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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025066455
(43)【公開日】2025-04-23
(54)【発明の名称】レーダ装置
(51)【国際特許分類】
G01S 7/40 20060101AFI20250416BHJP
G01S 7/02 20060101ALI20250416BHJP
H01Q 21/06 20060101ALI20250416BHJP
【ＦＩ】
G01S7/40 121
G01S7/02 210
H01Q21/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023176089
(22)【出願日】2023-10-11
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(71)【出願人】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】520124752
【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ
(74)【代理人】
【識別番号】110001128
【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】大藪 弘和
(72)【発明者】
【氏名】高畑 利彦
(72)【発明者】
【氏名】山浦 新司
【テーマコード（参考）】
5J021
5J070
【Ｆターム（参考）】
5J021AA02
5J021AA05
5J021AA06
5J021AA12
5J021FA13
5J021FA29
5J021GA02
5J021HA04
5J070AB17
5J070AB24
5J070AC02
5J070AC06
5J070AC13
5J070AD05
5J070AD09
5J070AE01
5J070AF03
5J070AH25
5J070AH31
5J070AH35
5J070AK04
(57)【要約】
【課題】複数のアンテナ素子が分散して接続される複数の送受信回路の間で生ずる信号の位相差および振幅差の少なくとも一方を補正可能なレーダ装置を提供する。
【解決手段】レーダ装置１は、複数のアンテナ素子が分散して接続される複数の送受信回路２０、３０を備える。レーダ装置１は、第１の送受信回路２０と第２の送受信回路３０との間で生ずる信号の位相差および振幅差を補正対象成分として補正する補正処理部５５を備える。レーダ装置１は、第１の送受信回路２０に接続されるアンテナ素子を用いた第１仮想アンテナと各送受信回路２０、３０に接続されるアンテナ素子を用いた第２仮想アンテナとが、一方をスライド移動させた際に他方と重なり合うように構成されている。補正処理部５５は、各仮想アンテナで受信される信号での受信信号に基づく物標に対応する信号の検出結果との比較に基づいて、補正対象回路の補正対象成分を補正する。
【選択図】図１
【解決手段】レーダ装置１は、複数のアンテナ素子が分散して接続される複数の送受信回路２０、３０を備える。レーダ装置１は、第１の送受信回路２０と第２の送受信回路３０との間で生ずる信号の位相差および振幅差を補正対象成分として補正する補正処理部５５を備える。レーダ装置１は、第１の送受信回路２０に接続されるアンテナ素子を用いた第１仮想アンテナと各送受信回路２０、３０に接続されるアンテナ素子を用いた第２仮想アンテナとが、一方をスライド移動させた際に他方と重なり合うように構成されている。補正処理部５５は、各仮想アンテナで受信される信号での受信信号に基づく物標に対応する信号の検出結果との比較に基づいて、補正対象回路の補正対象成分を補正する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電波により物標を検出するレーダ装置であって、
複数の送信アンテナ素子を含む送信アンテナ群（Ｔｘ）と、
複数の受信アンテナ素子を含む受信アンテナ群（Ｒｘ）と、
複数の前記送信アンテナ素子および複数の前記受信アンテナ素子が接続される複数の送受信回路（２０、３０、４０、６０）と、
複数の前記送受信回路の一部を基準回路とし、前記基準回路を除く他の前記送受信回路を補正対象回路として、前記基準回路と前記補正対象回路との間で生ずる信号の位相差および振幅差の少なくとも一方を補正対象成分として補正する補正処理部（５５）と、を備え、
前記基準回路に接続される前記送信アンテナ素子および前記受信アンテナ素子の双方を用いた仮想アンテナを第１仮想アンテナとし、前記基準回路に接続される前記送信アンテナ素子および前記受信アンテナ素子の一方のアンテナ素子と前記補正対象回路に接続される前記送信アンテナ素子および前記受信アンテナ素子の他方のアンテナ素子とを用いた仮想アンテナを第２仮想アンテナとしたとき、
前記第１仮想アンテナは、前記第１仮想アンテナを所定方向に仮想的にスライド移動させた際に、前記第２仮想アンテナと重なり合うアンテナ構成となっており、
前記補正処理部は、前記第１仮想アンテナでの受信信号に基づく前記物標に対応する信号の検出結果と前記第２仮想アンテナでの受信信号に基づく前記物標に対応する信号の検出結果との比較に基づいて、前記補正対象回路の前記補正対象成分を補正する、レーダ装置。
複数の送信アンテナ素子を含む送信アンテナ群（Ｔｘ）と、
複数の受信アンテナ素子を含む受信アンテナ群（Ｒｘ）と、
複数の前記送信アンテナ素子および複数の前記受信アンテナ素子が接続される複数の送受信回路（２０、３０、４０、６０）と、
複数の前記送受信回路の一部を基準回路とし、前記基準回路を除く他の前記送受信回路を補正対象回路として、前記基準回路と前記補正対象回路との間で生ずる信号の位相差および振幅差の少なくとも一方を補正対象成分として補正する補正処理部（５５）と、を備え、
前記基準回路に接続される前記送信アンテナ素子および前記受信アンテナ素子の双方を用いた仮想アンテナを第１仮想アンテナとし、前記基準回路に接続される前記送信アンテナ素子および前記受信アンテナ素子の一方のアンテナ素子と前記補正対象回路に接続される前記送信アンテナ素子および前記受信アンテナ素子の他方のアンテナ素子とを用いた仮想アンテナを第２仮想アンテナとしたとき、
前記第１仮想アンテナは、前記第１仮想アンテナを所定方向に仮想的にスライド移動させた際に、前記第２仮想アンテナと重なり合うアンテナ構成となっており、
前記補正処理部は、前記第１仮想アンテナでの受信信号に基づく前記物標に対応する信号の検出結果と前記第２仮想アンテナでの受信信号に基づく前記物標に対応する信号の検出結果との比較に基づいて、前記補正対象回路の前記補正対象成分を補正する、レーダ装置。
【請求項2】
少なくとも１つの前記送信アンテナ素子から送信された送信波に対応する反射波の前記受信アンテナ素子での受信結果に基づいて前記物標を検出する物標検出部（５１）を備え、
前記補正処理部は、前記第１仮想アンテナおよび前記第２仮想アンテナで受信される信号のうち、前記物標検出部にて検出される前記物標に対応するものを比較信号とし、前記比較信号に基づく前記物標の検出結果の比較に基づいて前記補正対象回路の前記補正対象成分を補正する、請求項１に記載のレーダ装置。
前記補正処理部は、前記第１仮想アンテナおよび前記第２仮想アンテナで受信される信号のうち、前記物標検出部にて検出される前記物標に対応するものを比較信号とし、前記比較信号に基づく前記物標の検出結果の比較に基づいて前記補正対象回路の前記補正対象成分を補正する、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項3】
前記補正処理部は、前記第１仮想アンテナで受信した前記物標に対応する信号をデジタルビームフォーミングで再生した再生結果および前記第２仮想アンテナで受信した前記物標に対応する信号を前記デジタルビームフォーミングで再生した再生結果を比較することによって、前記補正対象回路の前記補正対象成分を補正する、請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項4】
前記補正処理部は、前記第１仮想アンテナおよび前記第２仮想アンテナそれぞれで受信した前記物標に対応する信号の前記デジタルビームフォーミングでの再生結果となる再生信号の差が所定閾値以下となるもの用いて前記補正対象回路の前記補正対象成分を補正する、請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項5】
前記物標検出部は、前記受信結果に基づいて前記物標との距離に相関性を有する距離情報を求める距離演算部（５２）を有し、
前記補正処理部は、前記第１仮想アンテナおよび前記第２仮想アンテナそれぞれで受信される信号のうち、前記距離情報に基づく前記物標までの距離が基準距離以内にあることを示すものを前記比較信号とする、請求項３または４に記載のレーダ装置。
前記補正処理部は、前記第１仮想アンテナおよび前記第２仮想アンテナそれぞれで受信される信号のうち、前記距離情報に基づく前記物標までの距離が基準距離以内にあることを示すものを前記比較信号とする、請求項３または４に記載のレーダ装置。
【請求項6】
前記物標検出部は、前記受信結果に基づいて前記物標との相対速度に相関性を有する速度情報を求める速度演算部（５３）を有し、
前記補正処理部は、前記第１仮想アンテナおよび前記第２仮想アンテナそれぞれで受信される信号のうち、前記速度情報に基づく前記物標の相対速度が基準速度以内にあることを示すものを前記比較信号とする、請求項３または４に記載のレーダ装置。
前記補正処理部は、前記第１仮想アンテナおよび前記第２仮想アンテナそれぞれで受信される信号のうち、前記速度情報に基づく前記物標の相対速度が基準速度以内にあることを示すものを前記比較信号とする、請求項３または４に記載のレーダ装置。
【請求項7】
前記物標検出部は、
前記受信結果に基づいて前記物標との距離に相関性を有する距離情報を求める距離演算部（５２）と、
前記受信結果に基づいて前記物標との相対速度に相関性を有する速度情報を求める速度演算部（５３）と、を有し、
前記補正処理部は、前記第１仮想アンテナおよび前記第２仮想アンテナそれぞれで受信される信号のうち、前記距離情報に基づく前記物標までの距離が基準距離以内にあることを示すものであって、前記速度情報に基づく前記物標の相対速度が基準速度以内にあることを示すものを前記比較信号とする、請求項３または４に記載のレーダ装置。
前記受信結果に基づいて前記物標との距離に相関性を有する距離情報を求める距離演算部（５２）と、
前記受信結果に基づいて前記物標との相対速度に相関性を有する速度情報を求める速度演算部（５３）と、を有し、
前記補正処理部は、前記第１仮想アンテナおよび前記第２仮想アンテナそれぞれで受信される信号のうち、前記距離情報に基づく前記物標までの距離が基準距離以内にあることを示すものであって、前記速度情報に基づく前記物標の相対速度が基準速度以内にあることを示すものを前記比較信号とする、請求項３または４に記載のレーダ装置。
【請求項8】
前記物標検出部は、前記受信結果に基づいて前記物標の方位を推定する方位推定部（５４）を有し、
前記補正処理部は、前記第１仮想アンテナおよび前記第２仮想アンテナそれぞれで受信される信号のうち、前記方位推定部で推定された前記物標の方位が前記物標の検出可能範囲の両端より中央近くの中央領域にあることを示すものを前記比較信号とする、請求項３または４に記載のレーダ装置。
前記補正処理部は、前記第１仮想アンテナおよび前記第２仮想アンテナそれぞれで受信される信号のうち、前記方位推定部で推定された前記物標の方位が前記物標の検出可能範囲の両端より中央近くの中央領域にあることを示すものを前記比較信号とする、請求項３または４に記載のレーダ装置。
【請求項9】
前記補正処理部は、
前記物標検出部にて前記物標が１つ検出された場合に前記補正対象回路での前記補正対象成分を補正し、
前記物標検出部にて前記物標が２つ以上検出された場合に、前記補正対象回路での前記補正対象成分を補正しない、請求項２または３に記載のレーダ装置。
前記物標検出部にて前記物標が１つ検出された場合に前記補正対象回路での前記補正対象成分を補正し、
前記物標検出部にて前記物標が２つ以上検出された場合に、前記補正対象回路での前記補正対象成分を補正しない、請求項２または３に記載のレーダ装置。
【請求項10】
前記補正処理部は、前記補正対象成分を補正するための補正係数が複数求められる場合は、複数の前記補正係数の平均値を用いて前記補正対象回路の前記補正対象成分を補正する、請求項１または２に記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電波により物標を検出するレーダ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、レーダ装置として、多チャンネル化に対応するために複数の送信アンテナ素子および複数の受信アンテナ素子が複数の受信ＩＣに分散して接続されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、異なる受信ＩＣにある受信アンテナ素子の位置が仮想的に重なるように複数の送信アンテナ素子を所定間隔をあけて配置し、仮想的に重なる受信アンテナ素子での信号の受信結果を比較して各受信ＩＣ間で生ずる位相差を補償するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－６０７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の如く、異なる受信ＩＣにある受信アンテナ素子の位置が仮想的に重なるようなアンテナ構成とすると、各受信ＩＣ間で生ずる位相差を補償可能となる一方で、アンテナ素子の冗長化によって、アンテナ開口長等が制限される。このことは、各受信ＩＣ間で生ずる振幅差を補償する場合についても同様である。
【0005】
本開示は、アンテナ素子を冗長化させなくても、複数の送受信回路間で生ずる信号の位相差および振幅差の少なくとも一方を補正対象成分として補正可能なレーダ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項１に記載の発明は、
電波により物標を検出するレーダ装置であって、
複数の送信アンテナ素子を含む送信アンテナ群（Ｔｘ）と、
複数の受信アンテナ素子を含む受信アンテナ群（Ｒｘ）と、
複数の送信アンテナ素子および複数の受信アンテナ素子が接続される複数の送受信回路（２０、３０、４０、６０）と、
複数の送受信回路の一部を基準回路とし、基準回路を除く他の送受信回路を補正対象回路として、基準回路と補正対象回路との間で生ずる信号の位相差および振幅差の少なくとも一方を補正対象成分として補正する補正処理部（５５）と、を備え、
基準回路に接続される送信アンテナ素子および受信アンテナ素子の双方を用いた仮想アンテナを第１仮想アンテナとし、基準回路に接続される送信アンテナ素子および受信アンテナ素子の一方のアンテナ素子と補正対象回路に接続される送信アンテナ素子および受信アンテナ素子の他方のアンテナ素子とを用いた仮想アンテナを第２仮想アンテナとしたとき、
第１仮想アンテナは、第１仮想アンテナを所定方向に仮想的にスライド移動させた際に、第２仮想アンテナと重なり合うアンテナ構成となっており、
補正処理部は、第１仮想アンテナでの受信信号に基づく物標に対応する信号の検出結果と第２仮想アンテナでの受信信号に基づく物標に対応する信号の検出結果との比較に基づいて、補正対象回路の補正対象成分を補正する。
電波により物標を検出するレーダ装置であって、
複数の送信アンテナ素子を含む送信アンテナ群（Ｔｘ）と、
複数の受信アンテナ素子を含む受信アンテナ群（Ｒｘ）と、
複数の送信アンテナ素子および複数の受信アンテナ素子が接続される複数の送受信回路（２０、３０、４０、６０）と、
複数の送受信回路の一部を基準回路とし、基準回路を除く他の送受信回路を補正対象回路として、基準回路と補正対象回路との間で生ずる信号の位相差および振幅差の少なくとも一方を補正対象成分として補正する補正処理部（５５）と、を備え、
基準回路に接続される送信アンテナ素子および受信アンテナ素子の双方を用いた仮想アンテナを第１仮想アンテナとし、基準回路に接続される送信アンテナ素子および受信アンテナ素子の一方のアンテナ素子と補正対象回路に接続される送信アンテナ素子および受信アンテナ素子の他方のアンテナ素子とを用いた仮想アンテナを第２仮想アンテナとしたとき、
第１仮想アンテナは、第１仮想アンテナを所定方向に仮想的にスライド移動させた際に、第２仮想アンテナと重なり合うアンテナ構成となっており、
補正処理部は、第１仮想アンテナでの受信信号に基づく物標に対応する信号の検出結果と第２仮想アンテナでの受信信号に基づく物標に対応する信号の検出結果との比較に基づいて、補正対象回路の補正対象成分を補正する。
【0007】
本開示のレーダ装置は、第１仮想アンテナおよび第２仮想アンテナの位置が異なるものの、所定方向に仮想的にスライド移動させると重なり合うアンテナ構成となっている。このような構成では、複数の送受信回路の間で信号の位相差および振幅差が生じていなければ、第１仮想アンテナおよび第２仮想アンテナそれぞれの受信信号に基づく物標に対応する信号が略同じものとなる。但し、複数の送受信回路の間で信号の位相差および振幅差が生じている場合、複数の送受信回路での位相差および振幅差の影響によって、第１仮想アンテナおよび第２仮想アンテナそれぞれの受信信号に基づく物標に対応する信号が異なるものとなる。
【0008】
このような特性を鑑み、本開示のレーダ装置は、第１仮想アンテナでの受信信号に基づく物標の検出結果と第２仮想アンテナでの受信信号に基づく物標の検出結果とを比較することで、複数の送受信回路での位相差や振幅差を補正するようになっている。このようにして複数の送受信回路での位相差や振幅差を補正する構成は、アンテナ素子を冗長化させる必要がない。
【0009】
したがって、本開示のレーダ装置によれば、アンテナ素子を冗長化させなくても、複数の送受信回路の間で生ずる信号の位相誤差および振幅誤差の少なくとも一方を補正対象成分として補正することができる。
【0010】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第１実施形態に係るレーダ装置の概略構成図である。
【図2】第１実施形態に係るレーダ装置のアンテナ構成を説明するための説明図である。
【図4】各仮想アンテナで受信する受信信号等を説明するための説明図である。
【図5】第１実施形態に係るレーダ装置の制御部が実行する物標検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図6】制御部が実行する距離ＦＦＴで求められる距離情報の一例を説明するための説明図である。
【図7】制御部が実行する速度ＦＦＴで求められる速度情報の一例を説明するための説明図である。
【図8】補正対象成分を検出するための比較信号の選定手法を説明するための説明図である。
【図9】第１実施形態の変形例を説明するための説明図である。
【図10】第２実施形態に係るレーダ装置のアンテナ構成を説明するための説明図である。
【図11】制御部が実行する補正対象成分を検出するための比較信号の選定処理の流れを示すフローチャートである。
【図12】比較信号の選定手法を説明するための説明図である。
【図13】第３実施形態に係るレーダ装置の一部を示す部分構成図である。
【図14】第３実施形態に係るレーダ装置のアンテナ構成を説明するための説明図である。
【図16】第４実施形態に係るレーダ装置の一部を示す部分構成図である。
【図17】第４実施形態に係るレーダ装置のアンテナ構成を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。
【0013】
（第１実施形態）
本実施形態について、図１～図８を参照して説明する。本実施形態では、本開示のレーダ装置１を、車両に搭載されて車両の周囲に存在する様々な物標を検出する物標検出装置に適用した例について説明する。
本実施形態について、図１～図８を参照して説明する。本実施形態では、本開示のレーダ装置１を、車両に搭載されて車両の周囲に存在する様々な物標を検出する物標検出装置に適用した例について説明する。
【0014】
レーダ装置１は、車両の前方に向けて電波を出射するとともに、車両の前方にある物標によって反射した電波を受信することで、物標までの距離、自車両に対する相対速度、自車両に対する方位等を求める。
【0015】
レーダ装置１は、信号の変調方式としてＦＭＣＷ方式が採用されている。レーダ装置１は、電波の動作周波数が、ミリ波に対応する周波数帯（例えば、７６．５ＧＨｚ）とされている。なお、レーダ装置１が送受信する電波の動作周波数は、ミリ波に対応する周波数に限定されず、ミリ波以外の周波数であってもよい。
【0016】
図１に示すように、レーダ装置１は、図示しないセンサ筐体と、複数のレーダユニットＲＵ１、ＲＵ２と、制御部５０とを備えている。本実施形態では、レーダ装置１が第１レーダユニットＲＵ１および第２レーダユニットＲＵ２を備えるものを例示するが、レーダ装置１は、３つ以上のレーダユニットＲＵを備える構成とされていてもよい。
【0017】
センサ筐体は、レーダ装置１の外殻を構成する部材である。センサ筐体には、第１レーダユニットＲＵ１、第２レーダユニットＲＵ２、制御部５０が設けられている。なお、制御部５０については、センサ筐体の外側に設けられていてもよい。
【0018】
第１レーダユニットＲＵ１は、第１送信部２１と、実在する送信アンテナ素子Ｔｘ１と、実在する複数の受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４と、第１受信部２２とを備える。第１送信部２１および第１受信部２２は、第１の送受信回路２０を構成する。第１の送受信回路２０は、ＭＭＩＣ等の半導体チップに実装された構成になっている。なお、ＭＭＩＣは、Monolithic Microwave Integrated Circuitの略称である。
【0019】
第２レーダユニットＲＵ２は、第２送信部３１と、実在する送信アンテナ素子Ｔｘ２と、実在する複数の受信アンテナ素子Ｒｘ２１～Ｒｘ２４と、第２受信部３２とを備える。第２送信部３１および第２受信部３２は、第２の送受信回路３０を構成する。第２の送受信回路３０は、ＭＭＩＣ等の半導体チップに実装された構成になっている。
【0020】
本実施形態では、第１レーダユニットＲＵ１の送信アンテナ素子Ｔｘ１と第２レーダユニットＲＵ２の送信アンテナ素子Ｔｘ２とが“送信アンテナ群Ｔｘ”を構成している。同様に、第１レーダユニットＲＵ１の受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４と第２レーダユニットＲＵ２の受信アンテナ素子Ｒｘ２１～Ｒｘ２４とが“受信アンテナ群Ｒｘ”を構成している。“送信アンテナ群Ｔｘ”および“受信アンテナ群Ｒｘ”の詳細については後述する。
【0021】
第１レーダユニットＲＵ１の第１送信部２１は、送信アンテナ素子Ｔｘ１から送信する信号を生成し、送信アンテナ素子Ｔｘ１に伝える。具体的には、第１送信部２１は、ローカル信号を生成する局部発振器２１１を含み、当該局部発振器２１１にて生成されたローカル信号を第１受信部２２に伝える。また、第１送信部２１は、連続的に周波数が変化するチャープ信号を生成し、生成したチャープ信号を送信アンテナ素子Ｔｘ１に提供する。そして、送信アンテナ素子Ｔｘ１は、第１送信部２１から提供されたチャープ信号に対応する電波を車両の前方に向けて送信する。
【0022】
また、第１受信部２２は、受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４で受信された受信信号および第１送信部２１から伝えられたローカル信号に基づいてビート信号を生成し、当該ビート信号をサンプリングして制御部５０へ提供する。図示しないが、第１受信部２２は、ミキサ、増幅器、ＡＤ変換器等を含んで構成されている。
【0023】
第２レーダユニットＲＵ２の第２送信部３１は、送信アンテナ素子Ｔｘ２から送信する信号を生成し、送信アンテナ素子Ｔｘ２に伝える。具体的には、第２送信部３１は、ローカル信号を生成する局部発振器３１１を含み、当該局部発振器３１１にて生成されたローカル信号を第２受信部３２に伝える。また、第２送信部３１は、連続的に周波数が変化するチャープ信号を生成し、生成したチャープ信号を送信アンテナ素子Ｔｘ２に提供する。そして、送信アンテナ素子Ｔｘ２は、第２送信部３１から提供されたチャープ信号に対応する電波を車両の前方に向けて送信する。
【0024】
また、第２受信部３２は、受信アンテナ素子Ｒｘ２１～Ｒｘ２４で受信された受信信号および第２送信部３１から伝えられたローカル信号に基づいてビート信号を生成し、当該ビート信号をサンプリングして制御部５０へ提供する。図示しないが、第２受信部３２は、ミキサ、増幅器、ＡＤ変換器等を含んで構成されている。
【0025】
ここで、本例の送信アンテナ群Ｔｘおよび受信アンテナ群Ｒｘについて図２を参照しつつ説明する。図２に示すように、本例の送信アンテナ群Ｔｘは、実在する２つの送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２を有している。また、本例の受信アンテナ群Ｒｘは、実在する８つの受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４を有している。
【0026】
送信アンテナ群Ｔｘを構成する２つの送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２は、レーダ装置１を車両に搭載した状態において、水平方向Ｕに並んで配置されている。本実施形態では、車両の幅方向に対応する水平方向Ｕが“所定方向”に対応している。
【0027】
送信アンテナ群Ｔｘでは、２つの送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２が所定の基準間隔をあけて水平方向Ｕに沿って配置されている。水平方向Ｕに並ぶ送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２は、所定の水平基準距離「ｄｈ」の５倍となる「５ｄｈ」の間隔をあけて配置されている（本例では基準間隔＝５ｄｈ）。なお、送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２の間隔は、厳密に水平基準距離「ｄｈ」の倍数となっている状態の他、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差であって本開示の技術の趣旨に反しない程度の誤差が含まれていてもよい。このことは、水平方向Ｕに並ぶ受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４の間隔についても同様である。
【0028】
本例の水平基準距離「ｄｈ」は、レーダ装置１の探知範囲を“±１／２・θｆｏｖ”としたとき、以下の数式Ｆ１を満たすように設定される。本実施形態では、θｆｏｖを“１８０°”とし、水平基準距離「ｄｈ」を“１／２・λ”とする。なお、λは、電波の波長である。
【0029】
１／ｓｉｎ（θｆｏｖ／１８０・π）・２＜ｄｈ ・・・（Ｆ１）
受信アンテナ群Ｒｘは、送信アンテナ群Ｔｘから送信されて物標によって反射した電波等を受信する。本例の受信アンテナ群Ｒｘは、実在する８つの受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４によって構成されている。受信アンテナ群Ｒｘを構成する８つの受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４は、レーダ装置１を車両に搭載した状態において、水平方向Ｕに並ぶように配置されている。８つの受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒ２４は、水平基準距離「ｄｈ」の１倍となる「１ｄｈ」をあけて等間隔に配置されている。
受信アンテナ群Ｒｘは、送信アンテナ群Ｔｘから送信されて物標によって反射した電波等を受信する。本例の受信アンテナ群Ｒｘは、実在する８つの受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４によって構成されている。受信アンテナ群Ｒｘを構成する８つの受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４は、レーダ装置１を車両に搭載した状態において、水平方向Ｕに並ぶように配置されている。８つの受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒ２４は、水平基準距離「ｄｈ」の１倍となる「１ｄｈ」をあけて等間隔に配置されている。
【0030】
具体的には、図３の上段に示すように、第１の送受信回路２０に接続される４つの受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４は、送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２の配置間隔（本例では５ｄｈ）よりも小さい間隔をあけて配置されている。また、図示しないが、第２の送受信回路２０に接続される４つの受信アンテナ素子Ｒｘ２１～Ｒｘ２４についても、送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２の配置間隔（本例では５ｄｈ）よりも小さい間隔をあけて配置されている。
【0031】
このようなアンテナ構成では、例えば、送信アンテナ素子Ｔｘ１からの送信波に対応する反射波を受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４で受ける仮想アンテナは、図３の下段の左側に示す第１のＳＩＭＯアンテナとなる。また、送信アンテナ素子Ｔｘ２からの送信波に対応する反射波を受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４で受ける仮想アンテナは、図３の下段の右側に示す第２のＳＩＭＯアンテナとなる。なお、“ＳＩＭＯ”は、Single Input Multi Outputの略称である。本実施形態では、第１のＳＩＭＯアンテナおよび第２のＳＩＭＯアンテナの一方が“第１仮想アンテナ”に対応し、他方が“第２仮想アンテナ”に対応している。
【0032】
そして、第１のＳＩＭＯアンテナおよび第２のＳＩＭＯアンテナを含む仮想アンテナ（ＭＩＭＯアンテナ）は、第１のＳＩＭＯアンテナを構成するアンテナ素子と第２のＳＩＭＯアンテナを構成するアンテナ素子とがオーバラップしない配置構成となる。なお、ＭＩＭＯアンテナは、複数のアンテナ素子から送信した電波を複数のアンテナ素子で受信した際の受信結果に基づいて仮想的に生成されるアレイアンテナである。また、“ＭＩＭＯ”は、Multi Input Multi Outputの略称である。
【0033】
一方、第１のＳＩＭＯアンテナおよび第２のＳＩＭＯアンテナは、第１の送受信回路２０に接続される受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４を共通のアンテナ素子として用いている。
【0034】
加えて、一方のＳＩＭＯアンテナをスライド移動させると他方のＳＩＭＯアンテナと重なり合う配置構成となっている。つまり、第１のＳＩＭＯアンテナは、水平方向Ｕにスライド移動させると第２のＳＩＭＯアンテナと重なり合う配置構成となっている。これにより、第１のＳＩＭＯアンテナと第２のＳＩＭＯアンテナでの物標の検出精度が同等となっている。
【0035】
このように構成されるレーダ装置１では、複数の送受信回路２０、３０の間で信号の位相差および振幅差が生じていなければ、第１のＳＩＭＯアンテナおよび第２のＳＩＭＯアンテナそれぞれの受信信号に基づく物標に対応する信号が略同じものとなる。
【0036】
但し、複数の送受信回路２０、３０の間で信号の位相差および振幅差が生じている場合、当該位相差および振幅差の影響によって、第１のＳＩＭＯアンテナおよび第２のＳＩＭＯアンテナそれぞれの受信信号に基づく物標に対応する信号が異なるものとなる。
【0037】
このような特性を鑑み、レーダ装置１は、制御部５０において、各ＳＩＭＯアンテナでの受信信号に基づく物標の検出結果を比較し、各送受信回路２０、３０での位相差や振幅差を補正するようになっている。
【0038】
制御部５０は、プロセッサ、メモリＭを備えたマイクロコンピュータを中心に構成された電子制御機器である。メモリＭは、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ等である。マイクロコンピュータの各種機能は、プロセッサが非遷移的実体的記憶媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。
【0039】
制御部５０には、第１レーダユニットＲＵ１および第２レーダユニットＲＵ２が接続されている。制御部５０は、送信アンテナ群Ｔｘから送信された電波に対応する反射波を受信アンテナ群Ｒｘで受信した際の電波に基づいて物標に対応する信号を検出する。
【0040】
制御部５０は、少なくとも１つの送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２から送信された送信波に対応する反射波の受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４での受信結果に基づいて物標を検出する。本実施形態では、制御部５０における物標を検出するソフトウエア、ハードウエアが“物標検出部５１”を構成している。
【0041】
本実施形態の物標検出部５１は、送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２からの送信波の受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４での受信結果に基づいて物標との距離に相関性を有する距離情報として距離スペクトルを求める。本実施形態では、物標検出部５１のうち、距離情報を求めるソフトウエア、ハードウエアが“距離演算部５２”を構成している。なお、距離スペクトルは、物標との距離に相関性を有する周波数スペクトルである。
【0042】
物標検出部５１は、送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２からの送信波の受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４での受信結果に基づいて物標との相対速度に相関性を有する速度情報として速度スペクトルを求める。本実施形態では、物標検出部５１のうち、速度情報を求めるソフトウエア、ハードウエアが“速度演算部５３”を構成している。なお、速度スペクトルは、物標との相対速度に相関性を有する周波数スペクトルである。
【0043】
さらに、物標検出部５１は、送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２からの送信波の受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４での受信結果に基づいて物標の方位を推定する。本実施形態では、物標検出部５１のうち、物標の方位を推定するソフトウエア、ハードウエアが“方位推定部５４”を構成している。
【0044】
ここで、本実施形態のレーダ装置１は、第１の送受信回路２０および第２の送受信回路３０がそれぞれに設けられた局部発振器２１１、３１１で生成されたローカル信号に基づいて、チャープ信号およびビート信号を生成する。このため、第１の送受信回路２０および第２の送受信回路３０の間には、異なる局部発振器２１１、３１１を利用することによる位相のズレ（すなわち、位相差）が生じ得る。
【0045】
また、レーダ装置１は、第１の送受信回路２０および第２の送受信回路３０がそれぞれに設けられた増幅器、ＡＤ変換器等の機器を利用してチャープ信号およびビート信号を生成する。このため、第１の送受信回路２０および第２の送受信回路３０の間には、異なる機器を利用することによる振幅のズレ（すなわち、振幅差）が生じ得る。レーダ装置１において、第１の送受信回路２０および第２の送受信回路３０における位相差および振幅差が大きいことは、物標の検出精度の低下を招くことから好ましくない。
【0046】
これらを踏まえて、レーダ装置１は、一部の送受信回路を“基準部”とし、“基準部”を除く他の送受信回路を“補正対象回路”として、“基準部”に対する“補正対象回路”での位相差および振幅差の一方を補正対象成分として補正するようになっている。
【0047】
具体的には、制御部５０は、第１の送受信回路２０を基準部とし、第２の送受信回路３０を補正対象回路として、第１の送受信回路２０と第２の送受信回路３０との間で生ずる位相差および振幅差の双方を補正対象成分として補正する。本実施形態では、制御部５０における各送受信回路２０、３０の間で生ずる位相差および振幅差を補正するソフトウエア、ハードウエアが“補正処理部５５”を構成している。
【0048】
前述したように本実施形態の制御部５０は、第１のＳＩＭＯアンテナでの受信信号に基づく物標の検出結果と第２のＳＩＭＯアンテナでの受信信号に基づく物標の検出結果とを比較し、各送受信回路２０、３０での位相差や振幅差を補正する。
【0049】
具体的には、制御部５０は、各ＳＩＭＯアンテナでの受信信号に基づく物標の検出結果から各送受信回路２０、３０での位相差および振幅差を補正対象成分として求める。続いて、制御部５０は、補正対象成分から第２の送受信回路３０側の位相および振幅を第１の送受信回路２０側の位相および振幅に合致させる補正係数を算出する。そして、制御部５０は、物標を検出する際に、補正係数を用いて、第２の送受信回路３０側の受信アンテナ素子Ｒｘ２１～Ｒｘ２４の受信信号の位相および振幅を補正する。
【0050】
ここで、送信アンテナ素子Ｔｘ１からの送信波の受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４での受信信号ｘ１１～ｘ１４を示す受信信号ベクトルＸ１は、図４の数式Ｆ２に示すものとなる。なお、数式Ｆ２では、“θ”が方位、“ｓ”が物標に対応する信号成分を示している。
【0051】
送信アンテナ素子Ｔｘ２からの送信波の受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４での受信信号ｘ１１～ｘ１４を示す受信信号ベクトルＸ２は、図４の数式Ｆ３に示すものとなる。なお、数式Ｆ３では、“θ”が方位、“ｓ”が物標に対応する信号成分、“γ”が各送受信回路２０、３０の間の位相差、“Ａ”が各送受信回路２０、３０の間の振幅差を示している。
【0052】
また、物標の方位と送信アンテナ素子Ｔｘ１および受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４の位置関係から定まるアレイベクトルＡ１は、図４の数式Ｆ４に示すものとなる。物標の方位と送信アンテナ素子Ｔｘ２および受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４の位置関係から定まるアレイベクトルＡ２は、図４の数式Ｆ５に示すものとなる。なお、数式Ｆ４、Ｆ５に示す“Ｔ”は転置を示す記号である。
【0053】
そして、第１のＳＩＭＯアンテナで受信した物標に対応する信号をデジタルビームフォーミングで再生した再生信号ｓ１は、図４の数式Ｆ６に示すものとなる。再生信号ｓ１は、受信信号ベクトルＸ１とアレイベクトルＡ１とを掛け合わせることで求められる。以下では、デジタルビームフォーミングについてＤＢＦと呼ぶことがある。
【0054】
また、第２のＳＩＭＯアンテナで受信した物標に対応する信号をＤＢＦで再生した再生信号ｓ２は、図４の数式Ｆ７に示すものとなる。再生信号ｓ２は、受信信号ベクトルＸ２とアレイベクトルＡ２とを掛け合わせることで求められる。
【0055】
図４の数式Ｆ６、Ｆ７で示すように、再生信号ｓ１、ｓ２の一方には、複数の送受信回路２０、３０での位相差および振幅差が含まれる。このため、再生信号ｓ１、ｓ２同士を比較すれば、数式Ｆ８で示すように、各送受信回路２０、３０の間の位相差を示す“γ”および振幅差を示す“Ａ”が抽出される。
【0056】
このように、各ＳＩＭＯアンテナで受信した物標に対応する信号をＤＢＦで再生した再生信号ｓ１、ｓ２を比較することによって位相差を示す“γ”および振幅差を示す“Ａ”を求めることができる。
【0057】
ここで、レーダ装置１の視野角に物標が存在しない場合、ノイズの影響が大きくなる。このため、本実施形態の制御部５０は、レーダ装置１における物標の検出可能範囲に物標が存在する場合に、再生信号ｓ１、ｓ２を比較し、この比較結果に基づいて、補正対象回路の補正対象成分を補正する。つまり、制御部５０は、各受信アンテナ素子Ｒｘ１１、Ｒｘ１４それぞれで受信される信号のうち、物標に対応するものを比較信号とし、当該比較信号をＤＢＦで再生した再生結果の比較によって補正対象回路の補正対象成分を補正する。
【0058】
このような補正対象成分の補正は、レーダ装置１にて物標を検出する物標検出処理の実行されるたびに行われる。以下、レーダ装置１の制御部５０が実行する物標検出処理について、図５を参照しつつ説明する。図５に示す処理は、送信アンテナ群Ｔｘから所定の送信周期でチャープ信号が送信されると、制御部５０によって周期的または不定期に実行される。
【0059】
図６に示すように、制御部５０は、ステップＳ１００にて、物標からの反射波を受信アンテナ群Ｒｘで受信する。この受信信号は、各レーダユニットＲＵ１、ＲＵ２の各受信部２２、３２のミキサにてローカル信号と混合される。その後、ローパスフィルタにより所望の周波数成分が抽出されて、当該周波数成分がビート信号として各受信部２２、３２から制御部５０へ提供される。
【0060】
続いて、制御部５０は、ステップＳ１１０にて、距離ＦＦＴの処理を行う。制御部５０は、ビート信号をＦＦＴにより周波数解析することで、物標までの距離と相関性を有する距離情報として距離スペクトルを求める。制御部５０は、各受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４それぞれでの受信される信号を解析して、例えば、図６に示すように、各受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４毎に距離スペクトルを求める。なお、ＦＦＴは、Fast Fourier Transformの略称である。
【0061】
続いて、制御部５０は、ステップＳ１２０にて、速度ＦＦＴの処理を行う。制御部５０は、ＦＦＴによりビート周波数成分毎にＦＦＴを行ってドップラ周波数を求めるとともに当該ドップラ周波数に基づいて物標の相対速度を求める。制御部５０は、各受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４それぞれでの受信される信号を解析して、例えば、図７に示すように、各受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４毎に速度情報として速度スペクトルを求める。
【0062】
続いて、制御部５０は、ステップＳ１３０にて、物標が検出されたか否かを判定する。例えば、制御部５０は、ビート信号のＦＦＴを行った際に物標との距離を示すピークが検出された場合に物標が検出された判定し、物標との距離を示すピークが検出されなかった場合に物標が検出されていないと判定する。
【0063】
制御部５０は、物標が検出されなかった場合には以降の処理をスキップして、物標検出処理を抜ける。また、制御部５０は、物標が検出された場合にはステップＳ１４０に移行して物標検出処理を継続する。
【0064】
制御部５０は、ステップＳ１４０にて、第１のＳＩＭＯアンテナおよび第２のＳＩＭＯアンテナそれぞれで受信される信号のうち、物標に対応するものを比較信号として選定する。
【0065】
ここで、電波の伝搬（すなわち、受信電力）は、距離の４乗に逆比例して減衰する。このため、距離が近い物標に対応する信号の方が、ＳＮ比が高くなり、ノイズの影響が抑えられる。また、例えば、送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２を時分割多重方式によって多重送信する場合等には、電波の送信タイミングが異なることで、ターゲットが移動し、当該ターゲッとの距離の差異による位相変化が加わることがある。
【0066】
これらを考慮し、本実施形態の制御部５０は、物標を示す信号のうち、物標との距離が基準距離以下であることを示し、且つ、物標との相対速度が基準速度以下であることを示すものを比較信号として選定する。
【0067】
例えば、図８に示すように、距離および速度の異なる３つのターゲットＴｒｇ１～Ｔｒｇ３が存在する場合、制御部５０は、距離が近く、且つ、相対速度が小さいターゲットＴｒｇ１を示す信号を比較信号として選定する。
【0068】
本実施形態の制御部５０は、基準部となる第１の送受信回路２０側で受信される受信信号に基づく距離情報および速度情報を用いて比較信号を選定する。これによると、各送受信回路２０の相違に起因する距離および相対速度の変化を避けることができる。
【0069】
続いて、制御部５０は、ステップＳ１５０にて、第１のＳＩＭＯアンテナおよび第２のＳＩＭＯアンテナそれぞれで受信された物標に対応する信号（ステップＳ１４０にて選定された比較信号）をＤＢＦで再生する。
【0070】
続いて、制御部５０は、ステップＳ１６０にて、比較信号をＤＢＦで再生した再生結果の比較によって補正対象回路の補正対象成分を検出する。そして、当該補正対象成分を用いて、第２の送受信回路３０側の位相および振幅を第１の送受信回路２０側の位相および振幅に合致させる補正係数を算出する。具体的には、制御部５０は、各ＳＩＭＯアンテナで受信した物標に対応する信号をＤＢＦで再生した再生信号ｓ１、ｓ２を比較することによって位相差を示す“γ”および振幅差を示す“Ａ”を求める。
【0071】
続いて、制御部５０は、ステップＳ１７０にて、上述の補正係数を用いて、第２の送受信回路３０側の受信アンテナ素子Ｒｘ２１～Ｒｘ２４の受信信号の位相および振幅を補正する補正処理を行う。
【0072】
但し、ＤＢＦで再生した再生信号ｓ１、ｓ２の差が、予め想定される信号差よりも大きすぎる場合、クラッタや多重反射による偽像を物標として検出している虞がある。このため、ＤＢＦで再生した再生信号ｓ１、ｓ２の差が、所定値以下となるものを用いて補正対象回路の補正対象成分を補正するようになっていることが望ましい。
【0073】
続いて、制御部５０は、ステップＳ１８０にて、ターゲットとなる物標の検出処理を実行する。制御部５０は、例えば、ステップＳ１７０で補正した受信信号に基づいて、物標との距離に相関性を有する距離情報、物標との相対速度に相関性を有する速度情報、物標の方位を推定する。そして、制御部５０は、距離情報、速度情報、物標の方位の推定結果に基づいてターゲットとなる物標を検出する。
【0074】
以上説明したレーダ装置１は、第１の送受信回路２０を基準部とし、第２の送受信回路３０を補正対象回路として、第１の送受信回路２０と第２の送受信回路３０との間で生ずる位相差および振幅差の双方を補正対象成分として補正する。本実施形態のレーダ装置１は、所定方向にスライド移動させた際に重なり合う各ＳＩＭＯアンテナそれぞれでの受信信号に基づく物標に対応する信号の検出結果の比較に基づいて、補正対象回路の補正対象成分を補正する。
【0075】
このようなレーダ装置１では、アンテナ素子を冗長化させなくても、複数の送受信回路２０、３０の間で生ずる信号の位相誤差および振幅誤差の少なくとも一方を補正対象成分として補正することができる。
【0076】
また、本実施形態のレーダ装置１は、以下の特徴を備える。
【0077】
（１）レーダ装置１は、第１のＳＩＭＯアンテナおよび第２のＳＩＭＯアンテナで受信される信号のうち、物標に対応するものを比較信号とし、当該比較信号に基づく物標の検出結果の比較に基づいて補正対象回路の補正対象成分を補正する。
【0078】
これによると、レーダ装置１の視野角の範囲に物標が存在しない場合にも位相差を補償するものに比べて、基準回路および補正対象回路の間で生ずる位相差または振幅差といった補正対象成分を適切に補正することができる。
【0079】
（２）制御部５０は、第１仮想アンテナで受信した物標に対応する信号をＤＢＦで再生した再生結果および第２仮想アンテナで受信した前記物標に対応する信号をＤＢＦで再生した再生結果を比較することによって、補正対象回路の補正対象成分を補正する。このように、各ＳＩＭＯアンテナで受信した物標に対応する信号をＤＢＦで再生した再生信号を比較することによって、補正対象成分に対応する成分を抽出することができる。
【0080】
（３）物標に対応する信号のＤＢＦでの再生結果となる再生信号の差が予め想定される信号差よりも大き過ぎる場合、クラッタや多重反射による偽像を物標として検出している虞がある。このため、レーダ装置１は、各ＳＩＭＯアンテナそれぞれで受信した物標に対応する信号のＤＢＦでの再生結果となる再生信号の差が所定閾値以下となるもの用いて補正対象回路の補正対象成分を補正するするようになっていることが望ましい。
【0081】
（４）制御部５０は、物標検出部５１として、物標との距離に相関性を有する距離情報を求める距離演算部５２と、物標との相対速度に相関性を有する速度情報を求める速度演算部５３と、を有する。制御部５０は、各ＳＩＭＯアンテナそれぞれで受信される信号のうち、距離情報に基づく物標までの距離が基準距離以下であることを示すものであって、速度情報に基づく物標の相対速度が基準速度以下であることを示すものを比較信号とする。
【0082】
これによれば、ＳＮ比が高く、且つ、複数の送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２での電波の送信タイミングの違いによる位相変化の小さい信号を比較信号として用いることになるので、基準回路および補正対象回路の間で生ずる補正対象成分を適切に求めることができる。この結果、複数の送受信回路２０、３０の間で生ずる信号の位相差および振幅差の少なくとも一方を補正することができる。
【0083】
（第１実施形態の変形例）
第１実施形態では、物標検出部５１で検出される物標の数によらず、補正対象回路での補正対象成分を補正するものを例示したが、レーダ装置１は、これに限定されない。
第１実施形態では、物標検出部５１で検出される物標の数によらず、補正対象回路での補正対象成分を補正するものを例示したが、レーダ装置１は、これに限定されない。
【0084】
レーダ装置１の視野角の範囲に物標が複数ある場合、ＤＢＦで再生する信号は、例えば、図９に示すように、他の物標に対応する信号のサイドローブの影響を受ける。このため、制御部５０は、物標検出部５１にて物標が１つ検出された場合に補正対象回路での補正対象成分を補正し、物標検出部５１にて物標が２つ以上検出された場合に、補正対象回路での前記補正対象成分を補正しないようになっていることが望ましい。
【0085】
第１実施形態の制御部５０は、各送受信回路２０、３０の位相および振幅に合致させる補正係数を算出し、当該補正係数を用いて、第２の送受信回路３０側の受信アンテナ素子Ｒｘ２１～Ｒｘ２４の受信信号の位相および振幅を補正しているが、これに限定されない。制御部５０による位相差および振幅差の補正は、例えば、第２の送受信回路３０側の位相および振幅を第１の送受信回路２０側の位相および振幅に合致するように位相器や増幅器等で変化させることによって実現されていてもよい。このことは、以降の実施形態においても同様である。
【0086】
第１実施形態の如く、レーダ装置１は、各送受信回路２０、３０の位相差および振幅差の双方を補正対象成分として補正するように構成されていることが望ましいが、これに限定されない。レーダ装置１は、各送受信回路２０、３０の位相差および振幅差の一方を補正対象成分として補正するようになっていてもよい。このことは、以降の実施形態においても同様である。
【0087】
第１実施形態では、第１の送受信回路２０を基準部とし、第２の送受信回路３０を補正対象回路としているが、第２の送受信回路３０を基準部とし、第１の送受信回路２０を補正対象回路としてもよい。このことは、以降の実施形態においても同様である。
【0088】
第１実施形態の如く、各ＳＩＭＯアンテナそれぞれで受信される信号のうち、物標までの距離が基準距離以下であることを示し、且つ、物標との相対速度が基準速度以下であることを示すものを比較信号とすることが望ましいが、これに限定されない。制御部５０は、例えば、各ＳＩＭＯアンテナそれぞれで受信される信号のうち、物標に対応する信号を、物標までの距離や物標との相対速度を考慮せずに、比較信号とするようになっていてもよい。また、制御部５０は、各ＳＩＭＯアンテナそれぞれで受信される信号のうち、物標までの距離が基準距離以下であることを示すものを比較信号とするようになっていてもよい。さらに、制御部５０は、例えば、各ＳＩＭＯアンテナそれぞれで受信される信号のうち、物標との相対速度が基準距離以下であることを示すものを比較信号とするようになっていてもよい。これらは、以降の実施形態においても同様である。
【0089】
第１実施形態のレーダ装置１は、仮想アレイアンテナを構成するアンテナ素子が冗長化されないアンテナ構成となっているが、これに限らず、仮想アレイアンテナを構成するアンテナ素子が冗長化されるアンテナ構成になっていてもよい。すなわち、本開示のレーダ装置１は、仮想アレイアンテナを構成するアンテナ素子を冗長化させることが可能なアンテナ構成にも適用可能である。
【0090】
第１実施形態では、補正対象成分の補正をレーダ装置１にて物標を検出する物標検出処理の実行するたびに行うものを例示したが、これに限定されない。レーダ装置１は、物標を検出する物標検出処理とは別に、補正対象成分の補正を行うようになっていてもよい。
【0091】
【0092】
第１実施形態の如く、送信アンテナ群Ｔｘを構成する２つの送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２の間隔が、受信アンテナ群Ｒｘを構成する８つの受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４の間隔の倍数となっていることが望ましい。
【0093】
しかしながら、実製品では、製造誤差等によって、２つの送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２の間隔と受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４とが異なる間隔となることがある。
【0094】
例えば、図１０に示すように、レーダ装置１は、送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２は、水平基準距離「ｄｈ」とは異なる基準距離「ｄｔ」の５倍となる「５ｄｔ」の間隔をあけて配置されている（本例では基準間隔＝５ｄｔ）。なお、基準距離「ｄｔ」は、水平基準距離「ｄｈ」に対して製造誤差等の差分αを加えた距離となる。この差分αは、水平基準距離「ｄｈ」に対して充分に小さい値である。
【0095】
また、受信アンテナ群Ｒｘは、送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２における配置間隔である基準間隔（本例では５ｄｔ）とは異なる間隔をあけて配置されている。但し、受信アンテナ素子Ｒｘ１１、Ｒｘ１４の間隔は、基準間隔に近い間隔をあけて配置されており、受信アンテナ素子Ｒｘ１１に対する送信アンテナ素子Ｔｘ２の配置関係が、受信アンテナ素子Ｒｘ１４に対する送信アンテナ素子Ｔｘ１の配置関係と類似している。
【0096】
このようなアンテナ構成では、送信アンテナ素子Ｔｘ１からの送信波の受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４での受信信号ｘ１１～ｘ１４を示す受信信号ベクトルＸ１は、図１０の数式Ｆ９に示すものとなる。また、送信アンテナ素子Ｔｘ２からの送信波の受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４での受信信号ｘ１１～ｘ１４を示す受信信号ベクトルＸ２は、図１０の数式Ｆ１０に示すものとなる。
【0097】
本実施形態では、受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４の間隔が送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２の間隔と一致しない。このため、図１０の数式Ｆ９および数式Ｆ１０に示すように、各ＳＩＭＯアンテナそれぞれの受信信号ベクトルＸ１、Ｘ２が異なるものとなる。
【0098】
一方、図１０の数式Ｆ９および数式Ｆ１０によれば、物標の方位角であるθが実質的にゼロとなる場合（物標の方位が中央位置である場合）に、アンテナ素子の配置間隔が異なることに起因する受信信号ベクトルＸ１、Ｘ２の差が小さくなる。すなわち、各ＳＩＭＯアンテナでの受信信号ベクトルＸ１、Ｘ２の差は、物標が検出可能範囲の両端より中央に近い位置にある場合に小さくなり易い。
【0099】
これらを考慮して、制御部５０は、各仮想アンテナそれぞれで受信される信号のうち、物標の方位が物標の検出可能範囲の両端より中央近くの中央領域にあることを示すものを比較信号とするようにしている。
【0100】
以下、本実施形態の制御部５０が実行する比較信号の選定処理について、図１１を参照しつつ説明する。図１１に示す処理は、物標検出処理における一処理として制御部５０によって実行される。なお、図１１に示す処理は、第１実施形態で説明した図５のステップＳ１４０の処理に対応している。
【0101】
図１１に示すように、制御部５０は、ステップＳ１４１にて、物標として検出された信号の中から距離情報および速度情報により方位推定の対象となる信号を選定する。制御部５０は、例えば、距離が短く、相対速度が小さいことを示す信号を優先的に方位推定の対象となる信号として選定する。
【0102】
続いて、制御部５０は、ステップＳ１４２にて、方位推定の対象として選定された信号に対応する物標の方位推定を実施する。具体的には、制御部５０は、基準部となる第１の送受信回路２０に接続された受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４での受信信号に基づく簡易な方位推定を実施する。
【0103】
ここで、全ての受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４での受信信号に基づいて物標の方位を推定することも考えられるが、各送受信回路２０、３０の間の位相差および振幅差によって方位の推定精度が低下する。このため、補正対象成分の補正する前段階での物標の方位推定は、本実施形態の如く、基準部となる第１の送受信回路２０に接続された受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４での受信信号に基づく物標の方位推定を行うようになっていることが望ましい。
【0104】
続いて、制御部５０は、ステップＳ１４３にて、簡易な方位推定にて推定された物標の方位が、物標の検出可能範囲の両端より中央近くの中央領域であるか否かを判定する。ここで、中央領域は、視野角の中央位置（θ＝０）を含む領域である。なお、中央領域は、各ＳＩＭＯアンテナでの受信信号の比較によって各送受信回路２０、３０の間の位相差を求めることが可能な範囲に設定される。
【0105】
簡易方位推定の推定結果が、物標が中央領域内にあることを示す場合、制御部５０は、ステップＳ１４４にて、物標が中央領域内にあることを示す信号を比較信号に設定して、比較信号の選定処理を抜ける。
【0106】
一方、簡易な方位推定の推定結果が、物標が中央領域外にあることを示す場合、制御部５０は、ステップＳ１４１に戻る。具体的には、制御部５０は、簡易な方位推定の推定結果が、物標が中央領域外にあることを示す場合、次に、距離が短く、相対速度が小さいことを示す信号を方位推定の対象となる信号として選定し、選定された信号に対応する物標の方位推定を再び実施する。
【0107】
このような選定処理によって、中央領域内に物標があることを示す信号が比較信号に設定される。例えば、図１２に示すように、異なる方位に３つのターゲットＴｒｇ１～Ｔｒｇ３が存在する場合、中央領域内にあるターゲットＴｒｇ１を示す信号が比較信号として設定される。
【0108】
その他については、第１実施形態と同様である。本実施形態のレーダ装置１は、第１実施形態と共通の構成または均等な構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。
【0109】
また、本実施形態のレーダ装置１は、以下の特徴を備える。
【0110】
（１）本実施形態の制御部５０は、各ＳＩＭＯアンテナそれぞれで受信される信号のうち、簡易な方位推定処理で推定された物標の方位が物標の検出可能範囲の両端より中央近くの中央領域にあることを示すものを比較信号としている。これによれば、アンテナ素子の配置誤差に起因する位相のずれが生じたとしても、基準回路および補正対象回路の間で生ずる位相差や振幅差を適切に求めることが可能となる。
【0111】
（２）本実施形態の制御部５０は、距離が短く、相対速度が小さいことを示す信号を優先的に方位推定の対象となる信号として選定する。これによれば、ＳＮ比が高く、且つ、複数の送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２での電波の送信タイミングの違いによる位相変化の小さい信号が比較信号として用いられ易くなるので、基準回路および補正対象回路の間で生ずる補正対象成分を適切に求めることができる。
【0112】
（第２実施形態の変形例）
第２実施形態の如く、レーダ装置１は、距離が短く、相対速度が小さいことを示す信号を優先的に方位推定の対象となる信号として選定されることが望ましいが、そのようになっていなくてもよい。
第２実施形態の如く、レーダ装置１は、距離が短く、相対速度が小さいことを示す信号を優先的に方位推定の対象となる信号として選定されることが望ましいが、そのようになっていなくてもよい。
【0113】
第２実施形態では、基準部となる第１の送受信回路２０に接続された受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４での受信信号に基づく物標の方位推定を簡易方位推定として実施するようになっているが、これに限定されない。レーダ装置１は、補正対象部となる第２の送受信回路３０に接続された受信アンテナ素子Ｒｘ２１～Ｒｘ２４での受信信号に基づく物標の方位推定を簡易方位推定として実施するようになっていてもよい。
【0114】
【0115】
図１３に示すように、本実施形態の第１レーダユニットＲＵ１は、実在する複数の送信アンテナ素子Ｔｘ１１～Ｔｘ１４と、実在する複数の受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４と、第１の送受信回路２０とを備える。また、第２レーダユニットＲＵ２は、実在する複数の送信アンテナ素子Ｔｘ２１～Ｔｘ２４と、実在する複数の受信アンテナ素子Ｒｘ２１～Ｒｘ２４と、第２の送受信回路３０とを備える。
【0116】
本例の送信アンテナ群Ｔｘおよび受信アンテナ群Ｒｘについて図１４を参照しつつ説明する。図１４に示すように、本例の送信アンテナ群Ｔｘは、実在する８つの送信アンテナ素子Ｔｘ１１～Ｔｘ１４、Ｔｘ２１～Ｔｘ２４を有している。また、本例の受信アンテナ群Ｒｘは、実在する８つの受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４を有している。
【0117】
図１４に示すように、送信アンテナ群Ｔｘを構成する８つの送信アンテナ素子Ｔｘ１１～Ｔｘ１４、Ｔｘ２１～Ｔｘ２４は、レーダ装置１を車両に搭載した状態において、水平方向Ｕおよび垂直方向Ｖそれぞれに並んで配置されている。
【0118】
送信アンテナ群Ｔｘでは、第１の送受信回路２０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ１１～Ｔｘ１４が水平方向Ｕの一方側に配置され、第２の送受信回路３０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ２１～Ｔｘ２４が水平方向Ｕの他方側に配置されている。
【0119】
第１の送受信回路２０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ１１～Ｔｘ１４は、３つの送信アンテナ素子Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ１４が垂直方向Ｖに並んで配置され、２つの送信アンテナ素子Ｔｘ１２、Ｔｘ１３が水平方向Ｕに並んで配置されている。
【0120】
具体的には、水平方向Ｕに並ぶ送信アンテナ素子Ｔｘ１２、Ｔｘ１３は、所定の水平基準距離「ｄｈ」の３倍となる「３ｄｈ」の間隔をあけて配置されている。また、垂直方向Ｖに並ぶ送信アンテナ素子Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ１４は、所定の垂直基準距離「ｄｚ」の１倍となる「ｄｚ」の間隔をあけて配置されている。なお、送信アンテナ素子Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ１４の間隔は、厳密に垂直基準距離「ｄｚ」の倍数となっている状態の他、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差であって本開示の技術の趣旨に反しない程度の誤差が含まれていてもよい。このことは、第２の送受信回路３０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ２１～Ｔｘ２４や垂直方向Ｖに並ぶ受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４の間隔についても同様である。
【0121】
本例の垂直基準距離「ｄｚ」は、レーダ装置１の探知範囲を“±１／２・φｆｏｖ”としたとき、以下の数式Ｆ１１を満たすように設定される。本実施形態では、φｆｏｖを“１８０°”とし、垂直基準距離「ｄｚ」を“１／２・λ”とする。なお、λは、電波の波長である。
【0122】
１／ｓｉｎ（φｆｏｖ／１８０・π）・２＜ｄｚ ・・・（Ｆ１１）
また、第２の送受信回路３０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ２１～Ｔｘ２４は、３つの送信アンテナ素子Ｔｘ２１、Ｔｘ２２、Ｔｘ２４が垂直方向Ｖに並んで配置され、２つの送信アンテナ素子Ｔｘ２２、Ｔｘ２３が水平方向Ｕに並んで配置されている。
また、第２の送受信回路３０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ２１～Ｔｘ２４は、３つの送信アンテナ素子Ｔｘ２１、Ｔｘ２２、Ｔｘ２４が垂直方向Ｖに並んで配置され、２つの送信アンテナ素子Ｔｘ２２、Ｔｘ２３が水平方向Ｕに並んで配置されている。
【0123】
具体的には、水平方向Ｕに並ぶ送信アンテナ素子Ｔｘ２２、Ｔｘ２３は、所定の水平基準距離「ｄｈ」の３倍となる「３ｄｈ」の間隔をあけて配置されている。また、垂直方向Ｖに並ぶ送信アンテナ素子Ｔｘ２１、Ｔｘ２２、Ｔｘ２４は、所定の垂直基準距離「ｄｚ」の１倍となる「ｄｚ」の間隔をあけて配置されている。
【0124】
ここで、水平方向Ｕの一方側にある送信アンテナ素子Ｔｘ１３および水平方向Ｕの他方側にある送信アンテナ素子Ｔｘ２３、所定の水平基準距離「ｄｈ」の５倍となる「５ｄｈ」の間隔をあけて配置されている。
【0125】
本実施形態の受信アンテナ群Ｒｘは、実在する８つの受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４によって構成されている。受信アンテナ群Ｒｘを構成する８つの受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４は、レーダ装置１を車両に搭載した状態において、水平方向Ｕおよび垂直方向Ｖに並ぶように配置されている。
【0126】
具体的には、受信アンテナ群Ｒｘは、第１の送受信回路２０に接続される４つの受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４を含んでいる。第１の送受信回路２０に接続される４つの受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４は、送信アンテナ群Ｔｘにおける垂直方向Ｖの一端となる送信アンテナ素子Ｔｘ１１に近い位置において水平方向Ｕに沿って並んで配置されている。
【0127】
また、受信アンテナ群Ｒｘは、第２の送受信回路３０に接続される４つの受信アンテナ素子Ｒｘ２１～Ｒｘ２４を含んでいる。第２の送受信回路３０に接続される４つの受信アンテナ素子Ｒｘ２１～Ｒｘ２４は、送信アンテナ群Ｔｘにおける垂直方向Ｖの他端となる送信アンテナ素子Ｔｘ１４に近い位置において水平方向Ｕに沿って並んで配置されている。一行目の受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４および二行目の受信アンテナ素子Ｒｘ２１～Ｒｘ２４は、水平基準距離「ｄｈ」の２倍となる「２ｄｈ」の間隔をあけて配置されている。
【0128】
また、一行目の受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４および二行目の受信アンテナ素子Ｒｘ２１～Ｒｘ２４は、垂直方向Ｖにおいて対向するように配置されている。一行目の受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４および二行目の受信アンテナ素子Ｒｘ２１～Ｒｘ２４は、垂直基準距離「ｄｚ」の３倍となる「３ｄｚ」の間隔をあけて配置されている。
【0129】
本実施形態のレーダ装置１は、受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４の垂直方向Ｖにおける間隔が、送信アンテナ素子Ｔｘ１１～Ｔｘ１４、Ｔｘ２１～Ｔｘ１４の垂直方向Ｖにおける間隔とは異なっている。本実施形態のレーダ装置１は、受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４の水平方向Ｕにおける間隔が、送信アンテナ素子Ｔｘ１１～Ｔｘ１４、Ｔｘ２１～Ｔｘ１４の水平方向Ｕにおける間隔とは異なっている。
【0130】
このようなアンテナ構成に基づく仮想アンテナは、水平方向Ｕおよび垂直方向Ｖの双方において、多数の仮想アンテナ素子が並ぶアレイアンテナとして構成される。これにより、異なる２方向における物標の位置、方位を検出可能になっている。
【0131】
例えば、送信アンテナ素子Ｔｘ１２、Ｔｘ１３からの送信波に対応する反射波を受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４で受ける仮想アンテナは、図１５の上段の左側に示す第１のＭＩＭＯアンテナとなる。また、送信アンテナ素子Ｔｘ２２、Ｔｘ２３からの送信波に対応する反射波を受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４で受ける仮想アンテナは、図１５の上段の右側に示す第２のＭＩＭＯアンテナとなる。本実施形態では、第１のＭＩＭＯアンテナおよび第２のＭＩＭＯアンテナの一方が“第１仮想アンテナ”に対応し、他方が“第２仮想アンテナ”に対応している。
【0132】
そして、第１のＭＩＭＯアンテナおよび第２のＭＩＭＯアンテナを含む仮想アンテナ（ＭＩＭＯアンテナ）は、第１のＭＩＭＯアンテナを構成するアンテナ素子と第２のＭＩＭＯアンテナを構成するアンテナ素子とがオーバラップしない配置構成となる。
【0133】
一方、第１のＭＩＭＯアンテナおよび第２のＭＩＭＯアンテナは、第１の送受信回路２０に接続される受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４を共通のアンテナ素子として用いている。
【0134】
加えて、一方のＭＩＭＯアンテナをスライド移動させると他方のＭＩＭＯアンテナと重なり合う配置構成となっている。つまり、第１のＭＩＭＯアンテナは、水平方向Ｕにスライド移動させると第２のＭＩＭＯアンテナと重なり合う配置構成となっている。これにより、第１のＭＩＭＯアンテナと第２のＭＩＭＯアンテナでの物標の検出精度が同等となっている。
【0135】
このように構成される本実施形態のレーダ装置１では、制御部５０において、各ＭＩＭＯアンテナでの受信信号に基づく物標の検出結果を比較することで、各送受信回路２０、３０での位相差や振幅差を補正することができる。
【0136】
その他については、第１実施形態と同様である。本実施形態のレーダ装置１は、第１実施形態と共通の構成または均等な構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。
【0137】
また、本実施形態のレーダ装置１は、以下の特徴を備える。
【0138】
（１）本実施形態のレーダ装置１は、異なる２方向において、多数の仮想アンテナ素子が並ぶアレイアンテナとして構成されていることで、異なる２方向における物標の位置、方位を検出可能になっている。このようなレーダ装置１においても、第１実施形態と同様に、複数の送受信回路２０、３０の間で生ずる信号の位相差および振幅差の少なくとも一方を補正することができる。
【0139】
（第３実施形態の変形例）
第３実施形態のレーダ装置１は、送信アンテナ素子Ｔｘ１１～Ｔｘ１４、Ｔｘ２１～Ｔｘ２４および受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４が水平方向Ｕおよび垂直方向Ｖそれぞれに並んで配置されているが、これに限定されない。レーダ装置１は、送信アンテナ素子Ｔｘ１１～Ｔｘ１４、Ｔｘ２１～Ｔｘ２４および受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４が水平方向Ｕおよび垂直方向Ｖとは異なる２方向に並んで配置されていてもよい。このことは、以降の実施形態においても同様である。
第３実施形態のレーダ装置１は、送信アンテナ素子Ｔｘ１１～Ｔｘ１４、Ｔｘ２１～Ｔｘ２４および受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４が水平方向Ｕおよび垂直方向Ｖそれぞれに並んで配置されているが、これに限定されない。レーダ装置１は、送信アンテナ素子Ｔｘ１１～Ｔｘ１４、Ｔｘ２１～Ｔｘ２４および受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４が水平方向Ｕおよび垂直方向Ｖとは異なる２方向に並んで配置されていてもよい。このことは、以降の実施形態においても同様である。
【0140】
第３実施形態では、水平方向Ｕにアンテナ素子が並ぶ仮想アンテナでの受信信号に基づく物標の検出結果を比較することで、各送受信回路２０、３０での位相差や振幅差を補正するものを例示したが、これに限定されない。レーダ装置１は、垂直方向Ｖにアンテナ素子が並ぶ仮想アンテナでの受信信号に基づく物標の検出結果を比較することで、各送受信回路２０、３０での位相差や振幅差を補正するようになっていてもよい。このことは、第３実施形態以外の実施形態でも同様である。
【0141】
【0142】
図１６に示すように、本実施形態のレーダ装置１は、第１レーダユニットＲＵ１、第２レーダユニットＲＵ２、第３レーダユニットＲＵ３、第４レーダユニットＲＵ４を備えている。
【0143】
第１レーダユニットＲＵ１は、４つの送信アンテナ素子Ｔｘ１１～Ｔｘ１４と、４つの受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４と、第１の送受信回路２０とを備える。第２レーダユニットＲＵ２は、４つの送信アンテナ素子Ｔｘ２１～Ｔｘ２４と、４つの受信アンテナ素子Ｒｘ２１～Ｒｘ２４と、第２の送受信回路３０とを備える。第３レーダユニットＲＵ３は、４つの送信アンテナ素子Ｔｘ３１～Ｔｘ３４と、４つの受信アンテナ素子Ｒｘ３１～Ｒｘ３４と、第３の送受信回路４０とを備える。第４レーダユニットＲＵ３は、４つの送信アンテナ素子Ｔｘ４１～Ｔｘ４４と、４つの受信アンテナ素子Ｒｘ４１～Ｒｘ４４と、第４の送受信回路６０とを備える。
【0144】
本例の送信アンテナ群Ｔｘおよび受信アンテナ群Ｒｘについて図１７を参照しつつ説明する。図１７に示すように、本例の送信アンテナ群Ｔｘは、実在する１６の送信アンテナ素子Ｔｘ１１～Ｔｘ１４、Ｔｘ２１～Ｔｘ２４、Ｔｘ３１～Ｔｘ３４、Ｔｘ４１～Ｔｘ４４を有している。また、本例の受信アンテナ群Ｒｘは、実在する１６の受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４、Ｒｘ３１～Ｒｘ３４、Ｒｘ４１～Ｒｘ４４を有している。
【0145】
図１７に示すように、送信アンテナ群Ｔｘを構成する１６の送信アンテナ素子Ｔｘ１１～Ｔｘ１４、Ｔｘ２１～Ｔｘ２４、Ｔｘ３１～Ｔｘ３４、Ｔｘ４１～Ｔｘ４４、は、水平方向Ｕおよび垂直方向Ｖそれぞれに並んで配置されている。
【0146】
送信アンテナ群Ｔｘでは、第１の送受信回路２０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ１１～Ｔｘ１４および第３の送受信回路４０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ３１～Ｔｘ３４が水平方向Ｕの一方側に間隔（本例では１ｄｚ）をあけて配置されている。
【0147】
また、第２の送受信回路３０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ２１～Ｔｘ２４および第４の送受信回路６０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ４１～Ｔｘ４４が水平方向Ｕの他方側に間隔（本例では１ｄｚ）をあけて配置されている。
【0148】
さらに、第１の送受信回路２０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ１１～Ｔｘ１４および第２の送受信回路３０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ２１～Ｔｘ２４が、垂直方向Ｖの一方側において水平方向Ｕに間隔（本例では１３ｄｈ）をあけて配置されている。対向するように配置されている。そして、第３の送受信回路４０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ３１～Ｔｘ３４および第４の送受信回路４０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ４１～Ｔｘ４４が、垂直方向Ｖの他方側において水平方向Ｕに間隔（本例では１３ｄｈ）をあけて配置されている。
【0149】
第１の送受信回路２０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ１１～Ｔｘ１４は、水平方向Ｕにおいて水平基準距離「ｄｈ」の３倍となる「３ｄｈ」の間隔をあけて配置され、垂直方向Ｖに垂直基準距離「ｄｚ」の１倍となる「ｄｚ」の間隔をあけて配置されている。なお、第２の送受信回路３０、第３の送受信回路４０、第４の送受信回路６０に接続されるものについても第１の送受信回路２０に接続されるものと同様であるため、その説明を省略する。
【0150】
続いて、受信アンテナ群Ｒｘについて説明すると、受信アンテナ群Ｒｘを構成する１６の受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４、Ｒｘ３１～Ｒｘ３４、Ｒｘ４１～Ｒｘ４４は、水平方向Ｕおよび垂直方向Ｖに並ぶように配置されている。
【0151】
具体的には、受信アンテナ群Ｒｘは、第１の送受信回路２０に接続される４つの受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４と第２の送受信回路３０に接続される４つの受信アンテナ素子Ｒｘ２１～Ｒｘ２４が垂直方向Ｖの一方において水平方向Ｕに並んで配置されている。
【0152】
また、受信アンテナ群Ｒｘは、第３の送受信回路４０に接続される４つの受信アンテナ素子Ｒｘ３１～Ｒｘ３４と第４の送受信回路６０に接続される４つの受信アンテナ素子Ｒｘ４１～Ｒｘ４４が垂直方向Ｖの他方において水平方向Ｕに並んで配置されている。
【0153】
一行目の受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４および二行目の受信アンテナ素子Ｒｘ３１～Ｒｘ３４、Ｒｘ４１～Ｒｘ４４は、水平基準距離「ｄｈ」の２倍となる「２ｄｈ」の間隔をあけて配置されている。また、一行目の受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４、Ｒｘ２１～Ｒｘ２４および二行目の受信アンテナ素子Ｒｘ３１～Ｒｘ３４、Ｒｘ４１～Ｒｘ４４は、垂直方向Ｖにおいて垂直基準距離「ｄｚ」の４倍となる「４ｄｚ」の間隔をあけて配置されている。
【0154】
本実施形態のレーダ装置１は、受信アンテナ群Ｒｘを構成するアンテナ素子の垂直方向Ｖにおける間隔が、送信アンテナ群Ｔｘを構成するアンテナ素子の垂直方向Ｖにおける間隔とは異なっている。また、本実施形態のレーダ装置１は、受信アンテナ群Ｒｘを構成するアンテナ素子の水平方向Ｕにおける間隔が、送信アンテナ群Ｔｘを構成するアンテナ素子の水平方向Ｕにおける間隔とは異なっている。
【0155】
このようなアンテナ構成に基づく仮想アンテナは、水平方向Ｕおよび垂直方向Ｖの双方において、多数の仮想アンテナ素子が並ぶアレイアンテナとして構成される。これにより、異なる２方向における物標の位置、方位を検出可能になっている。
【0156】
例えば、第１の送受信回路２０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ１１、Ｔｘ１２からの送信波に対応する反射波を受信アンテナ素子Ｒｘ１１～Ｒｘ１４で受ける仮想アンテナは、図１８に示す第１のＭＩＭＯアンテナとなる。第１の送受信回路２０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ１１、Ｔｘ１２からの送信波に対応する反射波を第２の送受信回路３０に接続される受信アンテナ素子Ｒｘ２１～Ｒｘ２４で受ける仮想アンテナは、図１８に示す第２のＭＩＭＯアンテナとなる。
【0157】
また、第１の送受信回路２０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ１１、Ｔｘ１２からの送信波に対応する反射波を第３の送受信回路４０に接続される受信アンテナ素子Ｒｘ３１～Ｒｘ３４で受ける仮想アンテナは、図１９に示す第３のＭＩＭＯアンテナとなる。第１の送受信回路２０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ１１、Ｔｘ１２からの送信波に対応する反射波を第４の送受信回路６０に接続される受信アンテナ素子Ｒｘ４１～Ｒｘ４４で受ける仮想アンテナは、図１９に示す第４のＭＩＭＯアンテナとなる。本実施形態では、各ＭＩＭＯアンテナの一部が“第１仮想アンテナ”に対応し、他のＭＩＭＯアンテナが“第２仮想アンテナ”に対応している。
【0158】
第１～第４のＭＩＭＯアンテナは、第１の送受信回路２０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ１１、Ｔｘ１２を共通のアンテナ素子として用いている。
【0159】
加えて、一部のＭＩＭＯアンテナをスライド移動させると他のＭＩＭＯアンテナと重なり合う配置構成となっている。つまり、一部のＭＩＭＯアンテナは、水平方向Ｕや垂直方向Ｖにスライド移動させると他のＭＩＭＯアンテナと重なり合う配置構成となっている。これにより、第１～第４のＭＩＭＯアンテナでの物標の検出精度が同等となっている。このことは、第１の送受信回路２０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ１３、Ｔｘ１４を用いた場合も同様である。
【0160】
このように構成される本実施形態のレーダ装置１では、制御部５０において、各ＭＩＭＯアンテナでの受信信号に基づく物標の検出結果を比較することで、各送受信回路２０、３０での位相差や振幅差を補正することができる。
【0161】
例えば、第１の送受信回路２０を“基準部”とし、“基準部”を除く他の送受信回路３０、４０、６０を“補正対象回路”として、“基準部”に対する“補正対象回路”での位相差および振幅差の一方を補正対象成分として補正することができる。
【0162】
また、第１の送受信回路２０とは別のものを“基準部”とし、第１の送受信回路２０を含む他の回路を“補正対象回路”として、“基準部”に対する“補正対象回路”での位相差および振幅差の一方を補正対象成分として補正することもできる。
【0163】
さらに、第１の送受信回路２０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ１３、Ｔｘ１４を用いた場合でも、第１の送受信回路２０に接続される送信アンテナ素子Ｔｘ１１、Ｔｘ１２を用いた場合と同様に、補正対象成分を求めることができる。
【0164】
このように構成される本実施形態のレーダ装置１は、補正対象成分を補正するための補正係数を複数求めることが可能となっている。レーダ装置１は、補正対象成分を補正するための補正係数を複数求められる場合、複数の補正係数の平均値を用いて補正対象回路の補正対象成分を補正する。
【0165】
その他については、第２実施形態と同様である。本実施形態のレーダ装置１は、第２実施形態と共通の構成または均等な構成から奏される効果を第２実施形態と同様に得ることができる。
【0166】
また、本実施形態のレーダ装置１は、以下の特徴を備える。
【0167】
（１）制御部５０は、補正対象成分を補正するための補正係数が複数求められる場合は、複数の補正係数の平均値を用いて補正対象回路の補正対象成分を補正する。これによると、基準回路および補正対象回路の間で生ずる位相差または振幅差を適切に補正することができる。
【0168】
（第４実施形態の変形例）
第４実施形態の如く、制御部５０は、補正対象成分を補正するための補正係数を複数求め、複数の補正係数の平均値を用いて補正対象回路の前記補正対象成分を補正するようになっていることが望ましいが、そのようになっていなくてもよい。
第４実施形態の如く、制御部５０は、補正対象成分を補正するための補正係数を複数求め、複数の補正係数の平均値を用いて補正対象回路の前記補正対象成分を補正するようになっていることが望ましいが、そのようになっていなくてもよい。
【0169】
（他の実施形態）
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。
【0170】
上述の実施形態では、レーダ装置１のアンテナ構成について具体的なものを例示したが、レーダ装置１のアンテナ構成は、上述したものに限定されず、上述したものとは異なるアンテナ構成になっていてもよい。送信アンテナ群Ｔｘを構成するアンテナ素子の数および受信アンテナ群Ｒｘを構成するアンテナ素子の数は、上述したものと異なっていてもよい。また、送受信回路の数についても、上述したものと異なっていてもよい。
【0171】
上述の実施形態では、車両に搭載されて車両の周囲に存在する様々な物標を検出する物標検出装置に本開示のレーダ装置１を適用した例について説明したが、レーダ装置１の適用対象は、これに限定されない。レーダ装置１は、例えば、車両以外の移動体や据え置き型の機器にも適用することができる。
【0172】
上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【0173】
上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。
【0174】
上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。
【0175】
本開示の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータで、実現されてもよい。本開示の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータで、実現されてもよい。本開示の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせで構成された一つ以上の専用コンピュータで、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
【符号の説明】
【0176】
１ レーダ装置
２０、３０、４０、６０ 送受信回路
５４ 補正処理部
Ｔｘ 送信アンテナ群
Ｒｘ 受信アンテナ群
２０、３０、４０、６０ 送受信回路
５４ 補正処理部
Ｔｘ 送信アンテナ群
Ｒｘ 受信アンテナ群
【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】
【図18】
【図19】