JP5693906B2 - レーダ装置 - Google Patents

Description

この発明は、対象物体（以下、「ターゲット」と称する）に送信信号を電磁波として放射し、送信信号がターゲットで反射した反射信号を受信して、反射信号に基づいてターゲット情報を算出するレーダ装置に関する。

従来から、連続的に周波数を変調した送信信号をターゲットに対して送信し、ターゲットで反射した反射信号を受信して、送信信号と反射信号とをミキシングして得られるビート信号のピーク周波数に基づいて、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を算出する周波数変調型のレーダ装置が知られている。

この種のレーダ装置において、ターゲットまでの距離Ｒおよびターゲットとの相対速度Ｖは、一般的なＦＭ−ＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）レーダの原理に基づいて、以下のように算出される。

まず、送信信号に対して、繰り返し周波数ｆｍ、変調幅ΔＦの三角波の周波数変調が施される。これにより、送信信号および反射信号の周波数は、それぞれ時間的に変化することとなる。ここで、送信信号および反射信号の周波数が時間的に線形に増加する上昇区間におけるビート信号のピーク周波数をｆｕとし、送信信号および反射信号の周波数が時間的に線形に減少する下降区間におけるビート信号のピーク周波数をｆｄとすると、これらのピーク周波数は、それぞれ次式（１）、（２）で表される。

ｆｕ＝ｆｒ−ｆｐ ・・・（１）
ｆｄ＝ｆｒ＋ｆｐ ・・・（２）

式（１）、（２）において、ｆｒはターゲットまでの距離Ｒに比例する量であり、ｆｐはターゲットとの相対速度Ｖ（接近方向が＋）に比例する量であって、それぞれ次式（３）、（４）で表される。なお、式（３）、（４）において、Ｃは光速を示し、ｆ０は送信信号の中心周波数を示す。

ｆｒ＝（４・ｆｍ・ΔＦ／Ｃ）・Ｒ ・・・（３）
ｆｐ＝（２・ｆ０／Ｃ）・Ｖ ・・・（４）

よって、ターゲットまでの距離Ｒおよびターゲットとの相対速度Ｖは、式（１）〜（４）から、次式（５）、（６）で表されるピーク周波数ｆｕ、ｆｄの加減処理を用いて、それぞれ次式（７）、（８）で表される。

ｆｕ＋ｆｄ＝２ｆｒ ・・・（５）
ｆｕ−ｆｄ＝−２ｆｐ ・・・（６）
Ｒ＝Ｍ１・ｆｒ＝Ｍ１・（ｆｕ＋ｆｄ）／２ ・・・（７）
Ｖ＝Ｍ２・ｆｐ＝Ｍ２・（−ｆｕ＋ｆｄ）／２ ・・・（８）

ただし、次式（９）〜（１２）が成立する。

Ｍ１＝Ｃ／（４・ｆｍ・ΔＦ） ・・・（９）
Ｍ２＝Ｃ／（２・ｆ０） ・・・（１０）
ｆｕ＝Ｒ／Ｍ１−Ｖ／Ｍ２ ・・・（１１）
ｆｄ＝Ｒ／Ｍ１＋Ｖ／Ｍ２ ・・・（１２）

このように、上昇区間におけるビート信号のピーク周波数ｆｕと下降区間におけるビート信号のピーク周波数ｆｄとが分かれば、式（７）、（８）を用いて、ターゲットまでの距離Ｒおよびターゲットとの相対速度Ｖを算出することができる。

ここで、上述したレーダ装置では、ターゲットが単一の場合には、ターゲットまでの距離Ｒおよびターゲットとの相対速度Ｖを正確に算出することができるものの、例えば路上の他車両を検出する状況等、複数のターゲットが存在する場合には、各ターゲットまでの距離および各ターゲットとの相対速度を正確に算出することが困難になる。

以下、ターゲットａ、ｂの２つのターゲットが存在する場合を例に挙げて、各ターゲットまでの距離および各ターゲットとの相対速度を算出する処理について説明する。なお、この説明において、ターゲットａについての値には添え字ａを付し、ターゲットｂについての値には添え字ｂを付すこととする。

まず、上昇区間におけるビート信号のピーク周波数ｆｕａ、ｆｕｂと下降区間におけるビート信号のピーク周波数ｆｄａ、ｆｄｂとに基づいて、ターゲットａ、ｂまでの距離Ｒａ、Ｒｂおよびターゲットａ、ｂとの相対速度Ｖａ、Ｖｂを算出するためには、それぞれのターゲットａ、ｂの上昇区間および下降区間におけるビート信号のピーク周波数のペアを検出し、このペアを式（７）、（８）に代入する必要がある。

しかしながら、２つのターゲットが存在する場合には、ターゲットａ、ｂの上昇区間および下降区間におけるビート信号のピーク周波数のペアとして、｛ｆｕａ，ｆｄａ｝のペアおよび｛ｆｕｂ，ｆｄｂ｝のペアからなる正しい組み合わせと、｛ｆｕａ，ｆｄｂ｝のペアおよび｛ｆｕｂ，ｆｄａ｝のペアからなる間違った組み合わせとの２通りが存在することとなる。

このとき、｛ｆｕａ，ｆｄａ｝のペアおよび｛ｆｕｂ，ｆｄｂ｝のペアからなる正しい組み合わせが選択された場合には、ターゲットａまでの距離Ｒａおよびターゲットａとの相対速度Ｖａ、並びにターゲットｂまでの距離Ｒｂおよびターゲットｂとの相対速度Ｖｂが正確に算出される。

これに対して、｛ｆｕａ，ｆｄｂ｝のペアおよび｛ｆｕｂ，ｆｄａ｝のペアからなる間違った組み合わせが選択された場合には、実際のターゲットａ、ｂまでの距離Ｒａ、Ｒｂおよびターゲットａ、ｂとの相対速度Ｖａ、Ｖｂとは異なる値が算出される。このように、複数のターゲットが存在する場合には、複数のピーク周波数が発生するので、誤ったペアが生成される（誤ペアリングを生じる）可能性が高くなる。

そこで、誤ペアリングの発生を防止するために、同一のターゲットで反射した反射信号に基づいて算出されたターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度であれば、送信信号の繰り返し周波数ｆｍ、変調幅ΔＦまたは中心周波数ｆ０（以下、「変調信号」と称する）が変化した場合であっても、距離および相対速度の値が変わらないという性質を利用した、以下のようなレーダ装置が知られている。

すなわち、このレーダ装置では、まず、同一のターゲットに対して、繰り返し周波数ｆｍ、変調幅ΔＦまたは中心周波数ｆ０を切り替える前の変調信号と切り替えた後の変調信号とが送信される。続いて、切り替え前の変調信号の上昇区間および下降区間におけるビート信号のピーク周波数のペア｛ｆｕ１，ｆｄ１｝と、切り替え後の変調信号の上昇区間および下降区間におけるビート信号のピーク周波数のペア｛ｆｕ２，ｆｄ２｝とに基づいて、それぞれターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度が算出される。

次に、切り替え前の変調信号に基づいて算出された距離Ｒ１および相対速度Ｖ１と、切り替え後の変調信号に基づいて算出された距離Ｒ２および相対速度Ｖ２とが比較される。この結果、距離および相対速度について双方が同一の値であれば、正しいペアリングが実行されたと判断され、算出されたターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度が確定される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２３６１７０号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
すなわち、特許文献１に記載されたレーダ装置では、上述したように、切り替え前および切り替え後の変調信号の上昇区間および下降区間におけるビート信号のピーク周波数のペア｛ｆｕ１，ｆｄ１｝、｛ｆｕ２，ｆｄ２｝に基づいて、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度が確定される。

そのため、ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができない場合には、ピーク周波数のペアを生成することができないので、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を得ることができないという問題がある。

なお、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができない場合とは、送受信機やＡ／Ｄ変換器で発生するノイズ、機器のばらつきや温度特性によるオフセット電圧、送受信アンテナ間の結合、レドーム等による至近距離からの反射信号、他のターゲットからの反射信号、マルチパス信号等が、所望のターゲットで反射した反射信号に重畳し、この受信信号から得られるビート信号を周波数解析しても、周波数が所定範囲の部分に反映され、ピーク周波数として抽出できない場合等が考えられる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、誤ペアリングの発生を防止するとともに、ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができず、ピーク周波数のペアを生成することができない場合であっても、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を得ることができるレーダ装置を得ることを目的とする。

この発明に係るレーダ装置は、４つの変調区間を有する送信信号を送信波として放射する送信部と、送信波がターゲットで反射した反射波を受信信号として受信する受信部と、送信信号と受信信号とをミキシングしてビート信号を生成するミキシング部と、ビート信号に基づいて、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を算出するターゲット検出部と、を備え、ターゲット検出部は、周波数解析されたビート信号から、変調区間の各々におけるピーク周波数を抽出するピーク周波数抽出部と、ピーク周波数抽出部で抽出されたピーク周波数から、４つの変調区間のうち２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第１ペアを生成し、第１ペアの距離および相対速度をそれぞれ算出する第１ペア距離・相対速度算出部と、ピーク周波数抽出部で抽出されたピーク周波数から、上記２つの変調区間とは異なる２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第２ペアを生成し、第２ペアの距離および相対速度をそれぞれ算出する第２ペア距離・相対速度算出部と、第１ペアの距離および相対速度と第２ペアの距離および相対速度とがそれぞれ等しい場合に、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を確定するターゲット確定部と、ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができず、ピーク周波数のペアを生成することができない場合に、ターゲット確定部において前回のサイクルで確定されたターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度に基づいて、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を推定するターゲット推定部と、を有し、ターゲット推定部は、ターゲット確定部において前回のサイクルで確定されたターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度に基づいて、線形予測法を用いて、今回の距離および相対速度をそれぞれ推定する今回ターゲット距離・相対速度推定部と、今回ターゲット距離・相対速度推定部で推定された今回の距離および相対速度に基づいて、第１ペアの２つのピーク周波数を推定する第１ペアピーク周波数推定部と、今回ターゲット距離・相対速度推定部で推定された今回の距離および相対速度に基づいて、第２ペアの２つのピーク周波数を推定する第２ペアピーク周波数推定部と、第１ペアピーク周波数推定部で推定された第１ペアの２つのピーク周波数が、ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出されているか否かを調査する第１ペアピーク調査部と、第２ペアピーク周波数推定部で推定された第２ペアの２つのピーク周波数が、ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出されているか否かを調査する第２ペアピーク調査部と、第１ペアピーク調査部および第２ペアピーク調査部の調査結果により、ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができず、ピーク周波数のペアを生成することができない場合に、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を算出するターゲット距離・相対速度算出部と、を含み、ターゲット距離・相対速度算出部は、第１ペアピーク周波数推定部で推定された第１ペアの２つのピーク周波数が、ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出され、第２ペアピーク周波数推定部で推定された第２ペアの一方のピーク周波数が、ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出され、第２ペアの他方のピーク周波数がピーク周波数として抽出されていない場合に、第１ペアの２つのピーク周波数に基づいて、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を算出するものである。

この発明に係るレーダ装置によれば、ターゲット検出部は、周波数解析されたビート信号から、４つの変調区間の各々におけるピーク周波数を抽出するピーク周波数抽出部と、ピーク周波数抽出部で抽出されたピーク周波数から、４つの変調区間のうち２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第１ペアを生成し、第１ペアの距離および相対速度をそれぞれ算出する第１ペア距離・相対速度算出部と、ピーク周波数抽出部で抽出されたピーク周波数から、上記２つの変調区間とは異なる２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第２ペアを生成し、第２ペアの距離および相対速度をそれぞれ算出する第２ペア距離・相対速度算出部と、第１ペアの距離および相対速度と第２ペアの距離および相対速度とがそれぞれ等しい場合に、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を確定するターゲット確定部と、ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができず、ピーク周波数のペアを生成することができない場合に、ターゲット確定部において前回のサイクルで確定されたターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度に基づいて、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を推定するターゲット推定部とを有している。
そのため、誤ペアリングの発生を防止するとともに、ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができず、ピーク周波数のペアを生成することができない場合であっても、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を得ることができる。

この発明の実施の形態１に係るレーダ装置を示すブロック構成図である。 この発明の実施の形態１に係るレーダ装置における４つの変調区間を有する送信信号（制御電圧）の波形を例示する説明図である。 この発明の実施の形態１に係るレーダ装置におけるターゲット検出部の動作の前半部分を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係るレーダ装置におけるターゲット検出部の動作の後半部分を示すフローチャートである。 （ａ）〜（ｄ）は、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置における変調区間毎のビート周波数スペクトルを示す説明図である。 この発明の実施の形態２に係るレーダ装置におけるターゲット検出部の動作の後半部分を示すフローチャートである。 （ａ）〜（ｄ）は、この発明の実施の形態２に係るレーダ装置における変調区間毎のビート周波数スペクトルを示す説明図である。 この発明の実施の形態３に係るレーダ装置におけるターゲット検出部の動作の後半部分を示すフローチャートである。 （ａ）〜（ｄ）は、この発明の実施の形態３に係るレーダ装置における変調区間毎のビート周波数スペクトルを示す説明図である。

以下、この発明に係るレーダ装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。なお、以下の実施の形態では、２つのターゲットが存在する場合を例に挙げて説明するが、これに限定されず、ターゲットの数は、３つ以上であってもよい。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置を示すブロック構成図である。図１において、このレーダ装置は、ターゲット検出部１、制御電圧発生器２、電圧制御発振器３（ＶＣＯ：Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ、以下「ＶＣＯ３」と称する）、分配器４、送信アンテナ５（送信部）、受信アンテナ６（受信部）、ミキサ７（ミキシング部）、Ａ／Ｄコンバータ８、および高速フーリエ変換器９（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ、以下「ＦＦＴ９」と称する）を備えている。

ターゲット検出部１は、２つのターゲット２１、２２までの距離およびターゲット２１、２２との相対速度を算出し、ターゲット情報として外部装置（図示せず）に出力する。ここで、ターゲット検出部１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とプログラムを格納したメモリとを有するマイクロプロセッサ（図示せず）で構成されている。

制御電圧発生器２は、ターゲット検出部１の制御下で４つの変調区間を有する制御電圧（詳細については、後述する）を発生し、ＶＣＯ３に出力する。ＶＣＯ３は、制御電圧発生器２からの制御電圧に応じて、周波数が時間的に上昇変調および下降変調された送信信号を発生し、分配器４に出力する。分配器４は、ＶＣＯ３からの送信信号を、送信アンテナ５およびミキサ７に分配して出力する。送信アンテナ５は、分配器４からの送信信号を、送信波Ｗ１として空間に放射する。

受信アンテナ６は、送信波Ｗ１がターゲット２１、２２で反射した反射波Ｗ２を受信信号として受信し、ミキサ７に出力する。ミキサ７は、分配器４からの送信信号と受信アンテナ６からの受信信号とをミキシングし、ビート信号を生成して、Ａ／Ｄコンバータ８に出力する。Ａ／Ｄコンバータ８は、ミキサ７からのビート信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、ＦＦＴ９に出力する。ＦＦＴ９は、Ａ／Ｄコンバータ８からのデジタル化されたビート信号に対して周波数解析を施し、周波数解析結果（ビート周波数スペクトル）をターゲット検出部１に出力する。

続いて、ターゲット検出部１の詳細な構成について説明する。
ターゲット検出部１は、ピーク周波数抽出部１０、第１ペア距離・相対速度算出部１１、第２ペア距離・相対速度算出部１２、ターゲット確定部１３、今回ターゲット距離・相対速度推定部１４、第１ペアピーク周波数推定部１５、第２ペアピーク周波数推定部１６、第１ペアピーク調査部１７、第２ペアピーク調査部１８、およびターゲット距離・相対速度算出部１９を有している。ここで、今回ターゲット距離・相対速度推定部１４、第１ペアピーク周波数推定部１５、第２ペアピーク周波数推定部１６、第１ペアピーク調査部１７、第２ペアピーク調査部１８、およびターゲット距離・相対速度算出部１９は、ターゲット推定部２０を構成している。

ピーク周波数抽出部１０は、ＦＦＴ９からのビート信号の周波数解析結果に基づいて、ピーク周波数を抽出する。第１ペア距離・相対速度算出部１１は、４つの変調区間のうち２つの変調区間のピーク周波数｛ｆｕ１，ｆｄ１｝をペアリングして第１ペアを生成し、第１ペアの距離Ｒ１および相対速度Ｖ１をそれぞれ算出して、ターゲット確定部１３に出力する。第２ペア距離・相対速度算出部１２は、上記２つの変調区間とは異なる２つの変調区間のピーク周波数｛ｆｕ２，ｆｄ２｝をペアリングして第２ペアを生成し、第２ペアの距離Ｒ２および相対速度Ｖ２をそれぞれ算出して、ターゲット確定部１３に出力する。

ターゲット確定部１３は、第１ペア距離・相対速度算出部１１で算出された第１ペアの距離Ｒ１および相対速度Ｖ１と、第２ペア距離・相対速度算出部１２で算出された第２ペアの距離Ｒ２および相対速度Ｖ２とがそれぞれほぼ等しい場合に、ターゲット２１、２２までの距離Ｒおよびターゲット２１、２２との相対速度Ｖを確定し、ターゲット情報として外部装置に出力する。

今回ターゲット距離・相対速度推定部１４は、ターゲット確定部１３において前回のサイクルで確定されたターゲット２１、２２までの距離ＲＯおよびターゲット２１、２２との相対速度ＶＯに基づいて、線形予測法を用いて、今回の距離ＲＥおよび相対速度ＶＥをそれぞれ推定する。

第１ペアピーク周波数推定部１５は、今回ターゲット距離・相対速度推定部１４で推定された距離ＲＥおよび相対速度ＶＥに基づいて、第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝を推定する。第２ペアピーク周波数推定部１６は、今回ターゲット距離・相対速度推定部１４で推定された距離ＲＥおよび相対速度ＶＥに基づいて、第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝を推定する。

第１ペアピーク調査部１７は、第１ペアピーク周波数推定部１５で推定された第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝が、ピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出されているか否かを調査する。第２ペアピーク調査部１８は、第２ペアピーク周波数推定部１６で推定された第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝が、ピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出されているか否かを調査する。

ターゲット距離・相対速度算出部１９は、第１ペアピーク調査部１７および第２ペアピーク調査部１８において、第１ペアの２つのピーク周波数がピーク周波数として抽出され、第２ペアの一方のピーク周波数がピーク周波数として抽出され、第２ペアの他方のピーク周波数がピーク周波数として抽出されていないという調査結果が得られた場合に、第１ペアの２つのピーク周波数に基づいて、距離ＲＮおよび相対速度ＶＮを算出する。

このとき、ターゲット確定部１３は、ターゲット距離・相対速度算出部１９で算出された距離ＲＮおよび相対速度ＶＮを、ターゲット２１、２２までの距離Ｒおよびターゲット２１、２２との相対速度Ｖと確定する。

なお、ターゲット距離・相対速度算出部１９は、第１ペアピーク調査部１７および第２ペアピーク調査部１８において、第２ペアの２つのピーク周波数がピーク周波数として抽出され、第１ペアの一方のピーク周波数がピーク周波数として抽出され、第１ペアの他方のピーク周波数がピーク周波数として抽出されていないという調査結果が得られた場合に、第２ペアの２つのピーク周波数に基づいて、距離ＲＮおよび相対速度ＶＮを算出する。

以下、図１、２を参照しながら、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の動作について説明する。図２は、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置における４つの変調区間を有する送信信号（制御電圧）の波形を例示する説明図である。

まず、ターゲット検出部１から制御電圧発生器２に対して変調開始命令が出力されると、制御電圧発生器２から、図２に示されるような、あらかじめ設定された４つの変調区間（例えば、三角状の第１上昇区間、第１下降区間、第２上昇区間および第２下降区間）を有する制御電圧が発生される。制御電圧発生器２で発生された制御電圧は、ＶＣＯ３に入力され、ＶＣＯ３からは、制御電圧に応じて変調区間毎に周波数変調された、４つの変調区間を有する送信信号が出力される。

ここで、第１上昇区間および第１下降区間と第２上昇区間および第２下降区間とでは、繰り返し周波数ｆｍ、変調幅ΔＦおよび中心周波数ｆ０が互いに異なる送信信号がＶＣＯ３から出力される。すなわち、第１上昇区間および第１下降区間では、繰り返し周波数ｆｍ１、変調幅△Ｆ１および中心周波数ｆ０＿１の送信信号が出力され、第２上昇区間および第２下降区間では、繰り返し周波数ｆｍ２、変調幅△Ｆ２および中心周波数ｆ０＿２の送信信号が出力される。

ＶＣＯ３からの送信信号は、分配器４において、送信アンテナ５およびミキサ７に分配して出力される。送信アンテナ５に出力された送信信号は、送信波Ｗ１として空間に放射される。続いて、送信波Ｗ１がターゲット２１、２２で反射した反射波Ｗ２は、受信アンテナ６により受信信号として受信され、ミキサ７に出力される。ミキサ７に入力された受信信号は、分配器４からの送信信号とミキシングされてビート信号が生成され、Ａ／Ｄコンバータ８に出力される。

ミキサ７からのビート信号は、Ａ／Ｄコンバータ８において、第１上昇区間、第１下降区間、第２上昇区間および第２下降区間のそれぞれについて、アナログ信号からデジタル信号に変換され、ＦＦＴ９に出力される。Ａ／Ｄコンバータ８からのデジタル化されたビート信号は、ＦＦＴ９において、高速フーリエ変換を用いた周波数解析が施される。ＦＦＴ９により算出された周波数解析結果（ビート周波数スペクトル）は、第１上昇区間、第１下降区間、第２上昇区間および第２下降区間のそれぞれについて、ターゲット検出部１に出力される。

ターゲット検出部１内では、まず、ピーク周波数抽出部１０において、ＦＦＴ９からのビート信号の周波数解析結果に基づいて、ピーク周波数が抽出される。続いて、第１ペア距離・相対速度算出部１１において、ピーク周波数抽出部１０で抽出された第１上昇区間および第１下降区間のピーク周波数｛ｆｕ１，ｆｄ１｝が第１ペアとしてペアリングされ、第１ペアの距離Ｒ１および相対速度Ｖ１がそれぞれ算出される。また、第２ペア距離・相対速度算出部１２において、ピーク周波数抽出部１０で抽出された第２上昇区間および第２下降区間のピーク周波数｛ｆｕ２，ｆｄ２｝が第２ペアとしてペアリングされ、第２ペアの距離Ｒ２および相対速度Ｖ２がそれぞれ算出される。

次に、ターゲット確定部１３において、第１ペア距離・相対速度算出部１１で算出された第１ペアの距離Ｒ１および相対速度Ｖ１と、第２ペア距離・相対速度算出部１２で算出された第２ペアの距離Ｒ２および相対速度Ｖ２とがそれぞれほぼ等しい場合には、ターゲット２１、２２までの距離Ｒおよびターゲット２１、２２との相対速度Ｖが確定され、ターゲット情報として外部装置に出力される。

このとき、今回ターゲット距離・相対速度推定部１４では、ターゲット確定部１３において前回のサイクルで確定されたターゲット２１、２２までの距離ＲＯおよびターゲット２１、２２との相対速度ＶＯに基づいて、線形予測法を用いて、今回の距離ＲＥおよび相対速度ＶＥがそれぞれ推定される。

続いて、第１ペアピーク周波数推定部１５において、今回ターゲット距離・相対速度推定部１４で推定された距離ＲＥおよび相対速度ＶＥに基づいて、第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝が推定される。また、第２ペアピーク周波数推定部１６において、今回ターゲット距離・相対速度推定部１４で推定された距離ＲＥおよび相対速度ＶＥに基づいて、第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝が推定される。

次に、第１ペアピーク調査部１７において、第１ペアピーク周波数推定部１５で推定された第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝が、ピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出されているか否かが調査される。また、第２ペアピーク調査部１８において、第２ペアピーク周波数推定部１６で推定された第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝が、ピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出されているか否かが調査される。

続いて、ターゲット距離・相対速度算出部１９では、第１ペアピーク調査部１７および第２ペアピーク調査部１８において、第１ペアの２つのピーク周波数がピーク周波数として抽出され、第２ペアの一方のピーク周波数がピーク周波数として抽出され、第２ペアの他方のピーク周波数がピーク周波数として抽出されていないという調査結果が得られた場合に、第１ペアのピーク周波数に基づいて、距離ＲＮおよび相対速度ＶＮが算出される。

このとき、ターゲット確定部１３において、ターゲット距離・相対速度算出部１９で算出された距離ＲＮおよび相対速度ＶＮが、ターゲット２１、２２までの距離Ｒおよびターゲット２１、２２との相対速度Ｖと確定される。

なお、ターゲット距離・相対速度算出部１９では、第１ペアピーク調査部１７および第２ペアピーク調査部１８において、第２ペアの２つのピーク周波数がピーク周波数として抽出され、第１ペアの一方のピーク周波数がピーク周波数として抽出され、第１ペアの他方のピーク周波数がピーク周波数として抽出されていないという調査結果が得られた場合に、第２ペアのピーク周波数に基づいて、距離ＲＮおよび相対速度ＶＮが算出される。

以下、図３、４のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置におけるターゲット検出部１の動作について詳細に説明する。なお、この説明において、ターゲット２１についての値には添え字ａを付し、ターゲット２２についての値には添え字ｂを付すこととする。

まず、ピーク周波数抽出部１０は、ＦＦＴ９からのビート信号の周波数解析結果（ビート周波数スペクトル）に基づいて、ピーク周波数を抽出する（ステップＳ１０１）。具体的には、ピーク周波数抽出部１０は、ビート周波数スペクトルの振幅に対して検出閾値を設定し、振幅が検出閾値以上であり、かつ振幅が前後のビート周波数スペクトルよりも大きなビート周波数スペクトルのビート周波数を、ピーク周波数として抽出する。

ここで、図５を参照しながら、ピーク周波数抽出部１０でのピーク周波数の抽出処理についてさらに説明する。図５（ａ）は、第１上昇区間のビート周波数スペクトルを示し、図５（ｂ）は、第１下降区間のビート周波数スペクトルを示し、図５（ｃ）は、第２上昇区間のビート周波数スペクトルを示し、図５（ｄ）は、第２下降区間のビート周波数スペクトルを示し、図５（ａ）〜（ｄ）の横軸および縦軸は、それぞれビート周波数および振幅を示す。

図５において、ピーク周波数抽出部１０は、第１上昇区間においてピーク周波数「ｆｕ１＿ａ，ｆｕ１＿ｂ」を抽出し、第１下降区間において「ｆｄ１＿ａ，ｆｄ１＿ｂ」を抽出し、第２上昇区間において「ｆｕ２＿ｂ」を抽出し、第２下降区間において「ｆｄ２＿ａ，ｆｄ２＿ｂ」を抽出する。なお、図５は、第２上昇区間において、ターゲット２１についてのピーク周波数を抽出できなかった場合を例示している。

図３に戻って、第１ペア距離・相対速度算出部１１は、ステップＳ１０１で抽出された第１上昇区間および第１下降区間のピーク周波数｛ｆｕ１，ｆｄ１｝をペアリングして第１ペアを生成し、第１ペアの距離Ｒ１および相対速度Ｖ１をそれぞれ算出する（ステップＳ１０２）。このとき、第１ペア距離・相対速度算出部１１は、一般的なＦＭ−ＣＷレーダの原理に基づいて、すなわち上記式（７）、（８）を用いて、ピーク周波数｛ｆｕ１，ｆｄ１｝から第１ペアの距離Ｒ１および相対速度Ｖ１をそれぞれ算出する。

図５の例では、第１ペア距離・相対速度算出部１１は、第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕ１＿ａ，ｆｄ１＿ａ｝から距離Ｒ１＿ａａおよび相対速度Ｖ１＿ａａを算出し、第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕ１＿ａ，ｆｄ１＿ｂ｝から距離Ｒ１＿ａｂおよび相対速度Ｖ１＿ａｂを算出し、第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕ１＿ｂ，ｆｄ１＿ａ｝から距離Ｒ１＿ｂａおよび相対速度Ｖ１＿ｂａを算出し、第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕ１＿ｂ，ｆｄ１＿ｂ｝から距離Ｒ１＿ｂｂおよび相対速度Ｖ１＿ｂｂを算出する。

続いて、第２ペア距離・相対速度算出部１２は、ステップＳ１０１で抽出された第２上昇区間および第２下降区間のピーク周波数｛ｆｕ２，ｆｄ２｝をペアリングして第２ペアを生成し、第２ペアの距離Ｒ２および相対速度Ｖ２をそれぞれ算出する（ステップＳ１０３）。このとき、第２ペア距離・相対速度算出部１２は、一般的なＦＭ−ＣＷレーダの原理に基づいて、すなわち上記式（７）、（８）を用いて、ピーク周波数｛ｆｕ２，ｆｄ２｝から第２ペアの距離Ｒ２および相対速度Ｖ２をそれぞれ算出する。

図５の例では、第２ペア距離・相対速度算出部１２は、第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕ２＿ｂ，ｆｄ２＿ａ｝から距離Ｒ２＿ｂａおよび相対速度Ｖ２＿ｂａを算出し、第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕ２＿ｂ，ｆｄ２＿ｂ｝から距離Ｒ２＿ｂｂおよび相対速度Ｖ２＿ｂｂを算出する。

次に、ターゲット確定部１３は、第１ペア距離・相対速度算出部１１で算出された第１ペアの距離Ｒ１および相対速度Ｖ１と、第２ペア距離・相対速度算出部１２で算出された第２ペアの距離Ｒ２および相対速度Ｖ２とが、それぞれほぼ等しい組み合わせを、ターゲット２１、２２までの距離Ｒおよびターゲット２１、２２との相対速度Ｖとして確定する（ステップＳ１０４）。

なお、ターゲット確定部１３は、ターゲット２１、２２までの距離Ｒを、第１ペアの距離Ｒ１と第２ペアの距離Ｒ２との平均とし、ターゲット２１、２２との相対速度Ｖを、第１ペアの相対速度Ｖ１と第２ペアの相対速度Ｖ２との平均としてもよいし、第１ペアおよび第２ペアの何れかの距離および相対速度としてもよい。

図５の例では、第１ペア距離・相対速度算出部１１が、第１ペアの距離Ｒ１＿ａａおよび相対速度Ｖ１＿ａａ、距離Ｒ１＿ａｂおよび相対速度Ｖ１＿ａｂ、距離Ｒ１＿ｂａおよび相対速度Ｖ１＿ｂａ、並びに距離Ｒ１＿ｂｂおよび相対速度Ｖ１＿ｂｂを算出し、第２ペア距離・相対速度算出部１２が、第２ペアの距離Ｒ２＿ｂａおよび相対速度Ｖ２＿ｂａ、並びに距離Ｒ２＿ｂｂおよび相対速度Ｖ２＿ｂｂを算出している。

このとき、ターゲット確定部１３は、ターゲット２２についての第１ペアの距離Ｒ１＿ｂｂおよび相対速度Ｖ１＿ｂｂと、ターゲット２２についての第２ペアの距離Ｒ２＿ｂｂおよび相対速度Ｖ２＿ｂｂとが、それぞれほぼ等しいので、これらをターゲット２２までの距離Ｒ＿ｂおよびターゲット２２との相対速度Ｖ＿ｂとして確定する。

しかしながら、ターゲット確定部１３は、ターゲット２１についての第１ペアの距離Ｒ１＿ａａおよび相対速度Ｖ１＿ａａと距離および相対速度のほぼ等しい第２ペアが存在しないので、ターゲット２１までの距離Ｒ＿ａおよびターゲット２１との相対速度Ｖ＿ａを確定することができない。これは、第２上昇区間において、ターゲット２１についてのピーク周波数「ｆｕ２＿ａ」を抽出できなかったので、第２ペアの距離Ｒ２＿ａａおよび相対速度Ｖ２＿ａａが算出できないからである。

したがって、第１ペアの距離Ｒ１＿ａａおよび相対速度Ｖ１＿ａａ、第１ペアの距離Ｒ１＿ａｂおよび相対速度Ｖ１＿ａｂ、第１ペアの距離Ｒ１＿ｂａおよび相対速度Ｖ１＿ｂａ、並びに第２ペアの距離Ｒ２＿ｂａおよび相対速度Ｖ２＿ｂａは、距離および相対速度のほぼ等しいペアが存在しないので、従来は誤ペアリングとして除外される。

続いて、今回ターゲット距離・相対速度推定部１４は、ターゲット確定部１３において前回のサイクルで確定されたターゲットの個数Ｎをカウントして記憶する（ステップＳ１０５）。図５の例では、前回確定したターゲットの個数Ｎは、「２」とする。

次に、今回ターゲット距離・相対速度推定部１４は、ターゲット確定部１３において前回確定されたターゲット２１、２２までの距離ＲＯおよびターゲット２１、２２との相対速度ＶＯに基づいて、一般的な線形予測法である次式（１３）、（１４）を用いて、今回の距離ＲＥおよび相対速度ＶＥをそれぞれ推定する（ステップＳ１０６）。なお、式（１３）、（１４）において、Δｔは前回から今回までの処理時間を示し、相対速度ＶＯは接近方向が＋を示す。

ＲＥ＝ＲＯ−ＶＯ・Δｔ ・・・（１３）
ＶＥ＝ＶＯ ・・・（１４）

図５の例では、今回ターゲット距離・相対速度推定部１４は、前回確定されたターゲット２１についての距離ＲＯ＿ａａおよび相対速度ＶＯ＿ａａと、ターゲット２２についての距離ＲＯ＿ｂｂおよび相対速度ＶＯ＿ｂｂとに基づいて、ターゲット２１についての今回の距離ＲＥ＿ａａおよび相対速度ＶＥ＿ａａと、ターゲット２２についての今回の距離ＲＥ＿ｂｂおよび相対速度ＶＥ＿ｂｂとを推定する。

続いて、第１ペアピーク周波数推定部１５は、今回ターゲット距離・相対速度推定部１４で推定された距離ＲＥおよび相対速度ＶＥに基づいて、第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝を推定する（ステップＳ１０７）。すなわち、第１ペアピーク周波数推定部１５は、推定された距離ＲＥおよび相対速度ＶＥに基づいて、上記式（１１）、（１２）を用いて、第１上昇区間および第１下降区間のピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝を推定する。

図５の例では、第１ペアピーク周波数推定部１５は、今回ターゲット距離・相対速度推定部１４で推定されたターゲット２１についての距離ＲＥ＿ａａおよび相対速度ＶＥ＿ａａに基づいて、第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１＿ａ，ｆｄｅ１＿ａ｝を推定する。また、第１ペアピーク周波数推定部１５は、今回ターゲット距離・相対速度推定部１４で推定されたターゲット２２についての距離ＲＥ＿ｂｂおよび相対速度ＶＥ＿ｂｂに基づいて、第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１＿ｂ，ｆｄｅ１＿ｂ｝を推定する。

次に、第２ペアピーク周波数推定部１６は、今回ターゲット距離・相対速度推定部１４で推定された距離ＲＥおよび相対速度ＶＥに基づいて、第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝を推定する（ステップＳ１０８）。すなわち、第２ペアピーク周波数推定部１６は、推定された距離ＲＥおよび相対速度ＶＥに基づいて、上記式（１１）、（１２）を用いて、第２上昇区間および第２下降区間のピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝を推定する。

図５の例では、第２ペアピーク周波数推定部１６は、今回ターゲット距離・相対速度推定部１４で推定されたターゲット２２についての距離ＲＥ＿ａａおよび相対速度ＶＥ＿ａａに基づいて、第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２＿ａ，ｆｄｅ２＿ａ｝を推定する。また、第２ペアピーク周波数推定部１６は、今回ターゲット距離・相対速度推定部１４で推定されたターゲット２２についての距離ＲＥ＿ｂｂおよび相対速度ＶＥ＿ｂｂに基づいて、第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２＿ｂ，ｆｄｅ２＿ｂ｝を推定する。

続いて、第１ペアピーク調査部１７は、第１ペアピーク周波数推定部１５で推定された第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝が、それぞれピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出されているか否かを調査する（ステップＳ１０９）。具体的には、第１ペアピーク調査部１７は、第１ペアピーク周波数推定部１５で推定されたピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝と、ピーク周波数抽出部１０で抽出されたピーク周波数との差が所定範囲内（例えば０）である場合に、ピーク周波数として抽出されていると判定する。

図５の例では、第１ペアピーク周波数推定部１５で推定されたターゲット２１についての第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１＿ａ，ｆｄｅ１＿ａ｝は、ピーク周波数抽出部１０によって両方がピーク周波数｛ｆｕ１＿ａ，ｆｄ１＿ａ｝として抽出されている。また、第１ペアピーク周波数推定部１５で推定されたターゲット２２についての第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１＿ｂ，ｆｄｅ１＿ｂ｝は、ピーク周波数抽出部１０によって両方がピーク周波数｛ｆｕ１＿ｂ，ｆｄ１＿ｂ｝として抽出されている。

次に、第２ペアピーク調査部１８は、第２ペアピーク周波数推定部１６で推定された第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝が、それぞれピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出されているか否かを調査する（ステップＳ１１０）。具体的には、第２ペアピーク調査部１８は、第２ペアピーク周波数推定部１６で推定されたピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝と、ピーク周波数抽出部１０で抽出されたピーク周波数との差が所定範囲内（例えば０）である場合に、ピーク周波数として抽出されていると判定する。

図５の例では、第２ペアピーク周波数推定部１６で推定されたターゲット２１についての第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２＿ａ，ｆｄｅ２＿ａ｝は、ピーク周波数抽出部１０によって一方のみがピーク周波数｛ｆｄ２＿ａ｝として抽出されている。また、第２ペアピーク周波数推定部１６で推定されたターゲット２２についての第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２＿ｂ，ｆｄｅ２＿ｂ｝は、ピーク周波数抽出部１０によって両方がピーク周波数｛ｆｕ２＿ｂ，ｆｄ２＿ｂ｝として抽出されている。

続いて、ターゲット距離・相対速度算出部１９は、第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝の両方が、それぞれピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出され、第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝の一方のみが、ピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出されているか否かを判定する（ステップＳ１１１）。

ステップＳ１１１において、Ｙｅｓと判定された場合、ターゲット距離・相対速度算出部１９は、第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝の両方が、ピーク周波数抽出部１０でそれぞれピーク周波数として抽出され、第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝の一方のみが、ピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出されているので、ピーク周波数抽出部１０で抽出された第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕ１，ｆｄ１｝に基づいて、上記式（７）、（８）を用いて、ターゲット２１、２２までの距離ＲＮおよびターゲット２１、２２との相対速度ＶＮを算出する（ステップＳ１１２）。

図５の例では、ターゲット２１についての第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１＿ａ，ｆｄｅ１＿ａ｝の両方がそれぞれピーク周波数｛ｆｕ１＿ａ，ｆｄ１＿ａ｝として抽出され、ターゲット２１についての第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２＿ａ，ｆｄｅ２＿ａ｝の一方のみがピーク周波数｛ｆｄ２＿ａ｝として抽出されているので、ターゲット距離・相対速度算出部１９は、抽出された第１ペアのピーク周波数｛ｆｕ１＿ａ，ｆｄ１＿ａ｝に基づいて、ターゲット２１までの距離ＲＮ＿ａおよびターゲット２１との相対速度ＶＮ＿ａを算出する。

一方、ステップＳ１１１において、Ｎｏと判定された場合、ターゲット距離・相対速度算出部１９は、第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝の両方が、それぞれピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出され、第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝の一方のみが、ピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出されているか否かを判定する（ステップＳ１１３）。

ステップＳ１１３において、Ｙｅｓと判定された場合、ターゲット距離・相対速度算出部１９は、第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝の両方が、ピーク周波数抽出部１０でそれぞれピーク周波数として抽出され、第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝の一方のみが、ピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出されているので、ピーク周波数抽出部１０で抽出された第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕ２，ｆｄ２｝に基づいて、上記式（７）、（８）を用いて、ターゲット２１、２２までの距離ＲＮおよびターゲット２１、２２との相対速度ＶＮを算出する（ステップＳ１１４）。

また、図５の例では、ターゲット２２についての第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１＿ｂ，ｆｄｅ１＿ｂ｝の両方がそれぞれピーク周波数｛ｆｕ１＿ｂ，ｆｄ１＿ｂ｝として抽出され、ターゲット２２についての第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２＿ｂ，ｆｄｅ２＿ｂ｝の両方がそれぞれピーク周波数｛ｆｕ２＿ｂ，ｆｄ２＿ｂ｝として抽出されているので、ステップＳ１１３において、Ｎｏと判定され、ステップＳ１１６（後述する）に移行する。

次に、ターゲット確定部１３は、ターゲット距離・相対速度算出部１９で算出されたターゲット２１、２２までの距離ＲＮおよびターゲット２１、２２との相対速度ＶＮを、ターゲット２１、２２までの距離Ｒおよびターゲット２１、２２との相対速度Ｖと確定する（ステップＳ１１５）。図５の例では、ターゲット確定部１３は、ターゲット距離・相対速度算出部１９で算出されたターゲット２１までの距離ＲＮ＿ａおよびターゲット２１との相対速度ＶＮ＿ａを、ターゲット２１までの距離Ｒ＿ａおよびターゲット２１との相対速度Ｖ＿ａとして確定する。

続いて、今回ターゲット距離・相対速度推定部１４は、ステップＳ１０５でカウントした、前回のサイクルで確定されたターゲットの個数Ｎ分（図５の例では、「２」個分）の処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ１１６）。

ステップＳ１１６において、処理が終了した（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、図４の処理を終了する。
一方、ステップＳ１１６において、処理が終了していない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ１０６に戻って、ステップＳ１０６〜ステップＳ１１６の処理が繰り返し実行される。

以上のように、実施の形態１によれば、ターゲット推定部は、ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができず、ピーク周波数のペアを生成することができない場合に、ターゲット確定部において前回のサイクルで確定されたターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度に基づいて、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を推定する。
また、ターゲット距離・相対速度算出部は、第１ペアピーク周波数推定部で推定された第１ペアの２つのピーク周波数が、ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出され、第２ペアピーク周波数推定部で推定された第２ペアの一方のピーク周波数が、ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出され、第２ペアの他方のピーク周波数がピーク周波数として抽出されていない場合に、第１ペアの２つのピーク周波数に基づいて、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を算出する。
また、ターゲット距離・相対速度算出部は、第２ペアピーク周波数推定部で推定された第２ペアの２つのピーク周波数が、ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出され、第１ペアピーク周波数推定部で推定された第１ペアの一方のピーク周波数が、ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出され、第１ペアの他方のピーク周波数がピーク周波数として抽出されていない場合に、第２ペアの２つのピーク周波数に基づいて、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を算出する。
そのため、誤ペアリングの発生を防止するとともに、ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができず、ピーク周波数のペアを生成することができない場合であっても、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を得ることができる。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、第１ペアピーク周波数推定部１５で推定された第１ペアの２つのピーク周波数および第２ペアピーク周波数推定部１６で推定された第２ペアの２つのピーク周波数のうち、何れか１つのピーク周波数がピーク周波数として抽出されていない場合（図５の場合）について説明した。この実施の形態２では、第１ペアの２つのピーク周波数または第２ペアの２つのピーク周波数が、ピーク周波数として抽出されていない場合（図７の場合）について説明する。なお、この発明の実施の形態２に係るレーダ装置を示すブロック構成図は、上記実施の形態１の図１と同様なので、説明を省略する。

以下、図３、６のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態２に係るレーダ装置におけるターゲット検出部１の動作について詳細に説明する。なお、この説明において、ターゲット２１についての値には添え字ａを付し、ターゲット２２についての値には添え字ｂを付すこととする。また、上記実施の形態１と同様の処理については、説明を省略する。

まず、ピーク周波数抽出部１０は、ＦＦＴ９からのビート信号の周波数解析結果（ビート周波数スペクトル）に基づいて、ピーク周波数を抽出する（ステップＳ１０１）。具体的には、ピーク周波数抽出部１０は、ビート周波数スペクトルの振幅に対して検出閾値を設定し、振幅が検出閾値以上であり、かつ振幅が前後のビート周波数スペクトルよりも大きなビート周波数スペクトルのビート周波数を、ピーク周波数として抽出する。

ここで、図７を参照しながら、ピーク周波数抽出部１０でのピーク周波数の抽出処理についてさらに説明する。図７（ａ）は、第１上昇区間のビート周波数スペクトルを示し、図７（ｂ）は、第１下降区間のビート周波数スペクトルを示し、図７（ｃ）は、第２上昇区間のビート周波数スペクトルを示し、図７（ｄ）は、第２下降区間のビート周波数スペクトルを示し、図７（ａ）〜（ｄ）の横軸および縦軸は、それぞれビート周波数および振幅を示す。

図７において、ピーク周波数抽出部１０は、第１上昇区間においてピーク周波数「ｆｕ１＿ａ，ｆｕ１＿ｂ」を抽出し、第１下降区間において「ｆｄ１＿ａ，ｆｄ１＿ｂ」を抽出し、第２上昇区間において「ｆｕ２＿ｂ」を抽出し、第２下降区間において「ｆｄ２＿ｂ」を抽出する。なお、図７は、第２上昇区間において、ターゲット２１についてのピーク周波数を抽出できず、第２下降区間において、ターゲット２１についてのピーク周波数を抽出できなかった場合を例示している。

図３に戻って、ステップＳ１０２から図６のステップＳ１０８までの処理は、上記実施の形態１と同様なので、説明を省略する。

続いて、第１ペアピーク調査部１７は、第１ペアピーク周波数推定部１５で推定された第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝が、それぞれピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出されているか否かを調査する（ステップＳ１０９）。具体的には、第１ペアピーク調査部１７は、第１ペアピーク周波数推定部１５で推定されたピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝と、ピーク周波数抽出部１０で抽出されたピーク周波数との差が所定範囲内（例えば０）である場合に、ピーク周波数として抽出されていると判定する。

図７の例では、第１ペアピーク周波数推定部１５で推定されたターゲット２１についての第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１＿ａ，ｆｄｅ１＿ａ｝は、ピーク周波数抽出部１０によって両方がピーク周波数｛ｆｕ１＿ａ，ｆｄ１＿ａ｝として抽出されている。また、第１ペアピーク周波数推定部１５で推定されたターゲット２２についての第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１＿ｂ，ｆｄｅ１＿ｂ｝は、ピーク周波数抽出部１０によって両方がピーク周波数｛ｆｕ１＿ｂ，ｆｄ１＿ｂ｝として抽出されている。

次に、第２ペアピーク調査部１８は、第２ペアピーク周波数推定部１６で推定された第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝が、それぞれピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出されているか否かを調査する（ステップＳ１１０）。具体的には、第２ペアピーク調査部１８は、第２ペアピーク周波数推定部１６で推定されたピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝と、ピーク周波数抽出部１０で抽出されたピーク周波数との差が所定範囲内（例えば０）である場合に、ピーク周波数として抽出されていると判定する。

図７の例では、第２ペアピーク周波数推定部１６で推定されたターゲット２１についての第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２＿ａ，ｆｄｅ２＿ａ｝は、ともにピーク周波数として抽出されていない。また、第２ペアピーク周波数推定部１６で推定されたターゲット２２についての第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２＿ｂ，ｆｄｅ２＿ｂ｝は、ピーク周波数抽出部１０によって両方がピーク周波数｛ｆｕ２＿ｂ，ｆｄ２＿ｂ｝として抽出されている。

続いて、ターゲット距離・相対速度算出部１９は、第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝の両方が、それぞれピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出され、第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝の両方が、ピーク周波数として抽出されていないか否かを判定する（ステップＳ２１１）。

ステップＳ２１１において、Ｙｅｓと判定された場合、ターゲット距離・相対速度算出部１９は、第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝の両方が、ピーク周波数抽出部１０でそれぞれピーク周波数として抽出され、第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝の両方が、ピーク周波数として抽出されていないので、ピーク周波数抽出部１０で抽出された第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕ１，ｆｄ１｝に基づいて、上記式（７）、（８）を用いて、ターゲット２１、２２までの距離ＲＮおよびターゲット２１、２２との相対速度ＶＮを算出する（ステップＳ１１２）。

図７の例では、ターゲット２１についての第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１＿ａ，ｆｄｅ１＿ａ｝の両方がそれぞれピーク周波数｛ｆｕ１＿ａ，ｆｄ１＿ａ｝として抽出され、ターゲット２１についての第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２＿ａ，ｆｄｅ２＿ａ｝の両方がピーク周波数として抽出されていないので、ターゲット距離・相対速度算出部１９は、抽出された第１ペアのピーク周波数｛ｆｕ１＿ａ，ｆｄ１＿ａ｝に基づいて、ターゲット２１までの距離ＲＮ＿ａおよびターゲット２１との相対速度ＶＮ＿ａを算出する。

一方、ステップＳ２１１において、Ｎｏと判定された場合、ターゲット距離・相対速度算出部１９は、第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝の両方が、それぞれピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出され、第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝の両方が、ピーク周波数として抽出されていないか否かを判定する（ステップＳ２１３）。

ステップＳ２１３において、Ｙｅｓと判定された場合、ターゲット距離・相対速度算出部１９は、第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝の両方が、ピーク周波数抽出部１０でそれぞれピーク周波数として抽出され、第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝の両方が、ピーク周波数として抽出されていないので、ピーク周波数抽出部１０で抽出された第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕ２，ｆｄ２｝に基づいて、上記式（７）、（８）を用いて、ターゲット２１、２２までの距離ＲＮおよびターゲット２１、２２との相対速度ＶＮを算出する（ステップＳ１１４）。

また、図７の例では、ターゲット２２についての第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１＿ｂ，ｆｄｅ１＿ｂ｝の両方がそれぞれピーク周波数｛ｆｕ１＿ｂ，ｆｄ１＿ｂ｝として抽出され、ターゲット２２についての第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２＿ｂ，ｆｄｅ２＿ｂ｝の両方がそれぞれピーク周波数｛ｆｕ２＿ｂ，ｆｄ２＿ｂ｝として抽出されているので、ステップＳ２１３において、Ｎｏと判定され、ステップＳ１１６に移行する。

次に、ターゲット確定部１３は、ターゲット距離・相対速度算出部１９で算出されたターゲット２１、２２までの距離ＲＮおよびターゲット２１、２２との相対速度ＶＮを、ターゲット２１、２２までの距離Ｒおよびターゲット２１、２２との相対速度Ｖと確定する（ステップＳ１１５）。図７の例では、ターゲット確定部１３は、ターゲット距離・相対速度算出部１９で算出されたターゲット２１までの距離ＲＮ＿ａおよびターゲット２１との相対速度ＶＮ＿ａを、ターゲット２１までの距離Ｒ＿ａおよびターゲット２１との相対速度Ｖ＿ａとして確定する。

続いて、今回ターゲット距離・相対速度推定部１４は、ステップＳ１０５でカウントした、前回のサイクルで確定されたターゲットの個数Ｎ分（図７の例では、「２」個分）の処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ１１６）。

ステップＳ１１６において、処理が終了した（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、図６の処理を終了する。
一方、ステップＳ１１６において、処理が終了していない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ１０６に戻って、ステップＳ１０６〜ステップＳ１１６の処理が繰り返し実行される。

以上のように、実施の形態２によれば、ターゲット推定部は、ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができず、ピーク周波数のペアを生成することができない場合に、ターゲット確定部において前回のサイクルで確定されたターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度に基づいて、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を推定する。
また、ターゲット距離・相対速度算出部は、第１ペアピーク周波数推定部で推定された第１ペアの２つのピーク周波数が、ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出され、第２ペアピーク周波数推定部で推定された第２ペアの２つのピーク周波数が、ともにピーク周波数として抽出されていない場合に、第１ペアの２つのピーク周波数に基づいて、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を算出する。
また、ターゲット距離・相対速度算出部は、第２ペアピーク周波数推定部で推定された第２ペアの２つのピーク周波数が、ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出され、第１ペアピーク周波数推定部で推定された第１ペアの２つのピーク周波数が、ともにピーク周波数として抽出されていない場合に、第２ペアの２つのピーク周波数に基づいて、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を算出する。
そのため、誤ペアリングの発生を防止するとともに、ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができず、ピーク周波数のペアを生成することができない場合であっても、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を得ることができる。

実施の形態３．
上記実施の形態１では、第１ペアピーク周波数推定部１５で推定された第１ペアの２つのピーク周波数および第２ペアピーク周波数推定部１６で推定された第２ペアの２つのピーク周波数のうち、１つのピーク周波数がピーク周波数として抽出されていない場合（図５の場合）について説明した。また、上記実施の形態２では、第１ペアの２つのピーク周波数または第２ペアの２つのピーク周波数が、ピーク周波数として抽出されていない場合（図７の場合）について説明した。

この実施の形態３では、第１ペアの２つのピーク周波数のうち一方のピーク周波数がピーク周波数として抽出されておらず、第２ペアの２つのピーク周波数のうち一方のピーク周波数がピーク周波数として抽出されていない場合（図９の場合）について説明する。なお、この発明の実施の形態３に係るレーダ装置を示すブロック構成図は、上記実施の形態１の図１と同様なので、説明を省略する。

以下、図３、８のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態３に係るレーダ装置におけるターゲット検出部１の動作について詳細に説明する。なお、この説明において、ターゲット２１についての値には添え字ａを付し、ターゲット２２についての値には添え字ｂを付すこととする。また、上記実施の形態１と同様の処理については、説明を省略する。

まず、ピーク周波数抽出部１０は、ＦＦＴ９からのビート信号の周波数解析結果（ビート周波数スペクトル）に基づいて、ピーク周波数を抽出する（ステップＳ１０１）。具体的には、ピーク周波数抽出部１０は、ビート周波数スペクトルの振幅に対して検出閾値を設定し、振幅が検出閾値以上であり、かつ振幅が前後のビート周波数スペクトルよりも大きなビート周波数スペクトルのビート周波数を、ピーク周波数として抽出する。

ここで、図９を参照しながら、ピーク周波数抽出部１０でのピーク周波数の抽出処理についてさらに説明する。図９（ａ）は、第１上昇区間のビート周波数スペクトルを示し、図９（ｂ）は、第１下降区間のビート周波数スペクトルを示し、図９（ｃ）は、第２上昇区間のビート周波数スペクトルを示し、図９（ｄ）は、第２下降区間のビート周波数スペクトルを示し、図９（ａ）〜（ｄ）の横軸および縦軸は、それぞれビート周波数および振幅を示す。

図９において、ピーク周波数抽出部１０は、第１上昇区間においてピーク周波数「ｆｕ１＿ａ，ｆｕ１＿ｂ」を抽出し、第１下降区間において「ｆｄ１＿ｂ」を抽出し、第２上昇区間において「ｆｕ２＿ｂ」を抽出し、第２下降区間において「ｆｄ２＿ａ，ｆｄ２＿ｂ」を抽出する。なお、図９は、第１下降区間において、ターゲット２１についてのピーク周波数を抽出できず、第２上昇区間において、ターゲット２１についてのピーク周波数を抽出できなかった場合を例示している。

図３に戻って、ステップＳ１０２から図８のステップＳ１０８までの処理は、上記実施の形態１と同様なので、説明を省略する。

続いて、第１ペアピーク調査部１７は、第１ペアピーク周波数推定部１５で推定された第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝が、それぞれピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出されているか否かを調査する（ステップＳ１０９）。具体的には、第１ペアピーク調査部１７は、第１ペアピーク周波数推定部１５で推定されたピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝と、ピーク周波数抽出部１０で抽出されたピーク周波数との差が所定範囲内（例えば０）である場合に、ピーク周波数として抽出されていると判定する。

図９の例では、第１ペアピーク周波数推定部１５で推定されたターゲット２１についての第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１＿ａ，ｆｄｅ１＿ａ｝は、ピーク周波数抽出部１０によって一方のみがピーク周波数｛ｆｕ１＿ａ｝として抽出されている。また、第１ペアピーク周波数推定部１５で推定されたターゲット２２についての第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１＿ｂ，ｆｄｅ１＿ｂ｝は、ピーク周波数抽出部１０によって両方がピーク周波数｛ｆｕ１＿ｂ，ｆｄ１＿ｂ｝として抽出されている。

次に、第２ペアピーク調査部１８は、第２ペアピーク周波数推定部１６で推定された第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝が、それぞれピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出されているか否かを調査する（ステップＳ１１０）。具体的には、第２ペアピーク調査部１８は、第２ペアピーク周波数推定部１６で推定されたピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝と、ピーク周波数抽出部１０で抽出されたピーク周波数との差が所定範囲内（例えば０）である場合に、ピーク周波数として抽出されていると判定する。

図９の例では、第２ペアピーク周波数推定部１６で推定されたターゲット２１についての第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２＿ａ，ｆｄｅ２＿ａ｝は、ピーク周波数抽出部１０によって一方のみがピーク周波数｛ｆｄ２＿ａ｝として抽出されている。また、第２ペアピーク周波数推定部１６で推定されたターゲット２２についての第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２＿ｂ，ｆｄｅ２＿ｂ｝は、ピーク周波数抽出部１０によって両方がピーク周波数｛ｆｕ２＿ｂ，ｆｄ２＿ｂ｝として抽出されている。

続いて、ターゲット距離・相対速度算出部１９は、第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝の一方のみが、ピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出され、第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝の一方のみが、ピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出されているか否かを判定する（ステップＳ３１１）。

ステップＳ３１１において、Ｙｅｓと判定された場合、ターゲット距離・相対速度算出部１９は、第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１，ｆｄｅ１｝の一方のみが、ピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出され、第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２，ｆｄｅ２｝の一方のみが、ピーク周波数抽出部１０でピーク周波数として抽出されているので、ピーク周波数抽出部１０で抽出された第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕ１，ｆｄ１｝および第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕ２，ｆｄ２｝に基づいて、上記式（９）〜（１２）を用いて、ターゲット２１、２２までの距離ＲＮおよびターゲット２１、２２との相対速度ＶＮを算出する（ステップＳ３１２）。

このとき、ターゲット距離・相対速度算出部１９は、第１上昇区間および第１下降区間では、繰り返し周波数ｆｍ１、変調幅△Ｆ１および中心周波数ｆ０＿１を用い、第２上昇区間および第２下降区間では、繰り返し周波数ｆｍ２、変調幅△Ｆ２および中心周波数ｆ０＿２を用いる。

図９の例では、ターゲット２１についての第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１＿ａ，ｆｄｅ１＿ａ｝の一方のみがピーク周波数｛ｆｕ１＿ａ｝として抽出され、ターゲット２１についての第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２＿ａ，ｆｄｅ２＿ａ｝の一方のみがピーク周波数｛ｆｄ２＿ａ｝として抽出されているので、ターゲット距離・相対速度算出部１９は、抽出された第１ペアのピーク周波数｛ｆｕ１＿ａ｝と抽出された第２ペアのピーク周波数｛ｆｄ２＿ａ｝に基づいて、ターゲット２１までの距離ＲＮ＿ａおよびターゲット２１との相対速度ＶＮ＿ａを算出する。

具体的には、ターゲット距離・相対速度算出部１９は、上記式（９）〜（１２）から次式（１５）〜（２０）を導き、式（１７）、（２０）の連立方程式を解くことにより、ターゲット２１までの距離ＲＮ＿ａおよびターゲット２１との相対速度ＶＮ＿ａを算出する。

Ｍ１１＝Ｃ／（４・ｆｍ１・ΔＦ１） ・・・（１５）
Ｍ２１＝Ｃ／（２・ｆ０＿１） ・・・（１６）
ｆｕ１＿ａ＝ＲＮ＿ａ／Ｍ１１−ＶＮ＿ａ／Ｍ２１ ・・・（１７）
Ｍ１２＝Ｃ／（４・ｆｍ２・ΔＦ２） ・・・（１８）
Ｍ２２＝Ｃ／（２・ｆ０＿２） ・・・（１９）
ｆｄ２＿ａ＝ＲＮ＿ａ／Ｍ１２＋ＶＮ＿ａ／Ｍ２２ ・・・（２０）

また、図９の例では、ターゲット２２についての第１ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ１＿ｂ，ｆｄｅ１＿ｂ｝の両方がそれぞれピーク周波数｛ｆｕ１＿ｂ，ｆｄ１＿ｂ｝として抽出され、ターゲット２２についての第２ペアの２つのピーク周波数｛ｆｕｅ２＿ｂ，ｆｄｅ２＿ｂ｝の両方がそれぞれピーク周波数｛ｆｕ２＿ｂ，ｆｄ２＿ｂ｝として抽出されているので、ステップＳ３１１において、Ｎｏと判定され、ステップＳ１１６に移行する。

次に、ターゲット確定部１３は、ターゲット距離・相対速度算出部１９で算出されたターゲット２１、２２までの距離ＲＮおよびターゲット２１、２２との相対速度ＶＮを、ターゲット２１、２２までの距離Ｒおよびターゲット２１、２２との相対速度Ｖと確定する（ステップＳ１１５）。図９の例では、ターゲット確定部１３は、ターゲット距離・相対速度算出部１９で算出されたターゲット２１までの距離ＲＮ＿ａおよびターゲット２１との相対速度ＶＮ＿ａを、ターゲット２１までの距離Ｒ＿ａおよびターゲット２１との相対速度Ｖ＿ａとして確定する。

続いて、今回ターゲット距離・相対速度推定部１４は、ステップＳ１０５でカウントした、前回のサイクルで確定されたターゲットの個数Ｎ分（図９の例では、「２」個分）の処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ１１６）。

ステップＳ１１６において、処理が終了した（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、図８の処理を終了する。
一方、ステップＳ１１６において、処理が終了していない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ１０６に戻って、ステップＳ１０６〜ステップＳ１１６の処理が繰り返し実行される。

以上のように、実施の形態３によれば、ターゲット推定部は、ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができず、ピーク周波数のペアを生成することができない場合に、ターゲット確定部において前回のサイクルで確定されたターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度に基づいて、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を推定する。
また、ターゲット距離・相対速度算出部は、第１ペアピーク周波数推定部で推定された第１ペアの一方のピーク周波数が、ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出され、第１ペアの他方のピーク周波数がピーク周波数として抽出されておらず、第２ペアピーク周波数推定部で推定された第２ペアの一方のピーク周波数が、ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出され、第２ペアの他方のピーク周波数がピーク周波数として抽出されていない場合に、第１ペアの抽出されたピーク周波数と第２ペアの抽出されたピーク周波数とに基づいて、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を算出する。
そのため、誤ペアリングの発生を防止するとともに、ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができず、ピーク周波数のペアを生成することができない場合であっても、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を得ることができる。

なお、上記実施の形態１〜３では、ターゲット２１、２２までの距離Ｒおよびターゲット２１、２２との相対速度Ｖを算出する方式として、一般的なＦＭ−ＣＷレーダの原理を用いた方式を示したが、これに限定されず、送信信号をパルス状に区切って変調したＦＭ−パルスドップラーレーダ方式や、その他のレーダ方式を用いてもよい。

また、上記実施の形態１〜３では、４つの変調区間として、三角状の第１上昇区間、第１下降区間、第２上昇区間および第２下降区間（第１上昇区間および第１下降区間では、繰り返し周波数ｆｍ１、変調幅△Ｆ１および中心周波数ｆ０＿１、第２上昇区間および第２下降区間では、繰り返し周波数ｆｍ２、変調幅△Ｆ２および中心周波数ｆ０＿２）を用いた場合を示したが、これに限定されない。変調区間は、区間毎に上昇または下降、繰り返し周波数ｆｍ、変調幅△Ｆまたは中心周波数ｆ０が異なってもよいし、４つ以上の複数変調区間を有していてもよい。

１ ターゲット検出部、２ 制御電圧発生器、３ ＶＣＯ、４ 分配器、５ 送信アンテナ（送信部）、６ 受信アンテナ（受信部）、７ ミキサ（ミキシング部）、８ Ａ／Ｄコンバータ、９ ＦＦＴ、１０ ピーク周波数抽出部、１１ 第１ペア距離・相対速度算出部、１２ 第２ペア距離・相対速度算出部、１３ ターゲット確定部、１４ 今回ターゲット距離・相対速度推定部、１５ 第１ペアピーク周波数推定部、１６ 第２ペアピーク周波数推定部、１７ 第１ペアピーク調査部、１８ 第２ペアピーク調査部、１９ ターゲット距離・相対速度算出部、２０ ターゲット推定部、２１、２２ ターゲット、Ｗ１ 送信波、Ｗ２ 反射波。

Claims (7)

1. ４つの変調区間を有する送信信号を送信波として放射する送信部と、
   前記送信波がターゲットで反射した反射波を受信信号として受信する受信部と、
   前記送信信号と前記受信信号とをミキシングしてビート信号を生成するミキシング部と、
   前記ビート信号に基づいて、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を算出するターゲット検出部と、を備え、
   前記ターゲット検出部は、
   周波数解析された前記ビート信号から、前記変調区間の各々におけるピーク周波数を抽出するピーク周波数抽出部と、
   前記ピーク周波数抽出部で抽出されたピーク周波数から、前記４つの変調区間のうち２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第１ペアを生成し、前記第１ペアの距離および相対速度をそれぞれ算出する第１ペア距離・相対速度算出部と、
   前記ピーク周波数抽出部で抽出されたピーク周波数から、上記２つの変調区間とは異なる２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第２ペアを生成し、前記第２ペアの距離および相対速度をそれぞれ算出する第２ペア距離・相対速度算出部と、
   前記第１ペアの距離および相対速度と前記第２ペアの距離および相対速度とがそれぞれ等しい場合に、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を確定するターゲット確定部と、
   前記ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができず、ピーク周波数のペアを生成することができない場合に、前記ターゲット確定部において前回のサイクルで確定された前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度に基づいて、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を推定するターゲット推定部と、を有し、
   前記ターゲット推定部は、
   前記ターゲット確定部において前回のサイクルで確定された前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度に基づいて、線形予測法を用いて、今回の距離および相対速度をそれぞれ推定する今回ターゲット距離・相対速度推定部と、
   前記今回ターゲット距離・相対速度推定部で推定された前記今回の距離および相対速度に基づいて、第１ペアの２つのピーク周波数を推定する第１ペアピーク周波数推定部と、
   前記今回ターゲット距離・相対速度推定部で推定された前記今回の距離および相対速度に基づいて、第２ペアの２つのピーク周波数を推定する第２ペアピーク周波数推定部と、
   前記第１ペアピーク周波数推定部で推定された前記第１ペアの２つのピーク周波数が、前記ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出されているか否かを調査する第１ペアピーク調査部と、
   前記第２ペアピーク周波数推定部で推定された前記第２ペアの２つのピーク周波数が、前記ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出されているか否かを調査する第２ペアピーク調査部と、
   前記第１ペアピーク調査部および前記第２ペアピーク調査部の調査結果により、前記ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができず、ピーク周波数のペアを生成することができない場合に、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を算出するターゲット距離・相対速度算出部と、を含み、
   前記ターゲット距離・相対速度算出部は、
   前記第１ペアピーク周波数推定部で推定された前記第１ペアの２つのピーク周波数が、前記ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出され、
   前記第２ペアピーク周波数推定部で推定された前記第２ペアの一方のピーク周波数が、前記ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出され、前記第２ペアの他方のピーク周波数がピーク周波数として抽出されていない場合に、
   前記第１ペアの２つのピーク周波数に基づいて、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を算出する
   ことを特徴とするレーダ装置。
2. ４つの変調区間を有する送信信号を送信波として放射する送信部と、
   前記送信波がターゲットで反射した反射波を受信信号として受信する受信部と、
   前記送信信号と前記受信信号とをミキシングしてビート信号を生成するミキシング部と、
   前記ビート信号に基づいて、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を算出するターゲット検出部と、を備え、
   前記ターゲット検出部は、
   周波数解析された前記ビート信号から、前記変調区間の各々におけるピーク周波数を抽出するピーク周波数抽出部と、
   前記ピーク周波数抽出部で抽出されたピーク周波数から、前記４つの変調区間のうち２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第１ペアを生成し、前記第１ペアの距離および相対速度をそれぞれ算出する第１ペア距離・相対速度算出部と、
   前記ピーク周波数抽出部で抽出されたピーク周波数から、上記２つの変調区間とは異なる２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第２ペアを生成し、前記第２ペアの距離および相対速度をそれぞれ算出する第２ペア距離・相対速度算出部と、
   前記第１ペアの距離および相対速度と前記第２ペアの距離および相対速度とがそれぞれ等しい場合に、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を確定するターゲット確定部と、
   前記ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができず、ピーク周波数のペアを生成することができない場合に、前記ターゲット確定部において前回のサイクルで確定された前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度に基づいて、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を推定するターゲット推定部と、を有し、
   前記ターゲット推定部は、
   前記ターゲット確定部において前回のサイクルで確定された前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度に基づいて、線形予測法を用いて、今回の距離および相対速度をそれぞれ推定する今回ターゲット距離・相対速度推定部と、
   前記今回ターゲット距離・相対速度推定部で推定された前記今回の距離および相対速度に基づいて、第１ペアの２つのピーク周波数を推定する第１ペアピーク周波数推定部と、
   前記今回ターゲット距離・相対速度推定部で推定された前記今回の距離および相対速度に基づいて、第２ペアの２つのピーク周波数を推定する第２ペアピーク周波数推定部と、
   前記第１ペアピーク周波数推定部で推定された前記第１ペアの２つのピーク周波数が、前記ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出されているか否かを調査する第１ペアピーク調査部と、
   前記第２ペアピーク周波数推定部で推定された前記第２ペアの２つのピーク周波数が、前記ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出されているか否かを調査する第２ペアピーク調査部と、
   前記第１ペアピーク調査部および前記第２ペアピーク調査部の調査結果により、前記ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができず、ピーク周波数のペアを生成することができない場合に、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を算出するターゲット距離・相対速度算出部と、を含み、
   前記ターゲット距離・相対速度算出部は、
   前記第２ペアピーク周波数推定部で推定された前記第２ペアの２つのピーク周波数が、前記ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出され、
   前記第１ペアピーク周波数推定部で推定された前記第１ペアの一方のピーク周波数が、前記ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出され、前記第１ペアの他方のピーク周波数がピーク周波数として抽出されていない場合に、
   前記第２ペアの２つのピーク周波数に基づいて、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を算出する
   ことを特徴とするレーダ装置。
3. ４つの変調区間を有する送信信号を送信波として放射する送信部と、
   前記送信波がターゲットで反射した反射波を受信信号として受信する受信部と、
   前記送信信号と前記受信信号とをミキシングしてビート信号を生成するミキシング部と、
   前記ビート信号に基づいて、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を算出するターゲット検出部と、を備え、
   前記ターゲット検出部は、
   周波数解析された前記ビート信号から、前記変調区間の各々におけるピーク周波数を抽出するピーク周波数抽出部と、
   前記ピーク周波数抽出部で抽出されたピーク周波数から、前記４つの変調区間のうち２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第１ペアを生成し、前記第１ペアの距離および相対速度をそれぞれ算出する第１ペア距離・相対速度算出部と、
   前記ピーク周波数抽出部で抽出されたピーク周波数から、上記２つの変調区間とは異なる２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第２ペアを生成し、前記第２ペアの距離および相対速度をそれぞれ算出する第２ペア距離・相対速度算出部と、
   前記第１ペアの距離および相対速度と前記第２ペアの距離および相対速度とがそれぞれ等しい場合に、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を確定するターゲット確定部と、
   前記ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができず、ピーク周波数のペアを生成することができない場合に、前記ターゲット確定部において前回のサイクルで確定された前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度に基づいて、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を推定するターゲット推定部と、を有し、
   前記ターゲット推定部は、
   前記ターゲット確定部において前回のサイクルで確定された前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度に基づいて、線形予測法を用いて、今回の距離および相対速度をそれぞれ推定する今回ターゲット距離・相対速度推定部と、
   前記今回ターゲット距離・相対速度推定部で推定された前記今回の距離および相対速度に基づいて、第１ペアの２つのピーク周波数を推定する第１ペアピーク周波数推定部と、
   前記今回ターゲット距離・相対速度推定部で推定された前記今回の距離および相対速度に基づいて、第２ペアの２つのピーク周波数を推定する第２ペアピーク周波数推定部と、
   前記第１ペアピーク周波数推定部で推定された前記第１ペアの２つのピーク周波数が、前記ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出されているか否かを調査する第１ペアピーク調査部と、
   前記第２ペアピーク周波数推定部で推定された前記第２ペアの２つのピーク周波数が、前記ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出されているか否かを調査する第２ペアピーク調査部と、
   前記第１ペアピーク調査部および前記第２ペアピーク調査部の調査結果により、前記ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができず、ピーク周波数のペアを生成することができない場合に、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を算出するターゲット距離・相対速度算出部と、を含み、
   前記ターゲット距離・相対速度算出部は、
   前記第１ペアピーク周波数推定部で推定された前記第１ペアの２つのピーク周波数が、前記ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出され、
   前記第２ペアピーク周波数推定部で推定された前記第２ペアの２つのピーク周波数が、ともにピーク周波数として抽出されていない場合に、
   前記第１ペアの２つのピーク周波数に基づいて、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を算出する
   ことを特徴とするレーダ装置。
4. ４つの変調区間を有する送信信号を送信波として放射する送信部と、
   前記送信波がターゲットで反射した反射波を受信信号として受信する受信部と、
   前記送信信号と前記受信信号とをミキシングしてビート信号を生成するミキシング部と、
   前記ビート信号に基づいて、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を算出するターゲット検出部と、を備え、
   前記ターゲット検出部は、
   周波数解析された前記ビート信号から、前記変調区間の各々におけるピーク周波数を抽出するピーク周波数抽出部と、
   前記ピーク周波数抽出部で抽出されたピーク周波数から、前記４つの変調区間のうち２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第１ペアを生成し、前記第１ペアの距離および相対速度をそれぞれ算出する第１ペア距離・相対速度算出部と、
   前記ピーク周波数抽出部で抽出されたピーク周波数から、上記２つの変調区間とは異なる２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第２ペアを生成し、前記第２ペアの距離および相対速度をそれぞれ算出する第２ペア距離・相対速度算出部と、
   前記第１ペアの距離および相対速度と前記第２ペアの距離および相対速度とがそれぞれ等しい場合に、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を確定するターゲット確定部と、
   前記ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができず、ピーク周波数のペアを生成することができない場合に、前記ターゲット確定部において前回のサイクルで確定された前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度に基づいて、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を推定するターゲット推定部と、を有し、
   前記ターゲット推定部は、
   前記ターゲット確定部において前回のサイクルで確定された前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度に基づいて、線形予測法を用いて、今回の距離および相対速度をそれぞれ推定する今回ターゲット距離・相対速度推定部と、
   前記今回ターゲット距離・相対速度推定部で推定された前記今回の距離および相対速度に基づいて、第１ペアの２つのピーク周波数を推定する第１ペアピーク周波数推定部と、
   前記今回ターゲット距離・相対速度推定部で推定された前記今回の距離および相対速度に基づいて、第２ペアの２つのピーク周波数を推定する第２ペアピーク周波数推定部と、
   前記第１ペアピーク周波数推定部で推定された前記第１ペアの２つのピーク周波数が、前記ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出されているか否かを調査する第１ペアピーク調査部と、
   前記第２ペアピーク周波数推定部で推定された前記第２ペアの２つのピーク周波数が、前記ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出されているか否かを調査する第２ペアピーク調査部と、
   前記第１ペアピーク調査部および前記第２ペアピーク調査部の調査結果により、前記ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができず、ピーク周波数のペアを生成することができない場合に、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を算出するターゲット距離・相対速度算出部と、を含み、
   前記ターゲット距離・相対速度算出部は、
   前記第２ペアピーク周波数推定部で推定された前記第２ペアの２つのピーク周波数が、前記ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出され、
   前記第１ペアピーク周波数推定部で推定された前記第１ペアの２つのピーク周波数が、ともにピーク周波数として抽出されていない場合に、
   前記第２ペアの２つのピーク周波数に基づいて、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を算出する
   ことを特徴とするレーダ装置。
5. ４つの変調区間を有する送信信号を送信波として放射する送信部と、
   前記送信波がターゲットで反射した反射波を受信信号として受信する受信部と、
   前記送信信号と前記受信信号とをミキシングしてビート信号を生成するミキシング部と、
   前記ビート信号に基づいて、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を算出するターゲット検出部と、を備え、
   前記ターゲット検出部は、
   周波数解析された前記ビート信号から、前記変調区間の各々におけるピーク周波数を抽出するピーク周波数抽出部と、
   前記ピーク周波数抽出部で抽出されたピーク周波数から、前記４つの変調区間のうち２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第１ペアを生成し、前記第１ペアの距離および相対速度をそれぞれ算出する第１ペア距離・相対速度算出部と、
   前記ピーク周波数抽出部で抽出されたピーク周波数から、上記２つの変調区間とは異なる２つの変調区間のピーク周波数をペアリングして第２ペアを生成し、前記第２ペアの距離および相対速度をそれぞれ算出する第２ペア距離・相対速度算出部と、
   前記第１ペアの距離および相対速度と前記第２ペアの距離および相対速度とがそれぞれ等しい場合に、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を確定するターゲット確定部と、
   前記ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができず、ピーク周波数のペアを生成することができない場合に、前記ターゲット確定部において前回のサイクルで確定された前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度に基づいて、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を推定するターゲット推定部と、を有し、
   前記ターゲット推定部は、
   前記ターゲット確定部において前回のサイクルで確定された前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度に基づいて、線形予測法を用いて、今回の距離および相対速度をそれぞれ推定する今回ターゲット距離・相対速度推定部と、
   前記今回ターゲット距離・相対速度推定部で推定された前記今回の距離および相対速度に基づいて、第１ペアの２つのピーク周波数を推定する第１ペアピーク周波数推定部と、
   前記今回ターゲット距離・相対速度推定部で推定された前記今回の距離および相対速度に基づいて、第２ペアの２つのピーク周波数を推定する第２ペアピーク周波数推定部と、
   前記第１ペアピーク周波数推定部で推定された前記第１ペアの２つのピーク周波数が、前記ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出されているか否かを調査する第１ペアピーク調査部と、
   前記第２ペアピーク周波数推定部で推定された前記第２ペアの２つのピーク周波数が、前記ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出されているか否かを調査する第２ペアピーク調査部と、
   前記第１ペアピーク調査部および前記第２ペアピーク調査部の調査結果により、前記ビート信号のピーク周波数のうち、少なくとも１つのピーク周波数を抽出することができず、ピーク周波数のペアを生成することができない場合に、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を算出するターゲット距離・相対速度算出部と、を含み、
   前記ターゲット距離・相対速度算出部は、
   前記第１ペアピーク周波数推定部で推定された前記第１ペアの一方のピーク周波数が、前記ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出され、前記第１ペアの他方のピーク周波数がピーク周波数として抽出されておらず、
   前記第２ペアピーク周波数推定部で推定された前記第２ペアの一方のピーク周波数が、前記ピーク周波数抽出部でピーク周波数として抽出され、前記第２ペアの他方のピーク周波数がピーク周波数として抽出されていない場合に、
   前記第１ペアの抽出されたピーク周波数と前記第２ペアの抽出されたピーク周波数とに基づいて、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を算出する
   ことを特徴とするレーダ装置。
6. 前記第１ペアピーク調査部および前記第２ペアピーク調査部は、前記第１ペアピーク周波数推定部または前記第２ペアピーク周波数推定部で推定されたピーク周波数と、前記ピーク周波数抽出部で抽出されたピーク周波数との差が所定範囲内である場合に、ピーク周波数として抽出されていると判定することを特徴とする請求項１から請求項５までの何れか１項に記載のレーダ装置。
7. 前記所定範囲は、０近傍であることを特徴とする請求項６に記載のレーダ装置。

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