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公開番号2025063597
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-16
出願番号2023172947
出願日2023-10-04
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 20060101AFI20250409BHJP(測定;試験)
要約【課題】送信アンテナ素子と受信アンテナ素子との相互結合の影響による物標の検出精度の低下を抑制可能なレーダ装置を提供する。
【解決手段】レーダ装置は、複数の送信アンテナ素子を含む送信アンテナ群Txと、複数の受信アンテナ素子を含む受信アンテナ群Rxと、水平方向で物標の方位を推定する第1方位推定部51と、垂直方向で物標の方位を推定する第2方位推定部52と、を備える。【0171】複数の送信アンテナ素子において受信アンテナ素子に対して最も近くにあるものを第1近接素子とし、複数の受信アンテナ素子において送信アンテナ素子に対して最も近くにあるものを第2近接素子としとする。さらに、水平方向に並ぶ送信アンテナ素子同士の間隔および受信アンテナ素子同士の間隔のうち最小となる間隔を第1最小間隔としたとする。このとき、第1近接素子および第2近接素子は、水平方向の間隔が第1最小間隔以上に設定されている。
【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基準距離の倍数となる間隔をあけて第１方向に並んで配置されるとともに、所定の第２基準距離の倍数となる間隔をあけて前記第１方向に交差する第２方向に並んで配置される複数の送信アンテナ素子を含む送信アンテナ群（Ｔｘ）と、
前記第１基準距離の倍数となる間隔をあけて前記第１方向に並んで配置されるとともに、前記第２基準距離の倍数となる間隔をあけて前記第２方向に並んで配置される複数の受信アンテナ素子を含む受信アンテナ群（Ｒｘ）と、
複数の前記送信アンテナ素子および複数の前記受信アンテナ素子のうち前記第１方向に並ぶものを用いて前記第１方向における物標の方位を推定する第１方位推定部（５１）と、
複数の前記送信アンテナ素子および複数の前記受信アンテナ素子のうち前記第２方向に並ぶものを用いて前記第２方向における物標の方位を推定する第２方位推定部（５２）と、を備え、
複数の前記送信アンテナ素子において前記受信アンテナ素子に対して最も近くにあるものを第１近接素子（ＮＴｘ）、複数の前記受信アンテナ素子において前記送信アンテナ素子に対して最も近くにあるものを第２近接素子（ＮＲｘ）とし、前記第１方向に並ぶ前記送信アンテナ素子同士の間隔および前記受信アンテナ素子同士の間隔のうち最小となる間隔を第１最小間隔としたとき、
前記第１近接素子および前記第２近接素子は、前記第１方向の間隔が前記第１最小間隔以上に設定されている、レーダ装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
複数の前記送信アンテナ素子および複数の前記受信アンテナ素子は、前記第１方向に並ぶ複数のアンテナ素子に基づくＭＩＭＯアンテナである第１ＭＩＭＯアンテナにおいて隣り合うアンテナ素子同士の間隔が前記第１最小間隔の２倍以下となるように配置されている、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記第２方向に並ぶ前記送信アンテナ素子同士の間隔および前記受信アンテナ素子同士の間隔のうち最小となる間隔を第２最小間隔としたとき、
前記第１近接素子および前記第２近接素子は、前記第２方向の間隔が前記第２最小間隔以上に設定されている、請求項１または２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
複数の前記送信アンテナ素子および複数の前記受信アンテナ素子は、前記第２方向に並ぶ複数のアンテナ素子に基づくＭＩＭＯアンテナである第２ＭＩＭＯアンテナでの隣り合うアンテナ素子同士の間隔が前記第２最小間隔の２倍以下となるように配置されている、請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記第１方位推定部は、前記第１ＭＩＭＯアンテナを構成する複数のアンテナ素子に加えて、前記第１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第１拡張アレイアンテナを用いて、前記第１方向における物標の方位を推定する、請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記第１方位推定部は、前記第１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５に記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記第２方位推定部は、前記第２ＭＩＭＯアンテナを構成する複数のアンテナ素子に加えて、前記第２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第２拡張アレイアンテナを用いて、前記第２方向における物標の方位を推定する、請求項４に記載のレーダ装置。
【請求項８】
前記第２方位推定部は、前記第２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７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、電波により物標を検出するレーダ装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、水平方向および垂直方向といった異なる２方向に並ぶ送信アンテナ素子および受信アンテナ素子を複数用いたＭＩＭＯアレイ技術によって、異なる２方向で物標の方位を推定するレーダ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、ＭＩＭＯアンテナの中央部分での仮想アンテナ素子の欠落箇所を少なくするために、垂直方向に並ぶ複数の送信アンテナ素子からなるＴｘ列と水平方向に並ぶ複数の受信アンテナ素子からなるＲｘ行を千鳥状に配置すること等が提案されている。なお、ＭＩＭＯは、Multi Input Multi Outputの略称である。以下では、ＭＩＭＯアレイ技術によって生成される仮想アレイアンテナをＭＩＭＯアンテナと呼ぶことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２０／０４９５６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の手法で、ＭＩＭＯアンテナでの仮想アンテナ素子の欠落箇所を少なくしようとすると、垂直方向および水平方向それぞれの端に位置する送信アンテナ素子と受信アンテナ素子との間隔が小さくなり過ぎてしまう場合がある。この場合、送信アンテナ素子と受信アンテナ素子との相互結合の影響によって物標の検出精度が低下する虞がある。
【０００５】
本開示は、送信アンテナ素子と受信アンテナ素子との相互結合の影響による物標の検出精度の低下を抑制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基準距離の倍数となる間隔をあけて第１方向に並んで配置されるとともに、所定の第２基準距離の倍数となる間隔をあけて第１方向に交差する第２方向に並んで配置される複数の送信アンテナ素子を含む送信アンテナ群（Ｔｘ）と、
第１基準距離の倍数となる間隔をあけて第１方向に並んで配置されるとともに、第２基準距離の倍数となる間隔をあけて第２方向に並んで配置される複数の受信アンテナ素子を含む受信アンテナ群（Ｒｘ）と、
複数の送信アンテナ素子および複数の受信アンテナ素子のうち第１方向に並ぶものを用いて第１方向における物標の方位を推定する第１方位推定部（５１）と、
複数の送信アンテナ素子および複数の受信アンテナ素子のうち第２方向に並ぶものを用いて第２方向における物標の方位を推定する第２方位推定部（５２）と、を備え、
複数の送信アンテナ素子において受信アンテナ素子に対して最も近くにあるものを第１近接素子（ＮＴｘ）、複数の受信アンテナ素子において送信アンテナ素子に対して最も近くにあるものを第２近接素子（ＮＲｘ）とし、第１方向に並ぶ送信アンテナ素子同士の間隔および受信アンテナ素子同士の間隔のうち最小となる間隔を第１最小間隔としたとき、
第１近接素子および第２近接素子は、第１方向の間隔が第１最小間隔以上に設定されている。
【０００７】
このような態様で、送信アンテナ素子および受信アンテナ素子が配置されていれば、第１方向における送信アンテナ素子および受信アンテナ素子の相互結合の影響を送信アンテナ素子同士の相互結合や受信アンテナ素子同士の相互結合の程度まで抑えることができる。したがって、本開示のレーダ装置によれば、送信アンテナ素子と受信アンテナ素子との相互結合の影響による物標の検出精度の低下を抑制することができる。
【０００８】
ここで、送信アンテナ素子と受信アンテナ素子との相互結合の影響を抑えるために、送信アンテナ素子と受信アンテナ素子との間隔を大きくし過ぎると、ＭＩＭＯアンテナにて隣り合うアンテナ素子同士の間隔が大きくなってしまう。隣り合うアンテナ素子同士の間隔が大きいことは、サイドローブが増大する要因となることから好ましくない。
【０００９】
そこで、請求項２に記載の発明では、
複数の送信アンテナ素子および複数の受信アンテナ素子は、第１方向に並ぶ複数のアンテナ素子に基づくＭＩＭＯアンテナである第１ＭＩＭＯアンテナにおいて隣り合うアンテナ素子同士の間隔が第１最小間隔の２倍以下となるように配置されている。
【００１０】
このように、第１ＭＩＭＯアンテナにて隣り合うアンテナ素子同士の間隔が第１最小間隔の２倍以下に制限されるように構成されていれば、第１ＭＩＭＯアンテナにおけるアンテナ素子の欠落箇所が少なくなるのでサイドローブを抑制することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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