接收装置以及具备该接收装置的雷达装置、车辆及通信系统的制作方法

1.本发明涉及进行到达波的到达方向的角度推断的接收装置以及具备该接收装置的雷达装置、车辆及通信系统。


背景技术：

2.以往，作为进行到达波的到达方向的角度推断的技术，例如具有非专利文献1中公开的mimo(multiple
‑
input multiple
‑
output：多输入多输出)雷达装置中的使用af(annihilating filter：湮没滤波器)法的角度推断技术。
3.非专利文献1中记载的mimo雷达装置具备以等间隔配置接收天线而构成的等间隔线性阵列。在该mimo雷达装置中，需要具有将被各接收天线接收的接收信号x(n)、x(n+1)、x(n+2)、
…
设为输入，并将输出y设为0的传递函数h(z)的滤波器。并且，观察该滤波器的零点的相位，掌握到达波在接收天线间的相位差，根据掌握的相位差来高精度地推断到达波到达的方向的角度。
4.非专利文献1：tianyun wang,bing liu,qiang wei,kai kang,yong liu,“frequency diverse mimo radar sparse imaging using annihilating filter”,china satellite maritime tracking and control department,jiangyin,214431,p.r.china,978
‑1‑
5386
‑
7946
‑
3/18/$31.00 2018 ieee
5.然而，在上述以往的使用af法的角度推断技术中，只能推断方位角，且只能进行一维的角度推断。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种能够使用af法高精度地进行除了推断到达波到达的方向的方位角以外还能够推断仰角的二维的角度推断的接收技术。
7.为此，本发明为具备以下部件的接收装置：
8.第一线性阵列天线，通过将比到达波的数量多至少一个的多个第一接收天线以相等的间隔配置在一条直线上而构成，各第一接收天线接收第一接收信号，该第一接收信号具有以由多个第一接收天线之一的基准第一接收天线接收的各到达波的相位为基准，根据各到达波按各第一接收天线中的每个接收天线相差相当于上述间隔的相位差的相位，且具有与各到达波对应的振幅；
9.第二线性阵列天线，通过在与第一线性阵列天线不同的高度上，将比到达波的数量多至少一个的多个第二接收天线以与上述间隔相等的间隔配置在与上述直线平行的一条直线上而构成，各第二接收天线接收第二接收信号，该第二接收信号具有以由多个第二接收天线之一的基准第二接收天线接收的包含相当于上述高度的相位差的各到达波的相位为基准，根据各到达波按各第二接收天线中的每个天线相差相当于上述间隔的相位差的相位，且具有与各到达波对应的振幅；
10.方位角相位差第一推断部，根据将由第一接收信号构成的第一接收信号组划分为
多组并输入，并使针对输入的各第一接收信号组的各输出分别为0的传递函数的零点上的相位，通过af法推断各第一接收天线间的各到达波的方位角相位差，其中，上述第一接收信号是由第一接收天线接收的信号，且数量比到达波的数量多一个；
11.方位角相位差第二推断部，根据将由第二接收信号构成的第二接收信号组划分为多组并输入，并使针对输入的各第二接收信号组的各输出分别为0的传递函数的零点上的相位，通过af法推断各第二接收天线间的各到达波的方位角相位差，其中，上述第二接收信号是由第二接收天线接收的信号，且数量比到达波的数量多一个；
12.到达波信号第一推断部，根据由方位角相位差第一推断部推断的各第一接收天线间的各到达波的方位角相位差以及第一接收信号，来推断到达至基准第一接收天线的各到达波的信号的振幅和相位；
13.到达波信号第二推断部，根据由方位角相位差第二推断部推断的各第二接收天线间的各到达波的方位角相位差以及第二接收信号，来推断到达至基准第二接收天线的各到达波的信号的振幅和相位；
14.仰角相位差推断部，根据通过到达波信号第一推断部推断为到达至基准第一接收天线的各到达波的信号和通过到达波信号第二推断部推断为到达至基准第二接收天线的各到达波的信号，对各到达波推断相当于上述高度的相位差作为仰角相位差；以及
15.到达方向二维推断部，根据由仰角相位差推断部推断的仰角相位差推断各到达波的到达方向的仰角，根据由方位角相位差第一推断部或方位角相位差第二推断部推断的方位角相位差来推断各到达波的到达方向的方位角。
16.另外，本发明构成一种雷达装置，具备，发送信号生成器，生成发送信号；发送天线，作为发送波发送通过发送信号生成器生成的发送信号；角度推断部，根据由上述的接收装置推断的到达波的到达方向的仰角以及方位角，在二维方向上进行目标物的位置的角度推断；以及距离推断部，推断到目标物的距离。
17.另外，本发明构成一种车辆，具备上述的雷达装置。
18.另外，本发明构成一种通信系统，其中，在基站或移动设备具备：角度推断部，根据由上述的接收装置推断的到达波的到达方向的仰角以及方位角，在二维方向上进行发送到达波的移动设备或基站所在的位置的角度推断；以及发送部，通过朝向由角度推断部推断的角度进行波束成形来进行提高向移动设备或基站所在的方向发送的发送波的发送输出的指向性控制。
19.另外，本发明构成一种通信系统，在移动设备或基站具备：角度推断部，根据由上述的接收装置推断的到达波的到达方向的仰角以及方位角，在二维方向上进行发送到达波的基站或移动设备所在的位置的角度推断；以及接收部，通过朝向由角度推断部推断的角度进行波束成形来进行提高从基站或移动设备所在的方向接收的接收波的接收灵敏度的指向性控制。
20.另外，本发明提供一种位置检测系统，具备：多个发送器，安装于各目标且输出发送波；以及角度推断部，根据由上述的接收装置推断的各到达波的到达方向的仰角以及方位角，在二维方向上进行各目标所在的位置的角度推断，其中，上述的接收装置接收从各发送器输出的各发送波作为各到达波。
21.根据本发明，能够提供可以使用af法高精度地进行到达波的二维方向上的角度推
断的接收装置以及具备该接收装置的雷达装置、车辆及通信系统。
附图说明
22.图1是表示本发明的一个实施方式的接收装置的示意结构的框图。
23.图2是对一个实施方式的接收装置中的传递函数进行说明的图。
24.图3是表示一个实施方式的接收装置中的运算装置的动作的流程图。
25.图4是表示本发明的一个实施方式的雷达装置的示意结构的框图。
26.图5是表示图4所示的雷达装置的变形例的示意结构的框图。
27.图6是表示具备图3、图4所示的雷达装置的车辆的示意结构的图。
28.图7是表示本发明的一个实施方式的通信系统的示意结构的图。
29.图8是表示本发明的一个实施方式的位置检测系统的示意结构的图。
具体实施方式
30.接下来，对用于实施本发明的接收装置以及具备该接收装置的雷达装置、车辆及通信系统的方式进行说明。此外，在以下的说明中，m、n以及k表示自然数。
31.图1是表示本发明的一个实施方式的接收装置1的示意结构的框图。
32.接收装置1具备第一线性阵列天线2、第二线性阵列天线3以及运算装置4。
33.第一线性阵列天线2通过将比到达波的数量多至少一个的多个第一接收天线20、21、22、
…2n
以相等的间隔l配置在一条直线上而构成。在本实施方式中，该图中以实线示出的到达波p和以虚线示出的到达波q这两个波到达接收装置1，第一线性阵列天线2通过将比到达波p、q的数量即两个多两个的四个第一接收天线20、21、22、23以相等的间隔l配置在一条直线上而构成。在各第一接收天线20、21、22、23，分别接收下面的(1)式所示的第一接收信号x(0)、x(1)、x(2)、x(3)。
34.[式1]
[0035][0036][0037][0038][0039]
各第一接收信号x(0)、x(1)、x(2)、x(3)具有以由四个第一接收天线20、21、22、23之一的基准第一接收天线20接收的各到达波p、q的相位α1、α2为基准，根据各到达波p、q按各第一接收天线20、21、22、23中的每个天线相差相当于间隔l的相位差(方位角相位差)u1、u2的相位，且具有与各到达波p、q相应的振幅a1、a2。
[0040]
第二线性阵列天线3通过在与第一线性阵列天线2不同的高度上，将比到达波的数量多至少一个的多个第二接收天线30、31、32、33以与第一线性阵列天线2间的间隔l相等的间隔l配置在与第一线性阵列天线2所排列的直线平行的一条直线上。在本实施方式中，通过将比到达波p、q的数量即两个多两个的四个第二接收天线30、31、32、33在相对于第一线性阵列天线2的高度t以相等的间隔l配置在与第一线性阵列天线2所排列的直线平行的一条
直线上。各第二接收天线30、31、32、33分别接收下面的(2)式所示的第二接收信号x(4)、x(5)、x(6)、x(7)。
[0041]
[式2]
[0042][0043][0044][0045][0046]
各第二接收信号x(4)、x(5)、x(6)、x(7)具有以由四个第二接收天线30、31、32、33之一的基准第二接收天线30接收的包含相当于高度t的相位差(仰角相位差)v1、v2的各到达波p、q的相位α1+u1+v1、α2+u2+v2为基准，根据各到达波p、q按各第二接收天线30、31、32、33中的每个天线相差相当于间隔l的相位差(方位角相位差)u1、u2的相位，且具有与各到达波p、q相应的振幅a1、a2。
[0047]
运算装置4包括处理器，该处理器由mpu(micro processing unit：微处理单元)等构成，运算装置4根据存储于存储部的规定处理器的动作步骤的程序，来进行各部的控制。该运算装置4具备方位角相位差第一推断部4a、方位角相位差第二推断部4b、到达波信号第一推断部4c、到达波信号第二推断部4d、仰角相位差推断部4e以及到达方向二维推断部4f，作为其功能模块。
[0048]
方位角相位差第一推断部4a将由通过第一接收天线20、21、22、23接收的比到达波的数量多一个的第一接收信号构成的第一接收信号组划分为多组并输入。在本实施方式中，将由比到达波p、q的数量即两个多一个的三个第一接收信号构成的第一接收信号组划分为x(2)、x(1)、x(0)的第一第一接收信号组和x(3)、x(2)、x(1)的第二第一接收信号组这两组并输入。然后，根据使针对输入的各第一接收信号组的各输出分别为0的传递函数h(z)的零点上的相位，通过af法推断各第一接收天线20、21、22、23间的各到达波p、q的方位角相位差u1、u2。
[0049]
如图2所示，在af法中，将滤波器设计为输入至滤波器5的接收信号x(n)、x(n+1)、x(n+2)
…
按各到达波数k+1划分，滤波器5所具有的传递函数h(z)使滤波器输出y相对于各输入为0。若将天线间相位差设为z，将滤波器系数设为h0、h1、
…
h
k
‑1、h
k
，则该传递函数h(z)一般通过下面的(12)式来表示。
[0050]
[式12]
[0051]
h(z)＝h0z
k
+h1z
k
‑1+
…
+h
k
‑1z+h
k
…
(12)
[0052]
在本实施方式中，由于到达波数k+1＝3，因此传递函数h(z)通过下面的(4)式来表示。
[0053]
[式4]
[0054]
h(z)＝h0z2+h1z+h2…
(4)
[0055]
在这里，由于根据输入至滤波器5的上述两个各第一接收信号组x(2)、x(1)、x(0)和x(3)、x(2)、x(1)、以及传递函数h(z)获得的滤波器输出为0，因此下面的(3
‑
1)式以及(3
‑
2)式成立。
[0056]
[式3]
[0057][0058]
上述的(3
‑
1)式变形为下面的(13)式。
[0059]
[式13]
[0060][0061]
另外，(3
‑
2)式变形为下面的(14)式。
[0062]
[式14]
[0063][0064]
为了使上述的(13)式以及(14)式同时为0，需要在该各式中以实线的下划线示出的(13)式以及(14)式的共用部分a、和以虚线的下划线示出的(13)式以及(14)式的共用部分b均为0。在这里，具有共用部分a的项相当于到达波p，具有共用部分b的项相当于到达波q。因此，改变三个滤波器系数h0、h1、h3的各值，并且计算使各共用部分a、b的值收敛为0的滤波器系数h0、h1、h3的各值。
[0065]
若决定滤波器系数h0、h1、h3的各值，则方位角相位差第一推断部4a求出(4)式表示的传递函数h(z)为0的第一接收天线20、21、22、23间的关于到达波p的相位差z1以及关于到达波q的相位差z2，即求出满足下面的(15)式的相位差z1、z2，并求出滤波器5的零点。
[0066]
[式15]
[0067]
h0z
12
+h1z1+h2＝0
[0068]
h0z
2z
+h1z2+h2＝0(15)
[0069]
上述的(15)式的各左边呈与(13)式以及(14)式的共用部分a以及共用部分b相同的式子形状，由于滤波器系数h0、h1、h3应当是使各共用部分a、b均为0的值，因此滤波器5的零点为由下面的(5)式表示的两个。
[0070]
[式5]
[0071]
[0072][0073]
方位角相位差第一推断部4a根据该零点上的相位，通过af法推断各第一接收天线20、21、22、23间的各到达波p、q的方位角相位差u1、u2。
[0074]
另外，方位角相位差第二推断部4b也同样地、将由第二接收天线30、31、32、33接收的比到达波p、q的数量多一个的三个第二接收信号构成的第二接收信号组划分为x(6)、x(5)、x(4)的第一第二接收信号组和x(7)、x(6)、x(5)的第二第二接收信号组这两组并输入。然后，根据使针对输入的各第二接收信号组的各输出分别为0的传递函数h(z)的零点上的相位，通过af法推断各第二接收天线30、31、32、33间的各到达波p、q的方位角相位差u1、u2。
[0075]
即，由于根据输入至滤波器5的上述两个第二接收信号组x(6)、x(5)、x(4)和x(7)、x(6)、x(5)、以及传递函数h(z)获得的滤波器输出为0，因此下面的(6
‑
1)式以及(6
‑
2)式成立。
[0076]
[式6]
[0077][0078]
(6
‑
1)式以及(6
‑
2)式与(13)式以及(14)式同样地变形，方位角相位差第二推断部4b计算使各共用部分a、b的值收敛为0的滤波器系数h0、h1、h3的各值。若决定滤波器系数h0、h1、h3的各值，则方位角相位差第二推断部4b求出(4)式表示的传递函数h(z)为0的第二接收天线30、31、32、33间的关于到达波p的相位差z1以及关于到达波q的相位差z2，即求出满足(15)式的相位差z1、z2，并求出滤波器5的零点。然后，与方位角相位差第一推断部4a同样地、根据求出的零点上的相位，根据(5)式通过af法推断各第二接收天线30、31、32、33间的各到达波p、q的方位角相位差u1、u2。
[0079]
到达波信号第一推断部4c根据由方位角相位差第一推断部4a推断的各第一接收天线20、21、22、23间的各到达波p、q的已知的方位角相位差u1、u2以及已知的第一接收信号x(0)、x(1)、x(2)、x(3)，通过下面的(7)式推断到达至基准第一接收天线20的各到达波的信号s1、s2的振幅a1、a2和相位α1、α2。
[0080]
[式7]
[0081][0082][0083][0084][0085]
另外，到达波信号第二推断部4d根据由方位角相位差第二推断部4b推断的各第二接收天线30、31、32、33间的各到达波p、q的已知的方位角相位差u1、u2以及已知的第二接收信号x(4)、x(5)、x(6)、x(7)，根据下面的(8)式推断到达至基准第二接收天线30的各到达波的信号s1′
、s2′
的振幅a1、a2和相位α1+u1+v1、α2+u2+v2。
[0086]
[式8]
[0087][0088][0089][0090][0091]
仰角相位差推断部4e根据通过到达波信号第一推断部4c推定为到达至基准第一接收天线20的各到达波的信号s1、s2的振幅a1、a2和相位α1、α2、与通过到达波信号第二推断部4d推断为到达至基准第二接收天线30的各到达波的信号s1′
、s2′
的振幅a1、a2和相位α1+u1+v1、α2+u2+v2，通过下面的(9)式，对各到达波p、q推断相当于高度t的相位差作为仰角相位差v1、v2。
[0092]
[式9]
[0093][0094][0095]
到达方向二维推断部4f根据由仰角相位差推断部4e推断的仰角相位差v1、v2，通过下面的(10)式推断各到达波p、q的到达方向的仰角达波p、q的到达方向的仰角
[0096]
[式10]
[0097][0098][0099]
然后，到达方向二维推断部4f根据由方位角相位差第一推断部4a或方位角相位差第二推断部4b推断的方位角相位差u1、u2，通过下面的(11)式推断各到达波p、q的到达方向的方位角θ1、θ2。
[0100]
[式11]
[0101][0102][0103]
图3是表示一个实施方式的接收装置1中的运算装置4的动作的概要的流程图。
[0104]
在通过af法进行各到达波p、q的到达方向的角度推断时，运算装置4首先对第一线性阵列天线2以及第二线性阵列天线3中的每个天线将第一线性阵列天线2以及第二线性阵列天线3接收的(1)式所示的第一接收信号x(0)、x(1)、x(2)、x(3)以及(2)式所示的第二接收信号x(4)、x(5)、x(6)、x(7)分别按各三个进行分割(图3，参照步骤101)。然后，将分割而成的x(2)、x(1)、x(0)的第一第一接收信号组和x(3)、x(2)、x(1)的第二第一接收信号组设为关于第一线性阵列天线2的对滤波器5的输入，并且将分割而成的x(6)、x(5)、x(4)的第一第二接收信号组和x(7)、x(6)、x(5)的第二第二接收信号组设为关于第二线性阵列天线3的对滤波器5的输入。
[0105]
接下来，运算装置4通过方位角相位差第一推断部4a以及方位角相位差第二推断
部4b对第一线性阵列天线2以及第二线性阵列天线3分别应用af法，使用(3
‑
1)式和(3
‑
2)式以及(6
‑
1)式和(6
‑
2)式计算使具有(4)式所示的传递函数h(x)的滤波器5的滤波器输出为0的滤波器系数h0、h1、h3。然后，作为(5)式得到具有计算出的滤波器系数h0、h1、h3的滤波器5的零点，根据(5)式表示的滤波器5的零点来推断第一接收天线20、21、22、23间以及第二接收天线30、31、32、33间的方位角相位差u1、u2(参照步骤102)。
[0106]
接下来，运算装置4通过到达波信号第一推断部4c以及到达波信号第二推断部4d，根据(7)式推断到达至基准第一接收天线20的各到达波的信号s1、s2的振幅a1、a2和相位α1、α2，根据(8)式推断到达至基准第二接收天线30的各到达波的信号s1′
、s2′
的振幅a1、a2和相位α1+u1+v1、α2+u2+v2(参照步骤103)。接下来，运算装置4通过仰角相位差推断部4e，根据各到达波的信号s1、s2的振幅a1、a2和相位α1、α2以及各到达波的信号s1′
、s2′
的振幅a1、a2和相位α1+u1+v1、α2+u2+v2，通过(9)式对各到达波p、q推断仰角相位差v1、v2(参照步骤104)。然后，运算装置4通过到达方向二维推断部4f，根据仰角相位差v1、v2利用(10)式推断各到达波p、q的到达方向的仰角并且根据方位角相位差u1、u2利用(11)式推断各到达波p、q向的到达方向的方位角θ1、θ2(参照步骤105)。
[0107]
根据这样的本实施方式的接收装置1，通过对第一线性阵列天线2以及第二线性阵列天线3中的每个天线，利用方位角相位差第一推断部4a以及方位角相位差第二推断部4b并使用af法推断各到达波p、q的方位角相位差u1、u2，能够根据该方位角相位差u1、u2在到达方向二维推断部4f中推断各到达波p、q的到达方向的方位角θ1、θ2。
[0108]
另外，通过将第二线性阵列天线3配置并设置于与第一线性阵列天线2不同的高度t，被构成第二线性阵列天线3的第二接收天线30、31、32、33接收的各到达波p、q的第二接收信号x(4)、x(5)、x(6)、x(7)的相位中包含相当于该高度t的相位差(仰角相位差)v1、v2。因此，能够根据由方位角相位差第一推断部4a推断的各第一接收天线20、21、22、23间的各到达波p、q的方位角相位差u1、u2以及第一接收信号x(0)、x(1)、x(2)、x(3)，通过到达波信号第一推断部4c推断到达至基准第一接收天线20的各到达波的信号s1、s2的振幅a1、a2和相位α1、α2，并且根据由方位角相位差第二推断部4b推断的各第二接收天线30、31、32、33间的各到达波p、q的方位角相位差u1、u2以及第二接收信号x(4)、x(5)、x(6)、x(7)，通过到达波信号第二推断部4d推断到达至基准第二接收天线30的各到达波的信号s1′
、s2′
的振幅a1、a2和相位α1+u1+v1、α2+u2+v2，并根据推断出的各到达波的信号s1、s2的振幅a1、a2和相位α1、α2以及各到达波的信号s1′
、s2′
的振幅a1、a2和相位α1+u1+v1、α2+u2+v2，通过仰角相位差推断部4e对各到达波p、q推断相当于第二线性阵列天线3的高度t的相位差作为仰角相位差v1、v2。能够根据这样推断出的仰角相位差v1、v2通过到达波信号第二推断部4d推断各到达波p、q的到达方向的仰角
[0109]
其结果是，推断各到达波p、q的到达方向的方位角θ1、θ2以及仰角并使用af法进行以往无法通过af进行的到达波p、q的二维方向上的角度推断，与高速傅立叶转换(fft)、压缩传感检测等方法相比可以高精度地进行。
[0110]
此外，在上述实施方式中，对将基准第一接收天线设为第一接收天线20，将基准第二接收天线设为第二接收天线30的情况进行了说明，但成为基准的第一接收天线20、21、22、23以及第二接收天线30、31、32、33能够选择任意天线。另外，在上述实施方式中，使用了第一线性阵列天线2和配置于与第一线性阵列天线2不同高度的第二线性阵列天线3，但也可以
除了这些线性阵列天线以外，将其它一个以上的线性阵列天线配置于不同的高度，进行利用af法的到达波的角度推断。即使像这样构成线性阵列天线，也可以使用af法高精度地进行到达波的二维方向上的角度推断。
[0111]
图4是表示使用上述的接收装置1构成的本发明的一个实施方式的fmcw(frequency modulated continuous wave：调频连续波)方式的雷达装置11的示意结构的框图。此外，在该图中对与图1相同或相当的部分标记相同附图标记并省略其说明。
[0112]
雷达装置11构成为具备rf(radio frequency：射频)信号发生器12、构成发送天线tx、接收天线rx的第一线性阵列天线2以及第二线性阵列天线3、混频器部13、距离推断部14以及构成角度推断部(方位角相位差第一推断部4a、方位角相位差第二推断部4b、到达波信号第一推断部4c，到达波信号第二推断部4d、仰角相位差推断部4e以及到达方向二维推断部4f)的运算装置4。在这里，第一线性阵列天线2和第二线性阵列天线3、以及运算装置4构成上述的接收装置1。
[0113]
rf信号发生器12是生成发送信号的发送信号生成器，由电压控制振荡器等构成。发送天线tx放射由rf信号发生器12生成的毫米波等的发送信号，并作为频率调制后的连续波向未图示的目标物发送。第一线性阵列天线2以及第二线性阵列天线3接收发送波被目标物反射的反射波。各混频器部13分别混合由发送天线tx发送的发送信号以及由第一线性阵列天线2和第二线性阵列天线3接收的反射波的第一接收信号x(0)、x(1)、x(2)、x(3)以及第二接收信号x(4)、x(5)、x(6)、x(7)，并转换为中间频率信号if。
[0114]
距离推断部14根据通过混频器部13转换的中间频率信号if的频率来计算到目标物的距离r。运算装置4根据如上述那样推断的到达波p、q的到达方向的仰角以及方位角θ在二维方向上进行目标物的位置的角度推断。
[0115]
根据本实施方式，能够提供能够高精度地推断关于目标物的仰角以及方位角θ的二维方向角度，而推断目标物的三维位置的fmcw雷达装置11。
[0116]
此外，在本实施方式的雷达装置11中，对发送天线tx为一个，接收天线rx为八个的情况进行了说明，但它们的数量不限定于此。例如，也可以如图5所示的mimo雷达装置15那样，构成为发送天线tx为m个，接收天线rx为n个这样的多个。此外，在图5中，对与图4相同或相当的部分标记相同附图标记并省略其说明。在这种情况下，也能够通过由高度不同的第一线性阵列天线2和第二线性阵列天线3构成接收天线rx，从而与上述的雷达装置11同样地、提供能够高精度地推断关于目标物的仰角以及方位角θ的二维方向角度，而推断目标物的三维位置的mimo雷达装置15。
[0117]
图6是表示使用上述的雷达装置11或雷达装置15构成的本发明的一个实施方式的车辆16的示意结构的图。
[0118]
在车辆16中，在适当的位置，在本实施方式中是车辆16的前方设置雷达装置11或雷达装置15。从雷达装置11、15的发送天线tx发送的发送波s到达目标物17，并作为反射波r被第一线性阵列天线2以及第二线性阵列天线3接收。构成角度推断部的运算装置4根据天线间的方位角相位差u以及仰角相位差v来推断反射波r的到达方向的仰角以及方位角θ，距离推断部14推断到目标物17的距离r。车辆16根据由雷达装置11、15推断的反射波r的到达方向的仰角以及方位角θ、以及到目标物17的距离r，来推断目标物17的三维位置。
[0119]
根据这样的本实施方式的车辆16，能够高精度地推断关于该目标物的仰角以及方位角θ的二维方向角度，并且确定车辆16周围的目标物17的三维位置。
[0120]
图7是表示使用上述的接收装置1构成的本发明的一个实施方式的通信系统41的示意结构的图。
[0121]
通信系统41包括基站42和移动电话43等移动设备。从基站42发送的发送波s1、s2、s3
…
被大厦44等反射，从各种方向到达至移动电话43。在基站42具备由上述的接收装置1构成的角度推断部、发送发送波s1、s2、s3
…
的发送部、以及由接收从移动电话43接收的接收波r1、r2、r3
…
的上述的接收装置1构成的接收部。角度推断部根据推断的到达波的到达方向的仰角以及方位角θ，在二维方向上进行发送到达波的移动电话43所在的位置的角度推断。发送部朝向由角度推断部推断的角度进行波束成形，来进行提高朝向移动电话43所在的方向发送的发送波s1、s2、s3
…
的发送输出的指向性控制。接收部朝向由角度推断部推断的角度进行波束成形，来进行提高从移动电话43所在的方向接收的接收波r1、r2、r3
…
的接收灵敏度的指向性控制。
[0122]
根据本实施方式的通信系统41，通过利用基站42的角度推断部在关于仰角以及方位角θ的二维方向高精度地进行发送到达波的移动电话43所在的位置的角度推断，并在发送部进行朝推断出的角度提高发送波s1、s2、s3
…
的发送输出的指向性控制，能够从基站42向移动电话43高效地发送信号。因此，即使在发送到达波的移动电话43存在于较远的位置的情况下，也能够可靠地将发送信号传递到移动电话43。另外，能够增大在移动电话43接收的发送信号的接收电平，而能够进行sn比良好且可靠的通信。
[0123]
另外，根据本实施方式的通信系统41，通过利用角度推断部在关于仰角以及方位角θ的二维方向高精度地进行发送到达波的移动电话43所在的位置的角度推断，并在接收部进行提高朝推断出的角度的接收波r1、r2、r3
…
的接收灵敏度的指向性控制，能够提高在基站42从移动电话43接收的信号的接收灵敏度。因此，即使在发送到达波的移动电话43存在于较远的位置的情况下，也能够在基站42可靠地接收从移动电话43发送的发送信号，能够进行sn比良好且可靠的通信。
[0124]
此外，在上述实施方式中，对在基站42设置由接收装置1构成的角度推断部、发送发送波s1、s2、s3
…
的发送部、以及由接收接收波r1、r2、r3
…
的接收装置1构成的接收部的情况进行了说明，但也可以构成为在移动电话43等移动设备侧设置这些部件。
[0125]
即，构成为在移动电话43设置由上述的接收装置1构成的角度推断部、发送发送波s1、s2、s3
…
的发送部、以及由接收从基站42接收的接收波r1、r2、r3
…
的上述的接收装置1构成的接收部。角度推断部根据推断的到达波的到达方向的仰角以及方位角θ，在二维方向上进行发送到达波的基站42所在的位置的角度推断。发送部朝向由角度推断部推断的角度进行波束成形，来进行提高向基站42所在的方向发送的发送波s1、s2、s3
…
的发送输出的指向性控制。接收部朝向由角度推断部推断的角度进行波束成形，来进行提高从基站42所在的方向接收的接收波r1、r2、r3
…
的接收灵敏度的指向性控制。
[0126]
根据本结构，通过利用移动电话43的角度推断部在关于仰角以及方位角θ的二维方向高精度地进行发送到达波的基站42所在的位置的角度推断，并在发送部进行朝向推断出的角度提高发送波s1、s2、s3
…
的发送输出的指向性控制，能够从移动电话43向基站42
高效地发送信号。因此，即使在发送到达波的基站42存在于较远的位置的情况下，也能够可靠地将发送信号传递至基站42。另外，能够增大在基站42接收的发送信号的接收电平，而能够进行sn比良好且可靠的通信。
[0127]
另外，根据本结构，通过利用角度推断部在关于仰角以及方位角θ的二维方向高精度地进行发送到达波的基站42所在的位置的角度推断，并在移动电话43的接收部进行提高朝向推断出的角度的接收波r1、r2、r3
…
的接收灵敏度的指向性控制，能够提高在移动电话43从基站42接收的信号的接收灵敏度。因此，即使在发送到达波的基站42存在于较远的位置的情况下，也能够在移动电话43可靠地接收从基站42发送的发送信号，而能够进行sn比良好且可靠的通信。
[0128]
图8的(a)是表示使用上述的接收装置1构成的本发明的一个实施方式的位置检测系统51的示意结构的图。此外，在图8中对与图1相同或相当的部分标记相同附图标记并省略其说明。
[0129]
位置检测系统51具备安装于各目标52的输出发送波s1、s2
…
的多个发送器53、以及在第一线性阵列天线2以及第二线性阵列天线3接收从各发送器53输出的各发送波s1、s2
…
作为各到达波的上述的接收装置1。接收装置1根据推断的各到达波的到达方向的仰角以及方位角θ，在二维方向进行各目标52所在的位置的角度推断。
[0130]
根据本实施方式，能够提供在关于仰角以及方位角θ的二维方向高精度地进行各目标52所在的位置的角度推断的位置检测系统51。
[0131]
根据本实施方式，例如，如该图的(b)所示，具备两个接收装置1，通过基于由发送器53发出的发送波s1、s2
…
分别在二维方向上进行关于由各接收装置1推断的各目标52的仰角以及方位角θ1、θ2的角度推断，可以进行aoa(angle of arrival：到达角)方式的位置推断。即，可根据由各接收装置1推断的方向d1、d2的交点位置高精度地推断目标52的三维位置。此外，接收装置1无需一定具备两个，即使为一个也能够高精度地检测目标52的二维位置。
[0132]
附图标记说明
[0133]
1...接收装置；2...第一线性阵列天线；20～23...第一接收天线；3...第二线性阵列天线；30～33...第二接收天线；4...运算装置；4a...方位角相位差第一推断部；4b...方位角相位差第二推断部；4c...到达信号第一推断部；4d...到达信号第二推断部；4e...仰角相位差推断部；4f...到达方向二维推断部；5...滤波器；11...fmcw雷达装置；12...rf信号发生器；13...混频器部；14...距离推断部；15...mimo雷达装置；16...车辆；17...目标物；41...通信系统；42...基站；43...移动电话(移动设备)；44...大厦；51...位置检测系统；52...目标；53...发送器。