(57)【要約】【課題】正しく物体の方位を検出できる範囲を拡張することができるレーダ装置、信号処理方法及び信号処理プログラムを提供する。【解決手段】複数の送信部は、互いに異なる送信レベルの指向性を有し、複数の受信部は前記複数の送信部のそれぞれが送信した送信波による反射波を受信し、方位算出部は前記複数の受信部が受信した反射波に基づいて物標毎の方位を算出し、実像判定部は前記複数の送信部間における送信レベルの指向性の差と、前記複数の送信部間における前記反射波のレベル差とに基づいて、前記方位算出部が算出した方位に係る物標が実像であるか否かを判定する。【選択図】図１
2015129675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる送信レベルの指向性を有する複数の送信部と、
前記複数の送信部のそれぞれが送信した送信波による反射波を受信する複数の受信部と、
前記複数の受信部が受信した反射波に基づいて物標毎の方位を算出する方位算出部と、
前記複数の送信部間における送信レベルの指向性の差と、前記複数の送信部間における前記反射波のレベル差とに基づいて、前記方位算出部が算出した方位に係る物標が実像であるか否かを判定する実像判定部と、
を備えるレーダ装置。
【請求項２】
前記複数の送信部は、送信レベルが予め定めた送信レベルよりも高い方位の範囲であるビーム幅が互いに異なる請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記複数の送信部間で、送信波を送信する送信部が所定の時間間隔で順次切り替えられる請求項１又は請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記実像判定部は、前記複数の送信部間で前記反射波のピーク周波数が予め定めた範囲内にあるか否かを判定する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項５】
レーダ装置における信号処理方法であって、
互いに異なる送信レベルの指向性を有する複数の送信部から送信波をそれぞれ送信させる送信過程と、
前記送信過程でそれぞれ送信した送信波による反射波を受信する受信過程と、
前記受信過程で受信した反射波に基づいて物標毎の方位を算出する方位算出過程と、
前記複数の送信部間における指向性の差と、前記複数の送信部間における前記反射波のレベル差とに基づいて、前記方位算出過程で算出した方位に係る物標が実像であるか否かを判定する物標判定過程と、
を有する信号処理方法。
【請求項６】
レーダ装置のコンピュータに、
互いに異なる送信レベルの指向性を有する複数の送信部から送信波をそれぞれ送信させる送信手順、
前記送信手順でそれぞれ送信した送信波による反射波を受信する受信手順、
前記受信手順で受信した反射波に基づいて物標毎の方位を算出する方位算出手順、
前記複数の送信部間における指向性の差と、前記複数の送信部間における前記反射波のレベル差とに基づいて、前記方位算出手順で算出した方位に係る物標が実像であるか否かを判定する物標判定手順、
を実行させるための信号処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置、信号処理方法及び信号処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車における利便性、安全性の向上のため、ミリ波レーダ装置（以下、レーダと呼ぶ）を利用したセンシング装置が普及し始めている。センシング装置には、障害物等の物標までの距離を検出するために、例えば、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）方式を採用したものがある。また、センシング装置には、水平面内の方向の検出や、同一距離に存在する物標を識別するために、アレーアンテナを備え、ＤＢＦ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｅａｍ  Ｆｏｒｍｉｎｇ）法、ＭＵＳＩＣ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法、ＥＳＰＲＩＴ（Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  ｖｉａ  ａ  Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｖａｒｉａｎｔ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）法に代表される高分解能アルゴリズムを採用したものがある。
【０００３】
レーダは、車両の走行制御に用いられることがある。従来から普及していた走行制御には、例えば、前走車との間の距離を維持しながら車速を制御する追従制御、前走車への追突回避及び損害の軽減を図る自動ブレーキがある。これらは、いずれも自車両の前方に存在する障害物を検出すれば足り、水平面内の方向まで必要とされない場合もあった。近年では、歩行者や他車両の横断、飛び出し、等、自車両の進行方向を横切る障害物に対して走行制御が行われることがある。そのため、障害物の検出範囲の広角化が望まれることがあった。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載のレーダ装置は、目標物体に反射された送信信号を複数の
アンテナで受信してアンテナ毎のビート信号を生成し、生成したビート信号を合成して合成ビート信号を生成する。また、当該レーダ装置は、ビート信号のいずれかと合成ビート信号に基づいて目標物体の方位角を検出する。これにより、アンテナ対の間に仮想アンテナが配置され、この仮想アンテナにより得られるビート信号と同じ位相の合成ビート信号を得る。また、ビート信号と合成ビート信号とに基づき方位角を検出することで、アンテナ間隔をある程度離間させたままで位相折り返しが発生しない方位角検出範囲を広角化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０７１８６５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、特許文献１に記載のレーダ装置は、アンテナ毎のビート信号を合成して合成ビート信号を生成しているので、その合成ビート信号の位相は、アンテナ毎のビート信号の位相がアンテナ間で補間される。そのため、アンテナ間のビート信号の位相差が１周期よりも大きい場合には、合成ビート信号の位相が現実のビート信号の位相と異なってしまい位相折り返しが解消されないことがある。その場合には、方位角が誤検出される。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、物体の方位を正しく検出できる範囲（ＦＯＶ：Ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  Ｖｉｅｗ、視野角）を拡張することができるレーダ装置、信号処理方法及び信号処理プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、互いに異なる送信レベルの指向性を有する複数の送信部と、前記複数の送信部のそれぞれが送信した送信波による反射波を受信する複数の受信部と、前記複数の受信部が受信した反射波に基づいて物標毎の方位を算出する方位算出部と、前記複数の送信部間における送信レベルの指向性の差と、前記複数の送信部間における前記反射波のレベル差とに基づいて、前記方位算出部が算出した方位に係る物標が実像であるか否かを判定する実像判定部と、を備えるレーダ装置である。
【０００９】
（２）本発明のその他の態様は、上述のレーダ装置であって、前記複数の送信部は、送信レベルが予め定めた送信レベルよりも高い方位の範囲であるビーム幅が互いに異なる。
【００１０】
（３）本発明のその他の態様は、上述のレーダ装置であって、前記複数の送信部間で、送信波を送信する送信部が所定の時間間隔で順次切り替えられる。
【００１１】
（４）本発明のその他の態様は、上述のレーダ装置であって、前記実像判定部は、前記複数の送信部間で前記反射波のピーク周波数が予め定めた範囲内にあるか否かを判定する。
【００１２】
（５）本発明のその他の態様は、レーダ装置における信号処理方法であって、互いに異なる送信レベルの指向性を有する複数の送信部から送信波をそれぞれ送信させる送信過程と、前記送信過程でそれぞれ送信した送信波による反射波を受信する受信過程と、前記受信過程で受信した反射波に基づいて物標毎の方位を算出する方位算出過程と、前記複数の送信部間における指向性の差と、前記複数の送信部間における前記反射波のレベル差とに基づいて、前記方位算出過程で算出した方位に係る物標が実像であるか否かを判定する物標判定過程と、を有する信号処理方法である。
【００１３】
（６）本発明のその他の態様は、レーダ装置のコンピュータに、互いに異なる送信レベルの指向性を有する複数の送信部から送信波をそれぞれ送信させる送信手順、前記送信手順でそれぞれ送信した送信波による反射波を受信する受信手順、前記受信手順で受信した反射波に基づいて物標毎の方位を算出する方位算出手順、前記複数の送信部間における指向性の差と、前記複数の送信部間における前記反射波のレベル差とに基づいて、前記方位算出手順で算出した方位に係る物標が実像であるか否かを判定する物標判定手順、を実行させるための信号処理プログラムである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、正しく物体の方位を検出できる範囲を拡張することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るレーダ装置の構成を表す概略図である。
【図２】送信アンテナの指向性の一例を示す図である。
【図３】位相の折り返しの一例を示す図である。
【図４】受信レベルの一例を示す図である。
【図５】受信レベルの他の例を示す図である。
【図６】レベル差データの一例を示す図である。
【図７】送信信号の周波数変調の一例を示す図である。
【図８】本実施形態に係る信号処理の例を示すフローチャートである。
【図９】本実施形態に係る空間情報生成処理を示すフローチャートである。
【図１０】送信アンテナの指向性の他の例を示す図である。
【図１１】レベル差データの他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るレーダ装置１の構成を表す概略図である。
レーダ装置１は、ｍ個（ｍは１よりも大きい整数、例えば２）の送信アンテナ１０１−１，１０１−２、ｎ個（ｎは１よりも大きい整数、例えば４）の受信アンテナ１０２−１〜１０２−４、送受信部１１０、及び信号処理部１２０を含んで構成される。
【００１７】
送信アンテナ１０１−１，１０１−２は、それぞれ送受信部１１０から入力された送信信号に応じた送信波を送信する。送信アンテナ１０１−１，１０１−２が送信する送信波の指向性（例えば、ビームパターン）は、送信アンテナ１０１−１，１０１−２間で異なる。送信アンテナ１０１−１，１０１−２は、例えば、それぞれ所定の方位に放射される電波の強度が最も高くなり、その所定の方位から離れた方向ほど強度が弱くなる単一指向性（ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）を有する。送信アンテナ１０１−１，１０１−２で強度が高くなる方位の範囲（ビーム幅）が異なる。例えば、ビーム幅は、送信アンテナ１０１−１よりも送信アンテナ１０１−２の方が大きい。その場合、送信アンテナ１０１−２のビーム幅は、後述の受信アンテナ１０２−１〜１０２−４で形成される受信アレーアンテナの視野角の全部又は一部を含んでもよい。また、送信アンテナ１０１−１のビーム幅は、少なくとも予め定めた大きさの範囲を有していればよく、受信アレーアンテナの視野角外の範囲の一部に有意な送信波を放射することができればよい。有意な送信波とは、例えば、ノイズ成分よりも高い信号成分を有する送信波である。
以下の説明では、送信アンテナ１０１−１，１０１−２に入力される送信信号を、それぞれ送信信号Ａ，Ｂと呼ぶことがあり、送信アンテナ１０１−１，１０１−２がそれぞれ放射する送信波を、それぞれ送信波Ａ，Ｂと呼ぶことがある。
【００１８】
受信アンテナ１０２−１〜１０２−４は、それぞれ物体から到来した反射波を受信波として受信するアンテナ素子である。受信アンテナ１０２−１〜１０２−４は、所定の素子間隔ｄで一直線上に配列され、１つの受信アレーアンテナを形成している。
受信アンテナ１０２−１〜１０２−４は、それぞれ受信波を受信して生じた電気信号を受信信号として送受信部１１０に出力する。以下の説明では、送信波Ａ，Ｂが車両、人物、建造物、障害物その他の物体に反射することにより生じた反射波のうち受信アンテナ１０２−１〜１０２−４で受信される受信波を、それぞれ受信波Ａ，Ｂと呼ぶ。受信波Ａ，Ｂに基づく受信信号を、それぞれ受信信号Ａ，Ｂと呼ぶ。
【００１９】
送受信部１１０は、送信信号を生成し、生成した送信信号を送信アンテナ１０１−１，１０１−２に出力する。送受信部１１０は、送信アンテナ１０１−１，１０１−２間で異なる周波数変調幅又は振幅で変調させた送信信号を生成してもよい。送受信部１１０は、予め定めた切替周期ＴＡＢで送信信号Ａ，Ｂを送信アンテナ１０１−１，１０１−２に交互に出力する。従って、送信アンテナ１０１−１，１０１−２は、同時に送信波Ａ，Ｂを放射せず、送信アンテナ１０１−１，１０１−２のいずれか一方が、その一方に対応する送信波を放射する。
【００２０】
送受信部１１０は、受信アンテナ１０２−１〜１０２−４から入力された受信信号と生成した送信信号に基づいて中間周波数（ＩＦ；Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を生成する。ここで、送受信部１１０は、送信信号Ａと受信信号Ａとから送信信号Ａに基づくＩＦ信号を生成し、送信信号Ｂと受信信号Ｂとから送信信号Ｂに基づくＩＦ信号を生成する。送受信部１１０は、生成したＩＦ信号を信号処理部１２０に出力する。送受信部１１０の構成については後述する。
【００２１】
信号処理部１２０は、送受信部１１０から入力されたＩＦ信号に基づいて物標（ｔａｒｇｅｔ）毎の距離、方位及び相対速度を算出する。物標とは、検出した物体を表す情報である。物標は、ＩＦ信号のレベルが極大（ピーク）となる周波数（ピーク周波数）をもって検出される。信号処理部１２０は、受信波Ａ，Ｂ（即ち、送信波Ａ，Ｂ）及び物標毎に、算出した距離、方位及び算出した相対速度を表す空間情報を生成する。
【００２２】
信号処理部１２０は、物体の方位と受信波Ａ，Ｂ間のレベル差との関係を示すレベル差データを予め記憶させておいた記憶部１２１を備える。信号処理部１２０は、受信波Ａ，Ｂ間でピーク周波数の差が予め定めた範囲内となるピーク周波数の組（ペア）毎に、受信波Ａ，Ｂ間のレベル差を算出する。他方、信号処理部１２０は、レベル差データを参照して、算出した方位に対応するレベル差を取得する。信号処理部１２０は、算出したレベル差が、送信波Ａ，Ｂ及びピークのそれぞれについて取得したレベル差から予め定めた範囲内であるか否かを判定する。予め定めた範囲内であると判定された場合、信号処理部１２０は、そのピークに係る物標に係る空間情報を採用し、それ以外の場合、算出した方位を含む空間情報を棄却する。信号処理部１２０の構成については後述する。
【００２３】
次に、送受信部１１０の構成について説明する。
送受信部１１０は、ｍ（例えば、２）個の送信処理部１１１−１，１１１−２、ｎ（例えば、４）個のミキサ１１５−１〜１１５−４、ｎ（例えば、４）個のフィルタ１１６−１〜１１６−４、ＳＷ（スイッチ）１１７、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、アナログ・ディジタル・コンバータ）１１８、及び制御部１１９を含んで構成される。
【００２４】
送信処理部１１１−１，１１１−２は、それぞれ送信信号を生成する。送信処理部１１１−２の構成は、特に言及しない限り送信処理部１１１−１の構成と同様である。そのため、送信処理部１１１−１についての説明を援用する。
送信処理部１１１−１は、三角波生成部１１２−１、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ、電圧制御発振器）１１３−１、及び分配器１１４−１を含んで構成される。
【００２５】
三角波生成部１１２−１は、制御部１１９から入力された送受信制御信号が送信信号Ａを送信することを指示する場合、三角波信号を生成し、生成した三角波信号をＶＣＯ１１３−１に出力する。送受信制御信号は、送信信号Ａと送信信号Ｂのうちいずれを送信するかを指示する信号である。
三角波は、振幅が予め定めた最小値から最大値まで線形に増加し、その後、振幅が最大値から最小値まで線形に減少することが所定の変調周期で繰り返される波形である。三角波生成部１１２−１は、変調周期がＴＡである三角波信号を生成する。
他方、三角波生成部１１２−２は、制御部１１９から入力された送信制御信号が送信信号Ｂを送信することを指示する場合、変調周期がＴＢである三角波信号を生成し、生成した三角波信号をＶＣＯ１１３−２に出力する。
【００２６】
ＶＣＯ１１３−１は、予め定めた周波数（例えば、３０〜３００ＧＨｚ）の信号を発生させ、発生させた信号を三角波生成部１１２−１から入力された三角波信号に基づいて周波数変調して送信信号Ａを生成する。ＶＣＯ１１３−１は、生成した送信信号Ａを分配器１１４−１に出力する。送信信号Ａは、予め定めた中心周波数ｆ０を中心に周波数変調幅Δｆ及び変調周期ＴＡで周波数変調した信号である。他方、ＶＣＯ１１３−２で生成される送信信号Ｂは、予め定めた中心周波数ｆ０を中心に周波数変調幅Δｆ及び変調周期ＴＢで周波数変調した信号である。従って、送信信号Ａ，Ｂは、それぞれ時間経過に伴って周波数が高くなる上り部分、周波数が低くなる下り部分を有する。
【００２７】
分配器１１４−１は、ＶＣＯ１１１−１から入力された送信信号Ａを送信アンテナ１０１−１及びミキサ１１５−１〜１１５−４に出力する。分配器１１４−２は、ＶＣＯ１１２−２から入力された送信信号Ｂを送信アンテナ１０１−２及びミキサ１１５−１〜１１５−４に出力する。
【００２８】
ミキサ１１５−１〜１１５−４は、受信アンテナ１０２−１〜１０２−４から入力された受信信号Ａを、分配器１１４−１から入力された送信信号Ａとそれぞれ混合して、ＩＦ信号を生成する。また、ミキサ１１５−１〜１１５−４は、受信アンテナ１０２−１〜１０２−４から入力された受信信号Ｂを、分配器１１４−２から入力された送信信号Ｂとそれぞれ混合して、ＩＦ信号を生成する。
ＩＦ信号は、ビート信号と呼ばれることがある。以下の説明では、受信アンテナ１０２−１〜１０２−４にそれぞれ対応するチャネルをＣＨ−１〜ＣＨ−４と呼ぶことがある。ＩＦ信号の周波数は、対応する受信信号の周波数と送信信号の周波数の差（ビート周波数）である。ミキサ１１５−１〜１１５−４は、生成したＣＨ−１〜ＣＨ−４のＩＦ信号をそれぞれフィルタ１１６−１〜１１６−４に出力する。
【００２９】
フィルタ１１６−１〜１１６−４は、ミキサ１１５−１〜１１５−４から入力されたＣＨ−１〜ＣＨ−４のＩＦ信号をそれぞれ帯域制限して、帯域制限したＩＦ信号をＳＷ１１７に出力する。
ＳＷ１１７は、フィルタ１１６−１〜１１６−４から入力されたＣＨ−１〜ＣＨ−４のＩＦ信号を、制御部１１９から入力されたサンプリング信号に同期してチャネルを順次切り替えてＡＤＣ１１８に出力する。
ＡＤＣ１１８は、ＳＷ１１７から入力されたチャネルが順次切り替えられたアナログのＩＦ信号を、予め定めたサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換してディジタルのＩＦ信号に変換し、変換したＩＦ信号を信号処理部１２０の記憶部１２１に順次記憶させる。
【００３０】
制御部１１９は、レーダ装置１の各部の動作を制御する。制御部１１９は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、中央演算装置）である。制御部１１９は、予め定めたサンプリング周期のサンプリング信号を生成し、生成したサンプリング信号をＳＷ１１７に出力する。
制御部１１９は、送受信制御信号を生成し、生成した送受信制御信号を三角波生成部１１２−１，１１２−２に出力する。送受信制御信号は、送信信号Ａと送信信号Ｂのうちいずれを送信するかを指示する信号である。送信信号Ａを送信する区間、送信信号Ｂを送信する区間は、予め定めた切替周期ＴＡＢで繰り返される。１つの切替周期に含まれる送信信号Ａ，Ｂを送信する区間の長さは、例えば、変調周期ＴＡ，ＴＢに等しい。上述したように、変調周期ＴＡ，ＴＢには、それぞれ時間経過に伴い周波数が高くなる上り部分、周波数が低くなる下り部分が含まれる。受信波Ａ，Ｂは、物体に到来した送信波Ａ，Ｂの反射によって生じるため、送受信制御信号は、受信信号が送信波Ａ，Ｂのいずれに基づく信号であるかを指示する信号である。制御部１１９は、生成した送受信制御信号をＩＦ信号と対応付けて信号処理部１２０の記憶部１２１に記憶する。
【００３１】
次に、信号処理部１２０の構成について説明する。
信号処理部１２０は、記憶部１２１、受信強度算出部１２２、ＤＢＦ処理部１２３、距離算出部１２４、速度算出部１２５、方位算出部１２６、実像判定部１２７、物標引継ぎ処理部１２８及び物標出力処理部１２９を含んで構成される。
【００３２】
受信強度算出部１２２は、記憶部１２１からチャネル毎のＩＦ信号を読み出し、読み出したＩＦ信号を、例えばフーリエ変換して周波数領域の複素数データを算出する。受信強度算出部１２２は、算出したチャネル毎の複素数データをＤＢＦ処理部１２３に出力する。
受信強度算出部１２２は、算出した複素数データに基づいてスペクトルを算出する。受信強度算出部１２２は、いずれかのチャネルの複素数データに基づいてスペクトルを算出してもよいが、全チャネルの複素数データを加算した加算値に基づいてスペクトルを算出してもよい。加算値に基づいてスペクトルを算出することでノイズ成分が平均化されてＳ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ）比が向上する。
【００３３】
受信強度算出部１２２は、送信波Ａ，Ｂ及び上り部分、下り部分のそれぞれについて算出したスペクトルのピークを検出する。受信強度算出部１２２は、例えば、算出したスペクトルから、予め定めたレベルの閾値を越え、レベルが極大になる部分をピークとして検出する。ここで、受信強度算出部１２２は、送信波Ａ，Ｂのいずれに係るかを、スペクトルを算出した受信信号に対応する上り部分、下り部分のいずれに係るかを、その送受信制御信号が示す送信波に係る区間内の経過時刻に基づいて特定することができる。
受信強度算出部１２２は、送信波Ａ，Ｂ及び上り部分、下り部分のそれぞれについて検出したピークの周波数とそのピークのレベルを表すピーク周波数情報を生成する。受信強度算出部１２２は、生成したピーク周波数情報を距離算出部１２４、速度算出部１２５、及び実像判定部１２７に出力する。
【００３４】
ＤＢＦ処理部１２３は、受信強度算出部１２２から入力されたチャネル毎の複素数データをアンテナの配列方向（チャネル方向）にさらにフーリエ変換（空間軸フーリエ変換）して空間周波数領域の複素数データを生成する。ＤＢＦ処理部１２３は、生成した複素数データから、予め定めた角度分解能の角度チャネル毎にスペクトルの強度である受信強度を算出し、算出した受信強度を示す受信強度情報を生成し、生成した受信強度情報を方位算出部１２６に出力する。ＤＢＦ処理部１２３は、受信強度情報の生成、出力を、送信波Ａ，Ｂ及び上り部分、下り部分のそれぞれについて行う。
【００３５】
距離算出部１２４は、受信強度算出部１２２から入力されたピーク周波数情報に基づいて、送信波Ａ，Ｂのうちの一方（例えば、送信波Ａ）について距離を算出する。距離算出部１２４は、例えばＦＭＣＷ方式を用いて、ピーク周波数情報が示す上り部分のピーク周波数ｆｕと下り部分のピーク周波数ｆｄに基づいて物体までの距離Ｒを算出する。距離Ｒを算出する際、距離算出部１２４は、例えば、式（１）を用いる。
【００３６】
【数１】
2015129675.tif 000003
【００３７】
式（１）において、ｃは光速度、Ｔは変調周期をそれぞれ表す。即ち、式（１）は、上り部分又は下り部分の時間Ｔ／２内に光が進行する距離ｃ・Ｔ／２を、上り部分のピーク周波数ｆｕと下り部分のピーク周波数ｆｄを物標毎に平均した平均値の周波数変調幅Δｆに対する比を乗じて距離Ｒが与えられることを示す。例えば、距離算出部１２４は、送信波Ａについて距離Ｒを算出する際、式（１）の変調周期Ｔに送信波Ａの変調周期ＴＡを代入する。距離算出部１２４は、その一方の送信波について各物標が表す物体までの距離を表す距離情報を実像判定部１２７に出力する。
【００３８】
速度算出部１２５は、受信強度算出部１２２から入力されたピーク周波数情報に基づいて、送信波Ａ，Ｂのうちの一方（例えば、送信波Ａ）について相対速度を算出する。速度算出部１２５は、例えばＦＭＣＷ方式を用いて、ピーク周波数情報が表す上り部分のピーク周波数ｆｕと下り部分のピーク周波数ｆｄに基づいて物体の相対速度Ｖを算出する。速度算出部１２５は、例えば、式（２）を用いて相対速度Ｖを算出する。
【００３９】
【数２】
2015129675.tif 000004
【００４０】
即ち、式（２）は、光速度ｃに、上り部分のピーク周波数ｆｕから下り部分のピーク周波数ｆｄの差分の中心周波数ｆ０に対する比を乗じて相対速度Ｖが与えられることを示す。例えば、速度算出部１２５は、送信波Ａについて相対速度Ｖを算出する際、式（２）の変調周期Ｔに送信波Ａの変調周期ＴＡを代入する。速度算出部１２５は、その一方の送信波について各物標の相対速度Ｖを表す速度情報を実像判定部１２７に出力する。
【００４１】
方位算出部１２６は、送信波Ａ，Ｂ及び上り部分、下り部分のそれぞれについてＤＢＦ処理部１２３から入力された受信強度情報に基づいて方位を算出する。方位算出部１２６は、例えば、ＤＢＦ法を用いて、受信強度情報が示す受信強度が極大（ピーク）となる角度φをそのピークに係る物体の方位として検出し、検出した方位を表す方位情報を生成する。方位算出部１２６は、生成した方位情報を実像判定部１２７に出力する。方位算出部１２６は、方位情報の生成、出力を、送信波Ａ，Ｂ及び上り部分、下り部分のそれぞれについて行う。なお、方位算出部１２６は、受信強度算出部１２２から入力されたピーク周波数情報が示すピーク周波数の成分毎に方位を算出してもよい。
【００４２】
実像判定部１２７には、送信波Ａ，Ｂ及び上り部分、下り部分のそれぞれについて受信強度算出部１２２からピーク周波数情報が入力され、方位算出部１２６から方位情報が入力される。実像判定部１２７には、送信波Ａ，Ｂの一方（例えば、送信波Ａ）についての距離情報が距離算出部１２４から入力され、その一方の送信波についての速度情報が速度算出部１２５から入力される。
【００４３】
実像判定部１２７は、その一方の送信波の上り部分、下り部分のそれぞれについてのピーク周波数情報が示すピーク周波数から送信波Ａ，Ｂの他方（例えば、送信波Ｂ）の上り部分、下り部分のそれぞれについてのピーク周波数の推定値を算出（逆算）する。ＩＦ信号に生じるピーク周波数は、一般に三角波信号の変調周期Ｔに反比例し、周波数変調幅Δｆに比例する。従って、実像判定部１２７は、一方の送信波のピーク周波数に、一方の送信波の変調周期を乗算し、他方の送信波の変調周期を除算して他方の送信波のピーク周波数の推定値を算出することができる。一方の送信波の周波数変調幅と他方の送信波の周波数変調幅とが異なる場合には、実像判定部１２７は、一方の送信波のピーク周波数に、他方の送信波の変調周期を乗算し、一方の送信波の変調周期を除算して他方の送信波のピーク周波数の推定値を算出することができる。送信波Ａ，Ｂ間で変調周期、周波数変調幅ともに等しい場合には、他方の送信波のピーク周波数の推定値が一方の送信波のピーク周波数の推定値と定め、その推定値を算出する処理を省略する。
【００４４】
実像判定部１２７は、上り部分、下り部分のそれぞれについて他方の送信波について入力されたピーク周波数情報が示すピーク周波数が、一方の送信波について算出したピーク周波数の推定値に相当するか否かを判定する。この判定において、実像判定部１２７は、算出したピーク周波数の推定値が、ピーク周波数情報が示すピーク周波数から予め定めた範囲内であるか否かを判定してもよい。相当すると判定された場合、実像判定部１２７は、入力されたピーク周波数情報が示すピークのレベルについて送信波Ａ，Ｂ間の差分（レベル差）を算出する。  
これにより、ピーク周波数の組毎のレベル差が算出される。このピーク周波数の組に係るピーク同士では、距離及び相対速度が互いに等しいか近似する。
【００４５】
また、実像判定部１２７は、それぞれのピーク周波数について、上り部分のピーク周波数情報が示すピーク周波数が、下り部分のピーク周波数に相当するか否かを判定してもよい。この判定において、実像判定部１２７は、上り部分のピーク周波数が、下り部分のピーク周波数から予め定めた範囲内であるか否かを判定してもよい。相当すると判定された場合、実像判定部１２７は、上り部分について算出したレベル差と下り部分について算出したレベル差とを統合して、両部分を代表したピーク周波数の組毎のレベル差を定めてもよい。ここで、実像判定部１２７は、上り部分について算出したレベル差と下り部分について算出したレベル差のいずれか（例えば、下り部分について算出したレベル差）を採用してもよいし、各部分について算出したレベル差の平均値を採用してもよい。
【００４６】
他方、実像判定部１２７は、記憶部１２１に記憶されたレベル差データを参照して、送信波Ａ，Ｂ及び上り部分ならびに下り部分のそれぞれについて方位算出部１２６から入力された方位情報が示す方位に対応するレベル差をピーク（物標）毎に取得する。レベル差データから取得されるレベル差は、送信アンテナ１０１−１が放射する送信波Ａのレベルと、送信アンテナ１０１−２が放射する送信波Ｂのレベルとのレベル差である。レベル差データは、方位とレベル差を対応付けて構成されるテーブルで構成されてもよいし、方位とレベル差との関係を示す所定の関数のパラメータ（例えば、球面調和関数の次数ごとの重み係数）で構成されてもよい。
【００４７】
実像判定部１２７は、ピーク周波数の組毎に算出したレベル差が、そのピーク周波数についてレベル差データを参照して取得したレベル差から予め定めた範囲内であるか否かを判定する。予め定めた範囲内であると判定された場合、実像判定部１２７は、そのピークに係る物標が実像であると判定する。予め定めた範囲内ではないと判定された場合、実像判定部１２７は、そのピークに係る物標が虚像であると判定する。
実像判定部１２７は、実像と判定したピーク（周波数）に係る距離情報、速度情報、及び方位情報を空間情報として物標引継ぎ処理部１２８に対応付けて出力する。実像判定部１２７は、虚像と判定したピーク（周波数）に係る距離情報、速度情報及び方位情報を消去する。
【００４８】
物標引継ぎ処理部１２８は、実像判定部１２７から空間情報が入力される。他方、記憶部１２１には、物標と前回の切替周期で生成された空間情報とが対応付けて記憶されている。
物標引継ぎ処理部１２８は、記憶部１２１から空間情報を読み出す。物標引継ぎ処理部１２８は、現在の切替周期で算出した距離、相対距離、方位と、前回の切替周期で算出した距離、相対距離、方位とのそれぞれの差分値が、それぞれの差分値毎に予め定められた閾値よりも小さいか否か判断する。全ての差分値について予め定められた閾値よりも小さいと判断された場合、物標引継ぎ処理部１２８は、現在の切替周期に係る物標と前回の切替周期に係る物標が同一であると判定する。その場合、物標引継ぎ処理部１２８は、その物標の物標引継ぎ回数を１だけ増加させ、その物標と、現在の切替周期に係る空間情報を対応付けて記憶部１２１に記憶する。
また、物標引継ぎ処理部１２８は、その物標と現在の切替周期に係る空間情報を対応付けて物標出力処理部１２９に出力する。
【００４９】
現在の変調周期に係る物標と前回の変調周期に係る物標が同一でないと判定された場合、物標引継ぎ処理部１２８は、新たな物体を検出したと判定する。物標引継ぎ処理部１２８は、新たな物体を表す物標（識別番号）を生成し、生成した物標と現在の変調周期に係る空間情報を対応付けて記憶部１２１に記憶する。また、物標引継ぎ処理部１２８は、その物標と現在の変調周期に係る空間情報を対応付けて物標出力処理部１２９に出力する。
物標出力処理部１２９は、物標引継ぎ処理部１２８から物標と対応付けて入力された空間情報をレーダ装置１の外部に出力する。
【００５０】
（送信アンテナの指向性の一例）
次に、送信アンテナ１０１−１，１０１−２の指向性の一例について説明する。
図２は、送信アンテナ１０１−１，１０１−２の指向性の一例を示す図である。
縦軸、横軸は、それぞれ利得、角度を示す。利得は、放射される送信波のレベルが最も高い方向のレベルを基準（０ｄＢ）とした送信波のレベルである。角度は、送信アンテナ１０１−１，１０１−２の利得が最も高い方向（例えば、レーダ装置１が搭載される車両の前方）を基準とした水平面内の方位である。
【００５１】
曲線Ａ，Ｂは、それぞれ送信アンテナ１０１−１，１０１−２の指向性を示す。図２に示す例では、送信アンテナ１０１−１，１０１−２ともに最も利得が高い方向（最大放射方向）は、角度０°である。送信アンテナ１０１−１，１０１−２ともに角度が最大放射方向である０°から離れるほど利得が低くなる傾向（単一指向性）を有する。送信アンテナ１０１−１の方が送信アンテナ１０１−２よりもビーム幅が狭い。例えば、角度αでは、送信アンテナ１０１−１の利得ＧαＡは、送信アンテナ１０１−２の利得ＧαＢよりも高いが、角度β（｜β｜＞｜α｜）では、送信アンテナ１０１−１の利得ＧβＢは、送信アンテナ１０１−２の利得ＧβＢよりも低い。ビーム幅は、例えば、利得が最大放射方向に係る利得の半分の値（半値）よりも高くなる角度の範囲（半値幅）で与えられることがある。送信アンテナ１０１−２のビーム幅は、受信アンテナ１０２−１〜１０２−４によるＦＯＶよりも大きくてもよい。送信アンテナ１０１−１が有意な送信波を送信できる範囲は、予め定めた大きさの範囲を有していればよく、その範囲はＦＯＶの外側の一部を含んでもよい。
【００５２】
（位相の折り返しの一例）
次に、位相の折り返しの一例について説明する。
図３は、位相の折り返しの一例を示す図である。
図３（Ａ）、（Ｂ）ともに原点Ｏは、受信アンテナ１０２−１〜１０２−４の重心点を示す。原点Ｏを起点とする２本の実線ＦＯＶは、受信アンテナ１０２−１〜１０２−４による視野角を示す。ＦＯＶの間の破線ｌは、受信アンテナ１０２−１〜１０２−４の配列方向に垂直な方向を示す。この方向を基準（０°）とすると、ＦＯＶは、角度−γからγまでの範囲である。ここで、γは、ｓｉｎ−１（λ／２ｄ）である。λは、受信波の波長である。位相の折り返しは、受信アンテナ１０２−１〜１０２−４の素子間隔ｄが波長λよりも小さい場合に生じる。言い換えれば、ＦＯＶの範囲外に所在する物体からの受信波については、位相の折り返しが生じる。これに対し、ＦＯＶの範囲内に所在する物体からの受信波については、位相の折り返しは生じない。
【００５３】
図３（Ａ）に示す黒塗りの四角形は、角度αの方向に物体が存在することを示す。角度αはＦＯＶの範囲内であるから、この物体からの反射波については位相の折り返しが生じない。そのため、角度αからの反射波が実像として検出され、位相の折り返しによる虚像は検出されない。
図３（Ｂ）に示す黒丸は、角度βの方向に物体が存在することを示す。角度βはＦＯＶの範囲外であるから、この物体からの反射波については位相の折り返しが生ずる。角度βからの反射波が実像として検出される他、位相の折り返しにより角度β’の方向に虚像として検出される。虚像が検出される方向は、ＦＯＶの境界に対して実像の方向と対称な方向である。この場合では、β’＝２γ−βとなる。この位相の折り返しによって生じた虚像を形成する受信波のレベルのピークは、グレーティングローブ（ｇｒａｔｉｎｇ  ｌｏｂｅ）と呼ばれる。これに対し、実像を形成する受信波のレベルのピークは、メインローブ（ｍａｉｎ  ｌｏｂｅ）と呼ばれる。
【００５４】
（受信レベルの例）
次に、送信アンテナ１０１−１，１０１−２が図２に示す指向性を有する場合に、角度α、βにそれぞれ配置された物体（図３）からの反射波の受信レベルの例について説明する。次に説明する受信レベルは、受信強度算出部１２２で算出されたＩＦ信号のスペクトルを形成する周波数毎のレベルである。ここでは、原点Ｏから各物体までの距離が等しいものと仮定する。
【００５５】
図４は、受信レベルの一例を示す図である。縦軸、横軸は、それぞれ受信レベル、周波数より算出した距離を示す。この距離は、例えば、式（１）を用いて上り部分のピーク周波数、下り部分のピーク周波数に基づいて算出された距離である。図４（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ送信波Ａ，Ｂが送信された場合に角度αに配置された物体による反射波を受信して得られる受信レベルを示す。送信波Ａに係る受信レベルＬＡαは、送信波Ｂに係る受信レベルＬＢαよりも高い。これは、送信波Ａの角度αへの利得ＧＡαが、送信波Ｂの角度αへの利得ＧＢαよりも高いことによる。その他の反射波、回折等がなく、角度α、β間で反射断面積が等しければ、送信波Ａ，Ｂ間の受信レベル差ΔＬαは、送信波Ａ，Ｂ間の利得差ΔＧαと等しくなる。他方、算出された距離は、送信波Ａ，ＢにかかわらずＲｂである。距離Ｒｂは、送信波Ａ，Ｂのいずれが送信された場合でも同一の物体から反射された反射波に基づいて算出されるからである。
【００５６】
図５は、受信レベルの他の例を示す図である。図５（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ送信波Ａ，Ｂが送信された場合に角度βに配置された物体による反射波を受信して得られる受信レベルを示す。送信波Ａに係る受信レベルＬＡβは、送信波Ｂに係る受信レベルＬＢβよりも低い。これは、送信波Ａの角度βへの利得ＧＡβが、送信波Ｂの角度βへの利得ＧＢβよりも低いことによる。その他の反射波、回折等がなく、角度α，β間で反射断面積が等しければ、送信波Ａ，Ｂ間の受信レベル差ΔＬβは、送信波Ａ，Ｂ間の利得差ΔＧβと等しくなる。算出された距離は、送信波Ａ，ＢにかかわらずＲｂである。
【００５７】
（レベル差データの一例）
次に、記憶部１２１に記憶されるレベル差データの一例について説明する。
図６は、レベル差データの一例を示す図である。縦軸、横軸は、それぞれレベル差、角度を示す。レベル差は、例えば、予め実測した送信波Ａ，Ｂのそれぞれの利得に基づいて算出した利得差ΔＧである。従って、図６に示すレベル差は、図２に示す送信波Ａの利得から送信波Ｂの利得を差し引いた値である。角度は、図２に示す角度と同様である。また、この角度は、受信アンテナ１０２−１〜１０２−４の配列方向に垂直な方向を基準とする水平面内の方位を示す。
【００５８】
図６に示すレベル差は、角度が０°のときに最も大きく、角度が０°から離れるほど小さくなる。例えば、角度α，β’，βの順に、レベル差が大きい。送信波Ａ，Ｂ間の指向性の差異により、本来検出されるべき実像の方位（この例では、角度β）と誤検出される虚像の方位（この例では、角度β’）との間のレベル差の差異が生じる。そこで、実像判定部１２７は、このレベル差の差異に基づいて、検出されたピークが実像であるか否かを判別することができる。なお、図６に示されている角度β’’については後述する。
【００５９】
（送信信号の切替及び変調周期の例）
次に、送信信号の切替及び変調周期の一例について説明する。
制御部１１９は、上述したように、所定の切替周期ＴＡＢで送信信号Ａ，Ｂのいずれを生成及び出力するかを切り替える。１つの切替周期ＴＡＢには、送信信号Ａ，Ｂをそれぞれ生成及び出力する区間が含まれる。各送信信号の区間には、少なくとも１周期の変調周期が含まれていればよい。
【００６０】
図７は、送信信号Ａ，Ｂの周波数変調の一例を示す図である。
図７において、縦軸、横軸は、それぞれ周波数、時刻を示す。送信信号Ａ，Ｂは、それぞれ共通の中心周波数ｆ０を中心に、周波数変調幅Δｆで周波数変調する信号である。図７に示す例では、１つの切替周期ＴＡＢには、それぞれ１つの変調周期ＴＡ，ＴＢが含まれる。各変調周期ＴＡ，ＴＢには、周波数が時間経過とともに高くなる上り部分と、周波数が時間経過とともに低くなる下り部分とを含む。変調周期ＴＡ，ＴＢのそれぞれは、送信信号Ａ，Ｂが生成及び出力される１つの区間を形成する。これにより、送信アンテナ１０１−１，１０１−２からの送信波が切替周期ＴＡＢで送信波Ａ，Ｂの間で順次切り替えられる。
【００６１】
互いに隣接する変調周期の間には、休止間隔δＴが挿入されている。休止間隔δＴは、送信信号の生成及び送信波の送信が行われない区間である。休止間隔δＴは、例えば、検出しようとする距離の最大値に所在する物体との間で送信波が往復する時間である。休止間隔δＴを設けることで、送信波を送信してから受信波が受信されるまでの遅延によって、その時点で処理しようとするＩＦ信号の基礎となる受信信号の区間に、過去に生成及び出力した出力信号に基づく受信信号が含まれることを回避することができる。これにより、受信強度算出部１２２は、送信波Ａ，ＢのそれぞれについてＩＦ信号の上り部分、下り部分それぞれについてピーク周波数を検出することができる。
【００６２】
（信号処理の例）
次に、本実施形態に係る信号処理の例について説明する。
図８は、本実施形態に係る信号処理の例を示すフローチャートである。
（ステップＳ１０１）制御部１１９は、送信波ＡによるＩＦ信号（ビート信号）をチャネル毎に記憶部１２１に記憶（格納）する。その後、ステップＳ１０２に進む。
（ステップＳ１０２）受信強度算出部１２２は、記憶部１２１から読み出した送信波ＡによるＩＦ信号について距離に関する周波数解析を上り区間、下り区間のそれぞれについて行う。即ち、受信強度算出部１２２は、読み出したＩＦ信号から周波数領域の複素数データを算出し、算出した複素数データに基づいてスペクトルを算出する。受信強度算出部１２２は、上り部分、下り部分のそれぞれについて算出したスペクトルのピークを検出し、検出したピークに係るピーク周波数情報を生成する。その後、ステップＳ１０３に進む。
（ステップＳ１０３）ＤＢＦ処理部１２３は、受信強度算出部１２２で算出した送信波Ａによる複素数データについて方位に関する周波数解析を行う。即ち、ＤＢＦ処理部１２３は、チャネル毎の複素数データをチャネル方向にさらにフーリエ変換して空間周波数領域の複素数データを生成する。ＤＢＦ処理部１２３は、生成した空間周波数領域の複素数データから角度チャネル毎にスペクトルの強度である受信強度を示す受信強度情報を生成する。その後、ステップＳ１０４に進む。
【００６３】
（ステップＳ１０４）制御部１１９は、送信波ＢによるＩＦ信号（ビート信号）をチャネル毎に記憶部１２１に記憶（格納）する。その後、ステップＳ１０５に進む。
（ステップＳ１０５）受信強度算出部１２２は、記憶部１２１から読み出した送信波ＢによるＩＦ信号について距離に関する周波数解析を上り区間、下り区間のそれぞれについて行う。その後、ステップＳ１０６に進む。
（ステップＳ１０６）ＤＢＦ処理部１２３は、受信強度算出部１２２で算出した送信波Ｂによる複素数データについて方位に関する周波数解析を行う。その後、ステップＳ１０７に進む。
【００６４】
（ステップＳ１０７）距離算出部１２４、速度算出部１２５、方位算出部１２６及び実像判定部１２７は、後述する空間情報生成処理を実行する。ここで、距離算出部１２４、速度算出部１２５、及び方位算出部１２６は、物標ごとに距離、相対速度、及び方位を算出する。実像判定部１２７は、記憶部１２１に記憶されたレベル差データを参照して、検出したピークについての送信波Ａ，Ｂ間のレベル差に基づいて、そのピークに係る物標が実像であるか否かを判定する。実像判定部１２７は、実像と判定されたピークに係る距離、速度及び方位を示す空間情報を生成する。その後、ステップＳ１０８に進む。
【００６５】
（ステップＳ１０８）物標引継ぎ処理部１２８は、現在の切替周期で生成された空間情報について物標引継ぎ処理を行う。即ち、物標引継ぎ処理部１２８は、現在の切替周期で生成された物標ごとの空間情報と、過去の切替周期で生成された物標ごとの空間情報とを比較し、両者が同一である物標の有無を判定する。同一の物標があると判定された場合、物標引継ぎ処理部１２８は、その同一と判定された物標についての過去の切替周期で生成された空間情報を、現在の切替周期で生成された空間情報に更新する。同一の物標がないと判定された場合、物標引継ぎ処理部１２８は、その物標についての空間情報を新たな物標に係る空間情報と判定する。その後、ステップＳ１０９に進む。
（ステップＳ１０９）物標出力処理部１２９は、物標引継ぎ処理部１２８で物標と対応付けられた空間情報をレーダ装置１の外部に出力する。その後、図８に示す処理を終了する。
【００６６】
（空間情報生成処理）
次に、本実施形態に係る空間情報生成処理について説明する。
図９は、本実施形態に係る空間情報生成処理を示すフローチャートである。
（ステップＳ２０１）実像判定部１２７は、送信波Ａの上り部分についてピーク周波数毎にステップＳ２０２〜Ｓ２１２の処理を、未処理のピーク周波数がなくなるまで繰り返す。
（ステップＳ２０２）実像判定部１２７は、送信波Ａの下り部分についてピーク周波数毎にステップＳ２０３〜Ｓ２１２の処理を、未処理のピーク周波数がなくなるまで繰り返す。
（ステップＳ２０３）距離算出部１２４は、受信強度算出部１２２で生成したピーク周波数情報に基づいて、送信波Ａについて、例えば式（１）を用いて距離を算出（仮算出）する。速度算出部１２５は、受信強度算出部１２２で生成したピーク周波数情報に基づいて、送信波Ａについて、例えば式（２）を用いて相対速度を算出（仮算出）する。実像判定部１２７は、距離算出部１２４が算出した距離と、速度算出部１２５が算出した相対速度を取得する。
方位算出部１２６は、送信波Ａ，Ｂ及び上り部分、下り部分のそれぞれについて空間周波数領域のスペクトルのピーク毎の方位を算出する。実像判定部１２７は、方位算出部１２６が送信波Ａについて算出した方位を取得する。その後、ステップＳ２０４に進む。
【００６７】
（ステップＳ２０４）実像判定部１２７は、送信波Ａの上り部分、下り部分のそれぞれについてピーク周波数情報が示すピーク周波数から変調周期ＴＡ，ＴＢに基づいて送信波Ｂの上り部分、下り部分のそれぞれについてのピーク周波数の推定値を算出（逆算）する。その後、ステップＳ２０５に進む。
（ステップＳ２０５）実像判定部１２７は、送信波Ｂの上り部分のピーク周波数毎にステップＳ２０６〜Ｓ２１２の処理を、未処理の送信波Ｂの上り部分のピーク周波数がなくなるまで繰り返す。
【００６８】
（ステップＳ２０６）実像判定部１２７は、送信波Ｂの上り部分の（検出された）ピーク周波数に相当するものが、逆算された送信波Ｂの上り部分のピーク周波数の推定値にあるかないかを判定する。あると判定された場合（ステップＳ２０６  ＹＥＳ）、ステップＳ２０７に進む。ないと判定された場合（ステップＳ２０６  ＮＯ）、その送信波Ｂの上り部分のピーク周波数についての処理を終了する。
（ステップＳ２０７）実像判定部１２７は、送信波Ｂの下り部分のピーク周波数毎にステップＳ２０８〜Ｓ２１２の処理を、未処理の送信波Ｂの下り部分のピーク周波数がなくなるまで繰り返す。
（ステップＳ２０８）実像判定部１２７は、送信波Ｂの下り部分の（検出された）ピーク周波数に相当するものが、逆算された送信波Ｂの下り部分のピーク周波数の推定値にあるかないかを判定する。あると判定された場合（ステップＳ２０８  ＹＥＳ）、ステップＳ２０９に進む。ないと判定された場合（ステップＳ２０８  ＮＯ）、その送信波Ｂの下り部分のピーク周波数についての処理を終了する。
【００６９】
（ステップＳ２０９）実像判定部１２７は、方位算出部１２６が送信波Ｂについて算出した方位のうち、該当する上り部分のピーク周波数と下り部分のピーク周波数との組（ペア）に対応する方位を取得する。ここで、実像判定部１２７は、例えば、その組に係る２つのピーク周波数を代表する１つのピーク周波数、例えば、２つのピーク周波数のいずれか、又は平均値から予め定めた範囲内の周波数の成分に係る方位を取得してもよい。また、実像判定部１２７は、方位算出部１２６が送信波Ａについて取得した方位のうち、該当する上り部分のピーク周波数と下り部分のピーク周波数との組（ペア）に対応する方位を特定する。その後、ステップＳ２１０に進む。
（ステップＳ２１０）実像判定部１２７は、送信波Ｂについて取得したピーク周波数の組（ペア）に対応する方位が、送信波Ａについて特定したピーク周波数の組（ペア）に対応する方位から予め定めた角度の範囲内であるか否かを判定する。予め定めた角度の範囲内であると判定された場合には（ステップＳ２１０  ＹＥＳ）、ステップＳ２１１に進み、予め定めた角度の範囲内ではないと判定された場合には（ステップＳ２１０  ＮＯ）、その送信波Ｂの下り部分のピーク周波数についての処理を終了する。
【００７０】
（ステップＳ２１１）実像判定部１２７は、該当するピーク周波数に係るピークのレベルの送信波Ａ，Ｂ間の差分（レベル差）を算出する。実像判定部１２７は、記憶部１２１に記憶されたレベル差データを参照して、送信波Ｂについて取得したピーク周波数の組に対応する方位に対応するレベル差を取得する。なお、実像判定部１２７は、送信波Ｂに代えて送信波Ａについて取得したピーク周波数の組に対応する方位に対応するレベル差を取得してもよい。
実像判定部１２７は、算出したレベル差が、レベル差データを参照して取得したレベル差から予め定めたレベル差の範囲内であるか否かを判定する。予め定めた範囲内であると判定した場合（ステップＳ２１１  ＹＥＳ）、ステップＳ２１２に進む。予め定めた範囲内でないと判定した場合（ステップＳ２１１  ＮＯ）、その送信波Ｂの下り部分のピーク周波数についての処理を終了する。
（ステップＳ２１２）実像判定部１２７は、送信波Ａについてのピーク周波数に係る物標が実像であると判定し、取得した距離、相対速度及び方位を示す空間情報を物標引き継ぎ処理部１２８に出力する。
【００７１】
以上、説明したように、本実施形態に係るレーダ装置（例えば、レーダ装置１）は、互いに異なる送信レベルの指向性を有する複数の送信部（例えば、送信アンテナ１０１−１、１０１−２）と、前記複数の送信部のそれぞれが送信した送信波による反射波を受信する複数の受信部（例えば、受信アンテナ１０２−１〜１０２−４）とを備える。また、本実施形態に係るレーダ装置は、前記複数の受信部が受信した反射波に基づいて物標毎の方位を算出する方位算出部（例えば、方位算出部１２６）と、前記複数の送信部間における送信レベルの指向性の差と、前記複数の送信部間における前記反射波のレベル差とに基づいて、前記方位算出部が算出した方位に係る物標が実像であるか否かを判定する実像判定部（例えば、実像判定部１２７）とを備える。
そのため、送信部間での送信レベル差の方位による依存性は、受信レベル差の方位による依存性として現れる。そのため、この依存性に基づいて検出された方位が、位相の折り返しを受けない実像によるものであるか否かを判定できるため、物体の方位を正しく検出できる範囲を拡張することができる。
【００７２】
本実施形態に係るレーダ装置は、複数の受信アンテナ（例えば、受信アンテナ１０２−１〜１０２−４）が等間隔で並べられた受信部（受信アレーアンテナ）と、前記受信部が方位検出が可能な検出角度範囲以上の広角のビーム幅を有することを特徴とする第１の送信部（例えば、送信アンテナ１０１−１）と、第１の送信部よりも狭角のビーム幅を有し、当該狭角のビーム幅は予め定めた角度よりも大きい第２の送信部（例えば、送信アンテナ１０１−２）と、前記第１の送信部により送信された送信波の反射波を前記受信部で受信した受信信号により、距離、相対速度、方位、レベルを含む第１の空間情報（障害物データ）を算出する第１の検出処理と、前記第２の送信部により送信された送信波の反射波を前記受信部で受信した受信信号により、距離、相対速度、方位、レベルを含む第２の空間情報を算出する第２の検出処理とを行い、前記第１の空間情報と、前記第２の空間情報とを比較し、その距離、相対速度、方位が等しい、又は所定の範囲内であると判定し、前記第１の空間情報と前記第２の空間情報との間でのレベル差が、前記第１の送信部と前記第２の送信部のビームパターンを示す方位レベル差テーブル又は当該テーブルと同じ関数により定められたレベル差と等しい、もしくは所定の範囲内であると判定する処理部（例えば、信号処理部１２０）と、を備えるレーダ装置としても実施することができる。
【００７３】
（変形例）
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、図９に示す処理では、ステップＳ２０３において送信波Ｂについて距離、相対速度及び方位を算出し、ステップＳ２０６、Ｓ２０８〜Ｓ２１２を実行することによって送信波Ａに基づいて、そのピークに係る物標が実像であるか否かを判定してもよい。また、図９に示す処理では、上り部分に係る処理の繰り返し（ループ）が下り部分に係る処理の繰り返しに含まれるようにしてもよい。
【００７４】
例えば、送信アンテナ１０１−１，１０２−２の指向性は図２に示したものに限られない。送信アンテナ１０１−１，１０２−２のビーム幅は、互いに異なっていれば図２に示したビーム幅と異なっていてもよい。また、レベルが最も高い方位である指向軸が送信アンテナ１０１−１，１０１−２間で異なっていてもよい。さらに、送信アンテナ１０１−１，１０２−２の指向性のパターンが異なっていてもよい。
【００７５】
図１０は、送信アンテナ１０１−１，１０１−２の指向性の他の例を示す図である。
この例では、角度の最大値、最小値は、それぞれ９０°、−９０°である。曲線Ｃ，Ｄは、それぞれ送信アンテナ１０１−１，１０１−２の指向性を示す。曲線Ｃは、送信アンテナ１０１−１の指向性が、角度が−９０°（図面に対して右方）に指向軸を有する単一指向性であることを示す。例えば、角度βの場合の利得ＧβＣは、角度αの場合のＧαＣよりも小さい。曲線Ｄは、送信アンテナ１０１−２の指向性が、方位によらず利得がほぼ一定である無指向性（ｏｍｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ、全指向性とも呼ばれる）であることを示す。例えば、角度βの場合の利得ＧβＤは、角度αの場合のＧαＤとほぼ等しい。
【００７６】
図１１は、レベル差データの他の例を示す図である。
図１１に示すレベル差は、図１０の曲線Ｃに示す利得から曲線Ｄに示す利得を差し引いた値である。この例では、角度が大きくなるほどレベル差が減少する。例えば、図６に示すレベル差は、角度が０°のときに最も大きく、レベル差は角度が０°から離れるほど小さくなる。例えば、角度α，β’，βの順に、レベル差が小さい。この場合でも、角度β，β’間でレベル差の差異が生ずるため、実像判定部１２７は、検出されたピーク周波数が実像であるか否かを判別することができる。
【００７７】
なお、図６に示すレベル差は、角度０°に対してほぼ対称であるため、角度βにおけるレベル差ΔＬβを与える角度β’’が角度βとは別個に存在する。そのため、図６に示すレベル差を有するレベル差データを参照すると、実像判定部１２７は、角度β’’の周辺に生じた位相の折り返しについても実像であると誤判定するおそれがある。これに対し、図１１に示すレベル差は、−９０°から９０°までの全領域（半平面）に含まれる角度に対して単調に減少する。そのため、角度βにおけるレベル差ΔＬβは、角度β’’におけるレベル差ΔＬβ’’よりも有意に大きくなる。従って、この角度の領域において方位に対して単調に変化するレベル差を有するレベル差データを参照することで、実像判定部１２７は、角度β’’にピークが生じても、そのピークが虚像であると正しく判定することができる。
【００７８】
また、レーダ装置１が１系統の受信アンテナ１０２−１〜１０２−４について、２個の送信アンテナ１０１−１，１０１−２を備える場合を例にとって説明したが、これには限られない。互いに異なる指向性を有していれば、送信アンテナの個数ｍは、２よりも大きくてもよい（例えば、ｍは３）。その場合には、レーダ装置１は、ｍ個のうちの２個からなる送信アンテナの組毎に、図８に示す処理を行い、生成された物標毎の空間情報を統合する。ここで、記憶部１２１には、各組の送信アンテナ間のレベル差と方位とを対応付けたレベル差データを記憶させておく。
これにより、１つの送信アンテナ間で物標毎の空間情報が得られない場合でも、他の送信アンテナ間で得られる場合があるため、遺漏なく物標毎の空間情報を取得することができる。
【００７９】
また、レーダ装置１は、複数の送信アンテナ間でそれぞれ異なる特性（例えば、周波数帯域、偏波方向）を有する送信波を送信することにより、それぞれの特性を有する受信波を受信してもよい。これにより、レーダ装置１は、各送信波に基づく受信波を区別することができる。その場合には、レーダ装置１は、複数の送信アンテナ間で送信波を送信するタイミングや受信波を受信するタイミングを切り替えなくてもよい。
【００８０】
レーダ装置１が主にＤＢＦ法を用いて物標毎の方位を算出する場合を例にとって説明したがこれには限られない。レーダ装置１は、例えば、ＭＵＳＩＣ法、ＥＳＰＲＩＴ法、等の方式を用いてもよい。
上述したレーダ装置１が主にＦＭＣＷ法を用いて物標毎の距離を算出する場合を例にとって説明したがこれには限られない。レーダ装置１は、例えば、飛行時間（ｔｉｍｅ  ｏｆ  ｆｌｉｇｈｔ）計測法を用いてもよい。
レーダ装置１は、例えば、車両に搭載され、車両の進行方向を中心とする視野角を有する車載型レーダ装置として構成されてもよいし、車両と着脱可能であって車両から取り外された状態で実施されてもよい。
【００８１】
なお、上述した実施形態におけるレーダ装置１の一部、例えば、制御部１１９及び信号処理部１２０をコンピュータで実現するようにしてもよい。また、制御部１１９及び信号処理部１２０は、一体化されたコンピュータであってもよいし、それぞれ別体のコンピュータであってもよい。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、レーダ装置１に内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
また、上述した実施形態におけるレーダ装置１の一部、または全部を、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現してもよい。レーダ装置１の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
【００８２】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１…レーダ装置、１０１（１０１−１，１０１−２）…送信アンテナ、
１０２（１０２−１〜１０２−４）…受信アンテナ、
１１０…送受信部、１１１（１１１−１，１１１−２）…送信処理部、
１１２（１１２−１，１１２−２）…三角波生成部、
１１３（１１３−１，１１３−２）…ＶＣＯ、
１１４（１１４−１，１１４−２）…分配器、
１１５（１１５−１〜１１５−ｎ）…ミキサ、
１１６（１１６−１〜１１６−ｎ）…フィルタ、
１１７…ＳＷ、１１８…ＡＤＣ、１１９…制御部、
１２０…信号処理部、１２１…記憶部、１２２…受信強度算出部、
１２３…ＤＢＦ処理部、１２４…距離算出部、１２５…速度算出部、
１２６…方位算出部、１２７…実像判定部、１２８…物標引継ぎ処理部、
１２９…物標出力処理部
【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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