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(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】P2024059210
(43)【公開日】2024-05-01
(54)【発明の名称】レーダアレイアンテナ校正装置、方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G01S 7/40 20060101AFI20240423BHJP
G01S 7/02 20060101ALI20240423BHJP
【ＦＩ】
G01S7/40 126
G01S7/02 216
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022166750
(22)【出願日】2022-10-18
(71)【出願人】
【識別番号】318006365
【氏名又は名称】ＪＲＣモビリティ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100119677
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 賢治
(74)【代理人】
【識別番号】100160495
【弁理士】
【氏名又は名称】畑 雅明
(74)【代理人】
【識別番号】100173716
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 真理
(74)【代理人】
【識別番号】100115794
【弁理士】
【氏名又は名称】今下 勝博
(72)【発明者】
【氏名】時枝 幸伸
(72)【発明者】
【氏名】水島 卓哉
【テーマコード（参考）】
5J070
【Ｆターム（参考）】
5J070AB24
5J070AD05
5J070AD10
5J070AF03
5J070AK02
5J070AK22
(57)【要約】 （修正有）
【課題】本開示は、アレイアンテナ装置の遠方界領域のみならず極近距離領域においても、各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相を校正したうえで、サイドローブが小さいビームを所望方位角に形成することを目的とする。
【解決手段】本開示では、励振振幅位相校正部２１は、校正用反射体ＲＣが位置する所定距離（遠方界領域でもよく、極近距離領域でもよい）において、校正用反射体ＲＣからのレーダ信号を実際に受信したうえで、各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値を計算する。そして、励振位相補正部２２は、被観測反射体ＲＯが位置する他の距離（当該所定距離によらず、遠方界領域でもよく、極近距離領域でもよい）において、被観測反射体ＲＯからのレーダ信号を実際に受信するまでもなく（実際に受信してもよい）、各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する。
【選択図】図１
【解決手段】本開示では、励振振幅位相校正部２１は、校正用反射体ＲＣが位置する所定距離（遠方界領域でもよく、極近距離領域でもよい）において、校正用反射体ＲＣからのレーダ信号を実際に受信したうえで、各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値を計算する。そして、励振位相補正部２２は、被観測反射体ＲＯが位置する他の距離（当該所定距離によらず、遠方界領域でもよく、極近距離領域でもよい）において、被観測反射体ＲＯからのレーダ信号を実際に受信するまでもなく（実際に受信してもよい）、各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レーダ送受信装置として適用されるアレイアンテナ装置の各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相を校正するレーダアレイアンテナ校正装置であって、
前記レーダ送受信装置の運用前において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの所定距離に位置する校正用反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信振幅及び受信位相が同一振幅及び同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値を計算する励振振幅位相校正部と、
前記レーダ送受信装置の運用前（又は運用時）において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの前記所定距離以外の他の距離に位置すると想定される（又は観測された）被観測反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信位相が同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する励振位相補正部と、
を備えることを特徴とするレーダアレイアンテナ校正装置。
前記レーダ送受信装置の運用前において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの所定距離に位置する校正用反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信振幅及び受信位相が同一振幅及び同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値を計算する励振振幅位相校正部と、
前記レーダ送受信装置の運用前（又は運用時）において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの前記所定距離以外の他の距離に位置すると想定される（又は観測された）被観測反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信位相が同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する励振位相補正部と、
を備えることを特徴とするレーダアレイアンテナ校正装置。
【請求項2】
前記励振位相補正部は、前記各アンテナ素子と前記校正用反射体との間の距離から前記所定距離を減算した距離に対する、前記各アンテナ素子と前記被観測反射体との間の距離から前記他の距離を減算した距離の差分に基づいて、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する
ことを特徴とする、請求項１に記載のレーダアレイアンテナ校正装置。
ことを特徴とする、請求項１に記載のレーダアレイアンテナ校正装置。
【請求項3】
前記励振振幅位相校正部は、前記アレイアンテナ装置の遠方界領域に対応する前記所定距離について、前記各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値を計算し、
前記励振位相補正部は、前記遠方界領域に対応する前記他の距離と、前記アレイアンテナ装置のフレネル領域に対応する前記他の距離と、について、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のレーダアレイアンテナ校正装置。
前記励振位相補正部は、前記遠方界領域に対応する前記他の距離と、前記アレイアンテナ装置のフレネル領域に対応する前記他の距離と、について、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のレーダアレイアンテナ校正装置。
【請求項4】
前記励振振幅位相校正部は、前記アレイアンテナ装置のフレネル領域に対応する前記所定距離について、前記各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値を計算し、
前記励振位相補正部は、前記フレネル領域に対応する前記他の距離と、前記アレイアンテナ装置の遠方界領域に対応する前記他の距離と、について、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のレーダアレイアンテナ校正装置。
前記励振位相補正部は、前記フレネル領域に対応する前記他の距離と、前記アレイアンテナ装置の遠方界領域に対応する前記他の距離と、について、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のレーダアレイアンテナ校正装置。
【請求項5】
レーダ送受信装置として適用されるアレイアンテナ装置の各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相を校正するレーダアレイアンテナ校正方法であって、
前記レーダ送受信装置の運用前において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの所定距離に位置する校正用反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信振幅及び受信位相が同一振幅及び同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値があらかじめ計算されたうえで、
前記レーダ送受信装置の運用前（又は運用時）において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの前記所定距離以外の他の距離に位置すると想定される（又は観測された）被観測反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信位相が同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する励振位相補正ステップ、
を備えることを特徴とするレーダアレイアンテナ校正方法。
前記レーダ送受信装置の運用前において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの所定距離に位置する校正用反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信振幅及び受信位相が同一振幅及び同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値があらかじめ計算されたうえで、
前記レーダ送受信装置の運用前（又は運用時）において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの前記所定距離以外の他の距離に位置すると想定される（又は観測された）被観測反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信位相が同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する励振位相補正ステップ、
を備えることを特徴とするレーダアレイアンテナ校正方法。
【請求項6】
レーダ送受信装置として適用されるアレイアンテナ装置の各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相を校正するレーダアレイアンテナ校正プログラムであって、
前記レーダ送受信装置の運用前において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの所定距離に位置する校正用反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信振幅及び受信位相が同一振幅及び同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値があらかじめ計算されたうえで、
前記レーダ送受信装置の運用前（又は運用時）において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの前記所定距離以外の他の距離に位置すると想定される（又は観測された）被観測反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信位相が同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する励振位相補正ステップ、
をコンピュータに実行させるためのレーダアレイアンテナ校正プログラム。
前記レーダ送受信装置の運用前において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの所定距離に位置する校正用反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信振幅及び受信位相が同一振幅及び同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値があらかじめ計算されたうえで、
前記レーダ送受信装置の運用前（又は運用時）において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの前記所定距離以外の他の距離に位置すると想定される（又は観測された）被観測反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信位相が同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する励振位相補正ステップ、
をコンピュータに実行させるためのレーダアレイアンテナ校正プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、レーダアレイアンテナを校正する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
ミリ波等を適用して物標を検出する車載レーダ等において、アレイアンテナ装置の各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相を校正する技術が、特許文献１等に開示されている。
【0003】
すなわち、各アンテナ素子の減衰器及び移相器において、製造誤差及び線路長誤差を考慮したうえで、サイドローブが小さいビームを所望方位角に形成する必要がある。そこで、アレイアンテナ装置の正面方向及び遠方界領域に位置する校正用反射体からのレーダ信号について、各アンテナ素子の受信振幅及び受信位相が同一振幅及び同一位相になるように、各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値を計算するのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特表２０１４－５３２１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、ミリ波等を適用する車載レーダ等において、１ｍ未満から１００ｍ程度まで等の広範囲に位置する物標を検出する必要がある。そして、アレイアンテナ装置の遠方界領域においては、サイドローブが小さいビームを所望方位角に形成することができることが既に分かっている。しかし、アレイアンテナ装置の極近距離領域においては、サイドローブが小さいビームを所望方位角に形成することができないことが新たに見出された。
【0006】
そこで、前記課題を解決するために、本開示は、アレイアンテナ装置の遠方界領域のみならず極近距離領域においても、各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相を校正したうえで、サイドローブが小さいビームを所望方位角に形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するために、アレイアンテナ装置の遠方界領域においては、レーダ信号波面がほぼ平面波面であることは勿論であるが、アレイアンテナ装置の極近距離領域においては、レーダ信号波面が平面波面ではないことに新たに着目した。
【0008】
つまり、アレイアンテナ装置の極近距離領域においては、アレイアンテナ装置の遠方界領域と比べて、各アンテナ素子の受信振幅及び受信位相が同一振幅及び同一位相になるような、各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値が異なることに新たに着目した。
【0009】
そこで、校正用反射体が位置する所定距離においては、校正用反射体からのレーダ信号を実際に受信したうえで、各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値を計算する。ここで、当該所定距離として、遠方界領域でもよく、極近距離領域でもよい。
【0010】
そして、被観測反射体が位置する他の距離においては、被観測反射体からのレーダ信号を実際に受信するまでもなく（実際に受信してもよい）、各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する。ここで、当該他の距離として、当該所定距離によらず、遠方界領域でもよく、極近距離領域でもよい。
【0011】
具体的には、本開示は、レーダ送受信装置として適用されるアレイアンテナ装置の各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相を校正するレーダアレイアンテナ校正装置であって、前記レーダ送受信装置の運用前において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの所定距離に位置する校正用反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信振幅及び受信位相が同一振幅及び同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値を計算する励振振幅位相校正部と、前記レーダ送受信装置の運用前（又は運用時）において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの前記所定距離以外の他の距離に位置すると想定される（又は観測された）被観測反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信位相が同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する励振位相補正部と、を備えることを特徴とするレーダアレイアンテナ校正装置である。
【0012】
また、本開示は、レーダ送受信装置として適用されるアレイアンテナ装置の各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相を校正するレーダアレイアンテナ校正方法であって、前記レーダ送受信装置の運用前において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの所定距離に位置する校正用反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信振幅及び受信位相が同一振幅及び同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値があらかじめ計算されたうえで、前記レーダ送受信装置の運用前（又は運用時）において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの前記所定距離以外の他の距離に位置すると想定される（又は観測された）被観測反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信位相が同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する励振位相補正ステップ、を備えることを特徴とするレーダアレイアンテナ校正方法である。
【0013】
また、本開示は、レーダ送受信装置として適用されるアレイアンテナ装置の各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相を校正するレーダアレイアンテナ校正プログラムであって、前記レーダ送受信装置の運用前において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの所定距離に位置する校正用反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信振幅及び受信位相が同一振幅及び同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値があらかじめ計算されたうえで、前記レーダ送受信装置の運用前（又は運用時）において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの前記所定距離以外の他の距離に位置すると想定される（又は観測された）被観測反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信位相が同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する励振位相補正ステップ、をコンピュータに実行させるためのレーダアレイアンテナ校正プログラムである。
【0014】
これらの構成によれば、アレイアンテナ装置の遠方界領域のみならず極近距離領域においても、各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相を校正するとともに補正したうえで、サイドローブが小さいビームを所望方位角に形成することができる。
【0015】
また、本開示は、前記励振位相補正部は、前記各アンテナ素子と前記校正用反射体との間の距離から前記所定距離を減算した距離に対する、前記各アンテナ素子と前記被観測反射体との間の距離から前記他の距離を減算した距離の差分に基づいて、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算することを特徴とするレーダアレイアンテナ校正装置である。
【0016】
この構成によれば、校正用反射体が位置する所定距離において、各アンテナ素子の励振位相の校正値を計算したうえで、被観測反射体が位置する他の距離において、各アンテナ素子の伝搬距離に基づいて、各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算することできる。
【0017】
また、本開示は、前記励振振幅位相校正部は、前記アレイアンテナ装置の遠方界領域に対応する前記所定距離について、前記各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値を計算し、前記励振位相補正部は、前記遠方界領域に対応する前記他の距離と、前記アレイアンテナ装置のフレネル領域に対応する前記他の距離と、について、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算することを特徴とするレーダアレイアンテナ校正装置である。
【0018】
この構成によれば、通常の広さの電波暗室において、各アンテナ素子の励振位相の校正値を計算したうえで、被観測反射体が位置する他の距離（遠方界領域でもよく、極近距離領域でもよい）において、各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算することができる。
【0019】
また、本開示は、前記励振振幅位相校正部は、前記アレイアンテナ装置のフレネル領域に対応する前記所定距離について、前記各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値を計算し、前記励振位相補正部は、前記フレネル領域に対応する前記他の距離と、前記アレイアンテナ装置の遠方界領域に対応する前記他の距離と、について、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算することを特徴とするレーダアレイアンテナ校正装置である。
【0020】
この構成によれば、さらに狭めの電波暗室において、各アンテナ素子の励振位相の校正値を計算したうえで、被観測反射体が位置する他の距離（極近距離領域でもよく、遠方界領域でもよい）において、各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算することができる。
【発明の効果】
【0021】
このように、本開示は、アレイアンテナ装置の遠方界領域のみならず極近距離領域においても、各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相を校正したうえで、サイドローブが小さいビームを所望方位角に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本開示のレーダ送受信システムの構成を示す図である。
【図2】本開示のアンテナ校正処理の手順を示す図である。
【図3】本開示の励振位相補正処理の原理を示す図である。
【図4】本開示の励振位相補正処理の内容を示す図である。
【図5】本開示の励振位相補正値メモリの内容を示す図である。
【図6】本開示の励振位相補正値メモリの内容を示す図である。
【図7】本開示の励振位相補正前後の指向性を示す図である。
【図8】本開示の励振位相補正前後の指向性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。
【0024】
（本開示のレーダ送受信システムの構成）
本開示のレーダ送受信システムの構成を図１に示す。本開示のアンテナ校正処理の手順を図２に示す。レーダ送受信システムＳは、アレイアンテナ装置１及びアレイアンテナ校正装置２を備える。レーダ送受信システムＳは、ミリ波等を適用して物標を検出する車載レーダ等として利用される。アレイアンテナ装置１は、本開示では、ＭＩＭＯアレイアンテナ装置であるが、変形例として、通常のフェーズドアレイアンテナ装置でもよい。
本開示のレーダ送受信システムの構成を図１に示す。本開示のアンテナ校正処理の手順を図２に示す。レーダ送受信システムＳは、アレイアンテナ装置１及びアレイアンテナ校正装置２を備える。レーダ送受信システムＳは、ミリ波等を適用して物標を検出する車載レーダ等として利用される。アレイアンテナ装置１は、本開示では、ＭＩＭＯアレイアンテナ装置であるが、変形例として、通常のフェーズドアレイアンテナ装置でもよい。
【0025】
アレイアンテナ装置１は、送信アンテナ素子Ｔ０～Ｔ２、受信アンテナ素子Ｒ０～Ｒ３、直交分離処理部Ｄ０～Ｄ３及び仮想アンテナ素子Ｖ０～Ｖ１１を備える。アレイアンテナ校正装置２は、励振振幅位相校正部２１及び励振位相補正部２２を備え、図２に示したアレイアンテナ校正プログラムをコンピュータにインストールし実現される。
【0026】
送信アンテナ素子Ｔ０～Ｔ２は、レーダ照射信号を同時に送信する。受信アンテナ素子Ｒ０～Ｒ３は、合成レーダ反射信号を受信する。直交分離処理部Ｄ０は、受信アンテナ素子Ｒ０が受信した合成レーダ反射信号のうち、送信アンテナ素子Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２が送信したレーダ照射信号成分を、仮想アンテナ素子Ｖ０、Ｖ４、Ｖ８に出力する。直交分離処理部Ｄ１は、受信アンテナ素子Ｒ１が受信した合成レーダ反射信号のうち、送信アンテナ素子Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２が送信したレーダ照射信号成分を、仮想アンテナ素子Ｖ１、Ｖ５、Ｖ９に出力する。直交分離処理部Ｄ２は、受信アンテナ素子Ｒ２が受信した合成レーダ反射信号のうち、送信アンテナ素子Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２が送信したレーダ照射信号成分を、仮想アンテナ素子Ｖ２、Ｖ６、Ｖ１０に出力する。直交分離処理部Ｄ３は、受信アンテナ素子Ｒ３が受信した合成レーダ反射信号のうち、送信アンテナ素子Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２が送信したレーダ照射信号成分を、仮想アンテナ素子Ｖ３、Ｖ７、Ｖ１１に出力する。
【0027】
送信アンテナ素子Ｔ０～Ｔ２は、レーダ照射信号を同時に送信するのではなく時分割に送信してもよい。受信アンテナ素子Ｒ０～Ｒ３は、時分割レーダ反射信号を受信してもよい。直交分離処理部Ｄ０は、受信アンテナ素子Ｒ０が受信した時分割レーダ反射信号のうち、送信アンテナ素子Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２が送信したレーダ照射信号成分を、仮想アンテナ素子Ｖ０、Ｖ４、Ｖ８に出力してもよい。直交分離処理部Ｄ１は、受信アンテナ素子Ｒ１が受信した時分割レーダ反射信号のうち、送信アンテナ素子Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２が送信したレーダ照射信号成分を、仮想アンテナ素子Ｖ１、Ｖ５、Ｖ９に出力してもよい。直交分離処理部Ｄ２は、受信アンテナ素子Ｒ２が受信した時分割レーダ反射信号のうち、送信アンテナ素子Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２が送信したレーダ照射信号成分を、仮想アンテナ素子Ｖ２、Ｖ６、Ｖ１０に出力してもよい。直交分離処理部Ｄ３は、受信アンテナ素子Ｒ３が受信した時分割レーダ反射信号のうち、送信アンテナ素子Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２が送信したレーダ照射信号成分を、仮想アンテナ素子Ｖ３、Ｖ７、Ｖ１１に出力してもよい。
【0028】
励振振幅位相校正部２１は、レーダ送受信システムＳの運用前（工場出荷時又は経年変化補償前）において、アレイアンテナ装置１の正面方向及びアレイアンテナ装置１からの所定距離に位置する校正用反射体ＲＣからのレーダ信号を受信する（ステップＳ１）。ここで、当該所定距離として、遠方界領域でもよく、極近距離領域でもよい。
【0029】
励振振幅位相校正部２１は、各仮想アンテナ素子Ｖ０～Ｖ１１の受信振幅及び受信位相が同一振幅及び同一位相になるように、各仮想アンテナ素子Ｖ０～Ｖ１１の励振振幅及び励振位相の校正値を計算する（ステップＳ２）。よって、各仮想アンテナ素子Ｖ０～Ｖ１１の減衰器及び移相器において、製造誤差及び線路長誤差が補償される。
【0030】
ところで、ミリ波等を適用する車載レーダ等において、１ｍ未満から１００ｍ程度まで等の広範囲に位置する物標を検出する必要がある。そして、励振振幅位相校正部２１のステップＳ１、Ｓ２のみでも、校正用反射体ＲＣが位置する所定距離においては、サイドローブが小さいビームを所望方位角に形成することができる。しかし、励振振幅位相校正部２１のステップＳ１、Ｓ２のみでは、被観測反射体ＲＯが位置する他の距離においては、サイドローブが小さいビームを所望方位角に形成することができない。そこで、励振位相補正部２２によるステップＳ３、Ｓ４を用いて、上記の課題を解決するのである。
【0031】
（本開示の励振位相補正処理の原理）
本開示の励振位相補正処理の原理を図３に示す。図３では、簡単のために、仮想アンテナ素子Ｖ０～Ｖ１１に代えて、アンテナ素子Ａ０は、アンテナ素子面の原点０に位置するとし、アンテナ素子Ａ１は、アンテナ素子面の位置ｘに位置するとし、校正用反射体ＲＣ又は被観測反射体ＲＯは、アンテナ素子Ａ０の正面方向に位置するとした。
本開示の励振位相補正処理の原理を図３に示す。図３では、簡単のために、仮想アンテナ素子Ｖ０～Ｖ１１に代えて、アンテナ素子Ａ０は、アンテナ素子面の原点０に位置するとし、アンテナ素子Ａ１は、アンテナ素子面の位置ｘに位置するとし、校正用反射体ＲＣ又は被観測反射体ＲＯは、アンテナ素子Ａ０の正面方向に位置するとした。
【0032】
図３の左欄では、校正用反射体ＲＣは、アンテナ素子Ａ０の遠方界領域（距離ＲＣ）に位置する。ここで、アンテナ素子Ａ０、Ａ１の遠方界領域においては、レーダ信号波面Ｗ０、Ｗ１は、ほぼ平面波面をなす。そして、アンテナ素子Ａ１と校正用反射体ＲＣとの間の往復距離から、アンテナ素子Ａ０と校正用反射体ＲＣとの間の往復距離を減算した距離は、ΔjＣ・λ／２πになる。しかし、伝搬位相差ΔjＣは、後述の数式５の最右辺のうち、距離Ｒに依存しない第１項を含むが、距離Ｒに反比例する第２項をほぼ含まない。そして、アンテナ素子Ａ１の減衰器及び移相器において、製造誤差及び線路長誤差が補償されるとともに、伝搬位相差ΔjＣが補償される。よって、各アンテナ素子Ａ０、Ａ１（同様に各仮想アンテナ素子Ｖ０～Ｖ１１でも）の受信位相は、同一位相になる。そして、サイドローブが小さいビームを所望方位角に形成することができる。
【0033】
図３の中欄では、被観測反射体ＲＯは、アンテナ素子Ａ０の遠方界領域（距離ＲＦ）に位置する。ここで、アンテナ素子Ａ０、Ａ１の遠方界領域においては、レーダ信号波面Ｗ０、Ｗ１は、ほぼ平面波面をなす。そして、アンテナ素子Ａ１と被観測反射体ＲＯとの間の往復距離から、アンテナ素子Ａ０と被観測反射体ＲＯとの間の往復距離を減算した距離は、ΔjＦ・λ／２πになる。しかし、伝搬位相差ΔjＦは、後述の数式５の最右辺のうち、距離Ｒに依存しない第１項を含むが、距離Ｒに反比例する第２項をほぼ含まない。そして、アンテナ素子Ａ１の減衰器及び移相器において、製造誤差及び線路長誤差が既に補償されるとともに、伝搬位相差ΔjＦ（≒ΔjＣ）が既にほぼ補償される。よって、各アンテナ素子Ａ０、Ａ１（同様に各仮想アンテナ素子Ｖ０～Ｖ１１でも）の受信位相は、同一位相になる。そして、サイドローブが小さいビームを所望方位角に形成することができる。
【0034】
図３の右欄では、被観測反射体ＲＯは、アンテナ素子Ａ０の極近距離領域（距離ＲＮ）に位置する。ここで、アンテナ素子Ａ０、Ａ１の極近距離領域においては、レーダ信号波面Ｗ０、Ｗ１は、平面波面をなさない。そして、アンテナ素子Ａ１と被観測反射体ＲＯとの間の往復距離から、アンテナ素子Ａ０と被観測反射体ＲＯとの間の往復距離を減算した距離は、ΔjＮ・λ／２πになる。さらに、伝搬位相差ΔjＮは、後述の数式５の最右辺のうち、距離Ｒに依存しない第１項を含むうえに、距離Ｒに反比例する第２項も含む。よって、アンテナ素子Ａ１の減衰器及び移相器において、製造誤差及び線路長誤差が既に補償されるものの、伝搬位相差ΔjＮ（≠ΔjＣ）が未だ補償されない。そして、各アンテナ素子Ａ０、Ａ１（同様に各仮想アンテナ素子Ｖ０～Ｖ１１でも）の受信位相は、同一位相にならない。さらに、サイドローブが小さいビームを所望方位角に形成することができない。
【0035】
そこで、励振位相補正部２２は、レーダ送受信システムＳの運用前（工場出荷時又は経年変化補償前）において、アレイアンテナ装置１の正面方向及びアレイアンテナ装置１からの上記所定距離ＲＣ以外の他の距離ＲＮに位置すると想定される被観測反射体ＲＯからのレーダ信号を想定する（ステップＳ３）。ここで、当該他の距離として、当該所定距離ＲＣによらず、極近距離領域（距離ＲＮ）でもよく、遠方界領域（距離ＲＦ）でもよい。
【0036】
或いは、励振位相補正部２２は、レーダ送受信システムＳの運用時（工場出荷後又は経年変化補償後）において、アレイアンテナ装置１の正面方向及びアレイアンテナ装置１からの上記所定距離ＲＣ以外の他の距離ＲＮに位置すると観測された被観測反射体ＲＯからのレーダ信号を受信する（ステップＳ３）。ここで、当該他の距離として、当該所定距離ＲＣによらず、極近距離領域（距離ＲＮ）でもよく、遠方界領域（距離ＲＦ）でもよい。
【0037】
そして、励振位相補正部２２は、各アンテナ素子Ａ０、Ａ１の受信位相が同一位相になるように、各アンテナ素子Ａ０、Ａ１の励振位相の校正値に対する、各アンテナ素子Ａ０、Ａ１の励振位相の補正値を計算する（ステップＳ４）。よって、各アンテナ素子Ａ０、Ａ１の減衰器及び移相器において、製造誤差及び線路長誤差が補償されるとともに、伝搬位相差ΔjＮ（≠ΔjＣ）が補償される。各仮想アンテナ素子Ｖ０～Ｖ１１でも、同様である。
【0038】
具体的には、励振位相補正部２２は、以下の処理を実行する（ステップＳ４）。まず、アンテナ素子Ａ１と校正用反射体ＲＣとの間の往復距離から、上記所定距離の往復分２ＲＣを減算した距離ΔjＣ・λ／２πを計算する。次に、アンテナ素子Ａ１と被観測反射体ＲＯとの間の往復距離から、上記他の距離の往復分２ＲＮを減算した距離ΔjＮ・λ／２πを計算する。次に、距離ΔjＣ・λ／２πに対する距離ΔjＮ・λ／２πの差分に基づいて、アンテナ素子Ａ１の励振位相の校正値に対する、アンテナ素子Ａ１の励振位相の補正値ΔjＮ－ΔjＣを計算する。各仮想アンテナ素子Ｖ０～Ｖ１１でも、同様である。
【0039】
このように、アレイアンテナ装置１の遠方界領域のみならず極近距離領域においても、各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相を校正するとともに補正したうえで、サイドローブが小さいビームを所望方位角に形成することができる。
【0040】
そして、校正用反射体ＲＣが位置する所定距離において、各アンテナ素子の励振位相の校正値を計算したうえで、被観測反射体ＲＯが位置する他の距離において、各アンテナ素子の伝搬距離に基づいて、各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算することできる。
【0041】
（本開示の励振位相補正処理の内容）
本開示の励振位相補正処理の内容を図４に示す。図４では、図１に従って、仮想アンテナ素子Ｖ０～Ｖ１１を考えて、送信アンテナ素子Ｔ０～Ｔ２は、アンテナ素子面の負の位置ｘＴに位置するとし、受信アンテナ素子Ｒ０～Ｒ３は、アンテナ素子面の正の位置ｘＲに位置するとした。例えば、仮想アンテナ素子Ｖ０（Ｖ１１）を考えるときには、送信アンテナ素子Ｔ０（Ｔ２）の位置ｘＴ及び受信アンテナ素子Ｒ０（Ｒ３）の位置ｘＲを考えればよい。そして、一般化のために、校正用反射体ＲＣ又は被観測反射体ＲＯ（距離Ｒ）は、アンテナ素子面の正面方向と比べて、微小角θだけずれた方向に位置するとした。
本開示の励振位相補正処理の内容を図４に示す。図４では、図１に従って、仮想アンテナ素子Ｖ０～Ｖ１１を考えて、送信アンテナ素子Ｔ０～Ｔ２は、アンテナ素子面の負の位置ｘＴに位置するとし、受信アンテナ素子Ｒ０～Ｒ３は、アンテナ素子面の正の位置ｘＲに位置するとした。例えば、仮想アンテナ素子Ｖ０（Ｖ１１）を考えるときには、送信アンテナ素子Ｔ０（Ｔ２）の位置ｘＴ及び受信アンテナ素子Ｒ０（Ｒ３）の位置ｘＲを考えればよい。そして、一般化のために、校正用反射体ＲＣ又は被観測反射体ＲＯ（距離Ｒ）は、アンテナ素子面の正面方向と比べて、微小角θだけずれた方向に位置するとした。
【0042】
図４の左欄では、励振位相補正部２２は、送信アンテナ素子と校正用反射体ＲＣ又は被観測反射体ＲＯとの間の距離ＲＴを計算する（数式１）。ここで、数式１の最右辺において、距離Ｒが位置ｘＴと比べて十分に大きいことを考慮して、距離Ｒそのものの第１項と、距離Ｒに依存しない第２項と、距離Ｒに反比例する第３項と、のみを抽出する。
【数1】
【0043】
そして、励振位相補正部２２は、送信アンテナ素子と校正用反射体ＲＣ又は被観測反射体ＲＯとの間の距離ＲＴから、校正用反射体ＲＣ又は被観測反射体ＲＯの距離Ｒを減算した距離ＲＴ－Ｒに基づいて、伝搬位相差ΔjＴ（図３のΔjＣ、ΔjＦ、ΔjＮの半分に対応）を計算する（数式２）。ここで、数式２の最右辺において、距離Ｒに依存しない第１項は、レーダ信号波面が平面波面であるときであっても生じる寄与であり、距離Ｒに反比例する第２項は、レーダ信号波面が平面波面でないときに初めて生じる寄与である。
【数2】
【0044】
図４の右欄では、励振位相補正部２２は、受信アンテナ素子と校正用反射体ＲＣ又は被観測反射体ＲＯとの間の距離ＲＲを計算する（数式３）。ここで、数式３の最右辺において、距離Ｒが位置ｘＲと比べて十分に大きいことを考慮して、距離Ｒそのものの第１項と、距離Ｒに依存しない第２項と、距離Ｒに反比例する第３項と、のみを抽出する。
【数3】
【0045】
そして、励振位相補正部２２は、受信アンテナ素子と校正用反射体ＲＣ又は被観測反射体ＲＯとの間の距離ＲＲから、校正用反射体ＲＣ又は被観測反射体ＲＯの距離Ｒを減算した距離ＲＲ－Ｒに基づいて、伝搬位相差ΔjＲ（図３のΔjＣ、ΔjＦ、ΔjＮの半分に対応）を計算する（数式４）。ここで、数式４の最右辺において、距離Ｒに依存しない第１項は、レーダ信号波面が平面波面であるときであっても生じる寄与であり、距離Ｒに反比例する第２項は、レーダ信号波面が平面波面でないときに初めて生じる寄与である。
【数4】
【0046】
励振位相補正部２２は、伝搬位相差ΔjＴ及び伝搬位相差ΔjＲ（図３のΔjＣ、ΔjＦ、ΔjＮの半分に対応）を合計して、伝搬位相差ΔjＳ（図３のΔjＣ、ΔjＦ、ΔjＮに対応）を計算する（数式５）。ここで、数式５の最右辺において、距離Ｒに反比例する第２項は、ｘＴ
２＋ｘＲ
２に比例しており、位置ｘＴ、ｘＲが距離Ｒと比べて無視できないときにおける、各仮想アンテナ素子Ｖ０～Ｖ１１の受信位相（階段状の放物線）を反映している（図３の右欄を参照）。後述の図５、６では、伝搬位相差ΔjＳを励振位相のずれ値という。
【数5】
【0047】
本開示の励振位相補正値メモリの内容を図５に示す。図５の上段では、励振振幅位相校正部２１は、アレイアンテナ装置１の遠方界領域に対応する上記所定距離ＲＣについて、各仮想アンテナ素子Ｖｉ（ｉ＝０～１１）の励振振幅及び励振位相の校正値ΔＡｉ（ＲＣ）及びΔjｉ（ＲＣ）を計算し、励振振幅位相の校正値メモリ２３に書き込む。ここで、励振振幅及び励振位相の校正値は、複素数ΔＡｉ（ＲＣ）ｅｘｐ（ｊΔjｉ（ＲＣ））としてもよい。そして、レーダ送受信システムＳの運用前において、校正が補正される場合のみならず、レーダ送受信システムＳの運用時において、校正が補正される場合であっても、励振振幅及び励振位相の校正値は、校正値メモリ２３に書き込まれる。
【0048】
図５の中段では、励振位相補正部２２は、遠方界領域に対応する上記所定距離ＲＣと、遠方界領域に対応する上記他の距離ＲОと、フレネル領域に対応する上記他の距離ＲО’と、について、各仮想アンテナ素子Ｖｉ（ｉ＝０～１１）の励振位相のずれ値ΔjＳｉ（ＲＣ）、ΔjＳｉ（ＲО）、ΔjＳｉ（ＲО’）を計算し、励振位相のずれ値メモリ２４に書き込む。ここで、励振位相のずれ値は、図３のΔjＣ、ΔjＦ、ΔjＮに対応する。そして、レーダ送受信システムＳの運用前において、校正が補正される場合では、励振位相のずれ値は、ずれ値メモリ２４に書き込まれ、レーダ送受信システムＳの運用時において、校正が補正される場合では、励振位相のずれ値は、被観測反射体ＲＯの検出毎に計算される。
【0049】
図５の下段では、励振位相補正部２２は、遠方界領域に対応する上記所定距離ＲＣと、遠方界領域に対応する上記他の距離ＲОと、フレネル領域に対応する上記他の距離ＲО’と、について、各仮想アンテナ素子Ｖｉ（ｉ＝０～１１）の励振位相の校正値Δjｉ（ＲＣ）に対する、各仮想アンテナ素子Ｖｉ（ｉ＝０～１１）の励振位相の補正値０、ΔjＳｉ（ＲО）－ΔjＳｉ（ＲＣ）、ΔjＳｉ（ＲО’）－ΔjＳｉ（ＲＣ）を計算し、励振位相の補正値メモリ２５に書き込む。ここで、励振位相の補正値は、図３のΔjＮ－ΔjＣに対応する。そして、レーダ送受信システムＳの運用前において、校正が補正される場合では、励振位相の補正値は、補正値メモリ２５に書き込まれ、レーダ送受信システムＳの運用時において、校正が補正される場合では、励振位相の補正値は、被観測反射体ＲＯの検出毎に計算される。
【0050】
このように、通常の広さの電波暗室において、各アンテナ素子の励振位相の校正値を計算したうえで、被観測反射体ＲＯが位置する他の距離（遠方界領域でもよく、極近距離領域でもよい）において、各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算することができる。なお、励振位相のずれ値及び補正値は、図５のように、距離ビン毎に計算してもよく、変形例として、複数の距離ビンを含む距離ブロック毎に計算してもよい。
【0051】
本開示の励振位相補正値メモリの内容を図６にも示す。図６の上段では、励振振幅位相校正部２１は、アレイアンテナ装置１のフレネル領域に対応する上記所定距離ＲＣについて、各仮想アンテナ素子Ｖｉ（ｉ＝０～１１）の励振振幅及び励振位相の校正値ΔＡｉ（ＲＣ）及びΔjｉ（ＲＣ）を計算し、励振振幅位相の校正値メモリ２３に書き込む。ここで、励振振幅及び励振位相の校正値は、複素数ΔＡｉ（ＲＣ）ｅｘｐ（ｊΔjｉ（ＲＣ））としてもよい。そして、レーダ送受信システムＳの運用前において、校正が補正される場合のみならず、レーダ送受信システムＳの運用時において、校正が補正される場合であっても、励振振幅及び励振位相の校正値は、校正値メモリ２３に書き込まれる。
【0052】
図６の中段では、励振位相補正部２２は、フレネル領域に対応する上記所定距離ＲＣと、遠方界領域に対応する上記他の距離ＲОと、フレネル領域に対応する上記他の距離ＲО’と、について、各仮想アンテナ素子Ｖｉ（ｉ＝０～１１）の励振位相のずれ値ΔjＳｉ（ＲＣ）、ΔjＳｉ（ＲО）、ΔjＳｉ（ＲО’）を計算し、励振位相のずれ値メモリ２４に書き込む。ここで、励振位相のずれ値は、図３のΔjＣ、ΔjＦ、ΔjＮに対応する。そして、レーダ送受信システムＳの運用前において、校正が補正される場合では、励振位相のずれ値は、ずれ値メモリ２４に書き込まれ、レーダ送受信システムＳの運用時において、校正が補正される場合では、励振位相のずれ値は、被観測反射体ＲＯの検出毎に計算される。
【0053】
図６の下段では、励振位相補正部２２は、フレネル領域に対応する上記所定距離ＲＣと、遠方界領域に対応する上記他の距離ＲОと、フレネル領域に対応する上記他の距離ＲО’と、について、各仮想アンテナ素子Ｖｉ（ｉ＝０～１１）の励振位相の校正値Δjｉ（ＲＣ）に対する、各仮想アンテナ素子Ｖｉ（ｉ＝０～１１）の励振位相の補正値０、ΔjＳｉ（ＲО）－ΔjＳｉ（ＲＣ）、ΔjＳｉ（ＲО’）－ΔjＳｉ（ＲＣ）を計算し、励振位相の補正値メモリ２５に書き込む。ここで、励振位相の補正値は、図３のΔjＮ－ΔjＣに対応する。そして、レーダ送受信システムＳの運用前において、校正が補正される場合では、励振位相の補正値は、補正値メモリ２５に書き込まれ、レーダ送受信システムＳの運用時において、校正が補正される場合では、励振位相の補正値は、被観測反射体ＲＯの検出毎に計算される。
【0054】
このように、さらに狭めの電波暗室において、各アンテナ素子の励振位相の校正値を計算したうえで、被観測反射体ＲＯが位置する他の距離（極近距離領域でもよく、遠方界領域でもよい）において、各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算することができる。なお、励振位相のずれ値及び補正値は、図６のように、距離ビン毎に計算してもよく、変形例として、複数の距離ビンを含む距離ブロック毎に計算してもよい。
【0055】
（本開示の励振位相補正前後の指向性）
本開示の励振位相補正前後の指向性を図７に示す。図７では、励振振幅位相校正部２１は、上記所定距離ＲＣ＝３ｍ＞２Ｄ２／λ（Ｄは開口長）について、各仮想アンテナ素子Ｖｉ（ｉ＝０～１１）の励振位相の校正値Δjｉ（ＲＣ）を計算する。そして、励振位相補正部２２は、上記他の距離ＲО＝２０ｍについて、各仮想アンテナ素子Ｖｉ（ｉ＝０～１１）の励振位相の補正値ΔjＳｉ（ＲО）－ΔjＳｉ（ＲＣ）を計算し、元々の校正値Δjｉ（ＲＣ）を新たな校正値Δjｉ（ＲＣ）－｛ΔjＳｉ（ＲО）－ΔjＳｉ（ＲＣ）｝に補正する。
本開示の励振位相補正前後の指向性を図７に示す。図７では、励振振幅位相校正部２１は、上記所定距離ＲＣ＝３ｍ＞２Ｄ２／λ（Ｄは開口長）について、各仮想アンテナ素子Ｖｉ（ｉ＝０～１１）の励振位相の校正値Δjｉ（ＲＣ）を計算する。そして、励振位相補正部２２は、上記他の距離ＲО＝２０ｍについて、各仮想アンテナ素子Ｖｉ（ｉ＝０～１１）の励振位相の補正値ΔjＳｉ（ＲО）－ΔjＳｉ（ＲＣ）を計算し、元々の校正値Δjｉ（ＲＣ）を新たな校正値Δjｉ（ＲＣ）－｛ΔjＳｉ（ＲО）－ΔjＳｉ（ＲＣ）｝に補正する。
【0056】
励振振幅位相校正部２１の校正処理のみでは、上記所定距離ＲＣ＝３ｍにおいては、サイドローブが小さいビームを正面方向に形成することができるが、他の観測距離ＲО＝５ｍ、１０ｍ、２０ｍに移るにつれて、サイドローブが小さいビームを正面方向に形成することができない。励振位相補正部２２の補正処理により、上記他の距離ＲО＝２０ｍにおいては、サイドローブが小さいビームを正面方向に最適化することができるが、他の観測距離ＲО＝１０ｍ、５ｍ、３ｍに移るにつれて、サイドローブが小さいビームを正面方向に形成することができない。しかし、ビームを最適化する距離ＲОを変更すればよい。
【0057】
本開示の励振位相補正前後の指向性を図８にも示す。図８では、励振振幅位相校正部２１は、上記所定距離ＲＣ＝１．２ｍ≒２Ｄ２／λ（Ｄは開口長）について、各仮想アンテナ素子Ｖｉ（ｉ＝０～１１）の励振位相の校正値Δjｉ（ＲＣ）を計算する。そして、励振位相補正部２２は、上記他の距離ＲО＝２０ｍについて、各仮想アンテナ素子Ｖｉ（ｉ＝０～１１）の励振位相の補正値ΔjＳｉ（ＲО）－ΔjＳｉ（ＲＣ）を計算し、元々の校正値Δjｉ（ＲＣ）を新たな校正値Δjｉ（ＲＣ）－｛ΔjＳｉ（ＲО）－ΔjＳｉ（ＲＣ）｝に補正する。
【0058】
励振振幅位相校正部２１の校正処理のみでは、他の観測距離ＲО＝３ｍにおいては、サイドローブが小さいビームを正面方向に形成することができるが、他の観測距離ＲО＝５ｍ、１０ｍ、２０ｍに移るにつれて、サイドローブが小さいビームを正面方向に形成することができない。励振位相補正部２２の補正処理により、上記他の距離ＲО＝２０ｍにおいては、サイドローブが小さいビームを正面方向に最適化することができるが、他の観測距離ＲО＝１０ｍ、５ｍ、３ｍに移るにつれて、サイドローブが小さいビームを正面方向に形成することができない。しかし、ビームを最適化する距離ＲОを変更すればよい。
【産業上の利用可能性】
【0059】
本開示のレーダアレイアンテナ校正装置、方法及びプログラムは、ミリ波等を適用して物標を検出する車載レーダ等において、アレイアンテナ装置の遠方界領域のみならず極近距離領域においても、各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相を校正したうえで、サイドローブが小さいビームを所望方位角に形成することができる。
【符号の説明】
【0060】
Ｓ：レーダ送受信システム
１：アレイアンテナ装置
２：アレイアンテナ校正装置
Ｔ０～Ｔ２：送信アンテナ素子
Ｒ０～Ｒ３：受信アンテナ素子
Ｄ０～Ｄ３：直交分離処理部
Ｖ０～Ｖ１１：仮想アンテナ素子
２１：励振振幅位相校正部
２２：励振位相補正部
２３：校正値メモリ
２４：ずれ値メモリ
２５：補正値メモリ
ＲＣ：校正用反射体
ＲＯ：被観測反射体
Ａ０、Ａ１：アンテナ素子
Ｗ０、Ｗ１：レーダ信号波面
１：アレイアンテナ装置
２：アレイアンテナ校正装置
Ｔ０～Ｔ２：送信アンテナ素子
Ｒ０～Ｒ３：受信アンテナ素子
Ｄ０～Ｄ３：直交分離処理部
Ｖ０～Ｖ１１：仮想アンテナ素子
２１：励振振幅位相校正部
２２：励振位相補正部
２３：校正値メモリ
２４：ずれ値メモリ
２５：補正値メモリ
ＲＣ：校正用反射体
ＲＯ：被観測反射体
Ａ０、Ａ１：アンテナ素子
Ｗ０、Ｗ１：レーダ信号波面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【手続補正書】
【提出日】2023-04-24
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レーダ送受信装置として適用されるアレイアンテナ装置の各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相を校正するレーダアレイアンテナ校正装置であって、
前記レーダ送受信装置の運用前において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの所定距離に位置する校正用反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信振幅及び受信位相が同一振幅及び同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値を計算する励振振幅位相校正部と、
前記レーダ送受信装置の運用前（又は運用時）において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの前記所定距離以外の他の距離に位置すると想定される（又は観測された）被観測反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信位相が同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する励振位相補正部と、
を備えることを特徴とするレーダアレイアンテナ校正装置。
前記レーダ送受信装置の運用前において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの所定距離に位置する校正用反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信振幅及び受信位相が同一振幅及び同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値を計算する励振振幅位相校正部と、
前記レーダ送受信装置の運用前（又は運用時）において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの前記所定距離以外の他の距離に位置すると想定される（又は観測された）被観測反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信位相が同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する励振位相補正部と、
を備えることを特徴とするレーダアレイアンテナ校正装置。
【請求項2】
前記励振位相補正部は、前記各アンテナ素子と前記校正用反射体との間の距離から前記所定距離を減算した距離に対する、前記各アンテナ素子と前記被観測反射体との間の距離から前記他の距離を減算した距離の差分に基づいて、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する
ことを特徴とする、請求項１に記載のレーダアレイアンテナ校正装置。
ことを特徴とする、請求項１に記載のレーダアレイアンテナ校正装置。
【請求項3】
前記励振振幅位相校正部は、前記アレイアンテナ装置の遠方界領域に対応する前記所定距離について、前記各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値を計算し、
前記励振位相補正部は、前記遠方界領域に対応する前記他の距離と、前記アレイアンテナ装置のフレネル領域に対応する前記他の距離と、について、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のレーダアレイアンテナ校正装置。
前記励振位相補正部は、前記遠方界領域に対応する前記他の距離と、前記アレイアンテナ装置のフレネル領域に対応する前記他の距離と、について、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のレーダアレイアンテナ校正装置。
【請求項4】
前記励振振幅位相校正部は、前記アレイアンテナ装置のフレネル領域に対応する前記所定距離について、前記各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値を計算し、
前記励振位相補正部は、前記フレネル領域に対応する前記他の距離と、前記アレイアンテナ装置の遠方界領域に対応する前記他の距離と、について、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のレーダアレイアンテナ校正装置。
前記励振位相補正部は、前記フレネル領域に対応する前記他の距離と、前記アレイアンテナ装置の遠方界領域に対応する前記他の距離と、について、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のレーダアレイアンテナ校正装置。
【請求項5】
レーダ送受信装置として適用されＭＩＭＯを適用するアレイアンテナ装置の各仮想アンテナ素子の励振振幅及び励振位相を校正するレーダアレイアンテナ校正装置であって、
前記レーダ送受信装置の運用前において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの所定距離に位置する校正用反射体からのレーダ信号について、前記各仮想アンテナ素子の受信振幅及び受信位相が同一振幅及び同一位相になるように、前記各仮想アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値を計算する励振振幅位相校正部と、
前記レーダ送受信装置の運用前（又は運用時）において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの前記所定距離以外の他の距離に位置すると想定される（又は観測された）被観測反射体からのレーダ信号について、前記各仮想アンテナ素子の受信位相が同一位相になるように、前記各仮想アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各仮想アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する励振位相補正部と、
を備えることを特徴とするレーダアレイアンテナ校正装置。
前記レーダ送受信装置の運用前において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの所定距離に位置する校正用反射体からのレーダ信号について、前記各仮想アンテナ素子の受信振幅及び受信位相が同一振幅及び同一位相になるように、前記各仮想アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値を計算する励振振幅位相校正部と、
前記レーダ送受信装置の運用前（又は運用時）において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの前記所定距離以外の他の距離に位置すると想定される（又は観測された）被観測反射体からのレーダ信号について、前記各仮想アンテナ素子の受信位相が同一位相になるように、前記各仮想アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各仮想アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する励振位相補正部と、
を備えることを特徴とするレーダアレイアンテナ校正装置。
【請求項6】
前記励振位相補正部は、前記各仮想アンテナ素子に対応する各送信アンテナ素子及び各受信アンテナ素子と前記校正用反射体との間の距離から前記所定距離を減算した距離に対する、前記各仮想アンテナ素子に対応する各送信アンテナ素子及び各受信アンテナ素子と前記被観測反射体との間の距離から前記他の距離を減算した距離の差分に基づいて、前記各仮想アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各仮想アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する
ことを特徴とする、請求項５に記載のレーダアレイアンテナ校正装置。
ことを特徴とする、請求項５に記載のレーダアレイアンテナ校正装置。
【請求項7】
レーダ送受信装置として適用されるアレイアンテナ装置の各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相を校正するレーダアレイアンテナ校正方法であって、
前記レーダ送受信装置の運用前において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの所定距離に位置する校正用反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信振幅及び受信位相が同一振幅及び同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値があらかじめ計算されたうえで、
前記レーダ送受信装置の運用前（又は運用時）において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの前記所定距離以外の他の距離に位置すると想定される（又は観測された）被観測反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信位相が同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する励振位相補正ステップ、
を備えることを特徴とするレーダアレイアンテナ校正方法。
前記レーダ送受信装置の運用前において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの所定距離に位置する校正用反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信振幅及び受信位相が同一振幅及び同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値があらかじめ計算されたうえで、
前記レーダ送受信装置の運用前（又は運用時）において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの前記所定距離以外の他の距離に位置すると想定される（又は観測された）被観測反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信位相が同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する励振位相補正ステップ、
を備えることを特徴とするレーダアレイアンテナ校正方法。
【請求項8】
レーダ送受信装置として適用されるアレイアンテナ装置の各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相を校正するレーダアレイアンテナ校正プログラムであって、
前記レーダ送受信装置の運用前において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの所定距離に位置する校正用反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信振幅及び受信位相が同一振幅及び同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値があらかじめ計算されたうえで、
前記レーダ送受信装置の運用前（又は運用時）において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの前記所定距離以外の他の距離に位置すると想定される（又は観測された）被観測反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信位相が同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する励振位相補正ステップ、
をコンピュータに実行させるためのレーダアレイアンテナ校正プログラム。
前記レーダ送受信装置の運用前において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの所定距離に位置する校正用反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信振幅及び受信位相が同一振幅及び同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振振幅及び励振位相の校正値があらかじめ計算されたうえで、
前記レーダ送受信装置の運用前（又は運用時）において、前記アレイアンテナ装置の正面方向及び前記アレイアンテナ装置からの前記所定距離以外の他の距離に位置すると想定される（又は観測された）被観測反射体からのレーダ信号について、前記各アンテナ素子の受信位相が同一位相になるように、前記各アンテナ素子の励振位相の校正値に対する、前記各アンテナ素子の励振位相の補正値を計算する励振位相補正ステップ、
をコンピュータに実行させるためのレーダアレイアンテナ校正プログラム。