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公開番号2025095338
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2023211266
出願日2023-12-14
発明の名称レーダ装置
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類G01S 7/40 20060101AFI20250619BHJP(測定;試験)
要約【課題】構成の制限を抑制しつつ、精度良く方位を推定可能なレーダ装置を提供すること。
【解決手段】
物標の方位を推定するレーダ装置は、送信部10と、受信部20と、本体部Pと、制御部30と、を備える。受信部は、物標で反射された送信波を受信するとともに、重畳反射波を受信する第1受信アンテナ21aおよび第2受信アンテナ22aを有する。制御部は、第1電力プロファイルおよび第2電力プロファイルを記憶する電力プロファイル記憶部322と、第1受信電力および第2受信電力を求める電力算出部313と、保護部材間距離を求める距離算出部314と、方位を推定する方位推定部316と、を有する。第1受信アンテナおよび第2受信アンテナは、受信部と保護部材とが対向する方向に所定距離δzずれて本体部に配置されている。所定距離は、送信波の波長の1/4を整数倍した値と異なる値に設定されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
物標に向かって送信波を送信し、前記物標で反射された前記送信波を受信して前記物標の方位を推定するレーダ装置であって、
前記送信波を送信する送信部（１０）と、
前記物標で反射された前記送信波を受信する受信部（２０）と、
前記送信部および前記受信部が設けられる本体部（Ｐ）と、
前記受信部への到来角を前記方位として推定する制御部（３０）と、を備え、
前記受信部は、前記送信部および前記受信部に対向する位置に配置された前記送信部を保護する保護部材（Ｂ）を通過して前記物標で反射された前記送信波を受信するとともに、前記送信波が前記物標で反射された反射波と前記保護部材で反射された反射波とが重なり合った重畳反射波を受信する第１受信アンテナ（２１ａ）および第２受信アンテナ（２２ａ）を有し、
前記制御部は、
前記第１受信アンテナと前記保護部材との距離である保護部材間距離と、前記第１受信アンテナが受信する前記重畳反射波に応じた第１受信電力とが紐づけられた第１電力プロファイルおよび前記保護部材間距離と、前記第２受信アンテナが受信する前記重畳反射波に応じた第２受信電力とが紐づけられた第２電力プロファイルを記憶する電力プロファイル記憶部（３２２）と、
前記重畳反射波に応じた前記第１受信電力および前記重畳反射波に応じた前記第２受信電力を求める電力算出部（３１３）と、
前記電力算出部が求める前記第１受信電力および前記第２受信電力に基づいて、前記保護部材間距離を求める距離算出部（３１４）と、
前記距離算出部が求める前記保護部材間距離に基づいて前記方位を推定する方位推定部（３１６）と、を有し、
前記第１受信アンテナおよび前記第２受信アンテナは、前記受信部と前記保護部材とが対向する方向に所定距離（δｚ）ずれて前記本体部に配置されており、
前記所定距離は、前記送信波の波長の１／４を整数倍した値と異なる値に設定されているレーダ装置。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記所定距離は、Ｎを１以上の整数とし、前記波長をλとしたとき、（２Ｎ－１）λ／８で求められる値に設定されている請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記受信部は、前記第１受信アンテナが前記本体部に複数並べられて配置されたアレイ構成を有するとともに、前記第２受信アンテナが前記本体部に複数並べられて配置されたアレイ構成を有する請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記電力プロファイル記憶部には、前記保護部材間距離の設計値と前記保護部材間距離との誤差が前記波長の１／４以下となる位置に位置付けられた前記保護部材で反射された前記反射波を含む前記重畳反射波に応じた前記第１受信電力と前記保護部材間距離とが紐づけられた前記第１電力プロファイルが記憶されているとともに、前記保護部材間距離の設計値と前記保護部材間距離との誤差が前記波長の１／４以下となる位置に位置付けられた前記保護部材で反射された前記反射波を含む前記重畳反射波に応じた前記第２受信電力と前記保護部材間距離とが紐づけられた前記第２電力プロファイルが記憶されている、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記制御部は、校正行列を用いて前記重畳反射波の前記到来角に応じた位相を示すモードベクトルを補正するアレイ補正部（３１５）を有し、
前記アレイ補正部は、前記距離算出部によって求められた前記保護部材間距離に基づいた前記校正行列を用いて前記モードベクトルを補正し、
前記方位推定部は、前記アレイ補正部での前記モードベクトルの補正結果である補正モードベクトルと、前記第１受信アンテナおよび前記第２受信アンテナが受信する前記重畳反射波に対応する受信信号とを用いて、前記方位を推定する、請求項１に記載のレーダ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーダ装置に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電波を送信する送信部とターゲットで反射された電波を受信する受信部とを備えるレーダ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このレーダ装置に採用される受信部は、互いの特性が等しい第１アレイアンテナおよび第２アレイアンテナを有しており、これら第１アレイアンテナおよび第２アレイアンテナが奥行方向に距離δｚずれて配置されている。距離δｚは、電波の１／４波長以下となるように設定されている。そして、レーダ装置は、距離δｚずれて配置される第１アレイアンテナおよび第２アレイアンテナそれぞれが受信する２つの電波の伝搬距離の差に起因するこれら２つの電波の位相差に基づいて、推定する電波の到来角度を補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－８３７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載のレーダ装置は、伝搬距離の差に起因するこれら２つの電波の位相差に基づいて到来角度を補正するため、第１アレイアンテナおよび第２アレイアンテナの特性が同等であることが求められる。さらに、第１アレイアンテナおよび第２アレイアンテナのずれである距離δｚが電波の１／４波長以下であることが求められる。このように、特許文献１に記載のレーダ装置は、第１アレイアンテナおよび第２アレイアンテナの特性が同等である必要があるとともに、第１アレイアンテナおよび第２アレイアンテナのずれの大きさの最大値に制限がある。
【０００５】
上記点に鑑みて、本開示は、構成の制限を抑制しつつ、精度良く方位を推定可能なレーダ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の１つの観点によれば、
物標に向かって送信波を送信し、物標で反射された送信波を受信して物標の方位を推定するレーダ装置は、
送信波を送信する送信部（１０）と、
物標で反射された送信波を受信する受信部（２０）と、
送信部および受信部が設けられる本体部（Ｐ）と、
受信部への到来角を方位として推定する制御部（３０）と、を備え、
受信部は、送信部および受信部に対向する位置に配置された送信部を保護する保護部材（Ｂ）を通過して物標で反射された送信波を受信するとともに、送信波が物標で反射された反射波と保護部材で反射された反射波とが重なり合った重畳反射波を受信する第１受信アンテナ（２１ａ）および第２受信アンテナ（２２ａ）を有し、
制御部は、
第１受信アンテナと保護部材との距離である保護部材間距離と、第１受信アンテナが受信する重畳反射波に応じた第１受信電力とが紐づけられた第１電力プロファイルおよび保護部材間距離と、第２受信アンテナが受信する重畳反射波に応じた第２受信電力とが紐づけられた第２電力プロファイルを記憶する電力プロファイル記憶部（３２２）と、
重畳反射波に応じた第１受信電力および重畳反射波に応じた第２受信電力を求める電力算出部（３１３）と、
電力算出部が求める第１受信電力および第２受信電力に基づいて、保護部材間距離を求める距離算出部（３１４）と、
距離算出部が求める保護部材間距離に基づいて方位を推定する方位推定部（３１６）と、を有し、
第１受信アンテナおよび第２受信アンテナは、受信部と保護部材とが対向する方向に所定距離（δｚ）ずれて本体部に配置されており、
所定距離は、送信波の波長の１／４を整数倍した値と異なる値に設定されている。
【０００７】
このように保護部材間距離に基づいて方位を推定する構成になっていれば、保護部材に起因する方位の推定誤差を抑制して精度良く方位を推定することができる。そして、第１受信アンテナと第２受信アンテナとのずれの大きさを送信波の波長の１／４を整数倍した値と異なる値に設定するだけで保護部材間距離を第１受信アンテナと第２受信アンテナとのずれに基づいて精度良く求めることができる。したがって、第１受信アンテナおよび第２受信アンテナの特性に制限されることがなく、第１受信アンテナと第２受信アンテナとのずれの大きさの最大値が制限されることがないレーダ装置を実現することができる。
【０００８】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本実施形態に係るレーダ装置の概略構成図である。
本実施形態に係る第１受信アンテナおよび第２受信アンテナの位置関係を説明するための説明図である。
本実施形態に係る制御部の概略構成図である。
本実施形態に係るレーダ装置の処理部が実行する推定処理の流れを示すフローチャートである。
本実施形態に係るレーダ装置の受信部を説明するための説明図である。
方位の推定処理の概要を説明するための説明図である。
校正行列を求めるための測定系を説明するための説明図である。
レーダ装置が受信するバンパで反射された反射波を説明するための説明図である。
バンパ間距離に応じて変化する方位依存誤差の一例を示す図である。
バンパ間距離に応じて変化する受信電力の一例を示す図である。
重畳反射波に応じた受信電力の一例を示す図である。
バンパ間距離に応じて変化する受信電力を説明するための説明図である。
バンパ間距離が変化することで変化する基準距離差および光路差を説明するための説明図である。
校正行列を用いてアレイ補正処理をした場合の効果を説明するための説明図である。
一定の校正行列によってアレイ補正処理をした場合の効果の違いを説明するための説明図である。
校正処理で電力プロファイルを取得する処理の流れを示すフローチャートである。
測定処理でバンパ間距離を算出する処理の流れを示すフローチャートである。
第１受信アンテナおよび第２受信アンテナのずれが送信波の波長の１／８である場合の第１電力プロファイルデータおよび第２電力プロファイルデータ示す図である。
第１受信アンテナおよび第２受信アンテナのずれが送信波の波長の３／８である場合の第１電力プロファイルデータおよび第２電力プロファイルデータ示す図である。
第１受信アンテナおよび第２受信アンテナのずれがゼロである場合の第１電力プロファイルデータおよび第２電力プロファイルデータ示す図である。
第１受信アンテナおよび第２受信アンテナのずれが送信波の波長の２／８である場合の第１電力プロファイルデータおよび第２電力プロファイルデータ示す図である。
本実施形態のアレイ補正部がアレイ補正を行う処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の一実施形態について図１～図２２に基づいて説明する。本実施形態では、本開示のレーダ装置１が車両に搭載されており、車両の周囲に存在する様々な物標を検出するために用いられる例について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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