(57)【要約】  複数の目標の間の相対距離と複数の目標の間の相対ドップラー周波数とに基づいて、レンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理の実施方向を決定する方向決定部（１４）を設け、目標検出部（２３）が、マップ作成部（２２）により作成されたレンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理を方向決定部（１４）により決定された方向に実施することで、レンジドップラーマップに含まれているクラッタを抑圧するように、測角装置（１０）を構成した。
2020003459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の目標に反射された電磁波の受信信号から、前記複数の目標までの距離と前記複数の目標のドップラー周波数とを示すレンジドップラーマップを作成するマップ作成部と、
前記複数の目標の間の相対距離と前記複数の目標の間の相対ドップラー周波数とに基づいて、前記レンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理の実施方向を決定する方向決定部と、
前記マップ作成部により作成されたレンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理を前記方向決定部により決定された方向に実施することで、前記レンジドップラーマップに含まれているクラッタを抑圧し、クラッタ抑圧後のレンジドップラーマップから、前記複数の目標を検出する目標検出部と
を備えた目標検出装置。
【請求項２】
前記目標検出部は、
前記方向決定部により決定された方向がレンジ方向であれば、前記レンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理をレンジ方向に実施することで、前記レンジドップラーマップに含まれているクラッタを抑圧し、
前記方向決定部により決定された方向がドップラー周波数方向であれば、前記レンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理をドップラー周波数方向に実施することで、前記レンジドップラーマップに含まれているクラッタを抑圧することを特徴とする請求項１記載の目標検出装置。
【請求項３】
複数のレンジ窓関数の中から、前記相対距離に対応するレンジ窓関数を選択し、複数のドップラー窓関数の中から、前記相対ドップラー周波数に対応するドップラー窓関数を選択する窓関数選択部と、
前記複数の目標に反射された電磁波の受信信号に前記窓関数選択部により選択されたレンジ窓関数を乗算し、レンジ窓関数乗算後の受信信号のパルス圧縮を行うパルス圧縮部とを備え、
前記マップ作成部は、前記パルス圧縮部によりパルス圧縮された受信信号に前記窓関数選択部により選択されたドップラー窓関数を乗算し、ドップラー窓関数乗算後の受信信号から、前記レンジドップラーマップを作成することを特徴とする請求項１記載の目標検出装置。
【請求項４】
前記複数の目標を射出する射出装置における前記複数の目標の射出条件から、前記相対距離及び前記相対ドップラー周波数のそれぞれを算出する相対値算出部を備えたことを特徴とする請求項１記載の目標検出装置。
【請求項５】
前記窓関数選択部は、前記複数のレンジ窓関数の中から、前記相対距離が大きいほど、前記レンジ窓関数乗算後の受信信号におけるメインローブの広がりが大きくなるレンジ窓関数を選択することを特徴とする請求項１記載の目標検出装置。
【請求項６】
前記窓関数選択部は、前記複数のドップラー窓関数の中から、前記相対ドップラー周波数が大きいほど、前記ドップラー窓関数乗算後の受信信号におけるメインローブの広がりが大きくなるドップラー窓関数を選択することを特徴とする請求項１記載の目標検出装置。
【請求項７】
前記マップ作成部は、前記ドップラー窓関数乗算後の受信信号をヒット方向の周波数領域に変換することで、前記レンジドップラーマップを作成することを特徴とする請求項３記載の目標検出装置。
【請求項８】
前記マップ作成部は、前記ドップラー窓関数乗算後の受信信号をヒット方向に高速フーリエ変換することで、当該受信信号をヒット方向の周波数領域に変換することを特徴とする請求項７記載の目標検出装置。
【請求項９】
前記マップ作成部は、前記ドップラー窓関数乗算後の受信信号をヒット方向に離散フーリエ変換することで、当該受信信号をヒット方向の周波数領域に変換することを特徴とする請求項７記載の目標検出装置。
【請求項１０】
前記マップ作成部は、前記ドップラー窓関数乗算後の受信信号をヒット方向にチャープｚ変換することで、当該受信信号をヒット方向の周波数領域に変換することを特徴とする請求項７記載の目標検出装置。
【請求項１１】
複数の目標に反射された電磁波の受信信号から、前記複数の目標までの距離と前記複数の目標のドップラー周波数とを示すレンジドップラーマップを作成するマップ作成部と、
前記複数の目標の間の相対距離と前記複数の目標の間の相対ドップラー周波数とに基づいて、前記レンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理の実施方向を決定する方向決定部と、
前記マップ作成部により作成されたレンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理を前記方向決定部により決定された方向に実施することで、前記レンジドップラーマップに含まれているクラッタを抑圧し、クラッタ抑圧後のレンジドップラーマップから、前記複数の目標を検出して、前記複数の目標のそれぞれの位相を抽出する目標検出部と、
前記目標検出部により抽出された位相から、前記複数の目標を測角する測角部と
を備えた測角装置。
【請求項１２】
前記測角部は、前記複数の目標の測角値の平均値を算出することを特徴とする請求項１１記載の測角装置。
【請求項１３】
電磁波を複数の目標に向けて放射したのち、前記複数の目標に反射されて戻ってきた前記電磁波を受信し、前記電磁波の受信信号を出力する送受信部と、
前記送受信部から出力された受信信号から、前記複数の目標までの距離と前記複数の目標のドップラー周波数とを示すレンジドップラーマップを作成するマップ作成部と、
前記複数の目標の間の相対距離と前記複数の目標の間の相対ドップラー周波数とに基づいて、前記レンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理の実施方向を決定する方向決定部と、
前記マップ作成部により作成されたレンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理を前記方向決定部により決定された方向に実施することで、前記レンジドップラーマップに含まれているクラッタを抑圧し、クラッタ抑圧後のレンジドップラーマップから、前記複数の目標を検出する目標検出部と
を備えたレーダ装置。
【請求項１４】
前記目標検出部は、前記複数の目標のそれぞれの位相を抽出し、
前記目標検出部により抽出された位相から、前記複数の目標を測角する測角部を備えたことを特徴とする請求項１３記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、目標を検出する目標検出装置及びレーダ装置と、目標を測角する測角装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下の特許文献１には、ターゲットまでの距離及びターゲットの速度を検出するＦＭＣＷレーダ装置が開示されている。
特許文献１に開示されているＦＭＣＷレーダ装置では、ターゲットに反射された受信信号に含まれているサイドローブを低減するために、受信信号に窓関数を乗算するようにしている。
受信信号に乗算する窓関数は、複数のターゲットのピーク周波数が互いに接近している場合、分解能を向上させる第１の窓関数であり、複数のターゲットのピーク周波数が離れている場合、サイドローブを低減する第２の窓関数である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２７１４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のレーダ装置は、受信信号に含まれているクラッタ成分を抑圧して、目標の検出性能を高めるために、一定誤警報率（ＣＦＡＲ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｆａｌｓｅ  Ａｌａｒｍ  Ｒａｔｅ）処理を実施することがある。特許文献１に開示されているＦＭＣＷレーダ装置では、受信信号に窓関数を乗算する処理を実施していても、ＣＦＡＲ処理については実施していない。
しかし、複数の目標の間の相対距離が小さいときに、ＣＦＡＲ処理をドップラー周波数方向に実施すると、或る目標におけるドップラー周波数方向のサンプルセル内に、隣の目標の電力が漏れ込み、ＣＦＡＲ閾値を正しく算出できなくなることがある。
また、複数の目標の間の相対ドップラー周波数が小さいときに、ＣＦＡＲ処理をレンジ方向に実施すると、或る目標におけるレンジ方向のサンプルセル内に、隣の目標の電力が漏れ込み、ＣＦＡＲ閾値を正しく算出できなくなることがある。ＣＦＡＲ閾値を正しく算出できなければ、目標の誤検出を招く可能性が高くなる。
したがって、従来のレーダ装置では、ＣＦＡＲ閾値を正しく算出することができないために、ＣＦＡＲ処理を実施しても、目標の誤検出を招いてしまうことがあるという課題があった。【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、目標の誤検出を防止することができる目標検出装置及び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】
【０００６】
この発明に係る目標検出装置は、複数の目標に反射された電磁波の受信信号から、複数の目標までの距離と複数の目標のドップラー周波数とを示すレンジドップラーマップを作成するマップ作成部と、複数の目標の間の相対距離と複数の目標の間の相対ドップラー周波数とに基づいて、レンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理の実施方向を決定する方向決定部と、マップ作成部により作成されたレンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理を方向決定部により決定された方向に実施することで、レンジドップラーマップに含まれているクラッタを抑圧し、クラッタ抑圧後のレンジドップラーマップから、複数の目標を検出する目標検出部とを備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、複数の目標の間の相対距離と複数の目標の間の相対ドップラー周波数とに基づいて、レンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理の実施方向を決定する方向決定部を設け、目標検出部が、マップ作成部により作成されたレンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理を方向決定部により決定された方向に実施することで、レンジドップラーマップに含まれているクラッタを抑圧するように、目標検出装置を構成した。したがって、この発明に係る目標検出装置は、目標の誤検出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１による目標検出装置１０を含むレーダ装置を示す構成図である。
【図２】実施の形態１によるレーダ装置の送受信部１を示す構成図である。
【図３】実施の形態１による目標検出装置１０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。
【図４】実施の形態１による目標検出装置１０の目標検出部２３を示す構成図である。
【図５】目標検出装置１０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
【図６】目標検出装置１０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】複数の目標の間の相対距離Δｒと相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐとの関係を示す説明図である。
【図８】図８Ａは、パルス圧縮部２１が受信データｓｒ０（τ，ｈ）にレンジ窓関数ｗｒを乗算する前の受信データｓｒ０（τ，ｈ）のレンジ分解能、メインローブ及びサイドローブを示す説明図、図８Ｂは、パルス圧縮部２１が受信データｓｒ０（τ，ｈ）にレンジ窓関数ｗｒを乗算した後の受信データｓｒ（τ，ｈ）のレンジ分解能、メインローブ及びサイドローブを示す説明図である。
【図９】図９Ａは、パルス圧縮部２１が受信データｓｒ０（τ，ｈ）にレンジ窓関数ｗｒを乗算する前の受信データｓｒ０（τ，ｈ）のメインローブ及びサイドローブを示す説明図、図９Ｂ及び図９Ｃは、パルス圧縮部２１が受信データｓｒ０（τ，ｈ）にレンジ窓関数ｗｒを乗算した後の受信データｓｒ（τ，ｈ）のメインローブ及びサイドローブを示す説明図である。
【図１０】図１０Ａは、パルス圧縮部２１が受信データｓｒ０（τ，ｈ）にレンジ窓関数ｗｒを乗算する前の受信データｓｒ０（τ，ｈ）のメインローブ及びサイドローブを示す説明図、図１０Ｂ及び図１０Ｃは、パルス圧縮部２１が受信データｓｒ０（τ，ｈ）にレンジ窓関数ｗｒを乗算した後の受信データｓｒ（τ，ｈ）のメインローブ及びサイドローブを示す説明図である。
【図１１】レンジ分解能Δｒｒｅｓｏ，ｗが相対距離Δｒよりも大きい場合でも、互いのメインローブの干渉が少ない例を示す説明図である。
【図１２】ＣＦＡＲ処理の概要を示す説明図である。
【図１３】複数の目標（１）（２）が存在している場合のＣＦＡＲ処理の概要を示す説明図である。
【図１４】図１４Ａは、相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐが相対距離Δｒよりも小さい場合のＣＦＡＲ処理の実施方向を示す説明図、図１４Ｂは、相対距離Δｒが相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐよりも小さい場合のＣＦＡＲ処理の実施方向を示す説明図である。
【図１５】実施の形態２による測角装置６０を含むレーダ装置を示す構成図である。
【図１６】実施の形態２によるレーダ装置の送受信部５０を示す構成図である。
【図１７】実施の形態２による測角装置６０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による目標検出装置１０を含むレーダ装置を示す構成図である。
図２は、実施の形態１によるレーダ装置の送受信部１を示す構成図である。
図１及び図２において、送受信部１は、送信部２、送受切替器３、送受信アンテナ４及び受信部５を備えている。
送受信部１は、送信ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を生成し、送信ＲＦ信号を電磁波として空間に放射した後、目標に反射された送信ＲＦ信号を受信ＲＦ信号として受信する。
【００１１】
送信部２は、発振器２ａ、パルス変調器２ｂ及び送信機２ｃを備えている。
発振器２ａは、送信ＲＦ信号を発振し、送信ＲＦ信号をパルス変調器２ｂに出力する。
パルス変調器２ｂは、発振器２ａから出力された送信ＲＦ信号をパルス変調し、パルス変調後の送信ＲＦ信号を送信機２ｃに出力する。
また、パルス変調器２ｂは、受信ＲＦ信号のダウンコンバート用の信号を受信機５ａに出力する。
また、パルス変調器２ｂは、パルス圧縮に用いる信号として、参照信号をアナログデジタル変換器（以下、「Ａ／Ｄ変換器」と称する）５ｂに出力する。
送信機２ｃは、パルス変調器２ｂから出力されたパルス変調後の送信ＲＦ信号の増幅処理等を実施して、パルス変調後の送信ＲＦ信号を送受切替器３に出力する。
【００１２】
送受切替器３は、送信機２ｃから出力された送信ＲＦ信号を送受信アンテナ４に出力し、送受信アンテナ４により受信された受信ＲＦ信号を受信機５ａに出力する。
送受信アンテナ４は、送受切替器３から出力された送信ＲＦ信号を電磁波として空間に放射するとともに、目標に反射された送信ＲＦ信号を受信ＲＦ信号として受信し、受信ＲＦ信号を送受切替器３に出力する。
【００１３】
受信部５は、受信機５ａ及びＡ／Ｄ変換器５ｂを備えている。
受信機５ａは、送受切替器３から出力された受信ＲＦ信号に対する増幅処理等などの受信処理を実施する。
また、受信機５ａは、パルス変調器２ｂから出力されたダウンコンバート用の信号を用いて、受信ＲＦ信号の周波数をダウンコンバートする。
受信機５ａは、周波数をダウンコンバートした受信信号をＡ／Ｄ変換器５ｂに出力する。
Ａ／Ｄ変換器５ｂは、受信機５ａから出力された受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、当該デジタル信号を受信データとしてデータ格納部６に出力する。
Ａ／Ｄ変換器５ｂは、パルス変調器２ｂから出力された参照信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、当該デジタル信号を参照データとしてデータ格納部６に出力する。
データ格納部６は、Ａ／Ｄ変換器５ｂから出力された受信データ及び参照データのそれぞれを格納する記憶媒体である。
【００１４】
目標検出装置１０は、信号処理条件決定部１１及び信号処理部２０を備えている。
目標検出装置１０は、データ格納部６により格納されている受信データ及び参照データのそれぞれを用いて、経過時間毎に、射出装置１００から連続的に射出された複数の目標を検出する装置である。
射出装置１００は、複数の目標を連続的に空間に射出する装置である。
射出装置１００は、複数の目標の射出条件として、複数の目標の射出速度、射出角度及び射出時間間隔などを示す情報を目標検出装置１０に出力する。
【００１５】
図３は、実施の形態１による目標検出装置１０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。
信号処理条件決定部１１は、相対値算出部１２、窓関数選択部１３及び方向決定部１４を備えている。
相対値算出部１２は、例えば、図３に示す相対値算出回路３１によって実現される。
相対値算出部１２は、射出装置１００から、複数の目標の射出条件を取得する。
相対値算出部１２は、複数の目標の射出条件から、複数の目標の軌道を予測し、軌道の予測結果から、複数の目標の間の相対距離を算出する。
また、相対値算出部１２は、複数の目標の射出条件から、複数の目標の間の相対ドップラー周波数を算出する。
【００１６】
窓関数選択部１３は、レンジ窓関数選択部１３ａ及びドップラー窓関数選択部１３ｂを備えており、例えば、図３に示す窓関数選択回路３２によって実現される。
レンジ窓関数選択部１３ａは、複数のレンジ窓関数の中から、相対値算出部１２により算出された相対距離に対応するレンジ窓関数を選択し、選択したレンジ窓関数をパルス圧縮部２１に出力する。
ドップラー窓関数選択部１３ｂは、複数のドップラー窓関数の中から、相対値算出部１２により算出された相対ドップラー周波数に対応するドップラー窓関数を選択し、選択したドップラー窓関数をマップ作成部２２に出力する。
【００１７】
方向決定部１４は、例えば、図３に示す方向決定回路３３によって実現される。
方向決定部１４は、相対値算出部１２により算出された相対距離と相対ドップラー周波数とに基づいて、レンジドップラーマップに対する一定誤警報率（ＣＦＡＲ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｆａｌｓｅ  Ａｌａｒｍ  Ｒａｔｅ）処理の実施方向を決定する。
方向決定部１４は、決定した実施方向を目標検出部２３に出力する。
【００１８】
信号処理部２０は、パルス圧縮部２１、マップ作成部２２及び目標検出部２３を備えている。
パルス圧縮部２１は、例えば、図３に示すパルス圧縮回路３４によって実現される。
パルス圧縮部２１は、データ格納部６により格納されている受信データに、レンジ窓関数選択部１３ａから出力されたレンジ窓関数を乗算する。
パルス圧縮部２１は、データ格納部６により格納されている参照データを用いて、レンジ窓関数乗算後の受信データのパルス圧縮を実施し、パルス圧縮後の受信データをマップ作成部２２に出力する。
【００１９】
マップ作成部２２は、例えば、図３に示すマップ作成回路３５によって実現される。
マップ作成部２２は、パルス圧縮部２１から出力されたパルス圧縮後の受信データに、ドップラー窓関数選択部１３ｂから出力されたドップラー窓関数を乗算する。
マップ作成部２２は、ドップラー窓関数乗算後の受信データをヒット方向の周波数領域に変換することで、レンジドップラーマップを作成し、レンジドップラーマップを目標検出部２３に出力する。
レンジドップラーマップは、複数の目標までの距離と複数の目標のドップラー周波数とを示す２次元データである。
【００２０】
目標検出部２３は、図４に示すように、クラッタ抑圧処理部２３ａ及びピーク検出処理部２３ｂを備えている。
目標検出部２３は、例えば、図３に示す目標検出回路３６によって実現される。
目標検出部２３は、マップ作成部２２から出力されたレンジドップラーマップから、複数の目標を検出する。
【００２１】
図４は、実施の形態１による目標検出装置１０の目標検出部２３を示す構成図である。
図４において、クラッタ抑圧処理部２３ａは、マップ作成部２２により作成されたレンジドップラーマップに対して、方向決定部１４により決定された方向にＣＦＡＲ処理を実施することで、クラッタを抑圧する。
クラッタ抑圧処理部２３ａは、クラッタ抑圧後のレンジドップラーマップをピーク検出処理部２３ｂに出力する。
ピーク検出処理部２３ｂは、クラッタ抑圧処理部２３ａから出力されたレンジドップラーマップに含まれているピーク値を検出することで、複数の目標を検出する。
【００２２】
図１では、目標検出装置１０の構成要素である相対値算出部１２、窓関数選択部１３、方向決定部１４、パルス圧縮部２１、マップ作成部２２及び目標検出部２３のそれぞれが、図３に示すような専用のハードウェアで実現されるものを想定している。即ち、目標検出装置１０が、相対値算出回路３１、窓関数選択回路３２、方向決定回路３３、パルス圧縮回路３４、マップ作成回路３５及び目標検出回路３６で実現されるものを想定している。
ここで、相対値算出回路３１、窓関数選択回路３２、方向決定回路３３、パルス圧縮回路３４、マップ作成回路３５及び目標検出回路３６は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、又は、これらを組み合わせたものが該当する。
【００２３】
目標検出装置１０の構成要素は、専用のハードウェアで実現されるものに限るものではなく、目標検出装置１０がソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現されるものであってもよい。
ソフトウェア又はファームウェアは、プログラムとして、コンピュータのメモリに格納される。コンピュータは、プログラムを実行するハードウェアを意味し、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、あるいは、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）が該当する。
図５は、目標検出装置１０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
目標検出装置１０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合、相対値算出部１２、窓関数選択部１３、方向決定部１４、パルス圧縮部２１、マップ作成部２２及び目標検出部２３の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムがメモリ４１に格納される。そして、コンピュータのプロセッサ４２がメモリ４１に格納されているプログラムを実行する。
図６は、目標検出装置１０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合の処理手順を示すフローチャートである。
【００２４】
また、図３では、目標検出装置１０の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアで実現される例を示し、図５では、目標検出装置１０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される例を示している。しかし、これは一例に過ぎず、目標検出装置１０における一部の構成要素が専用のハードウェアで実現され、残りの構成要素がソフトウェア又はファームウェアなどで実現されるものであってもよい。
【００２５】
次に、図１に示すレーダ装置の動作について説明する。
発振器２ａは、送信ＲＦ信号ｓｏｓｃ（τ）を発振し、送信ＲＦ信号ｓｏｓｃ（τ）をパルス変調器２ｂに出力する。
図１に示すレーダ装置では、発振器２ａが、送信ＲＦ信号ｓｏｓｃ（τ）として、時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を発振するものとする。
時間の経過に伴って周波数が変化する送信ＲＦ信号ｓｏｓｃ（τ）は、以下の式（１）のように表される。
2020003459.tif 000003
式（１）において、Ａｍｐは、送信ＲＦ信号ｓｏｓｃ（τ）の振幅、τは、レンジ方向の時間、Ｋｒは、チャープ率である。
【００２６】
パルス変調器２ｂは、発振器２ａから送信ＲＦ信号ｓｏｓｃ（τ）を受けると、送信ＲＦ信号ｓｏｓｃ（τ）をパルス変調し、パルス変調後の送信ＲＦ信号ｓｔ（τ）を送信機２ｃに出力する。
パルス変調後の送信ＲＦ信号ｓｔ（τ）は、以下の式（２）のように表される。
2020003459.tif 000004
式（２）において、ｆｃは、送信ＲＦ信号ｓｔ（τ）の中心周波数である。
チャープ率Ｋｒは、以下の式（３）のように表される。
2020003459.tif 000005
式（３）において、Ｂは、送信ＲＦ信号ｓｔ（τ）の周波数帯域幅、Ｔｐは、送信ＲＦ信号ｓｔ（τ）を構成しているパルス信号のパルス幅である。
【００２７】
また、パルス変調器２ｂは、受信ＲＦ信号ｓｒのダウンコンバート用の信号ｓｄｏｗｎ（τ）を受信機５ａに出力する。
信号ｓｄｏｗｎ（τ）は、以下の式（４）のように表される。
2020003459.tif 000006
また、パルス変調器２ｂは、パルス圧縮部２１がパルス圧縮に用いる信号として、参照信号ｓｒｅｆ（τ）をＡ／Ｄ変換器５ｂに出力する。
参照信号ｓｒｅｆ（τ）は、以下の式（５）に示すように、パルス変調後の送信ＲＦ信号ｓｔ（τ）におけるチャープ成分の位相の複素共役がとられた信号である。
2020003459.tif 000007
【００２８】
送信機２ｃは、パルス変調器２ｂからパルス変調後の送信ＲＦ信号ｓｔ（τ）を受けると、送信ＲＦ信号ｓｔ（τ）の増幅処理等を実施して、送信ＲＦ信号ｓｔ（τ）を送受切替器３に出力する。
送受切替器３は、送信機２ｃから出力された送信ＲＦ信号ｓｔ（τ）を送受信アンテナ４に出力することで、送受信アンテナ４から送信ＲＦ信号ｓｔ（τ）を電磁波として空間に放射させる。
送受信アンテナ４から放射された送信ＲＦ信号ｓｔ（τ）は、目標に反射されて、送受信アンテナ４に戻ってくる。
送受信アンテナ４は、目標に反射された送信ＲＦ信号ｓｔ（τ）を受信ＲＦ信号ｓｒ（τ）として受信し、受信ＲＦ信号ｓｒ（τ）を送受切替器３に出力する。
【００２９】
送受切替器３は、送受信アンテナ４から出力された受信ＲＦ信号ｓｒ（τ）を受信機５ａに出力する。
或る１つの目標に反射された受信ＲＦ信号ｓｒ（τ）は、以下の式（６）のように表される。
2020003459.tif 000008
式（６）において、Ａｍｐ’は、受信ＲＦ信号ｓｒ（τ）の振幅であり、Ａｍｐ＞Ａｍｐ’である。
τｄは、送受信アンテナ４から送信ＲＦ信号ｓｔ（τ）が放射されたのち、目標に反射されて、受信ＲＦ信号ｓｒ（τ）が送受信アンテナ４に戻ってくるまでの往復反射時間であり、以下の式（７）のように表される。
2020003459.tif 000009
式（７）において、ｃは、電磁波の伝搬速度であり、Ｒ（τ）は、送受信アンテナ４から１つの目標までの距離である。
【００３０】
受信機５ａは、送受切替器３から受信ＲＦ信号ｓｒ（τ）を受けると、受信ＲＦ信号ｓｒに対する増幅処理等などの受信処理を実施する。
また、受信機５ａは、パルス変調器２ｂから出力されたダウンコンバート用の信号ｓｄｏｗｎ（τ）を用いて、受信処理後の受信ＲＦ信号の周波数をダウンコンバートする。
受信機５ａは、周波数をダウンコンバートした受信信号をＡ／Ｄ変換器５ｂに出力する。
【００３１】
Ａ／Ｄ変換器５ｂは、パルス変調器２ｂから受信信号を受けると、受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、当該デジタル信号を受信データｓｒ０（ｎ，ｈ）としてデータ格納部６に出力する。
受信データｓｒ０（ｎ，ｈ）は、以下の式（８）のように表される。
2020003459.tif 000010
式（８）において、Ａｍｐ’ｈは、受信データｓｒ０（ｎ，ｈ）のヒット毎の振幅、Ｔｐｒｉは、パルス繰り返し周期（ＰＲＩ）、ｎは、ＰＲＩ内のサンプリング番号、Δｔは、ＰＲＩ内のサンプリング間隔である。
ｈは、ヒット番号、Ｈは、ヒット数であり、以下の式（９）のように表される。
2020003459.tif 000011
式（９）において、ｆｌｏｏｒは、（Ｔｐ／Ｔｐｒｉ）で表される値の小数点を切り捨てる関数である。
式（８）に示す受信データｓｒ０（τ，ｈ）は、レンジ方向の時間τとヒット番号ｈとで表される２次元のデータとしてデータ格納部６に格納される。
【００３２】
Ａ／Ｄ変換器５ｂは、パルス変調器２ｂから参照信号ｓｒｅｆ（τ）を受けると、参照信号ｓｒｅｆ（τ）をアナログ信号からデジタル信号に変換し、当該デジタル信号を参照データｓｒｅｆ（ｎ，ｈ）としてデータ格納部６に出力する。
参照データｓｒｅｆ（ｎ，ｈ）は、以下の式（１０）のように表される。
2020003459.tif 000012
【００３３】
射出装置１００は、複数の目標の射出速度、複数の目標の射出角度及び複数の目標の射出時間間隔などの射出条件に従って、複数の目標を連続的に空間に射出する。
射出装置１００は、射出条件を示す情報を相対値算出部１２に出力する。
ここで、図７は、複数の目標の間の相対距離Δｒと相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐとの関係を示す説明図である。
図７では、複数の目標がレーダ装置から近距離の位置に存在しているときの相対距離Δｒと相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐとの関係を示している。また、図７では、複数の目標がレーダ装置から遠距離の位置に存在しているときの相対距離Δｒと相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐとの関係を示している。
【００３４】
レーダ装置から近距離の位置に存在している複数の目標は、遠距離の位置に存在している複数の目標と比べて、射出速度の減衰が少ない。したがって、近距離の位置に存在している複数の目標の間の相対距離Δｒは、遠距離の位置に存在している複数の目標の間の相対距離Δｒよりも大きい。また、近距離の位置に存在している複数の目標の間の相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐについても遠距離の位置に存在している複数の目標の間の相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐよりも大きい。
なお、複数の目標が、レーダ装置から近距離の位置に存在しているか、遠距離の位置に存在しているかにかかわらず、射出装置１００から目標が出射される際の射出速度及び射出角度に応じて、相対距離Δｒ及び相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐは、共に変化する。
【００３５】
相対値算出部１２は、射出装置１００から、複数の目標の射出条件を取得する。
相対値算出部１２は、複数の目標の射出条件に含まれている複数の目標の射出速度及び射出角度から、複数の目標の軌道を予測する。目標の軌道を予測する処理自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
相対値算出部１２は、軌道の予測結果から複数の目標の間の相対距離Δｒを算出する。
射出装置１００から連続的に射出される複数の目標の射出時間間隔が射出条件に含まれているため、目標の軌道が分かれば、相対距離Δｒは、容易に算出することができる。
また、相対値算出部１２は、以下の式（１１）に示すように、複数の目標の間の相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐを算出する。
2020003459.tif 000013
式（１１）において、λは、送信ＲＦ信号ｓｔ（τ）の波長であり、ｖ１−ｖ２は、隣接する目標の間の相対の射出速度である。
相対値算出部１２は、相対距離Δｒをレンジ窓関数選択部１３ａ及び方向決定部１４のそれぞれに出力する。
また、相対値算出部１２は、相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐをドップラー窓関数選択部１３ｂ及び方向決定部１４のそれぞれに出力する。
【００３６】
レンジ窓関数選択部１３ａは、相対値算出部１２から相対距離Δｒを受けると、複数のレンジ窓関数の中から、相対距離Δｒに対応するレンジ窓関数ｗｒを選択し、選択したレンジ窓関数ｗｒをパルス圧縮部２１に出力する（図６のステップＳＴ１）。
以下、レンジ窓関数選択部１３ａによるレンジ窓関数ｗｒの選択処理の具体例を説明する。
【００３７】
ここで、図８は、レンジ窓関数乗算前後の受信データのレンジ分解能、メインローブ及びサイドローブを示す説明図である。
図８Ａは、パルス圧縮部２１が受信データｓｒ０（ｎ，ｈ）にレンジ窓関数ｗｒを乗算する前の受信データｓｒ０（ｎ，ｈ）のレンジ分解能、メインローブ及びサイドローブを示している。図８Ｂは、パルス圧縮部２１が受信データｓｒ０（ｎ，ｈ）にレンジ窓関数ｗｒを乗算した後の受信データｓｒ（ｎ，ｈ）のレンジ分解能、メインローブ及びサイドローブを示している。
図８Ｂに示すサイドローブのレベルは、図８Ａに示すサイドローブのレベルよりも低下している。したがって、パルス圧縮部２１が受信データｓｒ０（ｎ，ｈ）にレンジ窓関数ｗｒを乗算することで、受信データｓｒ０（ｎ，ｈ）のサイドローブが抑圧される。
図８Ｂに示すメインローブは、図８Ａに示すメインローブよりも広がっている。したがって、パルス圧縮部２１が受信データｓｒ０（ｎ，ｈ）にレンジ窓関数ｗｒを乗算することで、レンジ分解能がΔｒｒｅｓｏからΔｒｒｅｓｏ，ｗに変化している。Δｒｒｅｓｏ＜Δｒｒｅｓｏ，ｗである。
【００３８】
パルス圧縮部２１がレンジ窓関数ｗｒを乗算する前のレンジ分解能Δｒｒｅｓｏは、以下の式（１２）で表される。
2020003459.tif 000014
パルス圧縮部２１がレンジ窓関数ｗｒを乗算した後のレンジ分解能Δｒｒｅｓｏ，ｗは、以下の式（１３）で表される。
2020003459.tif 000015
式（１３）において、αｒ，ｗは、レンジ窓関数ｗｒを乗算した際のレンジ分解能Δｒｒｅｓｏ，ｗの補正係数である。
【００３９】
図９は、２つの目標（１）（２）がレーダ装置から近距離の位置に存在しているときの受信データのメインローブ及びサイドローブを示す説明図である。
図９Ａは、パルス圧縮部２１が受信データｓｒ０（ｎ，ｈ）にレンジ窓関数ｗｒを乗算する前の受信データｓｒ０（ｎ，ｈ）のメインローブ及びサイドローブを示している。
図９Ｂ及び図９Ｃは、パルス圧縮部２１が受信データｓｒ０（ｎ，ｈ）にレンジ窓関数ｗｒを乗算した後の受信データｓｒ（ｎ，ｈ）のメインローブ及びサイドローブを示している。
図９Ｃに示す受信データｓｒ（ｎ，ｈ）に乗算されているレンジ窓関数ｗｒの形状は、図９Ｂに示す受信データｓｒ（ｎ，ｈ）に乗算されているレンジ窓関数ｗｒの形状と比べて、振幅減衰が急峻である。
【００４０】
即ち、図９Ｂに示す受信データｓｒ（ｎ，ｈ）に乗算されているレンジ窓関数ｗｒは、適用区間の中心から両端にかけて振幅減衰が緩やかな形状の窓関数である。振幅減衰が緩やかな形状の窓関数としては、例えばハニング窓のように、メインローブの広がりが少ない窓関数が該当する。ただし、振幅減衰が緩やかな形状の窓関数は、振幅減衰が急峻な形状の窓関数よりも、サイドローブの抑圧効果が小さい。
図９Ｃに示す受信データｓｒ（ｎ，ｈ）に乗算されているレンジ窓関数ｗｒは、適用区間の中心から両端にかけて振幅減衰が急峻な形状の窓関数である。振幅減衰が急峻な形状の窓関数としては、例えばブラックマンハリス窓のように、メインローブの広がりが大きいが、サイドローブの大幅な抑圧が期待できる窓関数が該当する。
受信データｓｒ（ｎ，ｈ）のレンジ分解能Δｒｒｅｓｏ，ｗが、目標（１）と目標（２）のメインローブの間の相対距離Δｒよりも大きくなるようなレンジ窓関数ｗｒが選択された場合、互いのメインローブが干渉するため、位相のずれが生じて目標の検出精度が低下してしまう。
しかし、目標（１）と目標（２）がレーダ装置から近距離の位置に存在している場合、目標（１）と目標（２）の相対距離Δｒは、比較的大きい。したがって、目標（１）と目標（２）がレーダ装置から近距離の位置に存在している場合、レンジ窓関数選択部１３ａが、振幅減衰が急峻な形状のレンジ窓関数ｗｒを選択しても、互いのメインローブが干渉する可能性は低い。
【００４１】
図１０は、２つの目標（１）（２）がレーダ装置から遠距離の位置に存在しているときの受信データのメインローブ及びサイドローブを示す説明図である。
図１０Ａは、パルス圧縮部２１が受信データｓｒ０（ｎ，ｈ）にレンジ窓関数ｗｒを乗算する前の受信データｓｒ０（ｎ，ｈ）のメインローブ及びサイドローブを示している。
図１０Ｂ及び図１０Ｃは、パルス圧縮部２１が受信データｓｒ０（ｎ，ｈ）にレンジ窓関数ｗｒを乗算した後の受信データｓｒ（ｎ，ｈ）のメインローブ及びサイドローブを示している。
図１０Ｃに示す受信データｓｒ（ｎ，ｈ）に乗算されているレンジ窓関数ｗｒの形状は、図１０Ｂに示す受信データｓｒ（ｎ，ｈ）に乗算されているレンジ窓関数ｗｒの形状と比べて、振幅減衰が急峻である。
【００４２】
即ち、図１０Ｂに示す受信データｓｒ（ｎ，ｈ）に乗算されているレンジ窓関数ｗｒは、適用区間の中心から両端にかけて振幅減衰が緩やかな形状の窓関数である。
図１０Ｃに示す受信データｓｒ０（ｎ，ｈ）に乗算されているレンジ窓関数ｗｒは、適用区間の中心から両端にかけて振幅減衰が急峻な形状の窓関数である。
受信データｓｒ（ｎ，ｈ）のレンジ分解能Δｒｒｅｓｏ，ｗが、目標（１）と目標（２）のメインローブの間の相対距離Δｒよりも大きくなるようなレンジ窓関数ｗｒが選択された場合、互いのメインローブが干渉するため、位相のずれが生じて目標の検出精度が低下してしまう。
目標（１）と目標（２）がレーダ装置から遠距離の位置に存在している場合、目標（１）と目標（２）の相対距離Δｒは、比較的小さい。したがって、目標（１）と目標（２）がレーダ装置から遠距離の位置に存在している場合、レンジ窓関数選択部１３ａが、振幅減衰が急峻な形状のレンジ窓関数ｗｒを選択すると、互いのメインローブが干渉する可能性が高い。
図１０Ｃの例では、振幅減衰が急峻な形状のレンジ窓関数ｗｒが選択されており、サイドローブが大きく低減されているが、互いのメインローブが干渉している。
互いのメインローブが干渉しない範囲で、サイドローブを出来るだけ低減するには、Δｒｒｅｓｏ，ｗ＜Δｒを満たすレンジ窓関数ｗｒの中で、レンジ分解能Δｒｒｅｓｏ，ｗが最も大きくなるレンジ窓関数ｗｒを選択することが望ましい。
なお、カイザー窓など、窓関数の形状を特徴付けるパラメータの変更が可能な窓関数を用いる場合、パラメータを変更することで、Δｒｒｅｓｏ，ｗ＜Δｒを満たすように、窓関数の形状を変更することが可能である。
【００４３】
レンジ窓関数選択部１３ａは、レンジ窓関数ｗｒを選択する際、事前に用意している複数のレンジ窓関数の中に、以下の式（１４）に示すように、レンジ分解能Δｒｒｅｓｏ，ｗが相対距離Δｒよりも小さいレンジ窓関数が存在しているか否かを判定する。
2020003459.tif 000016
レンジ窓関数選択部１３ａは、レンジ分解能Δｒｒｅｓｏ，ｗが相対距離Δｒよりも小さいレンジ窓関数が存在していない場合、互いのメインローブが干渉してしまうため、レンジ窓関数ｗｒを乗算しない旨をパルス圧縮部２１に通知する。
あるいは、レンジ窓関数選択部１３ａは、図１１に示すように、２つの目標（１）（２）におけるレンジ窓関数乗算後のそれぞれのＮｕｌｌ点が、隣の目標（２）（１）のメインローブのピーク位置となるようなレンジ窓関数ｗｒを選択する。当該レンジ窓関数ｗｒを選択した場合、互いのメインローブの干渉は少なくなる。
図１１は、レンジ分解能Δｒｒｅｓｏ，ｗが相対距離Δｒよりも大きい場合でも、互いのメインローブの干渉が少ない例を示す説明図である。
【００４４】
レンジ窓関数選択部１３ａは、レンジ分解能Δｒｒｅｓｏ，ｗが相対距離Δｒよりも小さいレンジ窓関数が存在している場合、レンジ窓関数ｗｒとして、レンジ分解能Δｒｒｅｓｏ，ｗが相対距離Δｒよりも小さいレンジ窓関数を選択する。
レンジ窓関数選択部１３ａにより選択されるレンジ窓関数ｗｒは、以下の式（１５）で表される。
2020003459.tif 000017
式（１５）において、ｃａｌｃは、括弧内の条件を満足する窓関数を算出するための関数である。βｒは、レンジ分解能Δｒｒｅｓｏ，ｗが相対距離Δｒよりも小さくなるように、レンジ分解能Δｒｒｅｓｏ，ｗを調整するための係数である。
なお、係数βｒは、Δｒｒｅｓｏ，ｗ＜Δｒを満たす範囲で、レンジ窓関数乗算後のレンジ分解能Δｒｒｅｓｏ，ｗが最も大きくなるような係数であることが望ましい。
【００４５】
ドップラー窓関数選択部１３ｂは、相対値算出部１２から相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐを受けると、複数のドップラー窓関数の中から、相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐに対応するドップラー窓関数ｗｄｏｐを選択する（図６のステップＳＴ２）。
ドップラー窓関数選択部１３ｂは、選択したドップラー窓関数ｗｄｏｐをマップ作成部２２に出力する。
以下、ドップラー窓関数選択部１３ｂによるドップラー窓関数ｗｄｏｐの選択処理の具体例を説明する。
【００４６】
マップ作成部２２がドップラー窓関数ｗｄｏｐを乗算する前のドップラー周波数の分解能Δｆｄｏｐ，ｒｅｓｏは、以下の式（１６）で表される。
2020003459.tif 000018
式（１６）において、Ｎｈｉｔはヒット数である。
マップ作成部２２がドップラー窓関数ｗｄｏｐを乗算した後のドップラー周波数の分解能Δｆｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗは、以下の式（１７）で表される。
2020003459.tif 000019
式（１７）において、αｄｏｐ，ｗは、ドップラー窓関数ｗｄｏｐを乗算した際のドップラー周波数の分解能Δｆｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗの補正係数である。
【００４７】
ドップラー窓関数ｗｄｏｐを選択する場合でも、レンジ窓関数ｗｒを選択する場合と同様に、ドップラー周波数の分解能Δｆｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗが、相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐよりも大きい場合、複数の目標における互いのメインローブが干渉してしまう。
そこで、ドップラー窓関数選択部１３ｂは、以下の式（１８）に示すように、事前に用意している複数のドップラー窓関数の中に、分解能Δｆｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗが相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐよりも小さいドップラー窓関数が存在しているか否かを判定する。
2020003459.tif 000020
【００４８】
ドップラー窓関数選択部１３ｂは、分解能Δｆｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗが相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐよりも小さいドップラー窓関数が存在していない場合、互いのメインローブが干渉してしまうため、ドップラー窓関数ｗｄｏｐを乗算しない旨をマップ作成部２２に通知する。
あるいは、ドップラー窓関数選択部１３ｂは、複数の目標におけるレンジ窓関数乗算後のそれぞれのＮｕｌｌ点が、隣の目標のメインローブのピーク位置となるようなドップラー窓関数ｗｄｏｐを選択する。当該ドップラー窓関数ｗｄｏｐを選択した場合、互いのメインローブの干渉は少なくなる。
【００４９】
ドップラー窓関数選択部１３ｂは、分解能Δｆｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗが相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐよりも小さいドップラー窓関数が存在している場合、ドップラー窓関数ｗｄｏｐとして、式（１８）を満足するドップラー窓関数を選択する。
ドップラー窓関数選択部１３ｂにより選択されるレンジ分解能Δｒｒｅｓｏ，ｗは、以下の式（１９）で表される。
2020003459.tif 000021
式（２０）において、βｄｏｐは、ドップラー周波数の分解能Δｆｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗが相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐよりも小さくなるように、分解能Δｆｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗを調整するための係数である。
係数βｄｏｐは、Δｆｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗ＜Δｆｄｏｐを満たす範囲で、ドップラー窓関数乗算後の分解能Δｆｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗが最も大きくなるような係数であることが望ましい。
ｃａｌｃは、括弧内の条件で窓関数を算出する関数である。
【００５０】
図１２は、ＣＦＡＲ処理の概要を示す説明図である。
ＣＦＡＲ処理では、図１２に示すように、目標の有無を判定する対象のセルであるテストセルの前後に存在している複数のサンプルセルにおける電力の平均値であるサンプルセル平均電力とＣＦＡＲ係数を乗算することで、ＣＦＡＲ閾値を算出する。
次に、ＣＦＡＲ処理では、テストセルの電力とＣＦＡＲ閾値とを比較し、テストセルの電力がＣＦＡＲ閾値以上であれば、目標がテストセルに存在していると判定し、テストセルの電力がＣＦＡＲ閾値未満であれば、目標がテストセルに存在していないと判定する。
ＣＦＡＲ処理では、図１２に示すように、ガードセルを設けることで、ＣＦＡＲ閾値を算出する際に、サイドローブの電力の漏れ込みを防ぐことが可能である。
【００５１】
図１３は、複数の目標（１）（２）が存在している場合のＣＦＡＲ処理の概要を示す説明図である。
目標（１）と目標（２）は、互いの相対距離Δｒが小さい場合がある。また、目標（１）と目標（２）は、互いの相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐが小さい場合がある。
相対距離Δｒが小さいときに、ＣＦＡＲ処理をドップラー周波数方向に実施すると、図１３に示すように、目標（１）のサンプルセルに隣の目標（２）の電力が漏れ込み、ＣＦＡＲ閾値を正しく算出できなくなることがある。
相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐが小さいときに、ＣＦＡＲ処理をレンジ方向に実施すると、同様に、ＣＦＡＲ閾値を正しく算出できなくなることがある。
【００５２】
したがって、相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐが、相対距離Δｒよりも小さい場合、図１４Ａに示すように、ＣＦＡＲ処理をレンジ方向に実施するよりも、ドップラー周波数方向に実施する方が、ＣＦＡＲ閾値を正しく算出できる可能性が高くなる。
相対距離Δｒが、相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐよりも小さい場合、図１４Ｂに示すように、ＣＦＡＲ処理をドップラー周波数方向に実施するよりも、レンジ方向に実施する方が、ＣＦＡＲ閾値を正しく算出できる可能性が高くなる。
図１４は、相対距離Δｒ及び相対ドップラー周波数ΔｆｄｏｐとＣＦＡＲ処理の実施方向との関係を示す説明図である。
図１４Ａは、相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐが相対距離Δｒよりも小さい場合のＣＦＡＲ処理の実施方向を示し、図１４Ｂは、相対距離Δｒが相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐよりも小さい場合のＣＦＡＲ処理の実施方向を示している。
【００５３】
方向決定部１４は、相対値算出部１２から相対距離Δｒ及び相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐを受けると、以下の式（２０）に示すように、相対距離Δｒをレンジ分解能Δｒｒｅｓｏ，ｗで規格化する。
2020003459.tif 000022
式（２０）において、Δｒｂｉｎは、規格化後の相対距離である。
方向決定部１４は、以下の式（２１）に示すように、相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐをドップラー周波数の分解能Δｆｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗで規格化する。
2020003459.tif 000023
式（２１）において、Δｆｄｏｐ，ｂｉｎは、規格化後の相対ドップラー周波数である。
【００５４】
方向決定部１４は、規格化後の相対距離Δｒｂｉｎと規格化後の相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐ，ｂｉｎとを比較する（図６のステップＳＴ３）。
方向決定部１４は、規格化後の相対距離Δｒｂｉｎが規格化後の相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐ，ｂｉｎよりも大きければ（図６のステップＳＴ３：Ｙｅｓの場合）、ＣＦＡＲ処理の実施方向をドップラー周波数方向に決定する（図６のステップＳＴ４）。
方向決定部１４は、規格化後の相対距離Δｒｂｉｎが規格化後の相対ドップラー周波数Δｆｄｏｐ，ｂｉｎ以下であれば（図６のステップＳＴ３：Ｎｏの場合）、ＣＦＡＲ処理の実施方向をレンジ方向に決定する（図６のステップＳＴ５）。
方向決定部１４は、決定した実施方向を目標検出部２３に出力する。
【００５５】
パルス圧縮部２１は、データ格納部６から受信データｓｒ０（ｎ，ｈ）及び参照データｓｒｅｆ（ｎ，ｈ）を取得する。
パルス圧縮部２１は、レンジ窓関数選択部１３ａからレンジ窓関数ｗｒを受けると、以下の式（２２）に示すように、受信データｓｒ０（ｎ，ｈ）にレンジ窓関数ｗｒを乗算する（図６のステップＳＴ６）。
2020003459.tif 000024
パルス圧縮部２１は、レンジ窓関数選択部１３ａからレンジ窓関数ｗｒを乗算しない旨の通知を受けているときは、以下の式（２３）に示すように、受信データｓｒ０（ｎ，ｈ）にレンジ窓関数ｗｒを乗算しない。
2020003459.tif 000025
【００５６】
次に、パルス圧縮部２１は、以下の式（２４）に示すように、受信データｓｒ（ｎ，ｈ）に参照データｓｒｅｆ（ｎ，ｈ）を時間領域で畳み込み積分を行うことで、受信データｓｒ（ｎ，ｈ）のパルス圧縮を実施する（図６のステップＳＴ７）。
2020003459.tif 000026
パルス圧縮部２１は、パルス圧縮後の受信データｓｒｆｍ（ｎ，ｈ）をマップ作成部２２に出力する。
【００５７】
ここでは、パルス圧縮部２１が、受信データｓｒ（ｎ，ｈ）に参照データｓｒｅｆ（ｎ，ｈ）を時間領域で畳み込み積分を行うことで、受信データｓｒ（ｎ，ｈ）をパルス圧縮している。しかし、これは一例に過ぎず、パルス圧縮部２１が、以下に示す方法で、受信データｓｒ（ｎ，ｈ）のパルス圧縮を実施するようにしてもよい。
即ち、パルス圧縮部２１は、受信データｓｒ（ｎ，ｈ）及び参照データｓｒｅｆ（ｎ，ｈ）のそれぞれを周波数領域の信号に変換する。
次に、パルス圧縮部２１は、受信データｓｒ（ｎ，ｈ）の周波数領域信号と、参照データｓｒｅｆ（ｎ，ｈ）の周波数領域信号とを複素乗算することで、チャープ成分を除去する。
そして、パルス圧縮部２１は、複素乗算した信号を時間領域の信号に変換することで、パルス圧縮後の受信データｓｒｆｍ（ｎ，ｈ）を得る。
【００５８】
マップ作成部２２は、ドップラー窓関数選択部１３ｂからドップラー窓関数ｗｄｏｐを受けると、以下の式（２５）に示すように、パルス圧縮部２１から出力されたパルス圧縮後の受信データｓｒｆｍ（ｎ，ｈ）にドップラー窓関数ｗｄｏｐを乗算する（図６のステップＳＴ８）。
2020003459.tif 000027
マップ作成部２２は、ドップラー窓関数選択部１３ｂからドップラー窓関数ｗｄｏｐを乗算しない旨の通知を受けているときは、以下の式（２６）に示すように、受信データｓｒｆｍ（ｎ，ｈ）にドップラー窓関数ｗｄｏｐを乗算しない。
2020003459.tif 000028
【００５９】
次に、マップ作成部２２は、以下の式（２７）に示すように、受信データｓｒｆｍ，ｗ（ｎ，ｈ）をヒット方向の周波数領域に変換することで、レンジドップラーマップｓ２Ｄ（ｎ，ｋ）を作成する（図６のステップＳＴ９）。
2020003459.tif 000029
式（２６）において、Ｈｆｆｔは、ヒット方向のＦＦＴデータ点数である。
なお、受信データｓｒｆｍ，ｗ（ｎ，ｈ）をヒット方向の周波数領域に変換する方法としては、受信データｓｒｆｍ，ｗ（ｎ，ｈ）をヒット方向に高速フーリエ変換する方法が考えられる。
また、受信データｓｒｆｍ，ｗ（ｎ，ｈ）をヒット方向に離散フーリエ変換する方法又は受信データｓｒｆｍ，ｗ（ｎ，ｈ）をヒット方向にチャープｚ変換する方法が考えられる。
マップ作成部２２は、レンジドップラーマップｓ２Ｄ（ｎ，ｋ）を目標検出部２３に出力する。
【００６０】
クラッタ抑圧処理部２３ａは、マップ作成部２２からレンジドップラーマップｓ２Ｄ（ｎ，ｋ）を受けると、レンジドップラーマップｓ２Ｄ（ｎ，ｋ）に対して、方向決定部１４により決定された方向にＣＦＡＲ処理を実施することで、クラッタを抑圧する（図６のステップＳＴ１０）。
図１４Ａの例では、クラッタ抑圧処理部２３ａが、レンジドップラーマップｓ２Ｄ（ｎ，ｋ）に対して、ドップラー周波数方向のＣＦＡＲ処理を実施している。
図１４Ｂの例では、クラッタ抑圧処理部２３ａが、レンジドップラーマップｓ２Ｄ（ｎ，ｋ）に対して、レンジ方向のＣＦＡＲ処理を実施している。
クラッタ抑圧処理部２３ａは、ＣＦＡＲ処理後のレンジドップラーマップｓ２Ｄ，ＣＦＡＲ（ｎ，ｋ）をピーク検出処理部２３ｂに出力する。
【００６１】
ピーク検出処理部２３ｂは、クラッタ抑圧処理部２３ａからレンジドップラーマップｓ２Ｄ，ＣＦＡＲ（ｎ，ｋ）を受けると、複数の目標の検出処理として、レンジドップラーマップｓ２Ｄ，ＣＦＡＲ（ｎ，ｋ）に含まれているピーク値の検出処理を実施する（図６のステップＳＴ１１）。
【００６２】
以上の実施の形態１は、複数の目標の間の相対距離と複数の目標の間の相対ドップラー周波数とに基づいて、レンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理の実施方向を決定する方向決定部１４を設け、目標検出部２３が、マップ作成部２２により作成されたレンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理を方向決定部１４により決定された方向に実施することで、レンジドップラーマップに含まれているクラッタを抑圧するように、目標検出装置１０を構成した。したがって、実施の形態１の目標検出装置１０は、目標の誤検出を防止することができる。
【００６３】
実施の形態２．
実施の形態１のレーダ装置では、目標検出装置１０を備えている。
実施の形態２では、測角装置６０を備えているレーダ装置について説明する。
【００６４】
図１５は、実施の形態２による測角装置６０を含むレーダ装置を示す構成図である。
図１６は、実施の形態２によるレーダ装置の送受信部５０を示す構成図である。
図１７は、実施の形態２による測角装置６０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。
図１５から図１７において、図１から図３と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
送受信部５０は、送信部２、Ｍ（Ｍは１以上の整数）個の送受切替器３−１〜３−Ｍ、Ｍ個の送受信アンテナ４−１〜４−Ｍ及び受信部５を備えている。
送受信部５０は、送信ＲＦ信号を生成し、送信ＲＦ信号を電磁波として空間に放射した後、目標に反射された送信ＲＦ信号を受信ＲＦ信号として受信する。
送受信部５０が、Ｍ個の送受切替器３−１〜３−Ｍと、Ｍ個の送受信アンテナ４−１〜４−Ｍとを備えることで、例えば、アダプティブアレーアンテナとして使用することが可能になる。
【００６５】
信号処理部２０は、パルス圧縮部２１、マップ作成部２２、目標検出部２３及び測角部２４を備えている。
目標検出部２３のピーク検出処理部２３ｂは、複数の目標を検出すると、複数の目標のそれぞれの位相を抽出し、それぞれの位相を測角部２４に出力する。
測角部２４は、例えば、図１７に示す測角回路３７によって実現される。
測角部２４は、ピーク検出処理部２３ｂから出力された位相を用いて、モノパルス測角方式などの測角処理を実施することで、複数の目標を測角する。
【００６６】
次に、図１５に示すレーダ装置の動作について説明する。ここでは、図１に示すレーダ装置と相違する部分を説明する。
図１に示すレーダ装置では、送受信部１が備える送受信アンテナ４の数が１つであるため、Ａ／Ｄ変換器５ｂから、式（８）に示すような受信データｓｒ０（ｎ，ｈ）がデータ格納部６に出力されている。
【００６７】
図１５に示すレーダ装置では、送受信部１が備える送受信アンテナ４−１〜４−Ｍの数がＭ個であるため、Ａ／Ｄ変換器５ｂから、以下の式（２８）に示すような受信データｓｒ０（ｎ，ｈ，ｍ）がデータ格納部６に出力される。
2020003459.tif 000030
式（２８）において、ｍは、送受信アンテナ４−１〜４−Ｍのアンテナ番号、Ｍは、送受信アンテナ４−１〜４−Ｍの個数、ｄは、送受信アンテナ４−１〜４−Ｍの間隔、θは、送受信アンテナ４−１〜４−Ｍに対する目標の角度である。
【００６８】
信号処理条件決定部１１の動作は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
パルス圧縮部２１は、データ格納部６から受信データｓｒ０（ｎ，ｈ，ｍ）及び参照データｓｒｅｆ（ｎ，ｈ，ｍ）を取得する。
パルス圧縮部２１は、レンジ窓関数選択部１３ａからレンジ窓関数ｗｒを受けると、以下の式（２９）に示すように、受信データｓｒ０（ｎ，ｈ，ｍ）にレンジ窓関数ｗｒを乗算する。
2020003459.tif 000031
パルス圧縮部２１は、レンジ窓関数選択部１３ａからレンジ窓関数ｗｒを乗算しない旨の通知を受けているときは、以下の式（３０）に示すように、受信データｓｒ０（ｎ，ｈ，ｍ）にレンジ窓関数ｗｒを乗算しない。
2020003459.tif 000032
【００６９】
次に、パルス圧縮部２１は、以下の式（３１）に示すように、受信データｓｒ（ｎ，ｈ，ｍ）に参照データｓｒｅｆ（ｎ，ｈ，ｍ）を時間領域で畳み込み積分を行うことで、受信データｓｒ（ｎ，ｈ，ｍ）のパルス圧縮を実施する。
2020003459.tif 000033
パルス圧縮部２１は、パルス圧縮後の受信データｓｒｆｍ（ｎ，ｈ，ｍ）をマップ作成部２２に出力する。
【００７０】
ここでは、パルス圧縮部２１が、受信データｓｒ（ｎ，ｈ，ｍ）に参照データｓｒｅｆ（ｎ，ｈ，ｍ）を時間領域で畳み込み積分を行うことで、受信データｓｒ（ｎ，ｈ，ｍ）をパルス圧縮している。しかし、これは一例に過ぎず、パルス圧縮部２１が、以下に示す方法で、受信データｓｒ（ｎ，ｈ，ｍ）のパルス圧縮を実施するようにしてもよい。
即ち、パルス圧縮部２１は、受信データｓｒ（ｎ，ｈ，ｍ）及び参照データｓｒｅｆ（ｎ，ｈ，ｍ）のそれぞれを周波数領域の信号に変換する。
次に、パルス圧縮部２１は、受信データｓｒ（ｎ，ｈ，ｍ）の周波数領域信号と、参照データｓｒｅｆ（ｎ，ｈ，ｍ）の周波数領域信号とを複素乗算することで、チャープ成分を除去する。
そして、パルス圧縮部２１は、複素乗算した信号を時間領域の信号に変換することで、パルス圧縮後の受信データｓｒｆｍ（ｎ，ｈ，ｍ）を得る。
【００７１】
マップ作成部２２は、ドップラー窓関数選択部１３ｂからドップラー窓関数ｗｄｏｐを受けると、以下の式（３２）に示すように、パルス圧縮部２１から出力されたパルス圧縮後の受信データｓｒｆｍ（ｎ，ｈ，ｍ）にドップラー窓関数ｗｄｏｐを乗算する。
2020003459.tif 000034
マップ作成部２２は、ドップラー窓関数選択部１３ｂからドップラー窓関数ｗｄｏｐを乗算しない旨の通知を受けているときは、以下の式（３３）に示すように、受信データｓｒｆｍ（ｎ，ｈ，ｍ）にドップラー窓関数ｗｄｏｐを乗算しない。
2020003459.tif 000035
【００７２】
次に、マップ作成部２２は、以下の式（３４）に示すように、受信データｓｒｆｍ，ｗ（ｎ，ｈ，ｍ）をヒット方向の周波数領域に変換することで、レンジドップラーマップｓ２Ｄ（ｎ，ｋ，ｍ）を作成する。
2020003459.tif 000036
なお、受信データｓｒｆｍ，ｗ（ｎ，ｈ，ｍ）をヒット方向の周波数領域に変換する方法としては、受信データｓｒｆｍ，ｗ（ｎ，ｈ，ｍ）をヒット方向に高速フーリエ変換する方法が考えられる。
また、受信データｓｒｆｍ，ｗ（ｎ，ｈ，ｍ）をヒット方向に離散フーリエ変換する方法又は受信データｓｒｆｍ，ｗ（ｎ，ｈ，ｍ）をヒット方向にチャープｚ変換する方法が考えられる。
マップ作成部２２は、レンジドップラーマップｓ２Ｄ（ｎ，ｋ，ｍ）を目標検出部２３に出力する。
【００７３】
クラッタ抑圧処理部２３ａは、マップ作成部２２からレンジドップラーマップｓ２Ｄ（ｎ，ｋ，ｍ）を受けると、レンジドップラーマップｓ２Ｄ（ｎ，ｋ，ｍ）に対して、方向決定部１４により決定された方向にＣＦＡＲ処理を実施することで、クラッタを抑圧する。
クラッタ抑圧処理部２３ａは、ＣＦＡＲ処理後のレンジドップラーマップｓ２Ｄ，ＣＦＡＲ（ｎ，ｋ，ｍ）をピーク検出処理部２３ｂに出力する。
【００７４】
ピーク検出処理部２３ｂは、クラッタ抑圧処理部２３ａからレンジドップラーマップｓ２Ｄ，ＣＦＡＲ（ｎ，ｋ，ｍ）を受けると、複数の目標の検出処理として、レンジドップラーマップｓ２Ｄ，ＣＦＡＲ（ｎ，ｋ，ｍ）に含まれているピーク値の検出処理を実施する。
ピーク検出処理部２３ｂは、複数の目標を検出すると、複数の目標のそれぞれの位相を抽出し、それぞれの位相を測角部２４に出力する。
【００７５】
測角部２４は、ピーク検出処理部２３ｂから複数の目標の位相を受けると、複数の目標の位相を用いて、モノパルス測角方式などの測角処理を実施することで、複数の目標を測角する。
測角部２４は、複数の目標の測角値を射出装置１００に出力する。
【００７６】
以下、測角部２４によるモノパルス測角方式の測角処理を具体的に説明する。
測角部２４は、モノパルス測角方式の測角処理を実施する場合、以下の式（３５）に示す和信号Σと、以下の式（３６）に示す差信号Δとを用いて、以下の式（３７）に示す角度誤差電圧εを算出する。
【００７７】
2020003459.tif 000037
【００７８】
式（３５）〜式（３７）において、Ｇｉは、送受信アンテナ４−１〜４−Ｍのうちの１つの送受信アンテナの受信ＲＦ信号についてのレンジドップラーマップにおけるｉ番目の目標信号である。例えば、１つの送受信アンテナが、送受信アンテナ４−ｍであれば、Ｇｉは、レンジドップラーマップｓ２Ｄ（ｎ，ｋ，ｍ）におけるｉ番目の目標信号である。
Ｕｉは、送受信アンテナ４−１〜４−Ｍのうちの他の１つの送受信アンテナの受信ＲＦ信号についてのレンジドップラーマップにおけるｉ番目の目標信号である。例えば、他の１つの送受信アンテナが、送受信アンテナ４−（ｍ＋１）であれば、Ｇｉは、レンジドップラーマップｓ２Ｄ（ｎ，ｋ，ｍ＋１）におけるｉ番目の目標信号である。
Ψは、目標信号Ｇｉと目標信号Ｕｉとの位相差である。
【００７９】
位相差Ψは、以下の式（３８）のように表される。
2020003459.tif 000038
式（３８）において、ｘは、目標信号Ｇｉと目標信号Ｕｉとの位相中心距離、θｉは、目標の角度である。
【００８０】
式（３７）及び式（３８）より、目標の角度θｉは、以下の式（３９）のように表される。
2020003459.tif 000039
測角部２４は、複数の目標の測角値として、式（３９）を用いて、複数の目標の角度θｉを算出する。
【００８１】
測角部２４は、複数の目標の角度θｉを算出すると、以下の式（４０）に示すように、複数の目標の角度θｉの平均値θバーを算出する。明細書の文書中では、電子出願の関係上、文字の上に“−”の記号を付することができないため、「θバー」のように表記している。
2020003459.tif 000040
式（４０）において、ｎθは、複数の目標の測角値番号、Ｎθは、複数の目標の測角値の個数である。
【００８２】
測角部２４が複数の目標の測角値の平均値θバーを算出することで、複数の目標の測角値の分散値σθ２は、以下の式（４１）のように表される。
2020003459.tif 000041
また、測角部２４が複数の目標の測角値の平均値θバーを算出することで、複数の目標の測角値の標準偏差σθは、以下の式（４２）のように表される。
2020003459.tif 000042
【００８３】
測角部２４が複数の目標の測角値の平均値θバーを算出することで、分散値σθ２が小さくなり、複数の目標の測角値のばらつきが小さくなるため、測角性能が向上する。
測角部２４は、複数の目標の測角値の平均値θバーを射出装置１００に出力する。
射出装置１００は、測角部２４から測角値の平均値θバーを受けると、例えば、測角値の平均値θバーと、複数の目標の射出角度との差分を算出する。
そして、射出装置１００は、算出した差分に基づいて、複数の目標の射出角度を補正する。
【００８４】
以上の実施の形態２は、目標検出部２３により抽出された位相から、複数の目標を測角する測角部２４を備えるように、レーダ装置を構成した。したがって、実施の形態２のレーダ装置は、誤検出を招くことなく、検出された目標を測角することができる。
【００８５】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
この発明は、目標を検出する目標検出装置及びレーダ装置に関するものである。
また、この発明は、目標を測角する測角装置に適している。
【符号の説明】
【００８７】
１  送受信部、２  送信部、２ａ  発振器、２ｂ  パルス変調器、２ｃ  送信機、３，３−１〜３−Ｍ  送受切替器、４，４−１〜４−Ｍ  送受信アンテナ、５  受信部、５ａ  受信機、５ｂ  Ａ／Ｄ変換器、６  データ格納部、１０  目標検出装置、１１  信号処理条件決定部、１２  相対値算出部、１３  窓関数選択部、１３ａ  レンジ窓関数選択部、１３ｂ  ドップラー窓関数選択部、１４  方向決定部、２０  信号処理部、２１  パルス圧縮部、２２  マップ作成部、２３  目標検出部、２３ａ  クラッタ抑圧処理部、２３ｂ  ピーク検出処理部、２４  測角部、３１  相関値算出回路、３２  窓関数選択回路、３３  方向決定回路、３４  パルス圧縮回路、３５  マップ作成回路、３６  目標検出回路、３７  測角回路、４１  メモリ、４２  プロセッサ、５０  送受信部、６０  測角装置、１００  射出装置。
【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】
2020003459.tif 000049
【図８】
2020003459.tif 000050
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2020003459.tif 000053
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2020003459.tif 000059
【国際調査報告】
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