(57)【要約】  電子機器は、周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波として複数の送信アンテナから送信する。電子機器は、位相制御部を備える。位相制御部は、複数の送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の位相が所定方向において揃うように、複数の送信アンテナから送信される送信波の少なくとも１つの位相を制御する。また、位相制御部は、送信波の少なくとも１つの位相を、送信波の周波数に基づいて調整する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波として複数の送信アンテナから送信する電子機器であって、
前記複数の送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の位相が所定の方向において揃うように、当該複数の送信アンテナから送信される送信波の少なくとも１つの位相を制御する位相制御部を備え、
前記位相制御部は、前記送信波の少なくとも１つの位相を、当該送信波の周波数に基づいて調整する、電子機器。
【請求項２】
前記位相制御部は、前記送信波の少なくとも１つの位相を、前記周波数の時間変化とほぼ同期して調整する、請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記位相制御部は、前記送信波の少なくとも１つの位相を、基準となる送信波に対する位相差が一定値になるように調整する、請求項１又は２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記位相制御部は、前記複数の送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の前記所定の方向における経路差に応じて、前記送信波の少なくとも１つの位相を制御する、請求項１から３のいずれかに記載の電子機器。
【請求項５】
前記送信波の周波数に対応する位相の調整量を記憶する記憶部を備え、
前記位相制御部は、前記記憶部に記憶された前記送信波の周波数に対応する位相の調整量に基づいて、前記送信波の少なくとも１つの位相を調整する、請求項１から４のいずれかに記載の電子機器。
【請求項６】
前記位相制御部は、前記送信波の周波数から算出される位相の調整量に基づいて、前記送信波の少なくとも１つの位相を調整する、請求項１から４のいずれかに記載の電子機器。
【請求項７】
前記位相制御部は、前記送信波の周波数をフィルタ処理することにより得られる位相の調整量に基づいて、前記送信波の少なくとも１つの位相を調整する、請求項６に記載の電子機器。
【請求項８】
前記複数の送信アンテナから送信された送信波のうち所定の対象物によって反射された反射波に基づいて、前記所定の対象物との間の距離、前記所定の対象物に対する方位角、及び前記所定の対象物との相対速度の少なくともいずれかを推定する制御部を備える、請求項１から７のいずれかに記載の電子機器。
【請求項９】
周波数が時間の経過に伴って線形に変化する送信波を送信する、請求項１から８のいずれかに記載の電子機器。
【請求項１０】
周波数が時間の経過に伴って周期的に変化する送信波を送信する、請求項１から９のいずれかに記載の電子機器。
【請求項１１】
前記送信波としてミリ波帯の電波を送信する、請求項１から１０のいずれかに記載の電子機器。
【請求項１２】
前記送信波として７７ＧＨｚ以上、８１ＧＨｚ以下の周波数の帯域幅を有する電波を送信する、請求項１１に記載の電子機器。
【請求項１３】
周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波として複数の送信アンテナから送信する送信ステップと、
前記複数の送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の位相が所定の方向において揃うように、当該複数の送信アンテナから送信される送信波の少なくとも１つの位相を制御する位相制御ステップと、
前記送信波の少なくとも１つの位相を、当該送信波の周波数に基づいて調整する位相調整ステップと、
を含む、電子機器の制御方法。
【請求項１４】
コンピュータに、
周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波として複数の送信アンテナから送信する送信ステップと、
前記複数の送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の位相が所定の方向において揃うように、当該複数の送信アンテナから送信される送信波の少なくとも１つの位相を制御する位相制御ステップと、
前記送信波の少なくとも１つの位相を、当該送信波の周波数に基づいて調整する位相調整ステップと、
を実行させる、電子機器の制御プログラム。
【請求項１５】
周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波として複数の送信アンテナから送信する電子機器であって、
前記複数の送信アンテナから送信される送信波の少なくとも１つの位相を制御する位相制御部を備え、
前記位相制御部は、前記複数の送信アンテナから送信された送信波が反射した反射波のそれぞれを受信アンテナから受信した結果に基づいて、当該受信アンテナによって受信される反射波のそれぞれの位相が揃うように、前記送信波の少なくとも１つの位相を調整する、電子機器。
【請求項１６】
前記位相制御部は、前記反射波のそれぞれを受信アンテナから受信した結果に基づいて推定された当該反射波のそれぞれの位相に基づいて、当該反射波のそれぞれに位相差が生じないように、前記送信波の少なくとも１つの位相を調整する、請求項１５に記載の電子機器。
【請求項１７】
前記位相制御部は、所定の温度の検出に基づいて、前記送信波の少なくとも１つの位相を調整する、請求項１、１５、及び１６のいずれかに記載の電子機器。
【請求項１８】
前記位相制御部は、所定の温度変化の検出に基づいて、前記送信波の少なくとも１つの位相を調整する、請求項１又は請求項１５から１７のいずれかに記載の電子機器。
【請求項１９】
前記位相制御部は、所定時間の経過に基づいて、前記送信波の少なくとも１つの位相を調整する、請求項１又は請求項１５から１８のいずれかに記載の電子機器。
【請求項２０】
前記位相制御部は、前記電子機器の起動又は始動に基づいて、前記送信波の少なくとも１つの位相を調整する、請求項１又は請求項１５から１９のいずれかに記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１８年７月２０日に日本国に特許出願された特願２０１８−１３７１８４、及び２０１８年９月２５日に日本国に特許出願された特願２０１８−１７９１２２の優先権を主張するものであり、これらの先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００３】
例えば自動車に関連する産業などの分野において、自車両と対象物との間の距離などを測定する技術が重要視されている。特に、近年、ミリ波のような電波を送信し、障害物などの対象物に反射した反射波を受信することで、対象物との間の距離などを測定するレーダ（RADAR（Radio Detecting and Ranging））の技術が、種々研究されている。このような距離などを測定する技術の重要性は、運転者の運転をアシストする技術、及び、運転の一部又は全部を自動化する自動運転に関連する技術の発展に伴い、今後ますます高まると予想される。このような技術として、例えば特許文献１は、位相配列アンテナによって、多重動作周波数帯域にわたってマルチビームを形成することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−５９９４号公報
【発明の概要】
【０００５】
一実施形態に係る電子機器は、周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波として複数の送信アンテナから送信する。
前記電子機器は、位相制御部を備える。
前記位相制御部は、前記複数の送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の位相が所定の方向において揃うように、当該複数の送信アンテナから送信される送信波の少なくとも１つの位相を制御する。
また、前記位相制御部は、前記送信波の少なくとも１つの位相を、当該送信波の周波数に基づいて調整する。
【０００６】
一実施形態に係る電子機器の制御方法は、以下のステップ（１）〜（３）を含む。
（１）周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波として複数の送信アンテナから送信する送信ステップ
（２）前記複数の送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の位相が所定の方向において揃うように、当該複数の送信アンテナから送信される送信波の少なくとも１つの位相を制御する位相制御ステップ
（３）前記送信波の少なくとも１つの位相を、当該送信波の周波数に基づいて調整する位相調整ステップ
【０００７】
一実施形態に係る電子機器の制御プログラムは、コンピュータに、上記のステップ（１）〜（３）を実行させる。
【０００８】
一実施形態に係る電子機器は、周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波として複数の送信アンテナから送信する。
前記制御部は、位相制御部を備える。
前記位相制御部は、前記複数の送信アンテナから送信される送信波の少なくとも１つの位相を制御する。
前記位相制御部は、前記複数の送信アンテナから送信された送信波が反射した反射波のそれぞれを受信アンテナから受信した結果に基づいて、当該受信アンテナによって受信される反射波のそれぞれの位相が揃うように、前記送信波の少なくとも１つの位相を調整する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係る電子機器の送信波を説明する図である。
【図２】一実施形態に係る電子機器の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【図３】一実施形態に係る電子機器が送信する送信波の例を説明する図である。
【図４】一実施形態に係る電子機器が送信する送信波の他の例を説明する図である。
【図５】一実施形態に係る電子機器が送信する送信波の他の例を説明する図である。
【図６】一実施形態に係る電子機器が送信する送信波の他の例を説明する図である。
【図７】一実施形態に係る電子機器が送信する送信波を説明する図である。
【図８】一実施形態に係る電子機器の動作を説明するフローチャートである。
【図９】他の実施形態に係る電子機器の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【図１０】他の実施形態に係る電子機器の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
従来、無線通信などの技術分野において、複数の送信アンテナから送信する送信波のビームを形成する技術（ビームフォーミング）が知られている。ビームフォーミングによれば、複数の送信アンテナから送信される送信波のビームを所定の方向に形成することで、例えば電波の到達距離を伸ばすことができる。複数の送信アンテナから送信される送信波のビームを形成する際に、当該ビームを所定の方向に正確に向けることができれば、周囲に存在する対象物との間の距離などの測定精度の向上に資する。本開示の目的は、対象物を測定する精度の向上に資する電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラムを提供することにある。一実施形態によれば、対象物を測定する精度の向上に資する電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラムを提供することができる。以下、一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
一実施形態に係る電子機器は、例えば自動車などの乗り物に設置したセンサにより、センサの周囲に存在する対象物とセンサとの間の距離などを測定する。センサは、検出波として例えば電波のような送信波を送信アンテナから送信してよい。また、センサは、送信波のうち対象物によって反射された反射波を受信アンテナから受信してよい。センサは、送信アンテナ及び受信アンテナの少なくとも一方を備えてよい。一実施形態に係る電子機器は、送信アンテナが送信する送信波及び受信アンテナが受信する反射波に基づいて、センサと対象物との間の距離などを測定してよい。
【００１２】
以下、典型的な例として、一実施形態に係る電子機器が、乗用車のような自動車に搭載される構成について説明する。しかしながら、一実施形態に係る電子機器が搭載されるのは、自動車などに限定されない。一実施形態に係る電子機器は、自動運転自動車、バス、トラック、オートバイ、自転車、船舶、航空機、トラクターなどの農作業車、消防車、救急車、警察車両、除雪車、道路を清掃する清掃車、ドローン、及び歩行者など、種々の移動体に搭載されてよい。また、一実施形態に係る電子機器が搭載されるのは、必ずしも自ら移動する移動体にも限定されない。一実施形態に係る電子機器は、センサ及び対象物の少なくとも一方が移動し得るような状況において、センサと対象物との間の距離などを測定することができる。また、一実施形態に係る電子機器は、センサ及び対象物の双方が静止していても、センサと対象物との間の距離などを測定することができる。
【００１３】
図１は、一実施形態に係る電子機器の使用態様を説明する図である。図１は、一実施形態に係る送信アンテナを備えるセンサ４０を、移動体に設置した例を示している。
【００１４】
図１に示す移動体１００には、センサ４０を設置してある。また、図１に示す移動体１００は、一実施形態に係る電子機器を搭載（例えば内蔵）しているものとする。図１に示す移動体１００は、乗用車のような自動車の車両としてよいが、任意のタイプの移動体としてよい。図１において、移動体１００は、例えば図に示すＹ軸正方向（進行方向）に移動（走行又は徐行）していてもよいし、他の方向に移動していてもよいし、また移動せずに静止していてもよい。
【００１５】
図１に示すように、移動体１００には、センサ４０が設置されている。また、図２は、センサ４０及びＥＣＵ５０を有する電子機器１を示す。図１に示す例において、センサ４０は、移動体１００の前方に１つだけ設置されている。ここで、センサ４０が移動体１００に設置される位置は、図１に示す位置に限定されるものではなく、適宜、他の位置としてもよい。例えば、図１に示すようなセンサ４０を、移動体１００の左側、右側、及び／又は後方に設置してもよい。また、このようなセンサの個数は、移動体１００における測定の範囲及び／又は精度など各種の条件（又は要求）に応じて、１つ以上の任意の数としてよい。また、センサ４０が移動体１００に設置される位置は、移動体１００の外部及び内部のいずれでもよい。移動体１００の内部とは、例えば、移動体１００のボディの内側、バンパーの内側、ヘッドライトの内部、車内の空間内またはこれらの任意の組み合わせでよい。
【００１６】
センサ４０は、送信波として電波を送信する。例えば移動体１００の周囲に所定の対象物が存在する場合、センサ４０から送信された送信波の少なくとも一部は、当該対象物によって反射されて反射波となる。そして、移動体１００に搭載された電子機器１は、このような反射波を受信することにより、当該対象物を検出することができる。
【００１７】
図１に示す移動体１００に搭載された電子機器１は、センサ４０に搭載された送信アンテナから送信波を送信することで、移動体１００例えば前方において、所定の距離内に存在する対象物を検出することができる。このようにして、電子機器１は、移動体１００の周囲に存在する所定の対象物を検出することができる。具体的には、電子機器１は、移動体１００の周囲に所定の対象物が存在することを検出することができる。また、電子機器１は、自車両である移動体１００と所定の対象物との間の距離を測定することができる。さらに、電子機器１は、自車両である移動体１００から、所定の対象物に対する方位角も測定することができる。さらに、電子機器１は、自車両である移動体１００と所定の対象物との相対速度も測定することができる。
【００１８】
ここで、所定の対象物とは、例えば移動体１００に隣接する車線を走行する対向車、移動体１００に並走する自動車、及び移動体１００と同じ車線を走行する前後の自動車などの少なくともいずれかとしてよい。また、所定の対象物とは、オートバイ、自転車、ベビーカー、歩行者、ガードレール、中央分離帯、道路標識、歩道の段差、壁、マンホール、障害物など、移動体１００の周囲に存在する任意の物体としてよい。本開示において、センサ４０が検出する対象物は、無生物の他に、人又は動物などの生物も含む。本開示のセンサが検出する対象物は、レーダ技術により検知される、人、物及び動物などを含む物標を含む。
【００１９】
また、図１は、移動体１００に設置された送信アンテナから送信された送信波が、電波のビームを形成している様子を模式的に示している。後述のように、送信アンテナは、複数の送信アンテナから構成される。送信アンテナを備えるセンサ４０は、典型的には、電波を送受信するレーダ（RADAR（Radio Detecting and Ranging））センサとしてよい。しかしながら、センサ４０は、レーダセンサに限定されない。一実施形態に係るセンサ４０は、例えば光波によるLIDAR（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）の技術に基づくセンサとしてもよい。これらのようなセンサは、例えばパッチアンテナなどを含んで構成することができる。RADAR及びLIDARのような技術は既に知られているため、詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略することがある。
【００２０】
図１に示すように、移動体１００の前方に設置されたセンサ４０は、例えば移動体１００の前方に送信波のビームＢ１を形成することができる（ビームフォーミング）。この時、電子機器１は、送信アンテナ（複数の送信アンテナ）から送信されるそれぞれの送信波の位相が移動体１００の前方向（Ｙ軸正方向）において揃うように、各送信波の位相を制御する。このようにして、複数の送信波は、移動体１００の前方向（Ｙ軸正方向）において強め合い、電波のビームＢ１を形成する。上述のように、ビームフォーミングの技術を採用することで、送信波によって検出される所定の物体との間の距離の測定などの精度が向上し得る。さらに、ビームフォーミングによれば、送信波の到達距離を伸ばすこともできる。
【００２１】
また、電子機器１は、送信アンテナ（複数のアンテナ）から送信される送信波の位相を適切に制御することで、送信波のビームの方向を変えることができる。例えば、電子機器１は、送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の位相が移動体１００の左前方向（Ｙ軸正方向の左側）において揃うように、各送信波の位相を制御することもできる。このようにして、複数の送信波は、移動体１００の左前方向（Ｙ軸正方向の左側）において強め合い、電波のビームＢ２を形成する。また、電子機器１は、送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の位相が移動体１００の右前方向（Ｙ軸正方向の右側）において揃うように、各送信波の位相を制御することもできる。このようにして、複数の送信波は、移動体１００の右前方向（Ｙ軸正方向の右側）において強め合い、電波のビームＢ３を形成する。電子機器１は、送信波の位相を適宜変更することで、図１に示すビームＢ１〜Ｂ３以外にも、各種の方向に、送信アンテナから送信される送信波のビームを向けることができる。なお、本開示で、位相とは、電磁波の周期運動の過程のどの点にあるかを示す変数であり、例えば、電磁波を正弦関数で表すときの角度に相当する量であるとしてよい。
【００２２】
図１に示すように、例えば移動体１００の周囲に対象物２００が存在する場合、電子機器１は、送信アンテナから送信される送信波がビームＢ３を形成するように制御することができる。このように、電子機器１は、送信波のビームの方向を制御することで、送信アンテナから対象物２００に向く角度（例えば方位角）を測定することができる。ビームフォーミングによれば、送信波の放射方向を制御して、所定の対象物に対する角度を測定する精度を向上することができる。
【００２３】
図１において、センサ４０の大きさは、移動体１００の大きさに対して、必ずしも実際の比率によって示すものではない。図１において、センサ４０は、移動体１００の外部に設置した状態を示してある。しかしながら、一実施形態において、センサ４０は、移動体１００の各種の位置に設置してよい。例えば、一実施形態において、センサ４０は、移動体１００の内部、例えばバンパーの内部に設置して、移動体１００の外観に現れないようにしてもよい。また、図１において、センサ４０から送信される送信波が形成するビームＢ１〜Ｂ３は、模式的に示してある。また、センサ４０が移動体１００に設置される位置は、移動体１００の外部及び内部のいずれか、若しくは双方でよい。移動体１００の内部とは、例えば、移動体１００のボディの内側、バンパーの内側、ヘッドライトの内部、又は車内の空間内などがある。移動体１００外部とは、例えば、移動体１００のボディの表面、バンパーの表面、又はヘッドライトの表面などがある。
【００２４】
以下、典型的な例として、センサ４０は、ミリ波（３０ＧＨｚ以上）又は準ミリ波（例えば２０ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ付近）などのような周波数帯の電波を送信するものとして説明する。本開示において、例えば、ミリ波として、いわゆる７９ＧＨｚ帯（７７ＧＨｚ以上、８１ＧＨｚ以下）のミリ波を用いることができる。ミリ波を送受信することにより、電子機器１は、センサ４０が設置された移動体１００と、当該移動体１００の周囲に存在する所定の物体との間の距離を算出することができる。また、ミリ波を送受信することにより、電子機器１は、センサ４０が設置された移動体１００の周囲に存在する所定の物体の位置を算出することもできる。また、ミリ波を送受信することにより、電子機器１は、センサ４０が設置された移動体１００の周囲に存在する所定の物体に向く角度を算出することもできる。さらに、ミリ波を送受信することにより、電子機器１は、センサ４０が設置された移動体１００と、当該移動体１００の周囲に存在する所定の物体との相対速度を算出することもできる。なお、本開示において、Ａ，Ｂを任意の数として、ＡＧＨｚ〜ＢＧＨｚ、及びＡ〜ＢＧＨｚとの記載は、ＡＧＨｚ以上、ＢＧＨｚ未満を意味するものとする。本開示において、例えば、ミリ波として、８１ＧＨｚ以上のミリ波を用いてもよい。
【００２５】
図２は、一実施形態に係る電子機器の構成を概略的に示す機能ブロック図である。以下、一実施形態に係る電子機器の構成について説明する。
【００２６】
ミリ波方式のレーダによって距離などを測定する際、周波数変調連続波レーダ（以下、ＦＭＣＷレーダ（Frequency Modulated Continuous Wave radar）と記す）が用いられることが多い。ＦＭＣＷレーダは、送信する電波の周波数を掃引して送信信号が生成される。したがって、例えば７９ＧＨｚの周波数帯の電波を用いるミリ波方式のＦＭＣＷレーダにおいて、使用する電波の周波数は、例えば７７ＧＨｚ〜８１ＧＨｚのように、４ＧＨｚの周波数帯域幅を持つものとなる。７９ＧＨｚの周波数帯のレーダは、例えば２４ＧＨｚ、６０ＧＨｚ、７６ＧＨｚの周波数帯などの他のミリ波／準ミリ波レーダよりも、使用可能な周波数帯域幅が広いという特徴がある。以下、このような実施形態について説明する。
【００２７】
図２に示すように、一実施形態に係る電子機器１は、センサ４０とＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０とから構成される。なお、本開示の電子機器１は、ＥＣＵ５０を含まず、センサ４０を有するものとしてもよい。ＥＣＵ５０は、移動体１００の様々な動作を制御する。ＥＣＵ５０は、少なくとも１以上のＥＣＵにより構成されるものとしてよい。一実施形態に係る電子機器１は、制御部１０を備えている。また、一実施形態に係る電子機器１は、送信部２０、及び受信部３０Ａ〜３０Ｎ（Ｎは任意の自然数とする（以下同じ））などの少なくともいずれかのような、他の機能部を適宜含んでもよい。図２に示すように、電子機器１は、受信部３０Ａ〜３０Ｎのように、複数の受信部を備えてよい。以下、受信部３０Ａと、受信部３０Ｂと、受信部３０Ｎなどを区別しない場合、単に「受信部３０」と記す。
【００２８】
制御部１０は、距離ＦＦＴ処理部１１、速度ＦＦＴ処理部１２、到来角推定部１３、物体検出部１４、検出範囲決定部１５、及びパラメータ設定部１６を備えてよい。制御部１０に含まれるこれらの機能部については、さらに後述する。また、図２に示すように、一実施形態において、制御部１０は、記憶部１８に接続されてよい。
【００２９】
送信部２０は、図２に示すように、信号生成部２１、シンセサイザ２２、位相制御部２３Ａ及び２３Ｂ、増幅器２４Ａ及び２４Ｂ、並びに、送信アンテナ２５Ａ及び２５Ｂを備えてよい。以下、位相制御部２３Ａと、位相制御部２３Ｂとを区別しない場合、単に「位相制御部２３」と記す。また、以下、増幅器２４Ａと、増幅器２４Ｂとを区別しない場合、単に「増幅器２４」と記す。また、以下、送信アンテナ２５Ａと、送信アンテナ２５Ｂとを区別しない場合、単に「送信アンテナ２５」と記す。
【００３０】
受信部３０は、図２に示すように、それぞれ対応する受信アンテナ３１Ａ、３１Ｂ〜３１Ｎを備えてよい。以下、受信アンテナ３１Ａと、受信アンテナ３１Ｂと、受信アンテナ３１Ｎとを区別しない場合、単に「受信アンテナ３１」と記す。また、複数の受信部３０は、それぞれ、図２に示すように、ＬＮＡ３２、ミキサ３３、ＩＦ部３４、及びＡＤ変換部３５を備えてよい。受信部３０Ａ、３１Ｂ〜３０Ｎは、それぞれ同様の構成としてよい。図２においては、代表例として、受信部３０Ａのみの構成を概略的に示してある。
【００３１】
上述のセンサ４０は、例えば送信アンテナ２５及び受信アンテナ３１を備えるものとしてよい。また、センサ４０は、制御部１０などの他の機能部の少なくともいずれかを適宜含んでもよい。
【００３２】
一実施形態に係る電子機器１が備える制御部１０は、電子機器１を構成する各機能部の制御をはじめとして、電子機器１全体の動作の制御を行うことができる。制御部１０は、種々の機能を実行するための制御及び処理能力を提供するために、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)のような、少なくとも１つのプロセッサを含んでよい。制御部１０は、まとめて１つのプロセッサで実現してもよいし、いくつかのプロセッサで実現してもよいし、それぞれ個別のプロセッサで実現してもよい。プロセッサは、単一の集積回路として実現されてよい。集積回路は、ＩＣ（Integrated Circuit）ともいう。プロセッサは、複数の通信可能に接続された集積回路及びディスクリート回路として実現されてよい。プロセッサは、他の種々の既知の技術に基づいて実現されてよい。一実施形態において、制御部１０は、例えばＣＰＵ及び当該ＣＰＵで実行されるプログラムとして構成してよい。制御部１０は、制御部１０の動作に必要なメモリを適宜含んでもよい。図２において、制御部１０以外にも、電子機器１の動作を制御する１以上の制御部を備えるとしてもよい。
【００３３】
記憶部１８は、制御部１０において実行されるプログラム、及び、制御部１０において実行された処理の結果などを記憶してよい。また、記憶部１８は、制御部１０のワークメモリとして機能してよい。記憶部１８は、例えば半導体メモリ又は磁気ディスク等により構成することができるが、これらに限定されず、任意の記憶装置とすることができる。また、例えば、記憶部１８は、本実施形態に係る電子機器１に挿入されたメモリカードのような記憶媒体としてもよい。また、記憶部１８は、上述のように、制御部１０として用いられるＣＰＵの内部メモリであってもよい。
【００３４】
一実施形態において、記憶部１８は、送信アンテナ２５から送信する送信波Ｔ及び受信アンテナ３１から受信する反射波Ｒによって物体を検出する範囲を設定するための各種パラメータを記憶してよい。このようなパラメータについては、さらに後述する。
【００３５】
一実施形態に係る電子機器１において、制御部１０は、送信部２０及び受信部３０の少なくとも一方を制御することができる。この場合、制御部１０は、記憶部１８に記憶された各種情報に基づいて、送信部２０及び受信部３０の少なくとも一方を制御してよい。また、一実施形態に係る電子機器１において、制御部１０は、信号生成部２１に信号の生成を指示したり、信号生成部２１が信号を生成するように制御したりしてもよい。
【００３６】
信号生成部２１は、制御部１０の制御により、送信アンテナ２５から送信波Ｔとして送信される信号（送信信号）を生成する。信号生成部２１は、送信信号を生成する際に、例えば制御部１０による制御に基づいて、送信信号の周波数を割り当ててよい。具体的には、信号生成部２１は、パラメータ設定部１６によって設定されたパラメータにしたがって、送信信号の周波数を割り当ててよい。例えば、信号生成部２１は、制御部１０（パラメータ設定部１６）から周波数情報を受け取ることにより、例えば７７〜８１ＧＨｚのような周波数帯域の所定の周波数の信号を生成する。信号生成部２１は、例えば電圧制御発振器（ＶＣＯ）のような機能部を含んで構成してよい。
【００３７】
信号生成部２１は、当該機能を有するハードウェアとして構成してもよいし、例えばマイコンなどで構成してもよいし、例えばＣＰＵのようなプロセッサ及び当該プロセッサで実行されるプログラムなどとして構成してもよい。以下説明する各機能部も、当該機能を有するハードウェアとして構成してもよいし、可能な場合には、例えばマイコンなどで構成してもよいし、例えばＣＰＵのようなプロセッサ及び当該プロセッサで実行されるプログラムなどとして構成してもよい。
【００３８】
一実施形態に係る電子機器１において、信号生成部２１は、例えばチャープ信号のような送信信号（送信チャープ信号）を生成してよい。特に、信号生成部２１は、周波数が周期的に線形に変化する信号（線形チャープ信号）を生成してもよい。例えば、信号生成部２１は、周波数が時間の経過に伴って７７ＧＨｚから８１ＧＨｚまで周期的に線形に増大するチャープ信号としてもよい。また、例えば、信号生成部２１は、周波数が時間の経過に伴って７７ＧＨｚから８１ＧＨｚまで線形の増大（アップチャープ）及び減少（ダウンチャープ）を周期的に繰り返す信号を生成してもよい。信号生成部２１が生成する信号は、例えば制御部１０において予め設定されていてもよい。また、信号生成部２１が生成する信号は、例えば記憶部１８などに予め記憶されていてもよい。レーダのような技術分野で用いられるチャープ信号は既知であるため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。信号生成部２１によって生成された信号は、シンセサイザ２２に供給される。チャープ信号は、離散的でもよい。チャープ信号の振幅はそれぞれ異なってもよい。チャープ信号の周期はそれぞれ異なってもよい。また、複数のチャープ信号のまとまりを1つのフレームとしてもよい。また、このフレーム内での複数のチャープ信号のまとまりをサブフレームとしてもよい。
【００３９】
シンセサイザ２２は、信号生成部２１が生成した信号の周波数を、所定の周波数帯の周波数まで上昇させる。シンセサイザ２２は、送信アンテナ２５から送信する送信波Ｔの周波数として選択された周波数まで、信号生成部２１が生成した信号の周波数を上昇させてよい。送信アンテナ２５から送信する送信波Ｔの周波数として選択される周波数は、例えば制御部１０によって設定されてもよい。例えば、送信アンテナ２５から送信する送信波Ｔの周波数として選択される周波数は、パラメータ設定部１６によって選択された周波数としてよい。また、送信アンテナ２５から送信する送信波Ｔの周波数として選択される周波数は、例えば記憶部１８に記憶されていてもよい。シンセサイザ２２によって周波数が上昇された信号は、位相制御部２３及びミキサ３３に供給される。位相制御部２３が複数の場合、シンセサイザ２２によって周波数が上昇された信号は、複数の位相制御部２３のそれぞれに供給されてよい。また、受信部３０が複数の場合、シンセサイザ２２によって周波数が上昇された信号は、複数の受信部３０におけるそれぞれのミキサ３３に供給されてよい。
【００４０】
位相制御部２３は、シンセサイザ２２から供給された送信信号の位相を制御する。具体的には、位相制御部２３は、例えば制御部１０による制御に基づいて、シンセサイザ２２から供給された信号の位相を適宜早めたり遅らせたりすることにより、送信信号の位相を調整してよい。この場合、位相制御部２３は、複数の送信アンテナ２５から送信されるそれぞれの送信波Ｔの経路差に基づいて、それぞれの送信信号の位相を調整してもよい。位相制御部２３がそれぞれの送信信号の位相を適宜調整することにより、複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔは、所定の方向において強め合ってビームを形成する（ビームフォーミング）。この場合、ビームフォーミングの方向と、複数の送信アンテナ２５がそれぞれ送信する送信信号の制御すべき位相量との相関関係は、例えば記憶部１８に記憶しておいてよい。位相制御部２３によって位相制御された送信信号は、増幅器２４に供給される。位相制御部２３は、送信アンテナ２５から送信されるそれぞれの送信波の位相が所定の方向において揃うように、送信アンテナ２５から送信される送信波の少なくとも１つの位相を制御する。本開示において、送信アンテナ２５から送信されるそれぞれの送信波の位相が所定の方向において揃うとは、送信アンテナ２５から送信されるそれぞれの送信波の位相が同じ値になる、若しくは、送信アンテナ２５から送信されるそれぞれの送信波の位相が、ｎを任意の整数として、２Ｎπ［ｒａｄ］又はｎ×３６０°ずれた値になることを含む。
【００４１】
増幅器２４は、位相制御部２３から供給された送信信号のパワー（電力）を、例えば制御部１０による制御に基づいて増幅させる。センサ４０が複数の送信アンテナ２５を備える場合、複数の増幅器２４は、複数の位相制御部２３のうちそれぞれ対応するものから供給された送信信号のパワー（電力）を、例えば制御部１０による制御に基づいてそれぞれ増幅させてよい。送信信号のパワーを増幅させる技術自体は既に知られているため、より詳細な説明は省略する。増幅器２４は、送信アンテナ２５に接続される。
【００４２】
送信アンテナ２５は、増幅器２４によって増幅された送信信号を、送信波Ｔとして出力（送信）する。センサ４０が複数の送信アンテナ２５を備える場合、複数の送信アンテナ２５は、複数の増幅器２４のうちそれぞれ対応するものによって増幅された送信信号を、それぞれ送信波Ｔとして出力（送信）してよい。送信アンテナ２５は、既知のレーダ技術に用いられる送信アンテナ２５と同様に構成することができるため、より詳細な説明は省略する。
【００４３】
このようにして、一実施形態に係る電子機器１は、送信アンテナ２５を備え、送信アンテナ２５から送信波Ｔとして送信信号（例えば送信チャープ信号）を送信することができる。ここで、電子機器１を構成する各機能部のうちの少なくとも１つは、１つの筐体に収められてもよい。また、この場合、当該１つの筐体は、容易に開けることができない構造としてもよい。例えば送信アンテナ２５、受信アンテナ３１、増幅器２４が１つの筐体に収められ、かつ、この筐体が容易に開けられない構造となっていてよい。さらに、ここで、センサ４０が自動車のような移動体１００に設置される場合、送信アンテナ２５は、例えばレーダカバーのようなカバー部材を介して、移動体１００の外部に送信波Ｔを送信してもよい。この場合、レーダカバーは、例えば合成樹脂又はゴムのような、電磁波を通過させる物質で構成してよい。このレーダカバーは、例えばセンサ４０のハウジングとしてもよい。レーダカバーのような部材で送信アンテナ２５を覆うことにより、送信アンテナ２５が外部との接触により破損したり不具合が発生したりするリスクを低減することができる。また、上記レーダカバー及びハウジングは、レドームとも呼ばれることがある。
【００４４】
図２に示す電子機器１は、送信アンテナ２５を２つ備える例を示している。しかしながら、一実施形態において、電子機器１は、任意の数の送信アンテナ２５を備えてもよい。一方、一実施形態において、電子機器１は、送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔが所定方向にビームを形成するようにする場合、複数の送信アンテナ２５を備えてよい。一実施形態において、電子機器１は、任意の複数の送信アンテナ２５を備えてもよい。この場合、電子機器１は、複数の送信アンテナ２５に対応させて、位相制御部２３及び増幅器２４もそれぞれ複数備えてよい。そして、複数の位相制御部２３は、シンセサイザ２２から供給されて複数の送信アンテナ２５から送信される複数の送信波の位相を、それぞれ制御してよい。また、複数の増幅器２４は、複数の送信アンテナ２５から送信される複数の送信信号のパワーを、それぞれ増幅してよい。また、この場合、センサ４０は、複数の送信アンテナ２５を含んで構成してよい。このように、図２に示す電子機器１は、複数の送信アンテナ２５を備える場合、当該複数の送信アンテナ２５から送信波Ｔを送信するのに必要な機能部も、それぞれ複数含んで構成してよい。
【００４５】
受信アンテナ３１は、反射波Ｒを受信する。反射波Ｒは、送信波Ｔが所定の対象物２００に反射したものである。受信アンテナ３１は、例えばＮを任意の２以上の整数として、受信アンテナ３１Ａ〜受信アンテナ３１Ｎのように、複数のアンテナを含んで構成してよい。受信アンテナ３１は、既知のレーダ技術に用いられる受信アンテナと同様に構成することができるため、より詳細な説明は省略する。受信アンテナ３１は、ＬＮＡ３２に接続される。受信アンテナ３１によって受信された反射波Ｒに基づく受信信号は、ＬＮＡ３２に供給される。
【００４６】
一実施形態に係る電子機器１は、複数の受信アンテナ３１から、例えばチャープ信号のような送信信号（送信チャープ信号）として送信された送信波Ｔが所定の対象物２００によって反射された反射波Ｒを受信することができる。このように、送信波Ｔとして送信チャープ信号を送信する場合、受信した反射波Ｒに基づく受信信号は、受信チャープ信号と記す。すなわち、電子機器１は、受信アンテナ３１から反射波Ｒとして受信信号（例えば受信チャープ信号）を受信する。ここで、センサ４０が自動車のような移動体１００に設置される場合、受信アンテナ３１は、例えばレーダカバーのようなカバー部材を介して、移動体１００の外部から反射波Ｒを受信してもよい。この場合、レーダカバーは、例えば合成樹脂又はゴムのような、電磁波を通過させる物質で構成してよい。このレーダカバーは、例えばセンサ４０のハウジングとしてもよい。レーダカバーのような部材で受信アンテナ３１を覆うことにより、受信アンテナ３１が外部との接触により破損又は不具合が発生するリスクを低減することができる。また、上記レーダカバー及びハウジングは、レドームとも呼ばれることがある。
【００４７】
また、受信アンテナ３１が送信アンテナ２５の近くに設置される場合、これらをまとめて１つのセンサ４０に含めて構成してもよい。すなわち、１つのセンサ４０には、例えば少なくとも１つの送信アンテナ２５及び少なくとも１つの受信アンテナ３１を含めてもよい。例えば、１つのセンサ４０は、複数の送信アンテナ２５及び複数の受信アンテナ３１を含んでもよい。このような場合、例えば１つのレーダカバーのようなカバー部材で、１つのレーダセンサを覆うようにしてもよい。
【００４８】
ＬＮＡ３２は、受信アンテナ３１によって受信された反射波Ｒに基づく受信信号を低ノイズで増幅する。ＬＮＡ３２は、低雑音増幅器（Low Noise Amplifier）としてよく、受信アンテナ３１から供給された受信信号を低雑音で増幅する。ＬＮＡ３２によって増幅された受信信号は、ミキサ３３に供給される。
【００４９】
ミキサ３３は、ＬＮＡ３２から供給されるＲＦ周波数の受信信号を、シンセサイザ２２から供給される送信信号に混合する（掛け合わせる）ことにより、ビート信号を生成する。ミキサ３３によって混合されたビート信号は、ＩＦ部３４に供給される。
【００５０】
ＩＦ部３４は、ミキサ３３から供給されるビート信号に周波数変換を行うことにより、ビート信号の周波数を中間周波数（ＩＦ（Intermediate Frequency）周波数）まで低下させる。ＩＦ部３４によって周波数を低下させたビート信号は、ＡＤ変換部３５に供給される。
【００５１】
ＡＤ変換部３５は、ＩＦ部３４から供給されたアナログのビート信号をデジタル化する。ＡＤ変換部３５は、任意のアナログ−デジタル変換回路（Analog to Digital Converter（ＡＤＣ））で構成してよい。ＡＤ変換部３５によってデジタル化されたビート信号は、制御部１０の距離ＦＦＴ処理部１１に供給される。受信部３０が複数の場合、複数のＡＤ変換部３５によってデジタル化されたそれぞれのビート信号は、距離ＦＦＴ処理部１１に供給されてよい。
【００５２】
距離ＦＦＴ処理部１１は、ＡＤ変換部３５から供給されたビート信号に基づいて、電子機器１を搭載した移動体１００と、対象物２００との間の距離を推定する。距離ＦＦＴ処理部１１は、例えば高速フーリエ変換を行う処理部を含んでよい。この場合、距離ＦＦＴ処理部１１は、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform（ＦＦＴ））処理を行う任意の回路又はチップなどで構成してよい。
【００５３】
距離ＦＦＴ処理部１１は、ＡＤ変換部３５によってデジタル化されたビート信号に対してＦＦＴ処理を行う（以下、適宜「距離ＦＦＴ処理」と記す）。例えば、距離ＦＦＴ処理部１１は、ＡＤ変換部３５から供給された複素信号にＦＦＴ処理を行ってよい。ＡＤ変換部３５によってデジタル化されたビート信号は、信号強度（電力）の時間変化として表すことができる。距離ＦＦＴ処理部１１は、このようなビート信号にＦＦＴ処理を行うことにより、各周波数に対応する信号強度（電力）として表すことができる。距離ＦＦＴ処理部１１は、距離ＦＦＴ処理によって得られた結果においてピークが所定の閾値以上である場合、そのピークに対応する距離に、所定の対象物２００があると判断してもよい。例えば、定誤差確率（ＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate））検出処理のように、外乱信号の平均電力又は振幅から閾値以上のピーク値が検出された場合、送信波を反射する物体（反射物体）が存在するものと判断する方法が知られている。
【００５４】
このように、一実施形態に係る電子機器１は、送信波Ｔとして送信される送信信号、及び、反射波Ｒとして受信される受信信号に基づいて、送信波Ｔを反射する対象物２００を検出することができる。
【００５５】
距離ＦＦＴ処理部１１は、１つのチャープ信号（例えば図３に示すｃ１）に基づいて、所定の物体との間の距離を推定することができる。すなわち、電子機器１は、距離ＦＦＴ処理を行うことにより、図１に示した対象物２００と移動体１００との間の距離を測定（推定）することができる。ビート信号にＦＦＴ処理を行うことにより、所定の物体との間の距離を測定（推定）する技術自体は公知のため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。距離ＦＦＴ処理部１１によって距離ＦＦＴ処理が行われた結果（例えば距離の情報）は、速度ＦＦＴ処理部１２に供給されてよい。また、距離ＦＦＴ処理部１１によって距離ＦＦＴ処理が行われた結果は、物体検出部１４にも供給されてよい。
【００５６】
速度ＦＦＴ処理部１２は、距離ＦＦＴ処理部１１によって距離ＦＦＴ処理が行われたビート信号に基づいて、電子機器１を搭載した移動体１００と、対象物２００との相対速度を推定する。速度ＦＦＴ処理部１２は、例えば高速フーリエ変換を行う処理部を含んでよい。この場合、速度ＦＦＴ処理部１２は、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform（ＦＦＴ））処理を行う任意の回路又はチップなどで構成してよい。
【００５７】
速度ＦＦＴ処理部１２は、距離ＦＦＴ処理部１１によって距離ＦＦＴ処理が行われたビート信号に対してさらにＦＦＴ処理を行う（以下、適宜「速度ＦＦＴ処理」と記す）。例えば、速度ＦＦＴ処理部１２は、距離ＦＦＴ処理部１１から供給された複素信号にＦＦＴ処理を行ってよい。速度ＦＦＴ処理部１２は、チャープ信号のサブフレームに基づいて、所定の物体との相対速度を推定することができる。上述のようにビート信号に距離ＦＦＴ処理を行うと、複数のベクトルを生成することができる。これら複数のベクトルに対して速度ＦＦＴ処理を行った結果におけるピークの位相を求めることにより、所定の物体との相対速度を推定することができる。すなわち、電子機器１は、速度ＦＦＴ処理を行うことにより、図１に示した移動体１００と所定の対象物２００との相対速度を測定（推定）することができる。距離ＦＦＴ処理を行った結果に対して速度ＦＦＴ処理を行うことにより、所定の物体との相対速度を測定（推定）する技術自体は公知のため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。速度ＦＦＴ処理部１２によって速度ＦＦＴ処理が行われた結果（例えば速度の情報）は、到来角推定部１３に供給されてよい。また、速度ＦＦＴ処理部１２によって速度ＦＦＴ処理が行われた結果は、物体検出部１４にも供給されてよい。
【００５８】
到来角推定部１３は、速度ＦＦＴ処理部１２によって速度ＦＦＴ処理が行われた結果に基づいて、所定の対象物２００から反射波Ｒが到来する方向を推定する。電子機器１は、複数の受信アンテナ３１から反射波Ｒを受信することで、反射波Ｒが到来する方向を推定することができる。例えば、複数の受信アンテナ３１は、所定の間隔で配置されているものとする。この場合、送信アンテナ２５から送信された送信波Ｔが所定の対象物２００に反射されて反射波Ｒとなり、所定の間隔で配置された複数の受信アンテナ３１はそれぞれ反射波Ｒを受信する。そして、到来角推定部１３は、複数の受信アンテナ３１がそれぞれ受信した反射波Ｒの位相、及びそれぞれの反射波Ｒの経路差に基づいて、反射波Ｒが受信アンテナ３１に到来する方向を推定することができる。すなわち、電子機器１は、速度ＦＦＴ処理が行われた結果に基づいて、反射波Ｒの到来角θを測定（推定）することができる。ここで、反射波Ｒの到来角θとは、例えば図１に示した移動体１００の進行方向と、反射波Ｒが移動体１００に到来する方向とのなす角としてよい。
【００５９】
速度ＦＦＴ処理が行われた結果に基づいて、反射波Ｒが到来する方向を推定する技術は各種提案されている。例えば、既知の到来方向推定のアルゴリズムとしては、ＭＵＳＩＣ（MUltiple SIgnal Classification）、及びＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Technique）などが知られている。したがって、公知の技術についてのより詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。到来角推定部１３によって推定された到来角θの情報（角度情報）は、物体検出部１４に供給されてよい。
【００６０】
物体検出部１４は、距離ＦＦＴ処理部１１、速度ＦＦＴ処理部１２、及び到来角推定部１３の少なくともいずれかから供給される情報に基づいて、送信波Ｔが送信された範囲に存在する物体を検出する。物体検出部１４は、供給された距離の情報、速度の情報、及び角度情報に基づいて例えばクラスタリング処理を行うことにより、物体検出を行ってもよい。データをクラスタリングする際に用いるアルゴリズムとして、例えばＤＢＳＣＡＮ（Density-based spatial clustering of applications with noise）などが知られている。クラスタリング処理においては、例えば検出される物体を構成するポイントの平均電力を算出してもよい。物体検出部１４において検出された物体の距離の情報、速度の情報、角度情報、及び電力の情報は、検出範囲決定部１５に供給されてよい。また、物体検出部１４において検出された物体の距離の情報、速度の情報、角度情報、及び電力の情報は、ＥＣＵ５０に供給されてもよい。この場合、移動体１００が自動車である場合、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）のような通信インタフェースを用いて通信を行ってもよい。
【００６１】
検出範囲決定部１５は、送信信号及び受信信号によって送信波Ｔを反射する物体を検出する範囲（以下、「物体検出範囲」とも記す）を決定する。ここで、検出範囲決定部１５は、例えば電子機器１が搭載された移動体１００の運転者などによる操作に基づいて、複数の物体検出範囲を決定してもよい。例えば、検出範囲決定部１５は、移動体１００の運転者などによって駐車支援ボタンが操作された場合、駐車支援に適切な複数の物体検出範囲を決定してもよい。また、検出範囲決定部１５は、例えばＥＣＵ５０からの指示に基づいて、複数の物体検出範囲を決定してもよい。例えば、移動体１００が後進しようとしているとＥＣＵ５０によって判定された場合、検出範囲決定部１５は、ＥＣＵ５０からの指示に基づいて、移動体１００が後進する際に適切な複数の物体検出範囲を決定してもよい。また、検出範囲決定部１５は、例えば移動体１００におけるステアリング、アクセル、又はギアなどの操作状態の変化に基づいて、複数の物体検出範囲を決定してもよい。さらに、検出範囲決定部１５は、物体検出部１４によって物体を検出した結果に基づいて、複数の物体検出範囲を決定してもよい。
【００６２】
パラメータ設定部１６は、送信波Ｔを反射波Ｒとして反射する物体を検出する送信信号及び受信信号を規定する各種のパラメータを設定する。すなわち、パラメータ設定部１６は、送信アンテナ２５から送信波Ｔを送信するための各種のパラメータ、及び受信アンテナ３１から反射波Ｒを受信するための各種のパラメータを設定する。
【００６３】
特に、一実施形態において、パラメータ設定部１６は、上述の物体検出範囲において物体の検出を行うために、送信波Ｔの送信及び反射波Ｒの受信に係る各種のパラメータを設定してよい。例えば、パラメータ設定部１６は、反射波Ｒを受信して物体検出範囲における物体を検出するために、反射波Ｒを受信したい範囲などを規定してもよい。また、例えば、パラメータ設定部１６は、複数の送信アンテナ２５から送信波Ｔを送信して物体検出範囲における物体を検出するために、送信波Ｔのビームを向けたい範囲などを規定してもよい。その他、パラメータ設定部１６は、送信波Ｔの送信及び反射波Ｒの受信を行うための種々のパラメータを設定してよい。パラメータ設定部１６が設定する値には、例えば、送信周波数、送信周波数帯域、送信波の位相、受信波の位相、信号の送信タイミング、信号の送信時間、チャープ信号の振幅、チャープ信号の周期、利用する送信アンテナの選択値、利用する受信アンテナの選択値、利用する送信アンテナの数、利用する受信アンテナの数、及び／又は、送信電力などを、任意に含めることができる。
【００６４】
パラメータ設定部１６によって設定された各種のパラメータは、信号生成部２１に供給されてよい。これにより、信号生成部２１は、パラメータ設定部１６によって設定された各種のパラメータに基づいて、送信波Ｔとして送信される送信信号を生成することができる。パラメータ設定部１６によって設定された各種のパラメータは、送信部２０、受信部３０、及び物体検出部１４に供給されてもよい。これにより、物体検出部１４は、パラメータ設定部１６によって設定された各種のパラメータに基づいて決定される物体検出範囲において、物体を検出する処理を行うことができる。
【００６５】
一実施形態に係る電子機器１が備えるＥＣＵ５０は、移動体１００を構成する各機能部の制御をはじめとして、移動体１００全体の動作の制御を行うことができる。ＥＣＵ５０は、種々の機能を実行するための制御及び処理能力を提供するために、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）のような、少なくとも１つのプロセッサを含んでよい。ＥＣＵ５０は、まとめて１つのプロセッサで実現してもよいし、いくつかのプロセッサで実現してもよいし、それぞれ個別のプロセッサで実現してもよい。プロセッサは、単一の集積回路として実現されてよい。集積回路は、ＩＣ（Integrated Circuit）ともいう。プロセッサは、複数の通信可能に接続された集積回路及びディスクリート回路として実現されてよい。プロセッサは、他の種々の既知の技術に基づいて実現されてよい。一実施形態において、ＥＣＵ５０は、例えばＣＰＵ及び当該ＣＰＵで実行されるプログラムとして構成してよい。ＥＣＵ５０は、ＥＣＵ５０の動作に必要なメモリを適宜含んでもよい。また、制御部１０の機能の少なくとも一部がＥＣＵ５０の機能とされてもよいし、ＥＣＵ５０の機能の少なくとも一部が制御部１０の機能とされてもよい。
【００６６】
図２に示す電子機器１は、２つの送信アンテナ２５及びＮ個の受信アンテナ３１を備えている。しかしながら、一実施形態に係る電子機器１は、任意の数の送信アンテナ２５及び任意の数の受信アンテナ３１を備えてもよい。例えば、２つの送信アンテナ２５及び４つの受信アンテナ３１を備えることにより、電子機器１は、仮想的に８本のアンテナにより構成される仮想アンテナアレイを備えるものと考えることができる。このように、電子機器１は、例えば仮想８本のアンテナを用いることにより、１６サブフレームの反射波Ｒを受信してもよい。
【００６７】
次に、一実施形態に係る電子機器１の動作について説明する。
【００６８】
近年、自動車のような車両などの周辺に存在する障害物などを検出可能なセンサには、例えば、ミリ波レーダ、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging）、又は超音波センサなど、各種のものが存在する。これらのセンサの中で、障害物を検出する精度及び信頼度、並びにコストなどの観点から、ミリ波方式のレーダが採用されることが多い。
【００６９】
ミリ波レーダを使用して車両周辺の障害物等を検出する技術として、例えば、死角検知（ＢＳＤ：Blind Spot Detection）、後退中又は出庫時の横方向検知（ＣＴＡ：Cross traffic alert）、フリースペース検知（ＦＳＤ：Free space detection）などがある。これらの検知においては、ミリ波レーダのアンテナの物理的な形状に依存する電波放射範囲を予め設定して、物体検出範囲を決定するのが一般的である。すなわち、各レーダのそれぞれにおいて、それぞれの用途又は機能などに応じて、ミリ波レーダのアンテナの物理的な形状は予め決まっており、物体検出範囲も予め規定されている仕様が一般的である。このため、複数の異なるレーダの機能を実現するためには、複数の異なるレーダセンサが必要になる。
【００７０】
しかしながら、用途又は機能に応じて複数のレーダセンサをそれぞれ用意するのでは、コストの観点から不利である。また、例えば、アンテナの物理的形状が予め決まっていて放射範囲も決まっていると、そのアンテナの用途及び機能を変更することは困難である。また、例えば、アンテナの物理的形状及び放射範囲が決まっていて、放射範囲内の対象物全てを検出する場合、処理する情報量が増大する。この場合、不必要な物体も対象物として誤検出してしまう可能性があるため、検出の信頼度が低下し得る。また、例えば、アンテナの物理的形状及び放射範囲が決まっていて、センサの取り付け数を増やすと、車両（主にハーネス）の重量が増大するため燃費が低下したり、消費電力が増大するため燃費が低下したりし得る。さらに、複数のレーダセンサを用いて検出を行うと、センサ同士の間で遅延が発生し得るため、このような検出に基づいて自動運転又は運転アシストなどを行うと、処理に時間がかかり得る。これは、レーダの更新レートよりＣＡＮの処理速度が遅く、さらにフィードバックにも時間を要するためである。また、物体検出範囲の異なる複数のセンサを用いて検出を行うと、制御が煩雑になり得る。
【００７１】
したがって、一実施形態に係る電子機器１は、１つのレーダセンサを複数の機能又は用途で使用可能にする。また、一実施形態に係る電子機器１は、１つのレーダセンサによって複数の機能又は用途をあたかも同時に実現するかのような動作を可能にする。
【００７２】
図３、図４、図５、及び図６は、信号生成部２１で生成された信号がシンセサイザ２２を経過した後の信号の例を示す図である。このシンセサイザ２２を経過した後の信号を、以下、信号生成部２１が生成する信号とも記す。
【００７３】
図３、図４、図５、及び図６において、横軸は経過時間ｔを表し、縦軸は周波数ｆを表している。すなわち、図３、図４、図５、及び図６は、信号生成部２１が生成する信号の周波数ｆが時間変化する様子を示している。一実施形態において、信号生成部２１が生成する信号は、周波数ｆが時間の経過に伴って変化する信号としてよい。特に、信号生成部２１は、、図３、図４、図５、及び図６に示すように、周波数ｆが周期的に線形に変化する信号（線形チャープ信号）を生成してよい。例えば、信号生成部２１は、、図３、図４、図５、及び図６に示すようなチャープ信号を生成してよい。信号生成部２１が生成する信号は、例えば制御部１０において予め設定されていてもよい。
【００７４】
図３、図４、及び図５は、信号生成部２１が、周波数ｆがｆ１〜ｆ２の帯域幅の信号を生成する例を示している。ここで、例えば、周波数ｆ１＝７７ＧＨｚとし、周波数ｆ２＝８１ＧＨｚとしてよい。図３は、周波数ｆがｆ１からｆ２まで線形の増大（アップチャープ）を周期的に繰り返す信号の例を示している。また、図４は、周波数ｆがｆ１からｆ２まで線形の増大（アップチャープ）及び減少（ダウンチャープ）を周期的に繰り返す信号を生成する例を示している。電子機器１は、上述のように信号生成部２１が生成した信号を、送信アンテナ２５から送信波として送信する。レーダのような技術分野で用いられるチャープ信号は既知であるため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。図２に示すように、信号生成部２１によって生成された信号は、シンセサイザ２２を介して、位相制御部２３に供給される。図５は、周波数ｆが、ｆ１からｆ２まで線形の増大（アップチャープ）を周期的に繰り返す、離散的な信号の例を示している。図６は、信号生成部２１が、周波数ｆが、ｆ１、ｆ２、ｆ３の帯域幅の、離散的な信号を生成する例を示している。図１０に示されるように、信号生成部２１は、異なる周波数の信号を生成してよい。信号生成部２１は、２以上の任意の数の異なる種類の周波数を生成してよい。
【００７５】
このように、一実施形態に係る電子機器１は、複数の送信アンテナ２５から送信波Ｔを送信する。ここで、送信波Ｔは、周波数ｆが時間の経過に伴って変化する電波としてよい。特に、電子機器１は、周波数ｆが周期的に線形に変化する送信波Ｔを送信してよい。典型的には、電子機器１は、送信波Ｔとして例えば図３、図４、図５、及び図６に示すようなチャープ信号を送信してよい。また、電子機器１は、送信波Ｔとしてミリ波帯の電波、特に、７７ＧＨｚ〜８１ＧＨｚの周波数ｆの帯域幅を有する電波を送信してもよい。
【００７６】
信号生成部２１が生成する信号の周波数ｆの情報は、位相制御部２３において把握することができる。すなわち、位相制御部２３は、信号生成部２１が任意の時点で生成する信号の周波数ｆを認識することができる。例えば、信号生成部２１及び制御部１０の少なくとも一方が、信号生成部２１が生成する信号の周波数ｆの情報を位相制御部２３に送信してもよい。逆に、位相制御部２３が、信号生成部２１及び制御部１０の少なくとも一方から、信号生成部２１が生成する信号の周波数ｆの情報を取得してもよい。
【００７７】
図２に戻り、送信部２０の位相制御部２３は、制御部１０の制御により、信号生成部２１が生成した信号の位相を制御する。位相制御部２３は、例えばＣＰＵ及び当該ＣＰＵで実行されるプログラムとして構成してもよい。上述のように、位相制御部２３は、信号生成部２１によって生成されてシンサセイザ２２を経た信号の位相を制御することにより、送信波のビームの方向を制御（変更）することができる。また、一実施形態において、位相制御部２３は、位相を制御する際に、さらに位相を調整することもできる。このような、位相制御部２３による位相の制御及び位相の調整については、さらに後述する。位相制御部２３によって制御及び／又は調整された信号は、増幅器２４を介して送信アンテナ２５に供給される。一実施形態において、位相制御部２３は、例えばＣＰＵ及び当該ＣＰＵで実行されるプログラムとして構成してよい。また、位相制御部２３は、位相制御部２３の動作に必要なメモリのような記憶部を適宜含んでもよい。
【００７８】
送信アンテナ２５Ａ及び送信アンテナ２５Ｂは、増幅器２４Ａ及び増幅器２４Ｂから供給される送信信号を、送信波Ｔとして出力（送信）する。図２においては、電子機器１は、送信アンテナ２５Ａ及び送信アンテナ２５Ｂの２つの送信アンテナから送信波Ｔを送信している。しかしながら、電子機器１は、２つ以上の任意の数の送信アンテナから送信波Ｔを送信してよい。すなわち、電子機器１は、２つ以上の任意の数の送信アンテナ２５を備えてもよい。本開示において、送信アンテナ２５Ａと送信アンテナ２５Ｂとを特に区別しない場合、単に「送信アンテナ２５」と総称する。一実施形態に係る電子機器１は、複数の送信アンテナ２５から送信波Ｔを送信する。送信アンテナ２５は、既知のレーダに用いられる送信アンテナと同様に構成することができるため、より詳細な説明は省略する。
【００７９】
図２は、複数の送信アンテナ２５が送信波Ｔを送信する様子を模式的に示している。図２においては、送信波Ｔのうち、対象物２００によって反射された波動を、反射波Ｒとして示してある。複数の送信アンテナ２５から送信された送信波Ｔのうち、対象物２００によって反射された電波を、反射波Ｒと記す。ここで、対象物２００は、移動体１００以外の他の車両としてもよいし、歩行者又は障害物など、移動体１００以外の任意の物体としてもよい。また、図２は、複数の受信アンテナ３１Ａ、受信アンテナ３１Ｂ、・・・、及び受信アンテナ３１Ｎが反射波Ｒを受信する様子も模式的に示している。
【００８０】
図２においては、電子機器１は、受信アンテナ３１Ａ、受信アンテナ３１Ｂ、・・・、及び受信アンテナ３１Ｎの複数の送信アンテナから反射波Ｒを受信している。しかしながら、電子機器１は、任意の数の受信アンテナ３１から反射波Ｒを受信してよい。すなわち、電子機器１は、任意の数の受信アンテナ３１を備えてもよい。本開示において、受信アンテナ３１Ａ、受信アンテナ３１Ｂ、・・・、及び受信アンテナ３１Ｎを特に区別しない場合、単に「受信アンテナ３１」と総称する。受信アンテナ３１は、既知のレーダに用いられる受信アンテナと同様に構成することができるため、より詳細な説明は省略する。
【００８１】
受信アンテナ３１が受信した反射波Ｒに基づく受信信号は、ＬＮＡ３２、ミキサ３３、ＩＦ部３４などを介して、ＡＤ変換部３５に供給される。受信アンテナ３１が受信した反射波Ｒに基づく受信信号（アナログ信号）は、雑音成分が含まれていることが多い。このため、受信アンテナ３１が受信した反射波Ｒに基づくアナログ信号は、そのままでは、ＡＤ変換部３５によってデジタルに変換することが困難なことも想定される。したがって、受信アンテナ３１が受信した反射波Ｒに基づく受信信号に例えばフィルタ処理などを行うことにより、受信信号を調整する。このようにして調整された受信信号は、ＡＤ変換部３５に供給される。
【００８２】
ＡＤ変換部３５は、供給されたアナログ信号を、デジタル信号に変換する。ＡＤ変換部３５は、例えばＣＰＵ及び当該ＣＰＵで実行されるプログラムとして構成してもよい。ＡＤ変換部３５によってアナログからデジタルに変換された受信信号は、制御部１０に供給される。
【００８３】
距離ＦＦＴ処理部１１は、ＡＤ変換部３５から供給された受信信号に基づいて、電子機器１を搭載した移動体１００と、対象物２００との間の距離を推定する。所定の対象物に電波を送信し、その反射波を受信して測定することにより、当該所定の対象物と、電波の送受信部との間の距離を測定（推定）するレーダの技術は既知であるため、より詳細な説明は省略する。距離ＦＦＴ処理部１１によって推定された距離の情報は、例えば物体検出部１４に供給される。
【００８４】
速度ＦＦＴ処理部１２は、ＡＤ変換部３５から供給された受信信号に基づいて、電子機器１を搭載した移動体１００と、対象物２００との間の相対速度を推定する。所定の対象物に電波を送信し、その反射波を受信して測定することにより、当該所定の対象物と、電波の送受信部との間の相対速度を測定（推定）するレーダの技術は既知であるため、より詳細な説明は省略する。速度ＦＦＴ処理部１２によって推定された距離の情報は、例えば物体検出部１４に供給される。
【００８５】
到来角推定部１３は、ＡＤ変換部３５から供給された受信信号に基づいて、電子機器１を搭載した移動体１００から対象物２００に向く方向（例えば方位角）を推定する。所定の対象物に電波を送信し、その反射波を受信して測定することにより、電波の送受信部から当該所定の対象物に向く方向を測定（推定）するレーダの技術も既知であるため、より詳細な説明は省略する。到来角推定部１３によって推定された方向（方位角）の情報は、例えば物体検出部１４に供給される。到来角推定部１３による方向（方位角）推定の技術として、例えば、２素子アレーの受信信号の位相差を利用する干渉計（interferometer）の原理を用いた技術、アレーアンテナのメインローブを走査して電力が大きくなる方向を探すビームフォーマ技術、アレーアンテナのヌルを走査して方向推定を行う線形予測技術、ＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）技術、ＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）技術、及び／又は、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）技術などを利用してもよい。
【００８６】
物体検出部１４は、距離ＦＦＴ処理部１１、速度ＦＦＴ処理部１２、及び到来角推定部１３から供給される距離の情報、相対速度の情報、及び／又は方向（角度）の情報から、各種の演算、推定、及び制御などを行うことができる。例えば、物体検出部１４は、取得された情報に基づいて、対象物２００と移動体１００との相対速度を測定（推定）してもよい。このように、一実施形態に係る電子機器１において、物体検出部１４は、受信アンテナ３１が受信した反射波Ｒに基づいて、対象物２００との間の距離、対象物２００に対する方位角、及び対象物２００との相対速度の少なくともいずれかを推定してもよい。
【００８７】
また、制御部１０は、検出された対象物２００と移動体１００との間の距離が所定の距離以内である場合、例えば移動体１００の運転者などに対して所定の警告などを発してもよい。また、制御部１０は、上述のような場合に、例えば移動体１００のブレーキが始動するように制御してもよい。また、制御部１０は、検出された対象物２００が移動体１００から所定の方向にある場合に、上述のような警告などを発したり、ブレーキの始動などの制御を行ってもよい。一実施形態において、制御部１０は、対象物２００との間の距離又は相対速度、及び対象物２００の方向などに基づいて、各種の制御を行うことができる。このような制御は、レーダを用いた技術分野において提案されている種々のものとすることができ、特定の制御に限定されるものではない。
【００８８】
次に、一実施形態に係る電子機器１において送信される送信波について説明する。
【００８９】
ミリ波方式のレーダによって距離を測定する際、周波数変調連続波レーダ（以下、ＦＭＣＷレーダ（Frequency Modulated Continuous Wave radar）と記す）が用いられることが多い。ＦＭＣＷレーダは、送信する電波の周波数を掃引して送信信号が生成される。したがって、例えば７９ＧＨｚの周波数帯の電波を用いるミリ波方式のＦＭＣＷレーダにおいて、使用する電波の周波数は、例えば７７ＧＨｚ〜８１ＧＨｚのように、４ＧＨｚの周波数帯域幅を持つものとなる。７９ＧＨｚの周波数帯のレーダは、例えば２４ＧＨｚ、６０ＧＨｚ、７６ＧＨｚの周波数帯などの他のミリ波／準ミリ波レーダよりも、使用可能な周波数帯域幅が広いという特徴がある。
【００９０】
以下、このような実施形態について説明する。なお、本開示で利用されるＦＭＣＷレーダレーダ方式は、通常より短い周期でチャープ信号を送信するＦＣＭ方式（Fast-Chirp Modulation）を含むとしてもよい。信号生成部２１が生成する信号はＦＭ−ＣＷ方式の信号に限定されない。信号生成部２１が生成する信号はＦＭ−ＣＷ方式以外の各種の方式の信号としてもよい。記憶部１８に記憶される送信信号列は、これら各種の方式によって異なるものとしてよい。例えば、上述のＦＭ−ＣＷ方式のレーダ信号の場合、時間サンプルごとに周波数が増加する信号及び減少する信号を使用してよい。上述の各種の方式は、公知の技術を適宜適用することができるため、より詳細な説明は省略する。
【００９１】
上述のように、複数の送信アンテナ２５から送信する電波のビームを形成（ビームフォーミング）することにより、所定の方向の送信波を強め合うことができる。このようにすれば、電子機器１を搭載した移動体１００と対象物２００との間の距離、及び／又は、対象物２００の方向などを測定する精度の向上が期待できる。したがって、一実施形態に係る電子機器１は、ＦＭＣＷレーダのように周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波としつつ、このような送信波によってビームフォーミングを行う。以下、このような実施形態について、さらに説明する。
【００９２】
図７は、電子機器１が送信する送信波を説明する図である。以下、図７に示すように、複数の送信アンテナ２５は、送信アンテナ２５Ａ及び送信アンテナ２５Ｂの２つ配置される場合について説明する。しかしながら、一実施形態において、任意の複数の送信アンテナ２５を配置してもよい。
【００９３】
図７に示すように、電子機器１において、送信アンテナ２５Ａと送信アンテナ２５Ｂとは、間隔Ｗだけ離間して配置されている。以下、このように配置した複数の送信アンテナ２５によって、Ｙ軸正方向から３０°右方向（図７に示す方向α）に傾けて電波のビームを形成する場合を想定して説明する。すなわち、以下、Ｙ軸正方向を基準として３０°右方向の方向αにビームフォーミングを行う場合について説明する。
【００９４】
図７に示す送信アンテナ２５Ａと送信アンテナ２５Ｂとの間隔Ｗは、送信波の波長をλとして、λ／２であるものとする。ここで、送信アンテナ２５から周波数が７９ＧＨｚの電波を送信する場合について検討する。この場合、光速をｃ＝３．０×１０8［ｍ／ｓ］として、送信波の波長λ（＝ｃ／ｆ＝３．０×１０8［ｍ／ｓ］／７９×１０9）は、３．７９７５［ｍｍ］となる。したがって、送信アンテナ２５Ａと送信アンテナ２５Ｂとの間隔Ｗ＝λ／２は、１．８９８７［ｍｍ］となる。
【００９５】
このように、間隔Ｗ＝１．８９８７［ｍｍ］だけ離間して配置した２つの送信アンテナ２５からそれぞれ方向αに送信される送信波には、経路差が生じる。図７に示すように、送信アンテナ２５Ａから方向αに向けて送信される送信波を、送信波Ｔａと記し、送信アンテナ２５Ｂから方向αに向けて送信される送信波を、送信波Ｔｂと記す。また、本開示において、送信波Ｔａと送信波Ｔｂとを特に区別しない場合、単に「送信波Ｔ」と総称する。図７に示すような場合、送信波Ｔａの経路は、送信波Ｔｂの経路よりも、経路差Ｄだけ長くなる。そこで、一実施形態に係る電子機器１は、送信波Ｔａと送信波Ｔｂとの方向αにおける経路差Ｄに応じて、送信波Ｔａ及び送信波Ｔｂの少なくとも一方の位相を制御する。具体的には、電子機器１は、送信アンテナ２５Ａ及び送信アンテナ２５Ｂからそれぞれ送信される送信波Ｔａ及び送信波Ｔｂの位相が、方向αにおいて揃うように制御する。これにより、送信アンテナ２５Ａ及び送信アンテナ２５Ｂからそれぞれ送信される送信波Ｔａ及び送信波Ｔｂは、方向αにおいて強め合う。
【００９６】
図７に示すように、方向αにおける送信波Ｔａと送信波Ｔｂとの経路差Ｄは、送信アンテナ２５の間隔Ｗを用いて、Ｗ・ｓｉｎ３０°と表すことができる。したがって、経路差Ｄ＝Ｗ／２は、０．９４９４［ｍｍ］となる。また、この経路差Ｄ＝Ｗ／２は、波長λを用いると、Ｗ＝λ／２であるから、経路差Ｄ＝λ／４と表すことができる。この式から、経路差Ｄは、波長λの１／４すなわち９０°（π／２）の位相に相当することが分かる。このような場合、一実施形態に係る電子機器１は、送信アンテナ２５Ａから送信する送信波Ｔａの位相が、送信アンテナ２５Ｂから送信する送信波Ｔｂの位相よりも９０°進めて出力されるように制御する。例えば、位相制御部２３が、送信波Ｔａの位相及び送信波Ｔｂの位相の少なくとも一方を変更して、送信波Ｔａの位相が送信波Ｔｂの位相よりも９０°早くなるように制御してよい。このような制御により、送信波Ｔａの位相と送信波Ｔｂの位相とは、方向αにおいて揃うようになる。したがって、この場合、複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔａ及び送信波Ｔｂは、方向αにおいて強め合うことにより、方向αに向く電波のビームを形成する。
【００９７】
図７に示した例においては、複数の送信アンテナ２５によって、Ｙ軸正方向から３０°右方向（図７に示す方向α）に傾けて電波のビームを形成する場合について説明した。しかしながら、電子機器１は、送信波Ｔａの位相及び送信波Ｔｂの位相の少なくとも一方を制御することにより、方向α以外の方向に向けたビームを形成することもできる。例えば、電子機器１は、送信波Ｔａの位相及び送信波Ｔｂの位相の少なくとも一方を制御することにより、Ｙ軸正方向を基準として各種の角度を成す方向に向けたビームを形成することができる。
【００９８】
この場合、送信波Ｔのビームを形成する所定の方向と、そのようなビームを形成する際に制御する位相（位相の制御量）との相関関係は、例えば制御部１０に接続された記憶部１８及び位相制御部２３の少なくとも一方などに予め記憶しておいてよい。すなわち、複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔのビームの所定の方向における経路差Ｄと、当該経路差Ｄに相当する送信波Ｔの位相との対応関係は、例えば制御部１０に接続された記憶部１８及び位相制御部２３の少なくとも一方などに予め記憶しておいてよい。一方、このような相関関係又は対応関係は、例えば制御部１０及び位相制御部２３の少なくとも一方などにおいて算出してもよい。また、このような相関関係又は対応関係は、種々の周波数ｆの送信波Ｔについて記憶又は算出してもよい。
【００９９】
このように、一実施形態に係る電子機器１において、位相制御部２３は、複数の送信アンテナ２５から送信されるそれぞれの送信波Ｔの位相が所定の方向αにおいて揃うように、複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔの少なくとも１つの位相を制御する。特に、位相制御部２３は、複数の送信アンテナ２５から送信されるそれぞれの送信波Ｔの所定の方向αにおける経路差Ｄに応じて、送信波Ｔの少なくとも１つの位相を制御してもよい。このため、一実施形態に係る電子機器１は、少なくとも位相制御部２３を備えている。また、一実施形態に係る電子機器１は、位相制御部２３の他に、例えば制御部１０などを適宜備えてもよい。
【０１００】
以上、複数の送信アンテナ２５から送信する電波の周波数ｆが７９ＧＨｚである場合に、方向αに向けてビームを形成する例について説明した。この場合、上述したように、電子機器１は、送信波Ｔａの位相を９０°（π／２）だけ進めることにより、方向αにおいて送信波Ｔａの位相と送信波Ｔｂの位相とを揃えることができた。
【０１０１】
しかしながら、上述のように、電子機器１は、周波数ｆが時間の経過に伴って変化する電波（例えばチャープ信号）を送信する。すなわち、電子機器１が送信アンテナ２５から送信する送信波の周波数ｆは、時間の経過に伴って変化する。この場合、送信波Ｔの周波数ｆの変化に伴い、送信波の波長λも変化する。したがって、送信波Ｔの周波数ｆが変化した後において、上述のように位相を同じ９０°（π／２）だけ進めても、送信波Ｔａの位相と送信波Ｔｂの位相とが方向αにおいて揃わないことがある。以下、このような例について説明する。
【０１０２】
以下の説明においては、送信アンテナ２５Ａと送信アンテナ２５Ｂとの間隔Ｗ（＝１．８９８７［ｍｍ］）は変化しないものとする。また、複数の送信アンテナ２５によって、Ｙ軸正方向から３０°右方向（図７に示す方向α）に傾けて電波のビームを形成するものとする。したがって、送信波Ｔａと送信波Ｔｂとの経路差Ｄ（＝０．９４９４［ｍｍ］）も変化しないものとする。
【０１０３】
例えば、複数の送信アンテナ２５から送信する電波の周波数ｆが７７ＧＨｚである場合について検討する。送信波Ｔａの周波数ｆが７７ＧＨｚである時の波長λは、送信波Ｔａの周波数ｆが７９ＧＨｚである時の波長λよりも大きくなる。この場合、送信アンテナ２５Ａから送信される送信波Ｔａの位相を同じように９０°（π／２）だけ進めて出力すると、経路差Ｄよりも大きな長さだけ送信波Ｔａの位相を進めてしまうことになる。すなわち、この場合、送信波Ｔａの位相を９０°（π／２）進めて出力すると、複数の送信アンテナから送信される送信波が強まりあう方向は、方向αよりも右方（Ｘ軸正方向側）にずれてしまう。このため、複数の送信アンテナ２５から送信する電波を方向αに向けてビームフォーミングを行うことはできない。
【０１０４】
次に、例えば、複数の送信アンテナ２５から送信する電波の周波数ｆが８１ＧＨｚである場合について検討する。送信波Ｔａの周波数ｆが８１ＧＨｚである時の波長λは、送信波Ｔａの周波数ｆが７９ＧＨｚである時の波長λよりも小さくなる。この場合、送信アンテナ２５Ａから送信される送信波Ｔａの位相を同じように９０°（π／２）だけ進めて出力すると、経路差Ｄに満たない長さだけ送信波Ｔａの位相を進めることになる。すなわち、この場合、送信波Ｔａの位相を９０°（π／２）進めて出力すると、複数の送信アンテナから送信される送信波が強まりあう方向は、方向αよりも左方（Ｘ軸負方向側）にずれてしまう。このため、複数の送信アンテナ２５から送信する電波を方向αに向けてビームフォーミングを行うことはできない。
【０１０５】
このように、例えば７７〜８１ＧＨｚの電波を送信するＦＭＣＷレーダのように周波数が変化すると、複数の送信アンテナ２５から送信される送信信号が強め合う方向はばらついてしまう。すなわち、送信波Ｔａと送信波Ｔｂとの経路差Ｄを考慮して、送信波Ｔａの位相及び送信波Ｔｂの位相の少なくとも一方を制御したとしても、所望の方向に正確に電波のビームを形成することは困難である。
【０１０６】
そこで、一実施形態に係る電子機器１において、位相制御部２３は、例えば送信波Ｔの周波数ｆに応じて、送信波Ｔの位相を調整する。以下、上述の例に対応させて、このような送信波Ｔａの位相の調整について説明する。
【０１０７】
まず、上述の例に記したように、複数の送信アンテナ２５から送信する送信波Ｔの周波数ｆが７７ＧＨｚである場合について検討する。周波数ｆが７７ＧＨｚである送信波Ｔの波長λ（＝ｃ／ｆ＝３．０×１０8［ｍ／ｓ］／７７×１０9）は、３．８９６［ｍｍ］となる。したがって、経路差Ｄの長さに対応する位相（（経路差Ｄ／波長λ）×３６０°＝（０．９４９４［ｍｍ］／３．８９６［ｍｍ］）×３６０°）は、８７．７２°となる。以上から、送信波Ｔの周波数ｆが７７ＧＨｚである場合、位相を８７．７２°進めて出力すると、方向αの信号が強まりあう。したがって、電子機器１において、位相制御部２３は、送信波Ｔの周波数ｆが７７ＧＨｚの時、送信波Ｔａの位相を、９０°ではなく８７．７２°だけ進めて出力するように制御してよい。また、位相制御部２３は、送信波Ｔの周波数ｆが７７ＧＨｚの時、送信波Ｔａの位相として決定された９０°から２．２８°だけ減じるように調整してもよい。この場合も、結果として、送信波Ｔａの位相を８７．７２°だけ進めて出力することになる。
【０１０８】
次に、上述の例に記したように、複数の送信アンテナ２５から送信する送信波Ｔの周波数ｆが８１ＧＨｚである場合について検討する。周波数ｆが８１ＧＨｚである送信波Ｔの波長λ（＝ｃ／ｆ＝３．０×１０8［ｍ／ｓ］／８１×１０9）は、３．７０４［ｍｍ］となる。したがって、経路差Ｄの長さに対応する位相（（経路差Ｄ／波長λ）×３６０°＝（０．９４９４［ｍｍ］／３．７０４［ｍｍ］）×３６０°）は、９２．２７°となる。以上から、送信波Ｔの周波数ｆが８１ＧＨｚである場合、位相を９２．２７°進めて出力すると、方向αの信号が強まりあう。したがって、電子機器１において、位相制御部２３は、送信波Ｔの周波数ｆが８１ＧＨｚの時、送信波Ｔａの位相を、９０°ではなく９２．２７°だけ進めて出力するように制御してよい。また、位相制御部２３は、送信波Ｔの周波数ｆが８１ＧＨｚの時、送信波Ｔａの位相として決定された９０°から２．２７°だけ増やすように調整してもよい。この場合も、結果として、送信波Ｔａの位相を９２．２７°だけ進めて出力することになる。
【０１０９】
このように、一実施形態に係る電子機器１において、位相制御部２３は、送信波Ｔの少なくとも１つの位相を、当該送信波Ｔの周波数ｆに基づいて調整してもよい。
【０１１０】
チャープ信号の周波数の時間ｔ依存性を例えばｆ＝ｆ（ｔ）とし、光の速さをｃとすると、λ（ｔ）＝ｃ／ｆ（ｔ）である。したがって、アンテナ間の距離をＷとし、アンテナの並んだ方向に垂直な方向（ブロードサイド方向）に対する送信角度をθとすると、送信波の位相調整量Ｓ（ｔ）は、次のように表される。
Ｓ（ｔ，θ）＝｛Ｗｓｉｎθ｝／λ（ｔ）×３６０°＝｛Ｗｓｉｎθ｝／ｃ×ｆ（ｔ）×３６０°
ここで、ｆ（ｔ）は、特に限定されるものではない。例えば、ｆ（ｔ）は、図３に示すような信号の場合、信号の周期をＴｃとして、次のように表される。
ｆ（ｔ）＝｛（ｆ２−ｆ１）／Ｔｃ｝ｔ＋ｆ１  （０≦ｔ≦Ｔｃ，ｆ（ｔ）＝ｆ（ｔ＋Ｔｃ））
また、例えば、ｆ（ｔ）は、図４に示すような信号の場合、信号の周期をＴｃとして、次のように表される。
ｆ（ｔ）＝｛２（ｆ２−ｆ１）／Ｔｃ｝ｔ＋ｆ１  （０≦ｔ＜Ｔｃ／２，ｆ（ｔ）＝ｆ（ｔ＋Ｔｃ）），
ｆ（ｔ）＝−｛２（ｆ２−ｆ１）／Ｔｃ｝ｔ−ｆ１＋２ｆ２  （Ｔｃ／２≦ｔ＜Ｔｃ，ｆ（ｔ）＝ｆ（ｔ＋Ｔｃ））
ｆ（ｔ）は、これらのような関数に限定されず、その他の適宜な関数としてよい。
【０１１１】
上述のように、送信波Ｔの周波数ｆに基づいて位相を調整するために、送信波Ｔの周波数ｆと、位相の調整量との対応関係は、例えば制御部１０に接続された記憶部１８及び位相制御部２３の少なくとも一方に予め記憶しておいてよい。また、方向αとは異なる方向にビームフォーミングを行う場合、当該方向における送信波Ｔａと送信波Ｔｂとの経路差Ｄの長さも異なる。したがって、ビームフォーミングを行う方向が種々変化した場合における送信波Ｔａと送信波Ｔｂとの経路差Ｄの長さも、例えば制御部１０に接続された記憶部１８及び位相制御部２３の少なくとも一方に予め記憶しておいてよい。さらに、ビームフォーミングを行う方向が種々変化した場合における送信波Ｔａと送信波Ｔｂとの経路差Ｄに応じて、送信波Ｔの周波数ｆと、位相の調整量との対応関係を、例えば制御部１０に接続された記憶部１８及び位相制御部２３の少なくとも一方に予め記憶しておいてもよい。以上のように、種々の場合における位相の調整量を、例えば制御部１０に接続された記憶部１８及び／又は位相制御部２３の少なくとも一方に予め記憶しておいてもよい。種々の場合における位相の調整量を記憶しておくことにより、位相制御部２３は、送信波Ｔの周波数ｆに対応する位相の調整を行う際に、必要な位相の調整量を読み出すことができる。
【０１１２】
このように、一実施形態に係る電子機器１において、位相制御部２３は、送信波Ｔの周波数ｆに対応して読み出される位相の調整量に基づいて、送信波Ｔの少なくとも１つの位相を調整してもよい。
【０１１３】
また、種々の場合に送信波Ｔの周波数ｆに対応する位相の調整量を予め記憶せずに、複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔの周波数ｆに基づいて、例えば位相制御部２３などが、対応する位相の調整量を算出してもよい。例えば信号生成部２１が図３、図４、図５、及び図６に示すようなチャープ信号を生成する場合、上述のように、制御部１０又は位相制御部２３は、当該チャープ信号の任意の時点の周波数ｆを認識することができる。したがって、例えば制御部１０（若しくは記憶部１８）及び／又は位相制御部２３の少なくとも一方が必要なアルゴリズム及び／又は計算式などを記憶しておくことにより、位相制御部２３は、その状況に対応する位相の調整量を算出してもよい。
【０１１４】
例えば、位相制御部２３は、信号生成部２１から入力信号を受け取り、さらに制御部１０及び／又は位相制御部２３の少なくとも一方から周波数ｆの情報を取得することによって、出力信号を算出してもよい。具体的には、時刻ｔにおいて位相制御部２３が信号生成部２１から受け取る入力信号を、ｅｘｐ（ｊ・２πｆ（ｔ）・ｔ＋δ（θ））と表すとする。ここで、ｊは虚数単位、ｆ（ｔ）は時間に依存する周波数、δ（θ）は位相制御部２３が経路差Ｄに応じて制御すべき（位相の調整量を考慮しない）位相であるものものとする。また、制御部１０及び／又は位相制御部２３の少なくとも一方から受け取る入力信号の周波数ｆを、ｆ（ｔ）と表すとする。この場合、位相制御部２３が位相の調整量を考慮して出力する出力信号は、ｅｘｐ（ｊ・２πｆ（ｔ）・ｔ＋δ（θ）＋Ｓ（ｔ，θ））と表すことができる。ここで、Ｓ（ｔ，θ）は位相制御部２３が算出する係数であって、位相の調整量に対応する係数であるものとする。位相制御部２３は、このような複素乗算処理を行うことにより、送信波Ｔの位相を調整してもよい。
【０１１５】
このように、一実施形態に係る電子機器１において、位相制御部２３は、送信波Ｔの周波数ｆから算出される位相の調整量に基づいて、送信波Ｔの少なくとも１つの位相を調整してもよい。
【０１１６】
さらに、位相制御部２３が行う位相の調整を、送信波Ｔの周波数ｆに依存するフィルタ処理を行うことにより実現してもよい。例えばローパスフィルタのように、低い帯域幅の周波数を通過させて、高い帯域幅の周波数を遮断する、周波数依存型のフィルタが知られている。このような原理を応用して、位相制御部２３は、送信波Ｔの周波数ｆが（時間の経過に伴って）高くなるにつれて、徐々に位相の調整量が例えば増加するような演算処理（フィルタ処理）を行ってもよい。
【０１１７】
このように、位相制御部２３は、送信波Ｔの周波数をフィルタ処理することにより得られる位相の調整量に基づいて、送信波Ｔの少なくとも１つの位相を調整してもよい。
【０１１８】
次に、一実施形態に係る電子機器１の動作の例について説明する。
【０１１９】
一実施形態に係る電子機器１は、送信アンテナ２５から送信波Ｔを送信する態様を特徴に含むものである。電子機器１が送信アンテナ２５から送信波Ｔを送信した後の動作（例えば、反射波Ｒを受信する動作及び反射波Ｒに基づく測定又は推定など）は、既知の種々のレーダ技術を採用することができる。したがって、以下、電子機器１が送信アンテナ２５から送信波Ｔを送信するまでの動作について説明し、それ以外の動作については説明を省略する。
【０１２０】
図８は、一実施形態に係る電子機器１の動作を説明するフローチャートである。図８に示す動作は、例えば電子機器１が移動体１００などの周囲に存在する対象物２００の検出を開始する時点で開始してよい。すなわち、図８に示す動作は、電子機器１が複数の送信アンテナ２５から送信波Ｔの送信を開始する際に開始してよい。
【０１２１】
図８に示す動作が開始すると、電子機器１の制御部１０は、複数の送信アンテナ２５から送信する送信波Ｔの周波数ｆを決定する（ステップＳ１）。信号生成部２１は、例えば図３、図４、図５、及び図６に示したように、周波数ｆが時間の経過に伴って変化する信号を生成してよい。したがって、制御部１０によって決定される送信波Ｔの各時点における周波数ｆは、例えば制御部１０において予め設定されてもよい。一方、ステップＳ１において、（制御部１０ではなく）信号生成部２１が自ら生成する信号の各時点における周波数ｆを決定してもよい。送信波Ｔの種々の送信タイミングにおける周波数ｆの情報は、例えば制御部１０に接続された記憶部１８及び信号生成部２１の少なくとも一方に予め記憶しておいてよい。一方、送信波Ｔの種々の送信タイミングにおける周波数ｆは、例えば制御部１０及び信号生成部２１の少なくとも一方において算出してもよい。いずれの場合も、その時点における送信波Ｔの周波数ｆが決定されると、信号生成部２１は、当該周波数ｆの当該時点における送信信号を生成することができる。
【０１２２】
ステップＳ１において送信波Ｔの周波数ｆが決定されたら、制御部１０は、送信波Ｔが形成するビームの方向を決定する（ステップＳ２）。ステップＳ２において、制御部１０は、例えば図７に示した方向αのような、複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔによって形成されるビームの方向を決定する。したがって、各時点において送信波Ｔによって形成されるビームの方向は、例えば制御部１０において予め設定されてもよい。一方、ステップＳ２において、制御部１０ではなく信号生成部２１又は位相制御部２３が自ら生成する信号の送信波Ｔが形成するビームの方向を決定してもよい。送信波Ｔの種々の送信タイミングにおける送信波Ｔが形成すべきビームの方向の情報は、例えば制御部１０に接続されせる記憶部１８、信号生成部２１、及び位相制御部２３の少なくとも一方に予め記憶しておいてよい。一方、送信波Ｔの種々の送信タイミングにおける送信波Ｔが形成すべきビームの方向は、例えば制御部１０及び信号生成部２１の少なくとも一方において算出してもよい。いずれの場合も、その時点における送信波Ｔによって形成されるビームの方向が決定されると、位相制御部２３は、当該周波数ｆの当該時点における送信信号の位相を制御することができる。
【０１２３】
ステップＳ２において送信波Ｔのビームの方向が決定されたら、位相制御部２３は、送信波Ｔを制御するための位相を決定する（ステップＳ３）。上述のように、送信波Ｔのビームの方向が決定されると、複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔの当該方向における経路差Ｄが決まる。経路差Ｄが決まれば、位相制御部２３は、複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔの位相が当該方向において揃うように、制御する位相又は位相の制御量を決定することができる。したがって、送信波Ｔのビームの方向に対応する位相の制御量は、例えば位相制御部２３２において予め設定されていてもよい。一方、ステップＳ３において、位相制御部２３ではなく制御部１０が位相の制御量を決定してもよい。送信波Ｔのビームの方向と、当該方向に対応する位相の制御量は、例えば位相制御部２３及び制御部１０に接続された記憶部１８の少なくとも一方に予め記憶しておいてよい。また、送信波Ｔのビームの方向と、当該方向に対応する位相の制御量は、例えば位相制御部２３及び制御部１０の少なくとも一方において算出してもよい。
【０１２４】
ステップＳ３において制御する位相が決定されたら、位相制御部２３は、決定された位相を周波数ｆに応じて調整する（ステップＳ４）。上述のように、送信波Ｔの周波数ｆが時間の経過に伴い変化すると、ステップＳ３に示した位相の制御を行っても、複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔの位相が所定の方向において揃わないことがある。したがって、位相制御部２３は、ステップＳ３において決定された送信波Ｔの位相を、ステップＳ４において、送信波Ｔのその時点の周波数ｆに応じて、さらに調整する。ステップＳ４において行う位相の調整は、前述した通りであるため、より詳細な説明は省略する。
【０１２５】
ステップＳ４において位相が周波数ｆに応じて調整されたら、電子機器１は、位相が調整された送信波Ｔを複数の送信アンテナ２５から送信する（ステップＳ５）。ステップＳ５において、例えば制御部１０が、例えば信号生成部２１、シンセサイザ２２、位相制御部２３、及び増幅器２４の少なくともいずれかを制御することにより、複数の送信アンテナ２５から送信波Ｔが送信されるようにしてよい。ステップＳ５の処理が行われると、電子機器１の複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔは、所定の方向に強め合ってビームを形成する。
【０１２６】
このように、一実施形態に係る電子機器１は、複数の送信アンテナ２５から送信波Ｔを送信する。ここで、送信波Ｔは、周波数が時間の経過に伴って変化する電波としてよい。また、一実施形態に係る電子機器１において、位相制御部２３は、複数の送信アンテナ２５から送信されるそれぞれの送信波Ｔの位相が所定の方向αにおいて揃うように、複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔの少なくとも１つの位相を制御する。さらに、一実施形態に係る電子機器１において、位相制御部２３は、送信波Ｔの少なくとも１つの位相を、当該送信波の周波数に基づいて調整する。
【０１２７】
一実施形態において、位相制御部２３は、送信波Ｔの少なくとも１つの位相を、周波数ｆの時間変化とほぼ同期して調整してもよい。また、一実施形態において、位相制御部２３は、送信波Ｔのビームの送信角度の時間の経過に伴う変化量を打ち消すように、送信波Ｔの位相を調整してもよい。
【０１２８】
ステップＳ３の処理とステップＳ４の処理は、連続して個々に行う処理としてもよい。すなわち、まずステップＳ３においては、決定した位相の制御量に基づいて位相を制御してよい。この場合、ステップＳ３において決定して制御された位相を、ステップＳ４においてさらに調整してもよい。一方、ステップＳ３の処理とステップＳ４の処理は、まとめて行う処理としてもよい。すなわち、ステップＳ３においては位相の制御量を決定するが、決定した位相の制御量に基づく位相の制御を行わなくてもよい。この場合、ステップＳ３において決定した位相をステップＳ４においてさらに調整したものを、送信波Ｔの位相としてもよい。
【０１２９】
以上説明したように、一実施形態に係る電子機器１によれば、複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔのビームを所定の方向に形成する際に、送信波Ｔの周波数ｆに基づいて位相が調整される。
【０１３０】
したがって、一実施形態に係る電子機器１によれば、複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔのビームを形成する際に、当該ビームを所定の方向に正確に向けることができる。よって、一実施形態に係る電子機器１によれば、対象物との間の距離の測定など、対象物を測定する精度を向上させることができる。
【０１３１】
従来、例えば無線通信などの技術分野において、送信波のビームを所定の方向に向けるために、ビームフォーミングの手法が用いられている。無線通信に用いられる送信波の周波数は、せいぜい数ＭＨｚから数百ＭＨｚのオーダの帯域幅であることが多い。このような周波数帯域幅の送信波を例えばチャープ信号として送信する場合、その周波数が時間の経過に伴って変化する幅は、帯域幅４ＧＨｚのミリ波のような場合に比べると僅かである。したがって、無線通信の電波のように帯域幅の小さな複数の送信波の位相を所定の方向において揃えるためには、複数の送信波の経路差を考慮して位相を制御するだけで十分である。すなわち、無線通信の場合、上述のような、送信波の周波数に応じて送信波の位相を調整しなくても、ある程度正確な方向にビームフォーミングを行うことができる。
【０１３２】
一方、ミリ波レーダのように例えば７７ＧＨｚ〜８１ＧＨｚの４ＧＨｚの周波数帯域幅の送信波を送信する場合、その周波数が時間の経過に伴って変化する幅は、無線通信の場合に比べると非常に大きなものとなる。したがって、ミリ波レーダの電波のように帯域幅の大きな複数の送信波の位相を所定の方向において揃えるためには、複数の送信波の経路差を考慮して位相を制御するだけでは不十分である。すなわち、ミリ波レーダのような場合、送信波の周波数に応じて送信波の位相を調整することにより、正確な方向にビームフォーミングを行うことができるようになる。本開示は、７７ＧＨｚより低い、又は、８１ＧＨｚより高い周波数帯域幅の送信波を送信する場合に適用されるとしてもよい。
【０１３３】
以上説明したように、一実施形態に係る電子機器１によれば、レーダの技術を用いる際に、複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔによって、正確な方向にビームフォーミングを行うことができる。すなわち、複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔによって、特定の方向（例えば必要な方向）の送信信号を強め合うことができる。したがって、一実施形態に係る電子機器１によれば、例えば、対象物２００との間の距離、対象物２００に対する方位角、及び対象物２００との相対速度の少なくともいずれかを測定（又は推定）する際の精度を向上することができる。また、一実施形態に係る電子機器１によれば、不要な方向には複数の送信アンテナ２５から送信波Ｔを送信しないようにできる。このため、一実施形態に係る電子機器１によれば、不要な方向から受信する反射波Ｒを低減することもできる。したがって、一実施形態に係る電子機器１によれば、このような観点からも、対象物２００との間の距離、対象物２００に対する方位角、及び対象物２００との相対速度の少なくともいずれかを測定（又は推定）する際の精度を向上することができる。すなわち、一実施形態に係る電子機器１によれば、所望の測定範囲において、高精度かつ高信頼度の測定を行うことができる。
【０１３４】
次に、一実施形態に係る電子機器によるキャリブレーションについて説明する。
【０１３５】
上述した電子機器１において、信号生成部２１が複数の送信信号を同じ位相で生成しても、複数の送信アンテナ２５それぞれから送信される時点では、複数の送信信号の位相は同じでないことがあり得る。これは、増幅器２４及び／又はフィルタ部のような機能部が温度の変動の影響を受けやすいことが一因と想定される。すなわち、電子機器１において、信号生成部２１において生成される送信信号は、位相制御部２３を経ることにより、送信アンテナ２５から送信される時点の位相が変動していることがあり得る。このような位相の変動は、増幅器２４及び／又はフィルタ部のような機能部における温度に依存して異なるものと想定される。また、前述のような位相の変動は、増幅器２４及び／又はフィルタ部のような機能部における温度変動にも依存して異なる場合もあると想定される。
【０１３６】
また、上述した電子機器１において、複数の送信アンテナ２５それぞれから送信される複数の送信信号の位相を仮に同じにしても、当該送信信号の反射波が受信アンテナ３１から受信される時点では、複数の送信信号の位相は同じでないこともあり得る。これは、複数の送信アンテナ２５それぞれから送信波が送信されてから、当該送信波が反射した反射波が受信アンテナ３１から受信されるまでに、電磁波が伝搬する経路における誘電率が変化することが一因と想定される。電磁波が伝搬する経路における誘電率の変化は、例えば、送信アンテナ２５及び受信アンテナ３１の少なくとも一方に水滴、塵などの物が付着することに起因し得る。また、このような誘電率の変化は、例えば、送信アンテナ２５及び受信アンテナ３１の少なくとも一方を覆うレーダカバーのようなカバー部材に水滴又は塵などが付着することにも起因し得る。さらに、前述のような誘電率の変化は、例えば、送信アンテナ２５から送信波が送信されてから、当該送信波が反射した反射波として受信されるまでに、電磁波の経路において雨の水滴などを通過することにも起因し得る。このように、電子機器１において、複数の送信アンテナ２５それぞれから送信される送信波は、誘電率が異なる経路を経ることにより、受信アンテナ３１から受信される時点の位相が変動していることがあり得る。
【０１３７】
したがって、以上のような位相の変動が生じる場合、電子機器１においてキャリブレーションを行うことが望ましい。
【０１３８】
図９は、一実施形態によるキャリブレーションを行う電子機器の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図９に示す電子機器は、上述した一実施形態に係る電子機器１と部分的に同じ構成とすることができる。したがって、以下、上述した一実施形態に係る電子機器１と同様になる説明は、適宜、簡略化又は省略する。
【０１３９】
図９に示すように、一実施形態に係る電子機器２は、上述した電子機器１とは、制御部１０の構成が異なる。また、一実施形態に係る電子機器２は、上述した電子機器１と異なる点として、温度検出部７０に接続される。
【０１４０】
図９に示す電子機器２において、制御部１０は、タイマ８０、キャリブレーション制御部８１、位相推定部８３、及び調整値算出部８５を備えている。制御部１０が備えるこれらの機能部は、例えばＣＰＵ及び当該ＣＰＵで実行されるプログラムとして構成してよい。また、図９に示すように、制御部１０は、記憶部１８に接続されてよい。
【０１４１】
図９に示す制御部１０において、キャリブレーション制御部８１は、制御部１０が行うキャリブレーションの動作を制御する。キャリブレーション制御部８１は、温度検出部７０からの温度情報及び／又はタイマ８０からの時間情報に基づいて、キャリブレーションの動作を開始してよい。キャリブレーションの動作を開始すると、キャリブレーション制御部８１は、信号生成部２１及び位相推定部８３の少なくとも一方を起動するように制御してよい。
【０１４２】
位相推定部８３は、キャリブレーション制御部８１からの起動トリガに基づいて、位相を推定する。位相推定部８３は、ＡＤ変換部３５によってデジタル信号に変換された受信信号に基づいて、当該受信信号の位相を推定又は算出する。このようにして推定された位相は、調整値算出部８５に供給される。
【０１４３】
調整値算出部８５は、調整値算出部８５に供給される位相に基づいて、位相の調整値を算出する。調整値算出部８５が行う位相の調整値の算出は、さらに後述する。このようにして算出された位相の調整値は、位相制御部２３に供給される。
【０１４４】
温度検出部７０は、例えば電子機器１又は電子機器１が搭載される移動体１００における所定の部位の温度を検出することができる。温度検出部７０は、温度を検出することができれば、例えばサーミスタ素子、測温抵抗体、又は熱電対などを採用したセンサのような、任意の温度センサとしてよい。温度検出部７０が検出した温度の情報は、制御部１０に供給されてよい。一実施形態において、温度検出部７０が検出した温度の情報は、キャリブレーション制御部８１に供給されてよい。
【０１４５】
温度検出部７０は、各種の部位の温度を検出してよい。特に、温度検出部７０は、温度が位相の変動に影響し易い部品などの温度、又は当該部品の近傍の温度を検出してよい。例えば、温度検出部７０は、増幅器２４及び／又はＬＮＡ３２などの近傍などの温度を検出してよい。また、例えば、温度検出部７０は、フィルタ部など又はその近傍の温度を検出してもよい。例えば、温度検出部７０は、電子機器１の内部又はその近傍の温度を検出してもよい。
【０１４６】
タイマ８０は、所定の時刻が到来したことを検出してよい。また、タイマ８０は、所定の時間が経過したことを検出してもよい。タイマ８０は、所定の時刻が到来したこと又は所定の時間が経過したことを、キャリブレーション制御部８１に通知してよい。このように、タイマ８０が検出した時間の情報は、キャリブレーション制御部８１に供給されてよい。図９において、タイマ８０は、制御部１０を構成する機能部として示してある。しかしながら、タイマ８０は、例えば制御部１０の外部に設けられて、制御部１０に時間情報を通知してもよい。タイマ８０は、所定の時刻の到来、及び／又は、所定の時間の経過を検出することができれば、任意の構成としてよい。
【０１４７】
図９に示す例において、電子機器２は、温度検出部７０及びタイマ８０の両方を備えている。しかしながら、以下に示すように、温度検出部７０又はタイマ８０の一方のみを備えてもよい。
【０１４８】
図１０は、電子機器２が行うキャリブレーションの動作を説明するフローチャートである。一実施形態に係る電子機器２は、複数の送信アンテナ２５から送信された送信波Ｔが反射した反射波Ｒのそれぞれを受信アンテナ３１から受信する点については、上述した電子機器１の動作と同様である。一実施形態に係る電子機器２は、前述の動作の結果に基づいて、受信アンテナ３１によって受信される反射波Ｒのそれぞれの位相が揃うように、送信波Ｔの少なくとも１つの位相を調整する。このような動作を、以下、適宜、単に「キャリブレーション」と記す。
【０１４９】
図１０に示す動作（キャリブレーション）が開始すると、制御部１０は、温度検出部７０によって所定の温度又は温度の変動が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。例えば、温度の検出開始から５°などの温度変化が検出された場合、所定の温度変動が検出されたとしてもよい。ここで、所定の温度変動が検出されたと判定する温度変化は、例えば１°又は１０°など、任意の温度変化としてよい。また、例えば、ステップＳ１１においては、検出される温度が所定の温度に達したか否かを判定してもよい。例えば、所定の温度として１０°などの温度に達したことを判定してもよい。ここで、所定の温度に達したと判定される温度は、例えば−５°又は３０°など、任意の温度としてよい。ステップＳ１１においては、所定の温度若しくはその変動の検出に代えて、又は所定の温度若しくはその変動の検出とともに、タイマ８０によって所定の時間の経過が検出されたか否かを判定してもよい。例えば、所定の時間として３０秒が経過したことを判定してもよい。ここで、所定の時間の経過として判定される時間は、例えば１時間又は６カ月など、任意の時間としてよい。
【０１５０】
ステップＳ１１において所定の温度若しくはその変動又は時間が検出されない場合、制御部１０は、ステップＳ１１の動作を続行する。すなわち、図１０に示すキャリブレーションは、ステップＳ１１の条件が満たされることがトリガとなって開始される。
【０１５１】
一方、ステップＳ１１において所定の温度若しくはその変動又は時間が検出されたと判定すると、制御部１０は、キャリブレーションを開始する。具体的には、キャリブレーション制御部８１は、温度検出部７０及び／又はタイマ８０からの情報に基づいて、キャリブレーションを開始する。ここで、キャリブレーションが開始されると、キャリブレーション制御部８１は、位相推定部８３及び信号生成部２１を起動する。
【０１５２】
ステップＳ１１において所定の温度若しくはその変動又は時間が検出されたと判定すると、電子機器１は、複数の送信アンテナ２５のうち、第１送信アンテナ（送信アンテナ２５Ａ）から送信波Ｔを送信する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２において送信波Ｔが送信されたら、電子機器１は、送信波Ｔが反射した反射波Ｒを受信アンテナ３１から受信する（ステップＳ１３）。また、ステップＳ１３において、制御部１０は、受信した反射波Ｒから第１の位相を推定（算出）する。具体的には、ステップＳ１３において、ＡＤ変換部３５は、受信アンテナ３１から受信された反射波Ｒに基づく受信信号を、デジタル信号に変換する。そして、位相推定部８３は、ＡＤ変換部３５から供給されるデジタル信号に基づいて、第１の位相を推定（算出）する。位相推定部８３は、算出した第１の位相を、調整値算出部８５に供給する。
【０１５３】
ステップＳ１３が行われると、電子機器１は、複数の送信アンテナ２５のうち、第２送信アンテナ（送信アンテナ２５Ｂ）から送信波Ｔを送信する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４において送信波Ｔが送信されたら、電子機器１は、送信波Ｔが反射した反射波Ｒを受信アンテナ３１から受信する（ステップＳ１５）。また、ステップＳ１５において、制御部１０は、受信した反射波Ｒから第２の位相を推定又は算出する。具体的には、ステップＳ１５において、ＡＤ変換部３５は、受信アンテナ３１から受信された反射波Ｒに基づく受信信号を、デジタル信号に変換する。そして、位相推定部８３は、ＡＤ変換部３５から供給されるデジタル信号に基づいて、第２の位相を推定又は算出する。位相推定部８３は、算出した第２の位相を、調整値算出部８５に供給する。
【０１５４】
ステップＳ１３において第１の位相が推定され、ステップＳ１５において第２の位相が推定されたら、制御部１０は、これらの位相に基づいて、位相調整値を算出する。具体的には、調整値算出部８５は、位相推定部８３から供給された第１の位相及び第２の位相から、位相調整値を算出する。例えば、調整値算出部８５は、第１の位相と第２の位相との差を算出してもよい。この第１の位相と第２の位相との差である位相差に基づいて、制御部１０は、第１の位相と第２の位相との差異を埋めることができる。すなわち、制御部１０は、上述の位相差に基づいて、複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔの少なくとも１つの位相を調整することにより、受信アンテナ３１によって受信される反射波Ｒのそれぞれの位相を揃えることができる。
【０１５５】
上述のような動作を行うために、ステップＳ１６において位相調整値が算出されたら、制御部１０は、この位相調整値を、位相制御部２３に通知する（ステップＳ１７）。具体的には、ステップＳ１７において、調整値算出部８５は、算出した位相調整値を、位相制御部２３に通知する。これにより、位相制御部２３は、キャリブレーション後に複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔの少なくとも１つの位相を調整することができる。そして、キャリブレーション後は、受信アンテナ３１によって受信される反射波Ｒのそれぞれの位相は揃うようになる。
【０１５６】
このように、一実施形態に係る電子機器２は、上述した電子機器１と同様に、周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波Ｔとして複数の送信アンテナ２５から送信する。ここで、複数の送信アンテナ２５とは、例えば送信アンテナ２５Ａ及び送信アンテナ２５Ｂとしてよい。また、一実施形態に係る電子機器２において、上述した電子機器１と同様に、位相制御部２３は、複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔの少なくとも１つの位相を制御する。
【０１５７】
一方、一実施形態に係る電子機器２において、位相制御部２３は、送信波Ｔの少なくとも１つの位相を調整する際、受信アンテナ３１によって受信される反射波Ｒのそれぞれの位相が揃うようにしてよい。また、位相制御部２３は、数の送信アンテナ２５から送信された送信波Ｔが反射した反射波Ｒのそれぞれを受信アンテナ３１から受信した結果に基づいて、受信アンテナ３１によって受信される反射波Ｒのそれぞれの位相が揃うようにしてよい。また、位相制御部２３は、反射波Ｒのそれぞれを受信アンテナ３１から受信した結果に基づいて推定された反射波Ｒのそれぞれの位相に基づいて、反射波Ｒのそれぞれに位相差が生じないように、送信波Ｔの少なくとも１つの位相を調整してもよい。
【０１５８】
また、一実施形態に係る電子機器２において、位相制御部２３は、所定の温度の検出に基づいて、キャリブレーションを行ってもよい。また、一実施形態に係る電子機器２において、位相制御部２３は、所定の温度変化の検出に基づいて、キャリブレーションを行ってもよい。また、一実施形態に係る電子機器２において、位相制御部２３は、所定時間の経過に基づいて、キャリブレーションを行ってもよい。さらに、一実施形態に係る電子機器２において、位相制御部２３は、電子機器２の起動又は始動に基づいて、キャリブレーションを行ってもよい。
【０１５９】
以上説明したように、一実施形態に係る電子機器２によれば、温度が変動したために、温度の影響を受ける機能部が位相の変動を生じさせた場合であっても、キャリブレーションが行われる。また、一実施形態に係る電子機器２によれば、時間が経過したために、電磁波の経路における誘電率の変化に起因して位相の変動が生じた場合であっても、キャリブレーションが行われる。このように、一実施形態に係る電子機器２によれば、キャリブレーションが行われることにより、受信アンテナ３１によって受信される反射波Ｒのそれぞれの位相は揃うようになる。
【０１６０】
上述の実施形態では、図１０のステップＳ１１において、所定の温度若しくは温度の変動又は所定の時間経過をトリガとして、キャリブレーションを行った。しかしながら、ステップＳ１１において、所定の温度に達したこと、所定の温度変動があったこと、又は所定の時間が経過したこと、のいずれか１つをトリガとして、キャリブレーションを行ってもよい。また、他の実施形態において、ステップＳ１１において、電子機器１の起動又は始動に基づいて、キャリブレーションを行ってもよい。
【０１６１】
本開示を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部に含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能である。複数の機能部等は、１つに組み合わせられたり、分割されたりしてよい。上述した本開示に係る各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施され得る。つまり、本開示の内容は、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことができる。したがって、これらの変形および修正は本開示の範囲に含まれる。例えば、各実施形態において、各機能部、各手段、各ステップなどは論理的に矛盾しないように他の実施形態に追加し、若しくは、他の実施形態の各機能部、各手段、各ステップなどと置き換えることが可能である。また、各実施形態において、複数の各機能部、各手段、各ステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本開示の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。
【０１６２】
上述した実施形態は、電子機器１及び電子機器２としての実施のみに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態は、電子機器１及び電子機器２のような機器の制御方法として実施してもよい。さらに、例えば、上述した実施形態は、電子機器１及び電子機器２のような機器の制御プログラムとして実施してもよい。
【０１６３】
上述の実施形態においては、送信アンテナ２５が２つであるものとして説明したが、一実施形態において、送信アンテナ２５は３本以上としてもよい。送信アンテナ２５を３本以上とする場合、複数の送信アンテナ２５のうち１つを基準アンテナとしてもよい。この場合、当該基準アンテナが送信する送信波と、その他の送信アンテナ２５が送信する送信波との所定の方向における経路差Ｄに応じて、送信アンテナ２５が送信する送信波の位相を制御してもよい。また、このような位相の制御の際に、送信波の周波数ｆに基づいて位相を調整してもよい。
【０１６４】
一実施形態に係る電子機器１及び電子機器２は、最小の構成としては、例えば位相制御部２３のみを備えるものとしてよい。一方、一実施形態に係る電子機器１及び電子機器２は、位相制御部２３の他に、図２に示すような、制御部１０、信号生成部２１、及び送信アンテナ２５の少なくともいずれかを、適宜含んで構成してもよい。また、一実施形態に係る電子機器１及び電子機器２は、位相制御部２３の他に、上述の機能部に代えて、又は上述の機能部とともに、受信アンテナ３１、ＡＤ変換部３５、距離ＦＦＴ処理部１１、速度ＦＦＴ処理部１２、及び到来角推定部１３の少なくともいずれかを、適宜含んで構成してもよい。このように、一実施形態に係る電子機器１及び電子機器２は、種々の構成態様とすることができる。また、一実施形態に係る電子機器１及び電子機器２が移動体１００に搭載される場合、例えば上述の各機能部の少なくともいずれかは、移動体１００内部などの適当な場所に設置されてよい。一方、一実施形態においては、例えば送信アンテナ２５及び受信アンテナ３１の少なくともいずれかは、移動体１００の外部に設置されてもよい。
【０１６５】
また、本開示において、制御部１０は、パラメータ設定部１６のパラメータ値を、移動体１００の位置に応じて設定してもよい。例えば、制御部１０は、パラメータ設定部１６のパラメータ値を、移動体１００が高速走行している場合に長距離狭角な範囲のセンシングの設定値とし、移動体１００が交差点に進入する場合には交差点の左右を近距離広角でセンシングする設定値としてもよい。この場合のマルチファンクションレーダは、移動体１００の状況に対して、シームレスかつ的確に対応可能である。
【符号の説明】
【０１６６】
１，２  電子機器
１０  制御部
１１  距離ＦＦＴ処理部
１２  速度ＦＦＴ処理部
１３  到来角推定部
１４  物体検出部
１５  検出範囲決定部
１６  パラメータ設定部
１８  記憶部
２０  送信部
２１  信号生成部
２２  シンセサイザ
２３  位相制御部
２４  増幅器
２５，２５Ａ，２５Ｂ  送信アンテナ
３０  受信部
３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｎ  受信アンテナ
３２  ＬＮＡ
３３  ミキサ
３４  ＩＦ部
３５  ＡＤ変換部
４０  センサ
５０  ＥＣＵ
７０  温度検出部
８０  タイマ
８１  キャリブレーション制御部
８３  位相推定部
８５  調整値算出部
１００  移動体
２００  対象物
【図１】
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【図２】
2020017290.tif 000004
【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】
2020017290.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2020017290.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月2日(2020.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波として複数の送信アンテナから送信する電子機器であって、
前記複数の送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の位相が所定の方向において揃うように、当該複数の送信アンテナから送信される送信波の少なくとも１つの位相を制御する位相制御部を備え、
前記位相制御部は、前記送信波の少なくとも１つの位相を、当該送信波の周波数に基づいて調整し、
前記位相制御部は、
チャープ信号の周波数ｆの時間ｔ依存性をｆ＝ｆ（ｔ）とし、光の速さをｃとし、アンテナ間の距離をＷとし、アンテナの並んだ方向に垂直な方向（ブロードサイド方向）に対する送信角度をθとした場合、
送信波の位相調整量Ｓ（ｔ，θ）を、
Ｓ（ｔ，θ）＝｛Ｗｓｉｎθ｝／ｃ×ｆ（ｔ）×３６０°
により決定する、電子機器。
【請求項２】
周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波として複数の送信アンテナから送信する送信ステップと、
前記複数の送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の位相が所定の方向において揃うように、当該複数の送信アンテナから送信される送信波の少なくとも１つの位相を制御する位相制御ステップと、
前記送信波の少なくとも１つの位相を、当該送信波の周波数に基づいて調整する位相調整ステップと、
を含み、
前記位相制御ステップは、
チャープ信号の周波数ｆの時間ｔ依存性をｆ＝ｆ（ｔ）とし、光の速さをｃとし、アンテナ間の距離をＷとし、アンテナの並んだ方向に垂直な方向（ブロードサイド方向）に対する送信角度をθとした場合、
送信波の位相調整量Ｓ（ｔ，θ）を、
Ｓ（ｔ，θ）＝｛Ｗｓｉｎθ｝／ｃ×ｆ（ｔ）×３６０°
により決定する、電子機器の制御方法。
【請求項３】
コンピュータに、
周波数が時間の経過に伴って変化する電波を送信波として複数の送信アンテナから送信する送信ステップと、
前記複数の送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の位相が所定の方向において揃うように、当該複数の送信アンテナから送信される送信波の少なくとも１つの位相を制御する位相制御ステップと、
前記送信波の少なくとも１つの位相を、当該送信波の周波数に基づいて調整する位相調整ステップと、
を実行させ、
前記位相制御ステップは、
チャープ信号の周波数ｆの時間ｔ依存性をｆ＝ｆ（ｔ）とし、光の速さをｃとし、アンテナ間の距離をＷとし、アンテナの並んだ方向に垂直な方向（ブロードサイド方向）に対する送信角度をθとした場合、
送信波の位相調整量Ｓ（ｔ，θ）を、
Ｓ（ｔ，θ）＝｛Ｗｓｉｎθ｝／ｃ×ｆ（ｔ）×３６０°
により決定する、電子機器の制御プログラム。
【国際調査報告】
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