JP6659400B2 - Signal processing device, radar device, and method of setting radar device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、信号処理装置、レーダ装置、およびレーダ装置の設定方法に関する。 An embodiment of the present invention relates to a signal processing device, a radar device, and a method for setting a radar device.
従来、複数のアンテナ素子を配列したアレイアンテナ装置が知られている。このアレイアンテナ装置において、アンテナ素子の形状などの誤差や、アンテナ素子の取り付け位置の誤差に起因して、各アンテナ素子により生成された受信信号の振幅および位相がばらつく場合がある。 Conventionally, an array antenna device in which a plurality of antenna elements are arranged has been known. In this array antenna apparatus, the amplitude and phase of the received signal generated by each antenna element may vary due to an error in the shape of the antenna element or the like or an error in the mounting position of the antenna element.
本発明が解決しようとする課題は、複数のアンテナ素子間における信号のばらつきを抑制することができる信号処理装置、レーダ装置、およびレーダ装置の設定方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a signal processing device, a radar device, and a method of setting a radar device that can suppress signal variations among a plurality of antenna elements.
実施形態の信号処理装置は、設定部と、補正部と、処理部と、を持つ。前記設定部は、第1の方向に配列された複数のアンテナ部からそれぞれ供給された受信信号の振幅および位相を補正する係数を、前記アンテナ部ごとに設定する。前記補正部は、前記設定部により設定された前記アンテナ部に対応する係数に基づいて、前記アンテナ部から供給された前記受信信号を補正する。前記処理部は、前記補正部により補正された複数の受信信号に基づいて受信データを生成する。前記設定部は、前記処理部により生成された受信データに基づいて前記複数のアンテナ部のそれぞれに対応した振幅および位相を含む一次元データを生成し、前記生成した一次元データと前記生成した一次元データの期待値である基準データとの比較結果に基づいて、前記係数を前記アンテナ部ごとに設定するものであり、前記受信データに対してフーリエ逆変換を実行することで二次元の波面データを生成し、生成した前記波面データに対してフーリエ変換を実行することで二次元の第1の指向性データを生成し、生成した前記第1の指向性データに対してフーリエ逆変換を実行することで前記一次元データを生成する。
The signal processing device according to the embodiment includes a setting unit, a correction unit, and a processing unit. The setting unit sets a coefficient for correcting an amplitude and a phase of a reception signal supplied from each of the plurality of antenna units arranged in the first direction for each of the antenna units. The correction unit corrects the received signal supplied from the antenna unit based on a coefficient corresponding to the antenna unit set by the setting unit. The processing unit generates reception data based on the plurality of reception signals corrected by the correction unit. The setting unit generates one-dimensional data including an amplitude and a phase corresponding to each of the plurality of antenna units based on the reception data generated by the processing unit, and generates the one-dimensional data and the generated primary data. based on the comparison of the reference data which is expected value of the original data, which sets the coefficient for each of the antenna unit, two-dimensional wavefront data by executing the inverse Fourier transform on the received data Is generated, two-dimensional first directivity data is generated by performing a Fourier transform on the generated wavefront data, and an inverse Fourier transform is performed on the generated first directivity data. Thus, the one-dimensional data is generated .
以下、実施形態の信号処理装置、レーダ装置、およびレーダ装置の設定方法を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a signal processing device, a radar device, and a method of setting the radar device according to the embodiment will be described with reference to the drawings.
実施形態に係るレーダ装置1は、送信ビームを放射する角度(以下、指向角と記載する)を変換させることで、三次元の検知範囲において送信ビームを走査する。これにより、レーダ装置1は、例えば、雨や雲等の気象現象を観測する。
The
図1は、実施形態のレーダ装置1の一例を示す図である。レーダ装置1は、アレイアンテナ部10と、信号処理部20−1、20−2、・・・および20−nと、補正部30−1、30−2、・・・および30−n(nは1以上の自然数)と、データ処理部40と、レーダ処理部50と、設定部60とを含むが、これに限定されない。以下の説明において、信号処理部を他の信号処理部と区別しない場合には「信号処理部20」と記載する。以下の説明において、補正部を他の補正部と区別しない場合には「補正部30」と記載する。実施形態において、信号処理部20、補正部30、データ処理部40、および設定部60は、受信信号を処理する信号処理装置として機能する。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a
アレイアンテナ部10は、複数のアンテナユニット100−1、100−2、・・・および100−nを含む。以下の説明において、アンテナユニットを他のアンテナユニットと区別しない場合には「アンテナユニット100」と記載する。
The
図2は、実施形態のアレイアンテナ部10の一例を示す図である。図2におけるY方向は、レーダ装置1の仰角方向(指向角)である。図2におけるX方向はレーダ装置1の方位角方向である。なお、以下の説明において、レーダ装置1の仰角を指向角として説明するが、これに限定されない。レーダ装置1の方位角が指向角であってもよい。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the
アンテナユニット100−1、・・・および100−nは、導波管101−1、・・・および101−nと、スロット部102−1、・・・および102−m(mは1以上の自然数)と、信号出力端103−1、・・・および103−nを含むが、これに限定されない。以下の説明において、導波管を他の導波管と区別しない場合には「導波管101」と記載する。以下の説明において、スロットを他のスロットと区別しない場合には「スロット部102」と記載する。以下の説明において、信号出力端を他の信号出力端と区別しない場合には「信号出力端103」と記載する。
, And 100-n include waveguides 101-1,..., And 101-n, and slots 102-1,..., And 102-m (where m is one or more). , And 103-n, but are not limited to these. In the following description, when a waveguide is not distinguished from other waveguides, it is described as “
複数の導波管101は、導波管101の長手方向の側面が対向して配列される。各アンテナユニット100には、電磁波の送受信面に複数のスロット部102が形成される。各スロット部102は、一対のスロット(アンテナ素子)を含む。一対のスロットは、互いの傾斜角度が逆に形成される。複数のスロット部102は、X方向に離間して配列される。スロット部102は、アレイアンテナ部10に電磁波(以下、到来波と記載する。)が到来した場合に励振し、到来波の強度に応じた信号を信号出力端103に伝達する。
The plurality of
信号出力端103には、到来波の強度に応じた振幅の信号が伝送される。信号出力端103に伝送された信号は、複数のスロット部102が励振したことにより発生した信号が重畳された信号である。信号出力端103は、複数のアンテナ素子により受信された電磁波に基づく信号を合成して、受信信号を生成する合成部として機能する。信号出力端103に伝送された信号は、信号処理部20により受信信号S(y1)、・・・・およびS(yn)として検出される。これにより、アレイアンテナ部10は、複数のスロット部102(アンテナ素子)を2次元方向にアレイ状に配列したアレイアンテナとして機能する。
A signal having an amplitude corresponding to the intensity of the incoming wave is transmitted to the
信号処理部20は、アレイアンテナ部10のアンテナユニット100に接続される。信号処理部20は、受信アンプ、バンドパスフィルタ、A/Dコンバータ、DDC(デジタル・ダウン・コンバータ、Digital Down Converter)、NCO(Numerically Controlled Oscillator)などを含むが、これに限定されない。
The
アンテナユニット100により生成された受信信号は受信アンプに供給される。受信アンプは、受信信号の振幅を増幅する。BPFは、アナログ信号である受信信号の周波数帯域のうち所望の周波数帯域の受信信号を通過させる。A/Dコンバータは、BPFを通過した受信信号をデジタル信号に変換する。DDCは、NCOにより生成された疑似信号に基づいて、デジタル信号に変換された受信信号のうち、所望の周波数成分の振幅に対応する値の受信信号を出力する。
The reception signal generated by the
補正部30は、乗算器である。補正部30は、信号処理部20により出力された受信信号を入力する。補正部30は、アレイアンテナ部10に対応して設定された、複素数a+biなる値を掛け合せる。その振幅成分は(a2+b2)1/2であり、位相成分は、tan−1(b/a)となる。なお、iは虚数成分を表す。
The
補正部30は、設定部60により出力された補正係数を入力する。補正部30は、受信信号に、設定部60から入力した補正係数を掛け合わせる。補正部30は、補正係数が掛け合わされた受信信号を、データ処理部40に出力する。なお、実施形態において、補正部30は、アレイアンテナ部10に対応して複数存在するが、これに限定されない。補正部30は、演算ユニットを含み、アレイアンテナ部10に対応した補正係数をアレイアンテナ部10のそれぞれに対応した受信信号および送信信号に乗算するものであってもよい。
The
データ処理部40は、受信信号の合成器である。データ処理部40は、補正部30により出力された受信信号を合成した受信データをレーダ処理部50および設定部60に出力する。受信データは、複数のアンテナユニット100により略同時に受信された受信信号を合成したデータである。
The
データ処理部40は、受信信号の合成に先立って、アンテナユニット100により略同時に受信された受信信号にビームフォーミング係数を掛け合わせる。図5は、実施形態においてビームフォーミング係数(基準データ)の一例を示す図である。
The
ビームフォーミング係数について説明する。ビームフォーミング係数における振幅成分は、レーダ装置1の指向性に基づく値が設定される。図5のビームフォーミング係数において、アレイアンテナ部10のうち、アレイアンテナ部10の中央に位置するアンテナユニット100に対応する振幅成分が高く設定される。また、図5のビームフォーミング係数において、アレイアンテナ部10のうち、アレイアンテナ部10の中央から端部に位置するアンテナユニット100に対応する振幅成分が低く設定される。図5のビームフォーミング係数において、位相成分は、アレイアンテナ部10の指向角の方向(ビーム方向ともいう)に基づく位相の変化量に対応した値に設定される。
The beamforming coefficient will be described. As the amplitude component in the beamforming coefficient, a value based on the directivity of the
レーダ処理部50および設定部60は、例えばCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサがプログラムメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現されるが、これに限定されない。レーダ処理部50は、また、これらの機能部のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、またはFPGA(Field-Programmable Gate Array)等のハードウェアにより実現されてもよい。レーダ処理部50は、データ処理部40から入力した受信データを用いて受信処理を行う。レーダ処理部50は、例えば、受信処理として、アンテナユニット100により受信した到来波を解析する処理を行う。
The
設定部60は、複数のアンテナユニット100からそれぞれ供給された受信信号の振幅および位相を補正する係数(以下、補正係数と記載する。)を、アンテナユニット100ごとに設定する。設定部60は、アンテナユニット100ごとに設定した複数の補正係数を、アンテナユニット100に対応した補正部30にそれぞれ送信する。
The setting
以下、実施形態のレーダ装置1により補正係数を演算する流れについて説明する。図3は、実施形態のレーダ装置1において補正係数を演算する処理の流れを示すフローチャートである。
Hereinafter, a flow of calculating a correction coefficient by the
まず、レーダ装置1は、データ処理部40内のビームフォーミング係数の設定により指向角を指定する。指向角とは、最も受信感度が高くなる方位角・仰角のことである。このとき、レーダ装置1は、電波暗室に配置される。レーダ装置1には、アレイアンテナ部10の受信面に対して所定の位置(x、y)に配置された電波暗室内に設置された送信プローブより、ビームが入射される。
First, the
次に、レーダ装置1は、アレイアンテナ部10に到来した到来波に基づいて受信データα(x,y)を生成する(ステップS102)。受信データαは、二次元(x,y)に配置された電波暗室内の送信プローブより入射された信号を合成した値を表す。
Next, the
次に、設定部60は、ステップS102において生成された受信データに対してフーリエ逆変換を行って、二次元波面データ(a+bi)(m,n)を生成する(ステップS104)。図6は、実施形態における二次元波面データを表す図である。二次元波面データは、二次元(m,n)に配置されたスロット部102に対応した振幅成分および位相成分を含む。すなわち、二次元波面データは、Y方向に配列されたN個のアレイアンテナ部10と、X方向に配列されたM個のスロット部102との組み合わせに対応した(a+bi)(m,n)により表される。なお、「i」は、biが複素数表現の虚数部を表すことを意味する。
Next, the setting
設定部60は、下記の式1により表される台形積分を行うことで、受信データ(測定データ)から二次元波面データg(ξ)を算出する。すなわち、設定部60は、フーリエ積分を用いたフーリエ逆変換による二次元波面データの生成を実施する。式1におけるξは、式2のようにアンテナ長aおよびアンテナ上の座標xにより表される。アンテナ長aは、アレイアンテナ部10の仰角方向の長さである。アンテナ上の座標xは、アンテナユニット100におけるアレイアンテナ部10の仰角方向の位置である。式1におけるuは、式3のようにアンテナ長a、アレイアンテナ部10の送受信角度θ、および送信した電磁波の波長λにより表される。レーダ装置1は、電磁波の送信および受信をθ座標系で行い、式3によりu座標系に変換する。
次に、設定部60は、ステップS104において生成された二次元波面データに対してフーリエ変換を行って、二次元指向性データβ(θ,φ)を生成する(ステップS106)。すなわち、設定部60は、レーダ装置1の二次元指向性の算出を実施する。二次元指向性データは、指向角(仰角)θと方位角φとの組み合わせごとに信号の大きさに対応した値を持つ。θおよびφは、基準角度に対する相対角度で表される。式4は、指向性f(u)を表す式である。下記の式5は、波面データg(ξ)を表す式である。
設定部60は、二次元波面データから、送受信角度θにおける感度を算出するために、フーリエ級数を用いてフーリエ変換を行う。式6は、アンテナユニット100の素子番号に対応するθにおける指向性を表す式である。設定部60は、式6に示すように送受信角度のθ座標系で表現するために、式3によりu座標系をθ座標系に変換する。
次に、設定部60は、ステップS106において生成された受信データから選択された特定の方位角の指向性データに対してフーリエ逆変換を行って、一次元波面データ(c+di)(n)を再現する(ステップS108)。すなわち、設定部60は、一次元指向性の選択と一次元波面の生成を実施する。一次元波面データは、アレイアンテナ部10に割り当てられた素子ごとに、振幅成分および位相成分を持つ。
Next, the setting
次に、設定部60は、ステップS108において再現された一次元波面データと、基準データとを比較する(ステップS110)。図4は、実施形態において、設定部60により再現された一次元波面データの一例を示す図である。図5は、実施形態において基準となる一次元波面データの一例を示す図である。基準となる一次元波面データは、一次元波面データの期待値である基準データである。基準データは、Taylor特性であるが、これに限定されない。図4および図5において、素子番号は、アンテナユニット100の配列順に付された番号である。アンテナユニット100は、128個であるが、これに限定されない。設定部60は、素子番号に対応した基準データの振幅と、再現された一次元波面データにおける同じ素子番号に対応した振幅とを比較する。設定部60は、素子番号に対応した基準データの位相と、再現された一次元波面データにおける同じ素子番号に対応した位相とを比較する。
Next, the setting
次に、設定部60は、ステップS110における比較結果に基づいて、補正係数を設定する(ステップS112)。すなわち、設定部60は、一次元補正値の生成を実施する。設定部60は、再現された一次元波面データの振幅を基準データの振幅に一致させる補正係数を、素子番号ごとに生成する。設定部60は、素子番号ごとに、再現された一次元波面データの振幅に対する基準データの振幅の比を演算する。設定部60は、素子番号ごとに、再現された一次元波面データの位相に対する基準データの位相の比を演算する。設定部60は、素子番号ごとの振幅の比と位相の比とを加算した逆数を、素子番号ごとの補正係数として決定する。
Next, the setting
次に、設定部60は、次の指向角を選択するか否かを判定する(ステップS114)。すなわち、設定部60は、別の指向角での測定を実施するか否かを判定する。このとき、設定部60は、ステップS100において出力した電磁波の指向角とは異なる指向角の電磁波をアレイアンテナ部10で受信する場合には、ステップS100に処理を戻す。
Next, the setting
レーダ装置1は、アレイアンテナ部10に対して、指向角(W−1)とは仰角が異なる指向角(W−2)を指定する(ステップS100)。レーダ装置1は、指向角(W−2)を指定したことに応じて、ステップS102からステップS112の処理を行う。これにより、レーダ装置1は、指向角(W−1)とは異なる仰角に対応した補正係数を設定する。さらに、レーダ装置1は、アレイアンテナ部10に対して、指向角(W−1およびW−2)とは仰角が異なる指向角(W−3)を指定する(ステップS100)。レーダ装置1は、指向角(W−3)を指定したことに応じて、ステップS102からステップS112の処理を行う。これにより、レーダ装置1は、指向角(W−1およびW−2)とは異なる仰角に対応した補正係数を設定する。
The
設定部60は、レーダ装置1の仰角に対応した補正係数を設定する。これにより、補正部30は、レーダ装置1の仰角に対応した補正係数を選択して、受信信号を補正することができる。すなわち、レーダ装置1は、指向角の仰角に対応した補正係数を選択して、各方位における三次元の観測空間を電子走査する。
The setting
レーダ装置1は、上述した補正係数の演算処理において、一次元指向性データの妥当性を判定してもよい。すなわち、レーダ装置1は、一次元指向性データの妥当性を検証してもよい。図7は、実施形態のレーダ装置1において補正係数を演算する処理の他の流れを示すフローチャートである。
The
設定部60は、ステップS108において再現された一次元波面データをフーリエ逆変換することにより一次元指向性データを再現する(ステップS120)。このとき、設定部60は、一次元指向性データを再現する場合に、一次元波面データから受信走査損失分の振幅および位相をキャンセルする。このとき、設定部60は、例えば、一次元波面データに対して受信走査損失分の振幅および位相を除算する。設定部60は、受信走査損失分がキャンセルされた一次元指向性データに対してフーリエ逆変換をすることで一次元指向性データを再現する。設定部60は、再現された一次元指向性データに受信走査損失分の振幅および位相を付加する。このとき、設定部60は、例えば、フーリエ逆変換された一次元指向性データに対して受信走査損失分の振幅および位相を乗算する。
The setting
設定部60は、ステップS120において再現された一次元指向性データが妥当であるか否かを判定する(ステップS122)。すなわち、設定部60は、一次元指向性データの再現結果が妥当であるか否かを判定する。このとき、設定部60は、ステップS120において再現された一次元指向性データとステップS106において生成された一次元指向性データとを比較する。設定部60は、例えば、双方の一次元指向性データの素子番号ごとの振幅を比較して、所定値以上の誤差がある場合には、再現結果が妥当ではないと判定する。同様に、設定部60は、例えば、双方の一次元指向性データの素子番号ごとの位相を比較して、所定値以上の誤差がある場合には、再現結果が妥当ではないと判定する。設定部60は、振幅についての比較結果および位相についての比較結果の双方が妥当である場合に、再現結果が妥当であると判定する。これにより、レーダ装置1は、双方の一次元指向性データが一致した場合に、一次元波面データが正しく再現されていると判定できる。
The setting
設定部60は、再現された一次元指向性データが妥当ではない場合、ステップS100に処理を戻す。これにより、設定部60は、一次元波面データを再現(再測定)して(ステップS100〜ステップS108)、再度妥当性を判定する(ステップS120およびステップS122)。
If the reproduced one-dimensional directivity data is not appropriate, the setting
以上説明した実施形態のレーダ装置1は、アレイアンテナ部10に対応した受信データに基づいて複数のアレイアンテナ部10のそれぞれ対応した複数の振幅および位相を含む一次元データを生成する。レーダ装置1は、一次元データと基準データとの比較結果に基づいて、アレイアンテナ部10ごとに補正係数を設定する。これにより、レーダ装置1によれば、アレイアンテナ部10ごとに製造誤差に起因する複数のアンテナ素子間における信号のばらつきを抑制することができる。
The
すなわち、理想的には図5に示すような振幅の分布および位相が一定であることが望ましいが、アレイアンテナ部10の製造誤差により、図4に示すように、素子番号ごとに振幅にばらつきが発生すると共に、位相がずれてしまう。製造誤差には、例えば、アレイアンテナ部10に対応する部品における素子の形状や抵抗値のばらつき、部品の取り付け位置および角度の誤差が含まれる。この製造誤差に基づいて部品のコンデンサ成分やインダクタ成分にばらつきが生じ、このコンデンサ成分やインダクタ成分によって受信信号の振幅および位相が変化してしまう。
That is, ideally, it is desirable that the amplitude distribution and the phase as shown in FIG. 5 are constant. However, due to a manufacturing error of the
これに対し、実施形態のレーダ装置1は、受信データに基づいて、複数のアレイアンテナ部10に対応した振幅および位相を表す一次元波面データを生成し、一次元波面データと基準データとを比較することで補正係数を設定する。これにより、レーダ装置1によれば、複数のアレイアンテナ部10に対応した受信信号に対して補正係数を乗算することで、振幅および位相のばらつきを抑制することができる。
On the other hand, the
また、実施形態のレーダ装置1によれば、受信データに対してフーリエ逆変換を実行することで二次元の波面データ(二次元波面データ)を生成し、生成した二次元波面データに対してフーリエ変換を実行することで二次元の第1の指向性データ(二次元指向性データ)を生成し、生成した二次元指向性データに対してフーリエ逆変換を実行することで一次元データ(一次元波面データ)を生成する。これにより、レーダ装置1によれば、アレイアンテナ部10ごとに受信信号の振幅および位相のばらつきを表す一次元波面データを生成することで、受信信号の振幅および位相のばらつきを抑制するための補正係数を演算することができる。
Further, according to the
さらに、実施形態のレーダ装置1によれば、受信データに対してフーリエ逆変換を実行することで二次元の波面データを生成し、生成した波面データに対してフーリエ変換を実行することで二次元の第1の指向性データを生成し、生成した指向性データに対してフーリエ逆変換を実行することで一次元データを生成するが、これに限定されない。実施形態のレーダ装置1によれば、上述した演算に代えて、受信データに対して所定の関数により演算を行うことで一次元データを生成してもよい。
Furthermore, according to the
さらに、実施形態のレーダ装置1によれば、電磁波を送信する場合に、送信信号に補正係数を乗算してもよい。これにより、レーダ装置1によれば、アレイアンテナ部10ごとに送信信号の振幅および位相のばらつきを抑制することができる。
Furthermore, according to the
さらに、実施形態のレーダ装置1によれば、指向角ごとに補正係数を設定し、指向角に対応した補正係数に基づいて受信信号を補正するので、アレイアンテナ部10の指向角に対応して信号の振幅および位相を補正することができる。
Further, according to the
さらに、実施形態のレーダ装置1によれば、一次元データに対してフーリエ逆変換をすることで第2の指向性データを生成し、生成した第2の指向性データと第1の指向性データとが一致した場合に補正係数をアレイアンテナ部10ごとに設定する。一方、レーダ装置1は、生成した第2の指向性データと第1の指向性データとが一致しない場合に一次元データを再度生成する。これにより、レーダ装置1によれば、一次元データを再現する演算が妥当である場合に補正係数を演算するので、受信信号の補正の精度を高くすることできる。
Further, according to the
さらに、実施形態のレーダ装置1は、第2の方向(X方向)に配列された複数のアンテナ素子(スロット部102)と、複数のアンテナ素子により受信された電磁波に基づく信号を合成して、受信信号を生成する合成部(信号出力端103)とを有するアンテナユニット100がY方向に配列される。レーダ装置1は、このようなアレイアンテナ部10であっても、Y方向に配列されたアレイアンテナ部10によりそれぞれ生成された受信信号に基づいて、アレイアンテナ部10に対応した補正係数を設定することができる。
Furthermore, the
さらに、実施形態によれば、レーダ装置1に補正係数を設定する設定方法を実現することができる。すなわち、実施形態によれば、複数のアレイアンテナ部10に電磁波を放射させ、複数のアレイアンテナ部10により到来波を受信させる。そして、実施形態によれば、補正係数を設定する際に、複数のアレイアンテナ部10により到来波を受信したことに応じて複数のアレイアンテナ部10により生成した受信データに基づいて複数のアレイアンテナ部10のそれぞれ対応した複数の振幅および位相を含む一次元データを生成し、一次元データと基準データとの比較結果に基づいて補正係数をアレイアンテナ部10ごとに設定する。これにより、実施形態によれば、レーダ装置1に補正係数を設定することで、アレイアンテナ部10ごとに製造誤差に起因する複数のアンテナ素子間における信号のばらつきを抑制したレーダ装置1を製造することができる。
Further, according to the embodiment, it is possible to realize a setting method of setting a correction coefficient in the
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、第1の方向に配列された複数のアレイアンテナ部10からそれぞれ供給された受信信号の振幅および位相を補正する係数を、アレイアンテナ部10ごとに設定する設定部60と、設定部60により設定されたアレイアンテナ部10に対応する係数に基づいて受信信号を補正する補正部30と、補正部30により補正された複数の受信信号に基づいて受信データを生成するデータ処理部40と、を備え、データ処理部40により生成された受信データに基づいて複数のアレイアンテナ部10のそれぞれ対応した複数の振幅および位相を含む一次元データを生成し、一次元データと基準データとの比較結果に基づいて係数をアレイアンテナ部10ごとに設定する設定部60を持つことにより、複数のアレイアンテナ部10間における信号のばらつきを抑制することができる。
According to at least one embodiment described above, a coefficient for correcting the amplitude and phase of the received signal supplied from each of the plurality of
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are provided by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and equivalents thereof.
1…レーダ装置、10…アレイアンテナ部、20…信号処理部、30…補正部、40…データ処理部、60…設定部、100…アンテナユニット、101…導波管、102…スロット部、103…信号出力端
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記設定部により設定された前記アンテナ部に対応する係数に基づいて、前記アンテナ部から供給された前記受信信号を補正する補正部と、
前記補正部により補正された複数の受信信号に基づいて受信データを生成する処理部と、を備え、
前記設定部は、
前記処理部により生成された受信データに基づいて前記複数のアンテナ部のそれぞれに対応した振幅および位相を含む一次元データを生成し、前記生成した一次元データと前記生成した一次元データの期待値である基準データとの比較結果に基づいて、前記係数を前記アンテナ部ごとに設定するものであり、
前記受信データに対してフーリエ逆変換を実行することで二次元の波面データを生成し、生成した前記波面データに対してフーリエ変換を実行することで二次元の第1の指向性データを生成し、生成した前記第1の指向性データに対してフーリエ逆変換を実行することで前記一次元データを生成する、
信号処理装置。 A setting unit that sets, for each of the antenna units, a coefficient for correcting an amplitude and a phase of a reception signal supplied from each of the plurality of antenna units arranged in the first direction;
A correction unit that corrects the received signal supplied from the antenna unit based on a coefficient corresponding to the antenna unit set by the setting unit,
A processing unit that generates reception data based on the plurality of reception signals corrected by the correction unit,
The setting unit includes:
Generating one-dimensional data including an amplitude and a phase corresponding to each of the plurality of antenna units based on the reception data generated by the processing unit; and expecting the generated one-dimensional data and the generated one-dimensional data. in based on the comparison of the reference data which is for setting the coefficients for each of the antenna unit,
Generate two-dimensional wavefront data by performing an inverse Fourier transform on the received data, and generate a two-dimensional first directivity data by performing a Fourier transform on the generated wavefront data. Generating the one-dimensional data by performing an inverse Fourier transform on the generated first directional data,
Signal processing device.
前記設定部により設定された前記アンテナ部に対応する係数に基づいて、前記アンテナ部から供給された前記受信信号を補正する補正部と、
前記補正部により補正された複数の受信信号に基づいて受信データを生成する処理部と、を備え、
前記設定部は、
前記処理部により生成された受信データに基づいて前記複数のアンテナ部のそれぞれに対応した振幅および位相を含む一次元データを生成し、前記生成した一次元データと前記生成した一次元データの期待値である基準データとの比較結果に基づいて、前記係数を前記アンテナ部ごとに設定するものであり、
前記第1の方向のうち自装置の指向角ごとに前記係数を設定し、
前記補正部は、前記アンテナ部の指向角に対応した前記係数に基づいて前記受信信号を補正する、
信号処理装置。 A setting unit that sets, for each of the antenna units, a coefficient for correcting an amplitude and a phase of a reception signal supplied from each of the plurality of antenna units arranged in the first direction;
A correction unit that corrects the received signal supplied from the antenna unit based on a coefficient corresponding to the antenna unit set by the setting unit,
A processing unit that generates reception data based on the plurality of reception signals corrected by the correction unit,
The setting unit includes:
Generating one-dimensional data including an amplitude and a phase corresponding to each of the plurality of antenna units based on the reception data generated by the processing unit; and expecting the generated one-dimensional data and the generated one-dimensional data. in based on the comparison of the reference data which is for setting the coefficients for each of the antenna unit,
Setting the coefficients for each orientation angle of the own apparatus among the first direction,
Wherein the correction unit corrects the reception signal based on the coefficient corresponding to the directivity angle of the antenna unit,
Signal processing device.
請求項1または2に記載の信号処理装置。 The correction unit, based on the coefficient set by the setting unit , to correct the transmission signal supplied to each of the plurality of antenna units ,
The signal processing device according to claim 1 .
前記設定部により設定された前記アンテナ部に対応する係数に基づいて、前記アンテナ部から供給された前記受信信号を補正する補正部と、
前記補正部により補正された複数の受信信号に基づいて受信データを生成する処理部と、を備え、
前記設定部は、
前記処理部により生成された受信データに基づいて前記複数のアンテナ部のそれぞれに対応した振幅および位相を含む一次元データを生成し、前記生成した一次元データと前記生成した一次元データの期待値である基準データとの比較結果に基づいて、前記係数を前記アンテナ部ごとに設定するものであり、
前記受信データに対してフーリエ逆変換を実行することで二次元の波面データを生成し、生成した前記波面データに対してフーリエ変換を実行することで二次元の第1の指向性データを生成し、生成した前記第1の指向性データに対してフーリエ逆変換を実行することで前記一次元データを生成し、
前記一次元データに対してフーリエ逆変換をすることで第2の指向性データを生成し、生成した前記第2の指向性データと前記第1の指向性データとが一致した場合に前記係数を前記アンテナ部ごとに設定し、生成した前記第2の指向性データと前記第1の指向性データとが一致しない場合に前記一次元データを再度生成する、
信号処理装置。 A setting unit that sets, for each of the antenna units, a coefficient for correcting an amplitude and a phase of a reception signal supplied from each of the plurality of antenna units arranged in the first direction;
A correction unit that corrects the received signal supplied from the antenna unit based on a coefficient corresponding to the antenna unit set by the setting unit,
A processing unit that generates reception data based on the plurality of reception signals corrected by the correction unit,
The setting unit includes:
Generating one-dimensional data including an amplitude and a phase corresponding to each of the plurality of antenna units based on the reception data generated by the processing unit; and expecting the generated one-dimensional data and the generated one-dimensional data. in based on the comparison of the reference data which is for setting the coefficients for each of the antenna unit,
Generate two-dimensional wavefront data by performing an inverse Fourier transform on the received data, and generate a two-dimensional first directivity data by performing a Fourier transform on the generated wavefront data. Generating the one-dimensional data by performing an inverse Fourier transform on the generated first directional data,
The second directional data is generated by performing Fourier inverse transform on the one-dimensional data, and when the generated second directional data and the first directional data match, the coefficient is calculated. The one-dimensional data is set again for each of the antenna units, and when the generated second directional data does not match the first directional data, the one-dimensional data is generated again.
Signal processing device.
前記第1の方向と交差する第2の方向に配列された複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子により受信された電磁波に基づく信号を合成して、前記受信信号を生成する合成部と、
を備える、請求項1から4のうち何れか1項に記載の信号処理装置。 The antenna unit includes:
A plurality of antenna elements arranged in a second direction intersecting the first direction;
A combining unit that combines signals based on electromagnetic waves received by the plurality of antenna elements to generate the received signal,
The signal processing device according to any one of claims 1 to 4 , further comprising:
前記複数のアンテナ部からそれぞれ供給された受信信号の振幅および位相を補正する係数を、前記アンテナ部ごとに設定する設定部と、
前記設定部により設定された前記アンテナ部に対応する係数に基づいて、前記アンテナ部から供給された前記受信信号を補正する補正部と、
前記補正部により補正された複数の受信信号に基づいて受信データを生成する処理部と、を備え、
前記設定部は、
前記処理部により生成された受信データに基づいて前記複数のアンテナ部のそれぞれに対応した振幅および位相を含む一次元データを生成し、前記生成した一次元データと前記生成した一次元データの期待値である基準データとの比較結果に基づいて、前記係数を前記アンテナ部ごとに設定するものであり、
前記受信データに対してフーリエ逆変換を実行することで二次元の波面データを生成し、生成した前記波面データに対してフーリエ変換を実行することで二次元の第1の指向性データを生成し、生成した前記第1の指向性データに対してフーリエ逆変換を実行することで前記一次元データを生成する、
レーダ装置。 A plurality of antenna units arranged in a first direction;
A setting unit that sets a coefficient for correcting the amplitude and phase of the received signal supplied from each of the plurality of antenna units, for each of the antenna units,
A correction unit that corrects the received signal supplied from the antenna unit based on a coefficient corresponding to the antenna unit set by the setting unit,
A processing unit that generates reception data based on the plurality of reception signals corrected by the correction unit,
The setting unit includes:
Generating one-dimensional data including an amplitude and a phase corresponding to each of the plurality of antenna units based on the reception data generated by the processing unit; and expecting the generated one-dimensional data and the generated one-dimensional data. in based on the comparison of the reference data which is for setting the coefficients for each of the antenna unit,
Generate two-dimensional wavefront data by performing an inverse Fourier transform on the received data, and generate a two-dimensional first directivity data by performing a Fourier transform on the generated wavefront data. Generating the one-dimensional data by performing an inverse Fourier transform on the generated first directional data,
Radar equipment.
前記複数のアンテナ部により到来波を受信させるステップと、
前記複数のアンテナ部からそれぞれ供給された受信信号の振幅および位相を補正する係数を、前記アンテナ部ごとに設定するステップと、を含み、
前記係数を設定するステップは、
前記複数のアンテナ部により到来波を受信したことに応じて前記複数のアンテナ部により生成した受信データに基づいて前記複数のアンテナ部のそれぞれ対応した複数の振幅および位相を含む一次元データを生成し、前記生成した一次元データと前記生成した一次元データの期待値である基準データとの比較結果に基づいて、前記係数を前記アンテナ部ごとに設定するステップであり、
前記受信データに対してフーリエ逆変換を実行することで二次元の波面データを生成し、生成した前記波面データに対してフーリエ変換を実行することで二次元の第1の指向性データを生成し、生成した前記第1の指向性データに対してフーリエ逆変換を実行することで前記一次元データを生成するものである、
レーダ装置の設定方法。 Causing the plurality of antenna units arranged in the first direction to emit electromagnetic waves;
Causing the plurality of antenna units to receive an incoming wave;
Setting a coefficient for correcting the amplitude and phase of the received signal supplied from each of the plurality of antenna units, for each of the antenna units,
The step of setting the coefficient includes:
One-dimensional data including a plurality of amplitudes and phases respectively corresponding to the plurality of antenna units is generated based on the reception data generated by the plurality of antenna units in response to the arrival waves being received by the plurality of antenna units. , based on the comparison of the reference data is the expected value of the one-dimensional data and the generated one-dimensional data the product, a step of setting the coefficient for each of the antenna unit,
Generate two-dimensional wavefront data by performing an inverse Fourier transform on the received data, and generate a two-dimensional first directivity data by performing a Fourier transform on the generated wavefront data. Generating the one-dimensional data by performing an inverse Fourier transform on the generated first directional data.
Setting method of radar equipment.
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