(57)【要約】【課題】グレーティングローブの影響による誤検出を抑制しつつ検出領域の広範囲化を図ることができるレーダ装置を得ること。【解決手段】アレイアンテナを構成する素子アンテナ１−１〜１−４と、複数の周波数で、素子アンテナ１−１〜１−４を介して信号を送受信することが可能な送受信機４−１，４−２と、複数の周波数で受信した信号に基づいて、ターゲットをメインローブで探知したかまたはグレーティングローブで探知したかを判別する信号処理機６と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイアンテナと、
複数の周波数で、前記アレイアンテナを介して信号を送受信することが可能な送受信機と、
前記複数の周波数で受信した信号に基づいて、ターゲットをメインローブで探知したかまたはグレーティングローブで探知したかを判別する信号処理機と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記複数の周波数は第１の周波数および第２の周波数を含み、
前記送受信機は、第１の周波数で送受信を行った後に、第２の周波数で送受信を行うことを特徴する請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記送受信機は、前記複数の周波数の信号を含む広帯域信号を送受信することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項４】
サブアレイ方式でデジタルビームフォーミングを行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のレーダ装置。
【請求項５】
フルアレイ方式でデジタルビームフォーミングを行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記アレイアンテナを構成する素子アンテナの間隔は等間隔であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナを用いて、電波を送受信して目標を検出するレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダ装置に、電子走査型アンテナとしてフェーズドアレイ方式を適用する場合、アレイアンテナを構成する各素子アンテナの位相を設定することで放射ビームを走査することができる。アレイアンテナにおいては、グレーティングローブと呼ばれる不要なビームが発生する。グレーティングローブの発生する角度は素子アンテナ間隔に依存する。電子走査型アンテナを用いたレーダ装置では、グレーティングローブが発生すると、設定したビーム方位に対応するメインローブで目標すなわちターゲットを探知したのか、グレーティングローブで探知したのかを、弁別することは困難である。このため、本来はグレーティングローブにより探知されたターゲットが、メインローブで検出されたものとして処理されてしまうといったように、誤検出が発生する可能性がある。
【０００３】
グレーティングローブを防ぐ方法としては、アレイアンテナの設計において、電子走査する範囲でグレーティングローブが生じないように素子アンテナ間隔を適切な値に決定する方法がある。
【０００４】
しかしながら、グレーティングローブ以外の他の条件により、素子アンテナ間隔を上述した適切な値に設定できないこともある。素子アンテナ間隔に制約がある場合でもグレーティングローブの影響を抑制可能な技術として、特許文献１に記載の技術がある。特許文献１に記載の技術では、受信パターンと送信パターンの送受積でレーダ装置の方位分解能が決定されることを利用し、グレーティングローブの生じる角度で電力が低くなるように送信パターンを形成することで、グレーティングローブの影響を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２３１０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術によれば、グレーティングローブの生じる広角領域で送受積すなわちアンテナ利得が低下してしまう。このため、検出領域の広範囲化に制約が生じるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、グレーティングローブの影響による誤検出を抑制しつつ検出領域の広範囲化を図ることができるレーダ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるレーダ装置は、アレイアンテナと、複数の周波数で、アレイアンテナを介して信号を送受信することが可能な送受信機と、を備える。このレーダ装置は、複数の周波数で受信した信号に基づいて、ターゲットをメインローブで探知したかまたはグレーティングローブで探知したかを判別する信号処理機を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、グレーティングローブの影響による誤検出を抑制しつつ検出領域の広範囲化を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１にかかるレーダ装置の構成例を示す図
【図２】実施の形態１の配列された素子アンテナの一例を示す模式図
【図３】実施の形態１の処理回路が制御回路である場合の制御回路の構成例を示す図
【図４】Ｎ＝１１の場合の式（１）の計算結果を示す図
【図５】励振周波数の違いによるグレーティングローブの位置の違いの一例を示す図
【図６】指向方向をシフトさせた場合の励振周波数の違いによるグレーティングローブの位置の違いの一例を示す図
【図７】実施の形態１のレーダ装置における処理手順の一例を示すフローチャート
【図８】実施の形態２にかかるレーダ装置の構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態にかかるレーダ装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるレーダ装置の構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態のレーダ装置１０は、素子アンテナ１−１〜１−４、ＲＦ（Radio  Frequency）モジュール２−１〜２−４、給電回路３−１，３−２、送受信機４−１，４−２、ＤＢＦＰ（Digital  Beam  Forming  Processor）５および信号処理機６を備える。以下、素子アンテナ１−１〜１−４を個別に区別せずに示すときは素子アンテナ１と記載し、ＲＦモジュール２−１〜２−４を個別に区別せずに示すときはＲＦモジュール２と記載する。また、給電回路３−１，３−２を個別に区別せずに示すときは給電回路３と記載し、送受信機４−１，４−２を個別に区別せずに示すときは送受信機４と記載する。
【００１３】
本実施の形態の素子アンテナ１−１〜１−４、ＲＦモジュール２−１〜２−４および給電回路３−１，３−２は、サブアレイ方式によるデジタルフォーミングによりビームを形成可能なアレイアンテナを構成する。デジタルフォーミングは、アレイアンテナにおいて、素子アンテナにより受信した受信信号をサンプリングすることで、移相器によらずデジタルメモリ上での位相処理を施し、位相合成を実現する技術である。デジタルフォーミングには、アンテナごとに受信機を設けるフルアレイ方式、複数の素子アンテナをグループ化してグループごとに受信機を備えるサブアレイ方式がある。本実施の形態で説明するサブアレイ方式では、受信機をアンテナごとに配置する必要がなく、ハードウエアのコスト、およびハードウエアのサイズを抑制することができる。
【００１４】
図１では、各グループを構成する素子アンテナ１の数が２の例を示している。図１に示した例では、例えば、素子アンテナ１−１と素子アンテナ１−２とは同一グループに属し、同一の給電回路３−１を介して同一の送受信機４−１に接続される。なお、図１では、素子アンテナ１およびＲＦモジュール２を４組図示し、２組が１つのグループにグループ化された例を図示しているが、素子アンテナ１およびＲＦモジュール２の組の数はこの例に限定されず、素子アンテナ１およびＲＦモジュール２の組の数を以下Ｎ（Ｎは２以上の整数）とする。また、図１では、給電回路３および送受信機４を２組図示しているが、給電回路３および送受信機４は、上述したＮと１グループを構成する素子アンテナの数に応じて設けられる。図１では、各グループを構成する素子アンテナ１の数が２の例を示しているが、各グループを構成する素子アンテナ１の数は図１に示した例に限定されない。
【００１５】
素子アンテナ１は、電波を送受信することが可能であり、等間隔に配列される。図２は、配列された素子アンテナ１の一例を示す模式図である。図２に示した例では、Ｎ＝１０として、素子アンテナ１−１〜１−１０を図示しており、素子アンテナ１間の間隔をｄとしている。
【００１６】
ＲＦモジュール２は、増幅器、周波数変換器などを含むアナログ回路である。ＲＦモジュール２は、給電回路３から入力される送信信号に対して、増幅、周波数変換などの処理を行い、処理後の送信信号を素子アンテナ１から送信する。また、ＲＦモジュール２は、素子アンテナ１により受信された受信信号に対して、増幅、周波数変換などの処理を行い、処理後の受信信号を給電回路３へ入力する。なお、ＲＦモジュール２が移相器を備え、位相器を用いて電子走査が行われて、指向方向の制御が実施されてもよい。この場合、受信信号についても同様に方向余弦による透過位相を設定すると、受信信号のＤＢＦ処理のデジタルビームチルト設定値を重畳してマルチビームを形成することができる。
【００１７】
給電回路３は、送受信機４から入力される送信信号を２つに分配して、２つのＲＦモジュール２へそれぞれ出力する。また、給電回路３は、２つのＲＦモジュール２から入力された受信信号を送受信機４へ入力する。
【００１８】
送受信機４は、送信信号を生成し、生成した送信信号を給電回路３へ入力する。また、送受信機４は、給電回路３からアナログ信号として入力される受信信号をサンプリングしてデジタル信号に変換し、変換後の受信信号をＤＢＦＰ５へ入力する。送受信機４は、複数の周波数で、上述したアレイアンテナを介して信号を送受信することが可能である。
【００１９】
ＤＢＦＰ５は、ＤＢＦを実行する専用ハードウエアである。すなわち、ＤＢＦＰ５は、送受信機４から入力される受信信号の位相および振幅を調整し、調整後の受信信号を信号処理機６へ入力する。この受信信号の位相および振幅の調整により受信ビームが形成される。本実施の形態におけるＤＢＦの具体的な方法については特に制約はなく、一般的なＤＢＦで用いられる方法を用いることができる。
【００２０】
信号処理機６は、ＤＢＦＰ５から入力される受信信号を用いて、受信信号の到来方向すなわちターゲットの方向を探知する探知処理を実施する。本実施の形態では、信号処理機６は、２つの周波数でそれぞれ受信された受信信号を用いて探知処理を実施し、２つの周波数に対応する探知処理結果に基づいて、ターゲットの方位を推定する。詳細には、信号処理機６は、複数の周波数で受信した信号に基づいて、ターゲットをメインローブで探知したかまたはグレーティングローブで探知したかを判別する。なお、ターゲットの方向を認識する探知処理の方法は、どのような方法を用いてもよく、一般的な探知処理で用いられる方法を用いることができる。
【００２１】
信号処理機６は、処理回路により実現される。処理回路は専用のハードウエアであってもよいし、プロセッサを備える制御回路であってもよい。処理回路が専用のハードウエアである場合、この処理回路は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。
【００２２】
図３は、処理回路が制御回路である場合の制御回路の構成例を示す図である。図３に示した制御回路５０３は、プロセッサ５０１およびメモリ５０２を備える。プロセッサ５０１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、マイクロプロセッサ等である。メモリ５０２は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ、等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ等が該当する。
【００２３】
信号処理機６が制御回路５０３により実現される場合、信号処理機６の機能が実現されるためのプログラムがメモリ５０２に格納されており、プロセッサ５０１によりプログラムが実行されることにより信号処理機６の機能が実現される。メモリ５０２は、プロセッサ５０１によりプログラムが実行される際の記憶領域としても用いられる。また、信号処理機６は、一部が専用のハードウエアである処理回路により実現され、残部が制御回路５０３により実現されてもよい。
【００２４】
次に、本実施の形態の動作について説明する。本実施の形態のレーダ装置１０は、２つの周波数で送受信を行い、２つの周波数でそれぞれ受信された受信信号を用いて探知処理を実施し、２つの周波数に対応する探知処理結果に基づいて、ターゲットの方位を推定する。これにより、グレーティングローブの影響による誤検出を抑制する。この原理を説明するために、まず、グレーティングローブの発生位置の一般論を示す。
【００２５】
グレーティングローブは、アレイファクタの周期性により発生する。アレイファクタは、素子アンテナの配置で決まる指向性を表す指標である。アレイファクタは下記式（１）により示される。式（１）におけるｕは、θの関数であり、式（２）で示される。θは、アレイアンテナからみた方向を示す角度であり、θ0はメインローブの指向方向であり、Ｎは、素子アンテナの数、λは送受信する信号の波長、ｄは素子アンテナの間隔である。
【００２６】
【数１】
2018204974.tif 000003
【００２７】
【数２】
2018204974.tif 000004
【００２８】
図４は、Ｎ＝１１の場合の式（１）の計算結果を示す図である。図４に示したＡ（ｕ）は、各素子アンテナが等間隔に配置された１次元のアレイアンテナの指向特性をｕ座標で表したものとなる。可視領域１１は、素子アンテナの間隔がｄ1（＝λ）で、θ0＝０の場合のアレイアンテナの可視領域すなわち−π／２≦θ≦π／２の領域を示す。可視領域１１は、式（２）より−２π≦ｕ≦２πである。可視領域１２は、素子アンテナの間隔がｄ1（＝λ）で、θ0＝πの場合のアレイアンテナの可視領域を示す。可視領域１２は、指向方向がθ0＝０の場合からπシフトしているので、式（２）により、可視領域１２は−３π≦ｕ≦πとなり可視領域１１に比べて、ｕの負の方向にπシフトしている。素子アンテナの間隔がｄ1（＝λ）で、θ0＝０の場合は、可視領域１１には、メインローブ３１の他に、グレーティングローブ３２が一部含まれるが、可視領域１１の端に一部現れているだけであるため、影響は少ない。一方、可視領域１２は、グレーティングローブ３２が含まれており、この場合、ターゲットをメインローブ３１で探知したのかグレーティングローブ３２で探知したのかの判別が困難となる。
【００２９】
可視領域１３は、素子アンテナの間隔がｄ2（＝２λ）で、θ0＝０の場合のアレイアンテナの可視領域を示す。可視領域１３は、式（２）より−４π≦ｕ≦４πである。この場合も、グレーティングローブ３２が複数含まれることになり、素子間隔がｄ1（＝λ）のときに比べグレーティングローブ３２による誤検出の可能性がより高まってくる。
【００３０】
図４に示すように、各素子アンテナの間隔ｄに依存して可視領域が変化することは周知である。すなわち、グレーティングローブ３２が可視領域に存在するか否かは素子アンテナの間隔ｄに依存する。隣り合った素子アンテナの位相差は、式（１）から、以下の式（３）の通りとなる。
【００３１】
【数３】
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【００３２】
式（３）は、隣り合った素子アンテナの位相差が２ｎπ（ｎは１以上の整数)となる場合のθの方向に、グレーティングローブが発生することを意味している。式（３）を変形すると、以下の式（４）となる。
【００３３】
【数４】
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【００３４】
式（４）は、グレーティングローブの発生角度を示すことになる。式（４）から、グレーティングローブの発生位置を示す角度θの正弦すなわちｓｉｎ（θ）は、波長λに比例し、素子アンテナの間隔ｄに反比例することがわかる。
【００３５】
以上のことから、グレーティングローブが可視療育に入らないようにするには、素子アンテナ間隔ｄを波長λ以下とする方法が考えられる。しかしながら、構成上の問題などから素子アンテナ間隔ｄを波長λ以下とすることができない場合もある。例えば、サブアレイ式のデジタルビームフォーミングを行う場合、素子アンテナがグループ化されているため、素子アンテナ間隔が大きくなる。例えば、実際の素子アンテナの間隔がｄである場合に、２つの素子アンテナを１つのグループとすると、素子アンテナの間隔は２ｄに相当することになる。このため、図４および式（４）より、素子アンテナの間隔がｄの場合に比べ、可視範囲に入るグレーティングローブの数が増加する。電子走査型アンテナを用いたレーダ装置は、グレーティングローブが発生すると、メインローブで探知しているのか、グレーティングローブで探知しているのか、弁別することは困難である。このため、グレーティングローブが発生すると、誤検出が生じる可能性が高まり、方位分解能が劣化する。また、信号処理によって探知から追尾に移行しても、正確な方位諸元情報が得られない。
【００３６】
グレーティングローブの発生を抑制する方法として、素子アンテナを不等間隔で配置する方法も考えられるが、素子アンテナを不等間隔で配置すると、等間隔の場合より同一のアンテナ長における素子アンテナ数が少なくなり、有効放射電力が小さくなるという問題がある。
【００３７】
ここで、再び、式（１）、（２）、（４）に着目すると、グレーティングローブの発生位置は、素子アンテナ間隔だけでなく、波長にも依存する。本実施の形態では、この性質を利用して、２種類以上の周波数でそれぞれ送受信し、それぞれの周波数における探知結果を比較することで、メインローブで探知しているのか、グレーティングローブで探知しているのかが判別できないことによる誤検出を抑制する。
【００３８】
式（１）、（２）、（４）より、素子アンテナの励振周波数すなわち素子アンテナで送信または受信する信号の周波数の励振周波数を変更すると、グレーティングローブの位置だけが動く作用がある。例えば、一次元のアレイアンテナの場合、周波数を９ＧＨｚ、素子アンテナ間隔の間隔ｄをλすなわち１波長とするとグレーティングローブはメインローブに対して方位角±９０度に発生する。素子アンテナ間隔をそのままとして、周波数を９ＧＨｚから１０ＧＨｚに変更すると、グレーティングローブはメインローブ側へ約２５．８度移動することになる。
【００３９】
図５は、励振周波数の違いによるグレーティングローブの位置の違いの一例を示す図である。図５では、素子アンテナの間隔を同一とし、励起周波数を９ＧＨｚ，９．５ＧＨｚ，１０ＧＨｚの３種類とした場合のそれぞれのアンテナファクタを方位角θに対して示している。メインローブ２４の位置は、９ＧＨｚ，９．５ＧＨｚ，１０ＧＨｚの場合で一致するが、グレーティングローブの発生位置は励起周波数によって異なる。グレーティングローブ２１は、励起周波数が９ＧＨｚの場合のグレーティングローブであり、グレーティングローブ２２は、励起周波数が９．５ＧＨｚの場合のグレーティングローブであり、グレーティングローブ２３は、励起周波数が１０ＧＨｚの場合のグレーティングローブである。
【００４０】
図６は、指向方向をシフトさせた場合の励振周波数の違いによるグレーティングローブの位置の違いの一例を示す図である。図６では、方位方向における指向方向を＋１０度シフトさせた場合、すなわちメインローブの位置をシフトさせるよう走査した場合のアンテナファクタを示している。図６に示した例では、図５と同様に、素子アンテナの間隔を同一とし、励起周波数を９ＧＨｚ，９．５ＧＨｚ，１０ＧＨｚの３種類とした場合に、アンテナファクタを方位角θに対して示している。この場合も、メインローブ２８の位置は、９ＧＨｚ，９．５ＧＨｚ，１０ＧＨｚの場合で一致するが、グレーティングローブの発生位置は励起周波数によって異なる。グレーティングローブ２５は、励起周波数が９ＧＨｚの場合のグレーティングローブであり、方位角−５５．３度で最大となる。グレーティングローブ２６は、励起周波数が９．５ＧＨｚの場合のグレーティングローブであり、方位角−５１．１度で最大となる。グレーティングローブ２７は、励起周波数が１０ＧＨｚの場合のグレーティングローブであり、方位角−４７．７度で最大となる。
【００４１】
このように、メインローブの発生位置は励起周波数によって変化せずにグレーティングローブの発生位置が励起周波数によって変化する。本実施の形態では、この性質を使用し、複数の励起周波数で送受信を行うことにより、メインローブによるターゲットの探知とグレーティングローブによるターゲットの探知とを弁別する。
【００４２】
次に、本実施の形態の動作について説明する。図７は、本実施の形態のレーダ装置１０における処理手順の一例を示すフローチャートである。図７では、レーダ装置１０が、２つの周波数を用いてそれぞれ送受信を行う例を示している。図７に示すように、レーダ装置１０は、第１の周波数で送受信を行う（ステップＳ１）。
【００４３】
具体的には、ステップＳ１では、例えば、次のような動作が行われる。信号処理機６または図示しない制御回路が、第１の周波数で送信を行うことを送受信機４へ指示する。送受信機４は、第１の周波数に対応する送信信号を生成し、送信信号を、アレイアンテナを介して、すなわち給電回路３、ＲＦモジュール２および素子アンテナ１を介して送信する。なお、送受信機４が生成する送信信号の周波数は、ＲＦモジュール２において周波数変換が行われる場合には、周波数変換後に第１の周波数となるような周波数であり、ＲＦモジュール２において周波数変換が行われない場合には第１の周波数である。次に、信号処理機６または図示しない制御回路が、第１の周波数で受信を行うことを送受信機４へ指示する。この際、信号処理機６または図示しない制御回路は、ＤＢＦＰ５へ指向方向すなわちメインローブの中心の方向についても指示する。これにより、ターゲットがレーダ装置１０から送信された送信信号を反射した場合、反射された信号が素子アンテナ１、ＲＦモジュール２および給電回路３を介して送受信機４で受信される。送受信機４は、受信した信号をデジタル信号に変換してＤＢＦＰ５入力する。ＤＢＦＰ５は、入力された信号に対してデジタルビームフォーミングを行い、処理後の信号を信号処理機６へ入力する。
【００４４】
次に、レーダ装置１０は、第２の周波数で送受信を行う（ステップＳ２）。ステップＳ２のレーダ装置１０における動作は、周波数を第１の周波数から第２の周波数へ変更する以外はステップＳ１と同様である。
【００４５】
次に、レーダ装置１０は、第１の周波数、第２の周波数のそれぞれについて、ターゲットの探知処理を実施する（ステップＳ３）。詳細には、信号処理機６が、第１の周波数、第２の周波数のそれぞれについて、ターゲットの探知処理を実施する。なお、図７では、ステップＳ２の後にステップＳ３を実施する例を示しているが、第１の周波数におけるターゲットの探知処理は、ステップＳ１とステップＳ２との間で行われてもよい。
【００４６】
次に、レーダ装置１０の信号処理機６は、第１の周波数および第２の周波数の両方でターゲットが探知されたか否かを判断し（ステップＳ４）、両方で探知された場合（ステップＳ４  Ｙｅｓ）、該ターゲットをメインローブで探知したと判定してターゲットの方位を決定し（ステップＳ５）、処理を終了する。すなわち、信号処理機６は、設定した指向方向にターゲットが存在するとしてターゲットの方位を決定する。
【００４７】
第１の周波数および第２の周波数のいずれか一方でターゲットが探知された場合（ステップＳ４  Ｎｏ）、該ターゲットをグレーティングローブで探知したと判定して、補正してターゲットの方位を決定し（ステップＳ６）、処理を終了する。このときの補正は、指向方向からメインローブとグレーティングローブとの位置の差の分補正することを意味する。例えば、第１の周波数が９ＧＨｚであり、第２の周波数が９．５ＧＨｚであったとする。このとき、ターゲットが方位角−７１度付近に存在したとする。この場合、図５に例示したように、第２の周波数である９．５ＧＨｚではグレーティングローブ２２が方位角−７１度付近に存在するため、ターゲットを探知することができるが、第１の周波数が９ＧＨｚでは探知できない。したがって、信号処理機６は、該ターゲットをメインローブではなくグレーティングローブで検出したと判定し、メインローブの指向方法ではなく補正された方向すなわち第２の周波数のグレーティングローブの方向にターゲットが存在すると判定する。一方、ターゲットが０度付近に存在する場合には、第１の周波数および第２の周波数の両方でターゲットが探知されるため、信号処理機６は、ターゲットは指向方向に存在すると判定する。
【００４８】
なお、信号処理機６は、ステップＳ３で、第１の周波数および第２の周波数のいずれでもターゲットが探知されなかった場合には、メインローブでもグレーティングローブでもターゲットは探知されなかったと判定して処理を終了する。上述した例は、送受信機４が送受信可能な複数の周波数は第１の周波数および第２の周波数を含み、送受信機４が、第１の周波数で送受信を行った後に、第２の周波数で送受信を行う例を説明したが、具体的な処理手順は上述した例に限定されない。
【００４９】
また、グレーティングローブのシフト量は、設定する周波数の差に依存する。このため、レーダ装置システムのビーム幅要求によって周波数の差を決定すればよい。たとえば、第１の周波数を９ＧＨｚとし、素子アンテナ間隔を１波長(３３ｍｍ)とし、第２の周波数を９．５ＧＨｚとすると、第２の周波数では、第１の周波数のときに比べ、グレーティングローブの発生位置は約１８．７度内側すなわちメインローブ側にシフトする。メインローブとグレーティングローブの間隔が、周波数によって変わるが、メインローブの指向方向には影響ないのでレーダ装置１０としての機能に問題は生じない。
【００５０】
以上のように、レーダ装置１０は、複数の周波数で送受信した結果を用いて、ターゲットの存在方向を推定するようにした。このため、特許文献１に記載の技術のように、グレーティングローブの存在領域で電力を抑制する必要がない。これにより、本実施の形態では、グレーティングローブの影響による誤検出を抑制しつつ検出領域の広範囲化を図ることができる。
【００５１】
なお、以上の説明では、２つの周波数で送受信を行い、それぞれの周波数で受信した信号を用いてメインローブで探知したかグレーティングローブで探知したかを判定する例を説明したが、３つ以上の周波数で送受信を行い、それぞれの周波数で受信した信号を用いてメインローブで探知したかグレーティングローブで探知したかを判定してもよい。例えば、レーダ装置１０は、第１の周波数から第３の周波数までの３つの周波数で送受信を行い、これらの周波数の全てでターゲットが探知された場合には、メインローブでターゲットを探知したと判断し、３つの周波数のうち１つの周波数でターゲットが探知され他の周波数で探知されなかった場合には、グレーティングローブで検出したと判断すればよい。
【００５２】
また、以上の説明では、サブアレイ方式のデジタルビームフォーミングを行う構成および動作例を説明したが、フルアレイ方式のデジタルビームフォーミングを行う場合にも、本実施の形態の動作を適用することができる。また、１次元アレイアンテナに留まらず、平面アレイアンテナにおいても、本実施の形態の動作を適用することで本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２にかかるレーダ装置の構成例を示す図である。図８に示すように、本実施の形態のレーダ装置１０ａは、素子アンテナ１−１〜１−４、ＲＦモジュール２−１〜２−４、送受信機４ａ−１〜４ａ−４、ＤＢＦＰ５ａおよび信号処理機６を備える。以下、送受信機４ａ−１〜４ａ−４を個別に区別せずに示すときは送受信機４ａと記載する。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる点を説明する。
【００５４】
本実施の形態の素子アンテナ１−１〜１−４およびＲＦモジュール２−１〜２−４は、フルアレイ方式によるデジタルフォーミングによりビームを形成可能なアレイアンテナである。
【００５５】
本実施の形態の送受信機４ａは、広帯域信号を送受信可能である。すなわち、送受信機４ａは、チャープ信号、広帯域スパイクパルスといった広帯域信号を生成してＲＦモジュール２へ入力するとともに、ＲＦモジュール２から受け取った受信信号をデジタル信号に変換してＤＢＦＰ５ａへ入力する。送受信機４ａは、例えば、５００ＭＨｚの帯域の広帯域信号を送受信できる。広帯域信号は、送受信機４ａが送信可能な複数の周波数の信号を含む。
【００５６】
レーダ装置１０ａは、フルアレイ方式のデジタルビームフォーミングを行う装置である。このため、ＤＢＦＰ５ａは、フルアレイ方式のデジタルビームフォーミングを行う。信号処理機６ａは、ＤＢＦＰ５ａから入力される広帯域の受信信号から、複数の周波数に対応する信号を抽出して、これら複数の周波数の信号を用いて実施の形態１と同様にターゲットを探知する。そして、実施の形態１と同様に、複数の周波数でターゲットを探知したか否かにより、ターゲットをメインローブで探知したかグレーティングローブで探知したかを判断する。以上述べた以外の本実施の形態の動作は、実施の形態１と同様である。
【００５７】
なお、図８では、フルアレイ方式でデジタルビームフォーミングを行うレーダ装置を示したが、サブアレイ方式でデジタルビームフォーミングを行うレーダ装置においても、本実施の形態の動作を適用できる。
【００５８】
以上のように、本実施の形態では、広帯域信号を送受信するレーダ装置１０ａにおいて、広帯域信号のうちの複数の周波数の信号に基づいて実施の形態１と同様にターゲットの存在方向を推定するようにした。このため、一度に送受信する広帯域信号を用いて、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００５９】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１−１〜１−１０  素子アンテナ、２−１〜２−４  ＲＦモジュール、３−１，３−２  給電回路、４−１，４−２，４ａ−１〜４ａ−４  送受信機、５，５ａ  ＤＢＦＰ、６，６ａ  信号処理機、１０，１０ａ  レーダ装置。
【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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