(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定のドップラ周波数分解能の整数倍からなる相異なる複数のパルス繰返し周波数をそれぞれ有する複数のパルス信号を発生させるパルス発生部と、
このパルス発生部で発生した複数のパルス信号に基づく電波を空中線を介して目標へ放射し、前記目標で反射した電波を空中線を介して受信してドップラ周波数及び振幅を含む受信信号として出力する送受信器と、
この送受信器から出力された前記受信信号と前記パルス発生部で発生したパルス信号とを対応づけて、前記パルス繰返し周波数ごとの前記ドップラ周波数及び振幅の情報を得るパルス圧縮器と、
このパルス圧縮器で得られた情報に基づき、前記パルス繰返し周波数ごとの前記ドップラ周波数を、前記ドップラ周波数分解能によってそれぞれ複数のドップラ周波数成分に分離する等間隔ドップラ周波数分離器と、
この等間隔ドップラ周波数分離器で分離された前記複数のドップラ周波数成分を、折返しのないドップラ周波数平面に展開する折返し速度展開処理器と、
この折返し速度展開処理器で展開された前記ドップラ周波数平面において、前記各ドップラ周波数成分に属する前記各パルス繰返し周波数の前記振幅を加算し、最大の振幅となるドップラ周波数成分から得られる速度を、前記目標の速度として検出する速度検出処理器と、
を備えたレーダ装置。
【請求項２】
請求項１記載のレーダ装置において、
前記パルス発生部は、
相異なる複数のパルス繰返し周波数をそれぞれ一定のドップラ周波数分解能の整数倍となるように制御するＰＲＦ制御器と、
このＰＲＦ制御器で制御された前記複数のパルス繰返し周波数をそれぞれ有する複数のパルス信号を発生させるパルス発生器とを有する、
レーダ装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のレーダ装置において、
複数の前記受信信号の差をとることにより固定目標を消去して移動目標を残すＭＴＩ処理器を、
更に備えたレーダ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項記載のレーダ装置において、
前記送受信器は、前記複数のパルス信号に基づく電波として、前記複数のパルス信号をアップコンバートし、このアップコンバートした各信号に基づく電波を用い、
前記受信信号として、前記目標で反射した電波に基づく各信号をダウンコンバートしかつＡ／Ｄ変換した信号を出力する、
レーダ装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項記載のレーダ装置において、
前記等間隔ドップラ周波数分離器は、前記ドップラ周波数を前記複数のドップラ周波数成分に分離するとともに、前記ドップラ周波数成分ごとにヒット積分を行い、
前記折返し速度展開処理器は、前記ドップラ周波数平面に展開する前記複数のドップラ周波数成分として、前記ドップラ周波数成分ごとのヒット積分の結果を用いる、
レーダ装置。
【請求項６】
一定のドップラ周波数分解能の整数倍からなる相異なる複数のパルス繰返し周波数をそれぞれ有する複数のパルス信号を発生させ、
発生した複数のパルス信号に基づく電波を空中線を介して目標へ放射し、前記目標で反射した電波を空中線を介して受信してドップラ周波数及び振幅を含む受信信号として出力し、
出力された前記受信信号と発生した前記パルス信号とを対応づけて、前記パルス繰返し周波数ごとの前記ドップラ周波数及び振幅の情報を得、
得られた前記情報に基づき、前記パルス繰返し周波数ごとの前記ドップラ周波数を、前記ドップラ周波数分解能によってそれぞれ複数のドップラ周波数成分に分離し、
分離された前記複数のドップラ周波数成分を、折返しのないドップラ周波数平面に展開し、
展開された前記ドップラ周波数平面において、前記各ドップラ周波数成分に属する前記各パルス繰返し周波数の前記振幅を加算し、最大の振幅となるドップラ周波数成分から得られる速度を、前記目標の速度として検出する、
レーダ信号処理方法。
【請求項７】
請求項６記載のレーダ信号処理方法において、
複数の前記受信信号の差をとることにより固定目標を消去して移動目標を残す処理を、
更に含むレーダ信号処理方法。
【請求項８】
一定のドップラ周波数分解能の整数倍からなる相異なる複数のパルス繰返し周波数をそれぞれ有する複数のパルス信号を発生させ、
発生した複数のパルス信号に基づく電波を空中線を介して目標へ放射し、前記目標で反射した電波を空中線を介して受信してドップラ周波数及び振幅を含む受信信号として出力するレーダ装置に用いられ、
出力された前記受信信号と発生した前記パルス信号とを対応づけて、前記パルス繰返し周波数ごとの前記ドップラ周波数及び振幅の情報を得るパルス圧縮手段、
このパルス圧縮手段で得られた情報に基づき、前記パルス繰返し周波数ごとの前記ドップラ周波数を、前記ドップラ周波数分解能によってそれぞれ複数のドップラ周波数成分に分離する等間隔ドップラ周波数分離手段、
この等間隔ドップラ周波数分離手段で分離された前記複数のドップラ周波数成分を、折返しのないドップラ周波数平面に展開する折返し速度展開処理手段、及び、
この折返し速度展開処理手段で展開された前記ドップラ周波数平面において、前記各ドップラ周波数成分に属する前記各パルス繰返し周波数の前記振幅を加算し、最大の振幅となるドップラ周波数成分から得られる速度を、前記目標の速度として検出する速度検出処理手段として、
コンピュータを機能させるためのレーダ信号処理プログラム。
【請求項９】
請求項８記載のレーダ信号処理プログラムにおいて、
更に、複数の前記受信信号の差をとることにより固定目標を消去して移動目標を残すＭＴＩ処理手段として、
前記コンピュータを機能させるためのレーダ信号処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のパルス繰返し周波数（以下「ＰＲＦ（Pulse Repetition Frequency）」という。）で動作するレーダ装置等に関し、対象とする目標の速度を受信信号から正確に検出するレーダ装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にパルスレーダは複数のパルスを送信し、目標により反射された信号の位相回転量からその速度の算出を行う。この手法で観測可能な速度の上限は、サンプリング定理から明らかなようにドップラ周波数がＰＲＦ以下となる速度である。そのため、目標の速度が大きい場合に、パルス間のドップラ周波数が観測上限であるＰＲＦを超えるときがある。このときは、実際の速度よりも低速な速度として観測される「折返し」が発生することにより、正確な速度を検出することができない。
【０００３】
この課題を解決するために、複数のＰＲＦを用いて観測可能な速度範囲を拡大する技術が知られている。そのような技術のうち、特許文献１に記載の技術を関連技術１として説明する。図６に関連技術１の機能ブロック図を示す。関連技術１のレーダ装置３０は、複数のＰＲＦでパルスを発生するパルス発生器１２と、パルス発生器１２からの信号をアップコンバートして送信し目標からの受信信号をダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換を行う送受信器１３と、実際に電波放射及び電波受信を行う空中線１４と、受信信号に対し発生したパルス信号との相関処理を行うパルス圧縮器１５と、ＰＲＦごとにドップラ周波数を検出するドップラ周波数分離器３１と、検出されたドップラ周波数の組合せから速度の推定を行う速度推定処理器３２とを備える。
【０００４】
この方式を用いて３種類のＰＲＦから速度検出を行う処理の流れを、図７に示す。図７では、ドップラ周波数をフィルタバンクによって分離することとし、各ＰＲＦでの観測上限の範囲内を４等分して表現している。フィルタバンクとは、バンドパスフィルタのアレイであり、受信信号を所定の周波数帯域ごとに複数に分けて出力する。実際の速度は、ＰＲＦ１では２倍折返しされた２バンク目に位置する速度である。一方、各ＰＲＦで観測されるドップラ周波数は、ＰＲＦ１では２バンクに、ＰＲＦ２では１バンクに、ＰＲＦ３では４バンクにそれぞれ位置する。この場合、各ＰＲＦにおける検出ドップラ周波数が異なるため、それぞれのＰＲＦ観測速度の上限以上の速度が検出されたと判断し、得られたドップラ周波数の組み合わせから実際の目標速度を推測する。
【０００５】
しかし、実際には位相回転量は誤差を含むため、ドップラ周波数の組み合わせからの判断において誤った速度を選択してしまう場合がある。図８はこの様子を示した図であり、ＰＲＦ２における受信信号は、ノイズの影響によってドップラ周波数が本来とは異なって観測されてしまう。そのため、本来１バンクで検出されるはずが２バンクとして検出されてしまい、その結果組み合わせを誤り、正しい速度を検出できない、という課題がある。
【０００６】
これに対し特許文献２では、組み合わせから判定するのではなく、検出されたドップラ周波数に対しＰＲＦ比に相当する係数を乗算し、同一基準の周波数軸上で加算することで、上記課題を解決する。特許文献２を関連技術２として、図９に機能ブロック図を、図１０にノイズの影響があった場合の処理の流れを示す。関連技術２のレーダ装置４０は、複数の発生間隔でパルスを発生するパルス発生器１２と、パルス発生器１２からの信号をアップコンバートして送信し目標からの受信信号をダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換を行う送受信器１３と、実際に電波放射及び電波受信を行う空中線１４と、受信信号に対し発生したパルス信号との相関処理を行うパルス圧縮器１５と、ＰＲＦごとにドップラ周波数を検出するドップラ周波数分離器３１と、ドップラ周波数成分ごとのヒット積分結果を折返しのないドップラ周波数平面に展開する折返し速度展開処理器１７と、目標の速度を検出する速度検出処理器１８とを備える。
【０００７】
図１０では、関連技術１と同じくドップラ周波数をフィルタバンクによって分離することとし、各ＰＲＦの観測上限の範囲内を４等分して表現している。本関連技術２では、折返し速度展開処理器１７が、ＰＲＦごとに検出されたドップラ周波数に、ＰＲＦに応じた係数を乗じて、折返しのないドップラ周波数平面状に展開する。続いて、速度検出処理器１８が、ドップラ周波数ごとに振幅加算し、加算後の最大振幅のドップラ周波数を目標速度とする処理を行う。そのため、各ＰＲＦにおいてドップラの検出ミスが発生した場合にも、ドップラ周波数を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０６−１３８２１４号公報（特許第２９１０４５１号公報）
【特許文献２】特開２００６−２２６９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した関連技術２では、ＰＲＦごとにドップラ周波数分解能が異なる。そのため、何度も折返しが発生する高速目標を観測する場合では、周波数分解能のずれが大きくなり、正しい速度の検出が困難になる。図１１に、何度も折返しをする場合の速度検出の流れを示す。この速度検出結果では、ドップラ周波数分解能が異なることにより、複数の目標速度候補が現れるので、正しい速度検出が困難であることがわかる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、折返しが多く発生する高速目標に対しても安定した速度を検出し得るレーダ装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るレーダ装置は、
一定のドップラ周波数分解能の整数倍からなる相異なる複数のパルス繰返し周波数をそれぞれ有する複数のパルス信号を発生させるパルス発生部と、
このパルス発生部で発生した複数のパルス信号に基づく電波を空中線を介して目標へ放射し、前記目標で反射した電波を空中線を介して受信してドップラ周波数及び振幅を含む受信信号として出力する送受信器と、
この送受信器から出力された前記受信信号と前記パルス発生部で発生したパルス信号とを対応づけて、前記パルス繰返し周波数ごとの前記ドップラ周波数及び振幅の情報を得るパルス圧縮器と、
このパルス圧縮器で得られた情報に基づき、前記パルス繰返し周波数ごとの前記ドップラ周波数を、前記ドップラ周波数分解能によってそれぞれ複数のドップラ周波数成分に分離する等間隔ドップラ周波数分離器と、
この等間隔ドップラ周波数分離器で分離された前記複数のドップラ周波数成分を、折返しのないドップラ周波数平面に展開する折返し速度展開処理器と、
この折返し速度展開処理器で展開された前記ドップラ周波数平面において、前記各ドップラ周波数成分に属する前記各パルス繰返し周波数の前記振幅を加算し、最大の振幅となるドップラ周波数成分から得られる速度を、前記目標の速度として検出する速度検出処理器と、
を備えたものである。
【００１２】
本発明に係るレーダ信号処理方法は、
一定のドップラ周波数分解能の整数倍からなる相異なる複数のＰＲＦをそれぞれ有する複数のパルス信号を発生させ、
発生した複数のパルス信号に基づく電波を空中線を介して目標へ放射し、前記目標で反射した電波を空中線を介して受信してドップラ周波数及び振幅を含む受信信号として出力し、
出力された前記受信信号と発生した前記パルス信号とを対応づけて、前記ＰＲＦごとの前記ドップラ周波数及び振幅の情報を得、
得られた前記情報に基づき、前記ＰＲＦごとの前記ドップラ周波数を、前記ドップラ周波数分解能によってそれぞれ複数のドップラ周波数成分に分離し、
分離された前記複数のドップラ周波数成分を、折返しのないドップラ周波数平面に展開し、
展開された前記ドップラ周波数平面において、前記各ドップラ周波数成分に属する前記各ＰＲＦの前記振幅を加算し、最大の振幅となるドップラ周波数成分から得られる速度を、前記目標の速度として検出する、
ものである。
【００１３】
本発明に係るレーダ信号処理プログラムは、
一定のドップラ周波数分解能の整数倍からなる相異なる複数のＰＲＦをそれぞれ有する複数のパルス信号を発生させ、
発生した複数のパルス信号に基づく電波を空中線を介して目標へ放射し、前記目標で反射した電波を空中線を介して受信してドップラ周波数及び振幅を含む受信信号として出力するレーダ装置に用いられ、
出力された前記受信信号と発生した前記パルス信号とを対応づけて、前記ＰＲＦごとの前記ドップラ周波数及び振幅の情報を得るパルス圧縮手段、
このパルス圧縮手段で得られた情報に基づき、前記ＰＲＦごとの前記ドップラ周波数を、前記ドップラ周波数分解能によってそれぞれ複数のドップラ周波数成分に分離する等間隔ドップラ周波数分離手段、
この等間隔ドップラ周波数分離手段で分離された前記複数のドップラ周波数成分を、折返しのないドップラ周波数平面に展開する折返し速度展開処理手段、及び、
この折返し速度展開処理手段で展開された前記ドップラ周波数平面において、前記各ドップラ周波数成分に属する前記各ＰＲＦの前記振幅を加算し、最大の振幅となるドップラ周波数成分から得られる速度を、前記目標の速度として検出する速度検出処理手段として、
コンピュータを機能させるためのものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、各ＰＲＦのドップラ周波数分解能を一定にすることで、折返しが多く発生する高速目標に対しても安定した速度検出をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態１のレーダ装置を示すブロック図である。
【図２】本発明が関連技術２の課題を解決することを示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態１の方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態１のプログラムによって実現されたレーダ装置を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態２のレーダ装置を示すブロック図である。
【図６】関連技術１のレーダ装置を示すブロック図である。
【図７】関連技術１のドップラ周波数分解能を示す説明図である。
【図８】関連技術１の課題を示す説明図である。
【図９】関連技術２のレーダ装置を示すブロック図である。
【図１０】関連技術２が関連技術１の課題を解決することを示す説明図である。
【図１１】関連技術２の課題を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について説明する。
【００１７】
まず、本実施形態１の概要を説明する。図１に示すように、本実施形態１のレーダ装置１０は、一定のドップラ周波数分解能の整数倍からなる相異なる複数のパルス繰返し周波数をそれぞれ有する複数のパルス信号を発生させるパルス発生部１９と、パルス発生部１９で発生した複数のパルス信号に基づく電波を空中線１４を介して目標へ放射し、目標で反射した電波を空中線１４を介して受信してドップラ周波数及び振幅を含む受信信号として出力する送受信器１３と、送受信器１３から出力された受信信号とパルス発生部１９で発生したパルス信号とを対応づけて、ＰＲＦごとのドップラ周波数及び振幅の情報を得るパルス圧縮器１５と、パルス圧縮器１５で得られた情報に基づき、ＰＲＦごとのドップラ周波数を、ドップラ周波数分解能によってそれぞれ複数のドップラ周波数成分に分離する等間隔ドップラ周波数分離器１６と、等間隔ドップラ周波数分離器１６で分離された複数のドップラ周波数成分を、折返しのないドップラ周波数平面に展開する折返し速度展開処理器１７と、折返し速度展開処理器１７で展開されたドップラ周波数平面において、各ドップラ周波数成分に属する各ＰＲＦの振幅を加算し、最大の振幅となるドップラ周波数成分から得られる速度を、目標の速度として検出する速度検出処理器１８と、を備える。
【００１８】
パルス発生部１９は、相異なる複数のＰＲＦをそれぞれ一定のドップラ周波数分解能の整数倍となるように制御するＰＲＦ制御器１１と、ＰＲＦ制御器１１で制御された複数のＰＲＦをそれぞれ有する複数のパルス信号を発生させるパルス発生器１２とを有する、としてもよい。送受信器１３は、複数のパルス信号に基づく電波として、複数のパルス信号をアップコンバートし、このアップコンバートした各信号に基づく電波を用い、受信信号として、目標で反射した電波に基づく各信号をダウンコンバートしかつＡ／Ｄ変換した信号を出力する、としてもよい。等間隔ドップラ周波数分離器１６は、ドップラ周波数を複数のドップラ周波数成分に分離するとともに、ドップラ周波数成分ごとにヒット積分を行う、としてもよい。折返し速度展開処理器１７は、ドップラ周波数平面に展開する複数のドップラ周波数成分として、ドップラ周波数成分ごとのヒット積分の結果を用いる、としてもよい。
【００１９】
次に、本実施形態１の詳細を説明する。本発明の目的は、ドップラ周波数検出処理においてＰＲＦに依らず一定のドップラ周波数分解能を得ることによって、折返しが多く発生する高速目標に対しても安定した速度検出を行えるようにすることである。本発明は前記目的を達成するために次の構成を有する。
【００２０】
レーダ装置１０は、基準となるドップラ周波数分解能の整数倍となるようＰＲＦを制御するＰＲＦ制御器１１と、ＰＲＦ制御器１１の制御に基づき複数のＰＲＦでパルスを発生するパルス発生器１２と、パルス発生器１２からの信号をアップコンバートして送信し目標からの受信信号をダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換を行う送受信器１３と、実際に電波放射及び電波受信を行う空中線１４と、送受信器１３の出力する受信信号に対し発生したパルス信号との相関処理を行うパルス圧縮器１５と、パルス圧縮器１５の出力信号をＰＲＦに依らず等間隔なドップラ周波数分解能の信号に分離するとともにドップラ周波数成分ごとにヒット積分を行う等間隔ドップラ周波数分離器１６と、ドップラ周波数成分ごとのヒット積分結果を折返しのないドップラ周波数平面に展開する折返し速度展開処理器１７と、折返しのないドップラ周波数平面において全ＰＲＦの振幅を加算し最大振幅の速度を目標の速度として検出する速度検出処理器１８とを備える。
【００２１】
次に、レーダ装置１０の動作を説明する。ＰＲＦ制御器１１は基準となるドップラ周波数分解能の整数倍となるようＰＲＦを制御し、パルス発生器１２はＰＲＦ制御器１１からのＰＲＦ制御に基づいた複数のＰＲＦのパルス列を発生させ、送受信器１３はパルス列の信号を送信周波数にまでアップコンバートし、空中線１４はアップコンバートされた送信信号を空間中に放射する。目標で反射した電波は空中線１４で受信され、送受信器１３でダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換される。パルス圧縮器１５は、送受信器１３からのＡ／Ｄ変換された出力に対して送信信号との相関を取る処理を実行するとともに、受信信号の電力を時間方向に圧縮し利得を得る処理を実行する。
【００２２】
等間隔ドップラ周波数分離器１６は、同一ＰＲＦの複数の受信信号に対しトランスバーサルフィルタなどの周波数分解手段を用いることにより、注目距離の受信信号をドップラ周波数成分ごとの信号に分離する。その際、ＰＲＦ制御器１１からのＰＲＦ情報に基づき、複数のＰＲＦ間でドップラ周波数分解能を同一にする。これにより、図２のドップラ周波数検出結果に示すように、折返しを考慮しない場合に検出可能な周波数の上限はＰＲＦごとに異なるものの、ドップラ周波数分解能はＰＲＦに依らず一定の幅となる。折返し速度展開処理器１７は、等間隔ドップラ周波数分離器１６の出力である等間隔のドップラ周波数成分ごとの信号を、ＰＲＦごとに折り返されているＰＲＦより高い周波数側に順に並べ、図２の折返し速度展開結果に示すように、一定のドップラ周波数分解能で区切られた折返しのないドップラ周波数平面を構成する。速度検出処理器１８では、折返しのないドップラ周波数平面において、ドップラ周波数成分ごとに振幅加算を行い最大振幅のドップラ周波数成分を目標の速度として検出する。
【００２３】
本発明の効果は、ＰＲＦとドップラ周波数分離フィルタを制御してドップラ周波数分解能をＰＲＦに依らず一定にすることで、折返しが多く発生する高速目標に対しても安定した速度検出を行えることである。この理由について以下に述べる。
【００２４】
図２に、本発明における速度検出処理の流れを示す。図２では、等間隔ドップラ周波数分離器１６は、関連技術１及び関連技術２と同じく、ドップラ周波数をフィルタバンクによって分離することとし、ＰＲＦ１の観測上限の範囲内を４等分したドップラ周波数を基準のドップラ周波数分解能としている。次に、ＰＲＦ制御器１１は、等間隔ドップラ周波数分離器１６がＰＲＦの観測上限の範囲を基準ドップラ分解能の整数倍で分解できるように、ＰＲＦを制御する。図２に示すように、ＰＲＦ２では基準のドップラ周波数分解能の５倍となるように制御し、ＰＲＦ３では基準のドップラ周波数分解能の６倍となるように制御する。これにより、後段の折返し速度展開処理器１７においてドップラ周波数に対し一意な平面状に展開した場合、一定のドップラ周波数分解能で区切られた周波数空間上に各ＰＲＦでの速度検出結果をマッピングすることができ、誤差の無い速度検出を行うことができる。
【００２５】
パルスレーダで目標の速度を正確に検出しようとする場合、複数のＰＲＦのパルス信号から位相回転量を算出し、ＰＲＦごとの位相回転量の組み合わせから速度検出を行う。このような関連技術のレーダでは、ＰＲＦごとにドップラ周波数分解能が異なるため、何度も折り返るような高速目標の場合は速度検出精度の差に依存する誤差が無視できなくなり、速度の検出を誤ってしまうという課題がある。本発明は、前記課題を解決するために、利用する複数のＰＲＦ間で等間隔なドップラ周波数分解能を得ることのできるようＰＲＦを制御するＰＲＦ制御器１１と、ＰＲＦを等間隔なドップラ周波数分解能ごとの受信信号に分離する等間隔ドップラ周波数分離器１６とを備えることにより、誤差のない速度検出を行うことを可能とする。
【００２６】
本実施形態１のレーダ信号処理方法は、レーダ装置１０の動作として実現されている。すなわち、図３に示すように、本実施形態１のレーダ信号処理方法は、次のステップを含む。一定のドップラ周波数分解能の整数倍からなる相異なる複数のＰＲＦをそれぞれ有する複数のパルス信号を発生させるステップ１０１。発生した複数のパルス信号に基づく電波を空中線を介して目標へ放射し、目標で反射した電波を空中線を介して受信してドップラ周波数及び振幅を含む受信信号として出力するステップ１０２。出力された受信信号と発生したパルス信号とを対応づけて、ＰＲＦごとのドップラ周波数及び振幅の情報を得るステップ１０３。得られた情報に基づき、ＰＲＦごとのドップラ周波数を、ドップラ周波数分解能によってそれぞれ複数のドップラ周波数成分に分離するステップ１０４。分離された複数のドップラ周波数成分を、折返しのないドップラ周波数平面に展開するステップ１０５。展開されたドップラ周波数平面において、各ドップラ周波数成分に属する各ＰＲＦの振幅を加算し、最大の振幅となるドップラ周波数成分から得られる速度を、目標の速度として検出するステップ１０６。
【００２７】
本実施形態１のレーダ信号処理プログラムは、図４に示すように、一定のドップラ周波数分解能の整数倍からなる相異なる複数のＰＲＦをそれぞれ有する複数のパルス信号を発生させ、発生した複数のパルス信号に基づく電波を空中線１４を介して目標へ放射し、目標で反射した電波を空中線１４を介して受信してドップラ周波数及び振幅を含む受信信号として出力するレーダ装置１０’に用いられる。そして、本実施形態１のレーダ信号処理プログラムは、出力された受信信号と発生したパルス信号とを対応づけて、ＰＲＦごとのドップラ周波数及び振幅の情報を得るパルス圧縮手段１５’、パルス圧縮手段１５’で得られた情報に基づき、ＰＲＦごとのドップラ周波数を、ドップラ周波数分解能によってそれぞれ複数のドップラ周波数成分に分離する等間隔ドップラ周波数分離手段１６’、等間隔ドップラ周波数分離手段１６’で分離された複数のドップラ周波数成分を、折返しのないドップラ周波数平面に展開する折返し速度展開処理手段１７’、及び、折返し速度展開処理手段１７’で展開されたドップラ周波数平面において、各ドップラ周波数成分に属する各ＰＲＦの振幅を加算し、最大の振幅となるドップラ周波数成分から得られる速度を、目標の速度として検出する速度検出処理手段１８’として、コンピュータ１０ａを機能させるためのものである。
【００２８】
コンピュータ１０ａは、図示しないが、ＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭ及びＲＡＭ）、入出力インタフェース等からなる一般的なものである。ＣＰＵがメモリから本実施形態１のレーダ信号処理プログラムを読み出し、解釈し、実行することにより、パルス圧縮手段１５’、等間隔ドップラ周波数分離手段１６’、折返し速度展開処理手段１７’及び速度検出処理手段１８’としてコンピュータ１０ａが機能する。つまり、レーダ装置１０のパルス圧縮器１５、等間隔ドップラ周波数分離器１６、折返し速度展開処理器１７及び速度検出処理器１８と同じ機能が、レーダ装置１０’のパルス圧縮手段１５’、等間隔ドップラ周波数分離手段１６’、折返し速度展開処理手段１７’及び速度検出処理手段１８’として実現されている。したがって、レーダ装置１０’は、レーダ装置１０と同じ作用及び効果を奏する。
【００２９】
本発明の実施形態２のブロック図を図５に示す。本実施形態２のレーダ装置２０は、実施形態１のレーダ装置１０の構成に、複数の受信信号の差をとることにより固定目標を消去して移動目標を残すＭＴＩ（Moving Target Indicator）処理器２１を、更に備えたものである。
【００３０】
すなわち、レーダ装置２０は、基準となるドップラ周波数分解能の整数倍となるようＰＲＦを制御するＰＲＦ制御器１１と、ＰＲＦ制御器１１の制御に基づき複数のＰＲＦでパルスを発生するパルス発生器１２と、パルス発生器１２からの信号をアップコンバートして送信し目標からの受信信号をダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換を行う送受信器１３と、実際に電波放射及び電波受信を行う空中線１４と、送受信器１３の出力する受信信号に対し発生したパルス信号との相関処理を行うパルス圧縮器１５と、パルス圧縮器１５の出力信号に対しヒット間の減算を行うことで固定目標のドップラ周波数を除外するＭＴＩ処理器２１と、ＭＴＩ処理結果をＰＲＦに依らず等間隔なドップラ周波数成分の信号に分離するとともにドップラ周波数成分ごとにヒット積分を行う等間隔ドップラ周波数分離器１６と、ドップラ周波数成分ごとのヒット積分結果を折返しのないドップラ周波数平面に展開する折返し速度展開処理器１７と、折返しのないドップラ周波数平面において全ＰＲＦの振幅を加算し最大振幅の速度を目標の速度として検出する速度検出処理器１８とを備える。
【００３１】
本実施形態２では、ＭＴＩ処理により等間隔ドップラ周波数分離器１６で利用可能な積分ヒット数は減少するが、ＰＲＦに変化はなくコヒーレント性は保たれるため、ＭＴＩ処理と他の構成要素の処理との併用が可能である。
【００３２】
本実施形態２のレーダ信号処理方法は、実施形態１のレーダ信号処理方法において、複数の受信信号の差をとることにより固定目標を消去して移動目標を残す処理を、更に含むものである。本実施形態２のレーダ信号処理プログラムは、実施形態１のレーダ信号処理プログラムにおいて、更に、複数の受信信号の差をとることにより固定目標を消去して移動目標を残すＭＴＩ処理手段として、コンピュータを機能させるためのものである。本実施形態２のレーダ信号処理方法及びレーダ信号処理プログラムは、実施形態１のレーダ信号処理方法及びレーダ信号処理プログラムの構成に準ずるので、それらの図示を省略する。
【００３３】
以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。
【００３４】
本発明は、次のように記載することもできる。
複数のＰＲＦで動作するレーダ装置であって、
基準となるドップラ周波数分解能の整数倍となるようＰＲＦを制御するＰＲＦ制御器と、
前記ＰＲＦ制御器の制御に基づき複数のＰＲＦでパルスを発生するパルス発生器と、
前記パルス発生器からの信号をアップコンバートして送信し目標からの受信信号をダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換を行う送受信器と、
実際に電波放射及び電波受信を行う空中線と、
前記送受信器の出力する受信信号に対し発生したパルス信号との相関処理を行うパルス圧縮器と、
前記パルス圧縮器の出力信号をＰＲＦに依らず等間隔なドップラ周波数分解能の信号に分離すると共にドップラ周波数ごとにヒット積分を行う等間隔ドップラ周波数分離器と、
前記ドップラ周波数成分ごとのヒット積分結果を折返しのないドップラ周波数平面に展開する折返し速度展開処理器と、
前記折返しのないドップラ周波数平面において全ＰＲＦの振幅を加算し最大振幅の速度を目標の速度として検出する速度検出処理器と、
を備えたレーザ装置。
【００３５】
また、上記の実施形態の一部又は全部は以下の付記のようにも記載され得るが、本発明は以下の構成に限定されるものではない。
【００３６】
（付記１）一定のドップラ周波数分解能の整数倍からなる相異なる複数のパルス繰返し周波数をそれぞれ有する複数のパルス信号を発生させるパルス発生部と、
このパルス発生部で発生した複数のパルス信号に基づく電波を空中線を介して目標へ放射し、前記目標で反射した電波を空中線を介して受信してドップラ周波数及び振幅を含む受信信号として出力する送受信器と、
この送受信器から出力された前記受信信号と前記パルス発生器で発生したパルス信号とを対応づけて、前記パルス繰返し周波数ごとの前記ドップラ周波数及び振幅の情報を得るパルス圧縮器と、
このパルス圧縮器で得られた情報に基づき、前記パルス繰返し周波数ごとの前記ドップラ周波数を、前記ドップラ周波数分解能によってそれぞれ複数のドップラ周波数成分に分離する等間隔ドップラ周波数分離器と、
この等間隔ドップラ周波数分離器で分離された前記複数のドップラ周波数成分を、折返しのないドップラ周波数平面に展開する折返し速度展開処理器と、
この折返し速度展開処理器で展開された前記ドップラ周波数平面において、前記各ドップラ周波数成分に属する前記各パルス繰返し周波数の前記振幅を加算し、最大の振幅となるドップラ周波数成分から得られる速度を、前記目標の速度として検出する速度検出処理器と、
を備えたレーダ装置。
【００３７】
（付記２）付記１記載のレーダ装置において、
前記パルス発生部は、
相異なる複数のパルス繰返し周波数をそれぞれ一定のドップラ周波数分解能の整数倍となるように制御するＰＲＦ制御器と、
このＰＲＦ制御器で制御された前記複数のパルス繰返し周波数をそれぞれ有する複数のパルス信号を発生させるパルス発生器とを有する、
レーダ装置。
【００３８】
（付記３）付記１又は２記載のレーダ装置において、
複数の前記受信信号の差をとることにより固定目標を消去して移動目標を残すＭＴＩ処理器を、
更に備えたレーダ装置。
【００３９】
（付記４）付記１乃至３のいずれか一項記載のレーダ装置において、
前記送受波器は、前記複数のパルス信号に基づく電波として、前記複数のパルス信号をアップコンバートし、このアップコンバートした各信号に基づく電波を用い、
前記受信信号として、前記目標で反射した電波に基づく各信号をダウンコンバートしかつＡ／Ｄ変換した信号を出力する、
レーダ装置。
【００４０】
（付記５）付記１乃至４のいずれか一項記載のレーダ装置において、
前記等間隔ドップラ周波数分離器は、前記ドップラ周波数を前記複数のドップラ周波数成分に分離するとともに、前記ドップラ周波数成分ごとにヒット積分を行い、
前記折返し速度展開処理器は、前記ドップラ周波数平面に展開する前記複数のドップラ周波数成分として、前記ドップラ周波数成分ごとのヒット積分の結果を用いる、
レーダ装置。
【００４１】
（付記６）一定のドップラ周波数分解能の整数倍からなる相異なる複数のパルス繰返し周波数をそれぞれ有する複数のパルス信号を発生させ、
発生した複数のパルス信号に基づく電波を空中線を介して目標へ放射し、前記目標で反射した電波を空中線を介して受信してドップラ周波数及び振幅を含む受信信号として出力し、
出力された前記受信信号と発生した前記パルス信号とを対応づけて、前記パルス繰返し周波数ごとの前記ドップラ周波数及び振幅の情報を得、
得られた前記情報に基づき、前記パルス繰返し周波数ごとの前記ドップラ周波数を、前記ドップラ周波数分解能によってそれぞれ複数のドップラ周波数成分に分離し、
分離された前記複数のドップラ周波数成分を、折返しのないドップラ周波数平面に展開し、
展開された前記ドップラ周波数平面において、前記各ドップラ周波数成分に属する前記各パルス繰返し周波数の前記振幅を加算し、最大の振幅となるドップラ周波数成分から得られる速度を、前記目標の速度として検出する、
レーダ信号処理方法。
【００４２】
（付記７）付記６記載のレーダ信号処理方法において、
複数の前記受信信号の差をとることにより固定目標を消去して移動目標を残す処理を、
更に含むレーダ信号処理方法。
【００４３】
（付記８）一定のドップラ周波数分解能の整数倍からなる相異なる複数のパルス繰返し周波数をそれぞれ有する複数のパルス信号を発生させ、
発生した複数のパルス信号に基づく電波を空中線を介して目標へ放射し、前記目標で反射した電波を空中線を介して受信してドップラ周波数及び振幅を含む受信信号として出力するレーダ装置に用いられ、
出力された前記受信信号と発生した前記パルス信号とを対応づけて、前記パルス繰返し周波数ごとの前記ドップラ周波数及び振幅の情報を得るパルス圧縮手段、
このパルス圧縮手段で得られた情報に基づき、前記パルス繰返し周波数ごとの前記ドップラ周波数を、前記ドップラ周波数分解能によってそれぞれ複数のドップラ周波数成分に分離する等間隔ドップラ周波数分離手段、
この等間隔ドップラ周波数分離手段で分離された前記複数のドップラ周波数成分を、折返しのないドップラ周波数平面に展開する折返し速度展開処理手段、及び、
この折返し速度展開処理手段で展開された前記ドップラ周波数平面において、前記各ドップラ周波数成分に属する前記各パルス繰返し周波数の前記振幅を加算し、最大の振幅となるドップラ周波数成分から得られる速度を、前記目標の速度として検出する速度検出処理手段として、
コンピュータを機能させるためのレーダ信号処理プログラム。
【００４４】
（付記９）付記８記載のレーダ信号処理プログラムにおいて、
更に、複数の前記受信信号の差をとることにより固定目標を消去して移動目標を残すＭＴＩ処理手段として、
前記コンピュータを機能させるためのレーダ信号処理プログラム。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、複数のＰＲＦで動作するレーダ装置等に利用可能であり、特に、対象とする目標の速度を受信信号から正確に検出する必要のあるレーダ装置等に好適である。
【符号の説明】
【００４６】
１０：レーダ装置
１１：ＰＲＦ制御器
１２：パルス発生器
１３：送受信器
１４：空中線
１５：パルス圧縮器
１６：等間隔ドップラ周波数分離器
１７：折返し速度展開処理器
１８：速度検出処理器
１９：パルス発生部
２０：レーダ装置
２１：ＭＴＩ処理器
３０：レーダ装置
３１：ドップラ周波数分離器
３２：速度推定処理器
４０：レーダ装置
１０’：レーダ装置
１０ａ：コンピュータ
１５’：パルス圧縮手段
１６’：等間隔ドップラ周波数分離手段
１７’：折返し速度展開処理手段
１８’：速度検出処理手段
【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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