(57)【要約】      （修正有）【課題】レンジサイドローブによる目標信号の誤検出を効果的に低減できるレーダ装置の信号処理を提供する。【解決手段】レーダ装置の信号処理装置は、パルス圧縮部と、目標検出信号処理部と、データ融合処理部とを備えた構成である。前記パルス圧縮部は、アンテナにより受信された信号に対するパルス圧縮処理を行う。前記目標検出信号処理部は、前記パルス圧縮部から出力される信号からレンジ軸での目標信号を検出する。前記データ融合処理部は、レンジサイドローブに応じたレンジ軸補助信号と前記目標信号の各レベルを比較した比較結果に基づいて、前記目標信号から前記レンジサイドローブによる誤検出部分を棄却する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナにより受信された受信信号に対するパルス圧縮処理を行うパルス圧縮手段と、
前記パルス圧縮手段から出力される信号から、レンジ軸での目標信号を検出する目標検出手段と、
レンジサイドローブに応じたレンジ軸補助信号と前記目標信号との各レベルを比較した比較結果に基づいて、前記目標信号から前記レンジサイドローブによる誤検出部分を棄却するデータ処理手段と
を具備するレーダ装置の信号処理装置。
【請求項２】
前記受信信号から、レンジ軸に発生するレンジサイドローブに対応する前記レンジ軸補助信号を生成するレンジ軸補助信号生成手段を有する、請求項１に記載のレーダ装置の信号処理装置。
【請求項３】
前記データ処理手段は、
前記比較結果に基づいて、レンジ軸での目標信号に対応する目標情報を生成して出力する、請求項１または２のいずれか１項に記載のレーダ装置の信号処理装置。
【請求項４】
前記データ処理手段は、
前記比較結果に基づいて、前記目標信号のレベルが前記レンジ軸補助信号のレベルより大きい、レンジ軸での目標を示す目標情報を生成して出力する、請求項１または２のいずれか１項に記載のレーダ装置の信号処理装置。
【請求項５】
前記目標検出手段は、レンジ軸に発生するレンジサイドローブに応じた誤検出部分を含む前記目標信号を検出する、請求項１から４のいずれか１項に記載のレーダ装置の信号処理装置。
【請求項６】
アンテナ及び信号処理装置を有するレーダ装置に適用する信号処理方法であって、
前記アンテナにより受信された受信信号に対するパルス圧縮処理を行う処理と、
前記パルス圧縮処理により得られる信号から、レンジ軸での目標信号を検出する処理と、
レンジサイドローブに応じたレンジ軸補助信号と前記目標信号との各レベルを比較した比較結果に基づいて、前記目標信号から前記レンジサイドローブによる誤検出部分を棄却する処理と
を実行する信号処理方法。
【請求項７】
前記受信信号から、レンジ軸に発生するレンジサイドローブに対応する前記レンジ軸補助信号を生成する処理を有する、請求項６に記載の信号処理方法。
【請求項８】
前記比較結果に基づいて、レンジ軸での目標信号に対応する目標情報を生成して出力する処理を有する、請求項６または７のいずれか１項に記載の信号処理方法。
【請求項９】
前記比較結果に基づいて、前記目標信号のレベルが前記レンジ軸補助信号のレベルより大きい、レンジ軸での目標を示す目標情報を生成して出力する処理を有する、請求項６または７のいずれか１項に記載の信号処理方法。
【請求項１０】
前記目標信号を検出する処理は、レンジ軸に発生するレンジサイドローブに応じた誤検出部分を含む前記目標信号を検出する、請求項７から９のいずれか１項に記載の信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、レーダ装置の信号処理装置及び信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、例えば航空機搭載用レーダや、地上設置の目標探知用レーダなどのレーダ装置は、送信パルスを指定方向に送信し、その反射信号（エコーパルス）を受信して、送受信の時間差を目標に対する距離（レンジ）として換算する。
【０００３】
具体的には、レーダ装置の信号処理装置は、受信した信号に対するパルス圧縮処理後の信号から、レンジ軸において目標信号を検出するための信号処理を実行する。ここで、受信した信号には、目標信号を含むメインローブと共に、レンジ軸に発生するレンジサイドローブが含まれる。このレンジサイドローブは、目標信号を検出する際の誤検出の要因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１２９６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
レーダ装置の信号処理装置は、一般的に目標信号の誤検出を低減するために、受信した信号に対するパルス圧縮処理時に窓関数を乗算して、パルス圧縮処理によるレンジサイドローブを抑圧する処理を行っている。しかし、目標（物体）が非常に大きい場合は、抑圧後のレンジサイドローブのレベルも大きな値となり、効果的に誤検出を低減することが困難となる。
【０００６】
そこで、受信した信号から目標信号を検出する際に、レンジサイドローブによる誤検出を効果的に低減できるレーダ装置の信号処理装置を実現するという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態のレーダ装置の信号処理装置は、パルス圧縮手段と、目標検出手段と、データ処理手段とを備えた構成である。前記パルス圧縮手段は、アンテナにより受信された信号に対するパルス圧縮処理を行う。前記目標検出手段は、前記パルス圧縮手段から出力される信号からレンジ軸での目標信号を検出する。前記データ処理手段は、レンジサイドローブに応じたレンジ軸補助信号と前記目標信号の各レベルを比較した比較結果に基づいて、前記目標信号から前記レンジサイドローブによる誤検出部分を棄却する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に関する信号処理装置を含むレーダ装置の構成を説明するためのブロック図。
【図２】実施形態に関する信号処理装置の動作を説明するためのブロック図。
【図３】実施形態に関するレンジサイドローブを説明するための図。
【図４】実施形態に関する信号処理装置の処理を説明するためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下図面を参照して、実施形態を説明する。
［信号処理装置の構成］
図１は、本実施形態のレーダ装置に含まれる信号処理装置の構成を示すブロック図である。本実施形態のレーダ装置は、例えば航空機搭載用レーダや、地上設置の目標探知用レーダなどに適用可能である。図１に示すように、レーダ装置は、本実施形態の信号処理装置１、アンテナユニット２、受信機３及び制御部４を有する。
【００１０】
アンテナユニット２は、例えば、複数のアンテナ素子から構成されるアレーアンテナ（array antenna）装置等であり、受信した信号（送信パルスの反射波であるエコーパルス）を受信機３に転送する。受信機３は増幅器やフィルタ等を含み、各種の受信処理後の信号を信号処理装置１に出力する。信号処理装置１は、プロセッサ等のハードウェア及びソフトウェアにより構成される信号処理ユニットである。
【００１１】
信号処理装置１は、Ａ／Ｄコンバータ１０と、パルス圧縮部１１と、目標検出信号処理部１２と、データ融合処理部１３と、レンジ軸補助信号生成処理部１４とを有する。Ａ／Ｄコンバータ１０は、受信機３から出力される信号（受信した信号）をデジタル信号１００に変換する。パルス圧縮部１１は、Ａ／Ｄコンバータ１０から出力される信号１００に対してパルス圧縮処理を行う。
【００１２】
目標検出信号処理部１２は、パルス圧縮部１１によりパルス圧縮処理後の信号１１０から、レンジ軸での目標信号１２０を検出する処理を行う。データ融合処理部１３は、目標検出信号処理部１２から出力される目標信号１２０と、レンジ軸補助信号生成処理部１４により生成されるレンジ軸補助信号１４０とを融合する融合処理を行う。レンジ軸補助信号生成処理部１４は、制御部４からの制御信号１５０に応じて、Ａ／Ｄコンバータ１０から出力される信号１００を入力し、レンジ軸補助信号１４０を生成する。制御部４は、例えば受信処理時において、目標に対するレンジを算出する際に制御信号１５０をレンジ軸補助信号生成処理部１４に出力する。
【００１３】
本実施形態では、融合処理とは、受信信号のレンジサイドローブにより発生する目標信号の誤検出を、低減するための処理である。データ融合処理部１３は、後述するように、レンジ軸補助信号１４０を使用して目標信号に対応する目標情報１３０を生成して出力する。
［信号処理装置の動作］
以下、図２から図４を参照して、本実施形態の信号処理装置１の動作を説明する。図２は、信号処理装置１の動作を説明するためのブロック図である。図３はレンジサイドローブを説明するための図である。図４は、信号処理装置１の処理を説明するためのフローチャートである。
【００１４】
図４に示すように、信号処理装置１は、アンテナユニット２により受信した信号（送信パルスの反射波であるエコーパルス）を、受信機３を経由して入力する（ステップＳ１）。信号処理装置１は、Ａ／Ｄコンバータ１０により、受信機３から出力される信号をデジタルの受信信号１００に変換する。
【００１５】
信号処理装置１では、図２に示すように、パルス圧縮部１１は、Ａ／Ｄコンバータ１０から出力されるデジタルの受信信号１００に対してパルス圧縮処理を行う（ステップＳ２）。ここで、レーダ装置では、送信せん頭電力を低減する目的で、送信パルスのパルス幅を長くしてレベルを下げる処理が行われる。パルス幅を長くすると、レンジ分解能が低下する。そこで、信号処理装置１は、受信時の信号処理の中で、受信パルスの幅を短くしてレベルを上げるためにパルス圧縮処理を実行するパルス圧縮部１１を有する。
【００１６】
目標検出信号処理部１２は、パルス圧縮部１１から出力される、パルス圧縮処理後の信号１１０からレンジ軸での目標信号（受信信号）１２０を検出する（ステップＳ３）。ここで、図３に示すように、パルス圧縮処理後の信号１１０には、レンジ軸に発生する目標信号（受信信号）を含むメインローブ２００と共に、目標信号の誤検出の要因となるレンジサイドローブ２１０が含まれる。
【００１７】
目標検出信号処理部１２は、例えば積分処理と閾値による検出処理を実行して、レンジ軸での目標を含む受信信号１２０をデータ融合処理部１３に出力する。ここで、図２に示すように、目標検出信号処理部１２からの受信信号１２０には、レンジサイドローブにより誤検出された誤検出部分が含まれている。
【００１８】
一方、レンジ軸補助信号生成処理部１４は、制御部４からの制御信号１５０に応じて、Ａ／Ｄコンバータ１０から出力されるデジタルの受信信号１００を入力し、レンジ軸補助信号１４０を生成する。レンジ軸補助信号生成処理部１４は、デジタルの受信信号１００に含まれる、レンジ軸でのレンジサイドローブを検出したレンジ軸補助信号（図２に示す信号１４０）を生成して、データ融合処理部１３に出力する。
【００１９】
データ融合処理部１３は、目標検出信号処理部１２から出力された受信信号（目標信号）１２０と、レンジ軸補助信号生成処理部１４から出力されたレンジ軸補助信号１４０とを融合する処理を実行する（ステップＳ４）。即ち、データ融合処理部１３は、レンジ軸での受信信号１２０とレンジ軸補助信号１４０とを融合し、受信信号１２０とレンジ軸補助信号１４０の各レベルを比較する。
【００２０】
データ融合処理部１３は、受信信号１２０のレベルがレンジ軸補助信号１４０のレベルより大きい、レンジ軸での目標値を示す目標情報１３０を出力する（ステップＳ５）。これにより、レーダ装置は、当該目標情報１３０を使用して目標に対するレンジ（距離）を算出できる。
【００２１】
以上のように本実施形態によれば、Ａ／Ｄコンバータ１０から出力された受信信号１００からレンジ軸に発生するレンジサイドローブに対応するレンジ軸補助信号１４０を生成し、当該レンジ軸補助信号１４０と、目標検出信号処理部１２から出力された受信信号１２０とを融合させる処理により、当該レンジサイドローブに対応する誤検出部分を受信信号１２０から棄却することができる。具体的には、受信信号１２０とレンジ軸補助信号１４０の各レベルを比較することにより、レンジ軸において、相対的に受信信号１２０のレベルが大きいレンジ軸での目標値を示す目標情報１３０を生成する。
【００２２】
従って、結果的に誤検出を低減して、受信信号１２０からレンジ軸での目標値を効果的に検出することが可能となる。換言すれば、誤検出を低減するために、受信信号に対するパルス圧縮処理時におけるレンジサイドローブの抑圧処理が不十分な場合でも、効果的な誤検出の低減を実現することが可能となる。
【００２３】
なお、本実施形態では、目標が１つの場合について説明したが、これに限ることなく、例えば２つの目標に対するレンジを求める場合にも適用できる。但し、一方の目標信号を抑制しないようなレンジ軸補助信号を生成することが必要である。
【００２４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００２５】
１…信号処理装置、２…アンテナユニット、３…受信機、４…制御部、
１０…Ａ／Ｄコンバータ、１１…パルス圧縮部、１２…目標検出信号処理部、
１３…データ融合処理部、１４…レンジ軸補助信号生成処理部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2018155599.tif 000005
【図４】
2018155599.tif 000006