Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2011033498A - Radar device - Google Patents

Radar device Download PDF

Info

Publication number
JP2011033498A
JP2011033498A JP2009180695A JP2009180695A JP2011033498A JP 2011033498 A JP2011033498 A JP 2011033498A JP 2009180695 A JP2009180695 A JP 2009180695A JP 2009180695 A JP2009180695 A JP 2009180695A JP 2011033498 A JP2011033498 A JP 2011033498A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna
antennas
received wave
wave
combined reference
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009180695A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Shinomiya
知宏 篠宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Ten Ltd
Original Assignee
Denso Ten Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Ten Ltd filed Critical Denso Ten Ltd
Priority to JP2009180695A priority Critical patent/JP2011033498A/en
Publication of JP2011033498A publication Critical patent/JP2011033498A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To more accurately detect a target by a radar device for detecting a target by a holographic synthesis method, by avoiding influence due to a reduction of the intensity of a received signal as much as possible. <P>SOLUTION: Regarding to at least a first corresponding received wave and a second corresponding received wave among a plurality of holographic synthesized corresponding received waves respectively corresponding to a plurality of transmitted waves, receiving antennas in a predetermined number of at least two, among a plurality of receiving antennas which have received the first corresponding received wave, and the same predetermined number of receiving antenna, among the plurality of receiving antennas which have received the second corresponding received wave, are defined as synthesis reference antennas for synthesis. At least one of the predetermined number of pairs of synthesis reference antennas enabling phase synthesis of the corresponding received waves formed between the predetermined number of synthesis reference antennas of the first corresponding received wave and the predetermined number of the synthesis reference antennas of the second corresponding received wave, is provided as a synthesis reference antenna pair. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーダ装置に関する。   The present invention relates to a radar apparatus.

従来、アンテナが等間隔に配置されたアレーアンテナを備えたレーダ装置において、送信アンテナとして用いるアンテナを切り替えながら送受信した結果をホログラフィック合成することにより、実際のアンテナの数を超える数の仮想アンテナによる受信結果を得る技術がある(例えば、特許文献1から4を参照)。   Conventionally, in a radar apparatus having an array antenna with antennas arranged at equal intervals, the result of transmitting and receiving while switching the antenna to be used as a transmission antenna is holographically synthesized, so that the number of virtual antennas exceeds the number of actual antennas. There is a technique for obtaining a reception result (see, for example, Patent Documents 1 to 4).

特開2004−198312号公報JP 2004-198312 A 特開2005−195491号公報JP 2005-195491 A 特開2006−91028号公報JP 2006-91028 A 特開2006−98181号公報JP 2006-98181 A 特開2006−308608号公報JP 2006-308608 A 特開2007−199085号公報JP 2007-199085 A

従来、複数のアンテナを等間隔に一列に並べたアレーアンテナを構成し、複数のアンテナによる受信信号を演算することで複数の受信ビームを形成し、スキャンを行う電子スキャン方式のレーダ装置がある。このようなレーダ装置では、ホログラフィック合成法により、実際には少数のアンテナ数で、仮想的に比較的多数のアンテナを利用したスキャンと等価のスキャンを実現することが可能となる。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is an electronic scanning type radar apparatus that forms an array antenna in which a plurality of antennas are arranged in a line at equal intervals, forms a plurality of reception beams by calculating reception signals from the plurality of antennas, and performs scanning. In such a radar apparatus, it is possible to realize a scan equivalent to a scan using a relatively large number of antennas with a small number of antennas in practice by the holographic synthesis method.

一方で、レーダ装置がスキャン可能な範囲である角度範囲(FOV:Field of
View)内にターゲットが複数存在する場合、ターゲットにより反射された反射波同士が干渉し、場合によっては打ち消し合うことで、ターゲット検出のために必要な位相情報に多くの誤差が含まれる結果となり得る。このような場合に、ホログラフィック合成法に基づくターゲットの検出を行おうとすると、上記位相誤差の影響を受け正確なターゲットの検出が困難となる。
On the other hand, an angle range (FOV: Field of) which is a range in which the radar apparatus can scan.
When there are a plurality of targets in (View), the reflected waves reflected by the targets interfere with each other and sometimes cancel each other, which can result in a lot of errors in the phase information necessary for target detection. . In such a case, if an attempt is made to detect a target based on the holographic synthesis method, it becomes difficult to detect the target accurately due to the influence of the phase error.

本発明は、上記した問題に鑑み、ホログラフィック合成法によりターゲット検出を行うレーダ装置において、受信信号の強度低下による影響を可及的に回避し、より正確なターゲット検出を可能とするレーダ装置を提供することを課題とする。   In view of the above-described problems, the present invention provides a radar apparatus that performs target detection by a holographic synthesis method, avoiding as much as possible the effect of a decrease in received signal intensity, and enabling more accurate target detection. The issue is to provide.

本発明は、上記した課題を解決すべく、ホログラフィック合成を行うアンテナ同士の組み合わせ(本発明における合成基準アンテナ対に相当)を複数箇所定め、少なくとも何れか一方の組み合わせを介してホログラフィック合成を行う構成とした。この構成により、受信波の信号強度が低下してもホログラフィック合成を可能とする好適なアンテナ組み合わせを適宜選択することが可能となるため、より正確なターゲットの検出が可能となる。   In order to solve the above-described problems, the present invention determines a plurality of combinations of antennas for performing holographic synthesis (corresponding to the synthesis reference antenna pair in the present invention), and performs holographic synthesis via at least one of the combinations. The configuration is to be performed. With this configuration, it is possible to appropriately select a suitable antenna combination that enables holographic synthesis even when the signal strength of the received wave is reduced, and therefore, more accurate target detection is possible.

詳細には、本発明は、送信波の送信を行う少なくとも二つの送信アンテナを順次切り換え、送信波がターゲットで反射された反射波を複数の受信アンテナで受信して得られた受信信号に基づいてターゲットを検出するレーダ装置であって、前記少なくとも二つの送信
アンテナのそれぞれから送信された送信波が前記ターゲットで反射された反射波を前記複数の受信アンテナを介して、それぞれの送信波に対応した対応受信波として受信する受信手段と、前記受信手段によって受信された複数の前記対応受信波を合成することで、前記複数の受信アンテナより多数の仮想的な受信アンテナによる受信結果を得る合成手段と、前記合成手段によって得られた受信結果に基づいて、前記ターゲットの検出を行う検出手段と、を備える。そして、前記合成手段は、合成される複数の前記対応受信波のうち少なくとも第一対応受信波と第二対応受信波について、該第一対応受信波の受信を行った前記複数の受信アンテナのうち少なくとも二つ以上の所定数の受信アンテナと該第二対応受信波の受信を行った前記複数の受信アンテナのうち前記所定数と同数の受信アンテナを、合成のための合成基準アンテナと定め、該第一対応受信波の該所定数の合成基準アンテナと該第二対応受信波の該所定数の合成基準アンテナとの間に形成される、対応受信波の位相合成が可能な合成基準アンテナ同士の該所定数の合成基準アンテナ対のうち少なくとも一つの合成基準アンテナ対を介して、受信波位相に基づいた該第一対応受信波と該第二対応受信波の合成を行う。
Specifically, the present invention sequentially switches at least two transmission antennas that transmit transmission waves, and based on reception signals obtained by receiving reflected waves, which are reflection waves of a transmission wave by a target, by a plurality of reception antennas. A radar device for detecting a target, wherein a transmission wave transmitted from each of the at least two transmission antennas corresponds to a transmission wave reflected by the target via the plurality of reception antennas. Receiving means for receiving as a corresponding received wave; and combining means for obtaining reception results from a plurality of virtual receiving antennas from the plurality of receiving antennas by combining the plurality of corresponding received waves received by the receiving means; Detecting means for detecting the target based on the reception result obtained by the synthesizing means. The combining means includes the plurality of receiving antennas that have received the first corresponding received wave for at least the first corresponding received wave and the second corresponding received wave among the plurality of corresponding received waves to be combined. A predetermined number of receiving antennas and at least two receiving antennas that have received the second corresponding received wave, the predetermined number of receiving antennas are defined as combining reference antennas for combining, Between the combined reference antennas formed between the predetermined number of combined reference antennas of the first corresponding received wave and the predetermined number of combined reference antennas of the second corresponding received wave and capable of phase combining of the corresponding received waves The first corresponding received wave and the second corresponding received wave are combined based on the received wave phase via at least one combined reference antenna pair among the predetermined number of combined reference antenna pairs.

上記レーダ装置においては、受信手段によって、少なくとも二つの送信アンテナから順次送信される送信波に対応して、ターゲットからの反射波の受信が行われる。この場合、各送信波に対応した受信波を対応受信波と称し、少なくとも二つの送信アンテナから送信波が出されることから、対応受信波として第一対応受信波と第二対応受信波が存在する。なお、本発明に係るレーダ装置における送信波の送信および受信波の受信については、送信用および受信用のアンテナを有していてもよく、また一つのアンテナがその機能を切り替えることで、受信アンテナ又は送信アンテナとして機能する構成を採用してもよい。したがって、上記レーダ装置における送信アンテナと受信アンテナは、物理的に同一のアンテナである場合、および物理的に異なるアンテナである場合も含む概念である。   In the radar apparatus, the reception unit receives the reflected wave from the target corresponding to the transmission wave sequentially transmitted from at least two transmission antennas. In this case, the reception wave corresponding to each transmission wave is referred to as a corresponding reception wave, and since the transmission wave is output from at least two transmission antennas, the first corresponding reception wave and the second corresponding reception wave exist as the corresponding reception waves. . In addition, regarding the transmission of the transmission wave and the reception of the reception wave in the radar apparatus according to the present invention, a transmission antenna and a reception antenna may be provided, and the reception antenna is switched by switching the function of one antenna. Or you may employ | adopt the structure which functions as a transmission antenna. Therefore, the transmitting antenna and the receiving antenna in the radar device are concepts including a case where they are physically the same antenna and a case where they are physically different antennas.

上述のように、受信手段が少なくとも第一対応受信波および第二対応受信波を受信すると、合成手段により両対応受信波のホログラフィック合成が行われ、更に検出手段によりその合成された受信波に基づいてターゲットの検出が行われる。ここで、合成手段による対応受信波の合成においては、第一対応受信波と第二対応受信波とのそれぞれに、二つ以上の所定数の合成基準アンテナが定められ、その結果、同数のホログラフィック合成のための合成基準アンテナ同士の組み合わせである合成基準アンテナ対が形成される。この合成基準アンテナ対に含まれる合成基準アンテナは、そこで受信されたそれぞれの対応受信波の位相が理論上所定の相関を有していることが明確であることにより(たとえば、同位相である等)、両対応受信波の位相合成を可能とするものである。   As described above, when the receiving unit receives at least the first corresponding received wave and the second corresponding received wave, the combining unit performs holographic synthesis of both the corresponding received waves, and the detecting unit further converts the received wave into the combined received wave. Based on this, target detection is performed. Here, in the synthesis of the corresponding received waves by the combining means, two or more predetermined number of combining reference antennas are determined for each of the first corresponding received wave and the second corresponding received wave, and as a result, the same number of hollow antennas are determined. A combined reference antenna pair that is a combination of combined reference antennas for graphic synthesis is formed. The combined reference antennas included in this combined reference antenna pair are clearly defined that the phases of the corresponding received waves received there have a predetermined correlation in theory (for example, the same phase, etc.) ), And the phase synthesis of both of the received waves can be performed.

このように、上記レーダ装置では、第一対応受信波と第二対応受信波の合成において、その合成を可能とする合成基準アンテナ対が必ず二つ以上の所定数設定異されることになる。そのため、仮にターゲットからの反射波の干渉等に起因して信号強度の低下による位相誤差の影響が無視できない状況が発生したとしても、所定数の合成基準アンテナ対のうち合成に適切な合成基準アンテナ対を使用することで、上記位相誤差の影響を極力回避することが可能となり、より正確なターゲット検出が実現される。なお、対応受信波の合成において、実用的には一つの合成基準アンテナ対を介することでホログラフィック合成は可能であるが、二つ以上の合成基準アンテナ対を介しても合成は実現可能である。   As described above, in the above-described radar apparatus, in the combination of the first corresponding received wave and the second corresponding received wave, the combination reference antenna pair that allows the combination is always set to a predetermined number of two or more. Therefore, even if a situation in which the influence of the phase error due to a decrease in signal intensity cannot be ignored due to interference of reflected waves from the target, etc., a combined reference antenna suitable for combining among a predetermined number of combined reference antenna pairs By using the pair, it is possible to avoid the influence of the phase error as much as possible, and more accurate target detection is realized. In addition, in the synthesis of the corresponding received wave, holographic synthesis is practically possible through one synthetic reference antenna pair, but synthesis is also possible via two or more synthetic reference antenna pairs. .

ここで、上記レーダ装置において、前記合成手段は、前記所定数の合成基準アンテナ対において各合成基準アンテナ対に含まれるそれぞれの合成基準アンテナの受信波強度が基準信号強度を超えるとき、該合成基準アンテナ対を前記一つの合成基準アンテナ対として、前記第一対応受信波と前記第二対応受信波の合成を行うようにしてもよい。すなわち、適切なホログラフィック合成を行うために十分な信号強度を有する合成基準アンテナ対を利用することで、より正確なターゲット検出を可能とする。   Here, in the radar apparatus, the combining unit is configured to output the combination reference when the reception wave intensity of each combination reference antenna included in each combination reference antenna pair exceeds the reference signal intensity in the predetermined number of combination reference antenna pairs. The first pair of received waves and the second pair of received waves may be combined using the antenna pair as the one combination reference antenna pair. That is, more accurate target detection is possible by using a combination reference antenna pair having sufficient signal strength to perform appropriate holographic synthesis.

また、上記レーダ装置において、前記合成手段は、前記所定数の合成基準アンテナ対のうち、そこに含まれるそれぞれの合成基準アンテナの受信波強度が最も強い合成基準アンテナ対を介して、受信波位相に基づいた該第一対応受信波と該第二対応受信波の合成を行うようにしてもよい。すなわち、第一対応受信波と第二対応受信波の合成を行うにあたり、最高の信号強度を有する合成基準アンテナ対を介して合成することで、可及的に位相誤差の影響の少ない合成が実現される。なお、合成基準アンテナ対の信号強度は、そこに含まれる合成基準アンテナの信号強度に基づいて決定される所定の信号強度、例えばそこに含まれる合成基準アンテナの信号強度の平均値等として定義される。   Further, in the radar apparatus, the combining unit may receive a received wave phase via a combined reference antenna pair having the strongest received wave intensity of each combined reference antenna included in the predetermined number of combined reference antenna pairs. The first corresponding received wave and the second corresponding received wave based on the above may be combined. In other words, when combining the first corresponding received wave and the second corresponding received wave, by combining them through the combination reference antenna pair having the highest signal strength, it is possible to combine with the least influence of the phase error. Is done. The signal strength of the combined reference antenna pair is defined as a predetermined signal strength determined based on the signal strength of the combined reference antenna included therein, for example, an average value of the signal strength of the combined reference antenna included therein, or the like. The

また、上記レーダ装置において、前記合成手段は、前記第一対応受信波の前記所定数の合成基準アンテナのそれぞれの受信信号の強度と、前記第二対応受信波の前記所定数の合成基準アンテナのそれぞれの受信信号の強度に基づいて、該第一対応受信波と該第二対応受信波との合成のための補正位相を算出する補正位相算出手段を有してもよく、その場合、前記合成手段は、前記少なくとも一つの合成基準アンテナ対を介して、前記補正位相算出手段によって算出された補正位相に基づいた前記第一対応受信波と前記第二対応受信波の合成を行ってもよい。すなわち、第一対応受信波と第二対応受信波の信号強度に基づいた、合成のための補正位相を算出し、それを利用して両対応受信波の合成を行うことで、より正確のターゲットの検出が実現される。   Further, in the radar apparatus, the combining means includes the received signal strengths of the predetermined number of combined reference antennas of the first corresponding received wave and the predetermined number of combined reference antennas of the second corresponding received wave. Based on the intensity of each received signal, it may have a correction phase calculating means for calculating a correction phase for combining the first corresponding received wave and the second corresponding received wave. The means may combine the first corresponding received wave and the second corresponding received wave based on the correction phase calculated by the correction phase calculating means via the at least one combination reference antenna pair. In other words, by calculating the correction phase for synthesis based on the signal strength of the first corresponding received wave and the second corresponding received wave, and using this to synthesize both corresponding received waves, a more accurate target Is detected.

また、上記レーダ装置において、前記合成手段は、前記少なくとも一つの合成基準アンテナ対に含まれる合成基準アンテナの信号強度が、基準信号強度より小さいか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記合成基準アンテナの信号強度が前記基準信号強度より小さいと判定されたとき、前記合成基準アンテナ対のうち前記第一対応受信波に対応する一方の合成基準アンテナを前記複数の受信アンテナから除いて形成される、残りの受信アンテナの受信波位相に基づいて、該一方の合成基準アンテナの受信波位相を推定する第一推定手段と、同様に前記合成基準アンテナの信号強度が前記基準信号強度より小さいと判定されたとき、前記合成基準アンテナ対のうち前記第二対応受信波に対応する他方の合成基準アンテナを前記複数の受信アンテナから除いて形成される、残りの受信アンテナの受信波位相に基づいて、該他方の合成基準アンテナの受信波位相を推定する第二推定手段と、を有してもよく、その場合、前記合成手段は、前記第一推定手段によって推定された受信波位相と前記第二推定手段によって推定された受信波位相との位相差を算出し、前記一つの合成基準アンテナ対を介して前記受信波位相および前記位相差に基づいた前記第一対応受信波と前記第二対応受信波の合成を行ってもよい。   In the radar apparatus, the combining unit includes: a determining unit that determines whether a signal strength of a combined reference antenna included in the at least one combined reference antenna pair is smaller than a reference signal strength; When it is determined that the signal strength of the combined reference antenna is smaller than the reference signal strength, one combined reference antenna corresponding to the first corresponding received wave in the combined reference antenna pair is excluded from the plurality of receiving antennas. Based on the received wave phase of the remaining receiving antenna formed, first estimating means for estimating the received wave phase of the one combined reference antenna, and similarly, the signal strength of the combined reference antenna is higher than the reference signal strength. When determined to be small, the other combined reference antenna corresponding to the second corresponding received wave among the combined reference antenna pair is set to the plurality of combined reference antennas. Second estimation means for estimating the received wave phase of the other combined reference antenna based on the received wave phase of the remaining receiving antenna, which is formed by removing from the receiving antenna. The combining unit calculates a phase difference between the received wave phase estimated by the first estimating unit and the received wave phase estimated by the second estimating unit, and receives the reception signal via the one combined reference antenna pair. The first corresponding received wave and the second corresponding received wave may be combined based on the wave phase and the phase difference.

すなわち、両対応受信波の合成を行う合成基準アンテナ対において合成のために十分な信号強度の受信波を受信できていない場合には、第一推定手段と第二推定手段によって、当該合成基準アンテナ対に含まれる受信アンテナを除いた受信アンテナによる対応受信波の位相を利用することで、当該合成基準アンテナ対に含まれる受信アンテナによる第一対応受信波と第二対応受信波の位相が推定される。そして、この推定された二つの位相の位相差を利用することで、両対応受信波の合成が実現される。このような構成により、仮に合成基準アンテナ対において信号強度が弱い場合であっても、可及的に正確なホログラフィック合成を実現することが可能となる。   That is, when the combined reference antenna pair that combines the two received waves does not receive a received wave with sufficient signal strength for combining, the first estimating unit and the second estimating unit perform the combining reference antenna. By using the phase of the corresponding received wave by the receiving antenna excluding the receiving antenna included in the pair, the phase of the first corresponding received wave and the second corresponding received wave by the receiving antenna included in the combination reference antenna pair is estimated. The Then, by using the phase difference between the two estimated phases, the combination of the two corresponding received waves is realized. With such a configuration, even if the signal strength is weak in the combination reference antenna pair, it is possible to realize holographic combination as accurate as possible.

ホログラフィック合成法によりターゲット検出を行うレーダ装置において、受信信号の強度低下による影響を可及的に回避し、より正確なターゲット検出が可能となる。   In a radar apparatus that performs target detection by the holographic synthesis method, it is possible to avoid as much as possible the influence of a decrease in the intensity of the received signal and to perform more accurate target detection.

実施形態に係るレーダ装置の構成の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of a structure of the radar apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係るアンテナの配置の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of arrangement | positioning of the antenna which concerns on embodiment. 実施形態に係るアンテナによってターゲットからの反射電波が受信される様子を示した第一の図である。It is the 1st figure which showed a mode that the reflected electromagnetic wave from a target was received with the antenna which concerns on embodiment. 実施形態において、図3に示すようなレーダ波の送受信が、アンテナch1、ch5を送信アンテナとして順次切り替えて行われた場合の、アンテナch1から送信されてアンテナch1で受信された電波の位相を基準とした、各受信アンテナにおける受信電波の相対位相を示す図である。In the embodiment, when the transmission / reception of radar waves as shown in FIG. 3 is performed by sequentially switching antennas ch1 and ch5 as transmission antennas, the phase of the radio wave transmitted from antenna ch1 and received by antenna ch1 is used as a reference. It is a figure which shows the relative phase of the received electromagnetic wave in each receiving antenna. 図3に示すアンテナ配置のレーダ装置において、アンテナch1、ch5を送信アンテナとして順次切り替えて行われた場合の、各受信アンテナにおける相対位相を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a relative phase in each receiving antenna when the antenna ch1 and ch5 are sequentially switched as transmitting antennas in the radar apparatus having the antenna arrangement illustrated in FIG. 3. 実施形態に係るレーダ装置におけるターゲット検出処理の流れを示す第一のフローチャートである。It is a 1st flowchart which shows the flow of the target detection process in the radar apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係るレーダ装置におけるターゲット検出処理の流れを示す第二のフローチャートである。It is a 2nd flowchart which shows the flow of the target detection process in the radar apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係るレーダ装置におけるターゲット検出処理の流れを示す第三のフローチャートである。It is a 3rd flowchart which shows the flow of the target detection process in the radar apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係るレーダ装置におけるターゲット検出処理の流れを示す第四のフローチャートである。It is a 4th flowchart which shows the flow of the target detection process in the radar apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係るアンテナによってターゲットからの反射電波が受信される様子を示した第二の図である。It is the 2nd figure which showed a mode that the reflected electromagnetic wave from a target was received with the antenna which concerns on embodiment. 実施形態において、図10に示すようなレーダ波の送受信が、アンテナch1、ch2、ch5を送信アンテナとして順次切り替えて行われた場合の、アンテナch1から送信されてアンテナch1で受信された電波の位相を基準とした、各受信アンテナにおける受信電波の相対位相を示す図である。In the embodiment, the phase of the radio wave transmitted from the antenna ch1 and received by the antenna ch1 when the transmission / reception of the radar wave as shown in FIG. 10 is performed by sequentially switching the antennas ch1, ch2, and ch5 as transmission antennas. It is a figure which shows the relative phase of the received electromagnetic wave in each receiving antenna on the basis of. 図10に示すアンテナ配置のレーダ装置において、アンテナch1、ch2、ch5を送信アンテナとして順次切り替えて行われた場合の、各受信アンテナにおける相対位相を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a relative phase in each reception antenna when the antenna ch1, ch2, and ch5 are sequentially switched as transmission antennas in the radar apparatus having the antenna arrangement illustrated in FIG. 10. 実施形態に係る広FOV用仮想アンテナおよび狭FOV用仮想アンテナによる角度検出可能な範囲を示すグラフである。It is a graph which shows the range which can detect the angle by the virtual antenna for wide FOV which concerns on embodiment, and the virtual antenna for narrow FOV.

以下、本発明に係るレーダ装置の実施の形態について、図面に基づいて説明する。本実施形態に係るレーダ装置は、車載されて、他の車両等、車両周囲のターゲットを検知することに用いることが可能である。ターゲットの検知結果は車載の記憶装置やECU(Electrical Control Unit)等に対して出力され、車両制御等に用いることが出来る。但し、本実施形態に係るレーダ装置は、車載レーダ装置以外の用途に用いられてよい。   Embodiments of a radar apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The radar apparatus according to the present embodiment is mounted on a vehicle and can be used to detect targets around the vehicle such as other vehicles. The target detection result is output to an in-vehicle storage device, an ECU (Electrical Control Unit), or the like, and can be used for vehicle control or the like. However, the radar apparatus according to the present embodiment may be used for purposes other than the in-vehicle radar apparatus.

図1は、本実施例に係るレーダ装置1の構成の概略を示す図である。本実施例に係るレーダ装置1は、アンテナch1−ch6、分配器19、送信部11、受信部12、合成部14、検出部15および出力部16を備える。但し、他の実施例において本発明に係るレーダ装置を実施する場合、レーダ装置は、合成部14、検出部15および出力部16等の構成が省略されていてもよい。これらの構成は、レーダ装置の外部に接続されたコンピュータによって実現することが出来る。また、合成部14、検出部15および出力部16等の各構成には、汎用または専用のプロセッサを用いることが出来る。また、複数のプロセッサの組み合わせが一の構成に含まれてもよいし、複数の構成において複合的な機能を有する一のプロセッサが用いられてもよい。   FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the configuration of a radar apparatus 1 according to the present embodiment. The radar apparatus 1 according to the present embodiment includes antennas ch1 to ch6, a distributor 19, a transmission unit 11, a reception unit 12, a synthesis unit 14, a detection unit 15, and an output unit 16. However, when the radar apparatus according to the present invention is implemented in another embodiment, the configuration of the synthesizing unit 14, the detection unit 15, the output unit 16, and the like may be omitted from the radar apparatus. These configurations can be realized by a computer connected to the outside of the radar apparatus. A general-purpose or dedicated processor can be used for each component such as the synthesis unit 14, the detection unit 15, and the output unit 16. Further, a combination of a plurality of processors may be included in one configuration, or a single processor having multiple functions in a plurality of configurations may be used.

送信部11は、アンテナch1−ch6のうちの何れか一のアンテナを送信アンテナと
して用いてレーダ送信波を送信する。本実施例に係るレーダ装置1では、アンテナch1−ch6の何れであっても送信に用いることが可能であるが、本発明に係るレーダ装置1の実施にあたっては、アレーアンテナ中の複数のアンテナのうち少なくとも2以上のアンテナが送信アンテナとして利用可能であればよい。本実施例では、送信部11は、アンテナch1、ch5の2つのアンテナを順に切り替えて送信アンテナとして用いて、レーダ送信波を送信する。また、本実施例では、レーダ装置1によって送受信される電波に、FM‐CW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式のレーダ送信波を用いる。FM‐CW方式によれば、反射電波から、ターゲットの角度による相対位相、ターゲットの距離による時間遅れ、およびターゲットの速度によるドップラシフトを得ることが出来るため、ターゲットの角度、距離、相対速度を測定することが出来る。
The transmission unit 11 transmits a radar transmission wave using any one of the antennas ch1 to ch6 as a transmission antenna. In the radar apparatus 1 according to the present embodiment, any of the antennas ch1 to ch6 can be used for transmission. However, in implementing the radar apparatus 1 according to the present invention, a plurality of antennas in the array antenna may be used. Of these, at least two or more antennas may be used as transmitting antennas. In the present embodiment, the transmission unit 11 transmits a radar transmission wave by sequentially switching the two antennas ch1 and ch5 as a transmission antenna. In this embodiment, an FM-CW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar transmission wave is used for radio waves transmitted and received by the radar apparatus 1. According to the FM-CW method, the target phase, distance, and relative velocity can be measured from the reflected radio wave because the relative phase due to the target angle, the time delay due to the target distance, and the Doppler shift due to the target velocity can be obtained. I can do it.

受信部12は、アンテナch1−ch6のうちレーダ送信波を送信中でないアンテナを受信アンテナとして用いて、ターゲットからの反射電波を受信する。本実施例に係るレーダ装置1では、送信アンテナからレーダ送信波を送信した直後に、送信アンテナを時分割で受信アンテナに切り替えて、自アンテナが送信したレーダ送信波の反射電波を受信させることが可能である。例えば、アンテナch1が送信アンテナとして用いられる場合にも、アンテナch1からのレーダ送信波の送信直後に、アンテナch1を受信モードに切り替えることで、アンテナch1から送信されたレーダ送信波の反射電波を、アンテナch1にも受信させる。即ち、本実施例では、2つのアンテナch1、ch5の何れが送信アンテナとして用いられる場合にも、6つのアンテナch1−ch6が全て受信アンテナとして用いられる。   The receiving unit 12 receives a reflected radio wave from the target using an antenna that is not transmitting a radar transmission wave among the antennas ch1 to ch6 as a reception antenna. In the radar apparatus 1 according to the present embodiment, immediately after transmitting the radar transmission wave from the transmission antenna, the transmission antenna is switched to the reception antenna in a time division manner to receive the reflected radio wave of the radar transmission wave transmitted by the own antenna. Is possible. For example, even when the antenna ch1 is used as a transmission antenna, the reflected radio wave of the radar transmission wave transmitted from the antenna ch1 can be obtained by switching the antenna ch1 to the reception mode immediately after transmission of the radar transmission wave from the antenna ch1. The antenna ch1 is also received. That is, in this embodiment, when any of the two antennas ch1 and ch5 is used as a transmission antenna, all six antennas ch1 to ch6 are used as reception antennas.

本実施例において、合成部14、検出部15および出力部16は、制御部13としてのコンピュータが、制御プログラムを実行することによって実現される。ここで用いられる制御部13は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、RAM等に展開された命令及びデータを処理することでシステム全体を制御するCPU(Central Processing Unit)、RAMにロードされる各種プログラムや、ターゲット検知処理で得られた算出結果等、システムによって使用される様々なデータが記憶されるEEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)等を有するコンピュータである。   In the present embodiment, the synthesis unit 14, the detection unit 15, and the output unit 16 are realized by a computer as the control unit 13 executing a control program. The control unit 13 used here includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a CPU (Central Processing Unit) that controls the entire system by processing instructions and data expanded in the RAM, and the like. A computer having an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory) in which various data used by the system such as various programs loaded on the computer and calculation results obtained by the target detection process are stored.

制御部13は、レーダ装置1に備えられた各構成を制御する。具体的には、制御部13は、レーダ送信波の送信タイミングおよびターゲットからの反射電波の受信タイミングに合わせて分配器19を制御することで、アンテナch1、ch5における送受信モードを切り替える。本実施例では、送信アンテナは時分割で高速に送信モードと受信モードとを切り替えることで、自アンテナで送信したレーダ送信波の反射電波を受信する。   The control unit 13 controls each component provided in the radar apparatus 1. Specifically, the control unit 13 switches the transmission / reception mode in the antennas ch1 and ch5 by controlling the distributor 19 in accordance with the transmission timing of the radar transmission wave and the reception timing of the reflected radio wave from the target. In this embodiment, the transmission antenna receives the reflected radio wave of the radar transmission wave transmitted by the own antenna by switching the transmission mode and the reception mode at high speed in a time division manner.

合成部14は、異なる送信アンテナから異なるタイミングで送信されたレーダ送信波に基づく反射電波の受信結果をホログラフィック合成する。このようなホログラフィック合成により、レーダ装置1が物理的に備えるアンテナ数(6つ)よりも多い仮想アンテナによる受信結果を得ることが出来る。なお、本実施例では、異なる送信アンテナから異なるタイミングで送信されたレーダ送信波に対応した、アンテナch1−ch6によるそれぞれの受信波を対応受信波と称する。したがって、本実施例では、後述する第一対応受信波と第二対応受信波が存在することになる。   The synthesizer 14 holographically synthesizes the reception result of the reflected radio wave based on the radar transmission wave transmitted from different transmission antennas at different timings. By such holographic synthesis, it is possible to obtain reception results with virtual antennas that are larger than the number of antennas (six) that the radar apparatus 1 physically has. In this embodiment, each received wave by the antennas ch1 to ch6 corresponding to radar transmitted waves transmitted from different transmitting antennas at different timings is referred to as a corresponding received wave. Therefore, in the present embodiment, there will be a first corresponding received wave and a second corresponding received wave, which will be described later.

検出部15は、上記仮想アンテナによる受信結果(2つの対応受信波から合成された合成受信波)に基づいて、ターゲットの角度、距離および速度を算出する。また、出力部16は、検出部15によるターゲットの検出結果(ターゲットの角度、距離および速度を含
む情報)を確定し、確定された検出結果を、レーダ装置1に接続されたECU等に対して出力する。本実施例では、出力部16によって精度の高いターゲット検出結果が出力されるため、車載ECUは、精度の高いターゲット検知結果に基づいて、エンジンや車載ナビゲーション装置等の制御を行うことが可能となる。制御部13に含まれる各構成の詳細な作用、特に合成部14の詳細な作用については後述する。
The detection unit 15 calculates the angle, distance, and speed of the target based on the reception result by the virtual antenna (combined received wave synthesized from two corresponding received waves). The output unit 16 determines the target detection result (information including the target angle, distance, and speed) by the detection unit 15, and sends the determined detection result to the ECU connected to the radar apparatus 1. Output. In the present embodiment, since the output unit 16 outputs a highly accurate target detection result, the in-vehicle ECU can control the engine, the in-vehicle navigation device, and the like based on the highly accurate target detection result. . Detailed operations of the components included in the control unit 13, particularly detailed operations of the combining unit 14, will be described later.

図2は、本実施例に係るアンテナch1−ch6の配置の概略を示す図である。本実施例では、アンテナ素子が2列に並べられたトリプレート型アンテナch1−ch6が用いられている。そして、アンテナch1−ch6は、隣接するアンテナに対して所定の間隔をおいて一列に並べられることで、アレーアンテナを構成している。ここで、アンテナch1−ch6について、各アンテナ間隔として、従来の車載用に開発されたレーダ装置において採用されていた標準的な間隔d(本実施例では、1.8λ(λ:送信波波長))が採用されている。このアンテナ間隔は、アンテナのサイズ、出力、干渉等を考慮して決定された間隔である。アンテナ間隔が1.8λである場合、FOV(Field of View)はArcsin(λ/(2*1.8λ))≒16.12度である。   FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the arrangement of the antennas ch1 to ch6 according to the present embodiment. In this embodiment, triplate antennas ch1 to ch6 in which antenna elements are arranged in two rows are used. The antennas ch1-ch6 form an array antenna by being arranged in a line at a predetermined interval with respect to adjacent antennas. Here, with respect to the antennas ch1 to ch6, as a distance between the antennas, a standard distance d (1.8λ (λ: transmission wave wavelength) in the present embodiment) employed in a conventional radar device developed for in-vehicle use. ) Is adopted. This antenna interval is an interval determined in consideration of antenna size, output, interference, and the like. When the antenna interval is 1.8λ, FOV (Field of View) is Arcsin (λ / (2 * 1.8λ)) ≈16.12 degrees.

図3は、本実施例に係るアンテナch1−ch6によってターゲットからの反射電波が受信される様子を示した図である。本実施例に係るレーダ装置1は、送信アンテナから送信され、一列に並べられた受信アンテナにおいて受信された反射電波の相対位相(遅延)(図3のαによって示される)によってターゲットが位置する角度を算出するものである。図3によれば、アンテナch1−ch6において受信される反射電波の相対位相が、隣接するアンテナ間でαとなる。   FIG. 3 is a diagram illustrating a state where the reflected radio waves from the target are received by the antennas ch1 to ch6 according to the present embodiment. In the radar apparatus 1 according to the present embodiment, the angle at which the target is positioned by the relative phase (delay) of the reflected radio wave transmitted from the transmitting antenna and received by the receiving antennas arranged in a line (indicated by α in FIG. 3). Is calculated. According to FIG. 3, the relative phase of the reflected radio wave received at antennas ch1-ch6 is α between adjacent antennas.

ここで、レーダ装置1によるターゲットの検出に際して、複数のターゲットからの反射波が干渉し合いその強度が小さくなってしまうと、各受信用のアンテナch1−ch6による受信波の位相を正確に検出することが困難となり、それが受信波のホログラフィック合成に好ましくない影響を与える場合がある。すなわち、ホログラフィック合成により二つの受信波を合成する場合、合成の基準となるそれぞれのアンテナにおける対応受信波の位相は同じであることを前提とするが、上記理由により受信波の位相が正確に検出できない場合には、結果としてホログラフィック合成された受信波は、対応受信波の位相誤差の分だけずれ、正確なターゲット検出が困難となる。   Here, when the radar apparatus 1 detects the target and the reflected waves from a plurality of targets interfere with each other and the intensity thereof decreases, the phase of the received wave by each of the receiving antennas ch1 to ch6 is accurately detected. Which may have an undesirable effect on the holographic synthesis of the received wave. In other words, when two received waves are synthesized by holographic synthesis, it is assumed that the phase of the corresponding received wave is the same for each antenna that is a reference for synthesis. If it cannot be detected, the holographically synthesized received wave is shifted by the phase error of the corresponding received wave as a result, and accurate target detection becomes difficult.

そこで、本実施例に係るレーダ装置1では、対応受信波同士をホログラフィック合成するためのアンテナ(以下、「合成基準アンテナ」という)の組み合わせ(以下、「合成基準アンテナ対」という)を複数(本実施例では2つ)設定することとする。そして、上記合成部14によるホログラフィック合成においては、この2つの合成基準アンテナ対を介して、アンテナch1からの送信波に対応する、各アンテナch1−ch6による受信波である第一対応受信波と、アンテナch5からの送信波に対応する、各アンテナch1−ch6による受信波である第二対応受信波との合成が行われる。以下にその詳細を説明する。   Therefore, in the radar apparatus 1 according to the present embodiment, a plurality of (hereinafter referred to as “combined reference antenna pairs”) of antennas (hereinafter referred to as “combined reference antennas”) for holographically combining corresponding received waves (hereinafter referred to as “combined reference antenna pairs”). In this embodiment, two) are set. In the holographic synthesis by the synthesizing unit 14, the first corresponding received wave, which is a received wave by each antenna ch1-ch6, corresponding to the transmitted wave from the antenna ch1 via the two synthesized reference antenna pairs, Then, combining with the second corresponding received wave, which is the received wave by each antenna ch1-ch6, corresponding to the transmitted wave from antenna ch5 is performed. Details will be described below.

図4は、本実施例において、図3に示すようなレーダ波の送受信が、アンテナch1、ch5を送信アンテナとして順次切り替えて行われた場合の、アンテナch1から送信されてアンテナch1で受信された第一対応受信波の位相を基準(すなわち遅延0)とした、各受信アンテナにおける受信電波の相対位相を示す図である。アンテナch1から送信されてアンテナch2で受信された第一対応受信波の相対位相はαであり、以降、アンテナch3、ch4、ch5、ch6で受信された第一対応受信波の相対位相はそれぞれ2α、3α、4α、5αである。また、アンテナch5から送信されてアンテナch1で受信された第二対応受信波の相対位相は4αであり、以降、アンテナch2、ch3、ch4、ch5、ch6で受信された第二対応受信波の相対位相はそれぞれ5α、6α、7α
、8α、9αである。このように、レーダ装置1では、アンテナch1送信、アンテナch5受信の場合の相対位相と、アンテナch5送信、アンテナch1受信の場合の相対位相とは、同じく4αであり、アンテナch1送信、アンテナch6受信の場合の相対位相と、アンテナch5送信、アンテナch2受信の場合の相対位相とは、同じく5αである。そこで、このように各対応受信波において相対位相が同じとなるアンテナ同士を、合成基準アンテナ対と定めることで、合成部14によるホログラフィック合成が行われる。
FIG. 4 shows that in this embodiment, the transmission / reception of the radar wave as shown in FIG. 3 is transmitted from the antenna ch1 and received by the antenna ch1 when the antennas ch1 and ch5 are sequentially switched as transmission antennas. It is a figure which shows the relative phase of the received electromagnetic wave in each receiving antenna on the basis of the phase of the 1st corresponding received wave (namely, delay 0). The relative phase of the first corresponding received wave transmitted from the antenna ch1 and received by the antenna ch2 is α, and thereafter, the relative phase of the first corresponding received wave received by the antennas ch3, ch4, ch5, and ch6 is 2α. 3α, 4α, and 5α. In addition, the relative phase of the second corresponding received wave transmitted from the antenna ch5 and received by the antenna ch1 is 4α, and thereafter the relative phase of the second corresponding received wave received by the antennas ch2, ch3, ch4, ch5, and ch6. Phase is 5α, 6α, 7α respectively
, 8α, 9α. Thus, in the radar apparatus 1, the relative phase in the case of antenna ch1 transmission and antenna ch5 reception and the relative phase in the case of antenna ch5 transmission and antenna ch1 reception are also 4α, and the antenna ch1 transmission and antenna ch6 reception are the same. Similarly, the relative phase in the case of antenna ch5 transmission and antenna ch2 reception is 5α. Therefore, holographic synthesis is performed by the synthesizing unit 14 by determining the antennas having the same relative phase in each corresponding received wave as a synthesis reference antenna pair.

図4に示す各アンテナの送受信の形態と、受信アンテナでの相対位相との関係を図5にイメージとして示す。図5は、本実施例において、アンテナch1、ch5を送信アンテナとして順次切り替えて行われた場合の、各受信アンテナにおける相対位相を示す図である。なお、図5においては、送受信を行ったアンテナを黒丸で示し、受信のみを行ったアンテナを白丸で示している。また、各アンテナを示す丸印の右上に、図4に示したアンテナch1送信、アンテナch1受信の際の位相を基準とした相対位相を示している。図5に示すように、アンテナch1からの送信波に対応する第一対応受信波においては、ホログラフィック合成のために、アンテナch5とch6の2つのアンテナが合成基準アンテナとして定められており、さらにアンテナch5からの送信波に対応する第二対応受信波においては、ホログラフィック合成のために、アンテナch1とch2の2つのアンテナが合成基準アンテナとして定められている。そして、ホログラフィック合成を可能とする合成基準アンテナ同士の対、すなわちアンテナch1送信時のアンテナch5と、アンテナch5送信時のアンテナch1の対、およびアンテナch1送信時のアンテナch6と、アンテナch5送信時のアンテナch2の対が、それぞれ第一合成基準アンテナ対、第二合成基準アンテナ対とされる。   The relationship between the form of transmission / reception of each antenna shown in FIG. 4 and the relative phase at the receiving antenna is shown as an image in FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating a relative phase in each reception antenna when the antennas ch1 and ch5 are sequentially switched as transmission antennas in this embodiment. In FIG. 5, antennas that have transmitted and received are indicated by black circles, and antennas that have only received are indicated by white circles. Further, the relative phase with reference to the phase at the time of antenna ch1 transmission and antenna ch1 reception shown in FIG. As shown in FIG. 5, in the first corresponding reception wave corresponding to the transmission wave from the antenna ch1, two antennas, antennas ch5 and ch6, are defined as the synthesis reference antennas for holographic synthesis. In the second corresponding reception wave corresponding to the transmission wave from the antenna ch5, two antennas of the antennas ch1 and ch2 are defined as the synthesis reference antennas for holographic synthesis. Then, a pair of combining reference antennas capable of holographic combining, that is, antenna ch5 at the time of antenna ch1 transmission, antenna ch1 at the time of antenna ch5 transmission, antenna ch6 at the time of antenna ch1 transmission, and antenna ch5 transmission The pair of antennas ch2 is a first combined reference antenna pair and a second combined reference antenna pair, respectively.

このようにレーダ装置1においては、ホログラフィック合成のための合成基準アンテナ対が2つ定められることで、複数のターゲットの存在等に起因する第一対応受信波と第二対応受信波の信号強度の低下にかかわらず、両受信波の合成をより正確に行うことができる。従来技術では合成基準アンテナ対の数は1つであったため、該合成基準アンテナ対に含まれるアンテナでの受信波の強度は弱くなってしまうと、生じてしまった位相誤差の影響を強く受け、ホログラフィック合成された受信波にその位相誤差が加算されてしまい、正確なターゲットの検出を困難としていた。しかし、本発明に係るレーダ装置1では、上述のように合成基準アンテナ対を複数(本実施例では2つ)設けるため、一方の合成基準アンテナ対に含まれるアンテナの受信波強度が弱くても、他方の合成基準アンテナ対等を利用してそれを補うことができ、以て正確なターゲットの検出を実現できる。   As described above, in the radar apparatus 1, the signal strengths of the first corresponding received wave and the second corresponding received wave due to the presence of a plurality of targets and the like are determined by determining two combining reference antenna pairs for holographic combining. In spite of the decrease in the frequency, both received waves can be combined more accurately. In the prior art, since the number of combined reference antenna pairs is one, if the intensity of the received wave at the antenna included in the combined reference antenna pair becomes weak, it is strongly affected by the phase error that has occurred, The phase error is added to the holographically synthesized received wave, making accurate target detection difficult. However, since the radar apparatus 1 according to the present invention provides a plurality of combined reference antenna pairs (two in this embodiment) as described above, even if the received wave intensity of the antenna included in one combined reference antenna pair is weak. It is possible to compensate for this by using the other combination reference antenna pair and the like, so that accurate target detection can be realized.

そこで、以下に図5に示すように合成基準アンテナ対を複数定めた場合の、第一対応受信波と第二対応受信波のホログラフィック合成、およびターゲットの検出の具体的な制御について、図6〜図9に基づいて説明する。図6〜図9は、本実施例に係るレーダ装置1におけるターゲット検出制御の流れを示すフローチャートである。本フローチャートに示した処理は、レーダ装置1の起動後、制御プログラムを実行する制御部13、特にホログラフィック合成処理については合成部14によって実行される。なお、処理の開始タイミングは、レーダ装置1の外部に接続されたコンピュータやECUによるターゲット検知要求に従ってもよい。また、各図に示した処理順序は一例であり、処理の順序は実施の形態に応じて適宜並び替えられてもよい。   Therefore, specific control of holographic synthesis of the first corresponding received wave and the second corresponding received wave and target detection when a plurality of combination reference antenna pairs are determined as shown in FIG. Description will be made with reference to FIG. 6 to 9 are flowcharts illustrating the flow of target detection control in the radar apparatus 1 according to the present embodiment. The processing shown in this flowchart is executed by the control unit 13 that executes the control program after the radar apparatus 1 is started, particularly, the holographic synthesis process by the synthesis unit 14. Note that the processing start timing may be in accordance with a target detection request by a computer or ECU connected to the outside of the radar device 1. Further, the processing order shown in each drawing is an example, and the processing order may be appropriately rearranged according to the embodiment.

<ターゲット検出制御(1)>
S101では、受信部12によって、アンテナch1−ch6を介して、送信部11によってアンテナch1から送信された送信波に対応する第一対応受信波と、アンテナch5から送信された送信波に対応する第二対応受信波の受信が行われ、その受信結果を制御部13が取得する。S101の処理が終了すると、S102へ進む。
<Target detection control (1)>
In S101, the reception unit 12 transmits the first corresponding reception wave corresponding to the transmission wave transmitted from the antenna ch1 by the transmission unit 11 and the transmission wave transmitted from the antenna ch5 via the antenna ch1-ch6. The two-corresponding reception wave is received, and the control unit 13 acquires the reception result. When the process of S101 ends, the process proceeds to S102.

S102では、図5に示した、合成基準アンテナとしてのアンテナch5とch1で形成される合成基準アンテナ対(以下、「第一合成基準アンテナ対」という)と、合成基準アンテナとしてのアンテナch6とch2で形成される合成基準アンテナ対(以下、「第二合成基準アンテナ対」という)のそれぞれにおいて受信された第一対応受信波と第二対応受信波の信号強度の検出が行われる。   In S102, a combined reference antenna pair (hereinafter referred to as a “first combined reference antenna pair”) formed by antennas ch5 and ch1 as a combined reference antenna and antennas ch6 and ch2 as a combined reference antenna shown in FIG. The signal strengths of the first corresponding received wave and the second corresponding received wave received at each of the combined reference antenna pairs (hereinafter referred to as “second combined reference antenna pairs”) formed in (1) are detected.

その後S103で、検出された各対応受信波の信号強度が、基準となる基準信号強度以上の強度を有しているか判断され、該基準信号強度を有する合成基準アンテナを含む合成基準アンテナ対が、ホログラフィック合成を行うための合成基準アンテナ対として抽出される。この基準信号強度は、対応受信波の信号強度が比較的弱いために、そこに含まれる位相情報に比較的大きな位相誤差が生じてしまうことを回避することが可能な程度の信号強度である。すなわち、当該基準信号強度を設定するのは、対応受信波の信号強度が基準信号強度以上であれば、その対応受信波に付帯されている位相情報を比較的正確に読み取ることができると考えられることによる。具体的には、仮に第二対応受信波において合成基準アンテナであるアンテナch2によって受信された際の信号強度が基準信号強度より弱い場合には、S103では、当該アンテナch2を含まない第一合成基準アンテナ対が、ホログラフィック合成を行うための合成基準アンテナ対として抽出される。   After that, in S103, it is determined whether the detected signal strength of each corresponding received wave has a reference signal strength equal to or higher than a reference signal strength, and a combined reference antenna pair including a combined reference antenna having the reference signal strength is Extracted as a combination reference antenna pair for performing holographic synthesis. This reference signal strength is such a signal strength that it can be avoided that a relatively large phase error occurs in the phase information contained therein because the signal strength of the corresponding received wave is relatively weak. That is, the reason why the reference signal strength is set is that, if the signal strength of the corresponding received wave is equal to or higher than the reference signal strength, the phase information attached to the corresponding received wave can be read relatively accurately. It depends. Specifically, if the signal strength when received by the antenna ch2 that is the combined reference antenna in the second corresponding received wave is weaker than the reference signal strength, in S103, the first combined reference that does not include the antenna ch2 The antenna pair is extracted as a combined reference antenna pair for performing holographic combining.

S104では、S103で抽出された合成基準アンテナ対を介して、第一対応受信波と第二対応受信波のホログラフィック合成が行われる。本実施例にいては、第一対応受信波要の合成基準アンテナと第二対応受信波要の合成基準アンテナをそれぞれ2つずつ定めているため、図5に示すようにホログラフィック合成後の受信波は、仮想的な10個のアンテナによる受信波として形成される。例えば、上述したようにS103において第一合成基準アンテナ対のみが抽出された場合には、第一対応受信波におけるアンテナch5の位相と、第二対応受信波におけるアンテナch1の位相とを重ねることで、両対応受信波のホログラフィック合成を行う。このとき、ホログラフィック合成後の6番目の仮想アンテナの位相情報としては、信号強度が弱いと判断された第二対応受信波におけるアンテナch2の位相情報は使用せず、第一対応受信波におけるアンテナch6の位相情報を使用する。これは、上述したように第二対応受信波におけるアンテナch2の位相情報には、位相誤差が多く含まれている可能性が高いからである。   In S104, holographic synthesis of the first corresponding received wave and the second corresponding received wave is performed via the combination reference antenna pair extracted in S103. In the present embodiment, since two combined reference antennas for the first corresponding received wave requirement and two combined reference antennas for the second corresponding received signal requirement are determined, reception after holographic synthesis is performed as shown in FIG. The wave is formed as a reception wave by 10 virtual antennas. For example, as described above, when only the first combined reference antenna pair is extracted in S103, the phase of the antenna ch5 in the first corresponding received wave is overlapped with the phase of the antenna ch1 in the second corresponding received wave. , Holographic synthesis of the corresponding received waves. At this time, as the phase information of the sixth virtual antenna after the holographic synthesis, the phase information of the antenna ch2 in the second corresponding received wave determined to have low signal strength is not used, and the antenna in the first corresponding received wave is not used. The phase information of ch6 is used. This is because the phase information of the antenna ch2 in the second corresponding received wave is likely to contain many phase errors as described above.

別のホログラフィック合成の形態として、S103の処理で第一合成基準アンテナ対と第二合成基準アンテナ対の2つが抽出された場合を考える。この場合には、各合成基準アンテナ対に含まれるアンテナでの位相情報は、ホログラフィック合成を行うにあたり支障はないと判断される誤差レベルである。そこで、第一対応受信波と第二対応受信波の合成に際しては、第一合成基準アンテナ対と第二合成基準アンテナ対の何れか一方を適宜、ホログラフィック合成のために使用してもよい。また、第一合成基準アンテナ対におけるアンテナch5とアンテナch1による受信波位相の位相差と、第二合成基準アンテナ対におけるアンテナch6とアンテナch2による受信波位相の位相差とのうち位相差が小さくなる方の合成基準アンテナ対を使用するようにしてもよい。   As another form of holographic synthesis, consider a case where two of the first synthesis reference antenna pair and the second synthesis reference antenna pair are extracted in the process of S103. In this case, the phase information at the antennas included in each combination reference antenna pair is an error level that is determined to have no problem in performing the holographic combination. Therefore, when combining the first corresponding received wave and the second corresponding received wave, one of the first combined reference antenna pair and the second combined reference antenna pair may be appropriately used for holographic combining. Further, the phase difference between the phase difference between the received wave phases of the antenna ch5 and the antenna ch1 in the first combined reference antenna pair and the phase difference between the received wave phases of the antenna ch6 and the antenna ch2 in the second combined reference antenna pair is reduced. One pair of combined reference antennas may be used.

S104の処理が終了すると、S105へ進む。S105では、S104でのホログラフィック合成の結果に基づくターゲット角度が、検出部15によって算出される。なお、アレーアンテナにおいて受信された反射電波の相対位相に基づいてターゲット角度を算出する技術は従来技術であるため、詳細な説明は省略する。また、本実施例に係るレーダ装置1では、FM‐CW方式でレーダ送信波を送信しているため、受信電波の、ターゲットの距離による時間遅れ、およびターゲットの速度によるドップラシフトから、ターゲットの距離および速度についても算出することが可能である。S105で得られたターゲット検出結果は、出力部16によってレーダ装置1に接続されたECU等に対して出力される。その後、S101からS105までの処理が繰り返されることで、本実施例に係るレー
ダ装置1は、定期的にターゲットの検知を行い、検知結果をECU等に対して出力する。
When the process of S104 ends, the process proceeds to S105. In S105, the target angle based on the result of holographic synthesis in S104 is calculated by the detection unit 15. In addition, since the technique which calculates a target angle based on the relative phase of the reflected radio wave received in the array antenna is a prior art, detailed description is abbreviate | omitted. Further, since the radar apparatus 1 according to the present embodiment transmits the radar transmission wave by the FM-CW method, the distance of the target is determined from the time delay of the received radio wave due to the target distance and the Doppler shift due to the target speed. Also, the speed can be calculated. The target detection result obtained in S105 is output to the ECU or the like connected to the radar apparatus 1 by the output unit 16. Thereafter, the processing from S101 to S105 is repeated, so that the radar apparatus 1 according to the present embodiment periodically detects the target and outputs the detection result to the ECU or the like.

上記ターゲット検出制御によれば、レーダ装置1は、ホログラフィック合成を行うための複数の合成基準アンテナ対を有しており、そのうち受信波の信号強度が所定の基準信号強度以上である合成基準アンテナ対を介して当該ホログラフィック合成を行うため、位相誤差の影響を可及的に排除することができる。その結果、ターゲットのより正確な検出を実現可能とする。   According to the target detection control, the radar apparatus 1 has a plurality of combined reference antenna pairs for performing holographic combining, and among them, a combined reference antenna whose received signal strength is equal to or higher than a predetermined reference signal strength. Since the holographic synthesis is performed via the pair, the influence of the phase error can be eliminated as much as possible. As a result, more accurate detection of the target can be realized.

<ターゲット検出制御(2)>
次に、レーダ装置1によるターゲット検出のための第二のターゲット検出制御について図7に基づいて説明する。なお、当該制御において、上記第一のターゲット検出制御と同一の処理が行われる点については、同一の参照番号を付すことでその詳細な説明を省略する。本制御においてはS102の処理が終了すると、S201へ進む。S201では、2つの合成基準アンテナ対のうち、信号強度が最高の合成基準アンテナ対が抽出される。ここで、合成基準アンテナ対の信号強度とは、そこに含まれる合成基準アンテナによる受信波の信号強度に基づいて決定され、例えば、合成基準アンテナ対に含まれる2つの合成基準アンテナによる受信波の信号強度の平均値と定義できる。なお、これ以外の定義も採用可能である。S201の処理が終了すると、S202へ進む。
<Target detection control (2)>
Next, second target detection control for target detection by the radar apparatus 1 will be described with reference to FIG. In this control, the same reference numerals are assigned to the same processes as those in the first target detection control, and detailed description thereof is omitted. In this control, when the process of S102 ends, the process proceeds to S201. In S201, a combined reference antenna pair having the highest signal strength is extracted from the two combined reference antenna pairs. Here, the signal strength of the combined reference antenna pair is determined based on the signal strength of the received wave from the combined reference antenna included therein. For example, the received signal strength of the two combined reference antennas included in the combined reference antenna pair is determined. It can be defined as the average value of signal strength. Other definitions are also possible. When the process of S201 ends, the process proceeds to S202.

S202では、S201で抽出された最高信号強度の合成基準アンテナ対を介して、第一対応受信波と第二対応受信波のホログラフィック合成が行われる。すなわち、本制御においては、常に受信波の信号強度が最強の合成基準アンテナ対が、複数ある合成基準アンテナ対から選択されるため、ホログラフィック合成における信号誤差の影響を可及的に回避することが可能となり、以てターゲットのより正確な検出を実現可能とする。   In S202, holographic synthesis of the first corresponding received wave and the second corresponding received wave is performed via the combination reference antenna pair having the highest signal intensity extracted in S201. In other words, in this control, the combination reference antenna pair with the strongest signal strength of the received wave is always selected from a plurality of combination reference antenna pairs, so that the influence of signal errors in holographic synthesis is avoided as much as possible. Thus, more accurate detection of the target can be realized.

<ターゲット検出制御(3)>
次に、レーダ装置1によるターゲット検出のための第三のターゲット検出制御について図8に基づいて説明する。なお、当該制御において、上記第一のターゲット検出制御と同一の処理が行われる点については、同一の参照番号を付すことでその詳細な説明を省略する。本制御においてはS102の処理が終了すると、S301へ進む。
<Target detection control (3)>
Next, third target detection control for target detection by the radar apparatus 1 will be described with reference to FIG. In this control, the same reference numerals are assigned to the same processes as those in the first target detection control, and detailed description thereof is omitted. In this control, when the process of S102 ends, the process proceeds to S301.

S301では、第一合成基準アンテナ対と第二合成基準アンテナ対に含まれる合成基準アンテナ(本制御の場合は4つの合成基準アンテナ)による受信波の信号強度に基づいて、ホログラフィック合成のための補正位相の算出が行われる。具体的には、2つの合成基準アンテナ対のうち、そこに含まれる2つの合成基準アンテナによる受信波の信号強度の平均値が高い合成基準アンテナ対において、そこに含まれる2つの合成基準アンテナによる受信波強度に応じて、それぞれの合成基準アンテナでの位相が加重平均され、補正位相が算出される。例えば、第一合成基準アンテナ対において合成基準アンテナであるアンテナch5の信号強度と、合成基準アンテナであるアンテナch1の信号強度との比が4:1である場合に、それぞれの受信波位相(α5、α1)を4:1で加重平均して得られる位相α’(=(4・α5+α1)/5)を補正位相として算出する。S301の処理が終了すると、S302へ進む。   In S301, for the holographic synthesis based on the signal strength of the received wave by the synthesis reference antennas (four synthesis reference antennas in the case of this control) included in the first synthesis reference antenna pair and the second synthesis reference antenna pair. The correction phase is calculated. Specifically, among the two combined reference antenna pairs, the combined reference antenna pair included in the combined reference antenna pair having a high average value of the signal strength of the received waves by the two combined reference antennas included therein. According to the received wave intensity, the phases at the respective combined reference antennas are weighted and averaged to calculate a corrected phase. For example, when the ratio of the signal strength of the antenna ch5 that is the combined reference antenna and the signal strength of the antenna ch1 that is the combined reference antenna is 4: 1 in the first combined reference antenna pair, each received wave phase (α5 , Α1) is calculated as a correction phase by a phase α ′ (= (4 · α5 + α1) / 5) obtained by weighted averaging with 4: 1. When the process of S301 ends, the process proceeds to S302.

S302では、S301で算出された補正位相に基づいて、該補正位相の算出が行われた合成基準アンテナ対を介して第一対応受信波と第二対応受信波のホログラフィック合成が行われる。上記例に従って説明すると、合成基準アンテナであるアンテナch5に対応する第一対応受信波において、アンテナch5の位相が補正位相α’になるように、それ以外のアンテナch1−ch4およびch6における位相をシフトさせる。一方で、合成基準アンテナであるアンテナch1に対応する第二対応受信波において、アンテナch1の位相が補正位相α’になるように、それ以外のアンテナch2−ch6における位相を
シフトさせる。その結果、第一対応受信波と第二対応受信波のホログラフィック合成が行われる。S302の処理が終了すると、S105へ進み、ターゲットの検出が行われる。
In S302, based on the correction phase calculated in S301, holographic synthesis of the first corresponding received wave and the second corresponding received wave is performed via the combination reference antenna pair for which the correction phase has been calculated. Explaining according to the above example, in the first corresponding received wave corresponding to the antenna ch5 that is the combined reference antenna, the phases of the other antennas ch1-ch4 and ch6 are shifted so that the phase of the antenna ch5 becomes the correction phase α ′. Let On the other hand, in the second corresponding received wave corresponding to the antenna ch1 which is the combined reference antenna, the phases of the other antennas ch2-ch6 are shifted so that the phase of the antenna ch1 becomes the correction phase α ′. As a result, holographic synthesis of the first corresponding received wave and the second corresponding received wave is performed. When the process of S302 ends, the process proceeds to S105, where target detection is performed.

本制御によれば、複数ある合成基準アンテナ対の中から平均信号強度の高い合成基準アンテナ対を介して、受信波の信号強度に応じた補正位相を利用したホログラフィック合成が行われる。その結果、信号誤差の影響を可及的に回避することが可能となり、以てターゲットのより正確な検出を実現可能とする。なお、上記補正位相の算出は、2つの合成基準アンテナ対のそれぞれで行ってもよい。この場合、各合成基準アンテナ対に含まれる2つの合成基準アンテナによる受信波の信号強度の平均値が高い合成基準アンテナ対においては、残りの合成基準アンテナ対に対応する部分を除いて、上述した補正位相に基づいた各対応受信波の合成を行うが、該残りの合成基準アンテナ対に対応する部分については、その合成基準アンテナ対に対して算出された補正位相を、ホログラフィック合成された受信波位相の一部として取り込んでもよい。また、上記加重平均による補正位相の算出は、信号強度に比例的である必要はない。信号強度が強くなるに従い、その重みを指数関数的にもしくは二次、三次関数的に増加させた加重平均を行ってもよい。   According to this control, holographic synthesis using a correction phase corresponding to the signal strength of the received wave is performed via a synthesis reference antenna pair having a high average signal strength among a plurality of synthesis reference antenna pairs. As a result, the influence of the signal error can be avoided as much as possible, and thus more accurate detection of the target can be realized. Note that the calculation of the correction phase may be performed by each of the two combined reference antenna pairs. In this case, in the combined reference antenna pair in which the average value of the signal strength of the received waves by the two combined reference antennas included in each combined reference antenna pair is high, the above-described portions are excluded except for the portions corresponding to the remaining combined reference antenna pairs. Each corresponding received wave is synthesized based on the corrected phase, and for the part corresponding to the remaining synthesized reference antenna pair, the corrected phase calculated for the synthesized reference antenna pair is received by holographic synthesis. It may be captured as part of the wave phase. Further, the calculation of the correction phase by the weighted average does not have to be proportional to the signal intensity. As the signal strength increases, a weighted average in which the weight is increased exponentially, quadratic, or cubically may be performed.

<ターゲット検出制御(4)>
次に、レーダ装置1によるターゲット検出のための第四のターゲット検出制御について図9に基づいて説明する。なお、当該制御は、上記第一のターゲット検出制御の発展的な制御であり、それと同一の処理が行われる点については、同一の参照番号を付すことでその詳細な説明を省略する。本制御においてはS103の処理が終了すると、S401での判定が行われる。
<Target detection control (4)>
Next, a fourth target detection control for target detection by the radar apparatus 1 will be described with reference to FIG. Note that this control is an advanced control of the first target detection control, and the same reference numerals are assigned to the same processing as that, and the detailed description thereof is omitted. In this control, when the process of S103 is completed, the determination in S401 is performed.

S401では、S103での抽出結果に基づいて、抽出された合成基準アンテナ対が存在しないか否かが判定される。すなわち、ホログラフィック合成に好適な基準信号強度を有する合成基準アンテナ対が抽出されなかったか否かが、S401で判定されることになる。ここで否定判定されると、上記第一のターゲット検出制御と同じく、S104およびS105の処理が順次行われる。一方で肯定判定されると、S402の処理が行われる。   In S401, based on the extraction result in S103, it is determined whether or not the extracted combined reference antenna pair exists. That is, it is determined in S401 whether or not a combined reference antenna pair having a reference signal strength suitable for holographic combining has not been extracted. If a negative determination is made here, the processing of S104 and S105 is sequentially performed as in the first target detection control. On the other hand, if a positive determination is made, the process of S402 is performed.

S402では、第一合成基準アンテナ対もしくは第二合成基準アンテナ対の何れか一方の合成基準アンテナ対に含まれる合成基準アンテナによる第一対応受信波と第二対応受信波のそれぞれの位相の推定が行われる。ここで、一方の合成基準アンテナ対に対してのみ上記位相推定が行われるのは、ホログラフィック合成が行われる合成基準アンテナ対は一つで十分であることに依る。本実施例では、第一合成基準アンテナ対に含まれるアンテナch5とアンテナch1のそれぞれに受信された第一対応受信波と第二対応受信波の各位相が推定されることとする。   In S402, estimation of each phase of the first corresponding received wave and the second corresponding received wave by the combined reference antenna included in either the first combined reference antenna pair or the second combined reference antenna pair is performed. Done. Here, the reason why the phase estimation is performed only for one combined reference antenna pair is that one combined reference antenna pair for which holographic combining is performed is sufficient. In this embodiment, the phases of the first corresponding received wave and the second corresponding received wave received by the antenna ch5 and the antenna ch1 included in the first combined reference antenna pair are estimated.

ここで、具体的な位相推定について説明する。アンテナch5による第一対応受信波の位相推定は、信号強度が弱いと判定された合成基準アンテナ群に含まれないアンテナch1−ch4のうち信号強度が基準信号強度以上のアンテナによって受信された第一対応受信波の位相に基づいて行われ、推定位相θ1が算出される。推定の一例を挙げると、アンテナch1−ch4のうち信号強度が基準信号強度以上のアンテナによって受信された第一対応受信波の位相と、各アンテナ間の距離に基づいて最小二乗法によりアンテナch5での第一対応受信波の位相が推定される。同様に、アンテナch1による第二対応受信波の位相推定についても、信号強度が弱いと判定された合成基準アンテナ群に含まれないアンテナch3−ch6のうち信号強度が基準信号強度以上のアンテナによって受信された第二対応受信波の位相に基づいて行われ、推定位相θ2が算出される。S402の処理が終了すると、S403へ進む。   Here, specific phase estimation will be described. The phase estimation of the first corresponding received wave by the antenna ch5 is performed by the first antenna received from the antennas ch1 to ch4 that are not included in the combined reference antenna group determined to have a low signal strength and whose signal strength is equal to or higher than the reference signal strength. The estimation phase θ1 is calculated based on the phase of the corresponding received wave. As an example of estimation, the antenna ch5 is obtained by the least square method based on the phase of the first corresponding received wave received by the antenna having the signal strength equal to or higher than the reference signal strength among the antennas ch1 to ch4 and the distance between the antennas. The phase of the first corresponding received wave is estimated. Similarly, the phase estimation of the second corresponding received wave by the antenna ch1 is also received by the antenna whose signal strength is equal to or higher than the reference signal strength among the antennas ch3-ch6 that are not included in the combined reference antenna group determined to have low signal strength. The estimated phase θ2 is calculated based on the phase of the received second corresponding received wave. When the process of S402 ends, the process proceeds to S403.

S403では、S402で推定された第一合成基準アンテナ対における、第一対応受信
波の位相θ1と第二対応受信波の位相θ2の位相差Δθが算出される。その後、S404で、上記位相差Δθに基づいた第一対応受信波と第二対応受信波のホログラフィック合成が行われる。具体的には、第一対応受信波に対して第一合成基準アンテナ対を介して第二対応受信波を合成するにあたり、上記位相差Δθ分、第二対応受信波全体をシフトさせる。S404の処理が終了するとS105へ進み、ターゲットの検出が実行される。
In S403, the phase difference Δθ between the phase θ1 of the first corresponding received wave and the phase θ2 of the second corresponding received wave in the first combined reference antenna pair estimated in S402 is calculated. Thereafter, in S404, holographic synthesis of the first corresponding received wave and the second corresponding received wave based on the phase difference Δθ is performed. Specifically, when the second corresponding received wave is combined with the first corresponding received wave via the first combination reference antenna pair, the entire second corresponding received wave is shifted by the phase difference Δθ. When the process of S404 ends, the process proceeds to S105, and target detection is executed.

本制御によれば、第一合成基準アンテナ対と第二合成基準アンテナ対による対応受信波の信号強度がホログラフィック合成のために十分でなくても、上記位相推定を行うことで比較的正確なホログラフィック合成を実現することができる。その結果、ターゲットのより正確な検出が実現可能となる。   According to this control, even if the signal strengths of the corresponding received waves by the first combined reference antenna pair and the second combined reference antenna pair are not sufficient for holographic combining, the above phase estimation is performed to obtain a relatively accurate Holographic synthesis can be realized. As a result, more accurate detection of the target can be realized.

本発明に係るレーダ装置1の第二の実施例を以下に示す。図10に示すように、本実施例に係るレーダ装置1のアンテナ間隔については、アンテナch1とアンテナch2の間隔は、アンテナch2−ch6のアンテナ間隔dの1.5倍のアンテナ間隔である3/2d(本実施例では、2.7λ)が採用される。この構成により、レーダ装置1の検出部15によって、後述する狭FOV用仮想アンテナによる受信結果に基づくターゲット角度の算出と、広FOV用仮想アンテナによる受信結果に基づくターゲット角度の算出と、が行われ、以て従来と同等のFOVにおけるターゲット検知結果と、従来よりも広いFOVにおけるターゲット検知結果と、を得ることが出来る。   A second embodiment of the radar apparatus 1 according to the present invention will be described below. As shown in FIG. 10, regarding the antenna interval of the radar apparatus 1 according to the present embodiment, the interval between the antenna ch1 and the antenna ch2 is 1.5 times the antenna interval d of the antenna ch2-ch6. 2d (2.7λ in this embodiment) is adopted. With this configuration, the detection unit 15 of the radar apparatus 1 calculates a target angle based on a reception result by a narrow FOV virtual antenna, which will be described later, and calculates a target angle based on a reception result by a wide FOV virtual antenna. Thus, the target detection result in the FOV equivalent to the conventional one and the target detection result in the FOV wider than the conventional one can be obtained.

また、本実施例において採用されるアンテナは2列アンテナであり(図2を参照。ただしアンテナ間隔は本実施例の間隔と相違する。)水平面指向性を有するものの、間隔1.8λの場合±30度まで−10dB以上のアンテナ特性を有しているため、FOV内に、FOVの外に位置しているターゲットからの反射電波によるゴーストが検知されてしまう。そこで、検出部15によって、狭FOV用仮想アンテナに基づくターゲット角度算出結果を、広FOV用仮想アンテナに基づくターゲット角度算出結果を用いて補正することで、狭FOV用仮想アンテナに基づくターゲット角度算出結果に含まれるゴーストを除去することも可能とされる。なお、ゴースト判定処理の詳細については、後述する。   The antenna employed in the present embodiment is a two-row antenna (see FIG. 2; however, the antenna interval is different from the interval of the present embodiment). Since it has an antenna characteristic of −10 dB or more up to 30 degrees, a ghost caused by a reflected radio wave from a target located outside the FOV is detected in the FOV. Therefore, the target angle calculation result based on the narrow FOV virtual antenna is corrected by the detection unit 15 using the target angle calculation result based on the wide FOV virtual antenna, thereby correcting the target angle calculation result based on the narrow FOV virtual antenna. It is also possible to remove ghosts contained in the. Details of the ghost determination process will be described later.

ここで、図11は、本実施例において、図10に示すレーダ波の送受信が、アンテナch1、ch2、ch5を送信アンテナとして順次切り替えて行われた場合の、アンテナch1から送信されてアンテナch1で受信された電波の位相を基準とした、各受信アンテナにおける受信電波の相対位相を示す図である。アンテナch1から送信されてアンテナch2で受信された電波の相対位相は3/2αであり、同様に、アンテナch2から送信されてアンテナch1で受信された電波の相対位相は3/2αである。また、アンテナch2送信、アンテナch5受信の場合の相対位相と、アンテナch5送信、アンテナch2受信の場合の相対位相とは、12/2αであり、アンテナch2送信、アンテナch6受信の場合の相対位相と、アンテナch5送信、アンテナch3受信の場合の相対位相とは、14/2αである。   Here, FIG. 11 shows that in this embodiment, the transmission / reception of the radar wave shown in FIG. 10 is transmitted from the antenna ch1 when the antennas ch1, ch2, and ch5 are sequentially switched as transmission antennas, and is transmitted from the antenna ch1. It is a figure which shows the relative phase of the received radio wave in each receiving antenna on the basis of the phase of the received radio wave. The relative phase of the radio wave transmitted from the antenna ch1 and received by the antenna ch2 is 3 / 2α. Similarly, the relative phase of the radio wave transmitted from the antenna ch2 and received by the antenna ch1 is 3 / 2α. The relative phase in the case of antenna ch2 transmission and antenna ch5 reception and the relative phase in the case of antenna ch5 transmission and antenna ch2 reception are 12 / 2α, and the relative phase in the case of antenna ch2 transmission and antenna ch6 reception The relative phase in the case of antenna ch5 transmission and antenna ch3 reception is 14 / 2α.

ここで、アンテナch1を送信アンテナとした時のアンテナch1−ch6による受信波を第一対応受信波とし、アンテナch2を送信アンテナとした時のアンテナch1−ch6による受信波を第二対応受信波とし、アンテナch5を送信アンテナとした時のアンテナch1−ch6による受信波を第三対応受信波とする。このとき、図12に、各対応受信波における相対位相を示す。図12によれば、アンテナch1送信の際にアンテナch3−ch6によって受信された受信電波の相対位相と、アンテナch2送信の際にアンテナch2−ch5によって受信された受信電波の相対位相とを、第一合成基準アンテナ対(第一対応受信波におけるアンテナch2と第二対応受信波におけるアンテナch1)を介してホログラフィック合成すると、各受信電波の相対位相は1/2α間隔となり、1
/2d(0.9λ)間隔で並べられた8つの仮想アンテナによる受信結果が得られることが分かる。即ち、本実施例では、物理的に間隔dをもって設けられたアレーアンテナ中に、更に広い間隔3/2dをもって設けるアンテナを配し、送信アンテナを切り替えて送受信された結果をホログラフィック合成することで、実際にはアンテナ間干渉等の問題から設置することの困難な間隔1/2dのアンテナによる受信結果と同等の受信結果を得ることが出来る。そして、間隔1/2dの8つの仮想アンテナは、間隔dのアンテナに比べて広いFOV(Arcsin(λ/(2*0.9λ))≒33.7度)を有するため、広FOV用仮想アンテナとして用いることが可能である。
Here, the received wave by antenna ch1-ch6 when antenna ch1 is used as a transmitting antenna is the first corresponding received wave, and the received wave by antenna ch1-ch6 when antenna ch2 is used as the transmitting antenna is the second corresponding received wave. The received wave by the antennas ch1 to ch6 when the antenna ch5 is used as a transmitting antenna is defined as a third corresponding received wave. At this time, FIG. 12 shows a relative phase in each corresponding received wave. According to FIG. 12, the relative phase of the received radio wave received by antenna ch3-ch6 during antenna ch1 transmission and the relative phase of the received radio wave received by antenna ch2-ch5 during antenna ch2 transmission are When holographic synthesis is performed via one synthetic reference antenna pair (antenna ch2 in the first corresponding received wave and antenna ch1 in the second corresponding received wave), the relative phase of each received radio wave becomes an interval of 1 / 2α.
It can be seen that reception results obtained by eight virtual antennas arranged at intervals of / 2d (0.9λ) are obtained. That is, in this embodiment, an antenna provided with an even wider interval 3 / 2d is arranged in an array antenna provided physically with an interval d, and the transmission / reception results are changed by holographic synthesis by switching the transmission antenna. Actually, it is possible to obtain a reception result equivalent to the reception result by the antenna with the interval 1 / 2d, which is difficult to install due to problems such as inter-antenna interference. Since the eight virtual antennas with the interval 1 / 2d have a wider FOV (Arcsin (λ / (2 * 0.9λ)) ≈33.7 degrees) than the antenna with the interval d, the virtual antenna for the wide FOV Can be used.

また、本実施例では、アンテナch2送信の際にアンテナch2−ch6によって受信された受信電波の相対位相と、アンテナch5送信の際にアンテナch2−ch6によって受信された受信電波の相対位相とを、第二合成基準アンテナ対(第二対応受信波におけるアンテナch5と第三対応受信波におけるアンテナch2)および第三合成基準アンテナ対(第二対応受信波におけるアンテナch6と第三対応受信波におけるアンテナch3)を介してホログラフィック合成すると、間隔dで並べられた8つの仮想アンテナによる受信結果を得ることが出来るという、実際のアンテナ数よりも多い仮想アンテナによる受信結果を得るという目的も果たすことが出来る。また、間隔dの8つの仮想アンテナは、上記した間隔1/2dの8つの仮想アンテナに対して狭いFOV(約16.12度)を有するため、狭FOV用仮想アンテナとして用いることが出来る。   In the present embodiment, the relative phase of the received radio wave received by the antenna ch2-ch6 during the antenna ch2 transmission and the relative phase of the received radio wave received by the antenna ch2-ch6 during the antenna ch5 transmission are: The second combined reference antenna pair (antenna ch5 in the second corresponding received wave and antenna ch2 in the third corresponding received wave) and the third combined reference antenna pair (antenna ch6 in the second corresponding received wave and antenna ch3 in the third corresponding received wave) ) Can be used to obtain reception results with eight virtual antennas arranged at intervals d, that is, reception results with more virtual antennas than the actual number of antennas. . Further, the eight virtual antennas with the spacing d have a narrow FOV (about 16.12 degrees) with respect to the eight virtual antennas with the spacing ½d, and therefore can be used as a narrow FOV virtual antenna.

そして、第二対応受信波と第三対応受信波のホログラフィック合成において、上述した第一の実施例の場合と同様に、複数(本実施例の場合は2つ)の合成基準アンテナ対が定められるため、上述した第一から第四のターゲット検出制御が適用され、以てより正確なターゲット検出が可能となる。   Then, in the holographic synthesis of the second corresponding received wave and the third corresponding received wave, a plurality (two in the case of the present embodiment) of combination reference antenna pairs are determined as in the case of the first embodiment described above. Therefore, the first to fourth target detection controls described above are applied, so that more accurate target detection is possible.

ここで、上述したゴースト判定処理の詳細について、以下に説明する。図13は、本実施例に係る広FOV用仮想アンテナおよび狭FOV用仮想アンテナによる角度検出可能な範囲を示すグラフである。グラフの横軸には実際のターゲットの角度を示し、グラフの縦軸にはレーダ装置1によってターゲットが検出される角度を示す。また、太線は狭FOV用仮想アンテナを用いた場合の角度検出、細線は広FOV用仮想アンテナを用いた場合の角度検出を示す。   Here, the detail of the ghost determination process mentioned above is demonstrated below. FIG. 13 is a graph showing a range in which an angle can be detected by the wide FOV virtual antenna and the narrow FOV virtual antenna according to the present embodiment. The horizontal axis of the graph indicates the actual target angle, and the vertical axis of the graph indicates the angle at which the target is detected by the radar apparatus 1. A thick line indicates angle detection when a narrow FOV virtual antenna is used, and a thin line indicates angle detection when a wide FOV virtual antenna is used.

例えば、図13のグラフ中の横軸に×で示した角度にターゲットが配置されていた場合、狭FOV用仮想アンテナ、即ち、実際のアンテナ間隔dと同等のFOVを有するアンテナでは、縦軸の破線×で示した角度にターゲットが検出され、ゴーストが発生してしまう。そこで、本実施例では、狭FOV用仮想アンテナによる検出結果と広FOV用仮想アンテナによる検出結果とを比較することで、ゴーストの発生を判定する。即ち、上記に示した例では、横軸に×で示した角度にターゲットが配置されていた場合、広FOV用仮想アンテナでは、縦軸の実線×で示した正しい角度にターゲットが検出され、狭FOV用仮想アンテナで検出された破線×のターゲットは検出されない。このため、狭FOV用仮想アンテナで検出された破線×のターゲットがゴーストであると判断出来る。   For example, when the target is arranged at an angle indicated by x on the horizontal axis in the graph of FIG. 13, in a virtual antenna for a narrow FOV, that is, an antenna having an FOV equivalent to the actual antenna interval d, the vertical axis A target is detected at an angle indicated by a broken line x, and a ghost is generated. Therefore, in this embodiment, the occurrence of a ghost is determined by comparing the detection result by the narrow FOV virtual antenna and the detection result by the wide FOV virtual antenna. That is, in the example shown above, when the target is arranged at the angle indicated by x on the horizontal axis, the wide FOV virtual antenna detects the target at the correct angle indicated by the solid line x on the vertical axis, and narrows it. The target indicated by the broken line x detected by the FOV virtual antenna is not detected. Therefore, it can be determined that the target indicated by the broken line x detected by the narrow FOV virtual antenna is a ghost.

1・・・・レーダ装置
11・・・・送信部
12・・・・受信部
13・・・・制御部
14・・・・合成部
15・・・・検出部
16・・・・出力部
19・・・・分配器
ch1−ch6・・・・アンテナ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... radar apparatus 11 ... transmission part 12 ... reception part 13 ... control part 14 ... synthesis part 15 ... detection part 16 ... output part 19 .... Distributor ch1-ch6 ... Antenna

Claims (5)

送信波の送信を行う少なくとも二つの送信アンテナを順次切り換え、送信波がターゲットで反射された反射波を複数の受信アンテナで受信して得られた受信信号に基づいてターゲットを検出するレーダ装置であって、
前記少なくとも二つの送信アンテナのそれぞれから送信された送信波が前記ターゲットで反射された反射波を前記複数の受信アンテナを介して、それぞれの送信波に対応した対応受信波として受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信された複数の前記対応受信波を合成することで、前記複数の受信アンテナより多数の仮想的な受信アンテナによる受信結果を得る合成手段と、
前記合成手段によって得られた受信結果に基づいて、前記ターゲットの検出を行う検出手段と、を備え、
前記合成手段は、合成される複数の前記対応受信波のうち少なくとも第一対応受信波と第二対応受信波について、該第一対応受信波の受信を行った前記複数の受信アンテナのうち少なくとも二つ以上の所定数の受信アンテナと該第二対応受信波の受信を行った前記複数の受信アンテナのうち前記所定数と同数の受信アンテナを、合成のための合成基準アンテナと定め、該第一対応受信波の該所定数の合成基準アンテナと該第二対応受信波の該所定数の合成基準アンテナとの間に形成される、対応受信波の位相合成が可能な合成基準アンテナ同士の該所定数の合成基準アンテナ対のうち少なくとも一つの合成基準アンテナ対を介して、受信波位相に基づいた該第一対応受信波と該第二対応受信波の合成を行う、
レーダ装置。
A radar device that detects a target based on reception signals obtained by sequentially switching at least two transmission antennas that transmit transmission waves and receiving reflected waves, which are reflected from the transmission waves by a plurality of reception antennas. And
Receiving means for receiving, as a corresponding received wave corresponding to each transmitted wave, the reflected wave reflected by the target from each of the at least two transmitting antennas via the plurality of receiving antennas;
Combining means for obtaining reception results from a plurality of virtual receiving antennas from the plurality of receiving antennas by combining the plurality of corresponding received waves received by the receiving means;
Detecting means for detecting the target based on the reception result obtained by the synthesizing means,
The combining means includes at least two of the plurality of receiving antennas that have received the first corresponding received wave among the plurality of corresponding received waves to be combined and received the first corresponding received wave. Among the plurality of reception antennas that have received the second corresponding reception wave and at least two predetermined number of reception antennas, the same number of reception antennas as the combination reference antennas for combining are determined, and the first The predetermined number of combined reference antennas formed between the predetermined number of combined reference antennas of the corresponding received wave and the predetermined number of combined reference antennas of the second corresponding received wave and capable of phase combining of the corresponding received waves The first corresponding received wave and the second corresponding received wave are combined based on the received wave phase via at least one combined reference antenna pair among the number of combined reference antenna pairs.
Radar device.
前記合成手段は、前記所定数の合成基準アンテナ対において各合成基準アンテナ対に含まれるそれぞれの合成基準アンテナの受信波強度が基準信号強度を超えるとき、該合成基準アンテナ対を前記一つの合成基準アンテナ対として、前記第一対応受信波と前記第二対応受信波の合成を行う、
請求項1に記載のレーダ装置。
The combining means, when the received wave intensity of each combined reference antenna included in each combined reference antenna pair exceeds the reference signal intensity in the predetermined number of combined reference antenna pairs, As the antenna pair, the first corresponding received wave and the second corresponding received wave are combined.
The radar apparatus according to claim 1.
前記合成手段は、前記所定数の合成基準アンテナ対のうち、そこに含まれるそれぞれの合成基準アンテナの受信波強度が最も強い合成基準アンテナ対を介して、受信波位相に基づいた該第一対応受信波と該第二対応受信波の合成を行う、
請求項1に記載のレーダ装置。
The combining unit is configured to perform the first correspondence based on the received wave phase via the combined reference antenna pair having the strongest received wave intensity of each combined reference antenna included in the predetermined number of combined reference antenna pairs. Combining the received wave and the second corresponding received wave;
The radar apparatus according to claim 1.
前記合成手段は、
前記第一対応受信波の前記所定数の合成基準アンテナのそれぞれの受信信号の強度と、前記第二対応受信波の前記所定数の合成基準アンテナのそれぞれの受信信号の強度に基づいて、該第一対応受信波と該第二対応受信波との合成のための補正位相を算出する補正位相算出手段を有し、
前記合成手段は、前記少なくとも一つの合成基準アンテナ対を介して、前記補正位相算出手段によって算出された補正位相に基づいた前記第一対応受信波と前記第二対応受信波の合成を行う、
請求項1に記載のレーダ装置。
The synthesis means includes
Based on the received signal strengths of the predetermined number of combined reference antennas of the first corresponding received wave and the received signal strengths of the predetermined number of combined reference antennas of the second corresponding received wave, A correction phase calculating means for calculating a correction phase for combining the one corresponding received wave and the second corresponding received wave;
The combining unit combines the first corresponding received wave and the second corresponding received wave based on the correction phase calculated by the correction phase calculating unit via the at least one combination reference antenna pair.
The radar apparatus according to claim 1.
前記合成手段は、
前記少なくとも一つの合成基準アンテナ対に含まれる合成基準アンテナの信号強度が、基準信号強度より小さいか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記合成基準アンテナの信号強度が前記基準信号強度より小さいと判定されたとき、前記合成基準アンテナ対のうち前記第一対応受信波に対応する一方の合成基準アンテナを前記複数の受信アンテナから除いて形成される、残りの受信アンテナの受信波位相に基づいて、該一方の合成基準アンテナの受信波位相を推定する第一推定手段
と、
同様に前記合成基準アンテナの信号強度が前記基準信号強度より小さいと判定されたとき、前記合成基準アンテナ対のうち前記第二対応受信波に対応する他方の合成基準アンテナを前記複数の受信アンテナから除いて形成される、残りの受信アンテナの受信波位相に基づいて、該他方の合成基準アンテナの受信波位相を推定する第二推定手段と、を有し、
前記合成手段は、前記第一推定手段によって推定された受信波位相と前記第二推定手段によって推定された受信波位相との位相差を算出し、前記一つの合成基準アンテナ対を介して前記受信波位相および前記位相差に基づいた前記第一対応受信波と前記第二対応受信波の合成を行う、
請求項1に記載のレーダ装置。
The synthesis means includes
Determining means for determining whether a signal strength of a combined reference antenna included in the at least one combined reference antenna pair is smaller than a reference signal strength;
When the determination unit determines that the signal strength of the combined reference antenna is smaller than the reference signal strength, one of the combined reference antennas corresponding to the first corresponding received wave among the combined reference antenna pair is received in the plurality of receptions. First estimation means for estimating a reception wave phase of the one combined reference antenna based on reception wave phases of the remaining reception antennas formed by removing from the antenna;
Similarly, when it is determined that the signal strength of the combined reference antenna is smaller than the reference signal strength, the other combined reference antenna corresponding to the second corresponding received wave in the combined reference antenna pair is removed from the plurality of receiving antennas. Second estimation means for estimating the received wave phase of the other combined reference antenna based on the received wave phase of the remaining receiving antenna,
The combining unit calculates a phase difference between the received wave phase estimated by the first estimating unit and the received wave phase estimated by the second estimating unit, and receives the reception signal via the one combined reference antenna pair. Combining the first corresponding received wave and the second corresponding received wave based on the wave phase and the phase difference;
The radar apparatus according to claim 1.
JP2009180695A 2009-08-03 2009-08-03 Radar device Pending JP2011033498A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009180695A JP2011033498A (en) 2009-08-03 2009-08-03 Radar device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009180695A JP2011033498A (en) 2009-08-03 2009-08-03 Radar device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011033498A true JP2011033498A (en) 2011-02-17

Family

ID=43762708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009180695A Pending JP2011033498A (en) 2009-08-03 2009-08-03 Radar device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011033498A (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012194064A (en) * 2011-03-16 2012-10-11 Fujitsu Ten Ltd Holographic radar system
JP2014085317A (en) * 2012-10-26 2014-05-12 Japan Radio Co Ltd Mimo radar system and signal processing device
JP2014153142A (en) * 2013-02-07 2014-08-25 Japan Radio Co Ltd Mimo radar system and signal process device
JP2015190944A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 日本無線株式会社 Rader system, signal processor, and signal processing method
JP2017508149A (en) * 2014-02-24 2017-03-23 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー Object tracking by radio reflection
JP2017058359A (en) * 2015-09-17 2017-03-23 パナソニック株式会社 Radar device
JP2018100944A (en) * 2016-12-21 2018-06-28 川崎地質株式会社 Chirp type multi-ground radar system
JP2018136232A (en) * 2017-02-22 2018-08-30 古河電気工業株式会社 Rader device and method for controlling rader device
JP2019113379A (en) * 2017-12-22 2019-07-11 三菱電機株式会社 Radar device
US10852407B2 (en) 2011-09-09 2020-12-01 Astyx Gmbh Imaging radar sensor with narrow antenna lobe and wide angle-detection range
US10989803B1 (en) 2017-08-21 2021-04-27 Massachusetts Institute Of Technology Security protocol for motion tracking systems
WO2024203420A1 (en) * 2023-03-30 2024-10-03 株式会社デンソー Radar device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008157761A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Mitsubishi Electric Corp Radar system
JP2008304417A (en) * 2007-06-11 2008-12-18 Mitsubishi Electric Corp Radar system
JP2009025158A (en) * 2007-07-19 2009-02-05 Mitsubishi Electric Corp Radar device
JP2009031185A (en) * 2007-07-30 2009-02-12 Fujitsu Ten Ltd Radar system and target detecting method
JP2009162521A (en) * 2007-12-28 2009-07-23 Fujitsu Ten Ltd Radar device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008157761A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Mitsubishi Electric Corp Radar system
JP2008304417A (en) * 2007-06-11 2008-12-18 Mitsubishi Electric Corp Radar system
JP2009025158A (en) * 2007-07-19 2009-02-05 Mitsubishi Electric Corp Radar device
JP2009031185A (en) * 2007-07-30 2009-02-12 Fujitsu Ten Ltd Radar system and target detecting method
JP2009162521A (en) * 2007-12-28 2009-07-23 Fujitsu Ten Ltd Radar device

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012194064A (en) * 2011-03-16 2012-10-11 Fujitsu Ten Ltd Holographic radar system
US10852407B2 (en) 2011-09-09 2020-12-01 Astyx Gmbh Imaging radar sensor with narrow antenna lobe and wide angle-detection range
JP2014085317A (en) * 2012-10-26 2014-05-12 Japan Radio Co Ltd Mimo radar system and signal processing device
JP2014153142A (en) * 2013-02-07 2014-08-25 Japan Radio Co Ltd Mimo radar system and signal process device
JP2017508149A (en) * 2014-02-24 2017-03-23 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー Object tracking by radio reflection
JP2015190944A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 日本無線株式会社 Rader system, signal processor, and signal processing method
JP2017058359A (en) * 2015-09-17 2017-03-23 パナソニック株式会社 Radar device
JP2018100944A (en) * 2016-12-21 2018-06-28 川崎地質株式会社 Chirp type multi-ground radar system
JP2018136232A (en) * 2017-02-22 2018-08-30 古河電気工業株式会社 Rader device and method for controlling rader device
US10989803B1 (en) 2017-08-21 2021-04-27 Massachusetts Institute Of Technology Security protocol for motion tracking systems
JP2019113379A (en) * 2017-12-22 2019-07-11 三菱電機株式会社 Radar device
WO2024203420A1 (en) * 2023-03-30 2024-10-03 株式会社デンソー Radar device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2011033498A (en) Radar device
JP2010217035A (en) Radar device
JP6947054B2 (en) Radar device
JP5093298B2 (en) Direction detection device
US9964631B2 (en) Radar apparatus and antenna apparatus
JP5345029B2 (en) Radar equipment
JP5009282B2 (en) System and method for coherently combining multiple radars
JP2006003097A (en) Radar device
CA3099857A1 (en) Method for phase calibration of high-frequency components of a radar sensor
JP2010071865A (en) Signal processing device and radar device
US10230176B2 (en) Radar apparatus
JP2011127910A (en) Radar apparatus and radar system
US20210364622A1 (en) Processing radar signals
JP2011064567A (en) Radar system
JP6844525B2 (en) Antenna device
JP2012185029A (en) Radar system
JP4082442B2 (en) Direction detection device
JP6044116B2 (en) Radar apparatus, angle measuring method and program
JP2011226794A (en) Radar device
JP2009031184A (en) Radar system and target detecting method
JP3639179B2 (en) Radar equipment
JP2012168194A (en) Radar device
JP4902985B2 (en) Monopulse radar apparatus calibration method and calibration determination apparatus
JP2006105968A (en) Radar apparatus
JP2011180004A (en) Search radar device, and method of inhibiting unnecessary wave component in the search radar device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120508

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130815

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130827

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140107