特開 2024-87300 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】P2024087300

(43)【公開日】2024-07-01

(54)【発明の名称】レーダ装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/02 20060101AFI20240624BHJP

   G01S 13/931 20200101ALN20240624BHJP

【ＦＩ】

G01S7/02 216

G01S13/931

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022202052

(22)【出願日】2022-12-19

(71)【出願人】

【識別番号】322003857

【氏名又は名称】パナソニックオートモーティブシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岸上 高明

【テーマコード（参考）】

5J070

【Ｆターム（参考）】

5J070AB09

5J070AB18

5J070AC02

5J070AC06

5J070AC11

5J070AD05

5J070AD08

5J070AD17

5J070AE01

5J070AE07

5J070AE09

5J070AF03

5J070AK22

(57)【要約】

【課題】レーダ装置における物標の検知精度を向上する。
【解決手段】レーダ装置は、第１偏波を放射する第１送信アンテナ、及び、第１偏波と異なる第２偏波を放射する第２送信アンテナを含む複数の送信アンテナと、ドップラシフト量と符号系列との組み合わせに対応する位相回転量が付与された送信信号を、複数の送信アンテナから多重送信する送信回路と、を具備する。複数の送信アンテナのそれぞれに対して、ドップラシフト量及び前記符号系列の少なくとも一方が異なる組み合わせが対応付けられ、第１送信アンテナに対して割り当てられるドップラシフト量及び符号系列の第１パターンと、第２送信アンテナに対して割り当てられるドップラシフト量及び符号系列の第２パターンと、が異なる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の偏波を放射する第１の送信アンテナ、及び、前記第１の偏波と異なる第２の偏波を放射する第２の送信アンテナを含む複数の送信アンテナと、
ドップラシフト量と符号系列との組み合わせに対応する位相回転量が付与された送信信号を、前記複数の送信アンテナから多重送信する送信回路と、
を具備し、
前記複数の送信アンテナのそれぞれに対して、前記ドップラシフト量及び前記符号系列の少なくとも一方が異なる前記組み合わせが対応付けられ、
前記第１の送信アンテナに対して割り当てられるドップラシフト量及び符号系列の第１のパターンと、前記第２の送信アンテナに対して割り当てられるドップラシフト量及び符号系列の第２のパターンと、が異なる、
レーダ装置。

【請求項2】

前記複数の送信アンテナの数は、前記組み合わせの総数よりも少ない、
請求項１に記載のレーダ装置。

【請求項3】

前記第１のパターン及び前記第２のパターンは、ドップラシフト量の間隔に関し、
前記第１の送信アンテナにより送信される前記送信信号のドップラ多重数と、前記第２の送信アンテナにより送信される前記送信信号のドップラ多重数と、が同じであり、
前記第１の送信アンテナに対応付けられるドップラシフト量の間隔のうち少なくとも一つは、前記第２の送信アンテナに対応付けられるドップラシフト量の間隔と異なる、
請求項１に記載のレーダ装置。

【請求項4】

前記第１のパターン及び前記第２のパターンは、ドップラ多重数に関し、
前記第１の送信アンテナにより送信される前記送信信号のドップラ多重数と、前記第２の送信アンテナにより送信される前記送信信号のドップラ多重数とは異なる、
請求項１に記載のレーダ装置。

【請求項5】

前記第１のパターン及び前記第２のパターンは、前記ドップラシフト量の間隔の順序に関し、
前記第１の送信アンテナに対応付けられる前記ドップラシフト量間の複数の第１のドップラシフト間隔と、前記第２の送信アンテナに対応付けられる前記ドップラシフト量間の複数の第２のドップラシフト間隔と、が同じであり、
前記複数の第１のドップラシフト間隔のドップラ周波数軸上での順序は、前記複数の第２のドップラシフト間隔のドップラ周波数軸上での順序と異なる、
請求項１に記載のレーダ装置。

【請求項6】

前記第１のパターン及び前記第２のパターンは、前記符号系列に関し、
複数の前記組み合わせにおいて、前記第１の送信アンテナに対応付けられる前記符号系列のドップラ周波数軸上での順序と、前記第２の送信アンテナに対応付けられる前記符号系列のドップラ周波数軸上での順序と、は異なる、
請求項１に記載のレーダ装置。

【請求項7】

前記第１のパターン及び前記第２のパターンは、前記符号系列による符号多重数に関し、
複数の前記組み合わせにおいて、前記第１の送信アンテナに対応付けられる前記符号系列による前記符号多重数のドップラ周波数軸上での順序と、前記第２の送信アンテナに対応付けられる前記符号系列による前記符号多重数のドップラ周波数軸上での順序と、は異なる、
請求項１に記載のレーダ装置。

【請求項8】

複数の前記組み合わせにおいて、前記第１の送信アンテナ及び前記第２の送信アンテナの少なくとも一方に関して、少なくとも１つの前記ドップラシフト量に対応付けられる前記符号系列による符号多重数は、他の前記ドップラシフト量に対応付けられる前記符号系列による符号多重数と異なる、
請求項１に記載のレーダ装置。

【請求項9】

前記第１の偏波及び前記第２の偏波の何れか一方の偏波を用いて、前記送信信号が物標に反射した反射波信号を受信する受信アンテナと、
前記反射波信号に基づいて前記物標の方向推定を行う方向推定回路と、を更に具備する、
請求項１に記載のレーダ装置。

【請求項10】

前記第１の偏波を受信する第１の受信アンテナ、及び、前記第２の偏波を受信する第２の受信アンテナを含み、前記送信信号が物標に反射した反射波信号を受信する複数の受信アンテナと、
前記第１の受信アンテナ及び前記第２の受信アンテナそれぞれで受信した前記反射波信号に対して、前記物標の方向推定を個別に行う方向推定回路と、を更に具備する、
請求項１に記載のレーダ装置。

【請求項11】

前記複数の送信アンテナのうち、前記送信信号の多重送信に用いる送信アンテナの組み合わせは、前記送信信号の送信周期、前記符号系列の符号長に対応する周期、又は、前記レーダ装置における測定周期毎に切り替わる、
請求項１に記載のレーダ装置。

【請求項12】

第１の偏波を放射する第１の送信アンテナ、前記第１の偏波と異なる第２の偏波を放射する第２の送信アンテナ、および、前記第１の偏波及び前記第２の偏波と異なる第３の偏波を放射する第３の送信アンテナを含む複数の送信アンテナと、
ドップラシフト量と符号系列との組み合わせに対応する位相回転量が付与された送信信号を、前記複数の送信アンテナから多重送信する送信回路と、
を具備し、
前記複数の送信アンテナのそれぞれに対して、前記ドップラシフト量及び前記符号系列の少なくとも一方が異なる前記組み合わせが対応付けられ、
前記第１の送信アンテナ及び前記第３の送信アンテナに対して割り当てられるドップラシフト量及び符号系列の第３のパターンと、前記第２の送信アンテナ及び前記第３の送信アンテナに対して割り当てられるドップラシフト量及び符号系列の第４のパターンと、が異なる、
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】

近年、高分解能が得られるマイクロ波又はミリ波を含む波長の短いレーダ送信信号を用いたレーダ装置の検討が進められている。レーダ装置として、例えば、受信部に加え、送信部にも複数のアンテナ（アレーアンテナ）を備え、送受信アレーアンテナを用いた信号処理によりビーム走査を行う構成（MIMO（Multiple Input Multiple Output）レーダと呼ぶこともある）が提案されている（例えば、非特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許公開第２０１９／００６４３３７号明細書

【特許文献2】米国特許公開第２０２０／０３６３４９７号明細書

【特許文献3】特開２００８－３０４４１７号公報

【特許文献4】特表２０１１－５２６３７１号公報

【特許文献5】特開２０１１－１１９３４４号公報

【特許文献6】特開２０２０－２０４６０３号公報

【特許文献7】特開２０２０－０９２２４７号公報

【特許文献8】特開２０２０－１４８７５４号公報

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】J. Li, and P. Stoica, "MIMO Radar with Colocated Antennas", Signal Processing Magazine, IEEE Vol. 24, Issue: 5, pp. 106-114, 2007

【非特許文献2】M. Kronauge, H.Rohling,"Fast two-dimensional CFAR procedure", IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., 2013, 49, (3), pp. 1817-1823

【非特許文献3】Direction-of-arrival estimation using signal subspace modeling Cadzow, J.A.; Aerospace and Electronic Systems, IEEE Transactions on Volume: 28 , Issue: 1 Publication Year: 1992 , Page(s): 64 - 79

【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、レーダ装置（例えば、MIMOレーダ）において物標（又はターゲット）を検知する方法について十分に検討されていない。

【0006】

本開示の非限定的な実施例は、物標の検知精度を向上するレーダ装置の提供に資する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一実施例に係るレーダ装置は、第１の偏波を放射する第１の送信アンテナ、及び、前記第１の偏波と異なる第２の偏波を放射する第２の送信アンテナを含む複数の送信アンテナと、ドップラシフト量と符号系列との組み合わせに対応する位相回転量が付与された送信信号を、前記複数の送信アンテナから多重送信する送信回路と、を具備し、前記複数の送信アンテナのそれぞれに対して、前記ドップラシフト量及び前記符号系列の少なくとも一方が異なる前記組み合わせが対応付けられ、前記第１の送信アンテナに対して割り当てられるドップラシフト量及び符号系列の第１のパターンと、前記第２の送信アンテナに対して割り当てられるドップラシフト量及び符号系列の第２のパターンと、が異なる。

【0008】

なお、これらの包括的または具体的な実施例は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

【発明の効果】

【0009】

本開示の一実施例によれば、レーダ装置における物標の検知精度を向上できる。

【0010】

本開示の一実施例における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および／または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】符号化ドップラ多重送信の一例を示す図

【図2】符号化ドップラ多重送信における受信信号の一例を示す図

【図3】符号化ドップラ多重送信の一例を示す図

【図4】レーダ装置の構成例を示すブロック図

【図5】チャープ信号を用いた場合の送信信号の一例を示す図

【図6】ドップラシフト量及び符号系列の設定例を示す図

【図7】符号化ドップラ位相回転量の設定例の設定例を示す図

【図8】符号化ドップラ多重送信における受信信号の一例を示す図

【図9】符号化ドップラ位相回転量の設定例の設定例を示す図

【図10】符号化ドップラ多重送信における受信信号の一例を示す図

【図11】符号化ドップラ位相回転量の設定例の設定例を示す図

【図12】符号化ドップラ多重送信における受信信号の一例を示す図

【図13】符号化ドップラ位相回転量の設定例の設定例を示す図

【図14】符号化ドップラ多重信号の分離の動作例を示すフローチャート

【図15】レーダ受信部の構成例を示すブロック図

【図16】符号化ドップラ位相回転量の設定例の設定例を示す図

【図17】符号化ドップラ多重送信における受信信号の一例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0012】

［偏波レーダについて］
例えば、異なる偏波の電波を放射するアンテナ、あるいは異なる偏波の電波を受信するアンテナの使用により、レーダ検出性能又は識別性能を向上させる技術がある（例えば、特許文献１又は特許文献２を参照）。複数の偏波を用いるレーダ装置は、例えば、「偏波レーダ（Polarimetric radar）」とも呼ばれる。

【0013】

例えば、特許文献１又は特許文献２には、垂直偏波あるいは水平偏波を用いるアンテナで送信信号を送信し、垂直偏波あるいは水平偏波を用いるアンテナで受信した信号を用いて、物体を検出し識別する方法が開示されている。また、特許文献１には、例えば、左旋円偏波あるいは右旋円偏波を用いるアンテナで送信信号を送信し、左旋円偏波あるいは右旋円偏波を用いるアンテナで受信した信号を用いて、物体を検出し識別する方法が開示されている。なお、垂直偏波又は水平偏波を含む直線偏波、あるいは、左旋円偏波又は右旋円偏波を含む円偏波といった偏波を用いるアンテナを「偏波アンテナ」とも呼ぶ。

【0014】

このような偏波レーダは、複数の異なる種類の偏波アンテナ（例えば、偏波送信アンテナあるいは偏波受信アンテナ）を用いる。

【0015】

以下では、複数の異なる種類の偏波アンテナを用いるMIMOレーダ（例えば、「偏波MIMOレーダ」とも呼ぶ）における多重送信方法について着目する。

【0016】

例えば、複数の送信アンテナを用いたMIMOレーダの多重送信方法の例として、時分割多重（TDM：Time Division Multiplexing）送信（例えば、特許文献３、４を参照）、又は、ドップラ多重（DDM：Doppler Division Multiplexing）送信が挙げられる（例えば、特許文献５を参照）。

【0017】

時分割多重送信又はドップラ多重送信は、割り当てた送信時間又はドップラ周波数領域を用いて、複数の送信アンテナからの送信信号に対応する反射波を分離できる。その一方で、時分割多重送信及びドップラ多重送信では、送信アンテナ数が増加すると、ドップラ周波数の検出範囲が狭まりやすい。例えば、時分割多重及びドップラ多重分割では、検出可能なドップラ周波数範囲は、-1/(2Nt×Tr)≦fd＜1/(2Nt×Tr)となり、送信アンテナ数に反比例してドップラ周波数の検出範囲が狭まる。ここで、Ntは送信アンテナ数であり、Trは送信信号の送信周期である。

【0018】

［符号化ドップラ多重送信について］
特許文献６（例えば、特許文献６の図１）には、ドップラ多重と符号多重とを組み合わせた多重送信方法（以下、「符号化ドップラ多重送信」又は「Coded DDM送信(CDDM送信と略記する)」と呼ぶ）について開示されている。

【0019】

例えば、図１では、レーダ送信波（例えば、チャープ信号）が送信周期Tr毎に送出する場合を示す。図１では、３個の送信アンテナ（例えば、Tx#1～Tx#3）に対して、符号長Loc=2の直交符号（例えば、code#1, code#2）で符号多重した信号を、２個のドップラ多重(DDM)信号(例えば、DOP₁, DOP₂)を用いて送信する場合における、送信ドップラ周波数及び符号の割り当ての一例を示す。図１の例では、符号多重数N_CM=2、ドップラ多重数N_DM=2である。

【0020】

符号に基づく位相回転は、例えば、チャープ信号に付与する動作を、符号長回の送信周期Loc×Tr（図１では、２送信周期(2Tr））で巡回的に繰り返すことにより行われる。この際、DDM信号に基づく位相回転は、符号長Locの符号を付与する符号長回の送信周期（図１では、２送信周期(2Tr））において一定とする。例えば、DDM信号に基づく位相回転は、2Tr送信周期毎に変化させて付与されてよい。

【0021】

例えば、図１では、割り当てる送信ドップラシフト量は、それぞれDOP₁=0、DOP₂=-1/( 4Tr)[Hz]に設定される。例えば、m番目の送信周期毎にDOP₁が付与されるため、位相回転Φ₁(m)=ΔΦ₁×(floor(m/Loc)+1)が、レーダ送信波（チャープ信号）に付与される。また、m番目の送信周期毎にDOP₂が付与されるため、位相回転Φ₂(m)=ΔΦ₂×(floor(m/Loc) +1)が、レーダ送信波に付与される。ここで、ΔΦ₁=0、ΔΦ₂=-πである。ドップラ多重間隔はΔf_d=1/(4Tr)である。また、符号長２の直交符号は、例えば、Code₁=[1, 1]及びCode₂=[1, -1]が用いられてよい。図１では、例えば、Tx#1～Tx#3に対して、ドップラ多重信号及び符号を組み合わせた符号化ドップラ多重信号（CDDM信号）として、それぞれ、DopCode#1=(DOP₂,Code₁)、DopCode#2=(DOP₂,Code₂)、DopCode#3 = (DOP₁,Code₁)が割り当てられ送信される。なお、floor[x]は実数ｘを超えない最大の整数を出力する関数である。

【0022】

ここで、DopCode#nは、n番目のTx＃nに対するCDDM信号の割り当てを表す（ドップラシフト量DOP_ndmと符号Code_ncmを用いた割り当てを表す）。n=1～Ntであり、ndmは、1～N_DMの範囲の整数値であり、ncmは１～N_CMの範囲の整数値をとる。Nt個の送信アンテナに対し、DOP_ndmとCode_ncmの組み合わせが異なるCDDM信号を割り当てる。

【0023】

これらの同時多重送信した信号は、レーダ装置（例えば、受信信号処理部）において受信される。レーダ装置は、例えば、レーダ反射波受信信号を、送信する符号の要素毎の受信信号毎に、個別のドップラ解析部（例えば、V-FFT#1, #2,～, #Loc）にてドップラ周波数解析し、ドップラ周波数解析の出力に基づいて、符号多重分離及びドップラ多重分離することにより、多重送信信号を分離受信する。例えば、符号長Loc=2の場合、符号の要素数は２であり、レーダ装置は、奇数番目の送信信号毎の受信信号及び偶数番目の送信信号毎に、個別のドップラ解析部（V-FFT#1, #2）にてドップラ周波数解析した出力に基づいて、符号多重分離及びドップラ多重分離することにより、多重送信信号を分離受信する。

【0024】

ここで、レーダ装置（例えば、ドップラ解析部）では符号長Locの送信周期（図１では、Loc=2より、２送信周期(2Tr））の受信信号が用いられるため、±1/(2 Loc Tr) （図１では±1/(4Tr)）を超えるドップラ周波数は、折り返して検出される。レーダ反射波受信信号に折り返しの周波数範囲の成分が含まれるか否かは、例えば、特許文献６に開示されるように、DDM信号間の符号多重数を不均一として、複数送信アンテナから多重送信することにより検出可能である。これにより、レーダ装置は、折り返し無しでドップラ周波数検出できるドップラ周波数範囲（最大ドップラ）を±1/(2Tr)に広げることができ、送信アンテナの判定も可能となる。

【0025】

例えば、図１では、ドップラシフト量DOP₁における符号多重数は１であり、DOP₂における符号多重数は２であり、DDM信号間の符号多重数は不均一に設定される。レーダ装置は、送信アンテナを割り当てない未使用の符号とドップラ信号との組み合わせのCDDM信号（図１ではDopCode= (DOP₁, Code₂）)を用いて、多重送信された信号に対する分離受信信号に基づいて、レーダ反射波受信信号に折り返しの周波数範囲の成分が含まれるか否かを検出する（以下、「折り返し判定」とも呼ぶ）。

【0026】

例えば、図２の(a)は、図１に示すCDDM信号に対して、物標のドップラ周波数f_dtgが0の場合に、Code₁及びCode₂のそれぞれで分離した場合の受信ドップラ信号を示す。Code_１で分離される受信DDM信号には、DOP₁とDOP₂とのドップラ多重間隔Δf_dに一致するドップラ周波数間隔の２つのドップラ周波数における受信レベルが高く検出され、レーダ装置は、これらの成分をTx#1及びTx#3の受信信号と判定できる。また、Code₂で分離される受信ドップラ信号には、受信ドップラ周波数f_d=-1/(4Tr)において、高い受信レベルの１つのドップラ周波数が検出される。なお、検出されたドップラ周波数に対する、DOP₁とDOP₂とのドップラ多重間隔Δf_dに一致するドップラ周波数間隔のドップラ周波数（受信ドップラ周波数f_d=0）の受信レベルが、ノイズレベル程度である。

【0027】

このことから、図２の(a)では、レーダ装置は、Code₂で分離される受信ドップラ信号において検出される高い受信レベルの１つのドップラ周波数の成分を、Tx#2の受信信号と判定できる。また、レーダ装置は、それぞれの送信アンテナに対する送信時のドップラシフト量からのずれ量が、物標のドップラ周波数となるため、物標のドップラ周波数を確定できる。

【0028】

また、例えば、図２の(b)では、図１に示すCDDM信号に対して、物標のドップラ周波数f_dtg=-1/(2Tr)の場合に、Code₁及びCode₂のそれぞれで分離した場合の受信ドップラ信号を示す。Code₂で分離される受信ドップラ信号には、DOP₁とDOP₂とのドップラ多重間隔Δf_dに一致するドップラ周波数間隔の２つのドップラ周波数における受信レベルが高く検出され、レーダ装置は、これらの成分をTx#1及びTx#3の受信信号と判定できる。また、Code₁で分離される受信ドップラ信号には、高い受信レベルの１つのドップラ周波数が検出される。なお、検出されたドップラ周波数に対する、DOP₁とDOP₂とのドップラ多重間隔Δf_dに一致するドップラ周波数間隔のドップラ周波数（受信ドップラ周波数f_d=0）の受信レベルがノイズレベル程度である。

【0029】

このことから、図２の(b)では、レーダ装置は、Code₁で分離される受信ドップラ信号において検出される高い受信レベルの１つのドップラ周波数の成分を、Tx#2の受信信号と判定できる。また、レーダ装置は、それぞれの送信アンテナに対する送信時のドップラシフト量からのずれ量が、物標のドップラ周波数となることから、物標のドップラ周波数を確定できる。

【0030】

なお、物標のドップラ周波数が-1/(2Tr)≦f_dtg＜-1/(4Tr)あるいは1/(4Tr)≦f_dtg＜1/(2Tr)の場合、ドップラ解析部（例えば、V-FFT#1及びV-FFT#2）では、折り返されたドップラ周波数が観測される。実際のドップラ周波数は、ドップラ解析部（V-FFT#1及びV-FFT#2）において検出されるドップラ周波数に対し、2Trの送信周期間で２π位相が異なるため、V-FFT#1とV-FFT#2との間の検出時間差Tr間では、πの位相回転が加わる。したがって、符号長Loc=2では、レーダ装置は、図２の(b)のように、Code₁の分離においてCode₂に対応する受信信号が判定される場合、ドップラ周波数の折り返し有りと判定できる。

【0031】

このようなCDDM信号の分離受信処理により、レーダ装置は、ドップラ周波数範囲±1/(2Tr)においてレーダ反射波のドップラ周波数の推定が可能となる。このように、CDDM送信することにより、検出可能なドップラ周波数範囲を±1/2Trにまで拡大される。例えば、特許文献５と比較して、検出可能なドップラ周波数範囲はNt倍に拡大される。

【0032】

［偏波MIMOレーダへの符号化ドップラ多重（CDDM）送信の適用について］
上述したように、符号化ドップラ多重を用いるMIMOレーダでは、例えば、物標からの反射波の符号分離後の受信ドップラ周波数の受信電力に基づいて、物標のドップラ周波数を推定する符号化ドップラ多重信号の分離処理（以下、「符号化ドップラ多重分離」あるいは「CDDM分離」と呼ぶ）を行う。

【0033】

このため、偏波MIMOレーダに、CDDMを適用する場合には、以下のことが想定され得る。

【0034】

偏波MIMOレーダでは、例えば、送受信アンテナの偏波に依存して、反射波の受信レベルが大きく変動する現象が発生し得る。偏波MIMOレーダにおいて、異なる偏波の送信アンテナを用いる場合、或る偏波の送信アンテナからの反射波受信レベルに対し、別の偏波の送信アンテナからの反射波受信レベルが大きく減衰する可能性がある。そのため、偏波MIMOレーダにおいて、CDDMを用いて多重送信する場合、異なる偏波の送信アンテナ間における反射波受信レベルの差（あるいは比）が大きくなることによって、CDDM分離が困難となり得る。CDDM分離が困難になると、MIMOレーダにおける物標の検出性能の劣化、あるいは、CDDM分離を誤り、ドップラ誤推定又は測角性能の劣化が発生し得る。

【0035】

以下、CDDMを適用する偏波MIMOレーダにおいてCDDM分離が困難となる例を説明する。

【0036】

ここでは、一例として、左旋円偏波(以下、「LC」とも表す)及び右旋円偏波(以下、「RC」とも表す)の両方の偏波毎に、各２個の送信アンテナを用いてMIMOレーダを構成(各々LC-2Tx及びRC-2Txと表記)する場合（例えば、送信アンテナ数Nt=4)について説明する。例えば、左旋円偏波に対応する偏波アンテナを「LC偏波アンテナ」（例えば、LC偏波送信アンテナ、又は、LC偏波受信アンテナ）と呼び、右旋円偏波に対応する偏波アンテナを「RC偏波アンテナ」（例えば、RC偏波送信アンテナ、又は、RC偏波受信アンテナ）と呼ぶ。

【0037】

例えば、MIMOレーダが１回反射波（物体での反射が１回である反射波）を、LC偏波受信アンテナを用いて受信する場合について説明する。RC偏波送信アンテナからの送信信号に対応する反射波信号（例えば、「RC偏波送信アンテナに対応する受信信号」とも呼ぶ）はRC偏波としての受信信号となり、RC偏波送信アンテナに対応する受信信号をLC偏波受信アンテナで受信する場合は、交差偏波での受信となる。このため、RC偏波送信アンテナに対応する受信信号のLC偏波受信アンテナでの受信レベルは、LC偏波送信アンテナからの送信信号に対応する反射波信号（例えば、「LC偏波送信アンテナに対応する受信信号」とも呼ぶ）の受信レベルと比較して小さい受信レベル（アンテナの交差偏波識別度に依存し、例えば、10dB以上小さい受信レベル）となる。例えば、RC偏波送信アンテナに対応する受信信号の受信レベルは、受信品質（例えば、Signal to Noise Ratio（SNR））によっては、ノイズレベル以下となり、MIMOレーダにおいてドップラ周波数ピーク検出も困難になり得る。

【0038】

図３は、偏波MIMOレーダにおいてCDDM送信される信号の例を示す図である。図３において、異なる偏波送信アンテナとして、LC偏波の送信アンテナ及びRC偏波の送信アンテナをそれぞれ２個用いて、合計４個のTx#1～#4を用いてMIMOレーダを構成する。ここで、Tx#1及びTx#2はLC偏波の送信アンテナとし、Tx#3及びTx#4はRC偏波の送信アンテナとする。また、図３の例では、受信アンテナはLC偏波受信アンテナを用いて受信する。

【0039】

例えば、４個のTx#1～#4に対して、図３の（a）に示すように、ドップラ多重数N_DM=3、符号多重数N_CM=2を用いたCDDM信号が割り当てられる。CDDMは、各送信アンテナに対して、互いに異なるDDM信号（DOP_１、DOP₂、及びDOP₃の何れか）と符号（Code₁及びCode₂の何れか）との組を割り当てる。

【0040】

また、図３において、黒丸（●）はLC偏波送信アンテナ（Tx#1及びTx#2）のCDDM信号の割り当てを示し、Tx#1、Tx#2には、DopCode#1=（DOP_１、Code_１）、DopCode#2=（DOP₂、Code_１）の組がそれぞれ割り当てられる。また、図３において、白丸（○）はRC偏波送信アンテナ（Tx#3及びTx#4）のCDDM信号の割り当てを示し、Tx#3、Tx#4には、DopCode#3=（DOP₃、Code₂）、DopCode#4=（DOP_１、Code₂）の組がそれぞれ割り当てられる。

【0041】

例えば、図３の（ａ）に示すようにCDDM信号が割り当てられ、LC偏波受信アンテナが１回反射波を受信する場合、図３の（ｂ）に示すように、LC偏波送信アンテナに対応する受信信号（L）と比較して、RC偏波送信アンテナに対応する受信信号（R）の受信レベルが小さくなる可能性があり得る。ここで、図３において、黒丸（●）及び白丸（○）の大きさは受信電力を表す。黒丸（●）及び白丸（○）のサイズが小さいほど、受信電力が小さい（例えば、ノイズレベル程度に受信電力が小さい）ことを表す。

【0042】

また、例えば、MIMOレーダが２回反射波（物体での反射が２回である反射波）を、LC偏波受信アンテナを用いて受信する場合について説明する。LC偏波受信アンテナで受信される、LC偏波送信アンテナに対応する受信信号は、２回反射であるために、LC偏波からRC偏波としての受信信号となり、LC偏波受信アンテナでの受信は、交差偏波での受信となる。このため、LC偏波送信アンテナに対応する受信信号のレベルは、RC偏波送信アンテナに対応する受信信号と比較して小さい受信レベル（アンテナの交差偏波識別度に依存し、例えば、10dB以上小さい受信レベル）となる。例えば、LC偏波送信アンテナに対応する受信信号の受信レベルは、受信品質（SNR）によっては、ノイズレベル以下となり、MIMOレーダにおいてドップラ周波数ピーク検出も困難になり得る。

【0043】

例えば、図３の（ａ）に示すようにCDDM信号が割り当てられ、LC偏波受信アンテナが２回反射波を受信する場合、図３の（ｃ）に示すように、RC偏波送信アンテナに対応する受信信号（R）と比較して、LC偏波送信アンテナに対応する受信信号（L）の受信レベルが小さくなる可能性があり得る。

【0044】

ここで、MIMOレーダは、物標からの反射波のドップラ周波数、及び、その反射回数が事前に不明な場合、例えば、図３の（ｂ）又は（ｃ）に示す受信レベルに基づいて、RC偏波送信アンテナに対応する受信信号の受信レベルが低下したか、LC偏波送信アンテナに対応する受信信号の受信レベルが低下したかを判別することは困難である。また、例えば、MIMOレーダは、図３の（ｂ）又は（ｃ）に示す受信レベルに基づいて、検出されるドップラ周波数のピークが、CDDM送信に用いる何れの送信アンテナに対応する信号であるかを判別することは困難である。このため、MIMOレーダは、CDDM信号の分離が困難となり、物標からの反射波（例えば、「物標反射波」と呼ぶ）のドップラ周波数f_dtgを、-1/(2Tr)≦f_dtg ＜ 1/(2Tr)の範囲で確定することが困難となる。

【0045】

例えば、物標反射波が１回反射波であり、ドップラ周波数f_dtg=0の場合（RC偏波送信アンテナに対応する受信信号の受信レベルがノイズレベル程度に低下する図３の（ｂ）の上段のケースi）と、物標反射波が２回反射であり、ドップラ周波数f_dtg＝-1/(2Tr)+Δfdの場合（LC偏波送信アンテナに対応する受信信号の受信レベルがノイズレベル程度に低下するケース）とはそれぞれ、Code_１での符号分離後の受信ドップラ周波数において、DOP_１とDOP₂とにピーク周波数が同様に観測される。このため、これらのケースでのCDDM分離の結果は一意の応答とならず、レーダ装置は、これらのケースを判別することが困難となる。

【0046】

このように、符号化ドップラ多重MIMOレーダでは、各送信アンテナに割り当てられるCDDM信号の受信レベルが同程度であり、送信アンテナが割り当てられない符号化ドップラ信号の受信レベルがノイズレベル程度に十分に低いことを前提に、多重送信信号の分離処理が行われる。CDDMを用いる偏波MIMOレーダでは、図３の（ｂ）、（ｃ）のように、CDDMの分離処理での前提が崩れる場合があり、CDDM分離処理を誤る可能性がある。

【0047】

本開示の非限定的な実施例では、符号化ドップラ多重(CDDM)送信を用いた偏波MIMOレーダの検出性能を向上する方法について説明する。

【0048】

なお、ここでは、左旋円偏波(LC)及び右旋円偏波(RC)の両方の偏波毎に２個の送信アンテナを用いてMIMOレーダを構成する場合（例えば、送信アンテナ数Nt=4)の例について説明したが、偏波MIMOレーダにおいて用いる偏波はこれらに限定されない。

【0049】

例えば、偏波MIMOレーダにおいて、直交関係となる異なる直線偏波が適用されてもよい。例えば、左旋円偏波(LC)の代わりに垂直偏波を適用し、右旋円偏波(RC)の代わりに水平偏波を適用するように、直線で互いに直交偏波となる関係の偏波が適用されてもよい。このような垂直偏波及び水平偏波の送信アンテナを用いてレーダ送信波が送信される場合、レーダ送信波が物標において反射する際の入射角が、ブリュースター角に近いほど、垂直偏波及び水平偏波の何れか一方の偏波の反射波は、他方の偏波と比較して弱い反射波受信レベルとなり得る。MIMOレーダにおいて、例えば、このような反射波が、垂直偏波又は水平偏波の何れかに対応する偏波受信アンテナを用いて受信される場合、垂直偏波及び水平偏波の何れか一方の偏波送信アンテナに対応する受信信号は、交差偏波での受信となり、他方の偏波送信アンテナに対応する受信信号と比較して小さい受信レベル（アンテナの交差偏波識別度に依存し、例えば、10dB以上小さい受信レベル）となり得る。受信レベルが低下する受信信号は、受信品質（SNR）によっては、ノイズレベル以下となり、MIMOレーダにおいてドップラ周波数ピーク検出も困難になり得る。

【0050】

例えば、左旋円偏波(LC)の代わりに垂直偏波を適用し、右旋円偏波(RC)の代わりに水平偏波を適用し、図３の（ａ）のようにCDDM信号を割り当てた場合、図３の（ｂ）又は図３の（ｃ）のような受信信号となり得る。

【0051】

垂直偏波及び水平偏波の送信アンテナを用いる場合でも、MIMOレーダは、例えば、図３の（ｂ）又は（ｃ）に示す受信レベルに基づいて、水平偏波送信アンテナからの送信信号の受信レベルが低下したか、垂直偏波送信アンテナからの送信信号の受信レベルが低下したかを判別することは困難である。このため、例えば、MIMOレーダは、CDDM信号の分離が困難となり、物標反射波のドップラ周波数fdを、-1/(2Tr)≦fd ＜ 1/(2Tr)の範囲で確定することが困難となる。

【0052】

以下、本開示の一実施例に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。

【0053】

以下では、レーダ装置において、送信ブランチにおいて、複数の送信アンテナから同時に多重された異なる送信信号を送出し、受信ブランチにおいて、各送信信号を分離して受信処理を行う構成（例えば、MIMOレーダ構成）について説明する。

【0054】

また、以下では、一例として、チャープ（chirp）パルスのような周波数変調したパルス波を用いたレーダ方式（例えば、チャープパルス送信（fast chirp modulation）とも呼ぶ）の構成について説明する。ただし、変調方式は、周波数変調に限定されない。例えば、本開示の一実施例は、パルス列を位相変調又は振幅変調して送信するパルス圧縮レーダを用いたレーダ方式についても適用可能である。

【0055】

また、レーダ装置は、例えば、ドップラ多重送信を行う。更に、レーダ装置は、例えば、ドップラ多重送信においてドップラ多重数分の異なる位相回転（例えば、位相シフト）を付与した信号（以下、「ドップラ多重(DDM)送信信号」と呼ぶ）を、符号化（例えば、CDM（Code Division Multiplexing））して、多重送信する（以下、「符号化ドップラ多重（Coded Doppler Division Multiplexing(CDDM))と呼ぶ)。

【0056】

［レーダ装置の構成］
図４のレーダ装置１０は、レーダ送信部（送信ブランチ）１００と、レーダ受信部（受信ブランチ）２００と、を有する。

【0057】

レーダ送信部１００は、レーダ信号（レーダ送信信号）を生成し、複数の送信アンテナ（例えば、Nt個）によって構成される送信アンテナ部１０９（例えば、送信アレーアンテナ）を用いて、レーダ送信信号を規定された送信周期（以下、「レーダ送信周期」と呼ぶ）にて送信する。

【0058】

レーダ受信部２００は、物標（ターゲット。図示せず）により反射したレーダ送信信号である反射波信号を、複数の受信アンテナ２０２－１～２０２－Ｎａを含む受信アンテナ部２０２（例えば、受信アレーアンテナ）を用いて受信する。レーダ受信部２００は、各受信アンテナにおいて受信した反射波信号を信号処理し、例えば、物標の有無検出又は反射波信号の到来距離、ドップラ周波数（例えば、相対速度）、及び到来方向の推定を行い、推定結果に関する情報（例えば、測位情報）を出力する。

【0059】

なお、レーダ装置１０は、例えば、車両といった移動体に搭載されてよく、レーダ受信部２００の測位出力（推定結果に関する情報）は、例えば、衝突安全性を高める先進運転支援システム（ADAS：Advanced Driver Assistance System）又は自動運転システムといった制御装置ECU（Electronic Control Unit）（図示なし）に接続され、車両駆動制御又は警報発呼制御に利用されてもよい。

【0060】

また、レーダ装置１０は、例えば、路側の電柱又は信号機といった比較的高所の構造物（図示なし）に取り付けられてよい。また、レーダ装置１０は、例えば、通行する車両又は歩行者の安全性を高める支援システム又は不審者の侵入防止システム（図示なし）におけるセンサとして利用されてもよい。また、レーダ受信部２００の測位出力は、例えば、安全性を高める支援システム又は不審者侵入防止システムにおける制御装置（図示なし）に接続され、警報発呼制御又は異常検出制御に利用されてもよい。なお、レーダ装置１０の用途はこれらに限定されず、他の用途に利用されてもよい。

【0061】

また、物標はレーダ装置１０が検出する対象の物体であり、例えば、車両（４輪及び２輪を含む）、人、ブロック又は縁石などを含む。

【0062】

［レーダ送信部１００の構成］
レーダ送信部１００は、レーダ送信信号生成部１０１と、位相回転量設定部１０５と、位相回転部１０８と、送信アンテナ部１０９と、を有する。

【0063】

レーダ送信信号生成部１０１は、レーダ送信信号を生成する。レーダ送信信号生成部１０１は、例えば、送信信号生成制御部１０２、変調信号発生部１０３及びＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator：電圧制御発信器）１０４を有する。以下、レーダ送信信号生成部１０１における各構成部について説明する。

【0064】

送信信号生成制御部１０２は、例えば、レーダ送信周期毎の送信信号発生タイミングを設定し、設定した送信信号発生タイミングに関する情報を、変調信号発生部１０３及び位相回転量設定部１０５（例えば、ドップラシフト設定部１０６）に出力する。ここで、レーダ送信周期をTrとする。

【0065】

変調信号発生部１０３は、送信信号生成制御部１０２から入力されるレーダ送信周期Tr毎の送信信号発生タイミングに関する情報に基づいて、例えば、のこぎり歯形状の変調信号を周期的に発生させる。

【0066】

ＶＣＯ１０４は、変調信号発生部１０３から入力される変調信号に基づいて、例えば、図５に示すようなレーダ送信信号（レーダ送信波）として、周波数変調信号（以下、例えば、周波数チャープ信号又はチャープ信号と呼ぶ）を位相回転部１０８、及び、レーダ受信部２００（後述するミキサ部２０４）へ出力する。

【0067】

位相回転量設定部１０５は、送信信号生成制御部１０２から入力されるレーダ送信周期Tr毎の送信信号発生タイミングに関する情報に基づいて、位相回転部１０８におけるレーダ送信周期Tr毎にレーダ信号に付与する位相回転量（例えば、CDDM送信に対応する位相回転量）を設定する。位相回転量設定部１０５は、例えば、ドップラシフト設定部１０６と、符号化部１０７と、を有する。

【0068】

ドップラシフト設定部１０６は、例えば、レーダ送信周期Tr毎の送信信号発生タイミングに関する情報に基づいて、レーダ送信信号（例えば、チャープ信号）に対して付与するドップラシフト量に対応する位相回転量を設定する。

【0069】

符号化部１０７は、例えば、レーダ送信周期Tr毎の送信信号発生タイミングに関する情報に基づいて、符号化に対応する位相回転量を設定する。符号化部１０７は、例えば、ドップラシフト設定部１０６から入力される位相回転量と符号化に対応する位相回転量とに基づいて、位相回転部１０８に対する位相回転量を算出し、位相回転部１０８に出力する。また、符号化部１０７は、例えば、符号化に用いる符号系列（例えば、直交符号系列の各要素）に関する情報をレーダ受信部２００（例えば、出力切替部２０９）に出力する。

【0070】

位相回転部１０８は、ＶＣＯ１０４から入力されるチャープ信号に対して、符号化部１０７から入力される位相回転量を付与し、位相回転後の信号を送信アンテナ部１０９に出力する。例えば、位相回転部１０８は、位相器及び位相変調器等を含む（図示せず）。位相回転部１０８の出力信号は、規定された送信電力に増幅され各送信アンテナから空間に放射される。例えば、レーダ送信信号は、ドップラシフト量と符号系列との組み合わせに対応する位相回転量が付与されることにより、複数の送信アンテナから多重送信される。

【0071】

次に、位相回転量設定部１０５における位相回転量の設定方法の一例を説明する。

【0072】

ドップラシフト設定部１０６は、ドップラシフト量DOP_ndmを付与するための位相回転量φ_ndmを設定して、符号化部１０７へ出力する。ここで、ndm=1～N_DMである。N_DMは、異なるドップラシフト量の設定数であり、以下では、「ドップラ多重数」と呼ぶ。

【0073】

レーダ装置１０では、符号化部１０７による符号化を併用するため、ドップラ多重数N_DMは、多重送信に用いる送信アンテナの数Ntよりも少なく設定してよい。なお、ドップラ多重数N_DMは２以上とする。

【0074】

DOP₁、DOP₂,～,DOP_{N_DM}（「N_DM」は「N_DM」とも表される）としては、例えば、等間隔のドップラシフト量が設定されてもよく、或いは、不等間隔のドップラシフト量が設定されてもよい。各DOP₁,DOP₂,～,DOP_{N_DM}は、後述する符号化部１０７による符号化を併用するため、例えば、0≦DOP₁,DOP₂,～,DOP_{N_DM}＜1/(TrL_oc)を満たすように設定されてよい。あるいは、DOP₁,DOP₂,～,DOP_{N_DM}は、例えば、式（1）を満たすように設定されてもよい。

【数1】

【0075】

また、例えば、DOP₁,DOP₂,～,DOP_{N_DM}間において最小のドップラシフト間隔Δf_MinIntervalは次式(2)を満たしてよい。なお、ドップラシフト間隔（又は、ドップラ多重間隔、ドップラ間隔とも記載）は、DOP₁,DOP₂,～,DOP_{N_DM}のうちの任意の２つのドップラシフト量の差分の絶対値で定義されてよい。ここで、Locは符号要素数を表す。例えば、Locは、符号化部１０７において用いられる符号の符号長を表す。

【数2】

【0076】

また、各DOP₁,DOP₂,～,DOP_{N_DM}を付与するための位相回転量φ_ndmは、例えば、次式(3)のように割り当てられてよい。

【数3】

【0077】

なお、間隔が等間隔でΔf_MinIntervalとなるドップラシフト量が設定される場合（以下、「等間隔ドップラシフト量設定」と呼ぶ）、DOP_ndmを付与するための位相回転量φ_ndmは、例えば、次式(4)のように割り当てられる。

【数4】

【0078】

なお、最小ドップラシフト間隔Δf_MinIntervalが狭いほど、DDM信号間の干渉が発生しやすくなり、ターゲット検出精度が低減（例えば、劣化）する可能性が高くなるため、式(2)の制約条件を満たす範囲において、ドップラシフト量の間隔をより拡げることが好適になる。例えば、式(2)において等号が成り立つ場合（例えば、Δf_MinInterval=1/(T_r N_DM L_OC)）は、DDM信号間のドップラ領域における間隔を最大限に拡げることができる（以下、「最大等間隔ドップラシフト量設定」と呼ぶ）。この場合、DOP₁,DOP₂,～,DOP_{N_DM}は、０以上２π未満の位相回転範囲をN_DM個に等分割して、それぞれ異なる位相回転量が割り当てられる。例えば、DOP_ndmを付与するための位相回転量φ_ndmは、次式(5)のように割り当てられる。なお、以下では、角度はラジアン単位で示している。

【数5】

【0079】

なお、DOP₁,DOP₂,～,DOP_{N_DM}を付与する位相回転量の割り当ては、このような割り当て方法に限定されない。例えば、位相回転量の割り当てテーブルを用いて、DOP₁,DOP₂,～, DOP_{N_DM}に対して位相回転量φ₁,φ₂,～,φ_{N_DM}（ただし、「N_DM」はN_DMに相当する）をランダム的に割り当ててもよい。

【0080】

また、等間隔ドップラシフト量設定において、式(4)でΔf_MinInterval=1/(T_r(N_DM+N_int)L_OC)に設定されることにより、次式(6)のような位相回転量の設定を用いてもよい。ここで、N_intは整数値をとる。

【数6】

【0081】

符号化部１０７は、ドップラシフト設定部１０６から入力されるN_DM個のドップラシフト量を付与する位相回転量φ₁,～,φ_{N_DM}のそれぞれに対して、１個、又は、N_CM個以下の複数の符号系列に基づく位相回転量を設定する。また、符号化部１０７は、ドップラシフト量及び符号系列の双方に基づく位相回転量、例えば、符号化したドップラ多重信号(CDDM信号)を生成する「符号化ドップラ位相回転量」（以下では、CDP量と略記する）を設定し、位相回転部１０８に出力する。

【0082】

以下、符号化部１０７における動作の一例について説明する。

【0083】

例えば、符号化部１０７は、符号長Locからなる符号数（例えば、符号多重数）N_CM個の相互に相関が低い符号系列あるいは無相関となる符号系列を用いることが好適であり、例えば、直交符号系列を用いる。なお、直交符号系列を構成する符号要素には、実数に限らず、複素数値が含まれてもよい。

【0084】

以下では、符号長LocからなるN_CM個の直交符号系列をCode_ncm=｛OC_ncm（1）, OC_ncm（2）,～, OC_ncm(Loc))と表記する。OC_ncm(noc)は第ncm番目の直交符号系列Code_ncmにおけるnoc番目の符号要素を表す。ここでnocは符号要素のインデックスであり、noc=1～Locである。

【0085】

符号化部１０７において用いる直交符号系列は、例えば、Walsh-Hadamard-符号でもよい。符号化部１０７は、符号数N_CM個の直交符号系列を生成可能な所定の符号長L_OCを用いて直交符号系列を生成する。

【0086】

符号化部１０７において、ドップラシフト設定部１０６から入力されるndm番目のドップラシフト量DOP_ndmを用いたDDM信号を符号化する際の符号多重数（以下、符号化ドップラ多重数と呼ぶ）を「N_CDDM(ndm)」と表記する。ここで、ndm=1～N_DMである。

【0087】

符号化部１０７は、例えば、DDM信号を符号化する際の符号化ドップラ多重数N_CDDM(1), N_CDDM(2),～, 及びN_CDDM(N_DM)の総和が、多重送信に用いる送信アンテナの数Nｔと等しくなるように符号化ドップラ多重数N_CDDM(ndm)を設定する。これにより、レーダ装置１０は、Nt個の送信アンテナを用いてドップラ領域及び符号領域における多重送信（以下、符号化ドップラ多重送信(CDDM送信)と呼ぶ）が可能となる。

【0088】

さらに、符号化部１０７は、例えば、最大等間隔ドップラシフト量設定を含む等間隔ドップラシフト量設定を用いて、符号化ドップラ多重数N_CDDM(1), N_CDDM(2),～, N_CDDM (N_DM)に関して、１以上N_CM個以下の範囲の異なる符号化ドップラ多重数を含むように設定してもよい。例えば、符号化部１０７は、符号化ドップラ多重数の全てにおいて符号数N_CM個とせずに、少なくとも１つのDOP_ndmに対応する符号化ドップラ多重数N_CDDM(ndm)をN_CM個より小さく設定する。よって、DOP_ndmと直交符号系列との複数の組み合わせにおいて、少なくとも１つのDOP_ndmに対応付けられる直交符号系列による多重数（符号化ドップラ多重数）N_CDDM(ndm)は、他のドップラシフト量に対応付けられる符号化ドップラ多重数と異なってよい。例えば、符号化部１０７は、DDM信号に対する符号化ドップラ多重数を不均一に設定する。この設定により、レーダ装置１０は、例えば、特許文献６及び特許文献７に記載された受信処理における折り返し判定処理によって、±1/2Trのドップラ範囲に亘って、複数の送信アンテナからCDDM送信された信号を個別に分離して受信できる。

【0089】

符号化部１０７は、第m番目の送信周期Trにおいて、第ndm番目のドップラシフト量DOP_ndmを付与する位相回転量φ_ndmに対して、次式(7)に示すCDP量ψ_{ndc(ndm), ndm}(m)を設定して、位相回転部１０８に出力する。

【数7】

【0090】

ここで、下付き添え字の「ndc(ndm)」は、ドップラシフト量DOP_ndmを付与する位相回転量φ_ndmに対する符号化ドップラ多重数N_CDDM(ndm)以下のインデックスを表す。例えば、ndc(ndm)=1,～, N_CDDM(ndm)である。また、angle[x]は実数ｘのラジアン位相を出力する演算子であり、例えば、angle[1]=0、angle[-1]=π、angle[j]=π/2である。

【0091】

例えば、式(7)に示すように、CDP量ψ_ndc(ndm),ndm(m)は、符号化に用いる符号長Loc回の送信周期の期間においてドップラシフト量DOP_ndmを付与する位相回転量を一定（例えば、式(7)の第１項）にし、符号化で用いる符号Code_ndc(ndm)のLoc個の各符号要素OC_ndc(ndm)(1),～,OC_ndc(ndm)(Loc)の各々に対応する位相回転量を付与する（式(7)の第２項目）。

【0092】

また、符号化部１０７は、送信周期（Tr）毎に、直交符号要素インデックスOC_INDEXをレーダ受信部２００（後述する出力切替部２０９）に出力する。OC_INDEXは、直交符号系列Code_ndc(ndm)の要素を指示する直交符号要素インデックスであり、送信周期（Tr）毎に、次式(8)のように、1からLocの範囲で巡回的に可変する。

【数8】

【0093】

ここで、mod(x, y)はモジュロ演算子であり、ｘをｙで割った後の余りを出力する関数である。また、m=1～Ncである。Ncはレーダ測位に用いる送信周期数(以下では、「レーダ送信信号送信回数」と呼ぶ)である。また、レーダ送信信号送信回数Ncは、Locの整数倍（Ncode倍）となるように設定される。例えば、Nc=Loc×Ncodeである。

【0094】

次に、符号化部１０７において、DDM信号に対する符号化ドップラ多重数N_CDDM(ndm)を不均一に設定する方法の一例について説明する。

【0095】

例えば、符号化部１０７は、下記の条件を満たす直交符号系列数（例えば、符号多重数又は符号数）N_CMを設定する。例えば、直交符号系列数N_CM及びドップラ多重数N_DMは、多重送信に用いる送信アンテナの数Ntに対して、以下の関係を満たす。
（直交符号系列数N_CM）×（ドップラ多重数N_DM）＞多重送信に用いる送信アンテナ数Nt

【0096】

次に、CDP量ψ_{ndc(ndm), ndm}(m)の設定例について説明する。

【0097】

例えば、符号化部１０７において、多重送信に用いる送信アンテナ数Nt=3、ドップラ多重数N_DM=2、符号多重数N_CM=2とし、符号長Loc=2の直交符号系列Code₁=｛1，1｝、Code₂=｛1，-1｝を用いる場合について説明する。この場合、例えば、図６に示すように、符号化ドップラ多重数をN_CDDM(1)=1、N_CDDM(2)=2とすると、符号化部１０７は、CDP量ψ_{1, 1}(m), ψ_{1, 2}(m), ψ_{2, 2}(m)を設定して、位相回転部１０８に出力する。例えば、CDP量ψ_{1, 1}(m)を設定する場合、符号化部１０７は、次式(9)のような設定を行う。なお、図６において、「〇」は使用されるドップラシフト量と直交符号を表し、「×」は使用されないドップラシフト量と直交符号の割り当てを表す。

【数9】

【0098】

以上、位相回転量設定部１０５における位相回転量の設定方法について説明した。

【0099】

図４において、位相回転部１０８は、位相回転量設定部１０５において設定されたCDP量ψ_{ndc(ndm), ndm}(m)に基づいて、レーダ送信信号生成部１０１から入力されるチャープ信号に対して、送信周期Tr毎に位相回転量を付与する。ここで、ndm=1～N_DMであり、ndc(ndm)=1～N_CDDM(ndm)である。

【0100】

Nt個の位相回転部１０８からの出力（例えば、符号化ドップラ多重信号（CDDM信号）と呼ぶ）は、規定された送信電力に増幅後に、送信アンテナ部１０９のNt個の送信アンテナからそれぞれ空間に放射される。

【0101】

なお、以下では、CDP量ψ_{ndc(ndm), ndm}(m)を付与する位相回転部１０８を、「位相回転部PROT#[ndc(ndm), ndm]」とも表記する。同様に、位相回転部PROT#[ndc(ndm), ndm]の出力を空間に放射する送信アンテナを、「送信アンテナTx#[ndc(ndm), ndm]」とも表記する。ここで、ndm=1～N_DMであり、ndc(ndm) =1～N_CDDM(ndm)である。あるいは、Nt個の送信アンテナは、Tx#1、Tx#2、～、Tx#Ntとも表記する。Tx#1、Tx#2、～、Tx#Ntから送信されるレーダ送信信号に付与されるCDP量は、予め既知のテーブルなどを用いて関係付けることも可能である。例えば、CDP量ψ_{ndc(ndm), ndm}(m)が判定（あるいは検出）されることで、送信アンテナの判定（あるいは検出）が可能となる。

【0102】

例えば、図６に示す例の場合、符号化部１０７から位相回転部１０８に対して、CDP量ψ_{1, 1}(m), ψ_{1, 2}(m), ψ_{2, 2}(m)が送信周期毎に入力される。

【0103】

例えば、位相回転部PROT#[1, 1]は、レーダ送信信号生成部１０１で送信周期毎に生成されたチャープ信号cp(t)に対して、第m番目の送信周期毎において位相回転量ψ_{1, 1}(m)を付与した信号exp[jψ_{1, 1}(m)]cp(t)を出力する。また、位相回転部PROT#[1, 1]の出力は、送信アンテナTx#[1, 1]から出力される。ここでcp(t)は送信周期毎のチャープ信号を表す。同様に、位相回転部PROT#[1, 2]の出力は、Tx#[1, 2]から出力され、位相回転部PROT#[2, 2]の出力は、Tx#[2, 2]から出力される。

【0104】

以上、CDP量ψ_{ndc(ndm), ndm}(m)の設定例について説明した。

【0105】

また、本実施の形態では、ドップラ多重信号に対する符号化ドップラ多重数N_CDDM(ndm)を不均一に設定する場合、ドップラシフト量DOP_ndmと直交符号系列Code_ncmとの組み合わせにおいて、各ドップラシフト量DOP_ndmに対応する直交符号系列Code_ncmの多重数（例えば、符号化ドップラ多重数N_CDDM(ndm)）は異なってよい。

【0106】

また、本実施の形態では、ドップラ多重信号に対する符号化ドップラ多重数N_CDDM(ndm)を均一に設定する場合、DOP_ndmと直交符号系列Code_ncmとの組み合わせにおいて、DOP_ndmそれぞれに対応する直交符号系列Code_ncmの多重数（例えば、符号化ドップラ多重数N_CDDM(ndm)）は同一でよい。この場合、DOP_ndmと直交符号系列との複数の組み合わせの数と、送信アンテナNt個と、が同数となってもよい（例えば、N_DM×N_CM＝Ntとしてもよい）。

【0107】

また、本実施の形態では、例えば、送信アンテナ部１０９のTx#１～Tx#Ntは、少なくとも２種類の異なる偏波の送信アンテナを含み、偏波レーダを構成する。例えば、Tx#1～Tx#Ntは、異なる偏波として互いに直交偏波となる関係の送信アンテナを含んでよい。また、複数の偏波のうち少なくとも一つの偏波の送信アンテナは複数個あってよく、他の偏波の送信アンテナは少なくとも一つあってよい。

【0108】

レーダ装置１０（例えば、位相回転量設定部１０５）は、例えば、異なる偏波の送信アンテナを考慮して、送信アンテナ毎に異なるCDP量ψ_{ndc(ndm), ndm}(m)を設定する。レーダ装置１０（例えば、位相回転部１０８）は、このように設定されたCDP量ψ_{ndc(ndm), ndm}(m)をチャープ信号に付与して、送信アンテナ部１０５に出力してよい。

【0109】

これにより、異なる偏波の送信アンテナに対応する受信信号間において受信レベルが大きく異なる場合（例えば、受信レベル差あるいは受信レベル比が閾値以上の場合）でも、レーダ装置１０は、符号化ドップラ多重信号の分離を可能とし、測位性能及びレーダ検出性能の劣化を防ぐ（動作例については後述する）。

【0110】

以下、少なくとも２種類の異なる偏波の送信アンテナを含む偏波MIMOレーダを構成する場合のレーダ送信部１００における位相回転量設定部１０５の動作例について説明する。

【0111】

なお、送信アンテナ数Nt≧３、ドップラ多重数N_DM≧2、符号多重数N_CM≧２であり、Nt＜N_DM×N_CMである。このように、複数の送信アンテナの数Ntは、ドップラシフト量と符号系列との組み合わせの総数（N_DM×N_CM）よりも少なくてもよい。なお、これに限らず、Ntは、ドップラシフト量と符号系列との組み合わせの総数（N_DM×N_CM）と同数でもよい。

【0112】

また、送信アンテナに含まれる異なる偏波数（以下、送信偏波数と呼ぶ）を「NPL」と表記する。また、第ｑの偏波を「PLq」と記載する。ｑは、送信偏波数NPL内の整数値（例えば、q=1～NPLの何れか）である。

【0113】

また、PLq偏波の送信アンテナ数を「N_PLq」と表記する。N_PLq≧１であり、各PLq偏波の送信アンテナの総和はNt個である。例えば、NPL=2の場合、PL1偏波の送信アンテナ数N_PL1≧1、PL2偏波の送信アンテナ数N_PL2≧１であり、N_PL1+N_PL2=N_tである。

【0114】

また、PLq偏波の送信アンテナに割り当てられるドップラ多重数を「N_{DM_PLq}」と表記する。ここで、N_{DM_PLq}≦N_DMである。例えば、NPL=2の場合、N_{DM_PL1}、N_{DM_PL2}≦N_DMである。

【0115】

レーダ装置１０は、異なるPL1偏波及びPL2偏波の送信アンテナをそれぞれN_PL1, N_PL2個含み、少なくとも２つの偏波を用いる。レーダ装置１０（例えば、偏波MIMOレーダ）のレーダ送信部１００における位相回転量設定部１０５は、DDM信号に対する符号化ドップラ多重数N_CDDM(ndm)を不均一に設定し、かつ、下記の条件１を満たすCDP量ψ_{ndc(ndm), ndm}(m)を設定する。ここで、ndm=1～N_DMであり、ndc(ndm)=1～N_CDDM(ndm)である。

【0116】

＜条件１＞
例えば、PL1偏波の送信アンテナに対して割り当てられるドップラシフト量及び符号系列のパターン（例えば、符号化ドップラ多重(CDDM)パターンと、PL2偏波の送信アンテナに対して割り当てられるCDDMパターンとを異ならせる。例えば、位相回転量設定部１０５は、PL1偏波の送信アンテナ及びPL2偏波の送信アンテナのそれぞれに、異なるドップラ多重(DDM)パターン（例えば、ドップラシフト量の割り当てパターン）の条件、異なる符号多重(CDM)パターン（例えば、DDM信号間で異なる符号多重数）の条件、あるいは、DDM及びCDMの異なるパターンの条件を満たすCDP量ψ_{ndc(ndm), ndm}(m)を設定する。

【0117】

例えば、異なるDDMパターンの条件は、以下の何れか一つの条件（例えば、「条件1A」又は「条件１の1A」とも呼ぶ）でもよい。
1A）異なるドップラ多重信号パターン条件：
(A-1)各偏波に対応するドップラ多重数（例えば、各偏波の送信アンテナから送信される送信信号のドップラ多重数）が同一であり（例えば、N_{DM_PL1}=N_{DM_PL2}。ただし、N_{DM_PL1}=N_{DM_PL2}≧2）、各偏波において異なるドップラシフト間隔（例えば、各偏波の送信アンテナに対応付けられるドップラシフト量の間隔）を含む。
(A-2)偏波毎のドップラ多重数（例えば、各偏波の送信アンテナから送信される送信信号のドップラ多重数）が異なる(N_{DM_PL1}≠N_{DM_PL2})。
(A-3)N_{DM_PL1}≧3、N_{DM_PL2}≧3の場合に、偏波毎のドップラシフト間隔において、同一のドップラシフト間隔を含む場合に、ドップラシフト間隔の順序が異なる（巡回不一致）。

【0118】

また、例えば、異なるCDMパターンの条件は、以下の何れか一つの条件（例えば、「条件1B」とも呼ぶ）でもよい。
(B-1)各ドップラ多重信号に割り当てる符号間隔（例えば、符号インデックス間隔）が異なる（巡回不一致）。
(B-2)各ドップラ多重信号に割り当てる符号多重数が異なる（巡回不一致）。

【0119】

また、位相回転量設定部１０５は、例えば、更に、以下の条件２を満たすようにCDP量ψ_{ndc(ndm), ndm}(m)を設定してもよい。

【0120】

＜条件２＞
同一偏波の送信アンテナから送信される信号は、ドップラ多重信号間において不均一となる符号多重数によって多重送信され、符号多重数は、1からN_CM-1以下の範囲の何れかを含む(N_CM=2の場合、符号多重数１を含む)。例えば、ドップラシフト量及び符号系列の複数の組み合わせにおいて、PL1偏波及びPL2偏波の少なくとも一方の送信アンテナに関して、少なくとも１つのドップラシフト量に対応付けられる符号系列による符号多重数は、他のドップラシフト量に対応付けられる符号系列による符号多重数と異なる。

【0121】

例えば、条件１のA-3では、PL1偏波の送信アンテナとPL2偏波の送信アンテナとで、割り当てられるドップラシフト量の複数の間隔のそれぞれの値（例えば、ドップラシフト間隔の組み合わせ）が同一である場合、PL1偏波の送信アンテナに対応する複数のドップラシフト間隔のドップラ周波数軸上での順序と、PL2偏波の送信アンテナに対応する複数のドップラシフト間隔のドップラ周波数軸上の順序と、が異なってよい。例えば、PL1偏波の送信アンテナに割り当てられるドップラシフト量の間隔をドップラ周波数軸の小さい方から順に並べた配列に含まれる各間隔の組み合わせと、PL2偏波の送信アンテナに割り当てられるドップラシフト量の間隔をドップラ周波数軸の小さい方から順に並べた配列に含まれる各間隔の組み合わせとが一致し、かつ、第１の配列と第２の配列とは、円順列において異なる配列である。条件１のA-3を満たす場合、PL1偏波の送信アンテナのドップラシフト間隔、及び、PL2偏波の送信アンテナのドップラシフト間隔は、何れか一方をドップラ周波数領域において巡回シフトしても一致しない（巡回不一致となる）。

【0122】

また、例えば、条件１のB-1では、PL1偏波の送信アンテナに対応付けられる符号系列のドップラ周波数軸上での順序と、PL2偏波の送信アンテナに対応付けられる符号系列のドップラ周波数軸上での順序と、が異なってよい。例えば、PL1偏波の送信アンテナに割り当てられるドップラシフト量に対応する符号系列のインデックスをドップラ周波数軸の小さい方から順に並べた配列と、PL2偏波の送信アンテナに割り当てられるドップラシフト量に対応する符号系列のインデックスをドップラ周波数軸の小さい方から順に並べた配列とは、円順列において異なる配列である。条件１のB-1を満たす場合、PL1偏波の送信アンテナの各ドップラシフト量に対応する符号系列のインデックス、及び、PL2偏波の送信アンテナの各ドップラシフト量に対応する符号系列のインデックスは、何れか一方をドップラ周波数領域において巡回シフトしても一致しない（巡回不一致となる）。

【0123】

また、例えば、条件１のB-2では、PL1偏波の送信アンテナに対応付けられる符号系列による符号多重数のドップラ周波数軸上での順序と、PL2偏波の送信アンテナに対応付けられる符号系列による符号多重数のドップラ周波数軸上での順序と、が異なってよい。例えば、PL1偏波の送信アンテナに割り当てられるドップラシフト量に対応する符号多重数をドップラ周波数軸の小さい方から順に並べた配列と、PL2偏波の送信アンテナに割り当てられるドップラシフト量に対応する符号多重数をドップラ周波数軸の小さい方から順に並べた配列とは、円順列において異なる配列である。条件１のB-2を満たす場合、PL1偏波の送信アンテナの各ドップラシフト量に対応する符号多重数、及び、PL2偏波の送信アンテナの各ドップラシフト量に対応する符号多重数は、何れか一方をドップラ周波数領域において巡回シフトしても一致しない（巡回不一致となる）。

【0124】

レーダ装置１０は、上記条件１を満たすようなCDP量を送信アンテナに付与することにより、以下のような効果が得られる。

【0125】

例えば、受信信号におけるドップラ周波数は、上記のような送信時の符号化ドップラ位相回転に加え、未知となる物標のドップラ周波数が加わる。そのため、各ドップラ多重信号間の間隔を維持したまま、それらのドップラ周波数が正方向又は負方向に変化する可能性がある。例えば、条件１の1Aを満たすことにより、レーダ装置１０は、PL1偏波の送信アンテナに割り当てられる符号化ドップラ多重信号を受信し、PL2偏波の送信アンテナに割り当てられるCDDM信号を受信しない場合と、PL2偏波の送信アンテナに割り当てられるCDDM信号を受信し、PL1偏波の送信アンテナに割り当てられるCDDM信号を受信しない場合とで、ドップラ多重信号の間隔又はドップラ多重数（例えば、DDMパターン）が異なるため、これらの判別が可能となる。

【0126】

また、例えば、条件１の1Bを満たすことにより、レーダ装置１０は、PL1偏波の送信アンテナに割り当てられるCDDM信号を受信し、PL2偏波の送信アンテナに割り当てられるCDDM信号を受信しない場合と、PL2偏波の送信アンテナに割り当てられるCDDM信号を受信し、PL1偏波の送信アンテナに割り当てられるCDDM信号を受信しない場合とで、各ドップラ多重信号を符号分離した後に、受信レベルが高くなる符号間隔又は符号多重数（例えば、CDMパターン）が異なるため、これらの判別が可能となる。

【0127】

よって、位相回転量設定部１０５によるCDP量の設定が条件１を満たすことにより、異なる偏波の送信アンテナに対応する受信信号間において受信レベルが大きく異なる場合でも、レーダ装置１０は、CDDM信号の分離を可能とし、測位性能及びレーダ検出性能の劣化を防ぐことができる。

【0128】

また、位相回転量設定部１０５によるCDP量の設定が、条件１に加え、条件２を満たすことにより、レーダ装置１０において検出可能なドップラ周波数範囲は、-1/(2Tr)≦fd＜1/(2Tr)の範囲となり、１送信アンテナの場合のドップラ検出範囲と同等の範囲に拡大できる（例については後述する）。

【0129】

例えば、レーダ装置１０によるCDDM送信において、条件１及び条件２の双方を満たしてもよく、条件１を満たし、条件２を満たさなくてもよい。例えば、条件１を満たし、条件２を満たさないケースとして、以下の３つのケースが挙げられる。

【0130】

ケース１は、PL1偏波及びPL2偏波の何れとも条件２を満たさないケースであり、検出可能なドップラ周波数範囲fdは、-1/(2 Tr)≦fd ＜1/(2Tr)の範囲、あるいは、-1/(2Loc N_{DM_PL1}Tr)≦fd ＜1/(2Loc N_{DM_PL1}Tr)の範囲あるいは、-1/(2Loc N_{DM_PL2}Tr)≦fd ＜1/(2Loc N_{DM_PL2}Tr)の範囲となる。ケース２は、PL2偏波が条件２を満たさないケースであり、検出可能なドップラ周波数範囲fdは、-1/(2Tr)≦fd ＜1/(2Tr)の範囲あるいは-1/(2Loc N_{DM_PL2}Tr)≦fd ＜ 1/(2Loc N_{DM_PL2}Tr)の範囲となる。ケース３は、PL1偏波が条件２を満たさないケースであり、検出可能なドップラ周波数範囲fdは、-1/(2 Tr)≦fd ＜1/(2Tr)の範囲あるいは-1/(2Loc N_{DM_PL1}Tr)≦fd ＜1/(2 Loc N_{DM_PL1}Tr)の範囲である。

【0131】

ケース１～３の何れのケースでも、Nt＞Loc N_{DM_PL1}あるいはNt＞Loc N_{DM_PL2}を満たすことにより、検出可能なドップラ周波数範囲を、等間隔ドップラ多重の場合のドップラ検出範囲-1/(2NtTr)≦fd ＜1/(2NtTr)よりも拡大できる。

【0132】

以下、位相回転量設定部１０５におけるCDP量の設定例について説明する。

【0133】

なお、以下では、Tx#n1及びTx#n2に付与するドップラシフト量の間隔をドップラシフト間隔「Δfd_{(n1, n2)}」と表記する。ここで、Δfd_{(n1, n2)}は、Tx#n1に付与されるドップラシフト量DOP_n1を基準としたTx#n2に付与されるドップラシフト量DOP_n2との間隔(DOP_n2-DOP_n1）を表す。なお、ドップラシフト間隔Δfd_{(n1, n2)}が負値となる場合（例えば、(DOP_n2-DOP_n1）＜０となる場合)は、後述するドップラ解析部２１０での観測範囲である-1/(2 Loc Tr)以上、かつ、1/(2 Loc Tr)未満の範囲での折り返しを考慮して、Δfd_{(n1, n2)}＝1/Loc Tr-Δfd_{(n1, n2)}を用いてドップラシフト間隔Δfd_{(n1, n2)}を算出し、正値として表す。以降の説明におけるドップラシフト間隔Δfd_{(n1, n2)}の記載も同様の表記を用いる。

【0134】

＜設定例１＞
設定例１は、条件１（異なるCDMパターン条件を満たす）、及び、条件２を満たす場合のCDP量の設定例である。図７は、送信アンテナ数Nt=4、N_PL1=2、N_PL2=2の場合の位相回転量設定部１０５におけるCDP量の設定例を示す。図７において、黒丸（●）はPL1偏波の送信アンテナ（Tx#1及びTx#2）のCDDM信号の割り当てを示し、白丸（○）はPL2偏波の送信アンテナ（Tx#3及びTx#4）のCDDM信号の割り当てを示す。

【0135】

また、図７において、ドップラ多重数N_DM=3であり、ドップラシフト設定部１０６は、３つのDOP₁～DOP_３を、例えば、式(5)に示す最大等間隔ドップラシフト量設定を用いて設定してよく、DOP₁=0を付与する位相回転量φ₁=0、DOP₂=Δfdを付与する位相回転量φ₂=2π/3、DOP₃=-Δfdを付与する位相回転量φ₃=4π/3（φ₃=-2π/3としてもよい）となる。図７に示すように、DDM信号間の間隔（ドップラ多重間隔、ドップラシフト間隔、あるいはドップラ間隔とも呼ぶ）Δfdは等間隔となり、Δfd=1/(6Tr)である。

【0136】

また、図７において、符号多重数N_CM=2であり、符号化部１０７は、符号長Loc=2の、直交符号系列であるCode₁=｛1，1｝、Code₂＝｛1，-1｝を用いる。また、後述する設定例２～３においても符号多重数N_CM=2であり、同様の符号を用いてもよい。

【0137】

図７では、送信アンテナ数Nt=4、ドップラ多重数N_DM=3、符号多重数N_CM=2であり、Nt＜N_DM×N_CMであるので、位相回転量設定部１０５は、DDM信号に対する符号化ドップラ多重数N_CDDM(ndm)を不均一に設定できる(ここで、ndm=1～N_DM)。

【0138】

図７に示すように、符号化部１０７において、ドップラシフト設定部１０６から入力される３つのDOP₁～DOP_３を用いたDDM信号に対する符号化ドップラ多重数は、それぞれ、N_CDDM(1)=1, N_CDDM(2)=1, N_CDDM(3)=2である。このように、位相回転量設定部１０５は、DDM信号に対する符号化ドップラ多重数を不均一に設定する。

【0139】

また、図７では、ドップラシフト設定部１０６は、PL1偏波のTx#1及びTx#2に対して、ドップラ多重数N_DM=3のDDM信号のうち、例えば、DOP₁、DOP_３を用いたDDM信号を割り当てる（N_{DM_PL1}=2）。また、符号化部１０７は、PL1偏波のTx#1及びTx#2に割り当てたDOP₁、DOP_３に対して、Code₂、Code₁をそれぞれ割り当てる。以下では、このような割り当てを、位相回転量設定部１０５は、PL1偏波のTx#1及びTx#2のそれぞれに対して、CDP量ψ_{2, 1}(m)、ψ_{1, 3}(m)を設定すると表記する。また、図７では、ドップラシフト設定部１０６は、PL2偏波の送信アンテナTx#3及びTx#4に対して、ドップラ多重数N_DM=3のドップラ多重信号のうち、例えば、ドップラシフト量DOP₂、DOP_３を用いたドップラ多重信号を割り当てる（N_{DM_PL2}=2）。例えば、位相回転量設定部１０５は、PL2偏波のTx#3及びTx#4のそれぞれに対して、CDP量ψ_{2, 2}(m)、ψ_{2, 3}(m)を設定する。

【0140】

図７において、PL1偏波の送信アンテナ、及び、PL2偏波の送信アンテナに対して、ドップラシフト設定部１０６が割り当てるドップラ多重数は、N_{DM_PL1}=N_{DM_PL2}=2であり、同一である。また、PL1偏波のTx#1及びTx#2に割り当てられるDDM信号のドップラシフト間隔は、Δfd(1,2)=Δ2fd、Δfd(2,1)=Δfdであり、PL2偏波のTx#3及びTx#4に割り当てられるDDM信号のドップラシフト間隔は、Δfd(3,4)=Δfd、Δfd(4,3)=2Δfdであり、同一である。

【0141】

よって、図７に示すCDP量の設定は、条件1AのDDMパターン条件の何れにも合致しない。

【0142】

また、図７において、DOP₁～DOP_３を用いたDDM信号のそれぞれに対する、PL1偏波の送信アンテナに対して割り当てられる符号は、［Code₂、割り当て無し、Code₁］であり、各DDM信号に割り当てられる符号多重数は、０又は１である。

【0143】

なお、以降、ドップラシフト量DOP₁～DOP₃を用いたDDM信号のそれぞれに対する、PL1偏波の送信アンテナに対して割り当てられる符号Indexを、「CiPL1=（2,*,1）」のように記載する。CiPL1において、「＊」は符号の割り当てが無い場合を表す。また、一つのDDM信号に対して複数の符号が割り当てられる場合は、「＆」を用いて表す。例えば、一つのDDM信号に対してCode₁とCode₂とが割り当てられる場合は、「1&2」のように表記する。符号Indexは「符号間隔」とも呼ぶ。

【0144】

また、以降、ドップラシフト量DOP₁～DOP₃を用いたDDM信号のそれぞれに対する、PL1偏波の送信アンテナに対して割り当てられる符号多重数を「NcPL1=（1,0,1）」（図７の場合）のように記載する。

【0145】

図７において、DOP₁～DOP_３を用いたDDM信号のそれぞれに対する、PL2偏波の送信アンテナに対して割り当てられる符号は、［割り当て無し、Code₂、Code₂］であり、各DDM信号に割り当てられる符号多重数は、０又は１である。なお、PL1偏波と同様に、DOP₁～DOP_３を用いたDDM信号のそれぞれに対する、PL2偏波の送信アンテナに対して割り当てられる符号Indexを、「CiPL2=（*,2,2）」と表記する。また、DOP₁～DOP₃を用いたDDM信号のそれぞれに対する、PL2偏波の送信アンテナに対して割り当てられる符号多重数を「NcPL2=（0,1,1）」のように記載する。

【0146】

このように、PL1偏波の送信アンテナ、及び、PL2偏波の送信アンテナに対して、各DDM信号に割り当てられる符号多重数は、NcPL1=（1,0,1）及びNcPL2=（0,1,1）であり、巡回一致となるため、条件1のB-2を満たさない。

【0147】

その一方で、PL1偏波の送信アンテナ、及び、PL2偏波の送信アンテナに対して、各DDM信号に割り当てられる符号Indexは、CiPL1=（2,*,1）及びCiPL2=（*,2,2）であり、異なる（又は、巡回不一致となる。以降、符号INDEX間隔が異なるとも表現する）。

【0148】

また、物標のドップラ周波数が-1/(2Tr)≦f_dtg＜-1/(4Tr)あるいは1/(4Tr)≦f_dtg＜1/(2 Tr)の場合、後述するドップラ解析部２１０では折り返したドップラ周波数が観測される。この場合の符号IndexはCiPL1_alias=（1,*,2）、及び、CiPL2_alias=（*,1,1）となり、異なる（巡回不一致となる）。よって、図７の例では、物標のドップラ周波数が-1/(2Tr)≦f_dtg＜-1/(2Tr)の範囲において、符号Indexは巡回不一致となり、符号間隔が異なる。したがって、偏波間において各DDM信号に割り当てられる符号間隔が異なるので、条件1のB-1を満たし、異なるCDMパターン条件に合致する。

【0149】

以上より、図７に示すCDP量の設定は、条件１を満たす設定例である。

【0150】

また、図７では、PL1偏波の送信アンテナにおいて各DDM信号に割り当てられる符号多重数は、NcPL1=（1,0,1）であり、PL2偏波の送信アンテナにおいて各DDM信号に割り当てられる符号多重数は、NcPL2=（0,1,1）であり、両方ともDDM信号間で不均一となる符号多重数で多重送信され、符号多重数は、１からN_CM -1以下の範囲に含まれる。

【0151】

よって、図７の例では、同一偏波（例えば、PL1偏波及びPL2偏波のそれぞれ）の送信アンテナから送信される信号は、DDM信号間において不均一となる符号多重数で多重送信され、符号多重数は、１からN_CM-1以下の範囲に含まれる。したがって、図７に示すCDP量の設定は、PL1偏波及びPL2偏波の双方において条件２を満たす設定例である。

【0152】

以下、図７に示すような位相回転量設定部１０５におけるCDP量の設定に基づき、例えば、PL1偏波を左旋円偏波(LC)とし、PL2偏波を右旋円偏波(RC)とする送信アンテナ部１０９を用いて、また、受信アンテナ部２０２が、LC偏波（PL1偏波）アンテナを用いる場合のドップラ解析部２１０の出力における受信信号の例について説明する。

【0153】

図８は、或る距離インデックスにおける物標反射波のドップラ解析部２１０の出力例を示す。例えば、物標反射波にはf_dtgの物標のドップラ周波数が含まれる。したがって、レーダ装置１０は、レーダ送信部１００において設定したドップラシフト量からf_dtg分のドップラシフトを受けた信号を受信する。図８では、一例として、物標反射波のドップラ周波数f_dtg=0の場合、及び、f_dtg=-1/(2Tr)の場合を示す。

【0154】

なお、図８において、黒丸（●）及び白丸（○）の大きさで受信電力を表している。黒丸（●）及び白丸（○）のサイズが小さいほど、受信電力が小さい（例えば、ノイズレベル程度に受信電力が小さい）ことを表す（以下の設定例でも同様の標記を用いる）。

【0155】

ここで、レーダ送信波が物標に反射した反射波が、多数の散乱波を含む場合あるいは多数の反射回数となる反射波である場合、反射波には、多様な偏波が含まれ得る。このため、レーダ装置１０における受信信号の受信レベルは、異なる偏波送信アンテナ（例えば、PL1偏波の送信アンテナ及びPL2偏波の送信アンテナ）に対応する受信信号間で差が大きくなりにくい。よって、レーダ装置１０は、RC偏波（PL2偏波）の送信アンテナに対応する受信信号、及び、LC偏波（PL1偏波）の送信アンテナに対応する受信信号を、ほぼ同程度の受信レベルで受信する。

【0156】

例えば、図７に示すCDP量の設定において、受信アンテナの偏波（例えば、LC偏波（PL1偏波））に対して交差偏波となる物標反射波を含まない場合、図８の（ａ）のような受信信号が得られる。図８の（ａ）に示すように、Tx#1及びTx#2（PL1偏波）、Tx#3及びTx#4（PL2偏波）のそれぞれに対応する受信信号の受信レベルはほぼ同程度である。

【0157】

また、例えば、レーダ送信波が物標により正反射（例えば、凹凸の少ない面からの鏡面反射）した反射波をレーダ装置１０が受信する場合（例えば、１回正反射）の受信レベルは、偏波送信アンテナ間で異なり得る。例えば、LC偏波（PL1偏波）の送信アンテナに対応する受信信号は、LC偏波（PL1偏波）の受信アンテナと同一偏波の信号となる。その一方で、例えば、RC偏波（PL2偏波）の送信アンテナに対応する受信信号は、LC偏波（PL1偏波）の受信アンテナと交差偏波の信号となる。そのため、RC偏波（PL2偏波）の送信アンテナに対応する受信信号は、LC偏波（PL1偏波）の送信アンテナに対応する受信信号と比較して小さい受信レベル（アンテナの交差偏波識別度に依存し、例えば、10dB以上小さい受信レベル）となり得る。例えば、受信SNRによっては、RC偏波（PL2偏波）の送信アンテナに対応する受信信号は、ノイズレベル以下となり、レーダ装置１０では、ドップラ周波数のピーク検出が困難になる。

【0158】

例えば、図７に示すCDP量の設定において、受信アンテナの偏波（例えば、LC偏波（PL1偏波））に対してRC偏波（PL2偏波）が交差偏波となる、物標反射波を含む場合、図８の（ｂ）のような受信信号が得られる。図８の（ｂ）に示すように、Tx#3及びTx#4（PL2偏波）に対応する受信信号の受信レベルは、Tx#1及びTx#2（PL1偏波）に対応する受信信号の受信レベルと比較して小さくなる。

【0159】

また、例えば、レーダ送信波が物標により正反射した反射波が、更に、路面などで正反射した反射波をレーダ装置１０が受信する場合（例えば、２回正反射）の受信レベルは、偏波送信アンテナ間で異なり得る。例えば、RC偏波（PL2偏波）の送信アンテナに対応する受信信号は、LC偏波（PL1偏波）の受信アンテナと同一偏波の信号となる。その一方で、例えば、LC偏波（PL1偏波）の送信アンテナに対応する受信信号は、LC偏波（PL1偏波）の受信アンテナと交差偏波の信号となる。そのため、LC偏波（PL1偏波）の送信アンテナに対応する受信信号は、RC偏波（PL2偏波）の送信アンテナに対応する受信信号と比較して小さい受信レベル（アンテナの交差偏波識別度に依存し、例えば、10dB以上小さい受信レベル）となり得る。例えば、受信SNRによっては、LC偏波（PL1偏波）の送信アンテナからの受信信号は、ノイズレベル以下となり、レーダ装置１０では、ドップラ周波数のピーク検出が困難になる。

【0160】

例えば、図７に示すCDP量の設定において、受信アンテナの偏波（例えば、LC偏波（PL1偏波））に対してLC偏波（PL1偏波）が交差偏波となる、物標反射波を含む場合、図８の（ｃ）のような受信信号が得られる。図８の（ｃ）に示すように、Tx#1及びTx#2（PL1偏波）に対応する受信信号の受信レベルは、Tx#3及びTx#4（PL2偏波）に対応する受信信号の受信レベルと比較して小さくなる。

【0161】

例えば、図８の（ａ）に示すように、受信アンテナの偏波に対して交差偏波となる物標反射波を含まない場合、レーダ装置１０は、RC偏波（PL2偏波）の送信アンテナ（Tx#3及びTx#4）、及び、LC偏波（PL1偏波）の送信アンテナ（Tx#1及びTx#2）のそれぞれに対応する受信信号を、ほぼ同レベル、あるいは、数dB～６dB程度内の範囲で受信する。ここで、図８の（ａ）では、RC偏波（PL2偏波）の送信アンテナ及びLC偏波（PL1偏波）の送信アンテナから構成されるNt本のTx#1～Tx#4から送信される信号は、各DDM信号に対する符号化ドップラ多重数N_CDDM(ndm)を不均一となるCDP量を用いてCDDM送信される。よって、レーダ装置１０は、既存の符号化ドップラ多重信号の分離動作（例えば、特許文献７を参照）に基づいて符号化ドップラ多重信号を分離可能となる。

【0162】

また、図８の（ｂ）及び図８の（ｃ）に示すように、受信アンテナの偏波に対して交差偏波となる物標反射波を含む場合、レーダ装置１０は、PL2偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合（図８の（ｂ））と、PL1偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合（図８の（ｃ））とで、互いに異なるCDDM信号（例えば、条件1のB-1を満たすCDDM信号）を受信する。

【0163】

例えば、図８の（ｂ）のi)は、PL2偏波が交差偏波となる物標反射波のドップラ周波数がf_dtg=0である受信信号を示す。レーダ装置１０では、物標のドップラ周波数に応じて、各DDM信号がドップラ周波数軸に巡回シフトされて受信される。各DDM信号に割り当てられる符号Indexは、物標のドップラ周波数が-1/(4Tr)≦f_dtg＜-1/(4Tr)であり、CiPL1=（2,*,1）となる。

【0164】

また、図８の（ｂ）のii)は、PL2偏波が交差偏波となる物標反射波のドップラ周波数がf_dtg=-1/(2Tr)である受信信号を示す。レーダ装置１０では、物標のドップラ周波数に応じて、各DDM信号がドップラ周波数軸に巡回シフトされて受信される。各DDM信号に割り当てられる符号Index は、物標のドップラ周波数が-1/(2Tr)≦f_dtg＜-1/(4Tr)あるいは1/(4Tr)≦f_dtg＜1/(2Tr)であり、CiPL1_alias=（1,*,2）となる。

【0165】

また、例えば、図８の（ｃ）のi)は、PL1偏波が交差偏波となる物標反射波のドップラ周波数がf_dtg=0である受信信号を示す。レーダ装置１０では、物標のドップラ周波数に応じて、各DDM信号がドップラ周波数軸に巡回シフトされて受信される。各DDM信号に割り当てられる符号Index は、物標のドップラ周波数が-1/(4Tr)≦f_dtg＜-1/(4Tr)であり、CiPL2 =（*,2,2）となる。

【0166】

また、図８の（ｃ）のii)は、PL1偏波が交差偏波となる物標反射波のドップラ周波数がf_dtg=-1/(2Tr)である受信信号を示す。レーダ装置１０では、物標のドップラ周波数に応じて、各DDM信号がドップラ周波数軸に巡回シフトされて受信される。各DDM信号に割り当てられる符号Index は、物標のドップラ周波数が-1/(2Tr)≦f_dtg＜-1/(4Tr)あるいは1/(4Tr)≦f_dtg＜1/(2Tr)であり、CiPL2_alias=（*,1,1）となる。

【0167】

このように、受信アンテナの偏波に対して交差偏波となる物標反射波を含む場合、レーダ装置１０は、PL1偏波の送信アンテナに対応する受信信号の受信レベルが低下する場合と、PL2偏波の送信アンテナに対応する受信信号の受信レベルが低下する場合とで、各DDM信号が物標のドップラ周波数によってドップラ周波数軸に巡回シフトされて受信されても、互いに異なるパターン（例えば、符号Index又は符号間隔のパターン）のCDDM信号となる反射波信号を受信する。

【0168】

これにより、レーダ装置１０は、例えば、検出した符号分離後のドップラ周波数のピークに基づいて、PL1偏波の送信アンテナに対応する受信信号の受信レベル低下が発生したか、PL2偏波の送信アンテナに対応する受信信号の受信レベル低下が発生したかを、後述する符号化ドップラ多重分離部２１２において判別可能となる。

【0169】

また、例えば、PL1偏波のDDM信号は、DDM信号間で不均一となる符号多重数NcPL1=（1,0,1）で多重送信されている（例えば、３つのDDM信号に対し、符号多重数は０又は１であるため、不均一であるCDDM送信とみなせる）。よって、例えば、符号化ドップラ多重分離部２１２による判別結果により、受信信号が、LC偏波（PL1偏波）の送信アンテナに対応する受信信号であると判別された場合、レーダ装置１０は、既存の符号化ドップラ多重信号の分離動作を用いて、CDDM信号を分離可能となる。

【0170】

同様に、例えば、PL2偏波のDDM信号は、DDM信号間で不均一となる符号多重数NcPL2=（0,1,1）で多重送信されている（例えば、３つのDDM信号に対し、符号多重数は０か１であるため、不均一であるCDDM送信とみなせる）。よって、例えば、符号化ドップラ多重分離部２１２による判別結果により、受信信号が、PL2偏波の送信アンテナに対応する受信信号であると判別された場合、レーダ装置１０は、既存の符号化ドップラ多重信号の分離動作を用いて、CDDM信号を分離可能となる。

【0171】

このような符号化ドップラ多重分離部２１２の動作により、レーダ装置１０は、物標のドップラ周波数fdを、-1/(2Tr)≦fd＜1/(2Tr)の範囲で確定でき、それぞれのCDDM信号に対する送信アンテナを対応付けた出力を得ることができる。

【0172】

＜設定例２＞
設定例２は、条件１（異なるCDMパターン条件（B-1及びB-2）を満たす）、及び、条件２を満たす場合のCDP量の設定例である。図９は、送信アンテナ数Nt=6、N_PL1=3、N_PL2=3の場合の位相回転量設定部１０５におけるCDP量の設定例を示す。図９において、黒丸（●）はPL1偏波の送信アンテナ（Tx#1～#3）のCDDM信号の割り当て、白丸（○）はPL2偏波の送信アンテナ（Tx#4～#6）のCDDM信号の割り当てを示す。また、図９において、ドップラ多重数N_DM=4であり、ドップラシフト設定部１０６は、４つのDOP₁～DOP₄を、例えば、式(5)に示す最大等間隔ドップラシフト量設定を用いて設定してよい。図９において、DOP₁=0、DOP₂=Δfd、DOP₃=-2Δfd、DOP₄=-Δfdを付与する位相回転量は、それぞれφ₁=0、φ₂=π/2、φ₃=-π、φ₄=3π/2（φ₄=-π/2としてもよい）となる。図９に示すようにドップラ多重間隔Δfdは等間隔となり、Δfd=1/(8Tr)である。

【0173】

図９では、送信アンテナ数Nt=6、ドップラ多重数N_DM=4、符号多重数N_CM=2であり、Nt＜N_DM×N_CMであるので、位相回転量設定部１０５は、ドップラ多重信号に対する符号化ドップラ多重数N_CDDM(ndm)を不均一に設定できる（ここで、ndm=1～N_DM）。

【0174】

図９に示すように、符号化部１０７において、ドップラシフト設定部１０６から入力される４つのDOP₁～DOP₄を用いたDDM信号に対する符号化ドップラ多重数の設定は、それぞれ、N_CDDM(1)=1, N_CDDM(2)=2, N_CDDM(3)=2, N_CDDM(4)=1である。このように位相回転量設定部１０５は、DDM信号に対する符号化ドップラ多重数を不均一に設定する。

【0175】

また、図９では、ドップラシフト設定部１０６は、PL1偏波の送信アンテナTx#1～#3に対して、ドップラ多重数N_DM=4のドップラ多重信号のうち、例えば、ドップラシフト量DOP₁、DOP₂を用いたドップラ多重信号を割り当てる（N_{DM_PL1}=2）。位相回転量設定部１０５は、PL1偏波のTx#1～#3のそれぞれに対して、CDP量ψ_{1, 1}(m)、ψ_1,2(m) 、ψ_{2, 2}(m)を設定する。

【0176】

また、図９では、ドップラシフト設定部１０６は、PL2偏波の送信アンテナTx#4～#6に対して、ドップラ多重数N_DM=4のドップラ多重信号のうち、例えば、ドップラシフト量DOP₃、DOP₄を用いたドップラ多重信号を割り当てる（N_{DM_PL2}=2）。例えば、位相回転量設定部１０５は、PL2偏波のTx#4～#6のそれぞれに対して、CDP量ψ_{1, 3}(m)、ψ_{2, 3}(m) 、ψ_{1, 4}(m)を設定する。

【0177】

図９において、PL1偏波、及び、PL2偏波の送信アンテナに対して、ドップラシフト設定部１０６が割り当てるドップラ多重数は、N_{DM_PL1}=N_{DM_PL2}=2であり、同一である。また、PL1偏波のTx#1～#3に割り当てられるDDM信号のドップラシフト間隔は、Δfd(1,2)=Δfd、Δfd(2,1)=3Δfdであり、PL2偏波のTx#4～#6に割り当てられるDDM信号のドップラシフト間隔はΔfd(3,4)=Δfd、Δfd(4,3)=3Δfdであり、同一（巡回一致）である。

【0178】

よって、図９に示すCDP量の設定は、条件1AのDDMパターン条件の何れにも合致しない。

【0179】

また、図９において、DOP₁～DOP₄を用いたDDM信号のそれぞれに対する、PL1偏波の送信アンテナ、及び、PL2偏波の送信アンテナのそれぞれに対して割り当てられる符号Indexは、CiPL1=（1,1&2,*,*）、CiPL2=(*,*,1&2,1）であり、巡回不一致となり、符号INDEX間隔が異なるため、条件1のB-1を満たす。

【0180】

また、図９において、DOP₁～DOP₄を用いたDDM信号のそれぞれに対する、PL1偏波の送信アンテナ、及び、PL2偏波の送信アンテナのそれぞれに対して割り当てられる符号多重数は、NcPL1=（1,2,0,0）, NcPL2=（0,0,2,1）であり、巡回不一致となり、符号多重数が異なるため、条件１のB-2を満たす。

【0181】

なお、物標のドップラ周波数が-1/(2Tr)≦f_dtg＜-1/(4Tr)あるいは1/(4Tr)≦f_dtg＜1/(2Tr)の場合、後述するドップラ解析部２１０では折り返したドップラ周波数が観測される。この場合の符号IndexはCiPL1_alias=（2,1&2,*,*）、CiPL2_alias=（*,*,1&2,2）となり、異なる（巡回不一致となる）。よって、図９の例では、物標のドップラ周波数が-1/(2Tr)≦f_dtg＜-1/(2Tr)の範囲において、符号Indexは巡回不一致となり、符号間隔が異なる。したがって、条件１のB-1及びB-2を満たし、異なるCDMパターン条件に合致する。

【0182】

以上より、図９に示すCDP量の設定は、条件１を満たす設定例である。

【0183】

また、図９では、PL1偏波の送信アンテナにおいて各DDM信号に割り当てられる符号多重数は、NcPL1=（1,2,0,0）であり、PL2偏波の送信アンテナにおいて各DDM信号に割り当てられる符号多重数は、NcPL2=（0,0,2,1）であり、両者ともDDM信号間で不均一となる符号多重数で多重送信され、符号多重数は、１からN_CM-1以下の範囲に含まれる。

【0184】

よって、図９の例では、同一偏波（例えば、PL1偏波及びPL2偏波のそれぞれ）の送信アンテナから送信される信号は、DDM信号間において不均一となる符号多重数で多重送信され、符号多重数は、１からN_CM-1以下の範囲に含まれる。したがって、図９に示すCDP量の設定は、PL1偏波及びPL2偏波の双方において条件２を満たす設定例である。

【0185】

図９に示すCDP量の設定により、受信アンテナの偏波に対して交差偏波となる物標反射波を含まない場合、レーダ装置１０は、PL1偏波の送信アンテナ及びPL2偏波の送信アンテナのそれぞれに対応する受信信号を、ほぼ同レベル、あるいは、数dB～６dB程度内の範囲で受信する。ここで、図９では、PL1偏波の送信アンテナ及びPL2偏波の送信アンテナから構成されるNt(=6)本の送信アンテナから送信される信号は、各DDM信号に対する符号化ドップラ多重数を不均一とするCDP量を用いてCDDM送信される。よって、レーダ装置１０は、既存の符号化ドップラ多重信号の分離動作（例えば、特許文献７を参照）に基づいて符号化ドップラ多重信号を分離可能となる。

【0186】

また、例えば、図９に示すCDP量の設定において、受信アンテナの偏波に対して交差偏波となる物標反射波を含む場合、レーダ装置１０は、図１０の（ａ）のようにPL2偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合と、図１０の（ｂ）のようにPL1偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合とで、互いに異なるCDDM信号（例えば、条件１のB-1及びB-2を満たすCDDM信号）を受信する。

【0187】

例えば、図１０の（ａ）は、PL2偏波が交差偏波となる物標反射波のドップラ周波数がf_dtg=0である受信信号の例を示す。レーダ装置１０では、物標のドップラ周波数に応じて、各DDM信号がドップラ周波数軸に巡回シフトされて受信される。各DDM信号に割り当てられる符号Indexは、物標のドップラ周波数が-1/(4Tr)≦f_dtg＜-1/(4Tr)の場合、CiPL1=（1,1&2,*,*）となる。また、物標のドップラ周波数が-1/(2Tr)≦f_dtg＜-1/(4Tr)あるいは1/(4Tr)≦f_dtg＜1/(2Tr)の場合、各DDM信号に割り当てられる符号IndexはCiPL1_alias=（2,1&2,*,*）となる。

【0188】

また、例えば、図１０の（ｂ）は、PL1偏波が交差偏波となる物標反射波のドップラ周波数がf_dtg=0である受信信号の例を示す。レーダ装置１０では、物標のドップラ周波数に応じて、各DDM信号がドップラ周波数軸に巡回シフトされて受信される。各DDM信号に割り当てられる符号Index は、物標のドップラ周波数が-1/(4Tr)≦f_dtg＜-1/(4Tr)の場合、CiPL2=（*,*,1&2,1）となる。また、物標のドップラ周波数が-1/(2Tr)≦f_dtg＜-1/(4Tr)あるいは1/(4Tr)≦f_dtg＜1/(2Tr)の場合、各DDM信号に割り当てられる符号IndexはCiPL2_alias=（*,*,1&2,2）となる。

【0189】

このように、受信アンテナの偏波（例えば、LC偏波）に対して交差偏波となる物標反射波を含む場合、レーダ装置１０は、PL1偏波の送信アンテナに対応する受信信号の受信レベルが低下する場合と、PL2偏波の送信アンテナに対応する受信信号の受信レベルが低下する場合とで、各DDM信号が物標のドップラ周波数によってドップラ周波数軸に巡回シフトされて受信されても、互いに異なるパターン（例えば、符号Index又は符号間隔のパターン）のCDDM信号となる反射波信号を受信する。

【0190】

これにより、レーダ装置１０は、例えば、検出した符号分離後のドップラ周波数のピークに基づいて、PL1偏波(例えば、LC偏波)の送信アンテナに対応する受信信号の受信レベル低下が発生したか、PL2偏波(例えば、RC偏波)の送信アンテナに対応する受信信号の受信レベル低下が発生したかを、後述する符号化ドップラ多重分離部２１２において判別可能となる。

【0191】

また、例えば、PL1偏波のDDM信号は、ドップラ多重間で不均一となる符号多重数NcPL1=（1,2,0,0）で多重送信されている（例えば、４つのDDM信号に対し、符号多重数は０、１又は２であるため、不均一であるCDDM送信とみなせる）。よって、例えば、符号化ドップラ多重分離部２１２による判別結果により、受信信号が、PL1偏波の送信アンテナに対応する受信信号であると判別された場合、レーダ装置１０は、既存の符号化ドップラ多重信号の分離動作を用いて、符号化ドップラ多重信号を分離可能となる。

【0192】

同様に、例えば、PL2偏波のDDM信号は、ドップラ多重間で不均一となる符号多重数NcPL2=（0,0,2,1）で多重送信されている（例えば、４つのDDM信号に対し、符号多重数は０、１又は２であるため、不均一であるCDDM送信とみなせる）。よって、例えば、符号化ドップラ多重分離部２１２による判別結果により、受信信号が、PL2偏波の送信アンテナに対応する受信信号であると判別された場合、レーダ装置１０は、既存の符号化ドップラ多重信号の分離動作を用いて、CDDM信号を分離可能となる。

【0193】

このような符号化ドップラ多重分離部２１２の動作により、レーダ装置１０は、物標のドップラ周波数fdを、-1/(2Tr)≦fd＜1/(2Tr)の範囲で確定でき、それぞれのCDDM信号に対する送信アンテナを対応付けた出力を得ることができる。

【0194】

＜設定例３＞
設定例３は、条件１（異なるCDMパターン条件）を満たし、条件２を満たさない場合のCDP量の設定例である。図１１は、送信アンテナ数Nt=3、N_PL1=2、N_PL2=1の場合の位相回転量設定部１０５におけるCDP量の設定例を示す。図１１において、黒丸（●）はPL1偏波の送信アンテナ（Tx#1及びTx#2）のCDDM信号の割り当て、白丸（○）はPL2偏波の送信アンテナ（Tx#3）のCDDM信号の割り当てを示す。

【0195】

また、図１１において、ドップラ多重数N_DM=2であり、ドップラシフト設定部１０６は、２つのDOP₁、DOP₂を、例えば、式(5)に示す最大等間隔ドップラシフト量設定を用いて設定してよい。図１１において、DOP₁=0を付与する位相回転量φ₁=0となり、DOP₂=-Δfdを付与する位相回転量φ₂=-πとなる。図１１に示すように、ドップラ多重間隔Δfdは等間隔となり、Δfd=1/(4Tr)である。

【0196】

図１１では、送信アンテナ数Nt=3、ドップラ多重数N_DM=2、符号多重数N_CM=2であり、Nt＜N_DM×N_CMであるので、位相回転量設定部１０５は、DDM信号に対する符号化ドップラ多重数N_CDDM(ndm)を不均一に設定できる（ここで、ndm=1～N_DM)。

【0197】

図１１に示すように、符号化部１０７において、ドップラシフト設定部１０６から入力される２つのDOP₁、DOP₂を用いたDDM信号に対する符号化ドップラ多重数は、N_CDDM(1)=1, N_CDDM(2)=2である。このように、位相回転量設定部１０５は、DDM信号に対する符号化ドップラ多重数を不均一に設定する。

【0198】

また、図１１では、ドップラシフト設定部１０６は、PL1偏波のTx#1及びTx#2に対して、ドップラ多重数N_DM=2のDDM信号のうち、例えば、DOP_１、DOP₂を用いたDDM信号を割り当てる（N_{DN_PL1}=2）。例えば、位相回転量設定部１０５は、PL1偏波のTx#1及びTx#2に対して、CDP量ψ_{1, 1}(m)、ψ_{1, 2}(m)をそれぞれ設定する。

【0199】

また、図１１では、ドップラシフト設定部１０６は、PL2偏波のTx#3に対して、ドップラ多重数N_DM=2のDDM信号のうち、例えば、DOP₂を用いたDDM信号を割り当て（N_{DM_PL2}=1）、位相回転量設定部１０５は、PL2偏波のTx#3に対して、CDP量ψ_{2, 2}(m)を設定する。

【0200】

図１１において、PL1偏波の送信アンテナ、及び、PL2偏波の送信アンテナに対して、ドップラシフト設定部１０６が割り当てるドップラ多重数は、N_{DM_PL1}=2、N_{DM_PL2}=1であり、異なるドップラ多重数である。よって、図１１に示すCDP量の設定は、条件１のA-2の異なるDDMパターン条件に合致する。

【0201】

また、図１１において、DOP₁、DOP₂を用いたDDM信号のそれぞれに対する、PL1偏波の送信アンテナ、及び、PL2偏波の送信アンテナのそれぞれに対して割り当てられる符号Indexは、CiPL1=（1,1）、CiPL2=（*,2）であり、巡回不一致となり、符号INDEX間隔が異なる。また、物標のドップラ周波数が-1/(2Tr)≦f_dtg＜-1/(4Tr)あるいは1/(4Tr)≦f_dtg＜1/(2Tr)の場合、後述するドップラ解析部２１０では折り返したドップラ周波数が観測される。この場合の符号IndexはCiPL1_alias=（2,2）、CiPL2_alias=（*,1）となり、巡回不一致となる。したがって、物標のドップラ周波数が-1/(2Tr)≦f_dtg＜-1/(2Tr)の範囲で、符号Indexは巡回不一致となり、符号間隔が異なるので、条件１のB-1を満たす。

【0202】

また、図１１において、DOP₁、DOP₂を用いたDDM信号のそれぞれに対する、PL1偏波の送信アンテナ、及び、PL2偏波の送信アンテナのそれぞれに対して割り当てられる符号多重数は、NcPL1=（1,1）, NcPL2=（0,1）であり、巡回不一致となり、符号多重数が異なり、条件１のB-2を満たす。よって、図１１に示すCDP量の設定は、条件１のB-1及びB-2を満たし、異なるCDMパターン条件に合致する。

【0203】

以上より、図１１に示すCDP量の設定は、条件１を満たす設定例である。

【0204】

また、図１１では、PL1偏波の送信アンテナにおいて、各DDM信号に割り当てられる符号多重数は、NcPL1=（1,1）であり、DDM信号間で均一となる符号多重数で多重送信される。

【0205】

その一方で、図１１では、PL2偏波の送信アンテナにおいて、各DDM信号に割り当てられる符号多重数は、NcPL2=（0,1）であり、DDM信号間で不均一となる符号多重数で多重送信され、符号多重数は、１からN_CM-1以下の範囲に含まれる。

【0206】

よって、図１１の例では、PL2偏波の送信アンテナから送信される信号は、DDM信号間において不均一となる符号多重数で多重送信され、符号多重数は、１からN_CM-1以下の範囲に含まれ、PL1偏波の送信アンテナから送信される信号は、各DDM信号に割り当たられる符号多重数が均一となる。したがって、図１１に示すCDP量の設定は、PL2偏波において条件２を満たし、PL1偏波において条件２を満たさない設定例である。

【0207】

図１１に示すCDP量の設定により、受信アンテナの偏波に対して交差偏波となる物標反射波を含まない場合、レーダ装置１０は、PL1偏波の送信アンテナ及びPL2偏波の送信アンテナのそれぞれに対応する受信信号を、ほぼ同レベル、あるいは、数dB～６dB程度内の範囲で受信する。ここで、図１１では、PL1偏波の送信アンテナ及びPL2偏波の送信アンテナから構成されるNt(=3)本の送信アンテナから送信される信号は、各DDM信号に対する符号化ドップラ多重数を不均一とするCDP量を用いてCDDM送信される。よって、レーダ装置１０は、既存の符号化ドップラ多重信号の分離動作（例えば、特許文献７を参照）に基づいて符号化ドップラ多重信号を分離可能となる。

【0208】

また、例えば、図１１に示すCDP量の設定において、受信アンテナの偏波に対して交差偏波となる物標反射波を含む場合、レーダ装置１０は、図１２の（ａ）に示すようにPL2偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合と、図１２の（ｂ）に示すようにPL1偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合とで互いに異なるCDDM信号（例えば、条件１の1A及び1Bを満たすCDDM信号）を受信する。

【0209】

例えば、図１２の（ａ）は、PL2偏波が交差偏波となる物標反射波のドップラ周波数がf_dtg=0である受信信号の例を示す。レーダ装置１０では、物標のドップラ周波数に応じて、各DDM信号がドップラ周波数軸に巡回シフトされて受信される。各DDM信号に割り当てられる符号Indexは、物標のドップラ周波数が-1/(4Tr)≦f_dtg＜-1/(4Tr)の場合、CiPL1=（1,1）となり、-1/(2Tr)≦f_dtg＜-1/(4Tr)あるいは1/(4Tr)≦f_dtg＜1/(2Tr)の場合、各DDM信号に割り当てられる符号IndexはCiPL1_alias=（2,2）となる。

【0210】

また、例えば、図１２の（ｂ）は、PL1偏波が交差偏波となる物標反射波のドップラ周波数がf_dtg=0である受信信号の例を示す。レーダ装置１０では、物標のドップラ周波数に応じて、各DDM信号がドップラ周波数軸に巡回シフトされて受信される。各DDM信号に割り当てられる符号Indexは、物標のドップラ周波数が-1/(4Tr)≦f_dtg＜-1/(4Tr)の場合、CiPL2=（*,2）となり、-1/(2Tr)≦f_dtg＜-1/(4Tr)あるいは1/(4Tr)≦f_dtg＜1/(2Tr)の場合、各DDM信号に割り当てられる符号IndexはCiPL2_alias=（*,1）となる。

【0211】

このように、受信アンテナの偏波（例えば、LC偏波）に対して交差偏波となる物標反射波を含む場合、レーダ装置１０は、PL1偏波の送信アンテナに対応する受信信号の受信レベルが低下する場合と、PL2偏波の送信アンテナに対応する受信信号の受信レベルが低下する場合とで、各DDM信号が物標のドップラ周波数によってドップラ周波数軸に巡回シフトされて受信されても、互いに異なるパターン（例えば、ドップラ多重数、符号間隔、又は、符号多重数のパターン）のCDDM信号となる反射波信号を受信する。

【0212】

これにより、レーダ装置１０は、例えば、検出した符号分離後のドップラ周波数のピーク（例えば、ピークの数）に基づいて、PL1偏波（例えば、LC偏波）の送信アンテナに対応する受信信号の受信レベル低下が発生したか、PL2偏波（例えば、RC偏波）の送信アンテナに対応する受信信号の受信レベル低下が発生したかを、後述する符号化ドップラ多重分離部２１２において判別可能となる。

【0213】

また、例えば、PL1偏波のDDM信号は、ドップラ多重間で均一となる符号多重数NcPL1=（1,1）で多重送信されている（例えば、２つのDDM信号に対し、符号多重数は１であるため、均一であるCDDM送信とみなせる）。よって、例えば、符号化ドップラ多重分離部２１２による判別結果により、受信信号が、PL1偏波の送信アンテナに対応する受信信号であると判別される場合、レーダ装置１０は、既存のドップラ多重信号の分離動作（例えば、特許文献５を参照）を用いて、ドップラ多重信号を分離可能となる。この場合、レーダ装置１０は、物標のドップラ周波数fdを、-1/(2 Loc N_{DM_PL1} Tr)≦fd＜1/(2 Loc N_{DM_PL1} Tr)の範囲で確定でき、それぞれのCDDM信号に対する送信アンテナを対応付けた出力を得ることができる。

【0214】

また、例えば、PL2偏波のDDM信号は、ドップラ多重間で不均一となる符号多重数NcPL2=（0,1）で多重送信されている（例えば、２つのDDM信号に対し、符号多重数は０又は１であるため、不均一であるCDDM送信とみなせる）。よって、例えば、符号化ドップラ多重分離部２１２による判別結果により、受信信号が、PL2偏波の送信アンテナに対応する受信信号であると判別される場合、レーダ装置１０は、既存の符号化ドップラ多重信号の分離動作を用いて、CDDM信号を分離可能となる。

【0215】

このような符号化ドップラ多重分離部２１２の動作により、レーダ装置１０は、受信信号が、PL1偏波の送信アンテナに対応する受信信号であると判別される場合には、物標のドップラ周波数fdを、-1/(2 Loc N_{DM_PL1} Tr)≦fd＜1/(2 Loc N_{DM_PL1} Tr)の範囲で確定でき、それぞれのCDDM信号に対する送信アンテナを対応付けた出力を得ることができる。また、レーダ装置１０は、受信信号が、PL1偏波の送信アンテナに対応する受信信号であると判別される場合以外の判別では、物標のドップラ周波数fdを、-1/(2 Tr)≦fd＜1/(2Tr)の範囲で確定でき、それぞれのCDDM信号に対する送信アンテナを対応付けた出力を得ることができる。

【0216】

＜設定例４＞
上述した設定例１～３では、符号多重数N_CM=2の符号を用いる設定例について説明したが、符号多重数はN_CM=2に限定されず、他の値でもよい。例えば、図１３に示すように符号多重数N_CM=4が設定されてもよい。

【0217】

設定例４は、符号長４で条件１（異なるDDMパターン条件及びCDMパターン条件）及び、条件２を満たす設定例である。以下、符号多重数N_CM=4の場合の位相回転量設定部１０５におけるCDP量の設定例について説明する。

【0218】

図１３は、送信アンテナ数Nt=6、N_PL1=3、N_PL2=3の場合の位相回転量設定部１０５におけるCDP量の設定例を示す。図１３において、黒丸（●）はPL1偏波の送信アンテナ（Tx#1～#3）のCDDM信号の割り当てを示し、白丸（○）はPL2偏波の送信アンテナ（Tx#4～#6）のCDDM信号の割り当てを示す。

【0219】

また、図１３において、ドップラ多重数N_DM=2であり、ドップラシフト設定部１０６は、２つのDOP₁、DOP₂を、例えば、式(5)に示す最大等間隔ドップラシフト量設定を用いて設定してよい。図１３において、DOP₁=0を付与する位相回転量φ₁=0、DOP₂=-Δfdを付与する位相回転量φ₂=-πとなる。図１３に示すように、ドップラ多重間隔Δfdは等間隔となり、Δfd=1/(4Tr )である。

【0220】

また、図１３において、符号多重数N_CM=4であり、符号化部１０７は、例えば、Walsh-Hadamard-符号の符号長Loc=4の、直交符号系列であるCode₁=｛1, 1, 1, 1｝、Code₂=｛1, -1, 1, -1｝、Code₃=｛1, 1, -1, -1｝、Code₄=｛1, -1, -1, 1｝を用いる。

【0221】

図１３では、位相回転量設定部１０５は、PL1偏波のTx#1～Tx#3のそれぞれに対して、CDP量ψ_{1, 1}(m)、ψ_{1, 2}(m)、ψ_{2, 2}(m)を設定し、PL2偏波のTx#4～Tx#6のそれぞれに対して、CDP量ψ_{2, 1}(m)、ψ_{3, 1}(m)、ψ_{4, 1}(m)を設定する。よって、図１３において、PL1偏波の送信アンテナ及びPL2偏波の送信アンテナに対して、ドップラシフト設定部１０６が割り当てるドップラ多重数は、N_{DM_PL1}=2、N_{DM_PL2}=1であり、異なるドップラ多重数である。よって、図１３に示すCDP量の設定は、条件１のA-2の異なるDDMパターン条件に合致する。

【0222】

また、図１３において、DOP₁、DOP₂を用いたDDM信号のそれぞれに対する、PL1偏波の送信アンテナ及びPL2偏波の送信アンテナに対して割り当てられる符号Indexは、CiPL1=（1,1&2）及びCiPL2=（2&3&4,*）であり、巡回不一致となり、符号INDEX間隔が異なる。また、図１３において、DOP₁、DOP₂を用いたDDM信号のそれぞれに対する、PL1偏波及びPL2偏波の送信アンテナに対して割り当てられる符号多重数は、NcPL1=（1,2）及びNcPL2=（3,0）であり、巡回不一致となり、符号多重数が異なる。したがって、図１３に示すCDP量の設定は、条件１のB-1及びB-2を満たし、異なるCDMパターン条件に合致する。

【0223】

以上より、図１３に示すCDP量の設定は、条件１を満たす設定例である。

【0224】

また、図１３では、PL1偏波の送信アンテナにおいて各DDM信号に割り当てられる符号多重数は、NcPL1=（1,2）であり、PL2偏波の送信アンテナにおいて各DDM信号に割り当てられる符号多重数は、NcPL2=（3,0）であり、両者ともDDM信号間で不均一となる符号多重数で多重送信され、符号多重数は、１からN_CM-1(=3)以下の範囲に含まれる。

【0225】

よって、図１３では、PL1偏波及びPL2偏波の送信アンテナから送信される信号は、DDM信号間において不均一となる符号多重数で多重送信され、符号多重数は、１からN_CM-1以下の範囲に含まれる。したがって、図１３に示すCDP量の設定は、PL1偏波及びPL2偏波の双方において条件２を満たす設定例である。

【0226】

以上、位相回転量設定部１０５におけるCDP量の設定例について説明した。

【0227】

［レーダ受信部２００の構成］
図４において、レーダ受信部２００は、Na個の受信アンテナRx#1～Rx#Naを含む受信アンテナ部２０２を備える。また、レーダ受信部２００は、Na個のアンテナ系統処理部２０１－１～２０１－Ｎａと、CFAR（Constant False Alarm Rate）部２１１と、符号化ドップラ多重分離部２１２と、方向推定部２１３と、を有する。なお、Na個のアンテナ系統処理部２０１－１～２０１－Ｎａと、CFAR部２１１と、符号化ドップラ多重分離部２１２と、方向推定部２１３と、をまとめて、受信回路と称してもよい。なお、受信回路は、送信信号が物標（ターゲット）で反射した反射波信号を用いてターゲットの方向推定を行う。

【0228】

受信アンテナ部２０２の受信アンテナRx#1～Rx#Naは、物標（ターゲット）で反射したレーダ送信信号である反射波信号を受信し、受信した反射波信号を、対応するアンテナ系統処理部２０１へ受信信号として出力する。

【0229】

各アンテナ系統処理部２０１は、受信無線部２０３と、信号処理部２０６とを有する。

【0230】

Na個の受信アンテナRx#1～Rx#Naにおいて受信された各信号は、それぞれNa個の受信無線部２０３に出力される。また、Na個の受信無線部２０３からの出力信号は、それぞれNa個の信号処理部２０６に出力される。

【0231】

受信無線部２０３は、ミキサ部２０４と、ＬＰＦ（low pass filter）２０５と、を有する。ミキサ部２０４は、受信した反射波信号と、レーダ送信信号生成部１０１から入力される、送信信号であるチャープ信号とのミキシングを行う。受信無線部２０３は、例えば、ミキサ部２０４の出力にＬＰＦ２０５を通過させる。これにより、反射波信号の遅延時間に応じた周波数となるビート信号が出力される。例えば、送信信号（レーダ送信波）である送信チャープ信号（送信周波数変調波）の周波数と、受信信号（レーダ反射波）である受信チャープ信号（受信周波数変調波）の周波数との差分周波数がビート周波数として得られる。

【0232】

各アンテナ系統処理部２０１－ｚ（ただし、z＝1～Naの何れか）の信号処理部２０６は、ＡＤ変換部２０７と、ビート周波数解析部２０８と、出力切替部２０９と、ドップラ解析部２１０と、を有する。

【0233】

ＬＰＦ２０５から出力された信号（例えば、ビート信号）は、信号処理部２０６において、ＡＤ変換部２０７によって、離散的にサンプリングされた離散サンプルデータに変換される。

【0234】

ビート周波数解析部２０８は、送信周期Tr毎に、規定された時間範囲（レンジゲート）において得られたN_data個の離散サンプルデータを周波数解析処理（例えば、FFT処理）する。これにより、信号処理部２０６では、反射波信号（レーダ反射波）の遅延時間に応じたビート周波数にピークが現れる周波数スペクトラムが出力される。

【0235】

ここで、第m番目のチャープパルス送信によって得られる第z番目の信号処理部２０６におけるビート周波数解析部２０８から出力されるビート周波数応答を「RFT_ｚ（f_b, m）」で表す。ここで、f_bはビート周波数インデックスを表し、FFTのインデックス（ビン番号）に対応する。例えば、f_b＝0,～,(N_data/2)-1であり、z＝1～Naであり、m＝1～N_Cである。ビート周波数インデックスf_bが小さいほど、反射波信号の遅延時間が小さい（例えば、物標との距離が近い）ビート周波数を示す。

【0236】

また、ビート周波数インデックスf_bは、次式(10)を用いて距離情報R(f_b)に変換できる。そのため、以下では、ビート周波数インデックスf_bを「距離インデックスf_b」と呼ぶ。

【数10】

【0237】

ここで、B_wは、チャープ信号におけるレンジゲート内での周波数変調帯域幅を表し、C₀は光速度を表す。また、式(10)において、C₀/(2B_w)は、距離分解能を表す。

【0238】

出力切替部２０９は、位相回転量設定部１０５の符号化部１０７から入力される直交符号要素インデックスOC_INDEXに基づいて、送信周期毎のビート周波数解析部２０８の出力を、Loc個のドップラ解析部２１０のうち、OC_INDEX番目のドップラ解析部２１０に選択的に切り替えて出力する。

【0239】

信号処理部２０６は、Loc個のドップラ解析部２１０－１～２１０－Locを有する。例えば、第noc番目のドップラ解析部２１０には、出力切替部２０９によってLoc回の送信周期（Loc×Tr）毎にデータが入力される。このため、第noc番目のドップラ解析部２１０は、Nc回の送信周期のうち、Ncode回の送信周期のデータ（例えば、ビート周波数解析部２０８から入力されるビート周波数応答RFT_ｚ（f_b, m））を用いて、距離インデックスf_b毎にドップラ解析を行う。ここでnocは符号要素のインデックスであり、noc=1～Locである。

【0240】

例えば、Ncodeが２のべき乗値である場合、ドップラ解析においてFFT処理を適用できる。この場合、FFTサイズはNcodeであり、サンプリング定理から導出される折り返しが発生しない最大ドップラ周波数は±1/(2Loc×Tr)である。また、ドップラ周波数インデックスf_sのドップラ周波数間隔は1/（Ncode×Loc×Tr）であり、ドップラ周波数インデックスf_sの範囲はf_s = -Ncode/2,～, 0,～,Ncode/2－１である。

【0241】

以下では、一例として、Ncodeが２のべき乗値である場合について説明する。なお、Ncodeが２のべき乗でない場合には、例えば、ゼロ埋めしたデータを含めることで２のべき乗個のデータサイズ（FFTサイズ）としてFFT処理が可能である。

【0242】

例えば、第z番目の信号処理部２０６のドップラ解析部２１０の出力VFT_ｚ ^noc（f_b, f_s）は、次式(11)に示される。なお、jは虚数単位であり、z=1～Naである。

【数11】

【0243】

以上、信号処理部２０６の各構成部における処理について説明した。

【0244】

［CFAR部２１１の動作例］
図４において、CFAR部２１１は、第1～第Na番目の信号処理部２０６それぞれのLoc個のドップラ解析部２１０の出力を用いて、CFAR処理（例えば、適応的な閾値判定）を行い、ピーク信号を与える距離インデックス（以下、f_{b_cf}と表記する）及びドップラ周波数インデックス（以下、f_{s_cf}と表記する）を抽出する。CFAR部２１１は、例えば、第1～第Na番目の信号処理部２０６のドップラ解析部２１０の出力VFT_z ^noc（f_b, f_s）を電力加算し、距離軸とドップラ周波数軸（相対速度に相当）とからなる２次元のCFAR処理、又は、１次元のCFAR処理を組み合わせたCFAR処理を行う（例えば、非特許文献２に開示された処理が適用されてよい。）。

【0245】

DOP_ndmを付与するための位相回転量φ_ndmとして、例えば、式(5)を用いる場合、ドップラ解析部２１０の出力におけるドップラ周波数領域のドップラシフト量の間隔は等間隔となり、ドップラ周波数インデックスの間隔でドップラシフト量の間隔ΔFDを表すと、ΔFD＝Ncode／N_DMとなる。そのため、ドップラ解析部２１０の出力において、ドップラ周波数領域では、各DDM信号に対して、ΔFDの間隔でピークがそれぞれ検出される。

【0246】

したがって、CFAR部２１１は、ドップラ解析部２１０の各出力に対して、ドップラシフト量の間隔ΔFDの範囲で分割し、分割した各範囲に対して、次式(12)に示すように、ドップラ多重した各信号ピーク位置を電力加算（例えば、「ドップラ領域圧縮」と呼ぶ）した後に、CFAR処理（例えば、「ドップラ領域圧縮CFAR処理」と呼ぶ）を行ってよい。受信処理におけるここで、f_sc=-ΔFD/2,…,- ΔFD/2-1である。例えば、ΔFD＝Ncode／N_DMの場合は、f_sc=Ncode/(2N_DM),…,Ncode/(2N_DM)-1である。なお、ドップラ領域圧縮CFAR処理については、例えば、特許文献６及び特許文献７に記載されており、その詳細説明は省略する。

【数12】

【0247】

ドップラ領域圧縮CFAR処理を用いたCFAR部２１１は、例えば、適応的に閾値を設定し、閾値よりも大きい受信電力となるf_{b_cf}、f_{sc_cf}、及び、N_DM個のDDM信号のドップラ周波数インデックス（f_{sc_cf}+(nfd-ceil(N_DM/2)-1)×ΔFD）における受信電力情報PowerFT(f_{b_cf}, f_{sc_cf}+(nfd-ceil(N_DM/2)-1)×ΔFD)、nfd=1,…,N_DMを符号化ドップラ多重分離部２１２に出力する。

【0248】

［符号化ドップラ多重分離部２１２の動作例］
次に、図４に示す符号化ドップラ多重分離部２１２の動作例について説明する。なお、以下では、CFAR部２１１において、ドップラ領域圧縮CFAR処理を用いた場合の符号化ドップラ多重分離部２１２の処理の一例について説明する。図１４は、符号化ドップラ多重分離部２１２における分離動作の例を示すフローチャートである。

【0249】

＜ステップA-1＞
符号化ドップラ多重分離部２１２は、受信アンテナの偏波に対して交差偏波となる物標反射波を含まない場合を想定して、Nt個のCDDM信号に対する符号化ドップラ多重分離処理を行う。

【0250】

例えば、符号化ドップラ多重分離部２１２は、CFAR部２１１から入力されるf_{b_cf}、f_{sc_cf}、及び、N_DM個のDDM信号のドップラ周波数インデックスにおける受信電力情報に基づいて、ドップラ解析部２１０の出力を用いて、Nt個のCDDM送信された信号を分離し、送信アンテナの判別（例えば、判定又は識別）、及び、ドップラ周波数（例えば、ドップラ速度又は相対速度）の判別を行う。

【0251】

上述したように、位相回転量設定部１０５の符号化部１０７は、最大等間隔ドップラシフト量の設定を含む等間隔ドップラシフト量の設定を用いる場合、例えば、N_DM個の符号化ドップラ多重数N_CDDM(1), N_CDDM(2),…, N_CDDM(N_DM)の全てをN_CM個に設定せず、少なくとも１つの符号化ドップラ多重数をN_CM個より小さい値に設定（不均一に設定）する。

【0252】

例えば、符号化ドップラ多重分離部２１２は、（１）符号分離処理を行い、符号化ドップラ多重数をN_CM個より小さく設定したCDDM信号（例えば、多重送信に用いない未使用のCDDM信号）を検出し、折り返し判定を行う。その後、符号化ドップラ多重分離部２１２は、（２）折り返し判定結果に基づいて、多重送信に用いたCDDM信号のドップラ符号分離処理を行う。

【0253】

このような符号化ドップラ多重分離部２１２の動作は、既存の符号化ドップラ多重送信を用いたMIMOレーダにおける符号化ドップラ多重分離部と同様な動作であり、例えば、特許文献７に記載されているので、その詳細な動作説明は省略する。

【0254】

なお、最大等間隔ドップラシフト量設定を含む等間隔ドップラシフト量設定として、例えば、N_DM個の符号化ドップラ多重数N_CDDM(1), N_CDDM(2),～, N_CDDM(N_DM)の全てをN_CM個に設定せず、少なくとも１つの符号化ドップラ多重数をN_CM個より小さい値に設定する場合、上述した符号化ドップラ多重分離部２１２の動作により、-1/(2Tr) ≦ fd ＜1/(2Tr)の範囲で推定した物標のドップラ周波数が検出可能となる（例えば、特許文献７を参照）。

【0255】

＜ステップA-2＞
符号化ドップラ多重分離部２１２は、Nt個のCDDM信号が正常に検出されたか否かを判定する。符号化ドップラ多重分離部２１２は、Nt個のCDDM信号が正常に検出される場合はステップA-3の処理を行い、正常に検出されない場合はステップB-1の処理を行う。

【0256】

例えば、ステップA-1の処理において、受信アンテナの偏波に対してPL1偏波あるいはPL2偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合、Nt個のCDDM信号が正常に検出されない可能性がある。

【0257】

例えば、２つのPL1偏波及びPL2偏波の送信アンテナを用いて偏波MIMOレーダを構成し、位相回転量設定部１０５の設定がN_{DM_PL1}＜N_DM、あるいは、N_{DM_PL2}＜N_DMであり、受信アンテナの偏波に対してPL1偏波あるいはPL2偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合、N_DM個のDDM信号のドップラ周波数インデックスにおける受信電力間において、所定値以上に受信電力が異なるか、あるいは、ノイズレベル程度に受信電力が小さい成分が含まれることになる。このような場合、符号化ドップラ多重分離部２１２は、N_DM個よりも少ないCDDM信号を検出するため、正常な検出でないと判定し、ステップB-1の処理を行う。

【0258】

また、例えば、PL1偏波の送信アンテナに対して、位相回転量設定部１０５の設定がN_{DM_PL1}=N_DMであり、受信アンテナの偏波に対してPL2偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合、あるいは、PL2偏波の送信アンテナに対して、位相回転量設定部１０５の設定がN_{DM_PL2}=N_DMであり、受信アンテナの偏波に対してPL1偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合、N_DM個のDDM信号のドップラ周波数インデックスにおける受信電力間において、所定範囲内の受信電力が受信されることになる。この場合、符号分離処理の際に、多重送信に用いない未使用のCDDM信号が、想定している(N_CM×N_DM-Nt)個よりも多くなるため、符号化ドップラ多重分離部２１２は、折り返し判定に失敗し、Nt個のCDDM信号を正常に検出することが困難となる。したがって、符号化ドップラ多重分離部２１２は、多重送信に用いない未使用のCDDM信号が、想定している(N_CM×N_DM-Nt)個よりも多く検出され場合には正常な検出でないと判定し、ステップB-1の処理を行う。

【0259】

＜ステップA-3＞
符号化ドップラ多重分離部２１２は、折り返し判定結果に基づいて、多重送信に用いたCDDM信号のCDDM分離処理を行った受信信号Y_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ncm,ndm)を、f_{b_cf}及び f_{sc_cf}と共に、方向推定部２１３へ出力する。

【0260】

ここで、Y_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)は、第z番のアンテナ系統処理部２０１におけるドップラ解析部２１０のf_{b_cf}及びf_{sc_cf}、における、DOP_ndm及び直交符号Code_ndc(ndm)を用いたCDDM信号の分離した出力（例えば、CDDM分離結果）である。例えば、Y_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)は、送信アンテナTx#[ndc(ndm), ndm]から送信され、物標により反射されて、第z番のアンテナ系統処理部２０１で受信された受信信号を表す。なお、z=1～Naであり、ncm=1～N_CMである。また、ndm=1～N_DMであり、ndc(ndm)=1～N_CDDM(ndm)である。

【0261】

また、符号化ドップラ多重分離部２１２は、例えば、検出された物標のドップラ周波数に関する情報を方向推定部２１３へ出力してもよい。

【0262】

なお、条件2を満たす場合、符号化ドップラ多重分離部２１２は、折り返し判定結果を用いることにより、-1/(2Tr) ≦ fd ＜1/(2Tr)の範囲で推定した物標のドップラ周波数を検出できる。

【0263】

＜ステップB-1＞
符号化ドップラ多重分離部２１２は、受信アンテナ偏波に対してPL2偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合を想定して、N_PL1個のCDDM信号に対するCDDM分離処理を行う。

【0264】

例えば、符号化ドップラ多重分離部２１２は、CFAR部２１１から入力されるf_{b_cf}、f_{sc_cf}、及び、N_DM個のDDM信号のドップラ周波数インデックスにおける受信電力情報に基づいて、ドップラ解析部２１０の出力を用いて、N_PL1個のCDDM送信された信号を分離し、送信アンテナの判別（例えば、判定又は識別）、及び、ドップラ周波数（例えば、ドップラ速度又は相対速度）の判別を行う。

【0265】

ここで、N_DM個のDDM信号のドップラ周波数インデックスにおける受信電力間で、所定値以上に受信電力が異なる場合、あるいは、ノイズレベル程度に受信電力が小さい成分が（N_DM-N_{DM_PL1}）個含まれる場合がある。なお、位相回転量設定部１０５の設定が、N_DM=N_{DM_PL1}である場合は、ノイズレベル程度に受信電力が小さい成分は含まれない。

【0266】

したがって、符号化ドップラ多重分離部２１２は、例えば、N_DM個のDDM信号のドップラ周波数インデックスにおける受信電力間で、電力上位のN_{DM_PL1}個のDDM信号を抽出する。

【0267】

例えば、抽出した電力上位のN_{DM_PL1}個のDDM信号のドップラ多重間隔が、PL1偏波の送信アンテナに割り当てられるドップラ多重間隔に一致する場合、符号化ドップラ多重分離部２１２は、（１）符号分離処理を行い、PL1偏波の送信アンテナに割り当てられるCDDM信号から、符号化ドップラ多重数をN_CM個より小さく設定したCDDM信号（例えば、PL1偏波の送信アンテナの多重送信に用いない未使用のCDDM信号）を検出し、折り返し判定を行う。その後、符号化ドップラ多重分離部２１２は、（２）折り返し判定結果に基づいて、多重送信に用いたCDDM信号のドップラ符号分離処理を行う。

【0268】

このような符号化ドップラ多重分離部２１２の動作は、既存の符号化ドップラ多重送信を用いたMIMOレーダにおける符号化ドップラ多重分離部と同様な動作であり、例えば、特許文献７に記載されているので、その詳細な動作説明は省略する。

【0269】

なお、CDP量の設定が条件2を満たすことにより、例えば、上述した符号化ドップラ多重分離部２１２の動作により、-1/(2Tr) ≦ fd ＜1/(2Tr)の範囲で推定した物標のドップラ周波数が検出可能となる（例えば、特許文献７を参照）。

【0270】

＜ステップB-2＞
符号化ドップラ多重分離部２１２は、PL1偏波に対応するN_PL1個の送信アンテナに対して割り当てられるN_PL1個のCDDM信号が正常に検出されるかを判定する。符号化ドップラ多重分離部２１２は、N_PL1個のCDDM信号が正常に検出される場合はステップB-3の処理を行い、正常に検出されない場合はステップC-1の処理を行う。位相回転量設定部１０５によるCDP量の設定が条件1を満たすことで、以下のような判定処理が可能となる。

【0271】

例えば、ステップB-1の処理において、受信アンテナの偏波に対してPL2偏波が交差偏波となる物標反射波を含まない場合、N_PL1個のCDDM信号が正常に検出されない可能性がある。

【0272】

符号化ドップラ多重分離部２１２は、例えば、抽出した電力上位のN_{DM_PL1}個のDDM信号と、他の電力下位の（N_DM-N_{DM_PL1}）個のDDM信号との間で、所定レベル以上の電力差（あるいは電力比）とならない場合、受信アンテナの偏波に対してPL2偏波が交差偏波となる物標反射波を含まないと判定し、ステップC-1の処理を行う（位相回転量設定部１０５によるCDP量の設定が条件1Aの(A-2)を満たす場合、このような判定処理が可能となる）。

【0273】

また、抽出した電力上位のN_{DM_PL1}個のDDM信号のドップラ多重間隔が、PL1偏波の送信アンテナに割り当てたドップラ多重間隔に一致しない場合、符号化ドップラ多重分離部２１２は、受信アンテナの偏波に対してPL2偏波が交差偏波となる物標反射波を含まないと判定し、ステップC-1の処理を行う（位相回転量設定部１０５によるCDP量の設定が条件1Aの(A-1)または(A-3)を満たす場合、このような判定処理が可能となる）。

【0274】

また、例えば、PL1偏波の送信アンテナに対して、位相回転量設定部１０５の設定がN_{DM_PL1}=N_{DM_PL2}とする。この場合、受信アンテナの偏波に対してPL1偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合、N_DM個のDDM信号のドップラ周波数インデックスにおける受信電力間において、所定範囲内の受信電力が受信されることになる。このような場合、符号分離処理の際に、想定しているN_PL1個のCDDM信号の符号間隔あるいは符号多重数と異なる信号が得られるため、符号化ドップラ多重分離部２１２は、折り返し判定に失敗し、N_PL1個のCDDM信号を正常に検出することが困難となる。このような場合、符号化ドップラ多重分離部２１２は、N_PL1個のCDDM信号に対する正常な検出ではないと判定し、ステップC-1の処理を行う（位相回転量設定部１０５によるCDP量の設定が条件1Bの(B-1)または(B-2)を満たす場合、このような判定処理が可能となる）。

【0275】

＜ステップB-3＞
符号化ドップラ多重分離部２１２は、ステップB-2の処理結果に基づいて、PL1偏波に対応するN_PL1個の送信アンテナの多重送信に用いたCDDM信号の符号化ドップラ多重分離処理を行った受信信号YPL1_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ncm,ndm)を、f_{b_cf}及びドップラ周波数インデックス f_{sc_cf}と共に、方向推定部２１３へ出力する。

【0276】

ここで、YPL1_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)は、第z番のアンテナ系統処理部２０１におけるドップラ解析部２１０のf_{b_cf}及びf_{sc_cf}における、DOP_ndm及び直交符号Code_ndc(ndm)を用いたCDDM信号の分離した出力（例えば、CDDM分離結果）である。例えば、YPL1_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)は、PL1偏波に対応するN_PL1個の送信アンテナTx#[ndc(ndm), ndm]から送信され、物標により反射されて、第z番のアンテナ系統処理部２０１で受信された受信信号を表す。なお、z=1～Naであり、ndm=1～N_DMであり、ndc(ndm)=1～N_CDDM(ndm)であり、PL1偏波に対応するN_PL1個の送信アンテナに割り当てた信号以外はゼロとして出力される。

【0277】

また、符号化ドップラ多重分離部２１２は、検出された物標のドップラ周波数を方向推定部２１３へ出力してもよい。

【0278】

なお、条件2を満たす場合、符号化ドップラ多重分離部２１２は、折り返し判定結果を用いることにより、-1/(2Tr) ≦ fd ＜1/(2Tr)の範囲で推定した物標のドップラ周波数を検出できる。

【0279】

＜ステップC-1＞
符号化ドップラ多重分離部２１２は、受信アンテナの偏波に対してPL1偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合を想定して、N_PL2個のCDDM信号のCDDM分離処理を行う。

【0280】

例えば、符号化ドップラ多重分離部２１２は、CFAR部２１１の出力であるf_{b_cf}、f_{sc_cf}、及び、N_DM個のDDM信号のドップラ周波数インデックスにおける受信電力情報に基づいて、ドップラ解析部２１０の出力を用いて、N_PL2個のCDDM送信された信号を分離し、送信アンテナ判別（例えば、判定又は識別）、及び、ドップラ周波数（例えば、ドップラ速度又は相対速度）の判別を行う。

【0281】

ここで、N_DM個のDDM信号のドップラ周波数インデックスにおける受信電力間で、所定値以上に受信電力が異なる場合、あるいはノイズレベル程度に受信電力が小さい成分が（N_DM-N_{DM_PL2}）個含まれる可能性がある。なお、位相回転量設定部１０５の設定が、N_DM=N_{DM_PL2}である場合は、ノイズレベル程度に受信電力が小さい成分は含まれない。

【0282】

したがって、符号化ドップラ多重分離部２１２は、例えば、N_DM個のDDM信号のドップラ周波数インデックスにおける受信電力間で、電力上位のＮ_{DM_PL2}個のDDM信号を抽出する。

【0283】

例えば、抽出した電力上位のN_{DM_PL2}個のDDM信号のドップラ多重間隔が、PL2偏波の送信アンテナに割り当てられるドップラ多重間隔に一致する場合、符号化ドップラ多重分離部２１２は、（１）符号分離処理を行い、PL2偏波の送信アンテナに割り当てられるCDDM信号から、符号化ドップラ多重数をN_CM個より小さく設定したCDDM信号（例えば、PL2偏波の送信アンテナの多重送信に用いない未使用のCDDM信号）を検出し、折り返し判定を行う。その後、符号化ドップラ多重分離部２１２は、（２）折り返し判定結果に基づいて、多重送信に用いたCDDM信号のドップラ符号分離処理を行う。

【0284】

このような符号化ドップラ多重分離部２１２の動作は、既存の符号化ドップラ多重送信を用いたMIMOレーダにおける符号化ドップラ多重分離部と同様な動作であり、例えば、特許文献７に記載されているので、その詳細な動作説明は省略する。

【0285】

なお、CDP量の設定が条件2を満たすことにより、例えば、上述した符号化ドップラ多重分離部２１２の動作により、-1/(2Tr) ≦ fd ＜1/(2Tr)の範囲で推定した物標のドップラ周波数が検出可能となる（例えば、特許文献７を参照）。

【0286】

＜ステップC-2＞
符号化ドップラ多重分離部２１２は、PL2偏波に対応するN_PL2個の送信アンテナに対して割り当てられるN_PL2個のCDDM信号が正常に検出されるかを判定する。符号化ドップラ多重分離部２１２は、N_PL2個のCDDM信号が正常に検出される場合はステップC-3の処理を行い、正常に検出されない場合は、受信信号に雑音成分が多い（例えば、SNRが低い）、又は、干渉成分を含む信号とみなし、ステップDの処理を行う。

【0287】

符号化ドップラ多重分離部２１２は、例えば、抽出した電力上位のＮ_{DM_PL2}個のDDM信号と、他の電力下位の（N_DM-N_{DM_PL2}）個のDDM信号との間において、所定レベル以上の電力差（あるいは電力比）とならない場合、受信アンテナの偏波に対してPL1偏波が交差偏波となる物標反射波を含まないと判定し、ステップDの処理を行う。

【0288】

また、抽出した電力上位のN_{DM_PL2}個のDDM信号のドップラ多重間隔が、PL2偏波の送信アンテナに割り当てたドップラ多重間隔に一致しない場合、符号化ドップラ多重分離部２１２は、受信アンテナの偏波に対してPL1偏波が交差偏波となる物標反射波を含まないと判定し、ステップDの処理を行う。また、符号化ドップラ多重分離部２１２は、例えば、抽出した電力上位のＮ_{DM_PL2}個のDDM信号に対し、符号分離処理を施して得られる信号の受信電力を基に、想定しているN_PL2個のCDDM信号の符号間隔あるいは符号多重数と一致するかを判定する。一致しない場合、受信アンテナの偏波に対してPL1偏波が交差偏波となる物標反射波を含まないと判定し、ステップDの処理を行う。

【0289】

＜ステップC-3＞
符号化ドップラ多重分離部２１２は、ステップC-2の処理結果に基づいて、PL2偏波に対応するN_PL2個の送信アンテナの多重送信に用いたCDDM信号のCDDM分離処理を行った受信信号YPL2_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ncm,ndm)を、f_{b_cf}及び f_{sc_cf}と共に、方向推定部２１３へ出力する。

【0290】

ここで、YPL2_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)は、第z番のアンテナ系統処理部２０１におけるドップラ解析部２１０のf_{b_cf}及びf_{sc_cf}における、DOP_ndm及び直交符号Code_ndc(ndm)を用いたCDDM信号の分離した出力（例えば、CDDM分離結果）である。例えば、YPL2_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)は、PL2偏波に対応するN_PL2個の送信アンテナTx#[ndc(ndm), ndm]から送信され、物標により反射されて、第z番のアンテナ系統処理部２０１で受信された受信信号を表す。なお、z=1～Naであり、ndm=1～N_DMであり、ndc(ndm)=1～N_CDDM(ndm)であり、PL2偏波に対応するN_PL2個の送信アンテナに割り当てた信号以外はゼロとして出力する。

【0291】

また、符号化ドップラ多重分離部２１２は、検出された物標のドップラ周波数を方向推定部２１３へ出力してもよい。

【0292】

なお、条件2を満たす場合、符号化ドップラ多重分離部２１２は、折り返し判定結果を用いることにより、-1/(2Tr) ≦ fd ＜1/(2Tr)の範囲で推定した物標のドップラ周波数を検出できる。

【0293】

＜ステップD＞
符号化ドップラ多重分離部２１２は、ステップC-2の条件を満たさない場合、受信信号が雑音成分又は干渉成分であると判定し方向推定部２１３への出力を行わなくてもよい。

【0294】

以上、符号化ドップラ多重分離部２１２の動作例について説明した。

【0295】

なお、CFAR部２１１から入力されるf_{b_cf}、ドップラ周波数インデックスf_{sc_cf}、及び、受信電力情報が複数ある場合、符号化ドップラ多重分離部２１２は、例えば、距離インデックス、ドップラ周波数インデックス、及び、受信電力情報のそれぞれに対して上述したCDDM分離の動作を複数回行ってもよい。

【0296】

［方向推定部２１３の動作例］
次に、図４に示す方向推定部２１３の動作例について説明する。

【0297】

方向推定部２１３は、例えば、符号化ドップラ多重分離部２１２から入力される信号（例えば、f_{b_cf}、CDDM分離処理を行った受信信号Y_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)あるいはYPLq_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)に基づいて、物標の方向推定処理を行う。ここで、q=1～NPLである。

【0298】

なお、CDDM分離処理が行われる受信信号Y_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)は、CDP量ψ_{ndc(ndm), ndm}(m)を用いた送信アンテナからの受信信号であるので、Tx#1、Tx#2、～、Tx#Ntに対応付けることができる。したがって、以下では、受信信号Y_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)におけるCDP量ψ_{ndc(ndm), ndm}(m)に対して、Tx#1～Tx#Ntの何れかに対応付けられた「YT_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，nt)」とも表記できる。ここで、nt=1～Ntである。

【0299】

同様に、受信信号YPLq_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)におけるCDP量ψ_{ndc(ndm), ndm}(m)に対し、Tx#1～Tx#Ntの何れかに対応付けられた「YPLT_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，nt)」とも表記できる。

【0300】

以下、方向推定部２１３の動作例１及び動作例２について説明する。

【0301】

＜方向推定部２１３の動作例１＞
動作例１では、例えば、方向推定部２１３は、f_{b_cf}及びCDDM分離処理を行った受信信号Y_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)に基づいて、方向推定部２１３の仮想受信アレー相関ベクトルh（f_{b_cf}、f_{sc_cf}）を生成し、方向推定処理を行う。

【0302】

ここで、符号化ドップラ多重分離部２１２から入力される情報は、CDDM分離処理を行った受信信号Y_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)を含む場合、Nt個の送信アンテナに対するCDDM分離受信信号を含む。よって、仮想受信アレー相関ベクトルh（f_{b_cf}、f_{sc_cf}）は、送信アンテナ数Ntと受信アンテナ数Naとの積であるNt×Na個の要素を含む。方向推定部２１３は、仮想受信アレー相関ベクトルh（f_{b_cf}、f_{sc_cf}）を用いて、物標からの反射波信号に対して各送受アンテナ間の位相差に基づく方向推定を行う。

【0303】

方向推定部２１３は、例えば、偏波送信アンテナ毎の方向推定処理を行うため、仮想受信アレー相関ベクトルh（f_{b_cf}、f_{sc_cf}）から、同一偏波の送信アンテナに対応する受信信号を抽出し、PLq偏波の送信アンテナによる仮想受信アレー相関ベクトルh_PLq(f_{b_cf}, f_{sc_cf})を生成する。ここで、h_PLq(f_{b_cf}, f_{sc_cf})は、N_PLq×Na個の要素を含む列ベクトルである。

【0304】

方向推定部２１３は、例えば、PLq偏波の送信アンテナによる仮想受信アレー相関ベクトルh_PLq(f_{b_cf}, f_{sc_cf})を用いて、方向推定評価関数P_H-PLq(θ_u, f_{b_cf}, f_{sc_cf})における方位方向θ_uを所定の角度範囲内で可変してPLq偏波の空間プロファイルを算出する。

【0305】

方向推定部２１３は、算出したPLq偏波毎の空間プロファイルの極大ピークを大きい順に所定数抽出し、極大ピークの方位方向を、PLq偏波の到来方向推定値（例えば、測位出力）として出力してよい。ここで、q=1～NPLである。

【0306】

なお、方向推定評価関数値P_H-PLq(θ_u, f_{b_cf}, f_{sc_cf})は、到来方向推定アルゴリズムによって各種の方法がある。例えば、非特許文献３に開示されているアレーアンテナを用いた推定方法を用いてもよい。

【0307】

また、矩形の格子状に配置されたMIMO仮想受信アンテナ配置を用いることで、方位方向及び仰角方向の到来方向推定も可能である。例えば、方向推定部２１３は、異なる偏波の送信アンテナ毎に、到来方向推定値として方位方向及び仰角方向を算出して、測位出力としてもよい。なお、後述する方向推定部２１３の動作例２でも同様な適用が可能である。

【0308】

以上の動作により、レーダ装置１０の方向推定部２１３は、例えば、測位出力として、f_{b_cf}及びCDDM分離処理を行った受信信号Y_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)に基づいて、到来方向推定値を出力してよい。また、方向推定部２１３は、更に、測位出力とし、f_{b_cf}、及び、物標のドップラ周波数推定値を出力してもよい。なお、後述する方向推定部２１３の動作例２においても同様な適用が可能である。

【0309】

また、f_{b_cf}は、式(10)を用いて距離情報に変換して出力されてもよい。なお、後述する方向推定部２１３の動作例２においても同様な適用が可能である。

【0310】

また、符号化ドップラ多重分離部２１２から入力される情報（例えば、f_{b_cf}、及び、CDDM分離処理を行った受信信号Y_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)）が複数ある場合、方向推定部２１３は、それらに対して、上述した処理と同様に到来方向推定値を算出し、測位結果を出力してもよい。なお、後述する方向推定部２１３の動作例２においても同様な適用が可能である。

【0311】

＜方向推定部２１３の動作例２＞
動作例２では、例えば、方向推定部２１３は、f_{b_cf}及びCDDM分離処理を行った受信信号YPLq_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)に基づいて、方向推定部２１３の仮想受信アレー相関ベクトルhq（f_{b_cf}、f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm）を生成し、PLq偏波の送信アンテナからの受信信号に基づいて方向推定処理を行う。

【0312】

方向推定部２１３は、CDDM分離処理を行った受信信号YPLq_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm), ndm)と一致するqに対応するPLq偏波の方向推定処理を行う点が、動作例１の動作と異なる。この場合の動作は、動作例１の動作におけるY_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)を、受信信号YPLq_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm), ndm)に置き換えた処理と同様となるため、その動作の詳細説明を省略する。

【0313】

以上の動作により、レーダ装置１０の方向推定部２１３は、例えば、測位出力として、f_{b_cf}、PLq偏波の送信アンテナからの受信信号であるCDDM分離処理を行った受信信号YPLq_z (f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)に基づきPLq偏波による到来方向推定値を出力してよい。

【0314】

以上、方向推定部２１３の動作例１及び動作例２について説明した。

【0315】

方向推定部２１３は、以上のような動作により、符号化ドップラ多重分離部２１２の分離動作に応じた出力に基づいて方向推定処理を行うことができる。例えば、方向推定部２１３は、受信アンテナの偏波に対して交差偏波となる物標反射波を含まない場合、受信アンテナの偏波に対してPL2偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合、及び、受信アンテナの偏波に対してPL1偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合のそれぞれに応じた符号化ドップラ多重分離部２１２の出力に基づいて、方向推定処理を行うことができる。

【0316】

また、例えば、受信アンテナの偏波に対して交差偏波となる物標反射波を含まない場合、方向推定部２１３は、送信アンテナに含まれる偏波毎の方向推定処理を行うことが可能となる。また、例えば、受信アンテナの偏波に対してPL2偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合、方向推定部２１３は、PL1偏波送信の方向推定処理を行うことが可能となる。また、例えば、受信アンテナの偏波に対してPL1偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合、方向推定部２１３は、PL2偏波送信の方向推定処理を行うことが可能となる。

【0317】

このような方向推定部２１３の動作により、送信偏波毎の方向推定処理結果、又は、反射波の状況に応じて、一部の送信偏波に対する方向推定結果が得られ、送信偏波に依存した方向推定結果が得られる。送信偏波により物標からの反射波の応答は変動し得るため、レーダ装置１０は、このようなに送信偏波に依存した方向推定結果に基づいて、物標の検出性能又は識別性能を向上できる。

【0318】

以上、方向推定部２１３の動作例について説明した。

【0319】

以上のように本実施の形態では、レーダ装置１０は、CDDMを用いる偏波送信MIMOレーダにおいて、位相回転量設定部１０５において少なくとも条件１を満たす偏波間で異なるCDDM信号（例えば、DDMパターン及びCDMパターンの少なくとも一つが異なる信号）を割り当てる。これにより、レーダ装置１０は、異なる偏波の送信アンテナに対応する反射波間の受信レベルが大きく異なる場合でも、符号化ドップラ多重分離部２１２において送信アンテナを判別でき、CDDM分離が可能となる。よって、本実施の形態によれば、物標検出性能の劣化、又は、ドップラ周波数の誤推定又は測角性能の劣化を抑制できる。

【0320】

また、例えば、位相回転量設定部１０５におけるCDDM信号の割り当てにおいて、上述した条件１及び条件２を満たすことによって、レーダ装置１０では、異なる偏波の送信アンテナに対応する反射波間の受信レベルが大きく異なる場合でも、検出可能なドップラ周波数範囲fdが-1/(2Tr)≦fd ＜ 1/(2Tr)の範囲となり、１送信アンテナを用いる場合と同様のドップラ周波数範囲に拡大できる。

【0321】

よって、本実施の形態によれば、符号化ドップラ多重送信を用いた偏波MIMOレーダの検出性能を向上できる。

【0322】

また、本実施の形態では、レーダ装置１０は、複数の偏波（例えば、PL1偏波及びPL2偏波）の何れか一方の偏波を用いて、レーダ送信信号が物標に反射した反射波信号を受信する受信アンテナを備える。そして、レーダ装置１０は、受信アンテナで受信した反射波信号に基づいて方向推定を行う。これにより、レーダ装置１０は、受信アンテナの偏波と交差偏波の関係となる反射波を含む場合でも、DDM信号に対応する送信アンテナを判別でき、ドップラ周波数の曖昧性を解決できる。また、本実施の形態では、受信アンテナが同一偏波の受信アンテナであっても、CDDM分離が可能であり、レーダ受信部２００において異なる種類の偏波受信アンテナを付加的に用いなくてよく、受信アンテナ数を削減できる。

【0323】

（変形例１）
上述した実施の形態では、一例として、受信アンテナ部２０２の複数の受信アンテナが、同一の偏波の受信アンテナである場合のCFAR部２１１、符号化ドップラ多重分離部２１２、及び、方向推定部２１３の動作例について説明した。

【0324】

受信アンテナ部２０２の複数の受信アンテナには、異なる偏波の受信アンテナが含まれてもよい。変形例１では、受信アンテナ部２０２の複数の受信アンテナが異なる偏波の受信アンテナを含む場合のCFAR部、符号化ドップラ多重分離部、及び、方向推定部の動作例について説明する。

【0325】

例えば、複数の受信アンテナに異なる偏波の受信アンテナが含まれる場合、異なる偏波毎に物標反射波の受信レベルが大きく異なる可能性があり得る。このため、例えば、レーダ装置１０は、異なる偏波の受信アンテナに対応するドップラ解析部２１０の出力（例えば、各偏波の受信アンテナそれぞれで受信した反射波信号）に対して個別に、CFAR処理、ドップラ分離処理、及び、方向推定処理を行ってよい。なお、方向推定処理は、複数の偏波の受信アンテナによるドップラ分離処理の出力を用いて行われてもよい。

【0326】

以下では、一例として、受信アンテナ部２０２の受信アンテナRx#1～Rx#Naに、少なくとも２つの異なる偏波の受信アンテナが含まれる場合について説明する。

【0327】

例えば、２つの異なる偏波を「RxPL1偏波」及び「RxPL2偏波」と表記する。また、Na個の受信アンテナのうち、RxPL1偏波の受信アンテナ数をN_RxPL1個とし、RxPL2偏波の受信アンテナ数をN_RxPL2個とする。ここで、N_RxPL1+N_RxPL2=Naである。

【0328】

図１５は、変形例１に係るレーダ装置１０のうち、レーダ受信部２００ａのCFAR部２１１ａ、符号化ドップラ多重分離部２１２ａ、及び、方向推定部２１３ａの構成例を示すブロック図である。図１５では、一例として、受信アンテナRx#1～Rx#N_RxPL1がRxPL1偏波の受信アンテナであり、Rx#N_RxPL1+1～Rx#NaがRxPL2偏波の受信アンテナである。なお、受信アンテナの番号と偏波との関係は図１５に示す例に限定されない。

【0329】

また、図１５に示すように、同一偏波の受信アンテナ毎のピーク検出結果を用いたドップラ多重分離が可能であり、また、２つの異なる偏波の受信アンテナ間の電力加算演算が行われなくてもよいので、レーダ受信部２００ａにおける演算量の削減効果が得られる。

【0330】

例えば、Na個のドップラ解析部２１０の出力のうち、第１～第N_RxPL1のドップラ解析部２１０の出力は、RxPL1偏波の受信アンテナの受信信号に対応し、RxPL1偏波の受信信号に対するCFAR処理を行う第１CFAR部２１１ａ－１に入力される。

【0331】

また、例えば、Na個のドップラ解析部２１０の出力のうち、第Rx#N_RxPL1+1～第Naのドップラ解析部２１０の出力は、RxPL2偏波の受信アンテナの受信信号に対応し、RxPL2偏波の受信信号に対するCFAR処理を行う第２CFAR部２１１ａ－２に入力される。

【0332】

第１符号化ドップラ多重分離部２１２ａ－１は、例えば、第１CFAR部２１１ａ－１から入力されるf_{b_cf}、f_{sc_cf}、及び、N_DM個のDDM信号のドップラ周波数インデックス（f_{sc_cf}+ (nfd-ceil(N_DM/2)-1)×ΔFD）における受信電力情報PowerFT_RxPL1(f_{b_cf}, f_{sc_cf}+(nfd-ceil(N_DM/2)-1)×ΔFD)（ただし、nfd=1～N_DM）に基づいて、RxPL1偏波の受信アンテナの受信信号となる第1～第N_RxPL1のドップラ解析部２１０の出力を用いて、N_t個のCDDM送信された信号を分離し、送信アンテナ１０９の判別（例えば、判定又は識別とも呼ぶ）、及び、ドップラ周波数（例えば、ドップラ速度又は相対速度）の判別を行う。第１符号化ドップラ多重分離部２１２ａ－１の動作は、図４の符号化ドップラ多重分離部２１２と比較して、第1～第N_RxPL1のドップラ解析部２１０の出力に基づく受信電力情報を用いる点が異なり、これ以外の動作は、符号化ドップラ多重分離部２１２の動作と同様でよい。

【0333】

第２符号化ドップラ多重分離部２１２ａ－２は、例えば、第２CFAR部２１１ａ－２の出力であるf_{b_cf}、f_{sc_cf}、及び、N_DM個のDDM信号のドップラ周波数インデックス（f_{sc_cf}+(nfd-ceil(N_DM/2)-1)×ΔFD）における受信電力情報PowerFT_RxPL2(f_{b_cf}, f_{sc_cf}+(nfd-ceil(N_DM/2)-1)×ΔFD)（ただし、nfd=1～N_DM）に基づいて、RxPL2偏波の受信アンテナの受信信号となる第N_RxPL1+1～第N_aのドップラ解析部２１０の出力を用いて、N_t個のCDDM送信された信号を分離し、送信アンテナ１０９の判別（例えば、判定又は識別とも呼ぶ）、及び、ドップラ周波数（例えば、ドップラ速度又は相対速度）の判別を行う。第２符号化ドップラ多重分離部２１２ａ－２は、図４の符号化ドップラ多重分離部２１２と比較して、第N_RxPL1+1～第N_aのドップラ解析部２１０の出力に基づく受信電力情報を用いる点が異なり、これ以外の動作は、符号化ドップラ多重分離部２１２の動作と同様でよい。

【0334】

次に、第１方向推定部２１３ａ－１及び第２方向推定部２１３ａ－２の動作例について説明する。以下では、第１方向推定部２１３ａ－１及び第２方向推定部２１３ａ－２を、「第ｙ方向推定部２１３ａ」として表記して一括して説明する。ここで、y=1又は2である。第ｙ方向推定部２１３ａは、例えば、第ｙ符号化ドップラ多重分離部２１２ａから入力される信号に基づいて、物標の方向推定処理を行う。

【0335】

以下、第ｙ方向推定部２１３ａの動作例１及び動作例２について説明する。

【0336】

＜第ｙ方向推定部２１３ａの動作例１＞
例えば、第ｙ方向推定部２１３ａは、第ｙ符号化ドップラ多重分離部２１２ａから入力される信号であるf_{b_cf}及びCDDM分離処理を行った受信信号Y_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)に基づいて、第ｙ方向推定部２１３ａの仮想受信アレー相関ベクトルh_RxPLy(f_{b_cf}, f_{b_comp_cf})を生成し、方向推定処理を行う。ここで、y=1又は2である。

【0337】

仮想受信アレー相関ベクトルh_RxPLy(f_{b_cf}, f_{b_comp_cf})は、送信アンテナ数NtとRxPLy偏波の受信アンテナ数N_RxPLyとの積であるNt×N_RxPLy個の要素を含む。第ｙ方向推定部２１３ａは、仮想受信アレー相関ベクトルh_RxPLy(f_{b_cf}, f_{b_comp_cf})を用いて、物標からの反射波信号に対して各送受アンテナ間の位相差に基づく方向推定を行う。

【0338】

第ｙ方向推定部２１３ａは、例えば、偏波送信アンテナ毎の方向推定処理を行うため、仮想受信アレー相関ベクトルh_RxPLy(f_{b_cf}, f_{sc_cf})から、同一偏波の送信アンテナに対応する受信信号を抽出し、PLq偏波の送信アンテナによる仮想受信アレー相関ベクトルh_{PLq, RxPLy}(f_{b_cf}, f_{sc_cf})を生成する。ここで、h_{PLq, RxPLy}(f_{b_cf}, f_{sc_cf})は、N_PLq×N_RxPLy個の要素を有する列ベクトルである。

【0339】

第ｙ方向推定部２１３ａは、例えば、PLq偏波の送信アンテナによる仮想受信アレー相関ベクトルh_{PLq, RxPLy}(f_{b_cf}, f_{sc_cf})を用いて方向推定処理し、PLq偏波毎のRxPLy偏波の受信アンテナによる到来方向推定値（例えば、測位出力）として出力してよい。

【0340】

以上の動作により、第ｙ方向推定部２１３ａは、例えば、測位出力として、第ｙ符号化ドップラ多重分離部２１２ａから入力される信号であるf_{b_cf}、及び、CDDM分離処理を行った受信信号Y_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)における異なる偏波送信アンテナ毎に、RxPLy偏波の受信アンテナによる到来方向推定値を出力してよい。また、第ｙ方向推定部２１３ａは、更に、測位出力としてf_{b_cf}を出力してよい。

【0341】

＜第ｙ方向推定部２１３ａの動作例２＞
例えば、第ｙ方向推定部２１３ａは、第ｙ符号化ドップラ多重分離部２１２ａから入力されるf_{b_cf}、及び、CDDM分離処理を行った受信信号YPLq_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)に基づいて、PLq偏波の送信アンテナによる仮想受信アレー相関ベクトルh _PLq,_RxPLy(f_{b_cf}, f_{sc_cf})を生成し、方向推定処理を行う。第ｙ方向推定部２１３ａは、例えば、CDDM処理を行った受信信号YPLq_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)と一致するｑに対応する偏波（PLq偏波）の方向推定処理を行う。

【0342】

第ｙ方向推定部２１３ａは、CDDM処理を行った受信信号YPLq_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)と一致するｑに対応する偏波（PLq偏波）の方向推定処理を行う点が、動作例１の動作と異なる。この場合の動作は、動作例１の動作における受信信号Y_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)を、受信信号YPLq_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm), ndm)に置き換えた処理を行うことと同様な処理となるため、その動作の詳細説明を省略する。

【0343】

以上の動作により、第ｙ方向推定部２１３ａは、例えば、第ｙ符号化ドップラ多重分離部２１２ａから入力されるf_{b_cf}、及び、CDDM分離処理を行った受信信号YPLq_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)におけるPLq偏波の送信アンテナからの受信信号に基づいて、PLq偏波送信に対するRxPLｙ偏波の受信アンテナによる到来方向推定値を測位出力として出力してよい。また、第ｙ方向推定部２１３ａは、更に、測位出力として、f_{b_cf}を出力してよい。

【0344】

以上、第ｙ方向推定部２１３ａの動作例１及び動作例２について説明した。

【0345】

第ｙ方向推定部２１３ａは、以上のような動作により、送信偏波毎のRxPLy偏波の受信アンテナによる方向推定処理の結果、又は、反射波の状況に応じて、一部の送信偏波に対するRxPLy偏波の受信アンテナによる方向推定結果を得ることができ、送信偏波アンテナ及び受信偏波アンテナに依存した方向推定結果を得ることができる。送信偏波及び受信偏波により物標からの反射波の応答は変動し得るため、レーダ装置１０は、このようなに送受偏波に依存した方向推定結果に基づいて、物標の検出性能又は識別性能を向上できる。

【0346】

なお、ここでは、第ｙ方向推定部２１３ａは、第ｙ符号化ドップラ多重分離部２１２ａから入力される信号（例えば、f_{b_cf}、CDDM分離処理を行った受信信号Y_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)又はf_{sc_cf})と、これらの距離及びドップラ分離インデックスに該当するドップラ解析部２１０の出力に基づいて、物標の方向推定処理を行う場合について説明したが、これに限定されない。

【0347】

例えば、第ｙ方向推定部２１３ａは、第１符号化ドップラ多重分離部２１２ａ－１から入力される信号と、第２符号化ドップラ多重分離部２１２ａ－２から入力される信号とに基づいて、物標の方向推定処理を行ってもよい。

【0348】

例えば、第ｙ方向推定部２１３ａは、第１符号化ドップラ多重分離部２１２ａ－１から入力される信号を用いて、PL1偏波の送信アンテナから送信され、RxPL1偏波の受信アンテナで受信された受信信号による仮想受信アレー相関ベクトルh_{PL1, RxPL1}(f_{b_cf}, f_{sc_cf})を算出する。また、第ｙ方向推定部２１３ａは、第２符号化ドップラ多重分離部２１２ａ－２から入力される信号を用いて、PL2偏波の送信アンテナから送信され、RxPL2偏波の受信アンテナで受信された受信信号による仮想受信アレー相関ベクトルh_{PL2, RxPL2}(f_{b_cf}, f_{sc_cf})を算出する。そして、第ｙ方向推定部２１３ａは、仮想受信アレー相関ベクトルh_{PL1, RxPL1}(f_{b_cf}, f_{sc_cf})及び仮想受信アレー相関ベクトルh_{PL2, RxPL2}(f_{b_cf}, f_{sc_cf})に基づいて、物標の方向推定処理を行ってもよい。

【0349】

又は、例えば、第ｙ方向推定部２１３ａは、第１符号化ドップラ多重分離部２１２ａ－１から入力される信号を用いて、PL2偏波の送信アンテナから送信され、RxPL1偏波の受信アンテナで受信された受信信号による仮想受信アレー相関ベクトルh_{PL2, RxPL1}(f_{b_cf}, f_{sc_cf})を算出する。また、第ｙ方向推定部２１３ａは、第２符号化ドップラ多重分離部２１２ａ－２から入力される信号を用いて、PL1偏波の送信アンテナから送信され、RxPL2偏波の受信アンテナで受信された受信信号による仮想受信アレー相関ベクトルh_{PL1, RxPL2}(f_{b_cf}, f_{sc_cf})を算出する。そして、第ｙ方向推定部２１３ａは、仮想受信アレー相関ベクトルh_{PL2, RxPL1}(f_{b_cf}, f_{sc_cf})及びh_{PL1, RxPL2}(f_{b_cf}, f_{sc_cf})に基づき物標の方向推定処理をしてもよい。

【0350】

（変形例２）
上述した実施の形態では、異なる偏波の送信偏波として、直交偏波の関係となるPL1偏波及びPL2偏波の２つの偏波の例を用いて説明したが、これに限定されず、偏波の数は３つ以上でもよい。例えば、直交偏波の関係となるPL1偏波及びPL2偏波の２つの偏波に加え、PL1偏波及びPL2偏波と異なる他の偏波の送信アンテナを用いてもよい。

【0351】

例えば、レーダ装置１０（例えば偏波MIMOレーダ）は、直交偏波の関係となる２つの偏波を含む３つ以上の異なる偏波の送信アンテナを含むNt個の送信アンテナを用いてよい。

【0352】

以下では、第１の偏波を「PL1偏波」と記載し、第２の偏波を「PL2偏波」と記載する。第ｑの偏波を「PLq偏波」と記載する。また、直交偏波となる関係の異なる偏波の組み合わせは、例えば、PL1偏波及びPL2偏波とし、右旋円偏波と左旋円偏波、水平偏波と垂直偏波、右斜め４５°偏波と左斜め４５°偏波を用いてよい。

【0353】

また、送信アンテナ数N_t≧3とする。例えば、ドップラ多重数N_DM≧2、符号多重数N_CM≧2とする。例えば、Nt＜N_DM×N_CMである。また、PLq偏波の送信アンテナ数を「N_PLq」と表記する。ここで、PLq偏波アンテナ数N_PLq≧１であり、N_PL1+N_PL2+～+N_{PL_NPL}=N_t、q=1～NPLである。例えば、送信アンテナには、N_PL1個のPL1偏波アンテナ、及び、N_PL2個のPL2偏波アンテナを含み、N_PL1+N_PL2＜Ntとなる。また、PLq偏波の送信アンテナに割り当てられるドップラ多重数を「N_{DM_PLq}」と表記する。ここで、N_{DM_PLq}≦N_DMである。

【0354】

レーダ装置１０は、例えば、Nt個の送信アンテナを用いて、CDDM送信を行う。

【0355】

また、レーダ装置１０は、互いに交差偏波となるPL1偏波及びPL2偏波の送信アンテナ、及び、PL1偏波及びPL2偏波と異なる偏波の送信アンテナを含むNt個の送信アンテナに対して、後述する条件１ａ及び条件２ａを満たすCDDM送信を用いてNt個の送信アンテナから同時多重送信を行う。

【0356】

条件１ａ及び条件２ａは、例えば、直交偏波の関係となるPL1偏波及びPL2偏波の２つの偏波に加え、PL1偏波及びPL2偏波と異なる他の偏波の送信アンテナを含む場合の条件である。例えば、直交偏波の関係となるPL1偏波及びPL2偏波の２つの偏波の送信アンテナ以外に、他の異なる偏波の送信アンテナを含まない場合には、条件１ａ及び条件２ａは、条件１及び条件２と等価な条件となる。

【0357】

例えば、直交偏波の関係となるPL1偏波及びPL2偏波による送信アンテナそれぞれからのレーダ送信信号に対応する反射波は、受信アンテナ部２０２に対して互いに交差偏波の関係となるため、受信信号の受信レベルが大きく異なるケースがあり得る。その一方で、Nt個の送信アンテナのうち、PL1偏波及びPL2偏波アンテナと異なる他の偏波の送信アンテナは、PL1偏波及びPL2偏波とは直交偏波の関係とならない。このため、他の偏波の送信アンテナからのレーダ送信信号に対応する反射波は、PL1偏波及びPL2偏波の送信アンテナに対応する受信信号の受信レベルに対して、受信信号の受信レベルが大きく異なりにくい。

【0358】

よって、例えば、条件１ａでは、条件１の「PL１偏波の送信アンテナ」の代わりに、「PL2偏波を除く偏波送信アンテナ（例えば、（Nt-N_PL2）個の送信アンテナ）」とする条件を適用してよい。同様に、条件１ａでは、条件１の「PL2偏波の送信アンテナ」の代わりに、「PL1偏波を除く偏波送信アンテナ（例えば、（Nt-N_PL1）個の送信アンテナ）」とする条件を適用してよい。

【0359】

また、例えば、条件２ａでは、条件２の「同一偏波の送信アンテナ」の代わりに、「PL2偏波アンテナを除く偏波送信アンテナ、及び、PL1偏波アンテナを除く偏波送信アンテナのそれぞれ」とする条件を適用してよい。

【0360】

例えば、条件１ａ及び条件２ａは、以下のように規定されてよい。

【0361】

＜条件１ａ＞
例えば、位相回転量設定部１０５は、PL2偏波を除く偏波送信アンテナ、及び、PL1偏波を除く偏波送信アンテナのそれぞれに、異なるDDMパターン（例えば、ドップラシフト量の割り当てパターン）の条件、異なるCDMパターン（例えば、DDM信号間で異なる符号多重数）の条件、あるいは、ドップラ多重及び符号多重の異なるパターンの条件を満たすCDP量ψ_{ndc(ndm), ndm}(m)を設定する。

【0362】

＜条件２ａ＞
PL2偏波アンテナを除く偏波送信アンテナ、及び、PL1偏波アンテナを除く偏波送信アンテナから送信される信号のそれぞれは、DDM信号間において不均一となる符号多重数によって多重送信され、符号多重数は、1からN_CM-1以下の範囲の何れかを含む。

【0363】

レーダ装置１０は、上記条件１ａを満たすようなCDP量を送信アンテナに付与することにより、以下のような効果が得られる。

【0364】

例えば、受信信号におけるドップラ周波数は、上記のような送信時の符号化ドップラ位相回転に加え、未知となる物標のドップラ周波数が加わる。そのため、各DDM信号間の間隔は維持したまま、それらのドップラ周波数が正方向あるいは負方向に変化する可能性がある。例えば条件１ａの1A（例えば、A-1、A-2及びA-3の少なくとも一つ）を満たすことにより、レーダ装置１０は、PL1偏波の送信アンテナに割り当てられるCDDM信号を受信しない場合と、PL2偏波の送信アンテナに割り当てられたCDDM信号を受信しない場合とで、DDM信号の間隔又はドップラ多重数が異なるため、これらの判別が可能となる。

【0365】

また、例えば、条件１ａの1B（例えば、B-1又はB-2の少なくとも一つ）を満たすことにより、レーダ装置１０は、PL1偏波の送信アンテナに割り当てられるCDDM信号を受信しない場合と、PL2偏波の送信アンテナに割り当てられるCDDM信号を受信しない場合とで、各DDM信号を符号分離した後に、受信レベルが高くなる符号間隔又は符号多重数が異なるため、これらの判別が可能となる。

【0366】

よって、位相回転量設定部１０５によるCDP量の設定が条件１ａを満たすことにより、異なる偏波の送信アンテナに対応する受信信号間において受信レベルが大きく異なる場合でも、レーダ装置１０は、CDDM信号の分離を可能とし、測位性能及びレーダ検出性能の劣化を防ぐことができる。

【0367】

また、位相回転量設定部１０５によるCDP量の設定が、条件１ａに加え、条件２ａを満たすことにより、レーダ装置１０において検出可能なドップラ周波数範囲は、-1/(2Tr)≦fd＜1/(2Tr)の範囲となり、１送信アンテナの場合のドップラ検出範囲と同等の範囲に拡大できる。

【0368】

以下、位相回転量設定部１０５におけるCDP量の設定例について説明する。

【0369】

＜設定例５＞
図１６は、送信アンテナ数Nt=6、N_PL1=2、N_PL2=2、N_PL3=3の場合の位相回転量設定部１０５におけるCDP量の設定例を示す。

【0370】

図１６において、黒丸はPL1偏波の送信アンテナ（Tx#1及びTx#2）のCDDM信号の割り当てを示し、白丸はPL2偏波2の送信アンテナ（Tx#3及びTx#4）のCDDM信号の割り当てを示し、網掛け丸はPL3偏波(例えば、垂直（V）偏波)の送信アンテナ（Tx#5及びTx#6）のCDDM信号の割り当てを示す。例えば、PL1偏波とPL2偏波とは、互いに直交偏波の関係となる偏波とする。例えば、PL1偏波はLC偏波であり、PL2偏波はRC偏波でもよい。また、PL3偏波は、PL1偏波及びPL2偏波に対して直交偏波とならない偏波(例えば、垂直(V)偏波)でよい。

【0371】

また、図１６において、ドップラ多重数N_DM=4であり、ドップラシフト設定部１０６は、４つのDOP₁～DOP₄を、例えば、式(5)に示した最大等間隔ドップラシフト量設定を用いて設定してよい。図１６において、DOP₁=0を付与する位相回転量φ₁=0、DOP₂=Δfdを付与する位相回転量φ₂=π/2、DOP₃=-2Δfdを付与する位相回転量φ₃=π、DOP₄=-Δfdを付与する位相回転量φ₄=3π/2（φ₄=-π/2としてもよい）となる。図１６に示すように、DDM信号間の間隔（ドップラ多重間隔）Δfdは等間隔となり、Δfd=1/(8Tr)である。

【0372】

また、図１６において、符号多重数N_CM=2であり、符号化部１０７は、例えば、符号長Loc=2の直交符号系列であるCode₁=｛1，1｝、Code₂＝｛1，-1｝を用いる。

【0373】

図１６では、送信アンテナ数Nt=6、ドップラ多重数N_DM=4、符号多重数N_CM=2であり、Nt＜N_DM×N_CMであるので、位相回転量設定部１０５は、DDM信号に対する符号化ドップラ多重数N_CDDM(ndm)を不均一に設定できる(ここで、ndm=1～N_DM)。

【0374】

図１６に示すように、符号化部１０７において、ドップラシフト設定部１０６から入力される４つのDOP₁～DOP₄を用いたDDM信号に対する符号化ドップラ多重数は、それぞれ、N_CDDM(1)=2, N_CDDM(2)=1, N_CDDM(3)=2, N_CDDM(4)=1である。このように、位相回転量設定部１０５は、DDM信号に対する符号化ドップラ多重数を不均一に設定する。

【0375】

また、図１６では、ドップラシフト設定部１０６は、PL1偏波の送信アンテナTx#1及びTx#2に対して、ドップラ多重数N_DM=4のドップラ多重信号のうち、例えば、ドップラシフト量DOP₂、DOP₃を用いたドップラ多重信号を割り当て（N_{DM_PL1}=2）、PL2偏波のTx#3及びTx#4に対して、ドップラ多重数N_DM=4のドップラ多重信号のうち、例えば、ドップラシフト量DOP₃、DOP₄を用いたドップラ多重信号を割り当て（N_{DM_PL2}=2）、そして、PL3偏波のTx#5及びTx#6に対して、ドップラ多重数N_DM=4のドップラ多重信号のうち、例えば、ドップラシフト量DOP₁を用いたドップラ多重信号を割り当てる（N_{DM_PL2}=1）。

【0376】

例えば、位相回転量設定部１０５は、PL1偏波のTx#1及びTx#2の各々に対して、CDP量ψ_{2, 2}(m)、ψ_{1, 3}(m)を、PL2偏波のTx#3及びTx#4の各々に対して、CDP量ψ_{2, 3}(m)、ψ_{2, 4}(m)を、そして、PL3偏波のTx#5及びTx#6の各々に対し、CDP量ψ_{1, 1}(m)、ψ_{2, 1}(m)を設定する。

【0377】

例えば、図１６において、送信アンテナのうち、PL2偏波の送信アンテナを除く送信アンテナ（PL1偏波及びPL3偏波の送信アンテナ）に対して、ドップラシフト設定部１０６が割り当てるドップラ多重数は３であり、PL1偏波の送信アンテナを除く送信アンテナ（PL2偏波及びPL3偏波の送信アンテナ）に対して、ドップラシフト設定部１０６が割り当てるドップラ多重数は３であり、同一である。

【0378】

また、PL2偏波の送信アンテナを除く送信アンテナに割り当てられるDDM信号のドップラシフト間隔はΔfd(1,2)=Δfd、Δfd(2,3)=Δfd、Δfd(3,1)=2Δfdであり、PL1偏波の送信アンテナを除く送信アンテナに割り当てられるDDM信号のドップラシフト間隔はΔfd(1,3)=2Δfd、Δfd(3,4)=Δfd、Δfd(4,1)=Δfdであり、巡回一致となり同一であるので、条件１ａの1Aの異なるDDMパターン条件に合致しない。

【0379】

なお、DOP₁～DOP₄に対して、PL2偏波の送信アンテナを除く送信アンテナ（PL1偏波及びPL3偏波の送信アンテナ）に割り当てられる符号Indexを、「CiNoPL2」と表記する。図１６の場合、CiNoPL2=（2,1,1,*）である。また、DOP₁～DOP₄に対して、PL1偏波の送信アンテナを除く送信アンテナ（PL２偏波及びPL3偏波の送信アンテナ）に割り当てられる符号Indexを、「CiNoPL1」と表記する。図１６の場合、CiNoPL1=（2,*,1,1）である。

【0380】

また、DOP₁～DOP₄に対して、PL2偏波の送信アンテナを除く送信アンテナ（PL1偏波及びPL3偏波の送信アンテナ）に割り当てられる符号多重数を、「NcNoPL2」と表記する。図１６の場合、NcNoPL2=（2,1,1,0）である。また、DOP₁～DOP₄に対して、PL1偏波の送信アンテナを除く送信アンテナ（PL2偏波及びPL3偏波の送信アンテナ）に割り当てられる符号多重数を、「NcNoPL1」と表記する。図１６の場合、NcNoPL1=（2,0,1,1）である。

【0381】

このように、PL2偏波の送信アンテナを除く送信アンテナ、及び、PL1偏波の送信アンテナを除く送信アンテナに対して、各DDM信号に割り当てられる符号Indexは、CiNoPL2=（2,1,1,*）、CiNoPL1=（2,*,1,1）であり、巡回不一致となり、符号INDEX間隔が異なるため、条件１ａのB-1を満たす。

【0382】

また、PL2偏波の送信アンテナを除く送信アンテナ、及び、PL1偏波の送信アンテナを除く送信アンテナに対して、各DDM信号に割り当てられる符号多重数は、NcNoPL2=（2,1,1,0）, NcNoPL1=（2,0,1,1）であり、巡回不一致となり、条件１ａのB-2を満たす。

【0383】

また、物標のドップラ周波数が-1/(2Tr)≦f_dtg＜-1/(4Tr)あるいは1/(4Tr)≦f_dtg＜1/(2Tr)の場合、ドップラ解析部２１０では折り返したドップラ周波数が観測される。この場合の符号IndexはCiNoPL2_alias=（1,2,2,*）、CiNoPL1_alias=（1,*,2,2）となり、異なる（巡回不一致となる）。よって、図１６の例では、物標のドップラ周波数が-1/(2Tr)≦f_dtg＜-1/(2Tr)の範囲において、符号Index は巡回不一致となり、符号間隔が異なる。したがって、条件１ａの1Bを満たし、異なるCDMパターン条件に合致する。

【0384】

以上より、図１６に示すCDP量の設定は、条件１ａを満たす設定例である。

【0385】

また、図１６では、PL2偏波の送信アンテナを除く送信アンテナにおいて各DDM信号に割り当てられる符号多重数は、NcNoPL2=（2,1,1,0）であり、PL1偏波の送信アンテナを除く送信アンテナにおいて各DDM信号に割り当てられる符号多重数は、NcNoPL1=（2,0,1,1）であり、両方ともDDM信号間で不均一となる符号多重数で多重送信し、符号多重数は、１からN_CM-1以下の範囲に含まれる。

【0386】

よって、図１６の例では、PL2偏波の送信アンテナを除く送信アンテナ及びPL1偏波の送信アンテナを除く送信アンテナのそれぞれから送信される信号は、DDM信号間において不均一となる符号多重数で多重送信され、符号多重数は、１からN_CM-1以下の範囲に含まれる。したがって、図１６に示すCDP量の設定は、条件２ａを満たす設定例である。

【0387】

図１６に示すCDP量の設定により、受信アンテナの偏波に対して交差偏波となる物標反射波を含まない場合、レーダ装置１０は、PL1偏波の送信アンテナ（Tx#1及びTx#2）、PL2偏波の送信アンテナ（Tx#3及びTx#4）及び、PL3偏波の送信アンテナ（Tx#5及びTx#6）のそれぞれに対応する受信信号を、ほぼ同レベル、あるいは、数dB～６dB程度内の範囲で受信する。ここで、図１６では、PL1偏波の送信アンテナ、PL2偏波の送信アンテナ及びPL3偏波の送信アンテナから構成されるNt(=6)本のTx#1～Tx#6から送信される信号は、各DDM信号に対する符号化ドップラ多重数を不均一とするCDP量を用いて多重送信される。よって、レーダ装置１０は、既存の符号化ドップラ多重信号の分離動作に基づいて符号化ドップラ多重信号を分離可能となる。

【0388】

また、図１６に示すCDP量の設定において、受信アンテナの偏波に対して交差偏波となる物標反射波を含む場合、レーダ装置１０は、図１７の（ａ）のようにPL2偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合と、図１７の（ｂ）のようにPL1偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合とで互いに異なるCDDM信号（例えば、条件１ａの1Bを満たすCDDM信号）を受信する。

【0389】

このように、例えば、受信アンテナの偏波に対して交差偏波となる物標反射波を含む場合、レーダ装置１０は、図１７の（ａ）のようにPL2偏波の送信アンテナに対応する受信信号の受信レベルが低下する場合（例えば、PL2偏波の送信アンテナを除く送信アンテナに対応する反射波を受信する場合に相当)と、図１７の（ｂ）のようにPL1偏波の送信アンテナに対応する受信信号の受信レベルが低下する場合（例えば、PL1偏波の送信アンテナを除く送信アンテナに対応する反射波を受信する場合に相当）とで、互いに異なるパターンのドップラ周波数成分を含む反射波信号を受信する。

【0390】

これにより、レーダ装置１０は、例えば、検出したドップラ周波数のピークに基づいて、PL1偏波の送信アンテナに対応する受信信号の受信レベル低下が発生したか、PL2偏波の送信アンテナに対応する受信信号の受信レベル低下が発生したかを、符号化ドップラ多重分離部２１２において判別可能となる。

【0391】

例えば、PL2偏波を除く偏波のDDM信号は、N_DM個のDDM信号間で、不均一となる符号多重数で多重送信されている（符号多重数は、１からN_CM -1の範囲を含む）。よって、例えば、符号化ドップラ多重分離部２１２による判別結果により、受信信号が、PL2偏波の送信アンテナを除く偏波送信アンテナによる送信信号に対応する受信信号であると判別された場合、レーダ装置１０は、既存の符号化ドップラ多重信号の分離動作を用いて、符号化ドップラ多重信号を分離可能となる。

【0392】

同様に、例えば、PL1偏波を除く偏波のDDM信号は、N_DM個のDDM信号間で、不均一となる符号多重数で多重送信されている（符号多重数は、１からN_CM-1の範囲を含む）。よって、例えば、符号化ドップラ多重分離部２１２による判別結果により、受信信号が、PL1偏波の送信アンテナを除く偏波送信アンテナによる送信信号に対応する受信信号であると判別された場合、レーダ装置１０は、既存の符号化ドップラ多重信号の分離動作を用いて、符号化ドップラ多重信号を分離可能となる。

【0393】

このような符号化ドップラ多重分離部２１２の動作により、レーダ装置１０は、物標のドップラ周波数fdを、-1/(2Tr)≦fd ＜ 1/(2Tr)の範囲で確定でき、それぞれのDDM信号に対する送信アンテナを対応付けた出力を得ることができる。

【0394】

以上、位相回転量設定部１０５におけるCDP量の設定例について説明した。

【0395】

［符号化ドップラ多重分離部２１２の動作例］
例えば、直交偏波の関係となるPL1偏波及びPL2偏波の２つの偏波に加え、PL1偏波及びPL2偏波と異なる他の偏波（例えば、PL3偏波）の送信アンテナを用いる場合、上述した位相回転量設定部１０５において設定されるCDP量が付与されるDDM信号は、以下のような符号化ドップラ多重分離部２１２の動作によって分離が可能となる。以下では、変形例２に係る符号化ドップラ多重分離部２１２の動作のうち、上述した実施の形態と異なる動作について説明する。

【0396】

変形例２では、図１４に示す符号化ドップラ多重分離部２１２におけるCDDM信号の分離動作のうち、ステップBの動作及びステップCの動作が以下のように上述した実施の形態の動作と異なる。

【0397】

＜ステップB-1＞
図１４に示す符号化ドップラ多重分離部２１２におけるCDDM信号の分離動作では、N_PL1個のPL1偏波に対するCDDM分離処理としたが、変形例２では、（Nt-N_PL2）個のPL2偏波を除く偏波送信アンテナのDDM信号に対するCDDM分離処理を行う点が異なる。それ以外は同様な動作となるので、その動作の説明は省略する。

【0398】

＜ステップB-2＞
符号化ドップラ多重分離部２１２は、PL2偏波の送信アンテナを除く（Nt-N_PL2）個の送信アンテナに対して割り当てられる（Nt-N_PL2）個の符号化ドップラ多重信号が正常に検出されるかを判定する。符号化ドップラ多重分離部２１２は、（Nt-N_PL2）個の符号化ドップラ多重信号が正常に検出される場合はステップB-3の処理を行い、正常に検出されない場合はステップC-1の処理を行う。

【0399】

例えば、ステップB-1の処理において、受信アンテナの偏波に対してPL2偏波が交差偏波となる物標反射波を含まない場合、（Nt-N_PL2）個の符号化ドップラ多重信号が正常に検出されない可能性がある。

【0400】

符号化ドップラ多重分離部２１２は、例えば、抽出した電力上位のN_{DM_NotPL2}個のDDM信号と、他の電力下位の（N_DM-N_{DM_NotPL2}）個のDDM信号との間において、所定レベル以上の電力差（あるいは電力比）とならない場合、受信アンテナの偏波に対してPL2偏波が交差偏波となる物標反射波を含まないと判定し、ステップC-1の処理を行う（位相回転量設定部１０５によるCDP量の設定が条件1aの(A-2)を満たす場合、このような判定処理が可能となる）。ここで、N_{DM_NotPL2}は、PL2偏波の送信アンテナを除く送信アンテナに対して符号化ドップラ多重信号を割り当てるドップラ多重信号の数である。例えば、N_{DM_NotPL2}は、PL2偏波の送信アンテナを除く送信アンテナに対して、N_DM個のドップラ多重信号に割り当てられる符号多重数が1以上となるドップラ多重信号数である。例えば、図１６の設定例では、NcNoPL2=（2,1,1,0）であり、N_{DM_NotPL2}=3となる。

【0401】

また、抽出した電力上位のN_{DM_NotPL2}個のDDM信号のドップラ多重間隔が、PL2偏波を除く偏波送信アンテナに割り当てられるドップラ多重間隔に一致しない場合、符号化ドップラ多重分離部２１２は、受信アンテナの偏波に対してPL2偏波が交差偏波となる物標反射波を含まないと判定し、ステップC-1の処理を行う（位相回転量設定部１０５によるCDP量設定が条件1aの(A-1)または(A-3)を満たす場合、このような判定処理が可能となる）。

【0402】

また、例えば、PL2偏波の送信アンテナを除く（Nt-N_PL2）個の送信アンテナに対して、位相回転量設定部１０５の設定が、N_{DM_NotPL1}=N_{DM_NotPL2}とする。この場合、受信アンテナの偏波に対してPL1偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合、N_DM個のDDM信号のドップラ周波数インデックス（f_{sc_cf}+(nfd-ceil(N_DM/2)-1)×ΔFD）における受信電力PowerFT (f_{b_cf}, f_{sc_cf}+(nfd-ceil(N_DM/2)-1)×ΔFD)間で、所定範囲内の受信電力が受信されることになる。このような場合、符号分離処理の際に、想定しているN_{DM_NotPL2}個のCDDM信号の符号間隔あるいは符号多重数と異なる信号が得られるため、符号化ドップラ多重分離部２１２は、折り返し判定に失敗し、N_{DM_NotPL2}個のCDDM信号を正常に検出することが困難となる。この場合、符号化ドップラ多重分離部２１２は、N_{DM_NotPL2}個のCDDM信号に対する正常な検出ではないと判定し、ステップC-1の処理を行う（位相回転量設定部１０５によるCDP量設定が条件1aの(B-1)または(B-2)を満たす場合、このような判定処理が可能となる）。

【0403】

＜ステップB-3＞
符号化ドップラ多重分離部２１２は、ステップB-2の処理結果に基づいて、PL2偏波の送信アンテナを除く（Nt-N_PL2）個の送信アンテナの多重送信に用いたCDDM信号のCDDM分離処理を行った受信信号YPL1_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ncm,ndm)を、f_{b_cf}と f_{sc_cf}と共に、方向推定部２１３へ出力する。

【0404】

ここで、YPL1_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)は、第z番のアンテナ系統処理部２０１におけるドップラ解析部２１０のf_{b_cf}及びf_{sc_cf}における、DOP_ndm及び直交符号Code_ndc(ndm)を用いたCDDM信号の分離した出力（例えば、CDDM分離結果）である。例えば、YPL1_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)は、PL2偏波の送信アンテナを除く（Nt-N_PL2）個のTx#[ndc(ndm), ndm]から送信され、物標により反射されて、第z番のアンテナ系統処理部２０１で受信された受信信号を表す。なお、z=1～Naであり、ndm=1～N_DMであり、ndc(ndm)=1～N_CDDM(ndm)であり、PL2偏波に対応するN_PL2個の送信アンテナに割り当てた信号はゼロとして出力される。

【0405】

＜ステップC-1＞
符号化ドップラ多重分離部２１２は、受信アンテナの偏波に対してPL1偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合を想定して、（Nt-N_PL1）個のPL1偏波を除く偏波送信アンテナのCDDM信号に対するCDDM分離処理を行う。図１４に示す符号化ドップラ多重分離部２１２におけるCDDM信号の分離動作では、N_PL2個のPL2偏波に対するCDDM分離処理としたが、変形例２では、（Nt-N_PL1）個のPL2偏波を除く偏波送信アンテナのDDM信号に対するCDDM分離処理を行う点が異なる。それ以外は同様な動作となるので、その動作の説明は省略する。

【0406】

＜ステップC-2＞
符号化ドップラ多重分離部２１２は、PL1偏波の送信アンテナを除く（Nt-N_PL1）個の送信アンテナに対して割り当てられる（Nt-N_PL1）個のCDDM信号が正常に検出されるかを判定する。符号化ドップラ多重分離部２１２は、（Nt-N_PL1）個のCDDM信号が正常に検出される場合はステップC-3の処理を行い、また正常に検出されない場合は、受信信号に雑音成分が多い（例えば、SNRが低い）、又は、干渉成分を含む信号とみなし、ステップDの処理を行う。

【0407】

符号化ドップラ多重分離部２１２は、例えば、抽出した電力上位のN_{DM_NotPL1}個のDDM信号と、他の電力下位の（N_DM-N_{DM_NotPL1}）個のDDM信号との間において、所定レベル以上の電力差（あるいは電力比）とならない場合は、受信アンテナの偏波に対してPL1偏波が交差偏波となる物標反射波を含まないと判定し、ステップDの処理を行う。ここで、N_{DM_NotPL1}は、PL1偏波の送信アンテナを除く送信アンテナに対して符号化ドップラ多重信号が割り当てられるドップラ多重信号の数である。例えば、N_{DM_NotPL1}は、PL1偏波の送信アンテナを除く送信アンテナに対して、N_DM個のドップラ多重信号に割り当てられる符号多重数が1以上となるドップラ多重信号数である。例えば、図１６の設定例では、NcNoPL1=（2,0,1,1）であり、N_{DM_NotPL1}=3となる。

【0408】

また、抽出した電力上位のN_{DM_NotPL1}個のDDM信号のドップラ多重間隔が、PL1偏波を除く偏波送信アンテナに割り当てたドップラ多重間隔に一致しない場合、符号化ドップラ多重分離部２１２は、受信アンテナの偏波に対してPL1偏波が交差偏波となる物標反射波を含まないと判定し、ステップDの処理を行う。また、符号化ドップラ多重分離部２１２は、例えば、抽出した電力上位のＮ_{DM_NotPL1}個のDDM信号に対し、符号分離処理を施して得られる信号の受信電力を基に、想定している（Nt-N_PL1）個のCDDM信号の符号間隔あるいは符号多重数と一致するかを判定する。符号化ドップラ多重分離部２１２は、一致しない場合、受信アンテナの偏波に対してPL1偏波が交差偏波となる物標反射波を含まないと判定し、ステップDの処理を行う。

【0409】

＜ステップC-3＞
符号化ドップラ多重分離部２１２は、ステップC-2の処理結果に基づいて、PL1偏波の送信アンテナを除く（Nt-N_PL1）個の送信アンテナの多重送信に用いたCDDM信号のCDDM分離処理を行った受信信号YPL2_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ncm,ndm)を、f_{b_cf}及び f_{sc_cf}と共に、方向推定部２１３へ出力する。

【0410】

ここで、YPL2_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)は第z番のアンテナ系統処理部２０１におけるドップラ解析部２１０のf_{b_cf}及びf_{sc_cf}における、DOP_ndm及び直交符号Code_ndc(ndm)を用いたCDDM信号の分離した出力（例えば、CDDM分離結果）である。例えば、YPL2_z(f_{b_cf}，f_{sc_cf}，ndc(ndm),ndm)は、PL1偏波の送信アンテナを除く（Nt-N_PL1）個のTx#[ndc(ndm), ndm]から送信され、物標により反射されて、第z番のアンテナ系統処理部２０１で受信された受信信号を表す。なお、z=1～Naであり、ndm=1～N_DMであり、ndc(ndm)=1～N_CDDM(ndm)であり、偏波PL1に対応するN_PL1個の送信アンテナに割り当てた信号はゼロとして出力される。

【0411】

また、符号化ドップラ多重分離部２１２は、検出された物標のドップラ周波数を方向推定部２１３へ出力してもよい。

【0412】

なお、条件２ａを満たす場合、符号化ドップラ多重分離部２１２は、折り返し判定結果を用いることにより、-1/(2Tr) ≦ fd ＜1/(2Tr)の範囲で推定した物標のドップラ周波数を検出できる。

【0413】

以上、符号化ドップラ多重分離部２１２の動作例について説明した。

【0414】

［方向推定部２１３の動作例］
方向推定部２１３は、上述した実施の形態と同様に、符号化ドップラ多重分離部２１２の分離動作に応じた出力に基づいて方向推定処理を行ってよい。

【0415】

例えば、方向推定部２１３は、受信アンテナの偏波に対して交差偏波となる物標反射波を含まない場合、受信アンテナの偏波に対してPL2偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合、及び、受信アンテナの偏波に対してPL1偏波が交差偏波となる物標反射波を含む場合のそれぞれに応じた符号化ドップラ多重分離部２１２の出力に基づいて、方向推定処理を行うことができる。

【0416】

このような方向推定部２１３の動作により、送信偏波毎の方向推定処理結果、又は、反射波の状況に応じて、一部の送信偏波に対する方向推定結果が得られ、送信偏波に依存した方向推定結果が得られる。送信偏波により物標からの反射波の応答は変動し得るため、レーダ装置１０は、このようなに送信偏波に依存した方向推定結果に基づいて、物標の検出性能又は識別性能を向上できる。

【0417】

以上、変形例２について説明した。

【0418】

以上、本開示の各実施の形態について説明した。

【0419】

［他の実施の形態］
（１）上述した実施の形態では、CDDM送信を用いる偏波ＭＩＭＯレーダにおいて、異なる偏波送信アンテナを含むNt個の送信アンテナに対して、検出可能なドップラ周波数範囲を±1/(2Tr)範囲に拡大するために、DDM信号間の符号多重数を不均一に設定し、複数送信アンテナからCDDM送信することを前提条件とした。上記実施の形態では、更に、条件１及び条件２を満たすCDDM送信を適用することにより、偏波MIMOレーダの検出性能の向上を図る方法について説明した。例えば、想定する物標の移動速度が比較的低速である場合、又は、レーダ装置と物標との間の相対速度が狭い範囲に限定される場合は、上記前提条件を適用しなくてもよい。

【0420】

例えば、符号化部１０７は、最大等間隔ドップラシフト量設定よりも狭い間隔の等間隔ドップラシフト量設定（例えば、式（６））を用いて、符号化ドップラ多重数N_CDDM(1) , N_CDDM(2),～,N_CDDM(N_DM)を、１以上N_CM個以下の範囲において全て同数の符号化ドップラ多重数を含むように設定してもよい。例えば、符号化部１０７は、符号化ドップラ多重数の全てにおいて符号数N_CM個を設定してよい。よって、DOP_ndmと直交符号系列との複数の組み合わせにおいて、DOP_ndmそれぞれに対応付けられる直交符号系列による多重数（符号化ドップラ多重数）N_CDDM(ndm)は同一でよい。例えば、符号化部１０７は、DDM信号に対する符号化ドップラ多重数を均一に設定してもよい。このような設定により、DDM信号が不等間隔ドップラ多重となる場合、例えば、特許文献８における折り返し判定を適用することができ、レーダ装置１０は、±1/（2×Loc×Tr）のドップラ範囲に亘って、複数の送信アンテナからCDDM送信された信号を個別に分離して受信できる。このようなCDDM送信の設定を適用し、更に条件１を満たすCDDM送信の適用により、実施の形態１で説明した条件１による効果が得られ、偏波MIMOレーダの検出性能の向上を図ることができる。

【0421】

あるいは、符号化部１０７は、例えば、最大等間隔ドップラシフト量設定を用いて、符号化ドップラ多重数N_CDDM(1), N_CDDM(2),～,N_CDDM(N_DM)を、１以上N_CM個以下の範囲において全て同数の符号化ドップラ多重数を含むように設定してもよい。例えば、符号化部１０７は、符号化ドップラ多重数の全てにおいて符号数N_CM個を設定してよい。この場合、DOP_ndmと直交符号系列との複数の組み合わせの数と、送信アンテナNt個と、が同数となってもよい（例えば、N_DM×N_CM＝Ntとしてもよい）。例えば、符号化部１０７は、DDM信号に対する符号化ドップラ多重数を均一に設定してもよい。この設定の場合、レーダ装置１０の受信処理における折り返し判定処理が適用されない。また、レーダ装置１０は、例えば、±1/（2Loc×N_DM×Tr）のドップラ範囲に亘って、複数の送信アンテナ１０９からCDDM送信された信号を個別に分離して受信できる。このようなCDDM送信の設定を適用し、更に、条件１を満たすCDDM送信の適用により、実施の形態１で説明した条件１による効果が得られ、偏波MIMOレーダの検出性能の向上を図ることができる。

【0422】

（２）本開示の一実施例において、レーダ装置１０が備える送信アンテナNt個のすべてを用いずに一部を用いて、本開示の一実施例における符号多重送信を行ってもよい。

【0423】

また、レーダ装置１０が備える送信アンテナNt個の一部を用いて、上述した実施の形態における符号多重送信を適用する場合、レーダ装置１０は、符号ドップラ多重送信に用いる送信アンテナの組み合わせ、及び、多重送信数の少なくとも一つを時分割に設定（又は、変更）して送信してもよい。この場合、例えば、レーダ装置１０は、送信周期毎、又は、符号送信周期（例えば、符号系列の符号長に対応する周期）毎に、送信アンテナの組み合わせを時分割切り替えてもよい。または、例えば、レーダ装置１０は、測定周期毎（Nc回のレーダ送信信号送信回数毎）に、送信アンテナの組み合わせ又は多重する送信アンテナ数を切り替えてもよい。このような動作を適用しても、上述した実施の形態の効果を同等に得ることができる。

【0424】

また、レーダ装置１０が備える送信アンテナNt個のすべてを用いずに一部を用いて、上述した実施の形態における符号多重送信を適用する場合、レーダ装置１０は、符号ドップラ多重送信に用いる送信アンテナの組み合わせを時分割に設定（例えば、変更）するともに、異なるチャープ信号を用いて送信してもよい。例えば、レーダ装置１０は、チャープ信号の送信帯域、周波数掃引時間、中心周波数の少なくとも一つを変更して、あるいは、これらのパラメータを複数組み合わせて異なるチャープ信号を用いて送信してもよい。

【0425】

（３）本開示の一実施例に係るレーダ装置において、レーダ送信部及びレーダ受信部は、物理的に離れた場所に個別に配置されてもよい。また、本開示の一実施例に係るレーダ受信部において、方向推定部と、他の構成部とは、物理的に離れた場所に個別に配置されてもよい。

【0426】

（４）本開示の一実施例において用いた、送信アンテナ数Nt、受信アンテナ数Na、ドップラ多重数N_DM、PLq偏波の送信アンテナ数N_PLq、偏波数、ドップラシフト量、ドップラシフト間隔、符号多重数N_CM、符号間隔（符号Index）といったパラメータの数値は一例であり、それらの値に限定されない。また、例えば、レーダ装置が具備している送信アンテナの一部を、送信アンテナ数Ntとして用いてよく、レーダ装置が具備している受信アンテナの一部を、受信アンテナ数Naとして用いてよい。

【0427】

本開示の一実施例に係るレーダ装置は、図示しないが、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体、およびＲＡＭ（Random Access Memory）等の作業用メモリを有する。この場合、上記した各部の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。但し、レーダ装置のハードウェア構成は、かかる例に限定されない。例えば、レーダ装置の各機能部は、集積回路であるＩＣ（Integrated Circuit）として実現されてもよい。各機能部は、個別に１チップ化されてもよいし、その一部または全部を含むように１チップ化されてもよい。

【0428】

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

【0429】

また、上述した実施の形態における「・・・部」という表記は、「・・・回路（circuitry）」、「・・・アッセンブリ」、「・・・デバイス」、「・・・ユニット」、又は、「・・・モジュール」といった他の表記に置換されてもよい。

【0430】

上記各実施形態では、本開示はハードウェアを用いて構成する例にとって説明したが、本開示はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。

【0431】

また、上記各実施形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。集積回路は、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックを制御し、入力端子と出力端子を備えてもよい。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

【0432】

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサを用いて実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＬＳＩ内部の回路セルの接続又は設定を再構成可能なリコンフィギュラブル プロセッサ（Reconfigurable Processor）を利用してもよい。

【0433】

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックを集積化してもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

【0434】

＜本開示のまとめ＞
本開示の一実施例に係るレーダ装置は、第１の偏波を放射する第１の送信アンテナ、及び、前記第１の偏波と異なる第２の偏波を放射する第２の送信アンテナを含む複数の送信アンテナと、ドップラシフト量と符号系列との組み合わせに対応する位相回転量が付与された送信信号を、前記複数の送信アンテナから多重送信する送信回路と、を具備し、前記複数の送信アンテナのそれぞれに対して、前記ドップラシフト量及び前記符号系列の少なくとも一方が異なる前記組み合わせが対応付けられ、前記第１の送信アンテナに対して割り当てられるドップラシフト量及び符号系列の第１のパターンと、前記第２の送信アンテナに対して割り当てられるドップラシフト量及び符号系列の第２のパターンと、が異なる。

【0435】

本開示の一実施例において、前記複数の送信アンテナの数は、前記組み合わせの総数よりも少ない。

【0436】

本開示の一実施例において、前記第１のパターン及び前記第２のパターンは、ドップラシフト量の間隔に関し、前記第１の送信アンテナにより送信される前記送信信号のドップラ多重数と、前記第２の送信アンテナにより送信される前記送信信号のドップラ多重数と、が同じであり、前記第１の送信アンテナに対応付けられるドップラシフト量の間隔のうち少なくとも一つは、前記第２の送信アンテナに対応付けられるドップラシフト量の間隔と異なる。

【0437】

本開示の一実施例において、前記第１のパターン及び前記第２のパターンは、ドップラ多重数に関し、前記第１の送信アンテナにより送信される前記送信信号のドップラ多重数と、前記第２の送信アンテナにより送信される前記送信信号のドップラ多重数とは異なる。

【0438】

本開示の一実施例において、前記第１のパターン及び前記第２のパターンは、前記ドップラシフト量の間隔の順序に関し、前記第１の送信アンテナに対応付けられる前記ドップラシフト量間の複数の第１のドップラシフト間隔と、前記第２の送信アンテナに対応付けられる前記ドップラシフト量間の複数の第２のドップラシフト間隔と、が同じであり、前記複数の第１のドップラシフト間隔のドップラ周波数軸上での順序は、前記複数の第２のドップラシフト間隔のドップラ周波数軸上での順序と異なる。

【0439】

本開示の一実施例において、前記第１のパターン及び前記第２のパターンは、前記符号系列に関し、複数の前記組み合わせにおいて、前記第１の送信アンテナに対応付けられる前記符号系列のドップラ周波数軸上での順序と、前記第２の送信アンテナに対応付けられる前記符号系列のドップラ周波数軸上での順序と、は異なる。

【0440】

本開示の一実施例において、前記第１のパターン及び前記第２のパターンは、前記符号系列による符号多重数に関し、複数の前記組み合わせにおいて、前記第１の送信アンテナに対応付けられる前記符号系列による前記符号多重数のドップラ周波数軸上での順序と、前記第２の送信アンテナに対応付けられる前記符号系列による前記符号多重数のドップラ周波数軸上での順序と、は異なる。

【0441】

本開示の一実施例において、複数の前記組み合わせにおいて、前記第１の送信アンテナ及び前記第２の送信アンテナの少なくとも一方に関して、少なくとも１つの前記ドップラシフト量に対応付けられる前記符号系列による符号多重数は、他の前記ドップラシフト量に対応付けられる前記符号系列による符号多重数と異なる。

【0442】

本開示の一実施例において、前記第１の偏波及び前記第２の偏波の何れか一方の偏波を用いて、前記送信信号が物標に反射した反射波信号を受信する受信アンテナと、前記反射波信号に基づいて前記物標の方向推定を行う方向推定回路と、を更に具備する。

【0443】

本開示の一実施例において、前記第１の偏波を受信する第１の受信アンテナ、及び、前記第２の偏波を受信する第２の受信アンテナを含み、前記送信信号が物標に反射した反射波信号を受信する複数の受信アンテナと、前記第１の受信アンテナ及び前記第２の受信アンテナそれぞれで受信した前記反射波信号に対して、前記物標の方向推定を個別に行う方向推定回路と、を更に具備する。

【0444】

本開示の一実施例において、前記複数の送信アンテナのうち、前記送信信号の多重送信に用いる送信アンテナの組み合わせは、前記送信信号の送信周期、前記符号系列の符号長に対応する周期、又は、前記レーダ装置における測定周期毎に切り替わる。

【0445】

本開示の一実施例において、第１の偏波を放射する第１の送信アンテナ、前記第１の偏波と異なる第２の偏波を放射する第２の送信アンテナ、および、前記第１の偏波及び前記第２の偏波と異なる第３の偏波を放射する第３の送信アンテナを含む複数の送信アンテナと、ドップラシフト量と符号系列との組み合わせに対応する位相回転量が付与された送信信号を、前記複数の送信アンテナから多重送信する送信回路と、を具備し、前記複数の送信アンテナのそれぞれに対して、前記ドップラシフト量及び前記符号系列の少なくとも一方が異なる前記組み合わせが対応付けられ、前記第１の送信アンテナ及び前記第３の送信アンテナに対して割り当てられるドップラシフト量及び符号系列の第３のパターンと、前記第２の送信アンテナ及び前記第３の送信アンテナに対して割り当てられるドップラシフト量及び符号系列の第４のパターンと、が異なる。

【産業上の利用可能性】

【0446】

本開示は、広角範囲を検知するレーダ装置として好適である。

【符号の説明】

【0447】

１０ レーダ装置
１００ レーダ送信部
１０１ レーダ送信信号生成部
１０２ 送信信号生成制御部
１０３ 変調信号発生部
１０４ ＶＣＯ
１０５ 位相回転量設定部
１０６ ドップラシフト設定部
１０７ 符号化部
１０８ 位相回転部
１０９ 送信アンテナ部
２００，２００ａ レーダ受信部
２０１ アンテナ系統処理部
２０２ 受信アンテナ部
２０３ 受信無線部
２０４ ミキサ部
２０５ ＬＰＦ
２０６ 信号処理部
２０７ ＡＤ変換部
２０８ ビート周波数解析部
２０９ 出力切替部
２１０ ドップラ解析部
２１１，２１１ａ ＣＦＡＲ部
２１２，２１２ａ 符号化ドップラ多重分離部
２１３，２１３ａ 方向推定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】