(57)【要約】【課題】  ビート信号の周波数解析に要する時間を短縮することができるとともに、小型化が可能なレーダ装置及びレーダ信号解析方法を提供する。【解決手段】  送信アンテナ５からレーダ波を送信するとともに、異なる位置に設置された２つの受信アンテナＡ１及びＡ２により目標からの反射波を受信し、周波数解析を行うことによって目標の方位を識別するレーダ装置１であって、送信信号を生成する電圧制御発振器３と、各受信アンテナＡ１及びＡ２による受信信号をそれぞれ送信信号とミキシングし、周波数差分からなる２つのビート信号Ｉ及びＱを生成するミキサ７と、ビート信号Ｉ及びＱの一方を実部とし、他方を虚部とする複素信号に基づいて、周波数複素スペクトルを生成する複素信号処理部１９により構成される。【選択図】  図１
2005181018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信アンテナからレーダ波を送信し、異なる位置に設置された２つの受信アンテナにより目標からの反射波を受信するレーダ装置において、
送信信号を生成する送信信号生成手段と、
各受信アンテナによる受信信号をそれぞれ上記送信信号とミキシングし、周波数差分からなる２つのビート信号を生成するビート信号生成手段と、
上記ビート信号の一方を実部とし、他方を虚部とする複素信号に基づいて、周波数複素スペクトルを生成する周波数解析手段とを備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
上記周波数複素スペクトルから振幅が最大である複素スペクトル成分を抽出するスペクトル成分抽出手段と、
この複素スペクトル成分に基づいて、目標の方位を識別する方位識別手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
上記送信信号の位相をπ／２シフトする信号移相手段を備え、
上記ビート信号生成手段は、位相が互いにπ／２異なる送信信号に基づいて各ビート信号を生成することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項４】
上記方位識別手段は、目標方位ごとの複素スペクトル成分からなる数値テーブルに基づいて、目標方位を識別することを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項５】
上記送信信号生成手段は、周波数が連続的に変化する送信信号を生成し、周波数が増加するアップフェーズ期間と、減少するダウンフェーズ期間とが交互に繰り返されることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項６】
上記周波数複素スペクトルから振幅が最大となるビート周波数を抽出する周波数抽出手段と、
上記アップフェーズ期間に抽出されたビート周波数と、上記ダウンフェーズ期間に抽出されたビート周波数とから目標までの距離及び目標速度を算出する距離速度算出手段とを備えたことを特徴とする請求項５に記載のレーダ装置。
【請求項７】
送信アンテナからレーダ波を送信し、異なる位置に設置された２つの受信アンテナにより目標からの反射波を受信するレーダ装置における信号解析方法であって、
送信信号を生成する送信信号生成ステップと、
各受信アンテナによる受信信号をそれぞれ上記送信信号とミキシングし、周波数差分からなる２つのビート信号を生成するビート信号生成ステップと、
上記ビート信号の一方を実部とし、他方を虚部とする複素信号に基づいて、周波数複素スペクトルを生成する周波数解析ステップとからなることを特徴とするレーダ信号解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置及びレーダ信号解析方法に係り、さらに詳しくは、異なる位置に設置された複数の受信アンテナにより目標からの反射波を受信し、受信信号の位相差から目標の方位を識別する位相モノパルスレーダなどのレーダ装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両などの移動体に搭載され、先行車両などの目標の方位を識別するレーダ装置としては、例えば、位相モノパルスレーダがある。位相モノパルスレーダは、送信アンテナからレーダ波を送信するとともに、異なる位置に設置された複数の受信アンテナにより目標からの反射波を受信し、受信信号の位相差に基づいて目標方位の識別を行っている。受信信号の位相差は、受信信号ごとの周波数解析に基づいて算出される。すなわち、各受信アンテナによる受信信号がそれぞれ送信信号とミキシングされ、周波数差分からなるビート信号がそれぞれ生成される。これらのビート信号についてそれぞれ高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）などの周波数解析を行うことによって、位相差が求められる（例えば、特許文献１及び２）。
【特許文献１】特開平９−１５２４７８号公報
【特許文献２】特開平１１−２７１４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した様な従来のレーダ装置では、ビート信号ごとに周波数解析を行わなければならないので、その解析処理に要する時間を短縮するのが困難であるという問題があった。そこで、解析処理に要する時間を短縮するために、ビート信号ごとの周波数解析を並列処理しようとすると、処理負荷が増大してしまうので、レーダ装置の小型化が困難であるという問題があった。また、ビート信号ごとの周波数解析を並列処理しようとすると、レーダ装置の構成が複雑化してしまうので、製造コストが増大するという問題もあった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ビート信号の周波数解析に要する時間を短縮することができるとともに、小型化が可能なレーダ装置及びレーダ信号解析方法を提供することを目的としている。また、ビート信号の周波数解析に要する時間を短縮するとともに、製造コストを削減することができるレーダ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるレーダ装置は、送信アンテナからレーダ波を送信し、異なる位置に設置された２つの受信アンテナにより目標からの反射波を受信するレーダ装置であって、送信信号を生成する送信信号生成手段と、各受信アンテナによる受信信号をそれぞれ上記送信信号とミキシングし、周波数差分からなる２つのビート信号を生成するビート信号生成手段と、上記ビート信号の一方を実部とし、他方を虚部とする複素信号に基づいて、周波数複素スペクトルを生成する周波数解析手段により構成される。
【０００６】
この様な構成によれば、２つのビート信号からなる１つの複素信号に基づいて周波数複素スペクトルが生成されるので、スペクトル生成に係る周波数解析処理を１回で済ませることができる。従って、ビート信号ごとに周波数解析を行う従来のレーダ装置に比べて、周波数解析に要する時間を短縮することができる。また、ビート信号ごとの周波数解析を並列処理するのに比べて、処理負荷の増大が抑制されるので、レーダ装置を小型化することができるとともに、製造コストを削減することができる。
【０００７】
本発明によるレーダ装置は、上記構成に加え、上記周波数複素スペクトルから振幅が最大である複素スペクトル成分を抽出するスペクトル成分抽出手段と、この複素スペクトル成分に基づいて目標の方位を識別する方位識別手段とにより構成される。この様な構成によれば、周波数解析に要する時間が短縮されるので、短時間で目標方位を識別することができる小型のレーダ装置を実現することができる。
【０００８】
また、本発明によるレーダ装置は、上記構成に加え、上記送信信号の位相をπ／２シフトする信号移相手段を備え、上記ビート信号生成手段が、位相が互いにπ／２異なる送信信号に基づいて各ビート信号を生成するように構成される。この様な構成によれば、複素スペクトル成分と受信信号の位相差との関係式が容易に求められるので、複素スペクトルから目標方位を求める場合、レーダ装置の構成を簡素化することができる。
【０００９】
本発明によるレーダ信号解析方法は、送信アンテナからレーダ波を送信し、異なる位置に設置された２つの受信アンテナにより目標からの反射波を受信するレーダ装置における信号解析方法であって、送信信号を生成する送信信号生成ステップと、各受信アンテナによる受信信号をそれぞれ上記送信信号とミキシングし、周波数差分からなる２つのビート信号を生成するビート信号生成ステップと、上記ビート信号の一方を実部とし、他方を虚部とする複素信号に基づいて、周波数複素スペクトルを生成する周波数解析ステップとからなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によるレーダ装置によれば、２つのビート信号からなる１つの複素信号に基づいて周波数複素スペクトルが生成されるので、スペクトル生成に係る周波数解析処理を１回で済ませることができる。従って、周波数解析に要する時間を短縮することができるとともに、処理負荷の増加が抑制されるので、レーダ装置を小型化することができる。また、レーダ装置の構成の複雑化が抑制されるので、製造コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるレーダ装置の概略構成の一例を示したブロック図である。本実施の形態によるレーダ装置１は、送信アンテナ５からレーダ波を送信するとともに２つの受信アンテナＡ１及びＡ２により目標からの反射波を受信し、周波数解析を行うことによって目標の方位、目標までの距離及び目標の速度を識別する目標探知レーダであって、車両などの移動体に搭載可能な小型の電子機器である。
【００１２】
このレーダ装置１は、電圧発生回路２、電圧制御発振器（ＶＣＯ：VoltageControlled Oscillator）３、分配回路４、送信アンテナ５、受信アンテナＡ１及びＡ２、ミキサ７、アンプ８、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ：BandPass Filter）９、Ａ／Ｄ変換器１０、メモリ１１、移相回路１２、制御部１８及び複素信号処理部１９により構成される。ここでは、受信アンテナＡ１及びＡ２が異なる位置に設置され、これらの受信アンテナＡ１及びＡ２ごとにミキサ７、アンプ８、バンドパスフィルタ９及びＡ／Ｄ変換器１０を設けるものとする。
【００１３】
電圧発生回路２は、制御部１８の制御に基づいて所定の電圧を発生する電圧源であり、電圧が三角波状に時間的に変化する電圧信号の生成を行っている。ここでは、電圧が増加する期間をアップフェーズ期間Ｔ１と呼び、減少する期間をダウンフェーズ期間Ｔ２と呼ぶことにし、これらの期間が交互に繰り返されるものとする。また、これらの期間の時間幅は、同一となっている（Ｔ１＝Ｔ２）。生成された電圧信号は、電圧制御発振器３へ順次に出力される。
【００１４】
電圧制御発振器３は、電圧発生回路２からの電圧信号に基づいて、送信信号の生成を行っている。送信信号は、印加電圧に比例して周波数が時間的に変化する高周波信号であり、いわゆる周波数変調連続波（ＦＭＣＷ：Frequency Modulated Continuous Wave）と呼ばれている。すなわち、送信信号の周波数は、アップフェーズ期間Ｔ１において連続的に増加し、ダウンフェーズ期間Ｔ２において減少する。この周波数の変化幅Δｆは、アップフェーズ期間及びダウンフェーズ期間において同一となっている。生成した送信信号は、分配回路４に順次に出力され、電力分配されて送信アンテナ５、ミキサ７及び移相回路１２へ出力される。送信アンテナ５によりレーダ波として送信された送信信号の一部は、先行車両などの目標により反射され、その反射波の一部が空間を伝播して各受信アンテナＡ１及びＡ２により受信される。
【００１５】
ミキサ７は、受信信号を分配回路４からの送信信号とミキシングし、周波数差分からなるビート信号の生成を行っている。すなわち、一方の受信アンテナＡ１に接続されたミキサ７は、ローカル信号Ｉとして分配回路４から入力される送信信号と受信信号をミキシングし、ビート信号Ｉをアンプ８へ順次に出力している。他方の受信アンテナＡ２に接続されたミキサ７は、移相回路１２を介して分配回路４から入力される送信信号（ローカル信号Ｑ）と受信信号をミキシングし、ビート信号Ｑをアンプ８へ順次に出力している。移相回路１２は、送信信号の位相をπ／２シフトする信号移相手段であり、遅延回路などからなる。ローカル信号Ｉ及びＱは、位相が互いにπ／２だけ異なっている。つまり、ビート信号Ｑは、π／２だけ移相後のローカル信号Ｑに基づいて生成される。
【００１６】
２つのビート信号Ｉ及びＱは、それぞれアンプ８により所定の増幅率で電力増幅され、バンドパスフィルタ９により通過帯域が所定の帯域に制限される。この帯域制限により、周波数解析において不要な周波数成分を除去することができる。帯域制限後の各ビート信号Ｉ及びＱは、それぞれＡ／Ｄ変換器１０により所定のサンプリング速度でデジタルデータに変換され、メモリ１１に書き込まれる。このデジタルデータの書き込みは、制御部１８の制御によりアップフェーズ期間Ｔ１及びダウンフェーズ期間Ｔ２に同期して行われ、各期間の開始に基づいてメモリ１１が書き込み可能状態となり、当該期間が終了すると読み出し可能状態となる。
【００１７】
複素信号処理部１９は、ＣＰＵやＤＳＰ（Digital SignalProcessor）からなり、デジタル化されたビート信号Ｉ及びＱからなる複素信号について周波数解析し、目標の方位、目標までの距離及び目標の速度の識別を行っている。この周波数解析は、制御部１８の制御によりアップフェーズ期間Ｔ１及びダウンフェーズ期間Ｔ２に同期して行われる。
【００１８】
図２は、図１のレーダ装置における要部詳細の構成例を示したブロック図であり、複素信号に基づいて周波数解析を行う複素信号処理部１９が示されている。この複素信号処理部１９は、周波数解析処理部１３、複素スペクトル成分抽出部１４、方位識別部１５、ビート周波数抽出部１６及び距離・速度算出部１７により構成される。
【００１９】
周波数解析処理部１３は、ビート信号Ｉ及びＱからなる複素信号に基づいて周波数解析を行っている。この周波数解析としては、ビート信号Ｉを実部とし、ビート信号Ｑを虚部とする複素信号について、例えば、複素ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理が行われる。この様な周波数解析処理により、周波数複素スペクトルが生成される。周波数複素スペクトルの生成は、アップフェーズ期間Ｔ１及びダウンフェーズ期間Ｔ２ごとに行われ、それぞれ複素スペクトル成分抽出部１４及びビート周波数抽出部１６へ出力される。
【００２０】
複素スペクトル成分抽出部１４は、周波数解析処理部１３からの周波数複素スペクトルから振幅が最大である複素スペクトル成分の抽出を行っている。方位識別部１５は、抽出された複素スペクトル成分に基づいて、目標方位の識別を行っている。受信アンテナＡ１及びＡ２が異なる位置に設置されているので、受信アンテナＡ１及びＡ２から見た目標の方位に応じて受信信号、すなわち、ビート信号Ｉ及びＱの位相は異なる。従って、複素スペクトル成分からこの位相差（位相のずれ）を求めることによって、目標方位を算出することができる。ここでは、各アップフェーズ期間Ｔ１及びダウンフェーズ期間Ｔ２についてそれぞれ算出した方位を比較し、比較結果が所定の許容範囲を超える場合、識別エラーが生じたとしてこの識別処理を終了する。一方、比較結果が許容範囲内であれば、算出方位のいずれか一方、又は両方を識別結果として出力する。
【００２１】
ビート周波数抽出部１６は、周波数解析処理部１３からの周波数複素スペクトルから振幅が最大となる周波数（ビート周波数ｆ）の抽出を行っている。距離・速度算出部１７は、抽出されたビート周波数ｆに基づいて、目標までの距離ｒ及び目標速度ｖの識別を行っている。レーダ装置１から見た目標までの距離（相対距離）ｒに応じて送受信信号間で生じる遅延時間Ｔ３と、レーダ装置１から見た目標速度（相対速度）ｖに応じたドップラー効果による周波数のずれとにより、各アップフェーズ期間Ｔ１及びダウンフェーズ期間Ｔ２におけるビート周波数ｆは異なる。従って、各アップフェーズ期間Ｔ１及びダウンフェーズ期間Ｔ２におけるビート周波数をそれぞれ抽出することによって、距離ｒ及び目標速度ｖを算出することができる。
【００２２】
図３（ａ）〜（ｅ）は、図１のレーダ装置において生成される各種信号の出力状態における時間変化の様子の一例を示した図であり、図３（ａ）には、電圧発生回路２により生成される電圧信号における発生電圧が示され、図３（ｂ）には、電圧制御発振器３により生成される送信信号（ローカル信号Ｉ）における出力電圧が示されている。また、図３（ｃ）には、送信アンテナ５から送信される送信信号の周波数と、受信アンテナＡ１及びＡ２による受信信号の周波数とが示され、図３（ｄ）には、ミキサ７により生成されるビート信号の周波数が示されている。図３（ｅ）には、ローカル信号Ｉから生成されるビート信号Ｉの出力電圧が示されている。
【００２３】
ローカル信号Ｉの周波数は、アップフェーズ期間Ｔ１においてΔｆだけ一様に増加し、ダウンフェーズ期間においてΔｆだけ一様に減少している。これに対し、受信信号の周波数は、遅延時間Ｔ３だけ遅れてアップダウンするとともに、ドップラー効果によりシフトしている。このため、ビート信号の周波数は、各アップフェーズ期間Ｔ１及びダウンフェーズ期間Ｔ２で異なっている。ここでは、アップフェーズ期間Ｔ１におけるビート周波数をｆｕとし、ダウンフェーズ期間Ｔ２におけるビート周波数をｆｄ（＞ｆｕ）としている。
【００２４】
図４（ａ）及び（ｂ）は、図１のレーダ装置において生成される各種信号の出力状態における時間変化の様子の一例を示した図であり、図４（ａ）には、移相回路１２により生成されるローカル信号Ｑの出力電圧が示され、図４（ｂ）には、ローカル信号Ｑから生成されるビート信号Ｑの出力電圧が示されている。ローカル信号Ｑは、ローカル信号Ｉに比べて位相がπ／２だけずれている。このため、ビート信号Ｑの位相も、ビート信号Ｉに比べてπ／２ずれている。
【００２５】
図５は、図１のレーダ装置における反射波の受信状態の一例を示した図である。各受信アンテナＡ１及びＡ２が距離ｄだけ離れて設置される場合、反射波が入射角θで入射すると、受信アンテナＡ１及びＡ２間の経路差は、ｄ×ｓｉｎθとなる。ここでは、アンテナ面に垂直な正面方向を基準にし、時計回りを方位の正方向とする。また、経路差は、受信アンテナＡ１に対する受信アンテナＡ２の経路差であるとする。この様な経路差に相当する位相差を周波数解析によって求めることにより、目標方位（方位角θ）を算出することができる。
【００２６】
以下、複素信号についての周波数解析によって目標の方位角θ、距離ｒ及び目標速度ｖが算出される仕組みについて説明する。
【００２７】
方位角θに目標が存在する場合において、受信アンテナＡ１によるビート信号Ｉ（ｔ）は、次式（１）により表すことができる。
【数１】
2005181018.tif 000003
【００２８】
このとき、受信アンテナＡ２によるビート信号Ｑ（ｔ）は、位相に関して経路差により生じる位相差δ（θ）と、移相回路１２による位相シフト分（π／２）とを考慮し、振幅に関してアンプ８の増幅率における個体間のばらつきを考慮すれば、次式（２）及び（３）により表すことができる。
【数２】
2005181018.tif 000004
【００２９】
式（２）及び（３）において、αは振幅比であり、λは受信信号の波長である。この様なビート信号Ｉ（ｔ）を実部とし、ビート信号Ｑ（ｔ）を虚部とする複素信号について周波数複素スペクトルを求めると、δ（θ）＝０である場合、実部及び虚部が直交するので、実際のビート周波数ｆにのみ複素スペクトル成分のピーク（実像）が出現する。
【００３０】
図６（ａ）及び（ｂ）は、図２の周波数解析処理部により生成された周波数複素スペクトルの一例を示した図であり、図６（ａ）には、受信アンテナＡ１及びＡ２間の位相差がδ（θ）＝０である場合における複素スペクトル成分の実部が示され、図６（ｂ）には、その虚部が示されている。この場合、複素スペクトル成分の振幅が最大となるビート周波数は、正側に１つ現れる。つまり、ビート周波数ｆのところに複素スペクトル成分のピークＢ１及びＢ２が現れる。
【００３１】
一方、δ（θ）＝０でない場合には、実部及び虚部が直交しないので、実際のビート周波数ｆに加えて、ビート周波数−ｆにも複素スペクトル成分のピーク（虚像）が出現する。
【００３２】
図７（ａ）及び（ｂ）は、図２の周波数解析処理部により生成された周波数複素スペクトルの一例を示した図であり、図７（ａ）には、位相差がδ（θ）＝０でない場合における複素スペクトル成分の実部が示され、図７（ｂ）には、その虚部が示されている。この場合、複素スペクトル成分の振幅が最大となるビート周波数は、正側及び負側にそれぞれ１つずつ現れる。つまり、ビート周波数ｆのところに複素スペクトル成分のピークＢ１及びＢ２が現れ、ビート周波数−ｆのところにピークＣ１及びＣ２が現れる。
【００３３】
位相差がδ（θ）＝０でない場合、すなわち、方位角θ≠０の場合、実際のビート周波数ｆにおける複素スペクトル成分Ｓ０は、次式（４）により表される。
【数３】
2005181018.tif 000005
【００３４】
また、虚像のビート周波数−ｆにおける複素スペクトル成分Ｓ１は、次式（５）により表される。
【数４】
2005181018.tif 000006
【００３５】
ここで、２つの複素スペクトル成分Ｓ０及びＳ１の積ＭＸと、実際のビート周波数ｆにおける複素スペクトル成分のスペクトルパワーＰ０と、虚像のビート周波数−ｆにおける複素スペクトル成分のスペクトルパワーＰ１とは、式（４）及び（５）に基づいて次式（６）〜（８）により表すことができる。
【数５】
2005181018.tif 000007
【００３６】
式（６）〜（８）から位相差δ（θ）及び振幅比αは、次式（９）及び（１０）により表すことができる。
【数６】
2005181018.tif 000008
【００３７】
式（３）及び（９）から方位角θは、次式（１１）により表される。
【数７】
2005181018.tif 000009
【００３８】
従って、周波数複素スペクトルから複素スペクトル成分Ｓ０及びＳ１をそれぞれ抽出し、積ＭＸ、スペクトルパワーＰ０及びＰ１を求めることにより、目標の方位角θを式（１１）によって算出することができる。
【００３９】
また、目標までの距離ｒ及び目標速度ｖは、光速をｃとしてビート周波数ｆｕ及びｆｄから、次式（１２）及び（１３）によって算出することができる。
【数８】
2005181018.tif 000010
【００４０】
図８のステップＳ１０１〜Ｓ１０９は、図２の複素信号処理部における解析動作の一例を示したフローチャートである。まず、周波数解析処理部１３は、アップフェーズ期間Ｔ１におけるビート信号Ｉ及びＱのデジタル電圧値をメモリ１１からそれぞれ読み出し、ビート信号Ｉを実部とし、ビート信号Ｑを虚部とする複素信号について複素ＦＦＴを行う。次に、複素スペクトル成分抽出部１４が、複素ＦＦＴにより生成された周波数複素スペクトルから複素スペクトル成分Ｓ０ｕ及びＳ１ｕを抽出するとともに、ビート周波数抽出部１６が、ビート周波数ｆｕを抽出する（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）。
【００４１】
方位識別部１５は、抽出された複素スペクトル成分Ｓ０ｕ及びＳ１ｕから目標の方位角θｕを算出する（ステップＳ１０３）。
【００４２】
次に、周波数解析処理部１３は、同様にして、ダウンフェーズ期間Ｔ２におけるビート信号Ｉ及びＱからなる複素信号について複素ＦＦＴを行い、周波数複素スペクトルを生成する。複素スペクトル成分抽出部１４が、生成された周波数複素スペクトルから複素スペクトル成分Ｓ０ｄ及びＳ１ｄを抽出するとともに、ビート周波数抽出部１６が、ビート周波数ｆｄを抽出する（ステップＳ１０４，Ｓ１０５）。
【００４３】
方位識別部１５は、抽出された複素スペクトル成分Ｓ０ｄ及びＳ１ｄから目標の方位角θｄを算出する（ステップＳ１０６）。このとき、方位識別部１５は、算出した方位角θｕ及びθｄの差が所定の閾値θｅ未満であれば、算出した方位角のいずれか一方、又は両方を出力する。また、距離・速度算出部１７が、ビート周波数ｆｕ及びｆｄから目標までの距離ｒ及び目標速度ｖを算出する（ステップＳ１０７，Ｓ１０８）。
【００４４】
一方、方位角θｕ及びθｄの差が閾値θｅ以上である場合には、識別エラーが生じたとしてこのアップフェーズ期間Ｔ１及びダウンフェーズ期間Ｔ２における解析処理が終了する（ステップＳ１０９）。
【００４５】
本実施の形態によれば、ビート信号Ｉ及びＱからなる複素信号に基づいて周波数複素スペクトルが生成されるので、ビート信号ごとに周波数解析を行う従来のレーダ装置に比べて、周波数解析に要する時間を短縮することができるとともに、周波数解析における処理負荷の増加が抑制されるので、レーダ装置１を小型化することができる。また、レーダ装置１の構成の複雑化が抑制されるので、製造コストを削減することができる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、方位角θの算出に式（９）が用いられる場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、複素スペクトル成分Ｓ０及びＳ１から目標の方位角θを算出するのに、目標方位ごとの複素スペクトル成分からなる数値テーブルを実験などによって予め作成しておき、この数値テーブルに基づいて当該複素スペクトル成分Ｓ０及びＳ１に対応する方位角θを算出するようなものであっても良い。この様にすれば、目標方位の算出に要する時間をさらに短縮することができるとともに、処理負荷が抑制されるので、レーダ装置をさらに小型化することができる。
【００４７】
実施の形態２．
実施の形態１では、移相回路１２により送信信号の位相がπ／２シフトされる場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、移相回路１２が送信信号の位相を所定の移相量ｘ（ｒａｄ）シフトする場合について説明する。
【００４８】
図９は、本発明の実施の形態２によるレーダ装置における要部詳細の構成例を示したブロック図であり、新たに数値テーブル２２を備えた複素信号処理部１９ａが示されている。このレーダ装置では、移相回路１２により送信信号の位相をπ／２とは異なる所定の移相量ｘ（ｒａｄ）だけシフトすることによってローカル信号Ｑが生成され、方位識別部２１により数値テーブル２２に基づいて目標の方位角θが求められる。
【００４９】
この数値テーブル２２には、実験などによって求められた目標方位ごとの複素スペクトル成分が予め格納されている。つまり、本実施の形態では、複素スペクトル成分から目標の方位角θを算出するのに、この数値テーブル２２に基づいて当該複素スペクトル成分に対応する方位角が算出される。この様な構成によっても、周波数解析に要する時間を短縮することができるとともに、短時間で目標方位を識別することができる小型のレーダ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態１によるレーダ装置の概略構成の一例を示したブロック図である。
【図２】図１のレーダ装置における要部詳細の構成例を示したブロック図である。
【図３】図１のレーダ装置において生成される各種信号の出力状態における時間変化の様子の一例を示した図である。
【図４】図１のレーダ装置において生成される各種信号の出力状態における時間変化の様子の一例を示した図である。
【図５】図１のレーダ装置における反射波の受信状態の一例を示した図である。
【図６】図２の周波数解析処理部により生成された周波数複素スペクトルの一例を示した図である。
【図７】図２の周波数解析処理部により生成された周波数複素スペクトルの一例を示した図である。
【図８】図２の複素信号処理部における解析動作の一例を示したフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態２によるレーダ装置における要部詳細の構成例を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  レーダ装置、２  電圧発生回路、３  電圧制御発振器（ＶＣＯ）、４  分配回路、５  送信アンテナ、７  ミキサ、８  アンプ、９  バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、
１０  Ａ／Ｄ変換器、１１  メモリ、１２  移相回路、１３  周波数解析処理部、
１４  複素スペクトル成分抽出部、１５，２１  方位識別部、１６  ビート周波数抽出部、１７  距離・速度算出部、１８  制御部、１９，１９ａ  複素信号処理部、
２２  数値テーブル、Ａ１，Ａ２  受信アンテナ
【図１】
2005181018.tif 000011
【図２】
2005181018.tif 000012
【図３】
2005181018.tif 000013
【図４】
2005181018.tif 000014
【図５】
2005181018.tif 000015
【図６】
2005181018.tif 000016
【図７】
2005181018.tif 000017
【図８】
2005181018.tif 000018
【図９】
2005181018.tif 000019