特許 7439577 レーダ装置の較正装置、較正システム、較正方法、及びレーダ装置

(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】2024-02-19

(45)【発行日】2024-02-28

(54)【発明の名称】レーダ装置の較正装置、較正システム、較正方法、及びレーダ装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/40 20060101AFI20240220BHJP

   H01Q 3/26 20060101ALI20240220BHJP

   H01Q 21/06 20060101ALN20240220BHJP

【ＦＩ】

G01S7/40 126

H01Q3/26 A

H01Q21/06

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020040131

(22)【出願日】2020-03-09

(65)【公開番号】P2021139852

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2023-01-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100091524

【弁理士】

【氏名又は名称】和田 充夫

(74)【代理人】

【識別番号】100172236

【弁理士】

【氏名又は名称】岩木 宣憲

(72)【発明者】

【氏名】杉本 義喜

【審査官】▲高▼場 正光

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／２４２９１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１８５０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１８９５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１３６３１３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／００ － Ｇ０１Ｓ ７／４２

Ｇ０１Ｓ １３／００ － Ｇ０１Ｓ １３／９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主ビームを二次元的に走査可能なアンテナ装置を備えたレーダ装置の較正装置であって、
前記アンテナ装置及び反射器のうちの少なくとも一方を移動させて前記アンテナ装置に対する前記反射器の複数の方位角、複数の仰角、及び複数の距離を設定するように駆動装置を制御するコントローラと、
前記アンテナ装置の指向特性を設計値に近づけるように、前記アンテナ装置の指向性を変化させかつ較正する信号処理回路の較正係数を計算する較正係数計算器と、
前記較正係数計算器によって計算された較正係数を格納する記憶装置とを備え、
前記較正係数計算器は、前記コントローラが異なる方位角、異なる仰角、及び異なる距離を設定するごとに、前記アンテナ装置から放射され、前記反射器によって反射され、前記アンテナ装置によって受信された無線信号に基づいて前記較正係数を計算する、
レーダ装置の較正装置。

【請求項2】

レーダ装置の較正システムであって、
請求項１記載の較正装置と、
反射器と、
前記レーダ装置のアンテナ装置と、前記反射器とのうちの少なくとも一方を移動させる駆動装置とを備えた、
レーダ装置の較正システム。

【請求項3】

前記駆動装置は、前記アンテナ装置に対する前記反射器の方位角を変化させるように前記アンテナ装置を回転可能に支持するターンテーブルを備えた、
請求項２記載の較正システム。

【請求項4】

前記駆動装置は、前記アンテナ装置に対する前記反射器の方位角を変化させるように前記反射器を回転移動可能に支持するアームを備えた、
請求項２記載の較正システム。

【請求項5】

前記駆動装置は、前記アンテナ装置に対する前記反射器の仰角を変化させるように前記反射器を並進可能に支持する機構を備えた、
請求項２～４のうちの１つに記載の較正システム。

【請求項6】

前記駆動装置は、前記アンテナ装置に対する前記反射器の仰角を変化させるように前記反射器を回転移動可能に支持するアームを備えた、
請求項２～４のうちの１つに記載の較正システム。

【請求項7】

前記駆動装置は、前記アンテナ装置に対する前記反射器の仰角を変化させるように前記アンテナ装置を傾斜可能に支持する機構を備えた、
請求項２～４のうちの１つに記載の較正システム。

【請求項8】

前記駆動装置は、前記アンテナ装置から前記反射器までの距離を変化させるように前記反射器を並進可能に支持する機構を備えた、
請求項２～７のうちの１つに記載の較正システム。

【請求項9】

主ビームを二次元的に走査可能なアンテナ装置を備えたレーダ装置であって、
前記アンテナ装置及び反射器のうちの少なくとも一方を移動させて前記アンテナ装置に対する前記反射器の複数の方位角、複数の仰角、及び複数の距離を設定するように駆動装置を制御するコントローラと、
前記アンテナ装置の指向特性を設計値に近づけるように、前記アンテナ装置の指向性を変化させかつ較正する信号処理回路の較正係数を計算する較正係数計算器とを備え、
前記較正係数計算器は、前記コントローラが異なる方位角、異なる仰角、及び異なる距離を設定するごとに、前記アンテナ装置から放射され、前記反射器によって反射され、前記アンテナ装置によって受信された無線信号に基づいて前記較正係数を計算する、
レーダ装置。

【請求項10】

主ビームを二次元的に走査可能なアンテナ装置を備えたレーダ装置の較正方法であって、
駆動装置を用いて、前記アンテナ装置及び反射器のうちの少なくとも一方を移動させて前記アンテナ装置に対する前記反射器の複数の方位角、複数の仰角、及び複数の距離を設定するステップと、
前記アンテナ装置の指向特性を設計値に近づけるように、前記アンテナ装置の指向性を変化させかつ較正する信号処理回路の較正係数を計算するステップと、
前記計算された較正係数を記憶装置に格納するステップとを含み、
前記較正係数を計算するステップは、異なる方位角、異なる仰角、及び異なる距離を設定するごとに、前記アンテナ装置から放射され、前記反射器によって反射され、前記アンテナ装置によって受信された無線信号に基づいて前記較正係数を計算することを含む、
レーダ装置の較正方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、レーダ装置を較正する較正装置、較正システム、較正方法、及びレーダ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

レーダ装置は、その主ビーム方向を変化させるために、例えば、複数のアンテナ素子を含むアレイアンテナ装置を備える。アンテナ装置の指向特性には、アンテナ素子の製造誤差、アンテナ素子間の電磁的な相互結合、アンテナ素子の間隔のバラツキ、回路素子の性能バラツキ、などに起因して、設計値との誤差が生じることがある。従って、このような誤差を低減または解消するために、アンテナ装置を較正する必要がある。

【0003】

例えば、特許文献１は、レーダ装置から所定角度で特定の距離に置いた仮想物標からの反射波に基づいて実測値のモードベクトルを算出し、実測値のモードベクトルを使って受信信号の到来角を算出するレーダ装置を開示している。これにより、特許文献１のレーダ装置は、複数の受信アンテナの電力、位相特性の誤差の影響を軽減し、正確な反射波の到来方向を推定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５７０１１０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

レーダ装置を用いて、反射物の三次元的な位置を決定すること、すなわち、レーダ装置に対する反射物の方位角、仰角、及び距離を決定することが求められる場合がある。この場合、レーダ装置は、主ビームを二次元的に、すなわち方位角及び仰角について走査可能なアンテナ装置を備える。従って、アンテナ装置を少なくとも二次元的に較正する必要がある。

【0006】

特許文献１は、レーダ装置の前方に仮想物標を所定角度の位置に所定距離だけ離して配置し、レーダ装置に対する仮想物標の方位角のみを一次元的に変更し、複数の角度におけるモードベクトルを実測することを開示している。従って、特許文献１の技術を、主ビーム方向を二次元的に走査可能なアンテナ装置を備えたレーダ装置に適用することはできない。仮に、特許文献１の技術を、主ビーム方向を二次元的に走査可能なアンテナ装置を備えたレーダ装置に適用しても、反射物を検出する精度及び分解能の観点で十分な性能を発揮することはできない。

【0007】

本開示の目的は、主ビーム方向を二次元的に走査可能なアンテナ装置を備えたレーダ装置の較正装置、較正システム、及び較正方法を提供することにある。また、本開示の目的は、そのようなアンテナ装置を備え、当該アンテナ装置を較正することができるレーダ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の側面に係る較正装置によれば、
主ビームを二次元的に走査可能なアンテナ装置を備えたレーダ装置の較正装置であって、
前記アンテナ装置及び反射器のうちの少なくとも一方を移動させて前記アンテナ装置に対する前記反射器の複数の方位角及び複数の仰角を設定するように駆動装置を制御するコントローラと、
前記アンテナ装置の指向特性を設計値に近づけるように、前記アンテナ装置の指向性を変化させかつ較正する信号処理回路の較正係数を計算する較正係数計算器と、
前記較正係数計算器によって計算された較正係数を格納する記憶装置とを備え、
前記較正係数計算器は、前記コントローラが異なる方位角及び異なる仰角を設定するごとに、前記アンテナ装置から放射され、前記反射器によって反射され、前記アンテナ装置によって受信された無線信号に基づいて前記較正係数を計算する。

【0009】

これにより、主ビーム方向を二次元的に走査可能なアンテナ装置を較正し、レーダ装置に対する反射物の三次元的な位置を正確に決定することができる。

【0010】

本開示の側面に係る較正装置によれば、
前記コントローラは、前記アンテナ装置及び反射器のうちの少なくとも一方を移動させて前記アンテナ装置に対する前記反射器の複数の距離を設定するように駆動装置を制御し、
前記較正係数計算器は、前記コントローラが異なる方位角、異なる仰角、及び異なる距離を設定するごとに、前記無線信号に基づいて前記較正係数を計算する。

【0011】

これにより、アンテナ装置をより正確に較正し、レーダ装置に対する反射物の三次元的な位置をより正確に決定することができる。

【0012】

本開示の側面に係る較正システムによれば、
レーダ装置の較正システムであって、
前記較正装置と、
反射器と、
前記レーダ装置のアンテナ装置と、前記反射器とのうちの少なくとも一方を移動させる駆動装置とを備える。

【0013】

これにより、主ビーム方向を二次元的に走査可能なアンテナ装置を較正し、レーダ装置に対する反射物の三次元的な位置を正確に決定することができる。

【0014】

本開示の側面に係る較正システムによれば、
前記駆動装置は、前記アンテナ装置に対する前記反射器の方位角を変化させるように前記アンテナ装置を回転可能に支持するターンテーブルを備える。

【0015】

本開示の側面に係る較正システムによれば、
前記駆動装置は、前記アンテナ装置に対する前記反射器の方位角を変化させるように前記反射器を回転移動可能に支持するアームを備える。

【0016】

これにより、アンテナ装置に対する反射器の方位角を変化させることができる。

【0017】

本開示の側面に係る較正システムによれば、
前記駆動装置は、前記アンテナ装置に対する前記反射器の仰角を変化させるように前記反射器を並進可能に支持する機構を備える。

【0018】

本開示の側面に係る較正システムによれば、
前記駆動装置は、前記アンテナ装置に対する前記反射器の仰角を変化させるように前記反射器を回転移動可能に支持するアームを備える。

【0019】

本開示の側面に係る較正システムによれば、
前記駆動装置は、前記アンテナ装置に対する前記反射器の仰角を変化させるように前記アンテナ装置を傾斜可能に支持する機構を備える。

【0020】

これにより、アンテナ装置に対する反射器の仰角を変化させることができる。

【0021】

本開示の側面に係る較正システムによれば、
前記駆動装置は、前記アンテナ装置から前記反射器までの距離を変化させるように前記反射器を並進可能に支持する機構を備える。

【0022】

これにより、アンテナ装置から反射器までの距離を変化させることができる。

【0023】

本開示の側面に係るレーダ装置によれば、
主ビームを二次元的に走査可能なアンテナ装置を備えたレーダ装置であって、
前記アンテナ装置及び反射器のうちの少なくとも一方を移動させて前記アンテナ装置に対する前記反射器の複数の方位角及び複数の仰角を設定するように駆動装置を制御するコントローラと、
前記アンテナ装置の指向特性を設計値に近づけるように、前記アンテナ装置の指向性を変化させかつ較正する信号処理回路の較正係数を計算する較正係数計算器とを備え、
前記較正係数計算器は、前記コントローラが異なる方位角及び異なる仰角を設定するごとに、前記アンテナ装置から放射され、前記反射器によって反射され、前記アンテナ装置によって受信された無線信号に基づいて前記較正係数を計算する。

【0024】

これにより、主ビーム方向を二次元的に走査可能なアンテナ装置を較正し、レーダ装置に対する反射物の三次元的な位置を正確に決定することができる。

【0025】

本開示の側面に係る較正方法によれば、
主ビームを二次元的に走査可能なアンテナ装置を備えたレーダ装置の較正方法であって、
駆動装置を用いて、前記アンテナ装置及び反射器のうちの少なくとも一方を移動させて前記アンテナ装置に対する前記反射器の複数の方位角及び複数の仰角を設定するステップと、
前記アンテナ装置の指向特性を設計値に近づけるように、前記アンテナ装置の指向性を変化させかつ較正する信号処理回路の較正係数を計算するステップと、
前記計算された較正係数を記憶装置に格納するステップとを含み、
前記較正係数を計算するステップは、異なる方位角及び異なる仰角を設定するごとに、前記アンテナ装置から放射され、前記反射器によって反射され、前記アンテナ装置によって受信された無線信号に基づいて前記較正係数を計算することを含む。

【0026】

これにより、主ビーム方向を二次元的に走査可能なアンテナ装置を較正し、レーダ装置に対する反射物の三次元的な位置を正確に決定することができる。

【発明の効果】

【0027】

本開示の側面に係る較正装置、較正システム、較正方法、及びレーダ装置によれば、主ビーム方向を二次元的に走査可能なアンテナ装置を較正し、レーダ装置に対する反射物の三次元的な位置を正確に決定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】第１の実施形態に係る較正システムの構成を示す斜視図である。

【図2】図１の較正装置１及びレーダ装置１１の構成を示すブロック図である。

【図3】図１のレーダ装置１１の詳細構成を示すブロック図である。

【図4】図３のアンテナ素子４１，４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎの配置を示す斜視図である。

【図5】図１の反射器１２の構成を示す斜視図である。

【図6】図１の較正装置１によって実行される較正処理を示すフローチャートである。

【図7】図３のアンテナ素子４２－１－１によって受信された時間領域の受信信号を示すグラフである。

【図8】図７の受信信号に対してＦＦＴを適用した周波数領域の受信信号を示すグラフである。

【図9】図１のレーダ装置１１に対する反射器１２の方位角φ及び仰角θ関する角度スペクトルを示すグラフである。

【図10】第１の実施形態の第１の変形例に係る較正システムの構成を示す斜視図である。

【図11】第１の実施形態の第２の変形例に係る較正システムの構成を示す斜視図である。

【図12】第１の実施形態の第３の変形例に係る較正システムの構成を示す斜視図である。

【図13】第１の実施形態の第４の変形例に係る較正システムの構成を示す斜視図である。

【図14】第２の実施形態に係る較正システムの構成を示す斜視図である。

【図15】図１４の較正装置１Ｅによって実行される較正処理を示すフローチャートである。

【図16】第３の実施形態に係るレーダ装置１１Ｆの構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

［適用例］
図１は、第１の実施形態に係る較正システムの構成を示す斜視図である。図２は、図１の較正装置１及びレーダ装置１１の構成を示すブロック図である。図１の較正システムは、レーダ装置１１のアンテナ装置３１であって、主ビームを二次元的に走査可能なアンテナ装置３１を較正する。図２の例では、レーダ装置１１は、アンテナ装置３１の指向性を変化させかつ較正する信号処理回路３３をさらに備える。従って、図１の較正システムは、アンテナ装置３１を較正するために、信号処理回路３３の較正係数を計算する。

【0030】

図１の較正システムは、較正装置１、駆動装置２，３、及び反射器１２を備える。

【0031】

反射器１２は、レーダ装置１１から放射された無線信号（レーダ波）を反射してレーダ装置１１に向けて再放射する。

【0032】

駆動装置２，３は、アンテナ装置３１及び反射器１２のうちの少なくとも一方を移動させてアンテナ装置３１に対する反射器１２の複数の方位角φ及び複数の仰角θを設定する。図１の例では、駆動装置２は、アンテナ装置３１に対する反射器１２の方位角φを変化させるようにアンテナ装置３１を回転可能に支持するターンテーブルを備える。また、駆動装置３は、アンテナ装置３１に対する反射器１２の仰角θを変化させるように反射器１２を並進可能に支持する機構を備える。

【0033】

較正装置１は、駆動装置２，３を制御し、また、アンテナ装置３１を較正するためにレーダ装置１１の信号処理回路３３の較正係数を計算する。

【0034】

図２を参照すると、較正装置１は、コントローラ２１、較正係数計算器２２、及び記憶装置２３を備える。

【0035】

コントローラ２１は、アンテナ装置３１及び反射器１２のうちの少なくとも一方を移動させてアンテナ装置３１に対する反射器１２の複数の方位角φ及び複数の仰角θを設定するように駆動装置２，３を制御する。図１の例では、コントローラ２１は、アンテナ装置３１を回転させてアンテナ装置３１に対する反射器１２の複数の方位角φを設定するように駆動装置２を制御する。また、コントローラ２１は、反射器１２の高さ方向（図１のＺ’方向）に並進移動させてアンテナ装置３１に対する反射器１２の複数の仰角θを設定するように駆動装置３を制御する。

【0036】

較正係数計算器２２は、アンテナ装置３１の指向特性を設計値に近づけるように、アンテナ装置３１の指向性を変化させかつ較正する信号処理回路３３の較正係数を計算する。詳しくは、較正係数計算器２２は、コントローラ２１が異なる方位角φ及び異なる仰角θを設定するごとに、アンテナ装置３１から放射され、反射器１２によって反射され、アンテナ装置３１によって受信された無線信号に基づいて較正係数を計算する。

【0037】

記憶装置２３は、較正係数計算器２２によって計算された較正係数を格納する。記憶装置２３に格納された較正係数は、着脱可能な記憶媒体又は通信回線を介して、レーダ装置１１（又は、較正対象のレーダ装置１１と同じ機種である他のレーダ装置）に送られ、そのアンテナ装置３１を較正するために使用される。

【0038】

このように、本開示の実施形態に係る較正システムによれば、駆動装置２，３を用いてアンテナ装置３１に対する反射器１２の複数の方位角φ及び複数の仰角θを設定し、異なる方位角φ及び異なる仰角θを設定するごとに較正係数を計算する。これにより、主ビーム方向を二次元的に走査可能なアンテナ装置３１を較正し、レーダ装置１１に対する任意の反射物の三次元的な位置を正確に決定することができる。

【0039】

本開示の実施形態に係る較正システムによれば、特許文献１のように、レーダ装置に対する仮想物標の方位角のみを一次元的に変更する場合よりも、較正係数を正確に計算することができる。また、本開示の実施形態に係る較正システムによれば、レーダ装置に対する仮想物標の角度を互いに直交する２つの円周上で変化させて較正係数を計算し、その積によって球面の較正係数を近似する場合よりも、較正係数を正確に計算することができる。このように、本開示の実施形態に係る較正システムによれば、レーダ装置１１に対する任意の反射物の三次元的な位置を、従来よりも高い精度及び分解能で、正確に決定することができる。

【0040】

［第１の実施形態］
［第１の実施形態の構成］
図１を参照すると、駆動装置２は、基部２ａ、ターンテーブル２ｂ、及びアーム２ｃを備える。基部２ａは、駆動装置２の全体を支持する。ターンテーブル２ｂは、基部２ａの上に設けられ、基部２ａに対して回転する。ターンテーブル２ｂの上にレーダ装置１１が配置される。これにより、ターンテーブル２ｂは、アンテナ装置３１に対する反射器１２の方位角φを変化させるようにアンテナ装置３１を回転可能に支持する。アーム２ｃは、駆動装置３を基部２ａに対して連結する。アーム２ｃは、例えば、レーダ装置１１から反射器１２までの距離が数十ｃｍ～十数ｍ程度になるような長さを有する。

【0041】

図１では、較正装置１が、駆動装置３のための制御信号を、駆動装置２を介して駆動装置３に送信する場合を示すが、較正装置１は、駆動装置３のための制御信号を駆動装置３に直接に送信してもよい。また、較正装置１は、駆動装置２，３のための制御信号を有線で送信してもよく、無線により送信してもよい。

【0042】

較正システムの周辺には、反射器１２以外の反射物又は他の強力な電磁波源が存在しないことが望ましい。従って、駆動装置２，３、レーダ装置１１、及び反射器１２は、例えば電波暗室の内部に配置されてもよい。

【0043】

図２を参照すると、レーダ装置１１は、例えば、アンテナ装置３１、無線周波回路３２、信号処理回路３３、コントローラ３４、及び記憶装置３５を備える。

【0044】

図３は、図１のレーダ装置１１の詳細構成を示すブロック図である。

【0045】

アンテナ装置３１は、アンテナ素子４１，４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎを備える。アンテナ素子４１は、無線周波回路３２から供給された無線周波信号をレーダ波として放射する送信アンテナとして動作する。アンテナ素子４１は、無指向性のアンテナとして動作してもよい。アンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎは、アンテナ素子４１から放射されて何らかの反射物によって反射されたレーダ波を受信する受信アンテナとして動作する。アンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎは、それらの受信信号を後段の信号処理回路３３によって処理することにより、可変な指向性を有する。

【0046】

図４は、図３のアンテナ素子４１，４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎの配置を示す斜視図である。受信アンテナとして動作するアンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎは、例えば、Ｘ方向の間隔ｄ_ｘ及びＺ方向の間隔ｄ_ｚを有して等間隔で二次元的に配置され、アレイアンテナ装置を構成する。送信アンテナとして動作するアンテナ素子４１は、アンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎに近接して設けられる。送信アンテナは、受信アンテナとして動作するアンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎのうちの少なくとも１つを共用してもよい。

【0047】

図４は、アンテナ装置３１の座標系ＸＹＺを示し、また、アンテナ装置３１に対する反射器１２（図示せず）の方位角φ及び仰角θを示す。一方、図１は、較正システムの座標系Ｘ’Ｙ’Ｚ’を示すが、駆動装置２，３によって設定される方位角φ及び仰角θは、図４の方位角φ及び仰角θと等価である。

【0048】

アレイアンテナ装置の開口面積に対し、レーダ装置１１から反射器１２までの距離は十分に大きく設定される。例えば、７９ＧＨｚ帯のレーダ波を用いる場合、レーダ装置１１から反射器１２までの距離は、数十ｃｍ～数ｍに設定されてもよい。これにより、反射器１２からレーダ装置１１に入射するレーダ波は、平面波とみなすことができる。反射器１２がアレイアンテナ装置のブロードサイド方向、すなわちφ＝０，θ＝０の位置に配置されているとき、反射器１２から各アンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎまでの距離は互いに等しく、また、各アンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎには同相のレーダ波がそれぞれ入射する。反射器１２がφ≠０又はθ≠０の位置に配置されているとき、反射器１２から各アンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎまでの距離は互いに異なり、また、各アンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎには、各アンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎの間隔と、方位角φ及び仰角θとに応じて異なる位相を有するレーダ波がそれぞれ入射する。

【0049】

再び図３を参照すると、無線周波回路３２は、アンテナ装置３１によって受信された無線信号をベースバンド信号又は中間周波信号に変換する。無線周波回路３２は、発振器５１、ミキサ５２－１－１～５２－Ｍ－Ｎ、増幅器５３－１－１～５３－Ｍ－Ｎ、フィルタ５４－１－１～５４－Ｍ－Ｎ、及びアナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）５５－１－１～５５－Ｍ－Ｎを備える。

【0050】

発振器５１は、レーダ装置１１のコントローラ３４（又は較正装置１のコントローラ２１）の制御下で、所定の周波数を有する無線周波信号を発生し、発生した無線周波信号をアンテナ素子４１に送る。発振器５１は、例えば、時間的に次第に増大又は減少する周波数を有するチャープ信号を発生する。発振器５１は、発生した無線周波信号をミキサ５２－１－１～５２－Ｍ－Ｎにも送る。

【0051】

アンテナ素子４２－１で受信された無線周波信号は、ミキサ５２－１－１に入力される。ミキサ５２－１－１には、発振器５１によって発生された無線周波信号がさらに入力される。これにより、ミキサ５２－１－１はベースバンド信号を発生する。増幅器５３－１－１はベースバンド信号を増幅する。フィルタ５４－１－１は、ベースバンド信号の不要な周波数帯域を阻止する。アナログ／ディジタル変換器５５－１－１は、アナログのベースバンド信号をディジタル信号に変換する。これにより、アナログ／ディジタル変換器５５－１の出力信号は、アンテナ素子４２－１の受信信号として、信号処理回路３３に送られる。

【0052】

アンテナ素子４２－１で受信された無線周波信号と同様に、アンテナ素子４２－１－２～４２－Ｍ－Ｎで受信された無線周波信号は、ミキサ５２－１－２～５２－Ｍ－Ｎ、増幅器５３－１－２～５３－Ｍ－Ｎ、フィルタ５４－１－２～５４－Ｍ－Ｎ、及びアナログ／ディジタル変換器５５－１－２～５５－Ｍ－Ｎによって処理される。これにより、アナログ／ディジタル変換器５５－２～５５－Ｋの出力信号は、アンテナ素子４２－２～４２－Ｍ－Ｎの受信信号として、信号処理回路３３にそれぞれ送られる。

【0053】

図３の例では、無線周波回路３２が無線周波信号をベースバンド信号に変換する場合を示すが、無線周波回路３２は、無線周波信号を中間周波信号に変換するように構成されてもよい。

【0054】

信号処理回路３３の較正係数を計算するとき、アナログ／ディジタル変換器５５－１－１～５５－Ｍ－Ｎの出力信号は、アンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎの受信信号として、較正装置１の較正係数計算器２２に送られる。

【0055】

信号処理回路３３は、無線周波回路３２から送られたアンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎの受信信号に基づいて、反射物の距離及び方向を推定し、表示装置などの外部装置（図示せず）に出力する。このとき、信号処理回路３３は、アンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎが可変な指向性を有するように、無線周波回路３２から送られたアンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎの受信信号を処理する。

【0056】

コントローラ３４は、レーダ装置１１の全体の動作を制御する。

【0057】

記憶装置３５には、較正装置１によって計算された較正係数が格納される。コントローラ３４は、較正係数を記憶装置３５から読み出して信号処理回路３３に設定する。信号処理回路３３は、コントローラ３４により設定された較正係数を用いて、反射物の距離及び方向を推定する。

【0058】

図５は、図１の反射器１２の構成を示す斜視図である。反射器１２は、例えば、互いに直交する３つの反射板を含むように構成されてもよい。反射板は、電磁波をよく反射するように、金属からなる。これにより、レーダ装置１１から反射器１２にレーダ波が入射したとき、レーダ波を正確にレーダ装置１１に向けて反射することができる。反射器１２は、四角形の反射板に代えて三角形の反射板を含んでもよく、３つの反射板に代えて互いに直交する２つの反射板を含んでもよく、反射板に代えて球体又は他の任意の反射器を用いてもよい。

【0059】

［第１の実施形態の動作］
図６は、図１の較正装置１によって実行される較正処理を示すフローチャートである。

【0060】

ステップＳ１において、コントローラ２１は、駆動装置３を用いて、反射器１２の仰角θを初期値に設定する。ステップＳ２において、コントローラ２１は、駆動装置２を用いて、反射器１２の方位角φを初期値に設定する。

【0061】

ステップＳ３において、コントローラ２１は、信号処理回路３３の較正係数を計算するためのテスト信号として、レーダ装置１１の発振器５１を用いて、レーダ装置１１から反射器１２にレーダ波を送信する。反射器１２によって反射されたレーダ波は、レーダ装置１１により受信される。また、ステップＳ３において、較正係数計算器２２は、レーダ装置１１の無線周波回路３２から各アンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎの受信信号を取得する。

【0062】

ステップＳ４において、較正係数計算器２２は、各アンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎの受信信号に対してＦＦＴ（fast Fourier transform）をそれぞれ実行し、周波数領域の受信信号を取得する。周波数領域の受信信号は複素数値を有し、各周波数における各受信信号の振幅及び位相を表す。ステップＳ４において、較正係数計算器２２はさらに、各アンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎの周波数領域の受信信号のピークをそれぞれ抽出する。

【0063】

図７は、図３のアンテナ素子４２－１－１によって受信された時間領域の受信信号を示すグラフである。図８は、図７の受信信号に対してＦＦＴを適用した周波数領域の受信信号を示すグラフである。図８のＸ_ｍｎは、アンテナ素子４２－ｍ－ｎ（１≦ｍ≦Ｍ，１≦ｎ≦Ｎ）の周波数領域の受信信号のピークを示し、次式により表される。

【0064】

【数1】

【数2】

【0065】

ここで、ｐは受信信号の振幅を示し、λは動作波長を示す。

【0066】

図６のステップＳ５において、較正係数計算器２２は、周波数領域の受信信号に基づいて、次式を用いて相関行列Ｒ_ｘｘを計算する。

【0067】

【数3】

【数4】

【0068】

Ｘは、各受信信号Ｘ_ｍｎからなる受信信号ベクトルを示す。ここで、上付き文字Ｔはベクトル及び行列の転置を示し、上付き文字Ｈはベクトル及び行列の複素共役転置を示す。

【0069】

反射物の三次元的な位置を決定するために、例えば、相関行列Ｒ_ｘｘを用いて、次式の角度スペクトルＰ（θ，φ）が計算される。

【0070】

【数5】

【数6】

【0071】

a（φ，θ）は、方位角φ及び仰角θにおけるステアリングベクトル（「モードベクトル」とも呼ぶ）を示す。

【0072】

図９は、図１のレーダ装置１１に対する反射器１２の方位角φ及び仰角θに関する角度スペクトルを示すグラフである。式（５）の角度スペクトルＰ（θ，φ）を方位角φ及び仰角θに関して走査し、角度スペクトルＰ（θ，φ）が最大になるときの方位角φ及び仰角θに反射物が位置していると推定される。

【0073】

しかしながら、前述のように、アンテナ装置の指向特性には、設計値との誤差が生じることがある。誤差を含む受信信号Ｘ’_ｍｎは、例えば次式で表される。

【0074】

【数7】

【0075】

ｐ’は、誤差を含む受信信号の振幅を示し、αは位相誤差を示す。振幅及び位相の誤差は、アンテナ素子４２－１－１～４２－Ｎ－Ｍごとに異なる可能性がある。

【0076】

式（７）のように誤差を含む受信信号Ｘ’_ｍｎからなる受信信号ベクトルＸ’を用いて相関行列Ｒ_ｘｘを計算し、角度スペクトルＰ（φ，θ）を計算すると、角度スペクトルＰ（φ，θ）が最大になる方位角φ及び仰角θが、反射物の真の方位角φ及び仰角θからずれる可能性がある。反射物の方位角φ及び仰角θを正しく推定するためには、角度スペクトルＰ（φ，θ）を補正する必要がある。

【0077】

図６のステップＳ６において、較正係数計算器２２は、相関行列Ｒ_ｘｘの固有値分解を実行し、最大固有値に対応する第１固有ベクトルを抽出する。ステップＳ７において、較正係数計算器２２は、第１固有ベクトルに基づいて較正ベクトルを計算する。

【0078】

第１固有ベクトルの成分のうち、アンテナ素子４２－ｍ－ｎに対応する成分ｅ_ｍｎを用いて、アンテナ素子４２－ｍ－ｎに対応する補正係数Ｃ_ｍｎは次式により得られる。

【0079】

【数8】

【0080】

受信信号ベクトルＸは、アンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎの個数に等しい個数の成分を含む。従って、特定の方位角φ及び仰角θについて、アンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎの個数に等しい個数の補正係数Ｃ_ｍｎが計算される。これらの補正係数Ｃ_ｍｎから、次式の較正ベクトルが得られる。

【0081】

【数9】

【0082】

前述のステアリングベクトルa（φ，θ）と、較正ベクトルＣ（φ，θ）とに基づいて、補正されたステアリングベクトルａ’（φ，θ）が次式のように計算される。

【0083】

【数10】

【0084】

式（１０）の右辺の演算子はアダマール積を示す。

【0085】

補正された角度スペクトルＰ_Ｃ（φ，θ）は、次式により得られる。

【0086】

【数11】

【0087】

式（１１）は、方位角φ及び仰角θに依存する入射波の電力を示す。例えば、ビームフォーマ法と呼ばれる到来方向推定法によれば、式（１１）を評価関数として使用し、式（１１）の変数φ及びθを変化させ、角度スペクトルＰ_Ｃ（φ，θ）を最大化するときの変数φ及びθの値を、入射波の到来方向として推定することができる。

【0088】

ステップＳ８において、較正係数計算器２２は、現在の方位角φ及び仰角θに対応する較正ベクトルＣ（φ，θ）を記憶装置２３に格納する。

【0089】

ステップＳ９において、コントローラ２１は、方位角φの走査が終了したか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１１に進み、ＮＯのときはステップＳ１０に進む。ステップＳ１０において、コントローラ２１は、駆動装置２を用いて、反射器１２の方位角φをΔφだけインクリメントした値に設定し、ステップＳ３に戻る。

【0090】

ステップＳ１１において、コントローラ２１は、仰角θの走査が終了したか否かを判断し、ＹＥＳのときは処理を終了し、ＮＯのときはステップＳ１２に進む。ステップＳ１２において、コントローラ２１は、駆動装置３を用いて、反射器１２の仰角θをΔθだけインクリメントした値に設定し、ステップＳ２に戻る。

【0091】

図６の較正処理を実行することにより、較正装置１は、異なる方位角φ及び異なる仰角θごとに較正ベクトルＣ（φ，θ）を計算することができる。

【0092】

一般に、レーダ装置等による到来方向推定では、ある角度範囲にわたって走査しながら各角度における角度スペクトラムの値を計算し、角度スペクトラムの分布を得る。そのため、アンテナ素子の個数に等しい個数の成分を含むステアリングベクトルを、走査する角度範囲におけるサンプリング点の個数の分だけスタックして方向行列として取り扱うことが多い。同様に、実施形態に係る較正装置１は、較正ベクトルＣ（φ，θ）を、方位角φ及び仰角θにおけるサンプリング点の個数の分だけスタックして較正行列として取り扱ってもよい。この場合、記憶装置２３は較正行列を格納する。

【0093】

［レーダ探知処理］
実際にレーダ装置１１を用いて周囲の障害物などを検出しようとするとき、レーダ装置１１は例えば以下のように動作する。

【0094】

まず、コントローラ３４は、較正ベクトルＣを記憶装置３５から読み出して信号処理回路３３に設定する。

【0095】

レーダ装置１１は、レーダ波を送信し、反射物によって反射されたレーダ波を受信する。

【0096】

信号処理回路３３は、各アンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎの受信信号に対してＦＦＴをそれぞれ実行し、さらに、各アンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎの周波数領域の受信信号のピークをそれぞれ抽出する。

【0097】

信号処理回路３３は、各アンテナ素子４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎの周波数領域の受信信号のピークに基づいて、式（３）を用いて相関行列Ｒを計算する。

【0098】

信号処理回路３３は、相関行列Ｒ、モードベクトルａ（φ，θ）、及び較正行列（φ，θ）に基づいて、式（１１）の補正された角度スペクトルＰ_Ｃ（φ，θ）を計算する。

【0099】

信号処理回路３３は、補正された角度スペクトルＰ_Ｃ（φ，θ）を用いて、レーダ装置１１を基準とする反射物の方向を推定する（方向サーチ）。例えば、信号処理回路３３は、変数φ及びθを所定の初期値から予め決められたステップ幅でインクリメントし、式（１１）を最大化するときの変数φ及びθの値を、反射物の方向として推定する。

【0100】

その後、信号処理回路３３は、推定された距離及び方向を、表示装置などの外部装置（図示せず）に出力する。

【0101】

［第１の実施形態の変形例］
図１０は、第１の実施形態の第１の変形例に係る較正システムの構成を示す斜視図である。図１０の較正システムは、図１の駆動装置２，３に代えて、駆動装置２Ａを備える。

【0102】

駆動装置２Ａは、基部２ａ、ターンテーブル２ｂ、アーム２ｃ、及び仰角調整機構２ｄを備える。アーム２ｃの一端は反射器１２に直接に連結され、アーム２ｃの他端は、仰角調整機構２ｄの開口２ｄａを介して仰角調整機構２ｄの内部に連結される。アーム２ｃの仰角θは、仰角調整機構２ｄによって変化する。これにより、アーム２ｃ及び仰角調整機構２ｄは、アンテナ装置３１に対する反射器１２の仰角θを変化させるように反射器１２を回転移動可能に支持する。図１０の基部２ａ及びターンテーブル２ｂは、図１の対応する構成要素と同様に構成される。

【0103】

図１０の較正装置１は、駆動装置２Ａを用いて、図１の較正装置１と同様に、アンテナ装置３１に対する反射器１２の複数の方位角φ及び複数の仰角θを設定し、異なる方位角φ及び異なる仰角θを設定するごとに較正係数を計算することができる。

【0104】

図１１は、第１の実施形態の第２の変形例に係る較正システムの構成を示す斜視図である。図１１の較正システムは、図１の駆動装置２に代えて、駆動装置２Ｂを備える。

【0105】

駆動装置２Ｂは、基部２ａ、アーム２ｃ、固定台２ｅ、及び回転機構２ｆを備える。固定台２ｅは基部２ａに対して固定され、固定台２ｅの上にレーダ装置１１が配置される。回転機構２ｆは、基部２ａ及び固定台２ｅの間に設けられ、基部２ａ及び固定台２ｅに対して回転する。従って、アーム２ｃ及び回転機構２ｆは、アンテナ装置３１に対する反射器１２の方位角φを変化させるように、駆動装置３及び反射器１２を回転移動可能に支持する。

【0106】

図１１の較正装置１は、駆動装置２Ｂ，３を用いて、図１の較正装置１と同様に、アンテナ装置３１に対する反射器１２の複数の方位角φ及び複数の仰角θを設定し、異なる方位角φ及び異なる仰角θを設定するごとに較正係数を計算することができる。

【0107】

図１２は、第１の実施形態の第３の変形例に係る較正システムの構成を示す斜視図である。図１２の較正システムは、図１の駆動装置２，３に代えて、駆動装置２Ｃを備える。

【0108】

駆動装置２Ｃは、基部２ａ、アーム２ｃ、固定台２ｅ、ならびに、方位角及び仰角調整機構２ｇを備える。アーム２ｃの一端は反射器１２に直接に連結され、アーム２ｃの他端は、方位角及び仰角調整機構２ｇの開口２ｇａを介して方位角及び仰角調整機構２ｇの内部に連結される。アーム２ｃの方位角φ及び仰角θは、方位角及び仰角調整機構２ｇによって変化する。これにより、アーム２ｃと、方位角及び仰角調整機構２ｇは、アンテナ装置３１に対する反射器１２の方位角φ及び仰角θを変化させるように反射器１２を回転移動可能に支持する。図１０の基部２ａ及び固定台２ｅは、図１１の対応する構成要素と同様に構成される。

【0109】

図１２の較正装置１は、駆動装置２Ｃを用いて、図１の較正装置１と同様に、アンテナ装置３１に対する反射器１２の複数の方位角φ及び複数の仰角θを設定し、異なる方位角φ及び異なる仰角θを設定するごとに較正係数を計算することができる。

【0110】

図１３は、第１の実施形態の第４の変形例に係る較正システムの構成を示す斜視図である。図１３の較正システムは、図１の駆動装置２，３に代えて、駆動装置２Ｄを備える。

【0111】

駆動装置２Ｄは、基部２ａ、ターンテーブル２ｂ、アーム２ｃ、及び傾斜角調整機構２ｈを備える。反射器１２は、アーム２ｃの先端に直接に連結されている。傾斜角調整機構２ｈはターンテーブル２ｂの上に配置され、傾斜角調整機構２ｈの上にレーダ装置１１が配置される。傾斜角調整機構２ｈは、アンテナ装置３１に対する反射器１２の仰角を変化させるようにアンテナ装置３１を傾斜可能に支持する。図１３の基部２ａ及びターンテーブル２ｂは、図１の対応する構成要素と同様に構成される。

【0112】

図１３の較正装置１は、駆動装置２Ｄを用いて、図１の較正装置１と同様に、アンテナ装置３１に対する反射器１２の複数の方位角φ及び複数の仰角θを設定し、異なる方位角φ及び異なる仰角θを設定するごとに較正係数を計算することができる。

【0113】

［第１の実施形態の効果］
第１の実施形態に係る較正システムによれば、駆動装置２，３等を用いてアンテナ装置３１に対する反射器１２の複数の方位角φ及び複数の仰角θを設定し、異なる方位角φ及び異なる仰角θを設定するごとに較正係数を計算する。これにより、主ビーム方向を二次元的に走査可能なアンテナ装置３１を較正し、レーダ装置１１に対する任意の反射物の三次元的な位置を正確に決定することができる。

【0114】

図１、図１０、及び図１３の較正システムによれば、ターンテーブル２ｂを備えた駆動装置２を用いたことにより、反射器１２をレーダ装置１１の周りで大きく動かすことなく、小さな空間においてレーダ装置１１を較正することができる。

【0115】

［第２の実施形態］
［第１の実施形態の構成］
図１４は、第２の実施形態に係る較正システムの構成を示す斜視図である。図１４の較正システムは、図１の較正装置１及び駆動装置２に代えて、較正装置１Ｅ及び駆動装置２Ｅを備える。

【0116】

駆動装置２Ｅは、図１のアーム２ｃに代えて、アンテナ装置３１から反射器１２までの距離ｄを変化させるように反射器１２を並進可能に支持するスライダ機構２ｉを備える。スライダ機構２ｉは、例えば、レーダ装置１１から反射器１２までの距離ｄが数十ｃｍ～十数ｍ程度の範囲で変化するように反射器１２を駆動装置３及び反射器１２を支持する。

【0117】

較正装置１Ｅは、図１の較正装置１と同様に構成される。ただし、較正装置１Ｅのコントローラ２１は、アンテナ装置３１及び反射器１２のうちの少なくとも一方を移動させてアンテナ装置３１に対する反射器１２の複数の距離ｄを設定するように駆動装置２Ｅを制御する。また、コントローラ２１は、前述のように、アンテナ装置３１及び反射器１２のうちの少なくとも一方を移動させてアンテナ装置３１に対する反射器１２の複数の方位角φ及び複数の仰角θを設定するように駆動装置２Ｅ，３を制御する。較正装置１Ｅの較正係数計算器２２は、コントローラ２１が異なる方位角、異なる仰角、及び異なる距離を設定するごとに、無線信号に基づいて較正係数を計算する。

【0118】

［第２の実施形態の動作］
図１５は、図１４の較正装置１Ｅによって実行される較正処理を示すフローチャートである。図１５の較正処理は、図６の較正処理のステップＳ８に代えてステップＳ８Ａを含み、さらに、ステップＳ２１～Ｓ２３を含む。

【0119】

ステップＳ２１において、コントローラ２１は、駆動装置２Ｅを用いて、反射器１２の距離ｄを初期値に設定し、ステップＳ１に進む。

【0120】

図１５のステップＳ１～Ｓ７は、図６の対応するステップと同様である。ただし、図１５のステップＳ７において、較正係数計算器２２は、現在の方位角φ、仰角θ、及び距離に対応する較正ベクトルＣ（φ，θ，ｄ）を計算する。ステップＳ８Ａにおいて、較正係数計算器２２は、現在の方位角φ、仰角θ、及び距離に対応する較正ベクトルＣ（φ，θ，ｄ）を記憶装置２３に格納する。図１５のステップＳ９～Ｓ１２は、図６の対応するステップと同様である。

【0121】

ステップＳ１１がＹＥＳのとき、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２において、コントローラ２１は、距離ｄの走査が終了したか否かを判断し、ＹＥＳのときは処理を終了し、ＮＯのときはステップＳ２３に進む。ステップＳ２３において、コントローラ２１は、駆動装置２Ｅを用いて、反射器１２の距離ｄをΔｄだけインクリメントした値に設定し、ステップＳ１に戻る。

【0122】

第１の実施形態のように、較正係数を計算するときにレーダ装置１１から反射器１２までの距離ｄが固定されている場合、レーダ装置１１に対する任意の反射物の距離が較正時の距離に一致しているときに反射物の位置を最も正確に決定することができる。レーダ装置１１に対する反射物の距離が較正時の距離とは異なる場合、誤差が生じる可能性がある。これに対して、第２の実施形態に係る較正システムによれば、駆動装置２Ｅ，３を用いてアンテナ装置３１に対する反射器１２の複数の方位角φ、複数の仰角θ、及び複数の距離ｄを設定し、異なる方位角φ、異なる仰角θ、及び異なる距離ｄを設定するごとに較正係数を計算する。これにより、主ビーム方向を二次元的に走査可能なアンテナ装置３１を較正し、レーダ装置１１に対する任意の反射物の三次元的な位置をより正確に決定することができる。

【0123】

第２の実施形態では、較正ベクトルは、方位角φ、仰角θ、及び距離ｄの関数Ｃ（φ，θ，ｄ）である。第２の実施形態に係る較正装置１Ｅは、較正ベクトルＣ（φ，θ，ｄ）を方位角φ及び仰角θにおけるサンプリング点の個数の分だけスタックした較正行列を、距離ｄにおけるサンプリング点の個数の分だけ計算してもよい。

【0124】

［第３の実施形態］
図１６は、第３の実施形態に係るレーダ装置１１Ｆの構成を示すブロック図である。レーダ装置１１Ｆに較正装置の機能が一体化されてもよい。レーダ装置１１Ｆは、図２のコントローラ３４及び記憶装置３５に代えて、コントローラ３４Ｆ及び較正係数計算器３６を備える。

【0125】

コントローラ３４Ｆは、アンテナ装置３１及び反射器１２のうちの少なくとも一方を移動させてアンテナ装置３１に対する反射器１２の複数の方位角及び複数の仰角を設定するように、例えば図１の駆動装置２，３を制御する。

【0126】

較正係数計算器３６は、アンテナ装置３１の指向特性を設計値に近づけるように、アンテナ装置３１の指向性を変化させかつ較正する信号処理回路の較正係数を計算する。較正係数計算器３６は、コントローラ３４Ｆが異なる方位角及び異なる仰角を設定するごとに、アンテナ装置３１から放射され、反射器１２によって反射され、アンテナ装置３１によって受信された無線信号に基づいて較正係数を計算する。較正係数計算器３６は、計算された較正係数を信号処理回路３３に直接に設定する。

【0127】

第３の実施形態に係るレーダ装置１１Ｆによれば、第１及び第２の実施形態に係る較正システムと同様に、駆動装置２，３を用いてアンテナ装置３１に対する反射器１２の複数の方位角φ及び複数の仰角θを設定し、異なる方位角φ及び異なる仰角θを設定するごとに較正係数を計算する。これにより、主ビーム方向を二次元的に走査可能なアンテナ装置３１を較正し、レーダ装置１１Ｆに対する任意の反射物の三次元的な位置を正確に決定することができる。

【0128】

コントローラ３４Ｆは、図１の駆動装置２，３に代えて、図１０～図１４に示す他の駆動装置を制御してもよい。また、較正係数計算器３６は、計算された較正係数を信号処理回路３３に直接に設定することに代えて、いったん記憶装置に格納してもよい。また、信号処理回路３３及び較正係数計算器３６は、一体的に構成されてもよい。

【0129】

［変形例］
アンテナ装置３１は、図４に示すような平面上のアレイアンテナ装置に限らず、複数のアンテナ素子が三次元的に配置されたアレイアンテナ装置であってもよい。

【0130】

送信アンテナとして動作するアンテナ素子４１は、無指向性に代えて、主ビームを二次元的に走査可能であるように構成されてもよい。

【0131】

［まとめ］
本開示の各側面に係る較正システム及び較正方法は、以下のように表現されてもよい。

【0132】

本開示の一側面によれば、主ビームを二次元的に走査可能なアンテナ装置３１を備えたレーダ装置１１の較正装置１であって、較正装置１は、コントローラ２１、較正係数計算器２２、及び記憶装置２３を備える。コントローラ２１は、アンテナ装置３１及び反射器１２のうちの少なくとも一方を移動させてアンテナ装置３１に対する反射器１２の複数の方位角及び複数の仰角を設定するように駆動装置２，３を制御する。較正係数計算器２２は、アンテナ装置３１の指向特性を設計値に近づけるように、アンテナ装置３１の指向性を変化させかつ較正する信号処理回路の較正係数を計算する。記憶装置２３は、較正係数計算器２２によって計算された較正係数を格納する。較正係数計算器２２は、コントローラ２１が異なる方位角及び異なる仰角を設定するごとに、アンテナ装置３１から放射され、反射器１２によって反射され、アンテナ装置３１によって受信された無線信号に基づいて較正係数を計算する。

【0133】

本開示の一側面によれば、コントローラ２１は、アンテナ装置３１及び反射器１２のうちの少なくとも一方を移動させてアンテナ装置３１に対する反射器１２の複数の距離を設定するように駆動装置２Ｅを制御する。較正係数計算器２２は、コントローラ２１が異なる方位角、異なる仰角、及び異なる距離を設定するごとに、無線信号に基づいて較正係数を計算する。

【0134】

本開示の一側面によれば、レーダ装置１１の較正システムは、請求項１又は２記載の較正装置１と、反射器１２と、レーダ装置１１のアンテナ装置３１と、反射器１２とのうちの少なくとも一方を移動させる駆動装置２，３とを備える。

【0135】

本開示の一側面によれば、駆動装置２，２Ａ，２Ｄ，２Ｅは、アンテナ装置３１に対する反射器１２の方位角を変化させるようにアンテナ装置３１を回転可能に支持するターンテーブルを備える。

【0136】

本開示の一側面によれば、駆動装置２Ｂ，２Ｃは、アンテナ装置３１に対する反射器１２の方位角を変化させるように反射器１２を回転移動可能に支持するアームを備える。

【0137】

本開示の一側面によれば、駆動装置３は、アンテナ装置３１に対する反射器１２の仰角を変化させるように反射器１２を並進可能に支持する機構を備える。

【0138】

本開示の一側面によれば、駆動装置２Ａ，２Ｃは、アンテナ装置３１に対する反射器１２の仰角を変化させるように反射器１２を回転移動可能に支持するアームを備える。

【0139】

本開示の一側面によれば、駆動装置２Ｄは、アンテナ装置３１に対する反射器１２の仰角を変化させるようにアンテナ装置３１を傾斜可能に支持する機構を備える。

【0140】

本開示の一側面によれば、駆動装置２Ｅは、アンテナ装置３１から反射器１２までの距離を変化させるように反射器１２を並進可能に支持する機構を備える。

【0141】

本開示の一側面によれば、主ビームを二次元的に走査可能なアンテナ装置３１を備えたレーダ装置１１であって、レーダ装置１１は、コントローラ３４Ｆ及び較正係数計算器３６を備える。コントローラ３４Ｆは、アンテナ装置３１及び反射器１２のうちの少なくとも一方を移動させてアンテナ装置３１に対する反射器１２の複数の方位角及び複数の仰角を設定するように駆動装置２，３を制御する。較正係数計算器３６は、アンテナ装置３１の指向特性を設計値に近づけるように、アンテナ装置３１の指向性を変化させかつ較正する信号処理回路の較正係数を計算する。較正係数計算器３６は、コントローラ３４Ｆが異なる方位角及び異なる仰角を設定するごとに、アンテナ装置３１から放射され、反射器１２によって反射され、アンテナ装置３１によって受信された無線信号に基づいて較正係数を計算する。

【0142】

本開示の一側面によれば、主ビームを二次元的に走査可能なアンテナ装置３１を備えたレーダ装置１１の較正方法であって、駆動装置２，３を用いて、アンテナ装置３１及び反射器１２のうちの少なくとも一方を移動させてアンテナ装置３１に対する反射器１２の複数の方位角及び複数の仰角を設定するステップと、アンテナ装置３１の指向特性を設計値に近づけるように、アンテナ装置３１の指向性を変化させかつ較正する信号処理回路の較正係数を計算するステップと、計算された較正係数を記憶装置２３に格納するステップとを含む。較正係数を計算するステップは、異なる方位角及び異なる仰角を設定するごとに、アンテナ装置３１から放射され、反射器１２によって反射され、アンテナ装置３１によって受信された無線信号に基づいて較正係数を計算することを含む。

【産業上の利用可能性】

【0143】

本開示の較正システムは、主ビーム方向を二次元的に走査可能なアンテナ装置を備えたレーダ装置を例えば出荷時に検査するとき、レーダ装置を従来よりも正確に較正することができる。

【符号の説明】

【0144】

１，１Ｅ 較正装置
２，２Ａ～２Ｅ，３ 駆動装置
１１，１１Ｆ レーダ装置
１２ 反射器
２１ コントローラ
２２ 較正係数計算器
２３ 記憶装置
３１ アンテナ装置
３２ 無線周波回路
３３ 信号処理回路
３４，３４Ｆ コントローラ
３５ 記憶装置
３６ 較正係数計算器
４１，４２－１－１～４２－Ｍ－Ｎ アンテナ素子
５１ 発振器
５２－１－１～５２－Ｍ－Ｎ ミキサ
５３－１－１～５３－Ｍ－Ｎ 増幅器
５４－１－１～５４－Ｍ－Ｎ フィルタ
５５－１－１～５５－Ｍ－Ｎ アナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）

【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】