(57)【要約】【課題】ＦＭＣＷレーダ装置においてローカルフィードスルーに基づいた影響を除外することが可能なレーダ装置を提供する。【解決手段】ローカル信号を発振する発振器と、前記ローカル信号に基づく送信信号を放射する送信アンテナと、前記送信信号の物標での反射による反射波を受信する受信アンテナと、前記反射波と前記ローカル信号とを乗算して乗算信号を生成するミキサと、前記発振器と前記ミキサとの間に設けられる、前記ローカル信号の位相をシフトする第１のシフタと、を備える、レーダ装置が提供される。【選択図】図４
2018013358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローカル信号を発振する発振器と、
前記ローカル信号に基づく送信信号を放射する送信アンテナと、
前記送信信号の物標での反射による反射波を受信する受信アンテナと、
前記反射波と前記ローカル信号とを乗算して乗算信号を生成するミキサと、
前記発振器と前記ミキサとの間に設けられる、前記ローカル信号の位相をシフトする第１のシフタと、
を備える、レーダ装置。
【請求項２】
前記第１のシフタと前記送信アンテナとの間に、前記第１のシフタが出力した信号の位相をシフトする第２のシフタをさらに備える、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記第１のシフタは、前記送信信号の１度目の送信の際にシフト量を第１の値に設定し、前記送信信号の２度目の送信の際にシフト量を第２の値に設定する、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記送信信号の１度目の送信の際の前記ミキサの出力と、２度目の送信の際の前記ミキサの出力とを減算する演算部を備える、請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記第１の値と前記第２の値との差が略１８０度である、請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記第１の値と前記第２の値との差が１８０度±２２．５度の範囲内である、請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記第１のシフタと前記ミキサとの間に、前記第１のシフタが出力した信号の周波数をＮ倍で逓倍する逓倍器をさらに備える、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項８】
前記送信信号の１度目の送信の際の前記ミキサの出力と、２度目の送信の際の前記ミキサの出力とを減算する演算部を備える、請求項７に記載のレーダ装置。
【請求項９】
前記第１のシフタは、前記送信信号の１度目の送信の際にシフト量を第１の値に設定し、前記送信信号の２度目の送信の際にシフト量を第２の値に設定し、前記第１の値と前記第２の値との差が、Ｎ倍して３６０でラッピングすると略１８０度になる値である、請求項７に記載のレーダ装置。
【請求項１０】
前記第１のシフタは、前記送信信号の１度目の送信の際にシフト量を第１の値に設定し、前記送信信号の２度目の送信の際にシフト量を第２の値に設定し、前記第１の値と前記第２の値との差が、Ｎ倍して３６０でラッピングすると１８０度±２２．５度の範囲内である、請求項７に記載のレーダ装置。
【請求項１１】
前記発振器と前記第１のシフタとの間に、前記発振器が出力した信号の周波数をＮ倍で逓倍する逓倍器をさらに備える、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項１２】
前記ローカル信号は、時間とともに周波数が増加または減少する信号である、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項１３】
前記ローカル信号は、時間とともに周波数が線形に増加または減少する信号である、請求項１２に記載のレーダ装置。
【請求項１４】
ローカル信号を発振する発振器と、
前記ローカル信号に基づく送信信号の物標での反射による反射波と、前記ローカル信号とを乗算して乗算信号を生成するミキサと、
前記発振器と前記ミキサとの間に設けられる、前記ローカル信号の位相をシフトする第１のシフタと、
を備える、信号処理装置。
【請求項１５】
ローカル信号を発振器で発振させることと、
前記ローカル信号に基づく送信信号を送信アンテナから放射させることと、
前記送信信号の物標での反射による反射波を受信アンテナで受信することと、
前記反射波と前記ローカル信号とをミキサに乗算させて乗算信号を生成させることと、
前記発振器と前記ミキサとの間に設けられるシフタに前記ローカル信号の位相をシフトさせること、
を含む、信号処理方法。
【請求項１６】
請求項１に記載のレーダ装置を備える、移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーダ装置、信号処理装置、信号処理方法及び移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用のレーダ装置として、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅｓ）レーダ装置が用いられることがある。ＦＭＣＷレーダ装置の測距方式は以下の通りである。時間とともに周波数を線形に増加または減少させたチャープ信号を送信信号として送信アンテナから放出し、物標で反射して戻ってきたエコー信号を受信アンテナで捉え、送信信号と同じ周波数でチャープするローカル信号とエコー信号とをミキサで乗算してダイレクトコンバージョン受信する。そして、このダイレクトコンバージョン受信のときに、送信された信号が物標で反射して戻ってくるまでの往復時間に、ローカル信号の周波数が変化して、物標までの距離に比例した周波数のビート信号が生じることを利用する。
【０００３】
ダイレクトコンバージョン受信には、ミキサのＬＯ（ローカル）−ＲＦ間のアイソレーションの不完全性によって、ローカル信号が受信アンテナから漏洩するローカルフィードスルーに基づいたＤＣ成分が生じることが知られている。そのため、例えば特許文献１で開示されているように、ローカルフィードスルーに基づいたＤＣ成分を除去する技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２３５６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ＦＭＣＷレーダ装置の場合は、送信信号とローカルフィードスルーはいずれもチャープ信号であるため、上記引用文献１のようなＤＣ成分を除去する技術を適用することが困難である。
【０００６】
そこで、本開示では、ＦＭＣＷレーダ装置においてローカルフィードスルーに基づいた影響を除外することが可能な、新規かつ改良されたレーダ装置、信号処理装置、信号処理方法及び移動体を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示によれば、ローカル信号を発振する発振器と、前記ローカル信号に基づく送信信号を放射する送信アンテナと、前記送信信号の物標での反射による反射波を受信する受信アンテナと、前記反射波と前記ローカル信号とを乗算して乗算信号を生成するミキサと、前記発振器と前記ミキサとの間に設けられる、前記ローカル信号の位相をシフトする第１のシフタと、を備える、レーダ装置が提供される。
【０００８】
また本開示によれば、ローカル信号を発振する発振器と、前記ローカル信号に基づく送信信号の物標での反射による反射波と、前記ローカル信号とを乗算して乗算信号を生成するミキサと、前記発振器と前記ミキサとの間に設けられる、前記ローカル信号の位相をシフトするシフタと、を備える、信号処理装置が提供される。
【０００９】
また本開示によれば、ローカル信号を発振器で発振させることと、前記ローカル信号に基づく送信信号を送信アンテナから放射させることと、前記送信信号の物標での反射による反射波を受信アンテナで受信することと、前記反射波と前記ローカル信号とをミキサに乗算させて乗算信号を生成させることと、前記発振器と前記ミキサとの間に設けられるシフタに前記ローカル信号の位相をシフトさせること、を含む、信号処理方法が提供される。
【００１０】
また本開示によれば、上記レーダ装置を備える、移動体が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように本開示によれば、ＦＭＣＷレーダ装置においてローカルフィードスルーに基づいた影響を除外することが可能な、新規かつ改良されたレーダ装置、信号処理装置、信号処理方法及び移動体を提供することが出来る。
【００１２】
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ＦＭＣＷレーダ装置の構成例を示す説明図である。
【図２】時間とともに変化する送信信号の周波数、エコー信号の周波数、ビート信号の周波数の例を示す説明図である。
【図３】ＦＭＣＷレーダ装置においてローカルフィードスルーが与える影響について示す説明図である。
【図４】本開示の実施の形態に係るＦＭＣＷレーダ装置の第１の構成例を示す説明図である。
【図５】１度目のチャープと２度目のチャープによる、送信信号に由来するビート信号と、ローカルフィードスルーに由来するビート信号を示す説明図である。
【図６】同実施の形態に係るＦＭＣＷレーダ装置の第２の構成例を示す説明図である。
【図７】同実施の形態に係るＦＭＣＷレーダ装置の第３の構成例を示す説明図である。
【図８】ＦＭＣＷレーダ装置が搭載されている車両の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１５】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．本開示の実施の形態
１．１．概要
１．２．構成例
１．２．１．第１の構成例
１．２．２．第２の構成例
１．２．３．第３の構成例
１．３．応用例
２．まとめ
【００１６】
＜１．本開示の実施の形態＞
［１．１．概要］
本開示の実施の形態について詳細に説明する前に、まず、本開示の実施の形態の概要を説明する。
【００１７】
上述したように、車載用のレーダ装置として、ＦＭＣＷレーダ装置が用いられることがある。ＦＭＣＷレーダ装置の測距方式は以下の通りである。時間とともに周波数を線形に増加または減少させたチャープ信号を送信信号として送信アンテナから放出し、物標で反射して戻ってきたエコー信号を受信アンテナで捉え、送信信号と同じ周波数でチャープするローカル信号とエコー信号とをミキサで乗算してダイレクトコンバージョン受信する。そして、このダイレクトコンバージョン受信のときに、送信された信号が物標で反射して戻ってくるまでの往復時間に、ローカル信号の周波数が変化して、物標までの距離に比例した周波数のビート信号が生じることを利用する。
【００１８】
図１は、ＦＭＣＷレーダ装置の構成例を示す説明図である。図１に示したＦＭＣＷレーダ装置において、ローカル発振器は、ＦＭＣＷレーダ信号処理装置から送出されるチャープ制御信号に基づいてローカル信号を出力する。ローカル発振器が出力したローカル信号は、パワーアンプで増幅された後に、送信アンテナから送信信号として放出される。
【００１９】
送信信号は、物標で反射される。受信アンテナは、物標で反射されて戻ってくるエコー信号を受信する。受信アンテナが受信したエコー信号は、ローカル信号とミキサで乗算されてビート信号となる。ビート信号は、ＦＭＣＷレーダ信号処理装置に送られて、物標までの距離の測距に用いられる。
【００２０】
図２は、時間とともに変化する送信信号の周波数、エコー信号の周波数、ビート信号の周波数の例を示す説明図である。送信信号の周波数は、ｆ０からｆ０＋ＢＷまで時間とともに線形に増加する。エコー信号は、送信信号が物標で反射して戻ってくるまでの往復時間τだけ遅れて、ｆ０からｆ０＋ＢＷまで時間とともに線形に増加する。ビート信号の周波数ｆＢは、送信信号が物標で反射して戻ってくるまでの往復時間τに比例する。従ってＦＭＣＷレーダ装置は、ビート信号の周波数ｆＢを知ることで、物標までの距離を知ることが出来る。
【００２１】
一般に、ダイレクトコンバージョン受信には、ＬＯ（ローカル）−ＲＦ間のアイソレーションの不完全性によって、ローカル信号が受信アンテナから漏洩するローカルフィードスルーが生じることが知られている。また、ローカル信号の周波数が時間とともに変化しない場合は、ローカルフィードスルーが受信アンテナに戻り、ローカルフィードスルーがローカル信号とミキサで乗算されることでＤＣ成分が生じることが知られている。そのため、例えば特許文献１で開示されているように、ローカルフィードスルーに基づいたＤＣ成分を、ＡＣカップル（直列コンデンサ）や、高域通過フィルタを用いて除去する技術がある。
【００２２】
ところが、ＦＭＣＷレーダ装置の場合、送信アンテナから放出される送信信号と、受信アンテナから漏洩するローカルフィードスルーは、どちらもチャープ信号である。従って、ＡＣカップルや高域通過フィルタでは除去できない。
【００２３】
図３は、ＦＭＣＷレーダ装置においてローカルフィードスルーが与える影響について示す説明図である。送信アンテナから放出される送信信号は、物標で反射されてエコー信号１となる。一方、受信アンテナから漏洩するローカルフィードスルーは、物標で反射されてエコー信号２となる。受信アンテナで受信されたそれぞれのエコー信号は、ローカル信号とミキサで乗算されて、ビート信号１、２となる。この２つのビート信号は、同じ周波数であるために分離することが出来ず、ＡＣカップルや高域通過フィルタでは、ローカルフィードスルーに起因するビート信号２を取り除くことが出来ない。
【００２４】
そこで本件開示者は、上述した点に鑑みて、ＦＭＣＷレーダ装置においてローカルフィードスルーに基づいた影響を除外することが可能な技術について鋭意検討を行った。その結果、本件開示者は、以下で説明したように、位相シフタを用いることで、ＦＭＣＷレーダ装置においてローカルフィードスルーに基づいた影響を除外することが可能な技術を考案するに至った。
【００２５】
以上、本開示の実施の形態の概要について説明した。続いて、本開示の実施の形態について詳細に説明する。
【００２６】
［１．２．構成例］
（１．２．１．第１の構成例）
図４は、本開示の実施の形態に係るＦＭＣＷレーダ装置の第１の構成例を示す説明図である。以下、図４を用いてＦＭＣＷレーダ装置の第１の構成例について説明する。
【００２７】
図４に示したように、ＦＭＣＷレーダ装置１００は、ＦＭＣＷレーダ信号処理装置１１０と、信号処理部１２０と、送信アンテナ１３０と、受信アンテナ１４０と、を含んで構成される。
【００２８】
ＦＭＣＷレーダ信号処理装置１１０は、信号処理部１２０の動作を制御するとともに、ＦＭＣＷレーダ装置１００と物標１０との間の距離の演算を実施する。ＦＭＣＷレーダ信号処理装置１１０は、ビート信号メモリ１１１を備える。ビート信号メモリ１１１は、ＦＭＣＷレーダ装置１００と物標１０との間の距離の演算のためのビート信号を一時的に記憶する。
【００２９】
信号処理部１２０は、ローカル発振器１２１と、パワーアンプ１２２と、位相シフタ１２３と、ミキサ１２４と、を含んで構成される。
【００３０】
ローカル発振器１２１は、ＦＭＣＷレーダ信号処理装置１１０からのチャープ制御信号に基づいて時間とともに周波数が変化する（チャープした）ローカル信号を生成する。ローカル発振器１２１は、生成したローカル信号を、パワーアンプ１２２及び位相シフタ１２３に出力する。
【００３１】
パワーアンプ１２２は、ローカル発振器１２１が生成したローカル信号を増幅する。パワーアンプ１２２によって増幅されたローカル信号は、送信アンテナ１３０に送られて、送信信号として送信アンテナ１３０から送出される。
【００３２】
位相シフタ１２３は、ローカル発振器１２１が生成したローカル信号に対して位相を所定量シフトさせる。位相シフタ１２３は、ＦＭＣＷレーダ信号処理装置１１０が出力する位相制御信号に基づいたシフト量でローカル信号をシフトさせる。
【００３３】
本実施形態では、ローカルフィードスルーに基づいた影響を除外するために、ビート信号を２度取得する。１度目の取得の際には、位相シフタ１２３は、位相制御信号に基づき、ローカル信号の位相を０度シフトさせる（すなわち位相を変化させない）。２度目の取得の際には、位相シフタ１２３は、位相制御信号に基づき、ローカル信号の位相を１８０度シフトさせる（すなわち、１度目の位相と正反対に変化させる）。
【００３４】
ミキサ１２４は、位相シフタ１２３の出力と、受信アンテナ１４０が受信したエコー信号とを乗算する。ミキサ１２４は、２つの信号を乗算すると、乗算後の信号（ビート信号）をＦＭＣＷレーダ信号処理装置１１０に出力する。
【００３５】
図５は、１度目のチャープと２度目のチャープによる、送信信号に由来するビート信号と、ローカルフィードスルーに由来するビート信号を示す説明図である。２度生成されたビート信号はビート信号メモリ１１１に格納される。そして、２つ目のビート信号を、１つ目のビート信号から減算する。
【００３６】
図５に示したように、送信信号に由来するビート信号は、位相シフタ１２３によって１回目のチャープと２回目のチャープとで位相が１８０度異なるため、１回目のビート信号から２回目のビート信号を減算することで信号は加算される。一方、図５に示したように、ローカルフィードスルーに由来するビート信号は、１回目のチャープと２回目のチャープで位相が同じであるため、１回目のビート信号から２回目のビート信号を減算することでキャンセルされる。
【００３７】
すなわち、位相シフタ１２３が、ローカル信号をシフトさせることで、本実施形態に係るＦＭＣＷレーダ装置１００はローカルフィードスルーに基づいた影響を除外することが出来る。その詳細については後に詳述する。
【００３８】
送信アンテナ１３０は、パワーアンプ１２２によって増幅されたローカル信号を、所定の方向に向けて送信信号として送出する。受信アンテナ１４０は、送信アンテナ１３０から送出された送信信号が物標１０で反射して戻ってくるエコー信号を受信する。受信アンテナ１４０が受信したエコー信号は上述のミキサ１２４に送られる。
【００３９】
以上、図４を用いてＦＭＣＷレーダ装置の第１の構成例について説明した。続いて、図４に示したＦＭＣＷレーダ装置の動作について説明する。
【００４０】
まず、位相シフタによって位相が１８０度ずらされると、１回目のビート信号から２回目のビート信号を減算した際に送信信号に由来するビート信号が加算されることについて説明する。
【００４１】
送信信号の周波数は、チャープによって下記の数式（１）に示すように、ｆ０からｆ０＋ＢＷまで、時間とともに線形に増加している。なお、ここでの例は送信信号の周波数は時間とともに線形に増加しているが、時間とともに線形に減少してもよい。また、送信信号の周波数は、線形以外の形状で時間とともに増加または減少するものであってもよい。
【００４２】
【数１】
2018013358.tif 000003
【００４３】
このとき、送信信号の位相は周波数を時間積分したものであるので、下記の数式（２）に示すように時間ｔの２次関数になる。
【００４４】
【数２】
2018013358.tif 000004
【００４５】
また、エコー信号の位相は、送信信号が物標までの距離を往復する時間τの遅れが生じるため、以下の数式（３）になる。
【００４６】
【数３】
2018013358.tif 000005
【００４７】
まず１回目のチャープにおけるビート信号を求める。ミキサ１２４に入力されるローカル信号の位相は、１回目のチャープでは、位相シフタ１２３によるシフト量が０度に設定されているので、以下の数式（４）に示すように送信信号と同じ位相になる。
【００４８】
【数４】
2018013358.tif 000006
【００４９】
ミキサ１２４でローカル信号とエコー信号が乗算されると、数式（５）に示すように、ローカル信号とエコー信号の位相差がビート信号の位相になる。
【００５０】
【数５】
2018013358.tif 000007
【００５１】
数式（５）に含まれるτ２は、他の項に比べて十分小さいので省略することができる。ビート信号の振幅をＡとすると、１回目のチャープにおけるビート信号は以下の数式（６）の通りとなる。
【００５２】
【数６】
2018013358.tif 000008
【００５３】
次に２回目のチャープにおけるビート信号を求める。ミキサ１２４に入力されるローカル信号の位相は、２回目のチャープでは、位相シフタ１２３によるシフト量が１８０度に設定されているので、以下の数式（７）に示すように、数式（４）にπを加算した位相となる。
【００５４】
【数７】
2018013358.tif 000009
【００５５】
ミキサ１２４でローカル信号とエコー信号が乗算されると、数式（８）に示すように、ローカル信号とエコー信号の位相差がビート信号の位相になる。
【００５６】
【数８】
2018013358.tif 000010
【００５７】
数式（８）に含まれるτ２は、数式（５）と同様に、他の項に比べて十分小さいので省略することができる。ビート信号の振幅をＡとすると、２回目のチャープにおけるビート信号は以下の数式（９）の通りとなる。
【００５８】
【数９】
2018013358.tif 000011
【００５９】
このように求められた１回目のビート信号から２回目のビート信号を減算すると、数式（１０）となる。
【００６０】
【数１０】
2018013358.tif 000012
【００６１】
従って、数式１０に示すように、位相シフタによって位相が１８０度ずらされると、１回目のビート信号から２回目のビート信号を減算した際に送信信号に由来するビート信号が加算されることが分かる。
【００６２】
続いて、位相シフタによって位相が１８０度ずらされると、１回目のビート信号から２回目のビート信号を減算した際にローカルフィードスルーに由来するビート信号がキャンセルされることを説明する。
【００６３】
まず１回目のチャープにおけるビート信号を求める。ミキサ１２４に入力されるローカル信号の位相は、１回目のチャープでは、位相シフタ１２３によるシフト量が０度に設定されているので、以下の数式（１１）に示すように送信信号と同じ位相になる。ローカルフィードスルーはミキサ１２４に入力されたローカル信号の漏洩であるから、ローカルフィードスルーとローカル信号の位相は同じである。
【００６４】
【数１１】
2018013358.tif 000013
【００６５】
ローカルフィードスルーに由来するエコー信号の位相は、物標までの距離を往復する時間τの遅れが生じるため、以下の数式（１２）になる。
【００６６】
【数１２】
2018013358.tif 000014
【００６７】
ビート信号の位相は、ミキサ１２４でローカル信号とエコー信号の位相差が出力されることで、数式（１３）になる。
【００６８】
【数１３】
2018013358.tif 000015
【００６９】
数式（１３）に含まれるτ２は、他の項に比べて十分小さいので省略することができる。ビート信号の振幅をＢとすると、１回目のチャープにおける、ローカルフィードスルーに起因するビート信号は以下の数式（１４）の通りとなる。
【００７０】
【数１４】
2018013358.tif 000016
【００７１】
次に２回目のチャープにおけるビート信号を求める。ミキサ１２４に入力されるローカル信号の位相は、２回目のチャープでは、位相シフタ１２３によるシフト量が１８０度に設定されているので、以下の数式（１５）に示すように、数式（１１）にπを加算した位相となる。
【００７２】
【数１５】
2018013358.tif 000017
【００７３】
ローカルフィードスルーに由来するエコー信号の位相は、物標までの距離を往復する時間τの遅れが生じるため、以下の数式（１６）になる。
【００７４】
【数１６】
2018013358.tif 000018
【００７５】
ビート信号の位相は、ミキサ１２４でローカル信号とエコー信号の位相差が出力されることで、数式（１７）になる。
【００７６】
【数１７】
2018013358.tif 000019
【００７７】
数式（１７）に含まれるτ２は、数式（１３）と同様に、他の項に比べて十分小さいので省略することができる。ビート信号の振幅をＢとすると、２回目のチャープにおける、ローカルフィードスルーに起因するビート信号は以下の数式（１８）の通りとなる。
【００７８】
【数１８】
2018013358.tif 000020
【００７９】
このように求められた１回目のビート信号から２回目のビート信号を減算すると、数式（１９）となる。
【００８０】
【数１９】
2018013358.tif 000021
【００８１】
すなわち、数式１９に示すように、位相シフタによって位相が１８０度ずらされると、１回目のローカルフィードスルーに起因するビート信号から２回目のローカルフィードスルーに起因するビート信号を減算した際に、ローカルフィードスルーに起因するビート信号がキャンセルされることが分かる。
【００８２】
従って、本開示の実施の形態に係るＦＭＣＷレーダ装置１００は、位相シフタによってローカル信号の位相が１８０ずらして２度ビート信号を取得すると、ローカルフィードスルーに起因するビート信号をキャンセルさせて、ローカル信号に由来するビート信号のみを得ることが出来る。本開示の実施の形態に係るＦＭＣＷレーダ装置１００は、ローカルフィードスルーに起因するビート信号をキャンセルさせて、ローカル信号に由来するビート信号のみを得ることで、物標までの距離を正確に得ることが可能になる。
【００８３】
（１．２．２．第２の構成例）
続いて、ＦＭＣＷレーダ装置の第２の構成例を説明する。図６は、本開示の実施の形態に係るＦＭＣＷレーダ装置の第２の構成例を示す説明図である。図６に示したＦＭＣＷレーダ装置の第２の構成例では、位相シフタが２つ設けられている点で、図４に示した第１の構成例と異なっている。
【００８４】
位相シフタ１２３ａは、図４に示した第１の構成例と同様に、ローカル発振器１２１が生成したローカル信号に対して位相を所定量シフトさせる。位相シフタ１２３ａは、ＦＭＣＷレーダ信号処理装置１１０が出力する位相制御信号に基づいたシフト量でローカル信号をシフトさせる。例えば、位相シフタ１２３ａは、位相制御信号に基づき、位相を０度または１８０度シフトさせる。位相シフタ１２３ａからの出力はミキサ１２４及び位相シフタ１２３ｂに送られる。
【００８５】
位相シフタ１２３ｂは、位相シフタ１２３ａから出力された信号に対してさらに位相を所定量シフトさせる。位相シフタ１２３ｂは、ＦＭＣＷレーダ信号処理装置１１０が出力する位相制御信号に基づいたシフト量で位相シフタ１２３ａから出力された信号をシフトさせる。例えば、位相シフタ１２３ｂは、位相制御信号に基づき、位相を０度または１８０度シフトさせる。
【００８６】
位相シフタ１２３ａ、１２３ｂによるシフト量は、２度のシフトにより、ローカル発振器１２１が生成したローカル信号と位相が同じになるように設定される。また、位相シフタ１２３ａ、１２３ｂによるシフト量は、上述の第１の構成例と同じように、１回目のチャープと２回目のチャープとで、送信信号に由来するビート信号の位相が１８０度異なるように設定される。
【００８７】
すなわち、図６に示したＦＭＣＷレーダ装置では、図４に示したＦＭＣＷレーダ装置の第１の構成例と同じように、送信信号に由来するビート信号は、位相シフタ１２３ａによって１回目のチャープと２回目のチャープとで位相が１８０度異なるため、１回目のビート信号から２回目のビート信号を減算することで信号は加算される。一方、ローカルフィードスルーに由来するビート信号は、１回目のチャープと２回目のチャープで位相が同じであるため、１回目のビート信号から２回目のビート信号を減算することでキャンセルされる。
【００８８】
すなわち、位相シフタ１２３ａが、ローカル信号をシフトさせることで、本実施形態に係るＦＭＣＷレーダ装置１００はローカルフィードスルーに基づいた影響を除外することが出来る。
【００８９】
（１．２．３．第３の構成例）
続いて、ＦＭＣＷレーダ装置の第３の構成例を説明する。図７は、本開示の実施の形態に係るＦＭＣＷレーダ装置の第３の構成例を示す説明図である。図７に示したＦＭＣＷレーダ装置の第３の構成例では、送信信号逓倍器１２６ａ及びローカル信号逓倍器１２６ｂが設けられている点で、図４に示した第１の構成例と異なっている。また図７に示したＦＭＣＷレーダ装置の第３の構成例では、位相シフタ１２５のシフト量が、送信信号逓倍器１２６ａ及びローカル信号逓倍器１２６ｂの逓倍量に基づいて決められている。
【００９０】
送信信号逓倍器１２６ａは、ローカル発振器１２１が出力するローカル信号の周波数をＮ逓倍する。またローカル信号逓倍器１２６ｂは、位相シフタ１２５によって位相がシフトされたローカル信号の周波数をＮ逓倍する。位相シフタ１２５は、ローカル発振器１２１が出力するローカル信号の位相を、ＦＭＣＷレーダ信号処理装置１１０が出力する位相制御信号に基づいたシフト量でシフトさせる。図７に示した例では、位相シフタ１２５は、ローカル発振器１２１が出力するローカル信号の位相を、０度またはＸ度シフトさせる。
【００９１】
位相シフタ１２５によるシフト量Ｘと、送信信号逓倍器１２６ａ及びローカル信号逓倍器１２６ｂによる逓倍量Ｎとは、以下の関係を持つものとする。
【００９２】
【数２０】
2018013358.tif 000022
【００９３】
すなわち、位相シフタ１２５によるシフト量Ｘは、Ｎ倍して３６０でラッピングした際に１８０になる値とする。例えば、Ｎが偶数であれば、Ｘ＝１８０／Ｎ、またはＸ＝１８０＋１８０／Ｎであり、Ｎが奇数の場合は、Ｘ＝１８０／ＮまたはＸ＝１８０である。
【００９４】
図７に示したＦＭＣＷレーダ装置１００は、このように送信信号逓倍器１２６ａを設けることで、ローカル発振器１２１が高い周波数で発振できない場合であっても送信信号逓倍器１２６ａによって送信信号の周波数を高めて送信することができる。また図７に示したＦＭＣＷレーダ装置１００は、ローカル信号逓倍器１２６ｂを設けることで、上述の第１の構成例及び第２の構成例と同様に、２度のチャープでローカル信号の位相を１８０度異ならせることができる。そして図７に示したＦＭＣＷレーダ装置１００は、ローカルフィードスルーに由来するビート信号を、１回目のビート信号から２回目のビート信号を減算することでキャンセルすることができる。
【００９５】
［１．３．応用例］
本開示の実施の形態に係るＦＭＣＷレーダ装置１００は、ローカルフィードスルーに基づいた影響を除外することができるため、高い精度での測距が求められる、自動車の安全な走行を支援するシステムのレーダ装置に好適に適用することが可能である。
【００９６】
図８は、ＦＭＣＷレーダ装置１００ａ〜１００ｆが搭載されている車両２の例を示す説明図である。図８に示したＦＭＣＷレーダ装置１００ａ〜１００ｆは、上述した本開示の実施の形態に係るＦＭＣＷレーダ装置１００のいずれかであるとする。ＦＭＣＷレーダ装置１００ａ〜１００ｆは、短距離、中距離、長距離用のいずれかのレーダ装置であり、車両２の周囲の物体などの検知に用いられる。
【００９７】
このような、自動車の安全な走行を支援するシステムのレーダ装置として、本開示の実施の形態に係るＦＭＣＷレーダ装置１００を適用することで、上記システムの高性能化に寄与することができる。
【００９８】
＜２．まとめ＞
以上説明したように本開示の実施の形態によれば、ＦＭＣＷレーダ装置において、ローカルフィードスルーに起因するビート信号の影響を排除して、高い精度での測距を可能にするＦＭＣＷレーダ装置が提供される。
【００９９】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１００】
例えば、上記実施形態では、位相シフタによるシフト量を１８０度としたが、本技術はかかる例に限定されない。位相シフタによるシフト量は厳密に１８０度で無くてもよく、例えば、位相シフタによるシフト量を１８０度±２２．５度の範囲に収まるものとしてもよい。２２．５度は、π／８に相当する角度である。ｃｏｓ（π／８）はおよそ０．９３であり、２度のチャープによって得られたビート信号を減算すると、ローカルフィードスルーに起因するビート信号を１割以下に抑えることができる。従って、位相シフタによるシフト量を厳密に１８０度にせずとも、ローカルフィードスルーに起因するビート信号による影響を大きく減少させることができる。
【０１０１】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【０１０２】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
ローカル信号を発振する発振器と、
前記ローカル信号に基づく送信信号を放射する送信アンテナと、
前記送信信号の物標での反射による反射波を受信する受信アンテナと、
前記反射波と前記ローカル信号とを乗算して乗算信号を生成するミキサと、
前記発振器と前記ミキサとの間に設けられる、前記ローカル信号の位相をシフトする第１のシフタと、
を備える、レーダ装置。
（２）
前記第１のシフタと前記送信アンテナとの間に、前記第１のシフタが出力した信号の位相をシフトする第２のシフタをさらに備える、前記（１）に記載のレーダ装置。
（３）
前記第１のシフタは、前記送信信号の１度目の送信の際にシフト量を第１の値に設定し、前記送信信号の２度目の送信の際にシフト量を第２の値に設定する、前記（１）または（２）に記載のレーダ装置。
（４）
前記送信信号の１度目の送信の際の前記ミキサの出力と、２度目の送信の際の前記ミキサの出力とを減算する演算部を備える、前記（３）に記載のレーダ装置。
（５）
前記第１の値と前記第２の値との差が略１８０度である、前記（３）または（４）に記載のレーダ装置。
（６）
前記第１の値と前記第２の値との差が１８０度±２２．５度の範囲内である、前記（３）〜（５）のいずれかに記載のレーダ装置。
（７）
前記第１のシフタと前記ミキサとの間に、前記第１のシフタが出力した信号の周波数をＮ倍で逓倍する逓倍器をさらに備える、前記（１）〜（６）のいずれかに記載のレーダ装置。
（８）
前記送信信号の１度目の送信の際の前記ミキサの出力と、２度目の送信の際の前記ミキサの出力とを減算する演算部を備える、前記（７）に記載のレーダ装置。
（９）
前記第１のシフタは、前記送信信号の１度目の送信の際にシフト量を第１の値に設定し、前記送信信号の２度目の送信の際にシフト量を第２の値に設定し、前記第１の値と前記第２の値との差が、Ｎ倍して３６０でラッピングすると略１８０度になる値である、前記（７）に記載のレーダ装置。
（１０）
前記第１のシフタは、前記送信信号の１度目の送信の際にシフト量を第１の値に設定し、前記送信信号の２度目の送信の際にシフト量を第２の値に設定し、前記第１の値と前記第２の値との差が、Ｎ倍して３６０でラッピングすると１８０度±２２．５度の範囲内である、前記（７）に記載のレーダ装置。
（１１）
前記発振器と前記第１のシフタとの間に、前記発振器が出力した信号の周波数をＮ倍で逓倍する逓倍器をさらに備える、前記（１）〜（１０）のいずれかに記載のレーダ装置。
（１２）
前記ローカル信号は、時間とともに周波数が増加または減少する信号である、前記（１）〜（１１）のいずれかに記載のレーダ装置。
（１３）
前記ローカル信号は、時間とともに周波数が線形に増加または減少する信号である、前記（１２）に記載のレーダ装置。
（１４）
ローカル信号を発振する発振器と、
前記ローカル信号に基づく送信信号の物標での反射による反射波と、前記ローカル信号とを乗算して乗算信号を生成するミキサと、
前記発振器と前記ミキサとの間に設けられる、前記ローカル信号の位相をシフトする第１のシフタと、
を備える、信号処理装置。
（１５）
ローカル信号を発振器で発振させることと、
前記ローカル信号に基づく送信信号を送信アンテナから放射させることと、
前記送信信号の物標での反射による反射波を受信アンテナで受信することと、
前記反射波と前記ローカル信号とをミキサに乗算させて乗算信号を生成させることと、
前記発振器と前記ミキサとの間に設けられるシフタに前記ローカル信号の位相をシフトさせること、
を含む、信号処理方法。
（１６）
前記（１）〜（１３）のいずれかに記載のレーダ装置を備える、移動体。
【符号の説明】
【０１０３】
２        ：車両
１０      ：物標
１００    ：ＦＭＣＷレーダ装置
１１０    ：ＦＭＣＷレーダ信号処理装置
１１１    ：ビート信号メモリ
１２０    ：信号処理部
１２１    ：ローカル発振器
１２２    ：パワーアンプ
１２３    ：位相シフタ
１２３ａ  ：位相シフタ
１２３ｂ  ：位相シフタ
１２４    ：ミキサ
１２５    ：位相シフタ
１２６ａ  ：送信信号逓倍器
１２６ｂ  ：ローカル信号逓倍器
１３０    ：送信アンテナ
１４０    ：受信アンテナ
【図１】
2018013358.tif 000023
【図２】
2018013358.tif 000024
【図３】
2018013358.tif 000025
【図４】
2018013358.tif 000026
【図５】
2018013358.tif 000027
【図６】
2018013358.tif 000028
【図７】
2018013358.tif 000029
【図８】
2018013358.tif 000030