(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数Ｎの異なるサブキャリア中心周波数ｓ１〜ｓｎの搬送波が個別に変調されることによって生成され、かつ占有帯域が周波数軸上に等しいサブキャリア間隔ΔＦで配置されてなるマルチキャリア信号を個別にＡ／Ｄ変換し、前記周波数軸上における前記サブキャリア間隔ΔＦの総和が圧縮された第１のディジタル信号ないし第ｐ（≧２）のディジタル信号をそれぞれ生成する第１のＡ／Ｄ変換手段ないし第ｐのＡ／Ｄ変換手段と、
前記第１ないし第ｐのディジタル信号で示されるアナログ信号が周波数軸上で共通に区分されてなる部分帯域の内、前記第１のＡ／Ｄ変換手段ないし前記第ｐのＡ／Ｄ変換手段で生じるエリアシングの下で、前記マルチキャリア信号の同じ周波数成分が分布することが既知である複数ｐの部分帯域の帯域幅Ｂの組み合わせ毎に、レベルが最大ではない特定の部分帯域、またはレベルが既定の上限値を下回る特定の部分帯域を選択する部分帯域選択手段とを備え、
前記第１のＡ／Ｄ変換手段ないし第ｐのＡ／Ｄ変換手段の個々のサンプリング周波数は、
整数ｉ（≦ｐ）と整数ｊ（≦ｐ，≠ｉ）との全ての対について、
前記部分帯域の帯域幅Ｂに対する不等式
｜ｆｓｉ−ｆｓｊ｜＞Ｂ
が成立し、かつ前記ｆｓｉと前記ｆｓｊとの最小公倍数ＭＬＣに等しいサンプリング周波数におけるサンプリング定理が前記マルチキャリア信号の占有帯域Ｗに対して成立する周波数ｆｓ１〜ｆｓｐに設定され、かつ前記サブキャリア中心周波数に対応するサブキャリアの成分と当該サブキャリアの折返しの成分が重ならないように、前記サンプリング周波数ｆｓと前記サブキャリア間隔ΔＦとが設定されている
ことを特徴とするＡ／Ｄ変換装置。
【請求項２】
ｍｏｄ（ｘ，ｙ）をｘでｙを除算した剰余を求める関数とした場合、
ｍ（ｎ）＝ｍｏｄ（ΔＦ×ｎ，ｆｓ）を用いて、前記サブキャリア中心周波数ｓ１（＝ΔＦ×１）からｓｎ（＝ΔＦ×ｎ）の各々を、サンプリング周波数ｆｓで除算して求めた剰余ｍ（ｎ）がサブキャリア周波数ｓ１からｓｎのそれぞれで異なるように、前記サンプリング周波数ｆｓとサブキャリア間隔ΔＦとを設定し、前記サブキャリアの成分と当該サブキャリアの折返しの成分が重ならない関係とする
ことを特徴とする請求項１に記載のＡ／Ｄ変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる搬送波が個別に変調されることによって生成され、かつ占有帯域が異なる信号の組み合わせからなるマルチキャリア信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
信号を送受信するレーダー装置では、目標物の距離分解能を向上させるために、広帯域の電波を送受することが望まれる。しかしながら、広帯域の電波を用いると、受信側のＡＤ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ；アナログ信号−ディジタル信号）変換器として、高速のものを用いる必要が生じてくる。そこで、特許文献１には、送信波形を繰り返し波形とし、送信タイミングをずらして複数回繰り返して送信を行うことにより、サンプリング間隔をずらし、サンプリング周波数を上げたことと等価とし、検出分解能を向上させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】再公表ＷＯ２０１２／０３５７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されているものでは、同一波形を繰り返して送信する間に、目標物が移動してしまうと、誤差が生じるという問題がある。
【０００５】
上述の課題を鑑み、本発明は、Ａ／Ｄ変換器の変換速度が無用に高く設定されることなく、広帯域に分布する個々の占有帯域の成分を周波数軸上の所望の帯域に精度よく安定にパックできるＡ／Ｄ変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載のＡ／Ｄ変換装置では、複数Ｎの異なるサブキャリア中心周波数ｓ１〜ｓｎの搬送波が個別に変調されることによって生成され、かつ占有帯域が周波数軸上に等しいサブキャリア間隔ΔＦで配置されてなるマルチキャリア信号を個別にＡ／Ｄ変換し、前記周波数軸上における前記サブキャリア間隔ΔＦの総和が圧縮された第１のディジタル信号ないし第ｐ（≧２）のディジタル信号をそれぞれ生成する第１のＡ／Ｄ変換手段ないし第ｐのＡ／Ｄ変換手段と、前記第１ないし第ｐのディジタル信号で示されるアナログ信号が周波数軸上で共通に区分されてなる部分帯域の内、前記第１のＡ／Ｄ変換手段ないし前記第ｐのＡ／Ｄ変換手段で生じるエリアシングの下で、前記マルチキャリア信号の同じ周波数成分が分布することが既知である複数ｐの部分帯域の帯域幅Ｂの組み合わせ毎に、レベルが最大ではない特定の部分帯域、またはレベルが既定の上限値を下回る特定の部分帯域を選択する部分帯域選択手段とを備え、前記第１のＡ／Ｄ変換手段ないし第ｐのＡ／Ｄ変換手段の個々のサンプリング周波数は、整数ｉ（≦ｐ）と整数ｊ（≦ｐ，≠ｉ）との全ての対について、前記部分帯域の帯域幅Ｂに対する不等式  ｜ｆｓｉ−ｆｓｊ｜＞Ｂ  が成立し、かつ前記ｆｓｉと前記ｆｓｊとの最小公倍数ＭＬＣに等しいサンプリング周波数におけるサンプリング定理が前記マルチキャリア信号の占有帯域Ｗに対して成立する周波数ｆｓ１〜ｆｓｐに設定され、かつ前記サブキャリア中心周波数に対応するサブキャリアの成分と当該サブキャリアの折返しの成分が重ならないように、前記サンプリング周波数ｆｓと前記サブキャリア間隔ΔＦとが設定されている。
請求項２に記載のＡ／Ｄ変換装置では、ｍｏｄ（ｘ，ｙ）をｘでｙを除算した剰余を求める関数とした場合、ｍ（ｎ）＝ｍｏｄ（ΔＦ×ｎ，ｆｓ）を用いて、前記サブキャリア中心周波数ｓ１（＝ΔＦ×１）からｓｎ（＝ΔＦ×ｎ）の各々を、サンプリング周波数ｆｓで除算して求めた剰余ｍ（ｎ）がサブキャリア周波数ｓ１からｓｎの各々で異なるように、前記サンプリング周波数ｆｓとサブキャリア間隔ΔＦとを設定し、前記サブキャリアの成分と当該サブキャリアの折返しの成分が重ならない関係とする。
【０００７】
すなわち、マルチキャリア信号の占有帯域の何れに干渉波や外乱等の雑音が重畳されていても、異なるサンプリング周波数で並行して稼働する第１ないし第ｐのＡ／Ｄ変換手段によって出力され、かつ同じ周波数成分が分布することが既知である部分帯域の対毎に、該当する雑音が重畳されていない一方の部分帯域が選択される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、マルチキャリア信号は、アンダーサンプリングされるにもかかわらず、干渉や外乱によって精度や信頼性の低下することなく、所望のディジタル信号処理が施される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係るレーダー装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係るレーダー装置におけるＤＡ変換部からの信号の説明図である。
【図３】第１実施形態に係るレーダー装置における帯域の説明図である。
【図４】第１実施形態に係るレーダー装置における折り返し成分の説明図である。
【図５】第２実施形態に係るレーダー装置の構成を示すブロック図である。
【図６】第２実施形態に係るレーダー装置における折り返し成分の説明図である。
【図７】第２実施形態に係る判断部の構成を示すブロック図である。
【図８】第２実施形態に係る判断部の処理の概要を説明する図である。
【図９】第２実施形態に係る判断部の処理手順のフローチャートである。
【図１０】第３実施形態に係るレーダー装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】第３実施形態に係る判断部の構成を示すブロック図である。
【図１２】第３実施形態に係る判断部の処理の概要を説明する図である。
【図１３】第３実施形態に係る判断部の処理手順のフローチャートである。
【図１４】第４実施形態に係るレーダー装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】第５実施形態に係るＳＡＷセンサの概略的な模式図である。
【図１６】第５実施形態に係るＳＡＷセンサ装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係るレーダー装置１０１の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、レーダー装置１０１は、制御部１１０、サブキャリア生成部１１１、ＤＡ変換部１１２ａ及び１１２ｂ、送信周波数変換部１１３、送信電力増幅部１１４、送信アンテナ１１５、ローカル信号発生部１１６、受信アンテナ１２１、受信電力増幅部１２２、受信周波数変換部１２３、ＡＤ変換部１２４ａ及び１２４ｂ、周波数分析部１２５、周波数アンフォールド部１２６、及び距離・速度演算部１３１を備える。
【００１１】
サブキャリア生成部１１１は、制御部１１０の制御の下に、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア信号を生成し、Ｉチャネル（同相成分）及びＱチャネル（直交成分）の信号として出力する。ＤＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ；ディジタル信号−アナログ信号）変換部１１２ａ及び１１２ｂは、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する。送信周波数変換部１１３は、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号を直交変調し、ローカル信号発生部１１６からのローカル信号と乗算して、所望の送信周波数に変換する。送信電力増幅部１１４は、送信信号を電力増幅し、増幅した送信信号を、送信アンテナ１１５を介して送信する。これにより、送信アンテナ１１５を介して、目標物１２０に送信波ｘ（ｔ）が照射される。送信周波数変換部１１３及び送信電力増幅部１１４は、レーダー送信部１０２を構成している。
【００１２】
受信アンテナ１２１は、目標物１２０で反射された受信波ｙ（ｔ）を受信する。受信電力増幅部１２２は、受信アンテナ１２１からの受信信号を増幅する。受信周波数変換部１２３は、ローカル信号発生部１１６からのローカル信号と乗算して、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号を直交復調する。受信電力増幅部１２２及び受信周波数変換部１２３は、レーダー受信部１０３を構成している。ＡＤ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換部１２４ａ及び１２４ｂは、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。なお、本実施形態では、ＡＤ変換部１２４ａ及び１２４ｂのサンプリング周波数ｆｓは、サブキャリア成分及びその折り返し成分のスペクトルが重なることがないように、サブキャリア間隔Δｆ１〜Δｆｎ（ｎはサブキャリアのインデックス）と所定の関係となるように設定されている。すなわち、このＡＤ変換１２４ａ及び１２４ｂのサンプリング周波数ｆｓは、周波数軸上におけるサブキャリア周波数帯域ｂ１〜ｂｎ間の隙間が圧縮され、かつＡＤ変換１２４ａ（あるいは１２４ｂ）のＡＤ変換の過程で生じるエリアシングの下でサブキャリア周波数帯域ｂ１〜ｂｎの成分が重ならない周波数に設定されている。また、ＡＤ変換１２４ａ及び１２４ｂは、ＡＤ変換の過程におけるエリアシングの下で生じた周波数軸上における順列の変化を補正するスペクトル補正手段を備えるようにすることもできる。
【００１３】
周波数分析部１２５は、復調された信号を周波数領域のスペクトル信号に変換する。周波数アンフォールド部１２６は、並べ替え操作により、スペクトル信号中の折り返し成分を復元する。距離・速度演算部１３１は、制御部１１０がサブキャリア生成部１１１に出力する送信信号と、周波数アンフォールド部１２６から入力される受信信号とに基づいて、目標物１２０の距離及び速度を算出する。距離・速度演算部１３１は、算出した距離及び速度を例えば不図示の表示部に表示させ、または不図示の接続されているコンピュータに送信する。距離・速度演算部１３１は、例えば、参考文献１に記載されている手法を用いて、距離及び速度を算出する。
（参考文献）Christian Sturm,“Waveform Design and Signal Processing Aspects for Fusion of Wireless Communications and Radar Sensing”,2011,IEEE,Vol.99,No.7,July 2011 IEEE,p1236-p1259
【００１４】
制御部１１０は、サブキャリア生成部１１１を制御してサブキャリア信号を生成させる。制御部１１０は、ローカル信号発生部１１６を制御して送信側のローカル信号と受信側のローカル信号を発生させる。また、制御部１１０は、各サブキャリア信号の周波数を制御することで、キャリアごとの変調、復調を制御する。制御部１１０は、距離・速度演算部１３１から入力された情報を、例えば不図示の表示部に表示させ、または不図示の接続されているコンピュータに送信する。
【００１５】
次に、本実施形態に係るレーダー装置１０１の動作について説明する。図１において、サブキャリア生成部１１１からは、マルチキャリア信号が生成される。このマルチキャリア信号は、複数のサブキャリアがサブキャリア間隔Δｆ１〜Δｆｎに配置された信号である。このサブキャリア生成部１１１からのマルチキャリア信号は、ＤＡ変換部１１２ａ及び１１２ｂによりアナログ信号に変換される。
【００１６】
ＤＡ変換部１１２ａ及び１１２ｂの出力信号は、送信周波数変換部１１３に供給される。また、送信周波数変換部１１３には、ローカル信号発生部１１６から、ローカル信号が供給される。送信周波数変換部１１３により、ＤＡ変換部１１２ａ及び１１２ｂからのＩチャネル及びＱチャネル信号は直交変調され、所望の高周波信号に周波数変換される。送信周波数変換部１１３の出力信号は、送信電力増幅部１１４で電力増幅された後、送信アンテナ１１５から送信される。
【００１７】
図２（Ａ）は実施形態に係るレーダー装置における送信アンテナ１１５からの出力信号のスペクトルである。
送信アンテナ１１５からの送信信号は、目標物１２０により反射された後、受信アンテナ１２１で受信される。受信アンテナ１２１の受信信号は、受信電力増幅部１２２で増幅された後、受信周波数変換部１２３に供給される。受信周波数変換部１２３には、ローカル信号発生部１１６から、ローカル信号が供給される。受信周波数変換部１２３により、Ｉチャネル及びＱチャネル信号が直交復調される。
【００１８】
図２（Ｂ）は、受信周波数変換部１２３からの信号のスペクトルを示している。前述したように、送信信号は、サブキャリア間隔Δｆ１〜Δｆｎのマルチキャリアの信号である。図２（Ｂ）に示すように、受信周波数変換部１２３からは、サブキャリア間隔Δｆ１〜Δｆｎの複数のサブキャリアのスペクトル成分が検出される。また、この受信信号のスペクトル成分は、サブキャリア周波数帯域ｂ１〜ｂｎに加え、本レーダー装置１０１に対して相対速度のある目標物１２０に反射した場合、ドップラシフトによる周波数広がり±ｄを持つ。受信周波数変換部１２３で復調されたＩチャネル及びＱチャネル信号は、ＡＤ変換部１２４ａ及び１２４ｂで、ディジタル信号からアナログ信号に変換される。
【００１９】
ここで、サンプリングの定理から、ＡＤ変換部１２４ａ及び１２４ｂを用いた直交復調系において、サンプリング周波数を入力信号の周波数帯域以上としないと、折り返し成分が生じる。しかしながら、サンプリングの定理を満足するように、サンプリング周波数を高くすると、ＡＤ変換部１２４ａ及び１２４ｂとして高速のものが要求される。
【００２０】
そこで、本発明では、ベースバンド帯におけるすべてのサブキャリアについて、ｓ（ｎ）／ｆｓがサブキャリア周波数帯域ｂ１〜ｂｎを考慮したうえで周波数軸上において重ならないという条件を設定し、低速ＡＤ変換部の利用を可能にする。なお、ｓ（ｎ）はｎ番目のサブキャリア中心周波数を表す。また、考慮するサブキャリアの帯域幅に前記ドップラシフトによる周波数広がり±ｄを含めてもよい。
【００２１】
条件１に加え、サブキャリア中心周波数ｓ１〜ｓｎをサンプリング周波数で除算した剰余ｍ１〜ｍｎがサブキャリア毎に異なる関係となるように、サンプリング周波数ｆｓとベースバンドにおけるサブキャリアのサブキャリア間隔Δｆ１〜Δｆｎとの関係を設定する。なお、以降の説明を簡単にするために、全てのサブキャリア間隔Δｆ１〜Δｆｎが一定（＝ΔＦ）であるとすると、ベースバンドにおける各サブキャリア周波数は、次式（１）として表せる。
【００２２】
ｓ（ｎ）＝ΔＦ×ｎ        （ｎ：サブキャリアのインデックス）…  （１）
【００２３】
ここで、ｍｏｄ（ｘ，ｙ）を、ｘをｙで除算した剰余を求める関数とすると、ベースバンドにおける各サブキャリア周波数ｓ（ｎ）をサンプリング周波数（ｆｓ）で除算した剰余は、次式（２）として表せる。
【００２４】
ｍ（ｎ）＝ｍｏｄ（ΔＦ×ｎ，ｆｓ）  …  （２）
【００２５】
したがって、式（２）で求められる剰余がサブキャリア周波数毎に異なる関係となるように、サンプリング周波数ｆｓとベースバンドにおけるサブキャリアのサブキャリア間隔ΔＦとの関係を設定する。
すなわち、本実施形態のレーダー装置１において、ＡＤ変換部（ＡＤ変換部１２４ａ及び１２４ｂ）は、マルチキャリア信号のベースバンドにおける各サブキャリア周波数をサンプリング周波数で除算した剰余がサブキャリア周波数毎に異なる値となる関係となるように、サンプリング周波数とベースバンドにおけるサブキャリアのキャリア間隔周波数との関係を設定する。
これにより、本実施形態では、低速なＡＤ変換部を用いても広帯域に分布した複数キャリアを変換可能になる。
【００２６】
さらに、より多くのサブキャリアを効率的にパックできるように、サブキャリア間隔ΔＦ、および、サブキャリア周波数帯域幅Ｂを一定とし、式（３）の関係を満足するように、サンプリング周波数ｆｓ、サブキャリア中心周波数ｓ１を設定する。
【００２７】
ｓ１−ｆｓ＝Ｂ×ｋ（｜ｋ｜≧１，ｋはパック後の周波数間隔とBの比であり実数）…  （３）
【００２８】
式（３）において、ｋ＝±１のとき、周波数アンフォールド部１２６で処理を行ったとき、サブキャリアがサブキャリア周波数帯域幅Ｂの間隔で並ぶことになる。
【００２９】
図２（Ｃ）は、上述の関係を満足するようにサンプリング周波数ｆｓとサブキャリアのサブキャリア間隔ΔＦとの関係を設定した場合のＡＤ変換部１２４ａ及び１２４ｂの出力信号からなる複素スペクトルを示している。ＡＤ変換部１２４ａ及び１２４ｂが低速の場合、折り返し成分が発生する。しかしながら、サンプリング周波数ｆｓとサブキャリアのサブキャリア間隔ΔＦとの関係を上述の関係を満足するように設定すると、図２（Ｃ）に示すように、サブキャリア成分及びその折り返し成分のスペクトルは、互いに重なることがないような位置に来る。
【００３０】
ＡＤ変換部１２４ａ及び１２４ｂの出力信号は、周波数分析部１２５に供給される。周波数分析部１２５で、例えばＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）により、ＡＤ変換部１２４ａ及び１２４ｂの出力信号が周波数領域のスペクトルに変換される。周波数分析部１２５の出力信号が周波数アンフォールド部１２６に供給される。
【００３１】
上述のように、ＡＤ変換部１２４ａ及び１２４ｂが低速の場合、ＡＤ変換部１２４ａ及び１２４ｂの出力信号中には、図２（Ｃ）に示したような折り返し成分が含まれている。しかしながら、本実施形態では、サンプリング周波数ｆｓとサブキャリアのサブキャリア間隔ΔＦとの関係が上述の関係となるように設定されているため、サブキャリア成分及びその折り返し成分は重ならない。したがって、ＡＤ変換部１２４ａ及び１２４ｂの出力のスペクトルから折り返し成分を判定できる。
【００３２】
周波数アンフォールド部１２６は、周波数分析部１２５で変換された周波数領域の信号中から折り返し成分を判定して、並べ替え操作により、スペクトルを復元する。すなわち、図２（Ｃ）に示すようなスペクトル成分を、図２（Ｂ）に示したスペクトル成分となるように、並べ替えを行う。
【００３３】
周波数アンフォールド部１２６の出力信号は、距離・速度演算部１３１に供給される。距離・速度演算部１３１で、送信信号と受信信号のタイミングと、周波数アンフォールド部１２６の出力信号に基づいて、目標物１２０の距離及び速度が算出される。
【００３４】
このように、本実施形態では、ＡＤ変換部１２４ａ及び１２４ｂでのサンプリング周波数ｆｓとサブキャリアのサブキャリア間隔ΔＦとの関係を、サブキャリア成分及びその折り返し成分のスペクトルが重ならないような関係に設定している。このため、ＡＤ変換部１２４ａ及び１２４ｂに高いサンプリング周波数が要求されず、送信信号の周波数の帯域を広くとることができる。
なお、図２（Ｃ）では、サブキャリア成分及びその折り返し成分のスペクトルが重ならずに隣接する例を示したが、図２（Ｄ）に示すように、サブキャリアの周波数間隔はＢを超えてもよい。また、サブキャリア周波数帯域幅Ｂに前記ドップラシフトによる周波数広がり±ｄを含めてもよい。
また、サブキャリア中心周波数s(n)は、
ｓ（ｎ）＝ΔＦ×ｎ＋Ｆｏｆｓ  （Ｆｏｆｓ：オフセット周波数）
のように、周波数オフセットしてもよい。
【００３５】
図３は、本実施形態に係るレーダー装置における帯域の説明図である。図３に示す例は、通常のサンプリングでのナイキスト帯域と本実施形態でのナイキスト帯域とを比較したものである。この例において、サンプリング周波数は、ｆｓである。サブキャリア間隔ΔＦで７個のキャリアを使った場合、通常のサンプリングでは、ナイキスト帯域はｆａとなり、このナイキスト帯域ｆａ以上のサンプリング周波数が要求される。これに対して、本実施形態では、スペクトルが重ならないように折り返しが生じる。この場合、疑似ナイキスト帯域はｆｂ（ここでは、ｆａ＞ｆｂ）となり、ＡＤ変換部１２４ａ、１２４ｂのサンプリング周波数を下げることができる。また、図３の上段において、符号ｓｃ１〜ｓｃ７が示す波形は、各々サブキャリアである。
【００３６】
図４は、実施形態に係るレーダー装置における折り返し成分の説明図である。図４に示す例は、サブキャリア間隔ΔＦのマルチキャリアの信号を、サンプリング周波数ｆｓでサンプリングした場合の折り返し成分を解析したものである。ここでは、サンプリング周波数ｆｓを（ｆｓ＝８ＭＨｚ）とし、サブキャリア間隔ΔＦを（ΔＦ＝９ＭＨｚ）としたマルチキャリアの場合と、サブキャリア間隔ΔＦを（ΔＦ＝７ＭＨｚ）としたマルチキャリアの場合について解析している。
【００３７】
折り返し後のサブキャリアｍ（ｎ）は式（２）より、
【００３８】
ｍ（ｎ）＝ｍｏｄ（９×１，８）＝１  （ｎ＝１）・・・（４）
【００３９】
ｍ（ｎ）＝ｍｏｄ（９×２，８）＝２  （ｎ＝２）・・・（５）
【００４０】
となる。このように、ｎ＝１，２，３，４，…とすると、（２）式の値は、（１，２，３，４，…）となる。
【００４１】
また、サンプリング周波数ｆｓが（Δｆｓ＝８ＭＨｚ）、サブキャリア間隔ΔＦが（ΔＦ＝７ＭＨｚ）の場合、ｎ＝１，２，３，４，…とすると、（２）式の値は、（７，６，５，４，…）となる。
【００４２】
図４において、横軸は周波数を示し、１目盛りは例えば１ＭＨｚを示している。サブキャリア間隔ΔＦを（ΔＦ＝９ＭＨｚ）とした場合、…、「−９」、「０」、「９」、…で示した位置にサブキャリアがあり、また、周波数（０〜＋ｆｓ）のナイキスト帯域内で、…、「−３６ａ」、「−２７ａ」、「−１８ａ」、「−９ａ」、「９ａ」、「１８ａ」、「２７ａ」、…で示す位置に、…、「−３６」、「−２７」、「−１８」、「−９」、「９」、「１８」、「２７」、…の周波数のサブキャリアに対応する折り返し成分が生じる。また、ナイキスト帯域内には、「０」で示すサブキャリア成分がある。すなわち、図４において、黒丸で示した位置に、サブキャリア成分及びその折り返し成分が生じる。
【００４３】
また、サブキャリア間隔ΔＦを（ΔＦ＝７ＭＨｚ）とした場合、「−１４」、「−７」、「０」、「７」、「１４」、…で示した位置にサブキャリアがあり、また、周波数（０〜＋ｆｓ）のナイキスト帯域内で、…、「−２８ａ」、「−２１ａ」、「−１４ａ」、「−７ａ」、「０ａ」、「７ａ」、「１４ａ」、「２１ａ」…で示す位置に、…、「−２８」、「−２１」、「−１４」、「−７」、「０」、「７」、「１４」、「２１」…の周波数のサブキャリアに対応する折り返し成分が生じる。また、ナイキスト帯域内には、「７」で示すサブキャリア成分がある。すなわち、図４において、四角形で示した位置に、サブキャリア成分及びその折り返し成分が生じる。
【００４４】
図４に示すように、サブキャリア間隔ΔＦを（ΔＦ＝９ＭＨｚ）とした場合、周波数（０〜＋ｆｓ）のナイキスト帯域内において、黒丸で示すサブキャリア成分及びその折り返し成分は、全て異なる周波数となり、サブキャリア成分及びその折り返し成分の重なりは生じない。また、サブキャリア間隔ΔＦを（ΔＦ＝７ＭＨｚ）とした場合、周波数（０〜＋ｆｓ）のナイキスト帯域内において、四角で示すサブキャリア成分及びその折り返し成分は、全て異なる周波数となり、サブキャリア成分及びその折り返し成分の重なりは生じない。
【００４５】
このように、サンプリング周波数ｆｓは、サブキャリアのサブキャリア間隔ΔＦと、サブキャリアの数（サブキャリアのインデックス）ｉ，ｊと、サブキャリア周波数帯域幅Ｂとに対して与えられる以下の式（６）の不等式が整数ｉ（≦Ｎ（Ｎはサブキャリア数））と整数ｊ（≦Ｎ，≠ｉ）との全ての対について成立する周波数設定される。
｜mod（ΔＦ・ｉ，ｆｓ）−mod（ΔＦ・ｊ，ｆｓ）｜≧Ｂ  ・・・（６）
すると、ＡＤ変換部１２４ａ、１２４ｂのサンプリング周波数が低い周波数であっても、ＡＤ変換部１２４ａ、１２４ｂの出力の周波数スペクトルから、折り返し成分を判定できる。
【００４６】
周波数アンフォールド部１２６は、周波数分析部１２５からのスペクトルの中から折り返し成分を判定し、並べ替え操作によりマルチキャリアのスペクトルを復元する。そして、距離・速度演算部１３１は、このスペクトルを用いて、目標物１２０の距離及び速度を算出する。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態のレーダー装置１０１は、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア信号を生成する信号生成部（サブキャリア生成部１１１）と、信号生成部によって生成されたマルチキャリア信号を送信する送信部（レーダー送信部１０２）と、目標物に反射したマルチキャリア信号を受信する受信部（レーダー受信部１０３）と、受信部によって受信されたマルチキャリア信号を、サブキャリアの成分及びその折り返し成分が重ならない関係となるサンプリング周波数でディジタル信号に変換する第１のＡＤ変換部（ＡＤ変換部１２４ａ、１２４ｂ）と、第１のＡＤ変換部によって変換されたディジタル信号に基づいて、目標物に関する情報を検出する演算部（距離・速度演算部１３１）と、を備える。
また、本実施形態のレーダー装置１は、ＡＤ変換器（ＡＤ変換部１２４ａ、１２４ｂ）は、第１のサンプリング周波数内にある前記サブキャリア及び該サブキャリアの折り返し成分をディジタル信号に変換する。
【００４８】
この構成によって、本実施形態では、レーダーの送信信号として、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア信号を用いている。そして、サブキャリア成分及びその折り返し成分のスペクトルが重ならない関係となるように、サンプリング周波数ｆｓとサブキャリアのサブキャリア間隔ΔＦを設定している。このため、高速のＡＤ変換器を用いることなく、広帯域の電波を使って距離分解能を上げることができる。また、本実施形態では、繰り返し波形を使う必要がないので、動きのある目標物でも、誤差が生じることがない。
【００４９】
また、本実施形態のレーダー装置１０１は、ＡＤ変換部（ＡＤ変換部１２４ａ、１２４ｂ）からの信号の周波数成分を分析する周波数分析部１２５と、周波数分析部からのスペクトル信号中の折り返し成分を並べ替え、受信したマルチキャリア信号のスペクトル信号を復元する周波数アンフォールド部１２６と、を備え、演算部（距離・速度演算部１３１）は、周波数アンフォールド部によって復元されたスペクトル信号に基づいて目標物に関する情報を検出する。
これにより、本実施形態では、低速なＡＤ変換部を用いても広帯域に分布した複数キャリアを変換可能になる。
なお、本実施形態では、本発明は、直交復調されたマルチキャリア信号のＡＤ変換のために適用されている。
しかし、本発明では、マルチキャリア信号が直交復調されることなくＡＤ変換されるべき場合には、既述の式（６）は、周波数が負の値をとならないことを前提としてサンプリング定理が成立するために下式で代替されることが望ましい。
｜mod（ΔＦ・ｉ，(ｆｓ／２)）−mod（ΔＦ・ｊ，(ｆｓ／２)）｜≧Ｂ
【００５０】
＜第２実施形態＞
次に、本実施形態について説明する。図５は、本実施形態に係るレーダー装置２０１の構成を示すブロック図である。
図５に示すように、レーダー装置２０１は、制御部２１０、サブキャリア生成部２１１、ＤＡ変換部２１２ａ及び２１２ｂ、送信周波数変換部２１３、送信電力増幅部２１４、送信アンテナ２１５、ローカル信号発生部２１６、受信アンテナ２２１、受信電力増幅部２２２、受信周波数変換部２２３、ＡＤ変換部２２４ａ〜２２４ｄ、周波数分析部２２５ａ及び２２５ｂ、周波数アンフォールド部２２６ａ及び２２６ｂ、判断部２３０、及び距離・速度演算部２３１を備える。
【００５１】
サブキャリア生成部２１１は、制御部２１０の制御の下に、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア信号を生成し、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号として出力する。ＤＡ変換部２１２ａ及び２１２ｂは、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する。送信周波数変換部２１３は、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号を直交変調し、ローカル信号発生部２１６からのローカル信号と乗算して、所望の送信周波数に変換する。送信電力増幅部２１４は、送信信号を電力増幅し、送信アンテナ２１５を介して送信する。送信周波数変換部２１３及び送信電力増幅部２１４は、レーダー送信部２０２を構成している。
【００５２】
受信アンテナ２２１は、目標物２２０で反射された信号を受信する。受信電力増幅部２２２は、受信アンテナ２２１からの受信信号を増幅する。受信周波数変換部２２３は、受信信号をローカル信号発生部２１６からのローカル信号と乗算してＩチャネル及びＱチャネルの信号を直交復調する。受信電力増幅部２２２及び受信周波数変換部２２３は、レーダー受信部２０３を構成している。ＡＤ変換部２２４ａ及び２２４ｂ、２２４ｃ及び２２４ｄは、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。
【００５３】
なお、本実施形態では、ＡＤ変換部２２４ａ及び２２４ｂ、２２４ｃ及び２２４ｄは低速のもので、ＡＤ変換部２２４ａ及び２２４ｂ、２２４ｃ及び２２４ｄのサンプリング周波数は、サブキャリア成分及びその折り返し成分のスペクトルが重なることがないように、キャリア間隔周波数と所定の関係となるように設定されている。
また、ＡＤ変換部２２４ａ及び２２４ｂのサンプリング周波数ｆｓ１と、ＡＤ変換部２２４ｃ及び２２４ｄのサンプリング周波数ｆｓ２とは、これらのサンプリング周波数の数ｐ（＝２）と、整数ｉ（≦ｐ）と、整数ｊ（≦ｐ，≠ｉ）との全ての対について、以下の条件の全てが成立する異なった値（本実施形態では、後述するように８MHzおよび１０MHz）に設定される。
(1)後述する部分帯域のサブキャリア周波数帯域幅Ｂ（本実施形態では、後述するように１MHzとなる。)に対する不等式｜ｆｓｉ−ｆｓｊ｜≧Ｂが成立する。
(2)上記ｆｓｉおよびｆｓｊとの最小公倍数ＭＬＣに等しいサンプリング周波数の下で前記マルチキャリアの占有周波数帯域幅Ｗにサンプリング定理が成立する。
【００５４】
周波数分析部２２５ａ及び２２５ｂは、復調された信号を周波数領域のスペクトル信号に変換する。周波数アンフォールド部２２６ａ及び２２６ｂは、並べ替え操作により、スペクトル信号中の折り返し成分を復元する。
【００５５】
判断部２３０は、周波数アンフォールド部２２６ａから得られる周波数スペクトルと、周波数アンフォールド部２２６ｂから得られる周波数スペクトルから、干渉を受けている可能性のある部分帯域を判定する。そして、判断部２３０は、干渉を受けている可能性がある場合、周波数アンフォールド部２２６ａから得られる部分帯域の成分と周波数アンフォールド部２２６ｂから得られる部分帯域の成分とを切り替える。
ここに、上記「部分帯域」は、既述のサンプリング周波数ｆｓ１、ｆｓ２に基づくＡＤ変換の過程で個別に生じるエリアシングの下で、周波数軸上における配置が異なり、かつ雑音や干渉波の成分が重畳されるか否かの相違はあり得ても、ＡＤ変換の対象となる原信号が有する占有帯域上の共通の成分が配置される帯域を意味する。
距離・速度演算部２３１は、送信信号と、判断部３３０からの受信信号とに基づいて、例えば上述した参考文献に記載の手法等を用いて目標物２２０の距離及び速度を算出する。
【００５６】
図５に示すように、本実施形態では、ＡＤ変換部２２４ａ及び２２４ｂ、周波数分析部２２５ａ、周波数アンフォールド部２２６ａの系列と、ＡＤ変換部２２４ｃ及び２２４ｄ、周波数分析部２２５ｂ、周波数アンフォールド部２２６ｂとの２つの系列で、周波数スペクトルが得られる。そして、判断部２３０により、周波数アンフォールド部２２６ａから得られる周波数スペクトルと、周波数アンフォールド部２２６ｂから得られる周波数スペクトルとから、干渉を受けている可能性のあるものを除去して、距離・速度演算部２３１に周波数スペクトルを転送している。これにより、干渉の影響を除去して、精度の向上を図ることができる。このことについて、以下に説明する。
【００５７】
図６は、実施形態に係るレーダー装置における折り返し成分の説明図である。
図６（Ａ）は、サブキャリア間隔ΔＦを（ΔＦ＝７ＭＨｚ）とし、サンプリング周波数ｆｓを（ｆｓ１＝１０ＭＨｚ）としたときのサブキャリア成分及びその折り返し成分の位置を示している。このような関係とすると、サブキャリア成分及びその折り返し成分は、図６（Ａ）において、三角で示す位置に来る。これに対して、図６（Ｂ）は、サブキャリア間隔ΔＦを（ΔＦ＝７ＭＨｚ）とし、サンプリング周波数ｆｓを（ｆｓ２＝８ＭＨｚ）としたときのサブキャリア成分及びその折り返し成分の位置を示している。このような関係とすると、サブキャリア成分及びその折り返し成分は、図６（Ｂ）において、四角で示す位置に来る。図６（Ａ）と図６（Ｂ）とを比較すれば分かるように、サンプリング周波数が異なると、折り返し成分の位置が異なってくる。
【００５８】
例えば、６ＭＨｚの位置に、バツ印で示すように、干渉波があるとする。図６（Ａ）に示すように、サンプリング周波数ｆｓを（ｆｓ１＝１０ＭＨｚ）とした場合、この６ＭＨｚの干渉波の影響を受けるのは、「−１４」のサブキャリアの折り返し成分である「−１４ａ」で示す成分である。図６（Ｂ）に示すように、サンプリング周波数ｆｓを（ｆｓ２＝８ＭＨｚ）とした場合、「−１４」のサブキャリアの折り返し成分である「−１４ａ」の成分は、２ＭＨｚの位置にあり、干渉波の影響を受けていない。
【００５９】
これに対して、図６（Ｂ）に示すように、サンプリング周波数ｆｓを（ｆｓ２＝８ＭＨｚ）とした場合、この６ＭＨｚの干渉波の影響を受けるのは、「１４」のサブキャリアの折り返し成分である「１４ａ」の成分である。図６（Ａ）に示すように、サンプリング周波数ｆｓを（ｆｓ１＝１０ＭＨｚ）とした場合、「１４」の折り返し成分である「１４ａ」の成分は、４ＭＨｚの位置にあり、干渉波の影響を受けていない。
【００６０】
このように、サンプリング周波数が異なると、折り返し成分の位置が異なった位置に来る。このため、一方の折り返し成分が干渉波の影響を受けても、他方の折り返し成分では干渉波の影響を受けていない。本実施形態では、このことを利用して、ＡＤ変換部２２４ａ及び２２４ｂ、周波数分析部２２５ａ、周波数アンフォールド部２２６ａの系列と、ＡＤ変換部２２４ｃ及び２２４ｄ、周波数分析部２２５ｂ、周波数アンフォールド部２２６ｂとの２つの系列で、異なるサンプリング周波数で、周波数スペクトルを取得するようにしている。
この干渉低減効果を得るためには、不等式｜ｆｓｉ−ｆｓｊ｜≧Ｂが成立し、かつ、上記ｆｓｉおよびｆｓｊとの最小公倍数ＭＬＣに等しいサンプリング周波数の下で前記マルチキャリアの占有周波数帯域幅Ｗにサンプリング定理が成立するのが好適である。
【００６１】
図７は、判断部２３０の構成を示すブロック図である。図７に示すように、判断部２３０は、選択部２５０と、電力演算部２５１ａ及び２５１ｂと、閾値演算部２５２ａ及び２５２ｂと、状態判定部２５３とから構成される。
【００６２】
電力演算部２５１ａは、周波数アンフォールド部２２６ａからの周波数スペクトル（以下、入力Ａ）の電力ＰＡを求める。電力演算部２５１ｂは、周波数アンフォールド部２２６ｂからの周波数スペクトル（以下、入力Ｂ）の電力ＰＢを求める。
【００６３】
閾値演算部２５２ａは、周波数アンフォールド部２２６ａからの周波数スペクトル（入力Ａ）に対する閾値ＸＡを演算する。閾値演算部２５２ｂは、周波数アンフォールド部２２６ｂからの周波数スペクトル（入力Ｂ）に対する閾値ＸＢを演算する。
【００６４】
なお、閾値ＸＡ、ＸＢとしては、予め決められた値を用いても良いし、他方側のスペクトル電力平均値に一定値を乗算した値を用いても良い。また、対となる周波数スペクトル電力値に一定値を乗算した値を用いても良い。また、過去の該当周波数スペクトル電力平均値に一定値を乗じた値を用いても良い。
【００６５】
状態判定部２５３は、電力演算部２５１ａからの周波数スペクトル電力ＰＡと、電力演算部２５１ｂからの周波数スペクトル電力ＰＢと、閾値演算部２５２ａからの閾値ＸＡと、閾値演算部２５２ｂからの閾値ＸＢとから、出力すべき周波数スペクトルを判定する。
【００６６】
選択部２５０は、状態判定部２５３からの制御信号に基づいて、周波数アンフォールド部２２６ａからの周波数スペクトル（入力Ａ）と、周波数アンフォールド部２２６ｂからの周波数スペクトル（入力Ｂ）とを選択して出力する。
【００６７】
図８は、判断部２３０での処理の概要を説明する図である。上述のように、判断部２３０には、周波数アンフォールド部２２６ａからの周波数スペクトル（入力Ａ）と、周波数アンフォールド部２２６ｂからの周波数スペクトル（入力Ｂ）が入力される。周波数アンフォールド部２２６ａからの周波数スペクトル（入力Ａ）が図８（Ａ）に示すようなものであり、周波数アンフォールド部２２６ｂからの周波数スペクトル（入力Ｂ）が図８（Ｂ）に示すようなものであったとする。
【００６８】
図８（Ａ）に示すように、周波数アンフォールド部２２６ａからの周波数スペクトル（入力Ａ）には、閾値ＸＡ以上となるスペクトル成分がある。このスペクトル成分は、干渉波の影響を受けたものと考えられる。これに対して、図８（Ｂ）に示すように、周波数アンフォールド部２２６ｂからの周波数スペクトル（入力Ｂ）には、閾値ＸＢ以上となるスペクトル成分はない。
【００６９】
そこで、状態判定部２５３は、このような場合には、周波数アンフォールド部２２６ａからの周波数スペクトル（入力Ａ）から、周波数アンフォールド部２２６ｂからの周波数スペクトル（入力Ｂ）に、出力する周波数スペクトルを切り替える。
【００７０】
すなわち、状態判定部２５３は、周波数アンフォールド部２２６ａ（入力Ａ）からの周波数スペクトル電力ＰＡが閾値ＸＡより大きく（ＰＡ＞ＸＡ）、且つ、周波数アンフォールド部２２６ｂ（入力Ｂ）からの周波数スペクトル電力ＰＢが閾値ＸＢより小さい場合（ＰＢ≦ＸＢ）の場合には、周波数アンフォールド部２２６ｂからの周波数スペクトル（入力Ｂ）を出力し、それ以外の場合には、周波数アンフォールド部２２６ａからの周波数スペクトル（入力Ａ）を出力するように、選択部２５０を制御する。これにより、干渉成分の影響を除去することができる。
【００７１】
図９は、判断部２３０の処理手順のフローチャートである。図９に示すように、状態判定部２５３は、まず、電力演算部２５１ａからの周波数スペクトル（入力Ａ）が出力されるように、初期設定を行う（ステップＳ２０１）。
【００７２】
次に、状態判定部２５３は、電力演算部２５１ａから周波数スペクトル電力ＰＡを入力し（ステップＳ２０２）、閾値演算部２５２ａからの閾値ＸＡを入力する（ステップＳ２０３）。また、状態判定部２５３は、電力演算部２５１ｂから周波数スペクトル電力ＰＢを入力し（ステップＳ２０４）、閾値演算部２５２ｂからの閾値ＸＢを入力する（ステップＳ２０５）。
【００７３】
そして、状態判定部２５３は、周波数スペクトル電力ＰＡと閾値ＸＡとを比較する（ステップＳ２０６）。ステップＳ２０６において、周波数スペクトル電力ＰＡと閾値ＸＡとの比較結果、周波数スペクトル電力ＰＡが閾値ＸＡより小さい場合には（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、状態判定部２５３は、電力演算部２５１ａからの周波数スペクトル（入力Ａ）の出力を維持して（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０２に処理をリターンする。
【００７４】
ステップＳ２０６において、周波数スペクトル電力ＰＡと閾値ＸＡとの比較結果、周波数スペクトル電力ＰＡが閾値ＸＡより大きい場合には（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、状態判定部２５３は、周波数スペクトル電力ＰＢと閾値ＸＢとを比較する（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０８において、周波数スペクトル電力ＰＢが閾値ＸＢより小さい場合には（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、状態判定部２５３は、電力演算部２５１ｂからの周波数スペクトル（入力Ｂ）を出力するように切り替えて（ステップＳ２０９）、ステップＳ２０２に処理をリターンする。
【００７５】
ステップＳ２０８において、周波数スペクトル電力ＰＢが閾値ＸＢより大きい場合には（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、状態判定部２５３は、電力演算部２５１ａからの周波数スペクトル情報の出力を維持して（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０２に処理をリターンする。
【００７６】
判断部２３０は、周波数アンフォールド部２２６ａから得られる周波数スペクトル（入力Ａ）が、しきい値ＸＡ（図８参照）を超え、周波数アンフォールド部２２６ｂから得られる周波数スペクトル（入力Ｂ）もしきい値ＸＢ（図８参照）を超えている場合に、干渉を受けていると判断するようにしてもよい。そして、判断部２３０は、干渉を受けていると判断した場合、判断結果を制御部２１０に出力する。
そして、制御部２１０は、判断部２３０から入力される判断結果に応じて、サブキャリアの周波数を動的に切り替えるようにしてもよい。
すなわち、本実施形態のレーダー装置２０１において、信号生成部（サブキャリア生成部２１１）は、受信部２０２が受信した信号に基づいて複数のサブキャリアの周波数を動的に変更するようにしてもよい。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態のレーダー装置２０１は、受信したマルチキャリア信号をサブキャリアの成分及びその折り返し成分が重ならない関係となる第１のサンプリング周波数（ＡＤ変換部２２４ａ及び２２４ｂのサンプリング周波数）とは異なる第２のサンプリング周波数でディジタル信号に変換する第２のＡＤ変換部（ＡＤ変換部２２４ｃ及び２２４ｄ）と、第１のサンプリング周波数でディジタル化した信号から取得された第１のスペクトル信号と、第３のサンプリング周波数でディジタル信号に変換された信号から取得された第２のスペクトル信号とを信頼性に応じて切り替えて出力する判断部（判断部２３０）と、を備える。
【００７８】
この構成により、本実施形態では、ＡＤ変換部２２４ａ及び２２４ｂ、周波数分析部２２５ａ、周波数アンフォールド部２２６ａの系列と、ＡＤ変換部２２４ｃ及び２２４ｄ、周波数分析部２２５ｂ、周波数アンフォールド部２２６ｂとの２つの系列で、周波数スペクトルが得られる。そして、判断部２３０により、周波数アンフォールド部２２６ａから得られる周波数スペクトルと、周波数アンフォールド部２２６ｂから得られる周波数スペクトルとから、干渉を受けている可能性のあるものを除去して、距離・速度演算部２３１に周波数スペクトルを転送している。これにより、干渉の影響を除去して、精度の向上を図ることができる。
【００７９】
なお、ＡＤ変換部２２４ａ及び２２４ｂ、周波数分析部２２５ａ、周波数アンフォールド部２２６ａの系列と、ＡＤ変換部２２４ｃ及び２２４ｄ、周波数分析部２２５ｂ、周波数アンフォールド部２２６ｂとの２つの系列で得られる周波数スペクトルが共に干渉の影響を受けていない場合には、この２つの信号を同相可算して、Ｓ／Ｎ比を向上させることもできる。
また、上述した干渉成分の影響を除去するために状態判定部２５３および選択部２５０が連携して行う処理は、既述の処理手順に限定されず、例えば、閾値ＸＡ、ＸＢが算出されることなく、単に、周波数スペクトル電力ＰＡとＰＢとの内、値が小さい一方を選択する処理で代替されてもよい。
【００８０】
＜第３実施形態＞
次に、本実施形態について説明する。図１０は、本実施形態に係るレーダー装置３０１の構成を示すブロック図である。
図１０に示すように、レーダー装置３０１は、制御部３１０、サブキャリア生成部３１１、ＤＡ変換部３１２ａ及び３１２ｂ、送信周波数変換部３１３、送信電力増幅部３１４、送信アンテナ３１５、ローカル信号発生部３１６、受信アンテナ３２１、受信電力増幅部３２２、受信周波数変換部３２３、ＡＤ変換部３２４ａ及び３２４ｂ、高速ＡＤ変換部３２４ｃ及び３２４ｄ、周波数分析部３２５ａ及び３２５ｂ、周波数アンフォールド部３２６、判断部３３０、及び距離・速度演算部３３１を備える。
【００８１】
サブキャリア生成部３１１は、制御部３１０の制御の下に、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア信号を生成し、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号として出力する。ＤＡ変換部３１２ａ及び３１２ｂは、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する。送信周波数変換部３１３は、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号を直交変調し、ローカル信号発生部３１６からのローカル信号と乗算して、所望の送信周波数に変換する。送信電力増幅部３１４は、送信信号を電力増幅し、送信アンテナ３１５を介して送信する。送信周波数変換部３１３及び送信電力増幅部３１４は、レーダー送信部３０２を構成している。
【００８２】
受信アンテナ３２１は、目標物３２０で反射された信号を受信する。受信電力増幅部３２２は、受信アンテナ３２１からの受信信号を増幅する。受信周波数変換部３２３は、受信信号をローカル信号発生部３１６からのローカル信号と乗算して、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号を直交復調する。受信電力増幅部３２２及び受信周波数変換部３２３は、レーダー受信部３０３を構成している。ＡＤ変換部３２４ａ及び３２４ｂと、高速ＡＤ変換部３２４ｃ及び３２４ｄは、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。
【００８３】
なお、本実施形態では、ＡＤ変換部３２４ａ及び３２４ｂは低速のもので、ＡＤ変換部３２４ａ及び３２４ｂのサンプリング周波数は、サブキャリア成分及びその折り返し成分のスペクトルが重なることがないように、キャリア間隔周波数と所定の関係となるように設定されている。高速ＡＤ変換部３２４ｃ及び３２４ｄは、サンプリングの定理を満足するような高速のものである。また、高速ＡＤ変換部３２４ｃ及び３２４ｄとしては、ビット精度の低いものを用いることができる。
【００８４】
周波数分析部３２５ａ及び３２５ｂは、復調された信号を周波数領域のスペクトル信号に変換する。周波数アンフォールド部３２６は、並べ替え操作により、スペクトル信号中の折り返し成分を復元する。高速ＡＤ変換部３２４ｃ及び３２４ｄは高速なものであるから、折り返し成分は発生しない。したがって、周波数分析部３２５ｂの後段には、周波数アンフォールド部は不要である。
【００８５】
判断部３３０は、周波数アンフォールド部３２６から得られる周波数スペクトルと、周波数分析部３２５ｂから得られる周波数スペクトルから、干渉を受けている可能性のあるものを判定する。そして、判断部３３０は、干渉を受けている可能性がある場合、周波数アンフォールド部３２６から得られる周波数スペクトルと周波数分析部３２５ｂから得られる周波数スペクトルとを切り替える。
なお、判断部３３０は、第２実施形態と同様に、周波数アンフォールド部３２６から得られる周波数スペクトル（入力Ａ）が、しきい値ＸＡ（図１２参照）を超え、周波数分析部３２５ｂから得られる周波数スペクトル（入力Ｂ）もしきい値ＸＢ（図１２参照）を超えている場合に、干渉を受けていると判断するようにしてもよい。そして、判断部３３０は、干渉を受けていると判断した場合、判断結果を制御部３１０に出力するようにしてもよい。
【００８６】
距離・速度演算部３３１は、送信信号と、判断部３３０からの受信信号とに基づいて、例えば上述した参考文献に記載されている手法を用いて、目標物３２０の距離及び速度を算出する。
【００８７】
図１０に示すように、本実施形態では、ＡＤ変換部３２４ａ及び３２４ｂ、周波数分析部３２５ａ、周波数アンフォールド部３２６の系列と、高速ＡＤ変換部３２４ｃ及び３２４ｄ、周波数分析部３２５ｂとの２つの系列で、周波数スペクトルが得られる。そして、判断部３３０により、周波数アンフォールド部３２６から得られる周波数スペクトルと、周波数分析部３２５ｂから得られる周波数スペクトルとから、干渉を受けている可能性のあるものを除去して、距離・速度演算部３３１に周波数スペクトルを転送している。これにより、干渉の影響を除去して、精度の向上を図ることができる。
【００８８】
図１１は、判断部３３０の構成を示すブロック図である。図１１に示すように、判断部３３０は、選択部３５０と、電力演算部３５１ａ及び３５１ｂと、閾値演算部３５２ａ及び３５２ｂと、状態判定部３５３とから構成される。
【００８９】
電力演算部３５１ａは、周波数アンフォールド部３２６からの周波数スペクトル（入力Ａ）の電力ＰＡを求める。電力演算部３５１ｂは、周波数分析部３２５ｂからの周波数スペクトル（入力Ｂ）の電力ＰＢを求める。
【００９０】
閾値演算部３５２ａは、周波数アンフォールド部３２６からの周波数スペクトル（入力Ａ）に対する閾値ＸＡを演算する。閾値演算部３５２ｂは、周波数分析部３２５ｂからの周波数スペクトル（入力Ｂ）に対する閾値ＸＡを演算する。
【００９１】
なお、閾値ＸＡ、ＸＢとしては、予め決められた値を用いても良いし、他方側のスペクトル電力平均値に一定値を乗算した値を用いても良い。また、対となる周波数スペクトル電力値に一定値を乗算した値を用いても良い。また、過去の該当周波数スペクトル電力平均値に一定値を乗じた値を用いても良い。
【００９２】
状態判定部３５３は、電力演算部３５１ａからの周波数スペクトル電力ＰＡと、電力演算部３５１ｂからの周波数スペクトル電力ＰＢと、閾値演算部３５２ａからの閾値ＸＡと、閾値演算部３５２ｂからの閾値ＸＢとから、出力すべき周波数スペクトルを判定する。
【００９３】
選択部３５０は、状態判定部３５３からの制御信号に基づいて、周波数アンフォールド部３２６からの周波数スペクトル（入力Ａ）と、周波数分析部３２５ｂからの周波数スペクトル（入力Ｂ）とを選択して出力する。
【００９４】
図１２は、判断部３３０の処理の概要を説明する図である。上述のように、判断部３３０には、周波数アンフォールド部３２６からの周波数スペクトル（入力Ａ）と、周波数分析部３２５ｂからの周波数スペクトル（入力Ｂ）が入力される。周波数アンフォールド部３２６からの周波数スペクトル（入力Ａ）が図１２（Ａ）に示すようなものであり、周波数分析部３２５ｂからの周波数スペクトル（入力Ｂ）が図１２（Ｂ）に示すようなものであったとする。
【００９５】
図１２（Ａ）に示すように、周波数アンフォールド部３２６からの周波数スペクトル（入力Ａ）には、閾値ＸＡ以上となるスペクトル成分がある。このスペクトル成分は、干渉波の影響を受けたものと考えられる。これに対して、図１２（Ｂ）に示すように、周波数分析部３２５ｂからの周波数スペクトル（入力Ｂ）には、閾値ＸＢ以上となるスペクトル成分はない。
【００９６】
周波数分析部３２５ｂからの周波数スペクトルは、高速ＡＤ変換部３２４ｃ及び３２４ｄを用いてサンプリングしているので、折り返し成分が生じることがなく、干渉波の影響を受けにくいと考えられる。但し、高速ＡＤ変換部３２４ｃ及び３２４ｄとしては、ビット精度の低いものが用いられるため、周波数アンフォールド部３２６からの周波数スペクトルよりも、精度は低い。
【００９７】
そこで、このような場合には、判断部３３０における状態判定部３５３は、周波数アンフォールド部３２６からの周波数スペクトル（入力Ａ）から、周波数分析部３２５ｂからの周波数スペクトル（入力Ｂ）に、出力する周波数スペクトルを切り替えるように、選択部３５０を制御する。すなわち、判断部３３０の状態判定部３５３は、周波数分析部３２５ａ（入力Ａ）からの周波数スペクトル電力ＰＡが閾値ＸＡより大きい（ＰＡ＞ＸＡ）場合には、電力演算部３５１ｂからの周波数スペクトル（入力Ｂ）を出力するように切り替え、それ以外の場合には、電力演算部３５１ａからの周波数スペクトル（入力Ａ）を出力する。これにより、干渉成分の影響を除去することができる。
【００９８】
図１３は、選択部３５０の処理手順のフローチャートである。図１３に示すように、状態判定部３５３は、まず、電力演算部３５１ａからの周波数スペクトル（入力Ａ）が出力されるように、初期設定を行う（ステップＳ３０１）。
【００９９】
次に、状態判定部３５３は、電力演算部３５１ａから周波数スペクトル電力ＰＡを入力し（ステップＳ３０２）、閾値演算部３５２ａからの閾値ＸＡを入力する（ステップＳ３０３）。また、状態判定部３５３は、電力演算部３５１ｂから周波数スペクトル電力ＰＢを入力し（ステップＳ３０４）、閾値演算部３５２ｂからの閾値ＸＢを入力する（ステップＳ３０５）。
【０１００】
そして、状態判定部３５３は、周波数スペクトル電力ＰＡと閾値ＸＡとを比較する（ステップＳ３０６）。ステップＳ３０６において、周波数スペクトル電力ＰＡと閾値ＸＡとの比較結果、周波数スペクトル電力ＰＡが閾値ＸＡより小さい場合には（ステップＳ３０６：Ｎｏ）、状態判定部３５３は、電力演算部３５１ａからの周波数スペクトル（入力Ａ）の出力を維持して（ステップＳ３０７）、ステップＳ３０２に処理をリターンする。
【０１０１】
ステップＳ３０６において、周波数スペクトル電力ＰＡと閾値ＸＡとの比較結果、周波数スペクトル電力ＰＡが閾値ＸＡより大きい場合には（ステップＳ３０６：Ｙｅｓ）、状態判定部３５３は、電力演算部３５１ｂからの周波数スペクトル（入力Ｂ）を出力するように切り替えて（ステップＳ３０８）、ステップＳ３０２に処理をリターンする。
【０１０２】
以上説明したように、本実施形態のレーダー装置３０１は、サブキャリア信号の折り返し成分が生じず、第１のサンプリング周波数（ＡＤ変換部３２４ａ及び３２４ｂのサンプリング周波数）より高い周波数である第３のサンプリング周波数でディジタル信号に変換する第３のＡＤ変換部（ＡＤ変換部３２４ｃ及び３２４ｄ）と、第１のサンプリング周波数でディジタル化した信号から取得された第１のスペクトル信号と、第３のサンプリング周波数でディジタル信号に変換された信号から取得された第３のスペクトル信号とを信頼性に応じて切り替えて出力する判断部（判断部３３０）、を備える。
【０１０３】
この構成によって、本実施形態では、ＡＤ変換部３２４ａ及び３２４ｂ、周波数分析部３２５ａ、周波数アンフォールド部３２６の系列と、高速ＡＤ変換部３２４ｃ及び３２４ｄ、周波数分析部３２５ｂ、周波数分析部３２５ｂとの２つの系列で、周波数スペクトルが得られる。そして、判断部３３０により、周波数アンフォールド部３２６から得られる周波数スペクトルと、周波数分析部３２５ｂから得られる周波数スペクトルとから、干渉を受けている可能性のあるものを除去して、距離・速度演算部３３１に周波巣スペクトルを転送している。これにより、干渉の影響を除去して、精度の向上を図ることができる。なお、高速ＡＤ変換部３２４ｃ及び３２４ｄは、ビット精度の低いものを用いることができるので、回路規模の増大やコストの増大を招くことはない。
【０１０４】
なお、第２実施形態、第３実施形態では、ＡＤ変換器を２組用いる例を説明したが、これに限られない。使用するＡＤ変換器は３組以上であってもよい。
【０１０５】
＜第４実施形態＞
次に、本実施形態について説明する。図１４は、本実施形態に係るレーダー装置４０１の構成を示すブロック図である。
図１４に示すように、レーダー装置４０１は、制御部４１０、サブキャリア生成部４１１、ＤＡ変換部４１２ａ及び４１２ｂ、送信周波数変換部４１３、送信電力増幅部４１４、送信アンテナ４１５、ローカル信号発生部４１６、受信アンテナ４２１、受信電力増幅部４２２、受信周波数変換部４２３、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）４２７、ＡＤ変換部４２４、周波数分析部４２５、周波数アンフォールド部４２６、判断部４３０、及び距離・速度演算部４３１を備える。
【０１０６】
サブキャリア生成部４１１は、制御部４１０の制御の下に、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア信号を生成し、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号として出力する。ＤＡ変換部４１２ａ及び４１２ｂは、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する。送信周波数変換部４１３は、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号を直交変調し、ローカル信号発生部４１６からのローカル信号と乗算して、所望の送信周波数に変換する。送信電力増幅部４１４は、送信信号を電力増幅し、送信アンテナ４１５を介して送信する。送信周波数変換部４１３及び送信電力増幅部４１４は、レーダー送信部１０２を構成している。
【０１０７】
受信アンテナ４２１は、目標物４２０で反射された信号を受信する。受信電力増幅部４２２は、受信アンテナ４２１からの受信信号を増幅する。受信周波数変換部４２３は、受信信号をローカル信号発生部４１６からのローカル信号と乗算し、中間周波信号に変換する。受信電力増幅部４２２及び受信周波数変換部４２３は、レーダー受信部４０３を構成している。
【０１０８】
ここでは、受信周波数変換部４２３は、ローＩＦ（Ｌｏｗ  ＩＦ  （Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ））方式となっている。ローカル信号発生部４１６からのローカル信号の周波数は、受信信号の周波数に近接している。ローＩＦ方式の場合、１つのＡＤ変換部４２４で、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号をサンプリングできる。受信周波数変換部４２３の出力は、ＢＰＦ４２７を介して、ＡＤ変換部４２４に供給される。
ＡＤ変換部４２４は、ＢＰＦ４２７の出力信号を、アナログ信号からディジタル信号に変換し、変換した信号を周波数分析部４２５に供給する。
【０１０９】
周波数分析部４２５は、復調された信号を周波数領域のスペクトル信号に変換する。周波数アンフォールド部４２６は、並べ替え操作により、スペクトル信号中の折り返し成分を復元する。
【０１１０】
なお、本実施形態では、ＡＤ変換部４２４は低速のもので、ＡＤ変換部４２４のサンプリング周波数は、サブキャリア成分及びその折り返し成分のスペクトルが重なることがないように、キャリア間隔周波数と所定の関係となるように設定されている。距離・速度演算部４３１は、送信信号と、周波数アンフォールド部４２６から入力される受信信号とに基づいて、例えば上述した参考文献に記載の手法等を用いて目標物４２０の距離及び速度を算出する。
【０１１１】
以上説明したように、本実施形態では、受信周波数変換部４２３がＬｏｗ−ＩＦ方式となっている。このため、１つのＡＤ変換部４２４でＩチャネル及びＱチャネルの信号をサンプリングできる。
【０１１２】
なお、上述までの実施形態では、サブキャリアのキャリア間隔周波数を一定としているが、折り返し成分のスペクトルが重ならない関係が成立できれば、サブキャリアのキャリア間隔周波数を一定とする必要はない。
【０１１３】
また、送信側のサブキャリアのキャリア間隔周波数を動的に変更可能に構成するようにしても良い。送信側のサブキャリアのキャリア間隔周波数は、例えば、干渉波の状態で変更したり、時間毎に変更したりすることが考えられる。
【０１１４】
＜第５実施形態＞
第１〜第４実施形態では、レーダー装置１に適用する例を説明したが、本実施形態では、他の装置に適用する例として、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ；弾性表面波）センサ装置に用いる例を説明する。
【０１１５】
図１５は、本実施形態に係るＳＡＷセンサ２の概略的な模式図である。
ＳＡＷセンサ２は、圧電素子基板１０、送信電極１１−１ａ、送信電極１１−１ｂ、受信電極１１−２ａ、受信電極１１−２ｂ、反応領域薄膜１２、封止構造１４−１、及び封止構造１４−２を含んで構成される。
圧電素子基板１０は、ＳＡＷを伝播する基板である。圧電素子基板１０は、水晶基板である。
【０１１６】
送信電極１１−１ａ、及び送信電極１１−１ｂは、送信側電極部を構成する櫛歯状のパターンにより形成された金属電極である。以下、送信電極１１−１ａ、及び送信電極１１−１ｂを総称してＩＤＴ１１−１と呼ぶものとする。
また、受信電極１１−２ａ、及び受信電極１１−２ｂは、受信側電極部を構成する櫛歯状のパターンにより形成された金属電極である。以下、受信電極１１−２ａ、及び受信電極１１−２ｂを総称してＩＤＴ１１−２と呼ぶものとする。
ＩＤＴ１１−１、及びＩＤＴ−１１−２（総称してＩＤＴ１１と呼ぶ）は、圧電素子基板１０上に構成される電極である。ＩＤＴ１１は、対向した一対の電極である。ＩＤＴ１１は、例えばアルミニウム薄膜によって構成される。
【０１１７】
反応領域薄膜１２は、金を蒸着して生成した薄膜である。反応領域薄膜１２は、表面に抗体を担持した薄膜である。反応領域薄膜１２は、圧電素子基板１０上であって、圧電素子基板１０上に対向して設けられた一対のＩＤＴ１１の間の領域に形成される。
圧電素子基板１０と反応領域薄膜１２との重なる部分が、検体である液体が導入される検出領域（センサ表面となる領域）となる。
【０１１８】
ＳＡＷセンサ２では、滴下された溶液が、反応領域薄膜１２の特定の領域を濡らす。
溶液中の抗原は、反応領域薄膜１２上に担持された抗体と反応し、反応領域薄膜１２上の特定領域に抗原抗体結合物を生成する。
すなわち、反応領域薄膜１２では、その表面に抗原を含んだ液体試料を滴下することにより、反応領域薄膜１２上に担持された抗体と、液体試料中の抗原との間で抗原抗体反応が起こる。その結果、反応領域薄膜１２上には、反応領域薄膜１２上に担持した抗体と抗原が結合した抗原抗体結合物が生成する。なお、反応領域薄膜１２は、金以外であっても抗体を担持できるものであればいかなるものでもよい。
【０１１９】
送信電極部側の封止構造１４−１は、封止壁１５−１と封止天井１６−１とを備えている。なお、封止壁１５−１と封止天井１６−１との間には両者を接着するための接着層が設けられるが、図１においては省略している。
封止壁１５−１は、ＩＤＴ１１−１を覆う壁であり、圧電素子基板１０上に矩形状に形成される。封止壁１５−１は、例えば感光性樹脂により構成される。
また、封止天井１６−１は、封止壁１５−１の上側を塞ぎ、ＩＤＴ１１−１を外部から密閉するための天井である。封止天井１６−１は、封止天井１６−１の平面領域内に封止壁１５−１が収まるように封止壁１５−１の上側に配置される。封止天井１６−１は、例えばガラス基板で構成される。なお、封止壁１５−１と封止天井１６−１との間には、不図示の接着層が設けられ、封止壁１５−１と封止天井１６−１との間を密封して接着する。
封止構造１４−１は、ＩＤＴ１１−１を外部から密閉してＩＤＴ１１−１上に空間を形成するように覆い、ＩＤＴ１１−１が液体と接触することを防ぐ封止構造である。
【０１２０】
また、受信電極部側の封止構造１４−２は、封止構造１４−１と同様に、封止壁１５−２と封止天井１６−２とを備え、ＩＤＴ１１−２を外部から密閉してＩＤＴ１１−２上に空間を形成するように覆い、ＩＤＴ１１−２が液体と接触することを防ぐ封止構造である。
これら封止構造１４−１、及び封止構造１４−２により、検出領域における雰囲気（例えば湿度）の変化があったとしても、ＩＤＴ１１−１、及びＩＤＴ１１−２は、その影響を受けにくくなる。
【０１２１】
図１６は、本実施形態に係るＳＡＷセンサ装置（レーダー装置）１Ａの構成を示すブロック図である。
図１６に示すように、ＳＡＷセンサ装置１Ａは、制御部１６０、サブキャリア生成部１６１、ＤＡ変換部１６２、送信周波数変換部１６３、送信電力増幅部１６４、ローカル信号発生部１６７、受信電力増幅部１７２、受信周波数変換部１７３、ＡＤ変換部１７４、周波数分析部１７５、周波数アンフォールド部１７６、及び演算部１８１を含んで構成される。また、ＳＡＷセンサ装置１Ａは、ＳＡＷセンサ２に接続される。
また、ＤＡ変換部１６２は、ＤＡ変換部１６２ａ及び１１２ｂを備え、ＡＤ変換部１７４は、ＡＤ変換部１７４ａ及び１７４ｂを備える。
【０１２２】
サブキャリア生成部１６１は、制御部１６０の制御の下に、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア信号を生成し、Ｉチャネル（同相成分）及びＱチャネル（直交成分）の信号として出力する。ＤＡ変換部１６２ａ及び１６２ｂは、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する。送信周波数変換部１６３は、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号を直交変調し、ローカル信号発生部１６７からのローカル信号と乗算して、所望の送信周波数に変換する。送信電力増幅部１６４は、送信信号を電力増幅し、ＳＡＷセンサ２の送信電極１１−１ａ及び送信電極１１−１ｂに供給する。送信周波数変換部１６３及び送信電力増幅部１６４は、送信部１５２（レーダー送信部）を構成している。
【０１２３】
受信電力増幅部１７２は、ＳＡＷセンサ２の受信電極１１−２ａ及び受信電極１１−２ｂからの受信信号を増幅する。受信周波数変換部１７３は、ローカル信号発生部１６７からのローカル信号と乗算して、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号を直交復調する。受信電力増幅部１７２及び受信周波数変換部１７３は、受信部１５３（レーダー受信部）を構成している。ＡＤ変換部１７４ａ及び１７４ｂは、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。なお、本実施形態では、ＡＤ変換部１７４ａ及び１７４ｂのサンプリング周波数ｆｓは、サブキャリア成分及びその折り返し成分のスペクトルが重なることがないように、サブキャリア間隔ΔＦと所定の関係となるように設定されている。
【０１２４】
周波数分析部１７５は、復調された信号を周波数領域のスペクトル信号に変換する。周波数アンフォールド部１７６は、並べ替え操作により、スペクトル信号中の折り返し成分を復元する。演算部１８１は、送信信号と受信信号のタイミングと、受信信号のスペクトルとに基づいて、ＳＡＷセンサ２における検体の信号振幅の減衰速度を算出し、算出した減衰速度に基づいて、表面の抗体と特異的に反応した溶液中の抗原の量と種類を判定する。演算部１８１は、判定した結果を、例えば、不図示の表示部、またはＳＡＷセンサ装置１Ａに接続されている不図示のパソコン等に出力する。
【０１２５】
図１６において、受信周波数変換部１７３からの信号のスペクトルは、受信周波数変換部１２３（図１）からの信号のスペクトルと同様である。
そして、本実施形態においても第１実施形態と同様に、各サブキャリア周波数をサンプリング周波数で除算した剰余がサンプリング周波数毎異なる関係となるように、サンプリング周波数ｆｓとサブキャリアのサブキャリア間隔ΔＦとの関係を設定している。
このため、ＡＤ変換部１７４ａ及び１７４ｂの出力信号のスペクトルは、図２（Ｃ）で説明したＡＤ変換部１２４ａ及び１２４ｂ（図１）の出力信号のスペクトルと同様に、サブキャリア成分及びその折り返し成分のスペクトルは、互いに重なることがないような位置に来る。
ＡＤ変換部１７４ａ及び１７４ｂが低速の場合、ＡＤ変換部１７４ａ及び１７４ｂの出力信号中には、図２（Ｃ）に示したような折り返し成分が含まれている。しかしながら、本実施形態でも、サンプリング周波数ｆｓとサブキャリアのサブキャリア間隔ΔＦとの関係が上述の関係となるように設定されているため、サブキャリア成分及びその折り返し成分は、サンプリング周波数ｆｓが重ならない。したがって、本実施形態でも、ＡＤ変換部１７４ａ及び１７４ｂの出力のスペクトルから折り返し成分を判定できる。
【０１２６】
上述したように、本実施形態のレーダー装置（ＳＡＷセンサ装置１Ａ）は、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア信号を生成する信号生成部（サブキャリア生成部１６１）と、信号生成部によって生成されたマルチキャリア信号を送信する送信部１５２と、目標物に反射したマルチキャリア信号を受信する受信部１５３と、受信部によって受信されたマルチキャリア信号を、サブキャリアの成分及びその折り返し成分が重ならない関係となる第１のサンプリング周波数でディジタル信号に変換する第１のＡＤ変換部（ＡＤ変換部１７４ａ及び１７４ｂ）と、第１のＡＤ変換部によって変換されたディジタル信号に基づいて、目標物に関する情報を検出する演算部１８１と、を備える。
【０１２７】
この構成によって、本実施形態では、ＡＤ変換部１７４ａ及び１７４ｂでのサンプリング周波数ｆｓとサブキャリアのサブキャリア間隔ΔＦとの関係を、サブキャリア成分及びその折り返し成分のスペクトルが重ならないような関係に設定している。このため、ＡＤ変換部１７４ａ及び１７４ｂに高いサンプリング周波数が要求されず、送信信号の周波数の帯域を広くとることができる。この結果、本実施形態によれば、高速のＡＤ変換器を用いることなく、広帯域の電波を使って検出分解能を上げることができる。
なお、本実施形態では、第１実施形態の構成をＳＡＷセンサ装置に適用する例を説明したが、第２〜第４実施形態の構成を、ＳＡＷセンサ装置として適用することも可能である。
【０１２８】
なお、上述した第１〜第５実施形態は、以下に列記する何れの形態で構成されてもよい。
(1) サブキャリアの数は、２つ以上であってもよい。例えば、図３において、中心にある符号ｓｃ４と、この符号ｓｃ４の周波数に対して左右どちらか一方のｓｃ１〜ｓｃ３またはｓｃ５〜ｓｃ７のうちのいずれか１つと、の２つ以上である。例えば、第１ナイキストゾーンの周波数のものと、第２ナイキストゾーンのもののサブキャリアが１つ以上であればよい。換言すると、互いに異なるナイキストゾーンのサブキャリアが２つ以上であればよい。
(2) サブキャリアの周波数が、周波数軸上における間隔が一定ではない。
(3) サブキャリアの全てまたは一部に個別に施される変調の方式が異なる。
(4) これらの変調の全てまたは一部に供される伝送情報（変調信号）が異なる。
(5) このような変調の下で各サブキャリアに対応して周波数軸上に分布する信号の全てまたは一部の占有帯域が異なる。
【０１２９】
また、レーダー装置の全部または一部の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、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
さらに、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
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、短時間の間、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むものとする。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良く、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良い。
【０１３０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【０１３１】
１０１，２０１，３０１，４０１，５０１：レーダー装置
１０２，２０２，３０２，４０２，５０２：レーダー送信部
１０３，２０３，３０３，４０３，５０３：レーダー受信部
１１０，１６０，２１０，３１０，４１０，５１０：制御部
１１１，１６１，２１１，３１１，４１１，５１１：サブキャリア生成部
１１２ａ，１１２ｂ，１６２ａ，１６２ｂ，２１２ａ，２１２ｂ，３１２ａ，３１２ｂ，４１２ａ，４１２ｂ，５１２ａ，５１２ｂ：ＤＡ変換部
１１３，１６３，２１３，３１３，４１３，５１３：送信周波数変換部
１１４，１６４，２１４，３１４，４１４，５１４：送信電力増幅部
１１５，２１５，３１５，４１５：送信アンテナ
１１６，１６７，２１６，３１６，４１６，５１６：ローカル信号発生部
１２１，２２１，３２１，４２１，５２１：受信アンテナ
１２２，２２２，３２２，４２２，５２２：受信電力増幅部
１２３，２２３，３２３，４２３，５２３：受信周波数変換部
１２４ａ，１２４ｂ，１７４ａ，１７４ｂ，２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃ，２２４ｄ，３２４ａ、３２４ｂ，３２４ｃ，３２４ｄ，４２４，５２４ａ，５２４ｂ：ＡＤ変換部
１２５，１７５，２２５ａ，２２５ｂ，３２５ａ，３２５ｂ，４２５，５２５：周波数分析部
１２６，１７６，２２６ａ，２２６ｂ，３２６，４２６，５２６：周波数アンフォールド部
１３１，２３１，３３１，４３１，５３１：距離・速度演算部
１８１：演算部
【図１】
0006459112.tif 000002
【図２】
0006459112.tif 000003
【図３】
0006459112.tif 000004
【図４】
0006459112.tif 000005
【図５】
0006459112.tif 000006
【図６】
0006459112.tif 000007
【図７】
0006459112.tif 000008
【図８】
0006459112.tif 000009
【図９】
0006459112.tif 000010
【図１０】
0006459112.tif 000011
【図１１】
0006459112.tif 000012
【図１２】
0006459112.tif 000013
【図１３】
0006459112.tif 000014
【図１４】
0006459112.tif 000015
【図１５】
0006459112.tif 000016
【図１６】
0006459112.tif 000017