(57)【要約】【課題】最小限のリソースで速度の分離精度を高めることの可能なレーダ信号処理装置を提供すること。【解決手段】受信信号に対してドプラフィルタ処理部２により粗くドプラフィルタ処理を施し、各フィルタバンクにおける信号強度を用いた重心計算により、強度分布のピーク位置を得る。そしてこのピーク位置から特定したフィルタバンクにつき最小限の周波数レンジで再度、高精細のドプラフィルタ処理を施す。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダ受信信号に対して規定の周波数レンジにわたり第１の分解能でドプラフィルタ処理を施す第１ドプラフィルタ処理手段と、
この第１ドプラフィルタ処理手段により形成されるフィルタバンクごとの信号強度分布を解析して、当該信号強度分布のピーク位置を含み前記周波数レンジよりも狭い周波数域の処理対象領域を特定する強度分布解析手段と、
この強度分布解析手段により特定された処理対象領域において、前記第１の分解能よりも高い第２の分解能によるドプラフィルタ処理を施す第２ドプラフィルタ処理手段とを具備することを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項２】
レーダ受信信号に対して規定の周波数レンジにわたり第１の分解能でドプラフィルタ処理を施し、
このドプラフィルタ処理により形成されるフィルタバンクごとの信号強度分布を解析し、
この解析の結果得られる前記信号強度分布のピーク位置を含み前記周波数レンジよりも狭い周波数域の処理対象領域を特定し、
この特定した処理対象領域において、前記第１の分解能よりも高い第２の分解能で次のドプラフィルタ処理を施すことを特徴とするレーダ信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、離散フーリエ変換（Discrete Fourier Transform：ＤＦＴ）技術を用いてドプラフィルタ処理を行うレーダ信号処理装置およびレーダ信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドプラフィルタ処理は、レーダ信号処理装置においては任意のドプラ速度の信号を抽出するために用いられる（例えば特許文献１〜３を参照）。この処理により、例えばドプラ速度を持たないグラウンドクラッタとドプラ速度を持つ航空機とを分離して抽出することができる。
【０００３】
一般にレーダ信号処理装置では、ドプラフィルタ処理に用いるＤＦＴ処理の周波数分解能は、処理対象の全周波数領域にわたり等間隔である。よってレーダ装置と目標（航空機など）とを結ぶ直線を半径とする円の接線方向に近い方向に運動する目標（正接目標）は、ドプラフィルタ処理ではグラウンドクラッタと同じドプラ速度成分に積み上げられ、グラウンドクラッタとの分離が困難になる問題がある。低速の船舶などと航空機とを分離するケースにおいても同様である。
【０００４】
船舶など速度の遅い目標とグラウンドクラッタとを分離するためには、ＤＦＴの周波数分解能を高くしなければならない。また一般に、速度の近い目標を分離するにもＤＦＴの周波数分解能を高くしなければならない。しかしながら既存の技術では、ＤＦＴの周波数分解能を高くするとプロセッサに高い処理能力と大容量のメモリが必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１４７６６号公報
【特許文献２】特開２００６−７８２７０号公報
【特許文献３】特開平１１−２２３６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上述べたように既存のレーダ信号処理技術では、目標の分離精度の向上のためＤＦＴの周波数分解能を高めようとすると、高い周波数分解能を必要としない周波数領域までも分解能を上げざるを得ない。このため多くのリソースを消費し、またコスト増も招くという不具合がある。
【０００７】
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、最小限のリソースで速度の分離精度を高めることの可能なレーダ信号処理装置およびレーダ信号処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためにこの発明の一態様によれば、レーダ受信信号に対して規定の周波数レンジにわたり第１の分解能でドプラフィルタ処理を施す第１ドプラフィルタ処理手段と、この第１ドプラフィルタ処理手段により形成されるフィルタバンクごとの信号強度分布を解析して、当該信号強度分布のピーク位置を含み前記周波数レンジよりも狭い周波数域の処理対象領域を特定する強度分布解析手段と、この強度分布解析手段により特定された処理対象領域において、前記第１の分解能よりも高い第２の分解能によるドプラフィルタ処理を施す第２ドプラフィルタ処理手段とを具備することを特徴とするレーダ信号処理装置が提供される。
【０００９】
このような手段を講じることにより、第１ドプラフィルタ処理手段により第１の分解能のもとで複数のフィルタバンクが形成され、各フィルタバンクにおける信号強度が取得される。ここではレーダ受信信号をカバーし得る最大限の周波数帯域を対象とする。そして強度分布解析手段により、信号強度分布のピーク位置を含む、より狭い範囲での周波数帯域が特定される。さらに、この特定された帯域を対象として、より構成度のドプラフィルタ処理が第２ドプラフィルタ処理手段により実施される。
【００１０】
このようにすることで、全ての周波数帯域にわたり高精度のドプラフィルタ処理を実施せずとも良く、その分、リソースの消費を低減できる。しかも、初回のドプラフィルタ処理により得た信号波形ピーク近傍に対しては高精度のフィルタ処理が実施されるので、精度が犠牲になることも無い。
【００１１】
すなわちレーダ信号処理装置のドプラフィルタ処理において、限定した周波数範囲に対して任意の通過周波数を持つフィルタを形成することが可能になる。よって必要に応じて周波数分解能の粗密を選択することが可能となり、プロセッサの処理時間、使用メモリ量を増加させることなく、近接するドプラ速度成分の複数の対象物の信号を分離することが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、最小限のリソースで速度の分離精度を高めることの可能なレーダ信号処理装置およびレーダ信号処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明に係わるレーダ信号処理装置の実施の形態を示す機能ブロック図。
【図２】強度分布解析処理部３に与えられるドプラフィルタ処理部２の処理結果の一例を示す図。
【図３】図２のフィルタバンク３〜４につき再分割数Ｍ＝４として再度ドプラフィルタ処理を施して得た結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、この発明に係わるレーダ信号処理装置の実施の形態を示す機能ブロック図である。図１において、アンテナ１０で捕捉されアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ変換器）２０でディジタル変換された受信信号はパルス圧縮処理部１でパルス圧縮されたのち、ドプラフィルタ処理部２に出力される。ドプラフィルタ処理部２はパルス圧縮後の受信信号データに対し次式（１）に基づいてＤＦＴ処理を行い、ドプラフィルタバンクごとの信号強度を算出する。  
【数１】
2010210415.tif 000003
【００１５】
ここでは、ＤＦＴの周波数分解能は、フィルタバンクごとの信号強度分布を大まかに把握できる程度で十分である。これにより、ＤＦＴ処理に要するリソースを節約することができる。次式（２）に示すように、データ番号ｋに対応する回転因子Ｗ（ｋ）を導入すると、Ｗ（ｋ）は式（３）および式（４）に示すように基準値Ｗ１のべき乗で表すことができる。
【数２】
2010210415.tif 000004
【００１６】
【数３】
2010210415.tif 000005
【００１７】
式（４）を式（１）に当てはめると、ドプラフィルタバンク（ｋ）におけるＤＦＴ信号強度ｆ（ｋ）を式（５）で表すことができる。ここで、回転因子の周期性からｐｋ＋１＝ｐｋとなる。
【数４】
2010210415.tif 000006
【００１８】
さて、強度分布解析処理部３は、ドプラフィルタ処理部２からの処理結果をもとに、分解能を高めたドプラフィルタ処理（精細ドプラフィルタ処理）を再度実施すべきか否かを決定する。精細ドプラフィルタ処理を実施することを判断すると、強度分布解析処理部３はその処理対象とするフィルタバンク範囲も併せて決定する。
【００１９】
図２は、強度分布解析処理部３に与えられるドプラフィルタ処理部２の処理結果の一例を示す図である。式（１）のもとで、例えば周波数分割数を８（式（１）でＮ＝８）とすると、８つのフィルタバンクごとの信号強度が得られる。各信号強度を用いて重心演算を施して得られる信号強度のピーク位置を図中点線で示し、この速度の近傍に目標が存在することがわかる。強度分布解析処理部３はこのピークの値とその近傍のフィルタバンク番号とを参照して、精細ドプラフィルタ処理の可否とフィルタバンク範囲を特定する。
【００２０】
図２においてはフィルタバンク４の近傍に信号強度ピークがあり、その推定値は３．８と見積もれる。そこで強度分布解析処理部３は、フィルタバンク３〜４を範囲として精細ドプラフィルタ処理を実施することを決定し、そのことを後段の精細ドプラフィルタ処理部４ａ、４ｂに指示する。
【００２１】
精細ドプラフィルタ処理部４ａ，４ｂは、指示されたフィルタバンク範囲について、式（６）〜（８）を用いて再度ドプラフィルタ処理を施す。  
【数５】
2010210415.tif 000007
【００２２】
すなわち強度分布解析処理部３はフィルタバンク３〜４に対する精細ドプラフィルタ処理を指示し、これは式（６）〜（８）においてｋ’＝３とすることに相当する。精細ドプラフィルタ処理部４ａ，４ｂは、強度分布解析処理部３から指示された再処理対象のフィルタバンク範囲（ｋ’〜ｋ’＋１）に対し、式（６）〜（８）を用いて再度、ドプラフィルタ処理を実施する。
【００２３】
図３は、図２のフィルタバンク３〜４につき再分割数Ｍ＝４として再度ドプラフィルタ処理を施して得た結果を示す図である。式（６）〜（８）によれば、指定した範囲につき分割数Ｎ×ＭでＤＦＴを実施することが可能となる。図３によれば強度分布解析処理部３で推定したフィルタバンク３．８に最も近いフィルタバンク３．７５においてピークを生じており、ドプラフィルタ処理部２の単独での処理結果よりも大きな信号強度を得ることができる。なお、同様の処理をｋ‘＝７または、ｋ’＝０に対して行えば、固定の対象物と低速で移動するもの、例えば自動車や船舶を分離することにも応用可能である。
【００２４】
精細ドプラフィルタ処理部４ａ，４ｂで得られたドプラフィルタ処理の結果は、それぞれ目標ＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）処理部５ａ、低速目標ＣＦＡＲ処理部５ｂに与えられる。そのうえでＣＦＡＲ処理を施され、その処理結果はそれぞれ目標検出処理部６ａ、船舶判定処理部６ｂに与えられる。目標検出処理部６ａ、船舶判定処理部６ｂはしきい値判定などにより目標検出結果、船舶判定結果を得る。
【００２５】
以上説明したようにこの実施形態では、受信信号に対してドプラフィルタ処理部２により粗くドプラフィルタ処理を施し、各フィルタバンクにおける信号強度を用いた重心計算により、強度分布のピーク位置を得る。そしてこのピーク位置から特定したフィルタバンクにつき最小限の周波数レンジで再度、高精細のドプラフィルタ処理を施すようにした。このように、精度を高めるべきフィルタバンク範囲を特定し、そのうえで精細なドプラフィルタ処理を実施するようにしているので、最小限のリソースで速度の分離精度を高めることの可能なレーダ信号処理装置およびレーダ信号処理方法を提供することが可能となる。
【００２６】
なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１…パルス圧縮処理部、２…ドプラフィルタ処理部２、３…強度分布解析処理部、４…精細ドプラフィルタ処理部、５…目標ＣＦＡＲ処理部、６…目標検出処理部、７…低速目標ＣＦＡＲ処理部、８…船舶判定処理部、１０…アンテナ、２０…アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器
【図１】
2010210415.tif 000008
【図２】
2010210415.tif 000009
【図３】
2010210415.tif 000010