特許 7668965 レーダ装置、及びレーダ装置の運用方法

(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】2025-04-17

(45)【発行日】2025-04-25

(54)【発明の名称】レーダ装置、及びレーダ装置の運用方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/40 20060101AFI20250418BHJP

   G01S 7/02 20060101ALI20250418BHJP

   G01S 13/34 20060101ALI20250418BHJP

   G01S 13/42 20060101ALI20250418BHJP

【ＦＩ】

G01S7/40 186

G01S7/02 210

G01S13/34

G01S13/42

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2024528246

(86)(22)【出願日】2022-06-24

(86)【国際出願番号】 JP2022025348

(87)【国際公開番号】W WO2023248469

(87)【国際公開日】2023-12-28

【審査請求日】2024-05-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】上村 龍也

(72)【発明者】

【氏名】萩原 達也

【審査官】九鬼 一慶

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０２１／００８０５３７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－２１９３５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２２４５１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／００ － ７／４２

Ｇ０１Ｓ １３／００ －１３／９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

送信チャープ信号を生成する複数の送信チャネルと、前記送信チャネルから放射される前記送信チャープ信号の目標物からの反射波を受信し、受信した信号を前記送信チャープ信号の基となる参照信号を用いてミキシングする複数の受信チャネルと、前記受信チャネルがミキシングしたビート信号に基づいて目標物の検出処理を行う信号処理部と、を備えたレーダ装置であって、
前記信号処理部は、
前記ビート信号に基づいて前記目標物の位置及び速度を検出する第１の処理部と、
前記ビート信号及び前記第１の処理部の処理結果に基づいて前記目標物の方位角を検出する第２の処理部と、
前記送信チャネル毎に異なる変調度で前記送信チャープ信号の送信位相を変調する送信位相制御部と、
受信位相情報である受信位相参照値を保持する記憶部と、
前記第１の処理部で得られたスペクトラムの受信位相と、前記記憶部に保持された前記受信位相参照値とに基づいて前記受信位相の変化量を算出し、算出した前記変化量を前記第２の処理部の処理に反映する受信位相補正部と、
を備えたことを特徴とするレーダ装置。

【請求項2】

前記レーダ装置の性能を補正する性能補正モードを有し、
前記性能補正モードにおいて、複数の前記受信チャネルは、前記送信チャネル毎に異なる変調度で送信位相が変調された送信チャープ信号の直接波を受信し、
前記信号処理部は、全ての前記受信チャネルで任意の１つの送信直接波成分の受信位相を検出すると共に、全ての前記受信チャネルの受信位相変化量を算出し、算出した前記受信位相変化量を前記第２の処理部の処理に反映する
ことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。

【請求項3】

送信チャープ信号を生成する複数の送信チャネルと、前記送信チャネルから放射される前記送信チャープ信号の目標物からの反射波を受信し、受信した信号を前記送信チャープ信号の基となる参照信号を用いてミキシングする複数の受信チャネルと、前記受信チャネルがミキシングしたビート信号に基づいて目標物情報を検出する信号処理部と、を備えたレーダ装置であって、
前記信号処理部は、
前記ビート信号に基づいて前記目標物の位置及び速度を検出する第１の処理部と、
前記ビート信号及び前記第１の処理部の処理結果に基づいて前記目標物の方位角を検出する第２の処理部と、
前記送信チャネル毎に異なる変調度で前記送信チャープ信号の送信位相を変調する送信位相制御部と、
送信信号の振幅情報である送信振幅参照値を保持する記憶部と、
前記第１の処理部で得られたスペクトラムの送信振幅と、前記記憶部に保持された前記送信振幅参照値とに基づいて送信振幅の変化量を算出する送信振幅補正部と、
前記送信振幅補正部が算出した送信振幅の変化量に基づいて前記送信チャープ信号の振幅を変化させる制御を行う送信振幅制御部と、
を備えたことを特徴とするレーダ装置。

【請求項4】

前記レーダ装置の性能を補正する性能補正モードを有し、
前記性能補正モードにおいて、複数の前記受信チャネルは、前記送信チャネル毎に異なる変調度で送信位相が変調された送信チャープ信号の直接波を受信し、
前記信号処理部は、任意の１つの前記受信チャネルで全ての前記送信チャネルの送信直接波成分の振幅を検出すると共に、全ての前記送信チャネルの送信振幅変化量を算出し、算出した前記送信振幅変化量を前記送信振幅制御部の処理に反映する
ことを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。

【請求項5】

送信チャープ信号を生成する複数の送信チャネルと、前記送信チャネルから放射される前記送信チャープ信号の目標物からの反射波を受信し、受信した信号を前記送信チャープ信号の基となる参照信号を用いてミキシングする複数の受信チャネルと、前記受信チャネルがミキシングしたビート信号に基づいて目標物情報を検出する信号処理部と、を備えたレーダ装置であって、
前記信号処理部は、
前記ビート信号に基づいて前記目標物の位置及び速度を検出する第１の処理部と、
前記ビート信号及び前記第１の処理部の処理結果に基づいて前記目標物の方位角を検出する第２の処理部と、
前記送信チャネル毎に異なる変調度で前記送信チャープ信号の送信位相を変調する送信位相制御部と、
送信信号の位相情報である送信位相参照値を保持する記憶部と、
前記第１の処理部で得られたスペクトラムの送信位相と、前記記憶部に保持された前記送信位相参照値とに基づいて送信位相の変化量を算出する送信位相補正部と、を備え、
前記送信位相制御部は、前記送信位相補正部が算出した前記送信位相の変化量に基づいて送信チャープ信号の位相を変化させる制御を行う
ことを特徴とするレーダ装置。

【請求項6】

前記レーダ装置の性能を補正する性能補正モードを有し、
前記性能補正モードにおいて、複数の前記受信チャネルは、前記送信チャネル毎に異なる変調度で送信位相が変調された送信チャープ信号の直接波を受信し、
前記信号処理部は、任意の１つの前記受信チャネルで全ての前記送信チャネルの送信直接波成分の送信位相を検出すると共に、全ての前記送信チャネルの送信位相変化量を算出し、算出した前記送信位相変化量を前記第２の処理部の処理に反映する
ことを特徴とする請求項５に記載のレーダ装置。

【請求項7】

前記レーダ装置の故障を検出する故障検出モードを有し、
前記故障検出モードにおいて、複数の前記受信チャネルは、前記送信チャネル毎に異なる変調度で送信位相が変調された送信チャープ信号の直接波を受信し、
前記信号処理部は、全ての前記受信チャネルで全ての前記送信チャネルの送信直接波成分の振幅を検出し、
全ての前記送信チャネルの送信直接波成分の振幅のうちの少なくとも１つが閾値以下であれば装置故障と判定する
ことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のレーダ装置。

【請求項8】

送信チャープ信号を生成する複数の送信チャネルと、前記送信チャネルから放射される前記送信チャープ信号の目標物からの反射波を受信し、受信した信号を前記送信チャープ信号の基となる参照信号を用いてミキシングする複数の受信チャネルとを備え、前記受信チャネルがミキシングしたビート信号に基づいて目標物情報を検出するレーダ装置を用いて行うレーダ装置の運用方法であって、
前記送信チャネル毎に異なる変調度で前記送信チャープ信号の送信位相を変調する変調ステップと、
前記変調ステップで生成した送信チャープ信号を複数の前記送信チャネルから同時に空間に放射する放射ステップと、
前記放射ステップで放射された前記送信チャープ信号の直接波を受信し、全ての前記受信チャネルで全ての前記送信チャネルの送信直接波成分の振幅を検出する振幅検出ステップと、
前記振幅検出ステップで検出された前記送信直接波成分の振幅と、予め設定された閾値との比較結果に基づいて前記レーダ装置の故障を判定する判定ステップと、
を含むことを特徴とするレーダ装置の運用方法。

【請求項9】

前記放射ステップで放射された前記送信チャープ信号の直接波を受信し、全ての前記受信チャネルで任意の１つの送信直接波成分の受信位相を検出する位相検出ステップと、
前記位相検出ステップで検出された前記受信位相の検出値と、予め保持された受信位相参照値とに基づいて受信位相変化量を算出する算出ステップと、
前記算出ステップで算出された前記受信位相変化量を前記目標物の検出処理に反映する反映ステップと、
を含むことを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置の運用方法。

【請求項10】

前記放射ステップで放射された前記送信チャープ信号の直接波を受信し、任意の１つの前記受信チャネルで全ての前記送信チャネルの送信直接波成分の送信振幅を検出する振幅検出ステップと、
前記振幅検出ステップで検出された前記送信振幅の検出値と、予め保持された送信振幅参照値とに基づいて送信振幅変化量を算出する算出ステップと、
前記算出ステップで算出された前記送信振幅変化量を前記放射ステップで放射する前記送信チャープ信号の振幅制御に反映する振幅制御ステップと、
を含むことを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置の運用方法。

【請求項11】

前記放射ステップで放射された前記送信チャープ信号の直接波を受信し、任意の１つの前記受信チャネルで全ての前記送信チャネルの送信直接波成分の送信位相を検出する位相検出ステップと、
前記位相検出ステップで検出された前記送信位相の検出値と、予め保持された送信位相参照値とに基づいて送信位相変化量を算出する算出ステップと、
前記算出ステップで算出された前記送信位相変化量を前記放射ステップで放射する前記送信チャープ信号の位相制御に反映する位相制御ステップと、
を含むことを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置の運用方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、目標物の検出を行うレーダ装置、及びレーダ装置の運用方法に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、送信回路から放射されて目標物を介さずに直接結合する直接波を受信することで、目標物からの反射波を利用することなく運用中に故障検出を行うことができるレーダ装置が開示されている。このようなレーダ装置は、既に、自動車センサ用のレーダ装置として利用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１９／２３４９４６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

自動車センサ用のレーダ装置においては、目標物の情報を検出する目標物検出モードの他に、故障検出モード、性能補正モードといった他の動作モードを有することが一般的である。このような複数の動作モードを有するレーダ装置においては、動作時間が増加することになり、レーダ装置の故障判定に要する時間が長くなるという課題がある。

【0005】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の動作モードを有していても、レーダ装置の故障判定に要する時間の増加を抑制できるレーダ装置を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本開示に係るレーダ装置は、送信チャープ信号を生成する複数の送信チャネルと、送信チャネルから放射される送信チャープ信号の目標物からの反射波を受信し、受信した信号を送信チャープ信号の基となる参照信号を用いてミキシングする複数の受信チャネルとを備える。また、レーダ装置は、受信チャネルがミキシングしたビート信号に基づいて目標物の検出処理を行う信号処理部を備える。信号処理部は、第１及び第２の処理部と、送信位相制御部と、記憶部と、受信位相補正部とを備える。第１の処理部は、ビート信号に基づいて目標物の位置及び速度を検出する。第２の処理部は、ビート信号及び第１の処理部の処理結果に基づいて目標物の方位角を検出する。送信位相制御部は、送信チャネル毎に異なる変調度で送信チャープ信号の送信位相を変調する。記憶部は、受信位相情報である受信位相参照値を保持する。受信位相補正部は、第１の処理部で得られたスペクトラムの受信位相と、記憶部に保持された受信位相参照値とに基づいて受信位相の変化量を算出し、算出した変化量を第２の処理部の処理に反映する。

【発明の効果】

【0007】

本開示に係るレーダ装置によれば、複数の動作モードを有していても、レーダ装置の故障判定に要する時間の増加を抑制できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１に係るレーダ装置の構成例を示すブロック図

【図2】実施の形態１の故障検出モードにおける送信周波数及び送信位相の時間波形の第１の例を示す図

【図3】実施の形態１の故障検出モードにおける送信周波数及び送信位相の時間波形の第２の例を示す図

【図4】図２に示す波形に対応する任意の１つの受信チャネルにおける受信データのスペクトラム結果を示す図

【図5】図３に示す波形に対応する任意の１つの受信チャネルにおける受信データのスペクトラム結果を示す図

【図6】実施の形態１の故障検出部による故障検出モード及び受信位相補正部による受信位相補正モードの動作説明に供するフローチャート

【図7】実施の形態１の受信位相補正モードにおける受信位相変化量の算出方法の説明に供する図

【図8】実施の形態１における信号処理部の機能を実現するハードウェア構成の一例を示すブロック図

【図9】実施の形態１における信号処理部の機能を実現するハードウェア構成の他の例を示すブロック図

【図10】実施の形態２に係るレーダ装置の構成を示すブロック図

【図11】実施の形態２の故障検出部による故障検出モード及び送信振幅補正部による送信振幅補正モードの動作説明に供するフローチャート

【図12】実施の形態２の送信振幅補正モードにおける送信振幅変化量の算出方法の説明に供する図

【図13】実施の形態３に係るレーダ装置の構成を示すブロック図

【図14】実施の形態３の故障検出部による故障検出モード及び送信位相補正部による送信位相補正モードの動作説明に供するフローチャート

【図15】実施の形態３の送信位相補正モードにおける送信位相変化量の算出方法の説明に供する図

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に添付図面を参照し、本開示の実施の形態に係るレーダ装置、及びレーダ装置の運用方法について詳細に説明する。なお、以下の実施の形態では、自動車に搭載される自動車センサ用のレーダ装置を例示して説明するが、他の用途への適用を除外する趣旨ではない。また、以下の記載において、同種の複数の構成要素については、添字を付した符号で示すが、各構成要素の個々を区別しない場合には、添字の表記を適宜省略する。また、以下では、物理的な接続と電気的な接続とを区別せずに、単に「接続」と称して説明する。即ち、「接続」という文言は、構成要素同士が直接的に接続される場合と、構成要素同士が他の構成要素を介して間接的に接続される場合との双方を含んでいる。

【0010】

実施の形態１．
レーダ装置の一例に、ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）レーダがある。ＦＭＣＷレーダは、構成が容易であるという利点、及びベースバンド処理する送受信のビート信号の周波数帯域が比較的低周波数となるので取り扱いが容易であるという利点があり、自動車衝突防止用の自動車センサとして普及している。また、ＦＭＣＷレーダは、将来的には自動運転用の自動車センサの１つとして利用されることが期待されている。このＦＭＣＷレーダにおいて、空間に放射される送信信号は、送信周波数を低周波から高周波へと変化させるアップチャープと、高周波から低周波へと変化させるダウンチャープとを含む信号である。ＦＭＣＷレーダは、アップチャープ及びダウンチャープの各々から得られるビート信号のピーク周波数の和及び差の情報に基づいて目標物との距離、相対速度、方位角等を算出する。

【0011】

また、レーダ装置の他の例に、ＦＣＭ（Fast Chirp Modulation）レーダがある。ＦＣＭレーダにおいて、空間に放射される送信信号は、変調周波数を低周波から高周波へと高速変調させるアップチャープ、及び高周波から低周波へと高速変調させるダウンチャープのうちの何れか一方を含む信号である。ＦＣＭレーダは、アップチャープ又はダウンチャープの何れかによる受信ビート信号の周波数及び受信位相の情報に基づいて目標物との距離、相対速度、方位角等を算出する。

【0012】

アップチャープとダウンチャープとのペアリングが必要なＦＭＣＷレーダに対して、ＦＣＭレーダは、ペアリングが不要である。このため、ＦＣＭレーダは、信号処理への負荷が少なく、高精度に目標物を検出できることから、自動車センサとして普及している。本稿における以降の記述では、ＦＭＣＷレーダとＦＣＭレーダとを区別しない場合は、単に「レーダ」又は「レーダ装置」と表現する。

【0013】

図１は、実施の形態１に係るレーダ装置１００の構成例を示すブロック図である。実施の形態１に係るレーダ装置１００は、図１に示されるように、送信回路１、受信回路２、信号処理部３、及び周囲温度モニタ６を備える。

【0014】

送信回路１は、ＲＦ（Radio Frequency）信号源１１、移相器１２ａ，１２ｂ、増幅器１３ａ，１３ｂ、及び送信アンテナ１４ａ，１４ｂを備える。送信回路１は、ＲＦ信号源１１で生成された信号を、移相器１２ａ，１２ｂ及び増幅器１３ａ，１３ｂを介して送信アンテナ１４ａ，１４ｂに伝送する。移相器１２ａ，１２ｂでは、入力される信号の位相が調整される。増幅器１３ａ，１３ｂは、それぞれが移相器１２ａ，１２ｂから出力される各信号を個別に増幅する。送信アンテナ１４ａ，１４ｂは、増幅器１３ａ，１３ｂから出力される信号を送信チャープ信号５１として空間に放射する。ＲＦ信号源１１で生成される信号は、送信チャープ信号５１の基となる信号であり、本稿では「参照信号」と呼ぶ。

【0015】

送信回路１において、移相器１２、増幅器１３及び送信アンテナ１４の各々の１つから構成される組は、送信チャネル１０を構成する。実施の形態１において、送信チャネル１０の最小数は２である。即ち、実施の形態１に係るレーダ装置１００は、送信チャープ信号を生成する複数の送信チャネル１０を備えている。

【0016】

受信回路２は、受信アンテナ２１ａ，２１ｂ、ミクサ２２ａ，２２ｂ、帯域通過フィルタ（Band Pass Filter：ＢＰＦ）２３ａ，２３ｂ、及びアナログデジタル変換器（Analog to Digital Converter：ＡＤＣ）２４ａ，２４ｂを備える。受信回路２は、空間に放射された送信チャープ信号５１の目標物４１からの反射波５２を受信アンテナ２１ａ，２１ｂで受信する。ミクサ２２ａ，２２ｂは、受信した信号をＲＦ信号源１１から出力される参照信号を用いてミキシングする。ＢＰＦ２３ａ，２３ｂでは、ミクサ２２ａ，２２ｂがミキシングしたビート信号に対してバンドパスのフィルタ処理が施される。ＡＤＣ２４ａ，２４ｂでは、ＡＤ変換処理が行われ、変換後の信号が信号処理部３に伝送される。また、図１に示されるように、送信回路１から受信回路２に対しては、直接結合する直接波５３が存在し、受信回路２は、当該直接波５３も受信して、下述の処理を行う。

【0017】

受信回路２において、受信アンテナ２１、ミクサ２２、ＢＰＦ２３及びＡＤＣ２４の各々の１つから構成される組は、受信チャネル２０を構成する。実施の形態１において、受信チャネル２０の最小数は２である。即ち、実施の形態１に係るレーダ装置１００は、送信チャネル１０から放射される送信チャープ信号の目標物４１からの反射波５２、及び目標物４１を介さない直接波５３を受信し、受信した信号を送信チャープ信号の基となる参照信号を用いてミキシングする複数の受信チャネル２０を備えている。

【0018】

信号処理部３は、受信チャネル２０がミキシングしたビート信号に基づいて目標物４１の情報を検出する検出処理を行う。この機能を実現するため、信号処理部３は、Ｒ－ＦＦＴ（Range-Fast Fourier Transform）部３２ａ，３２ｂ、Ｖ－ＦＦＴ（Velocity-Fast Fourier Transform）部３３ａ，３３ｂ、Ａ－ＦＦＴ（Azimuth-Fast Fourier Transform）部３４、位置／速度検出部３９、送信位相制御部１５、振幅検出部３６、故障検出部３１、受信位相補正部３５、及び受信位相参照値保存部４０を備える。

【0019】

Ｒ－ＦＦＴ部３２ａ，３２ｂは距離方向に高速フーリエ変換する処理部であり、Ｖ－ＦＦＴ部３３ａ，３３ｂは速度方向に高速フーリエ変換する処理部であり、Ａ－ＦＦＴ部３４は方位角方向、即ち水平角度方向に高速フーリエ変換する処理部である。位置／速度検出部３９は、Ｒ－ＦＦＴ部３２ａ，３２ｂ、Ｖ－ＦＦＴ部３３ａ，３３ｂ及びＡ－ＦＦＴ部３４の演算結果に基づいて目標物４１の位置、速度及び方位角を検出し、その検出結果を車両１５０に伝送する。Ｒ－ＦＦＴ部３２ａ，３２ｂ、Ｖ－ＦＦＴ部３３ａ，３３ｂ、及び位置／速度検出部３９は、ビート信号に基づいて目標物４１の位置及び速度を検出する処理部であり、これらの処理部を総称して、本稿では「第１の処理部」と呼ぶことがある。また、Ａ－ＦＦＴ部３４及び位置／速度検出部３９は、ビート信号及び第１の処理部の処理結果に基づいて目標物４１の方位角を検出する処理部であり、これらの処理部を総称して、本稿では「第２の処理部」と呼ぶことがある。

【0020】

実施の形態１に係るレーダ装置１００は、目標物情報を検出するための目標物検出モードの他に、レーダ装置１００の故障を検出する故障検出モード、及びレーダ装置１００の性能を補正する性能補正モードを有する。また、性能補正モードには、受信位相補正モード、送信振幅補正モード、及び送信位相補正モードなどがある。これらの各種の補正モードは、レーダ装置１００の性能低下を抑制するために行う。なお、実施の形態１に係るレーダ装置１００は、目標物検出モード及び故障検出モードに加え、少なくとも受信位相補正モードを有することを想定する。

【0021】

送信位相制御部１５は、故障検出モード及び受信位相補正モードにおいて、移相器１２ａ，１２ｂの移相量を個別に制御する。具体的に、送信位相制御部１５は、送信チャネル１０毎に異なる変調度で送信チャープ信号の送信位相を変調する。即ち、送信位相制御部１５は、送信チャネル１０毎に独立の送信位相変調をかける。この処理は、送信チャネル１０の各送信チャープ信号に対して、独立に送信位相変調をかけることで、直接波５３による受信ビート信号のスペクトラムのピークが、互いに異なる距離ビン又は速度ビンに生じるという特性を利用している。距離ビンは、目標物との間の距離差を識別するための最小単位幅であり、速度ビンは、目標物との間の相対速度差を識別するための最小単位幅である。一般的なレーダ装置において、距離ビン及び速度ビンの幅は、距離及び速度の分解能によって決定される。また、一般的なレーダ装置では、距離ビン及び速度ビンには番号が振られ、番号によって距離ビン及び速度ビンを識別することが行われる。

【0022】

振幅検出部３６は、Ｒ－ＦＦＴ部３２ａ，３２ｂ、及びＶ－ＦＦＴ部３３ａ，３３ｂで得られたスペクトラムの振幅強度に基づいて直接波５３の振幅を検出する。故障検出部３１は、振幅検出部３６で得られた振幅情報に基づいてレーダ装置１００の故障の有無を判定し、その判定結果を車両１５０に伝送する。

【0023】

受信位相参照値保存部４０は、受信位相情報である受信位相参照値を保持する記憶部である。受信位相参照値は、Ｒ－ＦＦＴ及びＶ－ＦＦＴ処理における、直接波５３によるスペクトラムから得られる受信位相であり、全ての受信チャネル２０において算出される。受信位相参照値の算出処理は、例えば出荷検査時において、目標物４１からの反射波成分が存在しない環境下で実施される。

【0024】

受信位相補正部３５は、Ｒ－ＦＦＴ部３２ａ，３２ｂ、及びＶ－ＦＦＴ部３３ａ，３３ｂで得られたスペクトラムの受信位相と、受信位相参照値保存部４０に保存された受信位相参照値とに基づいて受信位相の変化量を算出し、算出した変化量をＡ－ＦＦＴ部３４の処理に反映する。

【0025】

図２は、実施の形態１の故障検出モードにおける送信周波数及び送信位相の時間波形の第１の例を示す図であり、図３は、実施の形態１の故障検出モードにおける送信周波数及び送信位相の時間波形の第２の例を示す図である。各上段部に示すように、送信周波数は、時間的に変化するチャープ波形を繰り返す。各中段部に示される「送信位相（ａ）」は、図１の添字ａの構成部、即ち添字ａが付された送信チャネル１０に付与する送信位相の変化を表している。また、「送信位相（ｂ）」は、図１の添字ｂの構成部、即ち添字ｂが付された送信チャネル１０に付与する送信位相の変化を表している。なお、以下の記載では、便宜的に、添字ａが付された送信チャネル１０を「送信チャネルａ」と呼び、添字ｂが付された送信チャネル１０を「送信チャネルｂ」と呼ぶことがある。これらの呼称は、受信チャネル２０においても同様とする。また、送信チャネル１０と受信チャネル２０とを特に区別しない場合には、単に「チャネルａ」及び「チャネルｂ」と呼ぶことがある。

【0026】

送信位相制御部１５は、出荷検査及び運用中の故障検出モードにおいて、送信チャネル１０毎独立に異なる送信位相の変化幅を設定し、その設定値を移相器１２ａ，１２ｂに与えることで送信位相を変化させる。具体的に、送信チャネルａの変化幅をｐとし、送信チャネルｂの変化幅をｑとするとき、図２には、送信チャネルａ，ｂの送信位相をチャープ周期毎に段階的に増加させる例が示され、図３には、送信チャネルａ，ｂの送信位相をチャープ周期内で段階的に増加させる例が示されている。なお、図２及び図３の例は一例であり、送信チャネルａ，ｂ毎に独立に異なる送信位相が付与されていれば、どのような与え方をしてもよい。

【0027】

図４は、図２に示す波形に対応する任意の１つの受信チャネル２０における受信データのスペクトラム結果を示す図であり、図５は、図３に示す波形に対応する任意の１つの受信チャネル２０における受信データのスペクトラム結果を示す図である。ここで言う、任意の１つの受信チャネル２０における受信データは、図１の構成であれば、Ｖ－ＦＦＴ部３３ａ及びＶ－ＦＦＴ部３３ｂのうちの何れか１つから出力される、Ｒ－ＦＦＴ処理及びＶ－ＦＦＴ処理されたデータである。なお、図４の横軸は速度、図５の横軸は距離を表し、図４及び図５の縦軸は振幅を表している。

【0028】

送信位相制御部１５が図２に示す波形の送信位相変調を実施すると、図４に示すように、速度軸方向において、２つの送信チャネルａ，ｂからの直接波成分であるＴＸ_ａ，ＴＸ_ｂがそれぞれの変調度に対応する位置に振幅のピークが表れる。図５の例も同様である。従って、２つの送信チャネルａ，ｂから同時に送信信号を送信しても、速度周波数領域において、２つの信号を分離することができる。３つ以上の送信チャネル１０がある場合にも、それぞれ異なる変調度の送信位相変調を行えば、当該３以上の送信チャネル１０から同時に送信信号を送信しても、それぞれの直接波成分を速度周波数領域において、分離して抽出することができる。

【0029】

実施の形態１では、振幅検出部３６がそれぞれの送信チャネル１０からの直接波成分の振幅を検出し、設定閾値と比較することで、レーダ装置１００の故障の有無を判定する。

【0030】

図６は、実施の形態１の故障検出部３１による故障検出モード及び受信位相補正部３５による受信位相補正モードの動作説明に供するフローチャートである。図６に示す故障検出モード及び受信位相補正モードは、レーダ装置１００の運用中においても起動することができる。即ち、図６に示す故障検出モード及び受信位相補正モードの動作フローは、レーダ装置１００が送受信動作中であっても実施可能である。

【0031】

レーダ装置１００は、送信チャネル１０毎に異なる変調度で送信チャープ信号５１の送信位相を変調し（ステップＳ１０１）、複数の送信チャネル１０から同時に送信チャープ信号５１を放射する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０１及びＳ１０２に関しては、故障検出モード及び受信位相補正モードで共通である。

【0032】

次に、故障検出モードの動作を説明する。故障検出モードの動作は、図６の左側に示されている。まず、送信チャープ信号５１の一部は、直接波５３として、受信回路２で受信される。受信回路２から出力される受信データは信号処理部３に送られる。

【0033】

信号処理部３は、全ての受信チャネル２０で全ての送信直接波成分の振幅、即ち全ての送信チャネル１０から放射される直接波成分の振幅を検出する（ステップＳ１０３）。直接波成分の振幅が閾値よりも大きい場合（ステップＳ１０４、Ｙｅｓ）、故障検出部３１は、レーダ装置１００が正常であると判定して（ステップＳ１０５）、故障検出モードを終了する。一方、直接波成分の振幅が閾値以下である場合（ステップＳ１０４、Ｎｏ）、故障検出部３１は、故障の判定を行い（ステップＳ１０６）、故障検出モードを終了する。

【0034】

次に、受信位相補正モードの動作を説明する。受信位相補正モードの動作は、図６の右側に示されている。

【0035】

信号処理部３は、全ての受信チャネル２０で、任意の１つの送信チャネル１０から放射される送信直接波成分の受信位相を検出する（ステップＳ１０７）。そして、信号処理部３は、全ての受信チャネル２０の受信位相変化量を算出する（ステップＳ１０８）。受信位相変化量の算出方法は、更に図７を参照して説明する。図７は、実施の形態１の受信位相補正モードにおける受信位相変化量の算出方法の説明に供する図である。なお、図７の説明は、図１に示す構成に従って、受信チャネル２０の数は、受信チャネルａ，ｂの２つとする。また、前述したように、受信位相参照値保存部４０には、受信位相参照値が保存されているものとする。

【0036】

まず、図７に示すように、受信位相参照値保存部４０に保存されている受信チャネルａ，ｂの受信位相参照値を、それぞれ「θｒｅｆ_ａ」及び「θｒｅｆ_ｂ」とする。また、ステップＳ１０７で検出された、任意の１つの送信チャネル１０から放射された直接波成分による受信チャネルａ，ｂの受信位相検出値を「θｄｉｒ_ａ」及び「θｄｉｒ_ｂ」とする。受信位相検出値は、直接波５３によるスペクトラムのピークビンのデータを使用して求めることができる。ピークビンは、直接波５３によるスペクトラムのピークが表れる速度ビン又は距離ビンである。また、受信チャネルａ，ｂにおける受信位相変化量を、それぞれ「Δθ_ａ」及び「Δθ_ｂ」とする。受信位相変化量Δθ_ａ，Δθ_ｂは、図７に示すように、それぞれ「Δθ_ａ＝θｒｅｆ_ａ－θｄｉｒ_ａ」及び「Δθ_ｂ＝θｒｅｆ_ｂ－θｄｉｒ_ｂ」の算出式で求めることができる。即ち、受信位相変化量は、受信位相参照値と受信位相検出値との差分を演算することで求めることができる。

【0037】

図６の動作フローに戻り、受信位相補正部３５は、ステップＳ１０８で算出された受信位相変化量をＡ－ＦＦＴ部３４の処理に反映させて（ステップＳ１０９）、受信位相補正モードを終了する。

【0038】

図６のフローチャートに示される故障検出モードの閾値は、例えば出荷検査時において、目標物４１からの反射波成分が存在しない環境下で、直接波成分の測定値を用いて決定する。このとき、周囲温度を変化させながら直接波成分を測定し、送信チャネル１０毎に閾値の温度テーブルを作成してもよい。温度テーブル内の周囲温度は、周囲温度モニタ６の温度検出値を実際の周囲温度と対応させて、設定及び参照してもよい。

【0039】

次に、実施の形態１における信号処理部３の機能を実現するためのハードウェア構成について、図８及び図９の図面を参照して説明する。図８は、実施の形態１における信号処理部３の機能を実現するハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図９は、実施の形態１における信号処理部３の機能を実現するハードウェア構成の他の例を示すブロック図である。

【0040】

実施の形態１における信号処理部３の機能をソフトウェアで実現する場合には、図８に示されるように、演算を行うプロセッサ４００、プロセッサ４００によって読みとられるプログラムが保存される記憶部であるメモリ４０２、信号の入出力を行うインタフェース４０４、及び検出結果を表示する表示器４０６を含む構成とすることができる。

【0041】

プロセッサ４００は、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）と称される演算手段であってもよい。また、メモリ４０２には、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically EPROM）といった不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）を例示することができる。

【0042】

メモリ４０２には、信号処理部３の機能を実行するプログラムが保存される他、閾値、温度テーブル値、受信位相参照値などが保存されている。プロセッサ４００は、インタフェース４０４を介して必要な情報を授受し、メモリ４０２に格納されたプログラムをプロセッサ４００が実行する。また、プロセッサ４００は、メモリ４０２に格納された閾値、温度テーブル値及び受信位相参照値を参照することにより、上述した目標物検出モード、故障検出モード、及び性能補正モードの各処理を実行することができる。プロセッサ４００による演算結果は、メモリ４０２に記憶することができる。また、プロセッサ４００の処理結果を表示器４０６に表示することもできる。なお、表示器４０６は、信号処理部３の外部に備えられていてもよい。

【0043】

また、図８に示すプロセッサ４００及びメモリ４０２は、図９のように処理回路４０３に置き換えてもよい。処理回路４０３は、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又は、これらを組み合わせたものが該当する。

【0044】

以上説明したように、実施の形態１に係るレーダ装置において、目標物の検出処理を行う信号処理部は、第１及び第２の処理部と、送信位相制御部と、記憶部と、受信位相補正部とを備える。第１の処理部は、ビート信号に基づいて目標物の位置及び速度を検出する処理を行い、第２の処理部は、ビート信号及び第１の処理部の処理結果に基づいて目標物の方位角を検出する処理を行う。送信位相制御部は、送信チャネル毎に異なる変調度で送信チャープ信号の送信位相を変調し、記憶部は、受信位相情報である受信位相参照値を保持する。受信位相補正部は、第１の処理部で得られたスペクトラムの受信位相と、記憶部に保持された受信位相参照値とに基づいて受信位相の変化量を算出し、算出した変化量を第２の処理部の処理に反映する。このように構成されたレーダ装置によれば、レーダ装置の運用中において、レーダ装置の故障判定に用いる送信チャープ信号は、複数の送信チャネルから同時に空間に放射される。これにより、レーダ装置の故障判定に要する時間の増加を抑制することが可能となる。また、実施の形態１に係るレーダ装置によれば、故障検出モードによる処理と、レーダ装置の性能低下を抑制するために行う受信位相補正モードによる処理とを同じ処理フローで同時並行的に実施することができる。これにより、レーダ装置の運用中において、故障検出モード及び受信位相補正モードによる処理を短時間で行うことができる。複数の動作モードによる処理を短時間で行うことができるので、レーダ装置の消費電力の低減が可能となる。

【0045】

また、実施の形態１に係るレーダ装置の運用方法は、上記のように構成されたレーダ装置を用いて行うレーダ装置の運用方法であって、以下に示す、変調ステップ、放射ステップ、振幅検出ステップ、及び判定ステップを含む処理とすることができる。変調ステップでは、送信チャネル毎に異なる変調度で送信チャープ信号の送信位相を変調する。放射ステップでは、変調ステップで生成した送信チャープ信号を複数の送信チャネルから同時に空間に放射する。振幅検出ステップでは、放射ステップで放射された送信チャープ信号の直接波を受信し、全ての受信チャネルで全ての送信チャネルの送信直接波成分の振幅を検出する。判定ステップでは、振幅検出ステップで検出された送信直接波成分の振幅と、予め設定された閾値との比較結果に基づいてレーダ装置の故障を判定する。このような、変調ステップ、放射ステップ、振幅検出ステップ、及び判定ステップを含むレーダ装置の運用方法によれば、レーダ装置の故障判定に要する時間の増加を抑制することが可能となる。

【0046】

なお、実施の形態１に係るレーダ装置の運用方法では、上記の変調ステップ、放射ステップ、振幅検出ステップ、及び判定ステップの処理に合わせ、以下に示す、位相検出ステップ、算出ステップ、及び反映ステップを含む処理とすることができる。位相検出ステップでは、上記の放射ステップで放射された送信チャープ信号の直接波を受信し、全ての受信チャネルで任意の１つの送信直接波成分の受信位相を検出する。算出ステップでは、位相検出ステップで検出された受信位相の検出値と、予め保持された受信位相参照値とに基づいて受信位相変化量を算出する。反映ステップでは、算出ステップで算出された受信位相変化量を目標物の検出処理に反映する。このような、位相検出ステップ、算出ステップ、及び反映ステップを更に含むレーダ装置の運用方法によれば、レーダ装置の故障検出処理と、レーダ装置の性能低下を抑制するために行う受信位相補正処理とを同じ処理フローで同時並行的に実施することができる。これにより、レーダ装置の運用中において、これらの複数の処理を短時間で行うことができる。また、複数の動作モードによる処理を短時間で行うことができるので、レーダ装置の消費電力の低減が可能となる。

【0047】

実施の形態２．
レーダ装置において、送信信号の振幅特性は、送信チャネルを構成する集積回路上の半導体素子の製造ばらつき、電源電圧の変動、周囲温度の変化などにより、大きく変化することが知られている。送信信号の振幅特性が変化すると、複数の送信チャネルの信号経路間に振幅差が生じ、目標物の距離、相対速度、方位角等の検出精度が低下する。実施の形態２では、複数の送信チャネルの信号経路間に生じ得る振幅差の影響を低減する構成及び方法を提案する。

【0048】

図１０は、実施の形態２に係るレーダ装置２００の構成を示すブロック図である。図１０に示す各構成要素のうち、図１に示す実施の形態１のレーダ装置１００と同一機能を達成する構成要素については、同一符号を付しており、重複する内容の説明は、適宜省略する。

【0049】

図１０において、実施の形態２に係るレーダ装置２００では、図１に示す信号処理部３が信号処理部３Ａに置き替えられている。また、図１０に示す信号処理部３Ａでは、図１に示す信号処理部３において、受信位相補正部３５が送信振幅補正部４３に置き替えられ、受信位相参照値保存部４０が送信振幅参照値保存部４４に置き替えられている。また、図１０に示す信号処理部３Ａでは、送信振幅制御部４２が追加されている。

【0050】

送信振幅参照値保存部４４は、送信信号の振幅情報である送信振幅参照値を保持する記憶部である。送信振幅参照値は、Ｒ－ＦＦＴ及びＶ－ＦＦＴ処理における、直接波５３によるスペクトラムから得られる送信信号の振幅情報であり、少なくとも１つの受信チャネル２０において算出される。送信振幅参照値の算出処理は、例えば出荷検査時において、目標物４１からの反射波成分が存在しない環境下で実施される。

【0051】

送信振幅補正部４３は、Ｒ－ＦＦＴ部３２ａ，３２ｂ、及びＶ－ＦＦＴ部３３ａ，３３ｂで得られたスペクトラムの振幅情報である送信振幅と、送信振幅参照値保存部４４に保存された送信振幅参照値とに基づいて送信振幅の変化量を算出し、算出した変化量を送信振幅制御部４２の処理に反映する。

【0052】

送信振幅制御部４２は、送信振幅補正部４３が算出した送信振幅の変化量に応じて、増幅器１３ａ，１３ｂの増幅率を制御して、運用中の送信チャープ信号の振幅を変化させる。

【0053】

次に、実施の形態２に係るレーダ装置２００の動作について、図１０及び図１１の図面を参照して説明する。図１１は、実施の形態２の故障検出部３１による故障検出モード及び送信振幅補正部４３による送信振幅補正モードの動作説明に供するフローチャートである。図１１に示す故障検出モード及び送信振幅補正モードは、レーダ装置２００の運用中においても起動することができる。即ち、図１１に示す故障検出モード及び送信振幅補正モードの動作フローは、レーダ装置２００が送受信動作中であっても実施可能である。

【0054】

レーダ装置２００は、送信チャネル１０毎に異なる変調度で送信チャープ信号５１の送信位相を変調し（ステップＳ１０１）、複数の送信チャネル１０から同時に送信チャープ信号５１を放射する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０１及びＳ１０２に関しては、故障検出モード及び送信振幅補正モードで共通である。また、図１１の左側には、故障検出モードの動作フローが示されているが、ステップＳ１０３～Ｓ１０６の処理は、図６の左側と同じであり、ここでの説明は省略する。

【0055】

次に、送信振幅補正モードの動作を説明する。送信振幅補正モードの動作は、図１１の右側に示されている。

【0056】

信号処理部３Ａは、任意の１つの受信チャネル２０で、全ての送信チャネル１０から放射される送信直接波成分の送信振幅を検出する（ステップＳ１１０）。そして、信号処理部３Ａは、全ての送信チャネル１０の送信振幅変化量を算出する（ステップＳ１１１）。送信振幅変化量の算出方法は、更に図１２を参照して説明する。図１２は、実施の形態２の送信振幅補正モードにおける送信振幅変化量の算出方法の説明に供する図である。なお、図１２の説明は、図１０に示す構成に従って、送信チャネル１０の数は、送信チャネルａ，ｂの２つとする。また、前述したように、送信振幅参照値保存部４４には、送信振幅参照値が保存されているものとする。

【0057】

まず、図１２に示すように、送信振幅参照値保存部４４に保存されている送信チャネルａ，ｂの送信振幅参照値を、それぞれ「Ａｒｅｆ_ａ」及び「Ａｒｅｆ_ｂ」とする。また、ステップＳ１１０で検出された、全ての送信チャネルａ，ｂから放射された直接波成分による任意の１つの受信チャネル２０である受信チャネルａ又は受信チャネルｂの検出値である送信振幅検出値を「Ａｄｉｒ_ａ」及び「Ａｄｉｒ_ｂ」とする。送信振幅検出値は、直接波５３によるスペクトラムのピークビンのデータを使用して求めることができる。ピークビンは、直接波５３によるスペクトラムのピークが表れる速度ビン又は距離ビンである。また、送信チャネルａ，ｂにおける送信振幅変化量を、それぞれ「ΔＡ_ａ」及び「ΔＡ_ｂ」とする。送信振幅変化量ΔＡ_ａ，ΔＡ_ｂは、図１２に示すように、それぞれ「ΔＡ_ａ＝Ａｒｅｆ_ａ－Ａｄｉｒ_ａ」及び「ΔＡ_ｂ＝Ａｒｅｆ_ｂ－Ａｄｉｒ_ｂ」の算出式で求めることができる。即ち、送信振幅変化量は、送信振幅参照値と送信振幅検出値との差分を演算することで求めることができる。

【0058】

図１１の動作フローに戻り、送信振幅補正部４３は、ステップＳ１１１で算出された送信振幅変化量を送信振幅制御部４２の処理に反映させて（ステップＳ１１２）、送信振幅補正モードを終了する。

【0059】

以上説明したように、実施の形態２に係るレーダ装置において、目標物の検出処理を行う信号処理部は、第１及び第２の処理部と、送信位相制御部と、記憶部と、送信振幅補正部と、送信振幅制御部とを備える。第１の処理部は、ビート信号に基づいて目標物の位置及び速度を検出する処理を行い、第２の処理部は、ビート信号及び第１の処理部の処理結果に基づいて目標物の方位角を検出する処理を行う。送信位相制御部は、送信チャネル毎に異なる変調度で送信チャープ信号の送信位相を変調し、記憶部は、送信信号の振幅情報である送信振幅参照値を保持する。送信振幅補正部は、第１の処理部で得られたスペクトラムの送信振幅と、記憶部に保持された送信振幅参照値とに基づいて送信振幅の変化量を算出する。送信振幅制御部は、送信振幅補正部が算出した送信振幅の変化量に基づいて送信チャープ信号の振幅を変化させる制御を行う。このように構成されたレーダ装置によれば、レーダ装置の運用中において、レーダ装置の故障判定に用いる送信チャープ信号は、複数の送信チャネルから同時に空間に放射される。これにより、レーダ装置の故障判定に要する時間の増加を抑制することが可能となる。また、実施の形態２に係るレーダ装置によれば、故障検出モードによる処理と、レーダ装置の性能低下を抑制するために行う送信振幅補正モードによる処理とを同じ処理フローで同時並行的に実施することができる。これにより、レーダ装置の運用中において、故障検出モード及び送信振幅補正モードによる処理を短時間で行うことができる。複数の動作モードによる処理を短時間で行うことができるので、レーダ装置の消費電力の低減が可能となる。

【0060】

また、実施の形態２に係るレーダ装置の運用方法は、上記のように構成されたレーダ装置を用いて行うレーダ装置の運用方法であって、実施の形態１で説明した変調ステップ、放射ステップ、振幅検出ステップ、及び判定ステップの処理に合わせ、以下に示す、振幅検出ステップ、算出ステップ、及び振幅制御ステップを含む処理とすることができる。振幅検出ステップでは、上記の放射ステップで放射された送信チャープ信号の直接波を受信し、任意の１つの受信チャネルで全ての送信チャネルの送信直接波成分の送信振幅を検出する。算出ステップでは、振幅検出ステップで検出された送信振幅の検出値と、予め保持された送信振幅参照値とに基づいて送信振幅変化量を算出する。振幅制御ステップでは、算出ステップで算出された送信振幅変化量を放射ステップで放射する送信チャープ信号の振幅制御に反映する。このような、振幅検出ステップ、算出ステップ、及び振幅制御ステップを更に含むレーダ装置の運用方法によれば、レーダ装置の故障検出処理と、レーダ装置の性能低下を抑制するために行う送信振幅補正処理とを同じ処理フローで同時並行的に実施することができる。これにより、レーダ装置の運用中において、これらの複数の処理を短時間で行うことができる。また、複数の動作モードによる処理を短時間で行うことができるので、レーダ装置の消費電力の低減が可能となる。

【0061】

実施の形態３．
レーダ装置において、送信信号の位相特性は、送信チャネルを構成する集積回路上の半導体素子の製造ばらつき、電源電圧の変動、周囲温度の変化などにより、大きく変化することが知られている。送信信号の位相特性が変化すると、複数の送信チャネルの信号経路間に位相差が生じ、目標物の距離、相対速度、方位角等の検出精度が低下する。実施の形態３では、複数の送信チャネルの信号経路間に生じ得る位相差の影響を低減する構成及び方法を提案する。

【0062】

図１３は、実施の形態３に係るレーダ装置３００の構成を示すブロック図である。図１３に示す各構成要素のうち、図１に示す実施の形態１のレーダ装置１００と同一機能を達成する構成要素については、同一符号を付しており、重複する内容の説明は、適宜省略する。

【0063】

図１３において、実施の形態３に係るレーダ装置３００では、図１に示す信号処理部３が信号処理部３Ｂに置き替えられている。また、図１３に示す信号処理部３Ｂでは、図１に示す信号処理部３において、受信位相補正部３５が送信位相補正部４５に置き替えられ、受信位相参照値保存部４０が送信位相参照値保存部４６に置き替えられている。

【0064】

送信位相参照値保存部４６は、送信位相情報である送信位相参照値を保持する記憶部である。送信位相参照値は、Ｒ－ＦＦＴ及びＶ－ＦＦＴ処理における、直接波５３によるスペクトラムから得られる送信信号の位相情報であり、少なくとも１つの受信チャネル２０において算出される。送信位相参照値の算出処理は、例えば出荷検査時において、目標物４１からの反射波成分が存在しない環境下で実施される。

【0065】

送信位相補正部４５は、Ｒ－ＦＦＴ部３２ａ，３２ｂ、及びＶ－ＦＦＴ部３３ａ，３３ｂで得られたスペクトラムの位相情報である送信位相と、送信位相参照値保存部４６に保存された送信位相参照値とに基づいて送信位相の変化量を算出し、算出した変化量を送信位相制御部１５の処理に反映する。

【0066】

送信位相制御部１５は、送信位相補正部４５が算出した送信位相の変化量に応じて、移相器１２ａ，１２ｂの位相を制御して、運用中の送信チャープ信号の位相を変化させる。

【0067】

次に、実施の形態３に係るレーダ装置３００の動作について、図１３及び図１４の図面を参照して説明する。図１４は、実施の形態３の故障検出部３１による故障検出モード及び送信位相補正部４５による送信位相補正モードの動作説明に供するフローチャートである。図１４に示す故障検出モード及び送信位相補正モードは、レーダ装置３００の運用中においても起動することができる。即ち、図１４に示す故障検出モード及び送信位相補正モードの動作フローは、レーダ装置３００が送受信動作中であっても実施可能である。

【0068】

レーダ装置３００は、送信チャネル１０毎に異なる変調度で送信チャープ信号５１の送信位相を変調し（ステップＳ１０１）、複数の送信チャネル１０から同時に送信チャープ信号５１を放射する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０１及びＳ１０２に関しては、故障検出モード及び送信位相補正モードで共通である。また、図１４の左側には、故障検出モードの動作フローが示されているが、ステップＳ１０３～Ｓ１０６の処理は、図６の左側と同じであり、ここでの説明は省略する。

【0069】

次に、送信位相補正モードの動作を説明する。送信位相補正モードの動作は、図１４の右側に示されている。

【0070】

信号処理部３Ｂは、任意の１つの受信チャネル２０で、全ての送信チャネル１０から放射される送信直接波成分の送信位相を検出する（ステップＳ１１３）。そして、信号処理部３Ｂは、全ての送信チャネル１０の送信位相変化量を算出する（ステップＳ１１４）。送信位相変化量の算出方法は、更に図１５を参照して説明する。図１５は、実施の形態３の送信位相補正モードにおける送信位相変化量の算出方法の説明に供する図である。なお、図１５の説明は、図１３に示す構成に従って、送信チャネル１０の数は、送信チャネルａ，ｂの２つとする。また、前述したように、送信位相参照値保存部４６には、送信位相参照値が保存されているものとする。

【0071】

まず、図１５に示すように、送信位相参照値保存部４６に保存されている送信チャネルａ，ｂの送信位相参照値を、それぞれ「θＴＸｒｅｆ_ａ」及び「θＴＸｒｅｆ_ｂ」とする。また、ステップＳ１１３で検出された、全ての送信チャネルａ，ｂから放射された直接波成分による任意の１つの受信チャネル２０である受信チャネルａ又は受信チャネルｂの検出値である送信位相検出値を「θＴＸｄｉｒ_ａ」及び「θＴＸｄｉｒ_ｂ」とする。送信位相検出値は、直接波５３によるスペクトラムのピークビンのデータを使用して求めることができる。ピークビンは、直接波５３によるスペクトラムのピークが表れる速度ビン又は距離ビンである。また、送信チャネルａ，ｂにおける送信位相変化量を、それぞれ「θＴＸ_ａ」及び「θＴＸ_ｂ」とする。送信位相変化量θＴＸ_ａ，θＴＸ_ｂは、図１５に示すように、それぞれ「θＴＸ_ａ＝θＴＸｒｅｆ_ａ－θＴＸｄｉｒ_ａ」及び「θＴＸ_ｂ＝θＴＸｒｅｆ_ｂ－θＴＸｄｉｒ_ｂ」の算出式で求めることができる。即ち、送信位相変化量は、送信位相参照値と送信位相検出値との差分を演算することで求めることができる。

【0072】

図１４の動作フローに戻り、送信位相補正部４５は、ステップＳ１１４で算出された送信位相変化量を送信位相制御部１５の処理に反映させて（ステップＳ１１５）、送信位相補正モードを終了する。

【0073】

以上説明したように、実施の形態３に係るレーダ装置において、目標物の検出処理を行う信号処理部は、第１及び第２の処理部と、送信位相制御部と、記憶部と、送信位相補正部とを備える。第１の処理部は、ビート信号に基づいて目標物の位置及び速度を検出する処理を行い、第２の処理部は、ビート信号及び第１の処理部の処理結果に基づいて目標物の方位角を検出する処理を行う。送信位相制御部は、送信チャネル毎に異なる変調度で送信チャープ信号の送信位相を変調し、記憶部は、送信信号の位相情報である送信位相参照値を保持する。送信位相補正部は、第１の処理部で得られたスペクトラムの送信位相と、記憶部に保持された送信位相参照値とに基づいて送信位相の変化量を算出する。送信位相制御部は、送信位相補正部が算出した送信位相の変化量に基づいて送信チャープ信号の位相を変化させる制御を行う。このように構成されたレーダ装置によれば、レーダ装置の運用中において、レーダ装置の故障判定に用いる送信チャープ信号は、複数の送信チャネルから同時に空間に放射される。これにより、レーダ装置の故障判定に要する時間の増加を抑制することが可能となる。また、実施の形態３に係るレーダ装置によれば、故障検出モードによる処理と、レーダ装置の性能低下を抑制するために行う送信位相補正モードによる処理とを同じ処理フローで同時並行的に実施することができる。これにより、レーダ装置の運用中において、故障検出モード及び送信位相補正モードによる処理を短時間で行うことができる。複数の動作モードによる処理を短時間で行うことができるので、レーダ装置の消費電力の低減が可能となる。

【0074】

また、実施の形態３に係るレーダ装置の運用方法は、上記のように構成されたレーダ装置を用いて行うレーダ装置の運用方法であって、実施の形態１で説明した変調ステップ、放射ステップ、振幅検出ステップ、及び判定ステップの処理に合わせ、以下に示す、位相検出ステップ、算出ステップ、及び位相制御ステップを含む処理とすることができる。位相検出ステップでは、上記の放射ステップで放射された送信チャープ信号の直接波を受信し、任意の１つの受信チャネルで全ての送信チャネルの送信直接波成分の送信位相を検出する。算出ステップでは、位相検出ステップで検出された送信位相の検出値と、予め保持された送信位相参照値とに基づいて送信位相変化量を算出する。位相制御ステップでは、算出ステップで算出された送信位相変化量を放射ステップで放射する送信チャープ信号の位相制御に反映する。このような、位相検出ステップ、算出ステップ、及び位相制御ステップを更に含むレーダ装置の運用方法によれば、レーダ装置の故障検出処理と、レーダ装置の性能低下を抑制するために行う送信位相補正処理とを同じ処理フローで同時並行的に実施することができる。これにより、レーダ装置の運用中において、これらの複数の処理を短時間で行うことができる。また、複数の動作モードによる処理を短時間で行うことができるので、レーダ装置の消費電力の低減が可能となる。

【0075】

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

【符号の説明】

【0076】

１ 送信回路、２ 受信回路、３，３Ａ，３Ｂ 信号処理部、６ 周囲温度モニタ、１０ 送信チャネル、１１ ＲＦ信号源、１２ａ，１２ｂ 移相器、１３ａ，１３ｂ 増幅器、１４ａ，１４ｂ 送信アンテナ、１５ 送信位相制御部、２０ 受信チャネル、２１ａ，２１ｂ 受信アンテナ、２２ａ，２２ｂ ミクサ、３１ 故障検出部、３２ａ，３２ｂ Ｒ－ＦＦＴ部、３３ａ，３３ｂ Ｖ－ＦＦＴ部、３４ Ａ－ＦＦＴ部、３５ 受信位相補正部、３６ 振幅検出部、３９ 位置／速度検出部、４０ 受信位相参照値保存部、４１ 目標物、４２ 送信振幅制御部、４３ 送信振幅補正部、４４ 送信振幅参照値保存部、４５ 送信位相補正部、４６ 送信位相参照値保存部、５１ 送信チャープ信号、５２ 反射波、５３ 直接波、１００，２００，３００ レーダ装置、１５０ 車両、４００ プロセッサ、４０２ メモリ、４０３ 処理回路、４０４ インタフェース、４０６ 表示器。

【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】