(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の素子が順番に複数の第１素子と第２素子と第３素子と複数の第４素子とに分割されたアンテナと、
観測角度範囲全体を前記第２素子と前記第３素子とで覆い、第１所定角度を中心とする第１所定範囲及び第２所定角度を中心とする第２所定範囲を前記複数の第１素子と前記複数の第４素子とで覆うΣビームを形成し、前記第２素子と前記第３素子との差によりΔビームを形成するビーム成形部と、
前記ビーム成形部で形成されたΔビームとΣビームとに基づき位相モノパルス測角を行う測角部と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
複数の素子が順番に複数の第１素子と第２素子と第３素子と複数の第４素子とに分割され、前記複数の第１素子と前記複数の第４素子とが周波数スキャンするスネーク導波管で構成されたアンテナと、
観測角度範囲全体を前記第２素子と前記第３素子とで覆い、第１所定角度を中心とする第１所定範囲及び第２所定角度を中心とする第２所定範囲を周波数スキャンする前記スネーク導波管で構成された前記複数の第１素子と前記複数の第４素子とで覆うΣビームを形成し、ダウンスイープ信号又はアップスイープ信号を前半と後半に分け、符号を反転させることによりΔビームを形成するビーム成形部と、
前記ビーム成形部で形成されたΔビームとΣビームとに基づき位相モノパルス測角を行う測角部と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等の方向（角度）を広角観測できるレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路を走行する車両をレーダ装置で観測する場合、小型のアンテナが用いられる。図１３は、従来のレーダ装置の構成を示す系統図であり、図１４は、このレーダ装置の動作を示すフローチャートである。このレーダ装置は、アンテナ１０、送受信器２０および信号処理器３０を備えている。
【０００３】
送受信器２０の内部の送信器２１でスイープされた信号は、アンテナ送信素子１１から送信される。一方、複数のアンテナ受信素子１２で受信された信号は、複数のミキサ２２によりそれぞれ周波数変換されて、信号処理器３０に送られる。信号処理器３０では、送受信器２０からの信号が入力され（ステップＳ２０１）、ＡＤ変換器３１においてデジタル信号に変換され、素子信号としてＦＦＴ部３２に送られる。
【０００４】
ＦＦＴ部３２は、ＡＤ変換器３１から送られてくる信号を高速フーリエ変換して周波数軸上の素子信号に変換し、ＤＢＦ（Digital Beam Forming：デジタルビーム形成）部３４に送る。ＤＢＦ部３３は、ＦＦＴ部３２から送られてくる周波数軸上の素子信号を用いて、ΣビームとΔビームを形成する。このＤＢＦ部３３で形成されたΣビームは検出部３５に送られ、Δビームは測角部３７に送られる。検出部３５は、ＤＢＦ部３３から送られてくるΣビームに基づき目標を検出し、この検出結果を測距・測速部３６に送る。
【０００５】
次いで、距離および速度が算出される（ステップＳ２０２）。すなわち、測距・測速部３６は、検出部３５からの検出結果に基づき目標までの距離および目標の速度を測定し、外部に送出するとともに、Σビームを測角部３７に送る。
【０００６】
次いで、角度が算出される（ステップＳ２０３）。すなわち、測角部３７は、測距・測速部３６から送られてくるΣビームとＤＢＦ部３３から送られてくるΔビームとを用いて、図１５に示すようなモノパルス方式により測角を行う。モノパルス方式については、非特許文献１に説明されている。この測角部３７における測角により得られた角度は、外部に送出される。
【０００７】
次いで、相関追尾が行われる（ステップＳ２０４）。すなわち、外部の図示しない相関追尾部は、信号処理器３０から送られてくる距離、速度および角度に基づき相関追尾処理を行って目標の位置および速度を算出する。その後、サイクルが終了したかどうかが調べられる（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０５において、サイクルが終了していないことが判断されると、次のサイクルを処理対象とするための処理が行われる（ステップＳ２０６）。その後、ステップＳ２０１に戻り、上述した処理が繰り返される。一方、ステップＳ２０５において、サイクルが終了したことが判断されると、このレーダ装置の追尾処理は終了する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】吉田孝監修、‘改訂レーダ技術’、電子情報通信学会、pp.260-264(1996)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、道路を走行する車両をレーダにより観測する場合には、小型のアンテナを用いるため、広角ビームと狭ビームを同時に形成して、広角範囲を確保した上で、高精度に測角することは困難であった。
【００１０】
本発明の課題は、小型のアンテナでも、広角を覆い、かつ所定の方向には、狭ビームを形成して測角精度を向上することができるレーダ装置を提供することにある。  
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項３の発明は、複数の素子が順番に１以上の第１素子と１以上の第２素子と１以上の第３素子と１以上の第４素子とに分割されたアンテナと、観測角度範囲全体を第２素子と第３素子とで覆い、第１所定角度を中心とする第１所定範囲及び第２所定角度を中心とする第２所定範囲を複数の第１素子と複数の第４素子とで覆うΣビームを形成し、第２素子と第３素子との差によりΔビームを形成するビーム成形部と、ビーム成形部で形成されたΔビームとΣビームとに基づき位相モノパルス測角を行う測角部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項１の発明は、複数の素子が順番に複数の第１素子と第２素子と第３素子と複数の第４素子とに分割されたアンテナと、観測角度範囲全体を第２素子と第３素子とで覆い、第１所定角度を中心とする第１所定範囲及び第２所定角度を中心とする第２所定範囲を複数の第１素子と複数の第４素子とで覆うΣビームを形成し、第２素子と第３素子との差によりΔビームを形成するビーム成形部と、ビーム成形部で形成されたΔビームとΣビームとに基づき位相モノパルス測角を行う測角部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項２の発明は、複数の素子が順番に複数の第１素子と第２素子と第３素子と複数の第４素子とに分割され、複数の第１素子と複数の第４素子とが周波数スキャンするスネーク導波管で構成されたアンテナと、観測角度範囲全体を第２素子と第３素子とで覆い、第１所定角度を中心とする第１所定範囲及び第２所定角度を中心とする第２所定範囲を周波数スキャンするスネーク導波管で構成された複数の第１素子と複数の第４素子とで覆うΣビームを形成し、ダウンスイープ信号又はアップスイープ信号を前半と後半に分け、符号を反転させることによりΔビームを形成するビーム成形部と、ビーム成形部で形成されたΔビームとΣビームとに基づき位相モノパルス測角を行う測角部とを備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項１の発明によれば、小型のアンテナでも、素子間隔が狭く、少ない素子数の第２素子及び第３素子により広角を覆い、多数の素子数を持つ複数の第１素子及び複数の第４素子のビームを所定の２方向を覆うため、広角範囲の目標を検知するとともに、特定の２方向については、狭角ビーム幅のΣビームと広角ビームのΔビームによる位相モノパルスにより、測角精度を向上できる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、小型のアンテナでも、素子間隔が狭く、少ない素子数の第２素子及び第３素子により広角を覆い、多数の素子数を持つ複数の第１素子及び複数の第４素子のビームを所定の２方向を覆うため、広角範囲の目標を検知するとともに、特定の２方向については、狭ビーム幅のΣとΔの位相モノパルスビームにより、測角精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例１に係るレーダ装置の構成を示す系統図である。
【図２】本発明の実施例１に係るレーダ装置のアンテナを示す図である。
【図３】本発明の実施例１のアンテナにより形成される広角ビームと狭角ビームとを示す図である。
【図４】本発明の実施例２に係るレーダ装置のアンテナを示す図である。
【図５】本発明の実施例２のアンテナにより形成される広角ビームと狭角ビームとを示す図である。
【図６】本発明の実施例２のアンテナの具体的な構成図である。
【図７】本発明の実施例３に係るレーダ装置のアンテナを示す図である。
【図８】本発明の実施例３のアンテナにより形成される広角ビームと狭角ビームとを示す図である。
【図９】本発明の実施例４に係るレーダ装置のアンテナを示す図である。
【図１０】本発明の実施例４のアンテナにより形成される広角ビームと狭角ビームとを示す図である。
【図１１】本発明の実施例４のレーダ装置において周波数を変化させることによりビームの指向方向を変化させる様子を示す図である。
【図１２】本発明の実施例４のレーダ装置においてスイープ信号の前半と後半をＦＦＴする様子を示す図である。
【図１３】従来のレーダ装置の構成を示す系統図である。
【図１４】従来のレーダ装置の動作を示すフローチャートである。
【図１５】従来のレーダ装置で行われるモノパルス方式の測角を説明するための図である。
【図１６】従来のレーダ装置で形成されたビームを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の実施例１に係るレーダ装置の構成を示す系統図である。このレーダ装置は、アンテナ１０、送受信器２０および信号処理器３０を備えている。
【００２３】
アンテナ１０は、複数のサブアレイ素子（以下、複数の素子と称する。）から構成され、複数の素子は、順番に複数のアンテナ受信アレイ１２ａとアンテナ送受信アレイ１１ａとアンテナ送受信アレイ１１ａ´と複数のアンテナ受信アレイ１２ａ´とに分割されている。
【００２４】
アンテナ送受信アレイ１１ａ，１１ａ´は、送受信器２０から電気信号として送られてくる送信信号を電波に変換して外部に送出する。複数のアンテナ受信アレイ１２ａ，１２ａ´は、外部からの電波を受信して電気信号に変換し、受信信号として送受信器２０に送る。
【００２５】
送受信器２０は、送信器２１と複数のミキサ２２を備え、送信器２１は、送信信号を生成し、アンテナ送受信アレイ１１ａ，１１ａ´および複数のミキサ２２に送る。複数のミキサ２２は、複数のアンテナ受信素子１２ａ，１２´からそれぞれ受け取った受信信号を、送信器２１からの信号に応じて周波数変換し、信号処理器３０に送る。
【００２６】
信号処理器３０は、ＡＤ変換器３１、ＦＦＴ部３２、ＤＢＦ部３３、ビーム成形部３４、検出部３５、測距・測速部３６および測角部３７を備えている。
【００２７】
ＡＤ変換器３１は、送受信器２０から送られてくるアナログ信号をデジタル信号に変換し、素子信号としてＦＦＴ部３２に送る。ＦＦＴ部３２は、ＡＤ変換器３１から送られてくる素子信号を高速フーリエ変換により周波数軸上の素子信号に変換し、ＤＢＦ部３３に送る。
【００２８】
ＤＢＦ部３３は、ＦＦＴ部３２から送られてくる周波数軸上の素子信号を用いて、ΣビームとΔビームを形成する。このＤＢＦ部３３で形成されたΣビームはビーム成形部３４に送られ、Δビームは測角部３７に送られる。
【００２９】
ビーム成形部３４は、ＤＢＦ部３３から送られてくるΣビームを合成し、検出部３５に送る。検出部３５は、ビーム成形部３４から送られてくる合成されたΣビームに基づき目標を検出し、この検出結果を測距・測速部３６に送る。
【００３０】
測距・測速部３６は、検出部３５から送られてくる検出結果に基づき測距および測速を行う。この測距・測速部３６における測距および測速により得られた距離および速度は、外部に出力される。
【００３１】
測角部３７は、ＤＢＦ部３３からビーム成形部３４、検出部３５および測距・測速部３６を経由して送られてくるΣビームおよびＤＢＦ部３３から送られてくるΔビームに基づき測角を行う。測角部３７における測角により得られた角度は、外部に出力される。
【００３２】
次に、上記のように構成される本発明の実施例１に係るレーダ装置の動作を説明する。
【００３３】
サイクルが開始されると、まず、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が行われる。すなわち、周波数が連続的に変化する（ＦＭ変調された）スイープ信号がアンテナ送信素子１１から送信され、送信された信号が複数のアンテナ受信素子１２で受信される。受信された信号は、送受信器２０で周波数変換されて信号処理器３０のＡＤ変換器３１に送られる。
【００３４】
ＡＤ変換器３１は、送受信器２０から送られてくるアナログ信号をデジタル信号に変換し、素子信号としてＦＦＴ部３２に送る。ＦＦＴ部３２は、ＡＤ変換器３１から送られてくる素子信号を高速フーリエ変換する。これにより、周波数軸上の素子信号が得られる。ＦＦＴ部３２で得られた周波数軸上の素子信号は、ＤＢＦ部３３に送られる。
【００３５】
次いで、ＤＢＦ処理が行われる。すなわち、ＤＢＦ部３３は、ＦＦＴ部３２から送られてくる周波数軸上の素子信号を用いて、ΣビームおよびΔビームを形成する。ＤＢＦ部３３で形成されたΣビームはビーム成形部３４に送られ、Δビームは測角部３７に送られる。
【００３６】
次いで、Σ絶対値演算が行われる。すなわち、ビーム成形部３４は、ＤＢＦ部３３から送られてくるΣビームの絶対値を算出する。次いで、スイープ終了であるかどうかが調べられる。すなわち、全てのスイープに対する処理が終了したかどうかが調べられる。スイープ終了でないことが判断されると、次のスイープ信号について、上述した処理が繰り返される。
【００３７】
一方、スイープ終了であることが判断されると、ビーム合成が行われる。すなわち、ビーム成形部３４は、算出されたΣビームの絶対値に所定の係数を乗算して加算することにより、ビームを形成（合成）し、検出部３５に送る。
【００３８】
次いで、検出処理が行われる。すなわち、検出部３５は、ビーム成形部３４から送られてくる合成されたΣビームに基づき目標を検出し、検出結果を測距・測速部３６に送る。測距・測速部３６は、検出部３５から送られてくる検出結果に基づき測距および測速を行い、これら測距および測速によって得られた距離および速度を外部に出力する。
【００３９】
次いで、モノパルス測角が行われる。すなわち、測角部３７は、ＤＢＦ部３３からビーム成形部３４、検出部３５および測距・測速部３６を経由して送られてくるΣビームおよびＤＢＦ部３３から送られてくるΔビームに基づきモノパルス測角（振幅モノパルス測角、位相モノパルス測角またはスクイントモノパルス測角など）を行い、この測角により得られた角度を外部に出力する。
【００４０】
上述したレーダ装置について、さらに、説明する。ここで、チャンネル数の少ないアンテナを考える。広角ビームを形成するには開口長が小さいアンテナが必要であり、一方狭ビーム幅により、測角精度を向上するには、アンテナ開口長が大きいアンテナが必要である。しかし、チャンネル数が少ないと、両者を満足するアンテナを構成するのは困難である。
【００４１】
この対策として、本発明の実施例１に係るレーダ装置は、少ない素子数のサブアレイにより広角を覆い、多数の素子数を持つサブアレイのビーム幅を所定角度の角度範囲を覆うことによりその角度範囲において全体のサブアレイを用いて狭ビームを形成することにより、測角精度を向上するものである。
【００４２】
図２に示すように、複数の素子（サブアレイ）のアンテナで構成されるフェーズドアレイにおいて、複数の素子を、順番に複数の第１素子１２ａ（複数のアンテナ受信アレイ１２ａに対応）と第２素子１１ａ（アンテナ送受信アレイ１１ａに対応）と第３素子１１ａ´（アンテナ送受信アレイ１１ａ´に対応）と複数の第１素子１２ａ´（複数のアンテナ受信アレイ１２ａ´に対応）とに分割する。
【００４３】
複数のアンテナ受信アレイ１２ａを給電回路で合成したサブアレイ出力をｅ１とし、アンテナ送受信アレイ１１ａを給電回路で合成したサブアレイ出力をｅ２とし、アンテナ送受信アレイ１１ａ´を給電回路で合成したサブアレイ出力をｅ３とし、複数のアンテナ受信アレイ１２ａ´を給電回路で合成したサブアレイ出力をｅ４とする。
【００４４】
まず、観測角度範囲をθst〜θedとして、観測角度範囲の全体角度範囲をサブアレイ出力ｅ２とサブアレイ出力ｅ３で覆うことを考える。観測角度範囲が広い場合には、サブアレイ出力ｅ２とサブアレイ出力ｅ３とに対応する素子数は１素子ずつとなる。
【００４５】
ビーム成形部３４は、サブアレイ出力ｅ２とサブアレイ出力ｅ３とを用いて、図３（ａ）に示すように、観測角度範囲全体を覆うビームｂ１とビームｂ２とを形成する。位相モノパルス測角の場合のビームは次式で表現できる。位相モノパルス方式については、電子情報通信学会、改訂レーダ技術、ｐｐ．２６２−２６４（１９９６）に説明されている。
【数１】
0005611608.tif 000002
【００４６】
ここで、
ｂｍ（θ）  ；Σビーム出力（ｍ＝１〜２）
ｅ（θ）    ；素子パターン（ｎ＝１〜４）
Ｗ（ｎ）    ；複素ウェイト（ｎ＝１〜４）
ｎ          ；素子番号（ｎ＝１〜４）
λ          ；波長
また、位相モノパルス測角の場合には、次式のΔビームを用いて測角することができる。
【数２】
0005611608.tif 000003
【００４７】
ここで、
Δｍ（θ）      ；  Δビーム出力（ｍ＝１〜２）
ｅｎ（θ）      ；  素子パターン
Ｗ（ｎ）        ；  複素ウェイト（ｎ＝１〜Ｎ）  
ｎ              ；  素子番号（ｎ＝１〜Ｎ）
λ              ；  波長
ｂｍとΔｍを用いて、誤差電圧は、次式で表すことができる。
【数３】
0005611608.tif 000004
【００４８】
ここで、
＊    ：  複素共役                
このεとあらかじめ保存してある誤差電圧εとθの対応テーブル（または、多項式近似値）を用いて、測角値θを算出できる。
【００４９】
次に、狭ビームを形成する手法を考える。まず、ビーム成形部３４は、複数の第１素子１２ａと複数の第４素子１２ａ´によるサブアレイの給電回路の線路長を制御し、所定の方向θ０±ΔθにΣビームを形成する。次に、ビーム成形部３４は、図３（ｂ）に示すように、複数第１素子１２ａと第２素子１１ａと第３素子１１ａ´と複数の第４素子１２ａ´との全体素子を用いて、θ０±Δθの方向に、ＤＢＦにより次式によりビームｂ３を形成する。
【数４】
0005611608.tif 000005
【００５０】
また、位相モノパルス測角の場合には、次式のΔビームを用いて測角することができる。
【数５】
0005611608.tif 000006
【００５１】
ここで、
ｂｍ（θ）      ；  Σビーム出力（ｍ＝３）
Δｍ（θ）      ；  Δビーム出力（ｍ＝３）
ｅｎ（θ）      ；  サブアレイパターン
ｄ（ｎ）        ；  サブアレイの位相中心の位置  
Ｗ（ｎ）        ；  複素ウェイト（ｎ＝１〜４）  
ｎ              ；  素子番号（ｎ＝１〜４）
λ              ；  波長
これにより、全体開口を用いて、狭ビーム幅のビームを形成でき、測角精度を向上することができる。図３において、実線がΣビーム、破線がΔビームを示している。なお、簡単のため、実施例１では、複数の第１素子１２ａの素子数と複数の第４素子１２ａ´の素子数のそれぞれを４個としたが、素子数は４個に限定されず、その他の数であっても良い。また、実施例１では、位相モノパルス測角を説明したが、モノパルス測角方式としては、振幅モノパルス方式等、他の方式を用いてもよい。
【００５２】
以上説明したように、実施例１に係るレーダ装置によれば、小型のアンテナでも、素子間隔が狭く、少ない素子数の第２素子１１ａ及び第３素子１１ａ´により広角を覆い、多数の素子数を持つ複数の第１素子１２ａ及び複数の第４素子１２ａ´のビーム幅を所定角度の角度範囲を覆うことによりその角度範囲において全体素子を用いて狭ビームを形成することにより、測角精度を向上できる。
【実施例２】
【００５３】
実施例１のレーダ装置では、複数の第１素子と複数の第４素子とのサブアレイビームの指向方向は、給電回路により制御している。このため、全体開口のアンテナで形成できるビーム指向方向は、θ0±Δθの範囲に限られる。
【００５４】
さらに、広い範囲にビームを形成することを考えると、サブアレイビームを走査する必要がある。このため、図４に示すように、本発明の実施例２に係るレーダ装置のアンテナは、複数の第１素子１４ａと複数の第４素子１４ａ´とをスネーク導波管で構成し、このスネーク導波管を用いて、周波数スキャンしたことを特徴とする。なお、実施例２に係るレーダ装置のその他の構成は、実施例１に係るレーダ装置の構成と同一である。
【００５５】
スネーク導波管は、縦方向が給電線路がスネーク線路で構成され、横方向が図６に示すように、スロット導波管１６で構成され、周波数を変化させることにより各アンテナ素子１４ａの位相を変化させてビームを走査することができる。
【００５６】
スネーク導波管によるビーム走査は次式で表すことができる。
【数６】
0005611608.tif 000007
【００５７】
ここで、
λｇ    ；  管内波長
λ      ；  波長
λｃ    ；  中心周波数の波長
ε      ；  誘電率
ｄ      ；  素子間隔
Ｌ      ；  スネーク導波管の長さ  
Θｐ    ；  指向方向
ビーム成形部３４は、スネーク導波管による周波数スキャンにより、図５（ｂ）に示すように、サブアレイパターンの指向方向を制御でき、そのサブアレイのビーム範囲において、全体素子を用いて任意の狭ビームを形成できる。
【００５８】
以上説明したように、実施例２に係るレーダ装置によれば、小型のアンテナでも、素子間隔が狭く、少ない素子数の第２素子１１ａ及び第３素子１１ａ´により広角を覆い、多数の素子数を持つ複数の第１素子１４ａ及び複数の第４素子１４ａ´のビーム幅を所定角度の角度範囲を覆い、さらにスネーク導波管を構成する複数の第１素子１４ａ及び複数の第４素子１４ａ´を周波数スキャンすることにより、走査可能な角度範囲において全体素子を用いて狭ビームを形成することにより、幅広い範囲において測角精度を向上できる。
【実施例３】
【００５９】
実施例１及び実施例２に係るレーダ装置は、複数の第１素子及び複数の第４素子とのサブアレイにより同一方向（１方向）にビームを形成した。実施例３に係るレーダ装置は、所定の角度θｐ１とθｐ２方向との２方向にΣビームを形成し、Δビームは第２素子と第３素子とのサブアレイの差により形成することを特徴とする。図７は本発明の実施例３に係るレーダ装置のアンテナを示す図である。図８は本発明の実施例３のアンテナにより形成される広角ビームと狭角ビームとを示す図である。
【００６０】
図８に示す複数の素子１７ａ，１７ａ´のそれぞれの素子数は８個である。実施例１では、１方向で素子数を４個必要としたが、実施例３では、２方向で素子数が８個必要である。
【００６１】
ビーム成形部３４は、観測角度範囲全体を第２素子１１ａと第３素子１１ａ´とで覆い、第１所定角度θｐ１方向を中心とする第１所定範囲と第２所定角度θｐ２方向を中心とする第２所定範囲とを複数の第１素子１７と複数の第４素子１７ａ´とで覆うΣビームｂ３，ｂ４を形成し（図８（ｂ））、第２素子１１ａと第３素子１１ａ´との差によりΔビームΔ１，Δ２（図８（ｂ））を形成する。
【００６２】
測角部３７は、ビーム成形部３４で形成されたΔビームとΣビームとに基づき位相モノパルス測角を行う。
【００６３】
以上説明したように、実施例３に係るレーダ装置によれば、小型のアンテナでも、素子間隔が狭く、少ない素子数の第２素子１１ａと第３素子１１ａ´により広角を覆い、多数の素子数を持つ複数の第１素子１７と複数の第４素子１７ａ´とのビームを所定の２方向を覆うため、広角範囲の目標を検知するとともに、特定の２方向については、狭角ビーム幅のΣビームと広角ビームのΔビームによる位相モノパルスにより、測角精度を向上できる。
【実施例４】
【００６４】
図９は本発明の実施例４に係るレーダ装置のアンテナを示す図である。図１０は本発明の実施例４のアンテナにより形成される広角ビームと狭角ビームとを示す図である。
【００６５】
実施例４に係るレーダ装置は、実施例３に係るレーダ装置の構成に対して、図９に示すように、複数の第１素子１８ａと複数の第４素子１８ａ´とをスネーク導波管で構成し、このスネーク導波管を用いて、周波数スキャンしたことを特徴とする。なお、実施例４に係るレーダ装置のその他の構成は、実施例３に係るレーダ装置の構成と同一である。
【００６６】
ビーム成形部３４は、スネーク導波管を用いて周波数スイープすることにより、図１０（ｂ）に示すように、Σビームｂ３，ｂ４の指向方向を変化できるため、狭いビーム幅のΔビームΔ３，Δ４を形成できる。これにより、高精度な測角を実施できる。
【００６７】
図９に示すスネーク導波管を用いたアンテナでは、周波数を変えることで、アンテナ面の位相（波面の傾き）が変化するため、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）に示すように、ビームの指向方向が変化する。
【００６８】
ここで、中心周波数を変化させる方法について述べる。ＦＭＣＷ方式の場合には、図１２に示すように、周波数を高い（低い）方から低い（高い）方に直線状に変化させるダウンスイープ信号又はアップスイープ信号を用いる。ダウンスイープ信号又はアップスイープは送受信器２０によって送受信される。ＦＦＴ部３２は、送受信器２０からの受信信号に対してＦＦＴを実施してビート周波数Σに変換する。
【００６９】
さらに、図１２（ａ）に示すように、ダウンスイープ信号又はアップスイープ信号を前半と後半に分け、前半と後半とを符号を反転させて、ＦＦＴ部３２はＦＦＴを実施することにより図１２（ｂ）に示すΔビームを得る。このΣビームとΔビームとは、スネーク導波管の場合には、角度軸のΣビームとΔビームとに対応するため、位相モノパルス測角を実施することができる。
【００７０】
以上説明したように、実施例４に係るレーダ装置によれば、実施例に係るレーダ装置の効果が得られるとともに、特定の２方向については、狭ビーム幅のΣビームとΔビームとの位相モノパルスビームにより、測角精度を向上できる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、車両などの方向を高精度で計測するレーダ装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１０  アンテナ
１１ａ，１１ａ´  アンテナ送受信アレイ
１２ａ，１２ａ´  アンテナ受信アレイ
２０  送受信器
２１  送信器
２２  ミキサ
３０  信号処理器
３１  ＡＤ変換器
３２  ＦＦＴ部
３３  ＤＢＦ部
３４  ビーム成形部
３５  検出部
３６  測距・測速部
３７  測角部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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