(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数変調された連続波信号である送信信号を送信波として送出するとともに、目標からの反射波を受信信号として受信して前記目標を検知する際に、前記受信信号中に前記目標からの反射波とともに妨害波が含まれるとき、前記妨害波を除去して前記目標を検知するＦＭ−ＣＷレーダ装置において、
前記送信信号を遅延し遅延送信信号を生成する遅延器と、
前記送信信号と前記妨害波が含まれる受信信号とからビート信号を生成する第１の混合器と、
前記遅延送信信号と前記妨害波が含まれる受信信号とから遅延ビート信号を生成する第２の混合器と、
前記ビート信号と前記遅延ビート信号とを比較して前記妨害波成分を除去し、前記妨害波を含まない前記目標からの反射波のビート信号のみを抽出する比較処理器と
を備えることを特徴とするＦＭ−ＣＷレーダ装置。
【請求項２】
周波数変調された連続波信号である送信信号を送信波として送出するとともに、目標からの反射波を受信信号として受信して前記目標を検知する際に、前記受信信号中に前記目標からの反射波とともに妨害波が含まれるとき、前記妨害波を除去して前記目標を検知するＦＭ−ＣＷレーダ装置において、
前記送信信号を遅延し遅延送信信号を生成する遅延器と、
前記連続波信号の繰り返し周期に同期する切換信号を発生する切換信号発生器と、
前記切換信号に応じて、前記送信信号と前記遅延送信信号とを切り換えて出力する切換器と、
前記妨害波が含まれる受信信号と前記切換器を通じて供給される前記送信信号とからビート信号を生成するとともに、前記妨害波が含まれる受信信号と前記切換器を通じて供給される前記遅延送信信号とから遅延ビート信号を生成する混合器と、
前記ビート信号と前記遅延ビート信号とを比較して前記妨害波成分を除去し、前記妨害波を含まない前記目標からの反射波のビート信号のみを抽出する比較処理器と
を備えることを特徴とするＦＭ−ＣＷレーダ装置。
【請求項３】
周波数変調された連続波信号である送信信号を送信波として送出するとともに、目標からの反射波を受信信号として受信して前記目標を検知する際に、前記受信信号中に前記目標からの反射波とともに妨害波が含まれるとき、前記妨害波を除去するためのＦＭ−ＣＷレーダ装置における妨害波除去方法において、
前記送信信号を遅延し遅延送信信号を生成する遅延処理過程と、
前記送信信号と前記妨害波が含まれる受信信号とを混合してビート信号を生成するとともに、前記遅延送信信号と前記妨害波が含まれる受信信号とを混合して遅延ビート信号を生成する混合処理過程と、
前記ビート信号と前記遅延ビート信号とを比較して前記妨害波成分を除去し、前記妨害波を含まない目標からの反射波のビート信号のみを抽出する比較処理過程と
を備えることを特徴とするＦＭ−ＣＷレーダ装置における妨害波除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、周波数変調（ＦＭ）された連続波（ＣＷ）信号を送受信して目標としての物体を検知し、物体までの距離、物体の速度等を測定することで、航法、捜索、監視等を可能とするＦＭ−ＣＷレーダ装置および該装置における妨害波除去方法に関し、特に、他のレーダ等からの干渉電波等の妨害波を除去することの可能なＦＭ−ＣＷレーダ装置および該装置における妨害波除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＭ−ＣＷレーダは、連続的な電波に周波数変調を加えて送信する方式のレーダである。送信波の一部を、物体から反射してきた受信波と混合すれば、電波が往復する遅延時間に比例したビート波が生じる。このビート信号を周波数分析した場合、周波数が物体までの距離に対応し、振幅（強度）が物体の散乱の強さに対応する。このようなＦＭ−ＣＷレーダ方式は、パルスレーダに比べ、連続波を使用することから小電力ですみ、また、ナノ秒パルスを増幅するような高周波部品を必要としないという利点を有する。
【０００３】
図１０は、一般的なＦＭ−ＣＷレーダ装置２の構成を示している。
【０００４】
図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃは、その動作説明図を示している。
【０００５】
繰り返しのこぎり波を発生する掃引信号発生器４によって変調され高周波発振器６から出力される送信信号Ｓｔが、方向性結合器８および送信アンテナ１０を介して空間に送信波Ｗｔとして放射される。
【０００６】
観測しようとする物体である目標Ｔａからの反射波Ｗｒが、受信アンテナ１４によって受信され受信信号Ｓｒとして混合器１６の一方の入力信号として供給される。
【０００７】
一方、混合器１６の他方の入力信号として、高周波発振器６からの送信信号の一部がローカル信号として方向性結合器８から供給されている。
【０００８】
混合器１６は、このローカル信号としての送信信号Ｓｔと受信信号Ｓｒとを混合し、送信信号Ｓｔと受信信号Ｓｒとの時間差に応じたビート信号Ｓｂを出力する。
【０００９】
図１１Ａは、送信信号Ｓｔの周波数変化特性（送信周波数変化特性）Ｃｔと、受信信号Ｓｒの周波数変化特性（受信周波数変化特性）Ｃｒを時間軸上に描いた図である。図１１Ａにおいて、送信信号Ｓｔと受信信号Ｓｒとの周波数差ｆｂ（単位は周波数）がビート信号Ｓｂの周波数となり、この周波数差ｆｂの振幅特性Ａｆｂを図１１Ｂに示す。
【００１０】
この周波数差ｆｂは、ＦＭ−ＣＷレーダ装置２の位置から目標Ｔａまでの距離に比例するので、ビート信号ＳｂをＦＦＴ（高速フーリエ変換）等の周波数分析器１８で分析し、図１１Ｃに示す周波数ｆｂ１（周波数差ｆｂと同一の周波数）で、ある強度を有する周波数スペクトルＰｔａを得る。
【００１１】
この周波数スペクトルＰｔａの周波数ｆｂ１を周波数距離換算器２０で目標Ｔａまでの距離Ｒ（図１１Ｃ参照）に換算することで、目標Ｔａまでの測距を行うことができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来から、目標Ｔａまでの距離等を測定するために、パルスレーダが用いられている。このパルスレーダでは、非常に大きな送信ピーク電力を持つ高周波パルスを使用している。そのため、ＦＭ−ＣＷレーダと同一の周波数もしくは近接する周波数でパルスレーダを使用した場合、ＦＭ−ＣＷレーダは、強い干渉を受け、目標の探知が困難になるという問題がある。
【００１３】
この問題を、図１２Ａ〜図１２Ｃを用いて詳しく説明する。前記の図１０に示すように、ＦＭ−ＣＷレーダと同一の周波数もしくは近接する周波数で、パルスレーダの送信アンテナ２２からの送信波Ｗｉが、ＦＭ−ＣＷレーダ装置２の受信アンテナ１４で妨害波として受信されてしまう。
【００１４】
図１２Ａに、図１１Ａの図と重ねて示すように、パルスレーダの送信波Ｗｉは、パルス幅をτとするとき、概略１／τの帯域を有する広い周波数範囲を有する特性（パルスレーダ送信波周波数変化特性）Ｃｐを持つ。この特性Ｃｐを有する送信波Ｗｉがパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）ｆｐで繰り返し送信され、ＦＭ−ＣＷレーダ装置２の本来の受信信号Ｓｒに重畳されて受信される。
【００１５】
この場合、混合器１６から出力される信号上でも、図１２Ｂに、図１１Ｂの図と重ねて示すように、本来のビート信号Ｓｂの振幅特性Ａｆｂ上に、繰り返し周期１／ｆｐで、パルス状の妨害波信号Ｉｉが重畳される。
【００１６】
本来のビート信号Ｓｂに妨害波信号Ｉｉが重畳された信号を周波数分析器１８で周波数スペクトルに変換すると、図１２Ｃに示すように、本来の目標Ｔａからの周波数スペクトルＰｔａ以外に、上記の繰り返し周波数ｆｐに対して整数倍からなる周波数ｎ・ｆｐ（ｎ＝１，２，…）を有する妨害波スペクトルＰｉが現れる。このため、目標Ｔａの探知が困難になる。
【００１７】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、パルスレーダ等からの妨害波信号が混入しても、この妨害波を除去し、妨害波を含まない目標からの反射波のビート信号のみを抽出することを可能とするＦＭ−ＣＷレーダ装置および該装置における妨害波除去方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この項では、理解の容易化のために添付図面中の符号を付けて説明する。したがって、この項に記載した内容がその符号を付けたものに限定して解釈されるものではない。
【００１９】
この発明に係るＦＭ−ＣＷレーダ装置は、たとえば図５に示すように、周波数変調された連続波信号である送信信号（Ｓｔ）を送信波（Ｗｔ）として送出するとともに、目標（Ｔａ）からの反射波（Ｗｒ）を受信信号（Ｓｒ）として受信して前記目標を検知する際に、前記受信信号中に前記目標からの反射波とともに妨害波（Ｗｉ）が含まれるとき、前記妨害波を除去して前記目標を検知するＦＭ−ＣＷレーダ装置（１３２）において、前記送信信号を遅延し遅延送信信号（Ｓｔｄ）を生成する遅延器（４８）と、前記送信信号と前記妨害波が含まれる受信信号とからビート信号（Ｓｂ）を生成する第１の混合器（１６）と、前記遅延送信信号と前記妨害波が含まれる受信信号とから遅延ビート信号（Ｓｂｄ）を生成する第２の混合器（１６Ａ）と、前記ビート信号と前記遅延ビート信号とを比較して前記妨害波成分を除去し、前記妨害波を含まない前記目標からの反射波のビート信号のみを抽出する比較処理器（８０）とを備えることを特徴とする（請求項１記載の発明）。
【００２０】
この発明によれば、送信信号を遅延器により一定時間遅延させた遅延送信信号を用いる。そして、第１の混合器により生成した、遅延させていない元の送信信号と妨害波が含まれる受信信号とによるビート信号と、第２の混合器により生成した、遅延送信信号と妨害波が含まれる受信信号とによる遅延ビート信号とを比較処理器により比較して、妨害波成分を除去するようにしているので、妨害波を含まない目標からの反射波のビート信号のみを抽出することができる。
【００２１】
この場合、たとえば図１に示すように、切換信号発生器（５４）により発生される、送信信号（連続波信号）の繰り返し周期に同期する切換信号（Ｓｗ）に応じて、切換器（５１）、（５２）により送信信号（Ｓｔ）と遅延送信信号（Ｓｔｄ）とを切り換えて混合器（１６）に順次供給してビート信号（Ｓｂ）と遅延ビート信号（Ｓｂｄ）を作成するようにすることで、一つのみの混合器で、妨害波を含まない目標（Ｔａ）からの反射波（Ｗｒ）のビート信号のみを抽出することができる（請求項２記載の発明）。
【００２２】
また、この発明に係るＦＭ−ＣＷ装置における妨害波除去方法は、たとえば図７に示すように、周波数変調された連続波信号である送信信号を送信波として送出するとともに、目標からの反射波を受信信号として受信して前記目標を検知する際に、前記受信信号中に前記目標からの反射波とともに妨害波が含まれるとき、前記妨害波を除去するためのＦＭ−ＣＷレーダ装置における妨害波除去方法において、前記送信信号を遅延し遅延送信信号を生成する遅延処理過程（Ｓ１）と、前記送信信号と前記妨害波が含まれる受信信号とを混合してビート信号を生成するとともに、前記遅延送信信号と前記妨害波が含まれる受信信号とを混合して遅延ビート信号を生成する混合処理過程（Ｓ２）と、前記ビート信号と前記遅延ビート信号とを比較して前記妨害波成分を除去し、前記妨害波を含まない目標からの反射波のビート信号のみを抽出する比較処理過程（Ｓ３）とを備えることを特徴とする（請求項３記載の発明）。
【００２３】
この発明によれば、送信信号と、この送信信号を遅延した遅延送信信号を生成し、前記送信信号と前記妨害波が含まれる受信信号とを混合してビート信号を生成するとともに、前記遅延送信信号と前記妨害波が含まれる受信信号とを混合して遅延ビート信号を生成し、前記ビート信号と前記遅延ビート信号とを比較して妨害波成分を除去し、前記妨害波を含まない目標からの反射波のビート信号のみを抽出することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に参照する図面において、上記図１０、図１１Ａ〜図１１Ｃ、および図１２Ａ〜図１２Ｃに示したものと対応するものには同一の符号を付けてその詳細な説明は省略する。また、必要に応じてこれらの図を参照する。
【００２５】
図１は、この発明の第１の実施の形態に係るＦＭ−ＣＷレーダ装置３２を示している。
【００２６】
このＦＭ−ＣＷレーダ装置３２は、基本的には、送信部４０と受信部４２と遅延部４４とから構成される。
【００２７】
送信部４０は、直線的に電圧（あるいは電流）が増加するのこぎり波を一定周期で繰り返し発生する掃引信号発生器４と、こののこぎり波により周波数変調された連続波信号である高周波を送信信号Ｓｔとして出力する高周波発振器６と、送信信号Ｓｔを主要な送信信号Ｓｔと一部の送信信号（ローカル信号ともいう。）Ｓｔに分割する方向性結合器８と、主要な送信信号Ｓｔを空間に送信波Ｗｔとして目標Ｔａに対して放射する送信アンテナ１０とを備えている。
【００２８】
受信部４２は、観測しようとする目標Ｔａからの反射波Ｗｒを受信するとともに、ＦＭ−ＣＷレーダ装置３２と同一の周波数もしくは近接する周波数のパルスレーダの送信アンテナ２２からの妨害波（干渉波）としての送信波Ｗｉを受信し、妨害波を含む受信信号Ｓｒを出力する受信アンテナ１４と、妨害波を含む受信信号Ｓｒと送信信号Ｓｔとからビート信号Ｓｂを生成するとともに、妨害波を含む受信信号Ｓｒと遅延送信信号Ｓｔｄとから遅延ビート信号Ｓｂｄを生成する混合器１６と、ビート信号Ｓｂと遅延ビート信号Ｓｂｄの周波数を分析して周波数スペクトルを得るＦＦＴ（高速フーリエ変換器）等の周波数分析器１８と、この周波数スペクトルを距離（横軸が距離、縦軸が強度であるので、距離強度信号ともいう。）に換算する周波数距離換算器２０と、ビート信号Ｓｂの周波数スペクトルに係る距離強度信号と、遅延ビート信号Ｓｂｄの周波数スペクトルに係る距離強度信号とを比較して妨害波成分を除去し、妨害波Ｗｉを含まない目標Ｔａからの反射波Ｗｒのビート信号に対応する距離強度信号のみを抽出するための比較相関処理を行う相関処理器４６とを備える。
【００２９】
遅延部４４は、送信信号Ｓｔを所定時間遅延してローカル信号としての遅延送信信号Ｓｔｄを出力する遅延器４８と、この遅延器４８と並列的に挿入されローカル信号としての送信信号Ｓｔをそのまま混合器１６に供給する直結線５０と、遅延器４８と直結線５０とを切り換える切換器である連動の２回路２接点のスイッチ５１、５２と、掃引信号発生器４から出力される掃引信号（図１中、のこぎり波参照）の周期に同期して方形波である切換信号Ｓｗ（図１中、方形波参照）を生成し、切換信号Ｓｗによりスイッチ５１、５２を掃引の一周期毎に切り換える切換信号発生器５４とを備えている。なお、切換信号Ｓｗは、相関処理器４６にも供給される。
【００３０】
図２は、相関処理器４６の具体的な構成例を示している。
【００３１】
この相関処理器４６は、周波数距離換算器２０からの距離強度信号を切換信号発生器５４からの切換信号Ｓｗに対応して切り換える１回路２接点のスイッチ６２と、切換信号Ｓｗがハイレベルの期間にスイッチ６２を通じて供給される距離強度信号の距離を補正する距離補正器６０と、時間を合わせるために、切換信号Ｓｗがローレベルの期間にスイッチ６２を通じて供給される距離強度信号を、１掃引分、遅延するための１掃引分遅延器６４と、距離補正器６０の出力および１掃引分遅延器６４の遅延出力とを、それぞれ予め決められている基準値と比較し、各出力が基準値以上の値である場合にはハイレベル、基準値未満の値である場合にはローレベルの２値信号を出力するコンパレータ６６、６８と、コンパレータ６６、６８の出力２値信号のアンドを取るアンド回路７０と、アンド回路７０の出力のハイレベルの期間にゲートを開いて、１掃引分遅延器６４の出力中、ゲートを開いている期間分の信号を通過させ、ローレベルの期間にゲートを閉じるゲート回路７２とを備えている。
【００３２】
この第１の実施の形態に係るＦＷ−ＣＷレーダ装置３２は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作について説明する。なお、特に断らない限り、制御・処理主体は図示していないコンピュータを構成するＣＰＵである。
【００３３】
図１において、切換信号発生器５４から出力される切換信号Ｓｗのローレベル側でスイッチ５１、５２は、直結線５０の側に切り換えられているものとする。図２に示すスイッチ６２は、切換信号Ｓｗのローレベル側で１掃引分遅延器６４の側に切り換えられているものとする。
【００３４】
このとき、図１２Ａ〜図１２Ｃを利用して説明した動作と全く同様に、ＦＭ−ＣＷレーダ装置３２と同一の周波数もしくは近接する周波数で、パルスレーダの送信アンテナ２２からの送信波Ｗｉが、ＦＭ−ＣＷレーダ装置３２の受信アンテナ１４で妨害波として受信されてしまう。
【００３５】
すなわち、図１２Ａに示すように、パルスレーダの送信波Ｗｉは、パルス幅をτとするとき、概略１／τの帯域を有する広い周波数範囲を有する特性（パルスレーダ送信波周波数変化特性）Ｃｐを持つ。この特性Ｃｐを有する送信波Ｗｉがパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）ｆｐで繰り返し送信され、ＦＭ−ＣＷレーダ装置３２の本来の受信信号Ｓｒに重畳されて受信される。
【００３６】
この場合、混合器１６から出力されるビート信号Ｓｂ上でも、図１２Ｂに示すように、本来のビート信号Ｓｂの振幅特性Ａｆｂ上に、繰り返し周期１／ｆｐで、パルス状の妨害波信号Ｉｉが重畳される。
【００３７】
本来のビート信号Ｓｂに妨害波信号Ｉｉが重畳されたビート信号Ｓｂを周波数分析器１８で周波数スペクトルに変換すると、図３Ａ（図１２Ｃの図を再掲）に示すように、周波数ｆｂ１を有する本来の目標Ｔａからの周波数スペクトルＰｔａ以外に、上記の繰り返し周波数ｆｐに対して整数倍からなる周波数ｎ・ｆｐ（ｎ＝１，２，…）を有する妨害波スペクトルＰｉが現れる。このため、目標Ｔａの探知が困難になる。
【００３８】
妨害波スペクトルＰｉと目標Ｔａの周波数スペクトルＰｔａは、周波数距離換算器２０により、距離強度信号に変換され、相関処理器４６中、スイッチ６２を通じて１掃引分遅延器６４に入力される。
【００３９】
図４Ａは、横軸の周波数スケールを距離スケールに変換したときの距離強度信号を示している。この距離強度信号は、距離Ｒの位置に目標Ｔａの距離強度信号Ｒｔａが存在し、その近傍に、妨害波スペクトルＰｉに対応する距離強度信号Ｒｉが存在している信号である。
【００４０】
次に、切換信号発生器５４から出力される切換信号Ｓｗが次の掃引周期でハイレベルに遷移し、スイッチ５１、５２が遅延器４８側に切り換えられるとともに、スイッチ６２が距離補正器６０側に切り換えられる。
【００４１】
このとき、遅延器４８により遅延を与えられたローカル信号である遅延送信信号Ｓｔｄと、妨害波Ｗｉと目標Ｔａからの反射波Ｗｒを含む受信信号Ｓｒとの遅延ビート信号Ｓｂｄを、周波数分析した結果を図３Ｂに示す。なお、図３Ａの図は、理解の便宜のために、図１２Ｃの図を再掲した図である。
【００４２】
図３Ｂから分かるように、目標Ｔａからの反射波Ｗｒで発生する周波数スペクトルＰｔｂは、遅延器４８の遅延時間に対応する遅延長さ分だけ目標Ｔａまでの距離が短く観測されるため、非遅延の周波数ｆｂ１より低い周波数ｆｂ２に発生する。
【００４３】
詳しく説明すると、ＦＷ−ＣＷレーダ装置３２において、送信波Ｗｔと反射波（受信波）Ｗｒの時間差を原因として混合器１６により発生されるビート周波数ｆｂによって測距を行うことは前述の通りであるが、正確には、この測距は、図１の方向性結合器８から混合器１６に供給されるローカル信号としての送信信号Ｓｔと目標Ｔａからの受信信号Ｓｒの位相差、すなわち方向性結合器８から混合器１６への経路長を基準とした目標Ｔａまでの経路差の測定をしていることになる。したがって、方向性結合器８から混合器１６への経路に遅延器４８による遅延を持たせることにより、その長さ（遅延器４８による経路長）を基準（０ｍ）として測定されるため、このローカル信号である遅延送信信号Ｓｔｄの経路長分だけ目標Ｔａまでの経路（距離）が短く測定されることになる。
【００４４】
その一方、妨害波Ｗｉに係る妨害波信号ＩｉによるスペクトルＰｉは、妨害波のパルス繰り返し周波数に依存したスペクトルであるため、相変わらず図３Ａに示したものと同一の周波数ｎ・ｆｐ（ｎ＝１，２，…）でスペクトルが発生する。
【００４５】
この図３Ｂに示す周波数スペクトルを、周波数距離換算器２０により距離に換算した後、距離補正器６０で、遅延器４８分の遅延量に対応する距離を補正した（オフセットした）距離強度信号を図４Ｂに示す。
【００４６】
図４Ｂに示す距離強度信号から分かるように、この距離補正により、目標Ｔａの距離強度信号Ｒｔｂは、距離Ｒの位置となる。この場合、妨害波ＷｉのスペクトルＰｉに対応する距離強度信号Ｒｃｉは、図４Ａ上の妨害波ＷｉのスペクトルＰｉに対応する距離強度信号Ｒｉとは異なる距離の位置となる。
【００４７】
そこで、この図４Ａに示す距離強度信号と、図４Ｂに示す距離強度信号との相関を取り、両方とも信号がある部分だけ真の目標Ｔａがあると判断するようにすれば、同一の距離Ｒにある距離強度信号ＲｔａとＲｔｂが目標Ｔａであると判断することができ、距離に相関のない距離強度信号ＲｉとＲｃｉが目標Ｔａではないと判断することができる。
【００４８】
この相関処理をさらに詳しく説明する。同時に、距離補正器６０から出力される距離強度信号（図４Ｂ参照）と１掃引分遅延器６４から出力される距離強度信号（図４Ａ参照）がそれぞれ、コンパレータ６６、６８により雑音の判定強度である基準値Ｑ（図４Ａ、図４Ｂ参照）と比較され、基準値Ｑ以上の距離強度信号はハイレベル（値１）とされ、基準値Ｑ未満の距離強度信号はローレベル（値０）とされる。したがって、アンド回路７０の出力には、距離Ｒの位置にある距離強度信号Ｒｔａ、Ｒｔｂの発生期間のみハイレベルとなるパルス信号が現れ、ゲート回路７２に供給され、ハイレベルの期間にゲート回路７２のゲートが開く。結局、ゲート回路７２の出力側には、距離Ｒの位置の距離強度信号Ｒｔａのみが出力されることになる。
【００４９】
このように図１に示した第１の実施の形態によれば、受信信号Ｓｒ中に、目標Ｔａからの反射波Ｗｒとともに妨害波Ｗｉが含まれる場合、ローカル信号としての送信信号Ｓｔと、この送信信号Ｓｔを遅延させた遅延送信信号Ｓｔｄとを掃引周期毎に切り換えて、混合器１６により受信信号Ｓｒに対して、順次、ビート信号Ｓｂと遅延ビート信号Ｓｂｄを生成する。生成したビート信号Ｓｂと遅延ビート信号Ｓｂｄとを周波数分析器１８により周波数分析した後、周波数距離換算器２０により距離に換算し、相関処理器４６で相関をとることで妨害波成分を除去し、妨害波Ｗｉを含まない目標Ｔａからの反射波Ｗｒのビート信号Ｓｂのみに対応する目標Ｔａまでの距離Ｒを２回の掃引で抽出することができる。
【００５０】
図５は、この発明の第２の実施の形態に係るＦＭ−ＣＷレーダ装置１３２の構成を示している。図６は、ＦＭ−ＣＷレーダ装置１３２を構成する相関処理器８０の詳細な構成を示している。なお、以下に参照する図５、図６において、上記図１０、図１１Ａ〜図１１Ｃ、図１２Ａ〜図１２Ｃ、図１、図２、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂに示したものと対応するものには同一の符号を付けてその詳細な説明は省略する。
【００５１】
図５例のＦＭ−ＣＷレーダ装置１３２では、２回掃引で妨害波（干渉波）の除去を行う図１例のＦＭ−ＣＷレーダ装置３２と異なり、１回の掃引のみで妨害波（干渉波）の除去を可能としている。
【００５２】
この図５例において、受信信号Ｓｒは、分配器８２で分配され、同一構成の第１の混合器１６と第２の混合器１６Ａに送られる。
【００５３】
一方、ローカル信号としての送信信号Ｓｔも分配器８４を通じて分配され、第１の混合器１６には直結で、第２の混合器１６Ａには遅延器４８を通じて遅延送信信号Ｓｔｄとして送られる。
【００５４】
次に、第１の混合器１６の出力であるビート信号Ｓｂと第２の混合器１６Ａの出力である遅延ビート信号Ｓｂｄとが、それぞれ、同一構成の周波数分析器１８と周波数分析器１８Ａにより、それぞれ、図３Ａ、図３Ｂに示した周波数スペクトルＰｔａ、Ｐｔｂを含む周波数スペクトルに分解される。
【００５５】
次に、周波数距離換算器２０により、図３Ａに示した周波数スペクトルが図４Ａに示した距離強度信号に変換される。ただし、このときの強度は、受信信号Ｓｒを分配器８２で２分割しているので、図３Ａおよび図４Ａに示した値の約半分の強度になっている。
【００５６】
次いで、周波数距離換算器２０と同一構成の周波数距離換算器２０Ａにより図３Ｂに示した周波数スペクトルが距離強度信号に換算され、換算された距離強度信号が、相関処理器８０を構成する図６に示す距離補正器６０により遅延器４８の遅延に対応する分、距離補正され、図４Ｂに示した距離強度信号に換算される。この場合においても、強度は、図４Ｂに示した値の約半分の強度になっている。
【００５７】
周波数距離換算器２０および距離補正器６０からそれぞれ出力される距離強度信号は、コンパレータ６６Ａ、６８Ａで、それぞれ、基準値Ｑが半分の値にされた基準値と比較され、２値信号とされる。この２つの２値信号がアンド回路７０でアンドを取られることで、距離Ｒの距離強度信号Ｒｔａ、Ｒｔｂが発生している区間にゲート回路７２のゲートが開き、分配器８２で強度が１／２とされた信号に対応する距離強度信号ＲｔａとＲｔｂとの加算器７４による加算信号がゲート回路７２を通じて出力される。
【００５８】
結局、ゲート回路７２の出力側には、距離Ｒの位置の距離強度信号（Ｒｔａ＋Ｒｔｂ）／２の信号のみが出力されることになる。
【００５９】
このように図５に示した第２の実施の形態によれば、受信信号Ｓｒ中に、目標Ｔａからの反射波Ｗｒとともに妨害波Ｗｉが含まれる場合、ローカル信号としての送信信号Ｓｔを分配した送信信号Ｓｔとこの送信信号Ｓｔを遅延させた遅延送信信号Ｓｔｄとを第１および第２の混合器１６、１６Ａにそれぞれ供給し、これら第１および第２の混合器１６、１６Ａにより受信信号Ｓｒに対してビート信号Ｓｂと遅延ビート信号Ｓｂｄとを生成する。生成したビート信号Ｓｂと遅延ビート信号Ｓｂｄとを周波数分析器１８、１８Ａにより周波数分析した後、周波数距離換算器２０、２０Ａにより距離に換算し、相関処理器８０で相関をとることで妨害波成分を除去し、妨害波Ｗｉを含まない目標Ｔａからの反射波Ｗｒのビート信号のみに対応する目標Ｔａまでの距離Ｒを抽出することができる。
【００６０】
図７は、上述した第１の実施の形態および第２の実施の形態で実施された、この発明に係るＦＭ−ＣＷ装置における妨害波除去方法の処理過程を示している。
【００６１】
すなわち、周波数変調された連続波信号である送信信号Ｓｔを送信波Ｗｔとして送出するとともに、目標Ｔａからの反射波Ｗｒを受信信号Ｓｒとして受信して目標Ｔａを検知する際に、受信信号Ｓｒ中に目標Ｔａからの反射波Ｗｒとともにパルスレーダ等の送信アンテナ２２から送信された妨害波Ｗｉが含まれるときに適用される妨害波除去方法である。
【００６２】
この妨害波除去方法は、他のローカル信号として使用するために送信信号Ｓｔを遅延し遅延送信信号Ｓｔｄを生成する遅延処理過程Ｓ１と、送信信号Ｓｔと妨害波Ｗｉが含まれる受信信号Ｓｒとを混合してビート信号Ｓｂを生成するとともに、遅延送信信号Ｓｔｄと妨害波Ｗｉが含まれる受信信号Ｓｒとを混合して遅延ビート信号Ｓｂｄを生成する混合処理過程Ｓ２と、ビート信号Ｓｂと遅延ビート信号Ｓｂｄとを比較して妨害波成分を除去し、妨害波Ｗｉを含まない目標Ｔａからの反射波Ｗｒのビート信号のみを抽出する比較処理過程Ｓ３とを備える。これらの処理過程により、妨害波Ｗｉを含まない目標Ｔａからの反射波Ｗｒのビート信号のみを抽出することができる。
【００６３】
図８、図９は、それぞれ、一般的なＦＭ−ＣＷレーダ装置２、およびこの実施の形態に係るＦＭ−ＣＷレーダ装置３２、１３２により目標Ｔａを観測する際のレーダ画面のシミュレーション図を示している。
【００６４】
図８に示す一般的なＦＭ−ＣＷレーダ装置２のレーダシミュレーション画面９０では、目標ＴａのエコーＴａｅの他に、中心から放射状に延びる多数の妨害波ＷｉにかかるクラッターのエコーＣｅが現れているのに対し、図９に示すように、この実施の形態に係るＦＭ−ＣＷレーダ装置３２、１３２のレーダシミュレーション画面９２では、妨害波（干渉波）であるクラッターのエコーＣｅが除去された目標ＴａのエコーＴａｅのみが検知されていることが理解される。
【００６５】
このように上述した実施の形態によれば、遅延量の異なる２系統のローカル信号である送信信号Ｓｔと遅延送信信号Ｓｔｄを有し、この２系統のビート信号Ｓｂと遅延ビート信号Ｓｂｄとの相関処理を行うことによって、他のレーダからの妨害波Ｗｉの除去を行うことができる。
【００６６】
なお、この発明は、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、送信信号と、この送信信号を遅延した遅延送信信号の両方から妨害波を含む受信信号に対してビート信号と遅延ビート信号を作成し、これらを比較し、妨害波の周波数スペクトルが一定であることに着目して該妨害波を除去するようにしている。
【００６８】
このため、従来困難であった、パルスレーダ等から混入する妨害波を比較的に簡単な構成で除去し、妨害波を含まない目標からの反射波のビート信号のみを抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１中の相関処理器の詳しい構成を示すブロック図である。
【図３】図３Ａは、ビート信号に対応する目標と妨害波を含む周波数スペクトル図である。
図３Ｂは、遅延ビート信号に対応する目標と妨害波を含む周波数スペクトル図である。
【図４】図４Ａは、ビート信号に対応する目標と妨害波を含む距離換算図である。
図４Ｂは、遅延ビート信号に対応する目標と妨害波を含む距離換算図である。
【図５】この発明に係る第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図６】図５中の相関処理器の詳しい構成を示すブロック図である。
【図７】この発明方法に係る実施の形態の処理過程を説明するフロー図である。
【図８】一般的なＦＭ−ＣＷレーダ装置により目標を観測する際に、妨害波が表示されてしまうことを示すレーダ画面のシミュレーション図である。
【図９】この実施の形態に係るＦＭ−ＣＷレーダ装置により目標を観測した場合における妨害波が除去されたレーダ画面のシミュレーション図である。
【図１０】一般的なＦＭ−ＣＷレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１Ａは、送信信号の周波数変化特性と受信信号の周波数変化特性を示す説明図である。
図１１Ｂは、送信信号と受信信号との周波数差を示すビート信号を示す波形図である。
図１１Ｃは、目標の反射波に係る周波数強度信号および周波数距離信号の説明図である。
【図１２】図１２Ａは、送信信号の周波数変化特性と受信信号の周波数変化特性に妨害波であるパルスレーダ送信波周波数変化特性が重畳された特性を示す説明図である。
図１２Ｂは、送信信号と受信信号との周波数差を示すビート信号上に、パルス上の妨害波信号が重畳された状態を示す説明図である。
図１２Ｃは、本来の目標からの周波数スペクトル上に、繰り返し周波数の整数倍からなる周波数を有する妨害波スペクトルが重畳された周波数強度を示す説明図である。
【符号の説明】
２、３２、１３２…ＦＭ−ＣＷレーダ装置
４…掃引信号発生器                ６…高周波発振器
８…方向性結合器                  １０…送信アンテナ
１６、１６Ａ…混合器              １８、１８Ａ…周波数分析器
２０、２０Ａ…周波数距離換算器    ２２…送信アンテナ
４０…送信部                      ４２…受信部
４４…遅延部                      ４６…相関処理器
４８…遅延器                      ５０…直結線
５１、５２、６２…スイッチ        ５４…切換信号発生器
６０…距離補正器                  ６４…１掃引分遅延器
６６、６６Ａ、６８、６８Ａ…コンパレータ
７２…ゲート回路                  ７９…アンド回路
８２、８４…分配器                Ａｆｂ…振幅特性
Ｃｅ…クラッターのエコー
Ｃｐ…パルスレーダ送信波周波数変化特性
ｆｂ…周波数差                    ｆｂ１、ｆｂ２…周波数
ｆｐ…パルス繰り返し周波数        Ｉｉ…パルス状の妨害波信号
Ｐｉ…妨害波スペクトル            Ｐｔａ、Ｐｔｂ…周波数スペクトル
Ｑ…基準値                        Ｒ…距離
Ｒｃｉ…距離強度信号              Ｓｂ…ビート信号
Ｓｂｄ…遅延ビート信号            Ｓｒ…受信信号
Ｓｔ…送信信号                    Ｓｔｄ…遅延送信信号
Ｓｗ…切換信号                    Ｔａ…目標
Ｔａｅ…目標のエコー              Ｗｉ…送信波（妨害波）
Ｗｔ…送信波
【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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