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JP7845129B2 - radar equipment - Google Patents
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JP7845129B2 - radar equipment - Google Patents

radar equipment

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JP7845129B2 JP2022146478A JP2022146478A JP7845129B2 JP 7845129 B2 JP7845129 B2 JP 7845129B2 JP 2022146478 A JP2022146478 A JP 2022146478A JP 2022146478 A JP2022146478 A JP 2022146478A JP 7845129 B2 JP7845129 B2 JP 7845129B2
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Description

本開示は、レーダ装置に、関する。 This disclosure relates to radar equipment.

特許文献1には、送信信号のそれぞれの、使用された変調のために、送信アンテナのアンテナアレイおよび/または受信アンテナのアンテナアレイは、異なる切り替え状態で運転される。例えば上昇周波数を有する信号は、第一の切り替え状態のアンテナアレイによって受信され、降下する周波数の変調を有する信号は、第二の切り替え状態を有するアンテナアレイによって受信される。この場合、2つの変調における送信信号の送信のために、送信アンテナのアンテナアレイは同じ切り替え状態で運転される。選択的に、送信信号の様々な変調のために、送信アンテナのための様々な切り替え状態も可能である。 Patent Document 1 describes a system in which, for each modulation used in the transmitted signal, the antenna array of the transmitting antenna and/or the antenna array of the receiving antenna are operated in different switching states. For example, a signal with an ascending frequency is received by the antenna array in a first switching state, and a signal with a descending frequency modulation is received by the antenna array in a second switching state. In this case, for the transmission of the transmitted signal in the two modulations, the antenna array of the transmitting antenna is operated in the same switching state. Selectively, various switching states for the transmitting antenna are also possible for various modulations of the transmitted signal.

特開2007‐187632号公報Japanese Patent Publication No. 2007-187632

特許文献1においては、アンテナアレイごとに信号が送信される。しかし、特許文献1の技術では、複数のアンテナの有効活用について改善の余地がある。 In Patent Document 1, signals are transmitted for each antenna array. However, the technology in Patent Document 1 has room for improvement in terms of the effective utilization of multiple antennas.

本開示の課題は、複数のアンテナを有効活用可能なレーダ装置を、提供することにある。 The objective of this disclosure is to provide a radar system that can effectively utilize multiple antennas.

以下、課題を解決するための本開示の技術的手段について、説明する。尚、特許請求の範囲及び本欄に記載された括弧内の符号は、後に詳述する実施形態に記載された具体的手段との対応関係を示すものであり、本開示の技術的範囲を限定するものではない。 The following describes the technical means of solving the problem described in this disclosure. Note that the claims and the reference numerals in parentheses in this section indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments detailed later, and do not limit the technical scope of this disclosure.

本開示の第一態様は、送信信号を送信するアンテナを含む送信アンテナ系(2)と、
外界にて反射された送信信号を受信信号として受信するアンテナを含む受信アンテナ系(3)と、
送信アンテナ系に対して送信信号を出力し、受信アンテナ系から受信信号を取得する制御ユニット(5)と、
を備え、
送信アンテナ系及び受信アンテナ系の少なくとも一方は、利得のピーク周波数が異なるアンテナの組を含んでおり、
制御ユニットは、
アンテナの組のうちピーク周波数が高いアンテナに対応した中心周波数の送信信号を生成する高周波数モードと、ピーク周波数が低いアンテナに対応した中心周波数の送信信号を生成する低周波数モードと、高周波数モードにおける中心周波数から低周波数モードにおける中心周波数までの周波数範囲内に含まれる中心周波数の送信信号を生成する中周波数モードと、を切り替え
受信アンテナ系は、
アンテナの組を4組含んでおり、
それぞれのアンテナの組は、ピーク周波数が相対的に高いアンテナとピーク周波数が相対的に低いアンテナの組であり、
複数の組におけるピーク周波数の相対的に高いアンテナ同士の間隔は等間隔に配置され、且つ、ピーク周波数の相対的に低いアンテナ同士の間隔も等間隔に配置され、ピーク周波数が相対的に高いアンテナ同士の間隔と、ピーク周波数が相対的に低いアンテナ同士の間隔とは、大きさが互いに異なり、且つ、ピーク周波数が相対的に高いアンテナと、ピーク周波数が相対的に低いアンテナは、アンテナの並び方向において並び順が左右対称となるように配置されており、4つのピーク周波数が相対的に高いアンテナの配列中心と、4つのピーク周波数が相対的に低いアンテナの配列中心が一致しているレーダ装置である。
A first aspect of this disclosure is a transmitting antenna system (2) including an antenna that transmits a transmission signal,
A receiving antenna system (3) includes an antenna that receives the transmitted signal reflected from the outside as a received signal,
A control unit (5) that outputs a transmission signal to the transmitting antenna system and acquires a reception signal from the receiving antenna system,
Equipped with,
At least one of the transmitting antenna system and the receiving antenna system includes a set of antennas with different peak gain frequencies.
The control unit is
The system switches between a high-frequency mode that generates a transmission signal with a center frequency corresponding to the antenna with the highest peak frequency among the antenna set, a low-frequency mode that generates a transmission signal with a center frequency corresponding to the antenna with the lowest peak frequency, and a medium-frequency mode that generates a transmission signal with a center frequency within the frequency range from the center frequency in the high-frequency mode to the center frequency in the low-frequency mode .
The receiving antenna system is,
It includes four sets of antennas.
Each antenna set consists of an antenna with a relatively high peak frequency and an antenna with a relatively low peak frequency.
In this radar system, antennas with relatively high peak frequencies are spaced equally apart in multiple sets, and antennas with relatively low peak frequencies are also spaced equally apart. The spacing between antennas with relatively high peak frequencies and the spacing between antennas with relatively low peak frequencies are different in magnitude, and the antennas with relatively high peak frequencies and the antennas with relatively low peak frequencies are arranged symmetrically in the direction of antenna arrangement, with the center of the array of four antennas with relatively high peak frequencies coinciding with the center of the array of four antennas with relatively low peak frequencies .

この態様によると、各アンテナに対応した高周波数モード、低周波数モードに加えて、中周波数モードによる送受信が可能となる。これにより、組を構成する各アンテナを合成したアンテナによる信号の送受信が、組を構成するアンテナごとに応じた信号の送受信に加えて、可能となり得る。したがって、複数のアンテナが有効活用され得る。 According to this configuration, in addition to the high-frequency and low-frequency modes corresponding to each antenna, transmission and reception in a medium-frequency mode becomes possible. This allows for signal transmission and reception using a combined antenna, in addition to the signal transmission and reception corresponding to each individual antenna in the set. Therefore, multiple antennas can be effectively utilized.

第一実施形態の全体構成を示す図である。This is a diagram showing the overall configuration of the first embodiment. アンテナの構成の一例を示す模式図である。This is a schematic diagram showing an example of an antenna configuration. アンテナの組についての構成の一例を示す模式図である。This is a schematic diagram showing an example of an antenna configuration. MMICの機能構成を示すための模式図である。This is a schematic diagram illustrating the functional configuration of an MMIC (Multi-Microcomputer Interchange). アンテナ及びフィルタ回路の特性について説明するためのグラフである。This graph illustrates the characteristics of antenna and filter circuits. アンテナ位置を説明するための模式図である。This is a schematic diagram illustrating the antenna position. アンテナ配置パターンを説明するための模式図である。This is a schematic diagram illustrating antenna placement patterns. 到来角の変化による位相差を説明するための模式図である。This is a schematic diagram to explain the phase difference caused by changes in the angle of arrival. 制御フローを説明するためのフローチャートである。This is a flowchart to explain the control flow. 第二実施形態におけるアンテナの組についての構成の一例を示す模式図であるThis is a schematic diagram showing an example of the configuration of the antenna set in the second embodiment. アンテナ位置を説明するための模式図である。This is a schematic diagram illustrating the antenna position. アンテナの指向性特性を説明するためのグラフである。This graph illustrates the directional characteristics of the antenna.

以下、本開示の実施形態を図面に基づき複数説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことで、重複する説明を省略する場合がある。また、各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。さらに、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。 The following describes several embodiments of this disclosure with reference to the drawings. Note that in each embodiment, corresponding components are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations may be omitted. Furthermore, if only a portion of the configuration is described in each embodiment, the configuration of other embodiments described earlier can be applied to the remaining parts of that configuration. Moreover, not only are the configurations explicitly stated in the description of each embodiment possible, but configurations from multiple embodiments can also be partially combined, even if not explicitly stated, as long as there are no particular problems with the combination.

(第一実施形態)
本開示の第一実施形態に関して、図1~図9を用いて説明する。レーダシステム1は、例えば車両等の移動体に搭載される。レーダシステム1は、送信信号を送信して、物体で反射された送信信号を受信信号として受信し、送信信号を反射した物体である物標までの距離、物標との相対速度及び物標の方位等を、物標情報として検出する。
(First Embodiment)
A first embodiment of the present disclosure will be described with reference to Figures 1 to 9. The radar system 1 is mounted on a moving object such as a vehicle. The radar system 1 transmits a transmission signal, receives the transmission signal reflected by an object as a reception signal, and detects the distance to the target (which is the object that reflected the transmission signal), the relative velocity to the target, and the orientation of the target as target information.

レーダシステム1から出力された物標情報は、例えばCAN(Control Area Network(登録商標))、およびEthernet(登録商標)などの車載ネットワークを介して車載ECU(Electronic control unit)に入力される。車載ECUは、取得した各物標の物標情報に基づいて、車両の自動運転や高度運転支援のための各種処理を実行する。 The target information output from radar system 1 is input to the in-vehicle ECU (Electronic control unit) via an in-vehicle network such as CAN (Control Area Network®) and Ethernet®. The in-vehicle ECU then performs various processes for autonomous driving and advanced driver assistance based on the acquired target information for each target.

物標情報に基づく処理としては、例えば衝突回避処理、警告処理等がある。衝突回避処理は、各物標の物標情報に基づいて、ブレーキシステムやステアリングシステム等を制御することにより、物標との衝突を回避するための車両制御を行う処理である。警告処理は、各物標の物標情報に基づいて、物標との衝突可能性を運転者に警告する処理である。 Examples of processing based on target information include collision avoidance processing and warning processing. Collision avoidance processing involves controlling the braking system, steering system, etc., based on the target information of each target, to control the vehicle in order to avoid a collision with the target. Warning processing is a process that warns the driver of the possibility of a collision with a target based on the target information of each target.

本実施形態のレーダ装置1は、送信アンテナ系2、受信アンテナ系3、MMIC5、及びコントローラ6を備えている。送信アンテナ系2は、送信信号を送信するアンテナとしての送信アンテナ4を、少なくとも1つ以上備えている。送信アンテナ4は、MMIC5から供給された送信信号としての電気信号を、電波信号へと変換して外界へと送信する。送信アンテナ4は、少なくとも1つ以上のアンテナ素子を含んで構成されている。例えば、送信アンテナ4は、図2に示すように、平板形状の複数のアンテナ素子40を備えるパッチアンテナである。アンテナ素子は、地板が一方の面に設けられた誘導体基板における地板とは反対側の面に、地板と対向するように配置されている。複数のアンテナ素子40は、所定の並び方向に並んだ状態で配置される。複数のアンテナ素子40は、電気信号を供給する給電線41により、例えば直列に接続されている。 The radar system 1 of this embodiment comprises a transmitting antenna system 2, a receiving antenna system 3, an MMIC 5, and a controller 6. The transmitting antenna system 2 includes at least one transmitting antenna 4, which acts as an antenna for transmitting transmission signals. The transmitting antenna 4 converts the electrical signal supplied from the MMIC 5 into a radio wave signal and transmits it to the outside world. The transmitting antenna 4 is composed of at least one antenna element. For example, as shown in Figure 2, the transmitting antenna 4 is a patch antenna comprising a plurality of flat-plate-shaped antenna elements 40. The antenna elements are arranged on the side of a dielectric substrate opposite to the ground plate, with the ground plate provided on one side, so as to face the ground plate. The plurality of antenna elements 40 are arranged in a predetermined alignment direction. The plurality of antenna elements 40 are connected, for example, in series by a feed line 41 that supplies electrical signals.

以上の送信アンテナ4は、後述の受信アンテナ系3における各受信アンテナ4a,4bよりも対応する周波数帯域が広帯域となるように、アンテナ素子の形状、大きさ、個数、配置態様等を設計されている。一例として、このアンテナは、76GHz~81GHzを周波数帯域とするように設計されている。送信アンテナ4は、MMIC5における1つの送信チャネルに対して、1つ接続されている。本実施形態におけるMMICの送信チャネルの総数は1であるため、送信信号を送信するアンテナの総数も1である。 The transmitting antenna 4 described above is designed with a wider frequency bandwidth than the receiving antennas 4a and 4b in the receiving antenna system 3 described later, in terms of the shape, size, number, and arrangement of its antenna elements. For example, this antenna is designed to have a frequency bandwidth of 76 GHz to 81 GHz. One transmitting antenna 4 is connected to each transmitting channel in the MMIC 5. Since the total number of transmitting channels in the MMIC in this embodiment is 1, the total number of antennas transmitting the transmission signal is also 1.

受信アンテナ系3は、図3に示すように、外界にて反射された送信信号を含む電波信号を受信信号として受信するアンテナとして受信アンテナ4a,4bと、フィルタ回路42と、を備えている。受信アンテナ4a,4bは、電波信号としての受信信号を、電気信号へと変換してMMIC5に出力する。受信アンテナ4a,4bは、送信アンテナ4と同様に、少なくとも1つ以上のアンテナ素子40が給電線41により直列に接続された、パッチアンテナとされる。 As shown in Figure 3, the receiving antenna system 3 includes receiving antennas 4a and 4b, and a filter circuit 42, which receive radio wave signals, including the transmitted signal reflected from the outside, as received signals. The receiving antennas 4a and 4b convert the received signal, as a radio wave signal, into an electrical signal and output it to the MMIC 5. Similar to the transmitting antenna 4, the receiving antennas 4a and 4b are patch antennas, with at least one or more antenna elements 40 connected in series by a feed line 41.

受信アンテナ系3において、以上の受信アンテナ4a,4bは、MMICにおける1つの受信チャネルに対して2つ接続されるように設けられている。本実施形態におけるMMICの受信チャネルの総数は4であるため、受信アンテナの総数は8である。以下において、各受信チャネルに接続された受信アンテナ4a,4bの組を、アンテナセットRX1,RX2,RX3,RX4と表記する。 In the receiving antenna system 3, the receiving antennas 4a and 4b are arranged so that two are connected to each receiving channel in the MMIC. Since the total number of receiving channels in the MMIC in this embodiment is four, the total number of receiving antennas is eight. Hereinafter, the sets of receiving antennas 4a and 4b connected to each receiving channel will be referred to as antenna sets RX1, RX2, RX3, and RX4.

各アンテナセットRX1,RX2,RX3,RX4における受信アンテナ4a,4bの組は、隣接するように配置されている。受信アンテナ4a,4bの組は、アンテナ素子の並び方向が平行となるように配置されている。又、1つのアンテナセットRX1,RX2,RX3,RX4における各受信アンテナ4a,4bは、アンテナゲイン(利得)の周波数特性が異なるように設計されている。具体的には、各アンテナセットRX1,RX2,RX3,RX4は、アンテナゲインのピーク周波数が相対的に高い受信アンテナ4aと相対的に低い受信アンテナ4bとを有している。 In each antenna set RX1, RX2, RX3, and RX4, the receiving antennas 4a and 4b are arranged adjacent to each other. The receiving antennas 4a and 4b are arranged so that the direction of the antenna elements is parallel. Furthermore, each receiving antenna 4a and 4b in a single antenna set RX1, RX2, RX3, and RX4 is designed to have different antenna gain frequency characteristics. Specifically, each antenna set RX1, RX2, RX3, and RX4 has a receiving antenna 4a with a relatively high peak frequency of antenna gain and a receiving antenna 4b with a relatively low peak frequency of antenna gain.

一例として、高周波数側の受信アンテナ4aは、80.5GHzをピーク周波数とする。そして、低周波数側のアンテナ4bは、76.5GHzをピーク周波数とする。そして、各受信アンテナ4a,4bは、送信アンテナ系2における送信アンテナ4の周波数帯域の範囲内の周波数帯域となるように設計されている。換言すれば、各受信アンテナ4a,4bは、送信アンテナ4に対して狭帯域となるように設計されている。又は、組となるアンテナ4a,4bは、組にならないアンテナ4に対して狭帯域となるように設計されている、ということもできる。すなわち、本実施形態のレーダ装置1においては、送信アンテナ系2及び受信アンテナ系3のうち受信アンテナ系3が、周波数特性の異なるアンテナの組を含んでいる。 As an example, the high-frequency receiving antenna 4a has a peak frequency of 80.5 GHz, and the low-frequency antenna 4b has a peak frequency of 76.5 GHz. Each receiving antenna 4a and 4b is designed to operate within the frequency band of the transmitting antenna 4 in the transmitting antenna system 2. In other words, each receiving antenna 4a and 4b is designed to have a narrower bandwidth than the transmitting antenna 4. Alternatively, it can be said that the paired antennas 4a and 4b are designed to have a narrower bandwidth than the non-paired antenna 4. That is, in the radar device 1 of this embodiment, the receiving antenna system 3, part of the transmitting antenna system 2 and the receiving antenna system 3, includes a pair of antennas with different frequency characteristics.

フィルタ回路42は、特定の周波数帯域の信号の通過を抑制する電気回路である。フィルタ回路42は、受信アンテナ系3における受信アンテナ4a,4b毎に設けられている。フィルタ回路42は、各受信アンテナ4a,4bにおいて、もう一方の受信アンテナ4a,4bのピーク周波数を含む周波数帯域の信号を抑制する通過特性を持つように、設計されている。例えば、図5に示す例では、受信アンテナ4aに接続されたフィルタ回路は、76.5GHzを中心とする周波数帯域を抑制する通過特性を有する。そして、受信アンテナ4bに接続されたフィルタ回路は、80.5GHzを中心とする周波数帯域を抑制する通過特性を有する。 The filter circuit 42 is an electrical circuit that suppresses the passage of signals in a specific frequency band. A filter circuit 42 is provided for each receiving antenna 4a and 4b in the receiving antenna system 3. The filter circuit 42 is designed so that, at each receiving antenna 4a and 4b, it has a pass-through characteristic that suppresses signals in the frequency band including the peak frequency of the other receiving antenna 4a or 4b. For example, in the example shown in Figure 5, the filter circuit connected to receiving antenna 4a has a pass-through characteristic that suppresses the frequency band centered around 76.5 GHz. The filter circuit connected to receiving antenna 4b has a pass-through characteristic that suppresses the frequency band centered around 80.5 GHz.

以上の受信アンテナ4a,4bに対しては、図6に示すアンテナ位置が規定される。アンテナ位置は、アンテナ素子40の群としての受信アンテナ4a,4bの形状中心とされる。又、以上の受信アンテナ4a,4bは、図6に示すアンテナゲインが一致する周波数の信号に対しては、2列のアンテナ素子40の列からなる合成アンテナ4cとして機能する。この場合、アンテナ位置は、各受信アンテナ4a,4bにおけるアンテナ素子40を合わせた群としての合成アンテナ4cの形状中心とされる。本実施形態においては、図6に示すように、各受信アンテナ4a,4bのアンテナ位置の中央位置が、合成アンテナ4cのアンテナ位置となる。 For the receiving antennas 4a and 4b described above, the antenna positions shown in Figure 6 are defined. The antenna position is defined as the shape center of the receiving antennas 4a and 4b as a group of antenna elements 40. Furthermore, for signals with matching antenna gains as shown in Figure 6, the receiving antennas 4a and 4b function as a combined antenna 4c consisting of two rows of antenna elements 40. In this case, the antenna position is defined as the shape center of the combined antenna 4c as a group of antenna elements 40 from each receiving antenna 4a and 4b. In this embodiment, as shown in Figure 6, the central position of the antenna positions of each receiving antenna 4a and 4b becomes the antenna position of the combined antenna 4c.

以上の受信アンテナ4a,4bは、それぞれ規定の間隔を空けて所定の並び方向に並ぶように配置されている。受信アンテナ系3全体における受信アンテナ4a,4bの配置パターンについて説明する。図7に示すように、紙面左側から右側へと順に、アンテナセットRX1,RX2,RX3,RX4が配置されている。ここで、受信アンテナ4a,4b間の最小の間隔の大きさをdとする。 The receiving antennas 4a and 4b described above are arranged in a predetermined direction with a specified interval between them. The arrangement pattern of receiving antennas 4a and 4b in the entire receiving antenna system 3 will now be explained. As shown in Figure 7, antenna sets RX1, RX2, RX3, and RX4 are arranged sequentially from left to right on the page. Here, the minimum distance between receiving antennas 4a and 4b is denoted as d.

アンテナセットRX1における受信アンテナ4bは外側に配置され、内側の高周波数側のアンテナ4aとの間隔は、3dである。アンテナセットRX1における受信アンテナ4aに隣接して、アンテナセットRX2における受信アンテナ4bが、間隔dを空けて配置されている。アンテナセットRX2における受信アンテナ4aは、受信アンテナ4bに対して間隔dを空けて配置されている。アンテナセットRX3における受信アンテナ4aは、アンテナセットRX2における受信アンテナ4bに対して間隔2dを空けて配置されている。そして、アンテナセットRX3,RX4における受信アンテナ4a,4bの配置は、アンテナセットRX1,RX2に対して左右反転した配置となっている。以上のように、受信アンテナ系3では、複数の受信アンテナ4a,4bの組におけるピーク周波数の高いアンテナ同士の間隔と、ピーク周波数の低いアンテナ同士の間隔とが、異なるように配置されている。 In antenna set RX1, the receiving antenna 4b is positioned on the outside, and the distance between it and the inner, high-frequency antenna 4a is 3d. Adjacent to the receiving antenna 4a in antenna set RX1, the receiving antenna 4b in antenna set RX2 is positioned with a distance d. The receiving antenna 4a in antenna set RX2 is positioned with a distance d relative to the receiving antenna 4b. The receiving antenna 4a in antenna set RX3 is positioned with a distance 2d relative to the receiving antenna 4b in antenna set RX2. Furthermore, the arrangement of the receiving antennas 4a and 4b in antenna sets RX3 and RX4 is a left-right inversion of that in antenna sets RX1 and RX2. As described above, in the receiving antenna system 3, the distances between antennas with high peak frequencies and the distances between antennas with low peak frequencies in the multiple receiving antennas 4a and 4b pairs are different.

MMIC5は、シリコンなどを材料とする単一の半導体チップに、各部が集積化されて構成されている。MMIC5は、図4に示すように、制御部50と、送信信号生成部51と、受信器52と、を備えている。 The MMIC5 is constructed by integrating various components onto a single semiconductor chip made of materials such as silicon. As shown in Figure 4, the MMIC5 comprises a control unit 50, a transmission signal generation unit 51, and a receiver 52.

制御部50は、デジタル回路であり、コントローラ6からの制御信号に基づき、送信信号生成部51に対して送信信号の生成を実行させる。例えば、制御部50は、所定の周波数を中心周波数とし、時間に応じて周波数の変化するデジタル信号を出力することで、当該デジタル信号に基づく送信信号を生成させる。 The control unit 50 is a digital circuit that, based on control signals from the controller 6, causes the transmission signal generation unit 51 to generate a transmission signal. For example, the control unit 50 generates a transmission signal based on a digital signal that has a predetermined center frequency and whose frequency changes over time.

送信信号生成部51は、制御部50からの指示信号を取得し、当該指示信号に応じたミリ波帯の送信信号を生成する。送信信号生成部51は、例えばD/A変換器及び電圧制御発振器等を含んで構成される。例えば、送信信号生成部51は、指示信号として出力された、時間に応じて周波数の変化するデジタル信号を取得すると、D/A変換器にてアナログ信号に変換する。そして、送信信号生成部51は、電圧制御発振器にて当該アナログ信号からミリ波帯の高周波信号を生成し、送信アンテナ系2に対して送信信号として出力する。又、送信信号生成部51は、出力した送信信号の一部を、元の信号から所定の比率にて分配して受信器52へと出力する。尚以下において、受信器52へと出力される信号を、ローカル信号と表記する。 The transmission signal generation unit 51 receives an instruction signal from the control unit 50 and generates a millimeter-wave transmission signal corresponding to the instruction signal. The transmission signal generation unit 51 is composed of, for example, a D/A converter and a voltage-controlled oscillator. For example, when the transmission signal generation unit 51 receives a digital signal whose frequency changes with time, output as an instruction signal, it converts it to an analog signal using the D/A converter. Then, the transmission signal generation unit 51 generates a high-frequency millimeter-wave signal from this analog signal using the voltage-controlled oscillator and outputs it as a transmission signal to the transmission antenna system 2. Furthermore, the transmission signal generation unit 51 distributes a portion of the output transmission signal from the original signal at a predetermined ratio and outputs it to the receiver 52. In the following, the signal output to the receiver 52 will be referred to as the local signal.

受信器52は、信号混合部54及びA/D変換器55を有している。受信器52は、受信チャネルごとに設けられている。信号混合部54は、送信信号生成部51からのローカル信号と受信アンテナからの受信信号Srとが混合されたビート信号を生成し、A/D変換器55へと出力する。生成されるビート信号は、受信信号とローカル信号との周波数差分を表す干渉信号となる。ビート信号は、図示しないローパスフィルタによって受信信号とローカル信号との周波数差分から外れる高域成分をフィルタリングされた状態で、A/D変換器55へと出力される。 The receiver 52 includes a signal mixing unit 54 and an A/D converter 55. A receiver 52 is provided for each receiving channel. The signal mixing unit 54 generates a beat signal by mixing the local signal from the transmission signal generation unit 51 and the received signal Sr from the receiving antenna, and outputs it to the A/D converter 55. The generated beat signal is an interference signal representing the frequency difference between the received signal and the local signal. The beat signal is output to the A/D converter 55 after high-frequency components that deviate from the frequency difference between the received signal and the local signal are filtered out by a low-pass filter (not shown).

A/D変換器55は、ビート信号を所定の時間間隔でサンプリングして、デジタル化されたビート信号のデータに変換する。このビート信号のデータは、受信信号に関する受信結果データとしてコントローラ6へと出力される。 The A/D converter 55 samples the beat signal at predetermined time intervals and converts it into digitized beat signal data. This beat signal data is output to the controller 6 as reception result data related to the received signal.

MMIC5は、制御部50により出力する送信信号の中心周波数を切替制御する。具体的には、MMIC5は、受信アンテナ4a,4bの組のうち高周波数側の受信アンテナ4aに対応した中心周波数の送信信号を生成する高周波数モードを実行可能である。又、MMIC5は、低周波数側の受信アンテナ4bに対応した中心周波数の送信信号を生成する低周波数モードを実行可能である。さらに、MMIC5は、高周波数モードの中心周波数と低周波数モードの中心周波数との間の範囲内に含まれる中間中心周波数の送信信号を生成する中周波数モードを実行可能である。MMIC5は、以上の3つのモードを切替制御する。 The MMIC 5 controls the switching of the center frequency of the transmission signal output by the control unit 50. Specifically, the MMIC 5 can execute a high-frequency mode, generating a transmission signal with a center frequency corresponding to the high-frequency receiving antenna 4a of the receiving antenna pair 4a and 4b. Furthermore, the MMIC 5 can execute a low-frequency mode, generating a transmission signal with a center frequency corresponding to the low-frequency receiving antenna 4b. In addition, the MMIC 5 can execute a medium-frequency mode, generating a transmission signal with an intermediate center frequency that falls within the range between the center frequencies of the high-frequency mode and the low-frequency mode. The MMIC 5 switches between these three modes.

ここで、中周波数モードにおける中間中心周波数は、各受信アンテナ4a,4bにおけるアンテナゲインが実質一致する周波数とされる。例えば、本実施形態においては、図5に示すように、78.5GHzが中間中心周波数となる。 Here, the intermediate center frequency in the medium frequency mode is defined as the frequency at which the antenna gains of each receiving antenna 4a and 4b are substantially equal. For example, in this embodiment, as shown in Figure 5, the intermediate center frequency is 78.5 GHz.

高周波数モードでは、受信アンテナ系3において、主に受信アンテナ4aにて受信された受信信号が、MMIC5へと出力される。受信アンテナ4bでは、アンテナゲインの周波数特性及びフィルタ回路42の通過特性により、高周波数モードにおいてMMIC5へと出力される受信信号は実質カットされる。 In high-frequency modes, the received signal, primarily received by the receiving antenna 4a, is output to the MMIC 5 in the receiving antenna system 3. In the receiving antenna 4b, due to the frequency characteristics of the antenna gain and the pass-through characteristics of the filter circuit 42, the received signal output to the MMIC 5 in high-frequency modes is effectively cut off.

したがって、高周波モードにおいては、受信アンテナ4aのみが配置されているのと実質同等とみなせる。すなわち、本モードにおいては、図7に示すように、互いに間隔2dで配置された4つの受信アンテナ4aにて受信信号を受信しているものとみなせる。 Therefore, in the high-frequency mode, it can be considered virtually equivalent to having only the receiving antenna 4a. That is, in this mode, as shown in Figure 7, the received signal can be considered to be received by four receiving antennas 4a arranged at intervals 2d from each other.

一方で、低周波数モードでは、主に受信アンテナ4bにて受信された受信信号がMMIC5へと出力され、受信アンテナ4aにて受信された受信信号は実質カットされる。すなわち、本モードにおいては、図7に示すように、互いに間隔4dで配置された4つの受信アンテナ4aにて受信信号を受信しているものとみなせる。 On the other hand, in low-frequency mode, the received signal, primarily received by receiving antenna 4b, is output to MMIC 5, while the received signal received by receiving antenna 4a is effectively cut off. That is, in this mode, as shown in Figure 7, the received signal can be considered to be received by four receiving antennas 4a arranged at intervals 4d from each other.

さらに、中周波数モードでは、各アンテナセットの両方の受信アンテナ4a,4bにて受信信号が受信され、MMIC5へと出力される。これにより、受信アンテナ4a,4bの組は、実質1つの合成アンテナ4cとして機能する。特に本実施形態においては、アンテナゲイン及びフィルタの通過特性が実質一致する周波数を中間中心周波数としているので、実質同一のゲイン特性及び通過特性を持ったアンテナ及びフィルタ回路を通過した受信信号が取得される。 Furthermore, in the medium frequency mode, the received signal is received by both receiving antennas 4a and 4b of each antenna set and output to the MMIC 5. As a result, the receiving antennas 4a and 4b function as a single combined antenna 4c. In particular, in this embodiment, since the intermediate center frequency is set to a frequency where the antenna gain and filter pass characteristics are substantially the same, the received signal obtained has passed through antennas and filter circuits with substantially identical gain and pass characteristics.

以上のように、受信アンテナ4a,4bの組全体が1つの合成アンテナ4cとみなせるため、本モードにおいては、図7に示すように、互いに間隔3dで配置された4つの受信アンテナ4cにて受信信号を受信しているものとみなせる。 As described above, the entire set of receiving antennas 4a and 4b can be considered as a single combined antenna 4c. Therefore, in this mode, as shown in Figure 7, the received signal can be considered to be received by four receiving antennas 4c arranged at intervals of 3d from each other.

以上のように、送信信号の中心周波数の切り替えにより、受信アンテナの配置パターンを実質的に変更制御することが可能となる。換言すれば、周波数の切替制御により、アンテナ同士の間隔を仮想的に変更制御することが可能となる。 As described above, by switching the center frequency of the transmitted signal, it becomes possible to substantially change and control the arrangement pattern of the receiving antennas. In other words, by controlling the frequency switching, it becomes possible to virtually change and control the spacing between antennas.

以上の受信アンテナの間隔の変更制御により、レーダ装置1の視野角及び測角精度を切り替えることができる。すなわち、図8に示すように、各受信アンテナにおける到来角θは、間隔dにて配置された各アンテナの受信信号の位相差dsinθを取得することで推定できる。しかし、位相差dsinθが受信信号の半波長を超えると、角度の折り返しのために正確な角度推定が不可能となる。すなわち、角度折り返しが発生しない間隔dの範囲は、半波長以下となる。 By controlling the spacing of the receiving antennas as described above, the field of view and angle measurement accuracy of the radar device 1 can be switched. That is, as shown in Figure 8, the arrival angle θ at each receiving antenna can be estimated by obtaining the phase difference dsinθ of the received signals from each antenna arranged at intervals d. However, if the phase difference dsinθ exceeds half a wavelength of the received signal, accurate angle estimation becomes impossible due to angle folding. In other words, the range of spacing d in which angle folding does not occur is less than half a wavelength.

一方で、間隔dが大きいほど、位相差検出に対する感度を確保でき、小さな位相差を検出可能となるため、到来角の検出精度は向上する。すなわち、間隔dが小さいほどと、視野角が大きくなり、到来角推定精度は低下する。そして、間隔dが大きいほど、視野角が小さくなり、到来角推定精度は向上する。 On the other hand, the larger the interval d, the better the sensitivity to phase difference detection, allowing for the detection of small phase differences, thus improving the accuracy of arrival angle detection. Conversely, the smaller the interval d, the larger the field of view, and the lower the accuracy of arrival angle estimation. And, the larger the interval d, the smaller the field of view, and the higher the accuracy of arrival angle estimation.

したがって、中心周波数の切替制御に応じた配置パターンの仮想的な変更により、視野角及び到来角推定精度を切り替えることができる。特に本実施形態においては、低周波数モードでは間隔が大きくなるため、高視野角による検出が可能となる。そして、高周波数モードでは間隔が小さくなるため、高精度の到来角検出が可能となる。そして、中周波数モードでは、低周波数モードと高周波数モードの中間の間隔となるため、視野角及び精度が中間の性能となる。 Therefore, the field of view and arrival angle estimation accuracy can be switched by virtually changing the arrangement pattern in accordance with the switching control of the center frequency. In particular, in this embodiment, the spacing becomes larger in the low-frequency mode, enabling detection with a wide field of view. In the high-frequency mode, the spacing becomes smaller, enabling highly accurate arrival angle detection. In the medium-frequency mode, the spacing is intermediate between the low-frequency and high-frequency modes, resulting in intermediate performance in both field of view and accuracy.

コントローラ6は、上述した各モードの切り替え指令をMMICに対して出力する制御装置である。コントローラ6は、少なくとも一つの専用コンピュータを含んで構成されている。コントローラ6を構成する専用コンピュータは、MMIC5の制御に特化したセンシングECU(Electronic Control Unit)であってもよい。コントローラ6を構成する専用コンピュータは、車両に搭載された複数種類のセンサを統括的に制御する、センサ統括ECUであってもよい。コントローラ6を構成する専用コンピュータは、車両の運転制御を統合する、統合ECUであってもよい。コントローラ6を構成する専用コンピュータは、車両の運転制御における運転タスクを判断する、判断ECUであってもよい。コントローラ6を構成する専用コンピュータは、車両の運転制御を監視する、監視ECUであってもよい。コントローラ6を構成する専用コンピュータは、車両の運転制御を評価する、評価ECUであってもよい。 Controller 6 is a control device that outputs switching commands for each of the modes described above to the MMIC. Controller 6 is configured to include at least one dedicated computer. The dedicated computer constituting Controller 6 may be a sensing ECU (Electronic Control Unit) specialized in controlling the MMIC 5. The dedicated computer constituting Controller 6 may be a sensor integration ECU that comprehensively controls multiple types of sensors mounted on the vehicle. The dedicated computer constituting Controller 6 may be an integrated ECU that integrates the vehicle's driving control. The dedicated computer constituting Controller 6 may be a decision ECU that determines driving tasks in the vehicle's driving control. The dedicated computer constituting Controller 6 may be a monitoring ECU that monitors the vehicle's driving control. The dedicated computer constituting Controller 6 may be an evaluation ECU that evaluates the vehicle's driving control.

コントローラ6を構成する専用コンピュータは、車両の走行経路をナビゲートする、ナビゲーションECUであってもよい。コントローラ6を構成する専用コンピュータは、車両の自己状態量を推定する、ロケータECUであってもよい。コントローラ6を構成する専用コンピュータは、車両の走行アクチュエータを制御する、アクチュエータECUであってもよい。制御ユニットを構成する専用コンピュータは、車両における情報提示を制御する、HCU(HMI(Human Machine Interface) Control Unit)であってもよい。コントローラ6を構成する専用コンピュータは、例えば車両との間で通信可能な外部センタ又はモバイル端末等を構築する、車両以外のコンピュータであってもよい。 The dedicated computer constituting the controller 6 may be a navigation ECU that navigates the vehicle's travel path. The dedicated computer constituting the controller 6 may be a locator ECU that estimates the vehicle's self-state variables. The dedicated computer constituting the controller 6 may be an actuator ECU that controls the vehicle's drive actuators. The dedicated computer constituting the control unit may be an HCU (Human Machine Interface Control Unit) that controls information display in the vehicle. The dedicated computer constituting the controller 6 may be a computer other than the vehicle, for example, one that constructs an external center or mobile terminal capable of communicating with the vehicle.

コントローラ6を構成する専用コンピュータは、メモリ6aとプロセッサ6bとを、少なくとも一つずつ有している。メモリ3aは、コンピュータにより読み取り可能なプログラム及びデータ等を非一時的に記憶する、例えば半導体メモリ、磁気媒体、及び光学媒体等のうち、少なくとも一種類の非遷移的実体的記憶媒体(non-transitory tangible storage medium)である。ここで記憶とは、センサシステムの起動オフによってもデータが保持される蓄積であってもよいし、センサシステムの起動オフによりデータが消去される一時的な格納であってもよい。プロセッサ6bは、例えばCPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、RISC(Reduced Instruction Set Computer)-CPU、DFP(Data Flow Processor)、及びGSP(Graph Streaming Processor)等のうち、少なくとも一種類をコアとして含んでいる。 The dedicated computer constituting the controller 6 has at least one memory 6a and one processor 6b. Memory 3a is at least one type of non-transitory tangible storage medium, such as semiconductor memory, magnetic media, and optical media, which non-temporarily stores programs and data readable by the computer. Here, storage may be accumulation where data is retained even when the sensor system is turned off, or temporary storage where data is erased when the sensor system is turned off. The processor 6b includes at least one type as a core, such as a CPU (Central Processing Unit), GPU (Graphics Processing Unit), RISC (Reduced Instruction Set Computer)-CPU, DFP (Data Flow Processor), and GSP (Graph Streaming Processor).

コントローラ6においてプロセッサ6bは、送受信ユニット20を制御するためにメモリ3aに記憶された、制御プログラムに含まれる複数の命令を実行する。これによりコントローラ6は、送受信ユニット20を制御するための機能ブロックを、構築する。 In the controller 6, the processor 6b executes multiple instructions contained in the control program stored in memory 3a to control the transmit/receive unit 20. This allows the controller 6 to construct a functional block for controlling the transmit/receive unit 20.

こうした機能ブロックにより、コントローラ6がレーダ装置1を制御するレーダ制御方法は、図9に示す制御フローに従って実行される。本制御フローは、車両の起動中に繰り返し実行される。尚、本制御フローにおける各「S」は、制御プログラムに含まれた複数命令によって実行される複数ステップを、それぞれ意味している。 The radar control method, in which the controller 6 controls the radar device 1 using these functional blocks, is executed according to the control flow shown in Figure 9. This control flow is repeatedly executed during vehicle startup. In this control flow, each "S" represents multiple steps executed by multiple instructions included in the control program.

まず、S10にて、コントローラ6は、現在設定されたモードでのレーダ動作、すなわちモードに対応した中心周波数での送信信号の生成及び受信信号の受信処理を実行する。続くS20では、モードの切り替えタイミングであるか否かを判定する。具体的には、現在のモードによるレーダ動作を規定の時間、又は規定のフレーム数だけ実行したか否かを判定する。この場合、3モードが規定の順序にて時間的に切り替わることになる。 First, in S10, the controller 6 performs radar operation in the currently set mode, that is, generates a transmit signal at the center frequency corresponding to the mode and processes the reception of the receive signal. In the subsequent S20, it determines whether or not it is time to switch modes. Specifically, it determines whether or not the radar operation in the current mode has been performed for a specified time or a specified number of frames. In this case, the three modes will switch over in a specified order over time.

又は、コントローラ6は、車両の走行エリア種別に基づく走行シーンに応じて、切り替えタイミングを判断してもよい。例えば、コントローラ6は、車両が一般道から高速道路へと進入した場合に、高周波数モードへの切り替えタイミングであると判定してもよい。さらに、コントローラ6は、一般道を走行する場合に、中周波数モードへの切り替えタイミングであると判定してもよい。加えて、コントローラ6は、交差点及び駐車場等へと進入する場合に、低周波数モードへの切り替えタイミングであると判定してもよい。 Alternatively, the controller 6 may determine the switching timing according to the driving scene based on the vehicle's driving area type. For example, the controller 6 may determine that it is time to switch to high-frequency mode when the vehicle enters a highway from a regular road. Furthermore, the controller 6 may determine that it is time to switch to medium-frequency mode when the vehicle is driving on a regular road. In addition, the controller 6 may determine that it is time to switch to low-frequency mode when the vehicle enters an intersection or parking lot.

又は、コントローラ6は、車両における特定の機能の作動に基づく走行シーンに応じて、切り替えタイミングを判定してもよい。例えば、ACC(Adaptive Cruise Control)が作動開始すると、高周波数モードへの切り替えタイミングであると判定してもよい。そして、コントローラ6は、AEB(Autonomous Emergency Braking)が作動開始すると、低周波数モードへの切り替えタイミングであると判定してもよい。さらに、コントローラ6は、各機能がいずれも作動終了した場合に、中周波数モードへの切り替えタイミングであると判定してもよい。尚、コントローラ6は、時間によるモード切替制御と、走行シーンによるモード切替制御とを適宜切り替えてもよい。 Alternatively, the controller 6 may determine the switching timing according to the driving scene based on the operation of specific functions in the vehicle. For example, the controller 6 may determine that it is time to switch to high-frequency mode when ACC (Adaptive Cruise Control) starts operating. Furthermore, the controller 6 may determine that it is time to switch to low-frequency mode when AEB (Autonomous Emergency Braking) starts operating. In addition, the controller 6 may determine that it is time to switch to medium-frequency mode when all functions have finished operating. The controller 6 may also appropriately switch between time-based mode switching control and driving scene-based mode switching control.

切り替えタイミングではないと判定されると、本フローはS10へと戻る。一方で、切り替えタイミングであると判定されると、本フローはS30へと進む。S30では、モード切替を実行する。 If it is determined that it is not a switching timing, this flow returns to S10. On the other hand, if it is determined that it is a switching timing, this flow proceeds to S30. In S30, the mode switching is performed.

以上の第一実施形態によれば、各アンテナに対応した高周波数モード、低周波数モードに加えて、中周波数モードによる送受信が可能となる。これにより、組を構成する各アンテナを合成したアンテナによる信号の送受信が、組を構成するアンテナごとに応じた信号の送受信に加えて、可能となり得る。したがって、複数のアンテナが有効活用され得る。特に本実施形態においては、複数のモードに対応するために追加のチャネル及びアンテナを使用する必要が無いため、コストを抑制できる。 According to the first embodiment described above, in addition to the high-frequency and low-frequency modes corresponding to each antenna, transmission and reception in a medium-frequency mode becomes possible. This allows for signal transmission and reception using a combined antenna, in addition to the signal transmission and reception corresponding to each individual antenna in the set. Therefore, multiple antennas can be effectively utilized. In particular, in this embodiment, since there is no need to use additional channels and antennas to support multiple modes, costs can be reduced.

(第二実施形態)
図10,11に示すように第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。
(Second Embodiment)
As shown in Figures 10 and 11, the second embodiment is a modification of the first embodiment.

第二実施形態において、アンテナセットにおける高周波数側の受信アンテナ4aと低周波数側の受信アンテナ4bとは、異なる形状となっている。具体的には、一方のアンテナ(例えば低周波数側)が、アンテナ素子が複数列(図10では3列)配置された形状となっている。そして、組を構成する全アンテナは、等間隔に配置されている。これにより、中間中心周波数を送信するモードにおいては、アンテナ素子が4列配置されたアンテナの中心位置が、等価的なアンテナ位置となる。 In the second embodiment, the high-frequency receiving antenna 4a and the low-frequency receiving antenna 4b in the antenna set have different shapes. Specifically, one of the antennas (for example, the low-frequency side) has a shape in which multiple rows of antenna elements (three rows in Figure 10) are arranged. Furthermore, all antennas constituting the set are arranged at equal intervals. As a result, in the mode transmitting the intermediate center frequency, the center position of the antenna with four rows of antenna elements becomes the equivalent antenna position.

この場合、中周波数モードでは、高周波数モードでのアンテナ位置と低周波数モードでのアンテナ位置の中央からはずれた位置が受信アンテナ4cの中心位置となる。図11に示すように、受信アンテナ4bが複数列配置されている場合、中周波数モードでのアンテナ位置は、低周波数モードでのアンテナ位置側に近い位置となる。 In this case, in medium-frequency mode, the center position of the receiving antenna 4c is located at a position offset from the midpoint between the antenna position in high-frequency mode and the antenna position in low-frequency mode. As shown in Figure 11, when multiple receiving antennas 4b are arranged in rows, the antenna position in medium-frequency mode is closer to the antenna position in low-frequency mode.

以上のように、中周波数モードにおけるアンテナ位置は、少なくともアンテナの構成により規定される。尚、本実施形態の場合、後述の第三実施形態のように、受信アンテナ4a,4bの指向性も併せて変更され得る。 As described above, the antenna position in the medium frequency mode is determined at least by the antenna configuration. In this embodiment, the directivity of the receiving antennas 4a and 4b can also be changed, as described in the third embodiment below.

(第三実施形態)
図12に示すように第三実施形態は、第一実施形態の変形例である。
(Third Embodiment)
As shown in Figure 12, the third embodiment is a modification of the first embodiment.

第三実施形態において、アンテナセットにおける各受信アンテナ4a,4bは、互いにアンテナゲインの指向性特性が異なる。具体的には、図10に示すように、一方のアンテナ(例えば低周波数側)が、アンテナ素子40が複数列(例えば3列)配置された形状となっている。そして、アンテナセットを構成するアンテナ素子40の列は、等間隔に配置されている。 In the third embodiment, the receiving antennas 4a and 4b in the antenna set have different directional characteristics in terms of antenna gain. Specifically, as shown in Figure 10, one antenna (for example, the low-frequency side) has a shape in which multiple rows (for example, three rows) of antenna elements 40 are arranged. The rows of antenna elements 40 constituting the antenna set are arranged at equal intervals.

この場合、受信アンテナ4aは、図12に示すように、受信アンテナ4bに比べてより広い方位範囲に対してアンテナゲインを得る指向性を有する。そして、受信アンテナ4bは、受信アンテナ4aに対してより遠方までアンテナゲインを得る指向性を有する。尚、受信アンテナ4a及び受信アンテナ4bに関するアンテナゲインの周波数特性及びフィルタ回路の通過特性は、第一実施形態と同様であるとする。 In this case, as shown in Figure 12, the receiving antenna 4a has a directivity that obtains antenna gain over a wider azimuth range compared to the receiving antenna 4b. Furthermore, the receiving antenna 4b has a directivity that obtains antenna gain over a greater distance than the receiving antenna 4a. The frequency characteristics of the antenna gain and the pass-through characteristics of the filter circuit for the receiving antennas 4a and 4b are assumed to be the same as in the first embodiment.

これにより、中周波数モードでは、受信アンテナ4aの指向性と受信アンテナ4bの指向性とを合成した指向性を有する1つの受信アンテナ4cにて受信信号が受信されるのと等価となる。中周波数モードの合成指向性は、図12に示すように、高周波数側のアンテナよりもより狭角で、より遠方までアンテナゲインを得る指向性となる。 As a result, in the medium frequency mode, the received signal is equivalent to being received by a single receiving antenna 4c, which has a combined directivity of receiving antenna 4a and receiving antenna 4b. As shown in Figure 12, the combined directivity in the medium frequency mode has a narrower angle and provides antenna gain over a longer distance than the high-frequency antennas.

すなわち、MMIC5が周波数の切替制御を実行することにより、モード毎に異なる指向性にて物標の検知処理が可能となる。本実施形態においては、低周波数モードにて、比較的近距離にてより広角の物標検知が可能となる。そして、高周波数モードでは、低周波数モードよりも狭角で、且つより遠方までの物標検知が可能となる。さらに、中周波数モードでは、高周波数モードよりもさらに狭角で、且つより遠方までの物標検知が可能となる。すなわち、周波数の切替制御により、レーダ装置1における物標検知の視野角及び検知距離が変更される。 In other words, by having the MMIC 5 perform frequency switching control, target detection processing becomes possible with different directivity for each mode. In this embodiment, the low-frequency mode enables wider-angle target detection at relatively close range. The high-frequency mode enables target detection at a narrower angle and further distance than the low-frequency mode. Furthermore, the medium-frequency mode enables target detection at an even narrower angle and further distance than the high-frequency mode. In short, the field of view and detection distance of the radar device 1 are changed by frequency switching control.

尚、受信アンテナ4a,4bの代わりに、送信アンテナ4が、図10に示すようなアンテナの組により構成されていてもよい。この場合にも、各指向性特性に応じた放射パターンにより送信信号が送信されるため、受信アンテナの場合と同様に周波数の切替制御により、レーダ装置1における物標検知の視野角及び検知距離が変更される。 Furthermore, instead of the receiving antennas 4a and 4b, the transmitting antenna 4 may be configured with the antenna set shown in Figure 10. In this case as well, since the transmission signal is transmitted using a radiation pattern corresponding to each directional characteristic, the field of view and detection distance for target detection in the radar device 1 are changed by frequency switching control, similar to the case of the receiving antenna.

(他の実施形態)
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
(Other embodiments)
Although several embodiments have been described above, this disclosure is not intended to be limited to those embodiments, and can be applied to various embodiments and combinations without departing from the spirit of this disclosure.

変形例において、送信アンテナ系2が周波数特性の異なる送信アンテナ4の組を備えていてもよい。又、MMIC5が複数の送信チャネルを備え、各送信チャネルに対して送信アンテナ4単体又は送信アンテナ4の組が接続されていてもよい。 In the modified example, the transmitting antenna system 2 may include a set of transmitting antennas 4 with different frequency characteristics. Furthermore, the MMIC 5 may have multiple transmitting channels, and each transmitting channel may be connected to either a single transmitting antenna 4 or a set of transmitting antennas 4.

変形例においてコントローラ6を構成する専用コンピュータは、デジタル回路及びアナログ回路のうち、少なくとも一方をプロセッサとして有していてもよい。ここでデジタル回路とは、例えばASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、SOC(System on a Chip)、PGA(Programmable Gate Array)、及びCPLD(Complex Programmable Logic Device)等のうち、少なくとも一種類である。またこうしたデジタル回路は、プログラムを記憶したメモリを、有していてもよい。 In the modified example, the dedicated computer constituting the controller 6 may have at least one of the digital and analog circuits as a processor. Here, the digital circuit refers to at least one of the following: ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field Programmable Gate Array), SOC (System on a Chip), PGA (Programmable Gate Array), and CPLD (Complex Programmable Logic Device). Furthermore, such a digital circuit may have memory for storing programs.

変形例においてレーダシステム1の適用される移動体は、例えば自律走行又はリモート走行により荷物搬送若しくは情報収集等の可能な自律走行ロボットであってもよい。ここまでの説明形態の他に上述の実施形態及び変形例は、ホスト移動体に搭載可能に構成されてプロセッサ3b及びメモリ3aを少なくとも一つずつ有する制御装置として、処理回路(例えば処理ECU等)又は半導体装置(例えば半導体チップ等)の形態で実施されてもよい。 In the modified configuration, the mobile body to which the radar system 1 is applied may be, for example, an autonomous mobile robot capable of cargo transport or information collection by autonomous or remote driving. In addition to the embodiments described so far, the above-described embodiments and modifications may be implemented in the form of a processing circuit (e.g., a processing ECU) or a semiconductor device (e.g., a semiconductor chip) as a control device configured to be mounted on a host mobile body and having at least one processor 3b and one memory 3a.

(付記)
この明細書には、以下に列挙する複数の技術的思想と、それらの複数の組み合わせが開示されている。
(Note)
This specification discloses several technical concepts and several combinations thereof, as listed below.

(技術的思想1)
送信信号を送信するアンテナを含む送信アンテナ系(2)と、
外界にて反射された前記送信信号を受信信号として受信する前記アンテナを含む受信アンテナ系(3)と、
前記送信アンテナ系に対して前記送信信号を出力し、前記受信アンテナ系から前記受信信号を取得する制御ユニット(5)と、
を備え、
前記送信アンテナ系及び前記受信アンテナ系の少なくとも一方は、利得のピーク周波数が異なる前記アンテナの組を含んでおり、
前記制御ユニットは、
前記アンテナの組のうち前記ピーク周波数が高い前記アンテナに対応した中心周波数の前記送信信号を生成する高周波数モードと、前記ピーク周波数が低い前記アンテナに対応した前記中心周波数の前記送信信号を生成する低周波数モードと、前記高周波数モードにおける前記中心周波数から前記低周波数モードにおける前記中心周波数までの周波数範囲内に含まれる前記中心周波数の前記送信信号を生成する中周波数モードと、を切り替えるレーダ装置。
(Technical thought 1)
A transmitting antenna system (2) including an antenna that transmits a transmission signal,
A receiving antenna system (3) including the antenna that receives the transmitted signal reflected from the outside as a received signal,
A control unit (5) that outputs the transmission signal to the transmitting antenna system and acquires the reception signal from the receiving antenna system,
Equipped with,
At least one of the transmitting antenna system and the receiving antenna system includes a set of antennas with different peak gain frequencies.
The control unit is
A radar device that switches between a high-frequency mode that generates a transmission signal with a center frequency corresponding to the antenna with the higher peak frequency among the set of antennas, a low-frequency mode that generates a transmission signal with a center frequency corresponding to the antenna with the lower peak frequency, and a medium-frequency mode that generates a transmission signal with a center frequency that falls within the frequency range from the center frequency in the high-frequency mode to the center frequency in the low-frequency mode.

(技術的思想2)
前記制御ユニットは、前記中周波数モードにおいて、前記周波数範囲内における各前記アンテナの前記利得が一致する周波数を前記中心周波数とする前記送信信号を生成する技術的思想1に記載のレーダ装置。
(Technical thought 2)
The radar apparatus according to technical concept 1, wherein the control unit generates the transmission signal in the medium frequency mode, with the center frequency being the frequency at which the gains of each of the antennas within the frequency range coincide.

(技術的思想3)
前記受信アンテナ系は、
前記アンテナの組を複数含んでおり、
複数の前記組における前記ピーク周波数の高い前記アンテナ同士の間隔と、前記ピーク周波数の低い前記アンテナ同士の前記間隔とが、異なるように配置されている技術的思想1又は技術的思想2に記載のレーダ装置。
(Technical thought 3)
The aforementioned receiving antenna system is
It includes multiple sets of the aforementioned antennas,
A radar device according to technical concept 1 or technical concept 2, wherein the spacing between antennas with high peak frequencies and the spacing between antennas with low peak frequencies in a plurality of sets of antennas are arranged to be different.

(技術的思想4)
前記組における各前記アンテナは、前記利得の指向性特性が異なる前記アンテナを備えている技術的思想1から技術的思想3のいずれか1項に記載のレーダ装置。
(Technical thought 4)
The radar device according to any one of Technical Concepts 1 to 3, wherein each of the antennas in the set comprises the antennas having different gain directional characteristics.

(技術的思想5)
前記制御ユニットは、前記高周波数モード、前記低周波数モード、及び前記中周波数モードを時間的に切り替える技術的思想1から技術的思想4のいずれか1項に記載のレーダ装置。
(Technical Thought 5)
The control unit is a radar device according to any one of Technical Concepts 1 to 4 that temporally switches between the high-frequency mode, the low-frequency mode, and the medium-frequency mode.

(技術的思想6)
前記制御ユニットは、搭載された車両の走行シーンに応じて前記高周波数モード、前記低周波数モード、及び前記中周波数モードを時間的に切り替える技術的思想1から技術的思想5のいずれか1項に記載のレーダ装置。
(Technical Thought 6)
The control unit is a radar device according to any one of Technical Concepts 1 to 5, which temporally switches between the high-frequency mode, the low-frequency mode, and the medium-frequency mode depending on the driving scene of the vehicle on which it is installed.

1:レーダ装置、2:送信アンテナ系、3:受信アンテナ系、5:MMIC(制御ユニット) 1: Radar system, 2: Transmitting antenna system, 3: Receiving antenna system, 5: MMIC (Control Unit)

Claims (5)

送信信号を送信するアンテナを含む送信アンテナ系(2)と、
外界にて反射された前記送信信号を受信信号として受信する前記アンテナを含む受信アンテナ系(3)と、
前記送信アンテナ系に対して前記送信信号を出力し、前記受信アンテナ系から前記受信信号を取得する制御ユニット(5)と、
を備え、
前記送信アンテナ系及び前記受信アンテナ系の少なくとも一方は、利得のピーク周波数が異なる前記アンテナの組を含んでおり、
前記制御ユニットは、
前記アンテナの組のうち前記ピーク周波数が高い前記アンテナに対応した中心周波数の前記送信信号を生成する高周波数モードと、前記ピーク周波数が低い前記アンテナに対応した前記中心周波数の前記送信信号を生成する低周波数モードと、前記高周波数モードにおける前記中心周波数から前記低周波数モードにおける前記中心周波数までの周波数範囲内に含まれる前記中心周波数の前記送信信号を生成する中周波数モードと、を切り替え
前記受信アンテナ系は、
前記アンテナの組を4組含んでおり、
それぞれの前記アンテナの組は、前記ピーク周波数が相対的に高い前記アンテナと前記ピーク周波数が相対的に低い前記アンテナの組であり、
複数の前記組における前記ピーク周波数の相対的に高い前記アンテナ同士の間隔は等間隔に配置され、且つ、前記ピーク周波数の相対的に低い前記アンテナ同士の間隔も等間隔に配置され、前記ピーク周波数が相対的に高い前記アンテナ同士の間隔と、前記ピーク周波数が相対的に低い前記アンテナ同士の間隔とは、大きさが互いに異なり、且つ、前記ピーク周波数が相対的に高い前記アンテナと、前記ピーク周波数が相対的に低い前記アンテナは、前記アンテナの並び方向において並び順が左右対称となるように配置されており、4つの前記ピーク周波数が相対的に高い前記アンテナの配列中心と、4つの前記ピーク周波数が相対的に低い前記アンテナの配列中心が一致しているレーダ装置。
A transmitting antenna system (2) including an antenna that transmits a transmission signal,
A receiving antenna system (3) including the antenna that receives the transmitted signal reflected from the outside as a received signal,
A control unit (5) that outputs the transmission signal to the transmitting antenna system and acquires the reception signal from the receiving antenna system,
Equipped with,
At least one of the transmitting antenna system and the receiving antenna system includes a set of antennas with different peak gain frequencies.
The control unit is
The system switches between a high-frequency mode that generates a transmission signal with a center frequency corresponding to the antenna with the higher peak frequency among the antenna set, a low-frequency mode that generates a transmission signal with a center frequency corresponding to the antenna with the lower peak frequency, and a medium-frequency mode that generates a transmission signal with a center frequency that falls within the frequency range from the center frequency in the high-frequency mode to the center frequency in the low-frequency mode .
The aforementioned receiving antenna system is
It includes four sets of the aforementioned antennas,
Each of the aforementioned antenna sets is a set consisting of an antenna with a relatively high peak frequency and an antenna with a relatively low peak frequency.
A radar device in which the antennas with relatively high peak frequencies in a plurality of sets are spaced at equal intervals, and the antennas with relatively low peak frequencies are also spaced at equal intervals, the spacing between the antennas with relatively high peak frequencies and the spacing between the antennas with relatively low peak frequencies are different in magnitude, and the antennas with relatively high peak frequencies and the antennas with relatively low peak frequencies are arranged so that their arrangement is symmetrical in the direction of the antenna arrangement, and the center of the arrangement of the four antennas with relatively high peak frequencies coincides with the center of the arrangement of the four antennas with relatively low peak frequencies .
前記制御ユニットは、前記中周波数モードにおいて、前記周波数範囲内における各前記アンテナの前記利得が一致する周波数を前記中心周波数とする前記送信信号を生成する請求項1に記載のレーダ装置。 The radar apparatus according to claim 1, wherein the control unit generates the transmission signal in the medium frequency mode, with the center frequency being the frequency at which the gains of each of the antennas within the frequency range coincide. 前記組における各前記アンテナは、前記利得の指向性特性が異なる前記アンテナを備えている請求項1に記載のレーダ装置。 The radar apparatus according to claim 1, wherein each of the antennas in the set comprises antennas with different gain directional characteristics. 前記制御ユニットは、前記高周波数モード、前記低周波数モード、及び前記中周波数モードを時間的に切り替える請求項1に記載のレーダ装置。 The radar apparatus according to claim 1, wherein the control unit switches between the high-frequency mode, the low-frequency mode, and the medium-frequency mode over time. 前記制御ユニットは、搭載された車両の走行シーンに応じて前記高周波数モード、前記低周波数モード、及び前記中周波数モードを時間的に切り替える請求項1に記載のレーダ装置。 The radar device according to claim 1, wherein the control unit temporally switches between the high-frequency mode, the low-frequency mode, and the medium-frequency mode according to the driving scene of the vehicle on which it is installed.
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