(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に配列された複数のアンテナ部からそれぞれ供給された受信信号の振幅および位相を補正する係数を、前記アンテナ部ごとに設定する設定部と、
前記設定部により設定された前記アンテナ部に対応する係数に基づいて、前記アンテナ部から供給された前記受信信号を補正する補正部と、
前記補正部により補正された複数の受信信号に基づいて受信データを生成する処理部と、を備え、
前記設定部は、
前記処理部により生成された受信データに基づいて前記複数のアンテナ部のそれぞれに対応した振幅および位相を含む一次元データを生成し、前記生成した一次元データと前記生成した一次元データの期待値である基準データとの比較結果に基づいて、前記係数を前記アンテナ部ごとに設定するものであり、
前記受信データに対してフーリエ逆変換を実行することで二次元の波面データを生成し、生成した前記波面データに対してフーリエ変換を実行することで二次元の第１の指向性データを生成し、生成した前記第１の指向性データに対してフーリエ逆変換を実行することで前記一次元データを生成する、
信号処理装置。
【請求項２】
第１の方向に配列された複数のアンテナ部からそれぞれ供給された受信信号の振幅および位相を補正する係数を、前記アンテナ部ごとに設定する設定部と、
前記設定部により設定された前記アンテナ部に対応する係数に基づいて、前記アンテナ部から供給された前記受信信号を補正する補正部と、
前記補正部により補正された複数の受信信号に基づいて受信データを生成する処理部と、を備え、
前記設定部は、
前記処理部により生成された受信データに基づいて前記複数のアンテナ部のそれぞれに対応した振幅および位相を含む一次元データを生成し、前記生成した一次元データと前記生成した一次元データの期待値である基準データとの比較結果に基づいて、前記係数を前記アンテナ部ごとに設定するものであり、
前記第１の方向のうち自装置の指向角ごとに前記係数を設定し、
前記補正部は、前記アンテナ部の指向角に対応した前記係数に基づいて前記受信信号を補正する、
信号処理装置。
【請求項３】
前記補正部は、前記設定部により設定された前記係数に基づいて、前記複数のアンテナ部にそれぞれ供給される送信信号を補正する、
請求項１または２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
第１の方向に配列された複数のアンテナ部からそれぞれ供給された受信信号の振幅および位相を補正する係数を、前記アンテナ部ごとに設定する設定部と、
前記設定部により設定された前記アンテナ部に対応する係数に基づいて、前記アンテナ部から供給された前記受信信号を補正する補正部と、
前記補正部により補正された複数の受信信号に基づいて受信データを生成する処理部と、を備え、
前記設定部は、
前記処理部により生成された受信データに基づいて前記複数のアンテナ部のそれぞれに対応した振幅および位相を含む一次元データを生成し、前記生成した一次元データと前記生成した一次元データの期待値である基準データとの比較結果に基づいて、前記係数を前記アンテナ部ごとに設定するものであり、
前記受信データに対してフーリエ逆変換を実行することで二次元の波面データを生成し、生成した前記波面データに対してフーリエ変換を実行することで二次元の第１の指向性データを生成し、生成した前記第１の指向性データに対してフーリエ逆変換を実行することで前記一次元データを生成し、
前記一次元データに対してフーリエ逆変換をすることで第２の指向性データを生成し、生成した前記第２の指向性データと前記第１の指向性データとが一致した場合に前記係数を前記アンテナ部ごとに設定し、生成した前記第２の指向性データと前記第１の指向性データとが一致しない場合に前記一次元データを再度生成する、
信号処理装置。
【請求項５】
前記アンテナ部は、
前記第１の方向と交差する第２の方向に配列された複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子により受信された電磁波に基づく信号を合成して、前記受信信号を生成する合成部と、
を備える、請求項１から４のうち何れか１項に記載の信号処理装置。
【請求項６】
第１の方向に配列された複数のアンテナ部と、
前記複数のアンテナ部からそれぞれ供給された受信信号の振幅および位相を補正する係数を、前記アンテナ部ごとに設定する設定部と、
前記設定部により設定された前記アンテナ部に対応する係数に基づいて、前記アンテナ部から供給された前記受信信号を補正する補正部と、
前記補正部により補正された複数の受信信号に基づいて受信データを生成する処理部と、を備え、
前記設定部は、
前記処理部により生成された受信データに基づいて前記複数のアンテナ部のそれぞれに対応した振幅および位相を含む一次元データを生成し、前記生成した一次元データと前記生成した一次元データの期待値である基準データとの比較結果に基づいて、前記係数を前記アンテナ部ごとに設定するものであり、
前記受信データに対してフーリエ逆変換を実行することで二次元の波面データを生成し、生成した前記波面データに対してフーリエ変換を実行することで二次元の第１の指向性データを生成し、生成した前記第１の指向性データに対してフーリエ逆変換を実行することで前記一次元データを生成する、
レーダ装置。
【請求項７】
第１の方向に配列された複数のアンテナ部に電磁波を放射させるステップと、
前記複数のアンテナ部により到来波を受信させるステップと、
前記複数のアンテナ部からそれぞれ供給された受信信号の振幅および位相を補正する係数を、前記アンテナ部ごとに設定するステップと、を含み、
前記係数を設定するステップは、
前記複数のアンテナ部により到来波を受信したことに応じて前記複数のアンテナ部により生成した受信データに基づいて前記複数のアンテナ部のそれぞれ対応した複数の振幅および位相を含む一次元データを生成し、前記生成した一次元データと前記生成した一次元データの期待値である基準データとの比較結果に基づいて、前記係数を前記アンテナ部ごとに設定するステップであり、
前記受信データに対してフーリエ逆変換を実行することで二次元の波面データを生成し、生成した前記波面データに対してフーリエ変換を実行することで二次元の第１の指向性データを生成し、生成した前記第１の指向性データに対してフーリエ逆変換を実行することで前記一次元データを生成するものである、
レーダ装置の設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、信号処理装置、レーダ装置、およびレーダ装置の設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のアンテナ素子を配列したアレイアンテナ装置が知られている。このアレイアンテナ装置において、アンテナ素子の形状などの誤差や、アンテナ素子の取り付け位置の誤差に起因して、各アンテナ素子により生成された受信信号の振幅および位相がばらつく場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２４３７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、複数のアンテナ素子間における信号のばらつきを抑制することができる信号処理装置、レーダ装置、およびレーダ装置の設定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の信号処理装置は、設定部と、補正部と、処理部と、を持つ。前記設定部は、第１の方向に配列された複数のアンテナ部からそれぞれ供給された受信信号の振幅および位相を補正する係数を、前記アンテナ部ごとに設定する。前記補正部は、前記設定部により設定された前記アンテナ部に対応する係数に基づいて、前記アンテナ部から供給された前記受信信号を補正する。前記処理部は、前記補正部により補正された複数の受信信号に基づいて受信データを生成する。前記設定部は、前記処理部により生成された受信データに基づいて前記複数のアンテナ部のそれぞれに対応した振幅および位相を含む一次元データを生成し、前記生成した一次元データと前記生成した一次元データの期待値である基準データとの比較結果に基づいて、前記係数を前記アンテナ部ごとに設定するものであり、前記受信データに対してフーリエ逆変換を実行することで二次元の波面データを生成し、生成した前記波面データに対してフーリエ変換を実行することで二次元の第１の指向性データを生成し、生成した前記第１の指向性データに対してフーリエ逆変換を実行することで前記一次元データを生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態のレーダ装置１の一例を示す図。
【図２】実施形態のアレイアンテナ部１０の一例を示す図。
【図３】実施形態のレーダ装置１において補正係数を演算する処理の流れを示すフローチャート。
【図４】実施形態において、設定部６０により再現された一次元波面データの一例を示す図。
【図５】実施形態においてビームフォーミング係数（基準データ）の一例を示す図。
【図６】実施形態における二次元波面データの一例を表す図。
【図７】実施形態のレーダ装置１において補正係数を演算する処理の他の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の信号処理装置、レーダ装置、およびレーダ装置の設定方法を、図面を参照して説明する。
【０００８】
実施形態に係るレーダ装置１は、送信ビームを放射する角度（以下、指向角と記載する）を変換させることで、三次元の検知範囲において送信ビームを走査する。これにより、レーダ装置１は、例えば、雨や雲等の気象現象を観測する。
【０００９】
図１は、実施形態のレーダ装置１の一例を示す図である。レーダ装置１は、アレイアンテナ部１０と、信号処理部２０−１、２０−２、・・・および２０−ｎと、補正部３０−１、３０−２、・・・および３０−ｎ（ｎは１以上の自然数）と、データ処理部４０と、レーダ処理部５０と、設定部６０とを含むが、これに限定されない。以下の説明において、信号処理部を他の信号処理部と区別しない場合には「信号処理部２０」と記載する。以下の説明において、補正部を他の補正部と区別しない場合には「補正部３０」と記載する。実施形態において、信号処理部２０、補正部３０、データ処理部４０、および設定部６０は、受信信号を処理する信号処理装置として機能する。
【００１０】
アレイアンテナ部１０は、複数のアンテナユニット１００−１、１００−２、・・・および１００−ｎを含む。以下の説明において、アンテナユニットを他のアンテナユニットと区別しない場合には「アンテナユニット１００」と記載する。
【００１１】
図２は、実施形態のアレイアンテナ部１０の一例を示す図である。図２におけるＹ方向は、レーダ装置１の仰角方向（指向角）である。図２におけるＸ方向はレーダ装置１の方位角方向である。なお、以下の説明において、レーダ装置１の仰角を指向角として説明するが、これに限定されない。レーダ装置１の方位角が指向角であってもよい。
【００１２】
アンテナユニット１００−１、・・・および１００−ｎは、導波管１０１−１、・・・および１０１−ｎと、スロット部１０２−１、・・・および１０２−ｍ（ｍは１以上の自然数）と、信号出力端１０３−１、・・・および１０３−ｎを含むが、これに限定されない。以下の説明において、導波管を他の導波管と区別しない場合には「導波管１０１」と記載する。以下の説明において、スロットを他のスロットと区別しない場合には「スロット部１０２」と記載する。以下の説明において、信号出力端を他の信号出力端と区別しない場合には「信号出力端１０３」と記載する。
【００１３】
複数の導波管１０１は、導波管１０１の長手方向の側面が対向して配列される。各アンテナユニット１００には、電磁波の送受信面に複数のスロット部１０２が形成される。各スロット部１０２は、一対のスロット（アンテナ素子）を含む。一対のスロットは、互いの傾斜角度が逆に形成される。複数のスロット部１０２は、Ｘ方向に離間して配列される。スロット部１０２は、アレイアンテナ部１０に電磁波（以下、到来波と記載する。）が到来した場合に励振し、到来波の強度に応じた信号を信号出力端１０３に伝達する。
【００１４】
信号出力端１０３には、到来波の強度に応じた振幅の信号が伝送される。信号出力端１０３に伝送された信号は、複数のスロット部１０２が励振したことにより発生した信号が重畳された信号である。信号出力端１０３は、複数のアンテナ素子により受信された電磁波に基づく信号を合成して、受信信号を生成する合成部として機能する。信号出力端１０３に伝送された信号は、信号処理部２０により受信信号Ｓ（ｙ１）、・・・・およびＳ（ｙｎ）として検出される。これにより、アレイアンテナ部１０は、複数のスロット部１０２（アンテナ素子）を２次元方向にアレイ状に配列したアレイアンテナとして機能する。
【００１５】
信号処理部２０は、アレイアンテナ部１０のアンテナユニット１００に接続される。信号処理部２０は、受信アンプ、バンドパスフィルタ、Ａ／Ｄコンバータ、ＤＤＣ（デジタル・ダウン・コンバータ、Digital Down Converter）、ＮＣＯ（Numerically Controlled Oscillator）などを含むが、これに限定されない。
【００１６】
アンテナユニット１００により生成された受信信号は受信アンプに供給される。受信アンプは、受信信号の振幅を増幅する。ＢＰＦは、アナログ信号である受信信号の周波数帯域のうち所望の周波数帯域の受信信号を通過させる。Ａ／Ｄコンバータは、ＢＰＦを通過した受信信号をデジタル信号に変換する。ＤＤＣは、ＮＣＯにより生成された疑似信号に基づいて、デジタル信号に変換された受信信号のうち、所望の周波数成分の振幅に対応する値の受信信号を出力する。
【００１７】
補正部３０は、乗算器である。補正部３０は、信号処理部２０により出力された受信信号を入力する。補正部３０は、アレイアンテナ部１０に対応して設定された、複素数ａ＋ｂｉなる値を掛け合せる。その振幅成分は（ａ２＋ｂ２）１／２であり、位相成分は、ｔａｎ−１（ｂ／ａ）となる。なお、ｉは虚数成分を表す。
【００１８】
補正部３０は、設定部６０により出力された補正係数を入力する。補正部３０は、受信信号に、設定部６０から入力した補正係数を掛け合わせる。補正部３０は、補正係数が掛け合わされた受信信号を、データ処理部４０に出力する。なお、実施形態において、補正部３０は、アレイアンテナ部１０に対応して複数存在するが、これに限定されない。補正部３０は、演算ユニットを含み、アレイアンテナ部１０に対応した補正係数をアレイアンテナ部１０のそれぞれに対応した受信信号および送信信号に乗算するものであってもよい。
【００１９】
データ処理部４０は、受信信号の合成器である。データ処理部４０は、補正部３０により出力された受信信号を合成した受信データをレーダ処理部５０および設定部６０に出力する。受信データは、複数のアンテナユニット１００により略同時に受信された受信信号を合成したデータである。
【００２０】
データ処理部４０は、受信信号の合成に先立って、アンテナユニット１００により略同時に受信された受信信号にビームフォーミング係数を掛け合わせる。図５は、実施形態においてビームフォーミング係数（基準データ）の一例を示す図である。
【００２１】
ビームフォーミング係数について説明する。ビームフォーミング係数における振幅成分は、レーダ装置１の指向性に基づく値が設定される。図５のビームフォーミング係数において、アレイアンテナ部１０のうち、アレイアンテナ部１０の中央に位置するアンテナユニット１００に対応する振幅成分が高く設定される。また、図５のビームフォーミング係数において、アレイアンテナ部１０のうち、アレイアンテナ部１０の中央から端部に位置するアンテナユニット１００に対応する振幅成分が低く設定される。図５のビームフォーミング係数において、位相成分は、アレイアンテナ部１０の指向角の方向（ビーム方向ともいう）に基づく位相の変化量に対応した値に設定される。
【００２２】
レーダ処理部５０および設定部６０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラムメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現されるが、これに限定されない。レーダ処理部５０は、また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアにより実現されてもよい。レーダ処理部５０は、データ処理部４０から入力した受信データを用いて受信処理を行う。レーダ処理部５０は、例えば、受信処理として、アンテナユニット１００により受信した到来波を解析する処理を行う。
【００２３】
設定部６０は、複数のアンテナユニット１００からそれぞれ供給された受信信号の振幅および位相を補正する係数（以下、補正係数と記載する。）を、アンテナユニット１００ごとに設定する。設定部６０は、アンテナユニット１００ごとに設定した複数の補正係数を、アンテナユニット１００に対応した補正部３０にそれぞれ送信する。
【００２４】
以下、実施形態のレーダ装置１により補正係数を演算する流れについて説明する。図３は、実施形態のレーダ装置１において補正係数を演算する処理の流れを示すフローチャートである。
【００２５】
まず、レーダ装置１は、データ処理部４０内のビームフォーミング係数の設定により指向角を指定する。指向角とは、最も受信感度が高くなる方位角・仰角のことである。このとき、レーダ装置１は、電波暗室に配置される。レーダ装置１には、アレイアンテナ部１０の受信面に対して所定の位置(ｘ、ｙ)に配置された電波暗室内に設置された送信プローブより、ビームが入射される。
【００２６】
次に、レーダ装置１は、アレイアンテナ部１０に到来した到来波に基づいて受信データα（ｘ，ｙ）を生成する（ステップＳ１０２）。受信データαは、二次元（ｘ，ｙ）に配置された電波暗室内の送信プローブより入射された信号を合成した値を表す。
【００２７】
次に、設定部６０は、ステップＳ１０２において生成された受信データに対してフーリエ逆変換を行って、二次元波面データ（ａ＋ｂｉ）（ｍ，ｎ）を生成する（ステップＳ１０４）。図６は、実施形態における二次元波面データを表す図である。二次元波面データは、二次元（ｍ，ｎ）に配置されたスロット部１０２に対応した振幅成分および位相成分を含む。すなわち、二次元波面データは、Ｙ方向に配列されたＮ個のアレイアンテナ部１０と、Ｘ方向に配列されたＭ個のスロット部１０２との組み合わせに対応した（ａ＋ｂｉ）（ｍ，ｎ）により表される。なお、「ｉ」は、ｂｉが複素数表現の虚数部を表すことを意味する。
【００２８】
設定部６０は、下記の式１により表される台形積分を行うことで、受信データ（測定データ）から二次元波面データｇ（ξ）を算出する。すなわち、設定部６０は、フーリエ積分を用いたフーリエ逆変換による二次元波面データの生成を実施する。式１におけるξは、式２のようにアンテナ長ａおよびアンテナ上の座標ｘにより表される。アンテナ長ａは、アレイアンテナ部１０の仰角方向の長さである。アンテナ上の座標ｘは、アンテナユニット１００におけるアレイアンテナ部１０の仰角方向の位置である。式１におけるｕは、式３のようにアンテナ長ａ、アレイアンテナ部１０の送受信角度θ、および送信した電磁波の波長λにより表される。レーダ装置１は、電磁波の送信および受信をθ座標系で行い、式３によりｕ座標系に変換する。
【数１】
0006659400.tif 000002
【００２９】
次に、設定部６０は、ステップＳ１０４において生成された二次元波面データに対してフーリエ変換を行って、二次元指向性データβ（θ，φ）を生成する（ステップＳ１０６）。すなわち、設定部６０は、レーダ装置１の二次元指向性の算出を実施する。二次元指向性データは、指向角（仰角）θと方位角φとの組み合わせごとに信号の大きさに対応した値を持つ。θおよびφは、基準角度に対する相対角度で表される。式４は、指向性ｆ（ｕ）を表す式である。下記の式５は、波面データｇ（ξ）を表す式である。
【数２】
0006659400.tif 000003
二次元波指向性データは、式４に示すように、波面データをフーリエ変換することで求められる。波面データは、式５に示すように、二次元指向性データをフーリエ逆変換することで求められる。設定部６０は、式４に示すように二次元波面データに対してフーリエ変換することで、二次元指向性データを生成する。
【００３０】
設定部６０は、二次元波面データから、送受信角度θにおける感度を算出するために、フーリエ級数を用いてフーリエ変換を行う。式６は、アンテナユニット１００の素子番号に対応するθにおける指向性を表す式である。設定部６０は、式６に示すように送受信角度のθ座標系で表現するために、式３によりｕ座標系をθ座標系に変換する。
【数３】
0006659400.tif 000004
【００３１】
次に、設定部６０は、ステップＳ１０６において生成された受信データから選択された特定の方位角の指向性データに対してフーリエ逆変換を行って、一次元波面データ（ｃ＋ｄｉ）（ｎ）を再現する（ステップＳ１０８）。すなわち、設定部６０は、一次元指向性の選択と一次元波面の生成を実施する。一次元波面データは、アレイアンテナ部１０に割り当てられた素子ごとに、振幅成分および位相成分を持つ。
【００３２】
次に、設定部６０は、ステップＳ１０８において再現された一次元波面データと、基準データとを比較する（ステップＳ１１０）。図４は、実施形態において、設定部６０により再現された一次元波面データの一例を示す図である。図５は、実施形態において基準となる一次元波面データの一例を示す図である。基準となる一次元波面データは、一次元波面データの期待値である基準データである。基準データは、Ｔａｙｌｏｒ特性であるが、これに限定されない。図４および図５において、素子番号は、アンテナユニット１００の配列順に付された番号である。アンテナユニット１００は、１２８個であるが、これに限定されない。設定部６０は、素子番号に対応した基準データの振幅と、再現された一次元波面データにおける同じ素子番号に対応した振幅とを比較する。設定部６０は、素子番号に対応した基準データの位相と、再現された一次元波面データにおける同じ素子番号に対応した位相とを比較する。
【００３３】
次に、設定部６０は、ステップＳ１１０における比較結果に基づいて、補正係数を設定する（ステップＳ１１２）。すなわち、設定部６０は、一次元補正値の生成を実施する。設定部６０は、再現された一次元波面データの振幅を基準データの振幅に一致させる補正係数を、素子番号ごとに生成する。設定部６０は、素子番号ごとに、再現された一次元波面データの振幅に対する基準データの振幅の比を演算する。設定部６０は、素子番号ごとに、再現された一次元波面データの位相に対する基準データの位相の比を演算する。設定部６０は、素子番号ごとの振幅の比と位相の比とを加算した逆数を、素子番号ごとの補正係数として決定する。
【００３４】
次に、設定部６０は、次の指向角を選択するか否かを判定する（ステップＳ１１４）。すなわち、設定部６０は、別の指向角での測定を実施するか否かを判定する。このとき、設定部６０は、ステップＳ１００において出力した電磁波の指向角とは異なる指向角の電磁波をアレイアンテナ部１０で受信する場合には、ステップＳ１００に処理を戻す。
【００３５】
レーダ装置１は、アレイアンテナ部１０に対して、指向角（Ｗ−１）とは仰角が異なる指向角（Ｗ−２）を指定する（ステップＳ１００）。レーダ装置１は、指向角（Ｗ−２）を指定したことに応じて、ステップＳ１０２からステップＳ１１２の処理を行う。これにより、レーダ装置１は、指向角（Ｗ−１）とは異なる仰角に対応した補正係数を設定する。さらに、レーダ装置１は、アレイアンテナ部１０に対して、指向角（Ｗ−１およびＷ−２）とは仰角が異なる指向角（Ｗ−３）を指定する（ステップＳ１００）。レーダ装置１は、指向角（Ｗ−３）を指定したことに応じて、ステップＳ１０２からステップＳ１１２の処理を行う。これにより、レーダ装置１は、指向角（Ｗ−１およびＷ−２）とは異なる仰角に対応した補正係数を設定する。
【００３６】
設定部６０は、レーダ装置１の仰角に対応した補正係数を設定する。これにより、補正部３０は、レーダ装置１の仰角に対応した補正係数を選択して、受信信号を補正することができる。すなわち、レーダ装置１は、指向角の仰角に対応した補正係数を選択して、各方位における三次元の観測空間を電子走査する。
【００３７】
レーダ装置１は、上述した補正係数の演算処理において、一次元指向性データの妥当性を判定してもよい。すなわち、レーダ装置１は、一次元指向性データの妥当性を検証してもよい。図７は、実施形態のレーダ装置１において補正係数を演算する処理の他の流れを示すフローチャートである。
【００３８】
設定部６０は、ステップＳ１０８において再現された一次元波面データをフーリエ逆変換することにより一次元指向性データを再現する（ステップＳ１２０）。このとき、設定部６０は、一次元指向性データを再現する場合に、一次元波面データから受信走査損失分の振幅および位相をキャンセルする。このとき、設定部６０は、例えば、一次元波面データに対して受信走査損失分の振幅および位相を除算する。設定部６０は、受信走査損失分がキャンセルされた一次元指向性データに対してフーリエ逆変換をすることで一次元指向性データを再現する。設定部６０は、再現された一次元指向性データに受信走査損失分の振幅および位相を付加する。このとき、設定部６０は、例えば、フーリエ逆変換された一次元指向性データに対して受信走査損失分の振幅および位相を乗算する。
【００３９】
設定部６０は、ステップＳ１２０において再現された一次元指向性データが妥当であるか否かを判定する（ステップＳ１２２）。すなわち、設定部６０は、一次元指向性データの再現結果が妥当であるか否かを判定する。このとき、設定部６０は、ステップＳ１２０において再現された一次元指向性データとステップＳ１０６において生成された一次元指向性データとを比較する。設定部６０は、例えば、双方の一次元指向性データの素子番号ごとの振幅を比較して、所定値以上の誤差がある場合には、再現結果が妥当ではないと判定する。同様に、設定部６０は、例えば、双方の一次元指向性データの素子番号ごとの位相を比較して、所定値以上の誤差がある場合には、再現結果が妥当ではないと判定する。設定部６０は、振幅についての比較結果および位相についての比較結果の双方が妥当である場合に、再現結果が妥当であると判定する。これにより、レーダ装置１は、双方の一次元指向性データが一致した場合に、一次元波面データが正しく再現されていると判定できる。
【００４０】
設定部６０は、再現された一次元指向性データが妥当ではない場合、ステップＳ１００に処理を戻す。これにより、設定部６０は、一次元波面データを再現（再測定）して（ステップＳ１００〜ステップＳ１０８）、再度妥当性を判定する（ステップＳ１２０およびステップＳ１２２）。
【００４１】
以上説明した実施形態のレーダ装置１は、アレイアンテナ部１０に対応した受信データに基づいて複数のアレイアンテナ部１０のそれぞれ対応した複数の振幅および位相を含む一次元データを生成する。レーダ装置１は、一次元データと基準データとの比較結果に基づいて、アレイアンテナ部１０ごとに補正係数を設定する。これにより、レーダ装置１によれば、アレイアンテナ部１０ごとに製造誤差に起因する複数のアンテナ素子間における信号のばらつきを抑制することができる。
【００４２】
すなわち、理想的には図５に示すような振幅の分布および位相が一定であることが望ましいが、アレイアンテナ部１０の製造誤差により、図４に示すように、素子番号ごとに振幅にばらつきが発生すると共に、位相がずれてしまう。製造誤差には、例えば、アレイアンテナ部１０に対応する部品における素子の形状や抵抗値のばらつき、部品の取り付け位置および角度の誤差が含まれる。この製造誤差に基づいて部品のコンデンサ成分やインダクタ成分にばらつきが生じ、このコンデンサ成分やインダクタ成分によって受信信号の振幅および位相が変化してしまう。
【００４３】
これに対し、実施形態のレーダ装置１は、受信データに基づいて、複数のアレイアンテナ部１０に対応した振幅および位相を表す一次元波面データを生成し、一次元波面データと基準データとを比較することで補正係数を設定する。これにより、レーダ装置１によれば、複数のアレイアンテナ部１０に対応した受信信号に対して補正係数を乗算することで、振幅および位相のばらつきを抑制することができる。
【００４４】
また、実施形態のレーダ装置１によれば、受信データに対してフーリエ逆変換を実行することで二次元の波面データ（二次元波面データ）を生成し、生成した二次元波面データに対してフーリエ変換を実行することで二次元の第１の指向性データ（二次元指向性データ）を生成し、生成した二次元指向性データに対してフーリエ逆変換を実行することで一次元データ（一次元波面データ）を生成する。これにより、レーダ装置１によれば、アレイアンテナ部１０ごとに受信信号の振幅および位相のばらつきを表す一次元波面データを生成することで、受信信号の振幅および位相のばらつきを抑制するための補正係数を演算することができる。
【００４５】
さらに、実施形態のレーダ装置１によれば、受信データに対してフーリエ逆変換を実行することで二次元の波面データを生成し、生成した波面データに対してフーリエ変換を実行することで二次元の第１の指向性データを生成し、生成した指向性データに対してフーリエ逆変換を実行することで一次元データを生成するが、これに限定されない。実施形態のレーダ装置１によれば、上述した演算に代えて、受信データに対して所定の関数により演算を行うことで一次元データを生成してもよい。
【００４６】
さらに、実施形態のレーダ装置１によれば、電磁波を送信する場合に、送信信号に補正係数を乗算してもよい。これにより、レーダ装置１によれば、アレイアンテナ部１０ごとに送信信号の振幅および位相のばらつきを抑制することができる。
【００４７】
さらに、実施形態のレーダ装置１によれば、指向角ごとに補正係数を設定し、指向角に対応した補正係数に基づいて受信信号を補正するので、アレイアンテナ部１０の指向角に対応して信号の振幅および位相を補正することができる。
【００４８】
さらに、実施形態のレーダ装置１によれば、一次元データに対してフーリエ逆変換をすることで第２の指向性データを生成し、生成した第２の指向性データと第１の指向性データとが一致した場合に補正係数をアレイアンテナ部１０ごとに設定する。一方、レーダ装置１は、生成した第２の指向性データと第１の指向性データとが一致しない場合に一次元データを再度生成する。これにより、レーダ装置１によれば、一次元データを再現する演算が妥当である場合に補正係数を演算するので、受信信号の補正の精度を高くすることできる。
【００４９】
さらに、実施形態のレーダ装置１は、第２の方向（Ｘ方向）に配列された複数のアンテナ素子（スロット部１０２）と、複数のアンテナ素子により受信された電磁波に基づく信号を合成して、受信信号を生成する合成部（信号出力端１０３）とを有するアンテナユニット１００がＹ方向に配列される。レーダ装置１は、このようなアレイアンテナ部１０であっても、Ｙ方向に配列されたアレイアンテナ部１０によりそれぞれ生成された受信信号に基づいて、アレイアンテナ部１０に対応した補正係数を設定することができる。
【００５０】
さらに、実施形態によれば、レーダ装置１に補正係数を設定する設定方法を実現することができる。すなわち、実施形態によれば、複数のアレイアンテナ部１０に電磁波を放射させ、複数のアレイアンテナ部１０により到来波を受信させる。そして、実施形態によれば、補正係数を設定する際に、複数のアレイアンテナ部１０により到来波を受信したことに応じて複数のアレイアンテナ部１０により生成した受信データに基づいて複数のアレイアンテナ部１０のそれぞれ対応した複数の振幅および位相を含む一次元データを生成し、一次元データと基準データとの比較結果に基づいて補正係数をアレイアンテナ部１０ごとに設定する。これにより、実施形態によれば、レーダ装置１に補正係数を設定することで、アレイアンテナ部１０ごとに製造誤差に起因する複数のアンテナ素子間における信号のばらつきを抑制したレーダ装置１を製造することができる。
【００５１】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、第１の方向に配列された複数のアレイアンテナ部１０からそれぞれ供給された受信信号の振幅および位相を補正する係数を、アレイアンテナ部１０ごとに設定する設定部６０と、設定部６０により設定されたアレイアンテナ部１０に対応する係数に基づいて受信信号を補正する補正部３０と、補正部３０により補正された複数の受信信号に基づいて受信データを生成するデータ処理部４０と、を備え、データ処理部４０により生成された受信データに基づいて複数のアレイアンテナ部１０のそれぞれ対応した複数の振幅および位相を含む一次元データを生成し、一次元データと基準データとの比較結果に基づいて係数をアレイアンテナ部１０ごとに設定する設定部６０を持つことにより、複数のアレイアンテナ部１０間における信号のばらつきを抑制することができる。
【００５２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５３】
１…レーダ装置、１０…アレイアンテナ部、２０…信号処理部、３０…補正部、４０…データ処理部、６０…設定部、１００…アンテナユニット、１０１…導波管、１０２…スロット部、１０３…信号出力端
【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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