(57)【要約】【課題】回路構成を複雑化することなく、ＩＱインバランスを補正すること。【解決手段】送信信号を対象物に向けて送信する送信手段と、受信信号を受信する受信手段と、受信信号を直交位相検波する直交位相検波手段と、直交位相検波手段から出力される信号の振幅および位相の少なくとも一方を補正する補正手段と、補正手段によって補正がなされた信号に基づいて対象物を検出する検出手段と、所定のタイミングにおいて、所定の位相差および振幅差の少なくとも一方を有する少なくとも２種類の較正信号を直交位相検波手段に供給し、直交位相検波手段から出力される信号に基づいて補正手段が使用する補正値を算出する算出手段と、算出手段によって算出された補正値を補正手段に対して設定する設定手段と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2019158690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号を対象物に向けて送信し、当該対象物によって反射される信号を受信信号として受信し、当該対象物を検出するレーダ装置において、
前記送信信号を前記対象物に向けて送信する送信手段と、
前記受信信号を受信する受信手段と、
前記受信信号を直交位相検波する直交位相検波手段と、
前記直交位相検波手段から出力される信号の振幅および位相の少なくとも一方を補正する補正手段と、
前記補正手段によって補正がなされた信号に基づいて前記対象物を検出する検出手段と、
所定のタイミングにおいて、所定の位相差および振幅差の少なくとも一方を有する少なくとも２種類の較正信号を前記直交位相検波手段に供給し、前記直交位相検波手段から出力される信号に基づいて前記補正手段が使用する補正値を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された前記補正値を前記補正手段に対して設定する設定手段と、
を有することを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記所定のタイミングにおいて算出された前記補正値を記憶する記憶部を有し、
前記設定手段は、前記記憶部に記憶された前記補正値を前記補正手段に対して設定する、
ことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記算出手段は、位相差が既知の２種類の前記較正信号を前記直交位相検波手段に供給し、前記直交位相検波手段から出力される信号に基づいて、前記補正値を算出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】
前記算出手段は、前記対象物を検出する際に使用される周波数を有する前記較正信号と、前記周波数とは異なる周波数を有する前記較正信号を前記直交位相検波手段に供給し、前記直交位相検波手段から出力される信号に基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記算出手段は、前記レーダ装置の周囲環境の所定のパラメータが前回の較正時に比較して所定の閾値以上変化した場合に、前記補正手段が使用する前記補正値を算出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記算出手段は、前回の較正時から所定の時間が経過した場合に、前記補正手段が使用する前記補正値を算出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記算出手段は、前記較正信号を送信アンテナおよび受信アンテナを介して前記直交位相検波手段に供給することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項８】
前記算出手段は、前記較正信号を送信アンテナおよび受信アンテナを介さずに前記直交位相検波手段に直接供給することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項９】
送信信号を対象物に向けて送信し、当該対象物によって反射される信号を受信信号として受信し、当該対象物を検出するレーダ装置の調整方法において、
前記送信信号を前記対象物に向けて送信する送信ステップと、
前記受信信号を受信する受信ステップと、
前記受信信号を直交位相検波する直交位相検波ステップと、
前記直交位相検波ステップから出力される信号の振幅および位相の少なくとも一方を補正する補正ステップと、
前記補正ステップにおいて補正がなされた信号に基づいて前記対象物を検出する検出ステップと、
所定のタイミングにおいて、所定の位相差および振幅差の少なくとも一方を有する少なくとも２種類の較正信号を前記直交位相検波ステップに供給し、前記直交位相検波ステップから出力される信号に基づいて前記補正ステップが使用する補正値を算出する算出ステップと、
前記算出ステップによって算出された前記補正値を前記補正ステップに対して設定する設定ステップと、
を有することを特徴とするレーダ装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置およびレーダ装置の調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
対象物によって反射された反射波に基づいて対象物を検出するレーダ装置では、直交位相検波器としてのＩＱミキサを使用しているものがある。図１２は従来のＩＱミキサの構成を示している。
【０００３】
図１２に示すように、ＩＱミキサは、分配部１００、０／９０°移相部１０１、ミキサ１０２，１０３によって構成されている。分配部１００は、入力された高周波信号を２分配し、ミキサ１０２，１０３へそれぞれ供給する。０／９０°移相部１０１は、入力された局部発振信号を２分配し、一方はそのままの位相でミキサ１０２に供給し、他方は位相を９０°移相してミキサ１０３に供給する。ミキサ１０２は分配部１００から供給される高周波信号と、０／９０°移相部１０１から供給される移相されていない局部発振信号とを乗算してＩ信号として出力する。ミキサ１０３は分配部１００から供給される高周波信号と、０／９０°移相部１０１から供給される９０°移相された局部発振信号とを乗算してＱ信号として出力する。
【０００４】
ところで、このようなＩＱミキサがインバランス（不均衡）状態である場合、すなわち、Ｉ信号とＱ信号の位相差が９０°で、かつ、振幅が同じ理想状態からずれを生じている場合、信号強度に誤差を生じたり、検出角度に誤差を生じたりする場合がある。
【０００５】
特許文献１には、このようなＩＱインバランスを検出して解消するために、ＩＱ平面上の複数の異なる位置に対応する出力信号をＩＱミキサに出力させるための調整信号を生成し、受信信号または局部発振信号としてＩＱミキサに供給する生成手段と、生成手段から調整信号がＩＱミキサに供給されている際に、ＩＱミキサから出力されるＩＱ信号を入力し、ＩＱミキサがバランスしている場合の軌跡からのずれに基づいて、ＩＱミキサのインバランスを検出する検出手段とを有する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１８５９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に開示された技術では、複数のスイッチと複数の位相部とが必要になることから、回路構成が複雑になるという問題点がある。
【０００８】
そこで、本発明は、回路構成を複雑化することなく、ＩＱインバランスを補正することが可能なレーダ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、送信信号を対象物に向けて送信し、当該対象物によって反射される信号を受信信号として受信し、当該対象物を検出するレーダ装置において、前記送信信号を前記対象物に向けて送信する送信手段と、前記受信信号を受信する受信手段と、前記受信信号を直交位相検波する直交位相検波手段と、前記直交位相検波手段から出力される信号の振幅および位相の少なくとも一方を補正する補正手段と、前記補正手段によって補正がなされた信号に基づいて前記対象物を検出する検出手段と、所定のタイミングにおいて、所定の位相差および振幅差の少なくとも一方を有する少なくとも２種類の較正信号を前記直交位相検波手段に供給し、前記直交位相検波手段から出力される信号に基づいて前記補正手段が使用する補正値を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された前記補正値を前記補正手段に対して設定する設定手段と、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、回路構成を複雑化することなく、ＩＱインバランスを補正することが可能となる。
【００１０】
また、本発明は、前記所定のタイミングにおいて算出された前記補正値を記憶する記憶部を有し、前記設定手段は、前記記憶部に記憶された前記補正値を前記補正手段に対して設定する、ことを特徴とする。
このような構成によれば、記憶された補正値に基づいて、ＩＱインバランスを補正することができる。
【００１１】
また、本発明は、前記算出手段は、位相差が既知の２種類の前記較正信号を前記直交位相検波手段に供給し、前記直交位相検波手段から出力される信号に基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする。
このような構成によれば、簡易な計算によってＩＱインバランスを確実に補正することができる。
【００１２】
また、本発明は、前記算出手段は、前記対象物を検出する際に使用される周波数を有する前記較正信号と、前記周波数とは異なる周波数を有する前記較正信号を前記直交位相検波手段に供給し、前記直交位相検波手段から出力される信号に基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする。
このような構成によれば、周波数を変更するだけでよいので回路構成を一層簡易化することができる。
【００１３】
また、本発明は、前記算出手段は、前記レーダ装置の周囲環境の所定のパラメータが前回の較正時に比較して所定の閾値以上変化した場合に、前記補正手段が使用する前記補正値を算出することを特徴とする。
このような構成によれば、ＩＱインバランスが生じる可能性が高いタイミングで、ＩＱインバランスの較正を行うことができる。
【００１４】
また、本発明は、前記算出手段は、前回の較正時から所定の時間が経過した場合に、前記補正手段が使用する前記補正値を算出することを特徴とする。
このような構成によれば、定期的にＩＱインバランスの補正を行うことができる。
【００１５】
また、本発明は、前記算出手段は、前記較正信号を送信アンテナおよび受信アンテナを介して前記直交位相検波手段に供給することを特徴とする。
このような構成によれば、送信アンテナから受信アンテナへの回り込みを利用してＩＱインバランスの較正を行うことができるので、回路構成を複雑化することなく、較正を実行できる。
【００１６】
また、本発明は、前記算出手段は、前記較正信号を送信アンテナおよび受信アンテナを介さずに前記直交位相検波手段に直接供給することを特徴とする。
このような構成によれば、レーダ装置の外部の影響を受けることなく、ＩＱインバランスの較正を行うことができる。
【００１７】
また、本発明は、送信信号を対象物に向けて送信し、当該対象物によって反射される信号を受信信号として受信し、当該対象物を検出するレーダ装置の調整方法において、前記送信信号を前記対象物に向けて送信する送信ステップと、前記受信信号を受信する受信ステップと、前記受信信号を直交位相検波する直交位相検波ステップと、前記直交位相検波ステップから出力される信号の振幅および位相の少なくとも一方を補正する補正ステップと、前記補正ステップにおいて補正がなされた信号に基づいて前記対象物を検出する検出ステップと、所定のタイミングにおいて、所定の位相差および振幅差の少なくとも一方を有する少なくとも２種類の較正信号を前記直交位相検波ステップに供給し、前記直交位相検波ステップから出力される信号に基づいて前記補正ステップが使用する補正値を算出する算出ステップと、前記算出ステップによって算出された前記補正値を前記補正ステップに対して設定する設定ステップと、を有することを特徴とする。
このような方法によれば、回路構成を複雑化することなく、ＩＱインバランスを補正することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、回路構成を複雑化することなく、ＩＱインバランスを補正することが可能なレーダ装置およびレーダ装置の調整方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーダ装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示すＩＱミキサの詳細な構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に示す制御処理部サの詳細な構成例を示すブロック図である。
【図４】ＩＱミキサがバランスしている場合とインバランスが生じている場合の出力信号の状態を示す図である。
【図５】−１〜１ｄＢの範囲で振幅のインバランスが生じた場合に発生する角度誤差を示す図である。
【図６】−１〜１ｄｅｇの範囲で位相のインバランスが生じた場合に発生する角度誤差を示す図である。
【図７】レーダ装置に温度ストレスを印加した場合における振幅のインバランスの発生を示す図である。
【図８】低温時における角度誤差の５σを示す図である。
【図９】図１に示す実施形態において実行される処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の第２実施形態の構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の変形実施形態の構成例を示すブロック図である。
【図１２】従来のＩＱミキサの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
（Ａ）第１実施形態の構成の説明
図１は、本発明の第１実施形態に係るレーダ装置の構成例を示す図である。この図に示すように、本発明の第１実施形態に係るレーダ装置１は、制御処理部１０、高周波発振部２０、分配部２１、切換スイッチ２２、送信アンテナ２３、受信アンテナ２４、較正信号生成部２５、ＩＱミキサ２６、受信アンプ２７、および、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換部２８を有しており、例えば、自動四輪車、自動二輪車等の車両等に搭載され、対向車両、歩行者、障害物等の対象物を検出する。なお、分配部２１と切換スイッチ２２の間には、パルス信号を生成するための半導体によるスイッチが実際には設けられているが、図１では説明を簡略化するために省略している。
【００２２】
ここで、制御処理部１０は、高周波パルス信号の送受信の制御を行うとともに、対象物からの反射波に対する各種演算処理を行い、対象物を検出する。また、制御処理部１０は、後述する処理によって検出されたＩＱインバランスを補正する処理を実行する。なお、制御処理部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）や、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等によって構成される。
【００２３】
高周波発振部２０は、周波数ｆｃの高周波信号を生成し、分配部２１に供給する。分配部２１は高周波発振部２０から出力される高周波信号を分配し、一方を切換スイッチ２２に供給し、他方をＩＱミキサ２６に供給する。送信アンテナ２３は、切換スイッチ２２から供給される高周波信号を空間に向けて放射する。
【００２４】
受信アンテナ２４は、送信アンテナ２３から放射されて対象物（ターゲット）によって反射された反射波を受信してＩＱミキサ２６に受信信号として供給する。なお、図１の例では、１つの受信アンテナ２４を有しているが、複数の受信アンテナを設け、これらをスイッチで切り換えて受信するようにしてもよい。そのような構成によれば、受信アンテナ間の位相差に基づいて、対象物の存在する角度を検出することができる。
【００２５】
較正信号生成部２５は、ＩＱミキサ２６のインバランスを較正するための較正信号を生成して出力する。
【００２６】
ＩＱミキサ２６は、受信アンテナ２４によって受信された受信信号を、分配部２１から供給される高周波信号で直交位相検波して同位相のＩ信号と、位相が９０度ずれたＱ信号とを出力する。受信アンプ２７は、ＩＱミキサ２６から出力されるＩ信号、Ｑ信号に含まれている高調波成分を減衰するとともに、高調波成分以外の信号を所定のゲインで増幅して出力する。Ａ／Ｄ変換部２８は、受信アンプ２７から出力されるＩ信号、Ｑ信号を制御処理部１０の制御に応じてサンプリングし、制御処理部１０にデジタル信号として出力する。
【００２７】
図２は、図１に示す切換スイッチ２２およびＩＱミキサ２６の詳細な構成例を示す図である。この図２に示すように、切換スイッチ２２は、制御処理部１０によって制御され、分配部２１および較正信号生成部２５の出力のいずれか一方を選択して送信アンテナ２３に供給する構成とされている。
【００２８】
ＩＱミキサ２６は、分配部２６ａ、０／９０°移相部２６ｂ、および、ミキサ２６ｃ，２６ｄを有している。ここで、分配部２６ａは、受信アンテナ２４から供給される受信信号を２分配してミキサ２６ｃおよびミキサ２６ｄにそれぞれ供給する。０／９０°移相部２６ｂは、分配部２１から供給される高周波信号の位相を０°移相してミキサ２６ｃに供給し、９０°移相してミキサ２６ｄに供給する。ミキサ２６ｃは分配部２６ａから供給される受信信号と０／９０°移相部２６ｂから供給される高周波信号（局部発振信号）とを乗算し、得られた信号をＩ信号として受信アンプ２７に出力する。ミキサ２６ｄは分配部２６ａから供給される受信信号と０／９０°移相部２６ｂから供給される９０°移相された高周波信号とを乗算し、得られた信号をＱ信号として受信アンプ２７に出力する。
【００２９】
図３は、図１に示す制御処理部１０の詳細な構成例を示す図である。図３の例では、制御処理部１０は、信号選択部１１、較正処理部１２、補正値記憶部１３、受信信号補正処理部１４、対象物検出処理部１５、切換制御部１６、および、検出部１７を有している。なお、これらの機能ブロックは、前述したＲＯＭまたはＲＡＭに格納されているプログラムを実行することにより実現される。
【００３０】
ここで、較正処理部１２は、ＩＱインバランスを解消するための較正処理が実行される場合には、較正信号生成部２５から出力される２種類の較正信号に基づいて、ＩＱミキサ２６のインバランスを検出し、インバランスを補正するための補正値を求めて補正値記憶部１３に供給する。
【００３１】
補正値記憶部１３は、較正処理部１２から供給される補正値を記憶し、受信信号補正処理部１４に供給する。
【００３２】
受信信号補正処理部１４は、対象物を検出する処理が実行される場合には、補正値記憶部１３から供給される補正値に基づいて、信号選択部１１から供給される受信信号に対して、ＩＱインバランスを解消するための補正処理を施して出力する。
【００３３】
対象物検出処理部１５は、受信信号補正処理部１４から供給される信号に基づいて対象物を検出する処理を実行し、検出結果を、図示しない上位の装置（例えば、ＥＣＵ（Electric Control Unit））に供給する。なお、破線で囲まれた、補正値記憶部１３、受信信号補正処理部１４、および、対象物検出処理部１５は、対象物を検出する処理を実行するレーダ処理部を示している。
【００３４】
切換制御部１６は、較正処理を実行する場合には、信号選択部１１を制御して、Ａ／Ｄ変換部２８から出力される信号を較正処理部１２に供給し、対象物検出処理を実行する場合にはＡ／Ｄ変換部２８から出力される信号を受信信号補正処理部１４に供給する。また、切換制御部１６は、較正処理を実行する場合には、較正信号生成部２５を制御して較正信号を生成させるとともに、切換スイッチ２２を制御して、較正信号を送信アンテナ２３から送信させる。
【００３５】
検出部１７は、周囲環境の状況を示すパラメータを検出し、切換制御部１６に通知する。より詳細には、検出部１７は、例えば、周囲の温度、湿度を検出して切換制御部１６に通知する。また、検出部１７は、計時回路を有し、所定のタイミングからの経過時間を検出して切換制御部１６に通知する。
【００３６】
（Ｂ）第１実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第１実施形態の動作について説明する。第１本実施形態では、レーダ装置１は、２つの動作モードを有している。動作モードの１つは、対象物を検出する動作モード（以下、「対象物検出動作モード」と称する）である。動作モードの他の１つは、ＩＱインバランスを較正するための動作モード（以下、「較正動作モード」と称する）である。以下では、較正動作モードについて説明し、その後に対象物検出動作モードについて説明する。
【００３７】
較正動作モードでは、ＩＱミキサ２６のインバランスを解消する動作を実行する。図４は、インバランスを説明する図である。図４において、実線はＩＱミキサ２６のバランスが取れた状態（インバランスが生じていない状態）を示している。また、破線はＩＱミキサ２６がインバランス状態である場合を示している。ＩＱミキサ２６がインバランス状態でない理想的な状態である場合には、ＩＱ平面上にプロットされるＩＱ信号の軌跡は、図４に実線で示すように原点を中心とする真円となるが、インバランス状態である場合には図４に破線で示すような、例えば、楕円となる。
【００３８】
図５および図６は、ＩＱインバランスが生じた場合において、レーダ装置１で発生する対象物の角度誤差を示す図である。より詳細には、図５は、−１〜１ｄＢの範囲で振幅のインバランスが生じた場合に発生する角度誤差を示す図である。図６は、−１〜１ｄｅｇの範囲で位相のインバランスが生じた場合に発生する角度誤差を示す図である。なお、図５および図６において、横軸は、レーダ装置１の正面方向を０ｄｅｇとして、実際に対象物が存在する角度θを示し、縦軸は角度θと、レーダ装置１が検出した対象物の角度との差であるΔθを示す。図５に示すように、１ｄＢの振幅のインバランスが発生すると、−４５ｄｅｇより広角方向で２ｄｅｇ程度の誤差が発生する。また、図６に示すように、１ｄｅｇの位相のインバランスが発生した場合、最大で０．５ｄｅｇ程度の誤差が発生する。
【００３９】
図７は、レーダ装置１に温度ストレスを印加した場合における振幅のインバランスの発生を示す図である。図７の例では、−１０℃と＋６０℃の雰囲気下において、通電暖気状態でレーダ装置１の振幅インバランスを測定した結果を示している。図７に示すように、低温時には高温時に比較して、約３倍の振幅インバランスが発生している。低温時における、角度誤差の５σを図８に示す。図８に示すように、低温時（−１０℃）においては、−４５ｄｅｇより広角方向で約２．５ｄｅｇの角度誤差が発生している。なお、図８において、横軸は、レーダ装置１の正面方向を０ｄｅｇとして、実際に対象物が存在する角度θを示し、縦軸は角度θと、レーダ装置１が検出した対象物の角度との差であるΔθを示す。
【００４０】
従来においては、レーダ装置の出荷時にＩＱミキサのインバランスの調整を行い、出荷後はインバランスの調整を行うことはなかった。しかしながら、前述したように、例えば、温度変化によってインバランスが生じる場合があるので、本実施形態では、レーダ装置１の出荷後に、レーダ装置１の稼働中において、所定のタイミングで（例えば、温度が所定の閾値以上になった場合には）、レーダ装置１が較正動作モードになり、インバランスの調整を自動的に実施する。
【００４１】
インバランスの調整について、以下に詳細に説明する。ＩＱミキサ２６のバランスが取れた状態では、ＩＱミキサ２６からは以下の式（１）および式（２）に示すＩ信号およびＱ信号（以下、適宜「ＩＱ信号」と称する）が出力される。ここで、Ａは振幅を示し、θは位相を示す。
【００４２】
【数１】
2019158690.tif 000003
【００４３】
【数２】
2019158690.tif 000004
【００４４】
ＩＱミキサ２６にインバランスが発生した場合、以上の式（１）および式（２）は以下の式（３）および式（４）となる。
【００４５】
【数３】
2019158690.tif 000005
【００４６】
【数４】
2019158690.tif 000006
【００４７】
ここで、Ｇはインバランスよって発生する振幅の誤差（増減値）を示し、φは位相の誤差（増減値）を示す。
【００４８】
ＩＱインバランスが生じて、式（３）および式（４）に示す状態になった場合、インバランス項であるＧおよびφを求め、これらのインバランス項を相殺するように補正することで、角度誤差の発生を抑制することができる。
【００４９】
より詳細には、本実施形態に係るレーダ装置１では、例えば、周囲環境の所定のパラメータ（例えば、温度、湿度等）が前回の較正実施時に比較して、所定の閾値以上増減した場合には、較正動作モードに移行する。較正動作モードに移行すると、切換制御部１６が、切換スイッチ２２を制御して、較正信号生成部２５の出力を選択させる。この結果、較正信号生成部２５から出力される信号が、切換スイッチ２２を介して送信アンテナ２３に供給される。また、切換制御部１６は、信号選択部１１を制御して、Ａ／Ｄ変換部２８の出力を較正処理部１２に供給する。
【００５０】
切換スイッチ２２の切換が完了すると、較正信号生成部２５は、位相差がαである２種類の較正信号を生成して出力する。より詳細には、較正信号生成部２５は、第１較正信号と、第１較正信号に比較して、位相差がαである第２較正信号を順次生成して出力する。このような第１較正信号および第２較正信号は、切換スイッチ２２を介して送信アンテナ２３から送信された後、例えば、基板上を伝播する等によって送信アンテナから受信アンテナに直接入力される回り込み信号によって、同じ基板上にある受信アンテナ２４によって受信される。
【００５１】
受信アンテナ２４によって受信された第１較正信号および第２較正信号は、ＩＱミキサ２６に供給される。その結果、ＩＱミキサ２６からは、第１較正信号の入力に対応して式（５）および式（６）に示す信号が出力され、第２較正信号の入力に対応して式（７）および式（８）に示す信号が出力される。
【００５２】
【数５】
2019158690.tif 000007
【００５３】
【数６】
2019158690.tif 000008
【００５４】
【数７】
2019158690.tif 000009
【００５５】
【数８】
2019158690.tif 000010
【００５６】
ＩＱミキサ２６から出力されたＩＱ信号は、受信アンプ２７によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換部２８によってデジタル信号に変換される。切換制御部１６は、信号選択部１１を制御して、較正処理部１２を選択しているので、Ａ／Ｄ変換部２８から出力されたデジタル信号は、較正処理部１２に供給される。
【００５７】
較正処理部１２は、前述した、第１較正信号および第２較正信号に対応するデジタル信号を入力し、以下の式（９）〜式（１４）に基づいて、インバランス項であるＧとφを求める。
【００５８】
【数９】
2019158690.tif 000011
【００５９】
【数１０】
2019158690.tif 000012
【００６０】
【数１１】
2019158690.tif 000013
【００６１】
【数１２】
2019158690.tif 000014
【００６２】
【数１３】
2019158690.tif 000015
【００６３】
【数１４】
2019158690.tif 000016
【００６４】
較正処理部１２は、以上のようにして求めたインバランス項であるＧおよびφを打ち消す補正値（例えば、−Ｇおよび−φ）を、補正値記憶部１３に供給する。補正値記憶部１３は、較正処理部１２から供給された補正値を記憶（更新）する。
【００６５】
以上の処理により、較正動作が完了する。較正動作が完了すると、レーダ装置１は、通常動作である対象物検出動作モードに移行する。対象物検出動作モードでは、切換制御部１６は、切換スイッチ２２を制御して、分配部２１の出力を選択させるとともに、信号選択部１１を制御してＡ／Ｄ変換部２８の出力先として受信信号補正処理部１４を選択させる。
【００６６】
対象物検出動作モードでは、高周波発振部２０から出力される周波数がｆｃの信号は、分配部２１および切換スイッチ２２を介して送信アンテナ２３から電波として送信される。送信アンテナ２３から送信された電波は、図示しない対象物によって反射され、受信アンテナ２４によって受信される。受信アンテナ２４によって受信された電波は、電気信号に変換され、ＩＱミキサ２６に供給される。
【００６７】
ＩＱミキサ２６は、受信アンテナ２４から供給される受信信号を、分配部２１から供給され、０／９０°位相部２６ｂによって９０°の位相差を有する信号によって直交位相検波し、ＩＱ信号を出力する。
【００６８】
ＩＱミキサ２６から出力されたＩＱ信号は、受信アンプ２７によって所定のゲインで増幅された後、Ａ／Ｄ変換部２８によってデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換部２８によってデジタル信号に変換されたＩＱ信号は、信号選択部１１を介して受信信号補正処理部１４に供給される。
【００６９】
受信信号補正処理部１４は、信号選択部１１から供給されたデジタル化されたＩＱ信号を入力し、補正値記憶部１３に記憶されている補正値に基づいて、ＩＱインバランスを相殺する補正を行う。より詳細には、振幅に対して−Ｇの補正を行うとともに、位相に対して−φの補正を行う。このような補正により、インバランスが相殺されるので、図４に示す破線の状態から、実線の状態になるようにインバランスを低減できる。
【００７０】
受信信号補正処理部１４によって補正されたＩＱ信号は、対象物検出処理部１５に供給され、対象物を検出する処理が実行される。より詳細には、対象物検出処理部１５は、ＩＱ信号に対して、プリサム処理、ＦＦＴ処理、対象物検出処理、クラスタリング処理、および、トラッキング処理等を実行し、得られたデータを、例えば、上位のＥＣＵ等に供給する。
【００７１】
つぎに、図９を参照して、第１実施形態において実行される処理の詳細について説明する。図９に示す処理は、例えば、レーダ装置１が搭載された車両のエンジンが始動された場合に実行される。図９に示すフローチャートが開始されると、以下のステップが実行される。
【００７２】
ステップＳ１０では、制御処理部１０の切換制御部１６は、ＩＱインバランスの較正を実行するか否かを判定し、較正を実行すると判定した場合（ステップＳ１０：Ｙ）にはステップＳ１１に進み、それ以外の場合（ステップＳ１０：Ｎ）にはステップＳ１８に進む。例えば、検出部１７の出力を参照して、前回較正時よりも、温度が所定の閾値以上増減した場合には、Ｙと判定してステップＳ１１に進む。例えば、較正処理の前回実行時に比較して、温度が、例えば、２０℃以上増加した場合、または、温度が２０℃以上減少した場合には、Ｙと判定してステップＳ１１に進むことができる。なお、温度だけでなく、湿度が、例えば、３０％以上増減した場合に較正処理を実行するようにしたり、較正処理の前回実行時から、例えば、数ヶ月が経過している場合に較正処理を実行したりするようにしてもよい。もちろん、これら以外のトリガによって、較正処理を実行するようにしてもよい。なお、前述した温度、湿度、経過時間の閾値は一例であって、前述した以外の閾値を用いるようにしてもよい。
【００７３】
ステップＳ１１では、切換制御部１６は、較正動作モードへ移行する。より詳細には、切換制御部１６は、切換スイッチ２２を制御して較正信号生成部２５を選択させる。また、切換制御部１６は、信号選択部１１を制御して、Ａ／Ｄ変換部２８の出力先として較正処理部１２を選択させる。
【００７４】
ステップＳ１２では、切換制御部１６は、第１較正信号を送受信させる。より詳細には、切換制御部１６は、較正信号生成部２５を制御して第１較正信号を出力させる。この結果、第１較正信号は、切換スイッチ２２を介して送信アンテナ２３に供給され電波として送信される。送信アンテナ２３から送信された電波は、回り込みによって、同じ回路基板上に配置されている受信アンテナ２４によって受信され、ＩＱミキサ２６に供給される。ＩＱミキサ２６は、受信アンテナ２４から供給される受信信号を、分配部２１から供給される高周波信号によって直交位相検波し、ＩＱ信号を生成して受信アンプ２７に出力する。受信アンプ２７は、ＩＱ信号を所定のゲインで増幅して出力する。Ａ／Ｄ変換部２８は、受信アンプ２７から供給されるＩＱ信号をデジタル信号に変換して出力する。Ａ／Ｄ変換部２８から出力されるＩＱ信号は、信号選択部１１を介して、較正処理部１２に供給される。
【００７５】
ステップＳ１３では、較正処理部１２は、第１較正信号に係るＩＱ信号を記憶する。すなわち、較正処理部１２は、Ａ／Ｄ変換部２８から供給される第１較正信号に係るＩＱ信号の値（式（５）および式（６）に関する値）を記憶する。
【００７６】
ステップＳ１４では、切換制御部１６は、第２較正信号を送受信させる。より詳細には、切換制御部１６は、較正信号生成部２５を制御して、第１較正信号とはαの位相差を有する第２較正信号を出力させる。この結果、第２較正信号は、切換スイッチ２２を介して送信アンテナ２３に供給され電波として送信される。送信アンテナ２３から送信された電波は同じ回路基板上に配置されている受信アンテナ２４によって受信され、ＩＱミキサ２６に供給される。ＩＱミキサ２６は、受信アンテナ２４から供給される受信信号を、分配部２１から供給される高周波信号によって直交位相検波し、ＩＱ信号を生成して受信アンプ２７に出力する。受信アンプ２７は、ＩＱ信号を所定のゲインで増幅して出力する。Ａ／Ｄ変換部２８は、受信アンプ２７から供給されるＩＱ信号をデジタル信号に変換して出力する。Ａ／Ｄ変換部２８から出力されるＩＱ信号は、信号選択部１１を介して、較正処理部１２に供給される。
【００７７】
ステップＳ１５では、較正処理部１２は、第２較正信号に係るＩＱ信号を記憶する。すなわち、較正処理部１２は、Ａ／Ｄ変換部２８から供給される第２較正信号に係るＩＱ信号の値（式（７）および式（８）に関する値）を記憶する。
【００７８】
ステップＳ１６では、較正処理部１２は、前述した式（９）〜式（１４）に基づいて、補正値を算出する処理を実行する。この結果、インバランス項Ｇおよびφに関する補正値を得る。
【００７９】
ステップＳ１７では、較正処理部１２は、ステップＳ１６で算出した補正値を、補正値記憶部１３に対して供給して記憶させる。なお、このようにして、補正値記憶部１３に記憶された補正値は、受信信号補正処理部１４に供給される。そして、ステップＳ１８に示す対象物検出動作モードに移行した場合には、これらの補正値を用いてＡ／Ｄ変換部２８から出力されるＩＱ信号に対して補正処理が実行され、インバランスが解消される。
【００８０】
ステップＳ１８では、対象物検出動作モードへ移行する。より詳細には、切換制御部１６は、切換スイッチ２２を制御して分配部２１を選択させる。また、切換制御部１６は、信号選択部１１を制御して、Ａ／Ｄ変換部２８の出力先として受信信号補正処理部１４を選択させる。この結果、Ａ／Ｄ変換部２８から供給されるＩＱ信号は、信号選択部１１を介して受信信号補正処理部１４に供給される。受信信号補正処理部１４では、補正値記憶部１３に記憶されている補正値に基づいて、インバランスを解消するための補正処理をＩＱ信号に対して施して出力する。
【００８１】
ステップＳ１９では、制御処理部１０は、処理を終了するか否かを判定し、処理を終了すると判定した場合（ステップＳ１９：Ｙ）には処理を終了し、それ以外の場合（ステップＳ１９：Ｎ）にはステップＳ１０に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返す。
【００８２】
以上の処理によれば、簡易な構成によって、ＩＱミキサ２６のＩＱインバランスを解消することができる。
【００８３】
（Ｃ）第２実施形態の構成の説明
つぎに、図１０を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。なお、図１０において、図１と対応する部分には同一の符号を付してあるので、その説明を省略する。
【００８４】
図１０では、図１と比較すると、切換スイッチ２２が除外され、切換スイッチ３０が新たに付加されている。それ以外の構成は図１と同様である。ここで、切換スイッチ３０は、制御処理部１０の切換制御部１６によって制御され、受信アンテナ２４および較正信号生成部２５の出力のいずれか一方を選択してＩＱミキサ２６に出力する。この結果、ＩＱミキサ２６には、受信アンテナ２４から供給される受信信号および較正信号生成部２５から出力される較正信号のいずれか一方が供給される。
【００８５】
（Ｄ）第２実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第２実施形態の動作について説明する。第２実施形態では、較正動作モードに移行すると、較正信号生成部２５から出力される第１較正信号は、送信アンテナ２３および受信アンテナ２４を経由せずに、ＩＱミキサ２６に直接供給される。
【００８６】
ＩＱミキサ２６は、切換スイッチ３０を介して較正信号生成部２５から供給される第１較正信号および第２較正信号をそれぞれ入力し、直交位相検波した後、出力する。
【００８７】
なお、ＩＱミキサ２６以降の動作は、前述した場合と同様であるので省略する。
【００８８】
以上に説明したように、本発明の第２実施形態によれば、前述した第１実施形態と同様に、簡易な構成によって、ＩＱインバランスを補正することができる。これにより、対象物の誤検出の発生を低減することができる。また、第２実施形態では、送信アンテナ２３および受信アンテナ２４を経由せずに、較正信号をＩＱミキサ２６に直接供給することから、外部環境の影響を受けることなく、較正を実行することができる。
【００８９】
（Ｅ）変形実施形態の説明
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、以上の第１および第２実施形態では、第１較正信号および第２較正信号の２種類を用いるようにしたが、３種類以上の較正信号を用いるようにしてもよい。
【００９０】
また、以上の各実施形態では、第１較正信号と第２較正信号の位相差をαに設定するようにしたが、これ以外にも、例えば、振幅差を有する第１較正信号と第２較正信号を用いて較正を行うようにしてもよい。もちろん、位相差と振幅差の双方を有する第１較正信号および第２較正信号を用いて較正を行うようにしてもよい。
【００９１】
また、以上の各実施形態では、較正信号生成部２５が第１較正信号および第２較正信号を生成するようにしたが、これ以外にも、例えば、図１１に示すように、高周波発振部２０を制御して、周波数、振幅、または、位相が異なる第１較正信号および第２較正信号を生成するようにしてもよい。図１１の構成例では、高周波発振部２０から第１較正信号および第２較正信号が出力される場合には、スイッチ３０によって分配部２１の出力を選択し、通常動作時には切換スイッチ３０によって受信アンテナ２４を選択する。なお、図１１の例では、分配部２１の出力と切換スイッチ３０の一方とを配線によって直接接続するようにしたが、配線を除外して、送信アンテナ２３および受信アンテナ２４を介して較正信号を伝送するようにしてもよい。また、図１の場合も、較正信号生成部２５および切換スイッチ２２を除外し、高周波発振部２０を制御して、周波数、振幅、または、位相が異なる第１較正信号および第２較正信号を生成するようにしてもよい。そのような較正によれば、装置の構成をさらに簡易化することができる。なお、周波数差を生成する場合には、高周波発振部２０の周波数を変更し、例えば、対象物を検出する際に使用される周波数を有する較正信号と、これとは異なる周波数を有する較正信号を生成するようにすればよい。また、位相差を生成する場合には、例えば、遅延回路によって位相差を生成するようにしてもよい。また、振幅差を生成する場合には、例えば、増幅回路または減衰回路によって振幅差を生成するようにできる。
【００９２】
また、以上の各実施形態では、ＩＱミキサ２６に供給する信号としては、ＣＷ（Constant Wave）信号を用いるようにしたが、パルス信号を使用するようにしてもよい。そのような構成によっても前述の場合と同様に、インバランスを検出して補正することができる。
【００９３】
なお、パルス信号を使用する場合、図１０に示す、切換スイッチ３０を設けずに、分配部２１の送信アンテナ２３側の出力とＩＱミキサ２６の入力とを配線によって直接接続するようにすることができる。このように直接接続することで、送信信号をＩＱミキサ２６に入力することができる。なお、このように直接接続すると、レーダ装置として動作する場合に送信パルス信号が直接にＩＱミキサ２６に入力されてしまうが、パルス信号の送信直後の受信信号は無視されるので、レーダ装置の動作に影響を与えることはない。
【００９４】
また、検出部１７によって検出された周囲環境の状況を示すパラメータと、その周囲環境において得られた補正値とを対応付けして、例えば、テーブルとして補正値記憶部１３に記憶しておき、検出時と同じ周囲環境の状況となった場合に、テーブルを参照して記憶済の補正値を選択し、受信信号補正処理部１４に設定するようにしてもよい。そのような構成によれば、較正処理の実行回数を減らすことができる。
【００９５】
また、図１および図１０に示す構成例は一例であって、図１および図１０に示す回路要素以外を付加するようにしたり、既存の回路要素を除外したりするようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１  レーダ装置
１０  制御処理部
１１  信号選択部
１２  較正処理部
１３  補正値記憶部
１４  受信信号補正処理部
１５  対象物検出処理部
１６  切換制御部
１７  検出部
２０  高周波発振部
２１  分配部
２２  切換スイッチ
２３  送信アンテナ
２４  受信アンテナ
２５  較正信号生成部
２６  ＩＱミキサ
２６ａ  分配部
２６ｃ  ミキサ
２６ｄ  ミキサ
２７  受信アンプ
２８  Ａ／Ｄ変換部
３０  切換スイッチ
【図１】
2019158690.tif 000017
【図２】
2019158690.tif 000018
【図３】
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【図４】
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【図５】
2019158690.tif 000021
【図６】
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【図７】
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【図８】
2019158690.tif 000024
【図９】
2019158690.tif 000025
【図１０】
2019158690.tif 000026
【図１１】
2019158690.tif 000027
【図１２】
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