特許ウォッチ

公開番号2025007326
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023108633
出願日2023-06-30
発明の名称レーダ装置
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類G01S 13/46 20060101AFI20250109BHJP(測定;試験)
要約【課題】物標に対応する信号が実像か偽像かを適切に識別することが可能なレーダ装置を提供する。
【解決手段】レーダ装置1は、複数の第1アンテナ素子Txを含む送信アンテナ群3と、複数の第2アンテナ素子Rxを含む受信アンテナ群4と、制御部6と、を備える。制御部6は、2以上となる所定数の第1アンテナ素子Txおよび複数の第2アンテナ素子Rxを含む第1アレイアンテナを用いて物標に対応する信号を検出する第1信号検出部61を有する。制御部6は、所定数よりも多い数の第1アンテナ素子Txおよび複数の第2アンテナ素子Rxを含む第2アレイアンテナを用いて物標に対応する信号を検出する第2信号検出部62を有する。制御部6は、第1信号検出部61の検出結果および第2信号検出部62の検出結果を比較し、比較結果に基づいて物標に対応する信号が、実像が偽像かを識別する識別部63を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電波により物標を検出するレーダ装置であって、
実在する複数の第１アンテナ素子（Ｔｘ）を含む送信アンテナ群（３）と、
実在する複数の第２アンテナ素子（Ｒｘ）を含む受信アンテナ群（４）と、
２以上となる所定数の前記第１アンテナ素子および複数の前記第２アンテナ素子を含む第１アレイアンテナを用いて前記物標に対応する信号を検出する第１信号検出部（６１）と、
前記所定数よりも多い数の前記第１アンテナ素子および複数の前記第２アンテナ素子を含む第２アレイアンテナを用いて前記物標に対応する信号を検出する第２信号検出部（６２）と、
前記第１信号検出部の検出結果および前記第２信号検出部の検出結果を比較し、比較結果に基づいて前記物標に対応する信号が、実像が偽像かを識別する識別部（６３）と、を備える、レーダ装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
複数の前記第１アンテナ素子および複数の前記第２アンテナ素子のうち、一方のアンテナ素子は、所定の基準距離の複数倍となる基準間隔をあけて等間隔に並んで配置されており、
複数の前記第１アンテナ素子および複数の前記第２アンテナ素子のうち、他方のアンテナ素子は、前記基準間隔よりも前記基準距離の分だけ小さい間隔で配置されるものが含まれている、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記他方のアンテナ素子は、複数の前記一方のアンテナ素子におけるアンテナ開口長に前記基準間隔を加えた値の間隔をあけて配置されるものが含まれている、請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記第１アレイアンテナおよび前記第２アレイアンテナは、複数のアンテナ素子の並び方向に交差する方向から到来する電波によって生じる複数のアンテナ素子の間の位相差に対応する差分信号を利用して補完された仮想アンテナ素子を含む拡張アレイアンテナとして構成されている、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記第１信号検出部および前記第２信号検出部は、前記拡張アレイアンテナを構成するアンテナ素子に対応する信号が複数得られる場合には複数の信号を平均化する、請求項４に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記第１信号検出部および前記第２信号検出部は、前記拡張アレイアンテナを構成するアンテナ素子に対応する信号について窓関数処理による重み付けを行う、請求項４に記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記送信アンテナ群および前記受信アンテナ群のうち、一方のアンテナ群に含まれる１つのアンテナ素子および他方のアンテナ群に含まれる２つ以上のアンテナ素子を含む第３アレイアンテナを用いて前記物標に対応する信号を検出する第３信号検出部（６４）を備え、
前記識別部は、前記第３信号検出部で検出された前記物標に対応する信号のピークレベルと前記第１信号検出部および前記第２信号検出部の少なくとも一方で検出された前記物標に対応する信号のピークレベルとの差が所定値以内である場合、前記第１信号検出部の検出結果、前記第２信号検出部の検出結果、前記第３信号検出部の検出結果それぞれを比較し、比較結果に基づいて前記物標に対応する信号が、実像が偽像かを識別する、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のレーダ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーダ装置に関する。
続きを表示（約 3,500 文字）【背景技術】
【０００２】
この種のレーダ装置において、アンテナで受信された電波に基づいて検出された物標に対応する信号が実像か虚像かを識別する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、１つのアンテナから送信されて複数のアンテナで受信された電波に基づく物標の検出結果と複数のアンテナから送信されて複数のアンテナで受信された電波に基づく物標の検出結果を比較し、実像か虚像かを識別するものが開示されている。以下では、複数のアンテナから送信された電波を複数のアンテナで受信する構成を“ＭＩＭＯ”と呼んだり、１つのアンテナから送信された電波を複数のアンテナで受信する構成を“ＳＩＭＯ”と呼んだりすることがある。なお、ＭＩＭＯは、Multi Input Multi Outputの略称である。ＳＩＭＯは、Single Input Multi Outputの略称である。ＭＩＳＯは、Multi Input Single Outputの略称である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－１３６２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＳＩＭＯのアンテナ構成において、アンテナ素子の間隔を広げると、ターゲット位置に対して一定の間隔をあけてグレーティングローブが発生する。このグレーティングローブの発生位置とターゲットの位置とが重なり合う場合、それぞれに対応する信号が弱め合うように干渉することがある。この場合、ＳＩＭＯのアンテナ構成で検出される信号に比べてピークレベルが、ＭＩＭＯのアンテナ構成で検出される信号に比べてピークレベルに比べて極端に小さくなることで、物標に対応する信号が実像か偽像かを適切に識別することができなくなってしまう。
【０００５】
本開示は、物標に対応する信号が実像か偽像かを適切に識別することが可能なレーダ装置を提供することを目的とする。
ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、
電波により物標を検出するレーダ装置であって、
実在する複数の第１アンテナ素子（Ｔｘ）を含む送信アンテナ群（３）と、
実在する複数の第２アンテナ素子（Ｒｘ）を含む受信アンテナ群（４）と、
２以上となる所定数の第１アンテナ素子および複数の第２アンテナ素子を含む第１アレイアンテナを用いて物標に対応する信号を検出する第１信号検出部（６１）と、
所定数よりも多い数の第１アンテナ素子および複数の第２アンテナ素子を含む第２アレイアンテナを用いて物標に対応する信号を検出する第２信号検出部（６２）と、
第１信号検出部の検出結果および第２信号検出部の検出結果を比較し、比較結果に基づいて物標に対応する信号が、実像が偽像かを識別する識別部（６３）と、を備える。
【０００７】
ＭＩＭＯのアンテナ構成では、ＳＩＭＯのアンテナ構成に比べて隣り合うアンテナ素子同士の間隔が小さくなることで、グレーティングローブが生じ難くなる。このため、異なるアンテナ構成となるＭＩＭＯで物標に対応する信号の検出結果を比較し、比較結果に基づいて、物標に対応する信号が実像か否かを識別する構成とすれば、従来技術に比べて、物標に対応する信号が実像か偽像かを適切に識別することができる。
【０００８】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係るレーダ装置の概略構成図である。
第１実施形態に係るレーダ装置における実在する複数の送信アンテナ素子を含む送信アンテナ群を示す模式図である。
第１実施形態に係るレーダ装置における実在する複数の受信アンテナ素子を含む受信アンテナ群を示す模式図である。
第１実施形態に係るレーダ装置におけるＭＩＭＯ用の第１アレイアンテナおよびＭＩＭＯ用の第２アレイアンテナを説明するための説明図である。
第４実施形態に係るレーダ装置における拡張アレイアンテナの共分散行列を説明するための説明図である。
窓関数を説明するための説明図である。
レーダ装置の制御部が実行する物標検出処理の流れを示すフローチャートである。
レーダ装置におけるアンテナ素子の配置態様の一例を示す模式図である。
ＳＩＭＯにおける物標に対応する信号の電力スペクトルを説明するための説明図である。
ＭＩＭＯにおける物標に対応する信号の電力スペクトルを説明するための説明図である。
図８のアンテナ構成で１つの物標の方位を推定した際のシミュレーション結果を示すスペクトル図である。
物標が２つある場合のＳＩＭＯにおける電力スペクトルを説明するための説明図である。
電波の往路と復路とが一致する場合および電波の往路と復路とが一致しない場合を説明するための説明図である。
物標が２つあり、且つ、電波の往路と復路とが一致する場合のＭＩＭＯにおける電力スペクトルを説明するための説明図である。
電波の往路と復路とが一致する場合において、２つの物標の方位を推定した際のシミュレーション結果を示すスペクトル図である。
物標が２つあり、且つ、電波の往路と復路とが不一致となる場合のＭＩＭＯにおける電力スペクトルを説明するための説明図である。
電波の往路と復路とが不一致となる一例において、２つの物標の方位を推定した際のシミュレーション結果を示すスペクトル図である。
電波の往路と復路とが不一致となる他の例において、２つの物標の方位を推定した際のシミュレーション結果を示すスペクトル図である。
電波の往路と復路とが不一致となる場合において、２つの物標の方位を推定した際のシミュレーション結果を示すスペクトル図である。
物標に対応する信号の位置とグレーティングローブの発生位置とが重なり合う場合のＳＩＭＯでの方位のシミュレーション結果を説明するための説明図である。
第１実施形態に係るレーダ装置の制御部が実行する信号判定処理の流れを示すフローチャートである。
電波の往路と復路とが一致する一例において、２種のＭＩＭＯで方位推定した場合のシミュレーション結果を示すスペクトル図である。
電波の往路と復路とが不一致となる際の反射波のみを２種のＭＩＭＯで方位推定した場合のシミュレーション結果を示すスペクトル図である。
電波の往路と復路とが不一致となる際の反射波のみを２種のＭＩＭＯで方位推定した場合のシミュレーション結果を示すスペクトル図である。
第２実施形態に係るレーダ装置の概略構成図である。
電波の往路と復路とが不一致となる際の反射波のみを２種のＭＩＭＯおよびＳＩＭＯで方位推定した場合のシミュレーション結果を示すスペクトル図である。
第２実施形態に係るレーダ装置の制御部が実行する物標検出処理の流れを示すフローチャートである。
第２実施形態に係るレーダ装置の制御部が実行する信号判定処理の流れを示すフローチャートである。
物標に対応する信号の位置とグレーティングローブの発生位置とが重なり合う場合の第２実施形態に係る方位のシミュレーション結果を示すスペクトル図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許