JP5884059B2 - レーダ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ターゲットに反射されて得られた信号を複数のアンテナで逐次的に受信するレーダ装置に関する。

レーダ装置は、測定地点から電波を空間に放射し、ターゲットにより反射された信号を受信することにより、当該測定地点とターゲットとの距離、方向等を測定する装置である。近年、マイクロ波又はミリ波等の波長の短い電波を用いた高分解能な測定により、自動車だけではなく歩行者等をターゲットとして検出可能なレーダ装置の開発が進められている。

一般にレーダ装置では、波長の長い電波は減衰量が少なく遠くまで検出可能であるが分解能が低くなり、ターゲットの検出精度は悪くなる。反対に、波長の短い電波は空気中に含まれる水蒸気、雲及び雨等に吸収又は反射され易くて減衰量が大きく遠くまで検出することは困難だが分解能が高く、ターゲットの検出精度は高い。従来のレーダ装置として、次の各非特許文献及び特許文献に示すようなものが知られている。

例えば、非特許文献１には、アンテナを機械的に走査し、パルス波又は連続波を狭角の指向性ビームで電子的に走査することにより電波を送信し、ターゲットから反射された反射波を受信するレーダ装置が開示されている。非特許文献１のレーダ装置では、単一のアンテナで電波の送受信を行うため、ターゲットを検出する際にアンテナの走査時間がかかる。

このため、例えば高速移動しているターゲットを検出する場合には、高分解能な測定が要求される分多くの走査が必要となり、当該ターゲットの移動に追従して検出することが難しい。

また、非特許文献２には、空間的に配置された複数のアンテナでターゲットから反射された信号を受信し、多くの走査を必要とせずに当該受信した信号の位相を測定することにより、アンテナごとのビームの指向性が比較的広いにも拘わらず、アンテナの指向性よりも高い分解能で到来角の推定を行うレーダ装置が開示されている。

非特許文献２のレーダ装置によれば、非特許文献１のレーダ装置に比べて走査間隔を間引いて信号処理することにより到来角の推定が可能であり、ターゲットの検出精度を向上することができる。また、ターゲットが高速移動する場合でも、当該ターゲットの移動に追従して到来角を推定することができる。

但し、非特許文献２においては、複数のアンテナを用いており、当該アンテナにより受信した信号を増幅して当該信号の周波数をダウンコンバートしてベースバンド信号を生成するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部、及び、当該生成されたベースバンド信号に対してＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換して所望の到来角を演算する信号処理部を当該アンテナごとに設けることになり、受信機全体としての構成が複雑化及びコストアップする。

また、特許文献１には、複数のアンテナの切り替えを行うためのスイッチを設け、ターゲットからの反射波を受信するアンテナを当該スイッチで逐次的に切り替えて単一の送信機及び受信機でターゲットの検出を行うレーダ装置及びターゲット検出方法が開示されている。特許文献１によれば、上述した非特許文献２におけるＲＦ部及び信号処理部をアンテナごとに備える必要がないため、レーダ装置としての構成の簡易化を図ることはできる。

しかし、特許文献１においては、送信機と受信機それぞれの動作において時間的に変動して発生する位相ずれ量を補正することが考慮されていない。この時間的に変動して発生する位相ずれ量とは、送信機と受信機とにそれぞれ設けられている局部発振器の経時的な動作に起因して発生する変動的な位相ずれ量である。

従って、特許文献１の構成では、仮に送信機及び受信機の各局部発振器を駆動させるリファレンス信号が共通である場合でも、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）が送信機のみに接続されている。このため、当該各局部発振器内に設けられたＰＬＬ（Ｐｈａｓｅｄ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路が独立して動作し、送信機と受信機との間において経時的な動作に起因して変動的な位相ずれ量が発生する。

ターゲットの到来角の推定は、設置位置の異なるアンテナ間で当該ターゲットからの反射波の到来角に依存した位相差が存在することを条件として行われる。このため、逐次的に切り替えられるアンテナに時間的に変動した位相ずれ量が発生して当該アンテナの受信信号に混入すると、アンテナごとの位相検出精度が劣化し、ターゲットの測定精度が劣化してしまう。

更に、特許文献２には、送信信号を、方向性結合器を介して入力信号として切り替えて位相の校正におけるリファレンス信号として受信側に入力するアクティブ・フェイズド・アレイ・レーダの位相校正装置が開示されている。

しかし、特許文献２では、送信信号の一部を、方向性結合器を介して分配して受信側に入力する処理を切替器で行っているため、送信信号の出力したタイミングを受信側に知らせるためには当該送信信号の送信の度に当該切替器を用いる必要がある。この結果、当該切替器に対する処理として煩雑になると共に、装置全体の構成が複雑になる。

ところが、特許文献２における送信信号の一部を、方向性結合器を介して受信側に入力する仕組みを特許文献１の送信機と受信機との間に設けた構成においては、送信機と受信機との間に時間的に変動した位相ずれ量が発生した場合でも、送信信号を減衰した信号を受信機に伝えることにより、当該位相ずれ量を測定することができる。従って、当該測定された位相ずれ量を補正することにより、ターゲットの到来角の推定精度の劣化をある程度低減することは可能かと推察される。

例えば、あるレーダの測定期間の前に、キャリブレーション時間を設け当該キャリブレーション期間の間に当該位相ずれ量を測定し、実際のレーダ装置における測定期間に当該キャリブレーション時間に測定された位相ずれ量に基づいて、実際に測定された送信機と受信機との間の位相差を補正すれば良い。

日本国特開２００９−０３１１８５号公報 日本国特開平１０−１７０６３３号公報

山野真市、他６名、「シングルチップＭＭＩＣ応用自動車用７６Ｇ Ｈｚミリ波レーダ」、富士通テン技報、Ｖｏｌ．２２、Ｎｏ．１、ｐｐ．１２−１９ （２００４年６月） ＪＡＭＥＳ Ａ． Ｃａｄｚｏｗ、「Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｕｂｓｐａｃｅ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ」、ＩＥＥＥ、Ｖｏｌ.２８、ｐｐ．６４−７９（１９９２）

しかしながら、特許文献２における送信信号の一部を、方向性結合器を介して受信側に入力する仕組みを特許文献１の送信機と受信機との間に設けた場合、上述したキャリブレーションのためのポートをスイッチに別途追加する必要が生じる。このため、送信機及び受信機の回路構成が共に複雑になると共に、受信信号の減衰が高まるという問題点がある。

更に、レーダ装置における測定期間の他にキャリブレーション時間を別途設ける必要があるため、レーダとしての測定に利用できる時間が減少する問題点がある。一方、キャリブレーション時間を含めて各アンテナ間で周期的且つ連続的な測定を行うようにすると、いずれかのアンテナにおける測定時間を減少させることになる。結果的に、当該アンテナにおける測定距離のレンジが減少するという問題点がある。

これらの問題点について図１０を参照して説明する。図１０は、従来のレーダ装置において各アンテナで受信した後にキャリブレーションを行う場合のタイミングチャートを示す。同図（ａ）及び（ｃ）は、送信信号であるパルス信号のタイミングチャートを示す。同図（ｂ）及び（ｄ）は、各アンテナの測定後にキャリブレーションのための位相ずれ量測定期間を設けた様子を示す。

図１０において、パルス信号の送信周期をＴｒ［秒］、パルス信号の送信期間をＴｗ［秒］、パルス信号の送信電力をＰ［ｄＢ］とする。時刻ｔ_０〜ｔ_１の間にパルス信号が送信されると共にスイッチのポートがアンテナＡＮＴ１に切り替えられ、時刻ｔ_１〜ｔ_２の間にアンテナＡＮＴ１による測定が行われる。時刻ｔ_２〜ｔ_３の間にパルス信号が送信されると共にスイッチのポートがアンテナＡＮＴ２に切り替えられ、時刻ｔ_３〜ｔ_４の間にアンテナＡＮＴ２による測定が行われる。

時刻ｔ_４〜ｔ_５の間にパルス信号が送信されると共にスイッチのポートがアンテナＡＮＴ３に切り替えられ、時刻ｔ_５〜ｔ_６の間にアンテナＡＮＴ３による測定が行われる。同様に、時刻ｔ_６〜ｔ_７の間にパルス信号が送信されると共にスイッチのポートがアンテナＡＮＴ４に切り替えられ、時刻ｔ_７〜ｔ_８の間にアンテナＡＮＴ４による測定が行われる。

時刻ｔ_８〜ｔ_９の間にスイッチのポートがキャリブレーション用のポートに切り替えられ、時刻ｔ_９〜ｔ_１０の間にキャリブレーションが行われる。時刻ｔ_１１〜ｔ_１２の間は上述した様にスイッチのポートがアンテナＡＮＴ１に切り替えられ、以降は同様の処理が繰り返される。

図１０（ｂ）においては、各アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４では一様な測定時間で測定されている。ところが、アンテナＡＮＴ４の後に連続してアンテナＡＮＴ１で測定するパルス信号の送信時刻ｔ_１１の前に、時刻ｔ_８〜ｔ_１０のキャリブレーション時間が設けられている。

時刻ｔ_８〜ｔ_１０で示されるキャリブレーション期間は、当該キャリブレーションを行うためにスイッチのポートをキャリブレーション用のポートに切り替える時間（時刻ｔ_８〜ｔ_９）とキャリブレーションの実行時間（時刻ｔ_９〜ｔ_１０）とを加算した時間である。このキャリブレーション時間が、上述した位相ずれ量測定時間として加わるため、レーダとして測定に利用できる時間が減少してしまう。

図１０（ｄ）においては、アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３では一様な測定時間で測定されている。ところが、アンテナＡＮＴ３の後のアンテナＡＮＴ４における測定時間は他のアンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３における測定時間に比べて、上述したキャリブレーション時間の分だけ短い。即ち、アンテナＡＮＴ４における測定時間（時刻ｔ_７〜ｔ_８）と、キャリブレーション時間（時刻ｔ_８〜ｔ_１０）とを加算した時間が他のアンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３の測定時間となっている。

従って、複数のアンテナを用いて測定するレーダ装置においては、或るアンテナにおける測定時間が他のアンテナにおける測定時間より短い場合には、当該或るアンテナにおける測定可能な距離のレンジが狭くなる。このため、図１０（ｄ）に示す様に、アンテナＡＮＴ４における測定可能な距離が他のアンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３に比べて短くなる。

本発明は、上述従来の事情に鑑みてなされたもので、複数の受信アンテナでそれぞれ受信した受信信号と送信信号との相関値における位相成分の位相ずれ量を、測定時間又は測定距離のレンジに対する影響を抑制して、適正に演算して補正し、ターゲットの到来角の推定精度の劣化を抑えるレーダ装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述したレーダ装置であって、所定の送信期間と非送信期間とからなる送信周期で高周波送信信号を間欠的に送信し、ターゲットに反射された信号を複数の受信アンテナを用いて受信し、前記反射された信号から前記ターゲットを検出するレーダ装置であって、ベースバンド帯域の送信信号を生成する送信信号生成部と、前記送信信号生成部により生成された送信信号を高周波送信信号に変換する送信ＲＦ部と、前記送信ＲＦ部により変換された高周波送信信号を、所定の信号電力比に従って分配する方向性結合器と、前記方向性結合器により分配された高周波送信信号を所定レベルに調整するレベル調整部と、前記レベル調整部の出力信号と、前記受信アンテナによって受信した受信信号と、を合成する信号合成部と、前記信号合成部により合成された信号をベースバンド帯域の受信信号に変換する受信ＲＦ部と、前記送信信号生成部により生成された送信信号と同一の基準送信信号を生成する基準送信信号生成部と、前記基準送信信号生成部により生成された基準送信信号と、前記受信ＲＦ部により変換された受信信号との相関値を演算する相関値演算部と、前記複数の受信アンテナのうちの特定の基準受信アンテナにおける相関値と他のいずれかの受信アンテナにおける相関値とから前記複数のアンテナのうちの任意の受信アンテナにおける位相ずれ量を演算する位相ずれ量演算部と、前記位相ずれ量演算部により演算された位相ずれ量に基づいて、前記任意の受信アンテナにおける相関値の位相成分を補正する位相補正部と、を備える。

本発明のレーダ装置によれば、複数の受信アンテナでそれぞれ受信した受信信号と送信信号との相関値における位相成分の位相ずれ量を、測定時間又は測定距離のレンジに影響を抑制して、適正に演算して補正し、ターゲットの到来角の推定精度の劣化を抑えることができる。

第１の実施形態のレーダ装置の内部構成を示すブロック図 第１の実施形態のレーダ装置の動作に関するタイミングチャート、（ａ）高周波送信信号のタイミングチャートを示す説明図、（ｂ）信号合成部に入力された高周波送信信号のタイミングチャートを示す説明図、（ｃ）各々の受信アンテナによる測定期間を示す説明図、（ｄ）スイッチ部からの受信信号の出力と各々の受信アンテナによる測定期間を示す説明図、（ｅ）信号合成部からの出力と各々の受信アンテナによる測定期間と位相ずれ量を演算するタイミングを示す説明図、（ｆ）送信信号と受信信号との相関値を記憶する期間を示す説明図 第１の実施形態の変形例１のレーダ装置の内部構成を示すブロック図 第１の実施形態の変形例２のレーダ装置の内部構成を示すブロック図 第１の実施形態の変形例３のレーダ装置の内部構成を示すブロック図 第１の実施形態の変形例３のレーダ装置の動作に関するタイミングチャート、（ａ）高周波送信信号のタイミングチャートを示す説明図、（ｂ）信号合成部に入力された高周波送信信号のタイミングチャートを説明する説明図、（ｃ）各々の受信アンテナによる測定期間を示す説明図 第１の実施形態の変形例４のレーダ装置の内部構成を示すブロック図 第２の実施形態のレーダ装置の内部構成を示すブロック図 第２の実施形態のレーダ装置の動作に関するタイミングチャート、（ａ）高周波送信信号のタイミングチャートを示す説明図、（ｂ）信号合成部に入力された高周波送信信号のタイミングチャートを示す説明図、（ｃ）高周波送信信号が直接受信アンテナに回り込んだ回り込み信号のタイミングチャートを示す説明図、（ｄ）各々の受信アンテナによる測定期間を示す説明図、（ｅ）スイッチ部からの受信信号の出力と各々の受信アンテナによる測定期間を示す説明図、（ｆ）信号合成部からの出力と各々の受信アンテナによる測定期間と位相ずれ量を演算するタイミングを示す説明図、（ｇ）送信信号と受信信号との相関値を記憶する期間を示す説明図 従来のレーダ装置において各アンテナで受信した後にキャリブレーションを行う場合のタイミングチャート、（ａ）高周波送信信号のタイミングチャートを示す説明図、（ｂ）各アンテナによる測定後にキャリブレーション用の位相ずれ量測定期間を設けた様子を示す説明図、（ｃ）高周波送信信号のタイミングチャートを示す説明図、（ｄ）各アンテナによる測定後にキャリブレーション用の位相ずれ量測定期間を設けた様子を示す説明図 第３の実施形態のレーダ装置の内部構成を示すブロック図 第３の実施形態のレーダ装置の動作に関するタイミングチャート、（ａ）高周波送信信号のタイミングチャートを示す説明図、（ｂ）減衰器から信号合成部に入力された高周波送信信号のタイミングチャートを示す説明図、（ｃ）各々の受信アンテナによる測定期間を示す説明図、（ｄ）信号合成部から出力された受信信号と各々の受信アンテナによる測定期間とを示す説明図、（ｅ）信号合成部からの出力と各々の受信アンテナによる測定期間と位相ずれ量を演算するタイミングを示す説明図、（ｆ）送信信号と受信信号との相関値を記憶する期間を示す説明図 第３の実施形態の変形例１のレーダ装置の内部構成を示すブロック図

以下、本発明の各実施形態について、図面を参照して説明する。また、以下の各実施形態におけるレーダ装置は、送信信号の一例として単一のパルス信号を用いて説明するが、当該送信信号は単一のパルス信号に限定されない。また、以下の説明において、レーダ装置により受信される受信信号とは、レーダ装置からの高周波送信信号がターゲットに反射された信号と、当該レーダ装置の周囲のノイズ信号とが合成された信号である。なお、当該レーダ装置の周囲のノイズ信号の信号電力は、ターゲットに反射された信号の信号電力に比べて無視できる程に小さいものとする。

〔第１の実施形態〕
第１の実施形態のレーダ装置１の構成及び動作について図１及び図２を参照して説明する。図１は、第１の実施形態のレーダ装置１の内部構成を示すブロック図である。

図２は、レーダ装置１の動作に関するタイミングチャートである。同図（ａ）は、高周波送信信号のタイミングチャートを示す説明図である。同図（ｂ）は、減衰器４から信号合成部１３に入力された高周波送信信号のタイミングチャートを示す説明図である。同図（ｃ）は、各々の受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４による測定期間を示す説明図である。同図（ｄ）は、スイッチ部１１からの受信信号の出力と各々の受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４による測定期間を示す説明図である。
同図（ｅ）は、信号合成部１３からの出力と各々の受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４による測定期間と位相ずれ量を演算するタイミングを示す説明図である。同図（ｆ）は、送信信号と受信信号との相関値を記憶する期間を示す説明図である。

レーダ装置１は、図１に示す様に、発振器Ｌｏと、レーダ送信部２と、レーダ受信部３と、送信アンテナＡＮＴ０と、受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４と、減衰器４とを備える。第１の実施形態のレーダ装置１は、レーダ送信部２により生成された所定の間欠的な高周波送信信号を送信アンテナＡＮＴ０から送信し、ターゲットに反射された信号を複数の受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４を逐次的に切り替えて受信し、当該受信した受信信号から当該ターゲットを検出する。なお、ターゲットはレーダ装置１が検出する対象の物体であり、例えば自動車又は人等であり、以下の各実施形態においても同様である。

レーダ送信部２は、送信信号生成部５と、送信ＲＦ部７と、方向性結合器１０とを備える。図１では、送信信号生成部５は、ＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）６を含む様に構成されているが、ＬＰＦ６は送信信号生成部５と独立して構成されても良い。送信ＲＦ部７は、周波数変換部８と、電力増幅器９とを備える。

送信信号生成部５は、発振器Ｌｏにより生成されたリファレンス信号に基づいて、当該リファレンス信号を所定倍に逓倍したタイミングクロックを生成する。送信信号生成部５は、当該生成されたタイミングクロックに基づいて、複数のパルスからなるパルス列からなるベースバンド帯域の送信信号ｒ（ｎ）を周期的に生成する。送信信号生成部５は、ＬＰＦ６を介して、予め設定された制限帯域における送信信号ｒ（ｎ）を送信ＲＦ部７に出力する。

ここで、パラメータｎは離散時刻を表す。また、送信信号生成部５により生成される送信信号は、連続的な信号ではなくパルス列の信号を用いるものとする。但し、パルス列の信号に限定されず、例えば単一のパルス信号、複数のパルス列を含むパルス信号、又は、当該単一或いは複数のパルス列を含むパルス信号が周波数変調或いは位相変調された変調信号でも良い。

図２（ａ）に示す様に、送信アンテナＡＮＴ０から送信される高周波送信信号が存在する期間Ｔｗ［秒］においてはベースバンド帯域の送信信号ｒ（ｎ）としてＮｒ［個］のサンプルが存在し、当該高周波送信信号が存在しない期間（Ｔｒ−Ｔｗ）［秒］においてはベースバンド帯域の送信信号ｒ（ｎ）としてＮｕ［個］のサンプルが存在するものとする。パラメータＴｒは、送信アンテナＡＮＴ０から送信される高周波送信信号の送信周期［秒］である。

送信ＲＦ部７は、発振器Ｌｏにより生成されたリファレンス信号に基づいて、当該リファレンス信号を所定倍数に逓倍したタイミングクロックを生成する。送信ＲＦ部７は、当該生成されたリファレンス信号に基づいて動作する。具体的には、周波数変換部８は、送信信号生成部５により生成された送信信号ｒ（ｎ）を入力し、当該入力されたベースバンド帯域の送信信号ｒ（ｎ）を周波数変換してキャリア周波数帯域の高周波送信信号を生成する。周波数変換部８は、当該生成された高周波送信信号を電力増幅器９に出力する。

電力増幅器９は、当該出力された高周波送信信号を入力し、当該入力された高周波送信信号の信号電力を所定の信号電力Ｐ［ｄＢ］に増幅して送信アンテナＡＮＴ０に出力する。この増幅された高周波送信信号は、方向性結合器１０及び送信アンテナＡＮＴ０を介して空間に放射する様に送信される。

方向性結合器１０は、送信ＲＦ部７の電力増幅器９により出力された高周波送信信号を、送信アンテナＡＮＴ０に出力すると共に、所定の信号電力比に従って当該高周波送信信号を分配し、当該分配された高周波送信信号を減衰器４に出力する。

送信アンテナＡＮＴ０は、送信ＲＦ部７により出力された高周波送信信号を空間に放射する様に送信する。図２（ａ）に示す様に、高周波送信信号は、時刻ｔ_０〜ｔ_１の間、時刻ｔ_２〜ｔ_３の間、時刻ｔ_４〜ｔ_５の間、時刻ｔ_６〜ｔ_７の間及び時刻ｔ_８〜ｔ_９の間において送信され、時刻ｔ_１〜ｔ_２の間、時刻ｔ_３〜ｔ_４の間、時刻ｔ_５〜ｔ_６の間及び時刻ｔ_７〜ｔ_８の間においては送信されない。時刻ｔ_９以降も、高周波送信信号の送信が同様にして繰り返される。

減衰器４は、図２（ｂ）に示す様に、高周波送信信号の送信期間と同期して、方向性結合器１０により出力された高周波送信信号の信号電力を所定の信号電力Ｙ［ｄＢ］に減衰する。減衰器４は、当該減衰された高周波送信信号をレーダ受信部３の信号合成部１３に出力する。

レーダ受信部３は、４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４と、スイッチ部１１と、スイッチ制御部１２と、信号合成部１３と、受信ＲＦ部１４と、信号処理部１７とを備える。受信ＲＦ部１４は、電力増幅器１５と、周波数変換部１６とを備える。信号処理部１７は、Ａ／Ｄ変換部１８と、基準送信信号生成部１９と、相関値演算値２０と、タイミング制御部２１と、位相ずれ量演算部２２と、位相補正部２３と、記憶部２４と、到来角度距離推定部２５とを備える。

受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４は、４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４によるアレーアンテナを構成する。受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４は、レーダ送信部２により送信された高周波送信信号がターゲットに反射された信号と、当該レーダ装置１の周囲のノイズ信号とを受信信号として受信する。図１に示す様に、第１の実施形態のレーダ装置１のアレーアンテナの素子数を４として説明するが、当該アレーアンテナの素子数は４に限定されない。

スイッチ部１１には、当該スイッチ部１１と４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４とがそれぞれ接続される様に当該受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４ごとに対応したスイッチングポートが設けられている。

スイッチ部１１では、スイッチ制御部１２の制御により、４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４の各スイッチングポートが逐次的に切り替えられる。この切り替えにより、単一のスイッチングポートが選択され、当該スイッチングポートに対応する受信アンテナＡＮＴｓとスイッチ部１１とが接続される。パラメータｓは、ｓ＝１〜４である。スイッチ部１１は、当該選択された受信アンテナＡＮＴｓにより受信された受信信号を信号合成部１３に出力する。

スイッチ制御部１２は、高周波送信信号の送信周期Ｔｒ［秒］の整数倍Ｎ（Ｎ：整数）の周期で、４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４を逐次的に切り替える様にスイッチ部１１を制御する。第１の実施形態においては、スイッチ制御部１２は、図２（ｃ）に示す様に、高周波送信信号の送信周期Ｔｒ［秒］と同一の周期（Ｎ＝１）で４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４を逐次的に切り替える様にスイッチ部１１を制御する。

具体的には図２（ｃ）に示す様に、スイッチ制御部１２は、時刻ｔ_０〜ｔ_１の間に受信アンテナＡＮＴ１に切り替える。更に、スイッチ制御部１２は、時刻ｔ_１〜ｔ_２の間に当該受信アンテナＡＮＴ１により受信された受信信号が信号合成部１３に出力される様にスイッチ部１１を制御する。なお、時刻ｔ_１〜ｔ_２の間は、受信アンテナＡＮＴ１により受信される測定期間となる（パラメータｓ＝１）。

スイッチ制御部１２は、時刻ｔ_２〜ｔ_３の間に受信アンテナＡＮＴ２に切り替える。更に、スイッチ制御部１２は、時刻ｔ_３〜ｔ_４の間に当該受信アンテナＡＮＴ２により受信された受信信号が信号合成部１３に出力される様にスイッチ部１１を制御する。なお、時刻ｔ_３〜ｔ_４の間は、受信アンテナＡＮＴ２により受信される測定期間となる（パラメータｓ＝２）。

スイッチ制御部１２は、時刻ｔ_４〜ｔ_５の間に受信アンテナＡＮＴ３に切り替える。更に、スイッチ制御部１２は、時刻ｔ_４〜ｔ_５の間に当該受信アンテナＡＮＴ３により受信された受信信号が信号合成部１３に出力される様にスイッチ部１１を制御する。なお、時刻ｔ_５〜ｔ_６の間は、受信アンテナＡＮＴ３により受信される測定期間となる（パラメータｓ＝３）。

スイッチ制御部１２は、時刻ｔ_６〜ｔ_７の間に受信アンテナＡＮＴ４に切り替える。更に、スイッチ制御部１２は、時刻ｔ_７〜ｔ_８の間に当該受信アンテナＡＮＴ４により受信された受信信号が信号合成部１３に出力される様にスイッチ部１１を制御する。なお、時刻ｔ_７〜ｔ_８の間は、受信アンテナＡＮＴ４により受信される測定期間となる（パラメータｓ＝４）。

なお、スイッチ部１１により出力される受信信号は、図２（ｄ）に示す様に、時刻ｔ_０〜ｔ_１、時刻ｔ_２〜ｔ_３、時刻ｔ_４〜ｔ_５、時刻ｔ_６〜ｔ_７及び時刻ｔ_８〜ｔ_９においてはレーダ装置１の周囲のノイズ信号である。

また、スイッチ部１１により出力される受信信号は、時刻ｔ_１〜ｔ_２、時刻ｔ_３〜ｔ_４、時刻ｔ_５〜ｔ_６及び時刻ｔ_７〜ｔ_８においては当該ノイズ信号と各測定期間（時刻ｔ_１〜ｔ_２、時刻ｔ_３〜ｔ_４、時刻ｔ_５〜ｔ_６及び時刻ｔ_７〜ｔ_８）に対応した受信信号（不図示）との合成信号である。しかし、当該ノイズ信号は当該受信信号に比べて無視できるほどに小さいものであり、以下の各実施形態においても同様である。

信号合成部１３は、減衰器４により出力された高周波送信信号と、スイッチ部１１により出力された受信信号とを合成し、当該合成された合成信号を受信ＲＦ部１４の電力増幅器１５に出力する。ここで、スイッチ部１１により出力された受信信号の平均信号電力がＺ［ｄＢ］である場合には、信号合成部１３により出力される合成信号の信号電力は（Ｙ＋Ｚ）［ｄＢ］となる。

なお、減衰器４により出力された高周波送信信号の信号電力Ｙ［ｄＢ］は、スイッチ制御部１２がスイッチ部１１のスイッチングポートを切り替える間（例：時刻ｔ_０〜ｔ_１等）における受信アンテナＡＮＴｓで受信される信号電力よりも十分高い信号電力（例：３［ｄＢ］〜１０［ｄＢ］）となる程度に減衰されることが好ましい。

また、高周波送信信号の自己相関特性にサイドローブが存在する場合には、減衰器４は、方向性結合器１０により出力された高周波送信信号の信号電力を、当該サイドローブのレベルがレーダ装置１の測定期間に影響を与えない信号電力に減衰することが好ましい。
更に、減衰器４により減衰された高周波送信信号が信号合成部１３により合成されるタイミングは、レーダ送信部２により送信される高周波送信信号の送信周期Ｔｗ［秒］と同期し且つ時間遅れが無い様にされることが好ましい。以降の各実施形態においても同様である。

なお、信号合成部１３により出力される合成信号は、図２（ｅ）に示す様に、時刻ｔ_０〜ｔ_１、時刻ｔ_２〜ｔ_３、時刻ｔ_４〜ｔ_５、時刻ｔ_６〜ｔ_７及び時刻ｔ_８〜ｔ_９においてはレーダ装置１の周囲のノイズ信号と減衰器４により出力された高周波送信信号との合成信号を示す。
また、信号合成部１３により出力される合成信号は、時刻ｔ_１〜ｔ_２、時刻ｔ_３〜ｔ_４、時刻ｔ_５〜ｔ_６及び時刻ｔ_７〜ｔ_８においては当該ノイズ信号と各測定期間（時刻ｔ_１〜ｔ_２、時刻ｔ_３〜ｔ_４、時刻ｔ_５〜ｔ_６及び時刻ｔ_７〜ｔ_８）に対応した受信信号（不図示）との合成信号を示す。

受信ＲＦ部１４は、発振器Ｌｏにより生成されたリファレンス信号に基づいて、当該リファレンス信号を所定倍に逓倍したタイミングクロックを生成する。受信ＲＦ部１４は、当該生成されたタイミングクロックに基づいて動作する。具体的には、電力増幅器１５は、信号合成部１３により合成された合成信号を入力し、当該入力された合成信号の信号電力を所定の信号電力に増幅して周波数変換部１６に出力する。

周波数変換部１６は、当該電力増幅器１５により出力された合成信号を入力し、当該入力された合成信号を周波数変換し且つ直交検波により一部の合成信号の位相成分を９０［度］移相することにより、同相信号及び直交信号からなるベースバンド帯域の受信信号を生成する。周波数変換部１６は、当該生成された受信信号を信号処理部１７に出力する。

Ａ／Ｄ変換部１８は、周波数変換部１６により生成された同相信号及び直交信号からなるベースバンド帯域の受信信号に対して離散時間ｋにおけるサンプリングを行うことにより、当該受信信号をデジタルデータに変換する。
ここで、受信アンテナＡＮＴｓの離散時間ｋにおける受信信号は、当該受信信号の同相信号Ｉ（ｓ、ｋ）及び当該受信信号の直交信号Ｑ（ｓ、ｋ）を用いて、複素数ｘ（ｓ、ｋ）＝Ｉ（ｓ、ｋ）＋ｊＱ（ｓ、ｋ）の複素信号として表される。なお、パラメータｊは虚数単位である。

更に、パラメータｋは高周波送信信号に含まれるベースバンド帯域の送信信号ｒ（ｎ）のサンプル数に対応した離散時刻を表し、第１の実施形態においては、受信アンテナＡＮＴｓに切り替えるタイミングをｋ＝１とし、ｋ＝１〜（Ｎｒ＋Ｎｕ）とする。従って、図２（ｅ）に示す様に、時刻ｔ_０、時刻ｔ_２、時刻ｔ_４、時刻ｔ_６及び時刻ｔ_８のタイミングにおいてパラメータｋ＝１となる。更に、時刻ｔ_１、時刻ｔ_３、時刻ｔ_５、時刻ｔ_７及び時刻ｔ_９のタイミングにおいてパラメータｋ＝Ｎｒとなる。

基準送信信号生成部１９は、送信信号生成部５の動作と同期して、当該送信信号生成部５と同様に発振器Ｌｏにより生成されたリファレンス信号に基づいて、当該リファレンス信号を所定倍に逓倍したタイミングクロックを生成する。基準送信信号生成部１９は、当該生成されたリファレンス信号に基づいて、送信信号生成部５により生成された送信信号と同一のベースバンド帯域の基準送信信号ｒ（ｎ）を周期的に生成する。基準送信信号生成部１９は、当該生成された基準送信信号ｒ（ｎ）を相関値演算部２０に出力する。

相関値演算部２０は、受信アンテナＡＮＴｓにより受信された受信信号の複素信号ｘ（ｓ、ｋ）と、基準送信信号生成部１９により出力された基準送信信号ｒ（ｎ）との相関値ＡＣ（ｓ、ｋ）を演算する。ここでは、相関値として、数式（１）に示す様なスライディング相関値が演算されるものとする。

スライディング相関値ＡＣ（ｓ、ｋ）は、受信アンテナＡＮＴｓにより受信された受信信号（反射信号及びノイズ信号を含む）と基準送信信号との離散時刻ｋにおける相関値であり、数式（１）におけるアスタリスク（＊）は複素共役演算子を示す。スライディング相関値ＡＣ（ｓ、ｋ）はｋ＝１〜（Ｎｒ＋Ｎｕ）の時間にわたり演算される。つまり、時刻ｔ_０から時刻ｔ_２まで、時刻ｔ_２から時刻ｔ_４まで、時刻ｔ_４から時刻ｔ_６まで、時刻ｔ_６から時刻ｔ_８まで・・の時間にわたり演算される。

なお、上述したスライディング相関値ＡＣ（ｓ、ｋ）の演算においては、基準送信信号は、送信信号生成部５により生成された送信信号が実数で構成されるベースバンド帯域の信号ｒ（ｎ）である場合には、当該信号ｒ（ｎ）が用いられる。また、当該送信信号生成部５により生成された送信信号が同相信号及び直交信号からなるベースバンド帯域の信号ｒ（ｎ）である場合には、当該信号ｒ（ｎ）の複素共役値が用いられる。

タイミング制御部２１は、送信アンテナＡＮＴ０から送信される高周波送信信号が存在する期間Ｔｗ［秒］（送信期間）が終了したタイミングｋ_０に基づいて、当該タイミングが相関値演算部２０によるスライディング相関値ＡＣ（ｓ、ｋ_０）の演算が終了したタイミングであるとして、当該スライディング相関値ＡＣ（ｓ、ｋ_０）の演算が終了したタイミング情報を位相ずれ量演算部２２に通知する。

図２（ｃ）及び（ｅ）に示す様に、送信アンテナＡＮＴ０から送信される高周波送信信号が存在する期間Ｔｗ［秒］が終了したタイミングｋ_０と、相関値演算部２０によるスライディング相関値ＡＣ（ｓ、ｋ_０）の演算が終了したタイミングとは、共に時刻ｔ_１、ｔ_３、ｔ_５、ｔ_７及びｔ_９で同じ時刻であり、離散時刻ｋ_０＝Ｎｒに相当する。

また、タイミング制御部２１は、受信アンテナＡＮＴｓにより受信された受信信号の複素信号ｘ（ｓ、ｋ）と、基準送信信号生成部１９により出力された基準送信信号ｒ（ｎ）とのスライディング相関値ＡＣ（ｓ、ｋ）に対し、位相補正部２３により補正された当該スライディング相関値ＡＣ（ｓ、ｋ）を記憶部２４に記憶する旨のタイミング情報を位相補正部２３に通知する。但し、離散時刻ｋ＝２Ｎｒ〜（Ｎｒ＋Ｎｕ）である（図２（ｆ）参照）。

なお、離散時間ｋは、ｋ＝（Ｎｒ＋１）〜（Ｎｒ＋Ｎｕ）の範囲で設定することも可能である。しかし、ここでは、タイミング制御部２１におけるスライディング相関値ＡＣ（ｓ、ｋ）が記憶部２４に記憶される離散時刻ｋの開始タイミングは、レーダ装置１の直近に存在するターゲットではなく所定距離［ｍ］以上離れたターゲットを検出することを想定してｋ＝Ｎｒではなくｋ＝２Ｎｒとしている。

これにより、レーダ装置１の直近に存在するターゲットからの強い受信レベルをひずみなく受信することを考慮することがなくなるため、レーダ装置１のレーダ受信部３におけるダイナミックレンジを低く抑えることができる。タイミング制御部２１におけるスライディング相関値ＡＣ（ｓ、ｋ）が記憶部２４に記憶される離散時刻ｋの開始タイミングに関しては、以下の各実施形態においても同様である。

位相ずれ量演算部２２は、スライディング相関値の演算が終了したというタイミング制御部２１からのタイミング情報に基づき、受信アンテナＡＮＴｓにおけるスライディング相関値ＡＣ（ｓ、Ｎｒ）と、後述する基準受信アンテナＡＮＴｓ_０におけるスライディング相関値ＡＣ（ｓ_０、Ｎｒ）とを抽出する。

ここでは、図１に示す４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４のうち、位相ずれ量を演算するための基準となる受信アンテナＡＮＴｓ_０を、基準受信アンテナと記載する。更に、当該基準受信アンテナＡＮＴｓ_０におけるスライディング相関値ＡＣ（ｓ_０、Ｎｒ）と、当該受信アンテナＡＮＴｓにおけるスライディング相関値ＡＣ（ｓ、Ｎｒ）とは、相関値演算部２０により既に演算されているものとする。

位相ずれ量演算部２２は、受信アンテナＡＮＴｓにおけるスライディング相関値ＡＣ（ｓ、Ｎｒ）と基準受信アンテナＡＮＴｓ_０におけるスライディング相関値ＡＣ（ｓ_０、Ｎｒ）とから、当該受信アンテナＡＮＴｓにおける位相ずれ量Δθ（ｓ）を数式（２）に従って演算する。位相ずれ量演算部２２は、当該演算された位相ずれ量Δθ（ｓ）を位相補正部２３に出力する。

パラメータｓ及びパラメータｓ_０は受信アンテナの本数を表し、ｓ及びｓ_０は１、２、３及び４のいずれかを示し、アスタリスク（＊）は複素共役演算子を示す。∠［ｘ］は、複素数ｘの位相成分を示し、数式（３）により表される。

なお、Ｉｍ［ｘ］は複素数ｘの虚部、Ｒｅ［ｘ］は複素数ｘの実部を示す。

位相補正部２３は、位相ずれ量演算部２２により出力された位相ずれ量に基づいて、相関値演算部２０により演算された受信アンテナＡＮＴｓにおけるスライディング相関値ＡＣ（ｓ、ｋ）の位相成分を数式（４）に従って補正する。

また、位相補正部２３は、タイミング制御部２１により出力された補正後のスライディング相関値を記憶する旨のタイミング情報に基づいて、離散時刻ｋ＝２Ｎｒ〜（Ｎｒ＋Ｎｕ）の場合の受信アンテナＡＮＴｓにおける当該補正後の位相成分を有するスライディング相関値（数式（５）参照）を記憶部２４に記憶する。

到来角度距離推定部２５は、記憶部２４に記憶された各受信アンテナＡＮＴｓにおける補正後の位相成分を有するスライディング相関値ＡＣ（ｓ、ｋ）に基づいて、ターゲットの到来角度及び当該ターゲットまでの距離の推定演算を行う。到来角度距離推定部２５による到来角度の推定演算は、既に公知の技術であり、例えば上述した非特許文献２を参照することにより実現することが可能である。更に、到来角度距離推定部２５によるターゲットまでの距離の推定演算は、下記参考非特許文献１を参照することにより実現可能である。

（参考非特許文献１）Ｊ．Ｊ．ＢＵＳＳＧＡＮＧ、ｅｔ ａｌ．、「Ａ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｒａｎｇｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＣＷ， Ｐｕｌｓｅ， ａｎｄ Ｐｕｌｓｅ Ｄｏｐｐｅｒ Ｒａｄａｒ」，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＲＥ，Ｖｏｌ．４７，Ｉｓｓｕｅ １０，ｐｐ．１７５３−１７６２（１９５９）

例えば、到来角度距離推定部２５は、ターゲットの到来角度に関して、受信アンテナＡＮＴｓにおける位相成分が補正された相関値に基づいて、当該受信アンテナにおける受信信号電力を算出する。この受信信号電力には、ターゲットの到来角度の位相成分が含まれる。到来角度距離推定部２５は、この受信信号電力が最大値をとる場合における位相成分の角度を、当該ターゲットの到来角度として推定する。

また、例えば、到来角度距離推定部２５は、ターゲットとの距離に関して、受信アンテナＡＮＴｓにおける位相成分が補正された相関値に基づいて、当該相関値が最大値をとるときの離散時刻と高周波送信信号の送信時間との時間差に基づいて、当該ターゲットの距離を推定する。

以上により、第１の実施形態のレーダ装置１によれば、複数の受信アンテナでそれぞれ受信した受信信号と送信信号との相関値における位相成分の位相ずれ量を、レーダ装置の測定性能として例えば測定時間又は測定距離のレンジに影響を抑制して適正に演算することができる。
また、レーダ装置１は、当該適正に演算された位相ずれ量に基づいて、各受信アンテナＡＮＴｓにおける相関値の位相成分を補正することにより、ターゲットの到来角度及び距離の測定精度の劣化を抑えることができる。

更に、レーダ装置１によれば、従来のレーダ装置と比べてキャリブレーション用のスイッチングポートをスイッチ部１１に設ける必要がなくなる。これにより、レーダ装置１は、高周波送信信号の送信ごとに受信アンテナＡＮＴｓに対する位相に関するキャリブレーションを行うことができるため、従来のレーダ装置に比べて高精度な測定を行うことができる。

また、レーダ装置１によれば、キャリブレーション用の送信信号と、測定用の送信信号が同じであるため、信号処理部１７にキャリブレーション用の相関演算部を追加することなく実施でき、回路構成の複雑化せずに実施できる。

〔第１の実施形態の変形例１〕
第１の実施形態では、各々の受信アンテナＡＮＴｓとスイッチ部１１とを直接接続し、当該各々の受信アンテナＡＮＴｓによる受信信号がスイッチ部１１に入力される様な構成とした。第１の実施形態の変形例１においては、受信ＲＦ部の周波数変換部によってベースバンド帯域に周波数変換された受信信号がスイッチ部に入力される様な構成とする。

図３は、第１の実施形態の変形例１のレーダ装置１ａの内部構成を示すブロック図である。第１の実施形態の変形例１の構成及び動作について、図３を参照して第１の実施形態のレーダ装置１との違いについて説明し、第１の実施形態のレーダ装置１と同一の構成及び動作については説明を省略する。

図３において、レーダ受信部３ａは、４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４と、信号合成部１３ａと、受信ＲＦ部１４ａと、スイッチ部１１ａと、スイッチ制御部１２と、信号処理部１７とを備える。

信号合成部１３ａは、受信アンテナＡＮＴ１による受信信号が入力される信号合成部１３ａ１と、受信アンテナＡＮＴ２による受信信号が入力される信号合成部１３ａ２と、受信アンテナＡＮＴ３による受信信号が入力される信号合成部１３ａ３と、受信アンテナＡＮＴ１による受信信号が入力される信号合成部１３ａ４とを備える。また、信号合成部１３ａ１〜１３ａ４には、減衰器４により減衰された高周波送信信号がそれぞれ入力される。

各々の信号合成部１３ａ１〜１３ａ４は、第１の実施形態の信号合成部１３と同様に、当該各々の信号合成部１３ａ１〜１３ａ４と接続されている各々の受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４による受信信号と減衰器４により減衰された高周波送信信号とを合成し、当該合成された合成信号を受信ＲＦ部１４ａの各受信ＲＦ部１４ａ１〜１４ａ４にそれぞれ出力する。

受信ＲＦ部１４ａは、信号合成部１３ａ１により出力された合成信号が入力される受信ＲＦ部１４ａ１と、信号合成部１３ａ２により出力された合成信号が入力される受信ＲＦ部１４ａ２と、信号合成部１３ａ３により出力された合成信号が入力される受信ＲＦ部１４ａ３と、信号合成部１３ａ４により出力された合成信号が入力される受信ＲＦ部１４ａ４とを備える。

受信ＲＦ部１４ａ１〜１４ａ４は、第１の実施形態の受信ＲＦ部１４と同様の構成であって、当該受信ＲＦ部１４と同様に信号合成部１３ａ１〜１３ａ４により出力された合成信号を入力して増幅し、当該増幅された合成信号を周波数変換して同相信号及び直交信号からなるベースバンド帯域の受信信号を生成する。各々の受信ＲＦ部１４ａ１〜１４ａ４により生成された受信信号はスイッチ部１１ａにそれぞれ入力される。

スイッチ部１１ａには、当該スイッチ部１１ａと各々の受信ＲＦ部１４ａ１〜１４ａ４とが接続される様に当該受信ＲＦ部１４ａ１〜１４ａ４ごとに対応したスイッチングポートが設けられている。
スイッチ部１１ａは、スイッチ制御部１２の制御により、受信ＲＦ部１４ａ１〜１４ａ４に対応した各スイッチングポートを逐次的に切り替え、単一のスイッチングポートを選択して当該スイッチングポートに対応する受信ＲＦ部１４ａに接続する。
スイッチ部１１ａは、当該スイッチングポートの切り替えにより、当該選択された受信ＲＦ部１４ａにより生成されたベースバンド帯域の受信信号を信号処理部１７に出力する。以降の処理は第１の実施形態と同様である。

上述した様に、第１の実施形態の変形例１のレーダ装置１ａにおいては信号合成部１３ａ及び受信ＲＦ部１４ａが各々の受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４ごとに設けられるため、第１の実施形態のレーダ装置１に比べてレーダ受信部３ａの構成が複雑になる。

しかし、スイッチ部１１ａにおいては、受信ＲＦ部１４ａにより生成されたベースバンド帯域の受信信号に対してスイッチングポートの切り替えが行われる。このため、高周波帯域の受信信号に対するスイッチングポートの切り替えが行われる第１の実施形態のレーダ装置１に比べて、スイッチ部１１ａの切り替え時における受信信号の電力損失を低減することができる。
これにより、第１の実施形態の変形例１のレーダ装置１ａによれば、測定期間においてターゲットにより反射された信号を受信した際のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を第１の実施形態のレーダ装置１に比べて向上することができる。その結果、レーダ装置１ａによれば、測定期間におけるターゲットの測定精度を向上することができる。

〔第１の実施形態の変形例２〕
第１の実施形態では、各々の受信アンテナＡＮＴｓとスイッチ部１１とを直接接続し、当該各々の受信アンテナＡＮＴｓにおける受信信号がスイッチ部１１に入力される様な構成とした。第１の実施形態の変形例２においては、受信ＲＦ部の周波数変換部によってＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯域である中間周波数帯域に周波数変換された受信信号がスイッチ部に入力される様な構成とする。

図４は、第１の実施形態の変形例２のレーダ装置１ｂの内部構成を示すブロック図である。第１の実施形態の変形例２の構成及び動作について、図４を参照して第１の実施形態のレーダ装置１との違いについて説明し、第１の実施形態のレーダ装置１と同一の構成及び動作については説明を省略する。

図４において、レーダ受信部３ｂは、４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４と、信号合成部１３ｂと、受信ＲＦ部１４ｂと、スイッチ部１１ｂと、スイッチ制御部１２と、受信ＩＦ部２６と、信号処理部１７とを備える。

信号合成部１３ｂは、受信アンテナＡＮＴ１による受信信号が入力される信号合成部１３ｂ１と、受信アンテナＡＮＴ２による受信信号が入力される信号合成部１３ｂ２と、受信アンテナＡＮＴ３による受信信号が入力される信号合成部１３ｂ３と、受信アンテナＡＮＴ１による受信信号が入力される信号合成部１３ｂ４とを備える。また、信号合成部１３ｂ１〜１３ｂ４には、減衰器４により減衰された高周波送信信号がそれぞれ入力される。

各々の信号合成部１３ｂ１〜１３ｂ４は、第１の実施形態の信号合成部１３と同様に、当該各々の信号合成部１３ａ１〜１３ａ４と接続されている各々の受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４による受信信号と減衰器４により減衰された高周波送信信号とを合成し、当該合成された合成信号を受信ＲＦ部１４ｂの各受信ＲＦ部１４ｂ１〜１４ｂ４にそれぞれ出力する。

受信ＲＦ部１４ｂは、信号合成部１３ｂ１により出力された合成信号が入力される受信ＲＦ部１４ｂ１と、信号合成部１３ｂ２により出力された合成信号が入力される受信ＲＦ部１４ｂ２と、信号合成部１３ｂ３により出力された合成信号が入力される受信ＲＦ部１４ｂ３と、信号合成部１３ｂ４により出力された合成信号が入力される受信ＲＦ部１４ｂ４とを備える。

受信ＲＦ部１４ｂ１〜１４ｂ４は、第１の実施形態の受信ＲＦ部１４と同様の構成であって、当該受信ＲＦ部１４と同様に信号合成部１３ｂ１〜１３ｂ４により出力された合成信号を入力して増幅し、当該増幅された合成信号を周波数変換して中間周波数帯域の受信信号を生成する。各々の受信ＲＦ部１４ｂ１〜１４ｂ４により生成された受信信号はスイッチ部１１ｂにそれぞれ入力される。

スイッチ部１１ｂには、当該スイッチ部１１ｂと各々の受信ＲＦ部１４ｂ１〜１４ｂ４とが接続される様に当該受信ＲＦ部１４ｂ１〜１４ｂ４ごとに対応したスイッチングポートが設けられている。スイッチ部１１ｂでは、スイッチ制御部１２の制御により、４つの受信ＲＦ部１４ｂ１〜１４ｂ４に対応した各スイッチングポートが逐次的に切り替えられる。この切り替えにより、単一のスイッチングポートが選択され、当該スイッチングポートに対応する受信ＲＦ部１４ｂとスイッチ部１１ｂとが接続される。スイッチ部１１ｂは、当該スイッチングポートの切り替えにより、当該選択された受信ＲＦ部１４ａにより生成された中間周波数帯域の受信信号を受信ＩＦ部２６に出力する。

受信ＩＦ部２６は、電力増幅器２７と、周波数変換部２８とを備える。受信ＩＦ部２６は、発振器Ｌｏにより生成されたリファレンス信号に基づいて、当該リファレンス信号を所定倍に逓倍したタイミングクロックを生成する。受信ＩＦ部２６は、当該生成されたタイミングクロックに基づいて動作する。具体的には、電力増幅器２７は、スイッチ部１１ｂにより出力された中間周波数帯域の受信信号を入力し、当該入力された受信信号の信号電力を所定の信号電力に増幅して周波数変換部２８に出力する。

周波数変換部２８は、当該電力増幅器２７により出力された受信信号を入力し、当該入力された受信信号を周波数変換し且つ直交検波により一部の受信信号の位相成分を９０［度］移相することにより、同相信号及び直交信号からなるベースバンド帯域の受信信号を生成する。周波数変換部２８は、当該生成された受信信号を信号処理部１７に出力する。以降の処理は第１の実施形態と同様である。

上述した様に、第１の実施形態の変形例２のレーダ装置１ｂにおいては信号合成部１３ｂ及び受信ＲＦ部１４ｂが各々の受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４ごとに設けられるため、第１の実施形態のレーダ装置１に比べてレーダ受信部３ｂの構成が複雑になる。しかし、スイッチ部１１ｂにおいては、各々の受信ＲＦ部１４ｂにより生成された中間周波数帯域の受信信号に対してスイッチングポートの切り替えが行われる。このため、高周波帯域の受信信号に対する切り替えが行われる第１の実施形態のレーダ装置１に比べて、スイッチ部１１ｂによる切り替え時における受信信号の電力損失を低減することができる。
これにより、第１の実施形態の変形例２のレーダ装置１ｂによれば、測定期間においてターゲットにより反射された信号を受信した際のＳＮＲを第１の実施形態のレーダ装置１に比べて向上することができる。その結果、レーダ装置１ｂによれば、測定期間におけるターゲットの測定精度を向上することができる。

〔第１の実施形態の変形例３〕
第１の実施形態では高周波送信信号の送信周期Ｔｒ［秒］と同期して、当該高周波送信信号の送信の度に、各々の受信アンテナＡＮＴｓにおける位相ずれ量を信号処理部１７により演算する旨を説明した。
第１の実施形態の変形例３では、初期的な設定により当該各々の受信アンテナＡＮＴｓにおける位相ずれ量の変動が緩やかである場合には、最初の受信アンテナの測定期間における高周波送信信号の送信開始タイミングから最後の受信アンテナの測定期間における高周波送信信号の送信終了タイミングまでを切替周期として、減衰器４により減衰された高周波送信信号の信号合成部への入力有無を切り替える様な構成とする。

図５は、第１の実施形態の変形例３のレーダ装置１ｃの内部構成を示すブロック図である。図６は、第１の実施形態の変形例３のレーダ装置１ｃの動作に関するタイミングチャートである。同図（ａ）は、高周波送信信号のタイミングチャートを示す説明図である。同図（ｂ）は、信号合成部１３に入力された高周波送信信号のタイミングチャートを示す説明図である。同図（ｃ）は、各々の受信アンテナによる測定期間を示す説明図である。
第１の実施形態の変形例３の構成及び動作について、図５及び図６を参照して第１の実施形態のレーダ装置１との違いについて説明し、第１の実施形態のレーダ装置１と同一の構成及び動作については説明を省略する。

図５において、レーダ受信部３ｃは、４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４と、スイッチ部１１と、第２スイッチ部２９と、スイッチ制御部１２ｃと、信号合成部１３と、受信ＲＦ部１４と、信号処理部１７とを備える。

第２スイッチ部２９は、減衰器４により減衰された高周波送信信号を入力する。第２スイッチ部２９は、最初の受信アンテナＡＮＴ１の測定期間の開始タイミングから最後の受信アンテナＡＮＴ４の測定期間の終了タイミングまでを切替周期とする。第２スイッチ部２９は、当該切替周期ごとに、当該入力された高周波送信信号の信号合成部１３への入力有無をスイッチ制御部１２ｃの制御に応じて切り替える。

具体的には、スイッチ制御部１２ｃは、図６（ｂ）に示す様に、最初の受信アンテナＡＮＴ１の測定期間の開始タイミングである時刻ｔ_０から最後の受信アンテナＡＮＴ４の測定期間の終了タイミングである時刻ｔ_７までを、切替周期とする。スイッチ制御部１２ｃは、当該切替周期ごとに、高周波送信信号の送信期間と同期して入力された減衰後の高周波送信信号を信号合成部１３へ入力する様に第２スイッチ部２９を制御する。
また、スイッチ制御部１２ｃは、次の同様の切替周期である時刻ｔ_８〜ｔ_１５までの間は、高周波送信信号の送信期間と同期して入力された減衰後の高周波送信信号を信号合成部１３へ入力しない様に第２スイッチ部２９を制御する。以降の処理は第１の実施形態と同様である。

これにより、第１の実施形態の変形例３のレーダ装置１ｃによれば、第１の実施形態のレーダ装置１と比べて、ターゲットの到来角度及び距離の推定精度を同様に維持することができる。更に、レーダ装置１ｃによれば、減衰器４により出力された高周波送信信号を第２スイッチ部２９により信号合成部１３への入力を遮断する期間が存在する。当該期間の間には、レーダ装置１ｃは、各々の受信アンテナＡＮＴｓにおける位相ずれ量の演算及び位相補正等の演算を行う必要がない。これにより、レーダ装置１ｃは、第１の実施形態のレーダ装置１に比べて当該位相ずれ量及び位相補正等の動作に伴う消費電力量を低減することができる。

〔第１の実施形態の変形例４〕
第１の実施形態では、レーダ受信部３の信号合成部１３以降の各部の動作による受信信号における位相ずれ量を補正することは可能である。しかし、当該信号合成部１３以前の各部である受信アンテナからスイッチ部１１までの各系統間に固定の位相誤差が存在する場合には当該固定の位相誤差を含めて補正することは難しい。
第１の実施形態の変形例４では、各々の受信アンテナからスイッチ部１１までの各系統間に存在する固定の位相誤差Ｅ（ｓ）を予め測定し、当該測定された位相誤差Ｅ（ｓ）を信号処理部にて保持する様な構成とする。

信号処理部１７ｄは、Ａ／Ｄ変換部１８と、基準送信信号生成部１９と、相関値演算部２０と、タイミング制御部２１と、位相ずれ量演算部２２と、系統間固定位相誤差記憶部３０と、位相補正部２３と、記憶部２４と、到来角度距離推定部２５とを備える。

系統間固定位相誤差記憶部３０は、レーダ装置１ｄによりターゲットの検出のための測定が開始される前に、各々の受信アンテナＡＮＴｓからスイッチ部１１までの各系統間に存在する固定の位相誤差Ｅ（ｓ）が予め測定された当該位相誤差Ｅ（ｓ）を記憶する。この位相誤差Ｅ（ｓ）は、例えば各々の受信アンテナＡＮＴｓごとに測定され、当該受信アンテナＡＮＴｓに対応してテーブル形式で記憶されている。

位相ずれ量演算部２２は、当該各々の受信アンテナＡＮＴｓにおける位相ずれ量を演算する際、上述した数式（２）に代えて、系統間固定位相誤差記憶部３０に記憶されている当該受信アンテナＡＮＴｓに対応する系統間の固定の位相誤差Ｅ（ｓ）を含めた数式（６）に従って、位相ずれ量Δθ（ｓ）を演算する。当該演算後の処理は第１の実施形態と同様である。

これにより、第１の実施形態の変形例４のレーダ装置１ｄによれば、各々の受信アンテナＡＮＴｓからスイッチ部１１までの各系統間に存在する固定の位相誤差を含めて、当該各々の受信アンテナＡＮＴｓにおける位相ずれ量をより正確に補正することができる。従って、レーダ装置１ｄによれば、ターゲットの到来角度及び距離の測定精度の劣化を抑えることができる。

〔第２の実施形態〕
第２の実施形態では、送信アンテナＡＮＴ０の指向性パターンのサイドローブあるいは受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４のサイドローブ等を用いて、送信アンテナＡＮＴ０から送信される高周波送信信号が各々の受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４に直接受信可能な位置に当該送信アンテナＡＮＴ０及び各受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４が配置される。更に、第２の実施形態では、基準位相更新期間と通常期間とからなる２つの測定期間を定期的に繰り返して、各々の受信アンテナＡＮＴｓにおける位相ずれ量の演算及び当該演算された位相ずれ量に基づいた相関値の位相成分の補正が行われる。

基準位相更新期間では、第１の実施形態と同様に、減衰器４により減衰された高周波送信信号の信号合成部１３への入力が第２のスイッチ部３１をＯＮ状態として行われる。更に、当該信号合成部１３への入力後に、各々の受信アンテナＡＮＴｓにおける相関値の位相成分が補正される。この後に、当該減衰された高周波送信信号の信号合成部１３への入力が第２のスイッチ部３１をＯＦＦ状態として遮断される。この状態で、当該受信アンテナＡＮＴｓが送信アンテナＡＮＴ０から直接受信した回り込み信号を用いて、当該受信アンテナＡＮＴｓからスイッチ部１１までの各系統間に存在する固定の位相誤差を基準位相Δφ（ｓ）として演算される。

通常期間では、基準位相更新期間において基準位相Δφ（ｓ）が演算された後、減衰器４により減衰された高周波送信信号の信号合成部１３への入力を第２のスイッチ部３１をＯＦＦ状態として遮断される。この状態で、基準位相更新期間の間に演算された基準位相Δφ（ｓ）を含めて、各々の受信アンテナＡＮＴｓにおける相関値の位相成分が補正される。

（第２の実施形態のレーダ装置１ｅにおける基準位相更新期間における動作）
以下、第２の実施形態のレーダ装置１ｅの構成及び基準位相更新期間における動作を説明する。

第２の実施形態のレーダ装置１ｅの構成及び動作について図８及び図９を参照して説明する。図８は、第２の実施形態のレーダ装置１ｅの内部構成を示すブロック図である。図９は、レーダ装置１ｅの基準位相更新期間における動作に関するタイミングチャートである。

同図（ａ）は、高周波送信信号のタイミングチャートを示す説明図である。同図（ｂ）は、信号合成部１３に入力された高周波送信信号のタイミングチャートを示す説明図である。同図（ｃ）は、高周波送信信号が直接受信アンテナＡＮＴｓに回り込んだ場合における回り込み信号のタイミングチャートを示す説明図である。同図（ｄ）は、各々の受信アンテナＡＮＴｓによる測定期間を示す説明図である。
同図（ｅ）は、スイッチ部１１からの受信信号の出力と各々の受信アンテナＡＮＴｓによる測定期間を示す説明図である。同図（ｆ）は、信号合成部１３からの出力と各々の受信アンテナによる測定期間と位相ずれ量を演算するタイミングを示す説明図である。同図（ｇ）は、送信信号と受信信号との相関値を記憶する期間を示す説明図である。

レーダ装置１ｅは、図８に示す様に、発振器Ｌｏと、レーダ送信部２と、レーダ受信部３ｅと、送信アンテナＡＮＴ０と、受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４と、減衰器４とを備える。レーダ送信部２の構成及び動作（図９（ａ）参照）は第１の実施形態と同様のため、当該レーダ送信部２の構成及び動作の説明は省略する。また、減衰器４の動作（図９（ｂ）参照）は第１の実施形態と同様のため、当該減衰器４の動作の説明は省略する。

レーダ受信部３ｅは、４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４と、スイッチ部１１と、第２スイッチ部３１と、スイッチ制御部１２ｅと、信号合成部１３と、受信ＲＦ部１４と、信号処理部１７ｅとを備える。
受信ＲＦ部１４は、電力増幅器１５と、周波数変換部１６とを備える。信号処理部１７ｅは、Ａ／Ｄ変換部１８と、基準送信信号生成部１９と、相関値演算値２０と、タイミング制御部２１と、基準位相記憶部３２と、位相ずれ量演算部２２と、位相補正部２３と、記憶部２４と、到来角度距離推定部２５とを備える。

受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４は、４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４によるアレーアンテナを構成する。受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４は、レーダ送信部２により送信された高周波送信信号がターゲットに反射された信号と、送信アンテナＡＮＴ０から送信されて当該受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４に直接回り込んだ微弱な高周波送信信号とを受信する（図９（ｃ）参照）。

この受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４に直接回り込んだ微弱な高周波送信信号は、送信アンテナＡＮＴ０の指向性パターンのサイドローブあるいは受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４のサイドローブなどに基づくものである。
図８に示す様に、第２の実施形態のレーダ装置１ｅのアレーアンテナの素子数は４として説明するが、当該アレーアンテナの素子数は４に限定されない。

スイッチ部１１には、当該スイッチ部１１と４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４とが接続される様に当該受信アンテナごとに対応したスイッチングポートが設けられている。スイッチ部１１は、スイッチ制御部１２ｅの制御により、ターゲットに反射された信号を受信する４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４の各スイッチングポートを逐次的に切り替え、単一のスイッチングポートを選択して当該スイッチングポートに対応する受信アンテナに接続する。スイッチ部１１は、当該選択された受信アンテナにより受信された受信信号を信号合成部１３に出力する。

第２スイッチ部３１は、減衰器４により減衰された高周波送信信号の信号合成部１３への入力有無を、スイッチ制御部１２ｅの制御に応じて切り替える。

スイッチ制御部１２ｅは、送信アンテナＡＮＴ０から送信される高周波送信信号の送信周期Ｔｒ［秒］の整数倍Ｎ（Ｎ：整数）の周期で、４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４を逐次的に切り替える様にスイッチ部１１を制御する。

第２の実施形態の基準位相更新期間においては、スイッチ制御部１２ｅは、高周波送信信号の送信周期Ｔｒ［秒］の２倍以上の周期Ｎ（Ｎ≧２の整数）で、４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４を逐次的に切り替える様にスイッチ部１１を制御する。図９（ｄ）は、高周波送信信号の送信周期Ｔｒ［秒］の２倍の周期（Ｎ＝２）で４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４を逐次的に切り替える様にスイッチ部１１を制御する例を示す。

また、スイッチ制御部１２ｅは、高周波送信信号の送信周期Ｔｒ［秒］の２倍の周期（２Ｔｒ）のうち、前半分の周期における高周波送信信号の送信期間には減衰器４により減衰された高周波送信信号を信号合成部１３に入力する様に第２スイッチ部３１を制御する。
スイッチ制御部１２ｅは、高周波送信信号の送信周期Ｔｒ［秒］の２倍の周期（２Ｔｒ）のうち、後半分の周期における高周波送信信号の送信期間には減衰器４により減衰された高周波送信信号を信号合成部１３に入力しない様に第２スイッチ部３１を制御する。

具体的には図９（ｂ）及び同図（ｄ）に示す様に、スイッチ制御部１２ｅは、ターゲットにより反射された信号を受信する受信アンテナを時刻ｔ_０〜ｔ_１の間に受信アンテナＡＮＴ１に切り替える。更に、スイッチ制御部１２ｅは、時刻ｔ_１〜ｔ_２の間に受信アンテナＡＮＴ１により受信された受信信号が信号合成部１３に出力される様にスイッチ部１１を制御する。

更に、スイッチ制御部１２ｅは、高周波送信信号の送信周期Ｔｒ［秒］の２倍の周期のうち、前半分の周期における高周波送信信号の送信期間である時刻ｔ_０〜ｔ_１の間には減衰器４により減衰された高周波送信信号が信号合成部１３に入力される様に第２スイッチ部３１を制御する。

これにより、時刻ｔ_１〜ｔ_２の間は、第１の実施形態と同様に受信アンテナＡＮＴ１による測定期間となる。更に、スイッチ制御部１２ｅは、高周波送信信号の送信周期Ｔｒ［秒］の２倍の周期のうち、後半分の周期における高周波送信信号の送信期間である時刻ｔ_２〜ｔ_３の間には減衰器４により減衰された高周波送信信号が信号合成部１３に入力されない様に第２スイッチ部３１を制御する。

また、時刻ｔ_０〜ｔ_１及び時刻ｔ_２〜ｔ_３の間は、高周波送信信号の送信期間と同期して、送信アンテナＡＮＴ０から送信された高周波送信信号の送信アンテナＡＮＴ０の指向性パターンのサイドローブあるいは受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４のサイドローブなどにより回り込んだ回り込み信号が受信アンテナＡＮＴ１により受信される。この回り込み信号の信号電力は減衰された高周波送信信号の信号電力に比べて相当に小さい。

これにより、受信アンテナＡＮＴ１に関して、時刻ｔ_０〜ｔ_２の間では第１の実施形態と同様に当該受信アンテナＡＮＴ１における基準送信信号と受信信号との相関値に基づく位相ずれ量が補正された相関値が演算される。更に、受信アンテナＡＮＴ１に関して、時刻ｔ_２〜ｔ_４の間では当該受信アンテナＡＮＴ１における当該回り込み信号の受信に起因する系統間固定位相誤差が基準位相Δφ（１）として演算される。

また、スイッチ制御部１２ｅは、時刻ｔ_４〜ｔ_５の間に受信アンテナＡＮＴ２に切り替え、時刻ｔ_５〜ｔ_６の間に受信アンテナＡＮＴ２により受信された受信信号が信号合成部１３に出力される様にスイッチ部１１を制御する。

更に、スイッチ制御部１２ｅは、高周波送信信号の送信周期Ｔｒ［秒］の２倍の周期のうち、前半分の周期における高周波送信信号の送信期間である時刻ｔ_４〜ｔ_５の間には減衰器４により減衰された高周波送信信号が信号合成部１３に入力される様に第２スイッチ部３１を制御する。これにより、時刻ｔ_５〜ｔ_６の間は、第１の実施形態と同様に受信アンテナＡＮＴ２による測定期間となる。

更に、スイッチ制御部１２ｅは、高周波送信信号の送信周期Ｔｒ［秒］の２倍の周期のうち、後半分の周期における高周波送信信号の送信期間である時刻ｔ_６〜ｔ_７の間には減衰器４により減衰された高周波送信信号が信号合成部１３に入力されない様に第２スイッチ部３１を制御する。

また、時刻ｔ_４〜ｔ_５及び時刻ｔ_６〜ｔ_７の間は、高周波送信信号の送信期間と同期して、送信アンテナＡＮＴ０から送信された高周波送信信号の送信アンテナＡＮＴ０の指向性パターンのサイドローブあるいは受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４のサイドローブなどにより回り込んだ回り込み信号が受信アンテナＡＮＴ２により受信される。この回り込み信号の信号電力は減衰された高周波送信信号の信号電力に比べて相当に小さい。

これにより、受信アンテナＡＮＴ２に関して、時刻ｔ_４〜ｔ_５の間では第１の実施形態と同様に当該受信アンテナＡＮＴ２における基準送信信号と受信信号との相関値に基づく位相ずれ量が補正された相関値が演算される。更に、受信アンテナＡＮＴ２に関して、時刻ｔ_６〜ｔ_８の間では当該受信アンテナＡＮＴ２における当該回り込み信号の受信に起因する系統間固定位相誤差が基準位相Δφ（２）として演算される。以降の他の受信アンテナＡＮＴ３及びＡＮＴ４についても同様である。

なお、スイッチ部１１により出力される受信信号は、図９（ｅ）に示す様に、時刻ｔ_０〜ｔ_１、時刻ｔ_２〜ｔ_３、時刻ｔ_４〜ｔ_５、時刻ｔ_６〜ｔ_７及び時刻ｔ_８〜ｔ_９においてはレーダ装置１の周囲のノイズ信号と上述した回り込み信号との合成信号を示す。なお、当該ノイズ信号の信号電力は当該回り込み信号の信号電力に比べて非常に微弱であり、スイッチ部１１により出力される受信信号は当該回り込み信号であると近似することができる。

また、スイッチ部１１により出力される受信信号は、時刻ｔ_１〜ｔ_２、時刻ｔ_３〜ｔ_４、時刻ｔ_５〜ｔ_６及び時刻ｔ_７〜ｔ_８においては当該回り込み信号と各測定期間（時刻ｔ_１〜ｔ_２、時刻ｔ_３〜ｔ_４、時刻ｔ_５〜ｔ_６及び時刻ｔ_７〜ｔ_８）に対応した受信信号（不図示）との合成信号を示す。

信号合成部１３は、第２スイッチ部３１により減衰器４により出力された高周波送信信号の入力がＯＮ又はＯＦＦされた信号と、スイッチ部１１により出力された受信信号とを合成し、当該合成された合成信号を受信ＲＦ部１４の電力増幅器１５に出力する。
第２スイッチ部３１がＯＮ状態の場合、信号合成部１３は、減衰器４の出力とスイッチ部１１からの出力とを合成する。この場合、スイッチ部１１の出力には、送信あるいは受信アンテナのサイドローブを介して回り込む信号を含み、その平均電力がＺ[ｄＢ]であった場合、信号合成部から出力される信号電力は、（Ｙ＋Ｚ）[ｄＢ]となる。

送信あるいは受信アンテナのサイドローブを介して回り込む信号の平均電力Ｚ[ｄＢ]は、送受アンテナのサイドローブレベルを含めたアンテナパターン設計を行うことで、受信ＲＦ部１４で受信可能な信号電力とする。なお、レーダ送信信号の減衰器出力の信号電力Ｙは、この区間の受信信号レベルＺよりも十分高いレベル（３ｄＢ〜１０ｄＢ）となる程度に減衰したうえで、レーダ受信部の信号合成部で混合する。

ただし、レーダ送信信号の自己相関特性にサイドローブを有する場合は、そのサイドローブレベルがレーダ測定期間に影響を受けないレベルで、レーダ送信信号の減衰器出力の信号電力Ｙを小さくしておく。また、レーダ送信信号の減衰器出力を混合するタイミングは、レーダ送信信号と同期して、かつ時間遅れを少なくして行う。

受信ＲＦ部１４の動作は第１の実施形態と同様のため、当該受信ＲＦ部１４の動作の説明は省略する。

Ａ／Ｄ変換部１８の動作は第１の実施形態と同様のため、当該Ａ／Ｄ変換部１８の動作の説明は省略する。

基準送信信号生成部１９の動作は第１の実施形態と同様のため、当該基準送信信号生成部１９の動作の説明は省略する。

相関値演算部２０は、受信アンテナＡＮＴｓにより受信された受信信号の複素信号ｘ（ｓ、ｋ）と、基準送信信号生成部１９により出力された基準送信信号ｒ（ｎ）との相関値ＡＣ（ｓ、ｋ）を演算する。ここでは、相関値として、上述した数式（１）に示す様なスライディング相関値が演算されるものとする。

なお、上述したスライディング相関値ＡＣ（ｓ、ｋ）の演算においては、基準送信信号は、送信信号生成部５により生成された送信信号が実数で構成されるベースバンド帯域の信号ｒ（ｎ）である場合には、当該信号ｒ（ｎ）が用いられる。また、当該送信信号生成部５により生成された送信信号が同相信号及び直交信号からなるベースバンド帯域の信号ｒ（ｎ）である場合には、当該信号ｒ（ｎ）の複素共役値が用いられる。

タイミング制御部２１は、減衰器４を介して信号合成部１３に入力された送信アンテナＡＮＴ０から送信される高周波送信信号が存在する期間Ｔｗ［秒］が終了したタイミングｋ_０に基づいて、当該タイミングｋ_０が相関値演算部２０によるスライディング相関値ＡＣ（ｓ、ｋ_０）の演算が終了したタイミングであるとして、当該スライディング相関値の演算が終了したタイミング情報を位相ずれ量演算部２２に通知する。

図９（ｆ）に示す様に、減衰器４を介して、信号合成部１３に入力された送信アンテナＡＮＴ０から送信される高周波送信信号が存在する期間Ｔｗ［秒］が終了したタイミングｋ_０とは、時刻ｔ_１、ｔ_５、及びｔ_９の時刻であり、離散時刻ｋ＝Ｎｒに相当する。

また、タイミング制御部２１は、受信アンテナＡＮＴｓにより受信された受信信号の複素信号ｘ（ｓ、ｋ）と、基準送信信号生成部１９により出力された基準送信信号ｒ（ｎ）とのスライディング相関値ＡＣ（ｓ、ｋ）に対し、位相補正部２３により補正された当該スライディング相関値ＡＣ（ｓ、ｋ）を記憶部２４に記憶する旨のタイミング情報を位相補正部２３に通知する。但し、離散時刻ｋ＝２Ｎｒ〜（Ｎｒ＋Ｎｕ）、及び（Ｎｒ＋Ｎｕ）＋２Ｎｒ〜２（Ｎｒ＋Ｎｕ）である（図９（ｆ）参照）。

位相ずれ量演算部２２は、減衰器４を介して信号合成部１３に入力された送信アンテナＡＮＴ０から送信される高周波送信信号が存在する期間Ｔｗ［秒］が終了したというタイミング制御部２１からのタイミング情報（例：時刻ｔ_１、ｔ_５、ｔ_９）に基づき、受信アンテナＡＮＴｓにおけるスライディング相関値ＡＣ（ｓ、Ｎｒ）と、後述する基準受信アンテナＡＮＴｓ_０におけるスライディング相関値ＡＣ（ｓ_０、Ｎｒ）とを抽出する。

ここでは、図８に示す４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４のうち、位相ずれ量を演算するための基準となる受信アンテナＡＮＴｓ_０を、基準受信アンテナと記載する。更に、当該基準受信アンテナＡＮＴｓ_０におけるスライディング相関値ＡＣ（ｓ_０、Ｎｒ）と、当該受信アンテナＡＮＴｓにおけるスライディング相関値ＡＣ（ｓ、Ｎｒ）とは、相関値演算部２０により既に演算されているものとする。

位相ずれ量演算部２２は、受信アンテナＡＮＴｓにおけるスライディング相関値ＡＣ（ｓ、Ｎｒ）と基準受信アンテナＡＮＴｓ_０におけるスライディング相関値ＡＣ（ｓ_０、Ｎｒ）とから、当該受信アンテナＡＮＴｓにおける位相ずれ量Δθ（ｓ）を上述した数式（２）に従って演算する。位相ずれ量演算部２２は、当該演算された位相ずれ量Δθ（ｓ）を位相補正部２３に出力する。

更に、位相ずれ量演算部２２は、スライディング相関値の演算が終了したというタイミング制御部２１からのタイミング情報（例：時刻ｔ_３、ｔ_７）に基づき、相関値演算部２０により演算された回り込み信号における相関値ＡＣ（ｓ、Ｎｒ＋Ｎｕ＋Ｎｒ＋ｄｔ）を抽出する。位相ずれ量演算部２２は、当該抽出された相関値ＡＣ（ｓ、Ｎｒ＋Ｎｕ＋Ｎｒ＋ｄｔ）から上述した位相ずれ量Δθ（ｓ）を、数式（７）に従って補正する。更に、位相ずれ量演算部２２は、当該受信アンテナＡＮＴｓ（時刻ｔ_３の場合は受信アンテナＡＮＴ１）とスイッチ部１１との系統間における固定の位相誤差を、当該受信アンテナＡＮＴｓにおける基準位相ΔΦ（ｓ）として演算する。
ここでは、当該受信アンテナＡＮＴｓにおけるスライディング相関値ＡＣ（ｓ、Ｎｒ＋Ｎｕ＋Ｎｒ＋ｄｔ）は、相関値演算部２０により既に演算されているものとする。

ここで、上述した様に、離散時刻ｋ＝Ｎｒ＋Ｎｕ＋Ｍｒ＋ｄｔは、上述した回り込み信号が受信アンテナＡＮＴｓにより受信されたときのタイミングを示す。ここでｄｔ［秒］は、送信アンテナＡＮＴ０のサイドローブから受信アンテナのサイドローブを介して直接的に回り込んで受信される信号の到来時間の遅れを表す。ｄｔは、送信アンテナＡＮＴ０及び受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４の配置（送信アンテナ及び受信アンテナ間の距離）に依存する。但し、ｄｔは、パルス列中の１つのパルス幅以上大きいことが望ましい。

この場合、減衰器４を介して信号合成部１３に入力された送信アンテナＡＮＴ０からの高周波送信信号が存在する期間Ｔｗ［秒］が終了したタイミング情報に基づいて受信アンテナＡＮＴｓにおけるスライディング相関値ＡＣ（ｓ、Ｎｒ）を演算する際、重畳して受信される回り込み信号による影響を小さく相関値を得ることができる。これにより、基準位相をより正確に演算することができる。

位相補正部２３は、位相ずれ量演算部２２により出力された位相ずれ量に基づいて、相関値演算部２０により演算されたスライディング相関値ＡＣ（ｓ、ｋ）を上述した数式（４）に従って補正する。位相補正部２３は、当該補正されたスライディング相関値ＡＣ（ｓ、ｋ）の位相成分を記憶部２４に記憶する。

また、位相補正部２３は、タイミング制御部２１により出力された補正後のスライディング相関値を記憶する旨のタイミング情報に基づいて、離散時刻ｋ＝２Ｎｒ〜（Ｎｒ＋Ｎｕ）及び（Ｎｒ＋Ｎｕ＋Ｎｒ）〜２（Ｎｒ＋Ｎｕ）の受信アンテナＡＮＴｓにおいて当該補正された位相成分を有するスライディング相関値（数式（５）参照）を記憶部２４に記憶する。

到来角度距離推定部２５の動作は第１の実施形態と同様のため、当該到来角度距離推定部２５の動作の説明は省略する。

（第２の実施形態のレーダ装置１ｅにおける通常期間における動作）
次に、第２の実施形態のレーダ装置１ｅの通常期間における動作について、上述した基準位相更新期間における動作と異なる内容について説明し、当該基準位相更新期間における動作と同一の内容についての説明は省略する。

スイッチ制御部１２ｅは、送信アンテナＡＮＴ０から送信される高周波送信信号の送信周期Ｔｒ［秒］の整数倍Ｎ（Ｎ：整数）の周期で、４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４を逐次的に切り替える様にスイッチ部１１を制御する。第２の実施形態の通常期間においては、スイッチ制御部１２ｅは、図９（ｄ）と同様に、高周波送信信号の送信周期Ｔｒ［秒］の２倍の周期（Ｎ＝２）で４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４を逐次的に切り替える様にスイッチ部１１を制御する。

また、スイッチ制御部１２ｅは、通常期間においては、減衰器４により減衰された高周波送信信号の信号合成部１３への入力を遮断するように第２スイッチ部３１を制御する。

相関値演算部２０は、第１の実施形態の相関値演算部２０と同様にして、受信アンテナＡＮＴｓにおける上述した回り込み信号と基準送信信号とのスライディング相関値ＡＣ（ｓ、Ｎｒ＋ｄｔ）を演算する。

位相ずれ量演算部２２は、タイミング制御部２１により出力されたスライディング相関値の演算が終了したタイミングに基づき、受信アンテナＡＮＴｓにおける上述した回り込み信号と基準送信信号との相関値ＡＣ（ｓ、Ｎｒ＋ｄｔ）を抽出し、基準位相記憶部３２により記憶されている基準位相ΔΦ（ｓ）に基づいて、当該受信アンテナＡＮＴｓの位相ずれ量を数式（８）に従って補正する。

位相補正部２３は、位相ずれ量演算部２２により出力された位相ずれ量に基づいて、相関値演算部２０により演算されたスライディング相関値ＡＣ（ｓ、ｋ）を上述した数式（４）に従って補正する。位相補正部２３は、当該補正されたスライディング相関値ＡＣ（ｓ、ｋ）の位相成分を記憶部２４に記憶する。

また、位相補正部２３は、タイミング制御部２１により出力された補正後のスライディング相関値を記憶する旨のタイミング情報に基づいて、離散時刻ｋ＝２Ｎｒ〜（Ｎｒ＋Ｎｕ）の受信アンテナＡＮＴｓにおいて当該補正された位相成分を有するスライディング相関値（数式（５）参照）を記憶部２４に記憶する。

以上により、第２の実施形態のレーダ装置１ｅによれば、第１の実施形態のレーダ装置１と同様、ターゲットにより反射されて受信アンテナＡＮＴｓにより受信された受信信号と基準送信信号との相関値に基づいて、当該受信アンテナにおける位相ずれ量を適正に演算することができる。

更に、当該レーダ装置１ｅによれば、送信アンテナＡＮＴ０から受信アンテナＡＮＴｓに直接回り込んだ回り込み信号と基準送信信号との相関値に基づいて、当該受信アンテナＡＮＴｓにおける系統間の固定の位相誤差を適正に演算することができる。
これにより、レーダ装置１ｅによれば、受信アンテナＡＮＴｓとスイッチ部１１との系統間における固定の位相誤差と、基準送信信号と受信信号との相関値に基づく位相ずれ量とを、レーダ装置の測定性能に対する影響を抑制して適正に演算することができる。

更に、レーダ装置１ｅによれば、信号合成部１３の前段部において受信アンテナＡＮＴｓとスイッチ部１１との系統間における位相誤差が経時的に変動する場合でも、当該位相誤差をリアルタイムに補正することが可能となる。
また、レーダ装置１ｅは、当該適正に演算された位相誤差及び位相ずれに基づいて、各受信アンテナＡＮＴｓにおける相関値の位相成分を適正に補正することにより、ターゲットの到来角度及び距離の測定精度の劣化を抑えることができる。

更に、レーダ装置１ｅによれば、第１の実施形態のレーダ装置１と同様、従来のレーダ装置と比べてキャリブレーション用のスイッチングポートをスイッチ部１１に設ける必要がない。これにより、レーダ装置１は、高周波送信信号の送信ごとに受信アンテナＡＮＴｓに対するキャリブレーションを行うことができるため、従来のレーダ装置に比べて高精度な測定を行うことができる。

〔第３の実施形態〕
第３の実施形態のレーダ装置１ｆの構成及び動作について図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、第３の実施形態のレーダ装置１ｆの内部構成を示すブロック図である。

図１２は、第３の実施形態のレーダ装置１ｆの動作に関するタイミングチャートである。同図（ａ）は、高周波送信信号のタイミングチャートを示す説明図である。同図（ｂ）は、減衰器４から信号合成部１３に入力された高周波送信信号のタイミングチャートを示す説明図である。同図（ｃ）は、各々の受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４による測定期間を示す説明図である。同図（ｄ）は、信号合成部１３ｆから出力された受信信号と各々の受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４による測定期間とを示す説明図である。

同図（ｅ）は、信号合成部１３からの出力と各々の受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４による測定期間と位相ずれ量を演算するタイミングを示す説明図である。同図（ｆ）は、送信信号と受信信号との相関値を記憶する期間を示す説明図である。

レーダ装置１ｆは、図１１に示す様に、発振器Ｌｏと、レーダ送信部２と、レーダ受信部３ｆと、送信アンテナＡＮＴ０と、受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４と、減衰器４とを備える。レーダ装置１ｆの構成はレーダ受信部３ｆを除き第１の実施形態と同様であるため、それらの説明を省略する。以下、レーダ装置１ｆにおけるレーダ受信部３ｆの構成について主に異なる構成と動作について説明を行う。

図１２（ａ）に示す様に、レ−ダ送信部２より送信アンテナＡＮＴ０から送信される高周波送信信号が存在する期間Ｔｗ［秒］においては、ベースバンド帯域の送信信号ｒ（ｎ）としてＮｒ［個］の離散時間サンプルが存在するとする。更に、高周波送信信号が存在しない期間（Ｔｒ−Ｔｗ）［秒］においては、ベースバンド帯域の送信信号ｒ（ｎ）としてＮｕ［個］の離散時間サンプルが存在するとする。

パラメータＴｒは、送信アンテナＡＮＴ０から送信される高周波送信信号の送信周期［秒］である。また、図１２（ａ）に示す様に、高周波送信信号は、時刻ｔ_０〜ｔ_１の間、時刻ｔ_２〜ｔ_３の間、時刻ｔ_４〜ｔ_５の間、時刻ｔ_６〜ｔ_７の間及び時刻ｔ_８〜ｔ_９の間において送信周期Ｔｒにより周期的に送信され、時刻ｔ_１〜ｔ_２の間、時刻ｔ_３〜ｔ_４の間、時刻ｔ_５〜ｔ_６の間及び時刻ｔ_７〜ｔ_８の間においては送信されない。時刻ｔ_９以降も、高周波送信信号の送信が同様にして繰り返される。

減衰器４は、図１２（ｂ）に示す様に、高周波送信信号の送信期間と同期して、方向性結合器１０により出力された高周波送信信号の信号電力を所定の信号電力Ｙ［ｄＢ］に減衰する。

レーダ受信部３ｆは、４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４と、送信信号切換部４０と、スイッチ制御部１２ｆと、信号合成部１３ｆ１〜１３ｆ４と、受信ＲＦ部１４ｆ１〜１４ｆ４と、位相制御部４１と、位相シフト部（ＰＳ：Phase Shift）４２−１〜４２−４と、信号加算部３３と信号処理部１７とを備える。受信ＲＦ部１４ｆは、電力増幅器１５と、周波数変換部１６とを備える。信号処理部１７は、Ａ／Ｄ変換部１８と、基準送信信号生成部１９と、相関値演算値２０と、タイミング制御部２１と、位相ずれ量演算部２２と、位相補正部２３と、記憶部２４と、到来角度距離推定部２５とを備える。

受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４は、４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４によるアレーアンテナを構成する。受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４は、レーダ送信部２により送信された高周波送信信号がターゲットに反射された信号と、当該レーダ装置１の周囲のノイズ信号とを受信信号として受信する。なお、図１１に示す様に、第１の実施形態のレーダ装置１のアレーアンテナの素子数を４として説明するが、当該アレーアンテナの素子数は４に限定されない。

送信信号切換部４０では、スイッチ制御部１２ｆの制御により、４つの信号合成部１３ｆ１〜１３ｆ４の各スイッチングポートが逐次的に切り替えられる。この切り替えにより、単一のスイッチングポートが選択され、当該スイッチングポートに対応する信号合成部１３ｆｑと送信信号切換部４０とが接続される。ここで、パラメータｑは、受信アンテナ数までの自然数をとり、図１１の場合、ｑ＝１〜４である。送信信号切換部４０は、当該選択された信号合成部１３ｆｑに、減衰器４からの高周波送信信号を出力する。

スイッチ制御部１２ｆは、高周波送信信号の送信周期Ｔｒ［秒］の整数倍Ｎ（Ｎ：整数）の周期で、送信信号切換部４０の４つの信号合成部１３ｆ１〜１３ｆ４の各スイッチングポートを逐次的に切り替える。第３の実施形態において、スイッチ制御部１２は、高周波送信信号の送信周期Ｔｒ［秒］と同一の周期（Ｎ＝１）で送信信号切換部４０の４つの信号合成部１３ｆ１〜１３ｆ４の各スイッチングポートを逐次的に切り替える様に送信信号切換部４０を制御する例を示すが、これに限定されない。

具体的に、スイッチ制御部１２は、時刻ｔ_０〜ｔ_１の間に減衰器４からの高周波送信信号である送信信号切換部４０の出力が当該選択された信号合成部１３ｆ１に入力されるように切り替える。ここで、送信信号切換部４０における切換遷移時間ΔＴｓｗを考慮して、時刻ｔ_０−ΔＴｓｗより前の時刻から切換動作をおこなうようにする。

スイッチ制御部１２は、時刻ｔ_２〜ｔ_３の間に減衰器４からの高周波送信信号である送信信号切換部４０の出力が当該選択された信号合成部１３ｆ２に入力されるように切り替える。

スイッチ制御部１２は、時刻ｔ_４〜ｔ_５の間に減衰器４からの高周波送信信号である送信信号切換部４０の出力が当該選択された信号合成部１３ｆ３に入力されるように切り替える。

スイッチ制御部１２は、時刻ｔ_６〜ｔ_７の間に減衰器４からの高周波送信信号である送信信号切換部４０の出力が当該選択された信号合成部１３ｆ４に入力されるように切り替える。

以降、同様にスイッチ制御部１２は、高周波送信信号の送信周期Ｔｒ［秒］と整数倍Ｎ（Ｎ：整数）の周期で信号合成部１３ｆｑへの入力されるように切り替える。信号合成部１３ｆｑに、減衰器４により出力された高周波送信信号が送信信号切換部４０を介した結果含まれない場合は、図１２（ｃ）に示す様に、受信ＡＮＴｑにより出力された受信信号のみとなる。

一方、信号合成部１３ｆｑに、送信信号切換部４０を介し、減衰器４により出力された高周波送信信号が含まれる場合は、図１２（ｄ）に示す様に、受信ＡＮＴｑにより出力された受信信号と減衰器４により出力された高周波送信信号とを合成し、当該合成された合成信号を受信ＲＦ部１４ｆｑに出力する。ここで、受信ＡＮＴｑにより出力された受信信号の平均信号電力がＺ［ｄＢ］である場合には、信号合成部１３ｆｑにより出力される合成信号の信号電力は（Ｙ＋Ｚ）［ｄＢ］となる。

なお、送信信号切換部４０を介し、減衰器４により出力された高周波送信信号の信号電力Ｙ［ｄＢ］が信号合成部１３ｆｑに含まれる場合は、高周波送信信号が送信される時間（例：時刻ｔ_０〜ｔ_１等）における受信アンテナＡＮＴｓで受信される信号電力よりも十分高い信号電力（例：３［ｄＢ］〜１０［ｄＢ］）となる程度に減衰されることが好ましい。そのため、減衰器４により出力された高周波送信信号の電力が不足する場合には、減衰器４の代わりに所定のレベルに調整するレベル調整部を置き、レベル調整部に含まれる増幅回路を介して増幅することで対応する。また、レベル調整部は、減衰器４を用いて構成されても良い。

また、高周波送信信号の自己相関特性にサイドローブが存在する場合には、減衰器４は、方向性結合器１０により出力された高周波送信信号の信号電力を、当該サイドローブのレベルがレーダ装置１の測定期間に影響を与えない信号電力に減衰することが好ましい。

受信ＲＦ部１４ｆ１〜１４ｆ４は、発振器Ｌｏにより生成されたリファレンス信号に基づいて、当該リファレンス信号を所定倍に逓倍したタイミングクロックを生成する。受信ＲＦ部１４ｆ１〜１４ｆ４は、当該生成されたタイミングクロックに基づいて動作する。受信ＲＦ部１４ｆ１〜１４ｆ４は、信号合成部１３ｆ１〜１４ｆ４により合成された合成信号を入力し、当該入力された合成信号の信号電力を所定の信号電力に増幅して、ベースバンド信号にそれぞれ周波数変換する。

更に、受信ＲＦ部１４ｆ１〜１４ｆ４は、直交検波により一部の合成信号の位相成分を９０［度］移相することにより、同相信号及び直交信号からなるベースバンド帯域の受信信号を生成し、生成された受信信号を位相シフト部（PS: Phase shifter）３２に出力する。ここで、時刻ｔにおける受信ＲＦ部１４ｆｑの出力である同相信号Ｉ（ｔ）及び直交信号Ｑ（ｔ）からなるベースバンド帯域の受信信号を複素信号ｘｑ（ｔ）＝Ｉｑ（ｔ）＋Ｑｑ（ｔ）と記載する。

位相シフト部４２−１〜４２―４は、受信ＲＦ部１４ｆ１〜１４ｆ４の出力信号をそれぞれの入力とし、入力された受信ＲＦ部１４ｆ１〜１４ｆ４の出力信号に、位相制御部４１が指示する位相回転φ１〜φ４をそれぞれ付与する。

信号加算部３３は、位相シフト部４２−１〜４２―４の各出力に対し加算処理を行う。ここで、信号加算部３３の時刻ｔにおける出力信号ＯＳ（ｔ）は、数式（９）のように示すことができる。なお、ｊは虚数単位である。

位相シフト部４２−１〜４２―４及び信号加算部３３の動作により、レーダ受信部３ｆは、所定方向に受信アレーアンテナの指向性を形成することができる。例えば、受信アンテナが間隔Ｄａｎｔにおいて等間隔の直線上に配置される場合、φｑ＝（ｑ−１）Ｄａｎｔ・ｓｉｎθ・２π／λとすると、θ方向に受信ビーム（受信アレーアンテナの指向性）を形成できる。

位相制御部４１は、スイッチ制御部１２ｆにおける高周波送信信号の送信周期Ｔｒ［秒］の整数倍Ｎ２（Ｎ２：整数）の周期毎の制御信号に基づき、位相回転φ１〜φ４を周期的に可変する。これにより、送信周期Ｔｒ［秒］の整数倍Ｎ２（Ｎ２：整数）の周期毎に受信ビームを可変することができる。

Ａ／Ｄ変換部１８は、信号加算部３３の出力に対して離散時間ｋにおけるサンプリングを行うことにより、当該受信信号をデジタルデータに変換する。ここで、減衰器４により出力された高周波送信信号が送信信号切換部４０を介して信号合成部１３ｆｑに含まれる場合における信号加算部３３の出力の離散時間ｋにおける受信信号を、信号加算部３３の出力における同相信号成分Ｉ（ｑ、ｋ）及び直交信号成分Ｑ（ｑ、ｋ）を用いて、複素数ｘ（ｑ、ｋ）＝Ｉ（ｑ、ｋ）＋ｊＱ（ｑ、ｋ）の複素信号として示す。なお、ｊは虚数単位である。

更に、パラメータｋは高周波送信信号に含まれるベースバンド帯域の送信信号ｒ（ｎ）のサンプル数に対応した離散時刻を表し、第３の実施形態においては、送信信号を送信するタイミングをｋ＝１とし、ｋ＝１〜（Ｎｒ＋Ｎｕ）とする。従って、図１２（ｅ）に示す様に、時刻ｔ_０、時刻ｔ_２、時刻ｔ_４、時刻ｔ_６及び時刻ｔ_８のタイミングにおいてパラメータｋ＝１となる。更に、時刻ｔ_１、時刻ｔ_３、時刻ｔ_５、時刻ｔ_７及び時刻ｔ_９のタイミングにおいてパラメータｋ＝Ｎｒとなる。

基準送信信号生成部１９は、送信信号生成部５の動作と同期して、当該送信信号生成部５と同様に発振器Ｌｏにより生成されたリファレンス信号に基づいて、当該リファレンス信号を所定倍に逓倍したタイミングクロックを生成する。基準送信信号生成部１９は、当該生成されたリファレンス信号に基づいて、送信信号生成部５により生成された送信信号と同一のベースバンド帯域の基準送信信号ｒ（ｎ）を周期的に生成する。基準送信信号生成部１９は、当該生成された基準送信信号ｒ（ｎ）を相関値演算部２０に出力する。

相関値演算部２０は、信号加算部３３の出力の離散時間ｋにおける受信信号である複素信号ｘ（ｑ、ｋ）と、基準送信信号生成部１９により出力された基準送信信号ｒ（ｎ）との相関値ＡＣ（ｑ、ｋ）を演算する。ここでは、相関値として、数式（１）に示す様なスライディング相関値が演算されるものとする。

スライディング相関値ＡＣ（ｑ、ｋ）は、信号加算部３３の出力の離散時間ｋにおける受信信号、即ち所定方向を有する受信ビームで受信された受信信号（反射信号及びノイズ信号を含む）と基準送信信号との離散時刻ｋにおける相関値であり、数式（１）におけるアスタリスク（＊）は複素共役演算子を示す。スライディング相関値ＡＣ（ｑ、ｋ）はｋ＝１〜（Ｎｒ＋Ｎｕ）の時間にわたり演算される。即ち、時刻ｔ_０から時刻ｔ_２まで、時刻ｔ_２から時刻ｔ_４まで、時刻ｔ_４から時刻ｔ_６まで、時刻ｔ_６から時刻ｔ_８まで・・の時間にわたり演算される。

なお、上述したスライディング相関値ＡＣ（ｑ、ｋ）の演算においては、基準送信信号は、送信信号生成部５により生成された送信信号が実数で構成されるベースバンド帯域の信号ｒ（ｎ）である場合には、当該信号ｒ（ｎ）が用いられる。また、当該送信信号生成部５により生成された送信信号が同相信号及び直交信号からなるベースバンド帯域の信号ｒ（ｎ）である場合には、当該信号ｒ（ｎ）の複素共役値が用いられる。

タイミング制御部２１は、送信アンテナＡＮＴ０から送信される高周波送信信号が存在する期間Ｔｗ［秒］（送信期間）が終了したタイミングｋ_０に基づいて、当該タイミングが相関値演算部２０によるスライディング相関値ＡＣ（ｑ、ｋ_０）の演算が終了したタイミングであるとして、当該スライディング相関値ＡＣ（ｑ、ｋ_０）の演算が終了したタイミング情報を位相ずれ量演算部２２に通知する。

また、タイミング制御部２１は、高周波送信信号の送信周期Ｔｒ［秒］の整数倍Ｎ（Ｎ：整数）の周期で、送信信号切換部４０の４つの信号合成部１３ｆ１〜１３ｆ４の各スイッチングポートが逐次的に切り替わるタイミングと選定されている信号合成部１３ｆの情報を位相ずれ量演算部２２と位相補正部２３に通知する。また、タイミング制御部２１は、高周波送信信号の送信周期Ｔｒ［秒］の整数倍Ｎ２（Ｎ２：整数）の周期の制御信号に基づき、位相制御部３２における位相回転φ１〜φ４が周期的に可変されるタイミングとその位相回転量を位相ずれ量演算部２２に通知する。

図１２（ｃ）及び同図（ｅ）に示す様に、送信アンテナＡＮＴ０から送信される高周波送信信号が存在する期間Ｔｗ［秒］が終了したタイミングｋ_０と、相関値演算部２０によるスライディング相関値ＡＣ（ｑ、ｋ_０）の演算が終了したタイミングとは、共に時刻ｔ_１、ｔ_３、ｔ_５、ｔ_７及びｔ_９で同じ時刻であり、離散時刻ｋ_０＝Ｎｒに相当する。

また、タイミング制御部２１は、信号加算部３３の出力の離散時間ｋにおける受信信号、即ち所定方向を有する受信ビームで受信された受信信号の複素信号ｘ（ｑ、ｋ）と、基準送信信号生成部１９により出力された基準送信信号ｒ（ｎ）とのスライディング相関値ＡＣ（ｑ、ｋ）に対し、位相補正部２３により補正された当該スライディング相関値ＡＣ（ｑ、ｋ）を記憶部２４に記憶する旨のタイミング情報を位相補正部２３に通知する。但し、離散時刻ｋ＝２Ｎｒ〜（Ｎｒ＋Ｎｕ）である（図２（ｆ）参照）。

なお、離散時間ｋは、ｋ＝（Ｎｒ＋１）〜（Ｎｒ＋Ｎｕ）の範囲で設定することも可能である。ここでは、タイミング制御部２１におけるスライディング相関値ＡＣ（ｑ、ｋ）が記憶部２４に記憶される離散時刻ｋの開始タイミングは、レーダ装置１の直近に存在するターゲットではなく所定距離［ｍ］以上離れたターゲットを検出することを想定してｋ＝Ｎｒではなくｋ＝２Ｎｒとしている。

これにより、レーダ装置１の直近に存在するターゲットからの強い受信レベルをひずみなく受信することを考慮することがなくなるため、レーダ装置１のレーダ受信部３におけるダイナミックレンジを低く抑えることができる。タイミング制御部２１におけるスライディング相関値ＡＣ（ｑ、ｋ）が記憶部２４に記憶される離散時刻ｋの開始タイミングに関しては、以下の各実施形態においても同様である。

或いは、離散時間ｋは、ｋ＝（Ｎｒ＋１）〜（Ｎｕ）の範囲で設定することも可能である。これにより、スライディング相関値ＡＣ（ｑ、ｋ）に高周波送信信号が重畳する時間範囲がなくすことができ、送信信号が直接的にレーダ受信部に回り込むような場合のレーダ測定性能の劣化を防ぐことができる。

位相ずれ量演算部２２は、スライディング相関値の演算が終了したというタイミング制御部２１からのタイミング情報に基づき、信号合成部１３ｆｑに、送信信号切換部４０を介して、減衰器４により出力された高周波送信信号が含まれるスライディング相関値ＡＣ（ｑ、Ｎｒ）と、後述する基準受信アンテナＡＮＴｑ_０におけるスライディング相関値ＡＣ（ｑ_０、Ｎｒ）とを抽出する。

ここでは、図１１に示す４つの受信アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４のうち、位相ずれ量を演算するための基準となる信号合成部１３ｆｑ_０を含む受信アンテナｑ_０を、基準受信アンテナと記載する。更に、当該基準受信アンテナＡＮＴｑ_０におけるスライディング相関値ＡＣ（ｑ_０、Ｎｒ）と、当該受信アンテナＡＮＴｑにおけるスライディング相関値ＡＣ（ｑ、Ｎｒ）とは、相関値演算部２０により既に演算されているものとする。

位相ずれ量演算部２２は、受信アンテナＡＮＴｑにおけるスライディング相関値ＡＣ（ｑ、Ｎｒ）と基準受信アンテナＡＮＴｑ_０におけるスライディング相関値ＡＣ（ｑ_０、Ｎｒ）とから、当該受信アンテナＡＮＴｑにおける位相ずれ量Δθ（ｑ）を数式（１０）に従って演算する。位相ずれ量演算部２２は、当該演算された位相ずれ量Δθ（ｑ）を位相補正部２３に出力する。

数式（１０）において、パラメータｑ及びパラメータｑ_０は受信アンテナの本数以下の自然数を表し、パラメータｓ及びｓ_０は１、２、３及び４のいずれかを示し、アスタリスク（＊）は複素共役演算子を示す。

位相補正部２３は、位相ずれ量演算部２２により出力された位相ずれ量に基づいて、相関値演算部２０により演算された受信アンテナＡＮＴｓにおけるスライディング相関値ＡＣ（ｑ、ｋ）の位相成分を数式（１１）に従って補正する。

また、位相補正部２３は、タイミング制御部２１により出力された補正後のスライディング相関値を記憶する旨のタイミング情報に基づいて、離散時刻ｋ＝２Ｎｒ〜（Ｎｒ＋Ｎｕ）の場合の受信アンテナＡＮＴｑにおける当該補正後の位相成分を有するスライディング相関値（数式（１２）参照）を記憶部２４に記憶する。

到来角度距離推定部２５は、記憶部２４に記憶された各受信アンテナＡＮＴｑにおける補正後の位相成分を有するスライディング相関値ＡＣ（ｑ、ｋ）に基づいて、ターゲットの到来角度及び当該ターゲットまでの距離の推定演算を行う。到来角度距離推定部２５による到来角度の推定演算は、既に公知の技術であり、例えば上述した非特許文献２を参照することにより実現することが可能である。更に、到来角度距離推定部２５によるターゲットまでの距離の推定演算は、上記参考非特許文献１を参照することにより実現可能である。

例えば、到来角度距離推定部２５は、ターゲットの到来角度に関して、受信アンテナＡＮＴｑにおける位相成分が補正された相関値に基づいて、当該受信アンテナにおける受信信号電力を算出する。この受信信号電力には、ターゲットの到来角度の位相成分が含まれる。到来角度距離推定部２５は、この受信信号電力が最大値をとる場合における位相成分の角度を、当該ターゲットの到来角度として推定する。

また、例えば、到来角度距離推定部２５は、ターゲットとの距離に関して、受信アンテナＡＮＴｓにおける位相成分が補正された相関値に基づいて、当該相関値が最大値をとるときの離散時刻と高周波送信信号の送信時間との時間差に基づいて、当該ターゲットの距離を推定する。

以上により、第３の実施形態のレーダ装置１ｆによれば、複数の受信アンテナでそれぞれ受信した受信信号と送信信号との相関値における位相成分の位相ずれ量を、レーダ装置の測定性能として例えば測定時間又は測定距離のレンジに影響を抑制して適正に演算することができる。

また、レーダ装置１ｆは、当該適正に演算された位相ずれ量に基づいて、各受信アンテナＡＮＴｑにおける相関値の位相成分を補正することにより、ターゲットの到来角度及び距離の測定精度の劣化を抑えることができる。

また、レーダ装置１ｆによれば、キャリブレーション用の送信信号と、測定用の送信信号が同じであるため、信号処理部１７にキャリブレーション用の相関演算部を追加することなく実施でき、回路構成の複雑化せずに実施できる。

なお、第３の実施形態において、位相シフト部４２−ｑは、受信ＲＦ部１４ｆｑの出力であるベースバンド信号に対し位相回転を付与したが、これに限定されず、受信ＲＦ部１４ｆｑで得られる高周波信号、あるいは中間周波数信号に対し位相回転を付与する構成でも同様な効果が得られる。あるいは受信ＲＦ部１４ｆｑに入力される発振器Ｌｏの信号に位相回転を付与する構成でも同様な効果が得られる。

なお、第３の実施形態において、位相シフト部４２は、受信ＲＦ部１４ｆの出力であるベースバンド信号に対しアナログ的に位相回転を付与したが、これに限定されない。図１３は、第３の実施形態の変形例１のレーダ装置１ｇの内部構成を示すブロック図である。

例えば、図１３に示すレーダ受信部３ｇは、受信ＲＦ部１４ｆ１〜１４ｆ４で得られるそれぞれのベースバンド信号を複数のＡ／Ｄ変換部１８―１〜１８−４を用いて、離散的にサンプリングしたデジタル信号に変換する。更に、レーダ受信部３ｇにおいては、位相シフト部４２−１〜４２−４は、離散的にサンプリングされたデジタル信号に対して位相回転を付与する。更に、信号加算部３３は、第３の実施形態のレーダ装置１ｆと同様に、位相シフト部４２の出力を加算する。

以上の様な構成により、レーダ装置１ｇにおいても、第３実施形態のレーダ装置１ｆと同様な効果を得ることができる。第３の実施形態の変形例１ではより多くのＡ／Ｄ変換器が必要であるが、デジタル的に位相制御を付与することができるため、アナログ的な位相制御より高精度に行うことができる。

以上、添付図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明のレーダ装置はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

なお、本発明において、レーダ装置１における周囲の測定環境等に応じて、受信アンテナＡＮＴｓを切り替える際において当該受信アンテナＡＮＴｓにおける平均的な受信信号電力の変動が大きい場合には、減衰器４は、当該平均的な受信信号電力に応じて減衰量を可変しても良い。

なお、本出願は、２０１０年７月１６日出願の日本特許出願（特願２０１０−１６１７９９）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

本発明に係るレーダ装置は、複数のアンテナにおける位相ずれ量を、測定時間又は測定距離のレンジに影響を与えることなく適正に補正し、ターゲットの到来角の推定精度の劣化を抑えるアレーレーダ装置として有用である。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ レーダ装置
２ レーダ送信部
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ レーダ受信部
４ 減衰器
５ 送信信号生成部
６ ＬＰＦ
７ 送信ＲＦ部
８、１６、２８ 周波数変換部
９、１５、２７ 電力増幅器
１０ 方向性結合器
１１、１１ａ、１１ｂ スイッチ部
１２、１２ｃ、１２ｅ、１２ｆ スイッチ制御部
１３、１３ａ、１３ａ１、１３ａ２、１３ａ３、１３ａ４、１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｂ３、１３ｂ４ 信号合成部
１４、１４ａ、１４ａ１、１４ａ２、１４ａ３、１４ａ４、１４ｂ１、１４ｂ２、１４ｂ３、１４ｂ４、１４ｆ１、１４ｆ２、１４ｆ３、１４ｆ４ 受信ＲＦ部
１７、１７ａ、１７ｄ、１７ｅ 信号処理部
１８、１８−１、１８−２、１８−３、１８−４ Ａ／Ｄ変換部
１９ 基準送信信号生成部
２０ 相関値演算部
２１ タイミング制御部
２２ 位相ずれ量演算部
２３ 位相補正部
２４ 記憶部
２５ 到来角度距離推定部
２９、３１ 第２スイッチ部
３０ 系統間固定位相誤差記憶部
３２−１、３２−２、３２−３、３２−４ 位相シフト部
３３ 信号加算部
４０ 送信信号切換部
４１ 位相制御部
４２ 位相シフト部
ＡＮＴ０ 送信アンテナ
ＡＮＴ１〜ＡＮＴ４ 受信アンテナ
Ｌｏ 発振器

Claims (12)

1. 所定の送信期間と非送信期間とからなる送信周期で高周波送信信号を間欠的に送信し、ターゲットに反射された信号を複数の受信アンテナを用いて受信し、前記反射された信号から前記ターゲットを検出するレーダ装置であって、
   ベースバンド帯域の送信信号を生成する送信信号生成部と、
   前記送信信号生成部により生成された送信信号を高周波送信信号に変換する送信ＲＦ部と、
   前記送信ＲＦ部により変換された高周波送信信号を、所定の信号電力比に従って分配する方向性結合器と、
   前記方向性結合器により分配された高周波送信信号を所定レベルに調整するレベル調整部と、
   前記レベル調整部の出力信号と、前記受信アンテナによって受信した受信信号と、を合成する信号合成部と、
   前記信号合成部により合成された信号をベースバンド帯域の受信信号に変換する受信ＲＦ部と、
   前記送信信号生成部により生成された送信信号と同一の基準送信信号を生成する基準送信信号生成部と、
   前記基準送信信号生成部により生成された基準送信信号と、前記受信ＲＦ部により変換された受信信号との相関値を演算する相関値演算部と、
   前記複数の受信アンテナのうちの特定の基準受信アンテナにおける前記相関値と他のいずれかの受信アンテナにおける前記相関値とから前記複数のアンテナのうちの任意の受信アンテナにおける位相ずれ量を演算する位相ずれ量演算部と、
   前記位相ずれ量演算部により演算された位相ずれ量に基づいて、前記任意の受信アンテナにおける相関値の位相成分を補正する位相補正部と、を備えるレーダ装置。
2. 請求項１に記載のレーダ装置であって、
   前記複数の受信アンテナを逐次的に切り替えて、前記複数の受信アンテナのうち単一の受信アンテナを選択するスイッチ部と、を更に有し、
   前記信号合成部は、
   前記送信期間に前記レベル調整部の出力信号と、前記スイッチ部により選択された前記単一の受信アンテナによって受信された受信信号と、を合成するレーダ装置。
3. 請求項１に記載のレーダ装置であって、
   前記信号合成部は、
   前記レベル調整部の出力信号と、前記受信アンテナで受信した受信信号と、を合成する複数の信号合成手段を有し、
   前記複数の信号合成手段のうち一つを選択し、前記選択した信号合成手段に前記レベル調整部の出力信号を入力する送信信号切換部と、を更に有するレーダ装置。
4. 請求項２に記載のレーダ装置であって、
   前記送信信号生成部により生成された送信信号の送信周期に同期して前記スイッチ部を制御するスイッチ制御部と、を更に備えるレーダ装置。
5. 請求項４に記載のレーダ装置であって、
   前記送信信号生成部により生成された送信信号の送信周期に同期して、逐次的に前記複数の信号合成手段を切り替える前記送信信号切換部を制御するスイッチ制御部と、を更に備えるレーダ装置。
6. 請求項４又は５に記載のレーダ装置であって、
   前記レベル調整部は、前記送信期間における受信信号よりも十分高くなる程度に、前記方向性結合器により出力された高周波送信信号を減衰するレーダ装置。
7. 請求項４〜６のうちいずれか一項に記載のレーダ装置であって、
   前記受信ＲＦ部により変換された受信信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換部と、を更に備えるレーダ装置。
8. 請求項４に記載のレーダ装置であって、
   前記スイッチ制御部により前記スイッチ部を介して前記受信アンテナの切り替えを完了したタイミングを通知するタイミング制御部と、を更に備え、
   前記位相ずれ量演算部は、前記タイミング制御部による前記タイミングの通知に基づいて、前記相関値演算部により演算された前記基準受信アンテナにおける相関値と前記他のいずれかの受信アンテナにおける相関値とに基づいて、前記他のいずれかの受信アンテナにおける位相ずれ量を演算するレーダ装置。
9. 請求項８に記載のレーダ装置であって、
   前記位相補正部により前記位相成分が補正された前記相関値を前記受信アンテナごとに記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶された前記相関値に基づいて、前記ターゲットの到来角度及び距離を演算する到来角度距離推定部と、を更に備えるレーダ装置。
10. 請求項８又は９に記載のレーダ装置であって、
    前記レベル調整部により減衰された高周波送信信号の前記信号合成部への入力遮断の有無を切り替える第２スイッチ部と、を更に備え、
    前記スイッチ制御部は、前記複数の受信アンテナを逐次的に切り替える周期に合わせて、前記高周波送信信号の前記信号合成部への入力遮断の有無を切り替える様に前記第２スイッチ部を制御するレーダ装置。
11. 請求項８又は９に記載のレーダ装置であって、
    各々の前記受信アンテナから前記スイッチ部までの系統間固定位相誤差を記憶する系統間固定位相誤差記憶部と、を更に備え、
    前記位相ずれ量演算部は、前記系統間固定位相誤差記憶部に記憶されている系統間固定位相誤差を含めて、前記他のいずれかの受信アンテナにおける位相ずれ量を補正するレーダ装置。
12. 請求項９に記載のレーダ装置であって、
    前記レベル調整部により減衰された高周波送信信号の前記信号合成部への入力遮断の有無を切り替える第２スイッチ部と、を更に備え、
    前記受信アンテナで受信した受信信号は、前記送信された高周波送信信号が前記受信アンテナに回り込んだ回り込み信号を含み、
    前記相関値演算部は、前記減衰された高周波送信信号の前記信号合成部への入力が前記第２スイッチ部により遮断され前記回り込み信号が到来したタイミングの前記受信アンテナにおける前記相関値を演算し、
    前記位相ずれ量演算部は、前記回り込み信号が到来したタイミングにおいて前記相関値演算部により演算された相関値の位相成分と、前記受信アンテナの切り替えを完了したタイミングの前記受信アンテナにおける位相ずれ量とから、前記受信アンテナから前記スイッチ部までの系統間位相誤差を演算するレーダ装置。

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