(57)【要約】【課題】温度・経年変化に起因する位相・振幅変化による影響をなくせるＤＢＦ方式のレーダ装置を提供する。【解決手段】信号処理手段１０１は、切替手段５０を分配器７側に閉じた時に得られるチャネル毎の送信信号の位相・振幅を検出する位相・振幅検出手段６０と、該検出手段６０が検出するデータを記憶する記憶手段７０と、前記検出手段６０のデータ検出期間を制御する検出期間制御手段１２１と、該制御手段１２１により設定された期間で検出された新たなデータと記憶手段７０に記憶されたデータとの変化分を求める差分値検出手段８０と、該検出手段８０により求められた変化分を次の変化分検出期間まで記憶する記憶手段９０と、記憶手段７０および９０に記憶されている位相・振幅データに基づいて、受信系統毎の位相、振幅誤差を補正する受信データ信号処理手段１１１を有する。【選択図】図１
2009294071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧制御発信器から出力する送信信号を増幅する送信アンプと、前記送信アンプで増幅された送信信号を目標に発射する送信アンテナとからなる送信系統と、前記目標で反射した反射信号を受信する複数の受信アンテナと、前記複数の受信アンテナにより得られた受信信号をそれぞれ周波数ダウンコンバートする複数のミキサと、前記複数のミキサの出力をそれぞれ増幅する複数の受信アンプと、前記複数の受信アンプの出力をそれぞれデジタルデータに変換する複数のＡ／Ｄ変換器とからなる複数チャネルの受信系統とを有し、前記複数の受信アンテナ毎に得られた受信データに基づいて目標を検出するレーダ装置において、
前記電圧制御発信器から出力する送信信号を前記送信アンプ側と前記受信系統側に分配する第１の分配器と、前記送信アンプから出力する送信信号を前記送信アンテナ５側あるいは受信系統側に切り替え可能な第１の切替手段と、前記第１の切替手段を前記受信系統側に切り替えた時に、前記送信アンプからの送信信号を前記受信系統の複数チャネルに分配する第２の分配器と、前記受信系統のチャネル毎に、前記受信アンテナからの受信信号と前記第２の分配器からの送信信号を切り替えて、前記複数のミキサにそれぞれ入力させることが可能な第２の切替手段と、前記第１の分配器により前記受信系統の側に分配された送信信号を前記複数のミキサにそれぞれ分配する第３の分配器と、前記受信系統のチャネル毎に、前記複数のＡ／Ｄ変換器から出力する受信信号および前記第２分配器からの送信信号に基づいて受信データを補正する信号処理手段とを備え、前記信号処理手段は、
前記第２の切替手段を前記第２の分配器側に切り替えた時に得られるチャネル毎の送信信号の位相・振幅を検出する位相・振幅検出手段と、前記位相・振幅検出手段が検出する位相・振幅データを記憶する第１の記憶手段と、前記位相・振幅検出手段が位相・振幅データを検出する期間を制御する検出期間制御手段と、検出期間制御手段により設定された期間で検出された新たな位相・振幅データと前記第１の記憶手段に記憶された位相・振幅データとの変化分を求める差分値検出出手段と、前記差分値検出出手段により求められた変化分を次の変化分検出期間まで記憶する第２の記憶手段と、前記第１の記憶手段および前記第２の記憶手段に記憶されている位相・振幅データに基づいて、受信系統毎の位相、振幅誤差を補正する補正手段である受信データ信号処理手段とを有していることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記第１の切替手段と前記第２の分配器との間に所定の減衰量を有する減衰器を設け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】
前記差分値検出出手段により検出された差分値と予め設定した閾値を比較する比較手段を有し、前記閾値以上の変化分があった場合に故障と判定し、当該レーダ装置が搭載された車両に当該レーダ装置が故障であることを通知する手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
電圧制御発信器から出力する送信信号を増幅する送信アンプと、前記送信アンプで増幅された送信信号を目標に発射する送信アンテナとからなる送信系統と、前記目標で反射した反射信号を受信する複数の受信アンテナと、前記複数の受信アンテナにより得られた受信信号をそれぞれ周波数ダウンコンバートする複数のミキサと、前記複数のミキサの出力をそれぞれ増幅する複数の受信アンプと、前記複数の受信アンプの出力をそれぞれデジタルデータに変換する複数のＡ／Ｄ変換器とからなる複数チャネルの受信系統とを有し、前記複数の受信アンテナ毎に得られた受信データに基づいて目標を検出するレーダ装置において、
前記電圧制御発信器から出力する送信信号を、前記送信アンプの側と前記受信系統の側に分配する第１の分配器と、前記送信アンプから出力する送信信号を送信アンテナ側あるいは前記受信系統側に切り替え可能な第１の切替手段と、前記第１の切替手段を前記受信系統側に切り替えた時に、前記送信アンプからの送信信号を前記受信系統の複数チャネルに分配する第２の分配器と、前記受信系統のチャネル毎に、前記受信アンテナからの受信信号と前記第２の分配器からの送信信号を切り替えて、前記複数のミキサにそれぞれ入力させることが可能な第２の切替手段と、前記第１の分配器により前記受信系統の側に分配された送信信号を前記複数のミキサにそれぞれ分配する第３の分配器と、前記受信系統のチャネル毎に、前記複数のＡ／Ｄ変換器から出力する受信信号および前記第２分配器からの送信信号に基づいて受信データを補正する信号処理手段とを備え、前記信号処理手段は、
前記第２の切替手段を前記第２の分配器側に切り替えた時に得られるチャネル毎の送信信号の位相・振幅を検出する位相・振幅検出手段と、前記位相・振幅検出手段が検出するチャネル毎の位相・振幅データを記憶する第１の記憶手段と、前記第１の記憶手段が位相・振幅データを検出する期間を制御する検出期間制御手段と、前記第１の記憶手段が記憶する位相・振幅データの変化分に基づいて、受信系統毎の位相・振幅誤差を補正する受信データ信号処理手段とを有していることを特徴とするレーダ装置。
【請求項５】
前記位相・振幅データの変化分を検出する期間を、電源投入直後の所定期間とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車載電波レーダ装置。
【請求項６】
前記位相・振幅データの変化分を検出する期間を、当該レーダ装置が搭載される車両が停車中、かつサイドブレーキがセット状態と判断された時とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記位相・振幅データの変化分を検出する期間を、レーダ観測周期内の受信データ取得期間外とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項８】
前記位相・振幅データの変化分を検出する期間は、前記請求項６〜８の任意の組み合わせを取ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標で反射した反射電波を複数の受信アンテナで受信し、目標との相対的な距離、速度、角度を計測するためのレーダ装置に係わり、例えば、自動車に搭載され、目標である周辺車両で反射した反射電波を複数の受信アンテナで受信し、目標との相対的な距離、速度、角度などを計測し、車間距離制御や衝突被害軽減などに役立てられる車両搭載用のレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にレーダ装置においては、目標の角度は、所望の幅に絞られたアンテナビーム（送信アンテナから発射される電波）を走査し、目標で反射されてくる電波の受信角度を検出することにより得ることができる。
ビームの走査方式は、機械走査方式と電子走査方式に大きく分けることができ、電子走査方式の１つとして、デジタル・ビーム・フォーミング（以下、ＤＢＦとも略す）が知られている。
ＤＢＦ（ Digital Beam Forming ）とは、送信アンテナから送信され、目標で反射した電波を複数の受信アンテナにて同時に受信し、その受信信号間の位相差を利用して、様々なアンテナパターンをデジタル信号処理により形成するものである。
ＤＢＦによれば、機械走査方式のようにアンテナを駆動させる必要がないため、駆動機構が不要となり、そのために振動に強く、小型・軽量化を図ることができる特徴があり、車載用のレーダ装置としては最適な方式の一つと考えられている。
【０００３】
この種のレーダ装置としては、図７に示すような装置が知られている。
図７では、簡単化のために送信系は１系統としているが、複数の送信系を持つ車載電波レーダ装置も知られている。
図７において、１は目標（例えば、被検出物である周辺車両）、５００は従来のレーダ装置、２は電圧制御発信器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator ）、３は分配器、４は送信アンプ、５は送信アンテナである。
また、１０は受信アンテナ部、２０はミキサ部、３０は受信アンプ部、４０はＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器部、１００は信号処理部である。
受信アンテナ部１０からＡ／Ｄ変換器部４０までは複数の受信チャネル（系統）で構成されており、複数の受信チャネルに対応して、受信アンテナ部１０は複数の受信アンテナを、ミキサ部２０は複数のミキサを、受信アンプ部３０は複数の受信アンプを、Ａ／Ｄ変換器部４０は複数のＡ／Ｄ変換器を備えている。
【０００４】
図７に示した従来のレーダ装置の動作について説明する。
信号処理部１００により電圧制御発信器（ＶＣＯ）２を制御し、任意の送信周波数を決定し、送信アンプ４にて電力増幅した電波を送信アンテナ５より目標１に対して送信する。
目標で反射された電波は、受信アンテナ部１０の各受信アンテナによって受信され、ミキサ部２０によってダウンコンバートされ、受信アンプ部３０によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器部４０によってデジタルデータに変換され、デジタルデータに変換された信号は信号処理部１００に入力される。
【０００５】
そして、信号処理部１００において、各受信アンテナからＡ／Ｄ変換器に至る受信系統毎（受信チャネル毎）の位相・振幅データを元にＤＢＦ処理することにより、目標との相対距離Ｒ、相対測度Ｖ、相対角度θを求める。
その際、温度変化、経年変化による受信系統毎の初期調整時からの位相・振幅の変化が、アンテナビームの精度に影響を与えることはよく知られている。
レーダ組立後の受信系統毎の位相・振幅変化を検知し、補正するレーダ装置については、特許文献１（特開平１０−３３２８１１号公報）に記載のような提案が成されている。
【０００６】
特許文献１には、「目標からの反射エコーを複数の受信系により受信し、この複数の受信結果に基づいて目標を検出するレーダ装置において、複数の受信系が、各々空間に放射された信号を受信して受信信号として出力するアンテナ部と、このアンテナ部からの受信信号を位相検波する位相検波手段と、所定の基準検波データを記憶する基準データ記憶手段と、所定のモニタ信号をアンテナ部が受信した場合に、受信信号の位相検波結果と、基準データ記憶手段に記憶される基準検波データとに基づいて、受信信号に含まれる位相変動成分と振幅変動成分のうち、少なくとも一方の変動成分を検出する変動成分検出手段と、位相検波手段の位相検波結果に対して、変動成分検出手段にて検出した変動成分の補正を行う変動成分補正手段を具備したレーダ装置」が提案されている。
この提案によれば、受信アンテナも含めて受信系統全体の位相・振幅変化の検知が出来るとなっており、位相・振幅の変化分の補正を行う上では大変望ましい提案である。
【特許文献１】特開平１０−３３２８１１号公報（段落００２２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、これを実現する上で、受信アンテナにモニタ用の試験信号を入力するための送信アンテナ（特許文献１の中ではモニタアンテナとなっている）が必要となっている。
そのため、特に小型化が要求される車載用のレーダ装置においては、余分なアンテナ機構（即ち、モニタアンテナ機構）を持つことは装置大きさの面から言って望ましくない。
また、モニタ用の試験信号を受信する際に、外来電波（試験信号外の電波）も同時に受信してしまう可能性があり、位相差、振幅差の補正を行う上で誤差を生じる可能性もあった。
【０００８】
そこで、車載用のレーダ装置として、機構的に大きな影響を与えることなく、温度変化、経年変化による受信系統毎の位相・振幅変化を効率的に検知・補正する手段が求められていた。
また、予め受信系統毎の温度特性を測定し、補正マップを持たせることで、温度変化に対する位相・振幅変化を補正することも可能であるが、レーダ装置毎に温度特性を計測することは量産性の面から見て好ましく無いうえ、経年変化に伴う受信系統毎の温度特性ばらつきを補正できないという問題があった。
【０００９】
一般的な車載用レーダ装置程度の大きさを前提にすれば、送受信アンテナ部の温度変化、経年変化による伸縮は一様であると見ることが出来る。
また、受信アンテナ部１０の各受信アンテナの間隔は、送信周波数の１／２波長程度（例えば７６GHｚの場合、その波長λは約４ｍｍ）の寸法で配置されており、温度変化や経年変化によるアンテナ間隔（つまりは位相）の変化量は小さく、各受信系統間に与える影響も一様であると予想できる。
【００１０】
これに対し、レーダ装置を構成する電子部品の温度変化や経年変化による位相・振幅の変化量は、レーダ装置の大きさには依存せず、一般的に言って個々の部品のばらつきによるので、各受信系統に対し、そのまま位相・振幅の変化量のばらつきとして見えてくる。
また、各受信系統の電子部品（ミキサ部２０からＡ／Ｄ変換器部４０までの電子部品）を考えると、受信信号の通過に要する遅延時間（通常ｎｓｅｃオーダ）は、受信アンテナ間隔（例えば７６ＧＨｚのλ／２の場合、約７ｐｓｅｃ程度）の変化量に対し大変大きく、ここにばらつきが生じることが各受信信号の位相情報の乱れとなり、結果として演算によるビーム合成の精度に影響する。
【００１１】
本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたものであって、複数の受信チャネルから得られた受信データ間の位相、振幅の関係から反射波の到来方向を求め、目標の方向を検知するＤＢＦ方式のレーダ装置であって、温度変化・経年変化に伴う電子部品の位相・振幅変化による影響をキャンセルし、精度のよいアンテナビームを得ることが可能なＤＢＦ方式のレーダ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係るレーダ装置は、電圧制御発信器から出力する送信信号を増幅する送信アンプと、前記送信アンプで増幅された送信信号を目標に発射する送信アンテナとからなる送信系統と、前記目標で反射した反射信号を受信する複数の受信アンテナと、前記複数の受信アンテナにより得られた受信信号をそれぞれ周波数ダウンコンバートする複数のミキサと、前記複数のミキサの出力をそれぞれ増幅する複数の受信アンプと、前記複数の受信アンプの出力をそれぞれデジタルデータに変換する複数のＡ／Ｄ変換器とからなる複数チャネルの受信系統とを有し、前記複数の受信アンテナ毎に得られた受信データに基づいて目標を検出するレーダ装置において、
前記電圧制御発信器から出力する送信信号を前記送信アンプ側と前記受信系統側に分配する第１の分配器と、前記送信アンプから出力する送信信号を前記送信アンテナ５側あるいは受信系統側に切り替え可能な第１の切替手段と、前記第１の切替手段を前記受信系統側に切り替えた時に、前記送信アンプからの送信信号を前記受信系統の複数チャネルに分配する第２の分配器と、前記受信系統のチャネル毎に、前記受信アンテナからの受信信号と前記第２の分配器からの送信信号を切り替えて、前記複数のミキサにそれぞれ入力させることが可能な第２の切替手段と、前記第１の分配器により前記受信系統の側に分配された送信信号を前記複数のミキサにそれぞれ分配する第３の分配器と、前記受信系統のチャネル毎に、前記複数のＡ／Ｄ変換器から出力する受信信号および前記第２分配器からの送信信号に基づいて受信データを補正する信号処理手段とを備え、
前記信号処理手段は、前記第２の切替手段を前記第２の分配器側に切り替えた時に得られるチャネル毎の送信信号の位相・振幅を検出する位相・振幅検出手段と、前記位相・振幅検出手段が検出する位相・振幅データを記憶する第１の記憶手段と、前記位相・振幅検出手段が位相・振幅データを検出する期間を制御する検出期間制御手段と、検出期間制御手段により設定された期間で検出された新たな位相・振幅データと前記第１の記憶手段に記憶された位相・振幅データとの変化分を求める差分値検出出手段と、前記差分値検出出手段により求められた変化分を次の変化分検出期間まで記憶する第２の記憶手段と、前記第１の記憶手段および前記第２の記憶手段に記憶されている位相・振幅データに基づいて、受信系統毎の位相、振幅誤差を補正する補正手段である受信データ信号処理手段とを有しているものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、受信系統毎に記憶されている第１の検出期間（例えば、組立調整時期間等）における位相・振幅データと、第２の検出期間において新たに求めた位相・振幅データの変化分を検出することによって、当該レーダ装置自体に起因する各受信系統毎の位相、振幅誤差を補正し、精度の高いアンテナビーム形成を実現することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて、本発明の一実施の形態例について説明する。
なお、各図間において、同一符号は、同一あるいは相当のものであることを表す。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。
図１において、２はＶＣＯ、３は第１の分配器、４は送信アンプ、５は送信アンテナ、６は送信側切替器（第１の切替手段）、７は第２の分配器、８はアンプ、９は第３の分配器、１０は受信アンテナ部である。
また、２０はミキサ部、３０は受信アンプ部、４０はＡ／Ｄ変換器部、５０は受信側切替器部（第２の切替手段）、６０は位相・振幅検出部（位相・振幅検出手段）、７０は第１の記憶部（第１の記憶手段）、８０は差分値検出部（差分値検出手段）、９０は第２の記憶部（第２の記憶手段）である。
また、１０１は信号処理部（信号処理手段）、１１１はＤＢＦ信号処理機能も有した受信データ信号処理部（受信データ信号処理手段）、１２１は検出期間制御手段、５０１は実施の形態１によるレーダ装置である。
なお、図１において、“Ｔｘ”は送信（Transmit exchange）、“Ｒｘ”は受信を表している。
【００１５】
先ず、レーダ通常動作での送信手順について説明する。
信号処理部１０１から電圧制御発信器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）２を制御することにより所望の送信周波数を決定し、第１の分配器３、送信アンプ４を通して電圧制御発信器（ＶＣＯ）２からの送信信号が送信側切替器（第１の切替手段）６に入力される。
送信側切替器６を送信アンテナ５側に閉じる（即ち、図１に示した状態に送信側切替器６の接点を受信側に切り替える）ことで、送信アンテナ５から電波が目標１（図示なし）送信される。
【００１６】
次にレーダ通常動作での受信手順について説明する。
なお、図１では、説明を簡単にするため、受信チャネルがＲｘ１〜Ｒｘ４の４チャネルである場合を示しているが、受信チャネルは４チャネルに限定されるものではない。
被検出物である目標１（図示なし）から反射された電波は、受信アンテナ部１０の各受信アンテナ１１〜１４に受信電波として入力される。
受信側切替器部（第２の切替手段）５０は、各受信チャネルに対応した切替器５１〜５４で構成されており、受信側切替器部５０の各切替器５１〜５４を受信アンテナ１０側に閉じる（即ち、図１に示した状態に受信側切替手段５０の各切替器の接点を切り替える）ことで、受信アンテナ部１０の各受信アンテナ１１〜１４で受信した受信信号は、ミキサ部２０の各ミキサ２１〜２４でダウンコンバートされ、受信アンプ部３０の各受信アンプ３１〜３４を通してＡ／Ｄ変換器部４０の各Ａ／Ｄ変換器４１〜４４にてデジタルデータに変換される。
【００１７】
なお、送信側切替器（第１の切替手段）６および受信側切替器部（第２の切替手段）５０は、検出期間制御手段１２１の指示により、切替動作が行われる。
まず、検出期間制御手段１２１を用いて、初期調整時（第１の検出期間）の各系統の位相・振幅データを記憶しておき、レーダ装置が稼働後の第２の検出期間での各系統の位相・振幅データを記憶する。
なお、検出期間制御手段１２１で設定される検出期間の切替は、手操作によって切り替えてもよいし、レーダ装置内部の制御部により自動的切り替えてもよい。
Ａ／Ｄ変換器部４０で変換されたデジタルデータを基に、信号処理部１０１では、受信アンテナ部１０の各チャネル（Ｒｘ１〜Ｒｘ４の４チャネルとした）毎の位相・振幅を算出し、この情報を基に受信データ信号処理部１１１にてＤＢＦ信号処理を行い、アンテナビームの形成を行う。
【００１８】
前述したように、本実施の形態によるレーダ装置５０１は、複数の受信チャネルから得られた受信データ間の位相、振幅の関係からＤＢＦ信号処理により反射波の到来方向を求め、被検出物の方向を検知するレーダ方式となっている。
レーダ装置５０１の組立初期状態では、チャネル間に位相差が生じないように、受信アンテナ部１０の各受信アンテナ１１〜１４に均等に受信電波を入力したとしても、受信チャネル毎の構成部品のばらつきによる受信チャネル毎の位相差、振幅差が存在する。
【００１９】
従って、通常、組立調整時には、受信系統毎の位相、振幅データを位相・振幅検出部６０の各位相・振幅検出器６１〜６４にて計測し、第１の記憶部７０の各記憶手段７１〜７４に記憶させる。
そして、通常のレーダ動作において、受信データ信号処理部１１１において、各記憶手段（メモリ）７１〜７４に記憶されている受信系統毎の位相、振幅データを参照しながらレーダ装置自体に起因する各受信系統間の位相差、振幅差を補正することで、正確なアンテナビーム形成を実現する。
【００２０】
以下、レーダ装置５０１が車両に取りつけられて以降、温度変化、経年変化に伴う、位相・振幅の変化を補正する方法について説明する。
先ず、位相・振幅の変化を検出するための検出期間（検出時点）を設け、この検出期間を検出期間制御手段１２１により制御する。
信号処理部１０１によって、この期間（即ち、位相・振幅の変化を検出する期間）に限って、送信アンプ４からの送信信号が第２の分配器７へ入力するように、送信側切替器（第１の切替手段）６を操作する。
次に、信号処理部１０１によって、分配器７で分配されたら信号がミキサ器部２０の各ミキサ２１〜２４へ入力するように、受信側切替器部５０の各切替器５１〜５４の接点を切替る操作をする。
この操作順序は、それぞれの回路構成の都合に合わせて、逆でも同時でも良い。
【００２１】
次に、信号処理部１０１からＶＣＯ２を操作することによって、所望の送信周波数を決定し、前述の操作で実現した折返しのループ（ＶＣＯ２〜分配器３〜送信アンプ４〜送信側切替器６〜第２の分配器７〜受信側切替器部５０〜ミキサ器部２０〜受信アンプ部３０〜Ａ／Ｄ変換器部４０）を介して、受信系統毎の位相、振幅を位相・振幅検出部（位相・振幅検出手段）６０にて算出する。
なお、送信側切替器６を設けず、分配器を使って送信アンプ４から送信アンテナ５とミキサ部２０側の双方に給電（信号を入力）しても同様な観測（即ち、受信系統毎の位相、振幅の算出）は可能である。
【００２２】
しかし、この場合は、電力分配により送信アンテナ５に供給される通常レーダ動作時の電力が減衰してしまう問題があり、送信アンプ４のゲインを上げるか、もしくは新たなアンプの追加が必要となるため、送信側切替器６を設けた送信アンテナ５かミキサ器部２０側かの一方に給電することが望ましい。
また、受信系統毎に入力される折返し信号（即ち、ＶＣＯ２〜分配器３〜送信アンプ４〜送信側切替器６〜分配器７を介して受信系統に入力される信号）を送信アンプ４の出力ではなく、別に設けた基準信号源としても受信系統毎の変化を観測することは可能である。
しかし、実際のレーダ動作においては、送信アンプ４を介した送信系も温度ならびに経年変化の影響を受ける。
従って、位相・振幅の変化分の観測を行う上では、これ（即ち、送信アンプ４を介した送信系）も含めた実際のレーダ動作に則した系を用いることが望ましい。
これは、送信系統が複数ある場合も同様である。
【００２３】
次に、位相・振幅検出部６０の各位相・振幅検出器６１〜６４で算出された受信系統毎の位相・振幅のデータと第１の記憶部７０の各メモリ７１〜７４に記憶されている受信系統毎の初期調整時の位相・振幅のデータとを元にして、差分検出部８０の各差分検出器８１〜８４により、各受信系統毎の変化量（即ち、位相・振幅の変化量）を求める。
ここで求まった受信系統毎の変化量を第２の記憶手段９０の各メモリ９１〜９４に記憶する。
受信データ信号処理部１１１は、通常レーダ動作におけるＤＢＦ処理において、受信系統毎に記憶されている組立調整時の位相、振幅差（第１の記憶部７０の各メモリ７１〜７４に記憶されているデータ）と、新たに求めた変化分（即ち、第２の記憶部９０の各メモリ９１〜９４に記憶されている変化量）を参照することによって、当該レーダ装置自体に起因する各受信系統毎の位相、振幅誤差を補正し、精度の高いアンテナビーム形成を実現することが出来る。
【００２４】
以上説明したように、本実施の形態によるレーダ装置は、電圧制御発信器２から出力する送信信号を増幅する送信アンプ４と、送信アンプ４で増幅された送信信号を目標１に発射する送信アンテナ５とからなる送信系統と、目標１で反射した反射信号を受信する複数の受信アンテナ１１〜１４と、複数の受信アンテナにより得られた受信信号をそれぞれ周波数ダウンコンバートする複数のミキサ２１〜２４と、複数のミキサ２１〜２４の出力をそれぞれ増幅する複数の受信アンプ３１〜３４と、複数の受信アンプ３１〜３４の出力をそれぞれデジタルデータに変換する複数のＡ／Ｄ変換器４１〜４４とからなる複数チャネルの受信系統とを有し、複数の受信アンテナ毎に得られた受信データに基づいて目標１を検出するレーダ装置において、
電圧制御発信器２から出力する送信信号を送信アンプ４側と受信系統側に分配する第１の分配器３と、送信アンプ４から出力する送信信号を送信アンテナ５側あるいは受信系統側に切り替え可能な第１の切替手段６と、第１の切替手段６を前記受信系統側に切り替えた時に、送信アンプ４からの送信信号を前記受信系統の複数チャネルに分配する第２の分配器７と、受信系統のチャネル毎に、受信アンテナ１１〜１４からの受信信号と第２の分配器７からの送信信号を切り替えて、複数のミキサ２１〜２４にそれぞれ入力させることが可能な第２の切替手段５０と、第１の分配器３により受信系統の側に分配された送信信号を複数のミキサ２１〜２４にそれぞれ分配する第３の分配器９と、受信系統のチャネル毎に、複数のＡ／Ｄ変換器４１〜４４から出力する受信信号および第２分配器７からの送信信号に基づいて受信データを補正する信号処理手段１０１とを備え、
信号処理手段１０１は、第２の切替手段５０を第２の分配器７側に切り替えた時に得られるチャネル毎の送信信号の位相・振幅を検出する位相・振幅検出手段と、位相・振幅検出手段６０が検出する位相・振幅データを記憶する第１の記憶手段７０と、位相・振幅検出手段６０が位相・振幅データを検出する期間を制御する検出期間制御手段１２１と、検出期間制御手段１２１により設定された期間で検出された新たな位相・振幅データと第１の記憶手段７０に記憶された位相・振幅データとの変化分を求める差分値検出出手段８０と、差分値検出出手段８０により求められた変化分を次の変化分検出期間まで記憶する第２の記憶手段９０と、第１の記憶手段７０および第２の記憶手段９０に記憶されている位相・振幅データに基づいて、受信系統毎の位相、振幅誤差を補正する補正手段である受信データ信号処理手段１１１とを有している。
【００２５】
従って、受信系統毎に記憶されている第１の検出期間（例えば、組立調整時期間等）における位相・振幅データと、第２の検出期間において新たに求めた位相・振幅データの変化分を検出することによって、当該レーダ装置自体に起因する各受信系統毎の位相、振幅誤差を補正し、精度の高いアンテナビーム形成を実現することが出来る。
【００２６】
実施の形態２．  
図２は、実施の形態２によるレーダ装置の特徴的な構成を説明するための概略図である。
図２に示すように、本実施の形態によるレーダ装置は、実施の形態１の構成を示す図１において、第１の切替手段６と第２の分配器７の間に減衰器３０１を設けたことを特徴とする。
なお、５０２は、本実施の形態によるレーダ装置である。
電波の強さは、距離の二乗に反比例して減衰（距離が２倍になれば電波の強さは１／４）することが知られている。
【００２７】
従って、車載用のレーダ装置で考えた場合、送信アンプ５から送信される電力は、被検出物（即ち、目標）から反射されて受信アンテナ部１０で受信される電波の電力に対して、非常に大きいのが一般的である。
逆に言えば、受信系としては、このことを想定した回路構成となっていることが分かる。
従って、送信系回路から受信系回路への折返し経路を構成した場合、第２の分配器７で送信電力が四等分されるとしても、ミキサ部２０ら受信アンプ部３０、Ａ／Ｄ変換器部４０からなる受信系回路のダイナミックレンジを超えて回路的な飽和を引き起こし、位相、振幅データが取得できない可能性がある。
そこで、本実施の形態では、第１の切替手段６と第２の分配器７との間に適当な減衰量（所定の減衰量）を有した減衰器３０１を設けることにより、受信系回路のダイナミックレンジを超えないための補正手段を実現できる構成としている。
【００２８】
実施の形態３．
図３は、実施の形態３による車載電波レーダ装置の信号処理部１０３の構成を示す図である。
前述の実施の形態１において、差分値検出手段８０によって求められる受信系統毎の位相、振幅データの変化量が大きすぎる場合は、当該レーダ装置の送受信系統のいずれかが故障していると考えることが出来る。
ＣＰＵ１３１は、前述した受信データ信号処理手段の一部であり、ＣＰＵ１３１からは所定の閾値が比較器部（比較手段）３１０の各比較器に入力される。
本実施の形態では、ＣＰＵ１３１によって設定された所定の閾値（設計許容値）と、差分値検出手段８０の算出値とを比較器部３１０の各比較Ｇ器で比較した結果をＣＰＵ１３１にてモニタし、変化量が閾値を超えたと判断された場合に、ＣＰＵ１３１は通信手段１３２を通じて車両システム６００に対し、当該レーダ装置が回路故障状態であることを通知する。
また、比較器部３１０が比較する対象は差分値検出手段８０の代わりに、算出データが記憶されている図１に示した第２の記憶手段９０の値でもよい。
【００２９】
ここで、温度計測手段１３３を設けている理由について説明しておく。
位相・振幅検出手段６０が検出する位相・振幅情報（位相・振幅データ）は、温度変化により変化する。
例えば、高温時に故障検出を行う際に、常温時のデータ（初期調整時の記憶データ）との差分を元に判定しようとすれば、温度による位相・振幅の変化量を加味した閾値（判定値）を用意することになり、判定精度が悪くなる。
また、温度による位相・振幅の変化量を加味しなければ、温度による変化分のみで故障と判定してしまう可能性も出てくる。
そこで、ＣＰＵ１３１に、その回路構成における代表的（平均的）な「温度による位相・振幅の変化量」を記憶しておくことで、温度計測手段１３３から得られた温度値をもとに温度変化量代表値を差し引くことで、精度を上げる、もしくは誤判定を防ぐことができる。
【００３０】
以上説明したように、本実施の形態によるレーダ装置の信号処理部１０３は、差分値検出出手段８０により検出された差分値と予め設定した閾値を比較する比較手段３１０を有し、閾値以上の変化分があった場合に故障と判定し、当該レーダ装置が搭載された車両システム６００に当該レーダ装置が故障であることを通知する通信手段１３２を備えている。
【００３１】
実施の形態４．  
図４は、実施の形態４によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。
前述の実施の形態１においては、例えば、初期調整時に計測した位相、振幅データを第１の記憶手段７０に記憶させ、位相・振幅データの変化分計測時に計測した変化量データを第２の記憶手段９０に記憶させる構成としていた。
しかし、通常レーダ動作時のＤＢＦ処理に必要なデータは各受信系統間の相対的な誤差（ずれ量）のみである。
従って、実施の形態１に示すような初期調整時のデータを必要する場合を除けば、あえて図１に示した第２の記憶手段９０およびに差分検出手段８０を具備する必要は無い。
【００３２】
そこで、本実施の形態では、新たな変化分計測時（新たな変化分検出期間）に求めた受信系統毎の位相、振幅データを第１の記憶手段７０に再記憶（上書き）し、受信データ信号処理部１４１では通常レーダ動作におけるＤＢＦ処理において、この第１の記憶手段７０に記憶される最新の位相、振幅データを参照することにより、当該レーダ装置自体に起因する、受信系統毎の位相、振幅誤差を補正し、精度の高いアンテナビーム形成を実現する。
【００３３】
図４に示すように、本実施の形態によるレーダ装置は、電圧制御発信器２から出力する送信信号を増幅する送信アンプ４と、送信アンプ４で増幅された送信信号を目標１に発射する送信アンテナ５とからなる送信系統と、目標１で反射した反射信号を受信する複数の受信アンテナ１１〜１４と、複数の受信アンテナにより得られた受信信号をそれぞれ周波数ダウンコンバートする複数のミキサ２１〜２４と、複数のミキサ２１〜２４の出力をそれぞれ増幅する複数の受信アンプ３１〜３４と、複数の受信アンプ３１〜３４の出力をそれぞれデジタルデータに変換する複数のＡ／Ｄ変換器４１〜４４とからなる複数チャネルの受信系統とを有し、複数の受信アンテナ毎に得られた受信データに基づいて目標１を検出するレーダ装置において、
電圧制御発信器２から出力する送信信号を、送信アンプ４の側と受信系統の側に分配する第１の分配器３と、送信アンプ４から出力する送信信号を送信アンテナ５側あるいは受信系統側に切り替え可能な第１の切替手段６と、第１の切替手段６を受信系統側に切り替えた時に、送信アンプ４からの送信信号を受信系統の複数チャネルに分配する第２の分配器７と、受信系統のチャネル毎に、受信アンテナ１１〜１４からの受信信号と第２の分配器７からの送信信号を切り替えて、複数のミキサ２１〜２４にそれぞれ入力させることが可能な第２の切替手段５０と、第１の分配器３により受信系統の側に分配された送信信号を前記複数のミキサ２１〜２４にそれぞれ分配する第３の分配器９と、受信系統のチャネル毎に、複数のＡ／Ｄ変換器４１〜４４から出力する受信信号および第２分配器７からの送信信号に基づいて受信データを補正する信号処理手段１０４とを備え、
信号処理手段１０４は、第２の切替手段５０を第２の分配器７側に切り替えた時に得られるチャネル毎の送信信号の位相・振幅を検出する位相・振幅検出手段６０と、位相・振幅検出手段６０が検出するチャネル毎の位相・振幅データを記憶する第１の記憶手段７０と、第１の記憶手段７０が位相・振幅データを検出する期間を制御する検出期間制御手段１２１と、第１の記憶手段７０が記憶する位相・振幅データの変化分に基づいて、受信系統毎の位相・振幅誤差を補正する受信データ信号処理手段１４１とを有している。
【００３４】
実施の形態５．
図５は、実施の形態５によるレーダ装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
図５（ａ）は電源（イグニッションＳＷ）投入のタイミングを、図５（ｂ）は車両スタート（システムスタート）のタイミングを、図５（ｃ）は補正データ取得期間を示している。
本実施の形態では、前述した実施の形態１で説明した受信系統毎の位相、振幅データの変化量の定期的な検出期間を、当該レーダ装置に電源が投入された直後とすることで、当該レーダ装置を使った車間距離制御等の車両制御が開始される前に必ず補正処理が実施されることとなり、精度の高い確実なアンテナビームパターンの形成を可能とする。
また、電源投入時直後であれば車両側システムが稼動するまでに時間的余裕があるので、より精度の高い補正処理（位相、振幅検出に用いる検出パターンの自由度を確保できる）の実現が可能となる。
以上のように、本実施の形態では、位相・振幅の変化分を検出する期間を、電源投入直後の所定期間とすることを特徴とする。
【００３５】
実施の形態６．
本実施の形態では、前述した実施の形態１で説明した受信系統毎の位相・振幅データの変化量の定期的な検出期間を、当該レーダ装置が搭載される車両が停車中であると判断された場合とすることで、実施の形態５で示した以上に頻繁な補正を可能となる。
当該レーダ装置は、図３に示したような車両システム６００との通信手段１３２を通じ、車速および車輪速情報を得ることで、搭載車両が停車中であることを判断できる。
しかし、全速度域での追従走行システムにおいては渋滞での停車中も先行車の動きを監視する必要があるので、速度情報だけで検出期間（補正期間）を設けることは望ましくない。
一般に、当該レーダ装置に電源が投入されている状態で車両が停車中であり、なおかつサイドブレーキがかかっている場合を考えると、追従走行システムが有効な状態とは考えにくい。
従って、位相・振幅データの定期的な検出期間を、当該レーダ装置を搭載する車両が停車中、かつサイドブレーキがセットされた状態と判断された場合とする。
即ち、本実施の形態によるレーダ装置は、位相・振幅の変化分を検出する期間を、当該レーダ装置が搭載される車両が停車中、かつ、サイドブレーキがセット状態と判断された時とすることを特徴とする。
【００３６】
実施の形態７．
図６は、実施の形態７によるレーダ装置の動作を説明するためのタイミングチャートある。
図６（ａ）はレーダ観測周期（更新周期）を、図６（ｂ）は受信データ取得期間を、図６（ｃ）は変化分観測期間を示している。
本実施の形態では、実施の形態１で説明した受信系統毎の位相・振幅データの変化量の定期的な検出期間を、図６に示すように、レーダ観測周期（更新周期）の内、受信データを観測していない期間とすることで、毎周期リアルタイムでの補正を可能とする。
【００３７】
実施の形態８．
本実施の形態では、当該レーダ装置の置かれた状況を受信データ信号処理部内のＣＰＵで分析し、
受信系統毎の位相・振幅データの変化量の定期的な検出期間を、実施の形態例５から実施の形態例７で示した方検出期間の内の都合の良い任意のものを組み合わせることで、より実用的な補正を可能とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
この発明は、温度変化・経年変化に伴う電子部品の位相・振幅変化による影響をキャンセルし、精度のよいアンテナビームを目標に発射することが可能なレーダ装置の実現に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施の形態１によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態２によるレーダ装置の特徴的な構成を説明するための図である。
【図３】実施の形態３による車載電波レーダ装置の信号処理部の構成を示す図である。
【図４】実施の形態４によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態５によるレーダ装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】実施の形態７によるレーダ装置の動作を説明するためのタイミングチャートある。
【図７】従来のレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  目標                                    ２  電圧制御発信器（ＶＣＯ）
３  第１の分配器                            ４  送信アンプ
５  送信アンテナ                            ６  第１の切替手段
７  第２の分配器                            ９  第３の分配器
１０  受信アンテナ部                  １１〜１４  受信アンテナ
２０  ミキサ部                        ２１〜２４  ミキサ
３０  受信アンプ部                    ３１〜３４  受信アンプ
４０  Ａ／Ｄ変換器部                  ４１〜４４  Ａ／Ｄ変換器
５０  第２の切替手段                        ６０  位相・振幅検出手段
７０  第１の記憶手段                        ８０  差分値検出出手段８０
９０  第２の記憶手段      １０１、１０３、１０４  信号処理手段
１１１、１４１  受信データ信号処理手段
１２１  検出期間制御手段                    １３１  ＣＰＵ
１３２  通信手段                            ３０１  減衰器
３１０  比較手段                            ５０１  レーダ装置
６００  車両システム
【図１】
2009294071.tif 000003
【図２】
2009294071.tif 000004
【図３】
2009294071.tif 000005
【図４】
2009294071.tif 000006
【図５】
2009294071.tif 000007
【図６】
2009294071.tif 000008
【図７】
2009294071.tif 000009