(57)【要約】本発明のレーダ装置では、受信回路部の特性の変化が、通常動作時及び出荷の初期調整時に補正され、また、動作中の環境変化による温度変動、或いは経年劣化による該変化が、随時補正される。  複数の受信アンテナに対応した複数の受信回路系を有するレーダ装置において、第１スイッチで選択された一つのアンテナで受信した受信チャネル信号から、第２スイッチの切換え動作で、同一特性のチャネル信号ｃｈ１とｃｈ２を生成し、夫々を各受信回路系に入力する。ＡＤ変換された各チャネル信号のレベルと位相を比較して特性変化を検出する。各受信回路系の検出結果により、各受信回路系の特性又は各ＡＤ変換出力信号の特性を補正する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号を放射する送信部と、
前記送信信号による物体からの反射波を受信する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナの各出力端子を入力端子に択一的に順次切換え接続する第１スイッチ部と、
前記第１スイッチ部の前記入力端子に入力された各アンテナからの受信信号を前記送信信号の一部を用いてダウンコンバートするダウンコンバート部と、
前記ダウンコンバート部の出力を、第１乃至第ｎのフィルタ回路に択一的に切換え接続する第２スイッチ部と、
前記第１乃至第ｎのフィルタ回路の各出力を、第１乃至第ｎのＡＤ変換器に入力し、該第１乃至第ｎのＡＤ変換器から出力される第１乃至第ｎの出力信号に所定の処理を施して、前記物体までの距離又は前記物体との相対速度を検出するディジタル信号処理部と、
前記複数のアンテナから選択された特定アンテナで受信された前記受信信号に基づいて出力された第１乃至第ｎの出力信号のうちから選択された２出力信号を比較して、該第１乃至第ｎの出力信号の特性変化を判断し、該特性の差を補正する信号特性判断部と、
を有するレーダ装置。
【請求項２】
前記信号特性判断部は、前記第１処理信号と前記第２処理信号の夫々に含まれる信号レベル及び／又は位相を比較することにより前記第１乃至第ｎの出力信号における特性変化の判断を行うことを特徴とする請求項１にレーダ装置。
【請求項３】
前記信号特性判断部は、前記第１スイッチを制御して、前記複数のアンテナの特定アンテナを選択し、前記第２スイッチを制御して、該特定アンテナの受信信号から前記第１乃至第ｎの出力信号を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記信号特性判断部は、前記特性差があると判断した場合、前記第１乃至第ｎのＡＤ変換器の入力側に夫々接続された第１乃至第ｎの調整器を制御し、該特性差を補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記第１乃至第ｎの調整器の各々は、前記信号特性判断部によって制御される可変利得増幅器及び／又は可変位相器を含むことを特徴とする請求項４に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記信号特性判断部は、前記特性差があると判断した場合、該特性差に応じた前記第１乃至第ｎの出力信号に対する補正値を演算し、
前記ディジタル信号処理部は、前記補正値に基づいて、前記第１乃至第ｎの出力信号を補正することを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記信号特性判断部は、演算した前記補正値を前記第１乃至第ｎの出力信号に関連付けて記憶し、前記補正値により補正された前記第１乃至第ｎの出力信号に基づいて前記認識処理が実行されることを特徴とする請求項６に記載のレーダ装置。
【請求項８】
前記信号特性判断部は、当該装置の初期調整として、前記特性変化に係る判断処理を行い、該特性変化がある場合に、演算した前記補正値を前記第１乃至第ｎの出力信号に関連付けて記憶することを特徴とする請求項７に記載のレーダ装置。
【請求項９】
前記信号特性判断部は、前記ディジタル信号処理部による前記物体までの距離又は前記物体との相対速度を検出する認識処理中において、間欠的に、前記特性変化に係る判断処理を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のレーダ装置。
【請求項１０】
前記信号特性判断部は、前記物体との相対的な前記距離が変化しないと認識されたとき、前記特性変化に係る判断処理を行うことを特徴とする請求項７に記載のレーダ装置。
【請求項１１】
前記信号特性判断部は、当該装置が搭載された車両が走行停止中であることが認識されたとき、前記特性変化に係る判断処理を行うことを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１２】
前記信号特性判断部は、前記第１乃至第ｎの出力信号の信号レベル及び又は位相が所定値以上又は所定範囲内にあるとき、前記特性変化に係る判断処理を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のレーダ装置。
【請求項１３】
前記信号特性判断部は、演算した前記補正値を前記第１乃至第ｎの出力信号に関連付けて記憶し、前記補正値により補正された前記第１乃至第ｎの出力信号に基づいて前記認識処理が実行されることを特徴とする請求項１２に記載のレーダ装置。
【請求項１４】
前記信号特性判断部は、外部指示に従って、前記第１乃至第ｎの出力信号の特性変化に係る判断処理を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のレーダ装置。
【請求項１５】
前記信号特性判断部は、当該装置の初期調整として、前記特性変化に係る判断処理を行い、該特性変化がある場合に、演算した前記補正値を前記第１乃至第ｎの出力信号に関連付けて記憶することを特徴とする請求項１３に記載のレーダ装置。
【請求項１６】
前記信号特性判断部は、前記特性変化があると判断したとき、外部に報知することを特徴とする請求項１又は２に記載のレーダ装置。
【請求項１７】
前記信号特性判断部は、前記特性変化があると判断したとき、該特性変化が所定範囲内にない場合に、ダイアグ情報を外部に出力することを特徴とする請求項１６に記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、連続波（ＣＷ）を周波数変調（ＦＭ）した送信信号を用いるＦＭ−ＣＷレーダ装置であって、送信信号による反射波の受信が切換えられる複数のアンテナを備え、ディジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）処理が行われる電子スキャン方式によるレーダ装置に関する。
【背景技術】  従来のＤＢＦ型のレーダ装置においては、送信信号を電磁波として放射する送信部と、電磁波が物体に到達して、この物体から反射された電磁波を受信信号として受信する複数の素子アンテナからなるアレーアンテナが備えられている。各素子アンテナは、切換えスイッチの複数の入力端子にそれぞれ接続され、この複数の入力端子のいずれか１つと択一的に切換えスイッチの出力端子に切換え接続される。出力端子から得られた選択されたアンテナからの受信信号を、送信信号の一部を用いてダウンコンバートすることによって、送信信号と受信信号との差信号が生成され、受信部の信号処理部において、この差信号がディジタル信号に変換され、このディジタル信号に対して所定の処理を施すことによって、物体までの距離又は相対速度が検出されるようになっている。これは、例えば、特開平１１−１６０４２３号公報に開示されている。
また、例えば、特開平１１−６４４８５号公報に開示されているように、アレーアンテナ構成のレーダ装置において、各アンテナに共通に１つのフロントエンドを備え、各アンテナを順次切換え接続するように構成することにより、各アンテナに直結し、夫々に対応した高周波（ＲＦ）受信回路を設ける必要を無くしたレーダ装置が開発されている。
また、送信部、アレーアンテナ部、切換えスイッチ部、受信回路部、そして、ディジタル信号処理部を備え、アレーアンテナ部の各アンテナを順次切換え接続し、ディジタル信号処理部でディジタルビームフォーミング処理を施して物体の検知を行うＦＭ−ＣＷレーダ装置が、例えば、特開平１１−３１１６６８号公報に開示されている。このレーダ装置では、切換えスイッチ部が、ビート信号を生成する受信部に各アンテナのいずれかを選択的に切換えており、周波数変調の繰り返し周期における１周期の中で複数のアンテナの一部を選択し、選択されたアンテナ間において切換え接続を繰り返し行うようにしている。この構成により、ＲＦ受信回路、高帯域のミキサ、アナログ−ディジタル（ＡＤ）変換器等の高価なデバイスをアンテナの数に関係なく、一組で済むようにしている。
以上に述べたような従来技術によるＦＮ−ＣＷレーダ装置では、各アンテナを順次切換えながら、ＤＢＦ処理を施して、受信信号の位相差を検出する電子スキャン方式が採用されているので、受信回路部に、何らかの部品故障、使用環境の温度変動などによる特性変化が存在すると、受信信号の位相差の検知に異常を来たすことになる。
しかしながら、前出の特開平１１−３１１６６８号公報に開示された従来技術によるＦＭ−ＣＷレーダ装置は、ＲＦ受信回路、高帯域のミキサ、ＡＤ変換器等を含む受信回路部は、１組のみを備えているだけである。受信信号がこの受信回路部で処理されるので、受信回路部自体に上述の特性変化が発生していても、その処理結果に、位相差検知の異常があるとの判断できないという問題があった。
そこで、本発明は、受信回路部自体を利用して、該受信回路部の特性変化を自己判断できるようにし、その自己判断の結果、受信回路部に特性変化が存在すると判断された場合には、その特性を補正でき、異常の発生時には、ダイアグ情報などを出力できるレーダ装置を提供することを目的とする。
【発明の開示】
以上の課題を解決するため、本発明のレーダ装置では、送信信号を放射する送信部と、前記送信信号による物体からの反射波を受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナの各出力端子を入力端子に択一的に順次切換え接続する第１スイッチ部と、前記第１スイッチ部の前記入力端子に入力された各アンテナからの受信信号を前記送信信号の一部を用いてダウンコンバートするダウンコンバート部と、前記ダウンコンバート部の出力を、第１乃至第ｎのフィルタ回路に択一的に切換え接続する第２スイッチ部と、前記第１乃至第ｎのフィルタ回路の各出力を、第１乃至第ｎのＡＤ変換器に入力し、該第１乃至第ｎのＡＤ変換器から出力される第１乃至第ｎの出力信号に所定の処理を施して、前記物体までの距離又は前記物体との相対速度を検出するディジタル信号処理部と、前記複数のアンテナから選択された特定アンテナで受信された前記受信信号に基づいて出力された第１乃至第ｎの出力信号のうちから選択された２出力信号を比較して、該第１乃至第ｎの出力信号の特性変化を判断し、該特性の差を補正する信号特性判断部とを備えることした。
そして、前記信号特性判断部は、前記第１処理信号と前記第２処理信号の夫々に含まれる信号レベル及び／又は位相を比較することにより前記第１乃至第ｎの出力信号における特性変化の判断を行うこととした。
前記信号特性判断部は、前記第１スイッチを制御して、前記複数のアンテナの特定アンテナを選択し、前記第２スイッチを制御して、該特定アンテナの受信信号から前記第１乃至第ｎの出力信号を生成することとし、前記特性差があると判断した場合、前記第１乃至第ｎのＡＤ変換器の入力側に夫々接続された第１乃至第ｎの調整器を制御し、該特性差を補正することとした。
さらに、前記第１乃至第ｎの調整器の各々には、前記信号特性判断部によって制御される可変利得増幅器及び／又は可変位相器を含めるようにした。
また、前記信号特性判断部は、前記特性差があると判断した場合、該特性差に応じた前記第１乃至第ｎの出力信号に対する補正値を演算し、前記ディジタル信号処理部は、前記補正値に基づいて、前記第１乃至第ｎの出力信号を補正することとした。
前記信号特性判断部は、前記ディジタル信号処理部による前記物体までの距離又は前記物体との相対速度を検出する認識処理中において、間欠的に、前記特性変化に係る判断処理を行うこととした。
前記信号特性判断部は、前記物体との相対的な前記距離が変化しないと認識されたとき、前記特性変化に係る判断処理を行うこととし、特に、前記信号特性判断部は、当該装置が搭載された車両が走行停止中であることが認識されたとき、前記特性変化に係る判断処理を行うようにした。
また、前記信号特性判断部は、前記第１乃至第ｎの出力信号の信号レベル及び又は位相が所定値以上又は所定範囲内にあるとき、前記特性変化に係る判断処理を行い、前記信号特性判断部は、演算した前記補正値を前記第１乃至第ｎの出力信号に関連付けて記憶し、前記補正値により補正された前記第１乃至第ｎの出力信号に基づいて前記認識処理が実行されるようにした。
前記信号特性判断部は、外部指示に従って、前記第１乃至第ｎの出力信号の特性変化に係る判断処理を行うこととし、前記信号特性判断部は、当該装置の初期調整として、前記特性変化に係る判断処理を行い、該特性変化がある場合に、演算した前記補正値を前記第１乃至第ｎの出力信号に関連付けて記憶することとした。
前記信号特性判断部は、前記特性変化があると判断したとき、外部に報知することとし、さらに、前記信号特性判断部は、前記特性変化があると判断したとき、該特性変化が所定範囲内にない場合に、ダイアグ情報を外部に出力することとした。
以上のように、本発明のレーダ装置によれば、特別に補正のための装置を用意する必要がなく、通常動作時においても、的確に且つ迅速に、アレイアンテナで受信した受信信号を処理するフィルタ回路とＡＤ変換部を含む受信回路系に特性変化があること、或いは、発生したことが判断され、その結果により、受信回路系に対して補正処理を実行できるので、工場出荷時の初期調整において、簡単に、受信回路系の処理性能の差による受信信号の特性のバラツキを補正でき、また、動作中の環境変化による温度変動に対しても、随時補正でき、常に、精度向上を図ることができる。
また、本発明のレーダ装置によれば、複数の受信アンテナに対応して備えられた複数の受信回路系に、元々、性能差があっても、或いは、各受信回路系自体の経年変化による特性劣化、レーダ装置動作中の各受信回路系の異常動作が生じても、その異常による特性変化などに対応して補正処理を行うことができるので、常に、レーダ装置の認識処理の精度向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】  本発明を添付の図面を参照しながら、以下に説明する。
図１は、ディジタルビームフォーミング処理を行うＦＭ−ＣＷ方式によるレーダ装置の基本構成を説明する図である。
図２は、図１に示されたレーダ装置におけるダウンコンバート後の２受信回路系に係る出力信号間の特性変化を説明する波形図である。
図３は、ＦＭ−ＣＷ方式によるレーダ装置におけるダウンコンバート後の２受信回路系に係る出力信号間の特性差を補正する原理を説明する波形図である。
図４は、本発明によるレーダ装置の実施形態に係る構成を説明する図である。
図５は、本発明によるレーダ装置における信号特性判断に係る処理動作の手順を説明するフローチャート図である。
図６は、本発明によるレーダ装置の別の実施形態に係る構成を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】  次に、本発明によるレーダ装置の実施形態を説明するが、その実施形態について説明する前に、本発明によりもたらされる効果を明確にするために、本実施形態のレーダ装置の基本となるディジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）処理を行う電子スキャン方式によるレーダ装置について説明する。
ＦＭ−ＣＷレーダ装置は、例えば、三角波形状の周波数変調された連続の送信波を、ターゲットである、前方の車両などに向けて出力し、その送信波による反射波を受信することにより、例えば、前方の車両との距離を求めている。即ち、レーダ装置からの送信波が前方の車両で反射され、反射波の受信信号と送信信号をミキシングして得られるビート信号（レーダ信号）を得る。このビート信号を高速フーリエ変換して周波数分析を行う。周波数分析されたビート信号には、ターゲットに対してパワーが大きくなるピークが生じるので、このピークに対するピーク周波数を取得する。
このピーク周波数には、距離に関する情報が含まれており、前方車両との相対速度によるドップラ効果のために、ＦＭ−ＣＷ波に係る三角波の各々におけるアップ区間とダウン区間とでは、このピーク周波数は異なる。そして、このアップ区間とダウン区間のピーク周波数から、前方の車両との距離及び相対速度が得られる。なお、前方の車両が複数存在する場合には、ペアリング処理によって、各車両に対して一対のアップ区間とダウン区間のピーク周波数を取得するようにしている。
以上のような距離及び相対速度を検出できるＦＭ−ＣＷレーダ装置では、電圧制御発振器に変調信号発生器から変調信号を加えてＦＭ変調したＦＭ変調波が、送信信号として送信アンテナを介して外部に送信されると共に、送信信号の一部が分岐されて、ダウンコンバート部であるミキサに加えられる。一方、ターゲットである物体から反射された反射波を受信アンテナで受信し、ミキサで電圧制御発振器の出力信号とミキシングし、ビート信号が生成される。このビート信号は、バンドパスフィルタ回路を介してＡＤ変換器に入力され、そこで、ディジタルサンプリングされた後、ディジタル信号処理部で高速フーリエ変換等により信号処理がされて、距離および相対速度が求められる。
ディジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）処理は、複数の受信アンテナで構成されるアレーアンテナの各々の受信信号をＡＤ変換して、ディジタル信号処理部に取り込み、ビーム走査やサイドローブ特性等の調整をディジタル信号処理部で行われる。
ＤＢＦ処理を採用したレーダ装置は、フェーズドアレーアンテナレーダの移相器の機能をディジタル信号処理で行うものである。このＤＢＦ型レーダ装置では、電圧制御発振器に変調信号発生器から変調信号を加えてＦＭ変調し、ＦＭ変調波を送信信号として、送信アンテナを介して外部に送信すると共に、送信信号の一部が分岐されて、受信アンテナの数に対応した複数のミキサに加えられる。一方、物体から反射された反射波は、複数の受信アンテナで受信され、各受信アンテナからの受信信号は、夫々の増幅器を経て、複数のミキサに入力され、ここで、電圧制御発振器からの出力信号とミキシングされて、夫々のビート信号が生成される。
生成された各ビート信号は、夫々のバンドパスフィルタ回路を経て、各ＡＤ変換器によってディジタル信号に変換され、ディジタル信号処理部に送られる。ディジタル信号処理部（ＤＳＰ）では、各チャンネルからのディジタル信号を移相処理し、全チャンネルの合成を行い、マルチビームが形成される。
ＤＢＦの特徴は、全受信アンテナの信号をディジタル信号として取り込むと、それをもとに、任意の方向にビーム合成ができるため、１回の取り込みで複数のビームを形成できることである。
この様なＤＢＦ型のＦＭ−ＣＷ方式のレーダ装置を改良した具体例が、図１に示されている。図１に示されたレーダ装置の構成が、本実施形態のレーダ装置の基本となっている。このレーダ装置には、複数のアンテナによるアレーアンテナが備えられ、図１の例では、アレーアンテナは、送信アンテナＡＴ、受信アンテナＡＲ１、ＡＲ２が含まれている。送信アンテナＡＴ、増幅器１、ＶＣＯと表記された電圧制御発振器２、そして、ＭＯＤと表記された変調信号発生器３によって、送信部が形成されている。
さらに、そのレーダ装置には、受信アンテナＡＲ１、ＡＲ２を増幅器５に択一的に切換え接続するＳＷ１と表記された第１スイッチ４、送信信号の一部を受信信号とミキシングするミキサ６、ミキシングされた信号をＢＰ１、ＢＰ２と表記されたバンドパスフィルタ回路８１と８２に択一的に入力するＳＷ２と表記された第２スイッチ７、バンドパスフィルタ８１と８２の各々の出力が入力され、ＤＳＰと表記されたディジタル信号処理部９に組み込まれ、ＡＤ１、ＡＤ２と表記されたＡＤ変換器９１と９２が備えられている。
増幅器５とミキサ６によりダウンコンバート部が形成され、バンドパスフィルタ８１、８２と、ＡＤ変換器９１、９２とで、受信回路部が形成されている。図１に示されたレーダ装置の例では、受信アンテナが、２個の場合であって、この２個のアンテナに対応させて、バンドパスフィルタ回路とＡＤ変換器とを組とする受信回路系が２個備えられている。図１では、代表的に、２個の受信アンテナが備えられている例が示されたものであり、受信回路部の構成としては、受信アンテナの個数に対応して、バンドパスフィルタ回路とＡＤ変換器の組による受信回路系が複数備えられ、第２スイッチによって択一的に切換え接続されるようになっている。
この様に構成されたレーダ装置において、電圧制御発振器２の出力信号に、変調信号発生器３からの変調信号を加えてＦＭ変調信号を生成し、このＦＭ変調信号が、送信信号として、送信アンテナＡＴを介して、外部に送信される。それと共に、該送信信号の一部が分岐されてダウンコンバート部であるミキサ６に加えられる。一方、物体から反射された送信信号による反射波は、受信信号として複数の受信アンテナＡＲ１、ＡＲ２で受信される。ここで、受信アンテナＡＲ１、ＡＲ２の信号路をそれぞれチャンネルｃｈ１、ｃｈｎとする。第１スイッチ４で、複数の受信アンテナの各出力端子を、増幅器５を介してダウンコンバート部のミキサ６の入力端子に、択一的に順次切換え接続し、ダウンコンバート部に入力する各チャンネルｃｈ１、ｃｈ２からの信号を切換える。
この切換え動作は、ディジタル信号処理部９に備えられた切換え信号発生器から出力される信号により制御される。この切換え信号は、所定周波数を有するクロック信号であり、チャネルｃｈ１、ｃｈ２の受信信号は、所定周波数による切換え信号の立ち上がりエッジ及び立ち下りエッジで、チャンネルの切換え接続が行われる。その結果、クロック信号による所定時間の間に、チャネルｃｈ１が増幅器５と接続され、次の所定時間の間に、チャネルｃｈ２が増幅器５と接続される。以降、同様に、次の所定時間の間に、チャネルｃｈ１とｃｈ２とが交互に、増幅器５と接続される。この様に、全て同じ時間間隔の周期で、チャネルが切換えられる。
増幅器５に入力された受信信号は、ダウンコンバート部であるミキサ６に入力され、電圧制御発振器２からの送信信号とミキシングされてダウンコンバートされ、ビート信号が生成される。このビート信号は、第２スイッチ７に出力される。第２スイッチ７は、このビート信号が、バンドパスフィルタ回路８１、８２、及び、ＡＤ変換器９１、９２をそれぞれ有する２チャンネルに択一的に順次入力されるように、切り換える。この切換え動作は、ディジタル信号処理部９に備えられた切換え信号発生器からの信号により制御され、上述した周期で、第１スイッチ４によるアンテナ切換え動作と同期している。
バンドパスフィルタ回路８１と８２は、それぞれＡＤ変換器９１と９２に接続されており、バンドパスフィルタ回路８１と８２に入力した信号は、それぞれＡＤ変換器８１と８２によってディジタル信号に変換され、ディジタル信号処理部９で、高速フーリエ変換等により信号処理がされる。そして、各チャンネルからのディジタル信号について位相処理され、全チャンネルの合成が行われ、距離及び相対速度が測定される。
図１に示されたレーダ装置では、受信アンテナの数と、バンドパスフィルタ回路の数を同じとしたが、バンドパスフィルタ回路の数は、受信アンテナの数より少なくてもよい。しかし、バンドパスフィルタ回路の数は、同時に受信アンテナを切り換えなければならない数だけ必要である。例えば、同期して切り換える受信アンテナの数が２であれば、バンドパスフィルタ回路の数も２でよい。
また、図１では、ＡＤ変換器を複数設けたが、別途に第３切換えスイッチを挿入し、ＡＤ変換器を１つにし、第３切換えスイッチによって複数のバンドパスフィルタが切換え接続されるようにしてもよい。この場合、第３切換えスイッチの切換え動作は、ディジタル信号処理部９の切換え信号発生器５から出力される信号によって制御され、受信アンテナの切換え動作と同期して行われる。
図１に示されたように、これまでに提案されたＤＢＦ型のＦＭ−ＣＷ方式のレーダ装置においては、受信回路部として、受信アンテナの数に対応した分だけ、バンドパスフィルタ回路とＡＤ変換器との組による受信回路系を備えている。ここで、レーダ装置における距離及び相対速度検出のための認識処理中における受信回路部への入力波形と、受信回路部におけるＡＤ変換器への入力波形について、図２に示した。図２の（ａ）は、第１スイッチ４でチャネルｃｈ１とｃｈ２が切換えられて、ダウンコンバート部に入力され、そこからの出力信号の波形を示し、図２の（ｂ）は、第２スイッチ７で切換えられて、各々をバンドパスフィルタ回路８１又は８２に入力し、そこで処理された後のＡＤ変換器９１又は９２への入力信号の波形を示している。
ところで、受信回路部を構成する２受信回路系が同じ特性を有していれば、受信アンテナＡＲ１とＡＲ２も、同一特性を有しているので、ダウンコンバート部の出力信号におけるチャネルｃｈ１とｃｈ２に係る信号波形は、同一波形となり、時間的には第１スイッチ４の切換え周期だけずれている筈である。しかし、例えば、各受信アンテナの特性に差異があると、図２の（ａ）に示されるように、ダウンコンバート処理されたＳＰＤＴ入力信号のチャネルｃｈ１とｃｈ２に係る信号波形も互いに異なった形状のものとなる。
そこで、図２の（ａ）に示されるように、ＳＰＤＴ入力信号に含まれるチャネル信号ｃｈ１とｃｈ２の波形が互い異なっている場合には、図２の（ｂ）に示されるように、バンドパスフィルタ回路８１と８２でフィルタ処理され、ＡＤ変換器９１と９２に入力されるチャネル信号ｃｈ１とｃｈ２も、互いに異なった波形となる。チャネル信号ｃｈ１は、チャネル信号ｃｈ２の振幅より低く、チャネル信号ｃｈ１側のゲインが小さく、また、チャネル信号ｃｈ１とｃｈ２とは、位相がずれていることが分かる。これらのチャネル信号ｃｈ１とｃｈ２とに基づいて方位検出を行うと、各波形間に、信号レベル及び位相にずれがあるため、認識処理における方位検出に異常が発生することとなる。
図２の場合は、各受信アンテナ間の特性差に起因したものとして説明したが、各受信アンテナが同一特性であるときでも、複数の受信回路系が備えられている場合、各受信回路系間の特性差が存在するときには、各受信回路系で処理された各チャネル信号にも、図２の（ｂ）に示されたものと同様の現象が発生する。複数の受信回路系が備えられているときに、方位検出に異常が発生する基となる要因としては、１）製造時などのように、各受信回路系のゲイン、位相が未調整である場合、２）レーダ装置の使用環境の影響により各受信回路系のゲイン、位相にバラツキが発生する場合、３）特定の受信回路系に故障などの異常が発生した場合などが挙げられる。
そこで、本実施形態のレーダ装置では、方位検出の的確性に影響する複数の受信回路系の間における特性差を無くす補正を行うことによって、各受信回路系の特性変化、或いは、バラツキによる認識処理上の影響を排除できるようにした。このため、本実施形態のレーダ装置では、このレーダ装置に複数の受信回路系が備えられていることを利用して、各受信回路系に共通するチャネル信号を供給することで、各受信回路系の間の特性差を検出し、その特性差によって、受信回路系の異常に関する自己判断を行うようにした。
各受信回路系に共通するチャネル信号を供給する仕方として、複数の受信アンテナにおける特定アンテナを選択して、この特定アンテナで受信した受信信号を各受信回路系に供給するように、第１スイッチ４と第２スイッチとを制御する。通常認識処理中においては、第１スイッチ４と第２スイッチ７とは同期して、対応する受信アンテナと受信回路系とを切換え接続しているが、受信回路系の異常自己判断時には、第１スイッチ４は、特定アンテナのみに固定的に接続するように制御され、第２スイッチ７は、複数の受信回路系から２組の受信回路系を選択して、各々を切換え接続するように制御される。これで、特定アンテナで受信した受信信号に係るチャネル信号を当該受信回路系の夫々に供給するように制御される。
その受信回路系の異常に関する自己判断の原理を、図３において、図１に示されたレーダ装置を例にしたチャネル信号の波形で示した。図３の（ａ）には、第２スイッチ７から出力される出力信号の波形が示されている。このとき、受信アンテナＡＲ１が、第１スイッチ４によって、特定アンテナとして選択されている。受信アンテナＡＲ１が、送信アンテナＡＴから送信された送信信号による反射波を受信する。そして、この受信信号に基づいて、ダウンコンバータ部でビート信号が生成される。このビート信号は、第２スイッチ７によって、通常認識処理中における切換え周期で、切換えられ、チャネル信号ｃｈ１１とｃｈ１２が生成される。
このチャネル信号ｃｈ１１は、太線で示され、チャネルｃｈ１２は、細線で示されるように、チャネル信号ｃｈ１１とｃｈ１２とは、切換え周期で交互に現れ、これらの信号の包絡線が、ビート信号になっている。そこで、チャネル信号ｃｈ１１は、バンドパスフィルタ回路８１に、チャネル信号ｃｈ１２は、バンドパスフィルタ回路８２に夫々入力される。
図３の（ｂ）には、バンドパスフィルタ回路の出力であり、ＡＤ変換器９１、９２の入力信号の波形が示されている。ＡＤ変換器９１の入力信号の波形は、チャネル信号ｃｈ１１で表され、ＡＤ変換器９２の入力信号の波形が、チャネル信号ｃｈ１２で表されている。図３の（ｂ）に示された波形から分かるように、選択された２組の受信回路系に係る特性が同じであれば、チャネル信号ｃｈ１１とチャネル信号ｃｈ１２の波形も同一のものとなるが、これらの受信回路系に特性差があれば、信号波形における振幅及び／又は位相にずれが発生することになる。そのため、チャネル信号ｃｈ１１とチャネル信号ｃｈ１２との信号レベル及び／又は位相のずれを検出すれば、これらの受信回路系の間における特性差を自己判断できる。
次に、上述した受信回路系の異常に関する自己判断の原理を、図１に示したレーダ装置に適用した本実施形態について、図４及び図５を参照しながら説明する。その本実施形態のレーダ装置の構成が、図４に示されている。図４に示された本実施形態のレーダ装置は、図１に示されたレーダ装置の構成をそのまま利用しているので、同じ構成部分には、同じ符号が付されている。
ここで、本実施形態のレーダ装置においては、図１のレーダ装置のディジタル信号処理部９に、信号特性判断部９３が追加的に設けられている。そして、この信号特性判断部９３は、受信回路系の信号特性判断時のみ、第１切換スイッチ４と第２切換スイッチ７の切換え動作を制御し、特定アンテナで受信した受信信号から得られたＡＤ変換器９１及び９２のチャネル信号出力に基づいて、複数の受信回路系における特性差を判断する。その判断結果により、チャネル信号の信号レベル及び／又は位相を補正する。
さらに、図３に示した本実施形態のレーダ装置の例では、チャネル信号の信号レベル及び／又は位相を補正するため、各信号回路系の途中に、調整器１０１、１０２が、各信号回路系の途中であるバンドパスフィルタ回路とＡＤ変換器との間に挿入され、その調整器の各々は、信号特性判断部９３によって、信号特性判断時に信号レベル及び／又は位相がアナログ的に調整され、その調整値を保持するものである。これによって、通常認識処理時において、受信回路系の特性差が補正される。調整器１０１、１０２は、可変利得増幅器、位相器を含み、図中では、Ｌ／Ｐと表記されている。
また、チャネル信号に対する調整機能は、図４に示されるように、ハード的に、調整器を受信回路系内に挿入することで実現できるが、ディジタル信号処理部９内において、チャネル信号をＡＤ変換した後の処理信号をソフト的に調整するようにして、通常認識処理時において、受信回路系における特性差が補正されるようにしてもよい。この場合には、特性差を補正する補正値をディジタル信号処理に使用するため、記憶部に記憶しておく。
以上のことは、各受信回路系の間において、特性差が元々存在していても、或いは、動作中に特性差が発生していても、以後の処理にあたっては、この保持された、或いは、記憶された補正値に従って、各受信回路系で処理された出力信号が自動的に補正されることになるので、通常の認識処理上では、各受信回路系間の特性差が解消されている。３個以上の複数の受信アンテナを備えたレーダ装置の場合でも、特定アンテナに関連する受信回路系と、他の受信アンテナに関連する受信回路系とを組み合わせて、上述の手法を繰り返すことにより、全ての受信回路系に対して、受信回路系間の特性差を補正することができ、全体として、揃った特性が得られる。
次に、これまでに説明してきたように、受信回路系間におけるチャネル信号に係る特性変化を判断することにより、受信回路系の特性差を解消する仕方に従い、ディジタル信号処理部９に含まれている信号特性判断部９３における実際の補正処理の手順について、図５に示されたフローチャートを参照して説明する。
図５に示された補正処理の手順は、図４に示されたレーダ装置の場合を例にしている。先ず、最初に、ディジタル信号処理部９において、処理部のメイン処理である通常の認識処理が開始されると、信号特性判断部９３が起動される。信号特性判断部９３には、タイマが備えられ、この起動により、タイマが動作を開始し、例えば、１０秒経過したかどうかが判断される（ステップＳ１）。
ここで、１０秒経過していない場合には（ステップＳ１のＹ）、ディジタル信号処理部９は、通常の認識処理を実行することとし、第１スイッチ４と第２スイッチ７とを同期した切換え動作に制御する（ステップＳ２）。
そして、ディジタル信号処理部９は、バンドパスフィルタ回路８１、８２から入力されたチャネル信号ｃｈ１、ｃｈ２に対して、ＡＤ変換処理を行わせ（ステップＳ３）、次いで、ＦＦＴ処理を行わせ、方位検出などの通常の認識処理が行われる（ステップＳ４）。その後、ステップＳ１に戻り、１０秒経過するまで、ディジタル信号処理部９は、通常の認識処理を続行する。
一方、１０秒が経過したと判断された場合には（ステップＳ１のＮ）、信号特性判断部９３が、第１スイッチ４を制御して、受信アンテナＡＲ１、ＡＲ２のいずれか一方を特定アンテナとして、固定的にオン状態に制御する（ステップＳ５）。図４では、特定アンテナは、受信アンテナＡＲ１が選択され、受信アンテナＡＲ１で受信したチャネル信号ｃｈ１が比較判断の基準となっている。
次いで、信号特性判断部９３は、第２スイッチの切換え接続を制御し、チャネル信号ｃｈ１からチャネル信号ｃｈ１１とｃｈ１２を生成し、バンドパスフィルタ回路８１と８２の各々に入力させ、バンドパスフィルタ回路８１と８２の出力を、ＡＤ変換器９１と９２にＡＤ変換処理を行わせる（ステップＳ６）。
ここで、信号特性判断部９３は、チャネル信号ｃｈ１１に係るＡＤ変換信号と、チャネル信号ｃｈ１２に係るＡＤ変換信号とを比較する（ステップＳ７）。ここでは、各ＡＤ変換信号に基づいて、チャネル信号ｃｈ１１とチャネル信号ｃｈ１２とに含まれる信号レベル及び／又は位相に係るずれが判断され、そのずれ量が演算される。このずれ量は、特性差を解消するための補正値となる。
次いで、演算されたずれ量に基づいて、チャネル信号ｃｈ１１とチャネル信号ｃｈ１２との双方に係る信号レベル及び／又は位相が同等であるかどうかが判断される（ステップＳ８）。
ここで、各信号レベル及び／又は位相が同等であると判断された場合には（ステップＳ８のＹ）、製造過程で、元々、各受信回路系の特性差があった可能性があって、補正済みであり、或いは、それ程、受信回路系の性能劣化が進んでいない可能性があることを示すものであり、受信回路系に特性変化が発生していないとして、前回の補正処理で求められ、既に設定された補正値を維持し、前の状態としておく（ステップＳ９）。そして、ステップＳ１に戻り、ディジタル信号処理部９は、通常の認識処理を行う。
また、各信号レベル及び／又は位相が同等でないと判断された場合には（ステップＳ８のＮ）、さらに、信号レベル値及び／又は位相値が所定の範囲外のものであるかどうか判断される（ステップＳ１０）。これは、主として、受信回路系の故障状態を判断するものである。
信号レベル値及び／又は位相値が所定の範囲内のものである場合には（ステップＳ１０のＮ）、受信回路系の性能劣化が進んでいる可能性があり、或いは、動作環境の温度変動の影響で特性に変化が発生した可能性があることを示すものであり、ステップＡ７において演算されたずれ量に基づいて補正値を生成し、今回の補正処理で求められた補正値によって、前回の補正処理で求められた既設定の補正値を更新する（ステップＳ１１）。そして、ステップＳ１に戻り、ディジタル信号処理部９は、通常の認識処理を行う。なお、この更新時に、当該受信回路系について、特性変化があったことを外部に報知するようにしてもよい。
また、信号レベル値及び／又は位相値が所定の範囲外のものである場合には（ステップＳ１０のＹ）、当該受信回路系が異常処理状態になっていることを示し、ディジタル信号処理部９における通常の認識処理に、重大な影響を与える危険性があることを示すものであり、この場合には、ダイアグ情報を出力し、外部に受信回路系の異常を報知する（ステップＳ１２）。
例えば、当該認識処理中の流れからは発生し得ないような、受信回路系からの出力に信号レベルの急激な変動が生じた場合に、受信回路系の特性変化に関する判断処理を実行すれば、受信回路系の一つに、突然に異常が発生したことを自動的に検知することができ、レーダ装置の認識が誤っていることを確実に報知することができる。なお、ステップＳ１２におけるダイアグ情報の出力先としては、ナビゲーション処理を行う電子制御装置（ＥＣＵ）、オートクルーズ制御（ＡＣＣ）などが挙げられる。
以上のように、信号特性判断部９３は、第１スイッチ４と第２スイッチとの切換え接続を制御して、特定アンテナで受信されたチャンネルｃｈ１に基づいて、チャネル信号ｃｈ１１とチャネル信号ｃｈ１を生成するようにし、各受信回路系に同じチャネル信号を入力する。この同じ特性を有するチャネル信号によって、各受信回路系の処理結果を比較できるようになっている。そのため、各受信回路系自体に特性の変化が発生し、或いは、各受信回路系の特性にバラツキがあっても、通常の認識処理に影響しないように、当該受信回路系に対して求めた補正値で補正することができる。
なお、各受信回路系に調整器１０１と１０２が挿入されている場合には、信号特性判断部９３がこれらの調整器を制御することにより、各受信回路系に対する補正処理が行われるが、これらの調整器による調整機構が正常に機能しているかどうかが判断される必要性があることも有り得る。この様な場合、例えば、各調整器に含まれる可変利得増幅器が、調整のためオン・オフ制御される形式のものであれば、各受信回路系間で、このオン・オフ制御状態の差を比較することで、各調整機構が正常であるかどうかを判断することができる。各調整機構間で、オン・オフ制御状態に差異があれば、調整することができる。
以上で、図５のフローチャートに示されたように、ディジタル信号処理部に含まれている信号特性判断部が、受信回路系間におけるチャネル信号に係る特性変化を判断し、受信回路系の特性差を解消するように補正処理することについて説明された。そこで、以下に、この補正処理における補正値の具体的な算出例を説明する。
ここで説明される補正値の算出例では、チャンネルｃｈ１の受信信号に係るＡＤ変換されたチャンネルｃｈ１１とｃｈ１２の２つの受信信号を用いる。それぞれの受信信号を、Ｅ１（ｔ）、Ｅ２（ｔ）とし、いずれの受信信号も既知のターゲットからの反射波による受信信号のみとする。各受信信号は、
Ｅ１（ｔ）＝Ｃ１・ｅ−ｊ２πｆｔ＝Ｃ１・ｅ−ｊθ１（ｔ）
Ｅ２（ｔ）＝Ｃ２・ｅ−ｊ（２πｆｔ−δ）＝Ｃ２・ｅ−ｊθ２（ｔ）
と表される。ここで、Ｃ１、Ｃ２は、振幅を、そして、θ１（ｔ）、θ２（ｔ）は、位相をそれぞれ示している。なお、θ２（ｔ）＝２πｆｔ−δであり、受信信号Ｅ２（ｔ）が、受信信号Ｅ１（ｔ）に対する位相ずれδを有していることを示している。
ところで、各受信回路系に特性差がある状態では、通常に受信される各受信信号における振幅と位相のそれぞれが、Ｃ１≠Ｃ２、θ１≠θ２の関係にあるとする。一方、各受信回路系に特性差がないものとすれば、Ｃ１＝Ｃ２、θ１＝θ２の関係が成立し、チャンネルｃｈ１１とチャンネルｃｈ１２との受信信号は同じ信号になる筈である。
そこで、この原理を利用して、受信信号「ｃｈ１１」と受信信号「ｃｈ１２」とが同じになるように、各受信回路系の特性を補正するため、振幅の補正値を、ｋとし、位相のずれ補正値を、δとすると、振幅Ｃ１とＣ２、位相θ１とθ２については、
Ｃ１＝ｋＣ２、
θ１＝θ２＋δ
と表される。
この様に表されたとき、補正後のチャンネルｃｈ１２の受信信号を、Ｅ２’（ｔ）とすると、
Ｅ２’（ｔ）＝ｋＣ２・ｅ−ｊ｛θ２（ｔ）＋δ｝
となる。ここで、上述したＣ１＝ｋＣ２、θ１＝θ２＋δの関係により、
Ｅ２’（ｔ）≒Ｃ１・ｅ−ｊ２πｆｔ
＝Ｅ１
とすることができるので、補正値ｋ及びδにより、チャンネルｃｈ１２の受信信号がチャンネルｃｈ１１の受信信号と同じに補正されたことになる。
以上のように、補正値ｋ及びδに基づいて、２つのチャンネルに係る受信信号について、どちらかの受信信号を基準にして、補正処理が実現される。そこで、図５のフローチャートのステップＳ６において、ＡＤ変換された受信信号に対するＦＦＴ処理が実行され、ステップＳ７において、ＦＦＴ処理の結果により、既知のターゲットの距離位置に対応する周波数の実数と虚数の解から、振幅値Ｃ１、Ｃ２と、位相値θ１、θ２とが算出される。
そこで、振幅値Ｃ１、Ｃ２及び位相値θ１、θ２が算出されたならば、上述したＣ１＝ｋＣ２、θ１＝θ２＋δの関係から、チャンネルｃｈ１１とチャンネルｃｈ１２に係る補正値ｋ及びδを求めることができる。
以上では、チャンネルｃｈ１から得られたチャンネルｃｈ１１とチャンネルｃｈ１２に係る補正値ｋ及びδを求める場合について説明したが、図１に示したレーダ装置のように、受信側がアンテナＡＲ１とＡＲ２で構成されている場合に、アンテナＡＲ２を切り換え固定して、チャンネルｃｈ２からチャンネルｃｈ２１とチャンネルｃｈ２２の受信信号を得ても、上述した補正処理と同様に、チャンネルｃｈ２１とチャンネルｃｈ２２に係る補正値ｋ及びδを求めることができる。また、求められた２組の補正値を比較すると、受信アンテナＡＲ１とＡＲ２間の特性差を求めることができる。
また、さらに受信アンテナ数が増加され、これに対応して受信回路系も増加された多チャンネルのレーダ装置の場合には、一の受信アンテナを切り換え固定し、当該受信アンテナで受信した受信信号を各受信回路系に入力して、複数のチャンネルｃｈ１乃至ｃｈｍを生成する。そして、基準とするチャンネル、例えば、チャンネルｃｈ１と、複数のチャンネルから選択された他のチャンネルを組み合わせて、２チャンネルの組みを順次選択し、夫々の組みについて、補正値ｋ及びδを求めることもできる。
図５のフローチャート図では、信号特性判断部９３による各受信回路系の特性変化に係る判断の仕方と、特性変化した場合の補正処理の手順とについて、説明した。ここでは、タイマにより、ディジタル信号処理部９における通常の認識処理中に、例えば、１０秒間隔で、各受信回路系に係る特性変化を判断処理した。次に、この受信回路系の特性変化に係る判断処理を、他に、どの様なときに実施できるかについて説明する。
受信回路系の特性変化の判断処理は、レーダ装置の外部から信号特性判断部９３に処理指令を送って、任意のときに実施されるようにしてもよい。例えば、工場出荷時の製品検査の段階で、検査係が指令し、出荷される製品の品質を均一化する場合に採用することができる。また、レーダ装置のユーザが、任意のタイミングで処理指令を行って、レーダ装置の認識処理の精度を向上することもできる。
一方、レーダ装置が車両に搭載されている場合のように、車両の走行中の装置動作中において、レーダ装置における通常の認識処理の間に、間欠的に、且つ自動的に、信号特性判断部９３に起動され、その都度、補正処理が行われるように、設定することもできる。図５の例では、タイマで所定時間毎に補正処理が行われたが、通常認識処理の所定回数毎に１回の補正処理が実行されるようにしてもよい。
また、車両の速度計などから車速を検出し、車両が停止中であるときに、受信回路系の補正処理を実行するようにしても良い。ここで、車速が０でなく、走行しているときには通常の認識処理を続行させ、車両が停止中であり、車速が０であるときに、上述した補正処理の手順に従って、補正値を演算し、当該補正値を維持するか、又は、補正値を更新するかの補正処理が実行される。さらに、演算された補正値が、想定範囲外の場合には、ダイアグ情報を出力する。
車両が停止している場合にのみ、補正処理が実行されるが、車両が停止中であると、車両の前方にあるターゲットとの距離が固定化されるため、受信信号の入力が安定し、補正処理の精度向上を期待できる。勿論、車両が停止中のみに補正処理を実行する条件とせずに、単純に、所定回数毎に、定期的に補正処理を実行させることでも、本発明の目的を達成することができる。
車両が停止中であるときは、つまり、受信信号の入力が安定しているときであり、受信回路系の特性変化に関する判断処理が的確に実行されるものであることから、車両が停止中である場合に限られず、受信回路系に入力されるチャネル信号が安定していれば良く、例えば、走行中であっても、車両の前方にあるターゲットとの相対距離が安定しているときでも、もしくは、受信レベルが高い場合にのみ実行してもよい。
これまでの説明では、受信回路系の特性変化に関する判断処理は、主に、時間的条件に従って実行されるものであったが、レーダ装置の使用環境に係る温度の変化時に、受信回路系の特性変化に関する判断処理を実行するようにしてもよい。例えば、レーダ装置に直接に、或いは、その近傍に、温度センサを設けておき、このセンサで、受信回路系に関わる温度を検出する。受信回路系は、温度変化に影響されて、その性能、処理特性も変化し、受信回路系毎に、その変化度合いもばらついている。
そのため、信号特性判断部９３は、この温度センサからの温度情報に基づいて、例えば、検出された温度が所定範囲を超えている場合に、受信回路系の特性変化に関する判断処理を実行するようにする。この様に、温度情報を検出することにより、レーダ装置の環境変化に追随して、補正処理が正確に行われる。この環境変化に追随した補正処理と、上述した間欠的な補正処理と組み合わせることにより、更に精度のよい補正を行える。
以上に説明した本発明によるレーダ装置の実施形態では、図１に示されたレーダ装置の構成を基本とし、このレーダ装置には、複数のアンテナによるアレーアンテナが備えられている。そのアレーアンテナには、例えば、送信アンテナＡＴ、受信アンテナＡＲ１、ＡＲ２が含まれている。
しかし、上述した本発明によるレーダ装置の実施形態は、アレーアンテナを、送信専用アンテナと、複数の受信専用アンテナとで構成する場合にのみの適用に限られず、アレーアンテナを構成する複数のアンテナを送受信兼用にした場合にも適用される。以下に、送受信兼用の複数のアンテナでアレーアンテナを構成した場合の適用例について、図６に示された本発明によるレーダ装置の別の実施形態を参照して説明する。
図６に示されたＤＢＦ型ＦＭ−ＣＷ方式レーダ装置の別の実施形態は、図４に示された本実施形態のレーダ装置の構成を基本としているが、この別の実施形態では、送信専用アンテナと、複数の受信専用アンテナの組み合わせによるアンテナ構成の代わりに、複数の送受信兼用アンテナＡ１乃至ＡｍによるアンテナアレイＡが採用されている。
このレーダ装置には、アンテナアレイＡ、増幅器１、ＶＣＯと表記された電圧制御発振器２、そして、ＭＯＤと表記された変調信号発生器３が備えられ、送信部が形成されている。
さらに、そのレーダ装置には、アンテナアレイＡにおけるアンテナＡ１乃至Ａｍを送信時に増幅器１に択一的に切換え接続し、さらに、各アンテナを受信時に増幅器５に択一的に切換え接続するＳＷ３と表記された第３スイッチ４１が備えられる。また、送信信号の一部を受信信号とミキシングするミキサ６、ミキシングされた信号をＢＰ１乃至ＢＰｎと表記されたバンドパスフィルタ回路８−１乃至８−ｎに択一的に入力するＳＷ４と表記された第４スイッチ７１が備えられる。バンドパスフィルタ８−１乃至８−ｎの各々の出力が入力され、ＤＳＰと表記されたディジタル信号処理部９に組み込まれ、ＡＤ１乃至ＡＤｎと表記されたＡＤ変換器９−１乃至９−ｎが備えられる。
増幅器５とミキサ６によりダウンコンバート部が形成され、バンドパスフィルタ８−１乃至８−ｎと、ＡＤ変換器９−１乃至９−ｎとで、受信回路部が形成されている。受信回路部の構成としては、受信アンテナの個数に対応して、バンドパスフイルタ回路とＡＤ変換器の組による受信回路系が複数備えられ、第４スイッチ７１によって択一的に切換え接続されるようになっている。
ここで、図６に示された別の実施形態のレーダ装置においても、図４に示されたレーダ装置の場合と同様に、レーダ装置のディジタル信号処理部９に、信号特性判断部９３が設けられている。そして、この信号特性判断部９３は、受信回路系の信号特性判断時のみ、第３スイッチ４１と第４スイッチ７１の切換え動作を制御し、特定アンテナで受信した受信信号から得られたＡＤ変換器９−１乃至９−ｎのチャネル信号出力に基づいて、複数の受信回路系における特性差を判断する。その判断結果により、チャネル信号の信号レベル及び／又は位相を補正する。
さらに、図６に示した別の実施形態のレーダ装置では、上述した実施形態のレーダ装置の場合と同様に、チャネル信号の信号レベル及び／又は位相を補正するため、各信号回路系の途中に、可変利得増幅器、位相器を含む調整器を、各信号回路系の途中であるバンドパスフィルタ回路とＡＤ変換器との間に挿入してもよく、また、ディジタル信号処理部９内において、チャネル信号をＡＤ変換した後の処理信号をソフト的に調整するようにして、通常認識処理時において、受信回路系における特性差が補正されるようにしてもよい。
次に、図６に示された別の実施形態のレーダ装置において、受信回路系間の特性変化を判断し、その変化を補正処理する手順について説明する。受信回路系の特性差を解消する仕方と、補正処理における補正値の算出の仕方は、上述した実施形態で採用されたものと同様である。
先ず、最初に、ディジタル信号処理部９において、処理部のメイン処理である通常の認識処理が開始されると、信号特性判断部９３が起動される。信号特性判断部９３に備えられたタイマが動作を開始し、所定時間が経過するまで、ディジタル信号処理部９は、通常の認識処理を実行する。第３スイッチ４１と第４スイッチ７１とを制御する。
次に、所定時間が経過したとき、図６に示されるように、信号特性判断部９３が、第３スイッチ４１を制御して、例えば、アンテナＡ１を、送信アンテナとするため、増幅器１に接続する。図６では、特定アンテナとして、アンテナＡ１が選択され、アンテナＡ１で受信したチャネル信号ｃｈ１を比較判断の基準としている。
次いで、信号特性判断部９３は、第３スイッチ４１を制御して、アンテナＡ１を増幅器５に接続し、さらに、第４スイッチを制御して、チャネル信号ｃｈ１からチャネル信号ｃｈ１１とｃｈ１２を生成し、バンドパスフィルタ回路８−１と８−２の各々に入力させ、バンドパスフィルタ回路８−１と８−２の出力を、それぞれＡＤ変換器９−１と９−２でＡＤ変換処理を行わせる。
ここで、信号特性判断部９３は、チャネル信号ｃｈ１１に係るＡＤ変換信号と、チャネル信号ｃｈ１２に係るＡＤ変換信号とを比較する。ここでは、各ＡＤ変換信号に基づいて、チャネル信号ｃｈ１１とチャネル信号ｃｈ１２とに含まれる信号レベル及び／又は位相に係るずれが判断され、そのずれ量が演算される。このずれ量は、受信回路系間の特性差を解消するための補正値となる。
次いで、演算されたずれ量に基づいて、チャネル信号ｃｈ１１とチャネル信号ｃｈ１２との双方に係る信号レベル及び／又は位相が同等であるかどうかが判断され、各信号レベル及び／又は位相が同等であると判断された場合には、補正済みであるか、或いは、受信回路系の性能劣化が進んでいないことを示している。そこで、受信回路系に特性変化がないとして、既に設定された補正値を維持し、ディジタル信号処理部９は、通常の認識処理を続行する。
また、各信号レベル及び／又は位相が同等でないと判断された場合には、受信回路系の故障状態を判断するため、信号レベル値及び／又は位相値が所定の範囲外のものであるかどうかを判断し、信号レベル値及び／又は位相値が所定の範囲内のものである場合には、受信回路系の性能劣化が進んでいる、或いは、動作環境の温度変動の影響で特性に変化が発生したことを示すものであるので、演算されたずれ量に基づいて補正値を生成し、今回の求めた補正値によって、既設定の補正値を更新する。
そして、ディジタル信号処理部９は、通常の認識処理を行う。なお、この更新時に、当該受信回路系について、特性変化があったことを外部に報知するようにしてもよい。
また、信号レベル値及び／又は位相値が所定の範囲外である場合には、当該受信回路系が異常処理状態になっていることを示す。ディジタル信号処理部９における通常の認識処理に、重大な影響を与える危険性があるため、ダイアグ情報を出力し、外部に受信回路系の異常を報知する。
ここで、図６に示されるように、ダイアグ情報の出力先として、例えば、ディジタル信号処理部９が、車両内ＬＡＮ、ＣＡＮなどのネットワークに接続されている場合には、ネットワークに接続されたナビゲーション処理用ＥＣＵ１１、ＡＣＣ用ＥＣＵ１２などが挙げられ、ディジタル信号処理部９が、これらの出力先にダイアグ情報を伝送する。
以上のように、信号特性判断部９３は、第３スイッチ４１と第４スイッチ７１における切換えを制御して、特定のアンテナで受信されたチャンネルｃｈ１に基づいて、チャネル信号ｃｈ１１とチャネル信号ｃｈ１２を生成するようにし、各受信回路系に同じチャネル信号を入力する。この同じ特性を有するチャネル信号によって、各受信回路系の処理結果を比較できる。そのため、各受信回路系自体に特性の変化が発生し、或いは、各受信回路系の特性にバラツキがあっても、通常の認識処理に影響しないように、当該受信回路系に対して求めた補正値で補正することができる。
【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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【国際調査報告】
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