(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信アンテナから送信された各送信信号の電波を用いて目標の探知および測位を行うレーダ装置であって、
前記送信アンテナから送信された送信波を、受信アンテナを用いて受信して受信信号を取得する信号受信部と、
前記送信アンテナから送信された送信波を、送信信号取得用アンテナを用いて受信し、受信した受信信号を送信信号レプリカとして取得する送信信号取得部と、
前記信号受信部によって取得された受信信号から、前記送信信号レプリカに対して送信波の伝搬の遅延時間を与えた信号を抑圧し、前記複数の送信アンテナのうち、対象の送信アンテナ以外から送信される前記送信信号レプリカに送信波の伝搬の遅延時間と前記目標のドップラ周波数に対応する位相回転とを与えた信号を抑圧する不要信号抑圧部と、
前記送信信号レプリカと、前記不要信号抑圧部が前記信号を抑圧した受信信号との相互相関値を算出する相互相関演算部と、
各送信信号に対応する相互相関値を用いて、ビームの形成および目標方向の推定を行うビーム形成部と、を備えた
ことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記送信信号取得部は、前記送信アンテナから送信された送信波のうち、マルチパスの影響が低減された送信波の受信信号を復調することにより、前記送信信号レプリカを復元する
ことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記送信信号取得部は、指向性ビームを形成した前記送信アンテナから送信されて、マルチパスの影響が低減された送信波の受信信号を、前記送信信号レプリカとして取得する
ことを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
複数の前記送信アンテナから電波を送信する送信局と、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレーダ装置と、を備えた
ことを特徴とするレーダシステム。
【請求項５】
複数の送信アンテナから送信された各送信信号の電波を用いて目標の探知および測位を行うレーダ方法であって、
信号受信部が、前記送信アンテナから送信された送信波を、受信アンテナを用いて受信して受信信号を取得するステップと、
送信信号取得部が、前記送信アンテナから送信された送信波を、送信信号取得用アンテナを用いて受信し、受信した受信信号を送信信号レプリカとして取得するステップと、
不要信号抑圧部が、前記信号受信部によって取得された受信信号から、前記送信信号レプリカに対して送信波の伝搬の遅延時間を与えた信号を抑圧し、前記複数の送信アンテナのうち、対象の送信アンテナ以外から送信される前記送信信号レプリカに送信波の伝搬の遅延時間と前記目標のドップラ周波数に対応する位相回転とを与えた信号を抑圧するステップと、
相互相関演算部が、前記送信信号レプリカと、前記不要信号抑圧部が前記信号を抑圧した受信信号との相互相関値を算出するステップと、
ビーム形成部が、各送信信号に対応する相互相関値を用いて、ビームの形成または目標方向の推定を行うステップと、を備えた
ことを特徴とするレーダ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーダ装置、レーダシステムおよびレーダ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存の送信局から送信された通信波を用いて目標の探知および測位を行う従来の技術として、パッシブレーダ装置が挙げられる。パッシブレーダ装置は、送信局から送信された送信波と目標で反射して到来した目標反射波との相互相関に基づいて目標を探知し、目標からの通信波の伝搬距離および通信波の到来角度を推定することにより目標を測位する。【０００３】
パッシブレーダ装置が備える受信アンテナには、探知対象である目標反射波に加えて、送信局からの直接波あるいはクラッタなどのドップラ成分をほぼ持たないマルチパス波が到来する。マルチパス波が目標反射波よりも高い電力を持つとき、パッシブレーダ装置による目標の探知性能が劣化し、目標の測位が困難となる。【０００４】
この問題を解決するための従来の技術として、例えば、非特許文献１に記載される方法は、受信信号からマルチパス波を減算することによりマルチパス波を抑圧し、目標反射波のみを残留させるものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｆ．  Ｃｏｌｏｎｅ，  Ｄ．  Ｗ．  Ｏ’Ｈａｇａｎ，  Ｐ．  Ｌｏｍｂａｒｄｏ  ａｎｄ  Ｃ．  Ｊ．  Ｂａｋｅｒ，  “Ａ  Ｍｕｌｔｉｓｔａｇｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｆｏｒ  Ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ  Ｒｅｍｏｖａｌ  ａｎｄ  Ｔａｒｇｅｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｂｉｓｔａｔｉｃ  Ｒａｄａｒ，”  ｉｎ  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ａｅｒｏｓｐａｃｅ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  ｖｏｌ．  ４５，  ｎｏ．  ２，  ｐｐ．  ６９８−７２２，  Ａｐｒｉｌ  ２００９．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、伝送速度を向上させる伝送方式として、複数の送信アンテナが互いに異なる信号を送信する、ＳＤＭ−ＭＩＭＯ（Ｓｐａｃｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）が注目されている。非特許文献１に記載された方法において、送信信号がＳＤＭ−ＭＩＭＯ伝送信号である場合、マルチパス波は抑圧されるが、目標反射波には、各送信アンテナから送信された送信波が重畳されている。【０００７】
複数の送信アンテナから送信された送信波が無相関である場合、目標反射波には、送信信号と受信信号との相互相関を求めることにより受信信号を送信信号ごとに分離できる。受信信号を送信波ごとに分離できれば、送信ＤＢＦ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｅａｍ  Ｆｏｒｍｉｎｇ）を用いた目標の探知性能を向上させることができ、目標の測位に用いるＤＯＤ（Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ｄｅｐａｒｔｕｒｅ）の推定も可能である。【０００８】
しかしながら、複数の送信アンテナから送信された送信波に相関があると、非特許文献１に記載された方法は、送信波が相互に干渉して受信信号を分離できなくなるので、送信ＤＢＦおよびＤＯＤ推定が困難であるという課題があった。【０００９】
本開示は上記課題を解決するものであり、ＳＤＭ−ＭＩＭＯ伝送信号を用いても送信ＤＢＦおよびＤＯＤ推定が可能なレーダ装置、レーダシステムおよびレーダ方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示に係るレーダ装置は、複数の送信アンテナから送信された各送信信号の電波を用いて目標の探知および測位を行うレーダ装置であって、送信アンテナから送信された送信波を、受信アンテナを用いて受信して受信信号を取得する信号受信部と、送信アンテナから送信された送信波を、送信信号取得用アンテナを用いて受信し、受信した受信信号を送信信号レプリカとして取得する送信信号取得部と、信号受信部によって取得された受信信号から、送信信号レプリカに対して送信波の伝搬の遅延時間を与えた信号を抑圧し、複数の送信アンテナのうち、対象の送信アンテナ以外から送信される送信信号レプリカに送信波の伝搬の遅延時間と目標のドップラ周波数に対応する位相回転とを与えた信号を抑圧する不要信号抑圧部と、送信信号レプリカと、不要信号抑圧部が信号を抑圧した受信信号との相互相関値を算出する不要信号抑圧部と、送信信号レプリカと不要信号が抑圧された受信信号との相互相関値を算出する相互相関演算部と、各送信信号に対応する相互相関値を用いて、ビームの形成および目標方向の推定を行うビーム形成部を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、送信局の送信アンテナから送信された送信波を、送信信号取得用アンテナを用いて受信して送信信号レプリカを取得し、受信信号の不要信号を抑圧し、送信信号レプリカと不要信号が抑圧された受信信号との相互相関値を算出し、各送信信号に対応する相互相関値を用いてビームの形成および目標方向の推定を行う。これにより、本開示に係るレーダ装置は、ＳＤＭ−ＭＩＭＯ伝送信号を用いても送信ＤＢＦおよびＤＯＤ推定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係るレーダシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係るレーダ方法を示すフローチャートである。
【図３】送信ビームパターン形成のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図４】図３のシミュレーションに用いたレーダ方法の諸元を示す表である。
【図５】図５Ａは、実施の形態１に係るレーダ装置の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図であり、図５Ｂは、実施の形態１に係るレーダ装置の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るレーダシステム１の構成を示すブロック図である。図１において、レーダシステム１は、目標を探知および測位するシステムであり、レーダ装置２および送信局３を備える。送信局３は、複数の送信アンテナ４を用いて、レーダ装置２と協調せずに、空間に電波を放射する。例えば、送信局３は、ＳＤＭ−ＭＩＭＯ伝送を行う送信局であり、複数の送信アンテナ４のそれぞれを用いて、送信アンテナ４ごとに異なる信号を、電波として送信する。送信アンテナ４から送信された送信波は、図１に示すように、複数の経路を経てレーダ装置２に到来する。
【００１４】
例えば、送信アンテナ４から送信された送信波のうち、目標において反射してレーダ装置２へ到来した送信波は目標反射波であり、目標を含む物体で反射せず送信局３からレーダ装置２へ直接到来した送信波が直接波である。目標反射波には、目標以外で多重反射してレーダ装置２へ到来するマルチパス波も含まれる。また、送信アンテナ４から送信された送信波のうち、目標以外の物体において反射してレーダ装置２へ到来した送信波がクラッタである。さらに、送信局３からレーダ装置２への直接波は、後述する送信信号取得用アンテナ６に対しても到来する。
【００１５】
レーダ装置２は、複数の送信アンテナ４から送信された各送信信号の電波を用いて目標を探知または測位する。レーダ装置２は、複数の受信アンテナ５と、複数の送信信号取得用アンテナ６を備え、送信局３から送信された電波は、受信アンテナ５と送信信号取得用アンテナ６とを用いて受信される。レーダ装置２は、信号受信部２１、送信信号取得部２２、不要信号抑圧部２３、相互相関演算部２４およびビーム形成部２５を備える。
【００１６】
信号受信部２１は、送信アンテナ４から送信された送信波を、受信アンテナ５を用いて受信して受信信号を取得する。例えば、信号受信部２１は、受信アンテナ５を用いて受信した信号に対してアナログ／デジタル変換（以下、Ａ／Ｄ変換と記載する。）などの受信処理を行って受信信号を生成することにより、受信信号を取得する。
【００１７】
送信信号取得部２２は、送信アンテナ４から送信された送信波を、送信信号取得用アンテナ６を用いて受信し、受信した受信信号を、送信信号レプリカとして取得する。
また、送信信号取得部２２は、送信アンテナ４から送信された送信波のうち、マルチパスの影響が低減された送信波の受信信号を復調することにより、送信信号レプリカを復元する。例えば、送信信号取得部２２は、指向性ビームを形成した送信アンテナ４から送信されてマルチパスの影響が低減された送信波の受信信号を、送信信号レプリカとして取得する。これにより、送信信号取得部２２によってマルチパス環境で取得された送信信号を用いても、不要波抑圧能力の劣化を防げることが可能である。なお、信号受信部２１が用いる受信アンテナ５と送信信号取得部２２が用いる送信信号取得用アンテナ６は、同一のアンテナであってもよい。
【００１８】
不要信号抑圧部２３は、信号受信部２１によって取得された受信信号の不要信号を抑圧する。不要信号は、例えば、直接波成分の信号、クラッタ成分の信号、マルチパス波成分の信号、および、目標のドップラ周波数の干渉信号である。不要信号抑圧部２３は、送信信号レプリカに対して、送信波の伝搬の遅延時間と目標のドップラ周波数に対応する位相回転とを与えた信号ベクトルを抑圧する射影行列を用いて、不要信号を抑圧する。
【００１９】
相互相関演算部２４は、送信信号レプリカと不要信号が抑圧された受信信号との相互相関値を算出する。ビーム形成部２５は、相互相関演算部２４によって算出された各送信信号に対応する相互相関値を用いて、送信ビームを形成し、または目標方向を推定するためのＤＯＤを推定する。例えば、ビーム形成部２５は、各送信信号に対応する相互相関値に対して複素振幅を乗算した値を全ての送信信号について加算することによりビームを形成する。また、ビーム形成部２５は、各送信信号に対応する相互相関値の位相差または電力差を用いて、目標方向を推定するためのＤＯＤを推定する。
【００２０】
図２は、実施の形態１に係るレーダ方法を示すフローチャートである。
信号受信部２１は、受信アンテナ５を用いて受信信号を取得する（ステップＳＴ１）。送信信号取得部２２は、送信アンテナ４から送信された送信波を、送信信号取得用アンテナ６を用いて受信し、受信した受信信号を、送信信号レプリカとして取得する（ステップＳＴ２）。
【００２１】
送信アンテナｎｔから送信され、受信アンテナｎｒによって受信された電波の信号は、信号受信部２１によって受信信号ｙｎｔ，ｎｒ（ｔ）として取得される。受信信号ｙｎｔ，ｎｒ（ｔ）は、下記式（１）で表される。
0006942290.tif 000002
【００２２】
上記式（１）の右辺第１項は、受信信号ｙｎｔ，ｎｒ（ｔ）に含まれる直接波成分である。上記式（１）右辺第２項は、受信信号ｙｎｔ，ｎｒ（ｔ）に含まれるクラッタ成分である。上記式（１）右辺第３項は、受信信号ｙｎｔ，ｎｒ（ｔ）に含まれる目標反射波成分である。上記式（１）において、αおよびβは、各成分の信号の減衰量などを表す複素振幅である。τおよびηは、各成分の送信波の遅延時間である。Ｋｎｔ，ｎｒは、クラッタ数である。ｆｄｌは、目標ｌのドップラ周波数である。
【００２３】
複数の送信アンテナ４の総数をＮｔとした場合に、送信アンテナ４の総数Ｎｔ分の各受信信号ｙｎｔ，ｎｒ（ｔ）に対して雑音ｚｎｒ（ｔ）を加算することにより、全ての送信アンテナ４に対応する受信信号ｙｎｒ（ｔ）は、下記式（２）で表すことができる。
0006942290.tif 000003
【００２４】
パッシブレーダ装置は、一般的に、到来信号をＡ／Ｄ変換することにより離散化する。
信号受信部２１は、サンプリング周波数ｆｓ（Ｈｚ）でＡ／Ｄ変換して離散化した受信信号ｙｎｔ（ｔ）を、下記式（３）に示すように、サンプル方向が要素のベクトルｙｎｔとする。なお、下記式（３）において、Ｍはサンプル数である。
0006942290.tif 000004
【００２５】
送信信号は、ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）またはＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などといったデジタル変調された信号である。
シンボルレートをｆｂ（Ｓｙｍｂｏｌ／ｓ）とし、Ｉ成分とＱ成分でＡ／Ｄ変換を行う場合は、ｆｂ≦ｆｓの関係が成り立ち、Ｉ成分のみでＡ／Ｄ変換を行う場合には、２ｆｂ≦ｆｓの関係が成り立つ。
【００２６】
これらの関係が成り立つ場合、送信信号ｘｎｔ（ｔ）は、下記式（４）の関係を有する。下記式（４）において、ｆｃ（Ｈｚ）は、搬送波周波数である。また、遅延時間τは、０≦τ＜１／ｆｓの関係を有する。すなわち、任意の遅延時間で伝搬する送信信号は、ある離散化された点の送信信号に対して位相回転を与えた下記式（４）で表すことができる。
0006942290.tif 000005
【００２７】
上記の関係を踏まえると、上記式（１）が示す受信信号ｙｎｔ，ｎｒ（ｔ）のベクトル表現は、下記式（５）から下記式（９）で表すことができる。また、下記式（５）において、ｘｎｔ，０は、時点ｔ＝τｎｔ，０を基準とし、１／ｆｓ（ｓ）間隔でサンプリングされた、Ｍ×１の送信信号ベクトルである。Ｘｎｔ，ｎτ（ｃｌｔ）は、到来するＫｎｔ，ｎｒ個の送信信号について同様のサンプリングを行った、Ｍ×Ｋｎｔ，ｎｒの送信信号行列である。ｘｎｔ，ｎτ（ｔｇｔ）は、目標反射波について同様のサンプリングを行った、Ｍ×１の送信信号行列である。
下記式（７）において、ｄｉａｇ（・）は、ベクトルの各要素を対角行列の各要素に変換する処理を表している。
0006942290.tif 000006
【００２８】
上記を踏まえると、上記式（２）が示す受信信号ｙｎｒ（ｔ）のベクトル表現は、下記式（１０）から下記式（１４）で表すことができる。
なお、下記式（１０）から下記式（１４）において、目標において反射して受信アンテナｎｒに受信される目標反射波の信号の複素振幅は、各伝搬経路でほぼ同一の距離減衰が生じ、目標における反射で位相シフトが生じる。そこで、ｎｔ＝１を基準とすることで、βｎｔ，ｎｒ＝β１，ｎｒ・ｅｊ２π（ｎｔ−１）ｄ・ｓｉｎ（θｔ）／λと表すことができる。
また、送信局３が有するアレーアンテナは、送信アンテナ４を素子アンテナとした等間隔リニアアレーである。ｄは素子間隔であり、λは送信信号の中心周波数の波長であり、θｔはＤＯＤである。
0006942290.tif 000007
【００２９】
不要信号抑圧部２３は、信号受信部２１によって取得された受信信号の不要信号を抑圧する（ステップＳＴ３）。例えば、不要信号抑圧部２３は、信号受信部２１によって受信された信号と、送信信号取得部２２によって取得された送信信号レプリカとを用い、下記式（１５）が示す最小化問題を解くことにより、送信信号間の干渉を含む不要信号の抑圧を行う。なお、下記式（１５）におけるＷｎｔ，ｆは、下記式（１６）で表される。
送信信号取得用アンテナ６によって受信された信号がマルチパスの影響を受けている場合に、この受信信号を送信信号レプリカとして使用すると、下記式（１５）の最小化問題が最適な動作をせず、不要波抑圧能力が劣化する。そこで、送信信号取得部２２は、送信アンテナ４から送信された送信波のうち、マルチパスの影響がない送信波の受信信号を復調することにより、送信信号レプリカを復元する。例えば、送信信号取得部２２は、送信アンテナに指向性ビームを形成することで、マルチパスの影響を低減させ不要波抑圧能力の劣化を防ぐ。
0006942290.tif 000008
【００３０】
上記式（１６）において、ＳＥＣＡは、送信信号取得部２２によって取得された送信信号レプリカｘｎｔ（ｔ）ハットを用いることで、下記式（１７）および下記式（１８）で表すことができる。ただし、Ｌは、想定される最大のサンプル遅延量である。
0006942290.tif 000009
【００３１】
上記式（１６）におけるＤｆは、下記式（１９）で表すことができる。
0006942290.tif 000010
【００３２】
ｎｔ以外のＳＥＣＡの列を選択するための行列Ｊｎｔは、例えば、Ｎｔ＝４およびｎｔ＝２の場合に、下記式（２０）で表すことができる。
0006942290.tif 000011
【００３３】
不要信号抑圧部２３は、上記の最小化問題を解くことで、受信信号に含まれる直接波成分およびクラッタ成分を抑圧することができ、さらに、指定したドップラ周波数の干渉信号も抑圧することが可能となる。不要信号抑圧後の受信信号ｚｎｔ，ｆは、下記式（２１）で表すことができる。ただし、下記式（２１）において、Ｑｎｔ，ｆは射影行列である。
0006942290.tif 000012
【００３４】
次に、相互相関演算部２４は、送信信号レプリカｘｎｔ（ｔ）ハットと不要信号が抑圧された受信信号ｚｎｔ，ｆとの相互相関ｒｎｔ（τ，ｆ）の値を算出する（ステップＳＴ４）。例えば、相互相関演算部２４は、任意のレンジドップラマップの遅延時間τと、ドップラ周波数ｆの成分とを用いて、送信信号レプリカｘｎｔ（ｔ）ハットと不要信号抑圧後の受信信号ｚｎｔ，ｆとの相互相関値を算出する。指定したｎｔおよびドップラ周波数ｆについての相互相関ｒｎｔ（τ，ｆ）は、下記式（２５）を用いて算出することができる。
0006942290.tif 000013
【００３５】
ビーム形成部２５は、相互相関演算部２４によって算出された各送信信号に対応する相互相関ｒｎｔ（τ，ｆ）の値を用いて、送信ビームを形成し、または、目標方向を推定するためのＤＯＤを推定する（ステップＳＴ５）。例えば、ビーム形成部２５は、相互相関演算部２４によって算出された、指定したｎｔおよびｆにおける送信信号ベクトルとの相互相関結果を用い、相関波の影響を抑圧した送信ＤＢＦまたはＤＯＤ推定を行う。
【００３６】
レンジドップラマップ位置（τ，ｆ）における各送信アンテナ（１，２，・・・，Ｎｔ）の相互相関を並べると、ベクトルｓｎｒは、下記式（２３）で表される。
0006942290.tif 000014
【００３７】
例えば、ビーム形成部２５は、ｓｎｒの各要素の相互相関値に対し適切な複素振幅を乗算した値を全ての送信信号について加算することにより、任意のビームを形成できる。この送信ＤＢＦにより送信アンテナ４の指向性ビームと等価な送信ビームが出力される。
また、ビーム形成部２５は、各送信信号の相互相関値の位相差または電力差を用いて、目標方向を推定するためのＤＯＤを推定し、ＤＯＤ推定結果を出力する。
【００３８】
図３は、送信ビームパターン形成のシミュレーション結果を示すグラフである。また、図４は、図３のシミュレーションに用いたレーダ方法の諸元を示す表である。図３に示すシミュレーション結果は、ビーム形成部２５が、各送信信号に対応する相互相関値の位相差を用いて送信ビームパターンを形成した結果であり、横軸がＤＯＤを示しており、縦軸がビームパターンを示している。レーダ装置２を模擬したシミュレータに設定した諸元が図４に示す値である。
【００３９】
また、アンテナ数は、ＤＯＤ推定が可能な最小の構成としている。例えば、図４に示すように、送信アンテナ数が２、受信アンテナ数が１である。各送信信号は、相関ありとした。受信アンテナ５には、直接波と、直接波よりも小さい電力の目標反射波とが到来するものと仮定している。また、相関波相関係数は０．５であり、所望信号対雑音電力比は、３０（ｄＢ）であり、直接到来信号対雑音電力比は、６０（ｄＢ）である。
【００４０】
図３において、レーダ装置２による送信ビームパターン形成のシミュレーション結果を示すデータがＣ００１である。これと比較するための従来の方法による送信ビームパターン形成のシミュレーション結果を示すデータがＣ００２である。従来の方法は、非特許文献１に記載されたＥＣＡ（Ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ  Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）法である。ＥＣＡ法は、上記式（１６）においてＷｎｔ，ｆ＝ＳＥＣＡとする。
【００４１】
データＣ００１およびデータＣ００２を比較した結果、レーダ装置２においては、送信ビームパターンのピークがＤＯＤ真値である４０（ｄｅｇ）に漸近しており、誤差が低減されている。これは、上記式（２１）の演算を施すことによって、目標反射波に含まれる不要な送信信号成分が抑圧されていることに起因する。
【００４２】
レーダ装置２が備える信号受信部２１、送信信号取得部２２、不要信号抑圧部２３、相互相関演算部２４およびビーム形成部２５の機能は、処理回路によって実現される。すなわち、レーダ装置２は、図２に示したステップＳＴ１からステップＳＴ５の処理を実行するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであってもよいが、メモリに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）であってもよい。
【００４３】
図５Ａは、レーダ装置２の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。図５Ｂは、レーダ装置２の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。図５Ａおよび図５Ｂにおいて、入力インタフェース１００は、受信アンテナ５および送信信号取得用アンテナ６からレーダ装置２へ出力される信号を中継するインタフェースである。出力インタフェース１０１は、レーダ装置２から後段の装置へ出力されるＤＯＤ推定結果などを中継するインタフェースである。
【００４４】
処理回路が図５Ａに示す専用のハードウェアの処理回路１０２である場合に、処理回路１０２は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）またはこれらを組み合わせたものが該当する。レーダ装置２が備える信号受信部２１、送信信号取得部２２、不要信号抑圧部２３、相互相関演算部２４およびビーム形成部２５の機能を別々の処理回路で実現してもよく、これらの機能をまとめて一つの処理回路で実現してもよい。
【００４５】
処理回路が図５Ｂに示すプロセッサ１０３である場合、レーダ装置２が備える信号受信部２１、送信信号取得部２２、不要信号抑圧部２３、相互相関演算部２４およびビーム形成部２５の機能は、ソフトウェア、ファームウェアまたはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現される。なお、ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述されてメモリ１０４に記憶される。
【００４６】
プロセッサ１０３は、メモリ１０４に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、レーダ装置２が備える信号受信部２１、送信信号取得部２２、不要信号抑圧部２３、相互相関演算部２４およびビーム形成部２５の機能を実現する。例えば、レーダ装置２は、プロセッサ１０３によって実行されるときに、図２に示すフローチャートにおけるステップＳＴ１からステップＳＴ５の処理が結果的に実行されるプログラムを記憶するためのメモリ１０４を備えている。これらのプログラムは、信号受信部２１、送信信号取得部２２、不要信号抑圧部２３、相互相関演算部２４およびビーム形成部２５が行う処理の手順または方法を、コンピュータに実行させる。メモリ１０４は、コンピュータを、信号受信部２１、送信信号取得部２２、不要信号抑圧部２３、相互相関演算部２４およびビーム形成部２５として機能させるためのプログラムが記憶されたコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。
【００４７】
メモリ１０４は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ−ＥＰＲＯＭ）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤなどが該当する。
【００４８】
レーダ装置２が備える信号受信部２１、送信信号取得部２２、不要信号抑圧部２３、相互相関演算部２４およびビーム形成部２５の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。例えば、信号受信部２１および送信信号取得部２２は、専用のハードウェアである処理回路１０２によって機能を実現し、不要信号抑圧部２３、相互相関演算部２４およびビーム形成部２５は、プロセッサ１０３がメモリ１０４に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって機能を実現する。このように、処理回路はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせにより上記機能を実現することができる。
【００４９】
以上のように、実施の形態１に係るレーダ装置２は、送信アンテナ４から送信された送信波を、受信アンテナ５を用いて受信して受信信号を取得する信号受信部２１と、送信アンテナ４から送信された送信波を、送信信号取得用アンテナ６を用いて受信し、受信した受信信号を送信信号レプリカとして取得する送信信号取得部２２と、信号受信部２１によって取得された受信信号の不要信号を抑圧する不要信号抑圧部２３と、送信信号レプリカと不要信号が抑圧された受信信号との相互相関値を算出する相互相関演算部２４と、各送信信号に対応する相互相関値を用いてビームの形成および目標方向の推定を行うビーム形成部２５を備える。これにより、レーダ装置２は、ＳＤＭ−ＭＩＭＯ伝送信号を用いても送信ＤＢＦおよびＤＯＤ推定を行うことができる。
【００５０】
なお、実施の形態の任意の構成要素の変形もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本開示に係るレーダ装置は、例えば、車両周辺の障害物の探知および測位に利用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１  レーダシステム、２  レーダ装置、３  送信局、４  送信アンテナ、５  受信アンテナ、６  送信信号取得用アンテナ、２１  信号受信部、２２  送信信号取得部、２３  不要信号抑圧部、２４  相互相関演算部、２５  ビーム形成部、１００  入力インタフェース、１０１  出力インタフェース、１０２  処理回路、１０３  プロセッサ、１０４  メモリ。
【要約】
レーダ装置（２）は、送信アンテナ（４）から送信された送信波の受信信号を取得する信号受信部（２１）と、送信アンテナ（４）から送信された送信波を、送信信号取得用アンテナ（６）を用いて受信し、受信した受信信号を送信信号レプリカとして取得する送信信号取得部（２２）と、信号受信部（２１）によって取得された受信信号の不要信号を抑圧する不要信号抑圧部（２３）と、送信信号レプリカと不要信号が抑圧された受信信号との相互相関値を算出する相互相関演算部（２４）と、各送信信号に対応する相互相関値を用いてビームの形成および目標方向の推定を行うビーム形成部（２５）を備える。【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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