特開 2015-96832 物体方位検出装置、レーダ装置、物体方位検出方法および物体方位検出プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-96832(P2015-96832A)

(43)【公開日】2015年5月21日

(54)【発明の名称】物体方位検出装置、レーダ装置、物体方位検出方法および物体方位検出プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/41 20060101AFI20150424BHJP

   G01S 7/02 20060101ALI20150424BHJP

   G01S 13/42 20060101ALI20150424BHJP

   G01S 13/93 20060101ALI20150424BHJP

   G01S 7/34 20060101ALI20150424BHJP

   G01S 3/46 20060101ALI20150424BHJP

【ＦＩ】

   G01S7/41

   G01S7/02 F

   G01S13/42

   G01S13/93 Z

   G01S7/34

   G01S3/46

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2013-236924(P2013-236924)

(22)【出願日】2013年11月15日

(71)【出願人】

【識別番号】300052246

【氏名又は名称】日本電産エレシス株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】304023318

【氏名又は名称】国立大学法人静岡大学

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(72)【発明者】

【氏名】加茂 宏幸

(72)【発明者】

【氏名】桑原 義彦

【テーマコード（参考）】

5J070

【Ｆターム（参考）】

5J070AB17

5J070AB24

5J070AC02

5J070AC06

5J070AC13

5J070AD10

5J070AF03

5J070AH04

5J070AH31

5J070AH39

5J070AJ13

5J070AK22

(57)【要約】

【課題】独立マルチビームアンテナ方式において、物体の方位を効果的に検出する物体方位検出装置などを提供する。
【解決手段】物体方位検出装置（例えば、レーダ装置１０１に備えられる物体方位検出の機能を有する装置）は、独立したマルチビームを形成するアンテナ部（例えば、誘電体レンズ１と複数のビーム素子２−１〜２−Ｍから構成されるアンテナ部）と、物体により反射されて前記アンテナ部により受信されたマルチビームの信号に基づいて、最尤推定法により、前記物体の方位を検出する方位検出部（例えば、信号処理部８に備えられる機能部）と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

独立したマルチビームを形成するアンテナ部と、
物体により反射されて前記アンテナ部により受信されたマルチビームの信号に基づいて、最尤推定法により、前記物体の方位を検出する方位検出部と、
を備える物体方位検出装置。

【請求項2】

前記方位検出部は、前記マルチビームの信号に基づく複素振幅データを使用して、前記最尤推定法の演算を実行することにより、前記物体の方位を検出する、
請求項１に記載の物体方位検出装置。

【請求項3】

前記アンテナ部は、レンズまたは反射鏡と、複数のアンテナ素子を用いて構成される、
請求項１または請求項２に記載の物体方位検出装置。

【請求項4】

前記アンテナ部は、１個以上のアンテナ素子を備え、一部または全部のアンテナ素子を機械的に切り替えて、前記アンテナ素子の数より多い複数のビームを形成する、
請求項１または請求項２に記載の物体方位検出装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の物体方位検出装置を備える、
レーダ装置。

【請求項6】

方位検出部が、物体により反射されて独立したマルチビームを形成するアンテナ部により受信されたマルチビームの信号に基づいて、最尤推定法により、前記物体の方位を検出する、
物体方位検出方法。

【請求項7】

方位検出部が、物体により反射されて独立したマルチビームを形成するアンテナ部により受信されたマルチビームの信号に基づいて、最尤推定法により、前記物体の方位を検出するステップ、
をコンピュータに実行させるための物体方位検出プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物体方位検出装置、レーダ装置、物体方位検出方法および物体方位検出プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

＜用語の説明＞
本願では、独立した複数のビームを形成するアンテナの方式を「独立マルチビームアンテナ方式」と呼ぶ。「独立マルチビームアンテナ方式」としては、例えば、以下で説明されるように、レンズ又は反射鏡と複数のアンテナ素子を備えるアンテナの方式や、１個のアンテナ素子（または、２個以上のアンテナ素子でもよい。）を機械的に切り替えて複数のアンテナ素子（実際のアンテナ素子の数より多いアンテナ素子）と同様な信号処理を実現するアンテナの方式がある。複数のアンテナ素子のそれぞれは、例えば、給電系（給電系自体は共通でもよい。）から給電される信号が互いに独立し、このため、複数のビームは互いに相関性が低く（相関性がゼロでなくてもよい。）、アンテナ素子間の位相には全く連続性がない（アレーアンテナ方式であれば、如何なる配列でも連続性が存在する。）。また、複数のビームは、例えば、互いに異なる方向に指向され、それぞれのビームの到達領域の相関性が低い。本願で「独立マルチビームアンテナ方式」と呼ぶ方式は、一般的には「マルチビームアンテナ方式」と呼ばれるが、他の方式（例えば、受信素子が別々のアレーアンテナ方式で、信号処理によるマルチビームを生成する方式）に関してもマルチビームなどという語句が記載される場合があるため、本願では、アレーアンテナ方式とは異なる方式であることを明確にするために「独立マルチビームアンテナ方式」と呼ぶ。

【0003】

＜背景技術＞
近年、市販の自動車における衝突の軽減および防止のために、電波レーダが急速に普及している。このような用途における電波レーダによる物体の方位（角度）計測方法は、概ね、２種類のアンテナ方式のものに大別される。

【0004】

一つ目のアンテナ方式として、同一の指向性となる複数のアンテナ素子から構成されるアレーアンテナを適用したシステムのアレーアンテナ方式がある。アレーアンテナ方式では、隣接するアンテナ素子間における位相差の情報が得られることから、フーリエ変換に基づく基本的な到来波推定法であるビームフォーミング法やアダプティブアレーのヌルステアリングの概念を用いたＣＡＰＯＮ法を適用することができる。また、入力信号の相関行列の固有値の展開に基づいて信号部分空間と雑音部分空間に分離してその特徴を利用する部分空間法であるＭＵＳＩＣ法やＥＳＰＲＩＴ法についても、アレーアンテナ方式においては、複数のアンテナ素子により同時に複数の受信信号を取得することができて、すべてのアンテナ素子の相関関係が強いことから、適用条件が揃っているといえる。また、アレーアンテナ方式では、ビームフォーミング法から得られたアレーアンテナの指向性の情報に基づいて、演算負荷が軽いモノパルス方式などを運用することもできる。
以上のように、アレーアンテナ方式は、多くの到来波推定法を適用することが可能であることから、様々な条件下においても高分解能の解析を実現することができ、非常に利便性が高い方式であるといえる。

【0005】

二つ目のアンテナ方式として、独立したマルチビームを形成するアンテナを適用したシステムの独立マルチビームアンテナ方式がある。このようなアンテナとして、例えば、光学的に複数の方向へ同時にまたは高速に切り替えてビームを指向することができる、レンズまたは反射鏡によって収束されるマルチビームを形成するマルチビームアンテナがある。独立マルチビームアンテナ方式では、概ね与えられたすべてのアンテナの開口面積を用いて各ビームを形成することから、アレーアンテナ方式と比べると、高い利得が得られる。さらに、独立マルチビームアンテナ方式では、あらかじめビームが絞られていることから、マルチパスの影響を抑制する効果を期待することができる。一方、独立マルチビームアンテナ方式では、各アンテナ素子から同時にまたはそれと等価な時間間隔で得られる位相の情報に連続性がないため、一般的な到来波推定法を適用することができなかった。このため、独立マルチビームアンテナ方式では、振幅モノパルス方式や重心計算レベル応答方式といった限られた到来波推定法のみが適用されていた。
なお、独立マルチビームアンテナ方式におけるアンテナ素子（例えば、焦点素子として使用される１次放射器）としては、一例として、複数のアンテナ素子を備えて同時に使用する構成を用いることができ、他の一例として、１個のアンテナ素子を移動させて時分割で切り替えて使用する構成を用いることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１０−５４３４４号公報

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】山田寛喜、「高分解能到来波推定法の基礎と実際」、電子情報通信学会 アンテナ・伝播研究専門委員会、２００６年１０月

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

近年における自動車安全技術では、歩行者を保護する機能の重要性が飛躍的に高まっている。これを実現するための電波レーダの性能として、次のものが必要とされる。すなわち、電波レーダの性能として、車両よりもはるかに狭い反射断面積および低い反射係数を有する歩行者を確実に検出することができるシステム利得が必要とされる。また、電波レーダの性能として、歩行者の位置や数を正確に計測する精度が必要とされる。また、電波レーダの性能として、迅速な制御レスポンスを実現するために、信号処理負荷の低減や、信号サイクルの高速化が必要とされる。

【0009】

ところで、アレーアンテナ方式では、アンテナ素子の間隔やアレーウエイトの変更によるアンテナ特性の調整や、到来波推定法の選択において、利便性が高いが、近年における歩行者検知等の高度な機能の追加によって必要とされる電波レーダの性能に関し、次のような問題があった。
すなわち、アレーアンテナ方式では、システム利得の向上という点で、一般的な車載用の電波レーダで与えられているアンテナの開口面積では十分なシステム利得が得られないという問題があった。また、アレーアンテナ方式では、マルチパスという点で、必要な視野角に相当する指向性を有することから、マルチパスの影響を受けやすいという問題があった。また、アレーアンテナ方式では、配列間隔の条件や角度スキャニング範囲によって、視野角内にグレーティングローブが発生してしまい、誤測定を誘発させる主な原因となってしまう。また、アレーアンテナ方式における合成ビームを走査するタイプの到来波推定法では、信号処理の負荷という点で、前処理として、複数のアンテナ素子における複素振幅データを得る場合には、各アンテナ素子の信号を用いて定められた処理を実行しなければならないという問題があった。
以上のように、アレーアンテナ方式では、実際の車両への搭載を考慮すると、多くの問題が存在する。

【0010】

一方、独立マルチビームアンテナ方式では、概ねアレーアンテナ方式で想定される問題は発生しないが、連続的な位相の情報が得られないため、適用される到来波推定法が振幅モノパルス方式などに限定されていた。このため、独立マルチビームアンテナ方式では、同一のビーム内に距離計測分解能以下の間隔で存在する複数のターゲット（反射物体）を分離や検出することができないといった問題があった。

【0011】

なお、特許文献１では、誘電体レンズを用いた独立マルチビームアンテナ方式において、マルチビームの受信信号に対して空間方向（開口空間方向）のフーリエ変換を実行することで、仮想のアレーアンテナの信号を生成し、部分空間法（ＭＵＳＩＣ法やＥＳＰＲＩＴ法）の適用を可能にすることで、上記の問題の解決を図っている（特許文献１参照。）。
しかしながら、特許文献１の技術を実際の電波レーダの使用条件で考慮すると、次のような問題が想定される。すなわち、通常、独立マルチビームアンテナ方式のアンテナでは、所望の方向（方位）に鋭い指向性を有するために、各ビームから得られる受信信号の相関関係が極めて低いが、部分空間法においては、アンテナ素子間に強い相関関係（各アンテナ素子が同一の指向性を有する状態）を必要とするため、良好な結果が得られないという問題があった。また、マルチビームの受信信号から仮想のアレーアンテナの信号へ変換するために、各焦点で得られた信号を空間方向へフーリエ変換する必要があるという問題があった。また、仮想のアレーアンテナにおけるアレー配列（複数のアンテナ素子の配列）が不均等な間隔になってしまい、適用することが可能な到来波推定法が例えば任意のアレーに適用できるＭＵＳＩＣ法やＣＡＰＯＮ法などに限られるという問題があった。また、空間平均処理などのような高精度化・演算軽減法などの適用が制限されるという問題があった。

【0012】

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、独立マルチビームアンテナ方式において、物体の方位を効果的に検出することができる物体方位検出装置、レーダ装置、物体方位検出方法および物体方位検出プログラム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】

【0013】

（１）上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る物体方位検出装置は、独立したマルチビームを形成するアンテナ部と、物体により反射されて前記アンテナ部により受信されたマルチビームの信号に基づいて、最尤推定法により、前記物体の方位を検出する方位検出部と、を備える。

【0014】

（２）本発明の一態様は、上記した（１）に記載の物体方位検出装置において、前記方位検出部は、前記マルチビームの信号に基づく複素振幅データを使用して、前記最尤推定法の演算を実行することにより、前記物体の方位を検出する、構成としてもよい。

【0015】

（３）本発明の一態様は、上記した（１）または上記した（２）に記載の物体方位検出装置において、前記アンテナ部は、レンズまたは反射鏡と、複数のアンテナ素子を用いて構成される、ようにしてもよい。

【0016】

（４）本発明の一態様は、上記した（１）または上記した（２）に記載の物体方位検出装置において、前記アンテナ部は、１個以上のアンテナ素子を備え、一部または全部のアンテナ素子を機械的に切り替えて、前記アンテナ素子の数より多い複数のビームを形成する、構成としてもよい。

【0017】

（５）上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るレーダ装置は、上記した（１）から上記した（４）のいずれか１つに記載の物体方位検出装置を備える。

【0018】

（６）上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る物体方位検出方法は、方位検出部が、物体により反射されて独立したマルチビームを形成するアンテナ部により受信されたマルチビームの信号に基づいて、最尤推定法により、前記物体の方位を検出する。

【0019】

（７）上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る物体方位検出プログラムは、方位検出部が、物体により反射されて独立したマルチビームを形成するアンテナ部により受信されたマルチビームの信号に基づいて、最尤推定法により、前記物体の方位を検出するステップ、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、独立マルチビームアンテナ方式において、物体の方位を効果的に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態に係る独立マルチビームアンテナ方式のレーダ装置の構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式の信号処理部の第１の構成例を示すブロック図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るＦＭＣＷ方式の信号処理部の第２の構成例を示すブロック図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る独立マルチビームの指向性の一例を示すグラフの図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る方位検出部において行われる処理の手順の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
［本実施形態に係る独立マルチビームアンテナ方式のレーダ装置］
＜本実施形態に係るレーダ装置の全体的な構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る独立マルチビームアンテナ方式のレーダ装置１０１の構成を示すブロック図である。
本実施形態では、独立マルチビームアンテナ方式のレーダ装置として、車両に搭載される車載用であり、かつ、誘電体レンズアンテナを用いたミリ波の電波レーダ装置を示す。

【0023】

本実施形態に係るレーダ装置１０１は、誘電体レンズ１と、複数の１次フィードであるＭ個のビーム素子（アンテナ素子）２−１〜２−Ｍと、Ｍ個の方向性結合器３−１〜３−Ｍと、Ｍ個のミキサ４−１〜４−Ｍと、Ｍ個のフィルタ５−１〜５−Ｍと、スイッチ（ＳＷ）６と、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）コンバータ）７と、信号処理部８と、制御部１１と、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）１２と、分配器１３を備える。ここで、Ｍは、ビーム素子２−１〜２−Ｍの素子数である。

【0024】

また、本実施形態に係るレーダ装置１０１は、Ｍ個の方向性結合器３−１〜３−ＭとＭ個のミキサ４−１〜４−Ｍとの間にＭ個のアンプ（増幅器）２１−１〜２１−Ｍを備えており、ＳＷ６とＡＤＣ７との間にアンプ２２を備えており、制御部１１とＶＣＯ１２との間にアンプ２３を備えており、分配器１３とＭ個のミキサ４−１〜４−Ｍとの間にＭ個のアンプ２４−１〜２４−Ｍを備えており、分配器１３とＭ個の方向性結合器３−１〜３−Ｍとの間にＭ個のアンプ２５−１〜２５−Ｍを備える。

【0025】

ここで、本実施形態では、誘電体レンズ１と複数のビーム素子２−１〜２−Ｍによってアンテナ部が構成されている。
また、誘電体レンズ１は、例えば、遺伝的アルゴリズムにより設計され、複数の方向へ同時に鋭いビームを指向することができる複数の焦点を有する。これにより、各ビームを独立して配置することが可能であり、また、鋭い指向性であるほど、各焦点間の受信信号の相関性が弱まる。
また、本実施形態では、ビーム素子２−１〜２−Ｍごとに接続された方向性結合器３−１〜３−Ｍにより送信と受信を同時に行うことができる。

【0026】

＜第１の構成例に係る信号処理部＞
図２は、本発明の一実施形態に係るＦＭＣＷ方式の信号処理部８の第１の構成例を示すブロック図である。
第１の構成例に係る信号処理部８は、メモリ５１と、周波数分解処理部５２と、ピーク検知部５３と、ピーク組合せ部５４と、距離／速度検出部５５と、ペア確定部５６と、方位検出部５７と、ターゲット確定部５８を備える。

【0027】

＜本実施形態に係るレーダ装置における動作例＞
本実施形態に係るレーダ装置１０１において行われる動作の例を示す。
制御部１１は、ＦＭＣＷ方式を採用しており、アンプ２３を介して、ＶＣＯ１２に信号を出力する。
ＶＣＯ１２は、制御部１１から入力された信号に基づいて、周波数変調を施したＣＷ信号（ＦＭＣＷ信号）を分配器１３に出力する。
分配器１３は、ＶＣＯ１２から入力されたＦＭＣＷ信号を２つに分配して、一方の分配信号を各アンプ２５−１〜２５−Ｍを介して各方向性結合器３−１〜３−Ｍに出力し、他方の分配信号を各アンプ２４−１〜２４−Ｍを介して各ミキサ４−１〜４−Ｍに出力する。

【0028】

分配器１３から各方向性結合器３−１〜３−Ｍに送られたＦＭＣＷ信号は、当該各方向性結合器３−１〜３−Ｍを介して各ビーム素子２−１〜２−Ｍに送られ、当該各ビーム素子２−１〜２−Ｍから誘電体レンズ１を介して送信（無線で送信）される。
この送信波は、ターゲット（反射物体）によって反射された場合に、反射波として戻ってくる。この場合、この反射波は、誘電体レンズ１を介して、各ビーム素子２−１〜２−Ｍにより受信され、各方向性結合器３−１〜３−Ｍに入力される。この受信波（受信された反射波）は、各方向性結合器３−１〜３−Ｍから各アンプ２１−１〜２１−Ｍを介して各ミキサ４−１〜４−Ｍに入力される。

【0029】

各ミキサ４−１〜４−Ｍは、各方向性結合器３−１〜３−Ｍから入力された受信波（受信信号）と分配器１３から入力されたＦＭＣＷ信号（送信信号）とをミキシングし、その結果の信号であるビート信号を各フィルタ５−１〜５−Ｍに出力する。ここでは、素子数（Ｍ個）のビート信号が生成される。
各フィルタ５−１〜５−Ｍは、各ミキサ４−１〜４−Ｍから入力されたビート信号をフィルタリング（帯域制限）して、当該帯域制限されたビート信号をＳＷ６に出力する。ここで、各ミキサ４−１〜４−Ｍから各フィルタ５−１〜５−Ｍに入力されるビート信号は、各ミキサ４−１〜４−Ｍにおいて生成された各ビーム素子２−１〜２−Ｍに対応したチャンネル（ＣＨ）１〜Ｍのビート信号に相当する。

【0030】

ＳＷ６は、制御部１１により制御されてスイッチング動作を行い、Ｍ個のフィルタ５−１〜５−Ｍから入力されるビート信号を、アンプ２２を介してＡＤＣ７に出力する。具体的には、ＳＷ６は、制御部１１から入力されるサンプリング信号に対応して、各フィルタ５−１〜５−Ｍを通過した各ビーム素子２−１〜２−Ｍに対応したＣＨ１〜ＣＨＭのビート信号を、順次切り替えて、アンプ２２を介してＡＤＣ７に出力する。

【0031】

ＡＤＣ７は、制御部１１により制御されて、ＳＷ６から入力されたビート信号をＡ／Ｄ変換して、信号処理部８に出力する。具体的には、ＡＤＣ７は、ＳＷ６からサンプリング信号に同期して入力される、各ビーム素子２−１〜２−Ｍに対応したＣＨ１〜ＣＨＭのビート信号を、サンプリング信号に同期してＡ／Ｄ変換することで、アナログ信号からデジタル信号へ変換し、このデジタル信号を信号処理部８におけるメモリ（本実施形態では、図２または図３に示されるメモリ５１）の波形記憶領域に順次記憶させる。これにより、ビーム素子２−１〜２−Ｍごと（素子ＣＨごと）の受信データ（ビート信号のデータ）が信号処理部８に送られる。

【0032】

制御部１１は、ＳＷ６のスイッチング動作を制御する。また、制御部１１は、ＡＤＣ７を制御する。具体的には、制御部１１は、例えば、ＳＷ６およびＡＤＣ７にサンプリング信号を出力する。ここで、制御部１１は、例えば、マイクロコンピュータなどにより構成されており、図示しないＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などに格納された制御プログラムに基づいて、レーダ装置１０１全体の制御を行う。

【0033】

ここで、本実施形態では、誘電体レンズ１を備えたが、他の構成例として、誘電体レンズ以外のレンズを備えることも可能である。
また、本実施形態では、誘電体レンズ１と複数のビーム素子２−１〜２−Ｍによって構成されるアンテナ部を備えたが、他の構成例として、誘電体レンズ１の代わりに、信号波を反射させる反射鏡を用いてアンテナ部を構成することもできる。
さらに、他の構成例として、１個のビーム素子を備え、当該ビーム素子の位置や方向などの１つ以上の状態を機械的に複数種類に切り替えることで、当該ビーム素子により、実質的に、独立した複数のビーム（独立マルチビーム）を形成することも可能である。同様に、２個以上（Ｍ−１）個以下のビーム素子を備え、そのうちの１個以上のビーム素子について、前記した機械的な切り替えを行うことも可能である。

【0034】

＜第１の構成例に係る信号処理部における動作例＞
続いて、第１の構成例に係る信号処理部８において行われる動作の例を示す。
メモリ５１は、ＡＤＣ７からのデータにより、波形記憶領域に対して、受信信号（ビート信号）がＡ／Ｄ変換された時系列データ（上昇部分および下降部分）を、ビーム素子２−１〜２−Ｍごとに対応させて記憶する。例えば、上昇部分および下降部分のそれぞれにおいて２５６個をサンプリングした場合、２×２５６個×素子数のデータが、波形記憶領域に記憶される。このように、各ビーム素子２−１〜２−ＭのＣＨごとのビート信号が、メモリ５１に格納される。

【0035】

周波数分解処理部５２は、例えばフーリエ変換などにより、各ＣＨ１〜ＣＨＭ（各ビーム素子２−１〜２−Ｍ）に対応するビート信号のそれぞれを、あらかじめ設定された分解能に応じて周波数成分に変換することにより、ビート周波数を示す周波数ポイントと、そのビート周波数の複素数データを出力する。例えば、ビーム素子２−１〜２−Ｍごとに上昇部分および下降部分のそれぞれについて２５６個のサンプリングが為されたデータを有する場合、ビーム素子２−１〜２−Ｍごとの複素数の周波数領域データとしてビート周波数に変換され、上昇部分および下降部分のそれぞれにおいて１２８個の複素数データ（２×１２８個×素子数のデータ）となる。また、ビート周波数は周波数ポイントにて示される。
このように、周波数分解処理部５２は、各ビーム素子２−１〜２−ＭのＣＨごとに、ビート信号をフーリエ変換などして、ビート周波数のレンジに変換する。

【0036】

ピーク検知部５３は、周波数変換されたビート周波数の三角波の上昇領域および下降領域のそれぞれの強度のピーク値に関し、複素数データを用いて信号強度（または、振幅など）におけるピークから、あらかじめ設定された数値（ピーク検知閾値）を超えるピーク値を有するビート周波数を検出することにより、ビート周波数ごとのターゲットの存在を検出して、ターゲット周波数を選択する。
このように、ピーク検知部５３は、ビーム素子２−１〜２−Ｍにおける複素数データのそれぞれを周波数スペクトル化することにより、それぞれのスペクトルの各ピーク値を、ビート周波数、すなわち距離に依存したターゲットの存在として検出する。

【0037】

ピーク組合せ部５４は、ビーム素子ごとでピーク検知部５３が出力するビート周波数とそのピーク値について、上昇領域および下降領域のそれぞれのビート周波数とそのピーク値をマトリクス状に総当たりにて組み合わせ、これにより上昇領域および下降領域のそれぞれのビート周波数をすべて組み合わせて、順次、距離／速度検出部５５に出力する。
なお、本実施形態では、このような組み合わせが、ビーム素子２−１〜２−ＭのＣＨごとに行われるので、それぞれのビーム方位でターゲットの存在を検出することができる。

【0038】

距離／速度検出部５５は、順次入力される上昇領域および下降領域のそれぞれの組み合わせのビート周波数を加算した数値によりターゲットとの距離ｒを演算する。また、距離／速度検出部５５は、順次入力される上昇領域および下降領域のそれぞれの組み合わせのビート周波数の差分によりターゲットとの相対速度ｖを演算する。
なお、本実施形態では、このような距離ｒおよび相対速度ｖの演算が、ビーム素子２−１〜２−ＭのＣＨごとに行われる。

【0039】

ペア確定部５６は、ＣＨごとに、入力される距離ｒ、相対速度ｖおよび上昇、下降のピーク値レベルｐ_ｕ、ｐ_ｄにより、第１のペアテーブルを生成し、ターゲットごとに対応した上昇領域および下降領域のそれぞれのピークの適切な組み合わせを判定し、第２のペアテーブルとして上昇領域および下降領域のそれぞれのピークのペアを確定し、確定した距離ｒおよび相対速度ｖを示すターゲット群番号をターゲット確定部５８に出力する。

【0040】

第１のペアテーブルは、ピーク組合せ部５４における上昇領域および下降領域のビート周波数のマトリクスと、そのマトリクスの交点、すなわち上昇領域および下降領域のビート周波数の組み合わせにおける距離および相対速度を示すテーブルである。
第２のペアテーブルは、ターゲット群ごとの距離および相対速度と周波数ポイントを示すテーブルである。一例として、第２のペアテーブルには、ターゲット群番号に対応して、距離、相対速度および周波数ポイント（上昇領域および／または下降領域）が記憶される。なお、第１のペアテーブルおよび第２のペアテーブルは、例えば、ペア確定部５６の内部記憶部に記憶される。

【0041】

ペア確定部５６では、例えば、前回の検知サイクルにて最終的に確定した各ターゲットとの距離ｒおよび相対速度ｖから今回の検知サイクルにて予測される値を優先してターゲット群の組み合わせの選択を行う等の手法を用いることもできる。

【0042】

また、ペア確定部５６は、ＣＨごとにペアが確定した周波数を周波数分解処理部５２に通知する。これを受けて、周波数分解処理部５２は、方位検出（方位推定）を行うためのビーム素子２−１〜２−Ｍ（ＣＨ）の特定周波数ポイントデータ（複素数データ）を方位検出部５７に出力する。つまり、あるＣＨの特定周波数ポイントにペアがあれば、他のＣＨの同一周波数ポイントのデータとセットで方位検出する複素数データとすることになる。ここで、この複素数データとしては、上りと下りのいずれか一方が用いられてもよく、あるいは、上りと下りの両方が用いられてもよい。

【0043】

方位検出部５７は、ターゲットの方位を検出し、その検出結果の情報をターゲット確定部５８に出力する。本実施形態では、方位検出部５７は、ビーム素子２−１〜２−Ｍに係る複素振幅データに基づいて、高分解能アルゴリズムの最尤推定法によってターゲットの方位を検出する。
ターゲット確定部５８は、ペア確定部５６が出力する距離ｒ、相対速度ｖ、周波数ポイントと、方位検出部５７によって検出されたターゲットの方位とを用いて、ターゲットを確定する。

【0044】

＜第２の構成例に係る信号処理部＞
図３は、本発明の一実施形態に係るＦＭＣＷ方式の信号処理部８の第２の構成例（説明の便宜上、信号処理部８ａという。）を示すブロック図である。
第２の構成例に係る信号処理部８ａは、メモリ５１と、周波数分解処理部５２ａと、ピーク検知部５３ａと、方位検出部５７ａと、ピーク組合せ部５４ａと、距離／速度検出部５５ａと、ターゲット確定部５８ａを備える。
ここで、メモリ５１は、図２に示されるものと同様なものであり、図２と同じ符号を付してある。
第２の構成例に係る信号処理部８ａは、ＦＭＣＷ方式における三角波の上り（上昇）と下り（下降）の両方で方位検知してからペア確定する構成を有する。

【0045】

＜第２の構成例に係る信号処理部の動作例＞
第２の構成例に係る信号処理部８ａにおいて行われる動作の例について、主に、図２に示される第１の構成例との相違点を説明する。
周波数分解処理部５２ａは、アンテナ素子ごとの上昇領域と下降領域のビート信号を複素数データに変換し、そのビート周波数を示す周波数ポイントと、複素数データをピーク検知部５３ａに出力する。
また、周波数分解処理部５２ａは、上昇領域および下降領域のそれぞれについて該当する複素数データを、方位検出部５７ａに出力する。この複素数データが、上昇領域および下降領域のそれぞれのターゲット群（上昇領域および下降領域においてピークを有するビート周波数）となる。

【0046】

ピーク検知部５３ａは、上昇領域および下降領域のそれぞれのピーク値と、そのピーク値が存在する周波数ポイントを検出し、その周波数ポイントを周波数分解処理部５２ａに出力する。

【0047】

方位検出部５７ａは、ターゲットの方位を検出し、その検出結果の情報をターゲット確定部５８ａに出力する。本実施形態では、方位検出部５７ａは、ビーム素子２−１〜２−Ｍに係る複素振幅データに基づいて、高分解能アルゴリズムの最尤推定法によってターゲットの方位を検出する。
また、方位検出部５７ａは、上昇領域および下降領域の各々について角度θを検出し、方位テーブルとしてピーク組合せ部５４ａに出力する。ここで、方位テーブルは、上昇領域および下降領域のそれぞれのピークを組み合わせるためのテーブルである。

【0048】

具体例として、上昇領域の方位テーブルは、ターゲット群ごとに角度１、角度２、・・・、および周波数ポイントｆが関連付けられている。例えば、ターゲット群１は、角度１のｔ_１＿ａｎｇ_１、角度２のｔ_１＿ａｎｇ_２、周波数ポイントのｆ_１が関連付けられている。また、ターゲット群２は、角度１のｔ_２＿ａｎｇ_１、角度２のｔ_２＿ａｎｇ_２、周波数ポイントのｆ_２が関連付けられている。また、以降のターゲット群についても同様である。
また、下降領域の方位テーブルは、ターゲット群ごとに角度１、角度２、・・・、および周波数ポイントｆが関連付けられている。例えば、ターゲット群１は、角度１のｔ_１＿ａｎｇ_１、角度２のｔ_１＿ａｎｇ_２、周波数ポイントのｆ_１が関連付けられている。また、ターゲット群２は、角度１のｔ_２＿ａｎｇ_１、角度２のｔ_２＿ａｎｇ_２、周波数ポイントのｆ_２が関連付けられている。また、以降のターゲット群についても同様である。

【0049】

ピーク組合せ部５４ａは、方位検出部５７ａが出力する方位テーブルの情報を用いて、同様の角度を有する組み合わせを検出し、上昇領域と下降領域とのビート周波数の組み合わせの情報（ここでは、ビート周波数の情報）を距離／速度検出部５５ａに出力する。

【0050】

距離／速度検出部５５ａは、順次入力される上昇領域および下降領域のそれぞれの組み合わせのビート周波数を加算した数値によりターゲットとの距離ｒを所定の式（例えば、一般的なものを用いることができ、ここでは省略する。）により演算する。
また、距離／速度検出部５５ａは、順次入力される上昇領域および下降領域のそれぞれの組み合わせのビート周波数の差分によりターゲットとの相対速度ｖを、所定の式（例えば、一般的なものを用いることができ、ここでは省略する。）により演算する。
ここで、距離／速度検出部５５ａは、距離と相対速度の値を、それぞれ、ビート周波数の上昇領域および下降領域の組み合わせにて計算する。

【0051】

ターゲット確定部５８ａは、上昇領域および下降領域のそれぞれのピークのペアを決め、ターゲットを確定する。

【0052】

なお、第２の構成例に係る信号処理部８ａでは、上昇領域および下降領域のそれぞれのピーク値に基づいてターゲットの方位を検出した後に、上昇領域および下降領域のそれぞれのピーク値を組み合わせる手順を示したが、他の構成例として、上昇領域および下降領域のそれぞれのピーク値を組み合わせた後に、組み合わせられたピーク値に基づいてターゲットの方位を検出することもできる。

【0053】

図４は、本発明の一実施形態に係る独立マルチビームの指向性の一例を示すグラフの図である。
図４に示されるグラフにおいて、横軸は放射角を表し、縦軸は利得（ゲイン）を表す。本例では、ビームが５本であるマルチビームの放射角と利得（ゲイン）との関係、すなわちビームの指向性を示している。具体的には、第１のビームの信号１００１、第２のビームの信号１００２、第３のビームの信号１００３、第４のビームの信号１００４、第５のビームの信号１００５を示してある。

【0054】

ここで、図４の例では、５素子ビームについて説明したが、ＦＯＶ（視野角）、ビーム幅、ビーム素子数などについては、レーダのアプリケーションや仕様によって、任意に設定することができる。特に、レンズアンテナによる独立マルチビームアンテナ方式では、レンズの形状と１次フィード（ビーム素子）の位置によって柔軟な設定を行うことができ、組み合わせとして好適である。
なお、送受信を行うアンテナを構成する複数のビーム素子２−１〜２−Ｍの数（Ｍ）について、マルチターゲットに関する検知を行う場合には、例えば最尤推定法の場合は複数のビーム素子２−１〜２−Ｍの数より１つ少ない数（Ｍ−１）だけのターゲットに関する検知を行うことができる。

【0055】

＜本実施形態に係る最尤推定法の概要＞
図５は、本発明の一実施形態に係る方位検出部（ここでは、図２に示される第１の構成例に係る方位検出部５７）において行われる処理の手順の一例を示す図である。
なお、ここでは、図２に示される第１の構成例に係る方位検出部５７について説明するが、図３に示される第２の構成例に係る方位検出部５７ａについても同様である。

【0056】

方位検出部５７は、ターゲットからの反射波による受信信号に基づいてステアリングベクトルを生成し、反射波の到来方向の尤度を算出することにより、最も尤度が大きく（高く）なる到来方向をターゲットの方向として算出する。
具体的には、方位検出部５７は、周波数分解処理部５２で抽出されたターゲットが存在するビート周波数のうちの１つについて、複数のビーム素子２−１〜２−ＭのＣＨの複素数データを読み込む（ステップＳ１）。

【0057】

ステップＳ２〜ステップＳ６の処理では、ステップＳ１の処理で読み込んだ複素数データを最尤推定法により処理する。
なお、最尤推定法そのものについては、一般的に用いられており、様々な公知の技術を利用することが可能である（例えば、非特許文献１参照。）

【0058】

概略的には、方位検出部５７は、相関行列（共分散行列）を作成する（ステップＳ２）。
次に、方位検出部５７は、固有値の分解を行うことで、複数の固有値および複数の固有ベクトルを算出する（ステップＳ３）。
次に、方位検出部５７は、次数を推定する（ステップＳ４）。
次に、方位検出部５７は、尤度が最も大きくなる（最尤度となる）角度を算出する（ステップＳ５）。
そして、方位検出部５７は、ターゲット数および角度を検知する（ステップＳ６）。

【0059】

このように、方位検出部５７は、最尤推定法により、ターゲットの数およびターゲットの方位（角度）を検出する。
以下で、さらに詳しく説明する。

【0060】

＜本実施形態に係る独立マルチビームアンテナ方式における最尤推定法の演算＞
本実施形態では、独立マルチビームアンテナ方式において、最尤推定法を適用することで、ビームの信号を反射した物体（反射対象物）の方位を計測（検出）する。
本実施形態では、非特許文献１に記載された最尤推定法の演算を利用する（非特許文献１参照。）。
以下で具体的に説明する。

【0061】

なお、式（１）〜式（１２）に関する説明において、ｘ（ｔ_ｎ）、ｘ_ｄ^（ｌ）（ｔ_ｎ）、ａ（θ_ｄ）、ａ（θ_ｄ^（ｌ））、ａ（θ）、ｓ（ｔ_ｎ）、ｓ^（０）（ｔ_ｎ）、ｓ^（ｌ）（ｔ_ｎ）、Θ^（０）は、それぞれベクトルを表す。また、ａ（ｚ）のｚに式（９）の左辺（＝θ_ｄ^（ｌ）に上側の線を引いたもの）を代入したものも、ベクトルを表す。
また、式（１）〜式（１２）に関する説明において、Ａ、Ａ^（０）、Ａ^（ｌ）、Ｃ_ｄ、Ｃ_ｄ^（ｌ）は、それぞれ行列を表す。

【0062】

本実施形態に係る信号処理において、パラメータ（受信信号や到来方向）を推定する問題は、式（１）に示される尤度関数Ｆ_ＭＬを最小化する問題と等価である。

【0063】

【数1】

【0064】

ここで、ｘ（ｔ_ｎ）は、マルチビームで受信した信号のベクトルであり、式（２）で表される。ｔ_ｎは時刻を表しており、ｘ_ｉ（ｔ_ｎ）は時刻ｔ_ｎにおけるｉ番目のビームの受信信号を表わしており、ｉは１以上Ｍ以下の整数であり、Ｍはマルチビームにおけるビームの総数（２以上の整数）を表わしている。
ベクトルや行列に付された上付きのＴは、転置を表している。
ｎは、１以上Ｎ_ｓ以下の整数である。
Ｎ_ｓは、スナップショットの数であり、２以上の整数である。

【0065】

【数2】

【0066】

Ａは、角度θ_ｄから到来する信号のマルチビームの複素応答ａ（θ_ｄ）を並べた方向行列であり、式（３）で表される。
ｄは１以上Ｄ以下の整数である。
Ｄは、到来波数を表わしており、２以上の整数である。到来波数Ｄは、例えば、ＡＩＣ（Ａｋａｉｋｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃｒｉｔｅｒｉａ）やＭＤＬ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌｅｎｇｔｈ）などの手法（例えば、公知の手法）を使用して推定しておく。
ここで、θ_ｄが既知であれば、計算や測定でａ（θ_ｄ）が既知となる。

【0067】

【数3】

【0068】

ｓ（ｔ_ｎ）は、到来信号ベクトルであり、式（４）で表される。ｓ_ｄ（ｔ_ｎ）は時刻ｔ_ｎにおけるｄ番目の角度θ_ｄの到来信号を表わしている。
例えば、ＳＡＧＥ（Ｓｅｒｉａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｇｅｎｅ Ｅｘｐｒｅｓｓｉｎｏｎ）法により、ｘ（ｔ_ｎ）からθ_ｄとｓ（ｔ_ｎ）が求められる。

【0069】

【数4】

【0070】

最初に、到来方向の初期値Θ^（０）を適当に定める。この初期値Θ^（０）は、式（５）で表される。
各記号に付された上付きの（０）は初期値であることを示す。

【0071】

【数5】

【0072】

設定した初期値Θ^（０）に対応する到来信号ｓ^（０）（ｔ_ｎ）は、式（６）によって推定する。
行列に付された上付きのＨは、エルミート転置を表している。

【0073】

【数6】

【0074】

初期値Θ^（０）および到来信号ｓ^（０）（ｔ_ｎ）を元にして、ｘ（ｔ_ｎ）の最尤推定値を計算する。
第ｄ波についての第ｌ繰り返しでの最尤推定値は、式（７）で表される。
各記号に付された上付きの（ｌ）は第ｌ繰り返しであることを示す。
βは、雑音項の非負の係数である。このβの値により収束特性が変化する。

【0075】

【数7】

【0076】

最尤推定値を使用して、式（８）により、ｘ_ｄ^（ｌ）（ｔ_ｎ）の相関行列Ｃ_ｄ^（ｌ）を推定する。

【0077】

【数8】

【0078】

次の探索によって、式（９）および式（１０）により、到来波パラメータを更新する。

【0079】

【数9】

【0080】

【数10】

【0081】

式（１１）および式（１２）により、更新パラメータを方向行列と信号ベクトルに適用して更新する。

【0082】

【数11】

【0083】

【数12】

【0084】

ここで、ｄ＜Ｄである場合には、ｄ＝ｄ＋１として（つまり、ｄに１を加えて）、式（７）に戻る。
また、ｄ＝Ｄである場合には、ｌ＝ｌ＋１として（つまり、ｌに１を加えて）、式（６）に戻る。
この操作をパラメータが収束するまで繰り返す。

【0085】

＜本実施形態のまとめ＞
本実施形態では、一構成例として、光学的に設計された複焦点（複数の焦点）を有するレンズや反射鏡を備え、それぞれの所望方向の焦点にそれぞれのアンテナ素子（受信アンテナとして機能するアンテナ素子）を配置して、同時に独立したマルチビームを生成して、各指向方向の受信信号を取得することができる独立マルチビームアンテナ方式において、超高分解能な到来波推定法である最尤推定法を適用した。そして、同時に得られる各指向方向の受信信号を用いて、最尤推定法により、ターゲット（反射対象物）の方位（方向）を検出する。
また、本実施形態では、他の構成例として、機械的に指向方向を切り替えることができるアンテナ素子を備え、当該アンテナ素子（受信アンテナとして機能するアンテナ素子）を機械的にそれぞれの所望方向に応じた位置に動かすことなどで、同時に準じる時間（例えば、高速）で独立したマルチビームを生成して、各指向方向の受信信号を取得することができる独立マルチビームアンテナ方式において、超高分解能な到来波推定法である最尤推定法を適用した。そして、同時に準じる時間で得られる各指向方向の受信信号を用いて、最尤推定法により、ターゲット（反射対象物）の方位（方向）を検出する。
これらの構成により、本実施形態では、到来波推定に関し、例えば、従来技術に係る電波レーダの問題点を解決することができ、独立したマルチビームのアンテナの利点を十分に活かして、高性能、高機能を兼ね備えた電波レーダを実現することができる。

【0086】

本実施形態では、独立マルチビームアンテナ方式に最尤推定法を適用することで、例えば、同一のビーム内に距離計測分解能以下の間隔で存在する複数のターゲット（反射物体）を分離や検出することが可能である。

【0087】

例えば、特許文献１に係る技術では、到来波の推定を実行する前の処理（前処理）として、受信信号に対する開口空間方向へのフーリエ変換により仮想のアレーアンテナの信号を生成する処理が必要であった。これに対して、本実施形態では、各指向方向で受信された信号をそのまま使用して到来波推定処理（本実施形態では、最尤推定法の演算の処理）を実行することができ、信号処理に要する負荷を軽減することができる。
また、特許文献１に係る技術では、前記した仮想のアレーアンテナの信号が不等配列のものとなるため、空間平均法を適用することができず、距離分解能以下の間隔に存在するコヒーレント性の高い複数のターゲットを分離することができなかった。これに対して、本実施形態では、このような複数のターゲットを分離することが可能である。

【0088】

例えば、特許文献１に係る技術では、アレーアンテナ方式に適用される到来波推定法を独立マルチビームアンテナ方式に適用することを前提としており、この場合、各受信チャンネルの信号の間に強い相関関係がないと到来波推定処理が成立しないことから、それぞれの指向のビームが空間上で十分に重複するような設定が必要になり、このため、開口面積を十分に活かした設計をすることが困難であった。これに対して、本実施形態では、各指向方向の信号間の相関関係を必要としないため、高い開口効率でのアンテナの設計が可能となる。

【0089】

例えば、アレーアンテナ方式に最尤推定法を適用する場合には、一つ一つのアンテナ素子の開口面積が狭いため、特に、車載用の電波レーダのアンテナ面積条件において、歩行者検知等の機能を十分に満たすためのアンテナ利得を達成することが困難であった。これに対して、本実施形態では、与えられたアンテナのほぼすべての面積を効率良く使用することができる独立マルチビームアンテナ方式を用いていることから、比較的高いアンテナ利得を得ることができる。

【0090】

例えば、アレーアンテナ方式に最尤推定法を適用する場合には、複数のアンテナ素子の配列の条件（例えば、コストの制限により、受信器が少数に制限された条件など）によっては、誤測定やマルチパスの原因となるグレーティングローブが発生してしまう。これに対して、本実施形態では、グレーティングローブが発生することはない。

【0091】

例えば、アレーアンテナ方式に最尤推定法を適用する場合には、すべてのアンテナ素子は概して同一の指向性を有しており、その特性は視野角のすべてに分布する広角な指向特性を有するため、全域からマルチパスの影響を受けやすい。これに対して、本実施形態では、あらかじめビームを絞り込むことによって、マルチパスの影響を受けづらくすることができる。

【0092】

以上のように、本実施形態では、独立マルチビームアンテナ方式において、到来波推定法として最尤推定法（例えば、ＳＡＧＥ法）を適用して、到来波を推定する（物体の方位を検出する）。この場合、それぞれのアンテナ素子により受信された信号から得られる複素振幅データを（特に加工せずに）アンテナ素子の並び順で最尤推定法の演算式に代入して、到来波を推定する。なお、受信信号をフーリエ変換により仮想アレーの信号へ変換する必要はなく、また、各アンテナ素子による受信信号の位相がばらばらであってもよい（位相相関が無くてもよい）。
本実施形態に係る到来波推定では、例えば、同一の距離に存在する複数のターゲットについて、分離して方位を推定することができる。また、本実施形態に係る到来波推定では、例えば、任意の配列のアンテナ素子に対して適用することが可能であり、特に、受信信号の位相情報が不要である。また、本実施形態に係る到来波推定では、例えば、アンテナ素子間の相関関係が低いアンテナに適用することが可能である。
以上のように、本実施形態では、独立マルチビームアンテナ方式において、物体の方位を効果的に検出することができる。

【0093】

ここで、本実施形態では、図１に示されるレーダ装置１０１を車載用として自動車などに設ける構成を示したが、他の構成例として、他の任意の移動体に設けることも可能である。
また、本実施形態では、送信と受信の両方に使用されるビーム素子（アンテナ素子）２−１〜２−Ｍを備えたが、他の構成例として、送信専用のアンテナ素子や、受信専用のアンテナ素子を備える構成が用いられてもよい。

【0094】

［以上の実施形態に係る構成例］
一構成例として、独立したマルチビーム（一例として、図４に示されるようなマルチビーム）を形成するアンテナ部（本実施形態では、図１に示される誘電体レンズ１とビーム素子２−１〜２−Ｍから構成されるアンテナ部）と、物体（本実施形態では、車両の前方などに存在する人や他の車両などの物体）により反射されて前記アンテナ部により受信されたマルチビームの信号に基づいて、最尤推定法により、前記物体の方位を検出する方位検出部（本実施形態では、図２に示される方位検出部５７や、図３に示される方位検出部５７ａ）と、を備える物体方位検出装置（本実施形態では、レーダ装置１０１において物体の方位を検出する機能を有する部分を含む任意の装置）である。

【0095】

一構成例として、物体方位検出装置において、前記方位検出部は、前記マルチビームの信号に基づく複素振幅データを使用して、前記最尤推定法の演算を実行することにより、前記物体の方位を検出する。
一構成例として、物体方位検出装置において、前記アンテナ部は、レンズまたは反射鏡と、複数のアンテナ素子を用いて構成される。
一構成例として、物体方位検出装置において、前記アンテナ部は、１個以上のアンテナ素子を備え、一部または全部のアンテナ素子を機械的に切り替えて、前記アンテナ素子の数より多い複数のビームを形成する。

【0096】

一構成例として、以上のような物体方位検出装置を備えるレーダ装置（本実施形態では、レーダ装置１０１）である。
一構成例として、方位検出部が、物体により反射されて独立したマルチビームを形成するアンテナ部により受信されたマルチビームの信号に基づいて、最尤推定法により、前記物体の方位を検出する、物体方位検出方法（物体方位検出装置において行われる方法）である。
一構成例として、方位検出部が、物体により反射されて独立したマルチビームを形成するアンテナ部により受信されたマルチビームの信号に基づいて、最尤推定法により、前記物体の方位を検出するステップ、をコンピュータに実行させるための物体方位検出プログラム（物体方位検出装置において用いられるプログラム）である。

【0097】

［以上の実施形態のまとめ］
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

【0098】

また、以上に示した実施形態に係る各装置（例えば、レーダ装置１０１）の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、処理を行ってもよい。

【0099】

なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、オペレーティング・システム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

【0100】

さらに、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

【符号の説明】

【0101】

１…誘電体レンズ、２−１〜２−Ｍ…ビーム素子（アンテナ素子）、３−１〜３−Ｍ…方向性結合器、４−１〜４−Ｍ…ミキサ、５−１〜５−Ｍ…フィルタ、６…スイッチ（ＳＷ）、７…ＡＤＣ、８、８ａ…信号処理部、１１…制御部、１２…電圧制御発振器（ＶＣＯ）、１３…分配器、２１−１〜２１−Ｍ、２２〜２３、２４−１〜２４−Ｍ、２５−１〜２５−Ｍ…アンプ（増幅器）、５１…メモリ、５２、５２ａ…周波数分解処理部、５３、５３ａ…ピーク検知部、５４、５４ａ…ピーク組合せ部、５５、５５ａ…距離／速度検出部、５６…ペア確定部、５７、５７ａ…方位検出部、５８、５８ａ…ターゲット確定部、１０１…レーダ装置、１００１〜１００５…ビームの信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】