具体实施方式

以下，参照附图并对根据本发明的实施方式的雷达装置进行详细说明。

图1和图2示出根据本发明的实施方式的雷达装置1。雷达装置1是FMCW方式的雷达装置。

雷达装置1具备作为发送部的发送系统2、作为接收部的接收系统6以及作为检测部的信号处理部10。发送系统2、接收系统6以及信号处理部10例如设置于印刷电路基板(未图示)。雷达装置1安装于移动体M(例如，车辆)。移动体M例如在X方向上以移动速度V进行移动。

发送系统2发送被调频的发送信号St。发送系统2具备发送天线3、功率放大器4、本地振荡器5。发送天线3将本地信号SL作为发送信号St发射到空中。发送天线3例如由无指向性的天线构成。发送天线3朝向与移动体M的行进方向(X方向)正交的Y方向发射发送信号St。

功率放大器4对从本地振荡器5输出的本地信号SL的功率进行放大，并输出到发送天线3。本地振荡器5使本地信号SL振荡。具体而言，本地振荡器5基于来自信号处理部10的啁啾控制信号Sc，输出由频率随时间线性增加或减少的啁啾信号构成的本地信号SL。本地振荡器5将所生成的本地信号SL输出至功率放大器4以及混频器8。

接收系统6以发送信号St的被物标反射的反射波作为接收信号Sr接收，生成差拍信号Sb，该差拍信号Sb是发送信号St与接收信号Sr的差分信号。接收系统6具备接收天线7、混频器8。接收系统6还可以具备低噪声放大器、滤波器。在物标反射了发送信号St时，接收天线7接收由从物标反射并返回来的反射波(回波信号)构成的接收信号Sr。

混频器8根据接收天线7接收到的基于发送信号St的被物标反射的接收信号Sr和发送信号St(本地信号SL)输出差拍信号Sb。具体而言，混频器8将接收天线7接收到的接收信号Sr和本地信号SL相乘来生成差拍信号Sb，该本地信号SL与本地振荡器5输出的发送信号St相同。混频器8经由ADC9与信号处理部10连接。ADC9将差拍信号Sb从模拟信号转换为数字信号。

信号处理部10进行对差拍信号Sb的信号处理。向信号处理部10输入由ADC9转换为数字信号的差拍信号Sb。信号处理部10例如具备FFT、微型计算机等。除此之外，信号处理部10具备存储部10A。在存储部10A中存储有图6所示的位置推定处理的程序。信号处理部10执行存储于存储部10A的位置推定处理的程序。当包含连续的多次的啁啾信号的发送信号St被发送时，存储部10A存储与此对应的差拍信号Sb。

信号处理部10对本地振荡器5输出啁啾控制信号Sc。另外，信号处理部10使用从混频器8输出的差拍信号Sb进行到物标的距离测定(测距)和方位测定。

参照图3对由信号处理部10进行的物标的距离测定进行说明。如图3所示，发送信号St的频率在啁啾周期Tm(啁啾信号的周期)中从f0到f0+B随时间线性增加。接收信号Sr延迟直到发送信号St被物标反射并返回来为止的往复时间τ。差拍信号Sb的频率(峰值频率fp)与直到发送信号St被物标反射并返回来为止的往复时间τ成比例。此时，在差拍信号Sb的频率成分中出现与往复时间τ对应的峰值频率fp。因此，信号处理部10通过检测差拍信号Sb的峰值频率fp，从而能够根据式1的式子检测到物标的距离R。此外，在式1的式子中，c表示光速，B表示啁啾使用带宽。

[式1]

接下来，参照图4和图5对由信号处理部10进行的物标的方位测定进行说明。图5例示出物标存在于方位角θ的方向的情况，该方位角θ是相对于与X方向正交的Y方向的角度。该情况下，方位角θ对应于接收信号Sr的到达方向。

如图4所示，雷达装置1从发送天线3发送由连续的两次啁啾信号构成的发送信号St。该发送信号St被物标反射，并作为接收信号Sr被接收天线7接收，生成差拍信号Sb。此时，在基于第一次的啁啾信号的差拍信号Sb和第二次的差拍信号Sb中，根据物标与雷达装置1之间的相对速度Veff，相位相互不同。基于此时的相位差根据式2求出相对速度Veff。其中，在式2中，λ是发送信号St的波长。

[式2]

另外，如图5所示，若将从物标朝向雷达装置1的反射波的反射方向设为矢量r，则在移动体M以移动速度V在X方向上移动的情况下，如式3所示，相对速度Veff由矢量r的单位矢量r_e和移动速度V的矢量的内积表示。因此，方位角θ能够基于相对速度Veff和移动速度V并根据式4求出。

[式3]

[式4]

接下来，参照图6对由信号处理部10进行的物标的位置推定处理进行说明。

在图6中的步骤S1中，从发送天线3发送发送信号St(参照图3、图4)。来自发送天线3的发送信号St被物标反射，产生由回波信号构成的反射波。在步骤S2中，通过接收天线7接收来自物标的反射波作为接收信号Sr。混频器8基于接收信号Sr来生成差拍信号Sb。信号处理部10将差拍信号Sb存储于存储部10A。

在步骤S3中，信号处理部10根据存储于存储部10A的差拍信号Sb来计算到物标的距离R。具体而言，使用FFT对存储于存储部10A的差拍信号Sb进行傅立叶变换，在差拍信号Sb的频率成分中检测信号强度变大的峰值频率fp。基于检测到的峰值频率fp并根据式1计算从雷达装置1到物标的距离R。

在步骤S4中，信号处理部10根据存储于存储部10A的差拍信号Sb来计算物标与雷达装置1之间的相对速度Veff。具体而言，根据基于多次的啁啾信号的差拍信号Sb求出它们之间的相位差基于该相位差并根据式2计算相对速度Veff。

在步骤S5中，基于相对速度Veff来计算方位角θ。具体而言，基于相对速度Veff并根据式4计算方位角θ。若步骤S5结束，则反复移至步骤S1。

图7表示使用雷达装置1实际测定到物标的距离R和相对速度Veff的结果。图7例示出在将雷达装置1设置于移动体M的状态下，计测多个(例如10个)物标O1～O10的情况。图中的浓淡对应于来自物标的反射波的强弱。示出在相对速度Veff为正的区域中所检测到的物标O1～O3正在靠近雷达装置1。因此，物标O1～O3位于移动体M的移动方向的前方。另一方面，示出在相对速度Veff为负的区域中所检测到的物标O8～O10正在远离雷达装置1。因此，物标O8～O10位于移动体M的移动方向的后方。示出在相对速度Veff为0附近的区域中所检测到的物标O4～O7以几乎与雷达装置1相同的速度移动。如图7所示，雷达装置1能够分别计测到多个物标O1～O10的距离R和相对速度Veff。因此，能够基于物标O1～O10的相对速度Veff和移动体M的移动速度V并根据式4推定物标O1～O10的方位角θ。图7中的箭头对应于物标O1～O10的方位角θ。

如此，在根据本实施方式的雷达装置1中，发送系统2具有发送天线3，该发送天线3安装于移动体M，并向与移动体M的移动方向正交的方向发射发送信号St。因此，能够在从移动体M的移动方向的前方到后方的大范围内发射发送信号St，能够在这些范围内探测物标。另外，信号处理部10基于物标的相对速度Veff和移动体M的移动速度V来检测物标的方位角θ。此时，物标的相对速度Veff能够由单系统的发送系统2和单系统的接收系统6计测。因此，与需要多个接收系统的现有技术相比，除了能够实现雷达装置1的小型化之外，还能够降低消耗电力。

另外，发送系统2反复发送频率随时间线性增加的啁啾信号作为发送信号St，信号处理部10基于根据包含多个周期(例如2个周期)的啁啾信号的发送信号St和接收信号Sr所生成的差拍信号Sb的相位差来推定物标的相对速度Veff。因此，例如与基于频率的上升时和下降时的差拍频率的变化(多普勒频移)来推定相对速度的情况相比，能够基于差拍信号Sb的相位差更容易地计算物标的相对速度Veff。

此外，在上述实施方式中，为了推定方位角θ，需要移动速度V不为0，且移动体M移动。因此，在移动体M停止时，也可以与现有技术同样地使用多个接收系统来推定物标的方位角θ，并在移动体M开始移动时，切换为单系统的接收系统，来推定物标的方位角θ。

在上述实施方式中，发送信号St使用频率线性增加的啁啾信号，但也可以使用频率线性减少的啁啾信号。

在上述实施方式中，使用基于两次的啁啾信号的差拍信号来检测相对速度Veff。本发明并不限于此，例如，也可以发射具有频率的上升部分和下降部分的发送信号，并基于频率的上升时和下降时的差拍频率的变化来检测相对速度。另外，还可以基于距离R的时间变化来检测相对速度。

在上述实施方式中，例示出发送天线3、接收天线7分别由单一的天线元件构成的情况。本发明并不限于此，发送天线、接收天线也可以由具有多个天线元件的天线阵列构成。

在上述实施方式中，以推定二维平面中的物标的位置的雷达装置1为例进行了说明，但也可以应用于推定三维空间中的物标的位置的雷达装置。

上述实施方式中记载的具体的数值表示一个例子，并不限于例示的值。例如根据应用对象的规格适当设定这些数值。

接下来，对上述的实施方式所包含的发明进行记载。本发明是雷达装置，具备：单系统的发送部，发送被调频的发送信号；单系统的接收部，以上述发送信号的被物标反射的反射波作为接收信号接收，生成差拍信号，该差拍信号是上述发送信号与上述接收信号的差分信号；以及检测部，基于上述差拍信号来检测上述物标的位置，该雷达装置的特征在于，上述发送部具有发送天线，该发送天线安装于移动体，并向与上述移动体的移动方向正交的方向发射上述发送信号，上述检测部基于上述物标的相对速度和上述移动体的移动速度来检测上述物标的方位角。

通过这样构成，发送部具有发送天线，该发送天线安装于移动体，并向与移动体的移动方向正交的方向发射发送信号。因此，能够在从移动体的移动方向的前方到后方的大范围内发射发送信号，能够在这些范围内探测物标。另外，检测部基于物标的相对速度和移动体的移动速度来检测物标的方位角。此时，物标的相对速度能够由单系统的发送部和单系统的接收部计测。因此，与需要多个接收部的现有技术相比，除了能够实现雷达装置的小型化之外，还能够降低消耗电力。

在本发明中，特征在于，上述发送部反复发送频率随时间线性增加或减少的啁啾信号作为上述发送信号，上述检测部基于根据包含多个周期的啁啾信号的上述发送信号和上述接收信号所生成的上述差拍信号的相位差来推定上述物标的相对速度。

由此，例如，与基于频率的上升时和下降时的差拍频率的变化来推定相对速度的情况相比，能够基于差拍信号的相位差更容易地计算物标的相对速度。

附图标记说明

1…雷达装置，2…发送系统(发送部)，3…发送天线，4…功率放大器，5…本地振荡器，6…接收系统(接收部)，7…接收天线，8…混频器，9…ADC，10…信号处理部。