(57)【要約】  互いに隣り合う変調区間の上り区間である第１区間（１０１）と第２区間（２０１）とでＩＦビート信号を検出する（Ｓ１）。これらＩＦビート信号に対してＦＦＴ演算処理等の周波数変換処理を行って周波数スペクトルを取得する（Ｓ２）。そして、各区間の周波数スペクトルからピーク周波数（ａ１），（ａ２）を検出し（Ｓ３）、これらピーク周波数（ａ１），（ａ２）の位相差演算を行う（Ｓ４）。このように算出された位相差は第１区間（１０１）と第２区間（２０１）との間の相対移動距離Δｒに依存するので、位相差から相対移動距離Δｒおよびこのときの相対距離と相対速度を算出する（Ｓ５）。【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間経過にともなって所定周波数範囲で周波数が変化する変調区間を繰り返す電磁波のビームを送信波として送信するとともに、該送信波の物標からの反射波を受信する電磁波送受信手段と、
前記送信波と前記受信波とをミキシングして生成されるビート信号に基づいて前記物標の情報を検出する情報検出手段とを備えたレーダ装置において、
前記情報検出手段は、
前記送信波において時間に対して周波数が遷移する第１の区間と、該第１の区間と時間に対する周波数遷移の傾きが同じで所定の時間間隔を持つ第２区間とで、それぞれ第１ビート信号周波数スペクトルと第２ビート信号周波数スペクトルとを計測するビート信号周波数スペクトル計測手段と、
前記第１ビート信号周波数スペクトルに現れる所定の強度以上の第１ピーク群と、前記第２ビート信号周波数スペクトルに現れる所定の強度以上の第２ピーク群とを比較し、該第１ピーク群に含まれるピークと該第２ピーク群に含まれるピークとの周波数が略同一となるピークの位相変化量を算出し、該位相変化量から該ピークに対応する物標の相対速度および相対距離を検出する状態値検出手段と、
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記ビート信号周波数スペクトル計測手段は、
前記第１区間または前記第２区間に隣接し、前記第１区間と時間に対する周波数遷移の傾きが逆となる第３区間の第３ビート信号周波数スペクトルを計測し、
前記状態値計測手段は、
検出された前記相対速度を用いて前記第３区間でのピーク候補を算出するとともに、
前記第３ビート信号周波数スペクトルに現れる所定の強度以上の第３ピーク群と前記ピーク候補のそれぞれとの整合性を判定し、最も整合性の高い前記第３ピーク群に含まれるピークを選定し、該ピークの周波数と前記位相変化量を求めたピークの周波数から該ピークに対応する物標の相対速度および相対距離を検出する請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記ビート信号周波数スペクトル計測手段は、
前記第１区間に対し所定時間前にあり、且つ前記第１区間と時間に対する周波数遷移の傾きが同じとなる第４区間の第４ビート信号周波数スペクトルを計測し、
前記状態値計測手段は、
前記第４ビート信号周波数スペクトルを記憶手段に記憶し、
検出された前記相対速度を用いて前記第４区間でのピーク候補を算出するとともに、
読み出された第４ビート信号周波数スペクトルに現れる所定の強度以上の第４ピーク群と前記ピーク候補のそれぞれとの整合性を判定し、最も整合性の高い前記ピーク候補に対応する相対速度および相対距離を検出する請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記ビート信号周波数スペクトル計測手段は、
前記第１区間と前記第２区間との間の第１時間間隔とは異なる第２時間間隔で前記第２区間から間隔を置き、且つ前記第１区間と時間に対する周波数遷移の傾きが同じとなる第５区間の第５ビート信号周波数スペクトルを計測し、
前記状態値計測手段は、
検出された前記相対速度から前記物標の第１相対速度候補を算出し、
前記第２ピーク群と前記第５ビート信号周波数スペクトルに現れる所定の強度以上の第５ピーク群とを比較し、前記第２ピーク群に含まれるピークと前記第５ピーク群に含まれるピークとの周波数が略同一となるピークの位相変化量を算出し、該位相変化量から該ピークに対応する前記物標の第２相対速度候補を算出し、
前記第１相対速度候補と前記第２相対速度候補との整合性を判定し、最も整合性の高い相対速度候補を真の相対速度として検出し、該相対速度から位相変化量を確定して相対距離を検出する請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記第１時間間隔と前記第２時間間隔との時間差ｄＴは、前記反射物の相対速度の取り得る最大値Ｖｍａｘと、取り得る最小値Ｖｍｉｎと、前記送信波の波長λとから、
ｄＴ＜λ／（２｜Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ｜）
の関係式を用いて設定される請求項４に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記送信波による送信ビームを方位方向に順次遷移させるスキャニング手段を備え、
該スキャニング手段により走査される隣り合う送信ビームの送信タイミング間で前記位相変化量を検出する請求項１〜５のいずれかに記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、周波数が時間遷移するミリ波の送信波と送信波の反射による受信波とを用いて目標物体の相対距離及び相対速度を検出するいわゆるＦＭ−ＣＷレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の衝突防止用等に用いられるミリ波を使用したＦＭ−ＣＷレーダ装置（以下、単に「レーダ装置」と称す。）は、周波数が時間遷移する送信波を放射し、この送信波が目標物体に反射してなる反射波を受信し、送信波と受信波とから自車と目標物体との相対距離および自車に対する目標物体の相対速度を算出する。【０００３】
このようなレーダ装置においては、前記相対距離および相対速度を如何に正確に算出するかが大きな問題であり、これを解決する各種のレーダ装置が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−３２６５０４号公報
【特許文献２】特開２００２−９８７５３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の各特許文献のレーダ装置を含む従来のレーダ装置では、送信波と受信波とからビート信号を生成し、ビート信号の周波数スペクトルを検出する。そして、例えば、三角波状の送信波を用いる場合には、周波数の上り区間でのビート信号の周波数スペクトルのピークと、周波数の下り区間でのビート信号の周波数スペクトルのピークとをペアリングして相対距離や相対速度の算出に利用する。【０００５】
しかしながら、図１０に示すように、１つの送信波に対して複数の受信波が存在する場合には、ペアリングを正確に行うことができないという問題が生じる。【０００６】
図１０（Ａ）は、１つの送信波に対して複数の受信波が計測された場合の送信波、受信波の波形図を示し、図１０（Ｂ）は上り区間の周波数スペクトル図を示し、図１０（Ｃ）は下り区間の周波数スペクトル図を示す。【０００７】
具体的には、送信波ＴＸに対してそれぞれ遅延時間τ１、τ２で遅延して受信された受信波ＲＸ１，ＲＸ２が計測された場合、上り区間では、送信波ＴＸの周波数と受信波ＲＸ１の周波数との周波数差ｆ１ａによるピークａ１ｕと、送信波ＴＸの周波数と受信波ＲＸ２との周波数差ｆ１ｂによるピークｂ１ｕとが近接して発生する。一方、下り区間では、送信波ＴＸの周波数と受信波ＲＸ１の周波数との周波数差ｆ１ｃによるピークａ１ｄと、送信波ＴＸの周波数と受信波ＲＸ２の周波数との周波数差ｆ１ｄによるピークｂ１ｄとが近接して発生する。この際、上り区間のスペクトルピークと下り区間のスペクトルピークとは、元となる信号（送信波、受信波）が同じもの同士を組み合わせなければ（ペアリングしなければ）、正確な相対速度および相対距離を算出することができない。【０００８】
このように、１つの送信波に対して複数の受信波が計測された場合、従来では、各スペクトルピークの周波数成分の大きさや周波数変化量が一致したもの同士をペアリングする方法が用いられてきた。しかしながら、このような方法では、道路の中央分離帯やガードレールからの反射波のように、大きさや周波数変化量や連続して一定となってしまうような場合では、正確なペアリングを行うことができない。このため、正確な相対速度や相対距離の算出ができないという問題が生じる。【０００９】
したがって、この発明の目的は、１つの送信波に対して複数の受信波が計測されるような場合であっても正確に相対速度および相対距離を算出することができるレーダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の問題点を解決するために、この発明は、時間経過にともなって所定周波数範囲で周波数が変化する変調区間を繰り返す電磁波のビームを送信波として送信するとともに、該送信波の物標からの反射波を受信する電磁波送受信手段と、送信波と前記受信波とをミキシングして生成されるビート信号に基づいて物標の情報を検出する情報検出手段とを備えたレーダ装置において、情報検出手段が、送信波において時間に対して周波数が遷移する第１の区間と、該第１の区間と時間に対する周波数遷移の傾きが同じで所定の時間間隔を持つ第２区間とで、それぞれ第１ビート信号周波数スペクトルと第２ビート信号周波数スペクトルとを計測するビート信号周波数スペクトル計測手段と、第１ビート信号周波数スペクトルに現れる所定の強度以上の第１ピーク群と、第２ビート信号周波数スペクトルに現れる所定の強度以上の第２ピーク群とを比較し、該第１ピーク群に含まれるピークと該第２ピーク群に含まれるピークとの周波数が略同一となるピークの位相変化量を算出し、該位相変化量から該ピークに対応する物標の相対速度および相対距離を検出する状態値検出手段と、を備えたことを特徴としている。【００１１】
この構成では、ビート信号周波数スペクトル計測手段は、所定の時間間隔で繰り返される送信波に対して、設定時間に対する周波数遷移の傾きが同じになる第１区間と第２区間とでビート信号を生成する。ここで、第１区間、第２区間は、例えば、送信波が三角波である場合に、時間的に隣り合う変調区間同士の上り区間に対して、同一時間内での周波数の時間遷移量が同じとなる区間が設定される。【００１２】
ビート信号周波数スペクトル計測手段は、ビート信号をＦＦＴ処理等により周波数変換してビート信号毎の周波数スペクトルを計測する。状態値検出手段は、計測されたスペクトル毎のピークを検出して、これらピークの位相変化量を算出する。【００１３】
ここで、ビート信号は周期に関する項と位相に関する項とから形成される。具体的に、中間周波のビート信号（ＩＦビート信号）Ｃ（ｔ）は式（１）で表すことができる。【００１４】
Ｃ（ｔ）＝Ｃ0ｃｏｓ２π｛２αｒ0ｔ（１−２ｖ／Ｃ）＋２ｆ0ｖｔ＋２αｖｔ2（１−ｖ／Ｃ）＋２ｒ0（ｆ0−αｒ0／Ｃ）｝／Ｃ        −（１）
ここで、Ｃ0は定数、ｒ0は距離、ｖは相対速度、ｔは時間、Ｃは光速、ｆ0は送信周波数の中心値であり、αは、変調時間幅を１／ｆｍとし、ΔＦを周波数遷移幅（ＦＭ変調波の送信周波数の高低幅）とした場合に、α＝２ｆｍ・ΔＦで表される定数である。【００１５】
このＩＦビート信号の式において、位相項φは、４πｒ0（ｆ0−αｒ0／Ｃ）／Ｃであり、ｆ0＞＞αｒ0／Ｃから、
φ≒４πｒ0ｆ0／Ｃ＝４πｒ0λ        −（２）
と見なすことができる。これは、距離ｒ0がλ／２変化すると一周期（２π）位相が変化することを意味する。【００１６】
この関係を利用して位相の変化すなわち位相変化量を検出することで、相対移動距離が算出される。そして、相対移動距離が算出されれば、前述の複数の区間の時間間隔を用いて相対速度が算出される。さらに相対速度が算出されることで、ドップラシフト周波数が算出されて目標物体の位置が検出される。【００１７】
また、この発明のレーダ装置のビート信号周波数スペクトル計測手段は、第１区間または第２区間に隣接し、第１区間と時間に対する周波数遷移の傾きが逆となる第３区間の第３ビート信号周波数スペクトルを計測する。そして、状態値計測手段は、検出された相対速度を用いて第３区間でのピーク候補を算出するとともに、第３ビート信号周波数スペクトルに現れる所定の強度以上の第３ピーク群とピーク候補のそれぞれとの整合性を判定し、最も整合性の高い第３ピーク群に含まれるピークを選定し、該ピークの周波数と位相変化量を求めたピークの周波数から該ピークに対応する物標の相対速度および相対距離を検出することを特徴としている。【００１８】
この構成では、ビート信号周波数スペクトル計測手段は、前述の第１区間、第２区間のビート信号に加えて、第１区間または第２区間に隣接する第３区間のビート信号周波数スペクトルを計測する。この際、第３区間は、第１区間および第２区間に対して周波数の時間遷移の傾きが逆となる。例えば、送信波が三角波である場合で前述のように第１区間および第２区間が設定された場合に、第３区間は第２区間に相当する上り区間に隣接する下り区間が設定される。なお、第３区間は、第２区間に連続する下り区間でも、第１区間と第２区間との間の下り区間でも、第１区間の直前の下り区間であってもよい。【００１９】
状態値検出手段は、第１区間と第２区間とのビート信号周波数スペクトルから第３区間の相対速度候補に相当するピーク候補を算出し、ビート信号周波数スペクトル計測手段で生成された第３区間におけるビート信号周波数スペクトルからのピークと比較し、整合性を判定する。ここで、実測されたピークに対して算出されたピーク候補のうちで最も高い整合性を備えるピーク候補が選択される。これにより、第３区間でのピークが決定され、第２区間のピークとペアリングされる。そして、ペアリングされたピークを用いて相対速度および相対距離が算出される。【００２０】
また、この発明のレーダ装置のビート信号周波数スペクトル計測手段は、第１区間に対し所定時間前にあり、且つ第１区間と時間に対する周波数遷移の傾きが同じとなる第４区間の第４ビート信号周波数スペクトルを計測する。状態値計測手段は、第４ビート信号周波数スペクトルを記憶手段に記憶し、検出された相対速度を用いて第４区間でのピーク候補を算出するとともに、読み出された第４ビート信号周波数スペクトルに現れる所定の強度以上の第４ピーク群とピーク候補のそれぞれとの整合性を判定し、最も整合性の高いピーク候補に対応する相対速度および相対距離を検出することを特徴としている。【００２１】
この構成では、ビート信号周波数スペクトル計測手段は、前述の第１区間、第２区間のビート信号に加えて、第１区間または第２区間から所定時間前の第４区間のビート信号周波数スペクトルを計測する。ここで、第４区間は、第１区間および第２区間に対して過去の区間であり、設定時間での周波数遷移の傾きが同じである。【００２２】
状態値検出手段は、第１区間と第２区間とのビート信号周波数スペクトルから第４区間の相対速度候補に相当するピーク候補を算出し、予め算出され記憶されている第４区間のピークと比較し、整合性を判定する。ここで、第１区間と第２区間とに基づくピーク候補と第４区間に基づくピーク候補とを比較して最も高い整合性を組み合わせとなるピーク候補が検出ピークとして選択される。これにより、第４区間でのピークが決定され、第１区間または第２区間のピークとペアリングされる。そして、ペアリングされたピークを用いて相対速度および相対距離が算出される。【００２３】
また、この発明のレーダ装置のビート信号周波数スペクトル計測手段は、第１区間と第２区間との間の第１時間間隔とは異なる第２時間間隔で第２区間から間隔を置き、且つ第１区間と時間に対する周波数遷移の傾きが同じとなる第５区間の第５ビート信号周波数スペクトルを計測する。状態値計測手段は、検出された相対速度から物標の第１相対速度候補を算出し、第２ピーク群と第５ビート信号周波数スペクトルに現れる所定の強度以上の第５ピーク群とを比較し、第２ピーク群に含まれるピークと第５ピーク群に含まれるピークとの周波数が略同一となるピークの位相変化量を算出し、該位相変化量から該ピークに対応する物標の第２相対速度候補を算出し、第１相対速度候補と第２相対速度候補との整合性を判定し、最も整合性の高い相対速度候補を真の相対速度として検出し、該相対速度から位相変化量を確定して相対距離を検出することを特徴としている。【００２４】
この構成では、ビート信号周波数スペクトル計測手段は、前述の第１区間、第２区間のビート信号周波数スペクトルに加えて、第１区間と第２区間とに続く第５区間のビート信号周波数スペクトルを計測する。ここで、第５区間は、第１区間および第２区間の時間間隔とは異なる時間間隔で第２区間から時間を置いて設定される区間である。【００２５】
状態値検出手段は、第１区間と第２区間とのビート信号のピークから第１相対速度候補を算出するとともに、第２区間と第５区間とのビート信号のピークから第２相対速度候補を算出する。状態値検出手段は、これら第１相対速度候補と第２相対速度候補との整合性を判定し、最も整合性の高い相対速度候補を、求めるべき相対速度として検出する。そして、相対速度が検出されることで位相変化量から相対距離や位置が算出される。【００２６】
また、この発明のレーダ装置は、第１時間間隔と第２時間間隔との時間差ｄＴを、反射物の相対速度の取り得る最大値Ｖｍａｘと、取り得る最小値Ｖｍｉｎと、送信波の波長λとから、
ｄＴ＜λ／（２｜Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ｜）
の関係式を用いて設定することを特徴としている。【００２７】
この構成では、前述のように時間間隔を異ならせる場合に時間間隔の差を前記式から設定することで、第１相対速度候補と第２相対速度候補との組み合わせの中に状態差が最小となる組み合わせが１組になる。【００２８】
また、この発明のレーダ装置は、送信波による送信ビームを方位方向に順次遷移させるスキャニング手段を備え、該スキャニング手段により走査される隣り合う送信ビームの送信タイミング間で位相変化量を検出することを特徴としている。【００２９】
この構成では、走査される隣り合う送信ビームが同一の目標物体に当たるようにビーム間隔を設定し、それぞれの送信ビームに前記第１区間および第２区間に適用させることで、同じ方位を複数回計測せずに必要なピークが計測される。これにより、位相変化量の計測と走査方向に隣り合うピークの計測とが同時に行われる。
【発明の効果】
【００３０】
この発明によれば、時間に対する周波数遷移の傾きが同じ区間同士でのビート信号のピークの位相変化量を算出することで、目標物体の相対移動距離、自車に対する目標物体の相対速度、目標物体の位置を正確に算出することができる。【００３１】
また、この発明によれば、前記位相変化量に基づく相対速度候補を用いができる。これにより、自車に対する目標物体の相対速度、自車から目標物体までの相対距離を正確に算出することができる。【００３２】
また、この発明によれば、前記位相変化量に基づいて複数の区間同士での相対速度候補を算出し、これらの整合性を判定して相対速度を求めることで、ペアリングをすることなく、自車に対する目標物体の相対速度、自車から目標物体までの相対距離を正確に算出することができる。さらに、この発明によれば、複数の区間同士の相対速度候補を算出する際に、各区間間の繰り返し周期の差を所定値に設定することで、相対速度の算出を容易にすることができる。【００３３】
また、この発明によれば、スキャニング処理を行うレーダ装置であれば、位相変化量の計測と方位方向に対するピークの計測とを同時に行うことができる。これにより、スキャニングしながら、自車に対する目標物体の相対速度、自車から目標物体までの相対距離を正確に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１の実施形態のＦＭ−ＣＷレーダ装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】図１に示したＦＭ−ＣＷレーダ装置の送信波と受信波の波形を示す図、第１区間でのＩＦビート信号のスペクトル図、第２区間でのＩＦビート信号のスペクトル図である。
【図３】第１の実施形態での相対速度および相対距離の算出フローを示すフロー図である。
【図４】図２および図３に示す方法とは異なる相対速度および相対距離の算出方法を説明するための説明図である。
【図５】第１の実施形態での図４に示した算出方法でのフロー図である。
【図６】前述の第１の実施形態の各方法とは異なる相対速度および相対距離の算出方法を説明するための説明図である。
【図７】第２の実施形態での図６に示した算出方法でのフロー図である。
【図８】前述の第１、第２の実施形態の各方法とは異なる相対速度および相対距離の算出方法を説明するための説明図である。
【図９】第３の実施形態での図８に示した算出方法でのフロー図である。
【図１０】１つの送信波に対して複数の受信波が計測された場合の送信波、受信波の波形図、上り区間の周波数スペクトル図、下り区間の周波数スペクトル図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０１−第１区間、２０１−第２区間、３０１−第３区間、４０１−第４区間、５０１−第５区間、１−制御部、２−ＶＣＯ、３−送信アンプ、４−カプラ、５−サーキュレータ、６−アンテナ、７−ミキサ、８−受信アンプ、９−Ａ／Ｄ変換部、１０−データ処理部
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の第１の実施形態に係るＦＭ−ＣＷレーダ装置について図を参照して説明する。
図１は本実施形態のＦＭ−ＣＷレーダ装置の構成を示す概略ブロック図である。
図２（Ａ）は図１に示したＦＭ−ＣＷレーダ装置の送信波と受信波の波形を示す図であり、図２（Ｂ）は第１区間でのＩＦビート信号のスペクトル図であり、図２（Ｃ）は第２区間でのＩＦビート信号のスペクトル図である。なお、図２は自車に対して目標物体が近づく場合について示している。
ＦＭ−ＣＷレーダ装置の制御部１は、図２（Ａ）に示すような周波数が三角波状の送信波Ｔｘを形成するための変調制御信号を生成してＶＣＯ２に出力する。この際、制御部１は、三角波状の変調区間を所定時間間隔で発生させる変調制御信号を生成する。【００３７】
ＶＣＯ２は入力された変調制御信号にしたがって発振周波数を変化させる。これにより、ＶＣＯ２は、発振周波数が三角波状であり、この変調区間が所定時間間隔で繰り返される送信信号Ｔｘを生成する。例えば、具体的に図２では、送信中心周波数がｆｏであり、変調周期が１／ｆｍであり、周波数遷移幅（変調周波数の最高周波と最低周波との差）がΔＦであり、時間間隔がＴｏである送信信号ＴＸが生成される。【００３８】
送信アンプ３はＶＣＯ２で生成された送信信号ＴＸを増幅する。カプラ４は、送信波Ｔｘをサーキュレータ５に伝送するとともに、所定の分配比で送信信号ＴＸの一部をローカル信号としてミキサ７に与える。サーキュレータ５は、送信信号ＴＸをアンテナ６に伝送し、アンテナ６からの受信信号ＲＸをミキサ７に伝送する。アンテナ６は、入力された送信信号ＴＸを電磁波（送信波）に変換して外部に送信し、この送信波が目標物体に反射して得られる同方向からの反射波を受信して、受信信号ＲＸをサーキュレータ５に出力する。【００３９】
ミキサ７は、サーキュレータ５から入力される受信信号ＲＸと、カプラ４から入力される送信信号ＴＸに基づくローカル信号とをミキシングして、所定周波数のＩＦビート信号を生成する。受信アンプ８はＩＦビート信号を増幅してＡ／Ｄ変換部９に出力する。Ａ／Ｄ変換部９はアナログのＩＦビート信号をディジタルＩＦビート信号に変換してデータ処理部１０に出力する。【００４０】
データ処理部１０は、入力されたディジタルＩＦビート信号をＦＦＴ演算処理して周波数スペクトルを生成する。そして、データ処理部１０は、後述する方法を用いて周波数スペクトルからピーク周波数（ビン単位）を検出して、自車に対する目標物体の相対速度、自車と目標物体との相対距離、および、自車に対する目標物体の位置を算出する。このデータ処理部１０が本発明の「情報検出手段」に相当し、「情報検出手段」は、「ビート信号周波数スペクトル計測手段」と「状態検出手段」とを含む。【００４１】
次に、データ処理部１０で行われる具体的な相対速度および相対距離の算出方法について説明する。なお、以下の説明では、１つの送信信号ＴＸに対して２つの受信信号ＲＸ１，ＲＸ２が計測された場合について説明する。【００４２】
アンテナ６から送信された送信波が目標物体に反射すると、反射波が発生してアンテナ６で受信される。この際、送信波を反射する目標物体が複数存在すれば、反射波も複数受信する。【００４３】
図３は本実施形態での相対速度および相対距離の算出フローを示すフロー図である。
送信波の送信方向に目標物体が２つ存在する場合、１つの送信信号ＴＸに対して２つの受信信号ＲＸ１，ＲＸ２が得られる。この際、受信信号ＲＸ１，ＲＸ２は、自車と各目標物体との距離に応じて送信信号ＴＸから遅延して計測され、自車と各目標物体との相対速度に応じて送信信号ＴＸと異なる周波数で計測される。図２の例では、目標物体が自車に接近する方向であるので、受信信号ＲＸ１，ＲＸ２の周波数帯域は送信信号ＴＸの周波数帯域よりも高周波数側にシフトする。【００４４】
このような送信信号ＴＸと受信信号ＲＸ１，ＲＸ２に対して、時間的に隣り合う上り変調区間である第１区間１０１と第２区間２０１とにおいて、ミキサ７でＩＦビート信号が生成される（Ｓ１）。ここで、第１区間１０１でのＩＦビート信号を第１ビート信号とし、第２区間２０１でのＩＦビート信号を第２ビート信号とする。また、第１区間１０１と第２区間２０１とは時間的に同じ長さであり、この間での時間に対する周波数遷移の傾きも同じである。また、時間に対する周波数の遷移は直線的であることが望ましい。これは、他の実施形態においても同様である。【００４５】
第１ビート信号は、第１区間１０１における送信信号ＴＸと受信信号ＲＸ１との周波数差成分ｆ１ａと、送信信号ＴＸと受信信号ＲＸ２との周波数差成分ｆ１ｂとを含む信号である。このため、データ処理部１０が第１ビート信号をＦＦＴ演算処理等の周波数変換処理することで、周波数差成分ｆ１ａに対応するピーク周波数ａ１と、周波数差成分ｆ１ｂに対応するピーク周波数ｂ１とを含む周波数スペクトルが得られる（Ｓ２）。一方、第２ビート信号は、第２区間における送信信号ＴＸと受信信号ＲＸ１との周波数差成分ｆ２ａと、送信信号ＴＸと受信信号ＲＸ２との周波数差成分ｆ２ｂとを含む信号である。このため、データ処理部１０が第２ビート信号をＦＦＴ演算処理等の周波数変換処理することで、周波数差成分ｆ２ａに対応するピーク周波数ａ２と、周波数差成分ｆ２ｂに対応するピーク周波数ｂ２とを含む周波数スペクトルが得られる（Ｓ２）。ここで、ピーク周波数ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２は、ＦＦＴ演算処理によるビン単位で示されるものであり、ＦＦＴ演算処理後のデータ列のビン番号に相当する。なお、ビンとはＦＦＴ演算処理のポイント数および計測時間から設定される周波数変換後の周波数の最小刻みのことである。【００４６】
次に、データ処理部１０は周波数スペクトルからピーク周波数を検出する。この検出方法としては、例えば、スペクトルの信号強度Ｐ１，Ｐ２に所定の閾値を設定し、この閾値よりも強い信号強度の周波数成分をピーク周波数として検出する（Ｓ３）。図２の例であれば、第１区間１０１に対してピーク周波数ａ１，ｂ１が検出され、第２区間２０１に対してピーク周波数ａ２，ｂ２が検出される。【００４７】
データ処理部１０は第１区間１０１のピーク周波数ａ１，ｂ１と第２区間２０１のピーク周波数ａ２，ｂ２とを検出すると、ピーク周波数ａ１とピーク周波数ａ２との位相差、およびピーク周波数ｂ１とピーク周波数ｂ２との位相差φを検出する（Ｓ４）。【００４８】
ところで、第１区間１０１と第２区間２０１との繰り返し間隔、すなわち変調区間の時間間隔Ｔｏを、当該レーダ装置の距離分解能δＲと、目標物体の取り得る最高速度Ｖｍａｘから次式に基づき設定する。【００４９】
Ｔｏ＜δＲ／Ｖｍａｘ
距離分解能δＲは、光速Ｃと、送信信号ＴＸの周波数遷移幅ΔＦとから次式で表すことができる。
δＲ＝Ｃ／（２ΔＦ）
したがって、変調区間の時間間隔Ｔｏを、
Ｔｏ＜Ｃ／（２ΔＦ・Ｖｍａｘ）
と設定する。【００５０】
このように距離分解能δＲと最高速度Ｖｍａｘとを用いて時間間隔Ｔｏを設定することで、ＩＦビート信号をＦＦＴ演算処理した結果として、同じ目標物体に対応する第１区間１０１のピーク周波数に対して第２区間２０１のピーク周波数を、±１ビンの範囲、すなわち、３ビン単位分の内に出現させることが可能となる。図２では、第１区間１０１のピーク周波数ａ１に対して第２区間２０１のピーク周波数ａ２が±１ビンの範囲内に現れ、第１区間１０１のピーク周波数ｂ１に対して第２区間２０１のピーク周波数ｂ２が±１ビンの範囲内に現れる。これを利用し、ピーク周波数ａ１とピーク周波数ａ２とを組み合わせ、ピーク周波数ｂ１とピーク周波数ｂ２とを組み合わせて、それぞれで位相差を算出する。このような時間間隔Ｔｏの設定を行うことで、同じ目標物体に対応する第１区間のピーク周波数と第２区間のピーク周波数とを組み合わせることが容易となる。【００５１】
このように時間間隔Ｔｏが設定された状態で、位相差φが検出されると、前述の式（１）、式（２）に基づき、目標物体の相対移動距離Δｒは、
Δｒ＝（ｉ＋φ／（２π））・λ／２
から算出することができる。【００５２】
ここで、相対移動距離Δｒが十分に短ければ、すなわち、目標物体の相対速度が十分に遅く、相対移動距離Δｒがλ／２よりも小さい場合には、ｉ＝０となり、相対移動距離Δｒは、
Δｒ＝（φ／（２π））・λ／２
から算出することができる。【００５３】
そして、目標物体の相対移動距離Δｒが算出されることで、目標物体の相対速度Ｖｒは、
Ｖｒ＝Δｒ／Ｔｏ
から算出することができる（Ｓ５）。【００５４】
また、次に示す方法を用いても相対速度および相対距離を算出することができる。【００５５】
図４は図２および図３に示す方法とは異なる相対速度および相対距離の算出方法を説明するための説明図であり、（Ａ）は送信信号ＴＸ、受信信号ＲＸ１の波形図、（Ｂ）は第１区間１０１の周波数スペクトル図、（Ｃ）は第２区間２０１の周波数スペクトル図、（Ｄ）は第２区間２０１に連続する第３区間３０１の周波数スペクトル図、（Ｅ）は第３区間３０１に発生するピーク候補を示す図である。なお、この説明では１つの送信信号ＴＸに対して、１つの受信信号ＲＸ１のみが得られる例を示しているが、複数の受信信号ＲＸを得た場合についても、以下の方法を適用することができる。【００５６】
図５は本実施形態での図４に示した算出方法でのフロー図である。【００５７】
前述の方法では、相対移動距離Δｒがλ／２よりも短い場合について説明したが、以下では、目標物体の相対速度が速い等により、繰り返し周期Ｔｏでの相対移動距離Δｒがλ／２以上になる場合について説明する。【００５８】
この場合、ミキサ７では、隣り合う変調区間の上り区間である第１区間１０１、および、第２区間２０１でＩＦビート信号が生成されるとともに、第２区間２０１に連続する下り区間である第３区間３０１でもＩＦビート信号が生成される（Ｓ１１）。この第３区間３０１は、第１区間１０１、第２区間２０１に対して、時間に対する周波数遷移方向が逆で周波数遷移の傾きが同じとなる区間である。なお、ここでは、第３区間３０１は、第２区間２０１の後に連続する例を示すが、第３区間３０１は、第１区間１０１の前、第１区間１０１と第２区間２０１との間、第２区間２０１の後、等いずれに設定してもよい。また、必ずしも連続する必要はなく、所定の時間間隔をあけて設定してもよい。さらに、第３区間３０１における時間に対する周波数遷移の傾きの絶対値や周波数の遷移量は第１区間１０１と異なっていてもよい。【００５９】
例えば、図４（Ａ）に示すように送信信号ＴＸと受信信号ＲＸ１が得られれば、これらの信号に基づき、それぞれ第１区間１０１、第２区間２０１、第３区間３０１においてＩＦビート信号が得られる。【００６０】
データ処理部１０は、これら生成されたＩＦビート信号をＦＦＴ演算処理して、それぞれに周波数スペクトルを算出する（Ｓ１２）。図４の例では、第１区間１０１では図４（Ｂ）に示すような周波数スペクトルが得られ、第２区間２０１では図４（Ｃ）に示すような周波数スペクトルが得られ、第３区間３０１では図４（Ｄ）に示すような周波数スペクトルが得られる。【００６１】
次に、データ処理部１０は、各周波数スペクトルからピークを検出する（Ｓ１３）。図４の例では、第２区間２０１でピーク周波数ａ２を検出し（図４（Ｃ））、第３区間３０１でピーク周波数ａ３，ｃ３を検出する（図４（Ｄ））。また、データ処理部１０は、第１区間１０１で第２区間２０１のピーク周波数ａ２に対応するピーク周波数ａ１を検出する（図４（Ｂ））。【００６２】
このように、各区間でピーク周波数が検出されると、データ処理部１０は、第１区間１０１のピーク周波数ａ１と第２区間２０１のピーク周波数ａ２とを用いて、第１区間１０１から第２区間２０１にかけての位相差φ１２を算出する（Ｓ１４）。【００６３】
次に、データ処理部１０は、得られた目標物体の相対速度から、第１区間１０１から第２区間２０１での相対速度候補Ｖｊを次式から算出する（Ｓ１５）。【００６４】
Ｖｊ＝Δｒ／Ｔｏ＝（ｊ＋φ１２／（２π））・λ／（２Ｔｏ）
なお、ｊは、ｎ，ｍを目標物体の取り得る相対速度範囲から設定される整数とした場合で、−ｎ≦ｊ≦ｍを満たす整数である。【００６５】
データ処理部１０は、第１区間１０１から第２区間２０１での相対速度候補Ｖｊを算出すると、次式から第３区間３０１でのピーク候補Ｘａ３を算出する（Ｓ１６）。【００６６】
Ｘａ３＝ａ２＋Ｖｊ／δＶ
ここで、δＶはドップラシフトを検知して求められる検知速度の速度分解能であり、ＦＦＴ演算処理結果の１ビン差に相当する。【００６７】
この演算を行うことで、各ｊに対して１つずつのピーク候補Ｘａ３が算出される。例えば、図４（Ｅ）の場合、ｎ＝２，ｍ＝２として相対速度候補Ｖｊを算出した場合に相当し、ピーク候補Ｘａ３は、Ｘａ３（−２）〜Ｘａ３（＋２）までの５個が算出される。なお、これらピーク候補Ｘａ３もビン単位により得られる。【００６８】
データ処理部１０は、算出されたピーク候補Ｘａ３と、周波数スペクトルから得られたピーク周波数ａ３，ｃ３とを比較して、整合性を判定する。すなわち、実測されたピーク周波数ａ３，ｃ３に対して、各ピーク候補Ｘａ３がどれだけ一致するかを判定する（Ｓ１７）。この整合性の判定要素としては、例えば、周波数位置の一致度、強度（振幅）の一致度がある。また、第３区間３０１に対して、第１区間１０１と第２区間２０１との時間間隔と同じ時間間隔を持ち、第３区間３０１と時間に対する周波数遷移の傾きが同一である区間で抽出されたピークと、第３区間３０１で抽出されたピークとの位相差と、前述したピーク候補Ｘａ３を求めるために使用した位相差との絶対値の一致度を判定要素として用いてもよい。これらの判定要素は単独で用いてもよいし、復号させて用いてもよい。【００６９】
そして、データ処理部１０は、実測されたピーク周波数ａ３，ｃ３と各ピーク候補Ｘａ３とから最も一致する、すなわち整合性の高い組み合わせを判定して、このピーク周波数を、第３区間３０１での真のピーク周波数として抽出する。図４の例であれば、実測されたピーク周波数ａ３とピーク候補Ｘａ３との組み合わせを抽出して、このピーク周波数を真のピーク周波数とする（Ｓ１８）。【００７０】
このような処理を行うことで、連続する上り区間のピーク周波数ａ２と下り区間のピーク周波数ａ３とが決定されるので、これらをペアリングして、既知のＦＭ−ＣＷ原理から目標物体の相対速度、相対距離、および位置を算出することができる（Ｓ１９）。具体的には、得られた上り区間のピーク周波数（ビート周波数）ａ２と、下り区間のピーク周波数（ビート周波数）ａ３とから、距離遅延による周波数変化量ｆｒと、ドップラシフトによる周波数変化量ｆｄとを算出する。【００７１】
ｆｒ＝（ａ２＋ａ３）／２
ｆｄ＝（ａ２−ａ３）／２
そして、これらから相対距離Ｒおよび相対速度Ｖを算出する。【００７２】
Ｒ＝（Ｃ／（４ΔＦｆｍ））・ｆｒ
Ｖ＝（Ｃ／（２ｆｏ））・ｆｄ
このような処理を行うことにより、連続する上り区間のピークと下り区間のピークとを正確にペアリングすることができる。これにより、正確に相対速度および相対距離を算出するＦＭ−ＣＷレーダ装置を構成することができる。【００７３】
以上のように、本実施形態を用いることで、所定の時間間隔を置いて計測された、周波数の時間遷移量が同じ複数の区間のピーク周波数同士の位相差から目標物体の相対速度および相対距離を容易に且つ正確に算出することができる。【００７４】
次に、第２の実施形態に係るレーダ装置について図を参照して説明する。【００７５】
図６は前述の各方法とは異なる相対速度および相対距離の算出方法を説明するための説明図であり、（Ａ）は送信信号ＴＸ、受信信号ＲＸ１の波形図、（Ｂ）は第１区間１０１の周波数スペクトル図、（Ｃ）は第２区間２０１の周波数スペクトル図、（Ｄ）は第１区間１０１から１測定周期Ｔｓｃ前の第４区間４０１の周波数スペクトル図、（Ｅ）は第４区間４０１に発生するピーク候補を示す図である。なお、本実施形態は周波数が三角波状に遷移する送信信号ではなく、鋸状に遷移する送信信号、すなわち、時間に対して周波数が徐々に上昇する上がり区間が連続する送信信号を用いた場合を示す。なお、時間に対して周波数が徐々に下降する下り区間が連続する送信信号を用いても同様の結果が得られる。また、この説明でも１つの送信信号ＴＸに対して１つの受信信号ＲＸ１のみが得られる例を示しているが、複数の受信信号ＲＸを得た場合についても、以下の方法を適用することができる。また、第４区間４０１は、第１区間１０１、第２区間２０１に対して、同じ時間差で時間に対する周波数遷移の傾きが同じとなる区間である。【００７６】
図７は本実施形態での図６に示した算出方法でのフロー図である。【００７７】
ミキサ７は、繰り返し周期Ｔｏで隣り合う変調区間の上り区間である第１区間１０１、および、第２区間２０１でＩＦビート信号が生成される（Ｓ２１）。例えば、図６（Ａ）に示すように送信信号ＴＸと受信信号ＲＸ１が得られれば、これらの信号に基づき、それぞれ第１区間１０１、第２区間２０１、においてＩＦビート信号が得られる。【００７８】
データ処理部１０は、これら計測されたＩＦビート信号をＦＦＴ演算処理して、それぞれに周波数スペクトルを算出する（Ｓ２２）。図６の例では、第１区間１０１では図６（Ｂ）に示すような周波数スペクトルが得られ、第２区間２０１では図６（Ｃ）に示すような周波数スペクトルが得られる。【００７９】
次に、データ処理部１０は、各周波数スペクトルからピークを検出する（Ｓ２３）。図６の例では、第１区間１０１、第２区間２０１でピーク周波数ａ１，ａ２を検出する（図６（Ｂ）、図６（Ｃ））。【００８０】
なお、すでに、第１区間１０１でＩＦビート信号を計測する時点から所定測定周期Ｔｓｃ前の第４区間４０１でもＩＦビート信号が計測されている。この測定周期Ｔｓｃとは、例えば、レーダ装置がスキャニング機能を備えている場合における１スキャン周期に相当するものなどである。これにより、第１区間１０１と第４区間４０１とで同じ方位方向となり、同一の目標物体を周期Ｔｓｃで観測することとなる。データ処理部１０は、計測された第４区間４０１のＩＦビート信号をＦＦＴ演算処理して周波数スペクトルを算出し、この周波数スペクトルからピークを検出している。図６に示す例では、図６（Ｄ）に示すような周波数スペクトルを得て、ピーク周波数ａ４，ｄ４を検出している。そして、データ処理部１０はこれらのピーク周波数情報をメモリに記憶している。【００８１】
第１区間１０１、第２区間２０１でピーク周波数が検出されると、データ処理部１０は、これらのピーク周波数ａ１，ａ２を用いて、第１区間１０１から第２区間２０１にかけての位相差φ１２を算出する（Ｓ２４）。【００８２】
次に、データ処理部１０は、得られた目標物体の相対速度から、第１区間１０１から第２区間２０１での相対速度候補Ｖｊを次式から算出する（Ｓ２５）。【００８３】
Ｖｊ＝Δｒ／Ｔｏ＝（ｊ＋φ１２／（２π））・λ／（２Ｔｏ）
なお、ｊは、ｎ，ｍを目標物体の取り得る相対速度範囲から設定される整数とした場合で、−ｎ≦ｊ≦ｍを満たす整数である。【００８４】
データ処理部１０は、第１区間１０１から第２区間２０１での相対速度候補Ｖｊを算出すると、次式から第４区間４０１でのピーク候補Ｘａ４を算出する（Ｓ２６）。【００８５】
Ｘａ４＝ａ１−Ｖｊ／（δＲ／Ｔｓｃ）＝ａ１−Ｖｊ・Ｔｓｃ／δＲ
ここで、δＲは前述の距離分解能であり、ＦＦＴ演算処理結果の１ビン差に相当する。【００８６】
この演算を行うことで、各ｊに対して１つずつのピーク候補Ｘａ４が算出される。例えば、図４（Ｅ）の場合、ｎ＝２，ｍ＝３として相対速度候補Ｖｊを算出した場合に相当し、ピーク候補Ｘａ４は、Ｘａ４（−２）〜Ｘａ３（＋３）までの６個が算出される。【００８７】
データ処理部１０は、第４区間４０１のピーク周波数情報を読み出して（Ｓ２７）、算出されたピーク候補Ｘａ４と、周波数スペクトルから得られたピーク周波数ａ４，ｄ４とを比較して、整合性を判定する。すなわち、実測されたピーク周波数ａ４，ｄ４に対して、各ピーク候補Ｘａ４がどれだけ一致するかを判定する（Ｓ２８）。この整合性の判定要素としては、例えば、周波数位置の一致度、強度（振幅）の一致度がある。また、第４区間４０１に対して、第１区間１０１と第２区間２０１との時間間隔と同じ時間間隔を持ち、第４区間４０１と時間に対する周波数遷移の傾きが同一である区間で抽出されたピークと第４区間４０１で抽出されたピークとの位相差と、前述したピーク候補Ｘａ４を求めるために使用した位相差との絶対値の一致度や位相差の回転方向を判定要素として用いてもよい。また、本実施形態のように第４区間４０１が第１区間１０１の１スキャン測定周期前の場合には、ピークの検知方向を判定要素として用いてもよい。これらの判定要素は単独で用いてもよいし、複合させて用いてもよい。【００８８】
そして、データ処理部１０は、実測されたピーク周波数ａ４，ｄ４と各ピーク候補Ｘａ４とから最も一致する、すなわち整合性の高い組み合わせを判定して、このピーク周波数を、第４区間４０１での真のピーク周波数として抽出する。図４の例であれば、実測されたピーク周波数ａ４とピーク候補Ｘａ４との組み合わせを抽出して、このピーク周波数を真のピーク周波数とする（Ｓ２９）。【００８９】
このような処理を行うことで、相対速度、相対距離を算出することができる（Ｓ３０）。なお、ここでは、第４区間４０１は第１区間１０１の１スキャン測定周期前である例を示したが、第４区間４０１は必ずしも第１区間１０１の１スキャン測定周期前である必要はない。さらに、第４区間４０１における時間に対する周波数遷移の傾きの絶対値や周波数の遷移量は第１区間１０１と異なっていてもよい。【００９０】
次に、第３の実施形態に係るレーダ装置について図を参照して説明する。【００９１】
図８は前述の各方法とは異なる相対速度および相対距離の算出方法を説明するための説明図であり、（Ａ）は送信信号ＴＸ、受信信号ＲＸ１の波形図、（Ｂ）は第１区間１０１の周波数スペクトル図、（Ｃ）は第２区間２０１の周波数スペクトル図、（Ｄ）は第５区間５０１の周波数スペクトル図、（Ｅ）は第１区間１０１から第２区間２０２での速度候補Ｖｊを示す図と第２区間２０１から第５区間５０１での速度候補Ｖｋを示す図である。なお、本実施形態も鋸状に遷移する送信信号、すなわち、時間に対して周波数が徐々に上昇する上り区間が連続する送信信号を用いた場合を示す。なお、時間に対して周波数が徐々に下降する下り区間が連続する送信信号を用いても同様の結果が得られる。また、この説明でも１つの送信信号ＴＸに対して、１つの受信信号ＲＸ１のみが得られる例を示しているが、複数の受信信号ＲＸを得た場合についても、以下の方法を適用することができる。また、第５区間５０１は、第１区間１０１、第２区間２０１に対して、同じ時間差で時間に対する周波数遷移の傾きが同じとなる区間である。【００９２】
図９は本実施形態での図８に示した算出方法でのフロー図である。【００９３】
この実施形態では、変調区間の時間間隔は一定ではない。例えば、図８に示す場合では、第１区間１０１と第２区間２０１との時間間隔は前述の各実施形態で示されたＴｏであり、第２区間２０１と第５区間５０１との時間間隔は、前述のＴｏに微少時間ｄＴを加えたＴｏ＋ｄＴである。【００９４】
ミキサ７は、隣り合う変調区間である第１区間１０１、第２区間２０１、第５区間５０１でＩＦビート信号が生成される（Ｓ３１）。【００９５】
データ処理部１０は、これら生成されたＩＦビート信号をＦＦＴ演算処理して、それぞれに周波数スペクトルを算出する（Ｓ３２）。図８の例では、第１区間１０１では図８（Ｂ）に示すような周波数スペクトルが得られ、第２区間２０１では図８（Ｃ）に示すような周波数スペクトルが得られ、第５区間５０１では図８（Ｄ）に示すような周波数スペクトルが得られる。【００９６】
次に、データ処理部１０は、各周波数スペクトルからピークを検出する（Ｓ３３）。図８の例では、第１区間１０１でピーク周波数ａ１を検出し（図８（Ｂ））、第２区間２０１でピーク周波数ａ２を検出し（図８（Ｃ））、第５区間５０１でピーク周波数ａ５を検出する（図８（Ｄ））。この際、繰り返し周期が前述のＴｏおよび繰り返し周期Ｔｏに微少時間ｄＴ加えたＴｏ＋ｄＴであるので、ＦＦＴ演算処理後のピークの出現するビンが、前述の実施形態のように極近傍になるので、これらの組み合わせが容易になる。【００９７】
このように、各区間でピーク周波数が検出されると、データ処理部１０は、第１区間１０１のピーク周波数ａ１と第２区間２０１のピーク周波数ａ２とを用いて、第１区間１０１から第２区間２０１にかけての位相差φ１２を算出する（Ｓ３４）。また、データ処理部１０は、第２区間２０１のピーク周波数ａ２と第５区間５０１のピーク周波数ａ５とを用いて、第２区間２０１から第５区間５０１にかけての位相差φ２５を算出する（Ｓ３５）。【００９８】
次に、データ処理部１０は、得られた位相差φ１２から、第１区間１０１から第２区間２０１での相対速度候補Ｖｊを次式から算出する（Ｓ３６）。【００９９】
Ｖｊ＝Δｒ／Ｔｏ＝（ｊ＋φ１２／（２π））・λ／（２Ｔｏ）
なお、ｊは、ｎ１，ｍ１を目標物体の取り得る相対速度範囲から設定される整数とした場合で、−ｎ１≦ｊ≦ｍ１を満たす整数である。
また、データ処理部１０は、得られた位相差φ２５から、第２区間２０１から第５区間５０１での相対速度候補Ｖｋを次式から算出する（Ｓ３７）。【０１００】
Ｖｋ＝Δｒ／（Ｔｏ＋ｄＴ）＝（ｋ＋φ１２／（２π））・λ／（２（Ｔｏ＋ｄＴ））
なお、ｋは、ｎ２，ｍ２を目標物体の取り得る相対速度範囲から設定される整数とした場合で、−ｎ２≦ｊ≦ｍ２を満たす整数である。
これらの相対速度候補Ｖｊ，Ｖｋの関係を図示すると、図８（Ｅ）になる。図８（Ｅ）に示すように、Ｖｊ，Ｖｋはそれぞれ繰り返し周期がＴｏ，Ｔｏ＋ｄＴと異なるので、この周期に応じた間隔で現れる。【０１０１】
このように各区間での相対速度候補Ｖｊ，Ｖｋを算出した後、データ処理部１０は、それぞれのＶｊ，Ｖｋを組み合わせて整合性を判定する（Ｓ３８）。この整合性の判定要素としては、速度位置の一致度等である。そして、最も一致度が高い、例えば、｜Ｖｊ−Ｖｋ｜の値が最小となるＶｊ，Ｖｋの組み合わせを真の相対速度Ｖｔｒｕｅとして検出する（Ｓ３９）。ここで、Ｖｊ、Ｖｋが完全に一致していればＶｊ，Ｖｋの値をそのまま利用し、差があれば、抽出したＶｊ，Ｖｋを平均値処理する等の適当な演算を行って真の相対速度Ｖｔｒｕｅを検出する。【０１０２】
このように、真の相対速度Ｖｔｒｕｅが検出されると、データ処理部１０は次式を用いてドップラシフト量ａｄを算出する。【０１０３】
ａｄ＝Ｖｔｒｕｅ／δＶ＝２ｆ0・Ｖｔｒｕｅ・ｔｍ／Ｃ
ここで、δＶは前述の実施形態でも用いたレーダ装置の速度分解能であり、ｆ0は送信信号の中心周波数、ｔｍは変調期間（周波数が遷移する時間長）、Ｃは光速である。【０１０４】
このドップラシフト量ａｄはビン単位であり、これを用いて、各区間で得られたピーク周波数ａ１，ａ２，ａ５を補正して、遅延による周波数変化量ａｒを算出する。なお、ａｒはビン単位である。例えば、第１区間１０１であれば、
ａｒ＝ａ１＋｜ａｄ｜
で算出される。【０１０５】
そして、レーダ装置の距離分解能δＲを前述のように設定することで、自車と目標物体との距離ｒは、
ｒ＝ａｒ・δＲ
で算出される（Ｓ４０）。【０１０６】
このような方法であっても、自車と目標物体との相対距離、および、自車に対する目標物体の相対速度を正確に算出することができる。【０１０７】
ここで、前述の微少時間ｄＴは、目標物体の取り得る最高相対速度をＶｍａｘとし、最低相対速度をＶｍｉｎとし、送信周波数の中心周波数ｆ0に対する波長をλとして、
ｄＴ＜λ／（２・｜Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ｜）
で設定される時間を用いることで、より有効である。このように微少時間ｄＴを設定することで、各区間間の相対速度候補Ｖｊ，Ｖｋを比較する際に、候補同士の差が最小値となり得る組み合わせが１つしか存在しなくなる。これにより、相対速度候補の整合性判定をより容易にすることができる。【０１０８】
なお、前述の各実施形態では、スキャニング機能の有無について必要な場合にしか詳述していないが、所定方位方向に送信ビームを順次スキャンする機能を備えるレーダ装置においても前述の各実施形態の構成を適用することができる。この際、隣り合う送信ビームの間隔は、送信ビームの半値幅よりも小さくすることで、互いに隣接する複数の送信ビームで１つの目標物体からの受信ビームを得ることができる。このような構成を用いることで、隣り合う送信ビームの変調区間が、時間的に隣り合う変調区間に相当する。これにより、同じ方位（送信ビーム送信方向）に複数回、変調区間を設定する必要が無く、位相変化のための計測と、方位方向の計測とを同時に行うことができる。この結果、方位方向にスキャンするレーダ装置において、目標物体の相対速度および相対距離を正確に計測し、且つ走査方向についても目標物体の検出を行うことができるレーダ装置を簡素な演算処理で実現することができる。
【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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【国際調査報告】
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