JP7117064B2 - レーダ装置、レーダシステム - Google Patents

Description

本発明は、レーダ装置等の技術に関する。また、本発明は、レーダ装置において複数の受信アンテナで構成されるアレーアンテナを用いて対象物の方位またはその方位を表す角度等を検知する技術に関する。

ミリ波レーダ等のレーダ装置では、レーダ装置からみた対象物（物標等と呼ばれる）の方位またはその方位を表す角度を検知する機能を持つ場合がある。その場合のレーダ装置は、複数の受信アンテナで構成されるアレーアンテナを備える。そのレーダ装置は、アレーアンテナの受信信号に基づいて、公知の超分解能処理等の処理を行うことで、物標の方位を計算して得ることができる。なお、ミリ波レーダとは、使用する電波波長が１ｃｍ未満（すなわちミリ単位）である場合で、電波周波数では３０～３００ＧＨｚ程度である場合を指す。

レーダ装置の用途として、例えば車両の自動運転が挙げられる。この用途では、自車両からみた他車両等の物標の位置や方位の計測に関して、様々な想定シーンが考えられる。その１つに、高速道路の渋滞末尾での衝突防止が挙げられる。例えば時速１００ｋｍ／ｈでの走行では、制御時間や停止距離等を考慮すると、渋滞末尾からの１５０ｍ以上手前の位置で、前方のどの車線に車両が停車しているか等の状態を認識する必要がある。ここで、自車両からの距離１５０ｍでみて、自車線と隣接車線の停車車両との間の角度は、約１度未満である。すなわち、この場合、角度の分解能として、１度未満が要求される。このような距離１５０ｍ先の物標の認識については、従来のカメラやレーザーレーダ（ＬｉＤＡＲ：Light Detection and Ranging，Laser Imaging Detection and Ranging：光検知および測距）では十分な角度の分解能が得られない。

そのため、代替センサとして、ミリ波やサブミリ波等の電波を用いたレーダ装置が有用である。ただし、このレーダ装置の場合、角度で１度未満の高い分解能を実現する必要がある。レーダ装置でこの高い分解能を得るためには、信号処理技術として、公知のＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）法やＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）法を代表とする超分解能方式を用いる必要がある。

超分解能方式では、アレーアンテナが用いられる。このアレーアンテナの複数の各々の受信アンテナ間、およびアレーアンテナに接続される受信アナログ回路の各々の受信回路間では、各種の誤差が生じる場合がある。この誤差としては、振幅や位相の誤差、アンテナ間の干渉や相互カップリング、アンテナ間隔の設計値からの誤差（空間誤差）等が挙げられる。このような誤差がある場合、角度の分解能が極端に劣化する場合がある。高い分解能を維持または実現するためには、対策技術の１つとして、これらの誤差に対する校正を行う技術が挙げられる。

校正の方式として、例えば非特許文献１では、校正行列を用いる方式が提案されている。この方式の場合、校正行列を用いて、振幅や位相の誤差、相互カップリング等の誤差を校正する。また、特許文献１には、誤差モデル行列（校正行列に相当する）を用いる方式が記載されている。特許文献１では、複数の既知波源と推定方向との差の絶対値の和の最小化によって単一の誤差モデル行列を決定している。

他の方式として、特許文献２が挙げられる。特許文献２では、位相補正によって受信アンテナ毎に位相を揃えた上で、空間ＦＦＴによって電波到来方向を算出する（ＦＦＴ：高速フーリエ変換）。特許文献２では、位相誤差の補正に関する技術例が記載されている。この方式の場合の位相補正は、基準となる方位に位相を合わせるビームフォーミングに相当し、アンテナ間の干渉やアンテナ間隔に関する誤差を補正するものではない。また、この方式は、角度計算のための超分解能処理を目的とするものではない。

特開２０１５－１５２３３５号公報 特開２００８－３０４４１７号公報

山田寛喜，"高分解能到来方向推定のためのアレーキャリブレーション手法"，電子情報通信学会論文誌Ｂ２００９，Ｖｏｌ．Ｊ９２－Ｂ Ｎｏ．９，ｐｐ．１３０８－１３２１．

アレーアンテナを用いて方位を表す角度の検知のための超分解能処理を行う方式のレーダ装置では、アレーアンテナおよび受信アナログ回路で、物標からの電波到来方向に応じて異なる誤差が生じる場合がある。その場合、単一の校正行列を用いた校正方式では、校正が十分にできず、角度の分解能を維持または向上することはできない。

本発明の目的は、アレーアンテナを備えるレーダ装置の技術に関して、電波到来方向に応じて異なる誤差が生じる場合でも、十分な校正によって、角度の分解能を維持または向上することができる技術を提供することである。

本発明のうち代表的な実施の形態は、レーダ装置等であって、以下に示す構成を有することを特徴とする。一実施の形態のレーダ装置は、物標の方位を表す角度を検知する機能を持つレーダ装置であって、複数の受信アンテナを含むアレーアンテナと、前記アレーアンテナの前記複数の受信アンテナに接続された複数の受信回路を含む受信アナログ回路と、前記受信アナログ回路に接続されたデジタル回路と、前記アレーアンテナおよび前記受信アナログ回路で生じる誤差に関する校正のための、設定された複数の校正データが格納されたメモリと、を備え、前記デジタル回路は、前記受信アナログ回路を経由した受信信号のデジタル信号に対し、デジタルビームフォーミング処理によって、物標からの電波到来方向を概算して抽出し、前記抽出した電波到来方向に応じて、前記複数の校正データから校正データを選択し、前記選択した校正データを用いて、前記受信信号のデジタル信号に対する校正処理を行い、前記校正処理後の信号に基づいて、前記角度を計算する処理を行う。

本発明のうち代表的な実施の形態によれば、アレーアンテナを備えるレーダ装置の技術に関して、電波到来方向に応じて異なる誤差が生じる場合でも、十分な校正によって、角度の分解能を維持または向上することができる。

本発明の実施の形態のレーダ装置の構成を示す図である。 実施の形態のレーダ装置における、主にアナログ部の構成を示す図である。 実施の形態のレーダ装置における、主にデジタル部の構成を示す図である。を示す図である。 実施の形態および比較例の構成における、アレーアンテナへの電波到来方向や、誤差等について模式的に示す図である。 実施の形態および比較例の構成における、単一の校正行列を用いた校正処理を示す図である。 実施の形態および比較例の構成における、各方式での、到来方向に対するスペクトルを示すイメージ図である。 到来方向に対する空間ＦＦＴスペクトルおよび掃引範囲を示す図である。 空間フィルタ後の空間ＦＦＴスペクトル（掃引範囲Ａ）と校正後のスペクトルを示す図である。 空間フィルタ後の空間ＦＦＴスペクトル（掃引範囲Ｂ）と校正後のペクトルを示す図である。 実施の形態の変形例のレーダ装置における、補間処理で校正行列を生成する場合の概要を示す図である。 実施の形態の変形例のレーダ装置における、デジタル部の構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

［課題等］
課題等について補足説明する。アレーアンテナを用いて角度検知のための超分解能処理を行う方式のレーダ装置の場合、アレーアンテナおよび受信アナログ回路で生じる誤差による分解能の劣化の課題がある。対策技術として、その誤差に関する校正を行う技術が挙げられる。例えば、レーダ装置のアレーアンテナの受信アナログ回路と、超分解能処理回路との間にある信号処理回路で、各受信アンテナの各受信信号を含むデジタル信号に対し、誤差に関する校正行列を用いて校正処理を行う。これにより、校正後の信号を用いて超分解能処理を行うことで、角度の分解能を維持または向上できると期待される。

ただし、上記校正を行う場合、アレーアンテナおよび受信アナログ回路で生じる各種の誤差、例えばアンテナ間隔の設計値からの誤差については、受信アンテナに対する物標からの電波到来方向に応じて異なる誤差が生じる場合がある。そのため、従来技術例として、単一の校正行列を用いた校正方式のレーダ装置では、電波到来方向に応じて異なる誤差に対しては、校正が十分にできない。

言い換えると、上記電波到来方向に応じて異なる誤差が生じる場合、その異なる誤差に応じて、必要で最適な校正内容は異なり、対応する校正行列が異なる。従来技術例のレーダ装置では、単一の校正行列を用いるので、電波到来方向に応じて異なる誤差に対して、それぞれの校正行列を用いて校正を行うことは考慮されていない。

特許文献１の例のように、単一の校正行列を用いた校正方式では、その単一の校正行列が、ある電波到来方向への依存が強い場合、その単一の校正行列を用いた校正処理の結果では、校正が十分にできない可能性がある。すなわち、電波到来方向によっては、誤差がほとんど解消されない、あるいは結果として誤差が大きくなる等の可能性があり、角度の分解能の劣化が生じる可能性が考えられる。

また、非特許文献１の例のように、信号処理回路部で校正を行う方式では、電波到来方向に応じて誤差が変化する場合、単一の校正行列による校正では、十分な対応が困難である。すなわち、受信信号の校正結果および超分解能処理結果等においても、誤差を内在したままとなる。その結果、レーダ装置の出力情報である、距離、速度、および角度等において、特に角度の精度や分解能が低下してしまうことになる。

本発明者は、実験や検討の結果、アレーアンテナに関して、物標からの電波到来方向に応じて異なる誤差が生じ得ること、および異なる誤差に応じて必要または有効な校正が異なり得ること等を見出した。また、本発明者は、方位を表す角度を高精度に計算するための超分解能処理の際に、従来技術例のような単一の校正行列を用いた校正方式の場合、十分な校正ができないこと等を見出した。

具体的には、比較例のレーダ装置では、以下のような構成であり、対応する課題がある。比較例のレーダ装置では、アレーアンテナおよび受信アナログ回路で生じた誤差を含む受信信号に対し、超分解能処理の前に、超分解能処理のために必要な空間平均／波数推定処理が行われる。比較例のレーダ装置は、その空間平均／波数推定処理の結果の信号に対し、単一の校正行列を用いて校正処理を行う。比較例のレーダ装置は、その校正処理結果の信号に対し、超分解能処理を行って角度を計算する。この比較例では、受信信号における既に誤差を含んでいる情報、例えば空間平均／波数推定処理の結果に対し、校正処理を施している。空間平均／波数推定処理の結果には、誤差が内在している。そのため、その誤差を含む情報に対して校正処理を行っても、誤差が解消できていない可能性がある。その校正処理後の信号に対し超分解能処理を行っても、電波到来方向に依存して、角度の分解能の劣化が生じている可能性がある。

（実施の形態）
図１～図１１を用いて、本発明の実施の形態のレーダ装置等について説明する。本発明者は、実施の形態のレーダ装置では、電波到来方向に応じて異なる誤差に対処できるように、電波到来方向に応じて複数の校正行列から好適な校正行列を選択して適用する仕組みを工夫した。実施の形態のレーダ装置は、アレーアンテナに接続された受信アナログ回路と超分解能処理回路との間にある信号処理回路部で、受信信号のデジタル信号に対し、複数の校正データから選択した校正データを用いて校正処理を行う。複数の校正データは、予め想定された電波到来方向毎の校正行列を含むデータである。

そのために、実施の形態のレーダ装置は、受信信号から、デジタルビームフォーミング処理によって、電波到来方向を概算として推定して情報を抽出する。レーダ装置は、その推定、抽出した電波到来方向に応じて、複数の校正行列から校正行列を選択して、校正処理に適用する。校正処理後の信号は、電波到来方向に応じて異なる誤差が解消または低減された信号となる。レーダ装置は、校正処理後の信号に対し、空間平均／波数推定処理、および超分解能処理を行って角度を計算する（図３等）。なお、分解能とは、物標の方位を表す角度に関する、検知、計算、分離等の際の分解能や精度を指している。詳しくは、本発明では、角度の分解能として、１度未満の高い分解能を目標とする。

［（１）レーダ装置］
図１は、実施の形態のレーダ装置１を含む、レーダシステムの構成を示す。レーダ装置１は、車両２２に搭載されている。レーダシステムは、レーダ装置１と、レーダ装置１を搭載した車両２２、またはそのエンジン制御部等を含む車載システムとから構成されている。

レーダ装置１は、アレーアンテナ６を含むアナログ部２と、アナログ部２と接続されたデジタル部３と、メモリ１２と、スイッチ１３とを含む。アナログ部２は、アナログ回路であり、送信アンテナおよび送信アナログ回路４と、アレーアンテナ６と、受信アナログ回路７とを含む。アレーアンテナ６は、複数の受信アンテナから構成される。受信アナログ回路７は、アレーアンテナ６の複数の各受信アンテナのライン毎に接続されている複数の各受信回路を含む。

デジタル部３は、デジタル回路であり、測距部８と、方位計算部９とを含む。測距部８は、物標２１の距離を測定するための部分であり、ＦＦＴ処理を行う回路を含む。方位計算部９は、方位（方位を表す角度）を計算する部分であり、校正部１０と、超分解能処理部１１とを含む。校正部１０は、校正処理を行う回路を含む。超分解能処理部１１は、超分解能処理を行う回路を含む。

メモリ１２には、複数の校正データ１４が格納、設定されている。複数の校正データ１４は、到来方向毎の校正データである。複数の各々の校正データは、少なくとも校正行列を含む。校正データは、校正行列だけでなく、校正処理に用いる他の情報を含む場合がある。スイッチ１３は、複数の校正データ１４から校正データを選択して校正処理（校正部１０）への適用を切り替えるための要素である。

デジタル部３の送信部５は、検知用の電波（送信波）を送信する際の送信処理を行う。送信部５の処理に基づいて、送信アンテナおよび送信アナログ回路４では送信信号が生成され、送信信号に基づいて送信アンテナから送信波が出力される。送信波は、物標２１に当たった場合には反射波の一部が到来波として戻ってくる。アレーアンテナ６は、その到来波を受信する。アレーアンテナ６の各受信アンテナで受信した信号は、受信アナログ回路７を通じて処理されてデジタル信号となり、受信信号ＳＲとしてデジタル部３に入力される。測距部８は、受信信号ＳＲに基づいて、物標２１の距離や速度を測定する。方位計算部９は、受信信号ＳＲに基づいて、物標２１の方位を表す角度を計算する。デジタル部３からは、レーダ装置情報ＳＯＵＴとして、物標２１の距離、速度、方位（角度）を含む情報が出力される。

レーダシステムにおいて、例えば車両２２の前部の所定の位置に、車両進行に向くようにして、レーダ装置１が設置されている。このレーダシステムは、レーダ装置１によって、車両２２の前方を含む周囲にある物標２１の距離、速度、および方位（角度）を検知する。レーダ装置１は、検知した物標の距離、速度、および方位（角度）を含むレーダ出力情報ＳＯＵＴを出力する。車両２２における例えばエンジン制御部（ＥＣＵ）は、レーダ装置１のレーダ出力情報ＳＯＵＴを用いて、車両２２の制御を行う。例えば、エンジン制御部は、衝突防止制御を行う。エンジン制御部は、車両２２の前方の位置、例えば１５０ｍ先の位置で、どの角度の位置に車両が存在するか等の状態を判断する。その際、角度の分解能として、１度未満が実現される。エンジン制御部は、例えば、走行中に車線上の１５０ｍ先の位置に他車両が停止している場合に、衝突防止のためのブレーキ制御等を行う。

［（２）アナログ部］
図２は、主にアナログ部２の構成を示す。送信アンテナおよび送信アナログ回路４は、シンセサイザ４１、アンプ４２、送信アンテナ４３等を有する。送信信号ＳＴとしては、シンセサイザ４１を用いて生成されるチャープ信号がよく用いられる。チャープ信号は、周波数を時間で線形遷移させた信号である。送信信号ＳＴは、アンプ４２を通じて増幅されて、送信アンテナ４３から送信波２０１として送信される。送信波２０１は、物標２１で反射された反射波の一部が、受信波（到来波）２０２として戻ってきて、アレーアンテナ６で受信される。

アレーアンテナ６は、複数（ｍとする）の各々の受信アンテナとして、受信アンテナ６１～６ｍを有する。各受信アンテナ（受信アンテナ６１～６ｍ）で受信した信号は、受信アナログ回路７の複数（ｍ）の各ラインの受信回路に入力されて処理され、処理された各信号を含む受信信号ＳＲがデジタル部３へ入力される。受信アナログ回路７内の複数（ｍ）の受信回路のラインでも、回路の特性や実装等に応じた誤差が生じる場合がある。その誤差も校正対象となる。

受信アナログ回路７は、受信アンテナのライン毎に、受信回路として、アンプ７１、ミキサ７２、フィルタ７３、およびアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）７４を有する。受信アンテナの受信信号は、アンプ７１で増幅されて、ミキサ７２によってダウンコンバートされる。ミキサ７２は、周波数変換器である。この際、ミキサ７２では、ローカル信号として、シンセサイザ４１からの送信信号ＳＴを用いる。これにより、送信信号ＳＴと受信信号との時間差、すなわち物標２１の距離に応じた周波数の信号が、ミキサ７２から出力される。ミキサ７２の出力信号であるアナログ信号は、フィルタ７３を通じてフィルタ処理がされた後、ＡＤＣ７４に入力されてデジタル信号に変換される。ＡＤＣ７４からのデジタル信号である受信信号ＳＲは、デジタル部３に伝送され、まず測距部８に入力される。

デジタル部３では、まず、測距部８で、受信信号ＳＲの複数の各々の受信信号に対し、ＦＦＴ処理回路８１でＦＦＴ処理を行う。このＦＦＴ処理は、時間ＦＦＴ（Ｔ－ＦＦＴで表す）、および周波数ＦＦＴ（Ｆ－ＦＦＴで表す）の両方を含む２次元ＦＦＴ処理である。図２の構成例では、測距部８は、受信アナログ回路７および受信信号ＳＲの複数（ｍ）のラインに対応して、複数（ｍ）の各々のＦＦＴ処理回路８１１～８１ｍが並列に配置されている。測距部８は、例えば複数（ｍ）のＦＦＴ処理回路８１１～８１ｍの結果から平均値を計算する。このＦＦＴ処理では、周波数ＦＦＴによって、距離に応じた分布が把握でき、また、時間ＦＦＴによって、速度に応じた分布を把握することができる。距離は、レーダ装置１の位置から物標２１の位置までの距離である。速度は、レーダ装置１の位置から物標２１の位置をみた場合の相対速度である。

レーダ装置１は、公知技術として、このような時間および周波数の２次元ＦＦＴ処理を行うことで、距離と速度との２軸での分布を把握することができる。この分布は、例えば、距離軸と速度軸との２軸のメッシュ平面上に値がプロットされた図または画像として得られる。レーダ装置１は、ここで得た距離と速度の情報を、メモリに保存すると共に、レーダ出力情報ＳＯＵＴの一部として出力する。測距部８の実装は、上記構成例に限らず可能である。

なお、実施の形態のレーダ装置１の構成例では、アナログ部２およびデジタル部３の外側にメモリ１２を有するが、これに限らず、デジタル部３内にメモリがあってもよいし、複数のメモリがあってもよい。レーダシステムにおける、レーダ装置１の外側にメモリがあってもよい。デジタル部３は、処理のためのデータや値を、適宜にメモリに保存してもよい。

［（３）デジタル部］
図３は、主にデジタル部３の構成を示す。レーダ装置１は、アレーアンテナ６の受信アナログ回路７を経由した後の受信信号ＳＲに対し、デジタル部３の測距部８で、距離の測定のためにＦＦＴ処理回路８１でＦＦＴ処理を施し、ＦＦＴ処理後の信号Ｓ０を得る。信号Ｓ０は、前述の距離および速度の情報を含む。

図３のデジタル部３の構成例では、図１の方位計算部９に関するより詳しい実装構成例を示す。このデジタル部３は、測距部８の後段に、順に、対象距離速度選択処理回路１０１、空間ＦＦＴ処理回路１０２、空間フィルタ処理回路１０３、空間逆ＦＦＴ処理回路１０４、校正処理回路１０５、空間平均／波数推定処理回路１０６、超分解能処理回路１０７を有する。

デジタル部３では、信号Ｓ０に対し、対象距離速度選択処理回路１０１で、対象の距離および速度を選択する処理を行い、処理後の信号ＳＡを得る。この対象の距離および速度とは、以降の方位の計算の際に処理対象とする距離および速度である。対象距離速度選択処理回路１０１の処理は、測距部８のＦＦＴ処理後の信号Ｓ０における距離と速度の分布に基づいて、対象距離および速度を選択、決定する処理である。これにより、信号ＳＡとしては、対象距離および速度における、アレーアンテナ６の各受信回路のラインでの振幅および位相を表す複素情報（図４での複素情報４０１）を把握することができる。この複素情報は、振幅と位相とが複素数（実数部と虚数部とを持つ）で表現される情報である。

デジタル部３は、信号ＳＡに対し、超分解能処理回路１０７の処理に関する前処理の１つとして、空間ＦＦＴ処理回路１０２で空間ＦＦＴ処理を行う。デジタル部３は、この空間ＦＦＴ処理によって、電波到来方向ＤＯＡを概算として推定し、その電波到来方向ＤＯＡを含む信号ＳＢを得る。空間ＦＦＴ処理は、デジタルビームフォーミング処理の例である。

その後、デジタル部３は、信号ＳＢに対し、空間フィルタ処理回路１０３で空間フィルタ処理を行う。この空間フィルタ処理は、詳しくは、電波到来方向抽出処理、および掃引範囲抽出処理を含む。空間フィルタ処理回路１０３の処理（特に電波到来方向抽出処理）により、信号ＳＢから上記概算した電波到来方向ＤＯＡのみを抽出して、その電波到来方向ＤＯＡを表す信号ＳＤを得る。また、空間フィルタ処理回路１０３の処理（特に掃引範囲抽出処理）では、信号ＳＢから、限定された一部である範囲の信号（後述の掃引範囲）を抽出し、その掃引範囲を表す信号ＳＣを得る。

デジタル部３は、空間フィルタ処理後の信号ＳＣに対し、空間逆ＦＦＴ処理回路１０４で空間逆ＦＦＴ処理を行う。空間逆ＦＦＴ処理は、空間ＦＦＴ処理と対応した処理である。空間逆ＦＦＴ処理により、元のデータ形状に戻された複素情報の信号ＳＦが得られる。

一方、レーダ装置１は、空間フィルタ処理回路１０３で抽出した電波到来方向ＤＯＡを表す信号ＳＤに基づいて、メモリ１２の複数の校正データ１４から、最適な校正データ（校正行列を含む）を選択する。レーダ装置１は、信号ＳＤの電波到来方向ＤＯＡの値に応じて、複数の校正データ１４から１つの校正データを選択し、校正処理１０５に適用するための切り替え制御を行う。その際、図３の構成例では、レーダ装置１（デジタル部３）は、信号ＳＤから、選択表Ｔ１に設定されている対応関係に基づいて、電波到来方向ＤＯＡの値に応じた校正データの値を選択する。レーダ装置１は、その選択された校正データの値に対応付けられた選択制御信号を、スイッチ１３の制御端子に入力する。スイッチ１３の複数の各々の入力端子には、複数の校正データ１４の各々の校正データ（対応するメモリ１２のアドレス等）が、読み出し、入力可能なように接続されている。スイッチ１３では、その選択制御信号に従い、複数の校正データ１４から１つの校正データ（校正行列を含む）を選択して、出力端子から出力する。スイッチ１４で選択および切り替えされた校正データに対応する信号ＳＥが、校正処理１０５に入力される。

言い換えると、デジタル部３は、校正データの選択および切り替え制御等を行う選択回路１１０を含む。選択回路１１０はスイッチ１３を含む。高速に処理が可能なように、デジタル部３では、選択回路１１０を含め、各処理がハードウェア回路等で実装されている。なお、デジタル部３の選択回路１１０や各回路は、プロセッサによるソフトウェアプログラム処理で実現されてもよい。

選択表Ｔ１には、図示のように、予め、例えば信号ＳＤの電波到来方向ＤＯＡの値｛例：ＤＯＡ１，ＤＯＡ２，……，ＤＯＡｎ｝と、校正データ（校正行列）を表す値｛例：ＣＤ１（Ｃ１），ＣＤ２（Ｃ２），……，ＣＤｎ（Ｃｎ）｝との対応関係が設定されている。本例では、複数（ｎとする）の電波到来方向ＤＯＡおよび校正データの対応関係が設定されている。なお、選択表Ｔ１では、２つ以上の電波到来方向ＤＯＡの値に対して同じ校正データが選択されるような設定部分を含んでもよい。選択表Ｔ１は、予め、デジタル部３内の選択回路１１０またはプログラムに記述されている形態でもよいし、メモリ１２等に格納されていて参照される形態でもよい。

レーダ装置１のデジタル部３は、信号ＳＦの複素情報に対し、選択された校正データ（信号ＳＥ）を用いて、校正処理回路１０５で校正処理を行う。校正処理回路１０５は、アレーアンテナ誤差校正回路として構成されている。校正処理後の信号ＳＧは、アレーアンテナ６および受信アナログ回路７の誤差が解消または低減された情報となっている。

デジタル部３は、校正処理後の信号ＳＧに対し、空間平均／波数推定処理回路１０６で空間平均／波数推定処理を行う。空間平均／波数推定処理は、例えばＭＵＳＩＣ法を用いた超分解能処理の前処理として必要な処理である。空間平均／波数推定処理では、信号ＳＧの校正後の複素数情報に基づいて、所定の演算によって、空間平均値および波数（到来波の数）が推定される。

デジタル部３では、空間平均／波数推定処理後の信号ＳＨに対し、超分解能処理回路１０７で超分解能処理を行う。この超分解能処理は、信号ＳＣで抽出されている掃引範囲毎に行われる。また、この超分解能処理は、電波到来方向ＤＯＡ毎に行われる。この超分解能処理は、電波到来方向ＤＯＡのみに関して限定的に演算処理が行われることで、高速に処理が実現できる。超分解能処理により、物標２１の方位を表す角度が計算され、その角度を表す信号ＳＩが、レーダ出力情報ＳＯＵＴの一部として出力される。

超分解能処理（対応する超分解能アルゴリズム）では、角度の推定の精度を高めるために、物標２１からの到来波の数（波数）を推定した後に、角度を推定することが望ましいとされている。そのため、実施の形態におけるデジタル部３では、空間平均／波数推定処理回路１０６の後に超分解能処理回路１０７で処理を行う回路構成としている。超分解能処理回路１０７では、空間平均値および波数を用いて、角度を推定する演算を行う。

そして、実施の形態のレーダ装置１のデジタル部３では、前述の比較例とは異なり、空間平均／波数推定処理回路１０６の前に、校正処理回路１０５で校正処理を行う回路構成としている。これにより、実施の形態では、超分解能処理の前の時点の信号ＳＨで、誤差が解消または低減されている状態であるため、超分解能処理の結果の信号ＳＩでの分解能の劣化が防止される。

変形例として、レーダ装置１は、メモリ１２に対し複数の校正データ１４および選択表Ｔ１等を設定する設定回路を有してもよい。このレーダ装置１は、ユーザの操作に基づいて、その設定回路の処理を介して、複数の校正データ１４等を、メモリ１２に格納、設定する。事業者は、予め、実験的な測定に基づいて、計算機で校正行列を計算によって生成する。事業者は、その校正行列を含む校正データ１４をメモリ１２に設定する。校正データ１４は、製品出荷時にデフォルト設定情報として設定される。また、製品出荷後にも、設定回路を通じて、メモリ１２の校正データ１４を設定更新可能とする。

［（４）アレーアンテナ誤差］
図４は、実施の形態のレーダ装置１および比較例のレーダ装置における、アレーアンテナへの電波到来方向や、アレーアンテナおよび受信アナログ回路に生じる誤差の例を模式的に示す。図４の例では、アレーアンテナとして、８個の受信アンテナＡ１～Ａ８がある場合を示す。これらの受信アンテナＡ１～Ａ８は、図２の実施の形態での受信アンテナ６１～６ｍと対応している。各受信アンテナのラインは、受信アナログ回路の対応する各受信回路を経由する。

図４に示されるように、複数の各受信アンテナ間の位相は、理想的には、受信信号の電波の到来方向（Direction of arrival）４０２に応じて、規則的な位相差として現れる。図４で、各受信アンテナに向かう破線（矢印）は、到来方向４０２（電波到来方向ＤＯＡと対応する）を示す。各到来方向４０２の線に跨っている各点線は、受信信号波形における同位相４０３を示す。各受信アンテナＡ１～Ａ８では、電波の位相が異なるが、規則的な位相差となっている。このように、アレーアンテナ６の受信信号の位相が、規則的な位相として現れる場合、公知のＭＵＳＩＣ法やＥＳＰＲＩＴ法を代表とする超分解能処理を行うことで、角度に関して高い分解能を得ることが可能である。

ところが、実際のレーダ装置および実際の利用状況では、アレーアンテナの受信信号の位相が、このような規則的な位相にはならない場合がある。すなわち、実際には、アレーアンテナの各受信アンテナ間で、振幅（または利得）と位相の誤差４０４（amplitude / phase error）、干渉や相互カップリング４０５（mutual coupling）、あるいは空間誤差４０６（space error）等の誤差が生じる。空間誤差４０６は、アンテナ間隔誤差であり、複数の各受信アンテナにおける間隔の設計値からの誤差である。そのため、一般的に、このような誤差を持つ受信信号に対し、超分解能処理を行ったとしても、高い分解能は得られない。

なお、振幅と位相の誤差４０４、および相互カップリング４０５については、例えば非特許文献１の例のように、校正行列を用いた校正が基本的には有効である。この校正について以下に説明する。

［（５）単一の校正行列を用いた校正］
図５は、単一の校正行列を用いた校正処理について示す。図５では、複素情報４０１（Ｘ）と、校正行列５０１（Ｃ）と、校正後の複素情報５０２（Ｙ）とを示す。複素情報４０１を１列の行列Ｘとする。校正行列５０１を複数行、複数列の行列Ｃとする。校正後の複素情報５０２を１列の行列Ｙとする。図５の例では、図４の８個の受信アンテナＡ１～Ａ８に対応して、８行、８列の行列Ｃ等の場合を示す。校正の式（行列式）は、Ｙ＝ＣＸである。レーダ装置１は、この式に基づいて、複素情報４０１（Ｘ）を、校正行列５０１（Ｃ）により変換することで、計算後（すなわち校正後）の複素情報５０２（Ｙ）を算出する。

校正行列５０１（Ｃ）は、対角成分５０３、非対角成分５０４を有する。例えば、校正行列５０１の対角成分５０３により、振幅と位相の誤差４０４を校正し、非対角成分５０４により、相互カップリング４０５を校正する。

ここで、アレーアンテナ６に例えば空間誤差４０６が生じた場合、到来方向４０２が変化すると、その到来方向４０２に応じて、最適な校正行列５０１は変化する。また、相互カップリング４０５や振幅と位相の誤差４０４についても、到来方向４０２に依存する場合がある。このような場合には、単一の校正行列５０１では、十分な校正ができない。

［（６）複数の校正行列を用いた校正］
これに関する解決策として、実施の形態のレーダ装置１では、予め、メモリ１２に、電波到来方向毎の校正データ（複数の校正データ１４）を用意して格納、設定しておく。そして、レーダ装置１では、受信信号からの電波到来方向ＤＯＡの推定に応じて、好適な校正データを選択して校正処理１０５に適用する。これにより、実施の形態では、電波到来方向ＤＯＡに応じて異なるアレーアンテナ６の誤差が生じた場合でも、その誤差に対処できる高精度の校正が可能となる。その結果、電波到来方向に依存しない高精度な超分解能処理が可能となる。

電波到来方向毎の校正データ１４の生成方法の一例としては以下である。予め、レーダ装置１を提供する事業者は、電波暗室等の環境で、既知の方位に物標を設置して、レーダ装置１によって測定を実施する。事業者は、計算機で、その測定結果で生じた誤差（電波到来方向に応じて異なる誤差）を把握し、その誤差に基づいて、その方位（対応する電波到来方向）毎に対応させた校正行列を計算で作成する。事業者は、その複数の校正行列を含む複数の校正データ１４を、レーダ装置１のメモリ１２に設定する。事業者は、保守等に応じて、設定回路を通じて、メモリ１２の校正データ１４を更新してもよい。

［（７）比較例］
また、比較例のレーダ装置として、電波到来方向に応じた校正を行う構成としては、超分解能処理で到来方向を掃引（sweep）する際に、到来方向毎の校正データを切り替えながら適用して掃引する構成も可能である。しかしながら、この比較例のレーダ装置の構成の場合、超分解能処理の前に必要な空間平均／波数推定処理で、性能劣化が生じてしまう。その理由は、この構成では、空間平均／波数推定処理の際に、校正前の状態となるため、その状態では信号に誤差が内在しているからである。この性能劣化を防ぐために、空間平均／波数推定処理の前に、校正処理を行う必要がある。この比較例では、電波到来方向が未知であるため、電波到来方向に応じた最適な校正データの選択はできない。

［（８）到来方向予測（空間ＦＦＴ）］
上記比較例の課題に関する解決策として、実施の形態のレーダ装置１では、空間ＦＦＴ処理回路１０２の処理を用いて、電波到来方向ＤＯＡを概算として推定する構成としている。比較例に対し、実施の形態のレーダ装置１では、空間平均／波数推定処理１０６の前に、校正処理１０５を行う回路構成としている。そして、レーダ装置１では、空間ＦＦＴ処理回路１０２によって推定し、空間フィルタ処理回路１０３で抽出した電波到来方向ＤＯＡの値を用いて、好適な校正データを選択する構成としている。空間ＦＦＴ処理回路１０２は、演算処理の負荷が軽いデジタルビームフォーミング処理の１つの例である。デジタルビームフォーミング処理として、空間ＦＦＴ処理の適用が効果的である。空間ＦＦＴ処理は、電波到来方向の検知精度については高くはないが、演算処理負荷としては非常に軽く、高速に実行できる。また、空間ＦＦＴ処理は、振幅と位相の誤差４０２、相互カップリング４０５、および空間誤差４０６といった誤差に対しても感度が低く、影響を受けにくい。

［（９）掃引範囲抽出］
さらに、実施の形態のレーダ装置１は、推定した電波到来方向ＤＯＡにおける周辺の成分をフィルタリングして、電波到来方向ＤＯＡに対応する信号成分のみを、掃引範囲として抽出する（図３の空間フィルタ処理回路１０３、空間逆ＦＦＴ処理回路１０４）。そして、レーダ装置１は、抽出した信号成分（対応する掃引範囲）のみを、後段の校正処理回路１０５等の処理に通す。

また、レーダ装置１では、電波到来方向ＤＯＡにおける信号成分（掃引範囲）以外をゼロで埋める、または所定の低い値とする。これにより、空間ＦＦＴ処理後の空間フィルタ処理を、容易に構成することができる。

また、レーダ装置１では、空間逆ＦＦＴ処理を行うことで、空間フィルタ処理後の複素情報４０１を生成することができる。レーダ装置１では、この空間フィルタ処理後の複素情報４０１に対し、電波到来方向ＤＯＡに応じた校正データ（信号ＳＥ）を適用して校正処理を行う。

また、レーダ装置１では、空間ＦＦＴ処理で概算として検知した電波到来方向ＤＯＡが、複数の到来方向として生じた場合には、空間フィルタ処理回路１０３の処理により、１つの到来方向に絞って抽出し、後段の信号処理を行わせる。

また、レーダ装置１では、図３のデジタル部３のようなループの回路構成で、対象となる電波到来方向毎に、処理を繰り返す。ループとして、超分解能処理回路１０７から、スイッチ１５を経由して、空間フィルタ処理回路１０３に戻るループを有する。レーダ装置１は、ループで処理を繰り返す際には、スイッチ１５をオン状態にする。スイッチ１５のオン状態では、超分解能処理回路１０７の出力の信号ＳＪが、スイッチ１５を経由して、空間フィルタ処理回路１０３の入力の信号ＳＫとなる。信号ＳＪは、対象の電波到来方向等に関する処理状態や処理結果等を表す信号である。

ＭＵＳＩＣ法やＥＳＰＲＩＴ法等を用いた超分解能処理では、検知可能な物標数が、アレーアンテナ６の受信アンテナ数に依存する。この繰り返しのループの回路構成を用いることで、受信アンテナ数よりも多くの数の物標の検知が可能である。

超分解能処理回路１０７は、例えば１回目のループでは、第１到来方向に関して、選択された第１校正行列で校正された結果の情報（信号ＳＧ，信号ＳＨ）に基づいて、掃引範囲毎の超分解能処理を行い、角度を算出する。掃引範囲毎に同様に処理が繰り返される。超分解能処理回路１０７は、次の２回目のループでは、第２到来方向に関して、選択された第２校正行列で校正された結果の情報（信号ＳＧ，ＳＨ）に基づいて、掃引範囲毎の超分解能処理を行い、角度を算出する。

アレーアンテナ６の複数の受信アンテナに対し、概略的に同じ距離および同じ方位に、複数（例えば８個）の物標２１が存在する場合に、１回の超分解能処理では、それらの複数の物標２１に関して演算処理を行うことができる。

図６以降を用いて、レーダ装置１のより詳細な動作や信号等の例を説明する。

［（１０）電波到来方向のスペクトル］
図６は、前述の電波到来方向ＤＯＡに対するスペクトルのイメージ図を示し、図３の空間ＦＦＴ処理回路１０２の処理後の信号ＳＢのスペクトルに相当する。横軸が電波到来方向に対応する角度［度（°）］を示し、縦軸がスペクトル強度［dB］を示す。図６中の実線矢印は、真の到来方向６０１（True directions）を示し、本例では、３つの物標に対応付けられた３つの到来方向が示されている。本例では、超分解能処理ではＭＵＳＩＣ法を用いている。

実線の波形は、理想的なＭＵＳＩＣスペクトル６０２を示し、鋭いスペクトルによって物標の到来方向を示している。破線の波形は、アレーアンテナ６で誤差が生じた場合の校正前のＭＵＳＩＣスペクトル６０３を示す。アレーアンテナ６で誤差が生じた場合、ＭＵＳＩＣ法による分解能が低下するために、到来方向が近い２つの物標を分解して検知できず、１つの物標として検知する現象（部分６０３Ａ）や、マルチパス等によるノイズを間違えて物標として誤検知する現象（部分６０３Ｂ）が生じる。

点線の波形は、アレーアンテナ６で誤差が生じた場合の、空間ＦＦＴ（空間ＦＦＴ処理回路１０２の処理）の結果のスペクトル６０４を示す。空間ＦＦＴの結果のスペクトル６０４では、ＭＵＳＩＣスペクトル６０２のような鋭いスペクトルは得られず、それよりも低い分解能しか得られない。その代わりに、空間ＦＦＴの結果のスペクトル６０４では、アレーアンテナ６で誤差が生じた場合でも、その影響が小さく、到来方向（真の到来方向６０１）に対しておおよそ合致したスペクトルとして現れる（スペクトル６０４のうちの部分６０４Ａ、部分６０４Ｂとして示す）。また、空間ＦＦＴの結果のスペクトル６０４では、受信した電力に応じたスペクトルとして現れることも特徴である。

レーダ装置１は、電波到来方向ＤＯＡを推定、抽出する際に、例えば、スペクトル強度値が、設定された閾値を越える範囲をみて、その範囲でのピーク値、あるいは中間値等の値を、到来方向値としてもよい。

また、時点や状況によって、電波到来方向ＤＯＡは、複数の到来方向の値が算出される場合がある。複数の到来方向の値に関する処理の方式としては、以下が可能である。

（１）第１方式として、レーダ装置１は、スペクトル６０４から、好適な１つの到来方向のみを選択して抽出する。例えば、最もスペクトル強度値が大きい値を選択する方法等がある。図６の例では、部分６０４Ａが選択される。

（２）第２方式として、レーダ装置１は、所定数（例えば２つ）の複数の到来方向値を選択して抽出する。図６の例では、部分６０４Ａと部分６０４Ｂとが選択される。

（３）第３方式として、レーダ装置１は、所定の最大数まで許容される可変数で、複数の到来方向値を選択して抽出する。

また、レーダ装置１は、抽出した複数の到来方向値の処理に関しては、例えば任意の順序で時間的に順次に到来方向値毎に処理を繰り返す方式を用いる。

［（１１）空間ＦＦＴのスペクトル、掃引範囲］
図７は、図６で示した真の到来方向６０１に対する空間ＦＦＴの結果のスペクトル６０４を抜粋して示している。図７は、図６と同様に、横軸が角度、縦軸がスペクトル強度である。レーダ装置１は、空間ＦＦＴ処理の後、スペクトル６０４に対し、閾値７０１を設定し、そのスペクトル強度が、その閾値７０１を上回った場合には、その上回った範囲に物標２１が存在する（すなわち電波到来方向ＤＯＡがある）と推定、判断する。

レーダ装置１（特に空間フィルタ処理回路１０３）は、この閾値７０１を上回る範囲を、超分解能処理回路１０７の処理に係わる掃引範囲（sweep area）として抽出する。図７の例では、掃引範囲として、掃引範囲Ａ（掃引範囲７０２）と掃引範囲Ｂ（掃引範囲７０３）との２つの範囲が抽出され、それぞれに物標２１が存在すると判断されている。

この際、閾値７０１の決定、設定の方法としては、以下が挙げられる。レーダ装置１では、例えば、その時点の物標２１に関する距離情報（図３の対象距離速度選択処理１０１で選択した対象距離）と、信号対雑音比（ＳＮ比）とを用いて、閾値７０１を変動させるようにしてもよい。言い換えると、その閾値７０１は、対象距離またはＳＮ比の少なくとも一方に対応させて決定された閾値である。これにより、対象距離およびＳＮ比に応じた好適な検知ができ、マルチパス等による雑音による誤検知を回避することができる。また、このＳＮ比については、例えば、図３のＦＦＴ処理回路８１で算出された情報を用いることができる。あるいは、変形例では、閾値７０１として、予め設定された静的設定値（ＳＮ比や対象距離を一定値と考えた場合の設定値）を用いるようにしてもよい。また、公知のＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）を用いた閾値の決定方法等を用いることも有効である。

［（１２）掃引範囲に対する処理］
続いて、レーダ装置１は、上記抽出した複数（例えば２つ）の掃引範囲のうち、任意の処理順序で、１つの掃引範囲毎に処理（図３の校正処理回路１０５、超分解能処理回路１０７等の処理）を行う。本例では、レーダ装置１は、まず、掃引範囲Ａ（掃引範囲７０２）について処理を行い、その後に、掃引範囲Ｂ（掃引範囲７０３）について処理を行う。

図８は、掃引範囲Ａに対する処理の前後の様子を示す。図８の上側の（Ａ）のグラフは、空間ＦＦＴ処理回路１０２で図７のスペクトルの掃引範囲Ａ（掃引範囲７０２）のみを抽出して、空間フィルタ処理回路１０３で掃引範囲Ａ以外の範囲をゼロもしくは所定の低い値に置き換えるという空間フィルタ処理を施したスペクトル８０１を示す。

レーダ装置１は、このスペクトル８０１に対し空間逆ＦＦＴ処理回路１０４で処理を行うことで、複素情報８０２（図４の複素情報４０１に対応する）を導く。この複素情報８０３を、Ｘ_Ａで示す。

レーダ装置１は、この複素情報８０２（Ｘ_Ａ）に対し、掃引範囲Ａ（掃引範囲７０２）に応じて最適な校正行列８０３を選択して、校正処理回路１０５で校正処理を行う。この際の校正行列８０３を、Ｃ（Ａ）で示す。この“Ｃ（Ａ）”は、Ｘ_Ａに対応する到来方向に応じて選択された行列であることを示す。この校正処理は、図５の行列計算式と同様に、Ｘ_Ａ´＝Ｃ（Ａ）・Ｘ_Ａとして表される。校正後の複素情報８０４を、Ｘ_Ａ´で表す。

レーダ装置１は、校正後の複素情報８０４（図３の信号ＳＧ）について、例えばＭＵＳＩＣ法を用いた超分解能処理１０７（ＭＵＳＩＣ処理）を行う。これにより、角度を表すＭＵＳＩＣスペクトル８０５が算出される（信号ＳＩ）。電波到来方向ＤＯＡに応じた校正によって、このＭＵＳＩＣスペクトル８０５のように、高い分解能が実現できる。このＭＵＳＩＣスペクトル８０５では、図６の真の到来方向６０１に対応する理想的なＭＵＳＩＣスペクトル６０２の形状に近い形状となっている。また、ＭＵＳＩＣスペクトルの掃引範囲を、一部に限定された掃引範囲Ａ（掃引範囲７０２）とすることで、ＭＵＳＩＣ法を用いた超分解能処理における演算量の削減が実現できる。

続いて、レーダ装置１は、上記２つの掃引範囲のうち、掃引範囲Ｂ（掃引範囲７０３）について、上記と同様に処理を行う。図９は、掃引範囲Ｂに対する処理の前後の様子を同様に示す。図９の上側の（Ａ）のグラフは、空間ＦＦＴ処理で図７の掃引範囲Ｂのみ抽出して、図８と同様に空間フィルタ処理を施した結果のスペクトル９０１を示す。レーダ装置１は、このスペクトル９０１に対し空間逆ＦＦＴ処理を行うことで、複素情報９０２（Ｘ_Ｂ）を導く。レーダ装置１は、複素情報９０２（Ｘ_Ｂ）に対し、電波到来方向に応じて選択した最適な校正行列９０３（＝Ｃ（Ｂ））を適用して校正処理を実施する。これにより、校正後の複素情報９０４（Ｘ_Ｂ´）が得られる。レーダ装置１は、この複素情報９０４に対し、ＭＵＳＩＣ法を用いた超分解能処理を行う。これにより、高精度なＭＵＳＩＣスペクトル９０５が得られる。

［効果等］
上記のように、実施の形態のレーダ装置１によれば、アレーアンテナ６を備えて超分解能処理を行う構成で、物標２１からの電波到来方向に応じて異なる誤差が生じる場合でも、十分な校正によって、角度の分解能を維持または向上することができる。この構成では、超分解能処理における計算の劣化が抑圧され、結果として、安定した高い分解能で角度が得られる。また、この構成では、電波到来方向に依存した不要なマルチパスや雑音の抑圧も可能である。さらに、この構成では、超分解能処理を、予め概算した電波到来方向のみ（対応する掃引範囲）に限定して演算することで、演算量の削減にも有効である。さらに、この構成では、受信アンテナ数に依存した検知可能な物標数を増やすことができる。

［変形例（１）］
実施の形態の変形例として以下も可能である。変形例のレーダ装置１では、予めメモリ１２に格納された、数が限られた所定の複数の電波到来方向毎の校正データに基づいて、補間処理によって、より詳細な校正データ（校正行列）を生成して適用させる方式を用いる。

図１０は、その変形例のレーダ装置１における校正行列の選択の方式についての説明図を示す。レーダ装置１は、選択表Ｔ２および複数の校正データを備える。なお、この校正データの数は、前述（図３）の複数の校正データ１４の場合の校正データの数と異なってもよい。レーダ装置１は、前述の推定した電波到来方向ＤＯＡの値に応じて、選択表Ｔ２に基づいて、１つの校正データを選択する際に、まず、電波到来方向ＤＯＡの値に最も近い例えば２つの校正データを選択する。例えば、空間ＦＦＴ処理１０２によって概算として推定した電波到来方向ＤＯＡの値が、ある到来方向値ＤＯＡＸであるとする。

選択表Ｔ２では、代表的な複数の電波到来方向ＤＯＡの値に応じて、基本的に選択すべき校正データ（校正行列）が規定されている。例えば、到来方向値ＤＯＡ１の場合には、第１の校正データ（第１の校正行列Ｃ１）が選択され、到来方向値ＤＯＡ２の場合には、第２の校正データ（第２の校正行列Ｃ２）が選択される、といったように基本的な対応関係が規定されている。選択表Ｔ２の複数の電波到来方向ＤＯＡの値は大小関係を有する（例：ＤＯＡ１＜ＤＯＡ２＜……＜ＤＯＡｎ）。

レーダ装置１は、推定した到来方向値ＤＯＡＸから、選択表Ｔ２の到来方向値を選択する。例えば、到来方向値ＤＯＡＸが、選択表Ｔ２のいずれの到来方向値とも異なる場合に、最も近い２つの到来方向値が選択される。例えば、到来方向値ＤＯＡ１と到来方向値ＤＯＡ２とが選択されたとする（ＤＯＡ１＜ＤＯＡＸ＜ＤＯＡ２）。

レーダ装置１は、選択表Ｔ２に従って、到来方向値ＤＯＡ１に対応する第１の校正行列Ｃ１と、到来方向値ＤＯＡ２に対応する第２の校正行列Ｃ２とを参照する。レーダ装置１は、それらの２つの校正行列Ｃ１，Ｃ２について、行列の各値について、補間処理として、例えば公知の線形補間処理を適用する。例えば、校正行列Ｃ１の第１行、第１列の値ｃ１１が値Ｖ１であり、校正行列Ｃ２の第１行、第１列の値ｃ１１が値Ｖ２であるとする。レーダ装置１は、この線形補間処理で、値Ｖ１と値Ｖ２との間の線形補間値（値Ｖ３とする）を得る。例えば、補間の係数をＡとして、Ｖ３＝（Ａ×Ｖ１＋（１－Ａ）×Ｖ２）のように計算できる。同様に、レーダ装置１は、行列の各値について線形補間値を得る。レーダ装置１は、これにより得られた新たな行列Ｃａを、その時に選択する校正行列として適用する。

この変形例の場合、メモリ１２に設定される複数の校正データの数およびデータ量を、ある程度の数およびデータ量までに抑制できる。あるいは、この変形例では、限られた数の複数の校正データに基づいて、より詳細な校正データを生成して適用することができる。

［変形例（２）］
図３のデジタル部３の回路構成例では、対象の電波到来方向毎にループで処理を繰り返す構成としたが、これに限らず可能である。変形例のデジタル部３の回路構成では、ループではなく、超分解能処理回路１０７等の各機能の回路を、複数、並列で設ける構成としてもよい。そして、そのデジタル部３では、推定した複数の到来方向に関して、複数の回路で同時並列的に超分解能処理等の処理を行う。

変形例のレーダ装置１として、予め、図３の校正処理回路１０５が、異なる校正行列毎の複数の校正処理回路として並列に設けられ、使用される校正処理回路が切り替えられる形態としてもよい。

図１１は、この変形例のレーダ装置１のデジタル部３の一部の構成例を示す。この構成例では、空間逆ＦＦＴ処理回路１０４の後段に、スイッチ１６を有し、スイッチ１６の後段に校正処理回路１２５を有する。この校正処理回路１２５内には、複数の校正処理回路（＃１～＃ｎで示す）が並列に設けられている。これらの複数の校正処理回路は、前述の複数の校正データ１４の各々の校正データの校正行列が、予め実装されている。この構成例では、レーダ装置１（デジタル部３）は、推定した電波到来方向ＤＯＡの値（信号ＳＤ）に応じて、スイッチ１６によって、使用する校正処理回路を切り替える。選択された校正処理回路の校正処理を経由した信号ＳＧが、後段の回路に入力される。この変形例でも、前述と同様の効果が得られる。

以上、本発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は前述の実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

１…レーダ装置、２…アナログ部、３…デジタル部、４…送信アンテナおよび送信アナログ回路、５…送信部、６…アレーアンテナ、７…受信アナログ回路、８…測距部、９…方位計算部、１２…メモリ、１３…スイッチ、１４…複数の校正データ、１５…スイッチ、２１…物標、２２…車両、８１…ＦＦＴ処理回路、１０１…対象距離速度選択処理回路、１０２…空間ＦＦＴ処理回路、１０３…空間フィルタ処理回路、１０４…空間逆ＦＦＴ処理回路、１０５…校正処理回路、１０６…空間平均／波数推定処理回路、１０７…超分解能処理回路、１１０…選択回路、ＳＲ，Ｓ０…受信信号、ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＦ，ＳＧ，ＳＨ，ＳＩ，ＳＪ，ＳＫ…信号、Ｔ１…選択表、ＳＯＵＴ…レーダ出力情報。

Claims (13)

1. 物標の方位を表す角度を検知する機能を持つレーダ装置であって、
   複数の受信アンテナを含むアレーアンテナと、
   前記アレーアンテナの前記複数の受信アンテナに接続された複数の受信回路を含む受信アナログ回路と、
   前記受信アナログ回路に接続されたデジタル回路と、
   前記アレーアンテナおよび前記受信アナログ回路で生じる誤差に関する校正のための、設定された複数の校正データが格納されたメモリと、
   を備え、
   前記デジタル回路は、
   前記受信アナログ回路を経由した受信信号のデジタル信号に対し、デジタルビームフォーミング処理によって、物標からの電波到来方向を概算して抽出し、
   前記抽出した電波到来方向に応じて、前記複数の校正データから校正データを選択し、
   前記選択した校正データを用いて、前記受信信号のデジタル信号に対する校正処理を行い、
   前記校正処理後の信号に基づいて、前記角度を計算する処理を行 い、
   前記デジタル回路は、
   前記抽出した電波到来方向に基づいて、前記デジタル信号に対しフィルタ処理を行って、一部に限定された範囲の信号を抽出し、
   前記選択した校正データを用いて、前記範囲の信号に対する前記校正処理を行い、
   前記校正処理後の前記範囲の信号に対し、前記角度を計算する処理として、超分解能処理を行い、
   前記デジタル回路は、
   前記デジタルビームフォーミング処理として、空間ＦＦＴ処理を行い、
   前記フィルタ処理後の信号に対し、空間逆ＦＦＴ処理を行う、
   レーダ装置。
2. 物標の方位を表す角度を検知する機能を持つレーダ装置であって、
   複数の受信アンテナを含むアレーアンテナと、
   前記アレーアンテナの前記複数の受信アンテナに接続された複数の受信回路を含む受信アナログ回路と、
   前記受信アナログ回路に接続されたデジタル回路と、
   前記アレーアンテナおよび前記受信アナログ回路で生じる誤差に関する校正のための、設定された複数の校正データが格納されたメモリと、
   を備え、
   前記デジタル回路は、
   前記受信アナログ回路を経由した受信信号のデジタル信号に対し、デジタルビームフォーミング処理によって、物標からの電波到来方向を概算して抽出し、
   前記抽出した電波到来方向に応じて、前記複数の校正データから校正データを選択し、
   前記選択した校正データを用いて、前記受信信号のデジタル信号に対する校正処理を行い、
   前記校正処理後の信号に基づいて、前記角度を計算する処理を行い、
   前記デジタル回路は、
   前記抽出した電波到来方向に基づいて、前記デジタル信号に対しフィルタ処理を行って、一部に限定された範囲の信号を抽出し、
   前記選択した校正データを用いて、前記範囲の信号に対する前記校正処理を行い、
   前記校正処理後の前記範囲の信号に対し、前記角度を計算する処理として、超分解能処理を行い、
   前記デジタル回路は、前記フィルタ処理の際に、対象距離または信号対雑音比の少なくとも一方に対応させた閾値を用いて、前記範囲の信号を抽出する、
   レーダ装置。
3. 請求項１または２に記載のレーダ装置において、
   前記複数の校正データは、予め想定された複数の電波到来方向における電波到来方向毎の校正行列を含む、
   レーダ装置。
4. 請求項１または２に記載のレーダ装置において、
   前記デジタル回路は、前記校正処理後の信号に基づいて、空間平均／波数推定処理を行い、処理後の信号に基づいて、前記角度を計算する処理として、超分解能処理を行う、
   レーダ装置。
5. 請求項１または２に記載のレーダ装置において、
   前記デジタル回路は、
   前記抽出した電波到来方向に基づいて、前記デジタル信号に対しフィルタ処理を行って、一部に限定された範囲の信号を抽出し、
   前記選択した校正データを用いて、前記範囲の信号に対する前記校正処理を行い、
   前記校正処理後の前記範囲の信号に対し、前記角度を計算する処理として、超分解能処理を行う、
   レーダ装置。
6. 請求項１または２に記載のレーダ装置において、
   前記デジタル回路は、前記抽出した電波到来方向毎に、前記校正データの選択、前記校正処理、および前記角度を計算する処理を繰り返す、
   レーダ装置。
7. 請求項３記載のレーダ装置において、
   前記デジタル回路は、スイッチを含む選択回路を有し、
   前記選択回路は、前記抽出した電波到来方向の値に応じて、前記メモリの前記複数の校正データから、前記校正データを選択して、前記校正処理に適用するように切り替える、
   レーダ装置。
8. 請求項１または２に記載のレーダ装置において、
   前記デジタル回路は、前記抽出した電波到来方向の値に応じて、前記メモリの前記複数の校正データから、１つ以上の校正データを選択し、前記選択した１つ以上の校正データの値に対する補間処理によって校正データを生成し、前記生成した校正データを前記校正処理に適用する、
   レーダ装置。
9. 物標の方位を表す角度を検知する機能を持つレーダ装置であって、
   複数の受信アンテナを含むアレーアンテナと、
   前記アレーアンテナの前記複数の受信アンテナに接続された複数の受信回路を含む受信アナログ回路と、
   前記受信アナログ回路に接続されたデジタル回路と、
   を備え、
   前記デジタル回路は、
   前記アレーアンテナおよび前記受信アナログ回路で生じる誤差に関する校正のための、複数の校正データに対応した複数の校正処理回路を有し、
   前記受信アナログ回路を経由した受信信号のデジタル信号に対し、デジタルビームフォーミング処理によって、物標からの電波到来方向を概算して抽出し、
   前記抽出した電波到来方向に応じて、前記複数の校正処理回路から校正処理回路を選択し、前記選択した校正処理回路を用いて、前記受信信号のデジタル信号に対する校正処理を行い、
   前記校正処理後の信号に基づいて、前記角度を計算する処理を行 い、
   前記デジタル回路は、
   前記抽出した電波到来方向に基づいて、前記デジタル信号に対しフィルタ処理を行って、一部に限定された範囲の信号を抽出し、
   前記選択した校正処理回路を用いて、前記範囲の信号に対する前記校正処理を行い、
   前記校正処理後の前記範囲の信号に対し、前記角度を計算する処理として、超分解能処理を行い、
   前記デジタル回路は、
   前記デジタルビームフォーミング処理として、空間ＦＦＴ処理を行い、
   前記フィルタ処理後の信号に対し、空間逆ＦＦＴ処理を行う、
   レーダ装置。
10. 物標の方位を表す角度を検知する機能を持つレーダ装置であって、
    複数の受信アンテナを含むアレーアンテナと、
    前記アレーアンテナの前記複数の受信アンテナに接続された複数の受信回路を含む受信アナログ回路と、
    前記受信アナログ回路に接続されたデジタル回路と、
    を備え、
    前記デジタル回路は、
    前記アレーアンテナおよび前記受信アナログ回路で生じる誤差に関する校正のための、複数の校正データに対応した複数の校正処理回路を有し、
    前記受信アナログ回路を経由した受信信号のデジタル信号に対し、デジタルビームフォーミング処理によって、物標からの電波到来方向を概算して抽出し、
    前記抽出した電波到来方向に応じて、前記複数の校正処理回路から校正処理回路を選択し、前記選択した校正処理回路を用いて、前記受信信号のデジタル信号に対する校正処理を行い、
    前記校正処理後の信号に基づいて、前記角度を計算する処理を行い、
    前記デジタル回路は、
    前記抽出した電波到来方向に基づいて、前記デジタル信号に対しフィルタ処理を行って、一部に限定された範囲の信号を抽出し、
    前記選択した校正処理回路を用いて、前記範囲の信号に対する前記校正処理を行い、
    前記校正処理後の前記範囲の信号に対し、前記角度を計算する処理として、超分解能処理を行い、
    前記デジタル回路は、前記フィルタ処理の際に、対象距離または信号対雑音比の少なくとも一方に対応させた閾値を用いて、前記範囲の信号を抽出する、
    レーダ装置。
11. 請求項１、２、９、１０のいずれか一項に記載のレーダ装置において、
    前記誤差は、前記複数の受信アンテナおよび前記複数の受信回路における、信号の振幅および位相の誤差と、相互カップリングと、アンテナ間隔に関する空間誤差と、を含む、
    レーダ装置。
12. 物標の方位を表す角度を検知する機能を持つレーダ装置と、前記レーダ装置を搭載した移動体と、を含むレーダシステムであって、
    前記レーダ装置は、
    複数の受信アンテナを含むアレーアンテナと、
    前記アレーアンテナの前記複数の受信アンテナに接続された複数の受信回路を含む受信アナログ回路と、
    前記受信アナログ回路に接続されたデジタル回路と、
    前記アレーアンテナおよび前記受信アナログ回路で生じる誤差に関する校正のための、設定された複数の校正データが格納されたメモリと、
    を備え、
    前記デジタル回路は、
    前記受信アナログ回路を経由した受信信号のデジタル信号に対し、デジタルビームフォーミング処理によって、物標からの電波到来方向を概算して抽出し、
    前記抽出した電波到来方向に応じて、前記複数の校正データから校正データを選択し、
    前記選択した校正データを用いて、前記受信信号のデジタル信号に対する校正処理を行い、
    前記校正処理後の信号に基づいて、前記角度を計算する処理を行い、
    前記デジタル回路は、
    前記抽出した電波到来方向に基づいて、前記デジタル信号に対しフィルタ処理を行って、一部に限定された範囲の信号を抽出し、
    前記選択した校正データを用いて、前記範囲の信号に対する前記校正処理を行い、
    前記校正処理後の前記範囲の信号に対し、前記角度を計算する処理として、超分解能処理を行い、
    前記デジタル回路は、
    前記デジタルビームフォーミング処理として、空間ＦＦＴ処理を行い、
    前記フィルタ処理後の信号に対し、空間逆ＦＦＴ処理を行い、
    前記移動体は、前記角度を含む前記レーダ装置の出力情報を用いて、前記移動体の制御を行う、
    レーダシステム。
13. 物標の方位を表す角度を検知する機能を持つレーダ装置と、前記レーダ装置を搭載した移動体と、を含むレーダシステムであって、
    前記レーダ装置は、
    複数の受信アンテナを含むアレーアンテナと、
    前記アレーアンテナの前記複数の受信アンテナに接続された複数の受信回路を含む受信アナログ回路と、
    前記受信アナログ回路に接続されたデジタル回路と、
    前記アレーアンテナおよび前記受信アナログ回路で生じる誤差に関する校正のための、設定された複数の校正データが格納されたメモリと、
    を備え、
    前記デジタル回路は、
    前記受信アナログ回路を経由した受信信号のデジタル信号に対し、デジタルビームフォーミング処理によって、物標からの電波到来方向を概算して抽出し、
    前記抽出した電波到来方向に応じて、前記複数の校正データから校正データを選択し、
    前記選択した校正データを用いて、前記受信信号のデジタル信号に対する校正処理を行い、
    前記校正処理後の信号に基づいて、前記角度を計算する処理を行い、
    前記デジタル回路は、
    前記抽出した電波到来方向に基づいて、前記デジタル信号に対しフィルタ処理を行って、一部に限定された範囲の信号を抽出し、
    前記選択した校正データを用いて、前記範囲の信号に対する前記校正処理を行い、
    前記校正処理後の前記範囲の信号に対し、前記角度を計算する処理として、超分解能処理を行い、
    前記デジタル回路は、前記フィルタ処理の際に、対象距離または信号対雑音比の少なくとも一方に対応させた閾値を用いて、前記範囲の信号を抽出し、
    前記移動体は、前記角度を含む前記レーダ装置の出力情報を用いて、前記移動体の制御を行う、
    レーダシステム。

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