JP4844663B2 - レーダ装置 - Google Patents

Description

本発明は、グレーティングローブを抑圧可能なアレーアンテナによって検知範囲内に位置するターゲット（対象物）を検知するレーダ装置に関する。

従来、この種のレーダ装置として、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。この特許文献１に記載の技術では、レーダ装置は、複数のアンテナ素子により構成した送信アレーアンテナと、この送信アレーアンテナに接続した送信処理部と、複数のアンテナ素子により構成した受信アレーアンテナと、この受信アレーアンテナに接続した受信処理部とを含んで構成されている。そして、このレーダ装置は、被グレーティング抑圧側である送信アレーアンテナが放射するグレーティングローブの放射方位とグレーティング抑圧側である受信アレーアンテナが設定するヌル点の設定方位とが一致する送受合成指向性をもって、検知範囲内のターゲットを検知する。なお、送受合成指向性とは、被グレーティング抑圧側の指向性及びグレーティング抑圧側の指向性が合成された指向性である。

特許第４１４７４４７号公報

上記特許文献１に記載の技術によれば、被グレーティングローブ抑圧側のグレーティングローブの放射方位とグレーティングローブ抑圧側のヌル点の設定方位とが一致する送受合成指向性となることから、被グレーティングローブ抑圧側のグレーティングローブ幅がグレーティングローブ抑圧側のヌル幅と一致する場合、そのグレーティングローブ全体をヌルによって抑圧しつつ、すなわちグレーティングローブの放射方位の感度を抑制しつつ、検知範囲内に位置するターゲットを検知することができるようになる。

しかしながら、被グレーティングローブ抑圧側のグレーティングローブ幅がグレーティングローブ抑圧側のヌル幅よりも広い場合、被グレーティングローブ抑圧側のグレーティングローブの一部を、グレーティングローブ抑圧側のヌルによって抑圧することができるに過ぎない。被グレーティングローブ抑圧側のグレーティングローブ全体を、グレーティングローブ抑圧側のヌルによって抑圧すること、すなわちグレーティングローブの放射方位の感度を十分に抑制することは難しい。そしてひいては、グレーティングローブの放射方位の感度を十分に抑制することが難しいことから、検知範囲内に位置するターゲットの検知精度も十分ではない。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、検知範囲内に位置するターゲットの検知精度を向上することのできるレーダ装置を提供することにある。

こうした目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、複数の送信アンテナ素子からなる送信アレーアンテナと、これら複数の送信アンテナ素子の少なくとも一部の位相を制御することにより、前記送信アレーアンテナの指向性を制御する送信側指向性制御部と、複数の受信アンテナ素子からなる受信アレーアンテナと、これら複数の受信アンテナ素子の少なくとも一部の位相を制御することにより、前記受信アレーアンテナの指向性を制御する受信側指向性制御部と、前記送信アレーアンテナの指向性及び前記受信アレーアンテナの指向性が合成された送受合成指向性をもって受信された受信信号に基づいて、対象物を検知する対象物検知部とを備えるレーダ装置であって、前記送信アレーアンテナ及び前記受信アレーアンテナのうち、一方をグレーティング抑圧側とし、他方を被グレーティング抑圧側とし、グレーティング抑圧側の指向性制御部は、当該グレーティング抑圧側のアレーアンテナのヌル点を、被グレーティング抑圧側のアレーアンテナにおけるグレーティングローブの幅に対応する設定範囲内で異なる複数の設定方位に順次設定し、前記対象物検知部は、前記グレーティング抑圧側の指向性制御部によってヌル点が設定された状態で受信された複数の受信信号を加算平均し、その加算平均された受信信号に基づいて、対象物を検知することを特徴とする。

レーダ装置としての上記構成では、送受合成指向性は、グレーティング抑圧側のヌル点が順次設定されるたびに、グレーティングローブの異なる部分がヌルによって抑圧された指向性となる。これら送受合成指向性が加算平均されると、その加算平均された送受合成指向性は、グレーティングローブの複数部分がヌルによって抑圧された指向性となる。したがって、グレーティングローブの幅がヌル幅より広い場合であっても、グレーティングローブをヌルによってより抑圧した送受合成指向性をもって受信信号を受信する、すなわち、グレーティングローブの放射方位の感度を抑制した上で受信信号を受信することができるようになる。そしてひいては、検知範囲内に位置するターゲット（対象物）の検知精度を向上することができるようになる。

ちなみに、従来、アレーアンテナの受信信号を複数回積算することによりメインローブの方位における受信信号の信号レベルを増幅するいわゆるスナップショットという技術が知られている。ただし、上記請求項１記載の構成は、こうした技術と対比して、グレーティング抑圧側の指向性制御部が、グレーティング抑圧側のアレーアンテナのヌル点を上記設定範囲内で異なる複数の設定方位に順次設定する点で相違する。そして、この相違点があるため、スナップショット技術では、グレーティングローブの方位における受信信号の信号レベルを増幅してしまうのに対し、上記請求項１に記載の構成では、グレーティングローブの方位における受信信号の信号レベルを抑圧することができる。

また、上記目的を達成するため、請求項２に記載の発明では、複数の送信アンテナ素子からなる送信アレーアンテナと、これら複数の送信アンテナ素子の少なくとも一部の位相を制御することにより、前記送信アレーアンテナの指向性を制御する送信側指向性制御部と、複数の受信アンテナ素子からなる受信アレーアンテナと、これら複数の受信アンテナ素子の少なくとも一部の位相を制御することにより、前記受信アレーアンテナの指向性を制御する受信側指向性制御部と、前記送信アレーアンテナの指向性及び前記受信アレーアンテナの指向性が合成された送受合成指向性をもって受信された受信信号に基づいて、対象物を検知する対象物検知部とを備えるレーダ装置であって、前記送信アレーアンテナ及び前記受信アレーアンテナのうち、一方をグレーティング抑圧側とし、他方を被グレーティング抑圧側とし、グレーティング抑圧側の指向性制御部は、当該グレーティング抑圧側のアレーアンテナのヌル点を、被グレーティング抑圧側のアレーアンテナにおけるグレーティングローブの幅に対応する設定範囲内で異なる複数の設定方位に順次設定し、前記対象物検知部は、前記グレーティング抑圧側の指向性制御部によってヌル点が設定された状態で受信された複数の受信信号から方位別に最小値を抽出して生成した受信信号に基づいて、対象物を検知することを特徴とする。

レーダ装置としての上記構成では、送受合成指向性は、グレーティング抑圧側のヌル点が順次設定されるたびに、グレーティングローブの異なる部分がヌルによって抑圧された指向性となる。これら送受合成指向性から方位別に最小値を抽出して生成された送受合成指向性は、グレーティングローブの複数部分がより一層抑圧された指向性となる。したがって、グレーティングローブの幅がヌルの幅より広い場合であっても、グレーティングローブをヌルによってよりいっそう抑圧した送受合成指向性をもって受信信号を受信する、すなわち、グレーティングローブの放射方位の感度をより位相抑制した上で受信信号を受信することができるようになる。そして、ひいては、検知範囲内に位置するターゲット（対象物）の検知精度を向上することができるようになる。

また、上記目的を達成するため、請求項３に記載の発明では、複数の送信アンテナ素子からなる送信アレーアンテナと、これら複数の送信アンテナ素子の少なくとも一部の位相を制御することにより、前記送信アレーアンテナの指向性を制御する送信側指向性制御部と、複数の受信アンテナ素子からなる受信アレーアンテナと、これら複数の受信アンテナ素子の少なくとも一部の位相を制御することにより、前記受信アレーアンテナの指向性を制御する受信側指向性制御部と、前記送信アレーアンテナの指向性及び前記受信アレーアンテナの指向性が合成された送受合成指向性をもって受信された受信信号に基づいて、対象物を検知する対象物検知部とを備えるレーダ装置であって、前記送信アレーアンテナ及び前記受信アレーアンテナのうち、一方をグレーティング抑圧側とし、他方を被グレーティング抑圧側とし、グレーティング抑圧側の指向性制御部は、当該グレーティング抑圧側のアレーアンテナのヌル点を、被グレーティング抑圧側のアレーアンテナにおけるグレーティングローブの幅に対応する設定範囲内で異なる複数の設定方位に順次設定し、前記対象物検知部は、前記グレーティング抑圧側の指向性制御部によってヌル点が設定された状態で受信された複数の受信信号の推移に基づいて、対象物を検知することを特徴とする。

レーダ装置としての上記構成では、送受合成指向性は、グレーティング抑圧側のヌル点が順次設定されるたびに、グレーティングローブはその異なる部分が抑圧される一方、メインローブはほとんど抑圧されない指向性となる。このような送受合成指向性をもって受信された受信信号は、グレーティング抑圧側のアレーアンテナの指向性が設定されるたびに、以下のように推移する。すなわち、被グレーティング抑圧側のメインローブが放射される方位から受信した受信信号は、グレーティング抑圧側のアレーアンテナの指向性が設定されても、ほとんど変動しない。しかしながら、被グレーティングローブ抑圧側のグレーティングローブが放射される方位から受信した受信信号は、グレーティングローブ抑圧側のアレーアンテナの指向性が設定されるたび、大きく変動することになる。そのため、対象物検知部は、受信信号の推移に基づいて、被グレーティング抑圧側のメインローブが放射される方位からの受信信号であるか、被グレーティング抑圧側のグレーティングローブが放射される方位からの受信信号であるか判別することができるようになる。そしてひいては、検知範囲内に位置する対象物の検知精度を向上することができるようになる。

また、上記請求項１〜３のいずれか一項に記載の構成において、望ましくは、請求項４に記載の発明のように、グレーティング抑圧側の指向性制御部は、前記設定範囲として、前記被グレーティング抑圧側のアレーアンテナにおけるグレーティングローブのピークから『「−３ｄＢ」〜「−２０ｄＢ」』となる角度範囲とするとよい。さらに望ましくは、グレーティング抑圧側の指向性制御部は、前記設定範囲として、前記被グレーティング抑圧側のアレーアンテナにおけるグレーティングローブのピークから『「−５ｄＢ」〜「−１５ｄＢ」』となる角度範囲とするとよい。

また、請求項１〜５のいずれかに記載の構成において、請求項６に記載の発明のように、前記送信アレーアンテナ及び前記受信アレーアンテナのうち開口幅が狭い方のアンテナをグレーティング抑圧側とすることとしてもよい。

レーダ装置の第1の実施の形態について、その全体構成を示すブロック図である。 第1の実施の形態によって実行されるグレーティング抑圧処理の処理手順を示すフローチャートである。 第1の実施の形態において、「０度」走査時における送信アレーアンテナの指向性の一例を示す図である。 第1の実施の形態において、グレーティング抑圧処理の実行に伴って複数の異なる方位に設定されたヌル点の別に、受信アレーアンテナの指向性の一例を示す図である。 第1の実施の形態において、グレーティング抑圧処理の実行に伴って複数の異なる方位に設定されたヌル点の別に、送信アレーアンテナの指向性及び受信アレーアンテナの指向性が合成された送受合成指向性の一例を示す図である。 第1の実施の形態において、送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナによって最終的に得られる送受合成指向性の一例を示す図である。 グレーティングローブレベルについて説明するための模式図である。 第２の実施の形態について、送信アレーアンテナ及び受信アレーアンテナによって実現される最終的な送受合成指向性の一例を示す図である。 第３の実施の形態について、その原理を説明するための図である。

（第1の実施の形態）
以下、本発明に係るレーダ装置の第1の実施の形態について、図１〜図７を参照して説明する。図１は、本実施の形態のレーダ装置１について、その全体構成を示すブロック図である。はじめに、この図１を参照して、レーダ装置１の構成及び機能について説明する。

図１に示されるように、レーダ装置１は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと記載）１０と、発振器１１と、電力分配器１２と、送信側位相器１３と、送信アレーアンテナ１４と、受信アレーアンテナ１５と、受信側位相器１６と、混合器（ミキサ）１７と、Ａ／Ｄ変換器１８とを備えて構成されている。

発振器１１の後述のマイコン１０が接続されており、発振器１１の後段には電力分配器１２が接続されている。発振器１１は、マイコン１０によって指定される周波数帯（例えばミリ波帯）で発振するとともに三角波状に変化する高周波信号を生成し、その生成した高周波信号を電力分配器１２に出力する。

電力分配器１２の後段には、送信側位相器１３を介して送信アレーアンテナ１４が接続されている。また、電力分配器１２には混合器１７が接続されている。電力分配器１２は、発振器１１から入力された高周波信号を送信信号Ｓ及びローカル信号Ｌに電力分配し、その送信信号Ｓを送信側位相器１３を介して送信アレーアンテナ１４に出力するとともに、そのローカル信号Ｌを混合器１７に出力する。

送信側位相器１３は、送信アレーアンテナ１４と電力分配器１２との間に介在しているとともにマイコン１０に接続されている。ここで、送信アレーアンテナ１４は、図示しない平面上（アンテナ面上）に一定間隔にて配列された複数（例えば「５個」）の送信アンテナ素子１４ａ〜１４ｅを有して構成されている。送信側位相器１３は、マイコン１０の指示に従って、電力分配器１２から送信アンテナ素子１４ａ〜１４ｅに入力される送信信号Ｓの位相量をそれぞれ設定する。

送信アレーアンテナ１４は、電力分配器１２から送信側位相器１３を介して入力される送信信号Ｓ（電気信号）を送信ビーム（電波）として、各送信アンテナ素子１４ａ〜１４ｅから外部に向けて放射する。この送信ビームの放射方位は、各送信アンテナ素子１４ａ〜１４ｅに入力される送信信号Ｓの位相量によって決定される。なお、この送信ビームの放射方位は送信アレーアンテナ１４のアンテナ面を基準としており、詳しくは、アンテナ面に垂直な放射方位を「０度」とし、平行な放射方位を「±９０度」としている。送信アレーアンテナ１４は、送信アンテナ素子１４ａ〜１４ｅ毎に送信信号の位相が制御されることにより、所望の放射方位範囲に送信ビームを放射することができる。すなわち、送信アレーアンテナ１４はその指向性が可変である。

一方、受信アレーアンテナ１５は、図示しない平面上に一定間隔にて配列された複数（例えば「３個」）の受信アンテナ素子１５ａ〜１５ｃを有して構成されており、これら受信アンテナ素子１５ａ〜１５ｃは、受信側位相器１６を介して混合器１７に接続されている。ここで、上記送信アレーアンテナ１４から放射された送信ビーム（電波）がターゲットによって反射されると、受信アレーアンテナ１５の各受信アンテナ素子１５ａ〜１５ｃはその反射ビーム（電波）を受信し、その受信した反射ビームを受信信号（電気信号）Ｒとして受信側位相器１６に出力する。受信側位相器１６は、マイコン１０の指示に従って、受信アンテナ素子１５ａ〜１５ｃから入力された受信信号Ｒの位相量を設定した上で混合器１７へ出力する。

混合器１７は、その前段に接続された受信側位相器１６から受信信号Ｒが入力され、その後段にはＡ／Ｄ変換器１８を介してマイコン１０が接続されている。また、混合器１７は、受信側位相器１６から入力された受信信号Ｒと電力分配器１２から入力されたローカル信号Ｌとを混合（同期検波）することでベースバンド信号を取り出し、その取り出したベースバンド信号をＡ／Ｄ変換器１８によってデジタル信号に変換した上で、マイコン１０に出力する。

受信アレーアンテナ１５への上記反射ビームの入射方位は、各受信アンテナ素子１５ａ〜１５ｃから出力される受信信号Ｒの位相量（差）によって決定される。なお、この反射ビームの入射角度は受信アレーアンテナ１５のアンテナ面を基準としており、詳しくは、アンテナ面に垂直な入射方向を「０度」とし、平行な入射方向を「±９０度」としている。受信アレーアンテナ１５は、受信アンテナ素子１５ａ〜１５ｃ毎に受信信号Ｒの位相が制御されることにより、所望の入射方位範囲から反射ビームを受信することができる。

マイコン１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等（いずれも図示せず）よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されるとともに、Ａ／Ｄ変換器１８を介して混合器１７から取り込んだベースバンド信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を実行するための演算処理装置（例えば、ＤＳＰ（Digital SignalProcessor）を備え、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムを実行することで各種の処理を実行するものである。

マイコン１０は、まず、「−９０度」から「＋９０度」までのターゲットの検知範囲に対し送信アレーアンテナ１４からメインローブを放射することで上記検知範囲を走査する。この検知範囲内にターゲットが位置すると、送信アレーアンテナ１４から放射されたメインローブが反射され、その反射波が受信アレーアンテナ１５にて受信される（受信信号Ｒ）。マイコン１０は、受信アレーアンテナ１５にて受信した受信信号Ｒの強度が判定閾値以上であるか否かを判定し、その強度が判定閾値以上である旨判定した場合、受信信号Ｒの位相差を用いてターゲットの方位を検知する。このように、レーダ装置１は、いわゆる電子スキャン方式を採用している。ちなみに、このマイコン１０が特許請求の範囲に記載の対象物検知部に相当する。

なお、本実施の形態では、送信アレーアンテナ１４のアンテナ面と受信アレーアンテナ１５のアンテナ面は平行とされており、ターゲットの検知範囲を「−９０度」から「＋９０度」までとしている。

図３は、方位「０度」走査時における送信アレーアンテナ１４の指向性の一例を示す図である。この図２に示されるように、方位「０度」にメインローブＭＬが放射されており、この放射されたメインローブＭＬは、方位「−７度」から「＋７度」までのおよそ「１４度」の幅を有する。また、メインローブＭＬと同等の強度を有する不要放射であるグレーティングローブＧＬｌ及びＧＬｒが方位「４５度」及び「＋４５度」にそれぞれ放射されている。グレーティングローブＧＬｌは方位「−５５度」から「−３５度」までのおよそ「２０度」の幅を有しており、グレーティングローブＧＬｒは方位「３５度」から「５５度」までのおよそ「２０度」の幅を有している。これらグレーティングローブＧＬｌ及びＧＬｒは検知範囲内に位置するターゲットの誤検知の原因となることから、ターゲットの検知精度を向上するには、グレーティングローブＧＬｌ及びＧＬｒを抑圧することが必要となる。

そこで、本実施の形態では、送信アレーアンテナ１４を被グレーティング抑圧側とするとともに受信アレーアンテナ１５をグレーティング抑圧側とし、送信アレーアンテナ１４のグレーティングローブを受信アレーアンテナ１５のヌルによって抑圧する。

図２は、マイコン１０によって実行されるグレーティング抑圧処理Ｓ１の処理手順を示すフローチャートである。以下、この図２を併せ参照して、グレーティングローブの抑圧方法について説明する。なお、以下の説明では、便宜上、グレーティングローブＧＬｌの抑圧方法についてのみ説明するが、グレーティングローブＧＬｒの抑圧方法も、このグレーティングローブＧＬｒの抑圧方法に準じた方法である。

グレーティング抑圧処理Ｓ１が実行開始されると、マイコン１０は、ステップＳ１０の処理として、グレーティングローブＧＬｌの放射方位に対応する設定範囲内で互いに異なる複数のヌル点を順次設定する。詳しくは、マイコン１０は、ステップＳ１０の処理として、まず、グレーティングローブＧＬｌの放射方位（方位「−４５度」）を算出する。ちなみに、マイコン１０は、送信アレーアンテナ１４のメインローブＭＬ上記検知範囲に対して放射し、送信アレーアンテナ１４の構成（送信アンテナ素子１４ａ〜１４ｅの間隔）を用いて、送信アレーアンテナ１４のグレーティングローブの放射方位を算出することができる。なお、グレーティングローブＧＬｌの放射方位はグレーティングローブＧＬｌのピークに相当する。そして、マイコン１０は、グレーティングローブＧＬｌのピークから「−１０ｄＢ」となるグレーティングローブＧＬｌ幅（方位「−５５度」から方位「−３５度」までのおよそ「２０度」の幅）を算出する。グレーティングローブＧＬｌ幅を算出すると、マイコン１０は、そのグレーティングローブＧＬｌ幅と同一の幅（方位「−５５度」から「−３５度」までのおよそ「２０度」の幅）を、グレーティングローブＧＬｌの幅に対応する設定範囲として設定する。そして、マイコン１０は、その設定範囲内で互いに異なる複数（例えば「１１個」）のヌル点ＮＬ１〜ＮＬ１１となるように、受信側位相器１６に位相量を指示する。このようにして、受信アレーアンテナ１５の指向性が順次設定される。なお、各位相量は、各ヌル点ＮＬ１〜ＮＬ１１間が等間隔となるように設定される。

図４に、受信アレーアンテナ１５のヌル点が上記ヌル点ＮＬ１〜ＮＬ１１に設定された状態における受信アレーアンテナ１５の指向性ＤＲ１〜ＤＲ１１を示す。また、図５に、受信アレーアンテナ１５のヌル点が上記ヌル点ＮＬ１〜ＮＬ１１に設定された状態における送受合成指向性Ｄ１〜Ｄ１１を示す。ここで、送受合成指向性Ｄ１〜Ｄ１１は、受信アレーアンテナ１５の指向性ＤＲ１〜ＤＲ１１（図４参照）と送信アレーアンテナ１４の指向性ＤＳ（図３参照）とがそれぞれ合成された指向性である。この図５に示される送受合成指向性Ｄ１〜Ｄ１１は、グレーティングローブＧＬｌ及びＧＬｒ（図３参照）の互いに異なる部分が抑圧された指向性となっているに過ぎず、グレーティングローブＧＬｌ及びＧＬｒの全体は抑圧されていない。

そこで、マイコン１０は、続くステップＳ１１の処理として、ヌル点が設定された状態で受信された複数の受信信号Ｒを加算平均する。詳しくは、マイコン１０は、まず、受信アレーアンテナ１５のヌル点を上記ヌル点ＮＬ１〜ＮＬ１１のうちの１つに設定し、受信アレーアンテナ１５のヌル点が設定された状態で受信された受信信号ＲをＲＡＭ等に記憶する。次に、マイコン１０は、上記ヌル点ＮＬ１〜ＮＬ１１すべてに対してこうした一連の処理（ヌル点の設定及び受信信号Ｒの記憶）を順次実行する。そして、マイコン１０は、上記ヌル点ＮＬ１〜ＮＬ１１に対する受信信号Ｒを順次記憶すると、これら記憶した受信信号Ｒの加算平均を算出する。

図６に、受信信号Ｒの加算平均によって最終的に得られる送受合成指向性Ｄの一例を示す。上記送受合成指向性Ｄ１〜Ｄ１１（図５参照）がすべて加算平均されると、その加算平均された送受合成指向性Ｄは、この図６に示されるように、グレーティングローブＧＬｌ及びＧＬｒの全体が抑圧された指向性となる。したがって、グレーティングローブＧＬｌ及びＧＬｒが放射される方位の感度を抑制した上で受信信号を受信することができるようになり、ひいては、検知範囲内に位置するターゲットの検知精度を向上することができるようになる。

図７は、レーダ装置１を車両Ｃに搭載した場合において、送信アレーアンテナ１４のメインローブの放射方位及びグレーティングローブの放射方位をそれぞれ示す模式図である。この図７に示されるように、ＲＣＳ（Rader Cross Section：レーダ反射断面積）値の小さなターゲット（例えば乗用車等の小型車両）が送信アレーアンテナ１４のメインローブ放射方位に位置し、ＲＣＳ値の大きなターゲット（例えばトラック等の大型車両）が送信アレーアンテナ１４のグレーティングローブ放射方位に位置する場合、ターゲットを誤検知してしまうことがある。詳しくは、例えば大型車両のＲＣＳ値はおよそ「２５ｄＢｓｍ」であり、小型車両のＲＣＳ値はおよそ「１０ｄＢｓｍ」であるとする。この場合、大型車両のＲＣＳ値の方が小型車両のＲＣＳ値よりも「１０ｄＢ〜２５ｄＢ］程度大きいことになる。そのため、送信アレーアンテナ１４のグレーティングローブ放射方位から到来する反射波の強度（レベル）の方が送信アレーアンテナ１４のメインローブ放射方位から到来する反射波の強度よりも大きいことがあり、グレーティングローブ放射方位にターゲットが位置すると判定してしまうことがある。こうしたターゲットの誤検知を低減するには、メインローブの放射強度とグレーティングローブの放射強度とのＤＵ（Desired to Undesired signal ration）比は、最低でも「２０ｄＢ」程度となることが望ましい。

本実施の形態のレーダ装置１では、先の図６に矢印にて示したように、メインローブの放射強度（「０ｄＢ」）とグレーティングローブの放射強度（「−２０ｄＢ」）とのＤＵ比は「２０ｄＢ」程度となり、ターゲットの誤検知を低減するに望ましいＤＵ比を確保することができている。したがって、確かに、検知範囲内に位置するターゲットの検知精度を向上することができている。ちなみに、背景技術の欄に記載した背景技術では上記ＤＵ比が「１５ｄＢ」以上となることもあるが、本実施の形態では上記ＤＵ比をおよそ「２０ｄＢ」とすることが可能である。

上記実施の形態では、レーダ装置１は、まず、グレーティングローブＧＬｌのピークに相当する放射方位を算出し、そのグレーティングローブＧＬｌのピークから「−１０ｄＢ」となるグレーティングローブＧＬｌ幅を算出する。そして、レーダ装置１は、そのグレーティングローブＧＬｌ幅と同一の幅を設定範囲として設定していた（Ｓ１０参照）。このグレーティングローブ幅よりも広い幅を設定範囲として設定すると、送信アレーアンテナ１４及び受信アレーアンテナ１５の構成（特に開口面の広さ）によっては、送信アレーアンテナ１４（被グレーティング抑圧側）のグレーティングローブと受信アレーアンテナ１５（グレーティング抑圧側）のメインローブとが互いに干渉してしまい、送受合成指向性において、グレーティングローブの放射強度が増大してしまう可能性がある。しかしながら、上記実施の形態では、送信アレーアンテナ１４のグレーティングローブＧＬｌ及びＧＬｒの幅と同一の幅を受信アレーアンテナ１５のヌル点の設定方位範囲として設定したため、送受合成指向性において、グレーティングローブの放射強度を増大させてしまうことを回避することができるようになる。

（第２の実施の形態）
上記第1の実施の形態では、レーダ装置１は、先のステップＳ１１の処理（図２参照）として、受信アレーアンテナ１５のヌル点が設定された状態で受信された複数の受信信号Ｒを加算平均していたが、第２の実施の形態では、受信アレーアンテナ１５のヌル点が設定された状態で受信された複数の受信信号Ｒから方位別の最小値を抽出する。

詳しくは、マイコン１０は、まず、受信アレーアンテナ１５のヌル点を上記ヌル点ＮＬ１〜ＮＬ１１のうちの１つに設定する。次に、マイコン１０は、受信アレーアンテナ１５のヌル点が設定された状態で受信された複数の受信信号ＲをＲＡＭ等に記憶する。マイコン１０は、こうした一連の処理を上記ヌル点ＮＬ１〜ＮＬ１１すべてに対して順次実行する。そして、マイコン１０は、上記ヌル点ＮＬ１〜ＮＬ１１に対する受信信号Ｒを順次記憶すると、これら記憶した複数の受信信号Ｒから方位別の最小値を抽出する。

図８に、複数の受信信号Ｒから方位別に最小値を抽出することによって最終的に得られる送受合成指向性Ｄ’の一例を示す。上記送受合成指向性Ｄ１〜Ｄ１１（図５参照）が方位別に最小値が抽出されると、その抽出され生成された送受合成指向性Ｄ’は、この図８に示されるように、グレーティングローブＧＬｌ及びＧＬｒの全体がより一層抑圧された指向性となる。したがって、グレーティングローブＧＬｌ及びＧＬｒが放射される方位の感度をより一層抑制した上で受信信号を受信することができるようになり、ひいては、検知範囲内に位置するターゲットの検知精度をより一層向上することができるようになる。

（第３の実施の形態）
上記第１の実施の形態では、レーダ装置１は、先のステップＳ１１の処理（図２参照）として、受信アレーアンテナ１５のヌル点が設定された状態で受信された複数の受信信号Ｒを加算平均していた。また、上記第２の実施の形態では、受信アレーアンテナ１５のヌル点が設定された状態で受信された複数の受信信号Ｒから方位別の最小値を抽出していた。この第３の実施の形態では、受信アレーアンテナ１５のヌル点が設定された状態で受信された複数の受信信号Ｒの推移に基づいて、レーダ装置１の検知範囲内に位置するターゲットを検知する。

詳しくは、図９に、受信アレーアンテナ１５によって方位「４５度」において受信される受信信号Ｒの推移及び受信アレーアンテナ１５によって方位「０度」において受信される受信信号Ｒの推移をそれぞれ示す。なお、方位「４５度」は、送信アレーアンテナ１４からグレーティングローブＧＬｒが放射される方位であり、方位「０度」は、送信アレーアンテナ１４からメインローブＭＬが放射される方位である。

この図９に示されるように、受信アレーアンテナ１５によって方位「０度」において受信される受信信号Ｒは、受信アレーアンテナ１５のヌル点がヌル点ＮＬ１からヌル点ＮＬ１１まで順次設定されても、ほとんど変動しない。しかしながら、受信アレーアンテナ１５によって方位「４５度」において受信される受信信号Ｒは、受信アレーアンテナ１５のヌル点がヌル点ＮＬ１からヌル点ＮＬ１１まで順次設定されるたび、大きく変動することになる。ちなみに、図９では、観測回数「１回目」は、受信アレーアンテナ１５のヌル点がヌル点ＮＬ１に設定された状態で受信された受信信号Ｒの強度を意味し、観測回数「２回目」は、受信アレーアンテナ１５のヌル点がヌル点ＮＬ２に設定された状態で受信された受信信号Ｒの強度を意味し、以下同様に、観測回数「１１回目」は、受信アレーアンテナ１５のヌル点がヌル点ＮＬ１１に設定された状態で受信された受信信号Ｒの強度を意味する。そのため、レーダ装置１は、受信アレーアンテナ１５によって受信される受信信号Ｒの推移を用いて、メインローブＭＬの放射方位から到来した受信信号であるか、あるいは、グレーティングローブＧＬｌ及びＧＬｒの放射方位から到来した受信信号であるか判別することができるようになり、ひいては、レーダ装置１の検知範囲内に位置するターゲットの検知精度を向上することができるようになる。

ちなみに、レーダ装置１の送信側位相器１３及び受信側位相器１６が特許請求の範囲に記載の送信側指向性制御部及び受信側指向性制御部にそれぞれ相当する。

なお、本発明に係るレーダ装置１は、上記各実施の形態にて例示した構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々に変形して実施することが可能である。すなわち、上記実施の形態を適宜変更した例えば次の形態として実施することもできる。

上記各実施の形態では、レーダ装置１は、まず、グレーティングローブＧＬｌのピークに相当する放射方位を算出し、そのグレーティングローブＧＬｌのピークから「−１０ｄＢ」となるグレーティングローブＧＬｌ幅を算出していたが、これに限らない。他に例えば「−８ｄＢ」や「−５ｄＢ」となるグレーティングローブ幅を算出してもよい。ちなみに、『「−３ｄＢ」〜「−２０ｄＢ」』となるグレーティングローブ幅を算出することが望ましく、『「−５ｄＢ」〜「−１５ｄＢ」』となるグレーティングローブ幅を算出することがさらに望ましい。要は、送信アレーアンテナ１４（被グレーティング抑圧側）のグレーティングローブと受信アレーアンテナ１５（グレーティング抑圧側）のメインローブとが互いに干渉してしまい、送受合成指向性において、グレーティングローブの放射強度が増大してしまう事態を回避し、且つ、上記ＤＵ比をおよそ「２０ｄＢ」とすることができればよい。

上記各実施の形態では、送信アレーアンテナ１４は、「５個」の送信アンテナ素子１４ａ〜１４ｅを有して構成されていたが、送信アンテナ素子の数はこれに限らない。送信アンテナ素子の数については、必要に応じて増減してよい。同様に、上記実施の形態では、受信アレーアンテナ１５は、「３個」の受信アンテナ素子１５ａ〜１５ｃを有して構成されていたが、受信アンテナ素子の数はこれに限らない。受信アンテナ素子の数については、必要に応じて増減してよい。

上記各実施の形態では、送信アレーアンテナ１４は、複数の送信アンテナ素子が平面上に配列された平面アンテナとして構成されていたが、これに限らない。送信アレーアンテナ１４は、アレーアンテナであればよく、複数の送信アンテナ素子が平面上に配列されていなくてもよい。同様に、上記各実施の形態では、受信アレーアンテナ１５は、複数の受信アンテナ素子が平面上に配列された平面アンテナとして構成されていたが、これに限らない。受信アレーアンテナ１５は、アレーアンテナであればよく、複数の受信アンテナ素子が平面上に配列されていなくてもよい。

上記各実施の形態では、送信側位相器１３は、送信アンテナ素子１４ａ〜１４ｅに入力される複数の送信信号Ｓの位相量をそれぞれ設定することで送信アレーアンテナ１４の指向性を設定していたが、送信アレーアンテナを構成する複数の送信アンテナ素子すべての位相量を設定しなくてもよい。例えば、複数の送信アンテナ素子のうちいずれか１つを除く他の送信アンテナ素子の位相量を設定してもよい。すなわち、複数の送信アンテナ素子の少なくとも一部の位相を制御することでも、送信アレーアンテナの指向性を制御することはできる。同様に、上記各実施の形態では、受信側位相器１６は、受信アンテナ素子１５ａ〜１５ｃに入力される複数の受信信号Ｒの位相量をそれぞれ設定することで受信アレーアンテナ１５の指向性を設定していたが、受信アレーアンテナを構成する複数の受信アンテナ素子すべての位相量を設定しなくてもよい。例えば、複数の受信アンテナ素子のうちいずれか１つを除く他の受信アンテナ素子の位相量を設定してもよい。すなわち、複数の受信アンテナ素子の少なくとも一部の位相を制御することでも、受信アレーアンテナの指向性を制御することはできる。

上記各実施の形態では、便宜上、送信アレーアンテナ１４から放射されるメインローブの放射方位を方位「０度」に固定して説明したが、既述の通り、「−９０度」から「９０度」まで、送信アレーアンテナ１４からメインローブを放射して走査することは可能である。また、送信アレーアンテナ１４から放射されるメインローブの放射方位に追従して、受信アレーアンテナ１５のヌル点も設定することが可能である。

上記各実施の形態では、送信アレーアンテナ１４を被グレーティング抑圧側とし、受信アレーアンテナ１５をグレーティング抑圧側としたが、これに限らない。逆に、受信アレーアンテナ１５を被グレーティング抑圧側とし、送信アレーアンテナ１４をグレーティング抑圧側としてもよい。また、送信アレーアンテナ１４及び受信アレーアンテナ１５のうち、開口幅が狭い方のアンテナをグレーティング抑圧側とし、開口幅が広い方のアンテナを被グレーティング抑圧側としてもよい。

１…レーダ装置、１０…マイクロコンピュータ（対象物検知部）、１１…発振器、１２…電力分配器、１３…送信側位相器（送信側指向性制御部、指向性制御部）、１４…送信アレーアンテナ、１４ａ〜１４ｅ…送信アンテナ素子、１５…受信アレーアンテナ、１５ａ〜１５ｃ…受信アンテナ素子、１６…受信側位相器（受信側指向性制御部、指向性制御部）、１７…混合器、１８…Ａ／Ｄ変換器

Claims (6)

1. 複数の送信アンテナ素子からなる送信アレーアンテナと、
   これら複数の送信アンテナ素子の少なくとも一部の位相を制御することにより、前記送信アレーアンテナの指向性を制御する送信側指向性制御部と、
   複数の受信アンテナ素子からなる受信アレーアンテナと、
   これら複数の受信アンテナ素子の少なくとも一部の位相を制御することにより、前記受信アレーアンテナの指向性を制御する受信側指向性制御部と、
   前記送信アレーアンテナの指向性及び前記受信アレーアンテナの指向性が合成された送受合成指向性をもって受信された受信信号に基づいて、対象物を検知する対象物検知部とを備えるレーダ装置であって、
   前記送信アレーアンテナ及び前記受信アレーアンテナのうち、一方をグレーティング抑圧側とし、他方を被グレーティング抑圧側とし、
   グレーティング抑圧側の指向性制御部は、当該グレーティング抑圧側のアレーアンテナのヌル点を、被グレーティング抑圧側のアレーアンテナにおけるグレーティングローブの幅に対応する設定範囲内で異なる複数の設定方位に順次設定し、
   前記対象物検知部は、前記グレーティング抑圧側の指向性制御部によってヌル点が設定された状態で受信された複数の受信信号を加算平均し、その加算平均された受信信号に基づいて、対象物を検知することを特徴とするレーダ装置。
2. 複数の送信アンテナ素子からなる送信アレーアンテナと、
   これら複数の送信アンテナ素子の少なくとも一部の位相を制御することにより、前記送信アレーアンテナの指向性を制御する送信側指向性制御部と、
   複数の受信アンテナ素子からなる受信アレーアンテナと、
   これら複数の受信アンテナ素子の少なくとも一部の位相を制御することにより、前記受信アレーアンテナの指向性を制御する受信側指向性制御部と、
   前記送信アレーアンテナの指向性及び前記受信アレーアンテナの指向性が合成された送受合成指向性をもって受信された受信信号に基づいて、対象物を検知する対象物検知部とを備えるレーダ装置であって、
   前記送信アレーアンテナ及び前記受信アレーアンテナのうち、一方をグレーティング抑圧側とし、他方を被グレーティング抑圧側とし、
   グレーティング抑圧側の指向性制御部は、当該グレーティング抑圧側のアレーアンテナのヌル点を、被グレーティング抑圧側のアレーアンテナにおけるグレーティングローブの幅に対応する設定範囲内で異なる複数の設定方位に順次設定し、
   前記対象物検知部は、前記グレーティング抑圧側の指向性制御部によってヌル点が設定された状態で受信された複数の受信信号から方位別に最小値を抽出して生成した受信信号に基づいて、対象物を検知することを特徴とするレーダ装置。
3. 複数の送信アンテナ素子からなる送信アレーアンテナと、
   これら複数の送信アンテナ素子の少なくとも一部の位相を制御することにより、前記送信アレーアンテナの指向性を制御する送信側指向性制御部と、
   複数の受信アンテナ素子からなる受信アレーアンテナと、
   これら複数の受信アンテナ素子の少なくとも一部の位相を制御することにより、前記受信アレーアンテナの指向性を制御する受信側指向性制御部と、
   前記送信アレーアンテナの指向性及び前記受信アレーアンテナの指向性が合成された送受合成指向性をもって受信された受信信号に基づいて、対象物を検知する対象物検知部とを備えるレーダ装置であって、
   前記送信アレーアンテナ及び前記受信アレーアンテナのうち、一方をグレーティング抑圧側とし、他方を被グレーティング抑圧側とし、
   グレーティング抑圧側の指向性制御部は、当該グレーティング抑圧側のアレーアンテナのヌル点を、被グレーティング抑圧側のアレーアンテナにおけるグレーティングローブの幅に対応する設定範囲内で異なる複数の設定方位に順次設定し、
   前記対象物検知部は、前記グレーティング抑圧側の指向性制御部によってヌル点が設定された状態で受信された複数の受信信号の推移に基づいて、対象物を検知することを特徴とするレーダ装置。
4. グレーティング抑圧側の指向性制御部は、前記設定範囲として、前記被グレーティング抑圧側のアレーアンテナにおけるグレーティングローブのピークから『「−３ｄＢ」〜「−２０ｄＢ」』となる角度範囲とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーダ装置。
5. グレーティング抑圧側の指向性制御部は、前記設定範囲として、前記被グレーティング抑圧側のアレーアンテナにおけるグレーティングローブのピークから『「−５ｄＢ」〜「−１５ｄＢ」』となる角度範囲とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーダ装置。
6. 前記送信アレーアンテナ及び前記受信アレーアンテナのうち開口幅が狭い方のアンテナをグレーティング抑圧側とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーダ装置。

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