(57)【要約】【課題】ソフトウェア実装されたＳＬＣにより、時変システムのトラッキングによる不要波抑圧性能の劣化を抑え、収束時間の存在を無くし、高速回転するレーダアンテナにより受信されたレーダ信号に含まれる不要波を抑圧することが可能なレーダ信号処理装置及び不要波抑圧方法を提供すること。【解決手段】ＳＭＩ処理部５６１で、ＳＭＩアルゴリズムを用いて、主チャンネル及び補助チャンネルの信号からそれぞれ抽出した例えば４個のデータに基づいて適応ウェイトを算出する。そして、ＬＭＩ処理部５６２で、ＬＭＳアルゴリズムを用いて、ＳＭＩアルゴリズムにより算出された適応ウェイトを初期ウェイトとして、補助チャンネルの信号に対するウェイト制御を行い、主アンテナで受信したレーダ反射信号に含まれる不要波を抑圧する。【選択図】      図２
2010276474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダ反射信号を互いに独立して受信する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナで受信された複数系統のレーダ反射信号それぞれを受信検波する複数の受信処理部と、
前記複数の受信処理部で受信検波された前記複数系統の受信検波信号のうち一つの特定の系統の受信検波信号から、ウェイト制御が施された前記特定系統以外の受信検波信号を減算することで、前記特定系統の受信検波信号に含まれる不要波成分を抑圧する信号処理部と
を具備し、
前記信号処理部は、
ＳＭＩ（Sample Matrix Inversion）アルゴリズムを利用して、前記複数系統の受信検波信号それぞれの予め設定された先頭領域のデータに基づき、前記特定系統以外の受信検波信号のウェイトを算出するウェイト算出手段と、
前記ウェイト算出手段で算出されたウェイトを初期ウェイトとして、フィードバック逐次処理により前記特定系統以外の受信検波信号のウェイト制御を行い、前記特定系統の受信検波信号から前記ウェイト制御が施された前記特定系統以外の受信検波信号を減算する不要波抑圧手段と
を備えることを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項２】
前記受信検波信号における予め設定された先頭領域のデータは、前記受信検波信号の先頭データから予め設定された個数のデータであることを特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
【請求項３】
前記不要波抑圧手段は、ＬＭＳ（Least Mean Squares）アルゴリズムを利用して前記ウェイト制御を行うことを特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
【請求項４】
前記不要波抑圧手段は、ＲＬＳ（Recursive Least Squares）アルゴリズムを利用して前記ウェイト制御を行うことを特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
【請求項５】
前記信号処理部は、前記複数の受信処理部からの複数系統の受信検波信号の周波数特性を整合させる等化手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
【請求項６】
前記等化手段は、
前記複数の受信処理部からの複数系統の受信検波信号のうち前記特定系統以外の受信検波信号に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を行って予め設定された大きさのデータ単位でブロック化し、
前記ブロック化されたデータ毎に、予め算出された等化係数にＦＦＴ処理を施した係数を掛け合わせ、
前記等化係数が掛け合わされた複数系統のデータブロックに対してＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）処理を行うことで、前記複数の受信処理部からの複数系統の受信検波信号の周波数特性を整合させることを特徴とする請求項５記載のレーダ信号処理装置。
【請求項７】
前記複数のアンテナで捕捉されるレーダ反射信号が反射パルスである場合、
前記信号処理部は、前記複数の受信処理部からの複数系統の受信検波信号に対してパルス圧縮をすると共に、前記複数系統の受信検波信号の周波数特性を整合させるパルス圧縮手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
【請求項８】
前記パルス圧縮手段は、
前記複数の受信処理部からの複数系統の受信検波信号に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を行って予め設定された大きさのデータ単位でブロック化し、
前記複数系統の受信検波信号のデータブロックのうち、前記特定系統の受信検波信号のデータブロックに、系統毎に予め設定されたパルス圧縮係数にＦＦＴ処理が施された係数を掛け合わせ、
前記複数系統の受信検波信号のデータブロックのうち、前記特定系統以外の受信検波信号のデータブロックに、系統毎に予め設定されたパルス圧縮係数にＦＦＴ処理が施された係数及び予め算出された等化係数にＦＦＴ処理を施した係数を掛け合わせ、
前記パルス圧縮係数及び前記等化係数のうち少なくともいずれか一方が掛け合わされた複数系統のデータブロックに対してＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）処理を行うことで、前記複数の受信処理部からの複数系統の受信検波信号の周波数特性を整合させることを特徴とする請求項７記載のレーダ信号処理装置。
【請求項９】
前記複数のアンテナが受信帯域よりも広い帯域幅の雑音信号を受信した場合、
前記信号処理部は、前記複数のアンテナで受信された雑音信号に基づいて前記等化係数を算出する等化係数演算手段をさらに備えることを特徴とする請求項６又は８記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１０】
レーダ反射信号を互いに独立して受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナで受信された複数系統のレーダ反射信号それぞれを受信検波する複数の受信処理部と、前記複数の受信処理部で受信検波された前記複数系統の受信検波信号のうち一つの特定の系統の受信検波信号から、ウェイト制御が施された前記特定系統以外の受信検波信号を減算することで、前記特定系統の受信検波信号に含まれる不要波成分を抑圧する信号処理部とを具備するレーダ信号処理装置に用いられる不要波抑圧方法であって、
ＳＭＩ（Sample Matrix Inversion）アルゴリズムを利用して、前記複数の受信処理部で受信検波された前記複数系統の受信検波信号それぞれの予め設定された先頭領域のデータに基づき、前記特定系統以外の受信検波信号のウェイトを算出し、
前記算出されたウェイトを初期ウェイトとして、フィードバック逐次処理により前記特定系統以外の受信検波信号のウェイト制御を行い、前記特定系統の受信検波信号から前記ウェイト制御が施された前記特定系統以外の受信検波信号を減算することを特徴とする不要波抑圧方法。
【請求項１１】
前記受信検波信号における予め設定された先頭領域のデータは、前記受信検波信号の先頭データから予め設定された個数のデータであることを特徴とする請求項１０記載の不要波抑圧方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信不要波を抑圧して所望信号を受信可能なレーダ信号処理装置及び不要波抑圧方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーダ信号処理装置は、指向性アンテナパターンを形成し、サイドローブで受信される不要波を不要波抑圧装置（ＳＬＣ：Sidelobe Canceller）で抑圧して目標（所望）信号を捕捉している。この種のレーダ信号処理装置は、ＳＬＣに加え、指向性アンテナパターンを形成する主アンテナと、この主アンテナにおけるアンテナパターンのサイドローブよりもアンテナ利得の大きなパターンを形成する補助アンテナとを併設して備える（例えば、特許文献１参照）。ＳＬＣは、補助アンテナで受信されたレーダ反射信号に対してウェイト制御を行うことにより、不要波到来方向の受信感度が結果的にゼロとなるようにパターン形成を行って不要波を抑圧する。
【０００３】
ところで、レーダ信号処理装置においてＳＬＣをデジタル信号処理部（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）へソフトウェア実装しようとする場合、主アンテナ及び補助アンテナで取得されるレーダ反射信号のデータ列にウィナーホップ方程式を用いることで直接的に適応ウェイトを算出するＳＭＩ（Sample Matrix Inversion）アルゴリズムを使用する方式が考えられる（例えば、非特許文献１，２参照）。しかしながら、ＳＭＩ方式を用いてソフトウェア実装されたＳＬＣの場合、アンテナが高速回転するような時変システム（不要波到来方向が時間毎に変わる）に対応させるためには、サンプルデータの平均的なウェイトが瞬時的な１方向からのウェイトとなるくらいにデータを分割してＳＭＩを実施しなければならない。そのため、データサンプル数が小さくなることから不要波抑圧性能の劣化が起こるという問題がある。また、併せてデータ分割によりＳＭＩ演算を多数繰り返す必要があるため、計算負荷が大きくなり、ハード規模が大きくなるという問題も乗じる。
【０００４】
ここで、フィードバック逐次処理により適応ウェイトを逐次算出するＬＭＳ（Least Mean Squares）アルゴリズム又はＲＬＳ（Recursive Least Squares）アルゴリズムを使用する方式によりＳＬＣをソフトウェア実装することも考えられる。なお、ＬＭＳアルゴリズム及びＲＬＳアルゴリズムは、フィードバック逐次処理を行うため、アンテナが高速回転するような時変システムに対し適応したウェイトのトラッキング性能を満足することが可能である。しかしながら、フィードバックの逐次処理のため適応ウェイトを算出するまでに有限の収束時間が必要となり、レーダ受信距離にブラインド（不要波残留電力により目標が見えない状態）時間が発生するという問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６７０３６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Simon Haykin, "Adaptive Filter Theory", Prentice Hall, P. 104
【非特許文献２】Brennan L.E. and Reede I.S., "Theory of Adaptive Radar", IEEE Trans. On Aerospace and Electronic Systems, Vol. AES-9, No. 2, March 1973, P. 237-252
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のように、アンテナが高速回転するレーダ信号処理装置のＳＬＣをソフトウェア実装しようとする場合、ＳＭＩアルゴリズムを使用した場合は時変システムの適応ウェイトのトラッキングにより不要波抑圧性能の劣化が発生し、ＬＭＳ、ＲＬＳアルゴリズムを使用した場合は適応ウェイトのトラッキングによる不要波抑圧性能の劣化を回避できたとしても、ブラインド時間が発生するという問題がある。
【０００８】
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、ソフトウェア実装されたＳＬＣにより、時変システムのトラッキングによる不要波抑圧性能の劣化を抑え、収束時間の存在を無くし、高速回転するレーダアンテナにより受信されたレーダ信号に含まれる不要波を抑圧することが可能なレーダ信号処理装置及び不要波抑圧方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係るレーダ信号処理装置は、レーダ反射信号を互いに独立して受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナで受信された複数系統のレーダ反射信号それぞれを受信検波する複数の受信処理部と、前記複数の受信処理部で受信検波された前記複数系統の受信検波信号のうち一つの特定の系統の受信検波信号から、ウェイト制御が施された前記特定系統以外の受信検波信号を減算することで、前記特定系統の受信検波信号に含まれる不要波成分を抑圧する信号処理部とを具備し、前記信号処理部は、ＳＭＩ（Sample Matrix Inversion）アルゴリズムを利用して、前記複数系統の受信検波信号それぞれの予め設定された先頭領域のデータに基づき、前記特定系統以外の受信検波信号のウェイトを算出するウェイト算出手段と、前記ウェイト算出手段で算出されたウェイトを初期ウェイトとして、フィードバック逐次処理により前記特定系統以外の受信検波信号のウェイト制御を行い、前記特定系統の受信検波信号から前記ウェイト制御が施された前記特定系統以外の受信検波信号を減算する不要波抑圧手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る不要波抑圧方法は、レーダ反射信号を互いに独立して受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナで受信された複数系統のレーダ反射信号それぞれを受信検波する複数の受信処理部と、前記複数の受信処理部で受信検波された前記複数系統の受信検波信号のうち一つの特定の系統の受信検波信号から、ウェイト制御が施された前記特定系統以外の受信検波信号を減算することで、前記特定系統の受信検波信号に含まれる不要波成分を抑圧する信号処理部とを具備するレーダ信号処理装置に用いられる不要波抑圧方法であって、ＳＭＩ（Sample Matrix Inversion）アルゴリズムを利用して、前記複数の受信処理部で受信検波された前記複数系統の受信検波信号それぞれの予め設定された先頭領域のデータに基づき、前記特定系統以外の受信検波信号のウェイトを算出し、前記算出されたウェイトを初期ウェイトとして、フィードバック逐次処理により前記特定系統以外の受信検波信号のウェイト制御を行い、前記特定系統の受信検波信号から前記ウェイト制御が施された前記特定系統以外の受信検波信号を減算することを特徴とする。
【００１１】
上記構成によるレーダ信号処理装置及び不要波抑圧方法では、ＳＭＩアルゴリズムを用いて初期ウェイトを算出し、この初期ウェイトを用いてフィードバック逐次処理を行うようにしている。これにより、アンテナが高速に回転する場合であっても、逐次処理によるウェイト更新により適応ウェイトのトラッキングによる不要波抑圧性能劣化を回避すると共に、ウェイトが収束するまでのブラインド時間を無くすことが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、ソフトウェア実装されたＳＬＣにより、時変システムの適応ウェイトのトラッキングによる不要波抑圧性能の劣化を抑えて、高速回転するレーダアンテナにより受信されたレーダ反射信号に含まれる不要波を抑圧することが可能なレーダ信号処理装置及び不要波抑圧方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るレーダ信号処理装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す信号処理部の機能構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す等化部における処理を模式的に示すブロック図である。
【図４】図２に示すＬＭＳ処理部の機能構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示すウェイト処理部の機能構成を示すブロック図である。
【図６】図２に示すＳＬＣの処理を示すフローチャートである。
【図７】図２に示すＳＭＩ処理部及びＬＭＳ処理部における処理を模式的に示した図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る信号処理部の機能構成を示すブロック図である。
【図９】図８のパルス圧縮部における処理を模式的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明に係るレーダ信号処理装置の実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
［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信号処理装置の機能構成を示すブロック図である。図１に示すレーダ信号処理装置は、主アンテナ１０、主受信器２０、補助アンテナ３０−１〜３０−ｎ、補助受信器４０−１〜４０−ｎ及び信号処理部５０を具備する。
【００１６】
主アンテナ１０は、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎ、受信モジュール１２−１〜１２−ｎ及び受信給電回路１３を備える。主アンテナ１０は、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎの位相が外部からそれぞれ制御されることにより、その指向方向が高速で回転する。主アンテナ１０は、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎにより目標物から反射されるレーダ反射信号を受信し、受信したレーダ反射信号を主受信器２０へ供給する。また、主アンテナ１０は、後述する信号処理部５０における等化部５３−２〜５３−ｎの等化係数を算出する際には、指向方向が固定され、レーダ反射信号の受信帯域より広い帯域幅の雑音信号が吹き付けられる。主アンテナ１０は、受信した雑音信号を主受信器２０へ供給する。
【００１７】
主受信器２０は、受信したレーダ反射信号又は雑音信号を受信検波し、信号処理部５０へ供給する。具体的には、主受信器２０は、受信したレーダ反射信号又は雑音信号を中間周波数帯の信号へ周波数変換し、アナログ−デジタル変換した後、主チャンネルのデジタル信号として信号処理部５０へ供給する。
【００１８】
補助アンテナ３０−１〜３０−ｎは、アンテナ素子３１−１１〜３１−１ｎ…３１−ｎ１〜３１−ｎｎ、受信モジュール３２−１１〜３２−１ｎ…３２−ｎ１〜３２−ｎｎ及び受信給電回路３３−１〜３３−ｎを備える。補助アンテナ３０−１〜３０−ｎは、アンテナ素子３１−１１〜３１−１ｎ…３１−ｎ１〜３１−ｎｎによりレーダ反射信号を受信し、受信したレーダ反射信号を補助受信器４０−１〜４０−ｎへ供給する。また、補助アンテナ３０−１〜３０−ｎは、後述する信号処理部５０における等化部５３−２〜５３−ｎの等化係数を算出する際には雑音信号が吹き付けられる。補助アンテナ３０−１〜３０−ｎは、受信した雑音信号を補助受信器４０−１〜４０−ｎへ供給する。
【００１９】
補助受信器４０−１〜４０−ｎは、受信したレーダ反射信号又は雑音信号を受信検波し、信号処理部５０へ供給する。具体的には、補助受信器４０−１〜４０−ｎは、受信したレーダ反射信号又は雑音信号を中間周波数帯の信号へ周波数変換し、アナログ−デジタル変換した後、補助チャンネルのデジタル信号として信号処理部５０へ供給する。
【００２０】
信号処理部５０は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）で構成され、アプリケーションプログラムを実行させることで、図２のブロック図に示す機能構成を実現させる。もちろん、マイクロプロセッサからなるＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることも可能である。すなわち、信号処理部５０は、受信データ一時記憶部５１、切替部５２−１〜５２−（ｎ＋１）、等化部５３−２〜５３−（ｎ＋１）、等化係数演算部５４、ＭＴＩ（Moving Target indicator）５５及びＳＬＣ５６の機能を実現する。
【００２１】
受信データ一時記憶部５１は、受け取った主チャンネル及び補助チャンネルのデジタル信号を一時的に記憶し、各チャンネルのデジタル信号をそれぞれ切替部５２−１〜５２−（ｎ＋１）へ出力する。切替部５２−１〜５２−（ｎ＋１）は、デジタル信号の出力系統を選択的に切り替えるものであり、等化部５３−２〜５３−（ｎ＋１）の等化係数を算出する際には、信号を等化係数演算部５４へ導出する。また、等化部５３−２〜５３−（ｎ＋１）の等化係数の調整時以外の場合には、切替部５２−１は主チャンネルのデジタル信号をＭＴＩ５５へ導出し、切替部５２−２〜５２−（ｎ＋１）は補助チャンネルのデジタル信号を等化部５３−２〜５３−（ｎ＋１）へ導出する。
【００２２】
等化部５３−２〜５３−（ｎ＋１）は、補助チャンネルのデジタル信号を受け取り、等化係数演算部５４で算出された等化係数に基づいて、補助チャンネルのデジタル信号の振幅調整及び位相調整を行い、主チャンネルのデジタル信号との周波数特性の整合を取る。図３は、等化部５３−２〜５３−（ｎ＋１）のうち、等化部５３−２における処理を模式的に示すブロック図である。等化部５３−２は、受け取った補助チャンネルのデジタル信号に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理５３１を施し、このデジタル信号を予め設定した大きさの容量のデータ単位でブロック化する。等化部５３−２は、ＦＦＴ処理５３１でブロック化したデータブロックに対して、等化係数演算部５４で算出された等化係数にＦＦＴ処理を施した係数を乗算し、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）処理５３２を施したのち、ＭＴＩ５５へ出力する。
【００２３】
等化係数演算部５４は、主チャンネル及び補助チャンネルの雑音信号に由来するデジタル信号に基づいて等化部５３−２〜５３−（ｎ＋１）の等化係数を算出する。例えば、等化係数演算部５４は、ＳＭＩアルゴリズムを用いて、サンプリングされた主チャンネル及び補助チャンネルのデジタル信号から相関行列及び相関ベクトルを推定し、ウィナーホップ方程式により適応等化することで、等化部５３−２〜５３−（ｎ＋１）に最適な等化係数を直接算出する。なお、等化係数を算出するに当たりＬＭＳアルゴリズム及びＲＬＳアルゴリズム等を用いることも可能である。
【００２４】
ＭＴＩ５５は、主チャンネルのデジタル信号及び等化部５３−２〜５３−（ｎ＋１）から出力された補助チャンネルのデジタル信号に含まれるクラッタを抑圧し、抑圧後のデジタル信号をＳＬＣ５６へ供給する。
【００２５】
ＳＬＣ５６は、ＳＭＩ処理部５６１及びＬＭＳ処理部５６２を備えており、ウェイト制御を行うことにより、不要波到来方向の受信感度が結果的に受信機雑音以下となるようにパターン形成を行って不要波を抑圧する。
【００２６】
ＳＭＩ処理部５６１は、ＭＴＩ５５から出力される主チャンネル及び補助チャンネルのデジタル信号を受け取る。ＳＭＩ処理部５６１は、ＳＭＩアルゴリズムを用いて、ＭＴＩ５５からの主チャンネル及び補助チャンネルのデジタル信号のうち、先頭データから連続して入力されるそれぞれ例えば４個のデータ（アンテナ回転数と波長の条件から１方向のデータとみなしてよい時間から決まる）に基づいて適応ウェイトＷｉを算出する。そして、ＳＭＩ処理部５６１は、算出した適応ウェイトＷｉをＬＭＳ処理部５６２へ出力する。
【００２７】
例えば、ＳＭＩ処理部５６１は、レーダ信号処理装置に４機の補助アンテナ３０−１〜３０−４が設置され、信号処理部５０に４系統の補助チャンネルのデジタル信号が供給される場合、４系統の補助チャンネルにおけるそれぞれ例えば４個のデータ列Ｖと、主チャンネルにおけるＮ個のデータ列Ｖｍとから以下に示す共分散行列Ｍ及び相互相関ベクトルＲを算出し、これらの値から適応ウェイトＷｉを算出する。
【数１】
2010276474.tif 000003
【００２８】
【数２】
2010276474.tif 000004
【００２９】
【数３】
2010276474.tif 000005
【００３０】
【数４】
2010276474.tif 000006
【００３１】
なお、Ｅ［］はアンサンブル平均を示し、＊は複素共役を示す。ここで、
【数５】
2010276474.tif 000007
【００３２】
とした場合、適応ウェイトベクトルＷｉは、
【数６】
2010276474.tif 000008
【００３３】
と算出される。なお、Ｔは転置を示し、μは任意定数を示す。
【００３４】
ＬＭＳ処理部５６２は、ＭＴＩ５５から出力される主チャンネル及び補助チャンネルのデジタル信号を受け取る。ＬＭＳ処理部５６２は、ＳＭＩ処理部５６１で算出された適応ウェイトＷｉを初期ウェイトとし、ＬＭＳアルゴリズムを用いて、受け取った主チャンネル及び補助チャンネルのデジタル信号における全てのデータに基づいてウェイトの算出を行う。そして、算出したウェイトを補助チャンネルのデジタル信号に乗算し、主チャンネルのデジタル信号から減算することで、主アンテナ１０で受信されたレーダ反射信号に含まれる不要波を抑圧する。
【００３５】
図４は、図２に示すＬＭＳ処理部５６２の機能構成を示すブロック図である。ＬＭＳ処理部５６２は、ＬＭＳアルゴリズムを用いることにより、ウェイト処理部５６２１−１〜５６２１−ｎを実現する。ウェイト処理部５６２１−１〜５６２１−ｎは、各補助チャンネルのデジタル信号に対するウェイトをフィードバック逐次処理により算出し、算出したウェイトを各補助チャンネルのデジタル信号に乗算する。図５は、図４に示すウェイト処理部５６２１−１の機能構成を示すブロック図である。ここで、入力される補助チャンネルのデジタル信号をａ（ｔ）、フィードバック信号をｃ（ｔ）とすると、ウェイトｗ（ｔ）に対する微分方程式は、
【数７】
2010276474.tif 000009
【００３６】
となる。なお、ｋはループゲインを示し、＊は複素共役を示す。また、入力される主チャンネルのデジタル信号をｂ（ｔ）とすると、フィードバック信号ｃ（ｔ）は、
【数８】
2010276474.tif 000010
【００３７】
と表せるため、（７）式は、
【数９】
2010276474.tif 000011
【００３８】
となり、ウェイトｗ（ｔ）の定常解ｗ（∞）は、
【数１０】
2010276474.tif 000012
【００３９】
と算出される。このとき、ウェイトｗ（ｔ）のトランジット解及び時定数は、
【数１１】
2010276474.tif 000013
【００４０】
【数１２】
2010276474.tif 000014
【００４１】
と表される。なお、ｗ（０）はウェイトｗ（ｔ）の初期値である。ウェイト処理部５６２１−１は、このｗ（０）にＳＭＩ処理部５６１で算出されたＷｉの１成分であるｗｉ１を代入することで、ウェイトｗ（ｔ）の収束時間を短縮する。
【００４２】
次に、上記構成における動作を説明する。図６は、本発明の第１の実施形態に係るＳＬＣ５６の処理を示すフローチャートである。また、図７は、ＳＭＩ処理部５６１及びＬＭＳ処理部５６２における処理を模式的に示した図である。
【００４３】
ＳＬＣ５６は、ＭＴＩ５５でクラッタの抑圧が行われると、ＳＭＩ処理部５６１により、クラッタ抑圧が施された主チャンネル及び補助チャンネルの信号それぞれから例えば４個の連続したデータを抽出し、抽出したデータに基づいて適応ウェイトＷｉの算出を行う（ステップ６１）。続いて、ＳＬＣ５６は、ＬＭＳ処理部５６２により、ＳＭＩ処理部５６１で算出された適応ウェイトＷｉを初期ウェイトとしてウェイト制御を行い、妨害信号の抑圧を行う（ステップ６２）。
【００４４】
以上のように、上記第１の実施形態に係るレーダ信号処理装置では、ＳＭＩアルゴリズムを用いて、主チャンネル及び補助チャンネルの信号からそれぞれ抽出した例えば４個のデータに基づいて適応ウェイトを算出する。そして、レーダ信号処理装置は、ＬＭＳアルゴリズムを用いて、ＳＭＩアルゴリズムにより算出された適応ウェイトを初期ウェイトとして、補助チャンネルの信号に対するウェイト制御を行い、主アンテナで受信したレーダ反射信号に含まれる不要波を抑圧するようにしている。
【００４５】
ここで、ＳＭＩアルゴリズムにより適応ウェイトを算出する際に抽出される連続したそれぞれ例えば４個のデータは、主アンテナ１０が高速で１回転する間に取得されるデータの数と比較してはるかに小さな個数である。つまり、レーダ信号処理装置は、主チャンネル及び補助チャンネルそれぞれにおける例えば４個のデータに基づいて適応ウェイトを算出することにより、レーダ反射信号が固定方向から到来するとみなして適応ウェイトを算出することが可能となる。また、レーダ信号処理装置は、主チャンネル及び補助チャンネルのデジタル信号における連続した例えば４個のデータに基づいてＳＭＩアルゴリズムによる逆行列演算を行うため、計算量を抑えることが可能となる。また、レーダ信号処理装置は、ＳＭＩアルゴリズムにより算出された適応ウェイトを初期ウェイトとして利用するため、ＬＭＳアルゴリズムを行う際に必ず生じていたブラインド時間の発生を無くすことが可能となる。これらのことから、主アンテナ１０が高速に回転する場合であっても、逐次処理によるウェイト更新により適応ウェイトのトラッキングによる不要波抑圧性能劣化を回避すると共に、ウェイトが収束するまでのブラインド時間を無くすことが可能となる。
【００４６】
したがって、本発明に係るレーダ信号処理装置は、ソフトウェア実装されたＳＬＣにより、時変システムでの適応ウェイトのトラッキングによる不要波抑圧性能劣化を抑えて、高速回転するレーダアンテナにより受信されたレーダ反射信号に含まれる不要波を抑圧することができる。
【００４７】
また、上記第１の実施形態に係るレーダ信号処理装置では、主チャンネルのデジタル信号と補助チャンネルのデジタル信号との等化処理を信号処理部５０におけるソフトウェア処理により実現している。このため、信号処理部５０と独立して等化器を設置する必要がないため、ハード規模を抑えることが可能であり、レーダ信号処理装置の小型化及び低コスト化が図れる。
【００４８】
さらに、上記第１の実施形態に係るレーダ信号処理装置では、主アンテナ１０及び補助アンテナ３０−１〜３０−ｎに雑音信号を吹き付けることで、等化係数演算部５４で等化部５３−２〜５３−ｎにおける等化係数を算出するようにしている。なお、従来では、主チャンネルと補助チャンネルの相関を高めるために、周波数特性（群遅延を含む）をタップ付き遅延線路（ＴＤＬ）による等化器で整合する方策を実施している。具体的には、レーダ装置に対してコヒーレントなＣＷ信号（周波数一定のｓｉｎ波）の周波数を一定間隔でステップさせながら、周波数毎に信号をサンプリングしてデータ列を取得し、このように取得したデータ列に基づいて等化係数を算出していた。ただし、このような周波数サンプリング法では、等化係数を求めるためのデータ取得に時間がかかるといった問題がある。これに対し、本発明に係るレーダ信号処理装置では、雑音信号を吹き付けるだけで等化係数を算出することが可能であるため、等化部の等化係数を算出する際にかかる時間を削減することができる。
【００４９】
［第２の実施形態］  
図８は、本発明の第２の実施形態に係る信号処理部６０の機能構成を示すブロック図である。図８において図２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。なお、本実施形態においては、主アンテナ１０及び補助アンテナ３０−１〜３０−ｎはパルス変調されたレーダ反射信号である反射パルスを受信し、主受信器２０及び補助受信器４０−１〜４０−ｎは受信した反射パルスの受信検波を行う。
【００５０】
図８に示す信号処理部６０は、受信データ一時記憶部５１、切替部５２−１〜５２−（ｎ＋１）、パルス圧縮部５７、等化係数演算部５４、ＭＴＩ５５及びＳＬＣ５６の機能を実現する。パルス圧縮部５７は、切替部５２−１〜５２−（ｎ＋１）から導出される主チャンネル及び補助チャンネルのデジタル信号に対してパルス圧縮すると共に、等化係数演算部５４で算出された等化係数に基づいて主チャンネルのデジタル信号と補助チャンネルのデジタル信号との周波数特性の整合を取る。図９は、図８のパルス圧縮部５７における処理を模式的に示すブロック図である。パルス圧縮部５７は、受け取った主チャンネルのデジタル信号に対してＦＦＴ処理５７１−１を施し、このデジタル信号を予め設定した大きさの容量のデータ単位でブロック化する。パルス圧縮部５７は、ＦＦＴ処理５７１−１でブロック化したデータブロックに対して、主アンテナ１０で受信した反射パルスのパルス変調に対応したパルス圧縮係数にＦＦＴ処理を施した係数を乗算し、ＩＦＦＴ処理５７２−１を施したのち、ＭＴＩ５５へ出力する。また、パルス圧縮部５７は、受け取った補助チャンネルのデジタル信号に対してＦＦＴ処理５７１−２〜５７１−（ｎ＋１）を施し、これらのデジタル信号を予め設定した大きさの容量のデータ単位でブロック化する。パルス圧縮部５７は、ＦＦＴ処理５７１−２〜５７１−（ｎ＋１）でブロック化したデータブロックに対して、補助アンテナ３０−１〜３０−ｎで受信した反射パルスのパルス変調に対応したパルス圧縮係数にＦＦＴ処理を施した係数と、等化係数演算部５４で算出された等化係数にＦＦＴ処理を施した係数とを乗算し、ＩＦＦＴ処理５７２−２〜５７２−（ｎ＋１）を施したのち、ＭＴＩ５５へ出力する。
【００５１】
以上のように、上記第２の実施形態に係るレーダ信号処理装置では、パルス圧縮部５７の処理と同時に補助チャンネルのデジタル信号に対して等化処理を行うようにしている。これにより、パルス圧縮部５７でのＦＦＴ処理及びＩＦＦＴ処理を等化処理にも利用することが可能であるため、等化処理用にＦＦＴ処理及びＩＦＦＴ処理を行う必要がなくなる。したがって、信号処理部６０における計算負荷を抑えることが可能となる。
【００５２】
［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では、ＳＭＩ処理部５６１は、主チャンネル及び補助チャンネルのデジタル信号のうち先頭データから連続して入力されるそれぞれ例えば４個のデータに基づいて適応ウェイトＷｉを算出する場合について説明したが、データ数は先頭データから４個に限定される訳ではない。例えば、このデータ数は、高速回転中の主アンテナで受信される到来信号が固定方向からのものであるとみなすことができる数であれば、４個以上であってもかまわない。
【００５３】
また、上記各実施形態では、ＳＬＣ５６がＬＭＳ処理部５６２を備える場合について説明したが、ＲＬＳアルゴリズムによるフィードバック逐次処理によりウェイト制御を行うＲＬＳ処理部であっても同様に実施可能である。また、ＬＭＳ処理部５６２は、グラムシュミット方式により不要波を抑圧する場合であっても同様に実施可能である。
【００５４】
さらに、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。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】
【００５５】
１０…主アンテナ
１１−１〜１１−ｎ…アンテナ素子
１２−１〜１２−ｎ…受信モジュール
１３…給電回路
２０…主受信器
３０−１〜３０−ｎ…補助アンテナ
３１−１１〜３１−１ｎ，…，３１−ｎ１〜３１−ｎｎ…アンテナ素子
３２−１１〜３２−１ｎ，…，３２−ｎ１〜３２−ｎｎ…受信モジュール
３３−１〜３３−ｎ…給電回路
４０−１〜４０−ｎ…補助受信器
５０，６０…信号処理部
５１…受信データ一時記憶部
５２−１〜５２−（ｎ＋１）…切替部
５３−２〜５３−（ｎ＋１）…等化部
５４…等化係数演算部
５５…ＭＴＩ
５６…ＳＬＣ
５６１…ＳＭＩ処理部
５６２…ＬＭＳ処理部
５６２１−１〜５６２１−ｎ…ウェイト処理部
５７…パルス圧縮部
５７１−１〜５７１−（ｎ＋１）…ＦＦＴ処理
５７２−１〜５７２−（ｎ＋１）…ＩＦＦＴ処理
【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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