(57)【要約】【課題】角度方向にピークサーチすることなく、測角処理を１次元毎に行う角度高分解能の測角処理機能を適用し、複数の目標の方向を特定することができる目標検出装置を実現することにある。【解決手段】本実施形態の目標検出装置は、複数のアンテナ素子を含むアレイアンテナと、検出処理器と、測角処理器とを備えている。前記検出処理器は、前記複数のアンテナ素子から出力される各受信信号の合成信号に基づいて、単一又は複数の目標を検出する。前記測角処理器は、角度方向にピークサーチすることなく、１次元毎に行う角度高分解能の測角処理を実行して、前記検出処理器により検出された目標の方向を測角する。前記測角処理器は、測角結果に基づいて複数の仮目標を設定する処理と、前記複数の仮目標の方向にビーム走査して、各仮目標の方向に対応する合成信号を算出する処理と、前記各仮目標の方向に対応する合成信号の振幅値に基づいて、実際の目標の方向を確定する処理とを実行する。【選択図】図２
2020193940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ素子を含むアレイアンテナと、
前記複数のアンテナ素子から出力される各受信信号の合成信号に基づいて、単一又は複数の目標を検出する検出処理器と、
角度方向にピークサーチすることなく、１次元毎に行う角度高分解能の測角処理を実行して、前記検出処理器により検出された目標の方向を測角する測角処理器と、
を含み、
前記測角処理器は、
測角結果に基づいて複数の仮目標を設定する処理と、
前記複数の仮目標の方向にビーム走査して、各仮目標の方向に対応する合成信号を算出する処理と、
前記各仮目標の方向に対応する合成信号の振幅値に基づいて、実際の目標の方向を確定する処理と、
を実行する、目標検出装置。
【請求項２】
前記アレイアンテナは、各アンテナ素子が方位軸及び迎角軸のそれぞれの方向に配置される構成であり、
前記測角処理器は、
各アンテナ素子の受信信号を加算して、方位軸及び迎角軸のそれぞれに対応する合成信号を算出し、当該合成信号を使用して各軸の測角処理を実行する、請求項１に記載の目標検出装置。
【請求項３】
前記測角処理器は、
前記測角処理として、Root-ＭＵＳＩＣ法による各軸の測角処理を実行する、請求項２に記載の目標検出装置。
【請求項４】
前記測角処理器は、
前記各軸の測角処理の測角結果に基づいて、複数の目標の方向を算出した場合に、前記複数の仮目標を設定する処理を実行する、請求項２又は３に記載の目標検出装置。
【請求項５】
前記測角処理器は、
前記各軸の測角処理の測角結果に基づいて、単一の目標の方向を算出した場合には、当該目標の方向を確定する、請求項２又は３に記載の目標検出装置。
【請求項６】
前記測角処理器は、
前記各仮目標の方向に対応する合成信号の各振幅値を比較し、
前記各振幅値の比較結果から、相対的に高い振幅値を示す複数の目標の方向を確定する、請求項１から５のいずれか１項に記載の目標検出装置。
【請求項７】
前記測角処理器は、
前記複数の仮目標の方向にビーム走査を実行できない場合に、第１回目の測角処理と第２回目の測角処理を分離して実行し、
前記第１回目の測角処理として、各アンテナ素子の受信信号を加算して、方位軸及び迎角軸のそれぞれに対応する合成信号を算出し、当該合成信号を使用して各軸の測角処理を実行し、
前記第２回目の測角処理として、前記第１回目の測角処理の処理結果から複数の目標が存在する場合に、前記複数の仮目標の方向にビーム走査して、各仮目標の方向に対応する合成信号を算出する処理、及び前記各仮目標の方向に対応する合成信号の振幅値に基づいて、実際の目標の方向を確定する処理を実行する、請求項１に記載の目標検出装置。
【請求項８】
複数のアンテナ素子を含むアレイアンテナを含む目標検出装置に適用する目標検出方法であって、
前記複数のアンテナ素子から出力される各受信信号の合成信号に基づいて、単一又は複数の目標を検出する処理と、
角度方向にピークサーチすることなく、１次元毎に行う角度高分解能の測角処理を実行して、前記検出処理器により検出された目標の方向を測角する測角処理と、
を含み、
前記測角処理は、
測角結果に基づいて複数の仮目標を設定する処理と、
前記複数の仮目標の方向にビーム走査して、各仮目標の方向に対応する合成信号を算出する処理と、
前記各仮目標の方向に対応する合成信号の振幅値に基づいて、実際の目標の方向を確定する処理と、
を含む、目標検出方法。
【請求項９】
前記アレイアンテナは、各アンテナ素子が方位軸及び迎角軸のそれぞれの方向に配置される構成であり、
前記測角処理は、
各アンテナ素子の受信信号を加算して、方位軸及び迎角軸のそれぞれに対応する合成信号を算出し、当該合成信号を使用して各軸の測角処理を実行する、請求項８に記載の目標検出方法。
【請求項１０】
前記測角処理を、前記複数の仮目標の方向にビーム走査を実行できない場合に、第１回目の測角処理と第２回目の測角処理を分離して実行し、
前記第１回目の測角処理として、各アンテナ素子の受信信号を加算して、方位軸及び迎角軸のそれぞれに対応する合成信号を算出し、当該合成信号を使用して各軸の測角処理を実行し、
前記第２回目の測角処理として、前記第１回目の測角処理の処理結果から複数の目標が存在する場合に、前記複数の仮目標の方向にビーム走査して、各仮目標の方向に対応する合成信号を算出する処理、及び前記各仮目標の方向に対応する合成信号の振幅値に基づいて、実際の目標の方向を確定する処理を実行する、請求項８に記載の目標検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、例えば飛翔体に搭載される目標検出装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、飛翔体等に搭載されて、電波を使用して目標を検出する電波シーカ（radio wave seeker）と呼ばれる目標検出装置は、レーダ機能を利用して、複数の目標（例えば航空機）の方向や距離を検出する。当該目標検出装置は、飛翔体に搭載するため、小型化の観点から簡素な構造である。さらに、飛翔体を目標の方向に飛翔させるための制御を迅速に行うため、目標検出に伴う観測時間の短縮化が要求される。
【０００３】
目標検出装置は、目標の方向を算出するための測角処理機能を含む。測角処理機能では、角度分解能を向上させるために、例えば、ＭＵＳＩＣ（multiple Signal Classification）法と呼ばれる技術が周知である。ＭＵＳＩＣ法は、角度方向にピークサーチして評価関数を計算し、評価関数値の大きい点を目標とするが、角度分解能を上げるためにはサーチする点数が増え、計算量も比例して増大する。特に、２次元（ＡＺ方向及びＥＬ方向）の角度を求めるためには計算量が２乗で増えるため、計算に要する時間がさらにかかる。
【０００４】
近年では、ＭＵＳＩＣ法に対して、角度方向にピークサーチすることなく、数値計算（多次元方程式を解く）により、角度高分解能の測角処理機能を実現できるRoot-ＭＵＳＩＣ法がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】菊間、「アレーアンテナによる適応信号処理」、科学技術出版、第１０章〜第１３章、２００４年発行
【非特許文献２】BHASKAR D.RAO, and K.V.S HARI, "Performance Analysis of Root-MUSIC", IEEE Trans. on Acoustics, Speech, and Signal Processing, Vol.37, No.12, December 1989.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
目標検出装置の測角処理機能として、Root-ＭＵＳＩＣ法を適用すれば、角度方向にサーチする処理が不要にできるため、相対的に処理時間の短縮化を図ることが可能である。しかし、測角処理を１次元毎に行うことになるため、複数の目標が存在する場合、各目標の方向を確定できない。
【０００７】
そこで、本実施形態の目的は、角度方向にピークサーチすることなく、測角処理を１次元毎に行う角度高分解能の測角処理機能を適用し、複数の目標の方向を確定できる目標検出装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態の目標検出装置は、複数のアンテナ素子を含むアレイアンテナと、検出処理器と、測角処理器とを備えている。前記検出処理器は、前記複数のアンテナ素子から出力される各受信信号の合成信号に基づいて、単一又は複数の目標を検出する。前記測角処理器は、角度方向にピークサーチすることなく、１次元毎に行う角度高分解能の測角処理を実行して、前記検出処理器により検出された目標の方向を測角する。前記測角処理器は、測角結果に基づいて複数の仮目標を設定する処理と、前記複数の仮目標の方向にビーム走査して、各仮目標の方向に対応する合成信号を算出する処理と、前記各仮目標の方向に対応する合成信号の振幅値に基づいて、実際の目標の方向を確定する処理とを実行する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に関する目標検出装置を搭載した飛翔体の構成を示すブロック図。
【図２】実施形態に関する目標検出装置の構成を示すブロック図。
【図３】実施形態に関する測角処理器の構成を示すブロック図。
【図４】実施形態に関するアンテナ素子の配置関係を説明するための図。
【図５】実施形態に関する測角処理を説明するためのフローチャート。
【図６】実施形態における測角処理においてサブアレイ信号の生成処理を説明するための図。
【図７】実施形態における測角処理の測角結果を説明するための図。
【図８】実施形態における測角処理において仮目標方向の位置関係を説明するための図。
【図９】実施形態における測角処理において目標の方向を確定するための処理を説明するための図。
【図１０】実施形態の変形例に関する目標検出装置の構成を示すブロック図。
【図１１】変形例に関する測角処理を説明するためのフローチャート。
【図１２】変形例に関する測角処理を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下図面を参照して、実施形態を説明する。
［システム構成］
図１は、本実施形態の目標検出装置（電波シーカ）４を搭載した飛翔体１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、飛翔体１は、目標（例えば航空機）６の方向へ飛翔するための誘導信号を出力する誘導装置２と、当該誘導信号に従って目標６の方向へ誘導するために飛翔体１の姿勢制御を実行する操舵装置３とを含む。
【００１１】
誘導装置２は、レーダ機能を利用して目標６を検出する目標検出装置４と、誘導信号を生成する目標追随装置５とを含む。目標追随装置５は、目標検出装置４により検出された目標６の方向及び目標６までの距離に基づいて、当該誘導信号を生成して操舵装置３に出力する。
【００１２】
図２は、目標検出装置４の構成を示すブロック図である。図２に示すように、目標検出装置４は、アレイアンテナ１０と、アンテナ制御器１３と、送信器１４と、受信器１５と、Ａ／Ｄ変換器１６と、検出処理器１７と、測角処理器１８とを含む。検出処理器１７及び測角処理器１８はそれぞれ、コンピュータのソフトウェア及びハードウェアにより実現される構成でもよい。
【００１３】
アレイアンテナ１０は、複数（Ｎ個）のアンテナユニット１０(1)〜１０(N)から構成される。各アンテナユニット１０(1)〜１０(N)はそれぞれ、アンテナ素子１１及びサーキュレータ１２を含む。アンテナ素子１１は、目標６の方向へ電波（送信波）を送信し、目標６からの電波（反射波６０）を受信する。サーキュレータ１２は送受信される電波の入出力を分離する回路であり、送信器１４からの送信波をアンテナ素子１１に送出する。また、サーキュレータ１２は、アンテナ素子１１により受信される受信波を受信器１５に送出する。
【００１４】
図４は、アレイアンテナ１０に含まれる各アンテナ素子１１の配置関係を示す図である。図４に示すように、Ｎ個のアンテナ素子１１は、ＥＬ方向（仰角軸：elevation）にＮａ個及びＡＺ方向（方位軸：azimuth）にＮｂ個を有する「Ｎ＝Ｎａ×Ｎｂ」で構成される。
【００１５】
図２に戻って、アンテナ制御器１３は、測角処理器１８からの測角結果に基づいて、
送信器１４及びアレイアンテナ１０に対して送信波の方向を指示する。送信器１４は、電波（送信波）を生成して、アレイアンテナ１０に含まれる各アンテナ素子１１に送出する。受信器１５は、アレイアンテナ１０に含まれる各アンテナ素子１１により受信される、目標６からの電波（反射波）を受信（検波）する。
【００１６】
Ａ／Ｄ変換器１６は、受信器１５により受信した信号をデジタル信号に変換する。検出処理器１７は、Ａ／Ｄ変換器１６から出力されるデジタル信号に基づいて、目標６までの距離を算出し、当該目標６を検出する。測角処理器１８は、検出処理器１７の検出結果に基づいて、目標の方向および個数を算出し、さらに、次回の送信波の方向をアンテナ制御器１３に指示する。
【００１７】
図３は、測角処理器１８の内部構成を示す図である。図３に示すように、測角処理器１８は、目標６の方向を求めるための角度計算処理部３０、ビーム走査部３１及び振幅判定処理部３２を含む。角度計算処理部３０は、後述するように、検出処理器１７の検出結果に基づいて、Root-ＭＵＳＩＣ法による測角処理を実行する。ここで、Root-ＭＵＳＩＣ法は、角度方向にピークサーチすることなく、１次元毎の測角処理を実行する角度高分解能の測角処理機能を実現できる。ビーム走査部３１は、ＤＢＦ(Digital Beam Forming)によるビーム走査を実行する。振幅判定処理部３２は、ビーム走査結果に基づいて、角度計算処理部３０により算出される複数の目標の方向から、実際の目標の方向を確定する。
［目標検出処理］
以下、図５から図９を参照して、本実施形態の目標検出装置４の動作を説明する。先ず、目標検出装置４では、アンテナ制御器１３は、送信のタイミングを送信器１４に送出し、送信波の方向をアレイアンテナ１０に指示する。送信器１４は、送信波（電波）を生成して、アレイアンテナ１０に送出する。アレイアンテナ１０は、送信器１４からの送信波を、サーキュレータ１４を介して、各アンテナ素子１１から目標６の方向へ送信する。
【００１８】
次に、目標検出装置４では、目標６からの反射波を、アレイアンテナ１０で受信する。即ち、各アンテナ素子１１は、受信した受信波（反射波）を、サーキュレータ１４を介して受信器１５に送出する。受信器１５は、受信波を検波（受信処理）し、Ａ／Ｄ変換器１６に出力する。Ａ／Ｄ変換器１６は、受信器１５により受信した信号をデジタル信号に変換し、検出処理器１７に送出する。
【００１９】
検出処理器１７は、Ｎ本の各アンテナ素子１１からの受信信号（デジタル信号）に基づいて目標６を検出する。具体的には、検出処理器１７は、各アンテナ素子１１の受信信号である各デジタル信号を加算して合成信号（Σ信号）を生成し、当該Σ信号の振幅値の大きさから目標の有無を判断する。なお、検出処理器１７は、各アンテナ素子１１のデジタル信号に対して振幅調整演算及び可変移相演算を実行し、可変移相の位相が一致して加算した合成出力をΣ信号として生成する。検出処理器１７は、各アンテナ素子１１のデジタル信号に基づいて、検出した単一又は複数の目標までの距離も算出する。
【００２０】
測角処理器１８は、検出処理器１７の検出結果に基づいて、複数の目標が検出されたことを前提として、角度高分解能機能を実現できるRoot-ＭＵＳＩＣ法による測角処理を実行して、複数の目標の方向を算出する。以下、図５のフローチャートを参照して、測角処理器１８による測角処理を説明する。
【００２１】
図５に示すように、先ず、測角処理器１８は、検出処理器１７の処理結果から、複数の目標までの距離レンジを選択し、測角処理に必要なデジタル信号を抽出する（Ｓ１）。次に、測角処理器１８は、図３に示す角度計算処理部３０の入力となるサブアレイ信号（合成信号）を生成する（Ｓ２）。図６は、サブアレイ信号の生成処理を説明するための図である。図６に示すように、測角処理器１８は、各アンテナ素子１１に対応するデジタル信号を抽出して、ＡＺ軸に対しては、Ｎｂ個のアンテナ素子１１のデジタル信号を加算し、Ｎａ個のサブアレイ信号を生成する。同様に、ＥＬ軸に対しては、Ｎａ個のアンテナ素子１１のデジタル信号を加算し、Ｎｂ個のサブアレイ信号を生成する。
【００２２】
測角処理器１８は、ＡＺ軸及びＥＬ軸のそれぞれで、角度高分解能処理であるRoot-MUSIC法による測角処理を実行する（Ｓ３）。即ち、角度計算処理部３０は、Ｎａ個のサブアレイ信号を入力してＡＺ軸に対する測角処理を実行し、Ｎｂ個のサブアレイ信号を入力してＥＬ軸に対する測角処理を実行する。
【００２３】
測角処理器１８は、複数の目標が存在する場合には、各目標の方向を測角結果として算出する。図７は、具体例として、２個の目標１及び目標２を検出した場合に（Ｓ４のＹＥＳ）、測角処理器１８の測角結果を示す。即ち、送信ビームの方向がAZ0、EL0で、各目標１、目標２において、目標１の角度をAZ1、EL1、目標２の角度をAZ2、EL2とすると、角度計算処理部３０は、測角結果としてはＡＺ軸としては角度AZ1、AZ2を算出し、ＥＬ軸としては角度EL1、EL2を算出する。
【００２４】
測角処理器１８は、当該測角結果から２個の目標１、２を検出したことを認識できる。しかし、各目標の測角値はAZ1、AZ2とEL1、EL2から４通りが考えられるため、実際の目標１、２の方向を確定できない。図８は、４通りの目標の方向を、仮目標１〜４の方向としたときの位置関係を示す図である。
【００２５】
ここで、測角処理器１８は、ＡＺ軸及びＥＬ軸のいずれかの目標の個数が１の場合（即ち、同じ角度値を持つ場合）は、目標の方向を確定できるため、Ｓ５、Ｓ６の処理を実行しない（Ｓ４のＮＯ）。一方、測角処理器１８は、ＡＺ軸及びＥＬ軸のいずれも目標の個数が２であれば（Ｓ４のＹＥＳ）、各目標の方向を確定するための処理を実行する（Ｓ５、Ｓ６）。
【００２６】
測角処理器１８では、角度計算処理部３０の処理結果に基づいて、図８に示すような仮目標１〜４を設定し、ビーム走査部３１は、当該４つの仮目標方向にＤＢＦ(Digital Beam Forming)によるビーム走査を実行する（Ｓ５）。具体的には、それぞれの仮目標１〜４の方向にビームを向けるための位相量を、図４の各アンテナ素子１１のデジタル信号に加算した上で、全アンテナ素子１１のデジタル信号を加算して、仮目標１〜４の方向のそれぞれのΣ信号を求める。
【００２７】
ここで、図９は、仮目標方向とビーム走査する方向（AZ3、AZ4およびEL3、EL4）の関係を示す。即ち、ビーム走査する方向は、仮目標方向そのものではなく、少しずらした方向とすることで、他の仮目標の成分が入らないようにする。ずらす量は、アンテナのビーム幅が既知であるため、ビーム幅と仮目標間の間隔を考慮して設定する。ビーム走査する方向を少しずらすことで、Σ信号の振幅が少し小さくなるが、もともとRoot-MUSIC法の入力デジタル信号はサブアレイ単位（Ｎａ個またはＮｂ個の合成）である。Σ信号は、全素子（Ｎ個）の合成のため、サブアレイ単位の信号の方が、Σ信号よりも振幅が小さい。それでも、測角可能な振幅がある状態を前提としているため、Σ信号は十分大きい振幅を持っている。従って、ビーム走査する方向を少しずらすことにより、Σ信号の振幅の減少があっても目標を検出することは可能である。
【００２８】
次に、測角処理器１８では、振幅判定処理部３２は、ビーム走査結果であるΣ信号の振幅に基づいて、角度計算処理部３０により設定される仮目標１〜４から、実際の目標の方向を確定する（Ｓ６）。即ち、振幅判定処理部３２は、４つの仮目標方向の各Σ信号の振幅を比較する。４つの仮目標方向のうち、２つは実際の目標がないため、目標のある２方向に比べて振幅が低くなる。これを利用して、振幅判定処理部３２は、目標のある２方向を確定する。
【００２９】
さらに、測角処理器１８は、次回のビームの送信方向をアンテナ制御器１３に指示する（Ｓ７）。ビームの送信方向としては、２目標に対しては、例えば２目標の中間となる方向や、優先度の高い方の目標の方向を指示する。なお、次回の観測からは、ＡＺ軸、ＥＬ軸の組み合わせが確定しているので、前述のＳ４〜Ｓ６の処理を行う必要はなくなる。
【００３０】
以上のように本実施形態によれば、検出処理器１７により、各アンテナ素子１１からの受信信号（デジタル信号）を加算して合成信号（Σ信号）を生成し、当該Σ信号の振幅値に基づいて単一又は複数の目標を検出する。次に、測角処理器１８により、検出処理器１７の検出結果に基づいて、角度高分解能機能を実現できるRoot-ＭＵＳＩＣ法による測角処理を実行して、複数の目標の方向を算出する。この場合、目標の個数および方向を１次元毎に求め、同じ受信信号からＤＢＦによるビーム走査と振幅判定により、１次元毎に求めた目標の方向の組み合わせを確定して、２次元の目標方向を確定することができる。
［変形例］
図１０は、本実施形態の変形例に関する目標検出装置４の構成を示すブロック図である。なお、本変形例の目標検出装置４も、図１に示すように、飛翔体１に搭載されている。
【００３１】
図１０に示すように、本変形例の目標検出装置４は、アレイアンテナ１０に含まれるＮ本の各アンテナ素子１１により受信される、目標６からの電波（反射波）を入力する合成器１９を含む。合成器１９は、前述の本実施形態におけるサブアレイ信号の生成処理を実行する（図５のＳ２を参照）。
【００３２】
合成器１９は、前述したように、ＡＺ軸に対しては、Ｎｂ個のアンテナ素子１１の受信波（アナログ信号）を合成して、Ｎａ個のサブアレイ信号を生成する。同様に、ＥＬ軸に対しては、Ｎａ個のアンテナ素子１１の受信波を合成して、Ｎｂ個のサブアレイ信号を生成する。即ち、合成器１９は、「Ｎａ＋Ｎｂ」個のサブアレイ信号を生成して、受信器１５に出力する。
【００３３】
受信器１５は、合成器１９からのサブアレイ信号を検波し、Ａ／Ｄ変換器１６に出力する。Ａ／Ｄ変換器１６は、「Ｎａ＋Ｎｂ」個のサブアレイ信号をデジタル信号に変換して、検出処理器１７に出力する。なお、他の構成は、図２に示すような本実施形態の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００３４】
本変形例の構成であれば、受信器１５及びＡ／Ｄ変換器１６の回路数を削減できる。即ち、図２に示すような本実施形態の構成では、Ｎ個の受信器１５及びＡ／Ｄ変換器１６が必要となる。これに対して、本変形例の構成であれば、受信器１５及びＡ／Ｄ変換器１６はそれぞれ「Ｎａ＋Ｎｂ」個でよいため、当該回路数を削減できる。
【００３５】
以下、図１１及び図１２を参照して、本変形例の測角処理器１８による測角処理を説明する。
【００３６】
図１１に示すように、本変形例の測角処理は、２回（ｔ回目、ｔ+１回目）に跨って実行される。即ち、処理Ｓ１１〜Ｓ１５は、第１回目（ｔ回目）の処理に含まれる。また、処理Ｓ１６〜Ｓ２１は、第２回目（ｔ＋１回目）の処理に含まれる。
【００３７】
ここで、前述した本実施形態の測角処理では、デジタル信号の演算のみで４つの仮目標方向にビーム走査を行うことができる。一方、本変形例の測角処理では、サブアレイがＡＺ方向に１列、ＥＬ方向に１列しかない。また、ＡＺ方向のサブアレイでは、ＡＺ方向のみしかデジタル信号の演算でビーム走査ができず、ＥＬ方向のサブアレイではＥＬ方向のみしかデジタル信号の演算でビーム走査ができない。従って、本変形例の測角処理は、４つの仮目標方向にビーム走査ができないため、２回に跨って実行されることが必要となる。
【００３８】
具体的には、本変形例の測角処理では、第１回目（ｔ回目）の処理として、処理Ｓ１１は、図５に示す処理Ｓ１と同様である。即ち、測角処理器１８は、検出処理器１７の処理結果から、複数の目標までの距離レンジを選択し、測角処理に必要なデジタル信号を抽出する（Ｓ１１）。
【００３９】
次に、処理Ｓ１２、１３は、図５に示す処理Ｓ３，４と同様である。即ち、測角処理器１８は、ＡＺ軸及びＥＬ軸のそれぞれで、Root-MUSIC法による測角処理を実行する（Ｓ１２）。測角処理器１８は、複数の目標（目標数が２）が存在する場合には、各目標の方向を測角結果として算出する（Ｓ１３のＹＥＳ）。
【００４０】
ここで、測角処理器１８は、ＡＺ軸及びＥＬ軸のいずれかの目標の個数が１の場合（即ち、同じ角度値を持つ場合）は（Ｓ１３のＮＯ）、目標の方向を確定できるため、次回のビームの送信方向をアンテナ制御器１３に指示するだけで（Ｓ１４）、第２回目（ｔ＋１回目）の処理を実行しない。
【００４１】
測角処理器１８は、ＡＺ軸及びＥＬ軸のいずれも目標の個数が２であれば（Ｓ１３のＹＥＳ）、４つの仮目標１〜４の方向に走査するためと、次回（ｔ＋１回目）のビームの送信方向をアンテナ制御器１３に指示する（Ｓ１５）。具体的には、測角処理器１８は、図１２に示すように、４つの仮目標１〜４の方向に走査するために、仮目標方向の送信ビーム１、２の方向（AZ3,EL0)、(AZ4,EL0)をアンテナ制御器１３に指示する。
【００４２】
アンテナ制御器１３がビームの送信方向の指示を受けることで、第２回目（ｔ+１回目）の処理では、仮目標方向の送信ビーム方向と次回のビームの送信方向のそれぞれについて、時系列で電波の送受信が実行されて、受信波およびデジタル信号を取得する。この場合、２種類の方向に対して電波の送受信を行うため、送受信の時間がその分増加するが、仮目標方向の送信ビーム方向は、Σ信号により検出できる振幅が得られればよいので、次回のビームの送信方向の受信波よりも短い観測時間に抑えることができる。
【００４３】
測角処理器１８は、第２回目（ｔ+１回目）の測角処理において、検出処理器１７の処理結果から、複数の目標までの距離レンジを選択し、仮目標方向の測角処理に必要なデジタル信号を抽出する（Ｓ１６）。測角処理器１８は、仮目標方向のデジタル信号を用いて、４つの仮目標方向にＤＢＦによるビーム走査を実行し、仮目標１〜４の方向のそれぞれのΣ信号を求める（Ｓ１７）具体的には、仮目標方向の送信ビーム方向１のデジタル信号から仮目標方向の受信ビーム方向１、３、仮目標方向の送信ビーム方向２のデジタル信号から仮目標方向の受信ビーム方向２、４にビームを向けるための位相量を各サブアレイのデジタル信号に加算したうえで、各サブアレイのデジタル信号を加算して、当該Σ信号を求める。
【００４４】
次に、測角処理器１８は、ビーム走査結果であるΣ信号の振幅に基づいて、仮目標１〜４から、実際の目標の２方向を確定する（Ｓ１８）。測角処理器１８は、検出処理器１７の処理結果から、処理Ｓ２０、Ｓ２１を実行するために、次回の送受信方向のデジタル信号を抽出する（Ｓ１９）。なお、処理Ｓ２０は、図５の処理Ｓ３と同様の処理である。また、処理Ｓ２１は、図５の処理Ｓ７と同様の処理である。
【００４５】
なお、第２回目（ｔ+１回目）の測角処理からは、ＡＺ軸、ＥＬ軸の組み合わせが確定しているので、測角結果から目標のいる２方向を確定することができる。ここで、処理Ｓ１５ではＡＺ方向にビーム走査を実行して、処理Ｓ１７においてＥＬ方向のビーム走査を実行しているが、入れ替えてもよい。即ち、処理Ｓ１５ではＥＬ方向にビーム走査を実行して、処理Ｓ１７においてＡＺ方向のビーム走査を実行してもよい。
【００４６】
以上のように本変形例によれば、受信信号のチャネル数を削減したハードウェア構成、即ち受信器１５及びＡ／Ｄ変換器１６の回路数を削減した場合でも、追加の観測を加えて測角処理を２回（ｔ回目、ｔ+１回目）に跨って実行することで、本実施形態と同様に２次元の目標方向を確定することができる。
【００４７】
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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
【符号の説明】
【００４８】
１…飛翔体、２…誘導装置、３…操舵装置、４…目標検出装置（電波シーカ）、
５…目標追随装置、６…目標、１０…アンテナユニット、１１…アンテナ素子、
１２…サーキュレータ、１３…アンテナ制御器、１４…送信器、１５…受信器、
１６…Ａ／Ｄ変換器、１７…検出処理器、１８…測角処理器、１９…合成器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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