特開 2024-177901 レーダ装置

(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】P2024177901

(43)【公開日】2024-12-24

(54)【発明の名称】レーダ装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/02 20060101AFI20241217BHJP

   G01S 13/46 20060101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

G01S7/02 210

G01S13/46

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023096297

(22)【出願日】2023-06-12

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】520124752

【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】片山 哲也

【テーマコード（参考）】

5J070

【Ｆターム（参考）】

5J070AB17

5J070AB24

5J070AC02

5J070AC06

5J070AC13

5J070AD05

5J070AD10

5J070AD13

5J070AF03

5J070AH31

5J070AH35

5J070AH40

5J070AK22

5J070BA01

5J070BD02

(57)【要約】

【課題】２つのレーダユニットを含むレーダ装置において物標の検知分解能の向上を図る。
【解決手段】各送受信アンテナ２１、３１は、それぞれを構成する複数のアンテナ素子が、基準線ＢＬに対して線対称となるようにセンサ筐体１０に配置されている。また、各送受信アンテナ２１、３１は、各送受信アンテナ２１、３１の中心位置間の距離ＤＬが各送受信アンテナ２１、３１のアンテナ開口長の２倍～３倍となるように配置されている。制御部５０は、各送受信アンテナ２１、３１における一方から送信された電波が物標で反射した反射波の他方での受信結果に基づいて、各送受信アンテナ２１、３１の間にバイスタティックアンテナを生成する。制御部５０は、物標で反射した反射波の第１送受信アンテナ２１、第２送受信アンテナ３１、バイスタティックアンテナでの受信結果に基づいて物標を検出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電波により物標を検出するレーダ装置であって、
センサ筐体（１０）と、
電波の送受信を行う第１送受信アンテナ（２１）を含む第１レーダユニット（２０）と、
電波の送受信を行う第２送受信アンテナ（３１）を含む第２レーダユニット（３０）と、
前記物標で反射した反射波の前記第１送受信アンテナおよび前記第２送受信アンテナそれぞれでの受信結果に基づいて前記物標を検出する制御部（５０）と、を備え、
前記第１送受信アンテナおよび前記第２送受信アンテナの並び方向における前記第１送受信アンテナの中心位置である第１位置（Ｐ１）と前記並び方向における前記第２送受信アンテナの中心位置である第２位置（Ｐ２）それぞれから等距離となる仮想線を基準線（ＢＬ）としたとき、
前記第１送受信アンテナおよび前記第２送受信アンテナは、それぞれを構成する複数のアンテナ素子が前記基準線に対して線対称となるように前記センサ筐体に配置されるとともに、前記第１位置から前記第２位置までの距離（ＤＬ）が前記第１送受信アンテナおよび前記第２送受信アンテナのアンテナ開口長（ＰＬ２）の２倍以上、且つ、３倍以下となるように配置されており、
前記制御部は、前記第１送受信アンテナおよび前記第２送受信アンテナにおける一方のアンテナから送信された電波が前記物標で反射した反射波の他方のアンテナでの受信結果に基づいて、前記第１送受信アンテナおよび前記第２送受信アンテナの間に複数の仮想アンテナ素子を含むバイスタティックアンテナを生成するとともに、前記物標で反射した反射波の前記第１送受信アンテナ、前記第２送受信アンテナ、前記バイスタティックアンテナでの受信結果に基づいて前記物標を検出する、レーダ装置。

【請求項2】

前記第１レーダユニットおよび前記第２レーダユニットは、それぞれ前記物標で反射した反射波の受信結果をデジタル信号に変換するＡＤ変換部（２３４、３３４）を含み、
前記第１送受信アンテナおよび前記第２送受信アンテナの一方で電波の送受信を行わせる際に必要とされるサンプリング周波数を基準周波数（Ｆｓ）としたとき、前記ＡＤ変換部は、前記第１送受信アンテナおよび前記第２送受信アンテナの相互で電波の送受信を行わせる際のサンプリング周波数が前記基準周波数の３倍以上に設定される、請求項１に記載のレーダ装置。

【請求項3】

前記第１レーダユニットおよび前記第２レーダユニットは、前記第１送受信アンテナでの送信信号のベースバンド周波数と前記第２送受信アンテナでの送信信号のベースバンド周波数との差が前記基準周波数以上となるように、前記第１送受信アンテナおよび前記第２送受信アンテナの一方からの電波の送信タイミングが他方の送信タイミングから遅延するように構成されている、請求項２に記載のレーダ装置。

【請求項4】

前記第１レーダユニットおよび前記第２レーダユニットは、前記第１送受信アンテナでの送信信号のベースバンド周波数と前記第２送受信アンテナでの送信信号のベースバンド周波数との差が前記基準周波数以上となるように、前記第１送受信アンテナおよび前記第２送受信アンテナの一方から送信する電波の周波数に対して他方から送信する電波の周波数がシフトするように構成されている、請求項２に記載のレーダ装置。

【請求項5】

前記第１レーダユニットおよび前記第２レーダユニットは、前記第１送受信アンテナおよび前記第２送受信アンテナそれぞれでの受信信号とローカル信号との差に対応する中間周波数信号の帯域外となる周波数成分をカットするローパスフィルタ（２３３、３３３）を含み、
前記第１送受信アンテナおよび前記第２送受信アンテナの一方で電波の送受信を行わせる際に必要とされるカットオフ周波数を基準カットオフ周波数（Ｆｃ）としたとき、前記ローパスフィルタは、前記第１送受信アンテナおよび前記第２送受信アンテナの相互で電波の送受信を行わせる際のカットオフ周波数が前記基準カットオフ周波数の３倍以上に設定される、請求項３または４に記載のレーダ装置。

【請求項6】

前記第１レーダユニットおよび前記第２レーダユニットは、前記中間周波数信号における正の周波数成分と負の周波数成分とを判別可能なミキサ（２３２、３３２）を含んでいる、請求項５に記載のレーダ装置。

【請求項7】

前記第１送受信アンテナおよび前記第２送受信アンテナは、前記バイスタティックアンテナの中央部分において、前記物標で反射した反射波の前記一方のアンテナでの受信結果に基づく前記仮想アンテナ素子と前記物標で反射した反射波の前記他方のアンテナでの受信結果に基づく前記仮想アンテナ素子とが重なり合うとともに、前記バイスタティックアンテナの両端にある前記仮想アンテナ素子が、前記第１送受信アンテナを構成するアンテナ素子および前記第２送受信アンテナを構成するアンテナ素子と重なり合うように配置されている、請求項１または２に記載のレーダ装置。

【請求項8】

前記制御部は、前記第１送受信アンテナおよび前記第２送受信アンテナの一方で電波の送受信を行わせるダイレクトパスモードと前記第１送受信アンテナおよび前記第２送受信アンテナの相互で電波の送受信を行わせるクロスパスモードとを異なるタイミングで実施し、
前記ローパスフィルタは、前記クロスパスモード時には前記ローパスフィルタのカットオフ周波数が前記基準カットオフ周波数の３倍以上に設定され、前記クロスパスモードから前記ダイレクトモードに切り替えられると前記ローパスフィルタのカットオフ周波数が前記基準カットオフ周波数に設定される、請求項５に記載のレーダ装置。

【請求項9】

ターゲットとする前記物標までの距離の最大値を最大検知距離とし、前記最大検知距離に対応する周波数を検知距離周波数としたとき、
前記第１レーダユニットおよび前記第２レーダユニットは、前記第１送受信アンテナでの送信信号のベースバンド周波数と前記第２送受信アンテナでの送信信号のベースバンド周波数との差が、前記検知距離周波数の２倍以上となるように、前記第１送受信アンテナおよび前記第２送受信アンテナの一方から送信する電波の周波数に対して他方から送信する電波の周波数がシフトするように構成されている、請求項２に記載のレーダ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、レーダ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１および非特許文献１には、空間的に離れて配置される非コヒーレントな２つのレーダユニットにおいて、略同じ無線チャンネルを介して相互に電波の送受信を行う構成が開示されている。このような構成では、各ユニットの間の中央部にアンテナ開口長が、各ユニットに備えられたアンテナの２倍となる仮想アンテナ（バイスタティックアンテナ）を生成して、方位分解能を高めることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０２２／０３３４２１７号明細書

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】Michael Gottiger、“Coherent Automotive Radar Networks: The Next Generation of Radar-Based Imaging and Mapping”、［online］、Vol.1 NO.1、２０２１年１月、IEEE Journal of Microwaves、p.149-163＜ＵＲＬ：https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=9318740＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来技術のレーダ装置では、原理的に、コヒーレントな測定が２つのレーダユニットで可能になったとしても、仮想アンテナのアンテナ開口長が各ユニットに備えられたアンテナのアンテナ開口長の２倍までしか拡大されない。このため、レーダ装置における物標の検知分解能の向上について依然として改善の余地がある。

【0006】

本開示は、２つのレーダユニットを含むレーダ装置において物標の検知分解能の向上を図ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１に記載の発明は、
電波により物標を検出するレーダ装置であって、
センサ筐体（１０）と、
電波の送受信を行う第１送受信アンテナ（２１）を含む第１レーダユニット（２０）と、
電波の送受信を行う第２送受信アンテナ（３１）を含む第２レーダユニット（３０）と、
物標で反射した反射波の第１送受信アンテナおよび第２送受信アンテナそれぞれでの受信結果に基づいて物標を検出する制御部（５０）と、を備え、
第１送受信アンテナおよび第２送受信アンテナの並び方向における第１送受信アンテナの中心位置である第１位置（Ｐ１）と並び方向における第２送受信アンテナの中心位置である第２位置（Ｐ２）それぞれから等距離となる仮想線を基準線（ＢＬ）としたとき、
第１送受信アンテナおよび第２送受信アンテナは、それぞれを構成する複数のアンテナ素子が基準線に対して線対称となるようにセンサ筐体に配置されるとともに、第１位置から第２位置までの距離（ＤＬ）が第１送受信アンテナおよび第２送受信アンテナのアンテナ開口長（ＰＬ２）の２倍以上、且つ、３倍以下となるように配置されており、
制御部は、第１送受信アンテナおよび第２送受信アンテナにおける一方のアンテナから送信された電波が物標で反射した反射波の他方のアンテナでの受信結果に基づいて、第１送受信アンテナおよび第２送受信アンテナの間に複数の仮想アンテナ素子を含むバイスタティックアンテナを生成するとともに、物標で反射した反射波の第１送受信アンテナ、第２送受信アンテナ、バイスタティックアンテナでの受信結果に基づいて物標を検出する。

【0008】

このように、第１レーダユニットおよび第２レーダユニットを同じセンサ筐体に配置する構成とすれば、第１送受信アンテナと第２送受信アンテナを近付けて配置することができる。そして、各送受信アンテナの中心位置を各送受信アンテナのアンテナ開口長の２倍～３倍程度離して配置すれば、第１送受信アンテナ、バイスタティックアンテナ、第２送受信アンテナが連続して並ぶ仮想アレイアンテナを実現することができる。この仮想アレイアンテナは、バイスタティックアンテナだけでなく、各ユニットに備えられた各送受信アンテナが含まれることで、バイスタティックアンテナよりもアンテナ開口長を大きくすることができる。このように、本開示のレーダ装置によれば、各ユニットに備えられた各送受信アンテナの２倍を超えるアンテナ開口長を実現することができる。このため、従来技術に比べて、物標の検知分解能を向上させることが可能となる。

【0009】

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態に係るレーダ装置の概略構成図である。

【図2】第１レーダユニットおよび第２レーダユニットの概略構成図である。

【図3】レーダ装置のアンテナ構成を説明するための説明図である。

【図4】バイスタティックアンテナについての説明図である。

【図5】第１実施形態に係るレーダ装置におけるダイレクトパスでの受信信号とクロスパスでの受信信号とを区別する手法を説明するための説明図である。

【図6】第１実施形態に係るダイレクトパスモード時に得られるＩＦ信号の周波数帯とクロスパスモード時に得られるＩＦ信号の周波数帯とを説明するための説明図である。

【図7】第２実施形態に係るレーダ装置におけるダイレクトパスモードおよびクロスパスモードでのカットオフ周波数およびサンプリング周波数を説明するための説明図である。

【図8】第２実施形態に係るレーダ装置におけるダイレクトパスでの受信信号とクロスパスでの受信信号とを区別する手法を説明するための説明図である。

【図9】第２実施形態に係るダイレクトパスモード時に得られるＩＦ信号の周波数帯とクロスパスモード時に得られるＩＦ信号の周波数帯とを説明するための説明図である。

【図10】第３実施形態に係るレーダ装置におけるダイレクトパスでの受信信号とクロスパスでの受信信号とを区別する手法を説明するための説明図である。

【図11】第３実施形態に係るダイレクトパスモード時に得られるＩＦ信号の周波数帯とクロスパスモード時に得られるＩＦ信号の周波数帯とを説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

【0012】

（第１実施形態）
本実施形態について、図１～図６を参照して説明する。本実施形態では、本開示のレーダ装置１を、車両に搭載されて、自車両の周囲に存在する他車両、静止物体等の物標をターゲットとして検出する物標検出装置に適応した例について説明する。

【0013】

レーダ装置１は、車両の前方に向けて電波を出射するとともに、車両の前方にある物標によって反射した電波を受信することで、物標までの距離、自車両に対する相対速度、自車両に対する方位等を求める。

【0014】

レーダ装置１は、信号の変調方式としてＦＭＣＷ方式が採用されている。レーダ装置１は、電波の動作周波数が、ミリ波に対応する周波数帯（例えば、７６ＧＨｚ）とされている。なお、レーダ装置１が送受信する電波の動作周波数は、ミリ波に対応する周波数に限定されず、ミリ波以外の周波数であってもよい。

【0015】

図１に示すように、レーダ装置１は、センサ筐体１０と、第１レーダユニット２０と、第２レーダユニット３０と、制御部５０とを備える。なお、便宜上、図面では、第１レーダユニット２０を“ＲＵ１”としたり、第２レーダユニット３０を“ＲＵ２”としたりすることがある。

【0016】

センサ筐体１０は、レーダ装置１の外殻を構成する部材である。センサ筐体１０には、第１レーダユニット２０、第２レーダユニット３０、制御部５０が設けられている。なお、制御部５０については、センサ筐体１０の外側に設けられていてもよい。

【0017】

図２に示すように、第１レーダユニット２０は、電波の送受信を行う第１送受信アンテナ２１を含むセンサユニットである。第１レーダユニット２０は、第１送受信アンテナ２１に加えて、第１送信部２２、第１受信部２３を含んでいる。第１レーダユニット２０は、第１送信部２２および第１受信部２３が単一の半導体チップに実装された構成になっている。

【0018】

図３に示すように、第１送受信アンテナ２１は、複数の送信アンテナＴｘおよび複数の受信アンテナＲｘからなる実アレイアンテナを有する。本例の実アレイアンテナは、３つの送信アンテナＴｘ、４つの受信アンテナＲｘを含んでいる。具体的には、実アレイアンテナは、４つの受信アンテナＲｘが予め定めた基準距離をあけて等間隔に並んで配置され、３つの送信アンテナＴｘが基準距離の４倍となる距離をあけて等間隔に並んで配置されている。なお、基準距離は、例えば、電波の半波長に設定される。本開示の第１送受信アンテナ２１は、実在するアンテナ素子で構成される実アレイアンテナだけを意味するものではなく、実在するアンテナ素子と仮想アンテナ素子とを含む仮想アレイアンテナとして解釈することができる。このことは、第２送受信アンテナ３１についても同様である。

【0019】

図２に戻り、第１送信部２２は、連続的に周波数が変化するチャープ信号を送信信号として生成し、生成した送信信号を各送信アンテナＴｘに伝える。第１送信部２２は、第１局部発振器２２１、第１分配器２２２、第１送信側増幅器２２３、第１タイミングエンジン２２４等を有している。

【0020】

第１局部発振器２２１は、ローカル信号に同期した送信信号を生成する。第１局部発振器２２１は、ローカル信号を生成するローカル信号生成部２２１ａ、ローカル信号に同期した信号を出力するＰＬＬ回路２２１ｂ、ＰＬＬ回路２２１ｂが出力する信号の周波数を変動させるＶＣＯ回路２２１ｃを含んで構成されている。

【0021】

第１分配器２２２は、送信信号を第１送信側増幅器２２３側と第１受信部２３側に分配するものである。第１分配器２２２は、第１送信側増幅器２２３および第１受信部２３のそれぞれに接続されている。

【0022】

第１送信側増幅器２２３は、第１分配器２２２と各送信アンテナＴｘとの間に設けられている。第１送信側増幅器２２３は、送信信号の電力を増幅して送信アンテナＴｘに出力する。

【0023】

第１タイミングエンジン２２４は、第１送信部２２からの送信出力と第１受信部２３でのサンプリング開始のタイミングを制御するものである。第１タイミングエンジン２２４は、各送信部２２、３２でのチャープ信号の送信開始タイミングを同期させることが可能なように、第２送信部３２に設けられた第２タイミングエンジン３２４に対して信号出力可能に接続されている。

【0024】

第１受信部２３は、各受信アンテナＲｘで受信した受信信号に基づくビート信号を生成し、当該ビート信号を制御部５０に伝える。第１受信部２３は、第１受信側増幅器２３１、第１ミキサ２３２、第１フィルタ２３３、第１ＡＤコンバータ２３４等を含んで構成されている。

【0025】

第１受信側増幅器２３１は、物標で反射した反射波の各受信アンテナＲｘでの受信により発生するＲＦ信号を増幅することで受信信号を生成する。この受信信号は、各受信アンテナＲｘで受信した反射波に対応する電気信号である。

【0026】

第１ミキサ２３２は、第１送信部２２で生成されるローカル信号に基づいて受信信号に対して直検波処理（いわゆる、ＩＱ検波処理）を実行する。第１ミキサ２３２は、ローカル信号と受信信号とをミキシングすることで、両者の周波数差に対応する中間周波数信号（いわゆるＩＦ信号）を生成して、第１フィルタ２３３に出力する。直交検波処理では、互いに直交した搬送波を用いることでＩＦ信号における正の周波数成分と負の周波数成分とを判別可能となっている。すなわち、本実施形態の第１ミキサ２３２は、ＩＦ信号における正の周波数成分と負の周波数成分とを判別可能となっている。

【0027】

第１フィルタ２３３は、所定のカットオフ周波数を有するローパスフィルタである。第１フィルタ２３３は、カットオフ周波数を切替可能に構成された周波数可変フィルタが採用されている。

【0028】

第１ＡＤコンバータ２３４は、物標で反射した反射波の受信結果をデジタル信号に変換するＡＤ変換部である。第１ＡＤコンバータ２３４は、アナログ信号であるＩＦ信号をデジタル信号であるビート信号に変換して制御部５０に出力する。第１ＡＤコンバータ２３４は、サンプリング周波数を切替可能に構成されている。

【0029】

続いて、第２レーダユニット３０について説明する。第２レーダユニット３０は、電波の送受信を行う第２送受信アンテナ３１を含むセンサユニットである。第２レーダユニット３０は、第２送受信アンテナ３１に加えて、第２送信部３２、第２受信部３３を含んでいる。第２レーダユニット３０は、第２送信部３２および第２受信部３３が単一の半導体チップに実装された構成になっている。

【0030】

第２送受信アンテナ３１は、複数の送信アンテナＴｘおよび複数の受信アンテナＲｘを有する。本例の第２送受信アンテナ３１は、３つの送信アンテナＴｘ、４つの受信アンテナＲｘを有している。

【0031】

図３に示すように、第２送受信アンテナ３１は、複数の送信アンテナＴｘおよび複数の受信アンテナＲｘからなる実アレイアンテナを有する。本例の実アレイアンテナは、３つの送信アンテナＴｘ、４つの受信アンテナＲｘを含んでいる。具体的には、実アレイアンテナは、４つの受信アンテナＲｘが予め定めた基準距離をあけて等間隔に並んで配置され、３つの送信アンテナＴｘが基準距離の４倍となる距離をあけて等間隔に並んで配置されている。

【0032】

図２に戻り、第２送信部３２は、連続的に周波数が変化するチャープ信号を送信信号として生成し、生成した送信信号を各送信アンテナＴｘに伝える。第２送信部３２は、第２局部発振器３２１、第２分配器３２２、第２送信側増幅器３２３、第２タイミングエンジン３２４等を有している。

【0033】

第２局部発振器３２１は、第１局部発振器２２１とは一部異なっている。第２局部発振器３２１は、ＰＬＬ回路３２１ｂ、ＶＣＯ回路３２１ｃを含んで構成されている。第２局部発振器３２１は、ＰＬＬ回路３２１ｂが第１局部発振器２２１のローカル信号生成部２２１ａに接続されている。

【0034】

このようになっていることで、各局部発振器２２１、３２１でのクロックの同期が確保されている。また、各局部発振器２２１、３２１は、個別にＰＬＬ回路２２１ｂ、３２１ｂ、ＶＣＯ回路２２１ｃ、３２１ｃが設けられているので、異なる周波数の送信信号を同時に生成することが可能となっている。

【0035】

第２分配器３２２は、送信信号を第２送信側増幅器３２３側と第２受信部３３側に分配するものである。第２分配器３２２は、第２送信側増幅器３２３および第２受信部３３のそれぞれに接続されている。

【0036】

第２送信側増幅器３２３は、第２分配器３２２と各送信アンテナＴｘとの間に設けられている。第２送信側増幅器３２３は、送信信号の電力を増幅して送信アンテナＴｘに出力する。

【0037】

第２タイミングエンジン３２４は、第２送信部３２からの送信出力と第２受信部３３でのサンプリング開始のタイミングを制御するものである。第２タイミングエンジン３２４は、各送信部２２、３２でのチャープ信号の送信開始タイミングを同期させることが可能なように、第１送信部２２の第１タイミングエンジン２２４に接続されている。
第２タイミングエンジン３２４は、第１送受信アンテナ２１での送信信号の送信タイミングに対して、第２送受信アンテナ３１での送信信号の送信タイミングを遅延させる遅延回路として機能する。第２タイミングエンジン３２４での遅延時間は、各送受信アンテナ２１、３１の相互で電波の送受信を行わせる際に、第１送受信アンテナ２１および第２送受信アンテナ３１の一方で求めるＩＦ信号の周波数帯と、他方で求めるＩＦ信号の周波数帯とを分離可能な時間に設定される。なお、以下では、各送受信アンテナ２１、３１の一方で電波の送受信を行わせるモードを“ダイレクトパスモード”とし、各送受信アンテナ２１、３１の相互で電波の送受信を行わせるモードを“クロスパスモード”とする。

【0038】

第２受信部３３は、各受信アンテナＲｘで受信した受信信号に基づくビート信号を生成し、当該ビート信号を制御部５０に伝える。第２受信部３３は、第２受信側増幅器３３１、第２ミキサ３３２、第２フィルタ３３３、第２ＡＤコンバータ３３４等を含んで構成されている。

【0039】

第２ミキサ３３２は、第２送信部３２で生成されるローカル信号に基づいて受信信号に対して直検波処理（いわゆる、ＩＱ検波処理）を実行する。第２ミキサ３３２は、ローカル信号と受信信号とをミキシングすることで、ＩＦ信号を生成して、第２フィルタ３３３に出力する。

【0040】

第２フィルタ３３３は、第１フィルタ２３３と同様に、所定のカットオフ周波数を有するローパスフィルタである。第２フィルタ３３３は、カットオフ周波数を切替可能に構成された周波数可変フィルタが採用されている。

【0041】

第２ＡＤコンバータ３３４は、物標で反射した反射波の受信結果をデジタル信号に変換するＡＤ変換部である。第２ＡＤコンバータ３３４は、アナログ信号であるＩＦ信号をデジタル信号であるビート信号に変換して制御部５０に出力する。第２ＡＤコンバータ３３４は、サンプリング周波数を切替可能に構成されている。

【0042】

制御部５０は、プロセッサ、メモリを備えたマイクロコンピュータを中心に構成された電子制御機器である。メモリは、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ等である。マイクロコンピュータの各種機能は、プロセッサが非遷移的実体的記憶媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。

【0043】

制御部５０は、各ユニット２０、３０から得られるビート信号に基づいて、物標までの距離、物標の相対速度、物標の方位を検出する。制御部５０は、例えば、ビート信号をＦＦＴにより周波数解析することで、物標までの距離を求める。制御部５０は、ビート周波数成分毎にＦＦＴを行ってドップラ周波数を求めるとともに当該ドップラ周波数に基づいて物標の相対速度を求める。さらに、制御部５０は、各受信アンテナＲｘの受信信号の位相が反射波の到来角によって異なることを基に、物標の方位を検出する。

【0044】

加えて、制御部５０は、各送受信アンテナ２１、３１それぞれで電波を送受信した際のビート信号を信号処理することで、実在する受信アンテナＲｘの数倍の数のアンテナ素子を有する仮想アンテナを生成する。

【0045】

本実施形態の各送受信アンテナ２１、３１は、図３に示すように、ＭＩＭＯ技術を利用した仮想アンテナであるＭＩＭＯアンテナとして構成されている。ＭＩＭＯアンテナでは、仮想アンテナ素子が増えることでアンテナ開口長ＡＬ２が大きくなる。本実施形態の各送受信アンテナ２１、３１は、各受信アンテナＲｘのアンテナ開口長ＡＬ１の３倍となるアンテナ開口長ＡＬ２を有する。なお、ＭＩＭＯは、Multi Input Multi Outputの略称である。ＳＩＭＯは、Single Input Multi Outputの略称である。

【0046】

ここで、第１送受信アンテナ２１および第２送受信アンテナ３１の並び方向における第１送受信アンテナ２１の中心位置である第１位置Ｐ１と第２送受信アンテナ３１の中心位置である第２位置Ｐ２それぞれから等距離となる仮想線を基準線ＢＬとしたとする。

【0047】

このとき、第１送受信アンテナ２１および第２送受信アンテナ３１は、それぞれを構成する複数のアンテナ素子が基準線ＢＬに対して線対称となるようにセンサ筐体１０に配置されている。

【0048】

加えて、第１送受信アンテナ２１および第２送受信アンテナ３１は、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までの距離ＤＬが各送受信アンテナ２１、３１のアンテナ開口長ＡＬ２の２倍以上、且つ、３倍以下となるように配置されている。本例の第１送受信アンテナ２１および第２送受信アンテナ３１は、各送受信アンテナ２１、３１と後述のバイスタティックアンテナとが部分的に重なり合うように、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までの距離ＤＬが各送受信アンテナ２１、３１のアンテナ開口長ＡＬ２の略２．７５倍となるように配置されている。

【0049】

これらを前提として、制御部５０は、各送受信アンテナ２１、３１における一方のアンテナから送信された電波が物標で反射した反射波の他方のアンテナでの受信結果に基づいて、各送受信アンテナ２１、３１の間にバイスタティックアンテナを生成する。バイスタティックアンテナは、複数の仮想アンテナ素子を含む仮想アレイアンテナである。、図４に示すように、クロスパスモード時には、各送受信アンテナ２１、３１の中央部で反射波の位相が一致する箇所が発生することから、各送受信アンテナ２１、３１の中央に複数の仮想アンテナ素子からなるバイスタティックアンテナを生成することができる。このようなバイスタティックアンテナの原理等については、非特許文献１に詳細が示されていることから、本明細書での説明については省略する。

【0050】

制御部５０は、例えば、各送受信アンテナ２１、３１の一方での受信結果に基づいて第１バイスタティックを生成し、各送受信アンテナ２１、３１の他方での受信結果に基づいて第２バイスタティックを生成する。本例のバイスタティックアンテナは、第１バイスタティックを構成する仮想アンテナ素子と第２バイスタティックを構成する仮想アンテナ素子とが、バイスタティックアンテナの中央部分で重なり合うアンテナ構成となっている。

【0051】

また、本実施形態では、各送受信アンテナ２１、３１について、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までの距離ＤＬが各送受信アンテナ２１、３１のアンテナ開口長ＡＬ２の略３倍となるように配置されている。これにより、バイスタティックアンテナは、バイスタティックアンテナの両端にある仮想アンテナ素子が、第１送受信アンテナ２１を構成するアンテナ素子および第２送受信アンテナ３１を構成するアンテナ素子と重なり合うアンテナ構成となっている。

【0052】

本実施形態の制御部５０は、物標で反射した反射波の各送受信アンテナ２１、３１で受信結果に加えて、バイスタティックアンテナでの受信結果に基づいて物標を検出する。

【0053】

このように構成されるレーダ装置１では、物標を適切に検出するために、制御部５０において、ダイレクトパスＤＰでの受信信号とクロスパスＣＰでの受信信号とを区別可能になっている必要がある。

【0054】

本実施形態のレーダ装置１は、例えば、図５に示すように、各送受信アンテナ２１、３１の一方からの送信タイミングを他方の送信タイミングから遅延させることでダイレクトパスＤＰでの受信信号とクロスパスＣＰでの受信信号とを区別可能に構成されている。

【0055】

具体的には、図６に示すように、レーダ装置１は、各送受信アンテナ２１、３１での送信信号のベースバンド周波数の差が基準周波数Ｆｓ以上となるように、各送受信アンテナ２１、３１の一方からの送信タイミングを他方の送信タイミングから遅延させる。換言すれば、レーダ装置１は、所定のタイミングにおける各送受信アンテナ２１、３１での送信信号のベースバンド周波数が基準周波数Ｆｓ以上ずれるように、各送受信アンテナ２１、３１の一方からの送信タイミングを他方の送信タイミングから遅延させる。なお、基準周波数Ｆｓは、ダイレクトパスモード時に必要とされるサンプリング周波数である。基準周波数Ｆｓは、例えば、ダイレクトパスモード時のカットオフ周波数の２倍の周波数として定義される。

【0056】

このようになっていれば、各送受信アンテナ２１、３１の一方で電波を送受信した受信信号の周波数帯と、各送受信アンテナ２１、３１の相互で電波を送受信した際の受信信号の周波数帯とを分離することができる。この結果、各送受信アンテナ２１、３１の一方で電波を送受信した受信信号と、各送受信アンテナ２１、３１の相互で電波を送受信した際の受信信号とを区別して検出することができる。

【0057】

以下、レーダ装置１におけるダイレクトパスＤＰでの受信信号とクロスパスＣＰでの受信信号とを区別する手法の一実施例について説明する。なお、以下に示す手法は、一例であり、数値等は適宜変更され得る。

【0058】

本実施例のレーダ装置１は、ミリ波の電波が１ｕｓｅｃで移動する距離である３００ｍ先にある物標までを検知対象としている。つまり、レーダ装置１は、ミリ波が１ｕｓｅｃで進む距離（３００ｍ）を最大検知距離となっている。

【0059】

例えば、１５０ｍ先にターゲットとなる物標が存在する場合、レーダ装置１では、図５に示すように、ダイレクトパスＤＰでの反射波については、送信信号の送信タイミングから１ｕｓｅｃ遅れたタイミングで各ユニット２０、３０にて受信される。このときの送信信号と受信信号とのベースバンド周波数の差について図５では１０ＭＨｚとしている。

【0060】

また、３００ｍ先にターゲットとなる物標が存在する場合、レーダ装置１では、ダイレクトパスＤＰでの反射波については、送信タイミングから２ｕｓｅｃ遅れたタイミングで各ユニット２０、３０にて受信される。このときの送信信号と受信信号とのベースバンド周波数の差について図５では２０ＭＨｚとしている。

【0061】

加えて、レーダ装置１は、ダイレクトパスモード時の各フィルタ２３３、３３３のカットオフ周波数がレーダ装置１の最大検知距離に対応する“２０ＭＨｚ”に設定されている。そして、ダイレクトパスモード時の各ＡＤコンバータ２３４、３３４のサンプリング周波数（基準周波数Ｆｓ）は、ナイキストの定理より、カットオフ周波数の倍となる“４０ＭＨｚ”に設定されている。

【0062】

また、レーダ装置１は、各送受信アンテナ２１、３１での送信信号のベースバンド周波数との差が基準周波数Ｆｓ以上となるように、第２送受信アンテナ３１での送信タイミングを第１送受信アンテナ２１での送信タイミングから遅延させる構成になっている。

【0063】

具体的には、遅延回路３２４は、第２送受信アンテナ３１での送信タイミングを第１送受信アンテナ２１での送信タイミングから、基準周波数Ｆｓである４０ＭＨｚに対応する４ｕｓｅｃ遅延させるように構成されている。

【0064】

このように構成されるレーダ装置１は、第２レーダユニット３０でのベースバンド周波数およびＩＦ信号の周波数が第１レーダユニット２０でのベースバンド周波数およびＩＦ信号の周波数に対して４０ＭＨｚシフトする。

【0065】

例えば、第１レーダユニット２０から送信されて１５０ｍ先のターゲットで反射した電波を第２レーダユニット３０で受ける場合（ＣＰ：ＲＵ１→ＲＵ２）、送信信号と受信信号とのベースバンド周波数の差が５０ＭＨｚ（＝１０ＭＨｚ＋４０ＭＨｚ）となる。

【0066】

また、第２レーダユニット３０から送信されて１５０ｍ先のターゲットで反射した電波を第１レーダユニット２０で受ける場合（ＣＰ：ＲＵ２→ＲＵ１）、送信信号と受信信号とのベースバンド周波数の差が３０ＭＨｚ（＝４０ＭＨｚ－１０ＭＨｚ）となる。なお、本例では、各ミキサ２３２、３３２が正の周波数成分と負の周波数成分と分別可能になっているので、ベースバンド周波数の差を適切に検出することができる。

【0067】

ここで、図６は、ダイレクトパスモード時に得られるＩＦ信号の周波数帯とクロスパスモード時に得られるＩＦ信号の周波数帯とを説明するための説明図である。図６に示すグラフは、縦軸が信号強度を示し、横軸がＩＦ信号の周波数を示している。

【0068】

本実施例のレーダ装置１によれば、図６に示すように、ダイレクトパスモード時のＩＦ信号の周波数帯（０～２０ＭＨｚ）と、クロスパスモード時のＩＦ信号の周波数帯（２０ＭＨｚ～４０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ～６０ＭＨｚ）とを分離することができる。

【0069】

ここで、レーダ装置１は、ＩＦ信号の周波数帯に応じて、各フィルタ２３３、３３３のカットオフ周波数および各ＡＤコンバータ２３４、３３４のサンプリング周波数が設定されている。例えば、各フィルタ２３３、３３３は、カットオフ周波数がダイレクトパスモード時に必要とされるカットオフ周波数である基準カットオフ周波数Ｆｃの３倍（６０ＭＨｚ）に設定されている。なお、カットオフ周波数は、基準カットオフ周波数Ｆｃの３倍（１２０ＭＨｚ）を超えた周波数に設定されていてもよい。また、各ＡＤコンバータ２３４、３３４は、サンプリング周波数が、ダイレクトパスモード時に必要とされるサンプリング周波数である基準周波数Ｆｓの３倍に設定されている。なお、サンプリング周波数は基準周波数Ｆｓの３倍を超えた周波数に設定されていてもよい。

【0070】

以上説明したレーダ装置１は、センサ筐体１０と、第１レーダユニット２０と、第２レーダユニット３０と、物標で反射した反射波の各送受信アンテナ２１、３１での受信結果に基づいて物標を検出する制御部５０と、を備える。第１送受信アンテナ２１および第２送受信アンテナ３１は、それぞれを構成する複数のアンテナ素子が、各送受信アンテナ２１、３１それぞれの中心位置から等距離となる基準線ＢＬに対して線対称となるようにセンサ筐体１０に配置されている。第１送受信アンテナ２１および第２送受信アンテナ３１は、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までの距離ＤＬが各送受信アンテナ２１、３１のアンテナ開口長ＡＬ２の２倍以上、且つ、３倍以下となるように配置されている。制御部５０は、各送受信アンテナ２１、３１における一方のアンテナから送信された電波が物標で反射した反射波の他方のアンテナでの受信結果に基づいて、各送受信アンテナ２１、３１の間に複数の仮想アンテナ素子を含むバイスタティックアンテナを生成する。制御部５０は、物標で反射した反射波の第１送受信アンテナ２１、第２送受信アンテナ３１、バイスタティックアンテナでの受信結果に基づいて物標を検出する。

【0071】

このように、第１レーダユニット２０および第２レーダユニット３０を同じセンサ筐体１０に配置する構成とすれば、第１送受信アンテナ２１と第２送受信アンテナ３１を近付けて配置することができる。そして、各送受信アンテナ２１、３１の中心位置をアンテナ開口長ＡＬ２の２倍～３倍程度離して配置すれば、第１送受信アンテナ２１、バイスタティックアンテナ、第２送受信アンテナ３１が並ぶ仮想アレイアンテナを実現することができる。この仮想アレイアンテナは、バイスタティックアンテナだけでなく、各ユニット２０、３０に備えられた各送受信アンテナ２１、３１が含まれることで、バイスタティックアンテナよりもアンテナ開口長を大きくすることができる。したがって、本実施形態のレーダ装置１によれば、各ユニット２０、３０に備えられた各送受信アンテナ２１、３１の２倍を超えるアンテナ開口長を実現することができる。

【0072】

また、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

【0073】

（１）従来技術の如く、各ユニット２０、３０で個別にローカル信号を生成する構成では、サンプリングされたベースバンド信号の干渉変数（位相雑音、非線形性、時間オフセット等）の影響が大きい。この場合、各ユニット２０、３０で検出される信号の位相に依存する情報（例えば、距離、角度分離等）の精度が大きく悪化する。特に、位相雑音の影響は、ホモダイン方式の装置よりもインコヒーレントな発振器によって著しく強くなり、距離測定の精度が大きく悪化する。また、各ユニット２０、３０に備えられた発振器のクロックは、数十ｎｓｅｃの同期はとれても、数十ｆｓｅｃオーダの位相雑音まで同期がとれない。このため、各ユニット２０、３０の一方のアンテナで電波を送受信する場合に比べて、各ユニット２０、３０の各アンテナの相互で電波を送受信する場合での物標の検知性能が悪化し易い。

【0074】

これに対して、本実施形態の各ユニット２０、３０は、第１レーダユニット２０のローカル信号生成部２２１ａが生成するローカル信号が、各ユニット２０、３０のＰＬＬ回路２１１ｂ、３１１ｂに出力されるようになっている。

【0075】

このように、同一のセンサ筐体１０に配置された各ユニット２０、３０において、共通のローカル信号生成部２２１ａで生成されたローカル信号が用いられていれば、、各ユニット２０、３０で高精度に同期がとり易くなる。この場合、各送受信アンテナ２１、３１の一方で電波を送受信する場合だけでなく、各送受信アンテナ２１、３１の相互で電波を送受信する場合でも位相雑音等を受信可能となり、物標の検知性能を確保することができる。

【0076】

（２）各ユニット２０、３０は、それぞれ物標で反射した反射波の受信結果をデジタル信号に変換する第１ＡＤコンバータ２３４および第２ＡＤコンバータ３３４を含んでいる。各送受信アンテナ２１、３１の一方で電波の送受信を行わせる際に必要とされるサンプリング周波数を基準周波数Ｆｓとしたとする。このとき、各ＡＤコンバータ２３４、３３４は、各送受信アンテナ２１、３１の相互で電波の送受信を行わせる際のサンプリング周波数が基準周波数Ｆｓの３倍以上に設定される。これによると、各送受信アンテナ２１、３１の一方で電波を送受信した受信信号と各送受信アンテナ２１、３１の相互で電波を送受信した際の受信信号とを区別して検出することができる。

【0077】

（３）各ユニット２０、３０は、各送受信アンテナ２１、３１での送信信号のベースバンド周波数の差が基準周波数Ｆｓ以上となるように、各送受信アンテナ２１、３１の一方からの電波の送信タイミングが他方の送信タイミングから遅延するように構成されている。

【0078】

これによると、各送受信アンテナ２１、３１の一方で電波を送受信した受信信号の周波数帯と、各送受信アンテナ２１、３１の相互で電波を送受信した際の受信信号の周波数帯とを分離することができる。このため、各送受信アンテナ２１、３１の一方で電波を送受信した受信信号と、各送受信アンテナ２１、３１の相互で電波を送受信した際の受信信号とを区別して検出することができる。なお、レーダ装置１は、第１送受信アンテナ２１の送信タイミングを第２送受信アンテナ３１の送信タイミングから遅延させるようになっていてもよい。

【0079】

（４）各ユニット２０、３０は、各送受信アンテナ２１、３１それぞれでの受信信号とローカル信号との差に対応するＩＦ信号の使用帯域外となる周波数成分をカットする第１フィルタ２３３および第２フィルタ３３３を含んでいる。各フィルタ２３３、３３３は、各送受信アンテナ２１、３１の相互で電波の送受信を行わせる際のカットオフ周波数が、各送受信アンテナ２１、３１の一方で電波の送受信を行わせる際に必要とされるカットオフ周波数の３倍以上に設定される。これによると、各送受信アンテナ２１、３１の相互で電波を送受信した際の受信信号の周波数を適切に検出することができる。

【0080】

（５）各ユニット２０、３０には、ＩＦ信号における正の周波数成分と負の周波数成分とを判別可能な第１ミキサ２３２および第２ミキサ３３２を含んでいる。これによると、各送受信アンテナ２１、３１の相互で電波を送受信した際の受信信号の周波数を適切に検出することができる。

【0081】

（６）各送受信アンテナ２１、３１は、バイスタティックアンテナの中央部分において、一方のアンテナでの受信結果に基づく仮想アンテナ素子と他方のアンテナでの受信結果に基づく仮想アンテナ素子とが重なり合うように配置されている。加えて、各送受信アンテナ２１、３１は、バイスタティックアンテナの両端にある仮想アンテナ素子が、第１送受信アンテナ２１を構成するアンテナ素子および第２送受信アンテナ３１を構成するアンテナ素子と重なり合うように配置されている。これによれば、第１送受信アンテナ２１、バイスタティックアンテナ、第２送受信アンテナ３１が連続して並ぶ仮想アレイアンテナを実現することができる。この仮想アレイアンテナでは、各ユニット２０、３０に備えられた各送受信アンテナ２１、３１の４倍程度のアンテナ開口長を実現することができる。

【0082】

（第１実施形態の変形例）
第１実施形態の如く、クロスパスモードが、ダイレクトパスモード時に一方のアンテナから送信した送信信号に対応する電波を他方のアンテナで受信するようになっていると、遠方にある巨大な物標で反射した反射波をクロスパスモード時に受信することがある。

【0083】

そこで、制御部５０は、図７に示すように、ダイレクトパスモードとクロスパスモードとを異なるタイミングで実施可能なように、ダイレクトパスモードとクロスパスモードを切り替え可能に構成されている。

【0084】

このような構成において、制御部５０は、クロスパスモード時にカットオフ周波数を基準カットオフ周波数Ｆｃの３倍以上に設定する。一方、ダイレクトパスモード時には、制御部５０は、各フィルタ２３３、３３３のカットオフ周波数を遠方にある巨大な物標で反射した反射波を受信しない周波数に切り替える。例えば、制御部５０は、ダイレクトパスモード時に、各フィルタ２３３、３３３のカットオフ周波数を基準カットオフ周波数Ｆｃに切り替える。
加えて、制御部５０は、クロスパスモード時にサンプリング周波数を基準周波数Ｆｓの３倍以上に設定する。ダイレクトパスモード時のサンプリング周波数については、基準周波数Ｆｓ以上であればよいので、制御部５０は、クロスパスモード時と同じサンプリング周波数に設定する。なお、制御部５０は、クロスパスモード時にサンプリング周波数を基準周波数Ｆｓに切り替えるようになっていてもよい。

【0085】

このように、ダイレクトパスモードとクロスパスモードとを異なるタイミングで実施するとともに、各フィルタ２３３、３３３のカットオフ周波数を適正な周波数に切り替える構成であれば、遠方にある巨大な物標で反射した反射波の受信を抑制することができる。

【0086】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図８、図９を参照して説明する。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明する。

【0087】

本実施形態のレーダ装置１は、各送受信アンテナ２１、３１の一方から送信する電波の周波数に対して他方から送信する電波の周波数をシフトさせることでダイレクトパスＤＰでの受信信号とクロスパスＣＰでの受信信号とを区別可能に構成されている。

【0088】

このような構成は、第１実施形態で説明した遅延回路３２４を廃止し、その代わりに、各ユニット２０、３０の少なくとも一方に送信信号の周波数をシフトさせる回路を設けることによって実現することができる。

【0089】

具体的には、各送受信アンテナ２１、３１での送信信号のベースバンド周波数の差が基準周波数Ｆｓ以上となるように、各送受信アンテナ２１、３１の一方から送信する電波の周波数に対して他方から送信する電波の周波数をシフトさせる。なお、基準周波数Ｆｓは、ダイレクトパスモード時に必要とされるサンプリング周波数である。

【0090】

このようになっていれば、各送受信アンテナ２１、３１の一方で電波を送受信した受信信号の周波数帯と、各送受信アンテナ２１、３１の相互で電波を送受信した際の受信信号の周波数帯とを分離することができる。この結果、各送受信アンテナ２１、３１の一方で電波を送受信した受信信号と、各送受信アンテナ２１、３１の相互で電波を送受信した際の受信信号とを区別して検出することができる。

【0091】

以下、レーダ装置１におけるダイレクトパスＤＰでの受信信号とクロスパスＣＰでの受信信号とを区別する手法の一実施例について説明する。なお、レーダ装置１の性能、各種設定は第１実施形態で説明した実施例と同じ前提としている。

【0092】

図８に示すように、レーダ装置１は、同じタイミングで各送受信アンテナ２１、３１から送信信号を送信する。この際、レーダ装置１は、各送受信アンテナ２１、３１での送信信号のベースバンド周波数との差が基準周波数Ｆｓとなるように、第１送受信アンテナ２１の送信信号の周波数に対して、第２送受信アンテナ３１の送信信号の周波数をシフトさせる。

【0093】

このように構成されるレーダ装置１は、第２レーダユニット３０でのベースバンド周波数およびＩＦ信号の周波数が第１レーダユニット２０でのベースバンド周波数およびＩＦ信号の周波数に対して基準周波数Ｆｓ（４０ＭＨｚ）の分だけシフトする。

【0094】

例えば、第１レーダユニット２０から送信されて１５０ｍ先のターゲットで反射した電波を第２レーダユニット３０で受ける場合（ＣＰ：ＲＵ１→ＲＵ２）、送信信号と受信信号とのベースバンド周波数の差が５０ＭＨｚ（＝１０ＭＨｚ＋４０ＭＨｚ）となる。

【0095】

また、第２レーダユニット３０から送信されて１５０ｍ先のターゲットで反射した電波を第１レーダユニット２０で受ける場合（ＣＰ：ＲＵ２→ＲＵ１）、送信信号と受信信号とのベースバンド周波数の差が３０ＭＨｚ（＝４０ＭＨｚ－１０ＭＨｚ）となる。

【0096】

ここで、図９は、ダイレクトパスモード時に得られるＩＦ信号の周波数帯とクロスパスモード時に得られるＩＦ信号の周波数帯とを説明するための説明図である。図９に示すグラフは、縦軸が信号強度を示し、横軸がＩＦ信号の周波数を示している。

【0097】

本実施例のレーダ装置１によれば、図９に示すように、ダイレクトパスモード時のＩＦ信号の周波数帯（０～２０ＭＨｚ）と、クロスパスモード時のＩＦ信号の周波数帯（２０ＭＨｚ～４０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ～６０ＭＨｚ）とを分離することができる。

【0098】

その他については、第１実施形態と同様である。本実施形態のレーダ装置１は、第１実施形態と共通の構成または均等な構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

【0099】

また、本実施形態のレーダ装置１は、以下の特徴を備える。

【0100】

（１）各ユニット２０、３０は、各送受信アンテナ２１、３１での送信信号のベースバンド周波数の差が基準周波数Ｆｓ以上となるように、各送受信アンテナ２１の一方の送信信号の周波数に対して、他方の送信信号の周波数をシフトさせる。

【0101】

これによると、各送受信アンテナ２１、３１の一方で電波を送受信した受信信号の周波数帯と、各送受信アンテナ２１、３１の相互で電波を送受信した際の受信信号の周波数帯とを分離することができる。このため、各送受信アンテナ２１、３１の一方で電波を送受信した受信信号と、各送受信アンテナ２１、３１の相互で電波を送受信した際の受信信号とを区別して検出することができる。なお、レーダ装置１は、第２送受信アンテナ３１の送信信号の周波数に対して、第１送受信アンテナ２１の送信信号の周波数をシフトさせるようになっていてもよい。

【0102】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、図１０、図１１を参照して説明する。本実施形態では、第２実施形態と異なる部分について主に説明する。

【0103】

第２実施形態の如く、クロスパスモードが、ダイレクトパスモード時に一方のアンテナから送信した送信信号に対応する電波を他方のアンテナで受信するようになっている場合、遠方にある巨大な物標で反射した反射波をクロスパスモード時に受信することがある。

【0104】

これに対して、本実施形態のレーダ装置１は、遠方にある巨大な物標で反射した反射波をクロスパスモード時に受信しないように、各送受信アンテナ２１、３１の一方から送信する電波の周波数に対する他方から送信する電波の周波数のシフト量を設定している。

【0105】

具体的には、各送受信アンテナ２１、３１での送信信号のベースバンド周波数の差が、レーダ装置１の最大検知距離に対応する検知距離周波数の２倍以上となるように、各送受信アンテナ２１、３１の一方の送信周波数に対して他方の送信周波数をシフトさせる。なお、最大検知距離は、レーダ装置１においてターゲットとする物標までの距離の最大値である。検知距離周波数は、電波の移動距離が最大検知距離となるまでの期間で変化する周波数の変動幅である。

【0106】

このようになっていれば、各送受信アンテナ２１、３１の一方で電波を送受信した受信信号の周波数帯と、各送受信アンテナ２１、３１の相互で電波を送受信した際の受信信号の周波数帯とを大きく分離させることができる。この結果、各送受信アンテナ２１、３１の一方で電波を送受信した受信信号と、各送受信アンテナ２１、３１の相互で電波を送受信した際の受信信号とを区別して検出することができる。

【0107】

以下、レーダ装置１におけるダイレクトパスＤＰでの受信信号とクロスパスＣＰでの受信信号とを区別する手法の一実施例について説明する。なお、レーダ装置１の性能、各種設定は第１実施形態で説明した実施例と同じ前提としている。

【0108】

図１０に示すように、レーダ装置１は、同じタイミングで各送受信アンテナ２１、３１から送信信号を送信する。この際、レーダ装置１は、各送受信アンテナ２１、３１での送信信号のベースバンド周波数との差が、検知距離周波数の３倍となるように、第１送受信アンテナ２１の送信信号の周波数に対して、第２送受信アンテナ３１の送信信号の周波数をシフトさせる。

【0109】

このように構成されるレーダ装置１は、第２レーダユニット３０でのベースバンド周波数およびＩＦ信号の周波数が第１レーダユニット２０でのベースバンド周波数およびＩＦ信号の周波数に対して検知距離周波数の３倍（６０ＭＨｚ）の分だけシフトする。

【0110】

例えば、第１レーダユニット２０から送信されて１５０ｍ先のターゲットで反射した電波を第２レーダユニット３０で受ける場合（ＣＰ：ＲＵ１→ＲＵ２）、送信信号と受信信号とのベースバンド周波数の差が７０ＭＨｚ（＝１０ＭＨｚ＋６０ＭＨｚ）となる。

【0111】

また、第２レーダユニット３０から送信されて１５０ｍ先のターゲットで反射した電波を第１レーダユニット２０で受ける場合（ＣＰ：ＲＵ２→ＲＵ１）、送信信号と受信信号とのベースバンド周波数の差が５０ＭＨｚ（＝６０ＭＨｚ－１０ＭＨｚ）となる。

【0112】

ここで、図１１は、ダイレクトパスモード時に得られるＩＦ信号の周波数帯とクロスパスモード時に得られるＩＦ信号の周波数帯とを説明するための説明図である。図１１に示すグラフは、縦軸が信号強度を示し、横軸がＩＦ信号の周波数を示している。

【0113】

本実施例のレーダ装置１によれば、図１１に示すように、ダイレクトパスモード時のＩＦ信号の周波数帯（０～２０ＭＨｚ）と、クロスパスモード時のＩＦ信号の周波数帯（４０ＭＨｚ～６０ＭＨｚ、６０ＭＨｚ～８０ＭＨｚ）とを分離することができる。

【0114】

本実施例では、ダイレクトパスモード時のＩＦ信号の周波数帯とクロスパスモード時のＩＦ信号の周波数帯との間の周波数帯（２０ＭＨｚ～４０ＭＨｚ）は、遠方の巨大物標で反射した反射波を許容するための帯域が確保される。

【0115】

ここで、レーダ装置１は、ＩＦ信号の周波数帯に応じて、各フィルタ２３３、３３３のカットオフ周波数および各ＡＤコンバータ２３４、３３４のサンプリング周波数が設定されている。例えば、各フィルタ２３３、３３３は、カットオフ周波数がダイレクトパスモード時に必要とされるカットオフ周波数である基準カットオフ周波数Ｆｃの４倍（８０ＭＨｚ）に設定されている。なお、カットオフ周波数は、基準カットオフ周波数Ｆｃの４倍を超えた周波数に設定されていてもよい。また、各ＡＤコンバータ２３４、３３４は、サンプリング周波数が、ダイレクトパスモード時に必要とされるサンプリング周波数である基準周波数Ｆｓの４倍（１６０ＭＨｚ）に設定されている。なお、サンプリング周波数は基準周波数Ｆｓの４倍を超えた周波数に設定されていてもよい。

【0116】

その他については、第１実施形態と同様である。本実施形態のレーダ装置１は、第１実施形態と共通の構成または均等な構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

【0117】

また、本実施形態のレーダ装置１は、以下の特徴を備える。

【0118】

（１）各ユニット２０、３０は、各送受信アンテナ２１、３１での送信信号のベースバンド周波数の差が、検知距離周波数の３倍となるように、各送受信アンテナ２１の一方の送信信号の周波数に対して、他方の送信信号の周波数をシフトさせる。

【0119】

これによると、各送受信アンテナ２１、３１の一方で電波を送受信した受信信号の周波数帯と、各送受信アンテナ２１、３１の相互で電波を送受信した際の受信信号の周波数帯とを分離し易くなる。このため、ダイレクトパスモードで受信する受信信号と、クロスパスモードで受信する受信信号とを区別して検出することができる。例えば、ダイレクトパスモード時に遠方にある巨大な物標で反射した反射波をクロスパスモード時に受信してしまうことを抑制することができる。特に、本例の構成では、各送受信アンテナ２１、３１から送信する電波の周波数をシフトさせるだけであり、カットオフ周波数の切り替えは不要となる。なお、レーダ装置１は、第２送受信アンテナ３１の送信信号の周波数に対して、第１送受信アンテナ２１の送信信号の周波数をシフトさせるようになっていてもよい。また、また、レーダ装置１は、各ユニット２０、３０の一方でのベースバンド周波数およびＩＦ信号の周波数が他方でのベースバンド周波数およびＩＦ信号の周波数に対して検知距離周波数の２倍以上シフトするようになっていればよい。

【0120】

（他の実施形態）
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。

【0121】

上述の実施形態では、レーダ装置１のアンテナ構成について具体的なものを例示したが、レーダ装置１のアンテナ構成は、上述したものに限定されず、上述したものとは異なるアンテナ構成になっていてもよい。例えば、各送受信アンテナ２１、３１が仮想アンテナ素子を含むＭＩＭＯアンテナとして構成されているものを例示したが、これに限らず、例えば、実在するアンテナ素子だけで構成されていてもよい。

【0122】

また、上述の実施形態の如く、レーダ装置１のアンテナ構成は、仮想アレイアンテナが、第１送受信アンテナ２１、バイスタティックアンテナ、第２送受信アンテナ３１が連続して並ぶように構成されていることが望ましいが、これに限定されない。レーダ装置１のアンテナ構成は、一部に不連続となる箇所が含まれる仮想アレイアンテナが生成されるように構成されていてもよい。

【0123】

上述の実施形態では、各ユニット２０、３０の構成について具体的なものを例示したが、各ユニット２０、３０の構成は、上述したものに限定されない。例えば、上述の実施形態のレーダ装置１は、第１レーダユニット２０に設けられた第１局部発振器２２１が生成するローカル信号が第２局部発振器３２１に提供される構成になっているが、これに限定されない。レーダ装置１は、第２レーダユニット３０に設けられた第２局部発振器３２１が生成するローカル信号が第１局部発振器２２１に提供される構成になっていてもよい。また、各ユニット２０、３０とは別に設けられた発振器が生成するローカル信号が各局部発振器２２１、３２１へ提供される構成になっていてもよい。

【0124】

上述の実施形態では、レーダ装置１におけるダイレクトパスＤＰでの受信信号とクロスパスＣＰでの受信信号とを区別する手法について具体的なものを例示したが、当該手法は、上述したものに限定されず、上述したものとは異なっていてもよい。

【0125】

上述の実施形態では、車両に搭載されて車両の周囲に存在する様々な物標を検出する物標検出装置に本開示のレーダ装置１を適用した例について説明したが、レーダ装置１の適用対象は、これに限定されない。レーダ装置１は、例えば、車両以外の移動体や据え置き型の機器にも適用することができる。

【0126】

上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

【0127】

上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

【0128】

上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

【符号の説明】

【0129】

１ レーダ装置
２０ 第１レーダユニット
２１ 第１送受信アンテナ
３０ 第２レーダユニット
３１ 第２送受信アンテナ
５０ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】