雷达装置的制造方法

雷达装置的制造方法
【专利摘要】公开了一种雷达装置。雷达发送单元在规定的发送周期使用发送阵列天线发送雷达信号，雷达接收单元使用接收阵列天线接收被目标反射了雷达信号的反射波信号。发送阵列天线及接收阵列天线分别包含多个子阵列元件，多个子阵列元件在发送阵列天线及接收阵列天线中配置于第1方向的直线上，各子阵列元件包含多个天线元件，子阵列元件的大小在第1方向中大于期望的天线元件间隔，发送阵列天线的子阵列元件间隔和接收阵列天线的子阵列元件间隔之差的绝对值与期望的天线元件间隔相同。
【专利说明】
雷达装置
技术领域
[0001] 本发明设及雷达装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，不断开展得到高分辨率的使用了包含微波或毫米波的波长短的雷达发送 信号的雷达装置的研究。此外，为了提高户外的安全性，要求开发在广角范围探测在车辆W 外包含行人的物体（目标)的雷达装置。
[0003] 例如，作为雷达装置，已知反复发送脉冲波的脉冲雷达装置。在广角范围中探测车 辆/行人的广角脉冲雷达的接收信号为混合了来自在近程存在的目标(例如车辆)和在远程 存在的目标(例如行人)的多个反射波的信号。因此，（1)在雷达发送单元中，被要求发送具 有较低的距离旁瓣的自相关特性（W下，称为低距离旁瓣特性)的脉冲波或脉冲调制波的结 构，（2)在雷达接收单元中，被要求具有较宽的接收动态范围的结构。
[0004] 作为广角雷达装置的结构，列举W下两个结构。
[0005] 第1结构是，将脉冲波或调制波使用窄角（几度左右的波束宽度）的指向性波束进 行机械式或电子式的扫描来发送雷达波，使用窄角的指向性波束接收反射波的结构。运种 结构中，为了得到高分辨率而需要很多的扫描，所W对高速移动的目标的跟踪性劣化。
[0006] 第2结构是，使用通过由多个天线(天线元件)构成的阵列天线接收反射波，根据基 于对天线间隔的接收相位差的信号处理算法，估计反射波的到来角的方法(Direction Of Arri va 1 (DOA) eStimation)的结构。在运种结构中，即使稀疏了雷达发送单元中的发送波束 的扫描间隔，在雷达接收单元中也能够估计到来角，所W实现扫描时间的缩短，与第1结构 比较，跟踪性提高。例如，在到来方向估计方法中，可列举基于矩阵运算的傅立叶变换、基于 逆矩阵运算的化pon法及LP化inear Prediction;线性预测)法、或基于固有值运算的MUSIC (Multiple Signal Classif ication;多信号分类）及ESPRIT化stimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques;利用旋转不变性技术估计信号参 数)。
[0007] 此外，作为雷达装置，提出了除了雷达接收单元，在雷达发送单元中也包括多个天 线（阵列天线），通过使用了发送接收阵列天线的信号处理进行波束扫描的结构(有时也称 为MIMO雷达）（例如，参照非专利文献2)。
[000引现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1:日本特表2011-526370号公报
[0011] 非专利文献
[0012] 非专矛U文南犬 1; Budisin，S . Z. ,"New complementary pairs of sequences，" Electron.Lett.,1990,26,(13),PP.881-883
[0013] 非专利文献2 : Jian Li，Sto i Ca，Petre，" MIMO Radar wi th Co located Antennas/'Signal Processing Magazine，IEEE Vol.24,Issue:5，pp.106-114,2007

【发明内容】

[0014]可是，为了提高阵列天线的指向性增益，有时使用构成阵列天线的天线元件（W 下，称为阵列元件)的各个天线元件进一步由多个天线元件构成的子阵列天线。
[001引阵列天线的元件间隔难W配置成比阵列元件的大小窄的间隔。但是，在使用子阵 列天线结构的情况下，由于阵列元件的大小变大，所W需要将子阵列天线间的间隔扩宽，在 阵列天线的指向性图案上，有可能发生栅瓣。
[0016] 本发明的非限定性的实施例提供即使在子阵列天线结构的情况下，也能够抑制不 需要的栅瓣的发生，实现期望的指向性图案的雷达装置。
[0017] 本发明的一方案的雷达装置包括:雷达发送单元，在规定的发送周期使用发送阵 列天线发送雷达信号；W及雷达接收单元，使用接收阵列天线接收被目标反射了所述雷达 信号的反射波信号，所述发送阵列天线及所述接收阵列天线分别包含多个子阵列元件，所 述多个子阵列元件在所述发送阵列天线及所述接收阵列天线中配置于第1方向的直线上， 所述各子阵列元件包含多个天线元件，所述子阵列元件的大小在所述第1方向中大于期望 的天线元件间隔，所述发送阵列天线的子阵列元件间隔和所述接收阵列天线的子阵列元件 间隔之差的绝对值与所述期望的天线元件间隔相同。
[0018] 再有，运些概括性的或具体的方式，可W由系统、方法、集成电路、计算机程序、或 记录介质来实现，也可W通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序和记录介质的任意的 组合来实现。
[0019] 根据本发明的一方案，即使在子阵列天线结构的情况下，也能够抑制不需要的栅 瓣的发生，实现期望的指向性图案(pattern)。
[0020] 从说明书和附图中将清楚本发明的一方案中的更多的优点和效果。运些优点和/ 或效果可W由几个实施方式和说明书及附图所记载的特征来分别提供，不需要为了获得一 个或一个W上的特征而提供全部特征。
【附图说明】
[0021 ]图IA是表示子阵列元件的结构例子的图。
[0022] 图IB是表示由子阵列元件构成的阵列天线结构例子的图。
[0023] 图2是表示本发明的一实施方式的雷达装置的结构的框图。
[0024] 图3是表示本发明的一实施方式的雷达发送信号的一例子的图。
[0025] 图4是表示本发明的一实施方式的雷达发送信号生成单元的另一结构的框图。
[0026] 图5是表示本发明的一实施方式的雷达发送信号的发送定时W及测量范围的一例 子的图。
[0027] 图6是表示本发明的一实施方式的发送阵列、接收阵列及虚拟接收阵列的天线配 置的图。
[0028] 图7是表示本发明的一实施方式的指向性图案的图。
[0029] 图8是表示本发明的一实施方式的变更1的发送阵列、接收阵列及虚拟接收阵列的 天线配置的图。
[0030] 图9A是表示本发明的一实施方式的变更1的水平方向的指向性图案的图。
[0031] 图9B是表示本发明的一实施方式的变更I的垂直方向的指向性图案的图。
[0032] 图10是表示本发明的一实施方式的变更2的发送阵列、接收阵列及虚拟接收阵列 的天线配置的图。
[0033] 图IlA是表示本发明的一实施方式的变更2的水平方向的指向性图案的图。
[0034] 图IlB是表示本发明的一实施方式的变更2的垂直方向的指向性图案的图。
[0035] 图12是表示本发明的一实施方式的变更3的发送阵列、接收阵列及虚拟接收阵列 的天线配置的图。
[0036] 图13A是表示本发明的一实施方式的变更3的水平方向的指向性图案的图。
[0037] 图13B是表示本发明的一实施方式的变更3的垂直方向的指向性图案的例子的图。
【具体实施方式】
[0038] [达成本发明的一方案的经过]
[0039] 图IA表示子阵列结构的天线元件（W下，也称为子阵列元件）的一例子。图IA所示 的子阵列元件由2X2的4个天线元件构成的。此外，在图IA所示的一例子中，将子阵列元件 的大小在水平方向及垂直方向的双方向上都设为0.8波长。
[0040] 图IB表示将图IA所示的子阵列元件串联地排列4个而构成的阵列天线的一例子。 如图IB所示，各子阵列元件的大小为0.8波长(参照图1A)，所W作为子阵列元件间的间隔需 要采用1波长左右W上的间隔。
[0041] 例如，用于使主瓣的±90°的范围内不发生栅瓣的阵列元件间隔（期望的元件间 隔）为0.5波长。在图IB所示的阵列天线中，子阵列元件的元件间隔为1波长左右W上，所W 难W设定期望的元件间隔，在主瓣的±90°的范围内会发生栅瓣。
[0042] 运样，在子阵列元件的大小为0.5波长W上的情况下，有可能难W使阵列天线的元 件间隔为0.5波长。因此，在主瓣的±90°的范围内发生不需要的栅瓣，在测量角度时发生虚 像，成为误检测的主要原因。
[0043] 运里，在专利文献1中，公开了使用了宽度d=l波长左右的子阵列元件的阵列天线 结构。在专利文献1中，将发送天线TxO、Txl的元件间隔设为6波长，将接收天线RX0、RX1、 RX2、RX3的元件间隔设为1.5波长±(V8)(A表示1波长）。此外，在专利文献1中，包括将发送 天线TxO、TxlW时分方式切换来发送雷达发送信号，对于从各发送天线TxO、Txl发送的雷达 发送信号，用接收天线RX0、RX1、RX2、RX3获取接收信号的结构。
[0044] 通过运样的结构，在用接收阵列天线获取的接收信号中，发送天线的位置改变造 成的相位变化被重叠，所W得到虚拟地增大接收天线的开口长度的效果。W下，将通过发送 接收阵列天线中的天线元件的配置而增大有效的开口长度的虚拟的接收阵列天线称为"虚 拟接收阵列"。
[0045] 可是，在专利文献1中，接收阵列天线的元件间隔为1.5波长±V8,所W在从主波 束方向偏移了40°左右的方向上会发生栅瓣。
[0046] 本发明的一方案，即使在使用子阵列结构的阵列元件的情况下，也抑制不需要的 栅瓣的发生，实现期望的指向性图案。
[0047] W下，参照附图详细地说明本发明的一方案的实施方式。再有，在实施方式中，对 同一结构要素附加同一标号，其说明因重复而省略。
[004引[雷达装置的结构]
[0049] 图2是表示本实施方式的雷达装置10结构的框图。
[0050] 雷达装置10具有雷达发送单元100、雷达接收单元200、W及基准信号生成单元 300。
[0051] 雷达发送单元100基于从基准信号生成单元300接受的参考信号生成高频的雷达 信号（雷达发送信号）。然后，雷达发送单元100使用由多个发送天线106-1~106-化构成的 发送阵列天线，在规定的发送周期发送雷达发送信号。
[0052] 雷达接收单元200使用由多个接收天线202-1~202-化构成的接收阵列天线接收 从目标(未图示)反射的雷达发送信号即反射波信号。雷达接收单元200用从基准信号生成 单元300接受的参考信号，对各天线202中接收到的反射波信号进行信号处理，进行目标的 有无检测、方向估计等。再有，目标是雷达装置10要检测的对象的物体，例如，包含车辆或 人。
[0053] 基准信号生成单元300分别连接到雷达发送单元100及雷达接收单元200。基准信 号生成单元300将作为基准信号的参考信号共同地供给雷达发送单元100及雷达接收单元 200,使雷达发送单元100及雷达接收单元200的处理同步。
[0054] [雷达发送单元100结构]
[0055] 雷达发送单元100具有雷达发送信号生成单元101-1~101-Nt、无线发送单元105- 1~105-化、W及发送天线106-1~106-Nt。即，雷达发送单元100具有化个发送天线106,各 发送天线106分别连接到各自的雷达发送信号生成单元101及无线发送单元105。
[0056] 雷达发送信号生成单元101生成成为从基准信号生成单元300接受的参考信号的 规定数倍的定时时钟，基于生成的定时时钟生成雷达发送信号。然后，雷达发送信号生成单 元101在规定的雷达发送周期(Tr)反复输出雷达发送信号。雷达发送信号用。化，M) = Iz化， M)+jQz化，M)表示。其中，Z表示与各发送天线106对应的号，Z = I，. . .ONt。此外，j表示虚数 单位，k表示离散时刻，M表示雷达发送周期的序数。
[0化7] 各雷达发送信号生成单元101由码生成单元102、调制单元103、W及LPF(L〇w Pass Filter;低通滤波器）104构成。W下，说明与第z(z = l，. . .，Nt)发送天线106对应的雷达发 送信号生成单元IOl-Z中的各结构单元。
[0058] 具体地说，对每个雷达发送周期化，码生成单元102生成码长L的码序列的码a(z)n (n=l，. . .，L)(脉冲码）。在各码生成单元102-1~102-化中生成的码a(z)n(z = l，. . .，Nt) 中，使用彼此低相关或不相关的码。作为码序列，例如，可列举Walsh-Hadamard码、M序列码、 Gold码等。
[0059] 调制单元103对于从码生成单元102接受的码a (Z )n进行脉冲调制（振幅调制、ASK (AmpliUide Shift Keying;幅移键控）、脉冲移键控)或相位调制(Phase Shift Keying;相 移键控），将调制信号输出到LPF104。
[0060] LPF104将从调制单元103接受的调制信号之中的、规定的限制频带W下的信号分 量作为基带的雷达发送信号输出到无线发送单元105。
[0061] 第z(z = l，...，Nt)无线发送单元105对于从第Z雷达发送信号生成单元101输出的 基带的雷达发送信号实施变频而生成载波频率(Radio Frequency:RF)频带的雷达发送信 号，由发送放大器放大到规定的发送功率P[地]后输出到第Z发送天线106。
[0062] 第z(z = l，...，Nt)发送天线106将从第Z无线发送单元105输出的雷达发送信号发 射到空中。
[0063] 图3表示从雷达发送单元100的化个发送天线106发送的雷达发送信号。在码发送 区间Tw内包含码长L的脉冲码序列。在各雷达发送周期Tr之中的、码发送区间Tw期间发送脉 冲码序列，剩余的区间（Tr-Tw)为无信号区间。通过每1个脉冲码(a(z)n)被实施使用了 No个 样本的脉冲调制，在各码发送区间Tw内，包含化（=NoXU个样本的信号。即，调制单元103 中的采样率为(NoXU/Tw。此外，假设在无信号区间（Tr-Tw)中，包含Nu个样本。
[0064] 再有，雷达发送单元100也可W包括图4所示的雷达发送信号生成单元101a，取代 雷达发送信号生成单元101。雷达发送信号生成单元IOla没有图2所示的码生成单元102、调 制单元103及LPF104,取代为包括码存储单元111及DA转换单元112。码存储单元111预先存 储在码生成单元1〇2(图2)中生成的码序列，循环地依次读出所存储的码序列。DA转换单元 112将从码存储单元111输出的码序列(数字信号)转换为模拟信号。
[0065] [雷达接收单元200结构]
[0066] 在图2中，雷达接收单元200包括Na个接收天线202,构成阵列天线。此外，雷达接收 单元200具有Na个天线系统处理单元201-1~201-Na、W及方向估计单元214。
[0067] 各接收天线202接收在目标(物体)上反射的雷达发送信号即反射波信号，将接收 到的反射波信号向对应的天线系统处理单元201作为接收信号输出。
[0068] 各天线系统处理单元201具有无线接收单元203、W及信号处理单元207。
[0069] 无线接收单元203具有放大器204、变频器205、W及正交检波器206。无线接收单元 203生成成为从基准信号生成单元300接受的参考信号的规定数倍的定时时钟，基于生成的 定时时钟动作。具体地说，放大器204将从接收天线202接受的接收信号放大到规定电平，变 频器205将高频频带的接收信号变频到基带频带，正交检波器206将基带频带的接收信号转 换为包含I信号及Q信号的基带频带的接收信号。
[0070] 信号处理单元207具有AD转换单元208、209、^及分离单元210-1~210-化。
[0071] I信号从正交检波器206输入到AD转换单元208, Q信号从正交检波器206输入到AD 转换单元209。对于包含I信号的基带信号，AD转换单元208通过进行离散时间中的采样，将I 信号转换为数字数据。对于包含Q信号的基带信号，AD转换单元209通过进行离散时间中的 采样，将Q信号转换为数字数据。
[0072] 运里，在AD转换单元208,209的采样中，雷达发送信号中的每1个子脉冲的时间化 (=Tw/L)被采样化个离散样本。即，每1子脉冲的过采样数为化。
[0073] W下的说明中，使用I信号Ir化，M)及Q信号化化，M)，将作为AD转换单元208、209的 输出的第M雷达发送周期Tr[M]的离散时间k中的基带的接收信号表示为复数信号X化，M)= Ir化，M)+j化化，M)。此外，在W下，离散时刻kW雷达发送周期(Tr)开始的定时为基准化= 1)，信号处理单元207直到雷达发送周期Tr结束前为止的样本点即k=(化+Nu)Ns/No为止都 周期性地动作。即，k=l，...，（化+Nu)Ns/No。运里，j是虚数单位。
[0074] 信号处理单元207包含与相当发送天线106的个数的系统数相等的化个分离单元 210。各分离单元210具有相关运算单元211、加法单元212、W及多普勒频率分析单元213。W 下，说明第z(z = l，. . .，Nt)分离单元210结构。
[0075] 对每个雷达发送周期化，相关运算单元211进行包含从AD转换单元208、209接受的 离散采样值Ir化，M)及化化，M)的离散采样值X化，M)和雷达发送单元100中发送的码长L的 脉冲码a(z)n(其中，Z = I,...，化、n = l，. . .，L)之间的相关运算。例如，相关运算单元211进 行离散采样值X化，M)和脉冲码a(z)n之间的滑动相关运算。例如，第M雷达发送周期Tr[M]中 的离散时刻k的滑动相关运算的相关运算值AC(Z)化，M)基于下式来计算。
[0076]
( 1 )
[0077] 上式中，星号(*)表示复数共辆运算符。
[007引例如，相关运算单元211根据式（1)，在整个k= 1，...，（化+Nu)Ns/No的期间进行相 关运算。
[0079] 再有，相关运算单元211不限定于对于k=l，...，（化+Nu)Ns/No进行相关运算的情 况，根据作为雷达装置10的测量对象的目标存在范围，也可W限定测量范围（即，k的范围）。 由此，在雷达装置10中，可降低相关运算单元211的运算处理量。例如，相关运算单元211也 可W在k =化化+1)，...，（化+Nu)Ns/N〇-NsL中限定测量范围。运种情况下，如图5所示，雷达 装置10在相当于码发送区间Tw的时间区间不进行测量。
[0080] 由此，即使在雷达发送信号直接地绕进到雷达接收单元200的情况下，在雷达发送 信号绕进期间（至少不足Tl的期间）也不进行相关运算单元211的处理，所W雷达装置10可 进行排除了绕进的影响的测量。此外，在限定测量范围化的范围）的情况下，对于在W下说 明的加法单元212、多普勒频率分析单元213及方向估计单元214的处理，同样地适用限定了 测量范围化的范围）的处理即可。由此，能够削减各结构单元中的处理量，能够降低雷达接 收单元200中功耗。
[0081] 加法单元212对第M雷达发送周期化的每个离散时刻k使用从相关运算单元211接 受的相关运算值AC(Z)化，M)，在规定次数(化次）的整个雷达发送周期Tr的期间（化X化），将 相关运算值AC(Z)化，M)进行加法运算（相干积分）。整个期间（Tr X化）的加数化的加法运算 (相干积分)处理用下式表示。
[0082]
( 2 )
[0083] 其中，CI(Z)化，m)表示相关运算值的加法值（W下，有时也称为相关加法值），化是1 W上的整数值，m是表示将加法单元212中加法次数化作为1个单位的情况中的加法次数的 序数的IW上的整数。此外，Z = I,...，化。
[0084] 加法单元212将W雷达发送周期化为单位得到的相关运算单元211的输出作为一 个单位，进行化次的加法。即，加法单元212将相关运算值AC(Z)(k，化(m-l)+l)~AC(Z)(k，化 Xm)作为一单位，对每个离散时刻k计算将离散时刻k的定时对准进行加法运算的相关值 CI(z)(k，m)。由此，通过相关运算值的整个化次的加法的效果，在来自目标的反射波信号具 有较高的相关的范围中，加法单元212能够使反射波信号的SNR提高。因此，能够使与估计目 标的到来距离有关的测量性能提高。
[0085] 再有，为了得到理想的加法增益，在相关运算值的加法次数化的加法区间中，需要 使相关运算值的相位分量在某个程度的范围内一致的条件。即，优选加法次数化基于作为 测量对象的目标的假定最大移动速度来设定。运是因为目标的假定最大速度越大，来自目 标的反射波中包含的多普勒频率的变动量越大，具有较高的相关的时间期间越短。运种情 况下，加法次数化为较小的值，所W加法单元212中的加法产生的增益提高效果减小。
[0086] 多普勒频率分析单元213将对每个离散时刻k得到的加法单元212的Nc个输出即 CI(Z)化，Nc(w-1)+1)~CI(Z)化，化Xw)作为一单位，对准离散时刻k的定时进行相干积分。例 如，如下式所示，在校正了与2Nf个不同的多普勒频率f S A O对应的相位变动O (f S)= 2时S (TrX化）A O之后，多普勒频率分析单元213进行相干积分。
[0087] (3)
[008引其中，FT_CI(zr'…(k，fs，w)是多晋勒频率分化单元213中的第W输出，表示第化nt 天线系统处理单元201中的离散时刻k时的多普勒频率fs A O的相干积分结果。其中，化nt =1~化，fs = -Nf+l，. . ..，Nf，k=l，...，（化+Nu)Ns/No，w为IW上的整数，A O是相 位旋转单位。
[0089] 由此，各天线系统处理单元201对雷达发送周期间化的多次化XNc的每个期间（Tr X Np X Nc)得到与每个离散时刻k的2Nf个多普勒频率分量对应的相干积分结果即FT_ CI(z)Nant(k，-Nf+l，W)，. . .，FT_CI(z)Nant(k，Nf-l，W)。再有，j 是虚数单位，Z = l，...，化。
[0090] A O = 1/Nc的情况下，上述多普勒频率分析单元213的处理，与W采样间隔Tm = (化X化）、采样频率fm = 1 Am对加法单元212的输出进行离散傅立叶变换(DFT)处理等效。
[0091] 此外，通过将Nf设定为2的乘方数，在多普勒频率分析单元213中，能够适用快速傅 立叶变换(FFT)处理，能够极大地削减运算处理量。此时，在Nf >Nc的情况下，通过在9>齡 的区域中进行CI(Z)化、化(w-l)+q) = 0的零填充处理，同样地能够适用FFT处理，能够极大地 削减运算处理量。
[0092] 此外，多普勒频率分析单元213中，也可W不进行FFT处理，而进行顺序地运算上式 (3)所示的积和运算的处理。即，对于每个离散时刻k得到的加法单元212的化个输出即CI(Z) 化，Nc(w-l)+q+l)，多普勒频率分析单元213生成与fs = -Nf+l，Nf-I对应的系数 exp[-j化fsTrNpq A (})]，顺序地进行积和运算处理。运里，q = 〇~化-1。
[0093] 再有，W下的说明中，在化个天线系统处理单元201各自中，将集中了实施同样的 处理得到的第W输出FT_CI(z)i化，fs，w)，FT_CI(z)2化，fs，w)，. . .，FT_CI(z严化，fs，w)的矢量 如下式那样表记为虚拟接收阵列相关矢量Kk，fs，w)。虚拟接收阵列相关矢量Kk，fs，w)包 含发送天线数化和接收天线数化之积的化X化个元素。虚拟接收阵列相关矢量Mk，fS，w) 用于说明对于后述的、来自目标的反射波信号，基于接收天线202间的相位差进行方向估计 的处理。其中，Z = I，...，化，b = l，. . .，Na。
[0094] ( 4 )
[0095] ( 5 )
[0096] W上，说明了信号处理单元207的各结构单元中的处理。
[0097] 方向估计单元214对于从天线系统处理单元201-1~201-Na输出的第W多普勒频率 分析单元213的虚拟接收阵列相关矢量Kk, fs，w)，计算使用阵列校正值h_cal[y]校正了天 线系统处理单元201间的相位偏差及振幅偏差的虚拟接收阵列相关矢量11_3:*6,_。31化^3， W)。虚拟接收阵列相关矢量]1_3|^6,_。31化，fs，w)W下式表示。再有，y=l，...，（化X化）。
[009引
[0099] ( 6 )
[0100] 然后，方向估计单元214用虚拟接收阵列相关矢量h_after_Eal化，fs，W)，基于接收天 线202间的反射波信号的相位差，进行水平方向及垂直方向的方向估计处理。方位估计单元 214使方向估计评价函数值p(0，d)，k，fs，w)中的方位方向0及仰角方向O在规定的角度范 围内可变来计算空间分布，将算出的空间分布的极大峰值W从大到小的顺序提取预定数， 将极大峰值的方位方向及仰角方向作为到来方向估计值。
[0101] 再有，评价函数值？(0，(1)，4^3，*)因到来方向估计算法而有各种。例如，也可^用 在参考非专利文献1中公开的使用了阵列天线的估计方法。
[0102] (参考非专矛U文南犬 1 )Direction-〇f-arrival estimation using signal subspace modeling Cadzow，J. A . ;Aerospace and Electronic Systems , IEEE Transactions on Volume:28，Issue:!Publication Year:1992，Page(s):64-79
[0103] 例如，波束形成法能够如下式那样表示。另外，所谓化p〇n、MUSIC的方法也可同样 地适用。
[0104] P( <K，<K，k，fs，w)= |a(目U，（K)Va化r_cal(k，fs，W) |2 (7)
[010引其中，上标H是埃尔米特转置运算符。此外，a(0u，(K)表示对方位方向0u、仰角方向 4 V的到来波的虚拟接收阵列的方向矢量。
[0106] 如W上，方向估计单元214将算出的第W到来方向估计值、离散时刻k、多普勒频率 fs A O及角度0U作为雷达定位结果输出。
[0107] 运里，方向矢量a(0u，(K)是将从方位0U方向及仰角方向d)v对雷达发送信号的反 射波到来情况下的虚拟接收阵列的复数响应作为元素的(化X化)阶的列矢量。虚拟接收阵 列的复数响应a(0u，(K)表示根据天线间的元件间隔而被几何光学地计算的相位差。
[0108] 此外，0U在进行到来方向估计的方位范围内W规定的方位间隔01变化。例如，0U如 W下那样地设定。
[0109] 目U=目min+u0i、u = 〇,. . .，NU
[0110] NU = f Ioor[(目 max-目 min)/执]+1
[0111] 其中，floor(x)是返回不超过实数X的最大整数值的函数。
[0112] 此外，4 V在进行到来方向估计的仰角范围内W规定的仰角间隔02变化。例如，4 V 如W下那样地设定。
[011：3] 4 V= 4min+v02、v = 〇,. . .，NV
[0114] NV = floor[( <l)max-<l)min)/&]+l
[0115] 再有，在本实施方式中，假设基于后述的虚拟接收阵列配置VA#1，...，VA#(化X Na)，预先计算虚拟接收阵列的方向矢量。虚拟接收阵列的方向矢量的元素表示按照在后述 的虚拟接收阵列配置号顺序VA#1，...，VA#(化X化）W天线间的元件间隔而被几何光学地 计算的相位差。
[0116] 此外，上述时刻信息k也可W变换为距离信息来输出。在将时刻信息k变换为距离 信息R化)时使用下式即可。运里，Tw表示码发送区间，L表示脉冲码长，Co表示光速。
[0117]
(8)
[011引此外，多普勒频率信息(fs A O )也可W变换为相对速度分量来输出。在将多普勒 频率fs A O变换为相对速度分量vd(fs)时能够使用下式进行变换。运里，A是从无线发送单 元107输出的RF信号的载波频率的波长。
[0119]
(9)
[0120] [雷达装置10中的天线配置]
[0121] 说明具有W上结构的雷达装置10中的化个发送天线106及化个接收天线202的配 置。
[0122] 图6表示由化=2个发送天线106(Tx#l、Tx#2)构成的发送阵列的天线配置、由化= 3个接收天线202(Rx#l、Rx#2、Rx#3)构成的接收阵列的天线配置、W及基于运些发送接收阵 列天线构成的虚拟接收阵列(元件数:化XNa = 6个)的天线配置。
[0123] 发送天线106及接收天线202的各个天线用包含两个天线元件的子阵列元件构成。
[0124] 此外，将子阵列元件的大小（宽度)设为Dsubarry,将雷达探测角范围内不发生栅瓣 的期望的天线元件间隔设为De。在图6中，子阵列元件的大小Dsubarry大于期望的天线元件间 隔De化subarry>De)。再有，作为期望的天线元件间隔De,使用0.5波长W上、0.75波长W下的 值。
[0125] 此外，将发送阵列天线的子阵列元件间隔设为化，将接收阵列天线的子阵列元件 间隔设为化。例如，在图6中，将发送阵列天线的子阵列元件间隔化设为1.5A(1.5波长），将 接收天线的子阵列元件间隔化设为UQ波长）。即，子阵列元件间隔Dt、化为1波长(A)左右 社。
[0126] 在本实施方式中，是子阵列元件的大小Dsubarry比雷达探测角范围内不发生栅瓣的 期望的天线元件间隔De宽的情况(Dsubarry>De)。运种情况下，配置发送阵列及接收阵列，W 使在发送阵列天线的子阵列元件间隔化和接收阵列天线的子阵列元件间隔化之间满足下 式所示的关系。
[0127] IDt-DrI=De (10)
[01%]目P，发送阵列天线的子阵列元件间隔化和接收阵列天线的子阵列元件间隔化之差 的绝对值与期望的天线元件间隔De相同。
[0129] 作为一例，图6表示De = V2、发送阵列天线的子阵列元件间隔化= 1.5A、接收阵列 天线的子阵列元件间隔化=A的情况。
[0130] 运种情况下，如图6所示，虚拟接收阵列的中屯、附近(端部W外）的元件间隔为期望 的天线元件间隔De( = I Dt-化I =V2)。即，在虚拟接收阵列中，得到在雷达探测角范围内不 发生栅瓣的阵列配置。
[01別]图7表示图6所示的发送接收阵列天线配置(〇6 = 0.5人前=1.5人、化=入的情况）中 的指向性图案(傅立叶波束图案。主波束:〇°方向）。如图7所示，可知在从主波束方向起± 90°的角度范围内不发生栅瓣。
[0132] 运样一来，在本实施方式中，配置发送天线106及接收天线202, W使发送天线106 构成的发送阵列天线的元件间隔和接收天线202构成的接收阵列天线的元件间隔之差(绝 对值)与不发生栅瓣的期望的元件间隔相等。
[0133] 运样一来，能够将根据发送天线106及接收天线202的配置关系构成的虚拟接收阵 列的元件间隔设定为不发生栅瓣的期望的元件间隔。由此，在进行方向估计单元214中的方 向估计处理时，能够除去栅瓣造成的误检测的发生。
[0134] 因此，根据本实施方式，即使使用子阵列结构的阵列元件的情况下，也能够抑制发 生不需要的栅瓣，实现期望的指向性图案。
[0135] 再有，在图6中，为了进行水平方向的到来方向估计，作为一例表示了在水平方向 上将阵列天线直线状地配置的结构。但是，本实施方式中，为了进行垂直方向的到来方向估 计，即使在垂直方向上将阵列天线直线状地配置的情况下，同样地在垂直方向中，能够配置 不发生栅瓣的期望的元件间隔的虚拟接收阵列。
[0136] (变更 1)
[0137] 在变更1中，说明进行水平方向及垂直方向双方的到来方向估计的情况。
[0138] 发送阵列元件或接收阵列元件在垂直方向及水平方向二维地配置。
[0139] 图8表示由化=6个发送天线106(Tx#l~Tx#6)构成的发送阵列的天线配置、由化 =3个接收天线202(Rx#l、Rx#2、Rx#3)构成的接收阵列的天线配置、W及基于运些发送接收 阵列天线构成的虚拟接收阵列(元件数:化XNa = IS个)的天线配置。
[0140] 在图8中，发送阵列中，W水平方向上两个、垂直方向上=个的二维地配置各子阵 列元件。
[0141] 此外，在图8中将子阵列元件的水平方向中的大小设为Dsubarry,将子阵列元件的垂 直方向中的大小设为DeW下。即，天线元件的大小在水平方向中大于期望的天线元件间隔 De,在垂直方向中为期望的天线元件间隔DeW下。
[0142] 在图8中，作为一例子，假设期望的天线元件间隔De = V2,将发送阵列天线的水平 方向的子阵列元件间隔化设为1.5A，将发送阵列天线的垂直方向的元件间隔设为De。此外， 假设接收天线的水平方向的子阵列元件间隔化=A。
[01创运种情况下，图8所示，在水平方向中，发送阵列天线的子阵列元件间隔化和接收 阵列天线的子阵列元件间隔化之差的绝对值，与期望的天线元件间隔De相同。此外，如图8 所示，在垂直方向中，发送阵列天线的元件间隔与期望的天线元件间隔De相同。
[0144] 由此，如图8所示，在水平方向中，虚拟接收阵列的中屯、附近(端部W外）的元件间 隔为期望的天线元件间隔De( = I Dt-Dr I = V2)。
[0145] 此外，如图8所示，在垂直方向中，与发送阵列的垂直方向的元件间隔同样，虚拟接 收阵列的元件间隔为期望的天线元件间隔De。
[0146] 目P，在虚拟接收阵列中，得到无论水平方向及垂直方向，在雷达探测角范围内都不 发生栅瓣的阵列配置。
[0147] 在方向估计单元214中进行水平方向及垂直方向的到来方向估计的情况下，如下 式所示，将方位方向Qu及仰角方向4 v设为可变，计算方向估计评价函数值P(Qu、4 V、k、f S、 W)，将得到其最大值的方位方向、仰角方向作为到来方向估计值DOA化，fs，w)。
[0148]
川）
[0149] 其中，U=I,...，NU。再有，arg max PU)是将函数值PU)为最大的定义域的值作 为输出值的运算符。
[0150] 再有，评价函数值？(0。、(^、4^3、*)，因到来方向估计算法而有各种。例如，也可^ 用使用了在上述参考非专利文献1中公开的阵列天线的估计方法。例如波束形成法能够如 下式那样表示。另外，所谓化pon、MUSIC的方法也同样地可适用。
[0151] P(目U , V , k , f S , W)二曰（目U , V) H-after_cal (k , f S , W)a(目U , V) (12)
[0152] 其中，上标H是埃尔米特转置运算符。此外，a(0u，(K)表示对方位方向目U及仰角方 向4 v的到来波的方向矢量。
[0153] 图9A及图9B分别表示图8所示的发送接收阵列天线配置(De = 0.5A、Dt=1.5A、Dr =U的情况)的水平方向及垂直方向中的指向性图案(傅立叶波束图案。主波束:0°方向）。
[0154] 如图9A所示，可知在水平方向中，在从主波束方向起±90°的角度范围中不发生栅 瓣。此外，如图9B所示，可知在垂直方向中也形成不发生栅瓣的波束图案。
[0155] 通过使用运样的发送接收阵列天线的配置，在进行方向估计单元214中的方向估 计处理时，能够在水平方向及垂直方向双方中除去栅瓣造成的误检测的发生。
[0156] 因此，根据变更1，即使在使用二维地配置的、子阵列结构的阵列元件的情况下，也 能够抑制不需要的栅瓣的发生，实现期望的指向性图案。
[0157]再有，在图8中，说明了子阵列元件的水平方向的大小为DsubarryODe)的情况，但 变更1在子阵列元件的垂直方向的大小为DsubarryODe)的情况下也能够同样地适用。运种 情况下，在发送阵列的垂直方向的配置中，只要配置发送阵列，W使发送阵列天线的元件间 隔和接收阵列天线的元件间隔之差(绝对值)与不发生栅瓣的期望的元件间隔相等即可。 [015引（变更2)
[0159] 在变更2中，说明进行水平方向及垂直方向双方的到来方向估计的其他例子。
[0160] 具体地说，在发送阵列天线中，在将水平方向的元件间隔设为化（>De)，将垂直方 向的元件间隔设为期望的天线元件间隔De的情况下，在发送阵列天线中，垂直方向上邻接 的、水平方向上排列在直线上的两个子阵列元件排列，在水平方向上错开相当于与期望的 天线元件间隔De相同的间隔来配置。
[0161] 图10表示由化=6个发送天线106(Tx#l~Tx#6)构成的发送阵列的天线配置、由化 =3个接收天线202(Rx#l、Rx#2、Rx#3)构成的接收阵列的天线配置、W及基于运些发送接收 阵列天线构成的虚拟接收阵列(元件数:化XNa = IS个)的天线配置。
[0162] 在图10中，发送阵列中，水平方向上两个、垂直方向上=个的二维地配置各子阵列 元件。
[01创此外，在图10中将子阵列元件的水平方向中的大小设为Dsubarry,将子阵列元件的 垂直方向中的大小设为DeW下。即，天线元件的大小在水平方向中大于期望的天线元件间 隔De,在垂直方向中为期望的天线元件间隔DeW下。
[0164] 在图10中，与图8同样，期望的天线元件间隔De = V2,发送阵列天线的水平方向的 子阵列元件间隔化设为1.5A，发送阵列天线的垂直方向的元件间隔设为De。此外，接收阵列 天线的水平方向的子阵列元件间隔化=入。
[0165] 与变更1(图8)同样，如图10所示，水平方向中，发送阵列天线的子阵列元件间隔化 和接收阵列天线的子阵列元件间隔化之差的绝对值与期望的天线元件间隔De相同。此外， 如图10所示，垂直方向中，发送阵列天线的元件间隔与期望的天线元件间隔De相同。
[0166] 而且，在图10中，发送阵列天线的垂直方向中分开天线元件间隔De的发送天线106 彼此(垂直方向上彼此邻接的发送天线106之间）在水平方向中错开与天线元件间隔De同一 间隔来配置。换句话说，发送阵列天线中，在垂直方向邻接的、水平方向上排列在直线上的 两个子阵列元件排列，在水平方向上错开与期望的元件间隔同一间隔来配置。
[0167] 例如，图10所示的发送天线Tx#l、Tx#2的排列（即，子阵列元件排列。W下同样）和 该排列中在垂直方向邻接的发送天线T#3、Tx#4的排列，错开与天线元件间隔De同一间隔来 配置。同样地，发送天线Tx#3、TxM的排列和该排列在垂直方向邻接的发送天线T#5、T#6的 排列，在水平方向上错开与天线元件间隔De同一间隔来配置。
[0168] 在图10中，在水平方向中，虚拟接收阵列的中屯、附近(端部W外）的元件间隔为期 望的天线元件间隔De(= IDt-Dr I =V2)。此外，如图10所示，在垂直方向中，与发送阵列的 垂直方向的元件间隔同样，虚拟接收阵列的元件间隔为期望的天线元件间隔De。即，在虚拟 接收阵列中，得到在雷达探测角范围中不发生栅瓣的阵列配置。
[0169] 而且，如图10所示，在虚拟接收阵列的垂直方向中，与其他的阵列元件(第1段及第 3段)的阵列元件的排列比较，中央(第2段)的阵列元件的排列在水平方向上错开De地配置。 由此，在图10中，与变更1(图8)比较，配置虚拟接收阵列的二维平面中的天线元件之间的间 隔更紧密。由此，在虚拟接收阵列中，可降低旁瓣电平。
[0170] 图IlA及图IlB分别表示图10所示的发送接收阵列天线配置(De = O.5A、Dt = l.5入、 化=入的情况)的水平方向及垂直方向中的指向性图案(傅立叶波束图案。主波束:〇°方向）。
[0171] 如图IlA所示，可知在水平方向中，在从主波束方向起±90°的角度范围中不发生 栅瓣。此外，如图IlB所示，可知在垂直方向中也形成不发生栅瓣的波束图案。
[0172] 而且，与变更1(图9A)比较，如图IlA所示，可知在水平方向的指向性图案中旁瓣电 平被降低。
[0173] 通过使用运样的发送接收阵列天线的配置，在进行方向估计单元214中的方向估 计处理时，能够在水平方向及垂直方向双方中，除去栅瓣及旁瓣造成的误检测的发生。
[0174] 因此，根据变更2,即使在使用二维地配置的、子阵列结构的阵列元件的情况下，也 能够抑制不需要的栅瓣的发生、W及旁瓣电平，实现期望的指向性图案。
[0175] (变更 3)
[0176] 在变更3中，说明进行水平方向及垂直方向双方的到来方向估计的其他例子。
[0177] 具体地说，发送阵列天线中，在垂直方向邻接的、水平方向上排列在直线上的子阵 列元件排列的间隔是将期望的天线元件间隔De乘W常数a所得的间隔，并且在垂直方向邻 接的、水平方向上排列在直线上的两个子阵列元件排列，水平方向上错开将期望的天线元 件间隔De乘W常数0所得的间隔来配置。
[0178] 图12表示由化=6个发送天线106(Tx#l~Tx#6)构成的发送阵列的天线配置、由化 =3个接收天线202(Rx#l、Rx#2、Rx#3)构成的接收阵列的天线配置、W及基于运些发送接收 阵列天线构成的虚拟接收阵列(元件数:化XNa = IS个)的天线配置。
[0179] 在图12中，发送阵列中，水平方向上为两个、垂直方向上为=个的二维地配置各子 阵列元件。
[0180] 此外，在图12中将子阵列元件的水平方向中的大小设为Dsubarry,将子阵列元件的 垂直方向中的大小设为DeW下。即，天线元件的大小，在水平方向中大于期望的天线元件间 隔De,在垂直方向中为期望的天线元件间隔DeW下。
[0181] 与图8同样，图12中，假设期望的天线元件间隔De = V2,发送阵列天线的水平方向 的子阵列元件间隔化= 1.5A，接收阵列天线的水平方向的子阵列元件间隔Dr = A。此外，假 设接收阵列天线的水平方向的子阵列元件间隔Dr = A。
[0182] 与变更1、2(图8、图10)同样，如图12所示，在水平方向中，发送阵列天线的子阵列 元件间隔化和接收阵列天线的子阵列元件间隔化之差的绝对值与期望的天线元件间隔De 相同。
[0183] 另一方面，如图12所示，垂直方向中的、发送阵列天线的元件间隔为将期望的天线 元件间隔De乘W常数a所得的间隔aDe。
[0184] 此外，在图12中，发送阵列天线的垂直方向中隔开了元件间隔aDe的发送天线106 彼此之间（垂直方向上邻接的发送天线106彼此之间）在水平方向中错开将期望的天线元件 间隔De乘W常数0所得的间隔PDe来配置。换句话说，发送阵列天线中，垂直方向中邻接的、 水平方向上直线上并排的两个子阵列元件排列，在水平方向上错开期望的元件间隔的e倍 的间隔来配置。
[0185] 例如，图12所示的发送天线Tx#l、Tx#2的排列和该排列中在垂直方向邻接的发送 天线T#3、Tx#4的排列，错开间隔抓e来配置。同样地，发送天线Tx#3、Tx#4的排列和该排列中 在垂直方向邻接的发送天线T#5、T#6的排列，在水平方向上错开间隔邸e来配置。
[0186] 例如，
[0187] 在图12中，水平方向中的、虚拟接收阵列的中屯、附近(端部W外）的元件间隔为期 望的天线元件间隔De( = I Dt-Dr I = V2)。
[0188] 此外，如图12所示，垂直方向中的、虚拟接收阵列的元件间隔与发送阵列的垂直方 向的元件间隔同样为地6( = (3)*^'5〇6)。
[0189] 目P，在虚拟接收阵列中，得到在雷达探测角范围中不发生栅瓣的阵列配置。
[0190] 而且，如图12所示，在虚拟接收阵列的垂直方向中，与其他的阵列元件(第1段及第 3段）的阵列元件的排列比较，中央（第2段）的阵列元件的排列在水平方向错开邮e(= 0.抓e)来配置。
[0191] 由此，在图12中，与变更2(图10)同样，与变更1(图8)比较，配置虚拟接收阵列的二 维平面中的天线元件之间的间隔更紧密。由此，在虚拟接收阵列中，可降低旁瓣电平。
[0192] 运里，如图12所示，在虚拟接收阵列的中屯、附近，在配置虚拟接收阵列的二维平面 中邻接的S个天线元件的各自之间的间隔为期望的天线元件间隔De。换句话说，在配置虚 拟接收阵列的二维平面中连结邻接的=个阵列元件的直线形成将1边设为天线元件间隔De 的等边=角形。与相同开口长度的正方形点阵配置相比，等边=角形点阵配置的栅瓣抑制 性能高，所W与变更化k较，能够使栅瓣、旁瓣的电平进一步降低。
[0193] 目P，也可W设定常数a、e，W使垂直方向及水平方向的二维中邻接的=个阵列元件 彼此的元件间隔为期望的天线元件间隔De(l边设为De的等边=角形状）。
[0194] 图13A及图13B分别表示图12所示的发送接收阵列天线配置(De = O. 5A、Dt = 1.5入、 化=U、a=(3产5/2、0 = 〇.5)的水平方向及垂直方向中的指向性图案(傅立叶波束图案。主 波束:〇°方向）。
[01M]如图13A所示，可知在水平方向中，在从主波束方向±90°的角度范围中没有发生 栅瓣。此外，如图13B所示，可知在垂直方向中也形成了没有发生栅瓣的波束图案。
[0196] 而且，与变更1(图9A)比较，如图13A所示，可知在水平方向的指向性图案中旁瓣电 平被降低。
[0197] 此外，与变更2(图11A)比较，如图13A所示，可知水平方向的指向性图案之中的、最 邻近主瓣的方向（图13A中为±30°方向）上显现的旁瓣电平被降低。
[0198] 通过使用运样的发送接收阵列天线的配置，在进行方向估计单元214中的方向估 计处理时，在水平方向及垂直方向的双方中，能够除去发生栅瓣及旁瓣造成的误检测。
[0199] 因此，根据变更3,即使在二维地配置的、使用子阵列结构的阵列元件的情况下，也 能够抑制发生不需要的栅瓣W及旁瓣电平，实现期望的指向性图案。
[0200] W上，说明了本发明的一方案的实施方式。
[0201] 再有，也可W将上述实施方式、W及各变形例的动作适当组合来实施。
[0202] 此外，在上述实施方式中，例示了发送天线106的个数化=2或3、W及接收天线202 的个数化=3的情况。但是，发送天线106的个数化及接收天线202的个数Na不限定于运些个 数。
[0203] 此外，在上述实施方式中，说明了发送天线106及接收天线202是由两个天线元件 构成子阵列元件的情况，但构成发送天线106及接收天线202各自天线的天线元件，也可W 由S个W上的元件构成。
[0204] 此外，在上述实施方式的变更1~3中，说明了发送阵列天线进行水平方向及垂直 方向的二维地配置，接收阵列天线进行水平方向的一维地配置的情况。但是，本发明也可W 二维地配置接收阵列天线，一维地配置发送阵列天线。运种情况下，将上述发送阵列天线中 的子阵列元件的配置适用于接收阵列天线中的子阵列元件的配置即可。
[0205] 此外，在上述实施方式中，说明了天线元件的大小在水平方向中大于期望的天线 元件间隔De,在垂直方向中为期望的天线元件间隔DeW下的情况，但天线元件的大小也可 W在垂直方向中大于期望的天线元件间隔De,在水平方向中为期望的天线元件间隔DeW 下。运种情况下，对于上述发送接收阵列天线中的子阵列元件的配置，将水平方向和垂直方 向调换即可。
[0206] 此外，在上述实施方式中，说明使用编码脉冲雷达的情况，但本发明也可W适用于 使用了线性调频(化irp)脉冲雷达那样的调频的脉冲波的雷达方式。
[0207] 此外，在图2所示的雷达装置10中，雷达发送单元100及雷达接收单元200也可W单 独地配置在物理地分离的场所。
[0208] 再有，雷达装置中，表示了由雷达发送单元从多个发送天线发送码分复用的不同 的发送信号，由雷达接收单元将各发送信号分离进行接收处理的结构，但雷达装置的结构 不限定于此，也可W是由雷达发送单元从多个发送天线发送频分复用的不同的发送信号， 由雷达接收单元将各发送信号分离进行接收处理的结构。此外，同样地，即使雷达装置的结 构是由雷达发送单元从多个发送天线发送时分复用的发送信号，由雷达接收单元进行接收 处理的结构，也可得到与上述实施方式同样的效果。
[0209] 此外，虽未图示，但雷达装置10具有例如CPU(Central Processing Unit;中央处 理器）、存储了控制程序的R〇M(Read Only Memory;只读存储器）等存储介质、W及RAM (Random Access Memory;随机存取存储器)等的工作存储器。运种情况下，可通过CPU执行 控制程序来实现上述各单元的功能。但是，雷达装置10的硬件结构不限定于运样的例子。例 如，雷达装置10的各功能单元也可W作为集成电路即ICQntegrated Circuit)来实现。各 功能单元既可W被单独地集成为单忍片，也可W包含一部分或全部地被集成为单忍片。 [0210] <本发明的总结〉
[0211] 本发明的雷达装置包括:雷达发送单元，在规定的发送周期使用发送阵列天线发 送雷达信号；W及雷达接收单元，使用接收阵列天线接收被目标反射了所述雷达信号的反 射波信号，所述发送阵列天线及所述接收阵列天线分别包含多个子阵列元件，所述多个子 阵列元件在所述发送阵列天线及所述接收阵列天线中配置于第1方向的直线上，所述各子 阵列元件包含多个天线元件，所述子阵列元件的大小在所述第1方向中大于期望的天线元 件间隔，所述发送阵列天线的子阵列元件间隔和所述接收阵列天线的子阵列元件间隔之差 的绝对值与所述期望的天线元件间隔相同。
[0212] 此外，在本发明的雷达装置中，所述期望的天线元件间隔为0.5波长W上，0.75波 长W下。
[0213] 此外，在本发明的雷达装置中，所述发送阵列天线及所述接收阵列天线的任意一 方中，所述多个子阵列元件还配置在与所述第1方向正交的第2方向上，在所述子阵列元件 的大小在所述第I方向中大于所述期望的天线元件间隔，在所述第2方向中为所述期望的天 线元件间隔W下的情况下，在所述第1方向中，所述发送阵列天线的子阵列元件间隔和所述 接收阵列天线的子阵列元件间隔之差的绝对值与所述期望的天线元件间隔相同，在所述第 2方向中，所述子阵列元件之间的间隔与所述期望的天线元件间隔相同。
[0214] 此外，在本发明的雷达装置中，所述第2方向上配置的所述多个子阵列元件在所述 第1方向上移位与所述期望的天线元件间隔相同的间隔来配置。
[0215] 此外，在本发明的雷达装置中，所述发送阵列天线及所述接收阵列天线的任意一 方中，所述多个子阵列元件还配置在与所述第1方向正交的第2方向上，在所述子阵列元件 的大小在所述第1方向中大于所述期望的天线元件间隔，在所述第2方向中为所述期望的天 线元件间隔W下的情况下，在所述第1方向中，所述发送阵列天线的子阵列元件间隔和所述 接收阵列天线的子阵列元件间隔之差的绝对值与所述期望的元件间隔相同，在所述第2方 向中，所述子阵列元件之间的间隔是所述期望的天线元件间隔的（(7^)/2)倍的长度，所述 第2方向上配置的所述多个子阵列元件在所述第1方向上移位所述期望的天线元件间隔的 (1/2)倍的间隔来配置。
[0216] W上，一边参照附图一边说明了各种实施方式(各变更），但不言而喻，本发明不限 定于运样的例子。只要是本领域技术人员，在权利要求所记载的范畴内，显然可设想各种变 更例或修正例，并认可它们当然属于本发明的技术范围。此外，在不脱离发明的宗旨的范围 中，也可W将上述实施方式(各变更)中的各构成要素任意地组合。
[0217] 在上述各实施方式中，通过用硬件构成的例子说明了本发明，但也可W在与硬件 的协同中通过软件实现本发明。
[0218] 此外，用于上述实施方式的说明中的各功能块通常被作为集成电路即LSI来实现。 集成电路控制在上述实施方式的说明中使用的各功能块，也可W包括输入和输出。运些功 能块既可W被单独地集成为单忍片，也可W包含一部分或全部地被集成为单忍片。虽然运 里称为LSI,但根据集成程度，可W被称为1C、系统LSI、超大LSI (Super LSI)、或特大LSI (叫tra LSI)。
[0219] 此外，集成电路化的方法不限于LSI,也可使用专用电路或通用处理器来实现。也 可W使用可在LSI制造后编程的FPGA(Field Programmable Gate Array:现场可编程口阵 列），或者使用可重构LSI内部的电路单元的连接、设定的可重构处理器(Reconfigurable Processor)。
[0220] 再者，随着半导体的技术进步或随之派生的其它技术的发生，如果出现能够替代 LSI的集成电路化的技术，当然可利用该技术进行功能块的集成化。还存在着适用生物技术 等的可能性。
[0221] 工业实用性
[0222] 本发明适合于作为探测广角范围的雷达装置。
[0223] 标号说明
[0224] 10雷达装置
[02巧]100雷达发送单元 [02%] 200雷达接收单元
[0227] 300基准信号生成单元
[022引 400控制单元
[02巧]101,101a雷达发送信号生成单元
[0230] 102码生成单元
[0231] 103调制单元
[0232] 104 LPF
[0233] 105无线发送单元
[0234] 106发送天线
[0235] 111码存储单元
[0236] 112 DA转换单元
[0237] 201天线系统处理单元 [023引202接收天线
[0239] 203无线接收单元
[0240] 204放大器
[0241 ] 205变频器
[0242] 206正交检波器
[0243] 207信号处理单元
[0244] 208,209 AD转换单元
[0245] 210分离单元
[0246] 211相关运算单元
[0247] 212加法单元
[0248] 213多普勒频率分析单元
[0249] 214方向估计单元
【主权项】
1. 雷达装置，包括： 雷达发送单元，在规定的发送周期使用发送阵列天线发送雷达信号；以及 雷达接收单元，使用接收阵列天线接收被目标反射了所述雷达信号的反射波信号， 所述发送阵列天线及所述接收阵列天线分别包含多个子阵列元件， 所述多个子阵列元件在所述发送阵列天线及所述接收阵列天线中配置于第1方向的直 线上， 所述各子阵列元件包含多个天线元件， 所述子阵列元件的大小在所述第1方向中大于期望的天线元件间隔， 所述发送阵列天线的子阵列元件间隔和所述接收阵列天线的子阵列元件间隔之差的 绝对值与所述期望的天线元件间隔相同。2. 如权利要求1所述的雷达装置， 所述期望的天线元件间隔为0.5波长以上、0.75波长以下。3. 如权利要求1所述的雷达装置， 在所述发送阵列天线及所述接收阵列天线的任意一方中，所述多个子阵列元件还配置 在与所述第1方向正交的第2方向上， 在所述子阵列元件的大小在所述第1方向中大于所述期望的天线元件间隔、在所述第2 方向中为所述期望的天线元件间隔以下的情况下， 在所述第1方向中，所述发送阵列天线的子阵列元件间隔和所述接收阵列天线的子阵 列元件间隔之差的绝对值与所述期望的天线元件间隔相同， 在所述第2方向中，所述子阵列元件之间的间隔与所述期望的天线元件间隔相同。4. 如权利要求3所述的雷达装置， 所述第2方向上配置的所述多个子阵列元件 在所述第1方向上移位与所述期望的天线元件间隔相同的间隔来配置。5. 如权利要求1所述的雷达装置， 在所述发送阵列天线及所述接收阵列天线的任意一方中， 所述多个子阵列元件还配置在与所述第1方向正交的第2方向上， 在所述子阵列元件的大小在所述第1方向中大于所述期望的天线元件间隔，在所述第2 方向中为所述期望的天线元件间隔以下的情况下， 在所述第1方向中，所述发送阵列天线的子阵列元件间隔和所述接收阵列天线的子阵 列元件间隔之差的绝对值与所述期望的元件间隔相同， 在所述第2方向中，所述子阵列元件之间的间隔为所述期望的天线元件间隔的 ((W ) /2)倍的长度， 所述第2方向上配置的所述多个子阵列元件 在所述第1方向上移位所述期望的天线元件间隔的（1/2)倍的间隔来配置。
【文档编号】G01S7/282GK106019238SQ201610064582
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年1月29日
【发明人】岸上高明, 四十九直也
【申请人】松下电器产业株式会社