(57)【要約】【課題】捜索時に素早く目標物を探知し、検定時に目標物までの距離を正確に測距することが可能なレーダ装置及びレーダ信号処理方法を提供する。【解決手段】まず、パルス信号生成部１０に対して高ＰＲＦを指定する。そして、高ＰＲＦに従って生成された変調パルス信号による反射波に対して、ＦＦＴ処理部７２でＦＦＴ処理を施すことによりクラッタ抑圧を行い、捜索処理部７３で目標物の捜索を行う。捜索処理部７３は、この捜索で目標物が探知された場合、この目標物のドップラ周波数に基づいて低ＰＲＦを選択する。続いて、パルス信号生成部１０に対して、選択された低ＰＲＦを指定する。そして、低ＰＲＦに従って生成された変調パルス信号による反射波に対して、ＭＴＩ処理部７４でクラッタ抑圧を行い、検定・追跡処理部７５で捜索処理部７３により探知された目標物の検定を行う。【選択図】      図１
2010281689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指定されたＰＲＦ（Pulse Repetition Frequency）に従って送信パルスを繰り返し生成する送信パルス生成手段と、
前記送信パルス生成部で生成された送信パルスを空間へ向けて送信し、目標により反射された反射パルスを受信する送受信手段と、
前記受信された反射パルスの導出を選択的に切り替える切替手段と、
前記切替手段から導出された反射パルスに含まれるクラッタ成分を除去し、当該信号に基づいて前記目標を捜索し、前記捜索で前記目標が探知された場合、前記目標のドップラ情報を取得し、前記ドップラ情報に基づいてＰＲＦ情報を生成する捜索手段と、
前記切替手段から導出された反射パルスに含まれるクラッタ成分を除去し、当該信号に基づいて前記捜索手段で探知された目標を検定する検定手段と、
前記送信パルス生成手段に対してＰＲＦを指定し、前記切替手段を切替制御する制御手段と
を具備し、
前記制御手段は、
初期状態では、前記反射パルスの処理に周波数アンビギュイティが発生しないが、レンジアンビギュイティが発生する高ＰＲＦを前記送信パルス生成手段に対して指定し、前記高ＰＲＦに従って生成された送信パルスによる反射パルスが前記捜索手段へ導出されるように前記切替手段を切り替え、
前記捜索手段で前記目標が探知されて前記ＰＲＦ情報が生成された場合、前記ＰＲＦ情報に基づいて、前記反射パルスの処理にレンジアンビギュイティが発生しないが周波数アンビギュイティが発生する低ＰＲＦを前記送信パルス生成手段に対して指定し、前記低ＰＲＦに従って生成された送信パルスによる反射パルスが前記検定手段へ導出されるように前記切替手段を切り替えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記捜索手段は、
前記高ＰＲＦに従って生成された送信パルスによる反射パルスに対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を行ってクラッタ成分を除去するＦＦＴ処理部と、
前記ＦＦＴ処理部からの信号に基づいて前記目標を捜索し、前記捜索で前記目標が探知された場合、前記目標のドップラ情報を取得し、前記ドップラ情報に基づいてＰＲＦ情報を生成する捜索処理部と
を備え、
前記検定手段は、
前記低ＰＲＦに従って生成された送信パルスによる反射パルスに対してＭＴＩ（Moving Target indicator）処理を行ってクラッタ成分を除去するＭＴＩ処理部と、
前記ＭＴＩ処理部からの信号に基づいて前記捜索手段で探知された目標の検定をする検定処理部と
を備えることを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記捜索手段は、前記目標が探知された場合、前記目標が探知された探知方向を前記制御手段へ通知し、
前記制御手段は、前記捜索手段から前記目標の探知方向が通知された場合、前記探知方向のみへ送信パルスを送信し、当該方向からの反射パルスを受信するように前記送受信手段を制御することを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記送受信手段による送信パルスの送信が予め設定された仰角以上である場合、
前記切替手段から導出された反射パルスに含まれるクラッタ成分を除去し、当該信号に基づいて前記目標を捜索し、前記捜索で前記目標が探知された場合、前記探知された目標の検定を行う捜索／検定手段をさらに具備し、
前記制御手段は、
前記反射パルスの処理にレンジアンビギュイティが発生しないが、周波数アンビギュイティが発生する低ＰＲＦを前記送信パルス生成手段に対して指定し、前記低ＰＲＦに従って生成された送信パルスによる反射パルスが前記捜索／検定手段へ導出されるように前記切替手段を切り替えることを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記制御手段は、初期状態では、複数種類の高ＰＲＦをサイクリックに切り替えて前記送信パルス生成手段に対して指定することを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記検定手段で検定された目標を追跡する追跡処理手段をさらに具備することを特徴とする請求項１又は４いずれか記載のレーダ装置。
【請求項７】
送信パルスが目標で反射されて発生する反射パルスに基づいて前記目標の捜索及び検定を行うレーダ装置に用いられるレーダ信号処理方法であって、
前記反射パルスの処理に周波数アンビギュイティが発生しないが、レンジアンビギュイティが発生する高ＰＲＦに従って前記送信パルスを生成し、
前記目標からの反射パルスにＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を行ってクラッタ成分を除去し、
前記ＦＦＴ処理によりクラッタ成分を除去した信号に基づいて前記目標を捜索し、
前記捜索で前記目標が探知された場合、前記目標のドップラ情報を取得し、前記ドップラ情報に基づいてＰＲＦ情報を生成し、
前記捜索で前記目標が探知されて前記ＰＲＦ情報が生成された場合、前記ＰＲＦ情報に基づいて、前記反射パルスの処理にレンジアンビギュイティが発生しないが周波数アンビギュイティが発生する低ＰＲＦを選定し、当該低ＰＲＦに従って前記送信パルスを生成し、
前記目標からの反射パルスにＭＴＩ（Moving Target indicator）処理を行ってクラッタ成分を除去し、
前記ＭＴＩ処理によりクラッタ成分を除去した信号に基づいて前記捜索で探知された目標の検定を行うことを特徴とするレーダ信号処理方法。
【請求項８】
前記捜索により前記目標が探知された場合、
前記低ＰＲＦに従って生成された送信パルスを、前記目標が探知された探知方向のみへ送信することを特徴とする請求項７記載のレーダ信号処理方法。
【請求項９】
前記送信パルスが予め設定された仰角以上の方向へ送信される場合、
前記反射パルスの処理にレンジアンビギュイティが発生しないが、周波数アンビギュイティが発生する低ＰＲＦに従って前記送信パルスを生成し、
前記目標からの反射パルスにＭＴＩ（Moving Target indicator）処理を行ってクラッタ成分を除去し、
前記ＭＴＩ処理によりクラッタ成分を除去した信号に基づいて前記目標を捜索し、
前記捜索で前記目標が探知された場合、前記探知された目標の検定を行うことを特徴とする請求項７記載のレーダ信号処理方法。
【請求項１０】
前記送信パルスを生成する際の前記高ＰＲＦは、複数種類の高ＰＲＦからサイクリックに切り替えられたものであることを特徴とする請求項７記載の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、送信波を空間へ向けて送信し、この送信波が目標物で反射された反射波を受信し、受信した反射パルスに含まれるクラッタ成分を抑圧するレーダ装置及びその装置で用いられるレーダ信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛翔体誘導用のレーダ装置は、所定のパルス繰り返し周波数ＰＲＦ（Pulse Repetition Frequency）に従って変調パルス信号を生成し、この変調パルス信号に基づいた送信波をアンテナから送信する。そして、レーダ装置は、送信波が目標物で反射された反射波をアンテナで受信し、目標物の捜索、検定及び追跡を行い、追跡した目標物に飛翔体を誘導する。
【０００３】
従来のレーダ装置においては、最大探知距離の測距を満足するようにパルス繰り返し周波数を選択している。このため、レーダ装置における目標物の捜索、検定及び追跡では、必然的に低ＰＲＦ（Low Pulse Repetition Frequency）方式により行われる（例えば、非特許文献１参照）。ここで、低ＰＲＦに基づいて生成された変調パルス信号に基づいた送信波を送信して捜索を行う場合、周波数アンビギュイティが発生する。そのため、レーダ装置は、反射波に含まれるクラッタ成分を、マルチドップラフィルタを用いたＭＴＩ（Moving Target indicator）処理により除去するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、目標物を高速で捜索しなければならないレーダ装置及びアンテナの指向性が高速で回転するレーダ装置等では、１方向にビームが向けられている時間が短い。そのため、このようなレーダ装置で、低ＰＲＦ方式により目標物の捜索を行う場合、強クラッタ環境下では、１方向のパルスヒット数が少ないため、クラッタ抑圧処理が不十分になり、目標物を正確に探知することが困難であるといった問題がある。
【０００５】
ここで、パルス繰り返し周期を短くする方法、つまり、高ＰＲＦ（High Pulse Repetition Frequency）方式を採用することが考えられる。高ＰＲＦ方式を採用することで、１方向へのパルスヒット数を増加させることが可能となり、クラッタ抑圧能力が向上する。ただし、高ＰＲＦ方式に従って生成される変調パルスを用いて目標物の捜索、検定及び追跡を行う場合、取得される観測データに周波数アンビギュイティは発生しないが、レンジアンビギュイティが発生するため、目標物の距離を正確に測距することが不可能である。レーダ装置は、複数種類の高ＰＲＦを利用したマルチＰＲＦレンジング（Multiple Discrete PRF Ranging）を実施することで、このレンジアンビギュイティを相殺して目標物の測距を行う。しかしながら、マルチＰＲＦレンジングでは、受信した反射パルスの組み合わせにおいて、似た候補が存在するため、測距を間違いやすいといった問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２７１２６９号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】William H. Long, David H. Mooney, William A. Skillman, " RADAR HANDBOOK Second Edition (CHAPTER 17)", McGRAW-HILL, 17.1-17.25.
【非特許文献２】Sergio Sabatini, Marco Tarantino, "Multifunction Array Radar", Artech House, pp 137-138.
【非特許文献３】William W. Shrader, V. Gregers-hansen, "RADAR HANDBOOK Second Edition (CHAPTER 16)", McGRAW-HILL, 15.1-17.34.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のように、従来のレーダ装置では、低ＰＲＦ方式を採用する場合、１方向にビームが向けられている時間が短いと、パルスヒット数が少なくなり、クラッタ抑圧効果が十分に得られないため、目標物の誤探知が起こりやすいという問題がある。また、高ＰＲＦ方式を採用する場合、レンジアンビギュイティを相殺するためにはマルチＰＲＦレンジングを行う必要があるため、測距に間違いが生じやすいという問題がある。
【０００９】
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、捜索時に素早く目標物を探知し、検定時に目標物までの距離を正確に測距することが可能なレーダ装置及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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係るレーダ装置は、指定されたＰＲＦ（Pulse Repetition Frequency）に従って送信パルスを繰り返し生成する送信パルス生成手段と、前記送信パルス生成部で生成された送信パルスを空間へ向けて送信し、目標により反射された反射パルスを受信する送受信手段と、前記受信された反射パルスの導出を選択的に切り替える切替手段と、前記切替手段から導出された反射パルスに含まれるクラッタ成分を除去し、当該信号に基づいて前記目標を捜索し、前記捜索で前記目標が探知された場合、前記目標のドップラ情報を取得し、前記ドップラ情報に基づいてＰＲＦ情報を生成する捜索手段と、前記切替手段から導出された反射パルスに含まれるクラッタ成分を除去し、当該信号に基づいて前記捜索手段で探知された目標を検定する検定手段と、前記送信パルス生成手段に対してＰＲＦを指定し、前記切替手段を切替制御する制御手段とを具備し、前記制御手段は、初期状態では、前記反射パルスの処理に周波数アンビギュイティが発生しないが、レンジアンビギュイティが発生する高ＰＲＦを前記送信パルス生成手段に対して指定し、前記高ＰＲＦに従って生成された送信パルスによる反射パルスが前記捜索手段へ導出されるように前記切替手段を切り替え、前記捜索手段で前記目標が探知されて前記ＰＲＦ情報が生成された場合、前記ＰＲＦ情報に基づいて、前記反射パルスの処理にレンジアンビギュイティが発生しないが周波数アンビギュイティが発生する低ＰＲＦを前記送信パルス生成手段に対して指定し、前記低ＰＲＦに従って生成された送信パルスによる反射パルスが前記検定手段へ導出されるように前記切替手段を切り替えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るレーダ信号処理方法は、送信パルスが目標で反射されて発生する反射パルスに基づいて前記目標の捜索及び検定を行うレーダ装置に用いられるレーダ信号処理方法であって、前記反射パルスの処理に周波数アンビギュイティが発生しないが、レンジアンビギュイティが発生する高ＰＲＦに従って前記送信パルスを生成し、前記目標からの反射パルスにＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を行ってクラッタ成分を除去し、
前記ＦＦＴ処理によりクラッタ成分を除去した信号に基づいて前記目標を捜索し、前記捜索で前記目標が探知された場合、前記目標のドップラ情報を取得し、前記ドップラ情報に基づいてＰＲＦ情報を生成し、前記捜索で前記目標が探知されて前記ＰＲＦ情報が生成された場合、前記ＰＲＦ情報に基づいて、前記反射パルスの処理にレンジアンビギュイティが発生しないが周波数アンビギュイティが発生する低ＰＲＦを選定し、当該低ＰＲＦに従って前記送信パルスを生成し、前記目標からの反射パルスにＭＴＩ（Moving Target indicator）処理を行ってクラッタ成分を除去し、前記ＭＴＩ処理によりクラッタ成分を除去した信号に基づいて前記捜索で探知された目標の検定を行うことを特徴とする。
【００１２】
上記構成によるレーダ装置及びレーダ信号処理方法では、高ＰＲＦに従って捜索手段で目標の捜索を行う。そして、捜索により目標が探知された場合には、捜索により取得されたＰＲＦ情報に基づいて低ＰＲＦを選定し、この低ＰＲＦに従って捜索時に探知された目標の検定を行う。これにより、捜索における１ビームポジション当りのパルスヒット数が増大し、クラッタ抑圧能力が向上する。また、高ＰＲＦに従った捜索では、レンジアンビギュイティが発生するが、低ＰＲＦに従って探知した目標の検定を行うため、目標までの距離を正確に測定することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、捜索時に素早く目標物を探知し、検定時に目標物までの距離を正確に測距することが可能なレーダ装置及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】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】図１の捜索処理部が捜索処理を行う際の処理フローを示すフローチャートである。
【図３】図１の検定・追跡処理部が検定処理及び追跡処理を行う際の処理フローを示すフローチャートである。
【図４】図１のビームスケジューラが捜索処理部及び検定・追跡処理部の処理に併せてパルス信号生成部及び切替部を制御する際の制御フローを示すフローチャートである。
【図５】図１のレーダ装置の捜索範囲を示す模式図である。
【図６】図１のＦＦＴ処理部によるクラッタ成分の除去を模式的に示す図である。
【図７】図１の捜索処理部により検定処理に適したＰＲＩを選択する際の模式図である。
【図８】図１のＭＴＩ処理部におけるマルチドップラフィルタのＭＴＩブラインドを示す模式図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係わるレーダ装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１０】図９のビームスケジューラの制御フローを示すフローチャートである。
【図１１】２種類の高ＰＲＦに従って送信される送信波の模式図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係わるレーダ装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１３】図１２のレーダ装置の捜索範囲を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明に係るレーダ装置の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
［第１の実施形態］  
図１は、本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置の機能構成を示すブロック図である。図１に示すレーダ装置は、パルス信号生成部１０、アンテナ（フェーズドアレイ）４０、受信装置５０、復調部６０、信号処理装置７０及びビームスケジューラ８０を具備し、目標物からの反射波に基づいて目標物の捜索、検定及び追跡を行う。
【００１７】
パルス信号生成部１０は、デジタル処理により、予め設定された変調方式によってパルス内が周波数または位相変調された変調パルス信号を生成する。このとき、パルス信号生成部１０は、後述するビームスケジューラ８０からの指示により、変調パルス信号を生成する繰り返し周波数ＰＲＦ（Pulse Repetition Frequency）を切り替える。なお、以下では、反射波に基づく目標物の検出に周波数アンビギュイティは発生するが、レンジアンビギュイティは発生しないＰＲＦを低ＰＲＦと定義し、周波数アンビギュイティは発生しないが、レンジアンビギュイティは発生するＰＲＦを高ＰＲＦと定義する。
【００１８】
パルス信号生成部１０は、で生成したベースバンドの変調パルス信号を、直交変調し、デジタル−アナログ変換したのち、送信周波数に周波数変換してアンテナ４０へ供給する。
【００１９】
アンテナ４０は、素子アンテナ４１、送受信モジュール４２及び給電回路４３を備える。素子アンテナ４１は、送受信モジュール４２を介して供給される信号を送信波として空間へ向けて送信する。アンテナ４０から送信された送信波は、目標物で反射され、反射波としてアンテナ４０で受信される。アンテナ４０は、素子アンテナ４１で反射波を受信し、受信した反射波に基づく受信信号を送受信モジュール４２を介して受信装置５０へ供給する。
【００２０】
受信装置５０は、受け取った受信信号を中間周波数帯域の信号に周波数変換し、アナログ−デジタル変換したのち、直交検波してベースバンドのビデオ信号に変換する。ベースバンドのビデオ信号は復調部６０へ供給される。
【００２１】
復調部６０は、デジタル処理により、パルス信号生成部１０の変調方式を用いてビデオ信号を復調する。復調されたビデオ信号は、信号処理装置７０へ供給される。
【００２２】
信号処理装置７０は、切替部７１、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理部７２、捜索処理部７３、ＭＴＩ（Moving Target indicator）処理部７４及び検定・追跡処理部７５を備える。切替部７１は、後述するビームスケジューラ８０からの指示により、供給されるビデオ信号をＦＦＴ処理部７２又はＭＴＩ処理部７４のいずれか一方へ導出する。
【００２３】
ＦＦＴ処理部７２は、ビデオ信号にＦＦＴ処理を施してクラッタ成分の除去を行い、クラッタ信号除去後の信号を捜索処理部７３へ供給する。
【００２４】
捜索処理部７３は、ＦＦＴ処理部７２でクラッタ成分が除去された信号を用いて目標物の捜索処理を行う。捜索処理部７３は、捜索結果を記録するメモリ７３１及び、捜索処理により得られた目標物のドップラ情報と所定のＰＲＩ（Pulse Repetition Interval）（ＰＲＩ＝１／ＰＲＦ）との関係が予め記録されたテーブル７３２を備える。ここで、所定のＰＲＩとは、検定・追跡処理部７５が検定処理を行う際に最も適したＰＲＩのことである。また、捜索処理部７３は、検定処理に移行する場合、ビームスケジューラ８０に対して検定処理に移行する旨、及び検定処理を行う際のＰＲＩを通知する。
【００２５】
ＭＴＩ処理部７４は、ビデオ信号に含まれるクラッタ成分をマルチドップラフィルタにより除去して検定・追跡処理部７５へ出力する。
【００２６】
検定・追跡処理部７５は、ＭＴＩ処理部７４でクラッタ成分が除去された信号を用いて目標物の検定処理及び追跡処理を行う。検定・追跡処理部７５は、検定結果等を記録するメモリ７５１を備える。
【００２７】
ビームスケジューラ８０は、例えばマイクロプロセッサからなるＣＰＵ（Central Processing Unit）を備え、捜索処理部７３及び検定・追跡処理部７５で実行される処理に応じて、パルス信号生成部１０に対してＰＲＦを指定し、切替部７１に対して供給されるビデオ信号の導出先を指示する。
【００２８】
次に、上記構成における動作を説明する。
【００２９】
図２は捜索処理部７３が捜索処理を行う際の処理フローを示すフローチャートであり、図３は検定・追跡処理部７５が検定処理及び追跡処理を行う際の処理フローを示すフローチャートである。また、図４は、ビームスケジューラ８０が捜索処理部７３及び検定・追跡処理部７５の処理に併せてパルス信号生成部１０及び切替部７１を制御する際の制御フローを示すフローチャートである。
【００３０】
まず、捜索処理部７３は、捜索処理を行う（ステップ２１）。
【００３１】
ビームスケジューラ８０は、捜索処理部７３で捜索処理が行われる場合、パルス信号生成部１０に対して高ＰＲＦを指定し（ステップ４１）、切替部７１に対してビデオ信号をＦＦＴ処理部７２へ導出するように指示をする（ステップ４２）。ここで、高ＰＲＦは、目標速度に基づいて、以下に示す式により求められる。
【００３２】
ＰＲＦ＝１／ＰＲＩ
＝目標速度の２倍／送信波の波長                                （１）
例えば、目標物の最大速度が２マッハであり、送信波の周波数が３ＧＨｚである場合、ＰＲＩは７３．３μｓとなる。パルス信号生成部１０は、指定された高ＰＲＦに従って変調パルス信号を生成する。このとき、ビームスケジューラ８０は、例えば、ＦＦＴ処理部７２におけるクラッタ抑圧が６４バンクで行われるように、パルス信号生成部１０に変調パルス信号を１ビームポジション当り６４回生成させる。
【００３３】
図５は、本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置の捜索範囲を示す模式図である。本実施形態においては、捜索範囲を方位９０度、仰角６０度とし、３度間隔でビームを換えていくようにしている。図５における円は、各ビームポジションを示す。各ビームポジションへは、パルス信号生成部１０で生成された変調パルス信号に基づいた送信波が６４回ずつ送信される。
【００３４】
アンテナ４０は、各ビームポジションへ送信波を送信し、この送信波が目標物で反射された反射波を受信する。アンテナ４０で受信された反射波は、受信装置５０及び復調部６０を介してビデオ信号へ変換され、信号処理装置７０へ供給される。
【００３５】
図６は、ＦＦＴ処理部７２によるクラッタ成分の除去を模式的に示す図である。ＦＦＴ処理部７２は、６４ＦＦＴの検出バンク情報のうち、クラッタ成分を含むバンクの値を零としてクラッタ成分を除去する。ＦＦＴ処理部７２は、クラッタ成分除去後の信号を捜索処理部７３へ出力する。
【００３６】
捜索処理部７３は、ＦＦＴ処理部７２でクラッタ成分が除去された信号を受け取り、周波数軸上において予め設定された閾値を超える強度が検出されたバンク番号及びそのときのビームポジションを捜索結果としてメモリ７３１へ記録する（ステップ２２）。捜索処理部７３は、全ビームポジションでの送信波の送信が完了すると、メモリ７３１に記録された捜索結果を参照し、検出強度が閾値を超えるビームポジションがあるか否かを判定する（ステップ２３）。捜索処理部７３は、閾値を超えるビームポジションがある場合（ステップ２３のＹｅｓ）、そのビームポジションにおけるバンク番号（ドップラ情報）からテーブル７３２に基づいて検定処理に適したＰＲＩを選択する（ステップ２４）。
【００３７】
図７は、検定処理に適したＰＲＩを選択する際の模式図を示す。図７において、テーブル７３２には、例えば５つのＰＲＩ（ＰＲＩ１〜５）が予め登録されている。ここでのＰＲＩは、以下の式を満たす低ＰＲＦに基づいて求められる値である。
【００３８】
ＰＲＩ＝１／ＰＲＦ
＝処理距離÷（光速／２）＋パルス幅                            （２）
例えば、処理距離が１２０ｋｍであり、パルス幅が５０μｍである場合、ＰＲＩは８５０μｓとなる。
【００３９】
テーブル７３２では、閾値を超える強度が検出されたバンク番号に基づいて、
（検出バンク番号×１バンク帯域）×候補のＰＲＩ
の計算が行われ、この計算結果の小数が０．４〜０．６の範囲にあるＰＲＩが検定処理に適したＰＲＩとして選択される。図８は、ＭＴＩ処理部７４におけるマルチドップラフィルタのＭＴＩブラインドを示す模式図である。図８に示すように、ＭＴＩブラインドは、ＰＲＦの倍数に発生する。そのため、図７のようにＰＲＩを選択することにより、目標物のドップラ周波数にドップラフィルタの有効な範囲を合わせる事が可能となり、ＭＴＩブラインドを回避することが可能となる。
【００４０】
捜索処理部７３は、ステップ２４において検定処理に適したＰＲＩを選択すると、検定処理へ移行する旨と共に、ステップ２４で選択したＰＲＩをビームスケジューラ８０へ通知する（ステップ２５）。また、捜索処理部７３は、検出強度が閾値を超えたバンクが存在するビームポジションのみに検定処理を行うようにビームスケジューラ８０へ指示を与える（ステップ２６）。一方、検出強度が閾値を超えたバンクが存在するビームポジションがない場合（ステップ２３のＮｏ）、処理をステップ２１へ移行し、捜索処理を繰り返す。
【００４１】
ビームスケジューラ８０は、捜索処理部７３から検定処理へ移行する旨及び選択したＰＲＩの通知があるか否かを判定する（ステップ４３）。ビームスケジューラ８０は、捜索処理部７３からの通知がある場合（ステップ４３のＹｅｓ）、パルス信号生成部１０に対して設定された高ＰＲＦを、捜索処理部７３から通知されたＰＲＩに基づく低ＰＲＦに切り替えるように指示し（ステップ４４）、切替部７１に対してビデオ信号の導出をＭＴＩ処理部７４へ切り替えるように指示する（ステップ４５）。
【００４２】
パルス信号生成部１０は、新たに設定された低ＰＲＦに従って変調パルス信号を生成する。このとき、ビームスケジューラ８０は、捜索処理部７３からの検定処理を行うビームポジションの指示に従って、１ビームポジション当り所定回数の変調パルス信号を生成させる（ステップ４６）。
【００４３】
アンテナ４０は、指定されたビームポジションへ送信波を送信し、この送信波が目標物で反射された反射波を受信する。アンテナ４０で受信された反射波は、受信装置５０及び復調部６０を介してビデオ信号へ変換され、信号処理装置７０へ供給される。ビデオ信号は、ＭＴＩ処理部７４でクラッタ成分が除去され、検定・追跡処理部７５へ出力される。
【００４４】
検定・追跡処理部７５は、ＭＴＩ処理部７４でクラッタ成分が除去された信号を受け取り、時間軸上において予め設定された閾値を超える強度が検出された距離を測定することで、捜索処理で探知された目標物の検定を行う（ステップ３１）。そして、検定・追跡処理部７５は、検定結果をメモリ７５１へ記録する（ステップ３２）。検定・追跡処理部７５は、指定されたビームポジションにおける検定処理が完了すると、検定処理で目標物であると確認した目標物に対して追跡処理を開始する（ステップ３３）。なお、追跡処理では、パルス信号生成部１０は、検定処理と同一の低ＰＲＦに従って、変調パルス信号を生成する。
【００４５】
以上のように、上記第１の実施形態では、高ＰＲＦ方式により目標物の捜索を行い、目標物の検定を行う際には、検定ビームのＰＲＦを、捜索時に取得したドップラ周波数に基づいて選択された低ＰＲＦに切り替えるようにしている。このように、捜索を高ＰＲＦ方式で行っているため、１ビームポジション当りのパルスヒット数が増大し、クラッタ抑圧能力が向上することとなる。つまり、１方向にビームポジションが向けられている時間が短い場合であっても、確実に目標物を探知することが可能となる。
【００４６】
また、高ＰＲＦ方式による目標物の捜索では、レンジアンビギュイティが発生するが、検定時には低ＰＲＦ方式に切り替えられるため、複数種類の高ＰＲＦによるマルチＰＲＦレンジングを利用する必要がなくなり、測距における間違いが減少する。
【００４７】
また、検定時の低ＰＲＦが捜索時に取得したドップラ周波数に基づいて選択されているため、ＭＴＩ処理におけるＭＴＩブラインドを回避することが可能となる。
【００４８】
また、上記第１の実施形態では、捜索の際に目標物が探知されたビームポジションのみに対して、検定処理を行うようにしている。これにより、検定処理を効率的に行うことが可能となる。
【００４９】
したがって、本発明に係るレーダ装置は、捜索の段階で素早く目標物を識別し、検定の段階でその目標物への距離を正確に測定することができる。
【００５０】
［第２の実施形態］
図９は、本発明の第２の実施形態に係わるレーダ装置の機能構成を示すブロック図である。図９において図１と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
【００５１】
ビームスケジューラ９０は、捜索処理部７３が捜索処理を繰り返す度に、パルス信号生成部１０におけるＰＲＦを異なる高ＰＲＦへ切り替える。図１０は第２の実施形態に係るレーダ装置のビームスケジューラ９０の制御フローを示すフローチャートであり、図１１は２種類の高ＰＲＦに従って送信される送信波の模式図である。
【００５２】
ビームスケジューラ９０は、捜索処理部７３で捜索処理が行われる場合、パルス信号生成部１０に対して高ＰＲＦ１を指定し（ステップ１０１）、切替部７１に対してビデオ信号をＦＦＴ処理部７２へ導出するように指示をする（ステップ１０２）。
【００５３】
ビームスケジューラ９０は、捜索処理部７３から検定処理へ移行する旨及び選択したＰＲＩの通知があるか否かを判定する（ステップ１０３）。ビームスケジューラ９０は、捜索処理部７３からの通知がある場合（ステップ１０３のＹｅｓ）、パルス信号生成部１０に対して設定された高ＰＲＦを、捜索処理部７３から通知されたＰＲＩに基づく低ＰＲＦに切り替えるように指示し（ステップ１０４）、切替部７１に対してビデオ信号の導出をＭＴＩ処理部７４へ切り替えるように指示する（ステップ１０５）。
【００５４】
一方、ビームスケジューラ９０は、捜索処理部７３から検定処理へ移行する旨及び選択したＰＲＩの通知がない場合（ステップ１０３のＮｏ）、捜索処理部７３において再度捜索処理が行われるか否かを判定する（ステップ１０６）。捜索処理部７３において再度捜索処理が行われる場合（ステップ１０６のＹｅｓ）、パルス信号生成部１０のＰＲＦを他の種類の高ＰＲＦに切り替え（例えば、高ＰＲＦ１から高ＰＲＦ２へ切り替える）（ステップ１０７）、処理をステップ１０３へ移行する。捜索処理部７３において再度捜索処理が行われない場合（ステップ１０６のＮｏ）、処理をステップ１０３へ移行する。
【００５５】
パルス信号生成部１０は、新たに設定された低ＰＲＦに従って変調パルス信号を生成する。このとき、ビームスケジューラ９０は、捜索処理部７３からの検定処理を行うビームポジションの指示に従って、１ビームポジション当り所定回数の変調パルス信号を生成させる（ステップ１０８）。
【００５６】
以上のように、上記第２の実施形態では、ビームスケジューラ９０により、捜索時のパルス信号生成部１０のＰＲＦを複数種類の高ＰＲＦで切り替えるようにしている。レーダ装置が高ＰＲＦ方式を採用する場合、送信波を送信している間は反射波を受信することができないため、図１１に示すような送信ブラインドが生じる。この送信ブラインドにより、目標物の距離によっては、反射波を受信できない場合がある。本実施形態に係るレーダ装置では、捜索時に高ＰＲＦ１及び高ＰＲＦ２を切り替えることにより、送信ブラインドを回避することが可能となる。
【００５７】
なお、上記第２の実施形態では、捜索処理を繰り返す毎に異なる高ＰＲＦに切り替える例について説明したが、１ビームポジションの中で異なる高ＰＲＦに切り替える場合であっても同様に実施可能である。
【００５８】
また、上記第２の実施形態では、２種類の高ＰＲＦを切り替える例について説明したが、高ＰＲＦの種類は２種類に限定される必要はなく、必要な処理距離に応じて複数の高ＰＲＦを用いて切り替えても良い。
【００５９】
［第３の実施形態］  
図１２は、本発明の第３の実施形態に係わるレーダ装置の機能構成を示すブロック図である。図１２において図１と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
【００６０】
捜索・検定・追跡処理部７６は、ＭＴＩ処理部７４でクラッタ成分が除去された信号に基づいて目標物の捜索処理、検定処理及び追跡処理を行う。
【００６１】
図１３は、本発明の第３の実施形態に係るレーダ装置の捜索範囲を示す模式図である。本実施形態においては、低仰角（０度から１５度）と高仰角（１５度から９０度）とでビームスケジューラ１００による処理が異なる。低仰角においては、捜索処理部７３で捜索処理が行われ、捜索・検定・追跡処理部７６で検索処理及び追跡処理が行われる。また、高仰角においては、捜索・検定・追跡処理部７６で捜索処理、検索処理及び追跡処理が行われる。
【００６２】
ビームスケジューラ１００は、低仰角においては、図４に示すフローと同様の処理を行う。つまり、ビームスケジューラ１００は、パルス信号生成部１０に対して高ＰＲＦを指定し、切替部７１に対してビデオ信号をＦＦＴ処理部７２へ導出するように指示をすることで、捜索処理部７３で捜索処理が行われるようにする。そして、捜索処理部７３での捜索処理により目標が探知された場合には、パルス信号生成部１０に対して捜索処理で取得されたドップラ周波数に基づく低ＰＲＦを指定し、切替部７１に対してビデオ信号をＭＴＩ処理部７４へ導出するように指示をすることで、捜索・検定・追跡処理部７６で検定処理が行われるようにする。また、ビームスケジューラ１００は、検定・追跡処理部７５で追跡処理が行われる場合、パルス信号生成部１０に対して検定時と同一の低ＰＲＦを指定する。
【００６３】
また、ビームスケジューラ１００は、高仰角においては、パルス信号生成部１０に対して低ＰＲＦを指定し、切替部７１に対してビデオ信号をＭＴＩ処理部７４へ導出するように指示をすることで、捜索・検定・追跡処理部７６で目標物の捜索処理、検定処理及び追跡処理が行われるようにする。
【００６４】
次に、１ビームポジションにおける高ＰＲＦ方式による捜索時間と、低ＰＲＦ方式による捜索時間とを比較する。なお、ここでは、およそ６０ｄＢのクラッタ抑圧能を想定する場合についての比較を行う。
【００６５】
高ＰＲＦ方式を採用する際の捜索処理におけるＰＲＩは、（１）式により求められ、目標物の最大速度が２マッハであり、送信波の周波数が３ＧＨｚである場合、７３．３μｓとなる。ここで、６０ｄＢのクラッタ抑圧能を達成するため、送信波が１ビームポジション当り６４回送信されるとする。このとき、１ビームポジション当りの捜索時間は、
７３．３×６４＝約４．７ｍｓ
となる。
【００６６】
一方、低ＰＲＦ方式を採用する際の捜索処理におけるＰＲＩは、（２）式により求められ、処理距離が１２０ｋｍであり、パルス幅が５０μｍである場合、８５０μｓとなる。ここで、６０ｄＢのクラッタ抑圧能を達成するため、３パルスＭＴＩ及び９パルスドップラ処理を１ビームポジション当りに実施するようにする。すなわち、１ビームポジション当り１０パルスが必要となるため、１ビームポジション当りの捜索時間は、
８５０×１０＝８．５ｍｓ
となる。このように、高ＰＲＦ方式による捜索処理は、低ＰＲＦ方式による捜索処理よりも捜索時間が短い。すなわち、低仰角において高ＰＲＦ方式を採用することにより、低ＰＲＦ方式を採用する場合よりも捜索時間が増大することはない。
【００６７】
以上のように、上記第３の実施形態では、低仰角における捜索処理では高ＰＲＦ方式を採用し、高仰角における捜索処理では低ＰＲＦ方式を採用するようにしている。つまり、強クラッタ環境であることが想定される低仰角における捜索処理に高ＰＲＦ方式を採用することで、１ビームポジション当りのパルスヒット数を増大させることが可能となるため、低仰角におけるクラッタ抑圧性能を向上させることが可能となる。また、高ＰＲＦ方式を採用する際に発生するレンジアンビギュイティは、低ＰＲＦ方式を採用する検定時に解消するようにしているため、高ＰＲＦ方式による捜索時間は、低ＰＲＦ方式を採用した場合と比較しても増大することはない。
【００６８】
［その他の実施形態］  
なお、この発明は上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態におけるレーダ装置は、目標物の捜索、検定及び追跡した後、飛翔体を目標物へ誘導する誘導処理部をさらに具備していてもかまわない。
【００６９】
さらに、この発明は上記各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。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０…パルス信号生成部
４０…アンテナ
４１…素子アンテナ
４２…送受信モジュール
４３…給電回路
５０…受信装置
６０…復調部
７０…信号処理装置
７１…切替部
７２…ＦＦＴ処理部
７３…捜索処理部
７３１…メモリ
７３２…テーブル
７４…ＭＴＩ処理部
７５…検定・追跡処理部
７５１…メモリ
７６…捜索・検定・追跡処理部
８０，９０，１００…ビームスケジューラ
【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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【図１３】
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