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公開番号2025059981
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023170429
出願日2023-09-29
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 7/02 20060101AFI20250403BHJP(測定;試験)
要約【課題】互いに交差する2方向における物標の方位を精度よく検出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、送信アンテナ群3と、受信アンテナ群4と、を備える。レーダ装置1は、水平方向Uに並ぶ第1アンテナ素子および第2アンテナ素子を含む第1仮想アレイアンテナを用いて水平方向Uにおける物標の方位を検出する第1方位検出部61を備える。レーダ装置1は、垂直方向Vに並ぶ第1アンテナ素子および第2アンテナ素子を含む第2仮想アレイアンテナを用いて垂直方向Vにおける物標の方位を検出する第2方位検出部62を備える。レーダ装置1は、第1方位検出部61の検出結果および第2方位検出部62で検出される物標に対応する信号が実像か偽像かを判定する信号判定部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、
所定の第１方向および前記第１方向に交差する第２方向に並んで配置される複数の第１アンテナ素子を含む送信アンテナ群（３）と、
前記第１方向および前記第２方向に並んで配置される複数の第２アンテナ素子を含む受信アンテナ群（４）と、
前記第１方向に並ぶ複数の前記第１アンテナ素子および前記第１方向に並ぶ複数の前記第２アンテナ素子を含む第１仮想アレイアンテナを用いて前記第１方向における前記物標の方位を検出する第１方位検出部（６１）と、
前記第２方向に並ぶ複数の前記第１アンテナ素子および前記第２方向に並ぶ複数の前記第２アンテナ素子を含む第２仮想アレイアンテナを用いて前記第２方向における前記物標の方位を検出する第２方位検出部（６２）と、
前記第１方位検出部および前記第２方位検出部それぞれで検出される前記物標に対応する信号が実像か偽像かを判定する信号判定部（６３）と、を備える、レーダ装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記第１方位検出部は、
前記第１仮想アレイアンテナで前記第１方向における前記物標の方位を検出する第１検出部（６１１）と、
前記第１方向に並ぶ前記第１アンテナ素子および前記第１方向に並ぶ前記第２アンテナ素子を含むものであって前記第１仮想アレイアンテナとは異なるアンテナ構成で前記第１方向における前記物標の方位を検出する第２検出部（６１２）と、を有し、
前記信号判定部は、前記第１検出部での検出結果と前記第２検出部での検出結果とを比較して、前記第１方向における前記物標に対応する信号が実像か偽像かを判定する、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記第２方位検出部は、
前記第２仮想アレイアンテナで前記第２方向における前記物標の方位を検出する第３検出部（６２１）と、
前記第２方向に並ぶ前記第１アンテナ素子および前記第２方向に並ぶ前記第２アンテナ素子を含むとともに前記第２仮想アレイアンテナとは異なるアンテナ構成で前記第２方向における前記物標の方位を検出する第４検出部（６２２）と、を有し、
前記信号判定部は、前記第１方向における前記第３検出部での検出結果と前記第４検出部での検出結果とを比較して、前記第２方向における前記物標に対応する信号が実像か偽像かを判定する、請求項１または２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記信号判定部で実像と判定された実像信号に対応する前記第１方向における前記物標の方位を実像方位としたとき、
前記第２方位検出部は、前記第２仮想アレイアンテナでの前記実像方位から到来した反射波の受信結果に基づいて前記第２方向における前記物標の方位を検出し、
前記信号判定部は、前記第２方位検出部での検出結果の複数回分を比較して前記第２方向における前記物標に対応する信号が実像か偽像かを判定する、請求項１または２に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記第１方向に並ぶ複数の前記第１アンテナ素子および前記第１方向に並ぶ複数の前記第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、
前記第１方向に並ぶ複数の前記第１アンテナ素子および前記第１方向に並ぶ複数の前記第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または２に記載のレーダ装置。
【請求項６】
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５に記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記第１仮想アレイアンテナは、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間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または２に記載のレーダ装置。
【請求項８】
車両に搭載されるものであって、
前記第１方向は、車両の幅方向に対応する水平方向であり、
前記第２方向は、車両の高さ方向に対応する垂直方向である、請求項１または２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 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、水平方向および垂直方向に並ぶ送信アンテナおよび受信アンテナを複数用いたＭＩＭＯアレイ技術によって、水平方向および垂直方向それぞれで物標の方位を検出するレーダ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。なお、ＭＩＭＯは、Multi Input Multi Outputの略称である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７０２７５７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＭＩＭＯによって方位推定する場合、マルチパスによる影響によって、レーダ装置とターゲットとなる物標との間における電波の往路と復路とが一致しないことがある。この場合、物標が存在しない方位で偽像となるピークが生ずる。このような偽像の発生は、特許文献１の如く、互いに交差する２方向における物標の方位を検出するレーダ装置での方位推定の精度を著しく低下させる要因となるが、そのことについて特許文献１には何ら言及されておらず、依然として改善の余地がある。
【０００５】
本開示は、互いに交差する２方向における物標の方位を精度よく検出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。
【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、
所定の第１方向および第１方向に交差する第２方向に並んで配置される複数の第１アンテナ素子を含む送信アンテナ群（３）と、
第１方向および第２方向に並んで配置される複数の第２アンテナ素子を含む受信アンテナ群（４）と、
第１方向に並ぶ複数の前記第１アンテナ素子および第１方向に並ぶ複数の第２アンテナ素子を含む第１仮想アレイアンテナを用いて第１方向における物標の方位を検出する第１方位検出部（６１）と、
第２方向に並ぶ複数の第１アンテナ素子および第２方向に並ぶ複数の第２アンテナ素子を含む第２仮想アレイアンテナを用いて第２方向における物標の方位を検出する第２方位検出部（６２）と、
第１方位検出部および第２方位検出部それぞれで検出される物標に対応する信号が実像か偽像かを判定する信号判定部（６３）と、を備える。
【０００７】
このように、物標に対応する信号が実像か偽像かを信号判定部で判定する構成とされていれば、信号判定部で実像と判定された信号を用いて物標の方位を検出することで、偽像に起因する物標の方位の検出精度低下を抑制することができる。したがって、本開示のレーダ装置によれば、互いに交差する２方向における物標の方位を精度よく検出することができる。
【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および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。
互いに交差する２方向における物標の方位の検出モデルを説明するための説明図である。
互いに交差する２方向における物標の方位の検出手法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における第１仮想アレイアンテナ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。
第１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１実施形態に係るレーダ装置の制御部が実行する水平方向での方位検出の流れを示すフローチャートである。
第１実施形態に係るレーダ装置の制御部が実行する垂直方向での方位検出の流れを示すフローチャートである。
垂直方向に並ぶ第１アンテナ素子および水平方向に並ぶ一行の第２アンテナ素子によって実現されるアンテナ構成を説明するための説明図である。
垂直方向に並ぶ第１アンテナ素子および水平方向に並ぶ二行の第２アンテナ素子によって実現されるアンテナ構成を説明するための説明図である。
一実施例においてターゲットとなる３つの物標の位置および電力レベ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、図１２に示す３つの物標の水平方向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。
水平方向の方位推定で検出された１つ目のピークに対応する方位において、物標の垂直方向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。
水平方向の方位推定で検出された２つ目のピークに対応する方位において、物標の垂直方向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一致する場合および不一致となる場合の反射波が混在している条件での垂直方向の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。
第２実施形態に係るレーダ装置の制御部が実行する垂直方向での方位検出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場合および不一致となる場合の反射波が混在している条件での垂直方向の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。
第３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を説明するための説明図である。
第３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。
第４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および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。
【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）

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