(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオ信号に基づいて目標追尾を行う追尾処理部と、ビデオ信号に基づいて捕捉目標に関する高分解能レーダ画像を生成するＩＳＡＲ処理部と、パルスレーダからのビデオ信号を目標の捕捉前は追尾処理部へ出力し、目標の捕捉後はＩＳＡＲ処理部へ出力するビデオ信号切替部とを備え、
ＩＳＡＲ処理部が、入力されたビデオ信号から捕捉目標を含む所定領域のビデオ信号を切り出すビデオ信号切出処理手段と、切り出されたビデオ信号について、レーダパルス間における目標距離の変動を補償する距離補償手段とを有し、
追尾処理部が、目標捕捉後のＩＳＡＲ処理中に距離補償手段で求められた目標距離の変動量に基づいて目標の予測値を求めることを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項２】
上記ＩＳＡＲ処理部が、レーダパルス間での目標位相の変動を補償する位相補償手段を備え、上記追尾処理部は、目標捕捉後のＩＳＡＲ処理中に位相補償手段で求められた目標位相の変動量に基づいて追尾ゲートを制御することを特徴とする請求項１に記載のレーダ信号処理装置。
【請求項３】
上記追尾処理部は追尾ゲートを制御するためのカルマンフィルタを備え、目標捕捉後のＩＳＡＲ処理中に上記位相補償手段で求められたビデオ信号の位相補償量をカルマンフィルタの駆動雑音として用いることを特徴とする請求項２に記載のレーダ信号処理装置。
【請求項４】
上記ＩＳＡＲ処理部は、ビデオ信号切出処理手段において切り出されたビデオ信号に基づいて捕捉目標のレンジ方向に関する長さを計測する長さ計測手段を有し、
上記追尾処理部が、目標捕捉後のＩＳＡＲ処理中に長さ計測手段により求められた目標長さに基づいて目標の失探の判定を行い、この判定結果に基づいて、ビデオ信号切替部がパルスレーダからのビデオ信号を追尾処理部へ出力させるとともに、追尾処理部が目標探索を開始することを特徴とする請求項１に記載のレーダ信号処理装置。
【請求項５】
上記ＩＳＡＲ処理部は、ビデオ信号切出処理手段において切り出されたビデオ信号に基づいて捕捉目標のレンジ方向に関する長さを計測するとともに、切り出された領域内における目標の位置を求める長さ計測手段を有し、
上記追尾処理部が、目標捕捉後のＩＳＡＲ処理中に長さ計測手段で求められた目標長さ及び切出領域内の目標位置に基づいてビデオ信号切出処理部における切出領域を変更することを特徴とする請求項１に記載のレーダ信号処理装置。
【請求項６】
上記追尾処理部は、長さ計測手段で求められた２以上の目標長さを記憶し、これらの値の比較結果に基づいて切出領域の変更を決定することを特徴とする請求項５に記載のレーダ信号処理装置。
【請求項７】
上記追尾処理部は、長さ計測手段により求められた目標長さに基づいて目標の失探の判定を行い、この判定結果に基づいて目標探索を行うことを特徴とする請求項５に記載のレーダ信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーダ信号処理装置に係り、更に詳しくは、目標の物理的形状を高解像度で表示するためのＩＳＡＲ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ  Ｒａｄａｒ：逆合成開口レーダ）におけるビデオ信号処理の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の逆合成開口レーダ（ＩＳＡＲ）の構成を示したブロック図である。この逆合成開口レーダは、パルスレーダ部Ａ１、レーダ信号処理部Ｂ１および表示装置Ｃ１からなる。パルスレーダ部Ａ１は、アンテナ１１、サーキュレータ１２、送信機１３、受信機１４およびアンテナ制御器１５からなり、レーダ信号処理部Ｂ１は、ビデオ信号切替部２、追尾処理部３およびＩＳＡＲ処理部４からなる。
【０００３】
受信機１４で生成された送信種信号は、送信機１３で周波数変換および高周波増幅が行われ、高周波のパルス信号がレーダ送信信号として生成される。この送信信号は、サーキュレータ１２を経由してアンテナ１１から自由空間に放出される。放出されたパルス波は、目標で反射され、その反射エコーがアンテナ１１により受信される。この受信信号は、サーキュレータ１２を経由して受信機１４に入力され、ビデオ信号が生成される。このビデオ信号には、送受信時間に相当する目標までの距離情報や、受信レベルに相当する振幅情報、受信波の位相情報などが含まれている。
【０００４】
パルスレーダ部Ａ１で生成されたビデオ信号は、ビデオ信号切替部２を介して、追尾処理部３に入力される。追尾処理部３は、このビデオ信号に基づいて、目標の探知及び追尾を行っている。目標探知とは、レーダによって未知の目標を検出する処理であり、目標追尾とは、既に検出された目標位置に基づいて当該目標が次に観測される位置（予測値）を予測する処理である。既知の目標について次の掃引時に観測される位置が予測できれば、掃引ごとに順に観測される目標の間で同一性を判別することができ、特定の目標を継続的に追尾することができる。
【０００５】
図８は、目標追尾処理の概略を説明するための説明図である。図中のＳ１、Ｓ２は過去の観測値、Ｔ３は予測値、Ｇは追尾ゲート、Ｓ３はＴ３の予測後に得られた観測値である。予測値Ｔ３は、同一目標に関する過去の２以上の観測値Ｓ１、Ｓ２に基づいて次回掃引時に目標が観測される位置として予測され、追尾ゲートＧは、予測値Ｔを中心とする所定の大きさの領域（ここでは円形領域）として定義される。そして、次の掃引時にゲートＧ内で観測値Ｓ３が観測されたとき、予測値Ｔ３と観測値Ｓ３との荷重平均を追尾している当該目標とする。ゲートＧ内で複数の観測値が得られた場合にも、予測値と得られた観測値との荷重平均を求めることにより、それを現在追尾している目標とする。
【０００６】
追尾処理部３は、アンテナ制御器１５を介してアンテナ１１を駆動制御している。初探知の場合、目標が未探知であるため、追尾処理部３は、アンテナ１１を全方向に回転させるようにアンテナ制御器１５へ制御信号を出力する。目標が探知されると、追尾処理部３は、徐々にアンテナ１１の回転角を小さくして行き、最終的には所定の目標のみが探知される程度にまで微小な回転角でアンテナを回転させるように、アンテナ制御器１５に指示する。本明細書では、このときの状態を捕捉と呼ぶ。なお、捕捉される目標は、オペレータが指定してもよいし、追尾処理部３が探知目標の中から自動的に決定してもよい。
【０００７】
ビデオ信号切替部２は、パルスレーダ部Ａ１からのビデオ信号を追尾処理部３又はＩＳＡＲ処理部４のいずれかに選択的に出力している。目標探知時には、ビデオ信号が追尾処理部３へ出力されるが、目標の捕捉後は、ＩＳＡＲ処理部４へ出力するように切り替わる。
【０００８】
ＩＳＡＲ処理部４は、入力されるビデオ信号に対し信号処理を行って、目標の物理的形状を高解像度で表示するためのＩＳＡＲ画像信号を生成し、このＩＳＡＲ画像が、ＣＲＴ、ＬＣＤ等からなる表示装置Ｃ１の表示画面に表示される。このＩＳＡＲ処理部４は、更に、ビデオ信号切出処理部４１、距離補償処理部４２、位相補償処理部４３、長さ計測処理部４４、ＦＦＴ処理部４５および振幅検波処理部４６により構成される。
【０００９】
ビデオ信号は、ビデオ信号切出処理部４１において、追尾処理部３からの指示に基づいて、表示装置Ｃ１で表示されるＩＳＡＲ画像にあわせた大きさに切り出される。切り出されたビデオ信号は、距離補償処理部４２でレーダパルス間におけるレンジ方向の変動が補償され、位相補償処理部４３でレーダパルス間における位相の変動が補償され、長さ計測処理部４４で目標のレンジ長さが計測される。その後、ＦＦＴ処理部４５でフーリエ変換され、振幅検波処理部４６で振幅検波されてＩＳＡＲ画像信号が生成される。
【００１０】
このような逆合成開口レーダでは、パルスレーダ部Ａ１が複数のパルス波を順に放出してビデオ信号を生成するとともに、ＩＳＡＲ処理部４において、各レーダパルス間における距離補償、位相補償などを行うことによって、高解像度のＩＳＡＲ画像を得ることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図９は、逆合成開口レーダ以外の探索レーダ装置等において行われている一般的な追尾処理の一例を示した図である。図中のＳ１〜Ｓ５は観測値、Ｔ３〜Ｔ５は予測値、Ｕ３〜Ｕ５は平滑値を示している。目標は図９の左下から右上に移動している場合に、最初の２サンプルは、観測値Ｓ１，Ｓ２がそのまま用いられるが、３サンプリング目からは、最初の２サンプルに基づいて求められた予測値Ｔ３と、実際に得られた観測値Ｓ３の位置を重みづけ平均を行って平滑値Ｕ３を求めている。
【００１２】
この平滑値Ｕ３は、現在、目標がいる位置と考えられるため、次に予測される予測値Ｔ４は、観測値Ｓ２と平滑値Ｕ３に基づいて求められ、その後、実際の観測値Ｓ４が得られれば、予測値Ｔ４と観測値Ｓ４に基づいて平滑値Ｕ４が求められる。その後も同様にして、予測値Ｔ５が、平滑値Ｕ３及びＵ４に基づいて求められ、観測値Ｓ５と予測値Ｔ５に基づいて平滑値Ｕ５が求められる。
【００１３】
図１０は、図７の追尾処理部３において行われる追尾処理の一例を示した図である。図７に示した逆合成開口レーダでは、目標が捕捉されると、ビデオ信号切替部２がビデオ信号の出力先を追尾処理部３からＩＳＡＲ処理部４へ切り替える。この切り替え後は、追尾処理部３にビデオ信号が入力されないが、追尾処理部３は追尾処理を継続している。
【００１４】
観測値Ｓ４が観測された後にＩＳＡＲ処理が開始されたとすると、予測値Ｔ５〜Ｔ７は全て、ＩＳＡＲ処理開始前の観測値から得られた平滑値Ｕ３及びＵ４に基づいて求めるられることになる。つまり、平滑値Ｕ３及びＵ４に基づき予測値Ｔ５が求められ、平滑値Ｕ４及び予測値Ｔ５に基づいて予測値Ｔ６が求められという様に予測値がそのまま平滑値として用いられることになる。
【００１５】
このため、従来の逆合成開口レーダでは、追尾処理部３における追尾精度がＩＳＡＲ処理開始後は低下するという問題があった。例えば、ビデオ信号切出処理部４１が追尾処理部３によって指示された切出領域を切り出しても、捕捉目標（の一部）が当該切出領域内に含まれていない場合があり、また、目標が急激な運動をした場合には失探してしまう場合があった。
【００１６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、ＩＳＡＲ処理開始後にビデオ信号が入力されない追尾処理部における処理精度を向上させることを目的とする。また、ＩＳＡＲ処理中に失探が生ずるのを抑制し、あるいは、失探を検出して再度探索を開始し、あるいは、捕捉目標を正確に捉えたＩＳＡＲ画像を生成することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明によるレーダ信号処理装置は、ビデオ信号に基づいて目標追尾を行う追尾処理部と、ビデオ信号に基づいて捕捉目標に関する高分解能レーダ画像を生成するＩＳＡＲ処理部と、パルスレーダからのビデオ信号を目標の捕捉前は追尾処理部へ出力し、目標の捕捉後はＩＳＡＲ処理部へ出力するビデオ信号切替部とを備えて構成される。このＩＳＡＲ処理部は、入力されたビデオ信号から捕捉目標を含む所定領域のビデオ信号を切り出すビデオ信号切出処理手段と、切り出されたビデオ信号について、レーダパルス間における目標距離の変動を補償する距離補償手段とを有し、追尾処理部が、目標捕捉後のＩＳＡＲ処理中に距離補償手段で求められた目標距離の変動量に基づいて目標の予測値を求めるように構成される。
【００１８】
請求項２に記載の本発明によるレーダ信号処理装置は、上記ＩＳＡＲ処理部が、レーダパルス間での目標位相の変動を補償する位相補償手段を備え、上記追尾処理部が、目標捕捉後のＩＳＡＲ処理中に位相補償手段で求められた目標位相の変動量に基づいて追尾ゲートを制御するように構成される。
【００１９】
請求項３に記載の本発明によるレーダ信号処理装置は、上記追尾処理部は追尾ゲートを制御するためのカルマンフィルタを備え、目標捕捉後のＩＳＡＲ処理中に上記位相補償手段で求められたビデオ信号の位相補償量をカルマンフィルタの駆動雑音として用いるように構成される。
【００２０】
請求項４に記載の本発明によるレーダ信号処理装置は、請求項１のＩＳＡＲ処理部が、更に、ビデオ信号切出処理手段において切り出されたビデオ信号に基づいて捕捉目標のレンジ方向に関する長さを計測する長さ計測手段を有して構成される。そして、上記追尾処理部が、目標捕捉後のＩＳＡＲ処理中に長さ計測手段により求められた目標長さに基づいて目標の失探の判定を行い、この判定結果に基づいて、ビデオ信号切替部がパルスレーダからのビデオ信号を追尾処理部へ出力させるとともに、追尾処理部が目標探索を開始する。
【００２１】
請求項５に記載の本発明によるレーダ信号処理装置は、請求項１のＩＳＡＲ処理部が、更に、ビデオ信号切出処理手段において切り出されたビデオ信号に基づいて捕捉目標のレンジ方向に関する長さを計測するとともに、切り出された領域内における目標の位置を求める長さ計測手段を有して構成される。そして、上記追尾処理部が、目標捕捉後のＩＳＡＲ処理中に長さ計測手段で求められた目標長さ及び切出領域内の目標位置に基づいてビデオ信号切出処理部における切出領域を変更する。
【００２２】
請求項６に記載の本発明によるレーダ信号処理装置は、上記追尾処理部が、長さ計測手段で求められた２以上の目標長さを記憶し、これらの値の比較結果に基づいて切出領域の変更を決定するように構成される。
請求項６に記載の本発明によるレーダ信号処理装置は、上記追尾処理部が、長さ計測手段により求められた目標長さに基づいて目標の失探の判定を行い、この判定結果に基づいて目標探索を行うように構成される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるレーダ信号処理装置を含む逆合成開口レーダの一構成例を示したブロック図である。この逆合成開口レーダは、パルスレーダ部Ａ１、レーダ信号処理部Ｂ２および表示装置Ｃ１からなる。パルスレーダ部Ａ１は、アンテナ１１、サーキュレータ１２、送信機１３、受信機１４およびアンテナ制御器１５からなり、レーダ信号処理部Ｂ２は、ビデオ信号切替部２、追尾処理部３およびＩＳＡＲ処理部４からなる。また、ＩＳＡＲ処理部４は、ビデオ信号切出処理部４１、距離補償処理部４２、位相補償処理部４３、長さ計測処理部４４、ＦＦＴ処理部４５および振幅検波処理部４６により構成される。
【００２４】
ビデオ信号切出処理部４１は、捕捉目標を含む所定の領域が追尾処理部３によって指定され、入力されたビデオ信号から当該領域のビデオ信号を切り出している。この切出領域は、ビデオ信号のレンジ方向に関する連続する一部分であり、追尾処理部３は、切出領域が捕捉目標を含むように、その幅を捕捉目標の大きさ（レンジ方向の長さ）に基づいて決定し、そのオフセットを捕捉目標の位置（レンジ方向の位置）に基づいて決定する。
【００２５】
距離補償処理部４２は、ビデオ信号切出処理部４１で切り出されたビデオ信号について、レーダパルス間におけるレンジ方向の距離の変動を補償している。目標が移動している場合、レーダから目標までの距離は順に放出されるレーダパルスごとに変化し、各ビデオ信号における目標のレンジ方向の位置が一致しなくなる。このため、各ビデオ信号について、そのビデオ信号おける目標距離と、基準となるビデオ信号における目標距離との差（相対距離）を求め、この相対距離分だけ当該ビデオ信号を補償している。例えば、ビデオ信号中の振幅ピークのレンジ方向の位置が一致するように、各ビデオ信号についてレンジ方向のオフセットを調整すればよい。
【００２６】
位相補償処理部４３は、距離補償処理部４２で距離補償されたビデオ信号について、レーダパルス間における位相の変動を補償している。目標速度が変化している場合、その加速度によってドップラ周波数がレーダパルスごとに変化するため、各ビデオ信号における目標の位相が一致しなくなる。このため、各ビデオ信号について、そのビデオ信号における目標の位相と、ビデオ信号中の振幅ピークなどの基準となるビデオ信号の位相の差分を求めることにより、位相の補償を行う。
【００２７】
長さ計測処理部４４は、目標のレンジ方向の長さを求めている。この目標長さは、レーダからの距離ごとに各ビデオ信号の振幅を積算してレンジプロファイルを求め、当該レンジプロファイルを所定の閾値レベルと比較することによって求められる。
【００２８】
追尾処理部３は、距離補償処理部４２で求められた距離補償量に基づいて目標追尾を行う。すなわち、前回の平滑値に相対距離を加えた擬似的な観測値を求め、この値を観測値として代用することにより新たな平滑値を求めることができる。例えば、Ｒ−θ座標系により追尾処理を行っている場合であれば、前回の平滑値ＲＳ−１、相対距離ＲＭを用いて疑似的な観測値ＲＳは次式により求められる。
ＲＳ＝ＲＳ−１＋ＲＭ                            （１）
【００２９】
図２は、追尾処理部３による追尾処理の動作の一例を示した説明図である。図中のＳ１〜Ｓ４は観測値、Ｖ５およびＶ６は擬似的な観測値、Ｔ３〜Ｔ６は予測値、Ｕ３〜Ｕ６は平滑値である。ここでは、観測値Ｓ４までが観測された後にＩＳＡＲ処理が開始され、その後、追尾処理部３は観測値Ｓ６、Ｓ７を取得することができない。このため、擬似的な観測値Ｖ５、Ｖ６を求めて、それぞれを観測値Ｓ５、Ｓ６として用いて平滑値Ｕ５、Ｕ６を求めている。
【００３０】
すなわち、前回の平滑値Ｕ４に今回の相対距離を加えて、擬似観測値Ｖ５を求め、予測値Ｔ５との加重平均から平滑値Ｕ５を求め、更に、平滑値Ｕ４、Ｕ５に基づいて予測値Ｔ６を求める。以下、同様にして、平滑値Ｕ５に次回の相対距離を加えて，擬似観測値Ｖ６を求め、予測値Ｔ６との加重平均から平滑値Ｕ６を求める。
【００３１】
本実施の形態によれば、ＩＳＡＲ処理部４の距離補償処理部４２で求められる距離補償量に基づいて、追尾処理部３が擬似的な観測値を求め、この値を観測値として追尾処理を行っている。このため、ＩＳＡＲ処理中は、ＩＳＡＲ処理開始前の観測値や平滑値に基づいて追尾処理を行う従来の逆合成開口レーダに比べて、高精度の追尾処理を行うことができる。
【００３２】
なお、本実施の形態では、追尾処理部が直近の２つの平滑値に基づいて予測値を求める場合の例について説明したが、３以上の平滑値を用いて追尾処理を行う場合にも本発明を提供することができることはもちろんである。
【００３３】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２によるレーダ信号処理装置を含む逆合成開口レーダの一構成例を示したブロック図である。この逆合成開口レーダは、パルスレーダ部Ａ１、レーダ信号処理部Ｂ３および表示装置Ｃ１からなる。また、ＩＳＡＲ処理部４は、ビデオ信号切出処理部４１、距離補償処理部４２、位相補償処理部４３、長さ計測処理部４４、ＦＦＴ処理部４５および振幅検波処理部４６により構成される。なお、図１の逆合成開口レーダと比較すれば、追尾処理部３が、位相補償処理部４３の出力に基づき動作する点で異なる。
【００３４】
追尾処理部３は、追尾処理を行う際に位相補償処理部４３で求められた位相補償量に基づいて目標追尾処理を行っている。すなわち、目標の加速度を駆動雑音として用いることにより追尾ゲートの大きさを調節している。例えば、カルマンフィルタを用いて追尾ゲートの大きさを制御している場合、等速直線運動等のモデルからのずれを表す駆動雑音ｗ（ｋ）の共分散行列Ｑ（ｋ）は以下の式で表される。
【００３５】
0003631458.tif 000002
【００３６】
追尾処理部３は、上式で用いられるσｗ（ｋ）に、位相補償処理部４３で求められた加速度を代入することによって、目標を失探しないように追尾ゲートＧの大きさを調節することができる。つまり、モデルからのずれが大きい場合（例えば、速度の変化が大きい場合）には追尾ゲートを大きくする一方、モデルに近い場合にはゲートを小さくしている。
【００３７】
本実施の形態によれば、ＩＳＡＲ処理部４における位相補償処理部４３で求められる加速度に基づいて、追尾処理部３が追尾ゲートの大きさを制御して追尾処理を行っている。このため、従来の逆合成開口レーダに比べて、失探が生じにくくなるとともに、高精度の追尾処理を行うことができる。
【００３８】
実施の形態３．
図４は  本発明の実施の形態３によるレーダ信号処理装置を含む逆合成開口レーダの一構成例を示したブロック図である。この逆合成開口レーダは、パルスレーダ部Ａ１、レーダ信号処理部Ｂ４および表示装置Ｃ１からなる。また、ＩＳＡＲ処理部４は、ビデオ信号切出処理部４１、距離補償処理部４２、位相補償処理部４３、長さ計測処理部４４、ＦＦＴ処理部４５および振幅検波処理部４６により構成される。なお、図１、３の逆合成開口レーダと比較すれば、追尾処理部３が、長さ計測処理部４４の出力に基づき動作する点で異なる。
【００３９】
図５及び図６は、長さ計測処理部４４が、各レーダパルスについてレーダからの所定距離ごとの振幅を求め、求められた振幅を前記距離ごとに積算して求めたレンジプロファイルの一例を示した図である。ビデオ信号の切出領域内に目標が存在する場合には、図７に示したようにレンジプロファイルにピークが発生し、目標が存在しない場合には、図８に示したようにレンジプロファイルにピークが発生しない。
【００４０】
ＩＳＡＲ処理中の長さ検出処理部４４は、レンジプロファイルに対してＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｆａｌｓｅ  Ａｌａｒｍ  Ｒａｔｅ）処理等を行ってレンジプロファイルのピークを検出し、この検出結果から目標の有無を判定し、判定結果を追尾処理部３へ出力する。追尾処理部３では、この判定結果に基づいて目標を失探したか否かを判定し、目標失探と判定された場合には、ビデオ信号切替部２が、ビデオ信号の出力先をＩＳＡＲ処理部４から追尾処理部３へ切り替え、追尾処理部３が再び目標探索を開始して目標を見つけ直す。追尾処理部３による失探の判定は、例えば、長さ検出処理部４４からの判定結果を過去Ｎ回分（Ｎは予め定められた２以上の回数）記憶し、目標なしの判定結果がＮ回続いた場合に、目標を失探したと判断する。
【００４１】
本実施の形態によれば、ＩＳＡＲ処理部４の長さ計測処理部４４でのピーク検出結果に基づいて、追尾処理部３が目標を失探したか否かを判定し、探索処理を開始する。このため、目標失探時に追尾処理部３が自動的に探索処理を開始して目標を捉え直すことができる。
【００４２】
実施の形態４．
本実施の形態では、捕捉目標が、表示装置Ｃ１においてＩＳＡＲ画像として正しく表示されない場合、例えば目標の一部だけが表示されている場合に、自動的に正しいＩＳＡＲ画像を表示させることができる逆合成開口レーダについて説明する。本発明の実施の形態４による逆合成開口レーダの構成例は、実施の形態３の図４と同様であるが、追尾処理部３及び長さ計測処理部４４の動作が異なる。このため、本実施の形態では、図４及び図５を用いて説明する。
【００４３】
長さ計測処理部４４は、レンジプロファイルに基づいて、ビデオ信号切出処理部４１で切り出されたビデオ信号中の目標長さと、切出領域内における目標のレンジ方向の偏りを求め、追尾処理部３へ出力している。目標長さは、レンジプロファイルと、所定の閾値レベルとを比較することによって求められる。図５では、閾値レベルとの比較結果から、距離Ｌ１からＬ２（＞Ｌ１）までが目標であるとわかり、目標長さが（Ｌ２−Ｌ１）であると求めることができる。また、切出領域内での偏りは、切出領域の端から目標までのレンジ方向の距離、つまり、切出領域左端からＬ１までの距離と、切出領域右端からＬ２までの距離として求めることができる。
【００４４】
追尾処理部３は、長さ計測処理部４４からの出力に基づいて、ビデオ信号切出処理部４１で適切な切出領域が用いられていないことを判別する。つまり、捕捉目標の一部又は全部が切出領域からはみ出している状態を判別する。そして、新たに切出領域を求めて、ビデオ信号切出処理部４１へ切出領域の変更を指示する。
【００４５】
追尾処理部３による切出領域の誤りの判定は、例えば、長さ検出処理部４４で求められた目標長さを過去Ｎ回分（Ｎは予め定められた回数）記憶し、これらの目標長さを比較して、目標長さが短くなったことを検出すれば行うことができる。新たな切出領域は、これまでの切出領域を、切出領域内における目標の偏りを補償する方向へ目標長さが短くなった量だけ移動させた領域として求めることができる。例えば、Ｌ１が切出領域の左端に一致すれば、切出領域を距離が近くなる方向に移動させ、Ｌ２が切出領域の右端に一致すれば、切出領域を距離が遠くなる方向に移動させる。
【００４６】
本実施の形態によれば、ＩＳＡＲ処理部４における長さ計測処理部４４で求められた目標長さと、切出領域内での目標位置（又は目標の偏り）に基づいて、追尾処理部３が、切出領域の誤りを判別し、ビデオ信号切出処理部４１で用いられる切出領域を自動的に変更している。このため、表示装置Ｃ１において正しくＩＳＡＲ画像を表示させることができる。
【００４７】
なお、目標長さがゼロの場合には、実施の形態３の場合と同様、目標失探が発生したと判別して、探索を開始する。また、上記の実施の形態１から４の構成を同時に２以上組み合わせた逆合成開口レーダを実現することができるのはもちろんである。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によるレーダ信号処理装置は、ビデオ信号に基づいて目標追尾を行う追尾処理部と、ビデオ信号に基づいて捕捉目標に関する高分解能レーダ画像を生成するＩＳＡＲ処理部と、パルスレーダからのビデオ信号を目標の捕捉前は追尾処理部へ出力し、目標の捕捉後はＩＳＡＲ処理部へ出力するビデオ信号切替部とを備えたレーダ信号処理装置であって、ＩＳＡＲ処理開始後にビデオ信号が入力されない追尾処理部を、ＩＳＡＲ処理部における処理結果に基づいて動作させることにより処理精度を向上させることができる。
【００４９】
特に、ＩＳＡＲ処理部の距離補償処理部における補償量を用いることにより追尾処理部における処理精度を向上させ、あるいは、ＩＳＡＲ処理部の位相補償処理部における補償量を用いることにより追尾処理部における処理精度を向上させ、あるいは、ＩＳＡＲ処理部の長さ計測処理部における測定量を用いることにより追尾処理部で求められるビデオ信号の切出領域の精度を向上させることができる。更に、ＩＳＡＲ処理部の長さ計測処理部にで求められた値を用いることにより追尾処理部において失探を判別して自動的に探索処理を再開させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１によるレーダ信号処理装置を含む逆合成開口レーダの一構成例を示したブロック図である。
【図２】追尾処理部３による追尾処理の動作の一例を示した説明図である。
【図３】本発明の実施の形態２によるレーダ信号処理装置を含む逆合成開口レーダの一構成例を示したブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態３及び４によるレーダ信号処理装置を含む逆合成開口レーダの一構成例を示したブロック図である。
【図５】長さ計測処理部４４が求めたレンジプロファイルの一例を示した図であり、目標がある場合が示されている。
【図６】長さ計測処理部４４が求めたレンジプロファイルの一例を示した図であり、目標がない場合が示されている。
【図７】従来の逆合成開口レーダ（ＩＳＡＲ）の構成を示したブロック図である。
【図８】目標追尾処理の概略を説明するための説明図である。
【図９】逆合成開口レーダ以外の探索レーダ装置等において行われている一般的な追尾処理の一例を示した図である。
【図１０】図７の追尾処理部３において行われる追尾処理の一例を示した図である。
【符号の説明】
Ａ１  パルスレーダ部、  Ｂ１〜Ｂ４  レーダ信号処理部、Ｃ１  表示装置、
１１  アンテナ、１２  サーキュレータ、１３  送信機、１４  受信機、
１５  アンテナ制御器、
２  ビデオ信号切替部、３  追尾処理部、ＩＳＡＲ処理部、
４１  ビデオ信号切出処理部、４２  距離補償処理部、４３  位相補償処理部、
４４  計測処理部、４４  検出処理部、４５  ＦＦＴ処理部、
４６  振幅検波処理部、
Ｇ  追尾ゲート、Ｓ１〜Ｓ６  観測値、Ｔ１〜Ｔ６  予測値、
Ｕ３〜Ｕ６  平滑値、Ｖ５，Ｖ６  擬似的観測値。
【図１】
0003631458.tif 000003
【図２】
0003631458.tif 000004
【図３】
0003631458.tif 000005
【図４】
0003631458.tif 000006
【図５】
0003631458.tif 000007
【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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