(57)【要約】【課題】加速度目標を除去せず、ＪＥＭを除去し、目標検出性能の向上したレーダ装置を得る。【解決手段】送信信号を放射する送信手段２と、目標で反射した受信信号を受信する受信手段４と、受信信号から距離−速度マップを作成する距離−速度マップ作成手段２０６と、距離−速度マップに対し、目標候補、目標候補との相対距離および相対速度を算出する目標候補検出手段２０７と、所定時間経過前の過去時刻における距離−速度推定値の範囲を算出する距離−速度推定値算出手段２０８と、過去時刻に検出された目標候補が、過去時刻における距離−速度推定値の範囲内に存在する場合に、目標候補を目標と判定する目標判定手段２０９と、目標と判定されなかった目標候補からＪＥＭを判定し、ＪＥＭと判定した目標候補および目標と判定された目標候補を除いた第２の目標候補を算出する第２の目標判定手段２１０とを備える。【選択図】図１
2010002410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標との相対距離および相対速度を算出し、目標検出を行うレーダ装置であって、
キャリア信号が所定の時間間隔でパルス変調された送信信号を放射する送信手段と、
前記目標で反射して戻った前記送信信号を受信信号として受信する受信手段と、
前記受信手段で受信された前記受信信号から目標の相対距離および相対速度を算出するための距離−速度マップを作成する距離−速度マップ作成手段と、
第１時刻に受信された受信信号に基づいて前記距離−速度マップ作成手段で作成された前記距離−速度マップに対し、信号の強度に基づき前記第１時刻における目標候補を検出するとともに、前記目標候補との相対距離、相対速度を算出する目標候補検出手段と、
前記目標候補検出手段で検出された前記目標候補の、前記第１時刻から所定時間経過前の第２時刻における距離−速度推定値の範囲を算出する距離−速度推定値算出手段と、
前記第２時刻における距離−速度マップに基づいて前記目標候補検出手段によって検出された目標候補が、前記距離−速度推定値算出手段で算出された前記目標候補の前記第２時刻における距離−速度推定値の範囲内に存在する場合には、前記第１時刻において検出された前記目標候補を目標と判定する目標判定手段と、
前記第２時刻における距離−速度マップに基づいて前記目標候補検出手段によって検出された目標候補が、前記距離−速度推定値算出手段で算出された前記目標候補の前記第２時刻における距離−速度推定値の範囲内に存在せず、かつ、前記距離−速度推定値算出手段で算出されたＪＥＭの第２時刻における距離−速度推定値の範囲内に存在する場合には、前記第１時刻において検出された前記目標候補をＪＥＭと判定し、前記ＪＥＭと判定した目標候補および前記目標判定手段で目標と判定された目標候補を除いた残りの目標候補を第２の目標候補とする第２の目標判定手段と
を備えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーダ装置において、
前記第２の目標判定手段は、前記第２の目標候補の中で、前記第１時刻において前記目標候補検出手段により検出された目標候補と、前記第２時刻において前記目標候補検出手段により検出された目標候補とが同一の目標であると仮定した場合の加速度を算出し、算出した前記加速度が所定加速度範囲内に存在する場合には、前記第１時刻において検出された前記目標候補を加速度目標であると判定し、前記第２の目標候補の中から前記加速度目標をさらに取り除いて新たな第２の目標候補とすることを特徴とするレーダ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のレーダ装置において、
前記目標候補検出手段で算出された前記相対距離および前記相対速度を用いて、目標候補の速度折り返し数を算出し、算出した前記速度折り返し数を考慮して前記目標候補の相対速度を算出する速度折り返し数算出手段をさらに備え、
前記距離−速度推定値算出手段は、前記速度折り返し数算出手段で算出された前記速度折り返し数を考慮した前記目標候補の相対速度に基づいて、前記目標候補検出手段で検出された前記目標候補の第２時刻における距離−速度推定値の範囲を算出する
ことを特徴とするレーダ装置。
【請求項４】
目標との相対距離および相対速度を算出し、目標検出を行うレーダ装置であって、
キャリア信号が所定の時間間隔でパルス変調された送信信号を放射する送信手段と、
前記目標で反射して戻った前記送信信号を受信信号として受信する受信手段と、
前記受信手段で受信された前記受信信号から目標の相対距離および相対速度を算出するための距離−速度マップを作成する距離−速度マップ作成手段と、
第１時刻に受信された受信信号に基づいて前記距離−速度マップ作成手段で作成された前記距離−速度マップに対し、信号の強度に基づき前記第１時刻における目標候補を検出するとともに、前記目標候補との相対距離、相対速度を算出する目標候補検出手段と、
前記目標候補検出手段で検出された前記目標候補の、前記第１時刻から所定時間経過後の第３時刻における距離−速度推定値の範囲を算出する距離−速度推定値算出手段と、
前記第３時刻における距離−速度マップに基づいて前記目標候補検出手段によって検出された目標候補が、前記距離−速度推定値算出手段で算出された前記目標候補の前記第３時刻における距離−速度推定値の範囲内に存在する場合には、前記第３時刻において検出された前記目標候補を目標と判定する目標判定手段と、
前記第３時刻における距離−速度マップに基づいて前記目標候補検出手段によって検出された目標候補が、前記距離−速度推定値算出手段で算出された前記目標候補の前記第３時刻における距離−速度推定値の範囲内に存在せず、かつ、前記距離−速度推定値算出手段で算出されたＪＥＭの第３時刻における距離−速度推定値の範囲内に存在する場合には、前記第３時刻において検出された前記目標候補をＪＥＭと判定し、前記ＪＥＭと判定した目標候補および前記目標判定手段で目標と判定された目標候補を除いた残りの目標候補を第２の目標候補とする第２の目標判定手段と
を備えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のレーダ装置において、
前記第２の目標判定手段は、前記第２の目標候補の中で、前記第１時刻において前記目標候補検出手段により検出された目標候補と、前記第３時刻において前記目標候補検出手段により検出された目標候補とが同一の目標であると仮定した場合の加速度を算出し、算出した前記加速度が所定加速度範囲内に存在する場合には、前記第３時刻において検出された前記目標候補を加速度目標であると判定し、前記第２の目標候補の中から前記加速度目標をさらに取り除いて新たな第２の目標候補とすることを特徴とするレーダ装置。
【請求項６】
請求項１または４に記載のレーダ装置において、
前記送信手段は、測速度フェーズ、測距１フェーズ、および測距２フェーズの３つのフェーズで時分割して前記送信信号を放射し、前記測速度フェーズにおいては、一定周波数のキャリア信号が所定の時間間隔でパルス変調された送信信号を放射し、前記測距１フェーズにおいては、周波数変調されたキャリア信号が所定の時間間隔でパルス変調された送信信号を放射し、前記測距２フェーズにおいては、前記測距１フェーズと異なる周波数で変調されたキャリア信号が所定の時間間隔でパルス変調された送信信号を放射し、
前記距離−速度マップ作成手段の代わりに設けられた周波数領域変換手段は、前記受信手段で受信された時間領域の受信信号を周波数領域に変換し、
前記目標候補検出手段は、
前記周波数領域変換手段で変換された前記周波数領域の受信信号における前記信号の強度に基づく演算処理を行い、前記測速度フェーズにおいては前記第１時刻における目標候補を検出するとともに、目標候補との相対速度を算出し、前記測距１フェーズおよび前記測距２フェーズにおいては前記第１時刻における目標候補を検出するとともに、目標候補との相対距離あるいは相対距離に対応する周波数を算出する
ことを特徴とするレーダ装置。
【請求項７】
請求項６に記載のレーダ装置において、
前記目標候補検出手段は、前記３つのフェーズにおいて目標候補を複数検出した場合には、前記測速度フェーズおよび測距１フェーズのそれぞれで検出された目標候補の組合せに対応する第１の相対距離を算出するとともに、前記測速度フェーズおよび測距２フェーズのそれぞれで検出された目標候補の組合せに対応する第２の相対距離を算出し、
前記第１の相対距離と前記第２の相対距離との差分に基づき、第１時刻における目標候補を特定するとともに、特定した前記目標候補との相対速度、相対距離を算出する
ことを特徴とするレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標との相対距離および相対速度を算出し、目標検出を行うレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず始めに、偽速度目標を除去する従来の目標検出装置について説明する（例えば、特許文献１参照）。図２７は、従来の目標検出装置の構成図である。特許文献１で示された目標検出装置の信号処理器５は、距離−速度マップ作成手段２０６、目標候補検出手段２０７、距離−速度推定値算出手段Ａ８、目標判定手段Ａ９で構成されている。従来の目標検出装置は、距離−速度マップ作成手段２０６と目標候補検出手段２０７を用いて、目標候補とその相対距離、相対速度を算出する。
【０００３】
次に、偽速度目標を除去して目標を検出する方法について、具体的に説明する。図２８は、従来の目標検出装置において、偽速度目標を除去して目標を検出する方法を示した説明図である。ある時刻に距離Ｒ１に、目標候補として、速度ｖ１１を持つ真の目標１１４ａと、速度ｖ１２を持つ偽速度目標１１５ａとが検出された場合を示している。
【０００４】
距離−速度推定値算出手段Ａ８は、ある時間経過後の真の目標１１４ａの予測位置に相当する距離Ｒ２を算出する。目標判定手段Ａ９は、ある時間経過後の真の目標１１４ａの予測位置に相当する距離Ｒ２に真の目標１１４ｂが検出された場合、目標と判定する。一方、偽速度目標１１５ａが、ある時間経過後の真の目標１１４ａの予測位置に相当する距離Ｒ２に検出されない場合、偽速度目標として除去する。このようにして、偽速度目標を除去することにより、目標検出性能の改善が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２３２２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術には次のような課題がある。この従来の目標検出装置では、ある時間経過後の予測位置に検出されない場合、偽速度目標として除去する。このため、ある時間経過後の予測位置に検出されないような加速度目標も除去され、目標検出性能が劣化する可能性がある。図２９は、従来の目標検出装置において、加速度目標を偽速度目標として除去してしまう場合を示した説明図であり、加速度目標１１６ａが除去されてしまう場合を示している。
【０００７】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、加速度目標を除去せず、ＪＥＭ（Ｊｅｔ  Ｅｎｇｉｎｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を除去し、目標検出性能の向上したレーダ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るレーダ装置は、目標との相対距離および相対速度を算出し、目標検出を行うレーダ装置であって、キャリア信号が所定の時間間隔でパルス変調された送信信号を放射する送信手段と、目標で反射して戻った送信信号を受信信号として受信する受信手段と、受信手段で受信された受信信号から目標の相対距離および相対速度を算出するための距離−速度マップを作成する距離−速度マップ作成手段と、第１時刻に受信された受信信号に基づいて距離−速度マップ作成手段で作成された距離−速度マップに対し、ＣＦＡＲ処理を施し第１時刻における目標候補を検出するとともに、目標候補との相対距離、相対速度を算出する目標候補検出手段と、目標候補検出手段で検出された目標候補の、第１時刻から所定時間経過前の第２時刻における距離−速度推定値の範囲を算出する距離−速度推定値算出手段と、第２時刻における距離−速度マップに基づいて目標候補検出手段によって検出された目標候補が、距離−速度推定値算出手段で算出された目標候補の第２時刻における距離−速度推定値の範囲内に存在する場合には、第１時刻において検出された目標候補を目標と判定する目標判定手段と、第２時刻における距離−速度マップに基づいて目標候補検出手段によって検出された目標候補が、距離−速度推定値算出手段で算出された目標候補の第２時刻における距離−速度推定値の範囲内に存在せず、かつ、距離−速度推定値算出手段で算出されたＪＥＭの第２時刻における距離−速度推定値の範囲内に存在する場合には、第１時刻において検出された目標候補をＪＥＭと判定し、ＪＥＭと判定した目標候補および目標判定手段で目標と判定された目標候補を除いた残りの目標候補を第２の目標候補とする第２の目標判定手段とを備えるものである。
【０００９】
また、本発明に係るレーダ装置は、目標との相対距離および相対速度を算出し、目標検出を行うレーダ装置であって、キャリア信号が所定の時間間隔でパルス変調された送信信号を放射する送信手段と、目標で反射して戻った送信信号を受信信号として受信する受信手段と、受信手段で受信された受信信号から目標の相対距離および相対速度を算出するための距離−速度マップを作成する距離−速度マップ作成手段と、第１時刻に受信された受信信号に基づいて距離−速度マップ作成手段で作成された距離−速度マップに対し、ＣＦＡＲ処理を施し第１時刻における目標候補を検出するとともに、目標候補との相対距離、相対速度を算出する目標候補検出手段と、目標候補検出手段で検出された目標候補の、第１時刻から所定時間経過後の第３時刻における距離−速度推定値の範囲を算出する距離−速度推定値算出手段と、第３時刻における距離−速度マップに基づいて目標候補検出手段によって検出された目標候補が、距離−速度推定値算出手段で算出された目標候補の第３時刻における距離−速度推定値の範囲内に存在する場合には、第３時刻において検出された目標候補を目標と判定する目標判定手段と、第３時刻における距離−速度マップに基づいて目標候補検出手段によって検出された目標候補が、距離−速度推定値算出手段で算出された目標候補の第３時刻における距離−速度推定値の範囲内に存在せず、かつ、距離−速度推定値算出手段で算出されたＪＥＭの第３時刻における距離−速度推定値の範囲内に存在する場合には、第３時刻において検出された目標候補をＪＥＭと判定し、ＪＥＭと判定した目標候補および目標判定手段で目標と判定された目標候補を除いた残りの目標候補を第２の目標候補とする第２の目標判定手段とを備えるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るレーダ装置によれば、目標判定手段により目標と判定されなかった目標候補に対して、ＪＥＭとそれ以外の目標に識別する第２の目標判定手段を備えることにより、加速度目標を除去せず、ＪＥＭ（Ｊｅｔ  Ｅｎｇｉｎｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を除去し、目標検出性能の向上したレーダ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるレーダ装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における距離−速度マップ作成手段の処理内容を示した説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１の距離−速度マップ作成手段により作成される距離−速度マップの例示図である。
【図４】本発明の実施の形態１の目標候補検出手段による目標検出処理の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１の目標候補検出手段において、ＣＦＡＲ処理の結果、ＣＦＡＲ閾値を越えるセルが集合した場合の処理内容の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１の目標候補検出手段によって、目標候補が時刻ｔ、距離Ｒ（ｔ）に２つ検出された場合の、時刻ｔ−Δｔにおける距離−速度推定値を示した説明図である。
【図７】本発明の実施の形態１の目標判定手段による目標判定処理の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態１における加速度目標の目標検出を説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態１における第２の目標判定方法の説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態１の第２の目標判定手段によるＪＥＭの判定方法に関する説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態１における第２の目標判定方法の説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態２におけるレーダ装置の構成図である。
【図１３】本発明の実施の形態２における速度折り返し数を考慮した目標候補の相対速度算出方法についての説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態２における速度折り返し数を考慮しない場合と、考慮した場合の目標候補の相対速度算出方法についての比較説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態３におけるレーダ装置の構成図である。
【図１６】本発明の実施の形態３の目標候補検出手段によって、目標候補が時刻ｔに距離Ｒ（ｔ）に２つ検出された場合の、時刻ｔ＋Δｔにおける距離−速度推定値を示した説明図である。
【図１７】本発明の実施の形態３の目標判定手段による目標判定処理の説明図である。
【図１８】本発明の実施の形態４におけるレーダ装置の構成図である。
【図１９】本発明の実施の形態４における測速度フェーズと測距フェーズの送信信号と受信信号の周波数を示した説明図である。
【図２０】本発明の実施の形態４における目標候補検出の処理フローを示した説明図である。
【図２１】本発明の実施の形態４における各フェーズにおいて１目標を検出した場合を示す説明図である。
【図２２】本発明の実施の形態４の目標候補検出手段２０７Ｂによる周波数領域での目標検出処理の説明図である。
【図２３】本発明の実施の形態４における時刻ｔ、時刻ｔ−Δｔに各フェーズにおいて２目標、かつＪＥＭが存在した場合の状況を示す説明図である。
【図２４】本発明の実施の形態４における、時刻ｔに各フェーズにおいて２目標、かつＪＥＭを検出した場合を示す説明図である。
【図２５】本発明の実施の形態４における、時刻ｔに各フェーズにおいて２目標、かつＪＥＭを検出した場合の組合せから算出される測距結果を示す図である。
【図２６】本発明の実施の形態４において、測速度フェーズのｆｖ、Ｔ１と測距１フェーズとの各測距結果と、測速度フェーズのｆｖ、Ｔ１と測距２フェーズとの各測距結果の差から目標候補の相対距離を算出するための説明図である。
【図２７】従来の目標検出装置の構成図である。
【図２８】従来の目標検出装置において、偽速度目標を除去して目標を検出する方法を示した説明図である。
【図２９】従来の目標検出装置において、加速度目標を偽速度目標として除去してしまう場合を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の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。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるレーダ装置の構成図である。図１におけるレーダ装置は、空中線１、送信機２、送受切替器３、受信機４、信号処理器２０５Ａ、および表示器２０を備えている。
【００１４】
また、信号処理器２０５Ａは、距離−速度マップ作成手段２０６、目標候補検出手段２０７、距離−速度推定値算出手段２０８、目標判定手段２０９、および第２の目標判定手段２１０を備えている。以下、受信ビデオ信号を生成するまでの動作について示す。
【００１５】
送信機２は、キャリア信号をパルス繰り返し周期（Ｐｕｌｓｅ  Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ：以下、ＰＲＩと記述する）でパルス変調して送信ＲＦ信号を生成し、送受切替器３に出力する。送受切替器３は、送信機２から入力された送信ＲＦ信号を空中線１に出力する。この結果、空中線１から送信ＲＦ信号が空中に放射される。
【００１６】
空中に放射された送信ＲＦ信号は、目標で反射され、反射ＲＦ信号として空中線１に入射する。そこで、空中線１は、入射してきた反射ＲＦ信号を受信し、受信ＲＦ信号として送受切替器３に出力する。送受切替器３は、空中線１から入力された受信ＲＦ信号を受信機４に出力する。そして、受信機４は、送受切替器３から入力された受信ＲＦ信号を増幅、位相検波の後、受信ビデオ信号に変換し、信号処理器２０５Ａに出力する。
【００１７】
信号処理器２０５Ａは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース回路を有するコンピュータから構成され、ＲＯＭに記憶されるプログラムに従って、ＣＰＵで演算処理が行われる。信号処理器２０５Ａの処理結果は、コンピュータに記録される。
【００１８】
以降、各手段の処理内容について説明する。
図２は、本発明の実施の形態１における距離−速度マップ作成手段２０６の処理内容を示した説明図である。距離−速度マップ作成手段２０６は、距離−速度マップを作成するために、距離方向にチャープパルス圧縮を行う。距離−速度マップ作成手段２０６に入力される受信ビデオ信号Ｖ（ｓ、ｎ、ｍ）は、次式（１）で表される。
【００１９】
【数１】
2010002410.tif 000003
【００２０】
ここで、上式（１）における各符号は、以下のものを意味する。
Ａｔｇｔ：受信ビデオ信号の振幅
ｆ０：送信ＲＦ信号の送信中心周波数
Ｔ０：送信ＲＦ信号の送信パルス幅
Ｒ０（ｓ）：距離‐速度マップ作成時の目標との初期相対距離
ｖｔｇｔ：目標との相対速度
Ｔｐｒｉ：パルス繰り返し周期
ｓ：距離‐速度マップ番号
Ｓ：距離‐速度マップ作成数
ｎ：パルス番号
Ｎ：パルス数
ｍ：１ＰＲＩ内のサンプリング番号
Ｍ：１ＰＲＩのサンプリング点数
【００２１】
さらに、ｃｈｉｒｐは、送信ＲＦ信号がアップチャープ変調のとき１が代入され、ダウンチャープ変調のとき−１が代入される。
【００２２】
また、距離‐速度マップ作成時の目標との初期相対距離Ｒ０（ｓ）は、次式（２）により表される。
【００２３】
【数２】
2010002410.tif 000004
【００２４】
距離−速度マップ作成手段２０６は、受信ビデオ信号Ｖ （ｓ、ｎ、ｍ ）と参照信号の相関演算を行い、チャープパルス圧縮を行う。
【００２５】
距離−速度マップ作成手段２０６で用いる参照信号Ｅｘ（ｍτ）は、送信ＲＦ信号の変調成分と複素共役の関係にあり、下式（３）で表される。また、参照信号のサンプリング点数Ｍτは、下式（４）により表される。
ここで、下式（３）（４）における各符号は、以下のものを意味する。
Ａ'：参照信号の振幅
ｍτ：参照信号のサンプリング番号
Ｓａｍｐ_ｆ：受信ビデオ信号に対するサンプリング周波数
【００２６】
【数３】
2010002410.tif 000005
【００２７】
距離−速度マップ作成手段２０６は、受信ビデオ信号Ｖ（ｓ、ｎ、ｍ ）と参照信号Ｅｘ（ｍτ）を、下式（５）、（６）により、それぞれ高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）した後、下式（７）に従い、乗算する。ここで、ｌは、レンジビン番号、Ｌ'は、レンジ方向ＦＦＴ点数を表す。ただし、Ｌ'＞Ｍの時には、Ｖ（ｓ、ｎ、ｍ ）に０を代入し、Ｌ'＞Ｍτの時には、Ｅｘ（ｍτ）に０を代入する。
【００２８】
【数４】
2010002410.tif 000006
【００２９】
また、チャープパルス圧縮後の信号をチャープパルス圧縮前のサンプリング間隔よりも高精度にサンプリングする場合には、距離−速度マップ作成手段２０６は、下式（８）により０を設定する。ここで、Ｌは、レンジ方向高速フーリエ逆変換（ＩＦＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）点数であり、下式（９）により表される。ただし、ｑは、０以上の整数である。また、ｑ＝０の場合は、チャープパルス圧縮前サンプリング間隔と同じサンプリング間隔になる。
【００３０】
【数５】
2010002410.tif 000007
【００３１】
距離−速度マップ作成手段２０６は、乗算結果を、次式（１０）により高速フーリエ逆変換（ＩＦＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行い、相関演算の結果、すなわち、チャープパルス圧縮後の信号ＲＶ・Ｅｘ（ｓ、ｎ、ｌ）を出力する。
【００３２】
【数６】
2010002410.tif 000008
【００３３】
さらに、距離−速度マップ作成手段２０６は、チャープパルス圧縮後の信号ＲＶ・Ｅｘ（ｓ、ｎ、ｌ）に対して、次式（１１）によりパルス方向に高速フーリエ変換処理を行い、レンジビン毎の信号成分、すなわち、周波数スペクトルを算出し、距離−速度マップＦＲ （ｓ、ｋｈ、ｌ）を作成する。ここで、ｋｈは周波数ビン番号、Ｈはパルス方向ＦＦＴ点数を表す。ただし、Ｈ＞Ｎの時にはＲＶ・Ｅｘ（ｓ、ｎ、ｌ）に０埋めを行う。また、周波数ビン番号に対応する相対速度ｖｅｌ（ｋｈ）は、下式（１２）により表される。
【００３４】
【数７】
2010002410.tif 000009
【００３５】
このように、距離−速度マップ作成手段２０６は、レンジ方向にチャープパルス圧縮、パルス方向に高速フーリエ変換を行うことにより、距離−速度マップを作成する。図３は、本発明の実施の形態１の距離−速度マップ作成手段２０６により作成される距離−速度マップの例示図である。作成した距離−速度マップは、目標候補検出手段２０７に出力される。
【００３６】
次に、目標候補検出手段２０７において行われる、ＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｆａｌｓｅ  Ａｌａｒｍ  Ｒａｔｅ）処理による目標検出の処理内容について説明する。図４は、本発明の実施の形態１の目標候補検出手段２０７による目標検出処理の説明図である。より具体的には、この図４は、ＣＦＡＲ処理に関わる注目セル、ガードセル、サンプルセルを説明するための図である。
【００３７】
目標候補検出手段２０７は、距離−速度マップ作成手段２０６から得られる距離−速度マップに対し、次式（１３）によりＣＦＡＲ処理を行い、目標候補を検出する。ここで、ＦＲＣＦＡＲ（ｓ、ｋｈ、ｌ）は、ＣＦＡＲ処理による目標候補検出結果を表し、目標候補は、０が設定される。
【００３８】
また、ＣＦＡＲ閾値ＣＦＡＲ_ｔｈ（ｓ、ｋｈ、ｌ）は、下式（１４）により算出する。ここで、ＣＦＡＲ_ｃｏｒは、ＣＦＡＲ係数、Ｓａｍｐ_ｃｅｌｌ （ｓ、ｋｈ、ｌ）は、サンプルセル、ａｖｅ （Ｚ（ｐ））は、配列Ｚ（ｐ）の平均値を表す。ただし、ＣＦＡＲ閾値ＣＦＡＲ_ｔｈ（ｓ、ｋｈ、ｌ）を越えるセルが集合した場合には、集合のなかで振幅の最大値を示すセルを目標候補として検出する。図５は、本発明の実施の形態１の目標候補検出手段２０７において、ＣＦＡＲ処理の結果、ＣＦＡＲ閾値を越えるセルが集合した場合の処理内容の説明図である。
【００３９】
【数８】
2010002410.tif 000010
【００４０】
次に、距離−速度推定値算出手段２０８は、目標候補検出手段２０７から得られる目標候補から、過去の目標候補の距離と速度の推定値を算出する。図６は、本発明の実施の形態１の目標候補検出手段２０７によって、目標候補が時刻ｔ、距離Ｒ（ｔ）に２つ検出された場合の、時刻ｔ−Δｔにおける距離−速度推定値を示した説明図である。より具体的には、目標が目標候補１、ＪＥＭが目標候補２として検出された場合の、時刻ｔ−Δｔの距離−速度推定値を示している。ここで、時刻ｔの目標候補１の速度をｖ１、目標候補２の速度をｖ２とする。
【００４１】
距離−速度推定値算出手段２０８は、下式（１５）、（１６）により時刻ｔ−Δｔの目標候補の距離−速度推定値を算出する。
【００４２】
【数９】
2010002410.tif 000011
【００４３】
ここで、図６および上式（１５）、（１６）における各符号は、以下のものを意味している。
Ｒ１、１とＲ１、２：時刻ｔ−Δｔの目標候補１の距離推定値の範囲
Ｒ２、１とＲ２、２：時刻ｔ−Δｔの目標候補２の距離推定値の範囲
ＷＲ：時間ｔ−Δｔの距離推定幅
ｖ１、１とｖ１、２：時刻ｔ−Δｔの目標候補１の速度推定値の範囲
ｖ２、１とｖ２、２：時刻ｔ−Δｔの目標候補２の速度推定値の範囲
Ｗｖ：時間ｔ−Δｔの速度推定幅
【００４４】
過去の距離−速度推定値に推定幅を持たせ、距離と速度の推定誤差を考慮することにより、目標検出性能の向上が可能になる。
【００４５】
次に、時刻ｔ−Δｔにおける処理内容について説明する。図７は、本発明の実施の形態１の目標判定手段２０９による目標判定処理の説明図である。より具体的には、この図７は、時刻ｔ−Δｔの距離−速度マップを示しており、時刻ｔ−Δｔの距離−速度マップを用いて、目標候補検出手段２０７が距離Ｒ（ｔ−Δｔ）に目標候補１と目標候補２を検出した場合を示している。
【００４６】
目標判定手段２０９は、距離−速度推定値算出手段２０８から得られる時刻ｔ−Δｔの目標候補の距離−速度推定値の範囲内に、時刻ｔ−Δｔにおける距離−速度マップを用いて目標候補検出手段２０７が目標候補を検出していた場合には、目標として判定する。
【００４７】
特許文献１で示された従来の目標検出装置では、距離−速度推定値の範囲内を目標として判定し、範囲外は、ＪＥＭ、つまり偽速度目標として除去を行っている。しかしながら、従来の目標検出装置では、加速度目標の場合にも、この加速度目標を偽速度目標として除去するため、目標検出性能が劣化する問題がある。そこで、目標判定手段２０９は、目標検出性能向上のため、目標判定のみ行い、ＪＥＭと加速度目標の判定は第２の目標判定手段２１０で行う。
【００４８】
図８は、本発明の実施の形態１における加速度目標の目標検出を説明するための図である。また、図９は、本発明の実施の形態１における第２の目標判定方法の流れ図である。本実施の形態１では、ＪＥＭと加速度目標の判定は、第２の目標判定手段２１０で行う。
【００４９】
第２の目標判定手段２１０は、目標判定手段２０９によって目標候補から目標と判定されなかった目標候補に対して、第２の目標判定を行う。より具体的には、図９に示すように、第２の目標判定手段２１０は、ＪＥＭ、加速度目標、および第２の目標候補の３種の判定を行う。ここで、第２の目標候補は、目標候補の中で、目標、ＪＥＭ、および加速度目標のいずれにも判定されなかった目標候補を表す。
【００５０】
図１０は、本発明の実施の形態１の第２の目標判定手段２１０によるＪＥＭの判定方法に関する説明図である。第２の目標判定手段２１０は、ＪＥＭの距離−速度推定値の範囲を、それぞれ、距離−速度推定値算出手段２０８から得られる目標と判定した目標候補１の距離推定値の範囲、および目標候補２の速度推定値の範囲として設定する。第２の目標判定手段２１０は、時刻ｔ−ΔｔのＪＥＭの距離−速度推定値の範囲内に目標候補が検出され、かつ、時刻ｔ−Δｔの目標候補２の距離‐速度推定値に目標候補が検出されない場合に、ＪＥＭと判定する。
【００５１】
このように、連続してＪＥＭが目標候補として検出された場合も、時刻ｔ−ΔｔのＪＥＭの距離−速度推定値と目標候補２の距離‐速度推定値を用いることにより、ＪＥＭを目標と誤検出することがなくなり、目標検出性能の向上が期待できる。
【００５２】
次に、加速度目標をＪＥＭと除去せず、加速度目標を第２の目標候補と判定する方法について説明する。図１１は、本発明の実施の形態１における第２の目標判定方法の説明図である。より具体的には、目標候補検出手段２０７によって、目標候補が時刻ｔ−Δｔに距離Ｒ３（ｔ−Δｔ）に速度ｖ３を持つ目標候補３として検出された場合の、時刻ｔ−Δｔの距離−速度マップを示している。
【００５３】
時刻ｔに距離Ｒ（ｔ）に検出された目標候補２と、時刻ｔ−Δｔに距離Ｒ３（ｔ−Δｔ）に検出された目標候補３とが、加速度ａを持つ同じ目標とした場合、下式（１７）の関係が成り立つ。第２の目標判定手段２１０は、下式（１８）により、加速度推定値ａｅｓｔを算出する。
【００５４】
【数１０】
2010002410.tif 000012
【００５５】
第２の目標判定手段２１０は、時刻ｔ−ΔｔのＪＥＭの距離‐速度推定値に目標候補が検出されず、かつ、時刻ｔ−Δｔの目標候補２の距離‐速度推定値に目標候補が検出されない場合、次式（１９）を満たす目標候補を加速度目標と判定し、次式（１９）を満たさない目標候補を第２の目標候補と判定する。ここで、ａ１、ａ２は、加速度推定値の範囲を表す。
【００５６】
【数１１】
2010002410.tif 000013
【００５７】
その後、距離−速度マップ作成手段２０６、目標候補検出手段２０７の処理を引き続き行う。そして、目標候補検出手段２０７が目標候補を検出した場合、時刻ｔ−Δｔにおける第２の目標候補との比較を、距離−速度推定値算出手段２０８、目標判定手段２０９、および第２の目標判定手段２１０を用いることにより、目標検出性能を向上させる。
【００５８】
表示器２０は、目標候補から目標あるいは加速度目標と判定された場合、目標情報として、時刻ｔの相対距離と相対速度を画面上に表示する。
【００５９】
以上のように、実施の形態１によれば、目標判定手段により目標と判定されなかった目標候補に対して、第２の目標判定手段を用いて、ＪＥＭと、加速度目標と、目標、ＪＥＭ、加速度目標のいずれにも判定されなかった目標候補との３種に識別する構成を備えている。この結果、加速度目標をＪＥＭと誤検出して除去してしまうことがなくなり、目標検出性能の向上を図ったレーダ装置を得ることができる。
【００６０】
さらに、目標候補が検出された場合には、時刻をさかのぼった目標候補と比較する構成を備えている。このため、目標がレーダ装置に接近する前に、目標の有無を判断することができ、目標への早急な対処が可能になり、レーダ装置の目標検出性能がさらに向上する。
【００６１】
実施の形態２．
図１２は、本発明の実施の形態２におけるレーダ装置の構成図である。図１２におけるレーダ装置は、空中線１、送信機２、送受切替器３、受信機４、信号処理器２０５Ｂ、および表示器２０を備えている。
【００６２】
また、信号処理器２０５Ｂは、距離−速度マップ作成手段２０６、目標候補検出手段２０７、距離−速度推定値算出手段２０８、目標判定手段２０９、および第２の目標判定手段２１０に加えて、さらに速度折り返し数算出手段２１１を備えている。
【００６３】
すなわち、本実施の形態２における図１２の構成は、先の実施の形態１における図１の構成と比較すると、信号処理器（２０５Ａ、２０５Ｂ）の構成が異なっている。より具体的には、本実施の形態２における信号処理器２０５Ｂは、目標候補検出手段２０７と距離−速度推定値算出手段２０８との間に、速度折り返し数算出手段２１１をさらに備えている点が異なっている。
【００６４】
先の特許文献１における目標検出装置では、速度情報の算出方法が明らかになっていないが、一般的なレーダ装置では、先の実施の形態１のように、パルス方向にＦＦＴを行うことにより、目標との相対速度を算出する。しかしながら、このような算出方法では、目標の速度が折り返す場合には、距離−速度推定値を誤り、目標検出性能が劣化する可能性がある。そこで、本実施の形態２におけるレーダ装置は、目標検出性能の向上を目的として、速度折り返し数を算出し、精度よい相対速度を算出することを可能にしている。
【００６５】
図１３は、本発明の実施の形態２における速度折り返し数を考慮した目標候補の相対速度算出方法についての説明図である。速度折り返し数算出手段２１１は、次式（２０）により速度推定値ｖｅｓｔを算出する。ここで、Ｒ（ｔ）は、時刻ｔの目標候補の相対距離、Ｒ（ｔ−Δｔ）は、時刻ｔ−Δｔの目標候補の相対距離をそれぞれ表す。
【００６６】
【数１２】
2010002410.tif 000014
【００６７】
速度折り返し数算出手段２１１は、次式（２１）により目標候補の相対速度候補を算出する。また、折り返し速度ｖｂａｎｄは、下式（２２）により表される。
【００６８】
【数１３】
2010002410.tif 000015
【００６９】
ここで、上式（２１）における各符号は、以下のものを意味する。
ｖ１、ｅｓｔ（ｉ）：目標候補１の相対速度候補
ｖ２、ｅｓｔ（ｉ）：目標候補２の相対速度候補
ｉ：速度の折り返し数
ｖｂａｎｄ：折り返し速度
ｖ'１：折り返した目標候補１の相対速度
ｖ'２：折り返した目標候補２の相対速度
Ｉ：最大速度折り返し数
【００７０】
速度折り返し数算出手段２１１は、下式（２３）により速度推定値ｖｅｓｔと、目標候補の相対速度候補との差分を算出する。また、速度折り返し数算出手段２１１は、下式（２４）により目標候補の速度折り返し数を算出する。
【００７１】
【数１４】
2010002410.tif 000016
【００７２】
ここで、上式（２３）、（２４）における各符号は、以下のものを意味する。
Δｖ１、ｅｓｔ（ｉ）：速度推定値ｖｅｓｔと目標候補１の相対速度候補ｖ１、ｅｓｔ（ｉ）の差分
Δｖ２、ｅｓｔ（ｉ）：速度推定値ｖｅｓｔと目標候補２の相対速度候補ｖ２、ｅｓｔ（ｉ）の差分
ａｂｓ（Ｘ）：変数Ｘの最大値
ｉ１、ｅｓｔ：目標候補１の速度折り返し数
ｉ２、ｅｓｔ：目標候補２の速度折り返し数
ｍｉｎ_ｉ（Ｙ（ｉ））：配列Ｙ（ｉ）の最小値を示すｉ
【００７３】
さらに、速度折り返し数算出手段２１１は、次式（２５）により、速度折り返しを考慮した目標候補の相対速度を算出する。
【００７４】
【数１５】
2010002410.tif 000017
【００７５】
ここで、上式（２５）における各符号は、以下のものを意味する。
ｖ”１、ｅｓｔ：速度折り返しを考慮した目標候補１の相対速度
ｖ”２、ｅｓｔ：速度折り返しを考慮した目標候補２の相対速度
【００７６】
図１４は、本発明の実施の形態２における速度折り返し数を考慮しない場合と、考慮した場合の目標候補の相対速度算出方法についての比較説明図である。図１４（ａ）に示すように、速度が折り返した目標候補の相対速度を用いて距離−速度推定値を算出した場合、距離−速度推定値の精度が劣化し、目標検出性能が劣化する。
【００７７】
これに対して、図１４（ｂ）に示すように、速度折り返し数算出手段２１１は、速度折り返し数と速度の折り返しを考慮した目標候補の相対速度を精度よく算出する。この結果、距離−速度推定値の精度が向上し、目標検出性能の向上を図ることができる。
【００７８】
以上のように、実施の形態２によれば、速度折り返し数と速度の折り返しを考慮することのできる速度折り返し数算出手段をさらに備えた構成となっている。この結果、速度が折り返した場合にも、精度のよい目標候補の相対速度を算出することが可能になり、目標相対速度算出精度と目標検出性能の向上を図ったレーダ装置を得ることができる。
【００７９】
さらに、速度が折り返した場合にも、先の実施の形態１と同様に、精度よくＪＥＭを判定し、また、加速度目標を第２の目標候補することが可能になり、目標検出性能の向上を図ったレーダ装置を得ることができる。
【００８０】
実施の形態３．
図１５は、本発明の実施の形態３におけるレーダ装置の構成図である。図１５におけるレーダ装置は、空中線１、送信機２、送受切替器３、受信機４、信号処理器２０５Ｃ、および表示器２０を備えている。
【００８１】
また、信号処理器２０５Ｃは、距離−速度マップ作成手段２０６、目標候補検出手段２０７、距離−速度推定値算出手段２０８Ｂ、目標判定手段２０９Ｂ、および第２の目標判定手段２１０Ｂを備えている。
【００８２】
すなわち、本実施の形態３における図１５の構成は、先の実施の形態１における図１の構成と比較すると、信号処理器（２０５Ａ、２０５Ｃ）の構成が異なっている。より具体的には、本実施の形態２における信号処理器２０５Ｃは、先の実施の形態１における信号処理器２０５Ａの距離−速度推定値算出手段２０８、目標判定手段２０９、および第２の目標判定手段２１０に代えて、距離−速度推定値算出手段２０８Ｂ、目標判定手段２０９Ｂ、第２の目標判定手段２１０Ｂを備えている点が異なっている。
【００８３】
目標、ＪＥＭ、加速度目標、第２の目標候補を判定する際に、先の実施の形態１は、過去の目標候補と比較するのに対して、本実施の形態３は、ある時間経過後の目標候補と比較している。そこで、ある時間経過後の目標候補と比較する処理例として、距離−速度推定値算出手段２０８Ｂと目標判定手段２０９Ｂについて説明し、同様な考え方で行う第２の目標判定手段２１０Ｂの説明は、省略する。
【００８４】
距離−速度推定値算出手段２０８Ｂは、目標候補検出手段２０７から得られる目標候補から、ある時間経過後の目標候補の距離と速度の推定値を算出する。図１６は、本発明の実施の形態３の目標候補検出手段２０７によって、目標候補が時刻ｔに距離Ｒ（ｔ）に２つ検出された場合の、時刻ｔ＋Δｔにおける距離−速度推定値を示した説明図である。また、時刻ｔの目標候補１の速度をｖ１、目標候補２の速度をｖ２とする。
【００８５】
距離−速度推定値算出手段２０８Ｂは、下式（２６）、（２７）により時刻ｔ＋Δｔの目標候補の距離−速度推定値を算出する。
【００８６】
【数１６】
2010002410.tif 000018
【００８７】
ここで、上式（２６）、（２７）における各符号は、以下のものを意味している。
Ｒ”１、１とＲ”１、２：時刻ｔ＋Δｔの目標候補１の距離推定値の範囲
Ｒ”２、１とＲ”２、２：時刻ｔ＋Δｔの目標候補２の距離推定値の範囲
Ｗ”Ｒ：時間ｔ＋Δｔの距離推定幅
ｖ”１、１とｖ”１、２：時刻ｔ＋Δｔの目標候補１の速度推定値の範囲
ｖ”２、１とｖ”２、２：時刻ｔ＋Δｔの目標候補２の速度推定値の範囲
Ｗ”ｖ：時間ｔ＋Δｔの速度推定幅
【００８８】
ある時間経過後の距離−速度推定値に推定幅を持たせ、距離と速度の推定誤差を考慮することにより、目標検出性能の向上が可能になる。
【００８９】
次に、時刻ｔ＋Δｔにおける処理内容について説明する。図１７は、本発明の実施の形態３の目標判定手段２０９Ｂによる目標判定処理の説明図である。より具体的には、この図１７は、時刻ｔ＋Δｔの距離−速度マップを示しており、時刻ｔ＋Δｔの距離−速度マップを用いて、目標候補検出手段２０７が距離Ｒ（ｔ＋Δｔ）に目標候補１と目標候補２を検出した場合を示している。
【００９０】
目標判定手段２０９Ｂは、距離−速度推定値算出手段２０８Ｂから得られる時刻ｔ＋Δｔの目標候補の距離−速度推定値の範囲内に目標候補が検出された場合、目標として判定する。
【００９１】
以上のように、実施の形態３によれば、時刻ｔの目標候補と時刻ｔ＋Δｔの目標候補を用いて目標を判定する目標判定手段を備えている。さらに、この目標判定手段により目標と判定されなかった目標候補に対して、第２の目標判定手段を用いて、ＪＥＭと、加速度目標と、目標、ＪＥＭ、加速度目標のいずれにも判定されなかった目標候補との３種に識別する構成を備えている。この結果、加速度目標をＪＥＭと誤検出して除去してしまうことがなくなり、目標検出性能の向上を図ったレーダ装置を得ることができる。
【００９２】
実施の形態４．
図１８は、本発明の実施の形態４におけるレーダ装置の構成図である。図１８におけるレーダ装置は、空中線１、送信機２Ｂ、送受切替器３、受信機４Ｂ、信号処理器２０５Ｄ、および表示器２０を備えている。
【００９３】
また、信号処理器２０５Ｄは、周波数領域変換手段２１２、目標候補検出手段２０７Ｂ、第２の目標候補検出手段２１３、距離−速度推定値算出手段２０８、目標判定手段２０９、および第２の目標判定手段２１０を備えている。
【００９４】
すなわち、本実施の形態４における図１８の構成は、先の実施の形態１における図１の構成と比較すると、送信機（２、２Ｂ）、受信機（４、４Ｂ）、信号処理器（２０５Ａ、２０５Ｄ）の構成が異なっている。
【００９５】
より具体的には、本実施の形態４における送信機２Ｂと受信機４Ｂは、測速度フェーズに一定周波数のキャリア信号の送信信号と受信信号とを扱う点、および測距１フェーズと測距２フェーズに異なる周波数変調された送信信号と受信信号を扱う点が異なっている。また、信号処理器２０５Ｄは、距離−速度マップ作成手段２０６に代えて周波数領域変換手段２１２、目標候補検出手段２０７に代えて目標候補検出手段２０７Ｂと第２の目標候補検出手段２１３を備えている点が異なっている。
【００９６】
図１９は、本発明の実施の形態４における測速度フェーズと測距フェーズの送信信号と受信信号の周波数を示した説明図である。図１９に示すように、本実施の形態４は、測速度フェーズにおいては、一定周波数のキャリア信号を送受信することによって目標あるいはＪＥＭ等との相対速度を算出し、測距１フェーズ、測距２フェーズにおいては、周波数変調されたキャリア信号を送受信することによって目標あるいはＪＥＭ等との相対距離を算出する。
【００９７】
ここで、ｆ０、Ｈは、本実施の形態４における送信最小周波数、Ｂ０、Ｒは、本実施の形態４における周波数変調帯域幅、Ｔｏｂｓは、本実施の形態４における各フェーズの観測時間、ｆｖは、測速度フェーズで観測される周波数、ｆＲ１は、測距１フェーズで観測される周波数、ｆＲ２は、測距２フェーズで観測される周波数をそれぞれ表す。また、図１９では、各フェーズの観測時間を同一とした場合を示しているが、この観測時間は異なってもよい。また、図１９では、測距１フェーズと測距２フェーズの周波数変調帯域幅を同一とした場合を示しているが、異なる周波数変調を行えばよい。
【００９８】
図２０は、本発明の実施の形態４における目標候補検出の処理フローを示した説明図である。以降、この図２０を参照にして、目標候補検出の処理フローについて、詳細に説明する。
【００９９】
まず、各フェーズにおける送信機２Ｂの動作について説明する。
測速度フェーズの場合、送信機２Ｂは、次式（２８）で表される一定周波数のキャリア信号をＰＲＩでパルス変調した送信ＲＦ信号Ｔｘｖ（ｔ）を生成し、送受切替器３に出力する。
【０１００】
【数１７】
2010002410.tif 000019
【０１０１】
ここで、上式（２８）における各符号は、以下のものを意味する。
ｆ０、Ｈ：送信最小周波数
ＡＴｘ、ｖ：測速度フェーズの送信信号の振幅
Ｔｐｒｉ、ｖ：測速度フェーズのパルス繰り返し周期
ｎｖ：測速度フェーズのパルス番号
Ｎｖ：測速度フェーズのパルス数
Ｔ０、ｖ：測速度フェーズのパルス幅
【０１０２】
送受切替器３は、送信機２Ｂから入力された送信ＲＦ信号Ｔｘｖ（ｔ）を、空中線１に出力する。この結果、空中線１から送信ＲＦ信号Ｔｘｖ（ｔ）が空中に放射される。このように、測速度を行うための測速度フェーズがあるため、速度アンビギュィティなく、高精度に相対速度を算出することが可能になる。
【０１０３】
次に、測距１フェーズの場合、送信機２Ｂは、次式（２９）で表される周波数変調されたキャリア信号をＰＲＩでパルス変調して送信ＲＦ信号ＴｘＲ１（ｔ）を生成し、送受切替器３と受信機４Ｂに出力する。
【０１０４】
【数１８】
2010002410.tif 000020
【０１０５】
ここで、上式（２９）における各符号は、以下のものを意味する。
【０１０６】
ＡＴｘ、Ｒ：測距１フェーズと測距２フェーズの送信信号の振幅
Ｔｐｒｉ、Ｒ：測距１フェーズと測距２フェーズのパルス繰り返し周期
ｎＲ：測距１フェーズと測距２フェーズのパルス番号
ＮＲ：測距１フェーズと測距２フェーズのパルス数
Ｔ０、Ｒ：測距１フェーズと測距２フェーズのパルス幅
【０１０７】
送受切替器３は、送信機２Ｂから入力された送信ＲＦ信号ＴｘＲ１（ｔ）を空中線１に出力する。この結果、空中線１から送信ＲＦ信号ＴｘＲ１（ｔ）が空中に放射される。
【０１０８】
また、測距２フェーズの場合、送信機２Ｂは、次式（３０）で表される測距１フェーズと異なる周波数変調されたキャリア信号をＰＲＩでパルス変調して送信ＲＦ信号ＴｘＲ２（ｔ）を生成し、送受切替器３と受信機４Ｂに出力する。
【０１０９】
【数１９】
2010002410.tif 000021
【０１１０】
ここでは、測距１フェーズと測距２フェーズの周波数変調は、チャープ変化率が同じで符号が違うものを用いているが、同じ符号でチャープ変化率が異なるものを用いてもよい。送受切替器３は、送信機２Ｂから入力された送信ＲＦ信号ＴｘＲ２（ｔ）を空中線１に出力する。この結果、空中線１から送信ＲＦ信号ＴｘＲ１（ｔ）が空中に放射される。
【０１１１】
各フェーズ（測速度フェーズ、測距１フェーズ、および測距２フェーズ）で空中に放射された送信ＲＦ信号は、目標で反射され、反射ＲＦ信号として空中線１に入射する。そこで、空中線１は、入射してきた反射ＲＦ信号を受信し、受信ＲＦ信号として送受切替器３に出力する。
【０１１２】
送受切替器３は、空中線１から入力された受信ＲＦ信号を受信機４Ｂに出力する。そして、受信機４Ｂは、送受切替器３から入力された受信ＲＦ信号を増幅、位相検波した後、測速度フェーズの場合には、受信ビデオ信号に変換し、測距１フェーズと測距２フェーズの場合には、受信ビート信号に変換し、信号処理器２０５Ｄに出力する。
【０１１３】
次に、各フェーズにおける受信機４Ｂの動作について説明する。ただし、目標が１つの場合として説明する。
測速度フェーズの場合、目標で反射した反射ＲＦ信号Ｒｘｖ（ｔ）は、次式（３１）で表される。ここで、Ｒ０は、目標との初期相対距離、ｖは、目標との相対速度を表す。
【０１１４】
【数２０】
2010002410.tif 000022
【０１１５】
受信機４Ｂは、送受切替器３から入力された反射ＲＦ信号Ｒｘｖ（ｔ）に対し狭帯域フィルタを通過させた後、次式（３２）で表される受信ビデオ信号Ｖｖ（ｎｖ）として、信号処理器２０５Ｄに出力する。
【０１１６】
【数２１】
2010002410.tif 000023
【０１１７】
測距１フェーズの場合、目標で反射した反射ＲＦ信号ＲｘＲ１（ｔ）は、次式（３３）で表される。
【０１１８】
【数２２】
2010002410.tif 000024
【０１１９】
受信機４Ｂは、送受切替器３から入力された反射ＲＦ信号ＲｘＲ１（ｔ）に対し、送信機２Ｂから入力された送信ＲＦ信号ＴｘＲ１（ｔ）を用いてダウンコンバートした後、次式（３４）で表される受信ビート信号ＶＲ１（ｎＲ１）として、信号処理器２０５Ｄに出力する。
【０１２０】
【数２３】
2010002410.tif 000025
【０１２１】
また、測距２フェーズの場合、目標で反射した反射ＲＦ信号ＲｘＲ２（ｔ）は、次式（３５）で表される。
【０１２２】
【数２４】
2010002410.tif 000026
【０１２３】
受信機４Ｂは、送受切替器３から入力された反射ＲＦ信号ＲｘＲ２（ｔ）に対し、送信機２Ｂから入力された送信ＲＦ信号ＴｘＲ１（ｔ）を用いてダウンコンバートした後、次式（３６）で表される受信ビート信号ＶＲ２（ｎＲ２）として、信号処理器２０５Ｄに出力する。
【０１２４】
【数２５】
2010002410.tif 000027
【０１２５】
周波数領域変換手段２１２は、受信機４Ｂから入力された時間領域の受信ビデオ信号および受信ビート信号を周波数領域に変換する。
測速度フェーズの場合、周波数領域変換手段２１２は、時間領域の受信ビデオ信号Ｖｖ（ｎｖ１）に対し、次式（３７）に表される高速フーリエ変換を行い、周波数領域に変換された受信ビデオ信号ＦＶｖ（ｋｖ）を目標候補検出手段２０７Ｂに出力する。ここで、Ｌ'ｖは、ＦＦＴ点数を表す。ただし、Ｌ'ｖ＞Ｎｖの場合は、０を代入する。
【０１２６】
【数２６】
2010002410.tif 000028
【０１２７】
また、測距１フェーズの場合、周波数領域変換手段２１２は、時間領域の受信ビート信号ＶＲ１（ｎＲ）に対し、次式（３８）に表される高速フーリエ変換を行い、周波数領域に変換された受信ビート信号ＦＶＲ１（ｋＲ）を目標候補検出手段２０７Ｂに出力する。ここで、Ｌ'Ｒは、ＦＦＴ点数を表す。ただし、Ｌ'Ｒ＞ＮＲの場合は、０を代入する。
【０１２８】
【数２７】
2010002410.tif 000029
【０１２９】
また、測距２フェーズの場合、周波数領域変換手段２１２は、時間領域の受信ビート信号ＶＲ２（ｎＲ）に対し、次式（３９）に表される高速フーリエ変換を行い、周波数領域に変換された受信ビート信号ＦＶＲ２（ｋＲ）を目標候補検出手段２０７Ｂに出力する。
【０１３０】
【数２８】
2010002410.tif 000030
【０１３１】
次に、目標候補検出手段２０７Ｂにおいて行われる、ＣＦＡＲ処理による目標検出の処理内容について説明する。まず、各フェーズで１目標を検出した場合について説明する。図２１は、本発明の実施の形態４における各フェーズにおいて１目標を検出した場合を示す説明図である。また、図２２は、本発明の実施の形態４の目標候補検出手段２０７Ｂによる周波数領域での目標検出処理の説明図である。より具体的には、この図２２は、ＣＦＡＲ処理に関わる注目セル、ガードセル、サンプルセルを説明するための図である。
【０１３２】
また、ここでは、目標候補検出手段２０７Ｂによる目標との相対速度、相対距離の算出方法を説明するために、図２１に示すように、１目標が各フェーズで検出された場合について説明する。
【０１３３】
まず始めに、測速度フェーズの場合、目標候補検出手段２０７Ｂは、周波数領域変換手段２１２から得られる周波数領域の受信ビデオ信号ＦＶｖ（ｋｖ）に対し、下式（４０）によりＣＦＡＲ処理を行い、目標候補を検出する。
【０１３４】
【数２９】
2010002410.tif 000031
【０１３５】
ここで、ＦＶｖ、ＣＦＡＲ（ｋｖ）は測速度フェーズの周波数領域における受信ビデオ信号のＣＦＡＲ処理による測速度フェーズ目標候補検出結果を表し、測速度フェーズの目標候補は、０が設定される。
【０１３６】
また、ＣＦＡＲ閾値ＣＦＡＲ_ｔｈｖ（ｋｖ）は、下式（４１）により算出する。ここで、ＣＦＡＲ_ｃｏｒｖは、測速度フェーズのＣＦＡＲ係数、Ｓａｍｐ_ｃｅｌｌ （ｋｖ）は、サンプルセル、ａｖｅ （Ｚ（ｐ））は、配列Ｚ（ｐ）の平均値を表す。
【０１３７】
【数３０】
2010002410.tif 000032
【０１３８】
そして、測速度フェーズの場合、目標候補検出手段２０７Ｂは、検出された目標候補の相対速度ｖｖ、Ｔを下式（４２）により算出する。
【０１３９】
【数３１】
2010002410.tif 000033
【０１４０】
次に、測距１フェーズの場合、目標候補検出手段２０７Ｂは、周波数領域変換手段２１２から得られる周波数領域の受信ビート信号ＦＶＲ１（ｋＲ）に対し、下式（４３）によりＣＦＡＲ処理を行い、測距１フェーズの目標候補を検出する。
【０１４１】
【数３２】
2010002410.tif 000034
【０１４２】
ここで、ＦＶＲ１、ＣＦＡＲ （ｋＲ）は測距１フェーズの周波数領域の受信ビート信号のＣＦＡＲ処理による目標候補検出結果を表し、測距１フェーズの目標候補は、０が設定される。
【０１４３】
また、ＣＦＡＲ閾値ＣＦＡＲ_ｔｈＲ１（ｋＲ）は、下式（４４）により算出する。ここで、ＣＦＡＲ_ｃｏｒＲ１は、測距１フェーズのＣＦＡＲ係数を表す。
【０１４４】
【数３３】
2010002410.tif 000035
【０１４５】
測距１フェーズの場合、目標候補検出手段２０７Ｂは、検出された目標候補の相対速度Ｒ'０、Ｒ１、Ｔを下式（４５）により算出する。また、目標候補の相対速度Ｒ'０、Ｒ１、Ｔに対応する周波数ｆ_Ｒ'０、Ｒ１、Ｔを用いる場合は、下式（４６）により算出する。
【０１４６】
【数３４】
2010002410.tif 000036
【０１４７】
測距２フェーズの場合も、測距１フェーズと同様に、目標候補検出手段２０７Ｂは、周波数領域変換手段２１２から得られる周波数領域の受信ビート信号ＦＶＲ２（ｋＲ）に対し、上式（４３）によりＣＦＡＲ処理を行い、測距２フェーズの目標候補を検出する。
【０１４８】
そして、測距２フェーズの場合、目標候補検出手段２０７Ｂは、検出された目標候補の相対速度Ｒ'０、Ｒ２、Ｔを下式（４７）により算出する。また、目標候補の相対速度Ｒ'０、Ｒ２、Ｔに対応する周波数ｆ_Ｒ'０、Ｒ２、Ｔを用いる場合は、下式（４８）により算出する。
【０１４９】
【数３５】
2010002410.tif 000037
【０１５０】
以上のようにして、各フェーズで１目標が検出される場合、目標の相対速度と相対距離を算出することが可能である。しかし、後述する図２４のように、各フェーズで複数検出される場合（２目標、それぞれのＪＥＭが１つ検出される場合）、上述した方法では、正確な目標の相対速度と相対距離を算出することができない。
【０１５１】
そこで、各フェーズで複数検出される場合（２目標、それぞれのＪＥＭが１つ検出される場合）に、正確な目標の相対速度と相対距離を算出するための方法について、次に説明する。各フェーズで複数の目標候補が検出された場合、目標候補検出手段２０７Ｂは、各フェーズで検出された目標候補の組合せから、目標候補の相対速度と相対距離を算出することとなる。
【０１５２】
図２３は、本発明の実施の形態４における時刻ｔ、時刻ｔ−Δｔに各フェーズにおいて２目標、かつＪＥＭが存在した場合の状況を示す説明図である。ここでは、図２３のような場合において、目標候補検出手段２０７Ｂによる目標候補の相対速度と相対距離の算出方法について説明する。
【０１５３】
図２４は、本発明の実施の形態４における、時刻ｔに各フェーズにおいて２目標、かつＪＥＭを検出した場合を示す説明図である。このような図２４の場合を例として、複数目標の場合に対する目標候補検出手段２０７Ｂによる目標候補の相対速度と相対距離の算出方法について説明する。
【０１５４】
各フェーズにおいて目標候補が複数ある場合、目標候補検出手段２０７Ｂは、各フェーズで検出された目標候補の組合せから、相対距離を算出し、目標候補の相対速度、相対距離を第２の目標候補検出手段２１３に出力する。
【０１５５】
図２５は、本発明の実施の形態４における、時刻ｔに各フェーズにおいて２目標、かつＪＥＭを検出した場合の組合せから算出される測距結果を示す図である。より具体的には、図２５（ａ）は、時刻ｔの測速度フェーズと測距１フェーズで検出された目標候補の組合せから算出される相対距離を示している。ここで、Ｒ０１”（ｆｖ、Ｔ１、ｆＲ１、Ｔ１）は、測速度フェーズで検出された目標候補の周波数ｆｖ、Ｔ１と測距１フェーズで検出された目標候補の周波数ｆＲ１、Ｔ１の組合せから、上式（４５）を用いて算出される測距結果である。その他の組合せも、同様に算出することが可能である。
【０１５６】
一方、図２５（ｂ）は、時刻ｔの測速度フェーズと測距２フェーズで検出された目標候補の組合せから算出される相対距離を示している。ここで、Ｒ０２”（ｆｖ、Ｔ１、ｆＲ１、Ｔ１）は、測速度フェーズで検出された目標候補の周波数ｆｖ、Ｔ１と測距２フェーズで検出された目標候補の周波数ｆＲ２、Ｔ１の組合せから、上式（４７）を用いて算出される測距結果である。その他の組合せも、同様に算出することが可能である。
【０１５７】
時刻ｔの測速度フェーズと測距１フェーズで検出された目標候補の組合せから算出した相対距離のみ、あるいは、時刻ｔの測速度フェーズと測距２フェーズで検出された目標候補の組合せから算出した相対距離のみでは、測速度フェーズで算出した目標候補の相対速度に対する相対距離を決定することができない。
【０１５８】
そのため、第２の目標候補検出手段２１３は、時刻ｔの測速度フェーズで検出した目標候補の周波数ｆｖ、Ｔ１と測距１フェーズで検出された目標候補の組合せから算出した相対距離と、時刻ｔの測速度フェーズで検出した目標候補の周波数ｆｖ、Ｔ１と測距２フェーズで検出された目標候補の組合せから算出した相対距離との差を算出する。
【０１５９】
図２６は、本発明の実施の形態４において、測速度フェーズのｆｖ、Ｔ１と測距１フェーズとの各測距結果と、測速度フェーズのｆｖ、Ｔ１と測距２フェーズとの各測距結果の差から目標候補の相対距離を算出するための説明図である。第２の目標候補検出手段２１３は、この差が予め定めた値以下の場合、相対速度ｆｖ、Ｔ１の相対距離にある目標候補とする。ここで、｜Ｘ｜は、変数Ｘの絶対値を表す。その他の相対速度についても同様の方法で、相対距離を算出することが可能である。
【０１６０】
このようにして、各フェーズにおいて、複数の目標候補が検出された場合においても、目標候補の相対速度と相対距離を算出することが可能になる。また、時刻ｔ−Δｔにおいても、同様な方法で目標候補の相対速度と相対距離を得ることが可能である。ただし、同じ相対距離に異なる相対速度を持つ目標候補が算出された場合、時刻ｔのみ、あるいは時刻ｔ−Δｔのみの結果では、ＪＥＭ、加速度目標か判断できない。
【０１６１】
そのため、本実施の形態４は、先の実施の形態１と同様に、距離−速度推定値算出手段２０８、目標判定手段２０９、第２の目標判定手段２１０を用いて、ＪＥＭと、加速度目標と、目標、ＪＥＭ、加速度目標のいずれにも判定されなかった目標候補との３種に識別する。また、時刻ｔと時刻ｔ＋Δｔの結果を用いる場合にも、同様に識別することが可能である。
【０１６２】
なお、上述の説明では、目標候補検出手段２０７Ｂと第２の目標候補検出手段２１３を個別の構成として説明したが、目標候補検出手段２０７Ｂが、第２の目標候補検出手段２１３の機能も含めて実施する構成とすることも可能である。
【０１６３】
以上のように、実施の形態４によれば、先の実施の形態１〜３のように距離−速度マップ作成手段を用いない場合においても、異なるキャリア周波数を送受信する測速度フェーズ、測距１フェーズ、測距２フェーズを用いて、先の実施の形態１〜３と同様に、目標の相対速度、相対距離を算出することが可能になる。さらに、測速度フェーズにおいて、高精度に測速度が可能になる。
【０１６４】
また、複数の目標候補が存在する場合においても、目標判定手段により目標と判定されなかった目標候補に対して、第２の目標判定手段を用いて、ＪＥＭと、加速度目標と、目標、ＪＥＭ、加速度目標のいずれにも判定されなかった目標候補との３種に識別する構成を備えている。この結果、加速度目標をＪＥＭと誤検出して除去してしまうことがなくなり、目標検出性能の向上を図ったレーダ装置を得ることができる。
【符号の説明】
【０１６５】
１  空中線、２、２Ｂ  送信機、３  送受切替器、４、４Ｂ  受信機、５  信号処理器、２０  表示器、２０５Ａ、２０５Ｂ、２０５Ｃ、２０５Ｄ  信号処理器、２０６  速度マップ作成手段、２０７、２０７Ｂ  目標候補検出手段、２０８、２０８Ｂ  速度推定値算出手段、２０９、２０９Ｂ  目標判定手段、２１０、２１０Ｂ  第２の目標判定手段、２１１  速度折り返し数算出手段、２１２  周波数領域変換手段、２１３  第２の目標候補検出手段（目標候補検出手段）。
【図１】
2010002410.tif 000038
【図２】
2010002410.tif 000039
【図３】
2010002410.tif 000040
【図４】
2010002410.tif 000041
【図５】
2010002410.tif 000042
【図６】
2010002410.tif 000043
【図７】
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【図８】
2010002410.tif 000045
【図９】
2010002410.tif 000046
【図１０】
2010002410.tif 000047
【図１１】
2010002410.tif 000048
【図１２】
2010002410.tif 000049
【図１３】
2010002410.tif 000050
【図１４】
2010002410.tif 000051
【図１５】
2010002410.tif 000052
【図１６】
2010002410.tif 000053
【図１７】
2010002410.tif 000054
【図１８】
2010002410.tif 000055
【図１９】
2010002410.tif 000056
【図２０】
2010002410.tif 000057
【図２１】
2010002410.tif 000058
【図２２】
2010002410.tif 000059
【図２３】
2010002410.tif 000060
【図２４】
2010002410.tif 000061
【図２５】
2010002410.tif 000062
【図２６】
2010002410.tif 000063
【図２７】
2010002410.tif 000064
【図２８】
2010002410.tif 000065
【図２９】
2010002410.tif 000066