(57)【要約】【課題】相対速度の折り返しが生じた場合でも正確に相対速度を検出可能なレーダ装置に関する技術を提供することを課題とする。【解決手段】周波数が上昇するアップ期間及び周波数が下降するダウン期間を繰り返す送信信号が物標で反射された反射波を受信信号として受信し、前記アップ期間に対応する前記受信信号に基づき物標との距離を算出してアップ側距離とし、前記ダウン期間に対応する前記受信信号に基づき物標との距離を算出してダウン側距離とし、前記アップ側距離と前記ダウン側距離に基づいて速度折り返しの有無を判定し、前記アップ期間に対応する前記受信信号又は前記ダウン期間に対応する前記受信信号の少なくとも一方、および速度折り返しの判定結果に基づいて物標との相対速度を算出する。【選択図】図２
2017090143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数が上昇するアップ期間及び周波数が下降するダウン期間を繰り返す送信信号を送信する送信部と、
前記送信信号が物標で反射された反射波を受信信号として受信する受信部と、
前記アップ期間に対応する前記受信信号に基づき物標との距離を算出してアップ側距離とし、前記ダウン期間に対応する前記受信信号に基づき物標との距離を算出してダウン側距離とする測距部と、
前記アップ側距離と前記ダウン側距離に基づいて速度折り返しの有無を判定する折り返し判定部と、
前記アップ期間に対応する前記受信信号又は前記ダウン期間に対応する前記受信信号の少なくとも一方、および速度折り返しの判定結果に基づいて物標との相対速度を算出する測速部と、
を備えるレーダ装置。
【請求項２】
前記折り返し判定部が、前記アップ側距離と前記ダウン側距離の差分に基づいて、折り返し回数を求め、
前記測速部が、前記アップ期間に対応する前記受信信号又は前記ダウン期間に対応する前記受信信号の少なくとも一方に基づいて求めた相対速度を前記折り返し回数に基づいて補正し、前記物標の相対速度を算出する請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記折り返し判定部が、前記アップ側距離と前記ダウン側距離の差分に基づいて、折り返し回数を求め、
前記測速部が、前記アップ期間に対応する前記受信信号又は前記ダウン期間に対応する前記受信信号の少なくとも一方に基づき、速度折り返しの可能性も含めた複数の測速結果を求め、当該複数の測速結果から前記折り返し回数に基づいて前記物標の相対速度を選択する請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項４】
周波数が上昇するアップ期間及び周波数が下降するダウン期間を繰り返す送信信号が物標で反射された反射波を受信信号として受信し、前記アップ期間に対応する前記受信信号に基づき物標との距離を算出してアップ側距離とし、前記ダウン期間に対応する前記受信信号に基づき物標との距離を算出してダウン側距離とする測距部と、
前記アップ側距離と前記ダウン側距離に基づいて速度折り返しの有無を判定する折り返し判定部と、
前記アップ期間に対応する前記受信信号又は前記ダウン期間に対応する前記受信信号の少なくとも一方、および速度折り返しの判定結果に基づいて物標との相対速度を算出する測速部と、
を備えるレーダ装置用の信号処理装置。
【請求項５】
周波数が上昇するアップ期間及び周波数が下降するダウン期間を繰り返す送信信号が物標で反射された反射波を受信信号として受信し、前記アップ期間に対応する前記受信信号に基づき物標との距離を算出してアップ側距離とし、前記ダウン期間に対応する前記受信信号に基づき物標との距離を算出してダウン側距離とするステップと、
前記アップ側距離と前記ダウン側距離に基づいて速度折り返しの有無を判定するステップと、
前記アップ期間に対応する前記受信信号又は前記ダウン期間に対応する前記受信信号の少なくとも一方、および速度折り返しの判定結果に基づいて物標との相対速度を算出するステップと、
を信号処理装置が実行する信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物標の検出を行うレーダ装置、信号処理装置及び信号処理方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、物標を検出するレーダ装置として、ＦＣＭ（Fast Chirp Modulation）方式のレ
ーダ装置が提案されている。ＦＣＭ方式は、送信信号と、物標で反射されて受信した受信信号とから生成したビート信号の周波数に基づいて物標との距離を求め、ビート信号の位相変化に基づいて物標との相対速度を求める方式であり、距離と相対速度とを分離して求めることができ、より正確な物標検出が期待できる。このため、同一距離に相対速度の異なる物標が存在する場合でも、相対速度を用いて各物標を判別でき、周囲物の影響で角度誤差が大きくなりにくいというメリットもある。
【０００３】
特許文献１では、ＦＣＭ方式のレーダシステムであって、１つ又は複数の送信アンテナにより送信信号を放射し、物標で反射された送信信号を１つ又は複数の受信アンテナで受信し、これらの送信アンテナ及び受信アンテナの異なる組み合わせで受信信号を取得し、これらの受信信号に基づいて物標の方位を求める構成としている。
【０００４】
特許文献２のレーダ装置は、第１の時間区間では、自動車両の周囲の少なくとも１つの第１の部分区域にある物標に対して検出処理を実行し、第２の時間区間では、周囲の少なくとも１つの第２の部分区域にある物標に関して、速度を確定することなく、距離のみを確定し、当該区域の速度の確定を省略する構成としている。
【０００５】
特許文献３は、ＦＭ−ＣＷ方式のレーダ装置であって、ＦＦＴ処理によって求めたアップピークとダウンピークのペアリングにより、物標の距離及び相対速度を求める構成としている。
【０００６】
特許文献４のレーダ装置は、算出されたドップラー速度の中で不連続に変化する点があれば、不連続に変化する点でドップラー速度の折返し補正を実施する構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２０１１−５２６３７０号公報
【特許文献２】特表２００９−５１０４１０号公報
【特許文献３】特開２０１４−１０６１２０号公報
【特許文献４】特開２００７−３２２３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、ＦＣＭ方式における距離と相対速度の算出方法について簡単に説明する。
ＦＣＭ方式は、のこぎり波状に周波数が変化する送信波の一つの波形を１チャープとし、複数チャープをＦＭＣＷ方式と比べて短い周期で送信し、物標からの反射波を受信信号として受信し、この受信信号と送信波の差分をとることでビート信号を得、このビート信号を２次元ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）することで物標との距離及び相対速度を得る。具体的には、送信波に対して、物標の距離が遠いほど受信信号の時間遅延が大きくなるため、ビート信号の周波数は距離に比例する。そのため、ビート信号をＦＦＴ処理することで物標の距離に対応する周波数の位置にピークが出現する。尚、ＦＦＴは所定の周波
数間隔で設定された周波数ポイント（以下、レンジビンという場合がある）ごとに受信レベルや位相情報が抽出されるため、正確には物標の距離に対応する周波数のレンジビンにピークが出現する。従って、ピーク周波数を検出することで物標までの距離が求められる。
【０００９】
次に、相対速度の算出であるが、ＦＣＭ方式では自車両と物標との間に相対速度が生じている場合は、ビート信号間にドップラ周波数に応じた位相の変化が現れることを利用してドップラ周波数を検出し相対速度を算出している。即ち、相対速度が０であれば、受信信号にドップラ成分は生じていないため、各チャープに対する受信信号の位相は全て同じになる。ところが、物標との間に相対速度がある場合は、各チャープに対する受信信号の間にドップラ周波数に応じた位相変化が生じる。ビート信号をＦＦＴ処理して得られたピーク情報にはこの位相情報が含まれているため、各ビート信号から得られた同じ物標のピーク情報を時系列に並べて２回目のＦＦＴ処理を行えば、位相情報からドップラ周波数が求まり、その周波数位置にピークが出現する。このピーク周波数が相対速度に対応する。このように、ビート信号を２次元ＦＦＴを行うことで、距離と相対速度を算出することができる。
【００１０】
ＦＣＭ方式は、上述のように複数のチャープを連続して送信し、これに対応して複数の受信信号を連続して受信し、この連続した受信信号の間の位相変化からドップラー周波数を取得して測速を行うため、前記受信信号の周期、即ちチャープの周期によって検知速度範囲が決まり、物標の相対速度が、この検知速度範囲を超えると、速度折り返しが生じて正しく測速できないという問題があった。これは、チャープの周期でドップラー周波数をサンプリングすることになるので、ドップラー周波数の一周期が、チャープの周期の２倍未満となると、ドップラー周波数が正しくサンプリングされず、折り返し信号（エイリアシング）として検出されるためである。
【００１１】
また、ＦＣＭ方式は、従来のＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式
と比べ、短い周期の送信信号（チャープ）を用いることから、サンプリング周波数の高いハードウェアが必要になり、ハードウェアの制約上、検知範囲を広く設定できない。例えば、サンプリング周波数を変えずに、送信信号の帯域幅を狭く、即ちΔＦを低く設定し、また、送信信号の周期を短く設定し、距離及び相対速度の検知範囲を広げると、当該サンプリング周波数で取得できるデータ量が相対的に少なくなってしまい、距離及び相対速度の分解能が著しく低下してしまう。このためサンプリング周波数の高いハードウェアを用いたいが、大きさ、重量、コスト等の条件を踏まえると、現在車載用レーダとして用いることができるハードウェアで、従来のＦＭ−ＣＷ方式と同等の検知速度範囲及び分解能を実現できるスペックのものは存在せず、ＦＣＭ方式でＦＭ−ＣＷ方式と同等の検知速度範囲及び分解能を実現することは困難であった。
【００１２】
このため、検知速度範囲を広く設定できず、相対速度の折り返しが生じて正しく測速できないという問題があった。
【００１３】
そこで本発明では、相対速度の折り返しが生じた場合でも正確に相対速度を検出可能なレーダ装置に関する技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のレーダ装置は、上述した課題を解決するため、
周波数が上昇するアップ期間及び周波数が下降するダウン期間を繰り返す送信信号を送信する送信部と、
前記送信信号が物標で反射された反射波を受信信号として受信する受信部と、
前記アップ期間に対応する前記受信信号に基づき物標との距離を算出してアップ側距離
とし、前記ダウン期間に対応する前記受信信号に基づき物標との距離を算出してダウン側距離とする測距部と、
前記アップ側距離と前記ダウン側距離に基づいて速度折り返しの有無を判定する折り返し判定部と、
前記アップ期間に対応する前記受信信号又は前記ダウン期間に対応する前記受信信号の少なくとも一方、および速度折り返しの判定結果に基づいて物標との相対速度を算出する測速部と、
を備える。
【００１５】
また、本発明のレーダ装置用の信号処理装置は、上述した課題を解決するため、
周波数が上昇するアップ期間及び周波数が下降するダウン期間を繰り返す送信信号が物標で反射された反射波を受信信号として受信し、前記アップ期間に対応する前記受信信号に基づき物標との距離を算出してアップ側距離とし、前記ダウン期間に対応する前記受信信号に基づき物標との距離を算出してダウン側距離とする測距部と、
前記アップ側距離と前記ダウン側距離に基づいて速度折り返しの有無を判定する折り返し判定部と、
前記アップ期間に対応する前記受信信号又は前記ダウン期間に対応する前記受信信号の少なくとも一方、および速度折り返しの判定結果に基づいて物標との相対速度を算出する測速部と、
を備える。
【００１６】
また、本発明の信号処理方法は、上述した課題を解決するため、
周波数が上昇するアップ期間及び周波数が下降するダウン期間を繰り返す送信信号が物標で反射された反射波を受信信号として受信し、前記アップ期間に対応する前記受信信号に基づき物標との距離を算出してアップ側距離とし、前記ダウン期間に対応する前記受信信号に基づき物標との距離を算出してダウン側距離とするステップと、
前記アップ側距離と前記ダウン側距離に基づいて速度折り返しの有無を判定するステップと、
前記アップ期間に対応する前記受信信号又は前記ダウン期間に対応する前記受信信号の少なくとも一方、および速度折り返しの判定結果に基づいて物標との相対速度を算出するステップと、
を信号処理装置が実行する。
【００１７】
なお、本発明は、上述した信号処理装置で実行される処理を実現させるプログラムであってもよい。更に、本発明は、そのようなプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体であってもよい。この場合、コンピュータ等に、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行することにより、その機能を提供させることができる。なお、コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、又は化学的作用によって蓄積し、コンピュータ等から読み取ることができる記録媒体をいう。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、相対速度の折り返しが生じた場合でも正確に相対速度を検出可能なレーダ装置に関する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、ＦＣＭ方式の説明図である。
【図２】図２は、レーダ装置の構成図である。
【図３】図３は、レンジビン方向のフーリエ変換処理の結果を示す図である。
【図４】図４は、ベロシティビン方向のフーリエ変換処理の結果を示す図である。
【図５】図５は、送信信号の例を示す図である。
【図６】図６は、送信信号の例を示す図である。
【図７】図７は、速度折り返しの説明図である。
【図８Ａ】図８Ａは、信号処理のフローチャートである。
【図８Ｂ】図８Ｂは、２次元ＦＦＴ処理の説明図である。
【図９】図９は、ピーク検出の説明図である。
【図１０】図１０は、物標の相対速度がゼロの場合のアップ側相対速度とダウン側相対速度の説明図である。
【図１１】図１１は、物標の相対速度が正の場合のアップ側相対速度とダウン側相対速度の説明図である。
【図１２】図１２は、送信信号に係るパラメータの一例を示す図である。
【図１３】図１３は、図１２のパラメータで測速を行う場合の相対速度に対して、折り返しが生じる実相対速度を示す図である。
【図１４】図１４は、図１２のパラメータで測速を行う場合の相対速度に対して、折り返しが生じるビン差を示す図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、相対速度が０[m/s]の場合の折返し回数と、実相対速度と、ビン差の基準値との対応関係を示す図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、相対速度が５３．４７[m/s]の場合の折返し回数と、実相対速度と、ビン差の基準値との対応関係を示す図である。
【図１６】図１６は、基準値テーブルの一例を示す図である。
【図１７】図１７は、範囲テーブルの一例を示す図である。
【図１８】図１８は、検知可能範囲の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明のレーダ装置の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、ＦＣＭ方式の説明図、図２は、本実施形態に係るレーダ装置１の構成図である。本実施形態に係るレーダ装置１は、車両に搭載され、他の車両、標識、ガードレール等、車両の周囲に存在する物標を検知することに用いることができる。物標の検知結果は、車両の記憶装置やＥＣＵ（Electrical Control Unit）２等に対して出力され、例えばＰＣＳ（Pre-crash
Safety System）やＡＥＢ（Advanced Emergency Braking System）などの車両制御に用
いることができる。但し、本実施形態に係るレーダ装置１は、車載レーダ装置以外の各種用途（例えば、飛行中の航空機や航行中の船舶の監視等）に用いられてもよい。
【００２１】
＜第一実施形態＞
（装置構成）
レーダ装置１は、送信アンテナ７、発振器８、信号生成部９を備える。また、レーダ装置１は、等間隔に配置された受信アンテナ３（ｃｈ１−４）、各受信アンテナ３に各々繋がるミキサ４（ｃｈ１−４）、各ミキサ４に各々繋がるＡＤ（Analog to Digital）変換
器５（ｃｈ１−４）、各ＡＤ変換器５のデータを処理する信号処理装置１９を備える。
【００２２】
なお、レーダ装置１は、受信アンテナ毎に専用の受信回路を設けてもよいが、全受信アンテナによる受信信号をまとめて受信する受信回路を設けてもよい。この場合、時分割で受信回路が対応する受信アンテナを順次切り替える制御が必要となるが、レーダ装置１の回路構成をコンパクトにできる。本実施形態において、受信アンテナ３、ミキサ４、ＡＤ変換器５は、受信部の一形態である。また、図２では、４つの受信部を備える例を示したが、これに限らず受信部の数は、要求性能等に応じて任意に設定してよい。
【００２３】
本実施形態のレーダ装置１は、ＦＣＭ（Fast Chirp Modulation）方式を採用しており
、先ず、ＦＣＭ方式における距離と相対速度の算出方法について簡単に説明する。レーダ装置１は、図１（Ａ）に示すようなのこぎり波状に周波数が変化する送信信号（チャープ
）ＳＴを信号生成部９が生成して発振器８で変調し、送信アンテナ７を介して送信する。図１の記号Ｔｍは、信号生成部９が生成する送信信号ＳＴの周期であり、例えば、１０μｓ〜５０μｓである。また、送信信号ＳＴの１チャープ（一波形）は、基準周波数ｆ０から時間に伴って傾きθで周波数が増加して、最大値ｆ１に達すると、ほぼ垂直に基準周波数ｆ０へ戻るのこぎり波状となっている。なお、送信信号ＳＴは、一波形が、基準線ｆ０からほぼ垂直に最大値ｆ１に達してから、時間に伴って傾きθで減少して基準線ｆ０へ戻る逆のこぎり波状であってもよい。レーダ装置１は、目的とする検知速度範囲及び速度分解能、即ちレーダの性能として求められる要求仕様に基づいて定めた複数のチャープを連続して送信し、この所定数のチャープの送信を１スキャンとしている。
【００２４】
そして、レーダ装置１は、受信アンテナ３を介して、物標からの反射波を受信信号ＳＲとして受信する。ミキサ４（ｃｈ１−４）は、受信信号ＳＲを送信信号ＳＴの一部とをミキシングし、送信信号ＳＴと受信信号ＳＲの差の絶対値をとることにより、図１（Ｂ）に示すようなビート信号ＳＢを生成する。尚、ビート信号ＳＢは、図１（Ａ）に示す送信信号１周期Ｔｍ毎に生成される。この場合、図１（Ａ）における送信信号ＳＴを送信し、物標で反射して受信信号ＳＲとして受信するまでの時間（遅延時間）が物標とレーダ装置との距離に比例して増減するため、このビート信号ＳＢ（例えばＢ１）の周波数は距離に比例する。そのため、ビート信号ＳＢをＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理することで物標の距離に対応する周波数の位置にピークが出現する。尚、ＦＦＴは所定の周波数間隔で設定された周波数ポイント（以下、レンジビンという場合がある）ごとに受信レベルや位相情報が抽出されるため、正確には物標との距離に対応する周波数のレンジビンにピークが出現する。従って、ピーク周波数を検出することで物標までの距離が求められる。図３は、このＦＦＴ処理の結果をレンジビン方向に並べ、各ビート信号の結果をレンジビンと直交する方向に並べてマトリクス状に示し、高さ方向に各処理結果の値（Spectrum［dB］）を示した例である。図３では、二つのピーク９１，９２が生じた例を示している。
【００２５】
次に、相対速度の算出であるが、ＦＣＭ方式では自車両と物標との間に相対速度が生じている場合は、ビート信号間にドップラ周波数に応じた位相の変化が現れることを利用してドップラ周波数を検出し相対速度を算出している。即ち、相対速度が０であれば、受信信号にドップラ成分は生じていないため、各チャープに対する受信信号の位相は全て同じになる。ところが、物標との間に相対速度がある場合は、各チャープに対する受信信号の間にドップラの位相変化が生じる。ビート信号をＦＦＴ処理して得られたピーク情報にはこの位相情報が含まれているため、各ビート信号から得られた同じ物標のピーク情報を時系列に並べて２回目のＦＦＴ処理を行えば、位相情報からドップラ周波数が求まり、その周波数位置にピークが出現する。このＦＦＴ処理は、速度分解能に応じて所定の周波数間隔で設定された周波数ポイント（以下、ベロシティビンという場合がある）ごとに位相情報が抽出されるため、物標の相対速度に対応する周波数のベロシティビンにピークが出現する。従って、ピーク周波数を検出することで物標との相対速度が求められる。図４は、二回目のＦＦＴ処理の結果をベロシティビン方向に並べ、この二回目のＦＦＴ処理の結果を距離の周波数ポイント毎にレンジビン方向に並べてマトリクス状に示し、高さ方向に各処理結果の値（Spectrum［dB］）を示した例である。図４では、二つのピーク９３，９４が生じた例を示している。
【００２６】
ＡＤ変換器５（ｃｈ１−４）は、各ミキサ４（ｃｈ１−４）からビート信号ＳＢを得て、アナログ信号であるビート信号ＳＢを所定の周波数でサンプリングしてデジタル信号に変換する。なお、ＦＣＭ方式では、ＦＭＣＷ方式に比べて短い周期のチャープを用いるため、ＦＭＣＷ方式の場合と比べて高速なＡＤ変換器５を用いている。
【００２７】
信号処理装置１９は、コンピュータプログラムに従って信号の演算処理を行うプロセッサ６や、演算処理に係る情報を記憶するメモリ１６を備えた所謂コンピュータである。メ
モリ１６は、コンピュータプログラムや設定値を記憶する補助記憶部や、演算処理に用いる情報を一時的に記憶する主記憶部など、複数のメモリから構成されても良い。信号処理装置１９は、車両から電力が供給されるとプロセッサ６がコンピュータプログラムを実行し、送信制御部１０や周波数解析部１１、ピーク抽出部１２、方位演算部１３、距離・相対速度演算部１４、折り返し判定部１５といった機能部を実現する。例えば、送信制御部１０は、予め設定された複数のパラメータ（後述の分割パラメータ）に基づいて送信信号を生成して出力させるように信号生成部９を制御する。本実施形態において、送信制御部１０、信号生成部９、発振器８、送信アンテナ７は、送信部の一形態である。
【００２８】
図５は、送信部によって送信されるのこぎり波状の送信信号ＳＴの一例を示す図である。図５（Ａ）は、１スキャン分の送信信号ＳＴを示し、図５（Ｂ），図５（Ｃ）は、送信信号ＳＴの一部を拡大して示している。送信部は、周波数が上昇するアップ期間ＵＴ及び周波数が下降するダウン期間ＤＴを繰り返す送信信号ＳＴを送信する。図５（Ｂ）の例では、時間の経過に伴い直線的に周波数が増加するように周波数変調されたアップ期間ＵＴの送信信号（以下これをアップチャープとも称す）ＳＴＵが、空走期間ＡＴを挟み、周期Ｔｍで繰り返され、図５（Ａ）のように、のこぎり波状に所定数（チャープ数）ＭのアップチャープＳＴＵが送信される。また、図５（Ｃ）の例では、時間の経過に伴い直線的に周波数が減少するように周波数変調されたダウン期間ＤＴの送信信号（以下これをダウンチャープとも称す）ＳＴＤが、空走期間ＡＴを挟み、周期Ｔｍで繰り返され、図５（Ａ）のように、逆のこぎり波状に所定数（チャープ数）ＭのダウンチャープＳＴＤが送信される。即ち、本実施形態の送信部は、１スキャンあたり、Ｍ個のアップチャープＳＴＵとＭ個のダウンチャープＳＴＤを周期Ｔｍで送信する。
【００２９】
なお、送信信号の波形は、図５に示すのこぎり波及び逆のこぎり波の例に限らず、図６のように三角波としても良い。図６は、送信部によって送信される三角波状の送信信号ＳＴの一例を示す図である。図６（Ａ）は、１スキャン分の送信信号ＳＴを示し、図６（Ｂ）は、送信信号ＳＴの一部を拡大して示している。図６（Ｂ）の例では、時間の経過に伴い直線的に周波数が増加するように周波数変調されたアップ期間ＵＴのアップチャープＳＴＵと、時間の経過に伴い直線的に周波数が減少するように周波数変調されたダウン期間ＤＴのダウンチャープＳＴＤとで三角波が構成され、この三角波が周期Ｔｍで繰り返され、図６（Ａ）のように、所定数（チャープ数）Ｍの三角波が送信される。即ち、この場合でも送信部は、１スキャンあたり、Ｍ個のアップチャープＳＴＵとＭ個のダウンチャープＳＴＤを周期Ｔｍで送信する。
【００３０】
このため、本実施形態の受信部（受信アンテナ３、ミキサ４、ＡＤ変換器５）は、前記アップチャープＳＴＵが物標で反射された反射波を受信信号として受信し、また、前記ダウンチャープＳＴＤが物標で反射された反射波を受信信号として受信し、それぞれについて、ビート信号を生成する。特に図６のように、三角波の送信信号ＳＴを送信した場合、三角波の受信信号ＳＲを受信するため、この三角波のうちアップ期間ＵＴに対応する受信信号ＳＲに基づいてアップ側のビート信号を生成し、また、三角波のうちダウン期間ＤＴに対応する受信信号ＳＲに基づいてダウン側のビート信号を生成して、相対速度の算出に用いる。
【００３１】
周波数解析部１１は、複数の物標からの反射波が重なり合った状態で受信信号ＳＲとして受信されるため、この受信信号ＳＲに基づいて生成されたビート信号ＳＢから、各物標の反射波に基づく周波数成分を分離する処理を行う。例えば、周波数解析部１１は、ビート信号ＳＢをＦＦＴ処理し、所定の周波数間隔で設定されたレンジビン毎に処理結果を求める。以下、このレンジビン毎に処理結果を求めるＦＦＴ処理をレンジビン方向のＦＦＴ処理とも称する。更に、周波数解析部１１は、前記レンジビン方向のＦＦＴの処理結果を複数のビート信号について同一のレンジビン毎にＦＦＴ処理して、所定の周波数間隔で設
定されたベロシティビン毎に処理結果を求める。以下、このベロシティビン毎に処理結果を求めるＦＦＴ処理をベロシティビン方向のＦＦＴ処理とも称する。本実施形態では、周波数解析部１１による周波数解析の処理として、フーリエ変換、特に高速フーリエ変換の例を示したが、これに限らず、各物標との距離に応じた周波数や、各物標の相対速度に応じた周波数を求めることができれば、他の周波数解析のアルゴリズムを用いても良く、例えば、ウェブレット変換であっても良い。
【００３２】
ピーク抽出部１２は、前記周波数解析部１１によるレンジビン方向のＦＦＴ処理の結果や、ベロシティビン方向のＦＦＴ処理の結果からそれぞれピークを検出する。方位演算部１３は、受信アンテナ３（ｃｈ１−４）を介して受信した受信信号に基づいて物標の存在する方位を測定する。距離・相対速度演算部１４は、ピーク抽出部１２で検出したピークに対応する距離や相対速度を求める。距離・相対速度演算部１４は、レンジビン方向のＦＦＴ処理によって生じたピークの周波数を検出する、即ち、各物標との距離に応じたピークが生じたレンジビンを検出することで、物標までの距離を求める。特に、本実施形態の距離・相対速度演算部１４は、アップ期間に対応する受信信号に基づき物標との距離を算出してアップ側距離とし、ダウン期間に対応する受信信号に基づいて物標との距離を算出してダウン側距離とする。即ち、本実施形態において、距離・相対速度演算部１４は、測距部の一形態である。
【００３３】
また、距離・相対速度演算部１４は、ベロシティビン方向のＦＦＴ処理によって生じたピークの周波数を検出する、即ち、各物標の相対速度に応じたピークが生じたベロシティビンを検出することで、物標の相対速度を求める。特に、本実施形態の距離・相対速度演算部１４は、アップ期間に対応する受信信号に基づいてアップ側の相対速度を算出し、ダウン期間に対応する受信信号に基づいてダウン側の相対速度を算出し、少なくとも一方の相対速度および折り返し判定部１５による速度折り返しの判定結果に基づいて物標との相対速度を算出する。また、距離・相対速度演算部１４は、前記相対速度を折り返し判定部１５により求めた折り返し回数に基づいて補正し、物標の相対速度を算出する。即ち、本実施形態において、距離・相対速度演算部１４は、測速部の一形態である。
【００３４】
折り返し判定部１５は、前記アップ側の距離と前記ダウン側の距離の差（レンジビンの差）に基づいて速度折り返しを判定する。また、折り返し判定部１５は、アップ側の距離とダウン側の距離の差分に基づいて、折り返し回数を求める。
【００３５】
信号処理装置１９は、例えばＭＣＵ（Micro Controller Unit）として構成されるが、
これに限定されるものではなく、各機能部１０〜１４の機能を実現できるものであれば、どのような構成を採用しても良い。また、各機能部１０〜１４は、プロセッサ６がメモリ１６と協働してコンピュータプログラムを実行することによって実現される機能部であるが、説明の便宜上、図２ではプロセッサ６内に各機能部を図示している。なお、これらの機能部は、汎用のプロセッサ６がコンピュータプログラム（ソフトウェア）に基づいて実現する構成に限定されず、例えば、プロセッサ６の内部あるいは外部に配置された専用の演算回路（ハードウェア）によってその全部または一部が実現される構成であってもよい。
【００３６】
（速度折り返し）
上述のようにＦＣＭ方式では、連続して受信した受信信号ＳＲの間の位相変化をＦＦＴ処理して測速を行う。このとき、物標の相対速度が、検知速度範囲を超えていると、速度折り返しが生じて、検知速度範囲内の速度として誤検知される。これは、受信信号ＳＲの間の位相変化に基づいて測速を行うので、受信信号ＳＲの周期、即ちチャープの周期でドップラー周波数をサンプリングすることになり、サンプリング定理より、チャープの周期の２倍が検知速度の上限となるので、これを超えてドップラー周波数の一周期が、チャー
プの周期の２倍未満となると、（言い換えると、物標が、チャープ間でドプラ周波数の波長の半分以上の動きをする相対速度を持つ場合）ドップラー周波数が正しくサンプリングされず、折り返し信号（エイリアシング）として検出されるためである。
【００３７】
図７は、速度折り返しの説明図であり、検知速度範囲Ｖmaxを１００［km/h］としたと
きの実相対速度と測速結果の関係性を示すグラフである。図７のグラフでは、横軸に実相対速度、縦軸に測速結果をとり、網掛け部分（−１００［km/h］〜１００［km/h］）は実相対速度と測速結果が一致する範囲、即ち、速度折り返しが生じない範囲を示し、それ以外の部分は速度折り返しが生じる範囲を示している。
【００３８】
例えば、実相対速度が−５０［km/h］の場合、測速結果も−５０［km/h］、実相対速度が０［km/h］の場合、測速結果も０［km/h］のように、−１００［km/h］から１００［km/h］の範囲では、測速結果が実相対速度と一致する。即ち、ピークが生じたビンに基づく測速結果が実相対速度と一致する。しかし、実相対速度が検知速度範囲Ｖmaxを超えると
、この実相対速度によるピークは、検知速度範囲内に折り返した位置のビンに現れることになるため、測速結果が実相対速度と一致せず誤検出されてしまう。例えば実相対速度が−２５０［km/h］の場合、測速結果が−５０［km/h］、実相対速度が３００［km/h］の場合、測速結果が１００［km/h］のように誤検知されてしまう。
【００３９】
ここで、実相対速度をＶＲ、測速結果をＶＦＦＴとすると、−Ｖmax＜ＶＲ≦Ｖmax（図７では−１００＜ＶＲ≦１００（ｋｍ／ｈ））ではＶＲ＝ＶＦＦＴとなる。しかし、上記で示すように、実相対速度がその範囲外になると、検知速度範囲内の相対速度として誤検知され、ＶＲとＶＦＦＴの関係は式（１）のようになる。
ＶＦＦＴ＝（（ＶＲ＋Ｖmax）ｍｏｄ２・Ｖmax）−Ｖmax  ・・・（１）
また、測速結果がＶＦＦＴのとき、Ｑ回折り返しが生じた場合の実相対速度ＶＣＱは以下の式で表される。但し、Ｑは折返し回数を示し、正の方向に折り返しが生じている場合には正の値とし、負の方向に折り返しが生じている場合には負の値とする。
【００４０】
ＶＣＱ＝ＶＦＦＴ＋２×Ｑ×Ｖmax    ・・・（２）
このように、実相対速度が検知速度範囲Ｖmaxを超えると、速度折り返しが生じること
になるため、検出する可能性のある物標の相対速度に対して、レーダ装置１の要求仕様を高く設定する、即ち検知速度範囲Ｖmaxを広く設定する必要がある。しかし、検知速度範
囲Ｖmaxを広く設定するためには、例えばチャープの周期を短くする必要があり、高速な
ＡＤ変換器５が必要になる等、設計上の制限があるので、無制限に検知速度範囲Ｖmaxを
広く設定できるものではない。
【００４１】
そこで本実施形態では、アップチャープＳＴＵ及びダウンチャープＳＴＤを送信信号ＳＴとして送信し、アップチャープＳＴＵに対応する受信信号ＳＲに基づいてアップ側の距離及び相対速度を算出すると共に、ダウンチャープＳＴＤに対応する受信信号ＳＲに基づいてダウン側の距離及び相対速度を算出し、アップ側の距離とダウン側の距離の差に基づいて速度折り返しを判定し、）この判定結果に基づいて、アップ側又はダウン側の相対速度を補正し、物標の相対速度を求める。通常のＦＣＭ方式のレーダ装置は、アップチャープＳＴＵ或はダウンチャープＳＴＤの一方を用いて測定を行うが、本実施形態では、アップチャープＳＴＵとダウンチャープＳＴＤの両方を用いて測定を行い、アップ側の距離とダウン側の距離を求める。この場合、ＦＭ−ＣＷ方式と同様の原理で、アップ側の距離とダウン側の距離との間に、物標の相対速度に応じた差が生じることから、この差が大きく、速度折り返しが発生していると判定した場合には、この速度折り返しに応じた補正を行って、物標の相対速度を求める。なお、本実施形態のレーダ装置１は、ＦＣＭ方式であり、チャープの周期がＦＭ−ＣＷ方式と比べて非常に短いため、アップ側の距離とダウン側の距離との差から要求仕様を満たす程の速度分解能で相対速度を求められるものではない
。このため、本実施形態では、アップ側の距離とダウン側の距離との差を折り返しの判定に用い、受信信号ＳＲが物標で反射した際の位相変化に基づいて相対速度を求め、これを折り返しに基づいて補正して測速結果を求める。
【００４２】
これにより、物標の実相対速度が検知速度範囲を超えて、速度折り返しが発生した場合でも正確に測速結果が求められるようにしている。
【００４３】
（測定方法）
以下、車両からレーダ装置１へ電力が供給された場合にプロセッサ６が実行する処理フローについて、図８Ａ、図８Ｂのフローチャートに沿って説明する。プロセッサ６は、車両の駆動源が作動状態、例えば、駆動源が内燃機関であればイグニッションスイッチがオンになった場合、ハイブリッドシステムやＥＶ（Electric Vehicle）システムであればシステム電源がオンになった場合に、以下に示す処理フローを繰り返す。
【００４４】
プロセッサ６は、レーダ装置１の要求仕様に応じて予め定めたパラメータに従って送信信号ＳＴを出力させるように、信号生成部９へ送信信号ＳＴの生成及び出力を指示する(
ステップＳ１０)。例えば、所定の検知速度範囲を所定の速度分解能Ｖminで測速するために必要なチャープ数Ｍは、ベロシティビンの数ＮＶと同じく式（３）によって定まる。
【００４５】
Ｍ＝ＮＶ＝２＊Ｖmax／Ｖmin  ・・・（３）
また、送信信号ＳＴ（チャープ）の周期Ｔｍ（図１）が速度分解能によって定まり、送信信号ＳＴの帯域幅ΔＦが検知距離範囲によって定まるので、これらチャープ数Ｍ、周期Ｔｍ、帯域幅ΔＦが予め設定される。特に本実施形態では、これらのパラメータに基づくアップチャープＳＴＵ及びダウンチャープＳＴＤをそれぞれ送信させる。この指示に基づいて生成された送信信号ＳＴが送信され、物標で反射された反射波が受信信号ＳＲとして受信されると、ミキサ４により、この送信信号ＳＴと受信信号ＳＲの差分をとってビート信号ＳＢが生成され、このビート信号ＳＢをＡＤ変換器５（ｃｈ１−４）がＡ／Ｄ変換する。なお、送信信号ＳＴが図５のように、アップチャープＳＴＵが所定数Ｍ送信された後、ダウンチャープＳＴＤが所定数Ｍ送信された場合には、このアップチャープＳＴＵに基づくビート信号（以下これをアップ側ビート信号とも称す）ＳＢＵが順次生成された後、ダウンチャープＳＴＤに基づくビート信号（以下これをダウン側ビート信号とも称す）ＳＢＤが順次生成される。また、送信信号ＳＴが図６のように、三角波で送信された場合には、この三角波のアップチャープＳＴＵと対応する部分から生成されるアップ側ビート信号ＳＢＵと、ダウンチャープＳＴＤに対応する部分から生成されるダウン側ビート信号ＳＢＤとを分離して、それぞれ１スキャンあたりＭ個のアップ側ビート信号ＳＢＵとダウン側ビート信号ＳＢＤとを生成する。
【００４６】
プロセッサ６は、ＡＤ変換器５（ｃｈ１−４）で、Ａ／Ｄ変換されたアップ側ビート信号ＳＢＵを取得して２次元ＦＦＴ処理する、即ちアップチャープＳＴＵに基づく２次元ＦＦＴ処理を行う（ステップＳ２０）。なお、図８Ｂは、この２次元ＦＦＴ処理の具体例を示す図である。ステップＳ２０では、図８Ｂに示すように、プロセッサ６は、先ずアップ期間に対応する受信信号ＳＲ基づいて生成されたビート信号、即ちアップチャープＳＴＵに基づいて生成されたアップ側ビート信号ＳＢＵを取得する（ステップＳ１１０）。なお、このアップ側ビート信号ＳＢＵは、所定のサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換された時系列データであり、プロセッサ６は、アップ側ビート信号ＳＢＵをレンジ方向にＦＦＴ処理することで、アップ側ビート信号ＳＢＵの１つについて時系列に解析する(ステップＳ１
２０)。プロセッサ６は、このステップＳ１２０の処理をＭ個のアップ側ビート信号ＳＢ
Ｕについて夫々繰り返す(ステップＳ１３０)。図１（Ｃ）は、説明のため、ビート信号Ｂ１のＦＦＴ処理の結果ＢＦ１として所定の周波数間隔で求めた値Ｒ１〜ＲＪを対応する周波数のレンジビンＲＡ１〜ＲＡＪに並べ、各ビート信号Ｂ２〜ＢＭのそれぞれのＦＦＴ処
理の結果ＢＦ２〜ＢＦＭをレンジビンと直交する方向に並べてマトリクス状に示している。このようにレンジビン方向のフーリエ変換処理の結果を平面上に配列し、高さ方向に各処理結果の値（Spectrum［dB］）を示した例が図３である。なお、このマトリクス状の配列は、説明の便宜のためであり、物理的にこの配列で格納することに限定されるものではない。
【００４７】
次に、プロセッサ６は、前記レンジビン方向のフーリエ変換の処理結果について、同一の距離ごと、即ちレンジビンごとの時系列データをベロシティビン方向にＦＦＴ処理する(ステップＳ１４０)。そして、プロセッサ６は、ステップＳ１４０のＦＦＴ処理を所定回数ＮＲに達するまで、即ちレンジビンの数ＮＲに達するまで繰り返す(ステップＳ１５０)。従って、ＦＦＴ処理の回数がＮＲに達していなければ（ステップＳ１５０，Ｎｏ）、ステップＳ１４０に戻り、ＦＦＴ処理の回数がＮＲに達していれば（ステップＳ１５０，Ｙｅｓ）、次のステップＳ３０へ移行する。このベロシティビン方向のＦＦＴ処理の結果を図３と同様にレンジビン方向とベロシティビン方向のマトリクス状に配列し、処理結果の値を高さ方向にとった例を示している。
【００４８】
次にプロセッサ６は、ＡＤ変換器５（ｃｈ１−４）で、Ａ／Ｄ変換されたダウン側ビート信号ＳＢＤを取得して２次元ＦＦＴ処理する、即ちダウンチャープＳＴＤに基づく２次元ＦＦＴ処理を行う（ステップＳ３０）。なお、この２次元ＦＦＴ処理は、前述のステップＳ２０では、アップ側ビート信号ＳＴＵについて処理を行ったのに対し、ステップＳ３０ではダウン側ビート信号ＳＢＤについて処理を行う点が異なり、その他の手順等は同じである。即ちダウン側ビート信号ＳＢＤについて図８Ｂと同じ処理を行えば良いため、再度の説明は省略する。
【００４９】
プロセッサ６は、アップチャープＳＴＵに基づく２次元ＦＦＴ処理（ステップＳ２０）の結果からピーク（以下、アップ側ピークとも称す）を検出し（ステップＳ４０）、また、ダウンチャープＳＴＤに基づく２次元ＦＦＴ処理（ステップＳ３０）の結果からピーク（以下、ダウン側ピークとも称す）を検出する（ステップＳ５０）。図９は、このピーク検出の説明図である。図９は、横軸にビンＮｏをとり、縦軸にＦＦＴ結果の値[dB]をとり、横軸のビンＮｏ上にＦＦＴ結果Ｐ10〜Ｐ13を示している。ビンＮｏは、所定の間隔で定められた周波数ポイントであり、ＦＦＴ結果Ｐ10〜Ｐ13がこの周波数ポイント毎に離散的に算出される。そして、このＦＦＴ結果Ｐ10〜Ｐ13を曲線ＣＬで近似し、曲線ＣＬが所定の閾値を超えた場合にピークとして検出し、このピークが最大となる横軸上の位置をピーク位置として求める。図９の例では、ビンＮｏ１１とビンＮｏ１２の間で最大となりピーク位置が１１．７となっている。このように本実施形態では、ＦＦＴ結果を離散的な値で算出するが、これを曲線状に近似してピークを検出しているため、ピーク位置は連続的な値として求められる。
【００５０】
また、プロセッサ６は、このアップ側ピークとダウン側ピークについて、同じ物標のピークの組み合わせを判定する。なお、同一の物標によるアップ側ピークとダウン側ピークは、レンジビン及びベロシティビンにおいて、ほぼ同じ位置に生じるため、近い位置同士のピークを組み合わせれば良い。厳密には、速度折り返しが生じた場合にレンジビンにおける位置がアップ側ピークとダウン側ピークとで数ビン異なることになるが、ベロシティビン上の位置は同じであるため、例えばベロシティビン上の位置が同じで、レンジビン上の位置が最も近いピーク同士を組み合わせることで、物標によるピークの組み合わせを判定できる。なお、図８Ａの処理では省略したが、方位演算部１３で各ピークの方位を求め、各ピークの方位に基づいてピークの組み合わせを判定しても良いし、アップ側ピークとダウン側ピークについて受信強度がほぼ同じであることを組み合わせの判定条件として追加してもよい。
【００５１】
次にプロセッサ６は、ステップＳ６０で判定した各組み合わせについて、アップ側ピークとダウン側ピークのレンジビン上の差（ビン差）を求め（ステップＳ７０）、このビン差に基づいて速度折り返しの有無を判定する(ステップＳ８０)。なお、この折返しの判定は、受信信号が物標で反射した際に、物標の速度に応じて僅かにドップラーシフトすることにより、アップ側ビート信号ＳＢＵとダウン側ビート信号ＳＢＤの周波数が異なり、これがレンジビン上の位置の違いとして現れるため、このレンジビン上の位置の違いによって判定する。例えば、速度折り返しが生じる場合のアップ側ピークとダウン側ピークのレンジビン上の差を閾値として予め求めておき、レンジビン上の差が閾値以上であれば折返しが生じていると判定し、閾値未満であれば、速度折り返しが生じていないと判定する。また、折り返しの回数毎に、アップ側ピークとダウン側ピークのレンジビン上の差分を求めて対応付け、折り返し回数に応じた値として予め記憶しておき、アップ側ピークとダウン側ピークのレンジビン上の差分が、前記折り返し回数に応じた値と一致した場合に、この回数の速度折返しが生じていると判定しても良い。
【００５２】
そして、プロセッサ６は、アップ側ピークとダウン側ピークのレンジビン上の位置からアップ側の相対速度とダウン側の相対速度を求め、これを平均した相対速度を前記速度折り返しの判定結果に基づいて補正して測速結果を求め、出力する(ステップＳ９０）。な
お、本例では、アップ側の相対速度とダウン側の相対速度の両方を用い、この平均値を補正する構成としたが、これに限らず、アップ側の相対速度とダウン側の相対速度の少なくとも一方を補正して測速結果とする構成としても良い。
【００５３】
例えば、アップ側の相対速度とダウン側の相対速度の平均を相対速度ＶＦＦＴとし、折返し回数をＱとした場合に、相対速度ＶＦＦＴを式（２）に基づいて補正し、測速結果（物標の実際の相対速度）ＶＣＱとする。但し、折返し回数Ｑは、正の方向に折り返しが生じている場合には正の値とし、負の方向に折り返しが生じている場合には負の値とする。
【００５４】
ＶＣＱ＝ＶＦＦＴ＋２×Ｑ×Ｖmax    ・・・（２）
なお、測速結果を求める手法は、上記相対速度ＶＦＦＴを式（２）で補正して求めるものに限らず、相対速度ＶＦＦＴとなる可能性を持つ相対速度を折り返し回数毎に予め複数求めて相対速度候補ＶＲＱとし、相対速度ＶＦＦＴと対応付けて記憶しておき、ステップＳ９０で、アップ側の相対速度とダウン側の相対速度から相対速度ＶＦＦＴを求めた際、この相対速度ＶＦＦＴと折返し回数とに対応する相対速度候補ＶＲＱを選択して測速結果としても良い。
【００５５】
例えば、負の方向に２回の折返しが生じている場合（以下、このような場合を−２回の折返しとも称す）の相対速度候補をＶＲ−２、−１回の折返しの相対速度候補をＶＲ−１、＋１回の折返しの相対速度候補をＶＲ１、＋２回の折返しの相対速度候補をＶＲ２とし、以下のように相対速度ＶＦＦＴに対する相対速度候補ＶＲＱを折り返し回数毎に求める。
−２回の折返し：ＶＲ−２、＝ＶＦＦＴ＋２×−２×Ｖmax
−１回の折返し：ＶＲ−１、＝ＶＦＦＴ＋２×−１×Ｖmax
＋１回の折返し：ＶＲ１、＝ＶＦＦＴ＋２×１×Ｖmax
＋２回の折返し：ＶＲ２、＝ＶＦＦＴ＋２×２×Ｖmax
この相対速度候補ＶＲＱを検知速度範囲±Ｖmaxにおいて速度分解能Ｖmin毎の相対速度ＶＦＦＴについて求め相対速度テーブルとして記憶しておく。そして、ステップＳ９０で、アップ側の相対速度とダウン側の相対速度から相対速度ＶＦＦＴを求めた際、この相対速度ＶＦＦＴと折返し回数とに対応する相対速度候補ＶＲＱを相対速度テーブルから選択して測速結果とする。
【００５６】
（折返し判定の説明）
図１０は、折り返しが生じていない場合のアップ側相対速度とダウン側相対速度の説明図、図１１は、折り返しが生じている場合のアップ側相対速度とダウン側相対速度の説明図である。
【００５７】
図１０（Ｂ）に示すように、アップチャープＳＴＵが物標で反射され、受信信号ＳＲＵとして受信された場合、この受信信号ＳＲＵは、アップチャープＳＴＵに対し、物標との距離に応じた遅延時間を持って受信される。そして、アップチャープＳＴＵと受信信号ＳＲＵの差分ＲＵをとることでアップ側ビート信号ＢＵが生成される。
【００５８】
同様に、ダウンチャープＳＴＤが物標で反射され、受信信号ＳＲＤとして受信された場合、この受信信号ＳＲＤは、ダウンチャープＳＴＤに対し、物標との距離に応じた遅延時間を持って受信される。そして、ダウンチャープＳＴＤと受信信号ＳＲＤの差分ＲＤをとることでダウン側ビート信号ＢＤが生成される。
【００５９】
ここで、物標の相対速度が小さく、折り返しがない場合には、アップ側ビート信号ＢＵとダウン側ビート信号ＢＤの周波数の差が小さいため、これらのビート信号ＢＵ，ＢＤをＦＦＴ処理したピーク８１，８２のレンジビン上の位置は、図１０（Ａ）に示すように、ほぼ同じになる。例えば、折り返しがない場合に、ピーク８１，８２のレンジビン上の位置の差は、１ビンに満たないものとなる。
【００６０】
これに対し、物標の相対速度が大きく、折り返しがある場合には、アップ側ビート信号ＢＵとダウン側ビート信号ＢＤの周波数の差が大きくなるため、これらのビート信号ＢＵ，ＢＤをＦＦＴ処理したピーク８１，８２のレンジビン上の位置は、図１１（Ａ）に示すように差が生じる。
【００６１】
例えば、相対速度がゼロのときのビート周波数をＲ０、相対速度によるドップラ周波数をΔＦ（図１１（Ｃ））とすると、アップ側のビート周波数ＲＵはＲＵ＝Ｒ０−ΔＦ（＝アップ側距離に対応）、ダウン側のビート周波数ＲＤはＲＤ＝Ｒ０＋ΔＦ（＝ダウン側距離に対応）となる。速度折り返しがない場合は、相対速度によるドップラ周波数ΔＦが小さいため、ダウン側のビート周波数とアップ側のビート周波数の差２ΔＦも小さく、距離差も小さくなり、ほぼ同じレンジビン位置となる（図１０（Ａ））。
【００６２】
一方、速度折り返しがある場合は、ない場合に比べ相対速度が大きいことからΔＦも大きくなり、ビート周波数の差２ΔＦもより大きくなる。これにより距離差もより大きくなりアップ側とダウン側とで異なるレンジビン位置にピークが現れる。なお、図１１は、物標がレーダ装置１に対して接近する方向に移動し、相対速度が正である場合を示した。一方、物標がレーダ装置１に対して離れる方向に移動し、相対速度が負、即ちドップラ周波数ΔＦが負の値となるので、アップ側のビート周波数ＲＵはＲＵ＝Ｒ０＋ΔＦ、ダウン側のビート周波数ＲＤはＲＤ＝Ｒ０−ΔＦとなる。  次に折り返しが生じる相対速度と、アップ側ピーク及びダウン側ピークのレンジビン上の位置の差（以下、単にビン差とも称す）との関係について、図１２〜図１７を用いて説明する。図１２は、送信信号ＳＴに係るパラメータの一例を示す図である。
【００６３】
図１２の例では、送信信号ＳＴのチャープ数Ｍを１２８、アップ期間（変調時間）ＵＴ（ダウン期間ＤＴも同じ）を１２．８[μｓ]、空走期間ＡＴを５[μｓ]、帯域幅ΔＦを１００[MHz]、サンプリング周波数を１０[MHz]、ＦＦＴポイント数を１２８としている。
【００６４】
上記のようにパラメータを設定した場合、検知速度範囲が１１０．０８[m/s]であり、
相対速度がこの範囲を超えると、折り返しが生じることになるため、折り返しが生じる相対速度は、ゼロを起点として±５５．０４[m/s]であり、例えば相対速度が５５．０４[m/
s]の場合のアップ側ピーク８１とダウン側ピーク８２の周波数差は５６．１８[ｋHz]となる。また、レンジ方向の１ビンの周波数の間隔が７５．１２５[ｋHz]となり、相対速度７６．５４[m/s]に相当する。
【００６５】
図１３は、図１２のパラメータで測速を行う場合の相対速度ＶＦＦＴに対して、折り返しが生じる実相対速度を示す図である。図１３では、縦軸に相対速度ＶＦＦＴをとり、横軸に実相対速度をとり、折り返し回数と、この折返し回数となる実相対速度を相対速度ＶＦＦＴ毎に示している。なお、相対速度ＶＦＦＴは、アップ側の受信信号又はダウン側の受信信号の少なくとも一方に基づいて算出した相対速度（演算相対速度）である。
【００６６】
図１３に示すように、相対速度ＶＦＦＴが０[m/s]の場合、実相対速度が−５５．０４[m/s]以上５５．０４[m/s]未満であれば、検知速度範囲内であるので、折り返しは生じな
いが、実相対速度が５５．０４[m/s]以上１６５．１２[m/s]未満であれば、＋１回折り返しが生じる。また、実相対速度が１６５．１２[m/s]以上２７５．２０[m/s]未満であれば、＋２回折り返しが生じ、実相対速度が−１６５．１２[m/s]以上−５５．０４[m/s]未満であれば、−１回折り返しが生じる。
【００６７】
即ち、相対速度ＶＦＦＴが０[m/s]の場合、実相対速度が０[m/s]を基準値として−５５．０４[m/s]以上５５．０４[m/s]未満の範囲では、折り返しなしであり、実相対速度が１１０．０８[m/s]を基準値として５５．０４[m/s]以上１６５．１２[m/s]未満の範囲では
、＋１回折り返しが生じる。
【００６８】
なお、相対速度ＶＦＦＴは０[m/s]に限らず、検知速度範囲±５５．０４[m/s]内で変化するので、この折返し回数となる実相対速度の範囲や基準値も、相対速度ＶＦＦＴに応じて変化することになる。例えば、相対速度ＶＦＦＴが５３．４７[m/s]の場合、折り返し
なしとする基準値が５３．４７[m/s]となり、＋１回折り返しの基準値が１６３．５５[m/s]、＋２回折り返しの基準値が２７３．６３[m/s]、−１回折り返しの基準値が−５６．
６１[m/s]、−２回折り返しの基準値が１６６．６９[m/s]となる。
【００６９】
そして、図１３で示した折返し回数と実相対速度の関係を実相対速度に代えてビン差で表したものが図１４である。図１４は、縦軸に相対速度ＶＦＦＴをとり、横軸にビン差とをとり、折り返し回数と、この折返し回数となるビン差を相対速度ＶＦＦＴ毎に示している。
【００７０】
例えば、相対速度ＶＦＦＴが０[m/s]の場合、ビン差が０[bin]を基準値として−０．７２[bin]以上０．７２[bin]未満の範囲では、折り返しなしであり、ビン差が１．４４[bin]を基準値として０．７２[bin]以上２．１６[bin]未満の範囲では、＋１回折り返しが生
じる。
【００７１】
また、相対速度ＶＦＦＴが５３．４７[m/s]の場合、折り返しなしとする基準値が０．
７[bin]となり、＋１回折り返しの基準値が２．１４[bin]、＋２回折り返しの基準値が２．５８[bin]、−１回折り返しの基準値が−０．７４[bin]、−２回折り返しの基準値が２．１８[bin]となる。
【００７２】
上記図１３及び図１４の具体例において、相対速度ＶＦＦＴが０[m/s]の場合の折返し
回数と、実相対速度と、ビン差（ＵＰbin−ＤＮbin）の基準値との対応関係を図１５（Ａ）に示す。また、相対速度ＶＦＦＴが５３．４７[m/s]の場合の折返し回数と、実相対速
度と、ビン差（ＵＰbin−ＤＮbin）の基準値との対応関係を図１５（Ｂ）に示す。
【００７３】
そして、図１５（Ａ）や図１５（Ｂ）のように、相対速度ＶＦＦＴとビン差に対応する
折り返し回数を予め求めておくことにより、相対速度ＶＦＦＴとビン差から折り返し回数を判定することができる。
【００７４】
《判定手法１》
図１６は、基準値テーブル（データテーブル）の一例を示す図である。図１６は、相対速度ＶＦＦＴと対応するビン差の基準値を折り返し回数毎に記憶している。なお、図１６の基準値テーブルでは、折り返し回数が−２〜２のデータについて示したが、これに限らず折返し回数が３以上や−３以下のデータを含むものでもよい。また、図１６の基準値テーブルでは、相対速度ＶＦＦＴが５３．４７[m/s]、０[m/s]、−５３．４７[m/s]以外の
データを省略して示したが、全検知速度範囲（±５５．０４）にわたり、速度分解能Ｖmin毎の相対速度ＶＦＦＴについて、ビン差の基準値を記憶しても良い。また、速度分解能
Ｖmin毎ではなく、速度分解能Ｖminより大きな間隔で離散的な相対速度ＶＦＦＴについて、ビン差の基準値を記憶しても良い。
【００７５】
レーダ装置１は、前述のように図８Ａのフローチャートに従って測定を実行し、ステップＳ８０では、算出した相対速度ＶＦＦＴと対応するビン差の基準値を基準値テーブルから読み出して、ステップＳ７０で求めたビン差に最も近い基準値を選択し、選択した基準値と対応する折り返し回数を求める。
【００７６】
例えば、相対速度ＶＦＦＴが０[m/s]の場合、図８ＡステップＳ７０で求めたビン差が
、０[bin]に最も近ければ、折り返しが生じていないと判定し、１．４４[bin] に最も近
ければ、＋１回折り返しと判定し、２．８８[bin] に最も近ければ、＋２回折り返していると判定する。また、ビン差が、−１．４４[bin] に最も近ければ、−１回折り返しと判定し、−２．８８[bin] に最も近ければ、−２回折り返していると判定する。
【００７７】
また、相対速度ＶＦＦＴが５３．４７[m/s]の場合、ステップＳ７０で求めたビン差が
、０．７[bin]に最も近ければ折り返しが生じていないと判定し、２．１４[bin]に最も近ければ＋１回折り返しと判定し、３．５８[bin]に最も近ければ＋２回折り返しと判定す
る。また、ビン差が、−０．７４[bin] に最も近ければ−１回折り返しと判定し、−２．１８[bin]に最も近ければ、−２回折り返しと判定する。
【００７８】
《判定手法２》
図１７は、範囲テーブル（データテーブル）の一例を示す図である。図１７は、相対速度ＶＦＦＴと対応するビン差の範囲を折り返し回数毎に記憶している。なお、図１７の範囲テーブルでは、折り返し回数が−２〜２のデータについて示したが、これに限らず折返し回数が３以上や−３以下のデータを含むものでもよい。また、図１７の範囲テーブルでは、相対速度ＶＦＦＴが５３．４７[m/s]、０[m/s]、−５３．４７[m/s]以外のデータを
省略して示したが、全検知速度範囲（±５５．０４）にわたり、速度分解能Ｖmin毎の相
対速度ＶＦＦＴについて、ビン差の範囲を記憶しても良い。また、速度分解能Ｖmin毎で
はなく、速度分解能Ｖminより大きな間隔で離散的な相対速度ＶＦＦＴについて、ビン差
の範囲を記憶しても良い。
【００７９】
レーダ装置１は、前述のように図８Ａのフローチャートに従って測定を実行し、ステップＳ８０では、算出した相対速度ＶＦＦＴと対応するビン差の範囲を範囲テーブルから読み出して、ステップＳ７０で求めたビン差が含まれる範囲を選択し、選択した範囲と対応する折り返し回数を求める。
【００８０】
例えば、相対速度ＶＦＦＴが０[m/s]の場合、ステップＳ７０で求めたビン差が、−０
．７２[bin]以上０．７２[bin]未満の範囲内であれば、折り返しなしと判定し、ビン差が０．７２[bin]以上２．１６[bin]未満の範囲内であれば、＋１回折り返しと判定し、ビン
差が２．１６[bin]以上３．６０[bin]未満の範囲内であれば＋２回折り返しと判定する。また、ビン差が−３．６０[bin]以上−２．１６[bin]未満の範囲内であれば−２回折り返しと判定し、ビン差が−２．１６[bin]以上−０．７２[bin]未満の範囲内であれば−１回折り返しと判定する。
【００８１】
更に、相対速度ＶＦＦＴが５３．４７[m/s]の場合、ステップＳ７０で求めたビン差が
、−０．０２[bin]以上１．４２[bin]未満の範囲内であれば、折り返しなしと判定し、ビン差が１．４２[bin]以上２．８６[bin]未満の範囲内であれば、＋１回折り返しと判定し、ビン差が２．８６[bin]以上４．３０[bin]未満の範囲内であれば＋２回折り返しと判定する。また、ビン差が−２．９０[bin]以上−１．４６[bin]未満の範囲内であれば−２回折り返しと判定し、ビン差が−１．４６[bin]以上−０．０２[bin]未満の範囲内であれば−１回折り返しと判定する。
【００８２】
図１８は、検知可能範囲の説明図である。図１８（Ａ）に示すように、相対速度最大値（検知速度範囲）が３４．２６[m/s]、相対速度／bin（速度分解能）が０．５４[m/s]の
場合に、サンプリング周波数を変えずに図１８（Ｂ）に示すように、相対速度最大値を６２．０１[m/s]とすると、相対速度／binが０．９７[m/s]と、分解能が低下してしまう。
【００８３】
本実施形態によれば、折り返しが生じた場合でも折返しの有無に基づいて相対速度を補正して、正確に測速結果を得ることができるため、サンプリング周波数等のハードウェアの要件に制限されず、図１８（Ｃ）に示すように広い検知範囲で測速を行うことができる。
【００８４】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明に係るレーダ装置はこれらに限らず、可能な限りこれらの組合せを含むことができる。
【符号の説明】
【００８５】
１  レーダ装置
３  受信アンテナ
４  ミキサ
５  ＡＤ変換器
６  プロセッサ
７  送信アンテナ
８  発振器
９  信号生成部
１０  送信制御部
１１  周波数解析部
１２  ピーク抽出部
１３  方位演算部
１４  距離・相対速度演算部
１５  判定部
１６  メモリ
１９  信号処理装置
７６  相対速度
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【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１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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