(57)【要約】【課題】スキャン相関処理の精度を保ち、かつ高速移動する物標が前記スキャン相関処理で抑圧されてしまうことを防止したレーダ信号処理装置を提供する。【解決手段】レーダ信号処理装置１４は、信号取得部２０と、極座標相関処理部２１と、直交座標相関処理部２２と、を備える。信号取得部２０は、受信信号に基づいて、受信データを極座標系で取得する。極座標相関処理部２１は、受信データに対して極座標系で相関処理を行う。直交座標相関処理部２２は、極座標相関処理部２１の相関処理結果を直交座標系に変換して相関処理を行う。【選択図】図１
2013118731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号に基づいて、受信データを極座標系で取得する信号取得部と、
前記受信データに対して極座標系で相関処理を行う極座標相関処理部と、
前記極座標相関処理部の相関処理結果を直交座標系に変換して相関処理を行う直交座標相関処理部と、
を備えることを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーダ信号処理装置であって、
当該レーダ信号処理装置の移動速度を取得する移動速度取得部と、
前記極座標相関処理部における前記相関処理の効果の大きさを調整する相関処理調整部と、
を備え、
前記相関処理調整部は、前記移動速度に応じて、前記極座標相関処理部における前記相関処理の効果の大きさを変更することを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のレーダ信号処理装置であって
前記極座標相関処理部における前記相関処理の効果の大きさを調整する相関処理調整部を備え、
前記相関処理調整部は、送信パルス信号のパルス幅に応じて、前記極座標相関処理部における前記相関処理の効果の大きさを変更することを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載のレーダ信号処理装置であって、
前記極座標相関処理部及び前記直交座標相関処理部における前記相関処理の効果の大きさを調整する相関処理調整部を備え、
前記相関処理調整部は、
前記極座標相関処理部における前記相関処理の効果を大きくした場合には、前記直交座標相関処理部における前記相関処理の効果を小さくし、
前記極座標相関処理部における前記相関処理の効果を小さくした場合には、前記直交座標相関処理部における前記相関処理の効果を大きくすることを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項５】
請求項１から４までの何れか一項に記載のレーダ信号処理装置と、
前記受信信号を受信するレーダアンテナと、
前記直交座標相関処理部の相関処理結果に基づいたレーダ映像を表示する表示部と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項６】
受信信号に基づいて、受信データを極座標系で取得する信号取得工程と、
前記受信データに対して極座標系で相関処理を行う極座標相関処理工程と、
前記極座標相関処理工程での相関処理結果を直交座標系に変換して相関処理を行う直交座標相関処理工程と、
を含むことを特徴とするレーダ信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、受信信号にスキャン相関処理を施してクラッタを抑制するレーダ信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶用レーダは、水平面内を所定周期で回転するアンテナから電波を送信するとともに、周囲のターゲットからの反射信号を前記アンテナで受信する。当該受信された信号（受信信号）は、Ａ／Ｄ変換器によって受信データに変換される。受信データは適宜の処理を施された後、レーダ映像として表示装置に表示される。レーダ装置のオペレータは、表示されたレーダ映像を確認することにより、周囲のターゲットの様子を知ることができる。【０００３】
ターゲットまでの距離ｒは、当該ターゲットからの反射信号をアンテナが受信するまでの時間により知る事ができる。また、ターゲットの方向は、当該ターゲットからの反射信号を受信したときのアンテナの向きθによって知る事ができる。即ち、船舶用レーダで受信された信号は、ターゲットの位置を極座標系（ｒ，θ）で示していると言える。【０００４】
上記受信信号には、クラッタ（海面や雨からの反射波）やノイズなどが含まれている場合がある。このクラッタやノイズがレーダ映像に表示されてしまうと、当該レーダ映像上のターゲットの識別性が低下してしまう。そこで従来から、船舶用レーダにおいて、スキャン間の受信信号の安定度からクラッタとターゲットを識別し、レーダ映像に反映するスキャン相関処理が知られている。この種のスキャン相関処理は、例えば特許文献１から４に開示されている。【０００５】
特許文献１は、前記極座標系で示されている受信データの座標を、直交座標系に座標変換し、当該直交座標系の座標に対応した読み出しアドレス及び書き込みアドレスによって画像メモリにアクセスしてスキャン相関処理を行う構成を開示している。即ち、特許文献１においては、受信データを極座標から直交座標に変換してからスキャン相関処理を行っている。【０００６】
この点、特許文献２及び３は、直交座標への座標変換を行ってからスキャン相関処理を行うことの問題点を指摘している。例えば特許文献２は、極座標系から直交座標系への座標変換を行うスキャン相関処理において、座標変換の際に受信データ（エコーデータ）の選択や補間データの作成を行わなければならず、生のエコーデータをスキャン相関処理にそのまま利用することができない旨を指摘している。また特許文献３は、画像メモリ（相関処理用メモリ）に直交座標系のアドレスで書き込んだ時点で、受信データとスイープのとの対応関係が失われてしまうため、相関処理の精度が落ち易い旨を指摘している。【０００７】
そこで特許文献２及び３は、極座標形式のままでスキャン相関処理を行う構成を開示している。特許文献２は、受信の座標系のままでスキャン相関処理を行うことにより、分解能を高くすることができるとしている。また、特許文献３は、画像メモリへの読み書きの際に、信号の真送信方向と相対送信方向との対応関係が崩れないようにすることで、スキャン相関処理精度の低下が生じないとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−４３５１９号公報
【特許文献２】特開２０１１−９５０２９号公報
【特許文献３】特開２００３−７５５２８号公報
【特許文献４】特開平１１−９４９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記のスキャン相関処理を行うと、高速で相対移動しているターゲットの信号が抑圧されてしまうという問題がある。即ち、高速で相対移動するターゲットは、レーダ画面上で一ヶ所に安定して存在していないので、この限りにおいてクラッタ及びノイズと区別することができない。このため、スキャン相関処理を行うと、高速で移動するターゲットの信号が抑圧されてしまう結果、レーダ映像上の前記ターゲットの映像が薄くなる（また当該ターゲットが全く表示されない）という現象が発生する。【００１０】
この点、例えば特許文献４は、ターゲット（物標）を捕捉・追尾して位置を予測し、当該予測した位置にターゲットの位置を補正する処理を開示している。特許文献４は、これにより、高速移動するターゲットであっても、観測したいターゲットは明瞭に表示できるとしている。しかし、このようにターゲットの相対移動を補正する処理は、極座標系の座標では行いにくいため、直交座標系に座標変換したうえで上記処理を行うことになる。従って、特許文献４のような処理を行おうとした場合、極座標系から直交座標系へ座標変換することによるスキャン相関処理精度の低下を避けることができない。また、この捕捉・追尾処理は処理負荷が大きく、一度に捕捉・追尾できるターゲットの数に限界がある。【００１１】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、スキャン相関処理の精度を保ち、かつ高速移動する物標が前記スキャン相関処理で抑圧されてしまうことを防止したレーダ信号処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１２】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１３】
本発明の第１の観点によれば、以下の構成のレーダ信号処理装置が提供される。即ち、このレーダ信号処理装置は、信号取得部と、極座標相関処理部と、直交座標相関処理部と、を備える。前記信号取得部は、受信信号に基づいて、受信データを極座標系で取得する。前記極座標相関処理部は、前記受信データに対して極座標系で相関処理を行う。前記直交座標相関処理部は、前記極座標相関処理部の相関処理結果を直交座標系に変換して相関処理を行う。
【００１４】
このように、極座標系で得られた受信データを、極座標系のままで相関処理する極座標相関処理部を設けたことにより、精度の高いスキャン相関処理を実現することができる。また、この極座標相関処理部の相関処理結果に対して、更に直交座標系で相関処理を行う直交座標相関処理部を設けたことにより、極座標系でのスキャン相関では抑圧しきれなかったクラッタ等を除去できる。
【００１５】
上記のレーダ信号処理装置は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、このレーダ信号処理装置は、当該レーダ信号処理装置の移動速度を取得する移動速度取得部と、前記極座標相関処理部における前記相関処理の効果の大きさを調整する相関処理調整部と、を備える。前記相関処理調整部は、前記移動速度に応じて、前記極座標相関処理部における前記相関処理の効果の大きさを変更する。
【００１６】
即ち、レーダ信号処理装置が移動すると、周囲のターゲットが相対移動する結果、ターゲットの相関を取りにくくなる。このため、当該ターゲットが相関処理によって抑圧され易くなる。そこで上記のように、レーダ信号処理装置の移動速度に応じて、極座標系での相関処理の効き具合を変更することにより、相対移動するターゲットが相関処理で抑圧されることを防止する。
【００１７】
上記のレーダ信号処理沿装置は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、このレーダ信号処理装置は、前記極座標相関処理部における前記相関処理の効果の大きさを調整する相関処理調整部を備える。前記相関処理調整部は、送信パルス信号のパルス幅に応じて、前記極座標相関処理部における前記相関処理の効果の大きさを変更する。
【００１８】
即ち、パルス幅が長くなるほど、レーダ映像上でのエコー像が大きくなり、ターゲットの相関を取り易くなる。そこで、パルス幅に応じて、極座標系での相関処理の効き具合を変更することにより、パルス幅に応じた適切な処理を行うことができる。
【００１９】
上記のレーダ信号処理装置は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、このレーダ信号処理装置は、前記極座標相関処理部及び前記直交座標相関処理部における前記相関処理の効果を調整する相関処理調整部を備える。前記相関処理調整部は、前記極座標相関処理部における前記相関処理の効果を大きくした場合には、前記直交座標相関処理部における前記相関処理の効果を小さくする。また、前記相関処理調整部は、前記極座標相関処理部における前記相関処理の効果を小さくした場合には、前記直交座標相関処理部における前記相関処理の効果を大きくする。
【００２０】
これにより、極座標相関処理部と直交座標相関処理部を合わせたレーダ信号処理装置全体での相関処理の効果を略一定とすることができる。
【００２１】
本発明の第２の観点によれば、上記のレーダ信号処理装置と、前記受信信号を受信するレーダアンテナと、前記直交座標相関処理部の相関処理結果に基づいたレーダ映像を表示する表示部と、を備えるレーダ装置が提供される。
【００２２】
このレーダ装置は、前記レーダ信号処理装置による精度の高いスキャン相関処理結果に基づいたレーダ映像を表示することができるので、当該レーダ装置のオペレータは、周囲のターゲットの様子を正確に把握することができる。
【００２３】
本発明の第３の観点によれば、以下のようにして行うレーダ信号処理方法が提供される。即ち、このレーダ信号処理方法は、信号取得工程と、極座標相関処理工程と、直交座標相関処理工程と、を含む。前記信号取得工程では、受信信号に基づいて、受信データを極座標系で取得する。前記極座標相関処理工程では、前記受信データに対して極座標系で相関処理を行う。前記直交座標相関処理工程では、前記極座標相関処理工程での相関処理結果を直交座標系に変換して相関処理を行う。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーダ装置のブロック図。
【図２】変形例に係るレーダ装置のブロック図。
【図３】船速及びパルス幅と、フィルタ係数との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。この実施形態に係るレーダ装置１０は、船舶用のレーダ装置であり、自船周囲のターゲット（他船や陸地など）の様子を表示するためのものである。図１に示すように、このレーダ装置１０は、レーダアンテナ１１と、送受信部１２と、送信信号出力部１３と、レーダ信号処理装置１４と、表示部１５と、を備えている。
【００２６】
レーダアンテナ１１は指向性を有するアンテナであり、所定の周期で平面内を３６０度回転するように構成されている。以下の説明では、レーダアンテナ１１のメインローブが向く方向を、単にレーダアンテナ１１の向きと称する。送信信号出力部１３は、レーダアンテナ１１が１回転する間に、複数回のパルス信号を所定周期で出力するように構成されている。このパルス信号は、送受信部１２を介してレーダアンテナ１１に印加され、当該レーダアンテナ１１から放射される。
【００２７】
レーダアンテナ１１から放射されたパルス信号は、周囲のターゲットに反射して、再びレーダアンテナ１１に受信される。このときレーダアンテナ１１が受信した信号を、以下の説明では「受信信号」と呼ぶ。レーダアンテナ１１に受信された受信信号は、送受信部１２を介してレーダ信号処理装置１４に入力される。信号を送受信しながらレーダアンテナ１１を１回転させる動作を「スキャン」と呼び、パルス信号を送信してから次のパルス信号を送信するまでの間に受信信号を受信する動作を「スイープ」と呼ぶ。なお、レーダアンテナ１１、送信信号出力部１３、及び送受信部１２の構成は公知であるから、詳細な説明は省略する。
【００２８】
レーダ信号処理装置１４は、信号取得部２０と、極座標相関処理部２１と、直交座標相関処理部２２と、画像処理部２５と、を備える。
【００２９】
信号取得部２０には、送受信部１２から前記受信信号が入力される。信号取得部２０は、受信信号を増幅する増幅器２６と、増幅器２６で増幅された受信信号をサンプリングしてデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器（アナログ−デジタル変換器）２７とを備えている。Ａ／Ｄ変換器２７が出力するデジタルデータを、受信データと呼ぶ。各受信データの値は、当該受信データがサンプリングされたときの受信信号の信号レベルを表している。
【００３０】
ターゲットからの反射信号がレーダアンテナ１１に受信されないときには、受信信号の信号レベルはノイズレベルとなるので、そのとき取得される受信データの値も小さくなる。ターゲットからの反射信号が受信されたときは、受信信号の信号レベルがノイズレベルよりも大きくなり、そのとき取得される受信データの値も大きくなる。レーダアンテナ１１からターゲットまでの距離ｒは、レーダアンテナ１１がパルス信号を送信してから反射信号が受信されるまでにかかった時間によって知ることができる。また、ターゲットの方向は、反射信号を受信したときのレーダアンテナ１１の向きθによって知ることができる。このように、信号取得部２０が取得した受信データは、レーダアンテナ１１の位置を原点とした極座標系の座標（ｒ，θ）により、平面上の点に対応付けることができる。従って、レーダ信号処理装置１４の信号取得部２０は、各受信データを極座標系（ｒ，θ）で取得しているという事ができる。
【００３１】
極座標相関処理部２１は、極座標系でスキャン相関処理を行うように構成されている。具体的には、極座標相関処理部２１は、極座標演算部２８と、極座標処理結果保持部２９を備えている。
【００３２】
極座標処理結果保持部２９は、１スキャン分（レーダアンテナ１１の１回転分）の極座標相関処理済データを、極座標系の二次元画像として記憶している。従って、極座標処理結果保持部２９が記憶している極座標相関処理済データＳr,θの読み出し、書き込みは、極座標系の座標（ｒ，θ）に対応したアドレスで行うことが可能である。
【００３３】
極座標演算部２８は、信号取得部２０から最新の受信データＤr,θが入力されると、当該受信データＤr,θの極座標系の座標（ｒ，θ）に応じたアドレスで、極座標処理結果保持部２９から１スキャン前の極座標相関処理済データＳr,θを読み出す。極座標演算部２８は、最新の受信データＤr,θと、１スキャン前の極座標相関処理済データＳr,θと、の相関を取るスキャン相関処理を行う。このスキャン相関処理は、例えば以下の式（１）によって行うことができる。
Ｓ’r,θ=（１−α）Ｄr,θ＋αＳr,θ・・・（１）
なお、Ｓ’r,θは、新しく算出された極座標相関処理済データである。係数αは、上記重み付け合成の重み付け係数（フィルタ係数）であり、０以上１以下の範囲の値をとる。
【００３４】
このスキャン相関処理は一種のＩＩＲフィルタ処理であり、スキャン間で不安定な信号（クラッタやノイズなど）を抑圧するように作用する。一方、スキャン間で安定な信号（静止したターゲットからの反射信号など）は、上記ＩＩＲフィルタ処理で抑圧されることなく残る。
【００３５】
極座標相関処理部２１は、式（１）で求めた最新の極座標相関処理済データＳ’r,θを、極座標系の座標（ｒ，θ）に対応したアドレスで極座標処理結果保持部２９に書き込む。これにより、１スキャン前の極座標相関処理済データＳr,θが、最新のデータで上書きされる。また、極座標相関処理部２１は、最新の極座標相関処理済データＳ’r,θを、直交座標相関処理部２２に出力する。直交座標相関処理部２２は、直交座標演算部３０と、直交座標処理結果保持部３１と、座標変換部３２と、を備えている。
【００３６】
直交座標処理結果保持部３１は、１スキャン分の極座標相関処理済データを、直交座標系の二次元画像として記憶している。従って、直交座標処理結果保持部３１が記憶している直交座標相関処理済データＴx,yの読み出し、書き込みは、直交座標系の座標（ｘ，ｙ）に対応したアドレスで行う必要がある。
【００３７】
直交座標演算部３０は、極座標相関処理部２１から最新の極座標相関処理済データＳ’r,θが入力されると、当該極座標相関処理済データＳ’r,θの極座標系の座標（ｒ，θ）に応じたアドレスで、直交座標処理結果保持部３１から１スキャン前の直交座標相関処理済データＴx,yを読み出す。なお、前述のように直交座標処理結果保持部３１は直交座標系のアドレスでデータを保存しているので、前記アドレスを取得するために、前記極座標系の座標（ｒ，θ）から直交座標系の座標（ｘ，ｙ）への座標変換が必要となる。前記座標変換部３２は、上記の座標変換を行うように構成されている。なお、この座標変換の処理は、例えば特許文献１が開示しているように公知であるから、詳細な説明は省略する。
【００３８】
直交座標演算部３０は、最新の極座標相関処理済データＳ’r,θと、１スキャン前の直交座標相関処理済データＴx,yと、の相関を取るスキャン相関処理を行う。このスキャン相関処理は、例えば以下の式（２）によって行うことができる。
Ｔ’x,y=（１−β）Ｓ’r,θ＋βＴx,y  ・・・（２）
なお、Ｔ’x,yは、新しく算出された直交座標相関処理済データである。係数βは、上記重み付け合成の重み付け係数（フィルタ係数）であり、０以上１以下の範囲の値をとる。
【００３９】
このスキャン相関処理は、極座標相関処理部２１でのスキャン相関処理と同様に、スキャン間で不安定な信号（クラッタやノイズなど）を抑圧するように作用する。一方、スキャン間で安定な信号（静止したターゲットからの反射信号など）は抑圧されることなく残る。
【００４０】
直交座標相関処理部２２は、式（２）で求めた最新の直交座標相関処理済データＴ’x,yを、直交座標系の座標（ｘ，ｙ）に対応したアドレスで直交座標処理結果保持部３１に書き込む。これにより、１スキャン前の直交座標相関処理済データＴx,yが、最新のデータで上書きされる。また、直交座標相関処理部２２は、最新の直交座標相関処理済データＴ’x,yを、画像処理部２５に出力する。
【００４１】
なお、極座標相関処理済データＳ’r,θの極座標系の座標（ｒ，θ）と、直交座標処理結果保持部３１の読み書きアドレスとは、一対一で対応するものではない。従って、直交座標処理結果保持部３１に対するデータの読み書きの際には、データの値の補間、又はデータの間引きなどの処理が必要となる。直交座標演算部３０は、上記データの補間、又は間引きなどの処理を自動的に行うように構成されている。
【００４２】
画像処理部２５においては、直交座標相関処理部２２から入力された直交座標相関処理済データに基づいて、自装置周囲のターゲットの様子を示す二次元画像（レーダ映像）を生成する。画像処理部２５に入力されるデータは、極座標相関処理部２１及び直交座標相関処理部２２における前記スキャン相関処理によってクラッタやノイズが抑制されているので、クラッタやノイズを抑圧したレーダ映像を生成することができる。画像処理部２５は、前記レーダ映像を、表示部１５に出力する。表示部１５は、前記レーダ映像を表示する。これにより、レーダ装置１０のオペレータは、周囲の物標の様子を確認できる。
【００４３】
次に、本発明の特徴について詳しく説明する。
【００４４】
上記のように、本実施形態のレーダ信号処理装置１４は、まず極座標系でスキャン相関処理を行い、当該極座標系のスキャン相関処理結果に対して、更に直交座標系でのスキャン相関処理を行っている。即ち、本実施形態のレーダ信号処理装置１４におけるスキャン相関処理は、極座標系と直交座標系の二段階で行われる。これにより、極座標系によるスキャン相関処理と、直交座標系による相関処理の、両者の利点を活かしたスキャン相関処理が可能となっている。
【００４５】
極座標相関処理部２１においては、極座標系のままでスキャン相関処理を行っているので、当該スキャン相関処理の際に座標変換などが必要ない。即ち、信号取得部２０が取得する受信データに対して極座標系のままでスキャン相関処理を行うことができるので、精度の高いスキャン相関が可能である。特に、レーダアンテナ１１近傍の受信データは、直交座標系に座標変換するときに間引き処理されてしまうため、当該受信データの精度が失われ易い。従って、直交座標系で行うスキャン相関処理では、レーダアンテナ近傍のクラッタを除去できない場合がある。この点、極座標相関処理部２１において、極座標系のままでスキャン相関処理を行うことにより、レーダアンテナ１１近傍のクラッタも精度良く除去することができる。
【００４６】
しかし前述のように、極座標系によるスキャン相関では、ターゲットの相対移動を補正することが難しいため、高速で相対移動するターゲットが抑圧される場合があるという問題がある。そこで、このような相対移動するターゲットを抑圧してしまわないように、極座標相関処理部２１における極座標系でのスキャン相関の効き具合を弱めておくと良い。即ち、本実施形態のレーダ信号処理装置１４は、極座標系でのスキャン相関の後段で更に直交座標系でスキャン相関を行うので、極座標系のスキャン相関だけで全てのクラッタを除去する必要はない。従って、上記のように極座標系のスキャン相関処理の効き具合を、ある程度弱くすることができるのである。これにより、相対移動するターゲットを抑圧しないようにすることができる。
【００４７】
直交座標相関処理部２２では、極座標から直交座標への座標変換が必要となり、直交座標相関処理済データの読み書きアドレスと、極座標系での座標と、が一体一で対応しなくなる結果、データの補間、間引きなどの処理が必要となる。このようにデータの補間、間引きなどの処理を行っているので、直交座標相関処理部２２でのスキャン相関の精度が低下してしまうという問題がある。特に、レーダアンテナ１１近傍のデータは間引き処理されてしまうため、当該データの精度が失われ易い。従って、直交座標相関処理部２２で行うスキャン相関処理では、レーダアンテナ１１近傍のクラッタを除去できない場合がある。しかし本実施形態のレーダ信号処理装置１４では、座標変換よりも前の段階で、極座標相関処理部２１によって、レーダアンテナ１１近傍のクラッタを精度良く除去することができる。従って、レーダアンテナ１１近傍のクラッタが残ってしまうという直交座標系でのスキャン相関処理の問題を解消することができる。
【００４８】
一方で、直交座標系のスキャン相関処理は、ターゲットの相対移動を補正する処理を行い易いという利点がある。例えば、座標変換部３２が座標変換を行う際に、前回のスキャンからの自船の移動量を考慮した座標変換を行うことで、自船の移動によるターゲットの相対移動を補正したスキャン相関を行うことができる。そこで、直交座標相関処理部２２においては、スキャン相関処理の際に、上記のようにターゲットの相対移動を補正する処理を行えば好適である。この結果、相対移動するターゲットが抑圧されにくくなるので、直交座標系でのスキャン相関の効き具合を強くすることができる。これにより、極座標相関処理部２１でのスキャン相関処理だけでは抑圧しきれなかったクラッタも、直交座標相関処理部２２でのスキャン相関処理により抑圧することができる。なお、直交座標系でターゲットの相対移動を補正する方法は各種考案されており、公知であるから説明は省略する。
【００４９】
このように、極座標系でのスキャン相関処理の後で、更に直交座標系でスキャン相関を行うことにより、両者の利点を組み合わせた良好なスキャン相関処理結果を得ることができる。即ち、相対移動するターゲットが抑圧されることを防ぎつつ、クラッタを確実に抑圧することができるのである。
【００５０】
以上で説明したように、本実施形態のレーダ信号処理装置１４は、信号取得部２０と、極座標相関処理部２１と、直交座標相関処理部２２と、を備える。そして、本実施形態のレーダ信号処理装置１４によるレーダ信号処理方法は、以下のように行うことになる。
【００５１】
即ち、まず、信号取得部２０が、受信信号に基づいて、受信データを極座標系で取得する（信号取得工程）。続いて、極座標相関処理部２１が、受信データに対して極座標系で相関処理を行う（極座標相関処理工程）。更に、直交座標相関処理部２２が、極座標相関処理部２１の相関処理結果を直交座標系に変換して相関処理を行う（直交座標相関処理工程）。
【００５２】
このように、極座標系で得られた受信データを、極座標系のままで相関処理する極座標相関処理部２１を設けたことにより、精度の高いスキャン相関処理を実現することができる。また、この極座標相関処理部２１の相関処理結果に対して、更に直交座標系で相関処理を行う直交座標相関処理部２２を設けたことにより、極座標系でのスキャン相関では抑圧しきれなかったクラッタ等を除去することができる。
【００５３】
次に、図２を参照して、上記実施形態の変形例について説明する。
【００５４】
この変形例のレーダ信号処理装置１４０は、上記実施形態の構成に加えて、スキャン相関処理のフィルタ係数αとβを調整する相関処理調整部３３を備えたものである。また、本変形例のレーダ信号処理装置１４０は、船速取得部（移動速度取得部）３４と、パルス幅取得部３５とを備えている。船速取得部３４は、レーダ信号処理装置１４０が備えつけられている船体の移動速度を、外部の船速センサ３６などから取得する（従って、船速取得部３４は、レーダ信号処理装置１４０の移動速度を取得しているとも言える）。また、パルス幅取得部３５は、レーダアンテナ１１から出力されるパルス信号のパルス幅を取得するように構成されている。パルス信号のパルス幅は、レーダ装置１０の表示レンジなどに応じて適宜設定される。
【００５５】
船速取得部３４が取得した船速と、パルス幅取得部３５が取得したパルス幅は、相関処理調整部３３に入力される。相関処理調整部３３は、船速及びパルス幅に応じて、極座標相関処理部２１におけるスキャン相関処理のフィルタ係数αを変化させるように構成されている。
【００５６】
即ち、船速（レーダ信号処理装置１４０の移動速度）が速くなると、ダーゲットの相対速度が大きくなるので、スキャン間でターゲットの位置が大きく変化する。前述のように、極座標系のスキャン相関処理では、相対移動するターゲットの位置を補正してスキャン相関処理を行うことができない。従って、極座標相関処理部２１のスキャン相関処理では、船速が速くなるほど、ターゲットが抑圧され易くなってしまう。
【００５７】
そこで、相関処理調整部３３は、船速が速くなるほど、極座標相関処理部２１のフィルタ係数αを小さくするように構成されている。式（１）から明らかなように、フィルタ係数αが小さくなるほど、最新の受信データＤr,θの影響が大きくなり、１スキャン前の極座標相関処理済データＳr,θの影響力が小さくなる。即ち、フィルタ係数αが小さくなるほど、極座標系でのスキャン相関処理の効き具合が弱くなる。従って、上記のように船速が速くなるほどフィルタ係数αを小さくすることにより、船速が速くなるほど、極座標相関処理部２１のスキャン相関処理の効きを弱くすることができる。これにより、船速が速くなることでターゲットが抑圧されてしまうことを防止できる。
【００５８】
また一方で、レーダアンテナ１１が出力するパルス信号のパルス幅が大きくなると、レーダ映像上でのターゲットの大きさが大きくなる結果、スキャン間でターゲットの相関を取り易くなる。このように相関を取り易くなるので、パルス幅が大きいときには、相対移動するターゲットがスキャン相関によって抑圧されにくくなる。従って、パルス幅が大きいときには、フィルタ係数αを大きくして、極座標系でのスキャン相関処理の効きを強くすることができる。そこで相関処理調整部３３は、パルス幅が大きくなるほど、フィルタ係数αを大きくして極座標相関処理部２１でのスキャン相関処理の効きを強くするように構成されている。
【００５９】
以上のように、相関処理調整部３３は、船速及びパルス幅に応じて、極座標相関処理部２１でのスキャン相関処理のフィルタ係数αを変化させるように構成されている。船速及びパルス幅と、フィルタ係数αと、の関係を、図３に一例として示す。
【００６０】
なお、船速が一定を超えると、ターゲットの相対移動が激しくなる結果、極座標系でスキャン間のターゲットの相関をとることがほぼ不可能になる。そこで図３に示すように、船速がある一定速度を超えると、相関処理調整部３３は、フィルタ係数αをゼロとするように構成されている。即ち、船速が一定速度を超えると、極座標系でのスキャン相関処理がオフとなる。このように、船速に応じて、極座標相関処理部２１でのスキャン相関処理を行わないようにすることもできる。この場合であっても、極座標相関処理部２１の後段で直交座標相関処理部２２によるスキャン相関処理を行うことができるので、クラッタを抑圧することができる。
【００６１】
また、相関処理調整部３３は、極座標系のスキャン相関処理の効き具合と、直交座標系のスキャン相関処理の効き具合とを連動して調整するように構成されている。即ち、相関処理調整部３３は、極座標相関処理部２１のフィルタ係数αを大きくしたときには、直交座標相関処理部２２のフィルタ係数βを小さくする。逆に、極座標相関処理部２１のフィルタ係数αを小さくしたときには、直交座標相関処理部２２のフィルタ係数βを大きくするように構成されている。
【００６２】
これによれば、極座標相関処理部２１と直交座標相関処理部２２を合わせた全体のスキャン相関処理の効き具合を、略一定に保つことができる。従って、上記の構成によれば、船速やパルス幅に応じた適切なスキャン相関処理を実現することができる。
【００６３】
以上に本発明の好適な実施の形態及び変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【００６４】
本発明のレーダ装置は、船舶用のレーダ装置に限らず、他の用途のレーダ装置にも広く適用することができる。
【００６５】
極座標相関処理部２１と直交座標相関処理部２２との間で、極座標系で実行可能な他の処理を行っても良い。例えば、極座標相関処理部２１が出力した極座標相関処理済データに対して、公知のＡＲＰＡ（自動衝突予防援助装置）などの処理を行うことができる。
【図１】
2013118731.tif 000003
【図２】
2013118731.tif 000004
【図３】
2013118731.tif 000005
【国際調査報告】
2013118731.tif 000006
2013118731.tif 000007
2013118731.tif 000008
2013118731.tif 000009