる仮想受信アレーの受信信号を用いて、水平方向及び垂直方向の方向推定処理を行う。なお、方向推定部２１４における基本配置５の仮想受信アレーに対する処理は、基本配置１と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【０６０１】
図９４は、例えば、図８９に示すように、送信アンテナ１０６の数Nt=4及び受信アンテナ２０２の数Na=4のMIMOアレー配置（DH=0.5λ、DV=0.5λ）を用いた場合に、方向推定部２１４の到来方向推定アルゴリズムとしてビームフォーマ法を用いた場合の方向推定結果の一例を示す。すなわち、図９４では、送信アンテナ１０６の水平方向及び垂直方向のアンテナ間隔が１λ以上となり、受信アンテナ２０２の水平方向及び垂直方向のアンテナ間隔も１λ以上となる。なお、各アンテナの指向性は、無指向性として算出している。
【０６０２】
図９４では、ターゲット真値を水平０度、垂直０度とした場合の水平方向±90度範囲、及び、垂直方向±90度範囲における到来方向推定評価関数値の出力をプロットしている。
【０６０３】
図９４では、ターゲット真値の水平０度、垂直０度以外の方向において、例えば、図１Ａと比較して、グレーティングローブが低減されていることが確認できる。例えば、図９４では、水平０度、垂直０度方向のメインローブのピーク電力値に対する、水平０度、垂直０度以外の方向のメインローブを除いた最も高いサイドローブのピーク電力値の比（PSLR）は0.35程度となっている。
【０６０４】
以上のように、基本配置５に係るMIMOアレー配置を用いることで、送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナに用いるアンテナの縦方向又は横方向の素子サイズが１λ程度でも、仮想受信アレーにおける水平方向及び垂直方向のアンテナ間隔を0.5λ程度となる素子間隔を含むように配置でき、グレーティングローブを低減できる。また、例えば、図５２Ａに示す仮想受信アレーの各仮想アレー素子は重なりなく配置されるので、仮想受信アレーの開口長を拡張でき、角度分解能を向上できる。
【０６０５】
＜基本配置５の変形例１＞
基本配置５の変形例１では、基本配置５に示した送信アレーアンテナの配置、及び、受信アレーアンテナの配置をそれぞれ「基本セット」とし、複数の基本セットの配置位置をオフセットした構成のMIMOアレー配置について説明する。
【０６０６】
以下、基本配置５の変形例１に係る配置方法５−１Ａ、５−１Ｂ及び５−１Ｃについてそれぞれ説明する。
【０６０７】
（配置方法５−１Ａ）
配置方法５−１Ａでは、基本配置５に示した４素子の送信アレーアンテナの配置、及び、４素子の受信アレーアンテナの配置をそれぞれ「基本セット」とし、複数の基本セットの配置位置をオフセットした構成のMIMOアレー配置について説明する。
【０６０８】
なお、以下に示す配置において、送信アレーアンテナの基本セットの水平方向及び垂直方向の配置位置に対するオフセット、又は、受信アレーアンテナの基本セットの水平方向及び垂直方向の配置位置に対するオフセットは、仮想受信アレー配置において重複する素子が無く、仮想受信アレーの中心付近において、より多くの仮想アレー素子がDV又はDH間隔で密に配置されるように設定されてよい。ただし、これに限定されず、例えば、仮想受信アレー配置において不等間隔になる配置を増加させる場合、又は、仮想受信アレー配置におて仮想アレー素子が重複する配置を増加させる場合等にも同様に、配置位置のオフセットを調整することによって実現可能である。
【０６０９】
図９５は、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=2とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=１とした場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図９５において、第１番目の基本セット（Tx#1,Tx#2,Tx#3及びTx#4）に対する、第２番目の基本セット（Tx#5,Tx#6,Tx#7及びTx#8）の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_TxBaseSet2=5DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_TxBaseSet2=0とする。図９５に示すように、送信アレーアンテナの２つの基本セットを水平方向にオフセットした配置により、水平方向にDH間隔で密に配置される仮想アレー素子数を増加でき、水平方向の角度分解能を向上できる。なお、図９５の場合、２箇所において仮想アレー素子が重複して配置される。
【０６１０】
図９６は、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=2とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=１とした場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図９６において、第１番目の基本セット（Tx#1,Tx#2,Tx#3及びTx#4）に対する、第２番目の基本セット（Tx#5,Tx#6,Tx#7及びTx#8）の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_TxBaseSet2=0とし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_TxBaseSet2=3DVとする。図９６に示すように、送信アレーアンテナの２つの基本セットを垂直方向にオフセットした配置によって、垂直方向にDV間隔で密に配置される仮想アレー素子数を増加でき、水平方向の角度分解能を向上できる。なお、図９６の場合、２箇所において仮想アレー素子が重複して配置される。
【０６１１】
図９７は、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=1とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=2とした場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図９７において、第１番目の基本セット（例えば、Rx#1, Rx#2, Rx#3及びRx#4）に対する、第２番目の基本セット(Rx#5,Rx#6,Rx#7,Rx#8)の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_RxBaseSet2=５DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet2=0とする。図９７に示すように、受信アレーアンテナの２つの基本セットを水平方向にオフセットした配置により、水平方向にDH間隔で密に配置される仮想アレー素子数を増加でき、水平方向の角度分解能をできる。なお、図９７の場合、２箇所において仮想アレー素子が重複して配置される。
【０６１２】
図９８は、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=1とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=2とした場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図９８において、第１番目の基本セット（例えば、Rx#1, Rx#2, Rx#3及びRx#4）に対する、第２番目の基本セット(Rx#5,Rx#6,Rx#7及びRx#8)の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_RxBaseSet2=0とし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet2=3DVとする。図９８に示すように、受信アレーアンテナの２つの基本セットを垂直方向にオフセットした配置によって、垂直方向にDV間隔で密に配置される仮想アレー素子数を増加でき、垂直方向の角度分解能を向上できる。なお、図９８の場合、２箇所において仮想アレー素子が重複して配置される。
【０６１３】
図９９は、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=2とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=2とした場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図９９において、送信アレーアンテナの第１番目の基本セット（例えば、Tx#1, Tx#2, Tx#3及びTx#4）に対する、第２番目の基本セット（Tx#5,Tx#6,Tx#7及びTx#8）の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_TxBaseSet2=10DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_TxBaseSet2=0とする。また、図９９において、受信アレーアンテナの第１番目の基本セット（例えば、Rx#1, Rx#2, Rx#3及びRx#4）に対する、第２番目の基本セット(Rx#5,Rx#6,Rx#7及びRx#8)の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_RxBaseSet2=5DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet2=0とする。図９９に示すように、送信アレーアンテナの２つの基本セットを水平方向にオフセットした配置、及び、受信アレーアンテナの２つの基本セットを水平方向にオフセットした配置によって、水平方向にDH間隔で密に配置される仮想アレー素子数を、例えば、図９５又は図９７と比較して、更に増加でき、水平方向の角度分解能を更に向上できる。なお、図９９の場合、４箇所において仮想アレー素子が重複して配置される。
【０６１４】
図１００Ａは、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=2とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=4とした場合のMIMOアレー配置例を示し、図１００Ｂは仮想受信アレー配置例を示す。
【０６１５】
図１００Ａにおいて、送信アレーアンテナの第１番目の基本セット（例えば、Tx#1, Tx#2, Tx#3及びTx#4）に対する、第２番目の基本セット（Tx#5,Tx#6,Tx#7及びTx#8）の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_TxBaseSet2=5DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_TxBaseSet2=0０とする。
【０６１６】
また、図１００Ａにおいて、受信アレーアンテナの第１番目の基本セット（例えば、Rx#1, Rx#2, Rx#3及びRx#4）に対する、第２番目の基本セット(Rx#5,Rx#6,Rx#7及びRx#8)の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_RxBaseSet2=5DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet2=-3DVとし、第３番目の基本セット(Rx#9,Rx#10,Rx#11及びRx#12)の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_RxBaseSet3=-5DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet3=-3DVとし、第４番目の基本セット(Rx#13,Rx#14,Rx#15及びRx#16)の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_RxBaseSet4=0とし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet4=-6DVとする。
【０６１７】
図１００Ａ及び図１００Ｂに示すように、送信アレーアンテナの基本セットを水平方向にオフセットした配置、及び、受信アレーアンテナの基本セットを水平方向にオフセットした配置により、水平方向にDH間隔で密に配置される仮想アレー素子数を、例えば、図９５又は図９７と比較して、更に増加でき、水平方向の角度分解能を更に向上できる。
【０６１８】
同様に、図１００Ａ及び図１００Ｂに示すように、受信アレーアンテナの基本セットを垂直方向にオフセットした配置により、垂直方向にDV間隔で密に配置される仮想アレー素子数を増加でき、垂直方向の角度分解能を向上できる。なお、図１００Ｂの場合、８箇所において仮想アレー素子が重複して配置される。
【０６１９】
＜配置方法５−１Ｂ＞
配置方法５−１Ｂでは、基本配置５に示した４素子の送信アレーアンテナの配置及び３素子の受信アレーアンテナの配置、又は、３素子の送信アレーアンテナの配置及び４素子の受信アレーアンテナの配置をそれぞれ「基本セット」とし、複数の基本セットの配置位置をオフセットした構成のMIMOアレー配置について説明する。
【０６２０】
なお、以下では、一例として、図９０Ａに示すアンテナ配置を「基本セット」に用いる場合について説明する。しかし、アンテナ配置は、図９０Ａに示す例に限らず、他のアンテナ配置（例えば、図９０Ｂ、図９１Ａ、又は、図９１Ｂ）でもよい。
【０６２１】
また、以下に示す配置において、送信アレーアンテナの基本セットの水平方向及び垂直方向の配置位置に対するオフセット、又は、受信アレーアンテナの基本セットの水平方向及び垂直方向の配置位置に対するオフセットは、仮想受信アレー配置において重複する素子が無く、仮想受信アレーの中心付近において、より多くの仮想アレー素子がDV又はDH間隔で密に配置されるように設定されてよい。ただし、これに限定されず、例えば、仮想受信アレー配置において不等間隔になる配置を増加させる場合、又は、仮想受信アレー配置におて仮想アレー素子が重複する配置を増加させる場合等にも同様に、配置位置のオフセットを調整することによって実現可能である。
【０６２２】
図１０１は、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=2とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=１とした場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図１０１において、第１番目の基本セット（Tx#1,Tx#2及びTx#3）に対する、第２番目の基本セット（Tx#4,Tx#5及びTx#6）の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_TxBaseSet2=4DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_TxBaseSet2=DVとする。図１０１に示すように、送信アレーアンテナの２つの基本セットを水平方向にオフセットした配置によって、水平方向にDH間隔で密に配置される仮想アレー素子数を増加でき、水平方向の角度分解能を向上できる。
【０６２３】
図１０２は、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=2とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=1とした場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図１０２において、第１番目の基本セット（Tx#1,Tx#2及びTx#3）に対する、第２番目の基本セット（Tx#4,Tx#5及びTx#6）の水平方向における配置位置のオフセットをDHoffset_TxBaseSet2=0とし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_TxBaseSet2=3DVとする。図１０２に示すように、送信アレーアンテナの２つの基本セットを垂直方向にオフセットした配置によって、垂直方向にDV間隔で密に配置される仮想アレー素子数を増加でき、垂直方向の角度分解能を向上できる。
【０６２４】
図１０３は、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=１とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=2とした場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図１０３において、第１番目の基本セット（例えば、Rx#1, Rx#2, Rx#3及びRx#4）に対する、第２番目の基本セット(Rx#5,Rx#6,Rx#7及びRx#8)の水平方向における配置位置のオフセットをDHoffset_RxBaseSet2=4DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet2=DVとする。図１０３に示すように、受信アレーアンテナの２つの基本セットを水平方向にオフセットした配置によって、水平方向にDH間隔で密に配置される仮想アレー素子数を増加でき、水平方向の角度分解能を向上できる。
【０６２５】
図１０４は、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=１とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=2とした場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図１０４において、第１番目の基本セット（例えば、Rx#1, Rx#2, Rx#3及びRx#4）に対する、第２番目の基本セット(Rx#5,Rx#6,Rx#7及びRx#8)の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_RxBaseSet2=0とし、垂直方向における配置位置オフセットDVoffset_RxBaseSet2=3DVとする。図１０４に示すように、受信アレーアンテナの２つの基本セットを垂直方向にオフセットした配置によって、垂直方向にDV間隔で密に配置される仮想アレー素子数を増加でき、垂直方向の角度分解能を向上できる。
【０６２６】
図１０５は、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=2とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=2とした場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図１０５において、送信アレーアンテナの第１番目の基本セット（Tx#1,Tx#2及びTx#3）に対する、第２番目の基本セット（Tx#4,Tx#5及びTx#6）の水平方向における配置位置のオフセットをDHoffset_TxBaseSet2=4DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_TxBaseSet2=-2DVとする。また、図１０５において、受信アレーアンテナの第１番目の基本セット（例えば、Rx#1, Rx#2, Rx#3及びRx#4）に対する、第２番目の基本セット(Rx#5,Rx#6,Rx#7及びRx#8)の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_RxBaseSet2=4DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet2=DVとする。図１０５に示すように、送信アレーアンテナの２つの基本セットを水平方向にオフセットした配置、及び、受信アレーアンテナの２つの基本セットを水平方向にオフセットした配置によって、水平方向にDH間隔で密に配置される仮想アレー素子数を、例えば、図１０１又は図１０３と比較して、更に増加でき、水平方向の角度分解能を更に向上できる。
【０６２７】
図１０６Ａは、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=2とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=４とした場合のMIMOアレー配置例を示し、図１０６Ｂは仮想受信アレー配置例を示す。
【０６２８】
図１０６Ａにおいて、送信アレーアンテナの第１番目の基本セット（Tx#1,Tx#2及びTx#3）に対する、第２番目の基本セット（Tx#4,Tx#5及びTx#6）の水平方向における配置位置のオフセットをDHoffset_TxBaseSet2=4DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_TxBaseSet2=DVとする。
【０６２９】
また、図１０６Ａにおいて、受信アレーアンテナの第１番目の基本セット（例えば、Rx#1, Rx#2, Rx#3及びRx#4）に対する、第２番目の基本セット（Tx#5,Tx#6,Tx#7及びTx#8）の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_RxBaseSet2=4DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet2=-2DVとし、第３番目の基本セット（Tx#9,Tx#10,Tx#11及びTx#12）の水平方向における配置位置のオフセットをDHoffset_RxBaseSet3=-6DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet3=-3DVとし、第４番目の基本セット（Tx#13,Tx#14,Tx#15及びTx#16）の水平方向における配置位置のオフセットをDHoffset_RxBaseSet4=-2DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet4=-5DVとする。
【０６３０】
図１０６Ａ及び図１０６Ｂに示すように、送信アレーアンテナの基本セットを水平方向にオフセットした配置、及び、受信アレーアンテナの基本セットを水平方向にオフセットした配置により、水平方向にDH間隔で密に配置される仮想アレー素子数を、例えば、図１０１又は図１０３と比較して、更に増加でき、水平方向の角度分解能を更に向上できる。
【０６３１】
同様に、図１０６Ａ及び図１０６Ｂに示すように、受信アレーアンテナの基本セットを垂直方向にオフセットした配置により、垂直方向にDV間隔で密に配置される仮想アレー素子数を増加でき、垂直方向の角度分解能を向上できる。
【０６３２】
＜配置方法５−１Ｃ＞
配置方法５−１Ｃでは、基本配置５に示した３素子の送信アレーアンテナの配置及び３素子の受信アレーアンテナの配置をそれぞれ「基本セット」とし、複数の基本セットの配置位置をオフセットした構成のMIMOアレー配置について説明する。
【０６３３】
なお、以下では、一例として、図９２Ｂに示すアンテナ配置を「基本セット」に用いる場合について説明する。しかし、アンテナ配置は、図９２Ｂに示す例に限らず、他のアンテナ配置（例えば、図９２Ａ、図９２Ｃ、又は、図９２Ｄ）でもよい。
【０６３４】
また、以下に示す配置において、送信アレーアンテナの基本セットの水平方向及び垂直方向の配置位置に対するオフセット、又は、受信アレーアンテナの基本セットの水平方向及び垂直方向の配置位置に対するオフセットは、仮想受信アレー配置において重複する素子が無く、仮想受信アレーの中心付近において、より多くの仮想アレー素子がDV又はDH間隔で密に配置されるように設定されてよい。ただし、これに限定されず、例えば、仮想受信アレー配置において不等間隔になる配置を増加させる場合、又は、仮想受信アレー配置におて仮想アレー素子が重複する配置を増加させる場合等にも同様に、配置位置のオフセットを調整することによって実現可能である。
【０６３５】
図１０７は、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=2とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=１とした場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図１０７において、第１番目の基本セット（Tx#1,Tx#2及びTx#3）に対する、第２番目の基本セット（Tx#4,Tx#5及びTx#6）の水平方向における配置位置のオフセットをDHoffset_TxBaseSet2=3DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_TxBaseSet2=0とする。図１０７に示すように、送信アレーアンテナの２つの基本セットを水平方向にオフセットした配置によって、水平方向にDH間隔で密に配置される仮想アレー素子数を増加でき、水平方向の角度分解能を向上できる。
【０６３６】
図１０８は、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=2とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=1とした場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図１０８において、第１番目の基本セット（Tx#1,Tx#2及びTx#3）に対する、第２番目の基本セット（Tx#4,Tx#5,Tx#6）の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_TxBaseSet2=0とし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_TxBaseSet2=3DVとする。図１０８に示すように、送信アレーアンテナの２つの基本セットを垂直方向にオフセットした配置によって、垂直方向にDV間隔で密に配置される仮想アレー素子数を増加でき、水平方向の角度分解能を向上できる。
【０６３７】
図１０９は、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=1とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=2とした場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図１０９において、第１番目の基本セット（Rx#1,Rx#2及びRx#3）に対する、第２番目の基本セット(Rx#4,Rx#5,Rx#6)の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_RxBaseSet2=3DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet2=0とする。図１０９に示すように、受信アレーアンテナの２つの基本セットを水平方向にオフセットした配置によって、水平方向にDH間隔で密に配置される仮想アレー素子数を増加でき、水平方向の角度分解能を向上できる。
【０６３８】
図１１０は、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=1とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=2とした場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図１１０において、第１番目の基本セット（Rx#1,Rx#2及びRx#3）に対する、第２番目の基本セット(Rx#4,Rx#5,Rx#6)の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_RxBaseSet2=0とし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet2=3DVとする。図１１０に示すように、受信アレーアンテナの２つの基本セットを垂直方向にオフセットした配置によって、垂直方向にDV間隔で密に配置される仮想アレー素子数を増加でき、垂直方向の角度分解能を向上できる。
【０６３９】
図１１１は、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=2とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=2とした場合のMIMOアレー配置例、及び、仮想受信アレー配置例を示す。図１１１において、送信アレーアンテナの第１番目の基本セット（Tx#1,Tx#2及びTx#3）に対する、第２番目の基本セット（Tx#4,Tx#5,Tx#6）の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_TxBaseSet2=6DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_TxBaseSet2=0とする。また、図１１１において、受信アレーアンテナの第１番目の基本セット（Rx#1,Rx#2及びRx#3）に対する、第２番目の基本セット(Rx#4,Rx#5,Rx#6)の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_RxBaseSet2=3DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet2=0とする。図１１１に示すように、送信アレーアンテナの２つの基本セットを水平方向にオフセットした配置、及び、受信アレーアンテナの２つの基本セットを水平方向にオフセットした配置によって、水平方向にDH間隔で密に配置される仮想アレー素子数を、例えば、図１０７又は図１０９と比較して、更に増加でき、水平方向の角度分解能を更に向上できる。
【０６４０】
図１１２Ａは、送信アレーアンテナの基本セットの数をNTxBaseSet=2とし、受信アレーアンテナの基本セットの数をNRxBaseSet=4とした場合のMIMOアレー配置例を示し、図１１２Ｂは仮想受信アレー配置例を示す。
【０６４１】
図１１２Ａにおいて、送信アレーアンテナの第１番目の基本セット（Tx#1,Tx#2及びTx#3）に対する、第２番目の基本セット（Tx#4,Tx#5,Tx#6）の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_TxBaseSet2=3DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_TxBaseSet2=0とする。
【０６４２】
また、図１１２Ａにおいて、受信アレーアンテナの第１番目の基本セット（Rx#1,Rx#2及びRx#3）に対する、第２番目の基本セット(Rx#4,Rx#5,Rx#6)の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_RxBaseSet2=-3DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet2=-3DVとし、第３番目の基本セット(Rx#7,Rx#8,Rx#9)の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_RxBaseSet3=6DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet3=0とし、第４番目の基本セット(Rx#10,Rx#11,Rx#12)の水平方向における配置位置のオフセットDHoffset_RxBaseSet4=3DHとし、垂直方向における配置位置のオフセットDVoffset_RxBaseSet4=-3DVとする。
【０６４３】
図１１２Ａ及び図１１２Ｂに示すように、送信アレーアンテナの基本セットを水平方向にオフセットした配置、及び、受信アレーアンテナの基本セットを水平方向にオフセットした配置により、水平方向にDH間隔で密に配置される仮想アレー素子数を、例えば、図１０７又は図１０９と比較して、更に増加でき、水平方向の角度分解能を更に向上できる。
【０６４４】
同様に、図１１２Ａ及び図１１２Ｂに示すように、受信アレーアンテナの基本セットを垂直方向にオフセットした配置により、垂直方向にDV間隔で密に配置される仮想アレー素子数を増加でき、垂直方向の角度分解能を向上できる。
【０６４５】
以上、配置方法５−１Ａ、５−１Ｂ及び５−１Ｃについてそれぞれ説明した。
【０６４６】
なお、配置方法５−１Ａ、５−１Ｂ及び５−１Ｃにおいて、送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナに含まれる基本セットの数（NTxBaseSet、NRxBaseSet）は、上記例に限定されず、他の値でもよい。
【０６４７】
以上、本開示の一実施例に係る実施の形態について説明した。
【０６４８】
なお、上記実施の形態、及び、各バリエーションに係る動作を適宜組み合わせて実施してもよい。
【０６４９】
［他の実施の形態］
送信アンテナ数Nt及び受信アンテナ数Naは上述した例に限定されず、他の値でもよい。また、間隔DV及びDHは、0.5λに限定されず、例えば、0.5λ以上、かつ、１λ以下の値でもよい。また、DVとDHとは同一の値でもよく、異なる値でもよい。
【０６５０】
上記実施の形態では、符号化パルスレーダを用いる場合について説明したが、本開示は、チャープ（Chirp）パルスレーダのような周波数変調したパルス波を用いたレーダ方式についても適用可能である。
【０６５１】
図４に示すレーダ装置１０において、レーダ送信部１００及びレーダ受信部２００は、物理的に離れた場所に個別に配置されてもよい。
【０６５２】
レーダ装置１０は、図示しないが、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）等の記録媒体、およびＲＡＭ（Random Access Memory）等の作業用メモリを有する。この場合、上記した各部の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。但し、レーダ装置１０のハードウェア構成は、かかる例に限定されない。例えば、レーダ装置１０の各機能部は、集積回路であるＩＣ（Integrated Circuit）として実現されてもよい。各機能部は、個別に１チップ化されてもよいし、その一部または全部を含むように１チップ化されてもよい。
【０６５３】
上述の実施の形態においては、各構成要素に用いる「・・・部」という表記は、「・・・回路（circuitry）」、「・・・デバイス」、「・・・ユニット」、又は、「・・・モジュ−ル」といった他の表記に置換されてもよい。
【０６５４】
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【０６５５】
本開示はソフトウェア、ハ−ドウェア、又は、ハ−ドウェアと連携したソフトウェアで実現することが可能である。上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、部分的に又は全体的に、集積回路であるＬＳＩとして実現され、上記実施の形態で説明した各プロセスは、部分的に又は全体的に、一つのＬＳＩ又はＬＳＩの組み合わせによって制御されてもよい。ＬＳＩは個々のチップから構成されてもよいし、機能ブロックの一部または全てを含むように一つのチップから構成されてもよい。ＬＳＩはデータの入力と出力を備えてもよい。ＬＳＩは、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、ス−パ−ＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路、汎用プロセッサ又は専用プロセッサで実現してもよい。また、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よい。本開示は、デジタル処理又はアナログ処理として実現されてもよい。さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
【０６５６】
本開示は、通信機能を持つあらゆる種類の装置、デバイス、システム（通信装置と総称）において実施可能である。通信装置の、非限定的な例としては、電話機（携帯電話、スマ−トフォン等）、タブレット、パ−ソナル・コンピュ−タ−（ＰＣ）（ラップトップ、デスクトップ、ノ−トブック等）、カメラ（デジタル・スチル／ビデオ・カメラ等）、デジタル・プレ−ヤ−（デジタル・オ−ディオ／ビデオ・プレ−ヤ−等）、着用可能なデバイス（ウェアラブル・カメラ、スマ−トウオッチ、トラッキングデバイス等）、ゲ−ム・コンソ−ル、デジタル・ブック・リ−ダ−、テレヘルス・テレメディシン（遠隔ヘルスケア・メディシン処方）デバイス、通信機能付きの乗り物又は移動輸送機関（自動車、飛行機、船等）、及び上述の各種装置の組み合わせがあげられる。
【０６５７】
通信装置は、持ち運び可能又は移動可能なものに限定されず、持ち運びできない又は固定されている、あらゆる種類の装置、デバイス、システム、例えば、スマ−ト・ホ−ム・デバイス（家電機器、照明機器、スマ−トメ−タ−又は計測機器、コントロ−ル・パネル等）、自動販売機、その他ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｏｆ  Ｔｈｉｎｇｓ）ネットワ−ク上に存在し得るあらゆる「モノ（Things）」をも含む。
【０６５８】
通信には、セルラ−システム、無線ＬＡＮシステム、通信衛星システム等によるデータ通信に加え、これらの組み合わせによるデータ通信も含まれる。また、通信装置には、本開示に記載される通信機能を実行する通信デバイスに接続又は連結される、コントロ−ラやセンサ等のデバイスも含まれる。例えば、通信装置の通信機能を実行する通信デバイスが使用する制御信号やデータ信号を生成するような、コントロ−ラやセンサが含まれる。
【０６５９】
また、通信装置には、上記の非限定的な各種装置と通信を行う、あるいはこれら各種装置を制御する、インフラストラクチャ設備、例えば、基地局、アクセスポイント、その他あらゆる装置、デバイス、システムが含まれる。
【０６６０】
＜本開示のまとめ＞
本開示の一実施例に係るレーダ装置は、送信アレーアンテナを用いて、レーダ信号を送信するレーダ送信部と、受信アレーアンテナを用いて、前記レーダ信号がターゲットにおいて反射された反射波信号を受信するレーダ受信部と、を具備し、前記送信アレーアンテナは、複数の送信アンテナ群から構成され、前記複数の送信アンテナ群の各々は、第１の方向に第１の間隔の整数倍の間隔である第２の間隔で配置される複数の送信アンテナを含み、前記第１の方向と直交する第２の方向において第３の間隔の整数倍の間隔である第４の間隔で配置され、前記受信アレーアンテナは、複数の受信アンテナ群から構成され、前記複数の受信アンテナ群の各々は、前記第１の方向に前記第１の間隔の整数倍の間隔である第５の間隔で配置される複数の受信アンテナを含み、前記第２の方向において前記第３の間隔の整数倍の間隔である第６の間隔で配置され、前記第２の間隔と前記第５の間隔との差は前記第１の間隔であり、前記第４の間隔と前記第６の間隔との差は前記第３の間隔である。
【０６６１】
本開示の一実施例において、前記複数の送信アンテナ群の間において、各送信アンテナ群に含まれる送信アンテナの前記第１の方向の配置位置は異なる。
【０６６２】
本開示の一実施例において、前記複数の受信アンテナ群の間において、各受信アンテナ群に含まれる受信アンテナの前記第１の方向の配置位置は異なる。
【０６６３】
本開示の一実施例において、前記第２の間隔及び前記第５の間隔の少なくとも一つは、前記レーダ信号の１波長より長い間隔であり、前記第４の間隔及び前記第６の間隔の少なくとも一つは、前記レーダ信号の１波長より長い間隔であり、前記第１の間隔及び前記第３の間隔は、前記レーダ信号の0.5波長以上、かつ、１波長以下である。
【０６６４】
本開示の一実施例において、前記第２の間隔は、前記第１の間隔の２倍の間隔であり、前記第４の間隔は、前記第３の間隔の３倍の間隔である、前記第５の間隔は、前記第１の間隔の３倍の間隔であり、前記第６の間隔は、前記第３の間隔の２倍の間隔である。
【０６６５】
本開示の一実施例において、  前記第２の間隔は、前記第１の間隔の３倍の間隔であり、前記第４の間隔は、前記第３の間隔の３倍の間隔である、前記第５の間隔は、前記第１の間隔の２倍の間隔であり、前記第６の間隔は、前記第３の間隔の２倍の間隔である。
【０６６６】
本開示の一実施例に係るレーダ装置は、送信アレーアンテナを用いて、レーダ信号を送信するレーダ送信部と、受信アレーアンテナを用いて、前記レーダ信号がターゲットにおいて反射された反射波信号を受信するレーダ受信部と、を具備し、前記送信アレーアンテナは少なくとも３つの送信アンテナを含み、前記受信アレーアンテナは少なくとも３つの受信アンテナを含み、前記３つの送信アンテナのうち２つの送信アンテナは、第１の方向に第１の間隔の２倍の第２の間隔離れて配置され、前記３つの送信アンテナのうち残りの１つの送信アンテナは、前記第１の方向に、前記２つの送信アンテナからそれぞれ前記第１の間隔離れて配置され、前記第１の方向と直交する第２の方向に前記２つの送信アンテナから第３の間隔の２倍の間隔である第４の間隔離れて配置され、前記３つの受信アンテナのうち２つの受信アンテナは、前記第２の方向に前記第４の間隔離れて配置され、前記３つの受信アンテナのうち残りの１つの受信アンテナは、前記第２の方向に、前記２つの受信アンテナからそれぞれ前記第３の間隔離れて配置され、前記第１の方向に前記２つの受信アンテナから前記第２の間隔離れて配置される。
【０６６７】
本開示の一実施例において、前記第１の間隔と前記第３の間隔は、前記レーダ信号の0.5波長以上、かつ、１波長以下である。
【０６６８】
本開示の一実施例に係るレーダ装置は、送信アレーアンテナを用いて、レーダ信号を送信するレーダ送信部と、受信アレーアンテナを用いて、前記レーダ信号がターゲットにおいて反射された反射波信号を受信するレーダ受信部と、を具備し、前記送信アレーアンテナは、複数の送信アンテナ群から構成され、前記複数の送信アンテナ群の各々は、複数の送信アンテナを含み、前記複数の送信アンテナ群の各々において、隣り合う２つの送信アンテナは、第１の方向に第１の間隔の２倍の間隔である第２の間隔離れて配置され、前記第１の方向と直交する第２の方向に第３の間隔離れて配置され、前記複数の送信アンテナ群のうち、隣り合う送信アンテナ群は、前記第１の方向に前記第１の間隔、かつ、前記第２の方向に前記第３の間隔の２倍の第４の間隔でシフトした関係にあり、前記複数の送信アンテナのそれぞれの配置位置と、前記受信アレーアンテナに含まれる複数の受信アンテナのそれぞれの配置位置とは、前記第１の方向又は前記第２の方向に平行な線に関して線対称の関係にある。
【０６６９】
本開示の一実施例において、前記第１の間隔と前記第３の間隔は、前記レーダ信号の0.5波長以上、かつ、１波長以下である。
【０６７０】
本開示の一実施例に係るレーダ装置は、送信アレーアンテナを用いて、レーダ信号を送信するレーダ送信部と、受信アレーアンテナを用いて、前記レーダ信号がターゲットにおいて反射された反射波信号を受信するレーダ受信部と、を具備し、前記送信アレーアンテナは、複数の送信アンテナ群から構成され、前記複数の送信アンテナ群の各々は、複数の送信アンテナを含み、前記複数の送信アンテナ群の各々において、隣り合う２つの送信アンテナは、第１の方向に第１の間隔離れて配置され、前記第１の方向と直交する第２の方向の双方に第２の間隔離れて配置され、前記複数の送信アンテナ群のうち、隣り合う送信アンテナ群は、前記第１の方向に前記第１の間隔の２倍の第３の間隔離れて配置され、かつ、前記第２の方向に前記第２の間隔でシフトした関係にあり、前記複数の送信アンテナのそれぞれの配置位置と、前記受信アレーアンテナに含まれる複数の受信アンテナのそれぞれの配置位置とは、前記第１の方向又は前記第２の方向に平行な線に関して線対称の関係にある。
【０６７１】
本開示の一実施例において、前記第１の間隔と前記第２の間隔は、前記レーダ信号の0.5波長以上、かつ、１波長以下である。
【産業上の利用可能性】
【０６７２】
本開示は、目標を検知するレーダ装置として好適である。
【符号の説明】
【０６７３】
１０  レーダ装置
１００  レーダ送信部
２００  レーダ受信部
３００  基準信号生成部
１０１，１０１ａ  レーダ送信信号生成部
１０２  符号生成部
１０３  変調部
１０４  ＬＰＦ
１０５  送信無線部
１０６  送信アンテナ
１１１  符号記憶部
１１２  ＤＡ変換部
２０１  アンテナ系統処理部
２０２  受信アンテナ
２０３  受信無線部
２０４  増幅器
２０５  周波数変換器
２０６  直交検波器
２０７  信号処理部
２０８，２０９  ＡＤ変換部
２１０  分離部
２１１  相関演算部
２１２  加算部
２１３  ドップラー周波数解析部
２１４  方向推定部
【図１Ａ】
2020153871.tif 000019
【図１Ｂ】
2020153871.tif 000020
【図２Ａ】
2020153871.tif 000021
【図２Ｂ】
2020153871.tif 000022
【図３Ａ】
2020153871.tif 000023
【図３Ｂ】
2020153871.tif 000024
【図４】
2020153871.tif 000025
【図５】
2020153871.tif 000026
【図６】
2020153871.tif 000027
【図７】
2020153871.tif 000028
【図８】
2020153871.tif 000029
【図９Ａ】
2020153871.tif 000030
【図９Ｂ】
2020153871.tif 000031
【図９Ｃ】
2020153871.tif 000032
【図１０】
2020153871.tif 000033
【図１１Ａ】
2020153871.tif 000034
【図１１Ｂ】
2020153871.tif 000035
【図１２】
2020153871.tif 000036
【図１３】
2020153871.tif 000037
【図１４】
2020153871.tif 000038
【図１５】
2020153871.tif 000039
【図１６】
2020153871.tif 000040
【図１７】
2020153871.tif 000041
【図１８】
2020153871.tif 000042
【図１９】
2020153871.tif 000043
【図２０】
2020153871.tif 000044
【図２１】
2020153871.tif 000045
【図２２】
2020153871.tif 000046
【図２３】
2020153871.tif 000047
【図２４】
2020153871.tif 000048
【図２５Ａ】
2020153871.tif 000049
【図２５Ｂ】
2020153871.tif 000050
【図２５Ｃ】
2020153871.tif 000051
【図２６】
2020153871.tif 000052
【図２７】
2020153871.tif 000053
【図２８】
2020153871.tif 000054
【図２９】
2020153871.tif 000055
【図３０】
2020153871.tif 000056
【図３１】
2020153871.tif 000057
【図３２】
2020153871.tif 000058
【図３３】
2020153871.tif 000059
【図３４】
2020153871.tif 000060
【図３５】
2020153871.tif 000061
【図３６】
2020153871.tif 000062
【図３７】
2020153871.tif 000063
【図３８】
2020153871.tif 000064
【図３９】
2020153871.tif 000065
【図４０】
2020153871.tif 000066
【図４１】
2020153871.tif 000067
【図４２】
2020153871.tif 000068
【図４３】
2020153871.tif 000069
【図４４】
2020153871.tif 000070
【図４５】
2020153871.tif 000071
【図４６】
2020153871.tif 000072
【図４７】
2020153871.tif 000073
【図４８】
2020153871.tif 000074
【図４９】
2020153871.tif 000075
【図５０Ａ】
2020153871.tif 000076
【図５０Ｂ】
2020153871.tif 000077
【図５１Ａ】
2020153871.tif 000078
【図５１Ｂ】
2020153871.tif 000079
【図５２Ａ】
2020153871.tif 000080
【図５２Ｂ】
2020153871.tif 000081
【図５２Ｃ】
2020153871.tif 000082
【図５２Ｄ】
2020153871.tif 000083
【図５３Ａ】
2020153871.tif 000084
【図５３Ｂ】
2020153871.tif 000085
【図５３Ｃ】
2020153871.tif 000086
【図５３Ｄ】
2020153871.tif 000087
【図５４Ａ】
2020153871.tif 000088
【図５４Ｂ】
2020153871.tif 000089
【図５４Ｃ】
2020153871.tif 000090
【図５４Ｄ】
2020153871.tif 000091
【図５５Ａ】
2020153871.tif 000092
【図５５Ｂ】
2020153871.tif 000093
【図５５Ｃ】
2020153871.tif 000094
【図５５Ｄ】
2020153871.tif 000095
【図５６Ａ】
2020153871.tif 000096
【図５６Ｂ】
2020153871.tif 000097
【図５７】
2020153871.tif 000098
【図５８】
2020153871.tif 000099
【図５９】
2020153871.tif 000100
【図６０】
2020153871.tif 000101
【図６１】
2020153871.tif 000102
【図６２】
2020153871.tif 000103
【図６３】
2020153871.tif 000104
【図６４】
2020153871.tif 000105
【図６５】
2020153871.tif 000106
【図６６】
2020153871.tif 000107
【図６７】
2020153871.tif 000108
【図６８Ａ】
2020153871.tif 000109
【図６８Ｂ】
2020153871.tif 000110
【図６９】
2020153871.tif 000111
【図７０Ａ】
2020153871.tif 000112
【図７０Ｂ】
2020153871.tif 000113
【図７１】
2020153871.tif 000114
【図７２】
2020153871.tif 000115
【図７３】
2020153871.tif 000116
【図７４】
2020153871.tif 000117
【図７５】
2020153871.tif 000118
【図７６】
2020153871.tif 000119
【図７７】
2020153871.tif 000120
【図７８】
2020153871.tif 000121
【図７９】
2020153871.tif 000122
【図８０】
2020153871.tif 000123
【図８１】
2020153871.tif 000124
【図８２】
2020153871.tif 000125
【図８３】
2020153871.tif 000126
【図８４】
2020153871.tif 000127
【図８５】
2020153871.tif 000128
【図８６】
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【図８７】
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【図８８Ａ】
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【図８８Ｂ】
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【図８９】
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【図９０Ａ】
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【図９０Ｂ】
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【図９１Ａ】
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【図９１Ｂ】
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【図９２Ａ】
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【図９２Ｂ】
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【図９２Ｃ】
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【図９２Ｄ】
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【図９３Ａ】
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【図９３Ｂ】
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【図９４】
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【図９５】
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【図９６】
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【図９７】
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【図９８】
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【図９９】
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【図１００Ａ】
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【図１００Ｂ】
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【図１０１】
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【図１０２】
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【図１０３】
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【図１０４】
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【図１０５】
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【図１０６Ａ】
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【図１０６Ｂ】
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【図１０７】
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【図１０８】
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【図１０９】
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【図１１０】
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【図１１１】
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【図１１２Ａ】
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【図１１２Ｂ】
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