(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の時間間隔でキャリア信号をパルス変調し、リニアチャープされたパルス内変調信号を用いて、パルス変調後のキャリア信号をパルス内変調することで送信信号を生成する送信信号生成手段と、
上記送信信号生成手段により生成された送信信号を放射する一方、上記送信信号が目標に反射されて戻ってくる信号を受信する送受信手段と、
上記送受信手段の受信信号に対して信号処理を実施することで、パルス圧縮後の信号を出力するパルス圧縮手段とを備え、
上記パルス圧縮手段は、
上記送信信号のパルス内変調成分と同じ信号である参照信号を生成して、上記送受信手段の受信信号と上記参照信号との相関処理を実施する相関処理部と、
上記送信信号生成手段により用いられたパルス内変調信号の自己相関後の信号における信号スペクトルの振幅の逆数を正規化窓関数として、上記相関処理部による相関処理後の信号に対して上記正規化窓関数を乗算する正規化窓関数処理を実施する正規化窓関数処理部とを有し、
上記正規化窓関数処理部は、上記正規化窓関数処理を行った場合の上記パルス圧縮後の信号における信号対雑音比を算出し、上記信号対雑音比にしたがって上記正規化窓関数の幅を設定することを特徴とするパルス圧縮装置。
【請求項２】
上記正規化窓関数処理部は、圧縮率が所定の圧縮率より低い場合に限り、上記相関処理部による相関処理後の信号に対して上記正規化窓関数を乗算する正規化窓関数処理を実施することを特徴とする請求項１記載のパルス圧縮装置。
【請求項３】
上記パルス圧縮手段は、上記相関処理部による相関処理後の信号又は上記正規化窓関数処理部による正規化窓関数処理後の信号に対する窓関数処理を実施してサイドローブを抑圧する窓関数処理部を備えたことを特徴とする請求項１記載のパルス圧縮装置。
【請求項４】
上記パルス圧縮手段は、
上記送受信手段の受信信号を周波数領域の信号に変換する周波数領域変換部と、
上記受信信号のサンプリング数よりも大きい点数で、上記窓関数処理部による窓関数処理後の信号を時間領域の信号に変換する時間領域変換部とを備え、
上記相関処理部は、上記参照信号を周波数領域の信号に変換し、上記周波数領域変換部により変換された周波数領域の受信信号と周波数領域の参照信号との相関処理を実施することを特徴とする請求項３記載のパルス圧縮装置。
【請求項５】
上記正規化窓関数処理部は、上記相関処理部による相関処理後の信号に対する正規化窓関数処理を実施することで、上記パルス圧縮後の信号における信号スペクトルの形状をｓｉｎｃ関数の形状にすることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のパルス圧縮装置。
【請求項６】
上記正規化窓関数処理部は、上記送信信号生成手段により用いられたパルス内変調信号を近似計算で求めることを特徴とする請求項１記載のパルス圧縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、距離分解能を高めるパルス圧縮装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下の特許文献１に開示されているパルス圧縮装置では、所定の時間間隔でキャリア信号をパルス変調し、パルス変調後のキャリア信号をパルス内変調することで送信信号を生成する。
そして、その送信信号を空間に放射する一方、その送信信号が目標に反射されて戻ってくる信号を受信し、その受信信号と参照信号（送信信号と同じ変調成分を有する信号）との相関処理を実施することで、リニアチャープパルス圧縮を行うようにしている。
これにより、距離分解能が高められるが、リニアチャープパルス圧縮後のサイドローブを抑圧するために、送信信号に窓関数を乗算することで、送信信号の振幅に対する重み付けを実施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２７０１９号公報（段落番号［０００９］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のパルス圧縮装置は以上のように構成されているので、距離分解能を高めることができる。しかし、距離分解能を高めるには、リニアチャープパルス圧縮後の信号における信号スペクトルの形状がｓｉｎｃ関数の形状になるように、送信信号のパルス幅と変調帯域幅の積から算出される圧縮率ＴＢを十分大きくする必要があるが、その圧縮率ＴＢが低い場合、リニアチャープパルス圧縮後の信号における信号スペクトルの形状がｓｉｎｃ関数の形状と異なり、距離分解能が劣化することがある課題があった（図１５を参照）。
また、圧縮率ＴＢが低い場合、窓関数を乗算することでサイドローブの抑圧性能が劣化することがある課題があった（図１６を参照）。
【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、リニアチャープパルス圧縮後の信号の圧縮率が低い場合でも、距離分解能を高めることができるパルス圧縮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】
この発明に係るパルス圧縮装置は、所定の時間間隔でキャリア信号をパルス変調し、リニアチャープされたパルス内変調信号を用いて、パルス変調後のキャリア信号をパルス内変調することで送信信号を生成する送信信号生成手段と、送受信手段の受信信号に対して信号処理を実施することで、パルス圧縮後の信号を出力するパルス圧縮手段とを備え、そのパルス圧縮手段が、送信信号のパルス内変調成分と同じ信号である参照信号を生成して、送受信手段の受信信号と参照信号との相関処理を実施する相関処理部と、送信信号生成手段により用いられたパルス内変調信号の自己相関後の信号における信号スペクトルの振幅の逆数を正規化窓関数として、相関処理部による相関処理後の信号に対して正規化窓関数を乗算する正規化窓関数処理を実施する正規化窓関数処理部とを有し、正規化窓関数処理部が、正規化窓関数処理を行った場合のパルス圧縮後の信号における信号対雑音比を算出し、その信号対雑音比にしたがって正規化窓関数の幅を設定す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、パルス圧縮手段が、送信信号のパルス内変調成分と同じ信号である参照信号を生成して、送受信手段の受信信号と参照信号との相関処理を実施する相関処理部と、送信信号生成手段により用いられたパルス内変調信号の自己相関後の信号における信号スペクトルの振幅の逆数を正規化窓関数として、相関処理部による相関処理後の信号に対して正規化窓関数を乗算する正規化窓関数処理を実施する正規化窓関数処理部とを有するように構成したので、リニアチャープパルス圧縮後の信号の圧縮率が低い場合でも、距離分解能を高めることができる効果がある。
また、正規化窓関数処理部が、正規化窓関数処理を行った場合のパルス圧縮後の信号における信号対雑音比を算出し、その信号対雑音比にしたがって正規化窓関数の幅を設定するように構成したので、正規化窓関数処理に伴って、送信信号の周波数変調帯域の両端で雑音が増大するのを抑えて、パルス圧縮後の信号における信号対雑音比の低下を防止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１によるパルス圧縮装置を示す構成図である。
【図２】送信信号及び受信信号における周波数と時間の関係を示す説明図である。
【図３】高圧縮率及び低圧縮率の場合における相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）の信号スペクトルを示す説明図である。
【図４】正規化窓関数処理によって相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）の信号強度が一定になることを示す説明図である。
【図５】正規化窓関数処理が実施されることで、低圧縮率のリニアチャープパルス圧縮後の信号のｓｉｎｃ形状や距離分解能が改善することを示す説明図である。
【図６】正規化窓関数処理と窓関数処理が実施されることで、低圧縮率のリニアチャープパルス圧縮後の信号のサイドローブ抑圧性能が向上することを示す説明図である。
【図７】ＣＦＡＲ処理に関わる注目セル、ガードセル、サンプルセルを示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態２によるパルス圧縮装置を示す構成図である。
【図９】正規化窓関数処理に伴って雑音が増大する例を示す説明図である。
【図１０】正規化窓関数の調整幅を示す説明図である。
【図１１】正規化窓関数の調整幅とパルス圧縮後の信号対雑音比との関係のほか、正規化窓関数処理部２１による正規化窓関数の幅の選択を示す説明図である。
【図１２】正規化窓関数処理部２１によるパルス圧縮後の信号対雑音比の改善を示す説明図である。
【図１３】この発明の実施の形態３によるパルス圧縮装置を示す構成図である。
【図１４】正規化窓関数処理と窓関数処理が実施されることで、高圧縮率のリニアチャープパルス圧縮後の信号のサイドローブ抑圧性能が向上することを示す説明図である。
【図１５】リニアチャープパルス圧縮後の信号における信号スペクトルの形状を示す説明図である。
【図１６】圧縮率ＴＢが低い場合、窓関数を乗算することでサイドローブの抑圧性能が劣化する例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるパルス圧縮装置を示す構成図であり、図２は送信信号及び受信信号における周波数と時間の関係を示す説明図である。
図１において、送信信号生成器１は局部発振器２、パルス変調器３、パルス内変調信号発生器４及び送信機５から構成されており、所定の時間間隔で局部発振信号Ｌ0（ｔ）（キャリア信号）をパルス変調し、パルス変調後の局部発振信号Ｌ’0（ｔ）をパルス内変調することで送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｔ）を生成する処理を実施する。なお、送信信号生成器１は送信信号生成手段を構成している。
【００１０】
送信信号生成器１の局部発振器２はパルス繰り返し周期Ｔpriで一定周波数の局部発振信号Ｌ0（ｔ）を生成し、その局部発振信号Ｌ0（ｔ）をパルス変調器３及び受信機８に出力する。
パルス変調器３は局部発振器２から出力された局部発振信号Ｌ0（ｔ）をパルス変調し、パルス変調後の局部発振信号Ｌ’0（ｔ）を送信機５に出力する。
パルス内変調信号発生器４はリニアチャープされたパルス内変調信号φ（ｔ）を生成し、そのパルス内変調信号φ（ｔ）を送信機５に出力する。
送信機５はパルス内変調信号発生器４から出力されたパルス内変調信号φ（ｔ）を用いて、パルス変調後の局部発振信号Ｌ’0（ｔ）をパルス内変調し、パルス内変調後の局部発振信号を送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｔ）として送受切替器６に出力する。
【００１１】
送受切替器６は送信信号生成器１の送信機５から出力された送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｔ）を空中線７に出力する一方、空中線７から出力された反射ＲＦ信号Ｒｘtgt（ｎ，ｔ）を受信機８に出力する。
空中線７は送受切替器６から出力された送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｔ）を空間に放射する一方、その送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｔ）が目標に反射されて戻ってくる反射ＲＦ信号Ｒｘtgt（ｎ，ｔ）を受信する。
【００１２】
受信機８は局部発振器２から出力された局部発振信号Ｌ0（ｔ）を用いて、送受切替器６から出力された反射ＲＦ信号Ｒｘtgt（ｎ，ｔ）をダウンコンバートし、ダウンコンバート後の反射ＲＦ信号に対する増幅処理や位相検波処理を実施することで受信ビデオ信号Ｓ（ｎ，ｍ）を求め、その受信ビデオ信号Ｓ（ｎ，ｍ）を信号処理器９に出力する。
なお、送受切替器６、空中線７及び受信機８から送信信号生成手段が構成されている。
【００１３】
信号処理器９はパルス圧縮部１０、目標候補検出部１７及び目標相対距離算出部１８から構成されており、受信機８から出力された受信ビデオ信号Ｓ（ｎ，ｍ）に対して所定の信号処理を実施することで、目標候補までの相対距離Ｒ’0を算出する処理を実施する。
図１の例では、信号処理器９の構成要素であるパルス圧縮部１０、目標候補検出部１７及び目標相対距離算出部１８が、例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどの専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、信号処理器９がコンピュータで構成されていてもよい。
信号処理器９がコンピュータで構成されている場合、パルス圧縮部１０、目標候補検出部１７及び目標相対距離算出部１８の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
【００１４】
パルス圧縮部１０は周波数領域変換部１１、相関処理部１２、正規化窓関数選択部１３、正規化窓関数処理部１４、窓関数処理部１５及び時間領域変換部１６から構成されており、受信機８から出力された受信ビデオ信号Ｓ（ｎ，ｍ）に対して所定の信号処理を実施することで、リニアチャープパルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）を目標候補検出部１７に出力する処理を実施する。なお、パルス圧縮部１０はパルス圧縮手段を構成している。
【００１５】
パルス圧縮部１０の周波数領域変換部１１は受信機８から出力された受信ビデオ信号Ｓ（ｎ，ｍ）を高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）して、周波数領域の受信ビデオ信号Ｆv（ｎ，ｋr）を生成し、周波数領域の受信ビデオ信号Ｆv（ｎ，ｋr）を相関処理部１２に出力する。
相関処理部１２は送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｔ）のパルス内変調成分と同じＡ／Ｄ変換後の参照信号Ｅｘ（ｍτ）を生成するとともに、その参照信号Ｅｘ（ｍτ）を高速フーリエ変換して、周波数領域の参照信号ＦEx（ｋr）を生成し、周波数領域の受信ビデオ信号Ｆv（ｎ，ｋr）と周波数領域の参照信号ＦEx（ｋr）との相関処理を実施し、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）を正規化窓関数選択部１３に出力する。
【００１６】
正規化窓関数選択部１３は相関処理部１２から出力された相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）の圧縮率ＴＢが、予め設定された正規化窓関数選択用の圧縮率α以上であれば、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）を窓関数処理部１５に出力し、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）の圧縮率ＴＢが正規化窓関数選択用の圧縮率αより低ければ、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）を正規化窓関数処理部１４に出力する。
正規化窓関数処理部１４はパルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）における信号スペクトルの形状がｓｉｎｃ関数の形状と一致するように、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）における信号スペクトルの信号強度（振幅）を略一定にする正規化窓関数ｗNorm（ｋr）を用いて、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）に対する正規化窓関数処理を実施する。
【００１７】
ここで、後述する窓関数処理部１５が実施する窓関数処理における窓関数は、例えば、ハミング窓など、サイドローブを抑圧するために広く用いられている窓関数（相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）における信号スペクトルの信号強度が一定であることを想定して設計された窓関数）であるのに対して、正規化窓関数処理における正規化窓関数ｗNorm（ｋr）は、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）における信号スペクトルの信号強度を一定にするために圧縮率によって形状が異なる窓関数であり、両者の窓関数は相違している。
【００１８】
窓関数処理部１５は正規化窓関数選択部１３から出力された相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）、または、正規化窓関数処理部１４による正規化窓関数処理後の信号Ｆ’v・Ex（ｎ，ｋr）に対する窓関数処理を実施してサイドロープを抑圧し、窓関数処理後の信号Ｆv・Ex・w（ｎ，ｋr）を時間領域変換部１６に出力する。
時間領域変換部１６は受信ビデオ信号Ｓ（ｎ，ｍ）のサンプリング数よりも大きい点数で、窓関数処理後の信号Ｆv・Ex・w（ｎ，ｋr）を高速フーリエ逆変換（ＩＦＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）して、時間領域の信号であるパルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）を生成し、パルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）を目標候補検出部１７に出力する。
【００１９】
目標候補検出部１７はパルス圧縮部１０の時間領域変換部１６から出力されたパルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）に対するＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｆａｌｓｅ  Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理を実施することで目標候補ＲPC,CFAR（ｎ，ｌ）を検出する。
目標相対距離算出部１８は目標候補検出部１７により検出された目標候補ＲPC,CFAR（ｎ，ｌ）までの相対距離Ｒ’0を算出する。
表示器１９は目標情報として、目標相対距離算出部１８により算出された相対距離Ｒ’0とパルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）を画面上に表示する。
【００２０】
次に動作について説明する。
送信信号生成器１は、所定の時間間隔で局部発振信号Ｌ0（ｔ）をパルス変調し、パルス変調後の局部発振信号Ｌ’0（ｔ）をパルス内変調することで送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｔ）を生成する。
図２を参照しながら、送信信号生成器１の処理内容を具体的に説明する。
図２において、ｆ0は送信信号の中心周波数、Ｔ0は送信信号のパルス幅、Ｂ0は送信信号の周波数変調帯域幅、Ｔpriはパルス繰り返し周期である。
ここでは、送信信号の周波数変調として、アップチャープ変調を行うものとして説明する。
【００２１】
まず、送信信号生成器１の局部発振器２は、図２に示すようなパルス繰り返し周期Ｔpriで、一定周波数の局部発振信号Ｌ0（ｔ）を生成し、その局部発振信号Ｌ0（ｔ）をパルス変調器３及び受信機８に出力する。
パルス変調器３は、局部発振器２から局部発振信号Ｌ0（ｔ）を受けると、その局部発振信号Ｌ0（ｔ）をパルス変調し、パルス変調後の局部発振信号Ｌ’0（ｔ）を送信機５に出力する。
【００２２】
一方、パルス内変調信号発生器４は、リニアチャープされたパルス内変調信号φ（ｔ）を生成し、そのパルス内変調信号φ（ｔ）を送信機５に出力する。
送信機５は、パルス変調器３からパルス変調後の局部発振信号Ｌ’0（ｔ）を受け、パルス内変調信号発生器４からパルス内変調信号φ（ｔ）を受けると、そのパルス内変調信号φ（ｔ）を用いて、パルス変調後の局部発振信号Ｌ’0（ｔ）をパルス内変調し、パルス内変調後の局部発振信号を送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｔ）として送受切替器６に出力する。
送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｔ）は、図２に示すように、パルス幅がＴ0で、中心周波数がｆ0の信号である。
【００２３】
送受切替器６は、送信信号生成器１の送信機５から送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｔ）を受けると、その送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｔ）を空中線７に出力する。
これにより、空中線７から送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｔ）が空間に放射される。
送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｔ）は空間に放射されたのち、その一部が目標に反射され、反射ＲＦ信号Ｒｘtgt（ｎ，ｔ）として空中線７に戻ってくる。
空中線７は、目標に反射されて戻ってくる反射ＲＦ信号Ｒｘtgt（ｎ，ｔ）を受信し、その反射ＲＦ信号Ｒｘtgt（ｎ，ｔ）を送受切替器６に出力する。
送受切替器６は、空中線７から反射ＲＦ信号Ｒｘtgt（ｎ，ｔ）を受けると、その反射ＲＦ信号Ｒｘtgt（ｎ，ｔ）を受信機８に出力する。
【００２４】
受信機８は、送受切替器６から反射ＲＦ信号Ｒｘtgt（ｎ，ｔ）を受けると、局部発振器２から出力された局部発振信号Ｌ0（ｔ）を用いて、その反射ＲＦ信号Ｒｘtgt（ｎ，ｔ）をダウンコンバートする。
受信機８は、反射ＲＦ信号Ｒｘtgt（ｎ，ｔ）をダウンコンバートすると、ダウンコンバート後の反射ＲＦ信号に対する増幅処理や位相検波処理を実施することで、下記の式（１）に示すような受信ビデオ信号Ｓ（ｎ，ｍ）を求め、その受信ビデオ信号Ｓ（ｎ，ｍ）を信号処理器９に出力する。
【００２５】
0005933330.tif 000002
ここで、ＡSは受信ビデオ信号の振幅、ｎはパルス番号、Ｎはパルス数、ｍは１ＰＲＩ内のサンプリング番号、Ｍは１ＰＲＩ内のサンプリング点数、Δｔは１ＰＲＩ内のサンプリング時間、ｃは光速、Ｒ0は目標相対距離（図２を参照）、ｖは目標相対速度を表している。
【００２６】
信号処理器９は、受信機８から受信ビデオ信号Ｓ（ｎ，ｍ）を受けると、その受信ビデオ信号Ｓ（ｎ，ｍ）に対して所定の信号処理を実施することで、目標候補までの相対距離Ｒ’0を算出する。
以下、信号処理器９の処理内容を具体的に説明する。
【００２７】
信号処理器９のパルス圧縮部１０は、受信機８から受信ビデオ信号Ｓ（ｎ，ｍ）を受けると、その受信ビデオ信号Ｓ（ｎ，ｍ）に対して所定の信号処理を実施することで、リニアチャープパルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）を目標候補検出部１７に出力する。
即ち、パルス圧縮部１０の周波数領域変換部１１は、下記の式（２）に示すように、受信機８から出力された受信ビデオ信号Ｓ（ｎ，ｍ）を高速フーリエ変換して、周波数領域の受信ビデオ信号Ｆv（ｎ，ｋr）を生成し、周波数領域の受信ビデオ信号Ｆv（ｎ，ｋr）を相関処理部１２に出力する。
0005933330.tif 000003
式（２）において、ｌはＰＲＩ内のサンプリング番号、Ｌ’はＦＦＴ点数を表している。ただし、Ｌ’＞ＭのときはＳ（ｎ，ｍ）に０が代入される。
【００２８】
相関処理部１２は、下記の式（３）に示すように、送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｔ）のパルス内変調成分と同じＡ／Ｄ変換後の参照信号Ｅｘ（ｍτ）を生成する。
0005933330.tif 000004
式（３）において、ＡEは参照信号の振幅、ｍτはサンプリング番号、Ｍτは１ＰＲＩのサンプリング点数（式（４）を参照）、Ｆsampはサンプリング周波数、ｆｌｏｏｒ（Ｘ）は変数Ｘを越えない最大の整数を表している。
ここでは、相関処理部１２が参照信号Ｅｘ（ｍτ）を近似計算している例を示しているが、パルス内変調信号発生器４により生成されたパルス内変調信号φ（ｔ）を参照信号Ｅｘ（ｍτ）として用いるようにしてもよい。
【００２９】
相関処理部１２は、参照信号Ｅｘ（ｍτ）を生成すると、下記の式（５）に示すように、その参照信号Ｅｘ（ｍτ）を高速フーリエ変換して、周波数領域の参照信号ＦEx（ｋr）を生成する。
0005933330.tif 000005
【００３０】
相関処理部１２は、周波数領域の参照信号ＦEx（ｋr）を生成すると、周波数領域変換部１１から出力された周波数領域の受信ビデオ信号Ｆv（ｎ，ｋr）と周波数領域の参照信号ＦEx（ｋr）との相関処理を実施し、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）を正規化窓関数選択部１３に出力する。
即ち、相関処理部１２は、下記の式（６）に示すように、周波数領域の受信ビデオ信号Ｆv（ｎ，ｋr）と、周波数領域の参照信号ＦEx（ｋr）の複素共役との乗算を行うことで、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）を生成する。
0005933330.tif 000006
ただし、＊は複素共役を表している。
【００３１】
正規化窓関数選択部１３は、相関処理部１２から相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）を受けると、送信信号のパルス幅Ｔ0と送信信号の周波数変調帯域幅Ｂ0の積から算出される圧縮率ＴＢが、予め設定された正規化窓関数選択用の圧縮率α以上であれば、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）を窓関数処理部１５に出力し、送信信号のパルス幅Ｔ0と送信信号の周波数変調帯域幅Ｂ0の積から算出される圧縮率ＴＢが正規化窓関数選択用の圧縮率αより低ければ、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）を正規化窓関数処理部１４に出力する。
以下、正規化窓関数選択部１３の処理内容を具体的に説明する。
【００３２】
図３は高圧縮率及び低圧縮率の場合における相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）の信号スペクトルを示す説明図である。
相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）の信号スペクトルは、高圧縮率の場合、図３（ａ）に示すように、信号強度がほぼ一定になるが、低圧縮率の場合、図３（ｂ）に示すように、信号強度が一定にならず、信号強度が大きく変化する。圧縮率が低い程、信号強度の変動が大きくなる。
このため、高圧縮率の場合、リニアチャープパルス圧縮後の信号スペクトルの形状がｓｉｎｃ関数の形状と一致するが、低圧縮率の場合、リニアチャープパルス圧縮後の信号スペクトルの形状がｓｉｎｃ関数の形状と異なり、距離分解能の劣化（図１５（ｂ）を参照）や、窓関数処理によるサイドローブの抑圧性能が劣化する（図１６（ｂ）を参照）。
【００３３】
この実施の形態１では、距離分解能の劣化やサイドローブの抑圧性能の劣化を防止するため、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）に対する正規化窓関数処理を実施する。
ただし、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）に対する正規化窓関数処理では、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）に重みを付けるため雑音が増大し、パルス圧縮後の信号における信号対雑音比（ＳＮＲ：Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）が低減する可能性がある。
一方、高圧縮率の場合、十分なパルス圧縮結果が得られており、正規化窓関数処理を実施する必要性が低いため、正規化窓関数処理を実施するよりも、パルス圧縮後の信号のＳＮＲの低減を避けることの方が望ましい。
【００３４】
そこで、正規化窓関数選択部１３は、次式による送信信号のパルス幅Ｔ0と送信信号の周波数変調帯域幅Ｂ0の積から算出される圧縮率ＴＢが正規化窓関数選択用の圧縮率αより低い場合、正規化窓関数処理を実施させるため、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）を正規化窓関数処理部１４に出力する。
一方、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）の圧縮率ＴＢが正規化窓関数選択用の圧縮率αより高い場合、正規化窓関数処理の実施を避けるため、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）を窓関数処理部１５に出力する。
TB=T0B0
【００３５】
正規化窓関数処理部１４は、正規化窓関数選択部１３から相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）を受けると、パルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）における信号スペクトルの形状がｓｉｎｃ関数の形状と一致するように、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）における信号スペクトルの信号強度（振幅）を略一定にする正規化窓関数ｗNorm（ｋr）を用いて、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）に対する正規化窓関数処理を実施し、下記の式（７）に示すような正規化窓関数処理後の信号Ｆ’v・Ex（ｎ，ｋr）を生成する。
0005933330.tif 000007
ここで、正規化窓関数ｗNorm（ｋr）は、正規化窓関数処理部１４が下記の式（８）にしたがって生成する窓関数である。
0005933330.tif 000008
【００３６】
このように、正規化窓関数処理部１４が相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）に対する正規化窓関数処理を実施することで、図４に示すように、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）における信号スペクトルの信号強度を略一定にすることができるため、図５に示すように、パルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）における信号スペクトルの形状をｓｉｎｃ関数の形状と一致させることができる。
【００３７】
式（８）では、正規化窓関数処理部１４が、パルス内変調信号φ（ｔ）である参照信号Ｅｘ（ｍτ）がＦＦＴされて生成された周波数領域の参照信号ＦEx（ｋr）を用いて、正規化窓関数ｗNorm（ｋr）を生成しているものを示しているが（パルス内変調信号φ（ｔ）の自己相関後の信号における信号スペクトルの振幅の逆数を正規化窓関数としている）、下記に式（９）に示すように、周波数領域のパルス内変調信号φ（ｔ）である参照信号ＦEx（ｋr）を近似計算で求めるようにしてもよい。
0005933330.tif 000009
【００３８】
式（９）において、Ｚ（ｕ）はフレネル積分であり、ｕ1、ｕ2は下記の式（１０）と式（１１）で求めることができる。
0005933330.tif 000010
式（９）で周波数領域の参照信号ＦEx（ｋr）を近似計算する場合、大規模なＦＦＴを行うことなく求められるため、装置の処理負荷の低減が可能になる。
また、参照信号Ｅｘ（ｍτ）として、実信号であるパルス内変調信号発生器４により生成されたパルス内変調信号φ（ｔ）を用いずに、設定パラメータに基づいて数値計算を行う場合、事前に容易に正規化窓関数を計算することができるため、装置の処理負荷の低減が可能になる。
【００３９】
窓関数処理部１５は、正規化窓関数選択部１３から相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）を受けると、下記の式（１２）に示すように、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）に対する窓関数処理を実施してサイドロープを抑圧し、窓関数処理後の信号Ｆv・Ex・w（ｎ，ｋr）を時間領域変換部１６に出力する。
0005933330.tif 000011
式（１２）において、ｗHam（ｋr）はハミング窓関数である。
式（１２）では、窓関数として、ハミング窓関数を用いている例を示しているが、例えば、サイドローブの抑圧効果があるハミング窓関数以外のハニング窓関数、ブラックマン窓関数など、相関処理後の信号における信号スペクトルの信号強度の一定を想定して設計された窓関数を用いてもよい。
窓関数処理部１５により窓関数処理が実施されることで、図１６（ａ）に示すように、高圧縮率のパルス圧縮後の信号のサイドローブを抑圧することができる（特に、サイドローブの両端付近を抑圧することができる）。
【００４０】
また、窓関数処理部１５は、正規化窓関数処理部１４から正規化窓関数処理後の信号Ｆ’v・Ex（ｎ，ｋr）を受けると、正規化窓関数選択部１３から相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）が出力された場合と同様の窓関数処理を実施する。
即ち、窓関数処理部１５は、下記の式（１３）に示すように、正規化窓関数処理後の信号Ｆ’v・Ex（ｎ，ｋr）に対する窓関数処理を実施してサイドロープを抑圧し、窓関数処理後の信号Ｆv・Ex・w（ｎ，ｋr）を時間領域変換部１６に出力する。
0005933330.tif 000012
ここで、図６は正規化窓関数処理と窓関数処理が実施されることで、低圧縮率のリニアチャープパルス圧縮後の信号のサイドローブ抑圧性能が向上することを示す説明図である。
図６に示すように、正規化窓関数処理と窓関数処理が実施されることで、低圧縮率の場合でも、サイドローブの抑圧が可能になる。
【００４１】
時間領域変換部１６は、窓関数処理部１５から窓関数処理後の信号Ｆv・Ex・w（ｎ，ｋr）を受けると、下記の式（１４）に示すように、Ｌ点で窓関数処理後の信号Ｆv・Ex・w（ｎ，ｋr）を高速フーリエ逆変換して、時間領域の信号であるパルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）を生成し、パルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）を目標候補検出部１７に出力する。
0005933330.tif 000013
【００４２】
また、時間領域変換部１６は、パルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）を受信ビデオ信号Ｓ（ｎ，ｍ）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、下記の式（１５）によって“０”を設定する。
ここで、Ｌは高速フーリエ逆変換の点数であり、下記の式（１６）で表される。ただし、ｑは０以上の整数である。また、ｑ＝０の場合は、受信ビデオ信号Ｓ（ｎ，ｍ）のサンプリング間隔と同じサンプリング間隔になる。
0005933330.tif 000014
【００４３】
目標候補検出部１７は、パルス圧縮部１０の時間領域変換部１６からパルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）を受けると、下記の式（１７）に示すように、パルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）に対するＣＦＡＲ処理を実施することで目標候補を検出する。
0005933330.tif 000015
式（１７）において、ＲPC,CFAR（ｎ，ｌ）は、ＣＦＡＲ処理による目標候補を表しており、目標候補は０が設定される。
また、ＣＦＡＲ閾値であるＣＦＡＲ＿ｔｈ（ｎ，ｌ）は、下記の式（１８）で算出される。
0005933330.tif 000016
式（１８）において、ＣＦＡＲ＿ｃｏｒはＣＦＡＲ係数、Ｓａｍｐ＿ｃｅｌｌ（ｎ，ｌ）はサンプルセル、ａｖｅ（Ｚ（ｐ））は配列Ｚ（ｐ）の平均値を表している。
ここで、図７はＣＦＡＲ処理に関わる注目セル、ガードセル、サンプルセルを示す説明図である。
【００４４】
目標相対距離算出部１８は、目標候補検出部１７による目標候補の検出結果ＲPC,CFAR（ｎ，ｌ）を受けると、下記の式（１９）に示すように、目標候補までの相対距離Ｒ’0を算出する。
0005933330.tif 000017
式（１９）において、ΔｒPCはパルス圧縮後のサンプリング距離間隔である。
目標相対距離算出部１８は、目標候補までの相対距離Ｒ’0を算出すると、目標候補までの相対距離Ｒ’0とパルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）を表示器１９に出力する。
表示器１９は、目標相対距離算出部１８から目標候補までの相対距離Ｒ’0とパルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）を受けると、目標候補までの相対距離Ｒ’0とパルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）を画面上に表示する。
【００４５】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、周波数領域の受信ビデオ信号Ｆv（ｎ，ｋr）と周波数領域の参照信号ＦEx（ｋr）との相関処理を実施する相関処理部１２を設け、正規化窓関数処理部１４が、パルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）における信号スペクトルの形状がｓｉｎｃ関数の形状と一致するように、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）における信号スペクトルの信号強度を略一定にする正規化窓関数ｗNorm（ｋr）を用いて、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）に対する正規化窓関数処理を実施するように構成したので、パルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）の信号の圧縮率が低い場合でも、距離分解能を高めることができる効果を奏する。
【００４６】
また、この実施の形態１によれば、相関処理部１２から出力された圧縮率ＴＢが、予め設定された正規化窓関数選択用の圧縮率α以上であれば、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）を窓関数処理部１５に出力し、その圧縮率ＴＢが正規化窓関数選択用の圧縮率αより低ければ、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）を正規化窓関数処理部１４に出力する正規化窓関数選択部１３を設けるように構成したので、高圧縮率の場合、パルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）のＳＮＲの低減を避けることができる一方、低圧縮率の場合、距離分解能を高めることができる効果を奏する。
【００４７】
また、この実施の形態１によれば、パルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）の信号の圧縮率が低い場合、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）に対する正規化窓関数処理と窓関数処理を実施するように構成したので、パルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）の信号の圧縮率が低い場合でも、距離分解能とサイドローブ抑圧性能の向上を図ることができる効果を奏する。
なお、正規化窓関数ｗNorm（ｋr）は、ＦＦＴ等の信号処理により生成する場合のほかに、近似計算で生成することができる。近似計算で生成する場合、大規模なＦＦＴを行う必要がなく、装置の処理負荷を低減することが可能になる。
【００４８】
実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２によるパルス圧縮装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
この実施の形態２では、図１の正規化窓関数処理部１４の代わりに、正規化窓関数処理部２１が実装されている点だけが、上記実施の形態１と相違している。
即ち、パルス圧縮部２０は周波数領域変換部１１、相関処理部１２、正規化窓関数選択部１３、正規化窓関数処理部２１、窓関数処理部１５及び時間領域変換部１６から構成されており、受信機８から出力された受信ビデオ信号Ｓ（ｎ，ｍ）に対して所定の信号処理を実施することで、リニアチャープパルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）を目標候補検出部１７に出力する処理を実施する。なお、パルス圧縮部２０はパルス圧縮手段を構成している。
【００４９】
正規化窓関数処理部２１は図１の正規化窓関数処理部１４と同様に、パルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）における信号スペクトルの形状がｓｉｎｃ関数の形状と一致するように、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）における信号スペクトルの信号強度を略一定にする正規化窓関数を用いて、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）に対する正規化窓関数処理を実施するが、正規化窓関数処理を行った場合のパルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）のＳＮＲに応じて正規化窓関数の幅を設定する点で、図１の正規化窓関数処理部１４と相違している。
【００５０】
次に動作について説明する。
正規化窓関数処理部２１以外は、上記実施の形態１と同様であるため、ここでは、正規化窓関数処理部２１の処理内容だけを説明する。
図９は正規化窓関数処理に伴って雑音が増大する例を示す説明図である。
【００５１】
図１の正規化窓関数処理部１４では、図９に示すように、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）における信号スペクトルの信号強度が一定になるように、送信信号の周波数変調帯域幅Ｂ0全域にわたって正規化窓関数処理によって重みを付けている。
このため、送信信号の周波数変調帯域の両端では、雑音が増大して、パルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）のＳＮＲが低下することが懸念される。
【００５２】
そこで、この実施の形態２では、正規化窓関数処理部２１が、正規化窓関数処理を実施することで、パルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）のＳＮＲが大きく低下しないようにするために、図１０に示すように正規化窓関数の幅を調整する。
以下、正規化窓関数処理部２１による正規化窓関数の幅の調整処理を具体的に説明する。
【００５３】
まず、正規化窓関数処理部２１は、下記の式（２０）に示すように、正規化窓関数処理を実施した場合のパルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）の信号対雑音比ＳＮＲNorm（ｎw）を算出する。
0005933330.tif 000018
式（２０）において、Ｎwは変調帯域幅の正規化窓関数のサンプリング数、ｎwは正規化窓関数の調整幅のサンプリング数を表している。
【００５４】
ここで、図１１は正規化窓関数の調整幅とパルス圧縮後の信号対雑音比との関係のほか、正規化窓関数処理部２１による正規化窓関数の幅の選択を示す説明図である。
正規化窓関数処理部２１は、パルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）の信号対雑音比ＳＮＲNorm（ｎw）を算出すると、図１１に示されている正規化窓関数の調整幅とパルス圧縮後の信号対雑音比との関係を参照して、正規化窓関数処理を実施した場合のパルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）の信号対雑音比ＳＮＲNorm（ｎw）が最大となる正規化窓関数の幅ｎw,maxを選択する。
【００５５】
正規化窓関数処理部２１は、信号対雑音比ＳＮＲNorm（ｎw）が最大となる正規化窓関数の幅ｎw,maxを選択すると、下記の式（２１）にしたがって正規化窓関数ｗ’Norm（ｋr）を生成する。
0005933330.tif 000019
式（２１）において、ΔｆFFTは周波数領域のサンプリング間隔を表している。
【００５６】
正規化窓関数処理部２１は、正規化窓関数ｗ’Norm（ｋr）を生成すると、正規化窓関数ｗ’Norm（ｋr）を用いて、正規化窓関数選択部１３から出力された相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）に対する正規化窓関数処理を実施し、下記の式（２２）に示すような正規化窓関数処理後の信号Ｆ’v・Ex（ｎ，ｋr）を生成する。
0005933330.tif 000020
【００５７】
ここで、図１２は正規化窓関数処理部２１によるパルス圧縮後の信号対雑音比の改善を示す説明図である。
正規化窓関数処理部２１では、信号対雑音比ＳＮＲNorm（ｎw）が最大となる正規化窓関数ｗ’Norm（ｋr）を用いて、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）に対する正規化窓関数処理を実施しているので、図１２に示すように、図１の正規化窓関数処理部１４が正規化窓関数処理を実施する場合よりも、パルス圧縮後のＳＮＲが改善しており、目標の検出性能が向上する。
【００５８】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、正規化窓関数処理部２１が、正規化窓関数処理を行った場合のパルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）のＳＮＲに応じて正規化窓関数の幅を設定するように構成したので、ＳＮＲを改善して、目標の検出性能を高めることができる効果を奏する。
【００５９】
実施の形態３．
図１３はこの発明の実施の形態３によるパルス圧縮装置を示す構成図であり、図において、図１及び図８と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
この実施の形態３では、図８の正規化窓関数処理部２１の代わりに、正規化窓関数処理部３１が実装されており、また、正規化窓関数選択部１３が実装されていない点で、上記実施の形態２と相違している。
即ち、パルス圧縮部３０は周波数領域変換部１１、相関処理部１２、正規化窓関数処理部３１、窓関数処理部１５及び時間領域変換部１６から構成されており、受信機８から出力された受信ビデオ信号Ｓ（ｎ，ｍ）に対して所定の信号処理を実施することで、リニアチャープパルス圧縮後の信号ＲPC（ｎ，ｌ）を目標候補検出部１７に出力する処理を実施する。なお、パルス圧縮部３０はパルス圧縮手段を構成している。
【００６０】
正規化窓関数処理部３１は圧縮率ＴＢに関わらず、上記の式（２１）によって、正規化窓関数ｗ’Norm（ｋr）を生成し（正規化窓関数ｗ’Norm（ｋr）の生成処理は、図８の正規化窓関数処理部２１と同様）、正規化窓関数ｗ’Norm（ｋr）を用いて、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）に対する正規化窓関数処理を実施する。
【００６１】
次に動作について説明する。
上記実施の形態２では、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）の圧縮率ＴＢが正規化窓関数選択用の圧縮率αより低い場合、図８の正規化窓関数処理部２１が、信号対雑音比ＳＮＲNorm（ｎw）が最大となる正規化窓関数ｗ’Norm（ｋr）を生成して、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）に対する正規化窓関数処理を実施しているが、その圧縮率ＴＢが正規化窓関数選択用の圧縮率αより高い場合、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）に対する正規化窓関数処理を実施していない。
【００６２】
このように、高圧縮率である場合、正規化窓関数処理を実施せずに、窓関数処理部１５が窓関数処理を実施すると、図１４（ａ）に示すように、サイドローブの両端が窓関数処理によって抑圧されるが、サイドローブの中心付近が相関処理後の信号の信号強度が一定でないために、相関が乱れて、窓関数処理によるサイドローブの抑圧性能が劣化することがある。
一方、高圧縮率である場合、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）に対して、正規化窓関数処理と窓関数処理を実施すると、図１４（ｂ）に示すように、相関処理後の信号の信号強度が一定になるため、相関が乱れず、窓関数処理によるサイドローブの抑圧性能が向上する。
【００６３】
そこで、この実施の形態３では、正規化窓関数処理部３１は圧縮率ＴＢに関わらず、上記の式（２１）によって、正規化窓関数ｗ’Norm（ｋr）を生成するとともに、その正規化窓関数ｗ’Norm（ｋr）を用いて、相関処理後の信号Ｆv・Ex（ｎ，ｋr）に対する正規化窓関数処理を実施するようにしている。
これにより、高圧縮率である場合でも、窓関数処理によるサイドローブの抑圧性能が向上して、近接目標の検出性能が向上する。
【００６４】
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。
【符号の説明】
【００６５】
１  送信信号生成器（送信信号生成手段）、２  局部発振器、３  パルス変調器、４  パルス内変調信号発生器、５  送信機、６  送受切替器（送信信号生成手段）、７  空中線（送信信号生成手段）、８  受信機（送信信号生成手段）、９  信号処理器、１０，２０，３０  パルス圧縮部（パルス圧縮手段）、１１  周波数領域変換部、１２  相関処理部、１３  正規化窓関数選択部、１４，２１，３１  正規化窓関数処理部、１５  窓関数処理部、１６  時間領域変換部、１７  目標候補検出部、１８  目標相対距離算出部、１９  表示器。
【図１】
0005933330.tif 000021
【図２】
0005933330.tif 000022
【図３】
0005933330.tif 000023
【図４】
0005933330.tif 000024
【図５】
0005933330.tif 000025
【図６】
0005933330.tif 000026
【図７】
0005933330.tif 000027
【図８】
0005933330.tif 000028
【図９】
0005933330.tif 000029
【図１０】
0005933330.tif 000030
【図１１】
0005933330.tif 000031
【図１２】
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【図１３】
0005933330.tif 000033
【図１４】
0005933330.tif 000034
【図１５】
0005933330.tif 000035
【図１６】
0005933330.tif 000036