(57)【要約】【課題】二次元的にビーム方向を変化させることが可能であり且つ小型のアンテナ装置及び方位検出装置を提供する。【解決手段】送信側は第１走査方向に沿って配列された複数の単位アンテナＡＵからなる送信アンテナ部１０に対してロトマンレンズ４１を介して給電を行うことにより、第１走査方向に沿った一次元的な走査を行い、受信側は第２走査方向に沿って配列された複数の単位アンテナＡＵからなる受信アンテナ部２０から、単位アンテナＡＵ毎に得られる受信信号（ビート信号）に基づいて、第２走査方向に沿った一次元的な方位検出を行い、これを組み合わせることで二次元的な方位検出を行う。但し、受信ビームの縦幅（第１走査方向に沿った角度範囲）を、送信ビームの走査範囲より広く、送信ビームの横幅（第２走査方向に沿った角度範囲）を、受信ビームの走査範囲より広く設定する。【選択図】図１
2010127641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された第１走査方向に沿って指向方向の異なる複数の送信ビームによって探査波を送信する送信手段と、
前記第１走査方向と交差するように設定された第２走査方向に沿って指向方向の異なる複数の受信ビームによって前記探査波を反射した物体からの反射波を受信する受信手段と、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記送信手段は、前記送信ビームにおける前記第２走査方向のビーム幅が、前記受信手段における前記第２走査方向の方位検出範囲の全体を含む広さとなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記受信手段は、前記受信ビームにおける前記第１走査方向のビーム幅が、前記送信手段における前記第１走査方向の方位検出範囲の全体を含む広さとなるように設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記複数の送信ビーム間の利得差、及び前記複数の受信ビーム間の利得差を補償する第１補償手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記送信ビームの利得が前記第２走査方向に沿った方位検出範囲内で不均一であること、又は前記受信ビームの利得が前記第１走査方向に沿った方位検出範囲内で不均一であることに基づき、前記送信ビームと受信ビームとを組合せたチャンネル間で生じる受信信号の利得差を補償する第２補償手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記送信手段及び前記受信手段のうち、少なくとも一方がビームの指向方向を機械的に変化させるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記送信手段及び前記受信手段のうち、少なくとも一方がロトマンレンズ又はレンズアンテナによってビーム形成を行うように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記受信手段の受信ビームを順次切り替えて、前記送信手段及び前記受信手段に前記探査波を送受信させることで、前記受信ビーム毎に前記受信手段での受信レベルを測定する第１測定手段と、
前記第１測定手段での測定結果に基づき、前記受信レベルが最大となる受信ビームにて前記探査波を受信するように前記受信手段を設定する第１設定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記送信手段の送信ビームを順次切り替えて、前記送信手段及び前記受信手段に前記探査波を送受信させることで、前記送信ビーム毎に前記受信手段での受信レベルを測定する第２測定手段と、
前記第２測定手段での測定結果に基づき、前記受信レベルが最大となる送信ビームにて前記探査波を送信するように前記送信手段を設定する第２設定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
予め設定された第１走査方向に沿って指向方向の異なる複数の送信ビームによって探査波を送信する送信手段と、
前記探査波を反射した物体からの反射波を受信する受信手段と、
該受信手段からの受信信号に基づき、前記反射波の到来方向について、前記第１走査方向に交差する第２走査方向に沿った方位角度を求める方位検出手段と、
を備えることを特徴とする方位検出装置。
【請求項１１】
前記複数の送信ビーム間の利得差を補償する第１補償手段を備えることを特徴とする請求項１０に記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
前記受信手段は、前記第１走査方向と交差するように設定された第２走査方向に沿って指向方向の異なる複数の受信ビームによって前記反射波を受信することを特徴とする請求項１０に記載の方位検出装置。
【請求項１３】
前記複数の送信ビーム間の利得差、及び前記複数の受信ビーム間の利得差を補償する第１補償手段を備えることを特徴とする請求項１２に記載の方位検出装置。
【請求項１４】
前記送信ビームの利得が前記第２走査方向に沿った方位検出範囲内で不均一であること、又は前記受信ビームの利得が前記第１走査方向に沿った方位検出範囲内で不均一であることに基づき、前記送信ビームと受信ビームとを組合せたチャンネル間で生じる受信信号の利得差を補償する第２補償手段を備えることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載のアンテナ装置。
【請求項１５】
前記受信手段は、前記第２走査方向に沿って配列された複数のアンテナ素子からなり、
前記方位検出手段は、前記受信手段を構成する各アンテナ素子からの受信信号をサンプリングしてデジタルデータに対する信号処理によって方位検出を行うことを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の方位検出装置。
【請求項１６】
前記方位検出手段が実行する信号処理は、デジタルビームフォーミングであることを特徴とする請求項１５に記載の方位検出装置。
【請求項１７】
前記方位検出手段が実行する信号処理は、ＭＵＳＩＣ（MUltipule Signal Classification ）であることを特徴とする請求項１６に記載の方位検出装置。
【請求項１８】
前記送信手段は、前記送信ビームの指向方向を機械的に変化させるように構成されていることを特徴とする請求項１０乃至請求項１７のいずれかに記載の方位検出装置。
【請求項１９】
前記送信手段は、ロトマンレンズ又はレンズアンテナによってビーム形成を行うように構成されていることを特徴とする請求項１０乃至請求項１７のいずれかに記載の方位検出装置。
【請求項２０】
前記送信手段の送信ビームを順次切り替えて、前記送信手段及び前記受信手段に前記探査波を送受信させることで、前記送信ビーム毎に前記受信手段での受信レベルを測定する第２測定手段と、
前記第２測定手段での測定結果に基づき、前記受信レベルが最大となる送信ビームにて前記探査波を送信するように前記送信手段を設定する第２設定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１０乃至請求項１９のいずれかに記載の方位検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元走査が可能なアンテナ装置、及び２次元的な方位検出が可能な方位検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水平方向走査用のロトマンレンズ（水平レンズ）と、垂直方向走査用のロトマンレンズとを組み合わせて二次元走査を実現するアンテナ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特表２００２−５２３９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この従来のアンテナ装置では、水平方向走査用のロトマンレンズを、垂直方向のビームスキャン時に実現すべきビーム方向の数だけ用意すると共に、垂直方向走査用のロトマンレンズを、水平方向のビームスキャン時に実現すべきビーム方向の数だけ用意する必要がある。
【０００４】
つまり、従来のアンテナ装置では、多くのロトマンレンズを用いて構成する必要があるため装置構成が大型化し、しかも、検出可能な方位分解能を向上させるためにビーム方向の数を増加させると、単にロトマンレンズの数が増大するだけでなく、個々のロトマンレンズの規模も大型化するため、方位分解能を向上させるほど、装置規模が急激に大型化してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するために、二次元的にビーム方向を変化させることが可能であり且つ小型のアンテナ装置及び方位検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた発明である請求項１に記載のアンテナ装置では、送信手段が、予め設定された第１走査方向に沿って指向方向の異なる複数の送信ビームによって探査波を送信し、受信手段が、第１走査方向と交差するように設定された第２走査方向に沿って指向方向の異なる複数の受信ビームによって、探査波を反射した物体からの反射波を受信する。
【０００７】
このように本発明のアンテナ装置では、送信手段及び受信手段のいずれもが一次元的な走査を行うように構成されているため、簡易な構成であるにも関わらず二次元走査を実現することができる。
【０００８】
なお、送信手段は、請求項２に記載のように、送信ビームにおける第２走査方向のビーム幅が、受信手段における第２走査方向の方位検出範囲の全体を含む広さとなるように設定されていることが望ましい。同様に、受信手段は、請求項３に記載のように、受信ビームにおける第１走査方向のビーム幅が、送信手段における第１走査方向の方位検出範囲の全体を含む広さとなるように設定されていることが望ましい。
【０００９】
このように構成された本発明のアンテナ装置によれば、送信ビームと受信ビームとを組み合わせてなるチャンネル間で生じる受信信号の利得差を小さく抑えることができる。
【００１０】
また、請求項４に記載のように、複数の送信ビーム間の利得差、及び複数の受信ビーム間の利得差を補償する第１補償手段を備えていることが望ましい。
【００１１】
即ち、図１０（ａ）に示すように、送信ビーム間の利得差、又は受信ビーム間の利得差（指向性を表すビーム形状の差）がある場合には、図１０（ｂ）に示すように、ビーム間で利得が同じとなるように補正する。これにより、例えば、図１１に示すように、隣接するビーム間で大きな利得差がある場合、物標の存在方向に対して指向方向が一致する利得の小さなビームより、物標の存在方向に対して指向方向がずれた利得の大きなビームの方が、受信電力が大きくなり、誤った方位が検出されてしまう可能性があるが、このような事態を回避することができる。
【００１２】
更には、請求項５に記載のように、送信ビームの利得が第２走査方向に沿った方位検出範囲内で不均一であること、又は受信ビームの利得が前記第１走査方向に沿った方位検出範囲内で不均一であることに基づき、送信ビームと受信ビームとを組合せたチャンネル間で生じる受信信号の利得差を補償する第２補償手段を備えていることが望ましい。
【００１３】
このように構成された本発明のアンテナ装置によれば、受信信号に対して実行する信号処理の精度（例えば、方位検出精度）を向上させることができる。
【００１４】
また、送信手段及び受信手段は、例えば、請求項６に記載のように、少なくとも一方がビームの指向方向を機械的に変化させるように構成されていてもよいし、請求項７に記載のように、少なくとも一方がロトマンレンズ又はレンズアンテナによってビーム形成を行うように構成されていてもよい。
【００１５】
また、本発明のアンテナ装置は、請求項８に記載のように、第１測定手段が、受信手段の受信ビームを順次切り替えて、送信手段及び受信手段に探査波を送受信させることで、受信ビーム毎に受信手段での受信レベルを測定し、第１設定手段が、第１測定手段での測定結果に基づき、受信レベルが最大となる受信ビームにて探査波を受信するように受信手段を設定するように構成されていてもよい。
【００１６】
このように構成された本発明のアンテナ装置によれば、第１走査方向に沿った１次元的な走査を行うように使用する場合に、第２走査方向については最も大きな受信レベルを得ることが可能な向きに受信ビームの向きを固定すること、即ち、第２走査方向に沿ったビームの軸調整を行うことができる。
【００１７】
また、本発明のアンテナ装置は、請求項９に記載のように、第２測定手段が、送信手段の送信ビームを順次切り替えて、送信手段及び受信手段に探査波を送受信することで、送信ビーム毎に受信手段での受信レベルを測定し、第２設定手段が、第２測定手段での測定結果に基づき、受信レベルが最大となる送信ビームにて探査波を送信するように送信手段を設定するように構成されていてもよい。
【００１８】
このように構成された本発明のアンテナ装置によれば、第２走査方向に沿った１次元的な走査を行うように使用する場合に、第１走査方向については最も大きな受信レベルを得ることが可能な向きに送信ビームの向きを固定すること、即ち、第１走査方向に沿ったビームの軸調整を行うことができる。
【００１９】
次に、請求項１０に記載の方位検出装置では、送信手段が、予め設定された第１走査方向に沿って指向方向の異なる複数の送信ビームによって探査波を送信し、受信手段が、探査波を反射した物体からの反射波を受信する。そして、方位検出手段が、受信手段からの受信信号に基づき、反射波の到来方向について、第１走査方向に交差する第２走査方向に沿った方位角度を求める。
【００２０】
本発明の方位検出装置では、送信側（送信手段）では第１走査方向に沿って一次元的な走査を行うと共に、受信側（受信手段及び方位検出手段）では第２走査方向に沿って一次元的な方位検出を行い、これを組み合わせることで二次元的な方位検出を可能にしているため、一方の側だけで二次元的な走査を実現する従来装置と比較して、装置構成を簡易なものとすることができる。
【００２１】
なお、本発明の方位検出装置は、送信ビームを固定して、第２走査方向に沿って一次元的な方位検出を行うものとして使用してもよく、この場合、第１走査方向を調整方向として、送信ビームの向きの調整を行うようにすればよい。
【００２２】
また、この場合、請求項１１に記載のように、複数の送信ビーム間の利得差を補償する第１補償手段を備えていることが望ましい。
【００２３】
次に、受信手段は、請求項１２に記載のように、第１走査方向と交差するように設定された第２走査方向に沿って指向方向の異なる複数の受信ビームによって反射波を受信するように構成されていてもよい。
【００２４】
このように構成された本発明の方位検出装置は、請求項１に記載のアンテナ装置を用いて構成されたものとなる。従って、上述の請求項２〜７に記載された構成を、本発明の方位検出装置に適用してもよいことは言うまでもない。
【００２５】
例えば、請求項１３に記載のように、複数の送信ビーム間の利得差、及び複数の受信ビーム間の利得差を補償する第１補償手段（請求項４と同様）を備えていてもよいし、請求項１４に記載のように、送信ビームの利得が第２走査方向に沿った方位検出範囲内で不均一であること、又は受信ビームの利得が前記第１走査方向に沿った方位検出範囲内で不均一であることに基づき、送信ビームと受信ビームとを組合せたチャンネル間で生じる受信信号の利得差を補償する第２補償手段（請求項５と同様）を備えていてもよい。
【００２６】
また、請求項１０又は請求項１１に記載の方位検出装置では、請求項１５に記載のように、受信手段は、第２走査方向に沿って配列された複数のアンテナ素子からなり、方位検出手段は、受信手段を構成する各アンテナ素子からの受信信号をサンプリングしてデジタルデータに対する信号処理によって方位検出を行うように構成されていてもよい。
【００２７】
この場合、方位検出手段が実行する信号処理は、請求項１６に記載のように、デジタルビームフォーミングであってもよいし、請求項１７に記載のように、ＭＵＳＩＣ（MUltipule Signal Classification ）等のスーパーレゾリューション法を用いた処理であってもよい。
【００２８】
また、請求項１０乃至請求項１７のいずれかに記載の方位検出装置では、送信手段は、例えば、請求項１８に記載のように、送信ビームの指向方向を機械的に変化させるように構成されていてもよいし、請求項１９に記載のように、ロトマンレンズ又はレンズアンテナによってビーム形成を行うように構成されていてもよい。
【００２９】
また、本発明の方位検出装置は、請求項２０に記載のように、第２測定手段が、送信手段の送信ビームを順次切り替えて、送信手段及び受信手段に探査波を送受信させることで、送信ビーム毎に受信手段での受信レベルを測定し、第２設定手段が、第２測定手段での測定結果に基づき、受信レベルが最大となる送信ビームにて探査波を送信するように送信手段を設定するように構成されていてもよい。
【００３０】
このように構成された本発明の方位検出装置によれば、第２走査方向に沿った１次元的な走査（１次元的な方位検出）を行うように使用する場合に、第１走査方向については最も大きな受信レベルを得ることが可能な向きに送信ビームの向きを固定すること、即ち、第１走査方向に沿ったビームの軸調整を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
図１は、本実施形態の方位検出装置１の全体構成図である。
【００３２】
＜全体構成＞
図１に示すように、方位検出装置１は、探査波を送信する送信アンテナ部１０と、探査波を反射した物体からの反射波を受信する受信アンテナ部２０と、ミリ波帯の高周波信号を発生させる発振器や発振器の出力を電力分配して送信信号Ｓ及びローカル信号Ｌを生成する電力分配器等からなる信号生成部３０と、信号生成部３０で生成された送信信号Ｓを利得調整信号Ｇによって指定された利得で増幅する可変増幅器３５と、可変増幅器３５で増幅された送信信号の送信アンテナ部１０に対する給電方法を送信ビーム制御信号ＣＳに従って制御することにより送信ビームの指向方向を変化させる送信側給電制御部４０と、受信アンテナ部２０からの受信信号に信号生成部３０からのローカル信号Ｌを混合してビート信号を生成する受信回路部５０と、可変増幅器３５に対する利得調整信号Ｇ，送信側給電制御部４０に対する送信ビーム制御信号ＣＳを出力し、受信回路部５０にて生成されたビート信号に基づいて、反射波の到来方向を求める信号処理部６０とを備えている。
【００３３】
＜送信アンテナ部及び受信アンテナ部＞
送信アンテナ部１０及び受信アンテナ部２０は、いずれも、一列かつ等間隔に配列された複数のアンテナ素子ＡＳで構成された単位アンテナＡＵを用い、この単位アンテナＡＵをアンテナ素子ＡＳの配列方向とは直交する方向に一列かつ等間隔に複数個配列することで構成されている。
【００３４】
なお、送信アンテナ部１０及び受信アンテナ部２０において、各単位アンテナＡＵは個別に給電されると共に、同一の単位アンテナＡＵを構成する各アンテナ素子ＡＳは、同一振幅，同一位相の信号が給電されるように構成されている。即ち、送信アンテナ部１０及び受信アンテナ部２０は、単位アンテナＡＵを１次元的に配列してなるアレーアンテナとして動作する。
【００３５】
そして、送信アンテナ部１０及び受信アンテナ部２０は、同一平面に配置され、且つ、送信アンテナ部１０を構成する単位アンテナＡＵの配列方向（以下、第１走査方向ともいう）と、受信アンテナ部２０を構成する単位アンテナＡＵの配列方向（以下、第２走査方向ともいう）とが直交するように配置されている。
【００３６】
また、第１走査方向を縦、第２走査方向を横として、送信アンテナ部１０は縦長の矩形状に、受信アンテナ部２０は横長の矩形状に形成されている。
【００３７】
但し、受信アンテナ部２０の縦サイズ（受信アンテナ部２０を構成する単位アンテナＡＵの長手方向の長さ）は、受信アンテナ部２０により形成される受信ビームの縦幅（角度範囲）が、送信アンテナ部１０による第１走査方向の方位検出範囲（送信ビームの走査範囲）より広くなるように設定されている（図２参照）。
【００３８】
同様に、送信アンテナ部１０の横サイズ（送信アンテナ部１０を構成する単位アンテナＡＵの長手方向の長さ）は、送信アンテナ部１０により形成される送信ビームの横幅（角度範囲）が、受信アンテナ部２０による第２走査方向の方位検出範囲（受信ビームの走査範囲）より広くなるように設定されている。
【００３９】
＜送信側給電制御部＞
送信側給電制御部４０は、送信アンテナ部１０を構成する各単位アンテナＡＵに接続される複数のアンテナポート、及びそれぞれが異なった指向性に対応付けられた複数のビームポートを有するロトマンレンズ４１と、信号処理部６０からの送信ビーム制御信号ＣＳに従って、給電を行う（送信信号を供給する）ビームポートを択一的に切り替える切替スイッチ４３とからなる。
【００４０】
なお、ロトマンレンズ４１は、各アンテナポートから出力される送信信号が位相が、一定量ずつ異なるように送信信号を分配し且つ遅延させ、しかも、その一定量が選択するビームポート毎に異なるように構成された周知のものである。
【００４１】
また、以下では、送信ビームについて、送信側給電制御部４０を介して選択可能な第１走査方向に沿った方位角度を規定垂直方位角というものとする。
【００４２】
＜受信回路部＞
受信回路部５０は、受信アンテナ部２０を構成する単位アンテナＡＵ毎に設けられ、該単位アンテナＡＵからの受信信号を処理する複数（単位アンテナＡＵと同数）の個別受信回路により構成されている。
【００４３】
なお、各個別受信回路は、ローカル信号Ｌと混合してビート信号を生成するミキサの他、ビート信号から不要な信号成分を除去するバンドパスフィルタ、受信信号又はビート信号を増幅する増幅器等からなる周知のものである。但し、図１は、ミキサ以外を省略して示したものである。
【００４４】
＜信号処理部＞
信号処理部６０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭからなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、更に、受信回路部５０から供給されるビート信号をサンプリングするＡＤ変換器を少なくとも備えている。
【００４５】
なお、ＲＯＭには、ＣＰＵが実行する各種プログラムの他、可変増幅器３５に対する利得調整信号Ｇの設定に用いる利得調整テーブルが記憶されている。
【００４６】
この利得調整テーブルとは、送信ビームを切り替えることによって生じる利得の変化が補償されるように、送信ビームの規定垂直方位角と可変増幅器３５での増幅率とを対応付けて記憶したものである。
【００４７】
即ち、上述したように（図２参照）、受信ビームの縦方向のビーム範囲が、全ての送信ビームをカバーするように設定されているものの、受信ビームのビーム範囲内の利得が均一ではなく、どの送信ビームを用いるかによって利得が変化してしまうため、これを補償する必要があるのである。
【００４８】
ここで、信号処理部６０が実行する２次元走査処理を、図３に示すフローチャートに沿って説明する。但し、方位検出装置１は、第１走査方向が垂直方向と一致し、第２走査方向が水平方向と一致するように、車両等に取り付けて使用されるものとする。
【００４９】
本処理が起動すると、まず、Ｓ１１０では、規定垂直方位角の一つを送信ビーム方位角の初期設定として、その初期設定に対応した送信ビーム制御信号ＣＳを送信側給電制御部４０に出力する。
【００５０】
Ｓ１２０では、送信ビーム方位角の設定に対応した可変増幅器３５の増幅率を、利得調整テーブルを用いて特定し、その特定した増幅率に対応する利得調整信号Ｇを可変増幅器３５に出力する。
【００５１】
Ｓ１３０では、信号生成部３０を起動して、探査波の送信，探査波を反射した物体からの反射波の受信を行い、受信回路部５０を介して供給されるビート信号をサンプリングすることによって、反射波の到来方向（第２走査方向に沿った水平方位）の検出に用いるデータを収集する。
【００５２】
Ｓ１４０では、全ての規定垂直方位角について、上述の処理を行ったか否かを判断する。
【００５３】
そして、Ｓ１４０にて、否定判断された場合は、Ｓ１５０に進み、規定垂直方位角の中で未処理のものを送信ビーム方位角に設定し、その設定に対応した送信ビーム制御信号ＣＳを可変増幅器３５に出力して、Ｓ１２０に戻る。
【００５４】
一方、Ｓ１４０にて、肯定判断された場合は、必要な情報を全て収集したものとしてＳ１６０に進み、規定垂直方位角毎に取得された水平方位検出用データに対して、それぞれデジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）を施して、反射波の到来方向の水平方位角を求めることにより、ＤＢＦで求めた水平方位角と規定垂直方位角とで表される２次元方位データを生成して、本処理を終了する。
【００５５】
＜効果＞
以上説明したように、方位検出装置１では、送信側は第１走査方向に沿って一次元的な走査を行うと共に、受信側は第２走査方向に沿って一次元的な方位検出を行い、これを組み合わせることで二次元的な方位検出を可能にしている。
【００５６】
従って、方位検出装置１によれば、一方の側だけで二次元的な走査を実現する従来装置と比較して、装置構成を簡易なものとすることができる。
【００５７】
また、方位検出装置１では、送信ビームについて選択される垂直方位角毎に、送信信号の増幅率を制御して、どの送信ビームを用いた場合でも一定の利得が得られるようにされている。従って、使用する送信ビームによらず安定した性能を得ることができる。
【００５８】
＜変形例＞
本実施形態では、ロトマンレンズ４１と切替スイッチ４３とからなる送信側給電制御部４０を用いて方位検出装置１を構成したが、図４に示す方位検出装置２のように、送信信号を送信アンテナ部１０を構成する単位アンテナＡＵの数だけ等分に電力分配する分配器４９と、信号処理部６０からの送信ビーム制御信号ＣＳに従って、分配器４９から出力される分配された各送信信号の位相を変化させる移相器４７とからなる送信側給電制御部４５を用いて構成してもよい。
【００５９】
また、図９に示す方位検出装置５のように、ロトマンレンズ４１を省略した送信側給電制御部４１を用いると共に、送信アンテナ部１１を、各単位アンテナＡＵが誘電体レンズ（図示せず）を介して送信を行う、いわゆるレンズアンテナによって構成してもよい。
【００６０】
また、本実施形態では、信号処理部６０にてＤＢＦを用いて水平方位角を求めているが、これに限るものではなく、ＭＵＳＩＣ等のスーパーレゾリューション法を用いて、より高分解能な水平方位角を求めるように構成してもよい。
［第２実施形態］
次に第２実施形態について説明する。
【００６１】
なお、本実施形態では、信号処理部６０が実行する処理が異なるだけであるため、この相違する部分を中心に説明する。
【００６２】
＜信号処理部＞
信号処理部６０では、第１実施形態にて説明した２次元走査処理の代わりに、実行する１次元走査処理、方位検出装置１の組付状態に応じて、水平方位角検出範囲の中心方向や送信ビームの向きを調整するための調整処理等を実行する。
【００６３】
<<１次元走査処理>>
まず、１次元走査処理の詳細を、図５に示すフローチャートに沿って説明する。
【００６４】
本処理が起動すると、まず、Ｓ２１０では、送信ビーム方位角を、後述する調整処理にて記憶された調整値に設定するために、その調整値に対応した送信ビーム制御信号ＣＳを送信側給電制御部４０に出力する。
【００６５】
Ｓ２２０では、送信ビーム方位角の設定（即ち調整値）に対応した可変増幅器３５の増幅率を、利得調整テーブルを用いて特定し、その特定した増幅率に対応する利得調整信号Ｇを可変増幅器３５に出力する。
【００６６】
Ｓ２３０では、信号生成部３０を起動して、探査波の送信，探査波を反射した物体からの反射波の受信を行い、受信回路部５０を介して供給されるビート信号をサンプリングすることによって、水平方位検出用データを収集する。
【００６７】
Ｓ２４０では、Ｓ２３０にて取得された水平方位検出用データに対してＤＢＦを施し、反射波の到来方向を表す水平方位データを算出して、本処理を終了する。
【００６８】
<<調整処理>>
次に、調整処理の詳細を、図６に示すフローチャートに沿って説明する。
【００６９】
但し、本処理は、方位検出装置１の車両等への組付が行われた後、車両の正面に探査波を反射させる調整用物体を配置した状態で実行される。
【００７０】
本処理が起動すると、まずＳ３１０では、規定垂直方位角の一つを送信ビーム方位角の初期設定として、その初期設定に対応した送信ビーム制御信号ＣＳを送信側給電制御部４０に出力する。
【００７１】
Ｓ３２０では、信号生成部３０を起動して、探査波の送信，探査波を反射した物体からの反射波の受信を行い、受信回路部５０を介して供給されるビート信号をサンプリングすることによって、水平方位検出用データを収集し、続く、Ｓ３３０では、Ｓ３２０にて検出された水平方位検出用データに対して、送信ビーム間の指向性（利得）のばらつきを補償するための補正を行う。
【００７２】
具体的には、例えば、予め設定された補正係数を水平方位検出用データに乗じることで補正する。なお、補正係数は、出荷時などに、予め測定された各送信ビームの利得に基づき、送信ビーム間の利得差が補償されるように求めたものを、ＲＯＭに記憶させる等して用意されたものを用いる。
【００７３】
そして、Ｓ３４０では、全ての規定垂直方位角について、水平方位検出用データを収集したか否かを判断し、否定判断された場合は、Ｓ３５０に進み、規定垂直方位角の中で未処理のものを送信ビーム方位角として設定し、その設定に対応した送信ビーム制御信号ＣＳを送信側給電制御部４０に出力した後、Ｓ３２０に戻る。
【００７４】
一方、Ｓ３４０にて肯定判断された場合は、Ｓ３６０に進み、水平方位検出用データの信号レベルが最も大きい規定垂直方位角（即ち、調整用物体が存在する垂直方位角）を、送信ビーム方位角調整値として特定する。
【００７５】
Ｓ３７０では、Ｓ３６０にて特定された調整値を、不揮発性のメモリに記憶させて本処理を終了する。
【００７６】
＜効果＞
以上説明したように、本実施形態では、方位検出装置１の取付面が垂直方向に対して傾斜している場合であっても、１次元走査処理に使用する送信ビーム方位角度（調整値）を、調整処理によって調整することができるため、方位検出装置１の特性を最大限に引き出すことができる。
【００７７】
また、本実施形態では、水平方位検出データを用いた検出方位と実際の方位との誤差を、調整処理によって得られた補正量によって補正するようにされているため、水平方位を精度よく求めることができる。
【００７８】
なお、本実施形態では、送信ビーム間の利得差を補償するための補正を、信号処理部６０が実行する処理により、水平方位検出用データに予め用意された補正係数を乗じることで実現しているが、例えば、可変増幅器３５の増幅率を調整することで実現してもよい。
【００７９】
また、本実施形態では、垂直方向を調整軸として水平方向の走査を行うように構成されているが、逆に水平方向を調整軸として垂直方向の走査を行うように構成してもよい。
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。
【００８０】
図７は、本実施形態の方位検出装置３の全体構成図である。
【００８１】
なお、図７に示すように、方位検出装置３は、第１実施形態の方位検出装置１とは、受信回路部５５の構成が異なっている点、受信アンテナ部２０と受信回路部５５との間に、受信側給電制御部７０が設けられている点、及び、これに伴う信号処理部６０での処理内容の一部が異なるだけであるため、この相違する部分を中心に説明する。
【００８２】
＜受信側給電制御部＞
受信側給電制御部７０は、受信アンテナ部２０を構成する各単位アンテナＡＵに接続される複数のアンテナポート、及びそれぞれが異なった指向性（水平方位角度）に対応付けられた複数のビームポートを有するロトマンレンズ７１と、信号処理部６０からの受信ビーム制御信号ＣＲに従って、給電を行う（受信信号の供給を受ける）ビームポートを択一的に切り替える切替スイッチ７３とからなる。
【００８３】
なお、ロトマンレンズ７１は、送信側給電制御部４０を構成するロトマンレンズ４１と同様に、周知のものである。
【００８４】
＜受信回路部＞
受信回路部５５は、第１実施形態にて説明した受信回路部５０を構成する個別受信回路と同様の構成を有する単一の個別受信回路によって構成されている。
【００８５】
＜信号処理部＞
信号処理部６０が実行する処理において、水平方位検出用データを収集する際（Ｓ１３０，Ｓ２３０，Ｓ３２０）には、受信ビーム制御信号ＣＲによってビームポートを順次切り替えながらビート信号をサンプリングする。
【００８６】
また、収集した水平方位検出用データから２次元方位データや水平方位データを生成する際（Ｓ１６０，Ｓ２４０，Ｓ３６０）には、ビームポート毎に得られたデータの信号強度の分布から、その信号強度がピークとなるビームポートを特定し、そのビームポートに対応付けられた水平方位角度を用いる。
【００８７】
＜効果＞
以上説明したように方位検出装置３によれば、送信側、受信側に一つずつロトマンレンズを設けるだけの簡易な構成にも関わらず、２次元的な方位検出を実現することができる。
【００８８】
＜変形例＞
なお、方位検出装置３において、受信側給電制御部７０と受信回路部５５との間、又は受信回路部５５と信号処理部６０との間に受信信号又はビート信号を増幅する可変増幅器を設けて、送信信号を増幅する可変増幅器３５と同様に、受信ビーム方位角（即ち、使用するビームポート）が切り替わる毎に、利得調整を行うように構成してもよい。
【００８９】
また、方位検出装置３において、送信側給電制御部４０及び受信側給電制御部７０のいずれか一方または両方を、第２実施形態における送信側給電制御部４５と同様に、移相器と分配器とで構成したり、第１実施形態の変形例と同様にロトマンレンズを省略した構成として、そのロトマンレンズを省略した側の送信アンテナ部１０又は受信アンテナ部２０をレンズアンテナにて構成したりしてもよい。
［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。
【００９０】
図８は、本実施形態の方位検出装置４の全体構成図である。
【００９１】
上記実施形態とは、ビーム走査を、電気的な制御ではなく、機械的な制御によって行っている点が異なっている。
【００９２】
具体的には、第３実施形態の方位検出装置３と比較して、給電制御部４０，７０が省略され、及び送信アンテナ部１５及び受信アンテナ部２５の構成が異なり、ビーム走査のための送信側走査機構８０及び受信側走査機構９０が新たに設けられている。
【００９３】
以下、この相違点を中心に説明する。
【００９４】
＜送信アンテナ部及び受信アンテナ部＞
送信アンテナ部１５及び受信アンテナ部２５は、アンテナ素子ＡＳの配列は、上述の送信アンテナ部１０及び受信アンテナ部２０と同様である。但し、送信アンテナ部１５及び受信アンテナ部２５を構成する各アンテナ素子ＡＳは、それぞれ同一振幅，同一位相の信号が給電されるように構成され、即ち、それぞれが単一のアンテナとして動作するように構成されている。
【００９５】
また、送信アンテナ部１５は第１走査方向に沿って揺動可能な可動板上に設置され、受信アンテナ部２５は第２走査方向に沿って揺動可能な可動板上に設置される。
【００９６】
＜送信側走査機構及び受信側走査機構＞
送信側走査機構８０は、送信アンテナ部１５が設置された可動板の法線方向が送信ビーム制御信号ＣＳに応じて予め設定された規定垂直方位角のいずれかに向くように、その可動板の向きを制御するモータ等によって構成されている。
【００９７】
同様に、受信側走査機構９０は、受信アンテナ部２５が設置された可動板の法線方向が送信ビーム制御信号ＣＳに応じて予め設定された規定水平方位角のいずれかに向くように、その可動板の向きを制御するモータ等によって構成されている。
【００９８】
＜効果＞
このように構成された方位検出装置４によれば、送信側走査機構８０及び受信側走査機構９０は、いずれも一次元的な駆動が可能であればよいため、簡易な構成にも関わらず、２次元的な方位検出を実現することができる。
【００９９】
＜変形例＞
方位検出装置４において、第３実施形態の変形例と同様に、受信アンテナ部２５と受信回路部５５との間、又は受信回路部５５と信号処理部６０との間に受信信号又はビート信号を増幅する可変増幅器を設けて、送信信号を増幅する可変増幅器３５と同様に、受信ビーム方位角（即ち、使用するビームポート）が切り替わる毎に、利得調整を行うように構成されていてもよい。
［他の実施形態］
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
【０１００】
例えば、第１〜第３実施形態及びその変形例の方位検出装置１，２，３，５において、送信側或いは受信側のいずれか一方のみを、第４実施形態の走査機構を用いた構成に置き換えて構成してもよい。
【０１０１】
また、上記実施形態では、送信側で垂直方向の走査を行い、受信側で水平方向の走査を行うように設置した場合について説明したが、逆に、送信側で水平方向の走査を行い受信側で垂直方向の走査を行うように設置してもよい。また、送信側，受信側の走査方向は、必ずしも水平方向や垂直方向と一致している必要はなく、任意の方向に向けて設置することが可能である。
【０１０２】
上記第２実施形態では、図１に示した方位検出装置１を、第２走査方向に沿った１次元的な走査（方位検出）を行うように使用する場合に、送信ビームのいずれかを選択することで第１走査方向に沿ったビームの軸調整を実現しているが、これと同様の手法を他の方位検出装置２〜５に適用してもよい。
【０１０３】
また、受信側がロトマンレンズやレンズアンテナや移相器によってビーム形成を行ったり、機械的に走査を行ったりするように構成された方位検出装置３，４では、第１走査方向に沿った１次元的な走査（方位検出）を行うように使用する場合に、受信ビームのいずれかを選択することで第２走査方向に沿ったビームの軸調整を実現するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】第１実施形態の方位検出装置の全体構成図。
【図２】送信ビーム及び受信ビームの設定を示す説明図。
【図３】信号処理部が実行する２次元走査処理の内容を示すフローチャート。
【図４】第１実施形態の変形例の全体構成図。
【図５】第２実施形態において信号処理部が実行する１次元走査処理の内容を示すフローチャート。
【図６】第２実施形態において信号処理部が実行する調整処理の内容を示すフローチャート。
【図７】第３実施形態の方位検出装置の全体構成図。
【図８】第４実施形態の方位検出装置の全体構成図。
【図９】第１実施形態の変形例の全体構成図。
【図１０】ビーム毎に利得が異なる場合の補償方法を示すための説明図。
【図１１】ビーム毎に利得が異なる場合に生じる問題を示すための説明図。
【符号の説明】
【０１０５】
１〜５…方位検出装置  １０，１１，１５…送信アンテナ部  ２０，２５…受信アンテナ部  ３０…信号生成部  ３５…可変増幅器  ４０，４１，４５…送信側給電制御部  ４１，７１…ロトマンレンズ  ４３，７３…切替スイッチ  ４７…移相器  ４９…分配器  ５０，５５…受信回路部  ６０…信号処理部  ７０…受信側給電制御部  ８０…送信側走査機構  ９０…受信側走査機構  ＡＳ…アンテナ素子  ＡＵ…単位アンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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