特許 7023565 アレーアンテナ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-14

(45)【発行日】2022-02-22

(54)【発明の名称】アレーアンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 21/08 20060101AFI20220215BHJP

   H01Q 3/26 20060101ALI20220215BHJP

   H04B 7/0413 20170101ALI20220215BHJP

   H04B 7/06 20060101ALI20220215BHJP

   H04B 7/08 20060101ALI20220215BHJP

   G01S 7/02 20060101ALI20220215BHJP

【ＦＩ】

H01Q21/08

H01Q3/26 Z

H04B7/0413

H04B7/06 150

H04B7/08 420

G01S7/02 216

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2017196161

(22)【出願日】2017-10-06

(65)【公開番号】P2019071529

(43)【公開日】2019-05-09

【審査請求日】2020-10-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000004330

【氏名又は名称】日本無線株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126561

【弁理士】

【氏名又は名称】原嶋 成時郎

(72)【発明者】

【氏名】時枝 幸伸

(72)【発明者】

【氏名】西山 拓真

(72)【発明者】

【氏名】小田 康明

【審査官】赤穂 美香

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１１６４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９０２２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２５７３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２１７８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０１０９１９１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０７１０２２９１（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２７１３１１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ ２１／０８

Ｈ０１Ｑ ３／２６

Ｈ０４Ｂ ７／０４１３

Ｈ０４Ｂ ７／０６

Ｈ０４Ｂ ７／０８

Ｇ０１Ｓ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の間隔ごとに複数の第１の配設位置が設けられ、前記第１の配設位置のうち一部の第１の配設位置に第１の実在アンテナ素子が配設され、他の第１の配設位置には前記第１の実在アンテナ素子が配設されない第１の仮想アンテナ素子が配設された送信アンテナと、
第２の間隔ごとに複数の第２の配設位置が設けられ、前記第２の配設位置のうち一部の第２の配設位置に第２の実在アンテナ素子が配設され、他の第２の配設位置には前記第２の実在アンテナ素子が配設されない第２の仮想アンテナ素子が配設された受信アンテナと、を備え、
前記第１の実在アンテナ素子と前記第２の実在アンテナ素子は、前記送信アンテナと前記受信アンテナでＭＩＭＯレーダー用のアンテナを構成するように配設されているとともに、
前記第１の実在アンテナ素子間の信号差を利用して前記第１の仮想アンテナ素子の信号を補間できるように前記第１の実在アンテナ素子が配設され、前記第２の実在アンテナ素子間の信号差を利用して前記第２の仮想アンテナ素子の信号を補間できるように前記第２の実在アンテナ素子が配設されて、
前記第１の実在アンテナ素子の配設位置に対応する数値を最上行として並べるとともに前記第１の実在アンテナ素子の配設位置に対応する前記数値を符号反転した数値を最左列として並べてこれらの数値を縦横加算した行列内の数値が連番であるとともに、
前記第２の実在アンテナ素子の配設位置に対応する数値を最上行として並べるとともに前記第２の実在アンテナ素子の配設位置に対応する前記数値を符号反転した数値を最左列として並べてこれらの数値を縦横加算した行列内の数値が連番であり、且つ、
前記ＭＩＭＯレーダー用のアンテナにおける実在アンテナ素子の配設位置に対応する数値を最上行として並べるとともに前記実在アンテナ素子の配設位置に対応する前記数値を符号反転した数値を最左列として並べてこれらの数値を縦横加算した行列内の数値が連番である、
ことを特徴とするアレーアンテナ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数のアンテナ素子（放射素子）が規則的に配設されたアレーアンテナ装置に関し、特に、仮想アンテナ素子を有するアレーアンテナ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

レーダーのアレーアンテナ装置において、分解能を高めるにはアンテナの開口長を大きくすることが有効である。しかしながら、多くのアンテナ素子を配設すると、コストが嵩むばかりでなく、回路規模や演算規模が大きくなり実用化が困難になるおそれがある。一方、少ないアンテナ素子を長い開口に配設すると、グレーティングローブが発生し、測角できる角度範囲が狭くなって、真の方位を推定できなくなる。

【0003】

このため、少ないアンテナ素子で大開口と同等の性能を得るための手法として、共分散行列を利用したＫｈａｔｒｉ－Ｒａｏ積（以下、「ＫＲ積」という）拡張アレーが提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。詳細は後述するが、このＫＲ積拡張アレーは、所定の間隔で直線状に配設されるべき実在アンテナ素子のうち、所定の条件を満たす一部の位置に仮想アンテナ素子を配設する（実在アンテナ素子を配設しない）ことで、あたかもすべての位置に実在アンテナ素子が配設されたとみなせるものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】Ｗ．Ｋ．Ｍａ，ｅｔ ａｌ．， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ， ｖｏｌ．５８，ｎｏ．４，ｐｐ．２１６８－２１８０， Ａｐｒｉｌ ２０１０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、高周波数帯域のレーダーでは、ますますアンテナの大開口化が求められる。しかしながら、上記非特許文献１に示すような技術では、実在アンテナ素子と仮想アンテナ素子を直線状に配設するだけであるため、要求される大開口化に対応するには、多くの実在アンテナ素子を要する場合がある。

【0006】

そこで本発明は、少ない実在アンテナ素子でより大開口化に対応可能なアレーアンテナ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、第１の間隔ごとに複数の第１の配設位置が設けられ、前記第１の配設位置のうち一部の第１の配設位置に第１の実在アンテナ素子が配設され、他の第１の配設位置には前記第１の実在アンテナ素子が配設されない第１の仮想アンテナ素子が配設された送信アンテナと、第２の間隔ごとに複数の第２の配設位置が設けられ、前記第２の配設位置のうち一部の第２の配設位置に第２の実在アンテナ素子が配設され、他の第２の配設位置には前記第２の実在アンテナ素子が配設されない第２の仮想アンテナ素子が配設された受信アンテナと、を備え、前記第１の実在アンテナ素子と前記第２の実在アンテナ素子は、前記送信アンテナと前記受信アンテナでＭＩＭＯレーダー用のアンテナを構成するように配設されているとともに、前記第１の実在アンテナ素子間の信号差を利用して前記第１の仮想アンテナ素子の信号を補間できるように前記第１の実在アンテナ素子が配設され、前記第２の実在アンテナ素子間の信号差を利用して前記第２の仮想アンテナ素子の信号を補間できるように前記第２の実在アンテナ素子が配設されて、前記第１の実在アンテナ素子の配設位置に対応する数値を最上行として並べるとともに前記第１の実在アンテナ素子の配設位置に対応する前記数値を符号反転した数値を最左列として並べてこれらの数値を縦横加算した行列内の数値が連番であるとともに、前記第２の実在アンテナ素子の配設位置に対応する数値を最上行として並べるとともに前記第２の実在アンテナ素子の配設位置に対応する前記数値を符号反転した数値を最左列として並べてこれらの数値を縦横加算した行列内の数値が連番であり、且つ、前記ＭＩＭＯレーダー用のアンテナにおける実在アンテナ素子の配設位置に対応する数値を最上行として並べるとともに前記実在アンテナ素子の配設位置に対応する前記数値を符号反転した数値を最左列として並べてこれらの数値を縦横加算した行列内の数値が連番である、ことを特徴とするアレーアンテナ装置である。

【発明の効果】

【0009】

請求項１に記載の発明によれば、第１の実在アンテナ素子と第２の実在アンテナ素子がそれぞれ、第１の仮想アンテナ素子と第２の仮想アンテナ素子の信号を補間できるように配設されているため、少ない実在アンテナ素子でより大開口化に対応することが可能となる。すなわち、第１の実在アンテナ素子が配設されない第１の仮想アンテナ素子があっても、第１の仮想アンテナ素子の信号を補間できるように第１の実在アンテナ素子（換言すると第１の仮想アンテナ素子）が配設されていれば、ＫＲ積拡張アレーが形成され、すべての第１の配設位置に第１の実在アンテナ素子が配設されているものと等価となり、第１の実在アンテナ素子の配設数を減らすことができる。同様に、第２の実在アンテナ素子が配設されない第２の仮想アンテナ素子があっても、第２の仮想アンテナ素子の信号を補間できるように第２の実在アンテナ素子（換言すると第２の仮想アンテナ素子）が配設されていれば、ＫＲ積拡張アレーが形成され、すべての第２の配設位置に第２の実在アンテナ素子が配設されているものと等価となり、第２の実在アンテナ素子の配設数を減らすことができる。

【0010】

そして、このように配設された第１の仮想アンテナ素子を有する送信アンテナと、第２の仮想アンテナ素子を有する受信アンテナとを備えることで、アレーアンテナ装置全体としてもＫＲ積拡張アレーが形成され、少ない実在アンテナ素子でより大開口化に対応することが可能となる、ことを本願発明者は見出したものである。

【0011】

請求項１に記載の発明によれば、また、送信アンテナと受信アンテナでＭＩＭＯレーダー用のアンテナが構成されるため、ＭＩＭＯレーダー用のアンテナにおいて少ない実在アンテナ素子でより大開口化に対応することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】この発明の実施の形態に係るアレーアンテナ装置のアンテナ構成を示す図である。

【図2】図１のアレーアンテナ装置を備えたレーダー装置を示す概略構成図である。

【図3】この発明の実施の形態におけるＫＲ積拡張アレーを説明するための共分散行列を示す図であり、すべてのアレーが存在する場合の図である。

【図4】図３の共分散行列において、一部のアレーが欠落する場合を示す図である。

【図5】この発明の実施の形態におけるＫＲ積拡張アレーを説明するためのアンテナ素子の補間状態例を示す図である。

【図6】図５の場合の共分散行列の指数のみを示す図である。

【図7】この発明の実施の形態におけるＭＩＭＯレーダー用のアンテナによる仮想アレーアンテナを示す図である。

【図8】図１の場合における送信アンテナの共分散行列の指数のみを示す図（ａ）と、受信アンテナの共分散行列の指数のみを示す図（ｂ）である。

【図9】図１の場合におけるアレーアンテナ装置全体（バーチャルアレー）の共分散行列の指数のみを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

【0014】

図１～図９は、この発明の実施の形態を示し、図２は、この実施の形態に係るアレーアンテナ装置２を備えたレーダー装置１を示す概略構成図である。このレーダー装置１は、第１のアンテナとしての送信アンテナ３と第２のアンテナとしての受信アンテナ４が上下に配置されたアレーアンテナ装置（仮想アレーアンテナ）２と、受信信号をデジタルビームフォーミング等によって信号処理してレーダー映像に変換する信号処理装置５と、を備える。

【0015】

ここで、まず、ＫＲ積拡張アレーについて説明する。所定の間隔で直線状に実在アンテナ素子が配設されている場合、例えば図３に示すように、アンテナの受信信号と受信信号の複素共役との共分散行列は、その独立成分が連続（連番）となる。また、実在アンテナ素子が配設されるべき位置に実在アンテナ素子が配設されていない場合、すなわち、例えば図４に示すように、共分散行列の成分に冗長性があれば受信信号と受信信号の複素共役とに欠落がある場合であっても、共分散行列における独立成分が連続となる場合がある。このように、所定の条件を満たす一部の位置に、実在アンテナ素子を配設しないで仮想アンテナ素子（欠落）を配設しても、すべての位置に実在アンテナ素子が配設されているとみなせる場合がある。つまり、信号の欠落をＫＲ積で補間できる場合がある。

【0016】

具体的には、例えば図５に示すように、所定の間隔ｄごとに複数の配設位置Ｐ_０～Ｐ_７が設けられ、この配設位置Ｐ_０～Ｐ_７のうち一部の配設位置Ｐ_０、Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_４、Ｐ_７に実在アンテナ素子Ｆ_０、Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_４、Ｆ_７が配設され、他の配設位置Ｐ_３、Ｐ_５、Ｐ_６には実在アンテナ素子が配設されない仮想アンテナ素子Ｆ_３、Ｆ_５、Ｆ_６が配設されているとする。この場合、仮想アンテナ素子Ｆ_３、Ｆ_５、Ｆ_６の信号を、間隔ｄを利用して実在アンテナ素子Ｆ_０、Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_４、Ｆ_７の信号で補間することができる。

【0017】

すなわち、仮想アンテナ素子Ｆ_３は、実在アンテナ素子Ｆ_７から間隔４ｄだけ離れているため、実在アンテナ素子Ｆ_０、Ｆ_４間の信号差（位相回転）Ｓ４を利用して補間する。同様に、仮想アンテナ素子Ｆ_５は、実在アンテナ素子Ｆ_７から間隔２ｄだけ離れているため、実在アンテナ素子Ｆ_０、Ｆ_２間の信号差Ｓ２を利用して補間する。また、仮想アンテナ素子Ｆ_６は、実在アンテナ素子Ｆ_７から間隔ｄだけ離れているため、実在アンテナ素子Ｆ_０、Ｆ_１間の信号差Ｓ１を利用して補間する。

【0018】

さらに、同様にして、実在アンテナ素子Ｆ_０を原点とする反対方向の配設位置Ｐ_－１～Ｐ_－７に、複素共役の仮想アンテナ素子Ｆ_－１～Ｆ_－７を配設することができる。このように、５つの実在アンテナ素子Ｆ_０、Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_４、Ｆ_７で、１５のアンテナ素子Ｆ_－７～Ｆ_７を配設したのと等価のアンテナを構成することが可能となる。

【0019】

そして、このようなＫＲ積拡張アレーが成立するには、共分散行列における独立成分が連続となる必要がある。すなわち、共分散行列ｅ^ｉｎα（ｎ：０、±１、±２・・・）における独立成分の指数のみを見た場合、図５に示すアレーでは、図６に示すような行列となり、－７～＋７まで連番が得られ、ＫＲ積拡張アレーが成立することになる。換言すると、このように独立成分が連続となるように、実在アンテナ素子つまり仮想アンテナ素子を配設する必要がある。ここで、図６は、図中最上行に実在アンテナ素子Ｆ_０、Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_４、Ｆ_７の配設位置に対応する数値（０、１、２、４、７）が記載され、図中最左列に実在アンテナ素子Ｆ_０、Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_４、Ｆ_７の配設位置に対応する複素共役の数値（－０、－１、－２、－４、－７）が記載され、これらの数値を縦横加算した数値がマトッリクス状に記載されているものに相当する。

【0020】

次に、ＭＩＭＯレーダー用のアンテナにおける仮想アレーアンテナについて説明する。この仮想アレーアンテナは、例えば図７に示すように、アンテナ素子が数波長間隔（第１の間隔）ｄ１で配設された送信アンテナＴｘと、アンテナ素子が半波長間隔（第２の間隔）ｄ２で配設され、送信アンテナＴｘのアンテナ素子間隔ｄ１と同じ配列長を有する受信アンテナＲｘと、で構成される。

【0021】

そして、送信アンテナＴｘの各アンテナ素子からの送信信号を受信アンテナＲｘの各アンテナ素子で受信し、信号処理を施すことで、図中ＶＡで示すように、間隔が広い送信アンテナＴｘのアンテナ素子間を受信アンテナＲｘのアンテナ素子で補間するように、仮想アレーアンテナが形成される。これにより、従来必要とされていた数分の１のアンテナ素子数で、所望のアンテナ指向性を実現できるものである。

【0022】

このようなＫＲ積拡張アレーおよびＭＩＭＯレーダー用のアンテナを前提として、アレーアンテナ装置２が構成されている。ここで、以下に説明する送信アンテナ３や受信アンテナ４は一例であり、実在アンテナ素子ＦＴ、ＦＲや仮想アンテナ素子ＶＴ、ＶＲの配設位置などは、この例に限定されない。

【0023】

送信アンテナ３は、図１に示すように、第１の間隔ｄ１ごとに複数の第１の配設位置ＰＴ_０～ＰＴ_３が設けられ、第１の配設位置ＰＴ_０～ＰＴ_３のうち一部の第１の配設位置ＰＴ_０、ＰＴ_１、ＰＴ_３に第１の実在アンテナ素子ＦＴが配設され、他の第１の配設位置ＰＴ_２には、第１の実在アンテナ素子ＦＴが配設されずに第１の仮想アンテナ素子（欠落）ＶＴが設けられている。

【0024】

同様に、受信アンテナ４は、第２の間隔ｄ２ごとに複数の第２の配設位置ＰＲ_０～ＰＲ_３が設けられ、第２の配設位置ＰＲ_０～ＰＲ_３のうち一部の第２の配設位置ＰＲ_０、ＰＲ_２、ＰＲ_３に第２の実在アンテナ素子ＦＲが配設され、他の第２の配設位置ＰＲ_１には、第２の実在アンテナ素子ＦＲが配設されずに第２の仮想アンテナ素子（欠落）ＶＲが設けられている。

【0025】

ここで、第１の実在アンテナ素子ＦＴと第２の実在アンテナ素子ＦＲは、送信アンテナ３と受信アンテナ４でＭＩＭＯレーダー用のアンテナを構成するように配設されている。すなわち、送信アンテナ３と受信アンテナ４で上記のような仮想アレーアンテナを構成するように、例えば上記図７の場合と同様に、第１の間隔ｄ１が数波長に設定され、第２の間隔ｄ２が半波長に設定され、かつ、受信アンテナ４の配列長が第１の間隔ｄ１と同じ長さに設定されている。

【0026】

また、第１の実在アンテナ素子ＦＴは、第１の実在アンテナ素子ＦＴ間の信号差を利用して第１の仮想アンテナ素子ＶＴの信号を補間できるように配設され、第２の実在アンテナ素子ＦＲは、第２の実在アンテナ素子ＦＲ間の信号差を利用して第２の仮想アンテナ素子ＶＲの信号を補間できるように配設されている。すなわち、送信アンテナ３および受信アンテナ４のそれぞれがＫＲ積拡張アレーを形成するように、第１の仮想アンテナ素子ＶＴと第２の仮想アンテナ素子ＶＲを設ける必要があり、このためには、上記のように、共分散行列における独立成分が連続になる必要がある。このことは、送信アンテナ３および受信アンテナ４が個別にＫＲ積によって等間隔のアレーに補間できるのであれば、ＭＩＭＯレーダーによって形成される仮想アレーも、等間隔のアレーに補間できる、と本願発明者が見出したことによるものである。

【0027】

具体的には、送信アンテナ３の第１の配設位置ＰＴ_２に第１の仮想アンテナ素子ＶＴを設けた場合、共分散行列における独立成分の指数のみを見た場合、図８（ａ）に示すような行列となり、－３～＋３まで連番が得られ、ＫＲ積拡張アレーが成立することになる。同様に、受信アンテナ４の第２の配設位置ＰＲ_１に第２の仮想アンテナ素子ＶＲを設けた場合、共分散行列における独立成分の指数のみを見た場合、図８（ｂ）に示すような行列となり、－３～＋３まで連番が得られ、ＫＲ積拡張アレーが成立することになる。

【0028】

このように、送信アンテナ３と受信アンテナ４がともにＫＲ積拡張アレーとなるため、送信アンテナ３のすべての第１の配設位置ＰＴ_０～ＰＴ_３に第１の実在アンテナ素子ＦＴが配設され、受信アンテナ４のすべての第２の配設位置ＰＲ_０～ＰＲ_３に第２の実在アンテナ素子ＦＲが配設されているとみなすことができる。さらに、送信アンテナ３と受信アンテナ４によってＭＩＭＯレーダー用のアンテナによる仮想アレーアンテナが構成されているため、上記図７の場合と同様に、素子間隔が広い送信アンテナ３のアンテナ素子間が、受信アンテナ４のアンテナ素子で補間される。

【0029】

具体的には、送信アンテナ３の第１の配設位置ＰＴ_０～ＰＴ_１間、ＰＴ_１～ＰＴ_２間、ＰＴ_２～ＰＴ_３間に、受信アンテナ４の第２の実在アンテナ素子ＦＲおよび第２の仮想アンテナ素子ＶＲが配設される。この結果、図中ＶＡで示すように、第２の間隔ｄ２ごとに１６のアンテナ素子Ｆ_０～Ｆ_１５が配設されているとみなすことができるものである。

【0030】

ここで、配設位置ＰＶ_０、ＰＶ_４、ＰＶ_１２に送信アンテナ３の第１の実在アンテナ素子ＦＴが配設され、配設位置ＰＶ_８に送信アンテナ３の第１の仮想アンテナ素子ＶＴが配設され、これらのアンテナ素子ＦＴ、ＶＴ間に、受信アンテナ４のアンテナ素子ＦＲ、ＶＲが第２の配設位置ＰＲ_０～ＰＲ_３の順に配設された状態となる。すなわち、配設位置ＰＶ_０、ＰＶ_２、ＰＶ_３、ＰＶ_４、ＰＶ_６、ＰＶ_７、ＰＶ_１２、ＰＶ_１４、ＰＶ_１５に実在アンテナ素子Ｆ_０、Ｆ_２、Ｆ_３、Ｆ_４、Ｆ_６、Ｆ_７、Ｆ_１２、Ｆ_１４、Ｆ_１５が位置し、配設位置ＰＶ_１、ＰＶ_５、ＰＶ_８、ＰＶ_９、ＰＶ_１０、ＰＶ_１１、ＰＶ_１３に仮想アンテナ素子Ｆ_１、Ｆ_５、Ｆ_８、Ｆ_９、Ｆ_１０、Ｆ_１１、Ｆ_１３が位置する。このように、６つの実在アンテナ素子ＦＴ、ＦＲで１６のアンテナ素子Ｆ_０～Ｆ_１５が構成される。

【0031】

そして、このようなアンテナ素子Ｆ_０～Ｆ_１５によってもＫＲ積拡張アレーが成立するためには、共分散行列における独立成分が連続となる必要がある。すなわち、この共分散行列における独立成分の指数のみを見た場合、図９に示すような行列となり、－１５～＋１５まで連番が得られ、ＫＲ積拡張アレーが成立することがわかる。すなわち、送信アンテナ３と受信アンテナ４がそれぞれＫＲ積拡張アレーを形成するのであれば、ＭＩＭＯレーダー用のレーダーによって形成される仮想アレーもＫＲ積拡張アレーを形成する、という本願発明者の推考が正しいことがわかる。

【0032】

以上のように、本アレーアンテナ装置２によれば、第１の実在アンテナ素子ＦＴと第２の実在アンテナ素子ＦＲがそれぞれ、第１の仮想アンテナ素子ＶＴと第２の仮想アンテナ素子ＶＲの信号を補間できるように配設されているため、少ない実在アンテナ素子ＦＴ、ＦＲでより大開口化に対応することが可能となる。すなわち、第１の実在アンテナ素子ＦＴが配設されない第１の仮想アンテナ素子ＶＴがあっても、第１の仮想アンテナ素子ＶＴの信号を補間できるように第１の実在アンテナ素子ＦＴ（換言すると第１の仮想アンテナ素子ＶＴ）が配設されていれば、ＫＲ積拡張アレーが形成され、すべての第１の配設位置ＰＴ_０～ＰＴ_３に第１の実在アンテナ素子ＦＴが配設されているものと等価となり、第１の実在アンテナ素子ＦＴの配設数を減らすことができる。同様に、第２の実在アンテナ素子ＦＲが配設されない第２の仮想アンテナ素子ＶＲがあっても、第２の仮想アンテナ素子ＶＲの信号を補間できるように第２の実在アンテナ素子ＦＲ（換言すると第２の仮想アンテナ素子ＶＲ）が配設されていれば、ＫＲ積拡張アレーが形成され、すべての第２の配設位置ＰＲ_０～ＰＲ_３に第２の実在アンテナ素子ＦＲが配設されているものと等価となり、第２の実在アンテナ素子ＦＲの配設数を減らすことができる。

【0033】

そして、このように配設された第１の仮想アンテナ素子ＶＴを有する送信アンテナ３と、第２の仮想アンテナ素子ＶＲを有する受信アンテナ４とを備えることで、アレーアンテナ装置２全体としてもＫＲ積拡張アレーが形成され、少ない実在アンテナ素子ＦＴ、ＦＲでより大開口化に対応することが可能となる。

【0034】

しかも、送信アンテナ３と受信アンテナ４でＭＩＭＯレーダー用のアンテナによる仮想アレーアンテナが構成されているため、ＭＩＭＯレーダー用のアンテナにおいて少ない実在アンテナ素子ＦＴ、ＦＲでより大開口化に対応することが可能となる。具体的には、例えば上記のように、６つの実在アンテナ素子ＦＴ、ＦＲで１６のアンテナ素子Ｆ_０～Ｆ_１５を構成することができる。さらに、上記のように、位相を逆回転することで、アンテナ素子Ｆ_０を原点とする反対方向に複素共役のアンテナ素子（図示しないＦ_－１～Ｆ_－１５）を配設することができる。つまり、６つの実在アンテナ素子ＦＴ、ＦＲで３１のアンテナ素子Ｆ_－１５～Ｆ_１５を構成することができる。

【0035】

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、第１のアンテナがＭＩＭＯレーダー用のアンテナの送信アンテナ３を構成し、第２のアンテナがＭＩＭＯレーダー用のアンテナの受信アンテナ４を構成する場合について説明したが、第１のアンテナと第２のアンテナがどのようなアンテナを構成してもよい。例えば、第１のアンテナが水平方向のアンテナを構成し、第２のアンテナが垂直方向のアンテナを構成してもよい。

【0036】

１ レーダー装置
２ アレーアンテナ装置
３ 送信アンテナ（第１のアンテナ）
４ 受信アンテナ（第２のアンテナ）
５ 信号処理装置
ｄ１ 第１の間隔
ＰＴ_０～ＰＴ_３ 第１の配設位置
ＦＴ 第１の実在アンテナ素子
ＶＴ 第１の仮想アンテナ素子
ｄ２ 第２の間隔
ＰＲ_０～ＰＲ_３ 第２の配設位置設
ＦＲ 第２の実在アンテナ素子
ＶＲ 第２の仮想アンテナ素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】