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公開番号2025063598
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-16
出願番号2023172948
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】物標の検出に必要な演算負荷を抑えつつ、物標に対応する信号が実像か偽像かを判定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Txと、受信アンテナ群Rxと、距離演算部51と、速度演算部52と、方位推定部53と、を備える。レーダ装置1は、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54を備える。複数の第1アンテナ素子および複数の第2アンテナ素子は、MIMOアンテナにおいて電波を受信する複数のアンテナ素子の一部が仮想的に重なるように配置されている。信号判定部54は、MIMOアンテナにおいて仮想的に重なるアンテナ素子それぞれでの受信信号に基づく距離情報および速度情報から、アンテナ素子同士の位置関係に応じて変化する信号成分を比較成分として抽出し、当該比較成分に基づいて物標に対応する信号が実像か偽像かを判定する。
【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、
複数の第１アンテナ素子を含む送信アンテナ群（Ｔｘ）と、
複数の第２アンテナ素子を含む受信アンテナ群（Ｒｘ）と、
複数の前記第１アンテナ素子および複数の前記第２アンテナ素子を用いたＭＩＭＯアンテナにて受信される受信信号に基づいて前記物標との距離に相関性を有する距離情報を求める距離演算部（５１）と、
前記ＭＩＭＯアンテナにて受信される受信信号に基づいて前記物標との相対速度に相関性を有する速度情報を求める速度演算部（５２）と、
複数の前記第１アンテナ素子から送信された電波に対応する反射波の複数の前記第２アンテナ素子での受信結果に基づいて前記物標の方位を推定する方位推定部（５３）と、前記ＭＩＭＯアンテナにて受信される受信信号に基づいて求めら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（５４）と、を備え、
複数の前記第１アンテナ素子および複数の前記第２アンテナ素子は、前記ＭＩＭＯアンテナにおいて電波を受信する複数のアンテナ素子の一部が仮想的に重なるように配置されており、
前記信号判定部は、前記方位推定部による前記物標の方位推定の前に、前記ＭＩＭＯアンテナにおいて仮想的に重なるアンテナ素子それぞれで受信された受信信号に基づく前記距離情報および前記速度情報から、アンテナ素子同士の位置関係によって変化する信号成分を比較成分として抽出し、当該比較成分の比較結果に基づいて前記物標に対応する信号が実像か偽像かを判定する、レーダ装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記方位推定部は、前記信号判定部において実像と判定された信号に基づいて、前記物標の方位を推定する、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記送信アンテナ群は、所定方向において第１間隔をあけて配置される前記第１アンテナ素子が含まれており、
前記受信アンテナ群は、前記所定方向において前記第１間隔とは異なる間隔をあけて配置される前記第２アンテナ素子に加えて、前記所定方向において前記第１間隔をあけて配置される前記第２アンテナ素子が含まれている、請求項１または２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記所定方向に隣り合う前記第１アンテナ素子同士の間隔が最小となる間隔を最小間隔としたとき、前記第１間隔が前記最小間隔である、請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記送信アンテナ群は、所定の第１方向に並ぶ前記第１アンテナ素子および前記第１方向に対して交差する第２方向に並ぶ前記第１アンテナ素子を含み、
前記受信アンテナ群は、前記第１方向に並ぶ前記第２アンテナ素子および前記第２方向に並ぶ前記第２アンテナ素子を含み、
前記信号判定部は、
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アンテナ素子を用いた第１ＭＩＭＯアンテナにおいて仮想的に重なるアンテナ素子それぞれで受信された受信信号に基づく前記距離情報および前記速度情報から前記比較成分を抽出し、当該比較成分の比較結果に基づいて、前記第１ＭＩＭＯアンテナにて受信される受信信号に基づく前記物標に対応する信号が実像か偽像かを判定し、
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アンテナ素子を用いた第２ＭＩＭＯアンテナにおいて仮想的に重なるアンテナ素子それぞれで受信された受信信号に基づく前記距離情報および前記速度情報から前記比較成分を抽出し、当該比較成分の比較結果に基づいて、前記第２ＭＩＭＯアンテナにて受信される受信信号に基づく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６】
前記送信アンテナ群は、前記第１方向において所定の第１間隔をあけて配置される前記第１アンテナ素子および前記第２方向において所定の第２間隔をあけて配置される前記第１アンテナ素子が含まれており、
前記受信アンテナ群は、前記第１方向において前記第１間隔をあけて配置される前記第２アンテナ素子および前記第２方向において前記第２間隔をあけて配置される前記第２アンテナ素子が含まれている、請求項５に記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記第１方向に隣り合う前記第１アンテナ素子同士の間隔が最小となる間隔を第１最小間隔とし、前記第２方向に隣り合う前記第１アンテナ素子同士の間隔が最小となる間隔を第２最小間隔としたとき、前記第１間隔が前記第１最小間隔であり、前記第２間隔が前記第２最小間隔である、請求項６に記載のレーダ装置。
【請求項８】
複数の前記第１アンテナ素子および複数の前記第２アンテナ素子を含む送受信部（２０、３０）を複数備え、複数の前記送受信部に対して共通の局部発振器（２１１）で生成されるローカル信号が供給される、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、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 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
この種のレーダ装置において、複数のアンテナ素子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つのアンテナ素子から送信されて複数のアンテナ素子で受信された電波による物標の検出結果と複数のアンテナ素子から送信されて複数のアンテナ素子で受信された電波による物標の検出結果の比較によって虚像を識別する技術が開示されている。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”や“ＭＩＭＯアンテナ”と呼んだりすることがある。また、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、特許文献１では、ＳＩＭＯおよびＭＩＮＯのそれぞれのアンテナ構成で方位推定を含む物標の検出処理を行い、各検出結果を比較して物標に対応する信号が虚像を識別するようになっており、物標の検出に必要な演算負荷が大きくなってしまう。例えば、偽像判定のためにＳＩＭＯのアンテナ構成での方位推定を実施することは、演算リソースが増えることとなる。
【０００５】
本開示は、物標の検出に必要な演算負荷を抑えつつ、物標に対応する信号が実像か偽像かを判定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、
複数の第１アンテナ素子を含む送信アンテナ群（Ｔｘ）と、
複数の第２アンテナ素子を含む受信アンテナ群（Ｒｘ）と、
複数の第１アンテナ素子および複数の第２アンテナ素子を用いたＭＩＭＯアンテナにて受信される受信信号に基づいて物標との距離に相関性を有する距離情報を求める距離演算部（５１）と、
ＭＩＭＯアンテナにて受信される受信信号に基づいて物標との相対速度に相関性を有する速度情報を求める速度演算部（５２）と、
複数の第１アンテナ素子から送信された電波に対応する反射波の複数の第２アンテナ素子での受信結果に基づいて物標の方位を推定する方位推定部（５３）と、
ＭＩＭＯアンテナにて受信される受信信号に基づいて求めら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（５４）と、を備え、
複数の第１アンテナ素子および複数の第２アンテナ素子は、ＭＩＭＯアンテナにおいて電波を受信する複数のアンテナ素子の一部が仮想的に重なるように配置されており、
信号判定部は、方位推定部による物標の方位推定の前に、ＭＩＭＯアンテナにおいて仮想的に重なるアンテナ素子それぞれで受信された受信信号に基づく距離情報および速度情報から、アンテナ素子同士の位置関係によって変化する信号成分を比較成分として抽出し、当該比較信号の比較結果に基づいて物標に対応する信号が、実像か偽像かを判定する。
【０００７】
ＭＩＭＯアンテナにおいて仮想的に重なるアンテナ素子それぞれの受信信号に基づく距離情報および速度情報には、アンテナ素子同士の位置関係によって変化する信号成分が含まれる。当該信号成分を比較信号としたとき、レーダ装置と物標との間における電波の往路と復路とが一致している場合、ＭＩＭＯアンテナにおいて仮想的に重なるアンテナ素子それぞれの受信信号に基づく距離情報および速度情報から抽出される比較成分は略同じものとなる。
【０００８】
一方、レーダ装置と物標との間における電波の往路と復路とが一致していない場合、ＭＩＭＯアンテナにおいて仮想的に重なるアンテナ素子それぞれの受信信号に基づく距離情報および速度情報から抽出される比較成分は異なるものとなる。このため、ＭＩＭＯアンテナにおいて仮想的に重なるアンテナ素子それぞれで受信された受信信号に基づく距離情報および速度情報から抽出した比較成分を比較することで、物標に対応する信号が実像か偽像かを判定することができる。
【０００９】
加えて、本開示のレーダ装置は、ＭＩＭＯアンテナを用いた物標の検出処理の中で、物標に対応する信号が実像か偽像かを判定するので、ＳＩＭＯのアンテナ構成での方位推定が不要となる。したがって、ＳＩＭＯのアンテナ構成での方位推定が必須とされる従来技術に比べて、物標の検出に必要な演算負荷を抑制することができる。
【００１０】
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】
（【００１１】以降は省略されています）

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