(57)【要約】【課題】受信アンテナのサイズを大きくすることなしに、サイドローブを低減するレーダ装置を提供する。【解決手段】本発明は、送信波を送信する送信部と、送信波を受けた物体からの反射波を受信する複数のアンテナと、各々のアンテナに受信される受信信号の位相差に応じて、反射波の強度の角度スペクトラムをデジタルビームフォーミングを用いて算出し、物体の存在する方向を判定する信号処理部とを有するレーダ装置であって、信号処理部は、アンテナの各々に対応する第一の係数群を受信信号の各々に乗算し、第一の角度スペクトラムを算出し、アンテナの各々に対応する第二の係数群を受信信号の各々に乗算し、第二の角度スペクトラムを算出し、第一及び第二の角度スペクトラムに設定される所定の閾値を、双方の角度スペクトラムにおいて越える角度範囲に、物体が存在すると判定することを特徴とする。【選択図】図１１
2007263574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信波を送信する送信部と、
前記送信波を受けた物体からの反射波を受信する複数のアンテナと、
各々の前記アンテナに受信される受信信号の位相差に応じて、前記反射波の強度の角度スペクトラムをデジタルビームフォーミングを用いて算出し、前記物体の存在する方向を判定する信号処理部とを有し、  
前記信号処理部は、前記アンテナの各々に対応する第一の係数群を前記受信信号の各々に乗算し、第一の角度スペクトラムを算出し、前記アンテナの各々に対応する第二の係数群を前記受信信号の各々に乗算し、第二の角度スペクトラムを算出し、前記第一及び第二の角度スペクトラムに設定される所定の閾値を、双方の角度スペクトラムにおいて越える角度範囲に、前記物体が存在すると判定することを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記信号処理部は、前記第一及び第二の角度スペクトラムに設定される所定の閾値を、双方の角度スペクトラムにおいて越える角度範囲の両端に、前記物体が存在すると判定することを特徴とするレーダ装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記信号処理部は、前記第一及び第二の角度スペクトラムに設定される所定の閾値を、双方の角度スペクトラムにおいて越える角度範囲内において、スペクトラムの極大値を有する角度に前記物体が存在すると判定することを特徴とするレーダ装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記第一の角度スペクトラムは、前記物体の左側に出現するサイドローブを低減した角度スペクトラムであり、前記第二の角度スペクトラムは、前記物体の右側に出現するサイドローブを低減した角度スペクトラムであることを特徴とするレーダ装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記信号処理部は、前記第一及び第二の係数群を用いることなく角度スペクトラムを算出して物体の存在を確認した後、前記第一及び第二の角度スペクトラムの算出を行うことを特徴とするレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波によって物体を検出するレーダ装置に関し、特に、ビームフォーミング技術を用いて物体を検出するレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の前方に設置され、物体までの距離、及び、車両と物体との相対速度を測定する車載レーダ装置が提案されている。物体までの距離と相対速度を測定することにより、物体との衝突を事前に警告する警報装置を作動させたり、物体との衝突を回避するためにブレーキを作動させたりすることが可能である。
【０００３】
従来の車載レーダ装置には、ミリ波領域の電波のビームを送信し、物体によって反射された反射波を複数の受信アンテナで受信し、受信波の位相差から物体の方向を決定する位相モノパルス方式の車載レーダ装置がある。
【０００４】
図１は、位相モノパルス方式の車載レーダ装置における反射波の受信の例である。ここで、θは物体の方向を示す角度であり、車両の正面方向を０°としている。また、距離Dは2つの受信アンテナの間隔であり、位相差φは二つの受信波の位相差である。２つの受信アンテナ９a及び９bは、角度θの方向にある物体によって反射された反射波を受信する。２つの受信アンテナによって受信される反射波を反射する物体の方向を示す角度θは次式で求められる。
【０００５】
【数１】
2007263574.tif 000003
【０００６】
ここで、λは受信波の波長である。
【０００７】
また、同様に受信波の位相差を用いて、物体の方向を検知するビームフォーミング技術を用いたレーダ装置も提案されている。
【０００８】
図２は、デジタルビームフォーミングを用いた従来のレーダ装置の受信部の構成図である。図２において、図示されない送信部によって送信された送信波を物体が反射し、受信アンテナ31a〜31zはその反射波を受信する。そして、受信アンテナ31a〜31zは、受信によって生成された受信信号をA／D変換器32a〜32zに供給する。その後、A／D変換器32a〜32zは、供給された受信信号をデジタル信号に変換する。変換されたデジタル信号は、メモリ33a〜33zにそれぞれ格納される。格納されたデジタルデータに基づいて、信号処理部34は、演算を行い、物体の方向を求める。
【０００９】
ここで、物体の方向の決定に用いられる方法を説明する。
【００１０】
図３は、従来のレーダ装置のメモリを示す図である。図３において、A／D変換器32a〜32cから供給されるデジタル信号は、メモリ33a〜33cにそれぞれ格納される。メモリ33a〜33cにおけるA0〜A5、B0〜B5、C0〜C5はそれぞれメモリのアドレスを示している。供給されたデジタル信号は、まずアドレスA5〜C5に格納される。一定時間の後に、再びA／D変換器32a〜32cから供給されるデジタル信号はアドレスA4〜C4に格納される。同様にして、アドレスA3〜C3、A2〜C2、A1〜C1、及び、A0〜C0にもデジタル信号が格納される。信号処理部34は、格納されたこれらのデジタルデータを用いて物体の方向の算出を行う。
【００１１】
図４は、受信アンテナの正面方向からの電波の受信強度を算出する図である。受信アンテナの正面方向からの電波は、いずれの受信アンテナにおいても同じ位相が同時刻に到達する。受信アンテナの正面方向に物体があり、その物体が図示されない送信部からの送信波を反射していれば、アドレスA0〜C0に格納されるデジタルデータの加算により、その反射波の強度を求めることができる。
【００１２】
また、同様に他の方向からの反射波の強度を求めることも可能である。
【００１３】
図５は、角度φ１の方向からの電波の受信強度を算出する図である。図５において、物体は角度φ１の方向に存在し、平面PA1は、物体からの反射波の同位相の平面を表しており、平面PB2はそれに平行な平面である。ここでは、理解しやすくするために、メモリのアドレス同士の間隔、例えばA1とA0との間隔をΔｄX、A0とB0の間隔をΔDXとした場合にΔｄX／ΔDX＝tanφ１となっているものとする。また、理解しやすくするために、（ΔDXcosφ１）／ｃ（ｃは光速）秒ごとにデジタルデータがメモリ33a〜33cへ格納されているものとする。角度φ１の方向に存在する物体が図示されない送信部からの送信波を反射していれば、アドレスA0、B1、C2に格納されるデジタルデータはすべて同位相となり、その加算により反射波の強度を求めることができる。
【００１４】
このようなデジタルビームフォーミングを用いた方向推定においては以下に説明するサイドローブの問題が生じる。
【００１５】
図６は、サイドローブを説明するための図である。図６では、アンテナ31a〜31dの正面方向から電波が到来している。このとき、アンテナ31a〜31dが形成する平面と平行な平面PD1に沿って受信信号を加算すると、物体が正面方向に存在することがわかる。しかしながら、位相が各々３／４πずれた平面PD3に沿って、受信信号を加算しても同様に加算結果が極大をとる。
【００１６】
図７は、図６における観測の結果として得られる反射波強度の角度スペクトラムである。この観測においては、正面方向であって、図６における平面PD1に対応する角度P1方向において反射波強度の極大値を観測する（これをメインローブという）。また、図６における平面PD3に対応する角度P3方向においても反射波強度の極大値を観測する（これをサイドローブという）。そして、図６における平面PD2に対応する角度P2方向においては、反射波強度がゼロになる。これは図６における平面PD2においては、反対位相の電波が交互に受信されるからである。
【００１７】
このように、本当の物体の脇に存在する、反射波強度の極大値をサイドローブと呼ぶが、このサイドローブは、物体の観測における方向決定の障害となる。
車両に搭載されるレーダ装置において、サイドローブが高い場合、道路脇の標識、陸橋などを誤検出してしまい問題となる。
【００１８】
このようなサイドローブの問題に対して、従来においては、アンテナのサイズを大きくすることによって対応していた。アンテナのサイズを大きくすることによってサイドローブが低減されることは知られている。また、形成するビームの幅を広くすることによっても同様に、サイドローブの低減が可能である。このようにサイドローブの低減を行い、反射波強度の角度スペクトラムに対して所定の閾値を設定し、メインローブをサイドローブとのピークレベルの差によって分離することができる。また、特許文献１に示すように、補助アンテナを用いるサイドローブキャンセラ技術によってサイドローブを抑制する方法も考案されている。
【特許文献１】特開２００２−４３８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、車両に搭載されるレーダ装置においては、設置するための空間が狭いため、アンテナを小さくすることが難しい。また、車両に搭載されるレーダ装置においては、走行中の車線における前方車両と、隣接する車線を走行する前方車両を区別する必要があるため、ビーム幅は狭く保つ必要がある。このため、従来の方法によってサイドローブの受信強度を低減することは困難である。
【００２０】
また、メインローブとサイドローブのピークレベルの差によって区別する場合、反射面積の大きな物体の観測が困難となる。
【００２１】
そこで、本発明の目的は、受信アンテナのサイズを大きくすることなしに、サイドローブを低減するレーダ装置を提供することにある。
【００２２】
また、本発明の他の目的は、反射面積の大きな物体の観測においても、サイドローブとメインローブの判別が可能であるレーダ装置を提供することにある。
【００２３】
さらに、本発明の他の目的は、ビーム幅を広げることによって方位分解能を低下させることなくサイドローブを低減す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】
【００２４】
上記課題を解決するため、本発明の第一の側面によれば、送信波を送信する送信部と、前記送信波を受けた物体からの反射波を受信する複数のアンテナと、  各々の前記アンテナに受信される受信信号の位相差に応じて、前記反射波の強度の角度スペクトラムをデジタルビームフォーミングを用いて算出し、前記物体の存在する方向を判定する信号処理部とを有するレーダ装置であって、前記信号処理部は、前記アンテナの各々に対応する第一の係数群を前記受信信号の各々に乗算し、第一の角度スペクトラムを算出し、前記アンテナの各々に対応する第二の係数群を前記受信信号の各々に乗算し、第二の角度スペクトラムを算出し、前記第一及び第二の角度スペクトラムに設定される所定の閾値を、双方の角度スペクトラムにおいて越える角度範囲に、前記物体が存在すると判定することを特徴とする。
【００２５】
また、好ましい実施例では、前記信号処理部は、前記第一及び第二の角度スペクトラムに設定される所定の閾値を、双方の角度スペクトラムにおいて越える角度範囲の両端に、前記物体が存在すると判定することを特徴とする。
【００２６】
さらに、好ましい実施例では、前記信号処理部は、前記第一及び第二の角度スペクトラムに設定される所定の閾値を、双方の角度スペクトラムにおいて越える角度範囲内において、スペクトラムの極大値を有する角度に前記物体が存在すると判定することを特徴とする。
【００２７】
さらに、好ましい実施例では、前記第一の角度スペクトラムは、前記物体の左側に出現するサイドローブを低減した角度スペクトラムであり、前記第二の角度スペクトラムは、前記物体の右側に出現するサイドローブを低減した角度スペクトラムであることを特徴とする。
【００２８】
さらに、好ましい実施例では、前記信号処理部は、前記第一及び第二の係数群を用いることなく角度スペクトラムを算出して物体の存在を確認した後、前記第一及び第二の角度スペクトラムの算出を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のレーダ装置は、非対称の反射波強度の角度スペクトラムを形成し、組み合わせることによって、サイドローブの影響を低減することを可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面に従って本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【００３１】
図８は、本発明の実施形態におけるレーダ装置の構成図である。また、図９はレーダ装置１における前方車両の観測の様子を示す図である。図９において、レーダ装置１は、車両２の前方に設置され、検出範囲３にわたってミリ波領域の電波を送信し、前方の車両４を検出する。また、同時に周辺の障害物を検出する。
【００３２】
車両２に設置されるレーダ装置１の送信系は、変調器11、発振器12、及び、送信アンテナ13から構成されている。変調器11は、周波数変調されたミリ波を送信するための変調信号を生成する。レーダ装置１の発振器12は、この変調信号に基づいて送信信号を生成し、送信アンテナ13を介して車両２の前方に送信する。
【００３３】
図１０は、送信波と受信波の周波数を示す図である。変調器11の生成する変調信号に基づいて送信された送信波の送信周波数SFは、一定時間にわたって定率で上昇し、その後、同じ割合で下降し、元の周波数に戻る。送信周波数SFはこれを繰り返す。この送信波を物体が反射して得られる受信周波数RFは、送信周波数SFに比べて時間差ΔTだけ遅れている。この時間差ΔTに基づいて、送信波を反射する物体までの位置が計算される。また、送信波を反射する物体の相対速度に基づいて、受信周波数RFはドップラー変位DSを受けている。このドップラー変位DSに基づいて、物体と車両２との相対速度が求められる。
【００３４】
図８に戻り、送信された送信波は、前方に存在する物体によって反射され、複数の受信アンテナ14a、14b、・・・14ｐによって受信される。本実施の形態においては、16個の受信アンテナが搭載されている。レーダ装置１の受信系は、受信アンテナ14、増幅器15、ミキサ16、フィルタ17、アナログデジタル変換器（以下、A/D変換器）18、メモリ19及び21、演算部20、及び、信号処理部22で構成される。ここで、増幅器15、ミキサ16、フィルタ17、A/D変換器18、メモリ19及び21、演算部20は、それぞれ受信アンテナ14と同じ数だけ配置される。
【００３５】
物体によって反射された反射波は、複数の受信アンテナ14aから14ｐによって受信される。この複数の受信アンテナ14aから14ｐは、それぞれ、物体からの反射波を受信し、受信された反射波の位相差に基づいて、反射波を引き起こす物体の方向の判定が行われる。
【００３６】
受信アンテナ14aから14ｐによって生成された受信信号は、増幅器15aから15ｐによって、それぞれ増幅される。増幅された信号は、それぞれミキサ16aから16ｐによって、発振器12の生成する送信信号と混合される。ミキサ16aから16ｐは、受信信号と送信信号を混合したビート信号を生成し、出力する。受信信号と送信信号が共に上昇する区間のビート信号と、共に下降する区間のビート信号とを用いて、後述するように信号処理部22において距離と相対速度が算出される。このビート信号は、それぞれフィルタ17aから17ｐに入力する。フィルタ17aから17ｐによって帯域制限された信号は、A/D変換器18aから18ｐに入力し、それぞれデジタル信号に変換される。各デジタル信号は、メモリ19aから19ｐに入力し、格納される。
【００３７】
メモリ19aから19ｐに格納されたデジタルデータは、後段に設置される演算部20aから20ｐによってフーリエ変換される。変換されたデジタルデータは、さらに後段に設けられたメモリ21aから21ｐに時系列に格納される。信号処理部22は、メモリ21aから21ｐに格納されているデジタルデータを用いて、送信波を反射した物体の方向の推定を行う。
【００３８】
後に詳述するように、信号処理部22は、DBF（デジタルビームフォーミング）を用いて送信波を反射する物体の方向を算出する。その後、物体までの距離と物体との相対速度を算出する。そして、算出された物体の方向、距離、及び、相対速度は、信号処理部22から出力され、レーダ装置１の外部に設置されるECU（Electric Control Unit）５に対して供給される。ECU５に対しては車両２の各部から、車速信号SG1、ステアリング角情報SG2、ヨーレート信号SG3などの様々な情報が供給されている。これらの情報と、決定された物体の方向、距離、及び、相対速度に基づいて、ECU５が警報信号SG5や表示信号SG6を介して、車両を運転しているドライバーに警告する。また、ECU５はスロットル信号SG4を介してアクセルを弱めることも可能である。
【００３９】
ここで、信号処理部22における処理を詳述する。
【００４０】
図１１は、信号処理部22における処理フローチャートである。信号処理部22は、まず、左右対称な反射波強度の角度スペクトラムである対称パターンをDBFによって形成する（ステップS1）。
【００４１】
対称パターンの形成は、以下のように行われる。
【００４２】
図１２は、DBFにおけるパターン形成を説明するための図である。受信アンテナ14a〜14cには、それぞれ、A1exp(jωt)、A2exp(j [ωt + Δ/2πλ])、A3exp(j [ωt + 2Δ/2πλ])で示される電波が入射する。ここで、反射波のA1〜A3は振幅、ωは反射波の角周波数、λは反射波の波長、ｊは虚数単位、Δはｄ・sinθ、ｄはアンテナ間隔を示している。ここで、これらの入射波を16個の受信アンテナ全てについて加算すると、下式を得る。
【００４３】
【数２】
2007263574.tif 000004
【００４４】
2007263574.tif 000005
【００４５】
図１３は、ステップS1において形成された対称パターンの例である。角度θ0の地点にメインローブが存在し、物体の存在する角度方向を示している。また、メインローブの両脇の角度θ1、θ2、θ-1、及び、θ-2においてはサイドローブが形成されている。
【００４６】
図１１に戻り、ステップS1の後、形成された対称パターンにおいて反射波強度が所定の閾値よりも高い部分があるかどうかの確認が行われる（ステップS2）。反射波強度が所定の閾値を越えていなければ、図１１の処理フローの開始時点に戻る。反射波強度が所定の閾値を越えていれば、左右が非対称な反射波強度の角度スペクトラムである非対称パターンをDBFによって形成する（ステップS3）。
【００４７】
ここで、非対称パターンを形成するためには、数２の式の変形式を用いる。数２の式に対して入力する信号の振幅や位相に係数を掛けることによって、非対称パターンを得る。下式が非対称パターンを得るために係数の掛けられた式である。
【００４８】
【数３】
2007263574.tif 000006
【００４９】
2007263574.tif 000007
【００５０】
そして、物体の左側に現れるサイドローブを低減した非対称パターンを得るには、まず数４におけるCiに対して、図１４に示される値を代入する。そして、数４におけるΦiに対して、図１５の値を代入する。これらの値が代入された数４に対して、φの値を変化させると、物体の左側に現れるサイドローブを低減した非対称パターンが生成される。
【００５１】
同様に、物体の右側に現れるサイドローブを低減するためには、まず、数４におけるCiに対して、図１４に示される値を代入する。そして、数４におけるΦiに対して、図１６の値を代入する。これらの値が代入された数４に対して、φの値を変化させると、物体の右側に現れるサイドローブを低減した非対称パターンが生成される。
【００５２】
図１７、及び、図１８は、ステップS3において生成される非対称パターンの例である。図１７の非対称パターンは、図１５の値を用いて生成されており、図１８の非対称パターンは、図１６の値を用いて生成されている。図１７の非対称パターンは左側のサイドローブが抑制されており、また、図１８の非対称パターンは右側のサイドローブが抑制されている。
【００５３】
次に、ステップS３において得られた図１７、及び、図１８の非対称パターンに対して所定の閾値を与え、低減されている側のサイドローブを除外する（ステップS4）。例えば、図１７において閾値を−25ｄBに設定すれば、左側のサイドローブによる検出は行われなくなる。また、図１８において閾値を−25ｄBに設定すれば、右側のサイドローブによる検出は行われなくなる。結果として、両方の非対称パターンにおいて検出されるのは、中央のメインローブによる検出のみとなりサイドローブの影響を排除することができる。
【００５４】
その後、ステップS５において、ステップS4において検出された物体の距離、相対速度を反射波の周波数から求め、メインローブの角度である物体の角度を算出する。
【００５５】
このようにして、２つの非対称パターンを用いて物体の検出を行うことにより、受信アンテナのサイズを大きくすることなしに、サイドローブの影響を低減することが可能である。また、ビーム幅を広げることによって方位分解能を低下させることなく、サイドローブの影響を低減することが可能である。
【００５６】
これまでは、ひとつの物体を検出する場合について説明を行ったが、複数の物体を検出する際にも、２つの非対称パターンを用いる手法は有効である。
【００５７】
以下、２つの物体を検出する場合を説明する。
【００５８】
図１９は、２つの物体を観測しDBFによって従来の対称パターンを形成した例である。ここで、２つの物体は、図１９における角度θ0及びθ1に位置するものとする。このように、対称パターンを形成しただけでは、物体がいくつ存在し、その物体による反射波のピークが存在する角度を特定するのが非常に困難である。
【００５９】
そこで、非対称パターンを生成し、サイドローブの影響の低減を行う。
【００６０】
図２０は、図１５の値を用いて２つの物体の検出を行った場合における反射波強度の角度スペクトラムの例である。また、図２１は、図１６の値を用いて２つの物体の検出を行った場合における反射波強度の角度スペクトラムの例である。ここで、２つの物体は、図２０と図２１における角度θ0及びθ1に位置するものとする。また、図２０と図２１における分布TA0は、角度θ0に位置する物体の影響による分布であり、図２０と図２１における分布TA1は、角度θ1に位置する物体の影響による分布である。
【００６１】
図１５の値を用いた場合、物体が存在すると考えられる位置の左側に位置するサイドローブが低減される。また、図１６の値を用いた場合、物体が存在すると考えられる位置の右側に位置するサイドローブが低減される。
【００６２】
このとき、図２０及び図２１における反射波強度の角度スペクトラムに対して、所定の閾値を設定する。図２０において、閾値を越える部分は、角度θ0から右側であるのに対して、図２１において、閾値を越える部分は、角度θ1から左側である。そして、図２０及び図２１の両方において、閾値を越える部分は角度θ0と角度θ1の間の領域である。
【００６３】
図２２は、２つの非対称パターンの双方において、所定の閾値を越える部分を抽出した反射波強度の角度スペクトラムである。また、図２３は、図２２の分布に対して、包絡線を適用した図である。包絡線は個々のピーク値を結ぶことによって得ることが可能である。
【００６４】
２つの非対称パターンの双方において、所定の閾値を越える部分（ここでは角度θ0〜θ1）が所定幅を超えていれば、その両端（ここでは角度θ0とθ1）において物体が存在していることがわかる。加えて、２つの非対称パターンの双方で所定の閾値を越える部分において、包絡線に極大値がなければ、他に物体は存在しないことになる。つまり、この場合、観測される物体は２つで、その物体が存在する方向は角度θ0及びθ1であることがわかる。
【００６５】
このようにして、２つの非対称パターンを用いて物体の検出を行うことにより、受信アンテナのサイズを大きくすることなしに、サイドローブの影響を低減することが可能である。また、ビーム幅を広げることによって方位分解能を低下させることなく、サイドローブの影響を低減することが可能である。また、反射面積の大きな物体の観測においても、サイドローブとメインローブの判別が可能となる。
【００６６】
これまでは、二つの物体を検出する場合について説明を行ったが、さらに多くの物体を検出する際にも、２つの非対称パターンを用いる手法は有効である。
【００６７】
以下、３つの物体を検出する場合を説明する。
【００６８】
図２４は、３つの物体を観測しDBFによって従来の対称パターンを形成した例である。ここで、３つの物体は、図２４における角度θ0、θ1及びθ2に位置するものとする。このように、対称パターンを形成しただけでは、物体がいくつ存在し、その物体による反射波のピークが存在する角度を特定するのが非常に困難である。
【００６９】
そこで、非対称パターンを生成し、サイドローブの影響の低減を行う。
【００７０】
図２５は、図１５の値を用いて３つの物体の検出を行った場合における反射波強度の角度スペクトラムの例である。また、図２６は、図１６の値を用いて３つの物体の検出を行った場合における反射波強度の角度スペクトラムの例である。ここで、３つの物体は、図２５と図２６における角度θ0、θ1及びθ2に位置するものとする。また、図２５と図２６における分布TA0は、角度θ0に位置する物体の影響による分布であり、図２５と図２６における分布TA1は、角度θ1に位置する物体の影響による分布であり、図２５と図２６における分布TA2は、角度θ2に位置する物体の影響による分布である。
【００７１】
図１５の値を用いた場合、物体が存在すると考えられる位置の左側に位置するサイドローブが低減される。また、図１６の値を用いた場合、物体が存在すると考えられる位置の右側に位置するサイドローブが低減される。
【００７２】
このとき、図２５及び図２６における反射波強度の角度スペクトラムに対して、所定の閾値を設定する。図２５においては、閾値を越える部分は角度θ0から右側であるのに対して、図２６においては、閾値を越える部分は角度θ2から左側である。そして、図２５及び図２６の両方において、閾値を越える部分は角度θ0と角度θ2の間の領域である。
【００７３】
図２７は、２つの非対称パターンの双方において、所定の閾値を越える部分を抽出した反射波強度の角度スペクトラムである。また、図２８は、図２７の分布に対して、包絡線を適用した図である。包絡線は個々のピーク値を結ぶことによって得ることが可能である。
【００７４】
２つの非対称パターンの双方において、所定の閾値を越える部分（ここでは角度θ0〜θ2）が所定範囲を超えていれば、その両端（ここでは角度θ0とθ2）において物体が存在していることがわかる。加えて、２つの非対称パターンの双方で所定の閾値を越える部分において、包絡線に極大値があれば、他の物体が存在していることがわかる。つまり、この場合、角度θ1の方向に１つだけ極大値が観測されるため、観測される物体は３つで、その物体の方向は角度θ0、θ1及びθ2であることがわかる。
【００７５】
このようにして、２つの非対称パターンを用いて物体の検出を行うことにより、受信アンテナのサイズを大きくすることなしに、サイドローブの影響を低減することが可能である。また、ビーム幅を広げることによって方位分解能を低下させることなく、サイドローブの影響を低減することが可能である。また、反射面積の大きな物体の観測においても、サイドローブとメインローブの判別が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】位相モノパルス方式の車載レーダ装置における反射波の受信の例である。
【図２】デジタルビームフォーミングを用いた従来のレーダ装置の受信部の構成図である。
【図３】従来のレーダ装置のメモリを示す図である。
【図４】受信アンテナの正面方向からの電波の受信強度を算出する図である。
【図５】角度φ１の方向からの電波の受信強度を算出する図である。
【図６】サイドローブを説明するための図である。
【図７】図６における観測の結果として得られる反射波強度の角度スペクトラムである。
【図８】本発明の第一の実施形態におけるレーダ装置の構成図である。
【図９】レーダ装置１における前方車両の観測の様子を示す図である。
【図１０】送信波と受信波の周波数を示す図である。
【図１１】信号処理部22における処理フローチャートである。
【図１２】DBFにおけるパターン形成を説明するための図である。
【図１３】ステップS1において形成された対称パターンの例である。
【図１４】係数Ciの例である。
【図１５】位相のオフセット値の例である。
【図１６】位相のオフセット値の例である。
【図１７】ステップS3において生成される非対称パターンの例である。
【図１８】ステップS3において生成される非対称パターンの例である。
【図１９】２つの物体を観測しDBFによって従来の対称パターンを形成した例である。
【図２０】図１５の値を用いて２つの物体の検出を行った場合における反射波強度の角度スペクトラムの例である。
【図２１】図１６の値を用いて２つの物体の検出を行った場合における反射波強度の角度スペクトラムの例である。
【図２２】２つの非対称パターンの双方において、所定の閾値を越える部分を抽出した反射波強度の角度スペクトラムである。
【図２３】図２２の分布に対して、包絡線を適用した図である。
【図２４】３つの物体を観測しDBFによって従来の対称パターンを形成した例である。
【図２５】図１５の値を用いて３つの物体の検出を行った場合における反射波強度の角度スペクトラムの例である。
【図２６】図１６の値を用いて３つの物体の検出を行った場合における反射波強度の角度スペクトラムの例である。
【図２７】２つの非対称パターンの双方において、所定の閾値を越える部分を抽出した反射波強度の角度スペクトラムである。
【図２８】図２７の分布に対して、包絡線を適用した図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  レーダ装置
２  車両
３  検出範囲
５  ECU
１１  変調器
１２  発振器
１３  送信アンテナ
１４  受信アンテナ
１５  増幅器
１６  ミキサ
１７  フィルタ
１８  A／D変換器
１９  メモリ
２０  演算部
２１  メモリ
２２  信号処理部
【図１】
2007263574.tif 000008
【図２】
2007263574.tif 000009
【図３】
2007263574.tif 000010
【図４】
2007263574.tif 000011
【図５】
2007263574.tif 000012
【図６】
2007263574.tif 000013
【図７】
2007263574.tif 000014
【図８】
2007263574.tif 000015
【図９】
2007263574.tif 000016
【図１０】
2007263574.tif 000017
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2007263574.tif 000029
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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