(57)【要約】【課題】干渉波を誤って反射波と判断することを抑制できる技術を提供することを課題とする。【解決手段】レーダ装置１００において、位相変化部１１２は、送信信号ＴＳ１にをランダムな位相変化を与えて位相変化送信信号ＰＶＳ１を生成する。位相変化送信信号ＰＶＳ１は、送信波ＰＷ１として送信される。ミキサ１４１は、受信アンテナ１４により取得された受信信号ＲＳをと位相変化送信信号ＰＶＳ１とミキシングしてビート信号ＢＳを生成する。ミキシングにより、ランダムな位相変化と逆な位相変化が受信信号ＲＳに与えられる。信号処理部１５は、ビート信号ＢＳに対して２次元ＦＦＴを行う。ピーク抽出部１６は、２次元ＦＦＴにより生成されたパワースペクトル３１において、速度軸方向に突出するピークを物標ピークとして抽出する。【選択図】図１
2019200145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダ装置であって、
送信信号を生成する信号生成部と、
前記信号生成部により生成された送信信号にランダムな位相変化を与え、前記ランダムな位相変化が与えられた送信信号を送信アンテナに供給する位相変化部と、
前記ランダムな位相変化と逆の位相変化を、受信アンテナにより取得された受信信号に与える逆位相変化部と、
前記逆の位相変化が与えられた受信信号から、前記レーダ装置を基準とした相対速度に対応する速度軸を含むパワースペクトルを生成する信号処理部と、
前記信号処理部により生成されたパワースペクトルにおいて、前記速度軸の方向において突出するピークが存在する場合、前記突出するピークを物標を示す物標ピークとして抽出するピーク抽出部と、を備えるレーダ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーダ装置であって、
前記信号処理部は、前記受信アンテナにより取得された受信信号から２次元パワースペクトルを生成する、レーダ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のレーダ装置であって、
前記２次元パワースペクトルは、さらに、
前記レーダ装置からの距離に対応する距離軸、を含み、
前記ピーク抽出部は、
前記２次元パワースペクトルにおける一の距離に基づいて前記速度軸の方向に並ぶ複数の座標を特定し、前記特定された複数の座標における複数のパワーの代表値を速度方向代表値として取得する代表値取得部と、
前記代表値取得部により取得された速度方向代表値に基づいて、前記一の距離における速度方向閾値を設定する閾値設定部と、
前記閾値設定部により設定された速度方向閾値に基づいて前記物標ピークを抽出する速度方向ピーク抽出部と、を含むレーダ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のレーダ装置であって、
前記代表値取得部は、前記一の距離を中心として速度軸方向に延びる帯状の算出範囲を決定し、前記決定された算出範囲に含まれる座標のパワー値を用いて前記速度方向代表値を取得する、レーダ装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のレーダ装置であって、
前記閾値設定部は、所定のパワー加算値を前記代表値取得部により取得された速度方向代表値に加算することにより、前記速度方向閾値を算出する、レーダ装置。
【請求項６】
請求項３又は４に記載のレーダ装置であって、
前記閾値設定部は、前記特定された複数の座標における複数のパワーに基づいて、前記パワー加算値を決定し、前記決定されたパワー加算値を前記速度方向代表値に加算することにより前記速度方向閾値を設定する、レーダ装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のレーダ装置であって、
前記逆位相変化部は、前記受信アンテナにより取得された受信信号を、前記ランダムな位相変化が与えられた送信信号とミキシングすることによりビート信号を生成するミキサであり、
前記信号処理部は、
前記逆位相変化部により生成されたビート信号に対してフーリエ変換を行うフーリエ変換部、を含むレーダ装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のレーダ装置であって、さらに、
前記受信アンテナにより取得された受信信号を前記信号生成部により生成された送信信号とミキシングすることによりビート信号を生成するミキサ、を備え、
前記逆位相変化部は、前記逆の位相変化を前記ミキサにより生成されたビート信号に与え、
前記信号処理部は、
前記逆の位相変化を与えられたビート信号に対してフーリエ変換を行うフーリエ変換部、を含むレーダ装置。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のレーダ装置であって、さらに、
前記受信アンテナにより取得された受信信号を前記信号生成部により生成された送信信号とミキシングすることによりビート信号を生成するミキサ、を備え、
前記信号処理部は、
前記ビート信号に対して１回目のフーリエ変換を行うことにより前記ビート信号に対応する複数のスペクトル情報を生成する第１フーリエ変換部と、
前記逆位相変化部と、
第２フーリエ変換部と、を備え、
前記逆位相変化部は、前記逆の位相変化を前記第１フーリエ変換部により生成された複数のスペクトル情報に与え、
前記第２フーリエ変換部は、前記逆の位相変化が与えられた複数のスペクトル情報に対して２回目のフーリエ変換を行う、レーダ装置。
【請求項１０】
レーダ装置で用いられる干渉波検出方法であって、
送信信号を生成するステップと、
前記生成された送信信号にランダムな位相変化を与え、前記ランダムな位相変化が与えられた送信信号を送信アンテナに供給するステップと、
前記ランダムな位相変化と逆の位相変化を、受信アンテナにより取得された受信信号に与えるステップと、
前記逆の位相変化が与えられた受信信号から、前記レーダ装置を基準とした相対速度に対応する速度軸を含むパワースペクトルを生成するステップと、
前記生成されたパワースペクトルにおいて、前記速度軸の方向において突出するピークが存在する場合、前記突出するピークを物標を示す物標ピークとして抽出するステップと、を備える干渉波検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置及び干渉波検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物標を検出するレーダ装置として、ＦＣＭ（Fast Chirp Modulation）方式のレーダ装置が知られている。ＦＣＭ方式のレーダ装置は、送信信号を送信波として出力し、送信波が物標で反射した反射波を受信する。ＦＣＭ方式のレーダ装置は、送信信号と、反射波から取得される受信信号とからビート信号を生成し、その生成したビート信号に２次元ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を施す。
【０００３】
ＦＣＭ方式のレーダ装置は、ビート信号の周波数に基づいて物標まで距離を求め、ビート信号の位相変化に基づいて物標の速度を求める。ＦＣＭ方式のレーダ装置は、距離と速度とを分離して求めることができるため、より高精度な物標検出が可能になると期待されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、自動車等の車両に搭載されるＦＣＭ方式のレーダ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−３８７３号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レーダ装置は、反射波だけでなく、他のレーダ装置により送信された送信波を受信する。他のレーダ装置からの送信波は、物標の検出に寄与しない干渉波であるため、レーダ装置は、受信波に含まれる干渉波を反射波と区別する必要がある。
【０００７】
しかし、一のレーダ装置及び他のレーダ装置が、同じ中心周波数及び同じ送信タイミングで送信波を出力する場合がある。この場合、一のレーダ装置は、受信波に含まれる反射波と、干渉波とを区別することができない。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、送信波の周波数帯域が重複した場合であっても、干渉波を誤って反射波と判断することを抑制できる技術を提供することを課題とする。
【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、第１の発明は、信号生成部と、位相変化部と、逆位相変化部と、信号処理部と、ピーク抽出部とを備えるレーダ装置である。信号生成部は、送信信号を生成する。位相変化部は、信号生成部により生成された送信信号にランダムな位相変化を与え、ランダムな位相変化が与えられた送信信号を送信アンテナに供給する。逆位相変化部は、ランダムな位相変化と逆の位相変化を、受信アンテナにより取得された受信信号に与える。信号処理部は、逆の位相変化が与えられた受信信号から、レーダ装置を基準とした相対速度に対応する速度軸を含むパワースペクトルを生成する。ピーク抽出部は、信号処理部により生成されたパワースペクトルにおいて、速度軸の方向において突出するピークが存在する場合、突出するピークを物標を示す物標ピークとして抽出する。
【００１０】
第１の発明に係るレーダ装置において、位相変化部が、信号生成部により生成された送信信号にランダムな位相を与える。これにより、様々なドップラシフト周波数が送信信号に付加される。受信アンテナにより受信された受信信号は、レーダ装置からの送信波が物標で反射した反射波の成分である反射信号と、干渉波（他のレーダ装置からの送信波）の成分である干渉信号とを含む。
【００１１】
逆位相変化部は、位相変化部が与えたランダムな位相変化と逆の位相変化を受信アンテナにより取得された受信信号に与えることにより、反射信号に含まれるランダムな位相変化を相殺し、干渉信号にランダムな位相変化を与える。この結果、逆の位相変化が与えられた受信信号から取得されるパワースペクトルにおいて、干渉信号のパワーは速度軸方向に分散され、速度軸方向において突出するピークを形成しない。一方、反射信号は、ランダムな位相変化を含まないため、速度軸方向に分散することなく、速度軸方向において突出するピークを形成する。干渉波に由来するピークを誤って反射波に由来するピークと判断することを防ぐことできるため、送信波の周波数帯域が重複した場合であっても、干渉波を誤って反射波と判断することを抑制できる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明であって、信号処理部は、受信部により取得された受信信号から２次元パワースペクトルを取得する。
【００１３】
第２の発明は、ＦＣＭ方式のレーダ装置に用いられる。
【００１４】
第３の発明は、第２の発明であって、２次元パワースペクトルは、さらに、レーダ装置からの距離に対応する距離軸、を含む。ピーク抽出部は、代表値取得部と、閾値設定部と、速度方向ピーク抽出部とを含む。代表値取得部は、２次元パワースペクトルにおける一の距離に基づいて速度軸の方向に並ぶ複数の座標を特定し、特定された複数の座標における複数のパワーの代表値を速度方向代表値として取得する。閾値設定部は、代表値取得部により取得された速度方向代表値に基づいて、一の距離における速度方向閾値を設定する。速度方向ピーク抽出部は、閾値設定部により設定された速度方向閾値に基づいて物標ピークを抽出する。
【００１５】
第３の発明によれば、物標ピークの抽出基準である速度方向閾値が、一の距離ごとに設定されるため、干渉波ピークを誤って物標ピークとして抽出することをさらに防ぐことができる。
【００１６】
第４の発明は、第３の発明であって、代表値取得部は、一の距離を中心として速度軸方向に延びる帯状の算出範囲を決定し、決定された算出範囲に含まれる座標のパワー値を用いて速度方向代表値を取得する。
【００１７】
第４の発明によれば、一の距離を中心として速度軸方向に延びる帯状の算出範囲から速度方向代表値を取得するため、速度方向代表値の統計的信頼性を高めることができる。
【００１８】
第５の発明は、第３又は第４の発明であって、閾値設定部は、所定のパワー加算値を代表値取得部により取得された速度方向代表値に加算することにより、速度方向閾値を算出する。
【００１９】
第５の発明によれば、速度方向閾値の設定に要する演算回数を削減できるため、速度方向閾値を迅速に設定することができる。
【００２０】
第６の発明は、第３又は第４の発明であって、閾値設定部は、特定された複数の座標における複数のパワーに基づいて、パワー加算値を決定し、決定されたパワー加算値を速度方向代表値に加算することにより速度方向閾値を設定する。
【００２１】
第６の発明によれば、一の距離における速度軸方向のパワー値の変動を考慮して速度方向閾値を設定できるため、物標ピークの抽出精度を向上させることができる。
【００２２】
第７の発明は、第１〜第６のいずれかの発明であって、逆位相変化部は、受信アンテナにより取得された受信信号を、ランダムな位相変化が与えられた送信信号とミキシングすることによりビート信号を生成するミキサである。信号処理部は、フーリエ変換部を含む。フーリエ変換部は、逆位相変化部により生成されたビート信号に対してフーリエ変換を行う。
【００２３】
第７の発明によれば、ミキサを逆位相変化部として動作させることができるため、レーダ装置の構成を簡略化することができる。
【００２４】
第８の発明は、第１〜第６のいずれかの発明であって、さらに、ミキサを備える。ミキサは、受信アンテナにより取得された受信信号を信号生成部により生成された送信信号とミキシングすることによりビート信号を生成する。逆位相変化部は、逆の位相変化をミキサにより生成されたビート信号に与える。信号処理部は、フーリエ変換部を含む。フーリエ変換部は、逆の位相変化を与えられたビート信号に対してフーリエ変換を行う。
【００２５】
第８の発明によれば、位相変化部を、信号生成部とミキサとの間に配置できない場合であっても、逆の位相変化を受信信号に与えることができる。これにより、レーダ装置の設計の自由度を向上させることができる。
【００２６】
第９の発明は、第１〜第６のいずれかの発明であって、さらに、ミキサを備える。ミキサは、受信アンテナにより取得された受信信号を信号生成部により生成された送信信号とミキシングすることによりビート信号を生成する。信号処理部は、第１フーリエ変換部と、逆位相変化部と、第２フーリエ変換部とを備える。第１フーリエ変換部は、ビート信号に対して１回目のフーリエ変換を行うことによりビート信号に対応する複数のスペクトル情報を生成する。逆位相変化部は、逆の位相変化を第１フーリエ変換部により生成された複数のスペクトル情報に与える。第２フーリエ変換部は、逆の位相変化が与えられた複数のスペクトル情報に対して２回目のフーリエ変換を行う。
【００２７】
第９の発明によれば、逆位相変化部を、信号生成部とミキサとの間に配置できない場合であっても、逆の位相変化を受信信号に与えることができる。これにより、レーダ装置の設計の自由度を向上させることができる。
【００２８】
第１０の発明は、レーダ装置で用いられる干渉波検出方法であり、ａ）ステップと、ｂ）ステップと、ｃ）ステップと、ｄ）ステップと、ｅ）ステップと、ｆ）ステップとを備える。ａ）ステップは、送信信号を生成する。ｂ）ステップは、生成された送信信号にランダムな位相変化を与え、ランダムな位相変化が与えられた送信信号を送信アンテナに供給する。ｃ）ステップは、ランダムな位相変化と逆の位相変化を、受信アンテナにより取得された受信信号に与える。ｄ）ステップは、逆の位相変化が与えられた受信信号から、レーダ装置を基準とした相対速度に対応する速度軸を含むパワースペクトルを生成する。ｅ）ステップは、生成されたパワースペクトルにおいて、速度軸の方向において突出するピークが存在する場合、突出するピークを物標を示す物標ピークとして抽出する。
【００２９】
第１０の発明は、第１の発明に用いられる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、送信波の周波数帯域が重複した場合であっても、干渉波を誤って反射波と判断することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るレーダ装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図１に示すレーダ装置と他のレーダ装置との位置関係の一例を示す図である。
【図３】図１に示すピーク抽出部の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】図１に示すレーダ装置が実行する送信処理のフローチャートである。
【図５】図１に示すパターンテーブルの一例を示す図である。
【図６】図１に示す送信信号の位相変化を説明する図である。
【図７】図１に示すパターンテーブルの他の例を示すである。
【図８】図１に示すレーダ装置が実行する受信処理のフローチャートである。
【図９】図１に示すフーリエ変換部により生成される２次元パワースペクトルの一例を示す図である。
【図１０】図９に示す物標ピークの速度軸方向のパワースペクトルである。
【図１１】図９に示す干渉波ピークの速度軸方向のパワースペクトルである。
【図１２】図１に示すピーク抽出部の動作を示すフローチャートである。
【図１３】図３に示す代表値取得部により取得される速度方向代表値の算出範囲の一例を示す図である。
【図１４】図３に示す代表値取得部により取得される距離方向代表値の算出範囲の一例を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係るレーダ装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１６】図１５に示す受信部の構成を示す機能ブロック図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態に係るレーダ装置が備える信号処理部の構成を示す機能ブロック図である。
【図１８】図２に示す別のレーダ装置により送信される送信信号のチャープ数が１２８である場合における、干渉波ピークのパワースペクトルである。
【図１９】図２に示す別のレーダ装置により送信される送信信号のチャープ数が１２８である場合における、干渉波ピークのパワースペクトルである。
【図２０】ＣＰＵバス構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００３３】
［第１の実施の形態］
｛１．２台のレーダ装置の位置関係｝
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るレーダ装置１００の構成を示す機能ブロック図である。図１において、括弧内の符号は、レーダ装置１００と同一の構成を有する、レーダ装置２００の構成要素を示す。
【００３４】
レーダ装置１００は、位相変化送信信号ＰＶＳ１を送信波ＰＶＷ１として出力し、送信波ＰＶＷ１が物標で反射した反射波を含む受信波ＲＷを受信する。位相変化送信信号ＰＶＳ１は、連続する複数のチャープ信号の各々の位相をランダムに変化させた信号である。
【００３５】
図２は、図１に示すレーダ装置１００とレーダ装置２００との位置関係の一例を示す図である。図２を参照して、レーダ装置１００は、車両１Ａに搭載される。レーダ装置１００は、車両１Ａの前端面に設置され、送信波ＰＶＷ１を車両１Ａの前方に照射する。送信波ＰＶＷ１が車両２Ａで反射した反射波ＲＦＬは、レーダ装置１００の受信アンテナ１３により受信された場合、受信アンテナ１３により反射信号ＲＦＳに変換される。レーダ装置１００は、反射信号ＲＦＳを用いて車両２Ａを検出する。距離Ｄ１は、レーダ装置１００から車両２Ａまでの距離である。
【００３６】
以下の説明において、車両１Ａの「前方」とは、車両１Ａの直進方向であって、運転席からステアリングに向かう方向である。車両１Ａの「後方」とは、車両１Ａの直進方向であって、ステアリングから運転席に向かう方向である。車両１Ａの「左方」とは、車両１Ａの直進方向及び鉛直方向に垂直な方向であって、車両１Ａの前方を基準として左方向である。車両１Ａの「右方」とは、車両１Ａの直進方向及び鉛直方向に垂直な方向であって、車両１Ａの前方を基準として右方向である。車両２Ａの方向は、車両１Ａと同様に定義される。
【００３７】
車両１Ａは、片側１車線の対面通行式の道路を走行している。車両２Ａは、車両１Ａが走行する車線と別の車線において、車両１Ａと反対方向に走行している。車両２Ａは、レーダ装置２００を搭載する。
【００３８】
レーダ装置２００は、車両２Ａの前端面に設置される。レーダ装置２００は、位相変化送信信号ＰＶＳ２を生成し、その生成した位相変化送信信号ＰＶＳ２を送信波ＰＶＷ２として出力する。送信波ＰＶＷ２は、車両２Ａの前方に照射される。送信波ＰＶＷ２の中心周波数は、送信波ＰＶＷ１の中心周波数と同じである。つまり、送信波ＰＶＷ２の周波数帯域は、送信波ＰＶＷ１の周波数帯域と重複する。送信波ＰＶＷ２は、レーダ装置１００の受信アンテナ１３により受信された場合、受信アンテナ１３により干渉信号ＩＳに変換される。
【００３９】
以下、レーダ装置２００に関して、レーダ装置１００と同じ内容の説明を省略する。
【００４０】
｛２．ＦＣＭ方式を用いた物標検出の概略｝
レーダ装置１００、２００は、ＦＣＭ方式で物標を検出する。ＦＣＭ方式は、ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式で必要なアップピークとダウンピークのペアリング処理が不要であることから、誤ペアリングによる物標の誤認識という問題が発生しない。従って、ＦＣＭ方式は、ＦＭＣＷ方式に比べてより正確な物標検出が期待される。
【００４１】
ここで、一般的なＦＣＭ方式のレーダ装置における、距離と相対速度の算出方法について簡単に説明する。レーダ装置は、のこぎり波状のチャープ信号を生成し、その生成したチャープ信号をＦＭＣＷ方式と比べて短い周期で送信する。レーダ装置は、受信波を受信し、送信信号と受信波から変換された受信信号とをミキシングすることによりビート信号を生成する。レーダ装置は、その生成したビート信号に対して２次元ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を行う。レーダ装置は、２次元ＦＦＴにより得られた２次元パワースペクトルに現れたピークに基づいて、レーダ装置から物標までの距離と、レーダ装置から見た物標の相対速度とを取得する。
【００４２】
距離の取得についてさらに説明する。レーダ装置から物標までの距離が長くなるほど、送信信号に対する受信信号の時間遅延が大きくなるため、ビート信号の周波数は、距離に比例する。そのため、ビート信号に対して１回目のＦＦＴを施すことにより、距離に対応する周波数の位置にピークが出現する。１回目のＦＦＴは、所定の周波数間隔で設定された周波数ポイント（以下、距離ビンという場合がある）ごとに受信レベルや位相情報を抽出するため、正確には距離に対応する周波数の距離ビンにピークが出現する。つまり、１回目のＦＦＴにおいてピーク周波数を検出することで距離を求めることができる。１回目のＦＦＴ処理は、ビート信号について行われるため、ビート信号の数、即ちチャープの数だけ繰り返される。
【００４３】
相対速度の算出について取得する。レーダ装置は、ビート信号に含まれるドップラシフト周波数を検出することにより、物標の相対速度を取得する。相対速度が０ｋｍ／ｈである場合、受信信号は、ドップラシフト周波数を含まない。この場合、ビート信号の位相は全て同じになる。一方、相対速度が０ｋｍ／ｈでない場合、受信信号は、相対速度に応じたドップラシフト周波数を含む。この場合、各ビート信号は、ドップラシフト周波数に応じた位相情報を有する。従って、１回目のＦＦＴにより得られた各ビート信号のパワースペクトルを時系列に並べて２回目のＦＦＴ処理を行うことにより、ドップラシフト周波数に応じた位置にピークが出現する。２回目のＦＦＴは、速度分解能に応じた所定の周波数間隔で設定された周波数ポイント（以下、速度ビンという場合がある）ごとに位相情報を抽出するため、ドップラシフト周波数に対応する速度ビンの位置にピークが出現する。このように、２回目のＦＦＴで得られるピークの周波数に基づいて、相対速度を求めることができる。
【００４４】
｛３．レーダ装置１００の構成｝
図１を参照して、レーダ装置１００は、送信部１１と、送信アンテナ１２と、複数の受信アンテナ１３と、複数の受信部１４と、信号処理部１５と、ピーク抽出部１６と、物標データ生成部１７と、メモリ１８とを備える。本実施の形態では、レーダ装置１００は、４つの受信アンテナ１３と４つの受信部１４とを備えている。受信アンテナ１３と受信部１４とは１対１で対応する。
【００４５】
送信部１１は、位相がランダムに変化する位相変化送信信号ＰＶＳ１を生成し、その生成した位相変化送信信号ＰＶＳ１を送信アンテナ１２に供給する。送信アンテナ１２は、送信部１１から受けた位相変化送信信号ＰＶＳ１を送信波ＰＶＷ１として送信する。
【００４６】
送信部１１は、信号生成部１１１と、位相変化部１１２とを備える。信号生成部１１１は、複数のチャープ信号を含む送信信号ＴＳ１を生成する。送信信号ＴＳ１の周期は、１つのチャープ信号の周期と同じであり、例えば、数十μｓｅｃである。
【００４７】
信号生成部１１１は、波形がのこぎり状である電圧信号をスイープ信号として生成する。スイープ信号の周期は、送信信号ＴＳ１の周期と同じである。信号生成部１１１は、予め設定された中心周波数を有する連続波を生成し、その生成した連続波をスイープ信号を用いて周波数変調する。これにより、送信信号ＴＳ１が生成される。
【００４８】
位相変化部１１２は、信号生成部１１１から送信信号ＴＳ１を受け、メモリ１８に記憶されたパターンテーブル５１を用いて、その受けた送信信号ＴＳ１にランダムな位相変化を与える。位相変化送信信号ＰＶＳ１は、ランダムな位相変化が与えられた送信信号ＴＳ１である。位相変化部１１２の詳細については、後述する。
【００４９】
複数の受信アンテナ１３は、受信波ＲＷを受信し、その受信した受信波ＲＷを受信信号ＲＳに変換する。
【００５０】
受信部１４は、対応する受信アンテナ１３から受信信号ＲＳを取得する。受信部１４により取得された受信信号ＲＳは、図示しないローノイズアンプで増幅される。複数の受信部１４の各々は、ミキサ１４１と、Ａ／Ｄ変換器１４２とを備える。
【００５１】
ミキサ１４１は、増幅された受信信号ＲＳを、位相変化部１１２から受けた位相変化送信信号ＰＶＳ１とミキシングすることにより、ビート信号ＢＳを生成する。つまり、ミキサ１４１は、送信信号ＴＳ１に与えられた位相変化と逆の位相変化を、受信信号ＲＳに与える逆位相変化部として動作する。ミキサ１４１は、生成したビート信号ＢＳをＡ／Ｄ変換器１４２に出力する。Ａ／Ｄ変換器１４２は、ミキサ１４１から受けたビート信号ＢＳを離散化し、その離散化されたビート信号ＢＳを信号処理部１５に出力する。
【００５２】
信号処理部１５は、複数の受信部１４の各々から、離散化されたビート信号ＢＳを取得し、その取得したビート信号ＢＳを処理する。信号処理部１５は、フーリエ変換部１５１を含む。
【００５３】
フーリエ変換部１５１は、複数の受信部１４から取得したビート信号ＢＳに対して２次元ＦＦＴを施すことにより、２次元パワースペクトル３１を生成する。フーリエ変換部１５１は、生成した２次元パワースペクトル３１をピーク抽出部１６に出力する。
【００５４】
ピーク抽出部１６は、信号処理部１５から２次元パワースペクトル３１を受け、その受けた２次元パワースペクトル３１に含まれるピークの中から、物標を示す物標ピークを抽出する。ピーク抽出部１６は、物標ピークを記録したピークデータ３２を物標データ生成部１７に出力する。ピーク抽出部１６の構成については、後述する。
【００５５】
物標データ生成部１７は、ピーク抽出部１６からの受けたピークデータ３２に基づいて、レーダ装置１００から物標までの距離と、レーダ装置１００を基準とした物標の相対速度とを求める。物標データ生成部１７は、求めた距離及び相対速度を含む物標データを、車両制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０に出力する。
【００５６】
車両制御ＥＣＵ６０は、物標データ生成部１７から受けた物標データを、例えば、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）やＰＣＳ（Pre-crash Safety System）に利用する。
【００５７】
メモリ１８は、不揮発性の記憶装置であり、例えば、フラッシュメモリである。メモリ１８は、パターンテーブル５１を記憶する。
【００５８】
以下、ピーク抽出部１６の構成を、図３を参照しながら説明する。図３は、図１に示すピーク抽出部１６の構成を示す機能ブロック図である。ピーク抽出部１６は、代表値取得部１６１と、閾値設定部１６２と、速度方向ピーク抽出部１６３と、距離方向判断部１６４とを備える。
【００５９】
代表値取得部１６１は、フーリエ変換部１５１から２次元パワースペクトル３１を受ける。代表値取得部１６１は、その受けた２次元パワースペクトル３１において一の座標を選択し、選択した一の座標を含む複数の座標の複数のパワーから、２つの代表値を取得する。以下、選択された一の座標を「選択座標」と記載する。
【００６０】
２つの代表値の一方は、速度方向代表値４１であり、他方は、距離方向代表値４２である。速度方向代表値４１は、選択座標を含むとともに速度方向に延びる帯状範囲に含まれる座標のパワーの算術平均である。距離方向代表値４２は、選択座標を含むとともに距離方向に延びる帯状範囲に含まれる座標のパワーの算術平均である。代表値取得部１６１は、速度方向代表値４１及び距離方向代表値４２を閾値設定部１６２に出力する。
【００６１】
閾値設定部１６２は、代表値取得部１６１から受けた速度方向代表値４１に基づいて、速度方向閾値４３を設定し、設定した速度方向閾値４３を速度方向ピーク抽出部１６３に出力する。また、閾値設定部１６２は、代表値取得部１６１から受けた距離方向代表値４２に基づいて、距離方向閾値４４を設定し、設定した距離方向閾値４４を距離方向判断部１６４に出力する。
【００６２】
速度方向ピーク抽出部１６３は、閾値設定部１６２から受けた速度方向閾値４３に基づいて、速度方向のピークが選択座標で形成されているか否かを判断する。速度方向のピークが選択座標で形成されている場合、速度方向ピーク抽出部１６３は、選択座標を距離方向判断部１６４に出力する。
【００６３】
距離方向判断部１６４は、速度方向ピーク抽出部１６３から選択座標を受けた場合、距離方向閾値４４を閾値設定部１６２から取得する。距離方向判断部１６４は、距離方向のピークが選択座標で形成されているか否かを、距離方向閾値４４に基づいて判断する。距離方向判断部１６４は、距離方向のピークが選択座標で形成されている場合、選択座標のピークが物標ピークであると判断し、選択座標をピークデータ３２に追加する。
【００６４】
｛４．レーダ装置２００の構成｝
図１を参照して、レーダ装置２００は、送信部２１と、送信アンテナ２２と、受信アンテナ２３と、受信部２４と、信号処理部２５と、ピーク抽出部２６と、物標データ生成部２７と、メモリ２８とを備える。送信部２１は、信号生成部２１１と、位相変化部２１２とを含む。受信部２４は、ミキサ２４１と、Ａ／Ｄ変換器２４２とを備える。レーダ装置２００は、上述のように、レーダ装置１００と同じ構成を有する。このため、レーダ装置２００が有する各構成要素の詳細な説明を省略する。
【００６５】
｛５．レーダ装置の動作｝
｛５．１．送信処理｝
（レーダ装置１００による送信処理）
図４は、レーダ装置１００により実行される送信波ＰＶＷ１の送信処理のフローチャートである。図４を参照して、信号生成部１１１が、スイープ信号を生成する（ステップＳ１１）。スイープ信号において、電圧は、基準電圧から時間の経過とともに一定の割合で増加し、予め設定されたスイープ信号の１周期に相当する時間を経過した時点で基準電圧まで急降下する変化を繰り返す。
【００６６】
信号生成部１１１は、予め設定された中心周波数を有する連続波を生成する。信号生成部１１１は、ステップＳ１１で生成したスイープ信号を用いて、連続波を周波数変調することにより、送信信号ＴＳ１を生成する（ステップＳ１２）。生成された送信信号ＴＳ１は、位相変化部１１２に出力される。
【００６７】
位相変化部１１２は、パターンテーブル５１をメモリ１８から読み出す。位相変化部１１２は、読み出したパターンテーブル５１を用いて、位相変化送信信号ＰＶＳ１を生成する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の詳細については、後述する。送信アンテナ１２は、位相変化部１１２から供給される位相変化送信信号ＰＶＳ１を、送信波ＰＶＷ１として車両２Ａの前方に送信する。
【００６８】
（位相変化部１１２の動作（ステップＳ１２））
図５は、図１に示すメモリ１８に記録されるパターンテーブル５１の一例を示す図である。図５を参照して、パターンテーブル５１は、送信信号ＴＳ１に含まれるチャープ信号の各々の位相に加算すべき位相加算量を記録している。送信信号ＴＳ１がｎ個のチャープ信号を含む場合、パターンテーブル５１は、ｎ個のチャープ信号に対応するｎ個の位相加算量を記録する。つまり、チャープ信号と位相加算量とは１対１に対応する。
【００６９】
パターンテーブル５１は、４種類の位相加算量（０°、９０°、１８０°、２７０°）を有する。４種類の位相加算量が、パターンテーブル５１の各周期においてランダムに出現する。図５に示す例では、パターンテーブル５１において、１周期目〜６周期目の位相加算量は、０°、９０°、２７０°、０°、１８０°、９０°であり、ｎ周期目の位相加算量は、９０°である。
【００７０】
図６は、パターンテーブル５１を用いた場合における送信信号ＴＳ１の位相変化を示す図である。図６を参照して、送信信号ＴＳ１は、チャープ信号Ｃ１〜Ｃｎを含む。ｎは、２以上の自然数である。送信期間は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間、すなわち、チャープ信号Ｃ１〜Ｃｎを送信する期間である。
【００７１】
位相変化部１１２は、図６に示すパターンテーブル５１に基づいて、１周期目のチャープ信号Ｃ１の位相に０°を加算する。続いて、位相変化部１１２は、２周期目のチャープ信号Ｃ２の位相に９０°を加算し、３周期目のチャープ信号Ｃ３の位相に２７０°を加算する。以下、各周期のチャープ信号に対して設定された位相加算量が、各周期のチャープ信号の位相に加算される。このようにして、位相変化部１１２は、送信信号ＴＳ１にランダムな位相変化を与えることにより位相変化送信信号ＰＶＳ１を生成する。
【００７２】
（位相変化の効果）
ステップＳ１２において送信信号ＴＳ１の位相をランダムに変化させることにより、位相変化送信信号ＰＶＳ１は、仮想的なドップラシフト周波数を含む。
【００７３】
図５に示すパターンテーブル５１に基づいて位相変化送信信号ＰＶＳ１を生成した場合、チャープ信号Ｃ１とチャープ信号Ｃ２との位相差が９０°である。この位相差は、チャープ信号の１周期分の時間が経過するたびに位相が９０°変化するドップラシフト周波数を位相変化送信信号ＰＶＳ１が含むことを示す。
【００７４】
同様に、チャープ信号Ｃ１とチャープ信号Ｃ３との位相差が２７０°である。この位相差は、チャープ信号の１周期分の時間が経過するたびに位相が１３５°変化するドップラシフト周波数を位相変化送信信号ＰＶＳ１が含むことを示す。チャープ信号Ｃ１とチャープ信号Ｃ５との位相差が１８０°である。この位相差は、チャープ信号の１周期分の時間が経過するたびに位相が４５°変化するドップラシフト周波数を位相変化送信信号ＰＶＳ１が含むことを示す。チャープ信号Ｃ１とチャープ信号Ｃｎとの位相差が９０°である。この位相差は、チャープ信号の１周期分の時間が経過するたびに位相が（１３５／ｎ）°変化するドップラシフト周波数を位相変化送信信号ＰＶＳ１が含むことを示す。
【００７５】
つまり、位相変化送信信号ＰＶＳ１は、任意の２つのチャープ信号の位相差とこの２つのチャープ信号の周期とによって定まるドップラシフト周波数を含む。パターンテーブル５１において位相加算量がランダムに変化するため、位相変化送信信号ＰＶＳ１に含まれる複数のドップラシフト周波数はランダムとなる。
【００７６】
送信波ＰＶＷ１は、レーダ装置１００が移動しているか否かに関係なく、上述の様々なドップラシフト周波数を含む。車両１Ａが停止していた場合であっても、位相変化部１１２が送信信号ＴＳ１の位相をランダムに変化させるためである。すなわち、位相変化送信信号ＰＶＳ１は、ランダム、かつ、車両１Ａの動きと関係のない仮想的なドップラシフト周波数を含む。
【００７７】
（レーダ装置２００の送信処理）
レーダ装置２００は、図４に示す処理を実行して、送信波ＰＶＷ２を送信する。位相変化部２１２は、パターンテーブル５２を用いて、信号生成部２１１により生成された送信信号にランダムな位相変化を与えることにより、位相変化送信信号ＰＶＳ２を生成する。従って、位相変化送信信号ＰＶＳ２は、仮想的な複数のドップラシフト周波数を含む。位相変化送信信号ＰＶＳ２に含まれる仮想的な複数のドップラシフト周波数は、ランダムである。
【００７８】
図７は、レーダ装置２００により使用されるパターンテーブル５２の一例を示す図である。図７を参照して、パターンテーブル５２は、パターンテーブル５１と同じ４種類の位相加算量を有する。しかし、パターンテーブル５２における位相加算量の変化は、パターンテーブル５１における位相加算量の変化と異なる。従って、位相変化送信信号ＰＶＳ１及びＰＶＳ２は、同一の中心周波数を有するが、互いに異なる位相を有する。送信波ＰＶＷ１及びＰＶＷ２についても同様である。パターンテーブル５２が位相変化送信信号ＰＶＳ２の生成に用いられる点を除き、送信波ＰＶＷ２の送信処理は、送信波ＰＶＷ１の送信処理と同じであるため、その詳細な説明を省略する。
【００７９】
｛５．２．受信処理｝
図８は、レーダ装置１００により実行される受信処理のフローチャートである。レーダ装置１００は、図８を示す受信処理を実行して、受信波ＲＷから物標である車両２Ａを検出する。以下、車両２Ａに搭載されたレーダ装置２００は、干渉波である送信波ＰＶＷ２を送信している例を説明する。
【００８０】
受信アンテナ１３は、受信した受信波ＲＷを受信信号ＲＳに変換し、受信信号ＲＳを受信部１４に出力する。レーダ装置２００が送信波ＰＶＷ２を車両２Ａの前方に照射しているため、受信波ＲＷは、反射波ＲＦＬと、干渉波である送信波ＰＶＷ２とを含む。従って、受信信号ＲＳは、反射波ＲＦＬから変換された反射信号ＲＦＳと、送信波ＰＶＷ２から変換された干渉信号ＩＳとを含む。
【００８１】
受信部１４において、ミキサ１４１は、受信信号ＲＳを受信アンテナ１３から受け、位相変化送信信号ＰＶＳ１を送信部１１から受ける。ミキサ１４１は、受信信号ＲＳを位相変化送信信号ＰＶＳ１とミキシングすることにより、ビート信号ＢＳを生成する。
【００８２】
ビート信号ＢＳは、反射信号ＲＦＳに由来する仮想的なドップラシフト周波数を含まず、干渉信号ＩＳに由来する仮想的なドップラシフト周波数を含む。
【００８３】
受信信号ＲＳが反射信号ＲＦＳのみを含むと仮定した場合、ビート信号ＢＳは、反射信号ＲＦＳと位相変化送信信号ＰＶＳ１との差分信号である。反射信号ＲＦＳは、位相変化送信信号ＰＶＳ１が有する仮想的なドップラシフト周波数に加えて、物標（車両２Ａ）の相対速度に相当する真のドップラシフト周波数を含む。ビート信号ＢＳの位相は、反射信号ＲＦＳと位相変化送信信号ＰＶＳ１との位相差である。反射信号ＲＦＳと位相変化送信信号ＰＶＳ１とは同じ位相変化を有するため、反射信号ＲＦＳに含まれる仮想的なドップラシフト周波数は、ミキシングにより、位相変化送信信号ＰＶＳ１に含まれる仮想的なドップラシフト周波数と相殺される。この結果、ビート信号は、仮想的なドップラシフト周波数を含まず、真のドップラシフト周波数を含む。
【００８４】
受信信号ＲＳが干渉信号ＩＳのみを含むと仮定した場合、ビート信号ＢＳは、干渉信号ＩＳと位相変化送信信号ＰＶＳ１との差分信号である。干渉信号ＩＳは、位相変化送信信号ＰＶＳ２が有する仮想的なドップラシフト周波数と、物標（車両２Ａ）の相対速度に相当する真のドップラシフト周波数とを含む。ビート信号ＢＳの位相は、干渉信号ＩＳと位相変化送信信号ＰＶＳ１との位相差である。パターンテーブル５１を用いて生成された位相変化送信信号ＰＶＳ１は、干渉信号ＩＳ（パターンテーブル５２を用いて生成された位相変化送信信号ＰＶＳ２）と異なる位相変化を有するため、干渉信号ＩＳに含まれる仮想的なドップラシフト周波数は、ミキシングにより、位相変化送信信号ＰＶＳ１に含まれる仮想的なドップラシフト周波数と相殺されない。この結果、ビート信号ＢＳは、真のドップラシフト周波数と、パターンテーブル５２に基づく仮想的なドップラシフト周波数とを含む。
【００８５】
実際には、受信信号ＲＳが反射信号ＲＦＳと干渉信号ＩＳとを含むため、ビート信号ＢＳは、車両２Ａの相対速度に相当する真のドップラシフト周波数と、パターンテーブル５２に基づく仮想的なドップラシフト周波数とを含む。つまり、ミキサ１４１は、受信信号ＲＳを位相変化送信信号ＰＶＳ１とミキシングすることにより、パターンテーブル５１に基づく位相変化と逆の位相変化を受信信号ＲＳに与える逆位相変化部として機能する。ミキシングにより、反射信号ＲＦＳに含まれる仮想的なドップラシフト周波数が打ち消されるため、レーダ装置１００は、逆位相変化部として動作する機能部を、ミキサ１４１とは別に設けなくてもよい。従って、レーダ装置１００の構成を簡略化できる。
【００８６】
ミキサ１４１により生成されたビート信号ＢＳは、Ａ／Ｄ変換器１４２により離散化される。Ａ／Ｄ変換器１４２は、離散化されたビート信号ＢＳをフーリエ変換部１５１に出力する。
【００８７】
フーリエ変換部１５１は、Ａ／Ｄ変換器１４２から離散化されたビート信号ＢＳを受け、その受けたビート信号ＢＳに対して２次元ＦＦＴを実行する（ステップＳ２１）。フーリエ変換部１５１は、２次元ＦＦＴにより得られた２次元パワースペクトル３１をピーク抽出部１６に出力する。
【００８８】
ピーク抽出部１６は、フーリエ変換部１５１から２次元パワースペクトル３１を受け、その受けた２次元パワースペクトル３１から、物標ピークを抽出する（ステップＳ２２）。ピーク抽出部１６は、各物標ピークの距離ビン及び速度ビンを記録したピークデータ３２を物標データ生成部１７に出力する。ステップＳ２２の詳細については、後述する。
【００８９】
物標データ生成部１７は、ピークデータ３２をピーク抽出部１６から受け、その受けたピークデータ３２に記録された各物標ピークの距離ビン及び速度ビンに基づいて、レーダ装置１００から物標までの距離と、レーダ装置１００から見た物標の相対速度を決定する（ステップＳ２３）。物標データ生成部１７は、反射波ＲＦＬの到来方向を、物標の方位として推定する（ステップＳ２４）。到来方向を推定する方法は、特に限定されず、例えば、ESPRIT、MUSIC、及びPRISM等を用いることができる。
【００９０】
物標データ生成部１７は、ステップＳ２３で得られた距離及び相対速度と、ステップＳ２４で得られた物標の方位とに基づいて、各物標の位置と、距離と、相対速度とを記録した物標データを生成する（ステップＳ２５）。
【００９１】
物標データ生成部１７は、物標データを１つ以上のクラスタにクラスタリングする（ステップＳ２６）。具体的には、一の物標データに記録された一の物標の位置から、他の物標データに記録された他の物標の位置までの距離が所定の距離よりも短い場合、物標データ生成部１７は、これらの物標データを数珠つなぎにつなぐことによりクラスタを生成する。ステップＳ２７以降の処理では、１つのクラスタが１つの物標に対応する。このため、物標データがクラスタごとに生成される。
【００９２】
物標データ生成部１７は、新たに検出された物標（クラスタ）を、過去に検出された物標と対応付ける追跡処理を実行する（ステップＳ２７）。追跡処理の方法は特に限定されない。物標データ生成部１７は、新たに検出された物標を、３種類の物標に分類する（ステップＳ２８）。３種類の物標は、具体的には、静止物標、車両１Ａの前方に移動する移動物標、及び車両１Ａの後方に移動する移動物標である。物標データ生成部１７は、新たに検出された物標の分類を物標データに記録する。
【００９３】
物標データ生成部１７は、不要物に対応する物標データを除去する（ステップＳ２９）。例えば、不要物は、レーダ装置１００を搭載する車両１Ａの車高よりも高い位置に存在する静止物標である。物標データ生成部１７は、ステップＳ２９において除去されなかった物標データのパラメータに基づいて、同一の物体に関する物標データであると推測できる複数の物標データを１つの物標データにグループ化する（ステップＳ３０）。
【００９４】
物標データ生成部１７は、ステップＳ３０により得られた物標データを車両制御ＥＣＵ６０に出力する。また、ステップＳ３０により得られた物標データは、メモリ１８に記憶される。物標データ生成部１７は、図８に示す処理を新たに実行する場合、メモリ１８に記憶された物標データを、過去に検出された物標データとして使用する。
【００９５】
｛５．３．ピーク抽出（ステップＳ２２）｝
（ピーク抽出の概略）
図９は、２次元パワースペクトル３１の一例を示す図である。図９において、Ｘ軸は、距離ビンに対応する距離軸である。Ｙ軸は、速度ビンに対応する速度軸である。Ｚ軸は、パワーに対応する。なお、図９に示す２次元パワースペクトル３１において、チャープ数は、６４であるため、Ｙ軸の最大値は、６４である。
【００９６】
図９を参照して、２次元パワースペクトル３１は、ピークＰ１１、Ｐ１２を含む。ピークＰ１１は、反射波ＲＦＬに対応する物標ピークである。ピークＰ１２は、送信波ＰＶＷ２に対応する干渉波ピークである。
【００９７】
ピークＰ１１は、距離方向及び速度方向の両者に関して明確なピークを形成している。ピークＰ１１の距離ビン及び速度ビンは、Ｘａ及びＹａである。距離ビンＸａは、距離Ｄ１（図２参照）に相当する。ビート信号ＢＳにおいて、反射信号ＲＦＳに含まれる仮想的なドップラシフト周波数が打ち消されており、反射信号ＲＦＳは、真のドップラシフト周波数を含む。このため、速度ビンＹａは、車両２Ａの相対速度に相当する。
【００９８】
図１０は、ピークＰ１１のＸ軸方向のパワースペクトルである。つまり、図１０に示すパワースペクトルは、２次元パワースペクトル３１を、距離ビンＸａにおいて、Ｘ軸に垂直な平面により切断した切断面に相当する。距離ビンＸａにおいて、Ｙ軸方向のフロアノイズは、−１００ｄＢ〜−１５０ｄＢである。ピークＰ１１は、速度ビンＹａにおいて形成されており、そのピーク値は、約−５ｄＢである。つまり、ピークＰ１１は、距離ビンＸａにおけるＹ軸方向のフロアノイズから突出している。
【００９９】
ピークＰ１２は、上述のように、干渉波ピークであり、距離ビンＸｂにおいて、距離方向に明確なピークを形成している。レーダ装置２００は、レーダ装置１００が送信波ＰＶＷ１を送信するタイミングと無関係なタイミングで、送信波ＰＶＷ２を送信する。従って、距離ビンＸｂは、送信波ＰＶＷ１の送信タイミングと送信波ＰＶＷ２の送信タイミングとのずれを示し、距離Ｄ１（図２参照）と無関係である。
【０１００】
ビート信号ＢＳにおいて、干渉信号ＩＳは、仮想的なドップラシフト周波数と、真のドップラシフト周波数と含む。干渉信号ＩＳに含まれる仮想的なドップラシフト周波数は、位相変化部２１２により与えられるランダムな位相変化によって生じる。従って、様々なドップラ周波数に対応するピークが、距離ビンＸｂにおいてＹ軸方向に一列に並んで形成される。
【０１０１】
図１１は、図９に示すピークＰ１２のＹ軸方向のパワースペクトルである。つまり、図１１に示すパワースペクトルは、２次元パワースペクトル３１を、距離ビンＸｂにおいて、Ｘ軸に垂直な平面により切断した切断面に相当する。
【０１０２】
図１１を参照して、ピークＰ１２は、Ｙ軸方向に関して複数の極大値を有する。複数の極大値は、−１５ｄＢ〜−２０ｄＢであり、距離ビンＸｂにおけるＹ軸方向のフロアノイズのレベルは、約−１５ｄＢ〜−３５ｄＢである。複数の極大値は、距離ビンＸｂにおけるＹ軸方向のフロアノイズから突出しているとは言えない。つまり、ピークＰ１２のパワーは、Ｙ軸方向に分散しており、速度方向において明確なピークを形成していない。この理由は、送信波ＰＶＷ２が様々な仮想的なドップラシフト周波数を含むためである。送信波ＰＶＷ２のパワーは、仮想的なドップラシフト周波数の各々に対応するピークを形成するために速度方向に分散される。
【０１０３】
上述のように、ミキサ１４１は、受信信号ＲＳを、送信信号ＴＳ１の位相をランダムに変化させた位相変化送信信号ＰＶＳ１とミキシングする。ビート信号ＢＳにおいて、反射信号ＲＦＳに含まれる仮想的なドップラシフト周波数が打ち消され、干渉信号ＩＳに含まれる仮想的なドップラ周波数が残存する。この結果、２次元パワースペクトル３１において、物標ピークは、速度軸方向に明確なピークを形成するのに対して、干渉波ピークは速度軸方向に明確なピークを形成しない。ピーク抽出部１６は、物標ピークと干渉波ピークとの形状の違いを利用して、物標ピークを抽出する。
【０１０４】
（ピーク抽出部１６の動作）
図１２は、ピーク抽出部１６により実行されるピーク抽出処理（ステップＳ２２）のフローチャートである。ピーク抽出部１６は、フーリエ変換部１５１から２次元パワースペクトル３１を受けた場合、図１２に示す処理を開始する。
【０１０５】
最初に、代表値取得部１６１が、２次元パワースペクトル３１における一の座標（選択座標）を選択する（ステップＳ２０１）。具体的には、代表値取得部１６１は、Ｘ軸とＹ軸とによって定義される２次元空間において、選択座標を選択する。選択座標は、２次元座標をＸ軸方向及びＹ軸方向にスキャンするようにして選択される。
【０１０６】
ピーク抽出部１６は、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４を実行して、Ｙ軸方向のピークが選択座標で形成されているか否かを判断する。
【０１０７】
代表値取得部１６１は、選択座標に対応する速度方向代表値４１を算出する（ステップＳ２０２）。具体的には、代表値取得部１６１は、速度方向代表値４１の算出に用いられる算出範囲を、選択座標に基づいて決定する。代表値取得部１６１は、決定した算出範囲に含まれる座標におけるパワーの算術平均を、速度方向代表値４１として算出する。代表値取得部１６１は、速度方向代表値４１を閾値設定部１６２に出力する。
【０１０８】
図１３は、速度方向代表値４１の算出範囲の一例を示す図である。図１３を参照して、座標Ｃｓ（Ｘｓ，Ｙｓ）が選択座標である場合における算出範囲をハッチングで示している。代表値取得部１６１は、選択座標を中心として、Ｙ軸方向に延びる帯状領域を算出範囲に決定する。帯状領域の幅は、予め設定されている。図１３に示す例では、座標Ｃｓ（Ｘｓ，Ｙｓ）が選択座標である場合、Ｘ軸座標がＸｓ−２以上、かつ、Ｘｓ＋２以下である帯状領域が算出範囲に決定される。つまり、速度方向閾値４３は、距離ビンごとに設定される。また、Ｘ＝Ｘｓの座標を中心とした帯状領域の座標のパワーを用いることにより、Ｘ＝Ｘｓである座標のパワーのみを用いる場合に比べて、速度方向代表値４１の統計的信頼性を高めることができる。
【０１０９】
閾値設定部１６２は、速度方向代表値４１を代表値取得部１６１から受け、その受けた速度方向代表値４１に基づいて、速度方向閾値４３を設定する（ステップＳ２０３）。具体的には、閾値設定部１６２は、予め設定された第１パワー加算値を速度方向代表値４１に加算した値を、速度方向閾値４３に設定する。物標ピークの抽出基準である速度方向閾値４３が、距離ビンごとに設定されるため、物標ピークの抽出精度を向上させることができる。つまり、干渉波ピークを誤って物標ピークとして抽出することを防ぐことができる。また、速度方向閾値４３の設定に要する演算回数を削減できるため、速度方向閾値４３を迅速に設定できる。閾値設定部１６２は、選択座標及び速度方向閾値４３を、速度方向ピーク抽出部１６３に出力する。
【０１１０】
速度方向ピーク抽出部１６３は、選択座標及び速度方向閾値４３を閾値設定部１６２から受け、２次元パワースペクトル３１をフーリエ変換部１５１から受ける。速度方向ピーク抽出部１６３は、速度方向のピークが選択座標において形成されているか否かを、速度方向閾値４３と、選択座標のパワーとに基づいて判断する（ステップＳ２０４）。
【０１１１】
具体的には、速度方向ピーク抽出部１６３は、フーリエ変換部１５１から受けた２次元パワースペクトル３１から、選択座標のパワーを取得する。速度方向ピーク抽出部１６３は、取得した選択座標のパワーを速度方向閾値４３と比較する。選択座標のパワーが速度方向閾値４３以下である場合、速度方向ピーク抽出部１６３は、速度方向のピークが選択座標で形成されていないと判断する（ステップＳ２０４においてＮｏ）。選択座標において、物標ピークが形成されていないか、あるいは、図１１に示すような干渉波ピークが形成されていると考えられるためである。
【０１１２】
一方、選択座標のパワーが速度方向閾値４３よりも大きい場合、速度方向ピーク抽出部１６３は、選択座標のパワーが速度方向に関して極大であるか否かを判断する。速度方向のピークが選択座標で形成されている場合、選択座標のパワーは速度方向に関して極大であるためである。具体的には、選択座標（Ｘｓ，Ｙｓ）のパワーが、座標（Ｘｓ，Ｙｓ−１）及び座標（Ｘｓ，Ｙｓ＋１）の両者のパワーよりも大きい場合、速度方向ピーク抽出部１６３は、選択座標のパワーが極大であると判断する。選択座標のパワーが極大でない場合、速度方向ピーク抽出部１６３は、速度方向のピークが選択座標で形成されていないと判断する（ステップＳ２０４においてＮｏ）。
【０１１３】
選択座標のパワーが速度方向閾値よりも大きく、かつ、選択座標のパワーが速度方向に関して極大である場合、速度方向ピーク抽出部１６３は、速度方向のピークが選択座標で形成されていると判断する（ステップＳ２０４においてＹｅｓ）。速度方向ピーク抽出部１６３は、選択座標を距離方向判断部１６４に出力する。
【０１１４】
続いて、ピーク抽出部１６は、ステップＳ２０５〜Ｓ２０７を実行して、選択座標で距離方向のピークが形成されているか否かを判断する。
【０１１５】
速度方向のピークが選択座標で形成されている場合（ステップＳ２０４においてＹｅｓ）、代表値取得部１６１は、選択座標に対応する距離方向代表値４２を算出する（ステップＳ２０５）。具体的には、距離方向判断部１６４は、選択座標を速度方向ピーク抽出部１６３から受けた場合、その受けた選択座標に対応する距離方向代表値４２の算出を、代表値取得部１６１に要求する。代表値取得部１６１は、距離方向判断部１６４の要求を受けた場合、距離方向代表値４２の算出範囲を決定する。代表値取得部１６１は、決定した算出範囲に含まれるパワーの算術平均を、選択座標に対応する距離方向代表値４２として算出し、その算出した距離方向代表値４２を閾値設定部１６２に出力する。
【０１１６】
図１４は、距離方向代表値４２の算出範囲の一例を示す図である。図１４を参照して、座標Ｃｓ（Ｘｓ，Ｙｓ）が選択座標である場合、代表値取得部１６１は、選択座標を中心として、Ｘ軸方向に延びる帯状領域を算出範囲に決定する。帯状領域の幅は、予め設定されている。図１４において、座標Ｃｓ（Ｘｓ，Ｙｓ）が選択座標である場合における算出範囲が、ハッチングで示されている。つまり、代表値取得部１６１は、座標Ｃｓ（Ｘｓ，Ｙｓ）が選択座標である場合、速度軸座標がＹｓ−２以上、かつ、Ｙｓ＋２以下である領域を算出範囲に決定する。座標Ｃｓが選択座標である場合、太枠で囲まれる範囲の座標のパワー値は、速度方向代表値４１及び距離方向代表値４２の算出に用いられる。
【０１１７】
閾値設定部１６２は、代表値取得部１６１から距離方向代表値４２を受け、その受けた距離方向代表値４２に基づいて、距離方向閾値４４を設定する（ステップＳ２０６）。閾値設定部１６２は、予め設定された第２パワー加算値を、距離方向閾値４４に加算した値を、距離方向閾値４４に設定する。第２パワー加算値は、ステップＳ２０３で用いられる第１パワー加算値と同じでもよいし、異なっていてもよい。閾値設定部１６２は、設定した距離方向閾値４４を距離方向判断部１６４に出力する。
【０１１８】
距離方向判断部１６４は、距離方向閾値４４を閾値設定部１６２から受け、その受けた距離方向閾値４４に基づいて、距離方向のピークが選択座標で形成されているか否かを判断する（ステップＳ２０７）。
【０１１９】
具体的には、距離方向判断部１６４は、選択座標のパワー値を距離方向閾値４４と比較する。選択座標のパワー値が距離方向閾値４４以下である場合、距離方向判断部１６４は、距離方向のピークが選択座標で形成されていないと判断する（ステップＳ２０７においてＮｏ）。
【０１２０】
一方、選択座標のパワーが距離方向閾値４４よりも大きい場合、距離方向判断部１６４は、選択座標のパワーが距離方向に関して極大であるかどうかを判断する。距離方向のピークが選択座標で形成されている場合、選択座標のパワーは極大となるためである。具体的には、選択座標（Ｘｓ，Ｙｓ）のパワーが、座標（Ｘｓ−１，Ｙｓ）及び座標（Ｘｓ＋１，Ｙｓ）の両者のパワーよりも大きい場合、距離方向判断部１６４は、選択座標が距離軸方向に関して極大であると判断する。選択座標のパワーが距離方向に関して極大でない場合、距離方向判断部１６４は、距離方向のピークが選択座標で形成されていないと判断する（ステップＳ２０７においてＮｏ）。
【０１２１】
選択座標のパワーが距離方向閾値よりも大きく、かつ、選択座標のパワーが極大である場合、距離方向判断部１６４は、距離方向のピークが選択座標で形成されていると判断する（ステップＳ２０７においてＹｅｓ）。この場合、速度方向のピーク及び距離方向のピークの両者が選択座標で形成されているため、距離方向判断部１６４は、選択座標で物標ピークを検出したと判断する（ステップＳ２０８）。距離方向判断部１６４は、選択座標で形成されている物標ピークに関するピークデータ３２を生成し、その生成したピークデータ３２を物標データ生成部１７へ出力する。
【０１２２】
ピークデータ３２が出力された後に、代表値取得部１６１は、２次元パワースペクトル３１の全座標が選択されたか否かを判断する（ステップＳ２０９）。全座標が選択されていない場合（ステップＳ２０９においてＮｏ）、代表値取得部１６１により、新たな選択座標が決定される（ステップＳ２０１）。全座標が選択されている場合（ステップＳ２０９においてＹｅｓ）、ピーク抽出部１６は、図１２に示す処理を終了する。
【０１２３】
以上説明したように、レーダ装置１００、２００において、位相変化部は、送信信号の位相をランダムに変化させ、位相を変化させた送信信号を送信波として送信する。送信信号の位相変化パターンは、レーダ装置１００、２００で互いに異なる。レーダ装置１００は、受信波から生成したビート信号から２次元パワースペクトル３１を生成する。２次元パワースペクトル３１において、レーダ装置２００からの送信波に由来するピークは、距離軸方向において突出するが、速度軸方向において突出しない。従って、レーダ装置１００は、２次元パワースペクトルにおいて速度軸方向及び距離方向においてピークが形成されている場合、このピークを物標ピークとして抽出する。レーダ装置１００は、２次元パワースペクトル３１において干渉波ピークに現れる特徴を利用することにより、干渉波に由来するピークを誤って物標ピークとして検出することを防ぐことができる。
【０１２４】
また、速度方向閾値４３が、２次元パワースペクトル３１の距離ビンごとに設定される。一の距離ビンにおいて、速度軸方向にパワー値が分散する干渉波ピークが存在する場合、フロアノイズの上昇に応じた速度方向閾値４３が設定される。従って、ピーク抽出部１６は、干渉波に由来するピークを誤って物標ピークとして検出することをさらに防ぐことができる。
【０１２５】
［第２の実施の形態］
図１５は、本発明の第２の実施の形態に係るレーダ装置１００Ａの構成を示す機能ブロック図である。図１５を参照して、レーダ装置１００Ａは、送信部１１に代えて送信部１１Ａを備え、受信部１４に代えて受信部１４Ａを備える。レーダ装置１００Ａは、図１に示すレーダ装置１００が用いる方法と異なる方法で、ランダムな位相変化と逆の位相変化を受信信号ＲＳに与える。
【０１２６】
送信部１１Ａは、位相変化部１１２に代えて、位相変化部１１２Ａを備える。また、送信部１１Ａは、分岐部１１４をさらに備える。分岐部１１４は、信号生成部１１１の出力端子（図示省略）と接続される。位相変化部１１２Ａは、送信アンテナ１２と分岐部１１４との間に配置される。分岐部１１４は、信号生成部１１１により生成された送信信号ＴＳ１を位相変化部１１２Ａ及び受信部１４Ａのミキサ１４１に出力する。
【０１２７】
位相変化部１１２Ａは、信号生成部１１１から受けた送信信号ＴＳ１の位相を変化させることにより、位相変化送信信号ＰＶＳ１を生成する。位相変化部１１２Ａは、生成した位相変化送信信号ＰＶＳ１を送信アンテナ１２に供給する。位相変化部１１２Ａの動作は、図１に示す位相変化部１１２の動作と同じであるため、その説明を省略する。
【０１２８】
図１６は、図１５に示す受信部１４Ａの構成を示す機能ブロック図である。図１６を参照して、受信部１４Ａは、ミキサ１４１と、Ａ／Ｄ変換器１４２と、逆位相変化部１４３とを含む。
【０１２９】
ミキサ１４１は、送信信号ＴＳ１と受信信号ＲＳとをミキシングしてビート信号ＢＳＡを生成する。ビート信号ＢＳＡは、反射信号ＲＦＳに由来する仮想的なドップラシフト周波数と、干渉信号ＩＳに由来するドップラシフト周波数とを含む。
【０１３０】
反射信号ＲＦＳは、位相変化部１１２Ａが送信信号ＴＳ１に与えたランダムな位相変化に対応する仮想的なドップラシフト周波数を含む。干渉信号ＩＳは、レーダ装置２００が送信信号ＴＳ２に与えたランダムな位相変化に対応するドップラシフト周波数を含む。一方、送信信号ＴＳ１は、仮想的なドップラシフト周波数を含まない。従って、反射信号ＲＦＳに由来する仮想的なドップラシフト周波数と、干渉信号ＩＳに由来する仮想的なドップラシフト周波数は、ミキシングの際に打ち消されることなく、ビート信号ＢＳＡに残存する。
【０１３１】
逆位相変化部１４３は、位相変化部１１２Ａが送信信号ＴＳ１に与えたランダムな位相変化と逆の位相変化を、ミキサ１４１から受けたビート信号ＢＳＡに与える。例えば、逆位相変化部１４３が、図５に示すパターンテーブル５１を用いた場合を想定する。この場合、逆位相変化部１４３は、１周期目のビート信号ＢＳＡの位相を９０°戻し、２周期目のビート信号ＢＳＡの位相を０°戻し、３周期目のビート信号ＢＳＡの位相を９０°戻し、４周期目のビート信号ＢＳＡの位相を１８０°戻す。
【０１３２】
この結果、ビート信号ＢＳＡに含まれる仮想的なドップラシフト周波数のうち、反射信号ＲＦＳに由来する仮想的なドップラシフト周波数が打ち消される。反射信号ＲＦＳは、位相変化部１１２Ａが送信信号ＴＳ１に与えた位相変化と同じ位相変化を有するためである。一方、干渉信号ＩＳに由来するドップラシフト周波数は、逆位相変化部１４３により打ち消されない。干渉信号ＩＳは、位相変化部１１２Ａが送信信号ＴＳ１に与えた位相変化と異なる位相変化を有するためである。
【０１３３】
逆位相変化部１４３は、逆の位相変化を与えたビート信号ＢＳＡを、位相調整ビート信号ＢＳＲとしてＡ／Ｄ変換器１４２に出力する。Ａ／Ｄ変換器１４２は、逆位相変化部１４３から受けた位相調整ビート信号ＢＳＲを離散化して、フーリエ変換部１５１に出力する。
【０１３４】
再び、図１５を参照して、フーリエ変換部１５１は、位相調整ビート信号ＢＳＲを逆位相変化部１５２から受け、その受けた位相調整ビート信号ＢＳＲに対して２次元ＦＦＴを行う。
【０１３５】
この結果、レーダ装置１００Ａは、第１の実施の形態に係るレーダ装置１００と同様に、干渉波ピークを誤って物標ピークとして抽出することを防ぐことができる。また、位相変化部１１２を、信号生成部１１１とミキサ１４１との間に配置することができない場合においても、反射信号に含まれる仮想的なドップラシフト周波数を打ち消すことができる。従って、レーダ装置１００Ａは、設計の自由度を向上させることができる。
【０１３６】
なお、レーダ装置１００Ａは、複数の送信アンテナ１２を備える場合、複数の送信アンテナ１２に対応する複数の位相変化部１１２Ａを備えてもよい。この場合、位相変化部１１２Ａは、送信アンテナ１２と１対１に対応して設けられる。パターンテーブルは、複数の位相変化部１１２Ａの各々に対して個別に設定される。この場合、複数の位相変化部が、送信信号ＴＳ１に対して複数のランダムな位相変化を与えることになる。この場合、逆位相変化部１４３は、複数の位相変化部１１２Ａが用いる複数のパターンテーブルに設定された位相加算量を周期ごとに合成した合成位相を取得し、各周期のビート信号ＢＳＡの位相を、合成位相の分だけ戻す処理を行えばよい。
【０１３７】
［第３の実施の形態］
図１７は、本発明の第３の実施の形態に係るレーダ装置が備える信号処理部１５Ｂの構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態に係るレーダ装置は、図１５に示すレーダ装置１００Ａと以下の点が異なる。すなわち、本実施の形態に係るレーダ装置は、図１５に示す信号処理部１５に代えて、図１７に示す信号処理部１５Ｂを備える。本実施の形態に係るレーダ装置において、受信部１４Ａは、逆位相変化部１４３を備えない。従って、図１６に示すＡ／Ｄ変換器１４２は、ミキサ１４１に生成されたビート信号ＢＳＡを離散化して、信号処理部１５Ｂに出力する。
【０１３８】
図１７を参照して、信号処理部１５Ｂは、離散化されたビート信号ＢＳＡを受信部１４から受け、２次元パワースペクトル３１を生成する。信号処理部１５Ｂは、第１フーリエ変換部１５１Ｂと、逆位相変化部１５２Ｂと、第２フーリエ変換部１５３Ｂとを含む。
【０１３９】
第１フーリエ変換部１５１Ｂは、受信部１４Ａから受けたビート信号ＢＳＡに対して、物標の距離を求めるための１回目のＦＦＴを実行して、ビート信号ＢＳＡの各々に対応するスペクトル情報を取得する。ビート信号ＢＳＡの各々に対応するスペクトル情報は、複素数で表現される。
【０１４０】
逆位相変化部１５２Ｂは、ビート信号ＢＳＡの各々に対応するスペクトル情報に対して、位相変化部１１２Ａが送信信号ＴＳ１に与えた位相変化と逆の位相変化を与える。例えば、位相変化部１１２Ａが図７に示すパターンテーブル５１を用いた場合、逆位相変化部１５２Ｂは、１周期目のビート信号ＢＳＡに対応するスペクトル情報に対して、−９０°の位相変化を与える。逆位相変化部１５２Ｂは、２、３、及び４周期目のビート信号ＢＳに対応するスペクトル情報に対して、０°、−９０°、及びー１８０°の位相変化を与える。逆位相変化部１５２Ｂは、逆の位相変化が与えられた１回目のＦＦＴ結果を第２フーリエ変換部１５３Ｂに出力する。
【０１４１】
第２フーリエ変換部１５３Ｂは、逆の位相変化が与えられたスペクトル情報に対して２回目のＦＦＴを行うことにより、２次元パワースペクトル３１を生成する。
【０１４２】
信号処理部１５Ｂを用いた場合であっても、図９に示す２次元パワースペクトル３１を取得することができる。本実施の形態に係るレーダ装置は、第１の実施の形態に係るレーダ装置１００と同様に、レーダ装置２００からの送信波ＰＶＷ２に起因する干渉波ピークを検出することができる。また、位相変化部１１２を、信号生成部１１１とミキサ１４１との間に配置することができない場合においても、反射信号ＲＦＳに含まれる仮想的なドップラシフト周波数を打ち消すことができる。従って、本実施の形態に係るレーダ装置は、設計の自由度を向上することができる。
【０１４３】
つまり、上記実施の形態に係るレーダ装置は、相対速度を求めるためのＦＦＴを開始する前の受信信号に対して、送信信号に与えた位相変化と逆の位相変化を与えればよい。相対速度を求めるためのＦＦＴを開始する前の受信信号には、受信信号ＲＳと、ビート信号ＢＳ、ＢＳＡと、１回目のＦＦＴにより得られた各ビート信号のスペクトル情報が含まれる。速度軸を含むパワースペクトルにおいて、干渉波のパワーを分散させることができるため、ピーク抽出部１６は、干渉波に由来するピークを誤って物標ピークとして検出することを防ぐことができる。
【０１４４】
［その他の変形例］
上記実施の形態において、速度方向代表値４１と距離方向代表値４２とが、算出範囲に含まれる座標のパワーの算術平均である例を説明したが、これに限られない。速度方向代表値４１及び距離方向代表値４２の各々が、算出範囲に含まれるパワーの中央値であってもよいし、最頻値であってもよい。
【０１４５】
また、図１３及び図１４に示す算出範囲の幅は、座標５つ分でなくてもよい。選択座標が存在する速度方向の列のみを算出範囲に設定してもよいし、算出範囲を、選択座標を中心にして設定しなくてもよい。つまり、代表値取得部１６１は、２次元パワースペクトル３１における一の距離に基づいて複数の座標を特定し、特定された複数の座標における複数のパワーの代表値を取得すればよい。
【０１４６】
上記実施の形態において、閾値設定部１６２は、速度方向閾値に予め設定された第１パワー加算値を加算することにより速度方向閾値４３を設定したが、これに限られない。例えば、閾値設定部１６２は、一の距離における複数の座標の複数のパワーに基づいて、第１パワー加算値を決定してもよい。
【０１４７】
例えば、図１３を参照して、座標Ｃｓが選択座標である場合、閾値設定部１６２は、Ｙ軸座標がＹｓ−３以上、Ｙｓ＋３以下であり、かつ、Ｘ軸座標がＸｓ−３以上、Ｙｓ＋３以下である範囲を、第１パワー加算値の取得範囲に決定する。閾値設定部１６２は、決定した取得範囲における最大パワーと最小パワーとの差分値を第１パワー加算値として決定してもよいし、速度方向代表値４１と決定した取得範囲における最大パワーとの差分値を第１パワー加算値として決定してもよい。
【０１４８】
一の距離において干渉波ピークが存在する場合と、一の距離において干渉波ピークが存在しない場合とにおいて、速度軸方向のパワーの変動の特徴は異なると考えられる。一の距離における速度方向のパワーの変化に応じて速度方向閾値４３を設定することにより、干渉波ピークを誤って物標ピークとして抽出することをさらに防ぐことができる。
【０１４９】
あるいは、閾値設定部１６２は、ステップＳ２０３において、予め設定された係数を速度方向代表値４１に乗じることにより、速度方向閾値４３を設定してもよい。つまり、速度方向閾値４３が、算出範囲におけるパワーの代表値に基づいて設定されるのであれば、速度方向閾値４３の設定方法は、特に限定されない。ステップＳ２０６における距離方向閾値４４の設定についても同様である。
【０１５０】
上記実施の形態において、速度方向ピーク抽出部１６３は、選択座標のパワーが速度方向閾値４３よりも大きく、かつ、速度方向に関して極大である場合、選択座標が速度方向に関してピークを形成する例を説明したが、これに限られない。選択座標のパワーが速度方向閾値４３よりも大きい場合、速度方向ピーク抽出部１６３は、選択座標において速度軸方向のピークが形成されていると判断してもよい。つまり、速度方向ピーク抽出部１６３が、一の距離における速度方向代表値４１に基づいて、一の距離における速度軸方向のピークを抽出できるのであれば、抽出方法は特に限定されない。
【０１５１】
上記実施の形態において、レーダ装置１００、２００において、送信信号に含まれるチャープ信号の数は、６４である例を説明したが、これに限られない。送信信号に含まれるチャープ信号の数は、特に限定されない。ただし、送信信号に含まれるチャープ数を増加させることにより、干渉波ピークが位置する距離軸座標において、速度軸の方向のフロアノイズを低下させることができる。
【０１５２】
図１８は、送信信号ＴＳ２のチャープ数が１２８である場合における、速度方向における干渉波ピークのパワースペクトルである。チャープ信号の数が１２８である場合、フロアノイズは、−２０ｄＢ〜−４０ｄＢである。図１９は、送信信号ＴＳ２のチャープ数が５１２である場合における、速度方向における干渉波ピークのパワースペクトルである。チャープ信号の数が５１２である場合、フロアノイズは、は、−２５ｄＢ〜−４０ｄＢである。図１０、図１８〜図１９を比較すると、送信信号ＴＳ２のチャープ数が増加するにつれて、フロアノイズが低下する傾向にある。チャープ数を増加させることにより、物標ピークの抽出精度を向上させることができる。
【０１５３】
例えば、物標ピークが干渉波ピークの近傍に存在する場合、物標ピークのフロアノイズのレベルが上昇することが想定される。しかし、送信信号に含まれるチャープ数を増加させることにより、速度方向代表値４１に基づいて設定される速度方向閾値４３を低下させることができる。速度方向閾値４３の低下により、物標ピークが速度方向閾値４３よりも下回ることを抑制できるため、物標ピークの抽出精度を向上させることができる。
【０１５４】
上記実施の形態において、レーダ装置が車両の前端面に設置される例を説明したが、これに限られない。車両は、上記実施の形態に係る複数のレーダ装置を搭載してもよい。この場合であっても、１台の車両に搭載された複数のレーダ装置において、隣り合う２台のレーダ装置の一方は、他方からの送信波に由来する干渉波ピークを検出できる。
【０１５５】
上記実施の形態において、フーリエ変換部が、１回目のＦＦＴにおいて、レーダ装置から物標までの距離を求め、２回目のＦＦＴにおいて、レーダ装置と物標との相対速度を求める例を説明したが、これに限られない。フーリエ変換部は、１回目のＦＦＴにおいて、レーダ装置と物標との相対速度を求め、２回目のＦＦＴにおいて、レーダ装置から物標までの距離を求めてもよい。
【０１５６】
上記実施の形態において、ピーク抽出部１６が、距離方向代表値４２に基づいて距離方向閾値４４を設定する例を説明したが、これに限られない。ピーク抽出部１６は、距離方向閾値４４を設定する際に距離方向代表値４２を用いなくてもよい。ピーク抽出部１６は、距離方向閾値４４として予め設定された値を用いてもよい。この場合、距離方向閾値４４を、２次元パワースペクトル３１に現れる一般的なノイズレベルとすればよい。あるいは、距離方向閾値４４は、２次元パワースペクトル３１の全パワー値の平均値に基づいて設定されてもよい。つまり、距離方向閾値４４の設定には、従来から用いられている方法を使用することができる。
【０１５７】
また、代表値取得部１６１は、速度方向代表値４１の算出範囲を決定する際に、速度軸方向の幅を限定してもよい。例えば、代表値取得部１６１は、選択座標を中心として、速度軸の方向に関して所定の範囲内にある座標を算出範囲に含めればよい。距離方向代表値４２の算出範囲についても同様である。
【０１５８】
上記実施の形態では、送信信号に含まれるチャープ信号の位相をランダムに変化させるＦＣＭ方式のレーダ装置を説明した。しかし、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式のレーダ装置において、ランダムな位相変化を送信信号与えてもよい。
【０１５９】
つまり、レーダ装置１００において、位相変化部１１２は、信号生成部１１１により生成された送信信号にランダムな位相変化を与えて位相変化送信信号ＰＶＳ１を生成し、生成した位相変化送信信号ＰＶＳ１を送信アンテナに供給する。逆位相変化部が、ランダムな位相変化と逆の位相変化を、受信アンテナ１３により取得された受信信号に与える。信号処理部が、逆の位相変化が与えられた受信信号を処理して、レーダ装置１００を基準とした相対速度に対応する速度軸を含むスペクトルを生成する。ピーク抽出部１６は、信号処理部により生成されたスペクトルにおいて速度軸の方向に突出するピークを物標ピークとして抽出する。レーダ装置１００がこのような構成を有していれば、送信波ＰＶＷ１の送信方式は特に限定されない。
【０１６０】
これにより、一のレーダ装置から送信される送信波の周波数帯域が、他のレーダ装置から送信される送信波の周波数帯域と重複する場合であっても、一のレーダ装置は、一のレーダ装置から送信される送信波が物標で反射した反射波を、干渉波（別のレーダ装置から送信される送信波）と区別することができる。
【０１６１】
上記実施の形態において、信号処理部、ピーク抽出部、物標データ生成部の各機能ブロックは、ＬＳＩなどの半導体装置により個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全部を含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０１６２】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。
【０１６３】
また、信号処理部、ピーク抽出部、物標データ生成部の各機能ブロックにより実行される処理の一部または全部は、プログラムにより実現されるものであってもよい。そして、上記各実施の形態の各機能ブロックの処理の一部または全部は、コンピュータにおいて、中央演算装置（ＣＰＵ）により行われる。また、それぞれの処理を行うためのプログラムは、ハードディスク、ＲＯＭなどの記憶装置に格納されており、ＲＯＭにおいて、あるいはＲＡＭに読み出されて実行される。
【０１６４】
また、上記実施の形態の各処理をハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア（ＯＳ（オペレーティングシステム）、ミドルウェア、あるいは、所定のライブラリとともに実現される場合を含む。）により実現してもよい。さらに、ソフトウェアおよびハードウェアの混在処理により実現しても良い。
【０１６５】
例えば、上記実施の形態（変形例を含む）の各機能ブロックを、ソフトウェアにより実現する場合、図２０に示したハードウェア構成（例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力部、出力部等をバスＢｕｓにより接続したハードウェア構成）を用いて、各機能部をソフトウェア処理により実現するようにしてもよい。
【０１６６】
また、上記実施の形態における処理方法の実行順序は、必ずしも、上記実施の形態の記載に制限されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、実行順序を入れ替えてもよい。
【０１６７】
前述した方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム及びそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明の範囲に含まれる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、大容量ＤＶＤ、次世代ＤＶＤ、半導体メモリを挙げることができる。
【０１６８】
上記コンピュータプログラムは、上記記録媒体に記録されたものに限られず、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク等を経由して伝送されるものであってもよい。
【０１６９】
なお、本発明の具体的な構成は、前述の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更および修正が可能である。
【符号の説明】
【０１７０】
１００、１００Ａ、２００  レーダ装置
１１、１１Ａ、２１  送信部
１２、２２  送信アンテナ
１３、２３  受信アンテナ
１４、２４  受信部
１５、２５  信号処理部
１６、２６  ピーク抽出部
１７、２７  物標データ生成部
１１１、２１１  信号生成部
１１２、１１２Ａ、２１２  位相変化部
１４１、２４１  ミキサ
１５１、１５１Ｂ、１５３Ｂ  フーリエ変換部
１５２、１５２Ｂ  逆位相変化部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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