(57)【要約】      （修正有）【課題】速度分散の大きいウェザクラッタ等を高度に抑圧でき、各受信信号で得たドップラ情報から目標の対レーダ速度を得る。【解決手段】同一の変調の２以上の単位信号を送信単位である１パルス内に繰り返して配列したレーダ信号を生成する信号生成部と、前記レーダ信号を形成する同一の変調を施した単位信号を参照信号として、前記受信信号に含まれる単位信号の成分を圧縮するパルス圧縮部と、１パルス内でクラッタ成分を抑制するパルス内クラッタ抑圧部と、前記受信信号に消え残る信号成分を抑圧する消え残り信号抑圧部と、探知目標で反射した各距離の受信信号の単位信号をピックアップし、フーリェ変換処理により受信信号をドップラ周波数毎に積分して単位信号列積分値を得る単位信号列積分部と、前記単位信号列積分値を積分するパルス間信号積分部と、前記積分値について、閾値より大きい信号を目標信号として抽出する目標信号抽出部とを有している。【選択図】図１
2011080961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダ信号供給部からの送信信号を探知目標に向けて送信し、前記探知目標で反射した受信信号を信号処理部で信号処理することにより前記目標を探知するレーダ装置であって、
前記レーダ信号供給部は、
同一の変調を施した信号である２以上の単位信号を送信単位である１パルス内に繰り返して配列したレーダ信号を生成する信号生成部を有し、
前記信号処理部は、
前記受信信号と、前記受信信号を取得するために前記レーダ信号供給部の出力したレーダ信号とを入力として、前記レーダ信号を形成する同一の変調を施した単位信号を参照信号として、前記受信信号に含まれる単位信号の成分を圧縮するパルス圧縮部と、
前記パルス圧縮部がパルス圧縮した受信信号について、１パルス内でクラッタ成分を抑制するパルス内クラッタ抑圧部と、
前記パルス内クラッタ抑圧部の出力するパルス内クラッタ処理後に受信信号の端部に消え残る信号成分を抑圧する消え残り信号抑圧部と、
前記消え残り信号抑圧部で得た受信信号について、探知目標の異なり位置で反射した各距離の受信信号を構成する単位信号をピックアップして、フーリェ変換処理により前記受信信号をドップラ周波数毎に積分して単位信号列積分値を得る単位信号列積分部と、
前記単位信号列積分部で得た単位信号列積分値を、同じ信号長の単位信号によるレーダ信号で得た受信信号毎に、受信信号間で積分するパルス間信号積分部と、
前記パルス間信号積分部で得た積分値について、閾値より大きい信号を目標信号として抽出する目標信号抽出部とを有することを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、さらに、
前記目標信号抽出部で得た目標信号について、単位信号の信号長の異なるレーダ信号で得た目標信号が共通して示す距離値を求め、当該目標信号の距離値として確定する目標距離確定部を有する請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記レーダ信号供給部は、さらに、
前記信号生成部から出力されたレーダ信号を形成している個々の単位信号の信号長を、レーダ信号毎、或いはレーダ信号のグループ毎に変更する信号長可変部を有する請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記消え残り信号抑圧部は、
主に孤立したクラッタ成分の消え残り信号を抑圧する孤立信号抑圧処理を行い、異なる距離の探知目標で反射した各距離の単位信号列の平均振幅値に比して異常に大きな振幅値をもつ信号を求め、その振幅値が単位信号列の平均値となるように前記求めた信号の成分値を抑圧し、
広域に拡がったクラッタ成分の消え残り信号を抑圧する消え残り信号群抑圧処理を行い、前記孤立信号抑圧処理で求めた信号の成分値を前記振幅値の移動平均値で除算処理し、全信号の平均振幅値を“１”とすることにより、消え残りの信号群が大きなノイズ成分となるのを抑制するものである請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記目標信号抽出部は、前記パルス間信号積分部で得た積分値に基づいてドップラ周波数成分毎の平均値を求め、その平均値の数倍の値を超える信号を目標信号として抽出するものである請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項６】
レーダ信号供給部からの送信信号を探知目標に向けて送信し、前記探知目標で反射した受信信号を信号処理部で信号処理することにより前記目標を探知するレーダ装置を用いて、目標を探知する目標探知方法であって、
同一の変調を施した信号である２以上の単位信号を送信単位である１パルス内に繰り返して配列したレーダ信号を前記送信信号として生成し、
前記受信信号と、前記受信信号を取得するために出力したレーダ信号とを入力として、前記レーダ信号を形成する同一の変調を施した単位信号を参照信号として、前記受信信号に含まれる単位信号の成分を圧縮し、
前記パルス圧縮した受信信号について、１パルス内でクラッタ成分を抑制し、
前記パルス内クラッタ処理後に受信信号の端部に消え残る信号成分を抑圧し、
前記消え残り信号抑圧した受信信号について、異なる距離の探知目標で反射した各距離の受信信号を構成する単位信号Ｕをピックアップして、フーリェ変換処理により前記受信信号をドップラ周波数毎に積分して単位信号列積分値を取得し、
前記取得した単位信号列積分値を、同じ信号長の単位信号によるレーダ信号で得た受信信号毎に、受信信号間で積分し、
前記積分で得た積分値について、閾値より大きい信号を目標信号として抽出することを特徴とする目標探知方法。
【請求項７】
前記抽出した目標信号について、単位信号の信号長の異なるレーダ信号で得た目標信号が共通して示す距離値を求め、当該目標信号の距離値として確定する請求項６に記載の目標探知方法。
【請求項８】
前記レーダ信号を形成している個々の単位信号の信号長を、レーダ信号毎、或いはレーダ信号のグループ毎に変更する請求項６に記載の目標探知方法。
【請求項９】
主に孤立したクラッタ成分の消え残り信号を抑圧する孤立信号抑圧処理を行い、異なる距離の探知目標で反射した各距離の単位信号列の平均振幅値に比して異常に大きな振幅値をもつ信号を求め、その振幅値が単位信号列の平均値となるように前記求めた信号の成分値を抑圧し、
広域に拡がったクラッタ成分の消え残り信号を抑圧する消え残り信号群抑圧処理を行い、前記孤立信号抑圧処理で求めた信号の成分値を前記振幅値の移動平均値で除算処理し、全信号の平均振幅値を“１”とすることにより、消え残りの信号群が大きなノイズ成分となるのを抑制する請求項６に記載の目標探知方法。
【請求項１０】
前記積分で得た積分値に基づいてドップラ周波数成分毎の平均値を求め、その平均値の数倍の値を超える信号を目標信号として抽出する請求項６に記載の目標探知方法。
【請求項１１】
レーダ信号供給部からの送信信号を探知目標に向けて送信し、異なる距離の探知目標で反射した受信信号を信号処理部で信号処理することにより前記目標を探知するレーダ装置を用いて、目標を探知する制御を行う目標探知プログラムであって、
前記レーダ装置のコンピュータに、
同一の変調を施した信号である２以上の単位信号を送信単位である１パルス内に繰り返して配列したレーダ信号を前記送信信号として生成する機能と、
前記受信信号と、前記受信信号を取得するために出力したレーダ信号とを入力として、前記レーダ信号を形成する同一の変調を施した単位信号を参照信号として、前記受信信号に含まれる単位信号の成分を圧縮する機能と、
前記パルス圧縮した受信信号について、１パルス内でクラッタ成分を抑制する機能と、
前記パルス内クラッタ処理後に受信信号の端部に消え残る信号成分を抑圧する機能と、
前記消え残り信号抑圧した受信信号について、探知目標の異なり位置で反射した各距離の受信信号を構成する単位信号Ｕをピックアップして、フーリェ変換処理により前記受信信号をドップラ周波数毎に積分して単位信号列積分値を取得する機能と、
前記取得した単位信号列積分値を、同じ信号長の単位信号によるレーダ信号で得た受信信号毎に、受信信号間で積分する機能と、
前記積分で得た積分値について、閾値より大きい信号を目標信号として抽出する機能とを実行させることを特徴とする目標探知プログラム。
【請求項１２】
前記コンピュータに、
前記抽出した目標信号について、単位信号の信号長の異なるレーダ信号で得た目標信号が共通して示す距離値を求め、当該目標信号の距離値として確定する機能を実行させる請求項１１に記載の目標探知プログラム。
【請求項１３】
前記コンピュータに、
前記レーダ信号を形成している個々の単位信号の信号長を、レーダ信号毎、或いはレーダ信号のグループ毎に変更する機能を実行させる請求項１１に記載の目標探知プログラム。
【請求項１４】
前記コンピュータに、
主に孤立したクラッタ成分の消え残り信号を抑圧する孤立信号抑圧処理を行い、異なる距離の探知目標で反射した各距離の単位信号列の平均振幅値に比して異常に大きな振幅値をもつ信号を求め、その振幅値が単位信号列の平均値となるように前記求めた信号の成分値を抑圧する機能と、
広域に拡がったクラッタ成分の消え残り信号を抑圧する消え残り信号群抑圧処理を行い、前記孤立信号抑圧処理で求めた信号の成分値を前記振幅値の移動平均値で除算処理し、全信号の平均振幅値を“１”とすることにより、消え残りの信号群が大きなノイズ成分となるのを抑制する機能とを実行させる請求項１１に記載の目標探知プログラム。
【請求項１５】
前記コンピュータに、
前記積分で得た積分値に基づいてドップラ周波数成分毎の平均値を求め、その平均値の数倍の値を超える信号を目標信号として抽出する機能を実行させる請求項１１に記載の目標探知プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッタを抑圧する能力を向上させたレーダ装置、目標探知方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダ装置は、送信信号を目標に照射して目標等で反射された信号を受信し、受信信号に含まれる地上の地物や雨等からの反射信号であるクラッタや電波妨害等によるノイズ成分を抑圧して、目標信号を検出している。そのさい、目標のレーダ反射断面積が小さくなると、目標からの反射信号は小さくなるので、地上の地物や雨等からの反射信号であるクラッタや電波妨害の影響が相対的に大きくなる。このため、レーダ反射断面積の小さい目標を探知することが求められるレーダ装置では、レーダ装置のクラッタ抑圧能力と対電波妨害能力を強化する必要がある。
【０００３】
汎用の航空機等を主探知対象とするレーダ装置は、クラッタの抑圧に用いるドップラ情報を送信信号でサンプリングして得ている（特許文献１〜特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２５７９１０号公報
【特許文献２】特開平１１−２２３６７２号公報
【特許文献３】特開２００１−２６４４１２号公報
【特許文献４】特許第３００６８１５号公報
【特許文献５】特許第４００５００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、既に開発されている前記レーダ装置では、クラッタの抑圧に用いるドップラ情報を、送信パルスの間隔でサンプリングして得ていることに起因して、次の様な課題がある。その課題について説明する。
【０００６】
送信パルスの間隔を広く設定する必要のある地上設置型の長距離対空レーダ装置では、ドップラ周波数の周期長に対するサンプリングが粗くなることから、得られるドップラ情報は数m/s〜数十m/s の単位で速度のアンビギュィティ（ambiguity）を持つ。
【０００７】
その結果、大きな速度分散を持つウェザクラッタ等を高度に抑圧するのを困難であるという課題がある。また、速度のアンビギュィティが大きいので、ドップラ情報から目標の対レーダ速度を得ることも困難であるという課題がある。
【０００８】
さらに、アクティブ電波妨害等を効果的に回避するために送信周波数を送信信号毎に変更すると、ドップラ情報が得られなくなり、クラッタを抑圧する能力が失われるという課題がある。
【０００９】
本発明の目的は、パルス内でクラッタ成分を抑圧することにより、上述したパルスドップラ方式の課題を解決したレーダ装置、目標探知方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した様に、前記レーダ装置が有している課題は、クラッタの抑圧に用いるドップラ情報を送信パルスの間隔でサンプリングして得ていることに起因する。
【００１１】
従って、これらの課題を解決するに、本発明は、ドップラ情報のサンプリング間隔を稠密にして、受信信号内でドップラ情報を得ることにより、クラッタを抑圧すること意図したものである。
【００１２】
そこで、本発明では、送信単位である送信信号の１パルス内に同一の変調を施した単位信号を複数個配列したレーダ信号を、前記送信信号として用いることにより、ドップラ情報を前記単位信号の間隔でサンプリングして得ている。
【００１３】
上述した本発明の構成により、クラッタの抑圧に用いるドップラ情報を各送信信号でサンプリングして得ていることに起因する課題を解決している。なお、前記送信信号として、送信信号の１パルス内に同一の変調を施した単位信号を複数個配列したレーダ信号を用いると、目標の距離にアンビギュィティ（ambiguity）が生じるが、これは前記レーダ信号を形成している単位信号の信号長を変更することで対処する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、パルス内でクラッタ成分を抑圧することにより、上述したパルスドップラ方式の課題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るレーダ装置を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態に用いるレーダ信号供給部の具体例を示す構成図である。
【図３】本発明の実施形態に用いるレーダ信号の具体例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に信号処理部の具体例を示す構成図である。
【図５】本発明の実施形態において受信信号をパルス圧縮処理した信号を示す波形図である。
【図６】本発明の実施形態において、パルス内クラッタ抑圧処理を説明する図である。
【図７】本発明の実施形態において、パルス内クラッタ抑圧処理した信号を示す波形図である。
【図８】本発明の実施形態において、パルス内クラッタ抑圧処理後の信号に消え残るクラッタを抑制処理した後の信号を示す波形図である。
【図９】本発明の実施形態において、目標を探知する方法を示すチャートフローである。
【図１０】本発明の実施形態において、孤立大信号を抑圧処理する過程を示すチャートフローである。
【図１１】本発明の実施形態において、消え残り信号群を抑圧処理する過程を示すチャートフローである。
【図１２】本発明の実施形態において、単位信号列を積分処理する過程を示すチャートフローである。
【図１３】本発明の実施形態において、目標信号を抽出する過程を示すチャートフローである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１に示す様に、本発明の実施形態に係るレーダ装置は、レーダ信号を生成するレーダ信号供給部１と、レーダの搬送波を前記レーダ信号供給部１で生成したレーダ信号で変調して増幅する送信部２と、前記送信部２の出力する送信信号を指定された方向に送信し、かつ目標等で反射した受信信号を受信するアンテナ部３と、前記アンテナ部３で受信した前記受信信号を増幅し、前記受信信号から前記搬送波の成分を除く受信部４と、前記受信部４の出力する信号を処理して目標信号を抽出する信号処理部５と、前記信号処理部５で得た目標信号を含むデータを表示するとともに、前記レーダ信号生成部１,送信部２，アンテナ部３，受信部４及び信号処理部５を制御する表示・制御部６とを有している。
【００１８】
さらに、本発明の実施形態に係るレーダ装置に用いる前記レーダ信号生成部１と前記信号処理部５との具体例について説明する。
【００１９】
前記レーダ信号供給部１は図２に示す様に、信号生成部７と、信号長可変部８とを有している。以下では、信号生成部７及び信号長可変部８とをハードウェアとして構築した例を説明するが、コンピュータにプログラムを実行させることにより、ソフトウェア上で信号生成部７及び信号長可変部８とを実現するようにしてもよい。
【００２０】
前記信号生成部７は図３に示す様に、チャープ変調等の変調を同一に施した信号である２以上の単位信号Ｕを送信単位である１パルスＰ内に繰り返して配列したレーダ信号Ｓ（Ｓ１，Ｓ２・・・Ｓｎ）を生成する機能を有している。図３の例では、前記信号生成部７は、レーダ信号Ｓを形成する単位信号Ｕとして、同一の変調を施した三角波形の単位信号を生成しているが、これに限られるものではない。要は、送信単位である１パルス内に同一の変調を施した２以上の単位信号Ｕを繰り返して配列することにより、ドップラ情報のサンプリングを緻密にして送信信号であるレーダ信号に基づいて取得した受信信号内でドップラ情報を得ることが目的であるから、前記単位信号Ｕは、同一の変調を施した信号であれば、いずれのものであってもよいものである。
【００２１】
さらに、前記信号生成部７は、前記表示・制御部６からの制御の下で、前記レーダ信号Ｓ１，Ｓ２・・・Ｓｎを個々に一定間隔毎に出力する、或いは、例えば連続する２つのレーダ信号Ｓ１とレーダ信号Ｓ２とを１つのグループとし、次に連続する２つのレーダ信号Ｓ３とレーダ信号Ｓ４とを１つのグループとして、これらのレーダ信号Ｓ１及びＳ２とレーダ信号Ｓ３及びＳ４とをグループ単位で一定間隔毎に出力する機能を有している。これらの場合、前記レーダ信号Ｓ１，Ｓ２・・・Ｓｎの個々は、送信単位となる。
【００２２】
なお、前記信号生成部７は、後述の処理で得られるドップラ情報が速度アンビギュィティを有しないようにするために、単位信号Ｕの信号長Ｌを想定する探知目標の最大対レーダ速度で生起するドップラ偏移の周期長の１／２以下とすることが望ましい。また、図３の例では、前記信号生成部７は、連続する２つのレーダ信号Ｓ１及びＳ２，Ｓ３及びＳ４を１つのグループとして出力するようにしたが、これに限られるものではない。前記信号生成部７は、１つのグループに含まれるレーダ信号Ｓの個数を適宜変更して出力するものである。
【００２３】
前記信号長可変部８は、探知目標の距離にアンビギュィティ（ambiguity）が生じるのを回避するために、前記信号生成部７から出力されたレーダ信号Ｓを形成している個々の単位信号Ｕの信号長Ｌを、レーダ信号Ｓ１，Ｓ２・・・又はＳｎ毎、或いはレーダ信号Ｓのグループ毎に変更する機能を有している。
【００２４】
前記信号処理部５は図４に示す様に、パルス圧縮部８と、パルス内クラッタ抑圧部９と、消え残り信号抑圧部１０と、単位信号列積分部１１と、パルス間信号積分部１２と、目標信号抽出部１３と、目標距離確定部１４とを有している。以下では、パルス圧縮部８と、パルス内クラッタ抑圧部９と、消え残り信号抑圧部１０と、単位信号列積分部１１と、パルス間信号積分部１２と、目標信号抽出部１３と、目標距離確定部１４とをハードウェアとして構築した例を説明するが、コンピュータにプログラムを実行させることにより、ソフトウェア上で、パルス圧縮部８と、パルス内クラッタ抑圧部９と、消え残り信号抑圧部１０と、単位信号列積分部１１と、パルス間信号積分部１２と、目標信号抽出部１３と、目標距離確定部１４とを実現するようにしてもよい。
【００２５】
前記パルス圧縮部８は、前記受信部４の出力する受信信号と、前記受信信号を取得するために前記レーダ信号供給部１の出力したレーダ信号Ｓとを入力として、前記レーダ信号Ｓを形成する同一の変調を施した単位信号Ｕを参照信号として、前記受信部４の出力する前記受信信号に含まれる単位信号Ｕの成分を圧縮する機能を有している。
【００２６】
前記パルス圧縮部８は、前記レーダ信号Ｓとして、例えば図３に示した三角波形の単位信号Ｕを２以上繰り返して配列したレーダ信号Ｓを用いた場合、前記レーダ信号Ｓを形成する同一の変調を施した単位信号Ｕを参照信号として、前記受信部４からの前記受信信号に含まれる単位信号Ｕの成分を圧縮することにより、図５に示す様なパルス圧縮後の信号を出力する。図５において、図の横軸は、探知目標で反射した受信信号を前記受信部４で受信した時刻を表し、縦軸はパルス圧縮した信号の振幅値を表している。
【００２７】
前記パルス内クラッタ抑圧部９は、前記パルス圧縮部８がパルス圧縮した受信信号（例えば図５に示す信号）について、単位信号Ｕの相互間で差分を求めるなどの方法により１パルスＰ内でクラッタ成分を抑制する機能を有している。具体例を用いて説明する。
【００２８】
前記パルスクラッタ抑圧部９は図６（ａ）に示す様に、前記パルス圧縮部８がパルス圧縮した受信信号（例えば図５に示す信号）を元の受信信号Ｒ１とし、その元の受信信号Ｒ１をコピーし、そのコピーした受信信号を元の受信信号Ｒ１に対して単位信号Ｕの信号長Ｌだけシフトさせて受信信号Ｒ２を得て、元の受信信号Ｒ１とコピーした受信信号Ｒ２との差分を演算により求め、前記差分による信号Ｒ３を得ることにより、１パルスＰ内でクラッタ成分を抑圧する。図６（ａ）において、受信信号Ｒ２を得る際には、元の受信信号Ｒ１のＩ（In-phase）及びＱ（Quadrature）成分をそれぞれコピーする。また、図６（ａ）に示す○は元の単位信号Ｕを示しており、＊は差分演算処理後の信号を示している。
【００２９】
前記パルスクラッタ抑圧部９は図６（ａ）に示す様に、元の受信信号Ｒ１とコピーした受信信号Ｒ２とを単位信号Ｕの信号長Ｌだけ相互にシフトさせて差分を演算している。ここで、受信信号Ｒ１とＲ２とは１パルス内に２以上の単位信号Ｕを配列したレーダ信号Ｓに基づくものである。したがって、受信信号Ｒ１にウェブクラッタなどのクラッタが重畳した場合、受信信号Ｒ１に単位信号Ｕの相互間に重畳することとなり、しかも、受信信号Ｒ２は受信信号Ｒ１をコピーしたものであるから、受信信号Ｒ１と受信信号Ｒ２とには、前記クラッタが単位信号Ｕ間の同一の位置に重畳しているから、差分演算処理をすることにより、前記クラッタが抑圧されることとなる。
【００３０】
図６（ａ）に示す例では、差分演算処理により１パルスＰ内でクラッタ成分を抑圧する方式について説明したが、これに限られるものではない。別の例を図６（ｂ）に基づいて説明する。
【００３１】
図６（ｂ）の例では、前記パルスクラッタ抑圧部９は、前記パルス圧縮部８がＭＴＩ−Ａ処理によりパルス圧縮した受信信号を元の受信信号Ｒ４とし、その元の受信信号Ｒ４をコピーし、その受信信号を元の受信信号Ｒ４に対して単位信号Ｕの信号長Ｌだけシフトさせて受信信号Ｒ５を得て、元の受信信号Ｒ４とコピーした受信信号Ｒ５との差分を演算により求め、前記差分による信号Ｒ６を得ることにより、１パルスＰ内でクラッタ成分を抑圧する。図６（ｂ）において、受信信号Ｒ５を得る際には、元の受信信号Ｒ４のＩ（In-phase）及びＱ（Quadrature）成分をそれぞれコピーする。また、図６（ｂ）に示す○は元の単位信号Ｕを示しており、＊は差分演算処理後の信号を示している。
【００３２】
図６（ｂ）に示す場合にも図６（ａ）と同様に、前記パルスクラッタ抑圧部９は、元の受信信号Ｒ４とコピーした受信信号Ｒ５とを単位信号Ｕの信号長Ｌだけ相互にシフトさせて差分を演算している。図６（ｂ）の場合も同様に、受信信号Ｒ４にウェブクラッタなどのクラッタが重畳した場合、受信信号Ｒ４に単位信号Ｕの相互間に重畳し、しかも、受信信号Ｒ５は受信信号Ｒ４をコピーしたものであるから、受信信号Ｒ４と受信信号Ｒ５とには、前記クラッタが単位信号Ｕ間の同一の位置に重畳しているから、差分演算処理をすることにより、前記クラッタが抑圧されることとなる。
【００３３】
本発明の実施形態における前記パルスクラッタ抑圧部９は、図６（ａ）或いは図６（ｂ）に示す方式を用いてクラッタを抑圧するものであるが、このクラッタ抑圧方式自体に特徴がない。既設のレーダ装置では、パルスドップラ方式であるのに対して、本発明の実施形態における前記パルスクラッタ抑圧部９は、図３に示したような１パルスＰ内に同一の変調を施した２以上の単位信号Ｕを繰り返して配列したレーダ信号Ｓを用いることを前提として、１パルスＰ内でクラッタ成分を抑制することを特徴とするものであり、そのクラッタ成分を抑制する方式としてはいずれのものでも用いることができるものである。
【００３４】
前記パルスクラッタ抑圧部９は、前記パルス圧縮部８が例えば図５に示す様なパルス圧縮処理した信号を出力とすると、１パルスＰ内でクラッタ成分を抑制することにより、図７に示す様なパルス内クラッタ抑圧処理後の信号を出力する。
【００３５】
前記消え残り信号抑圧部１０は、前記パルス内クラッタ抑圧部９の出力するパルス内クラッタ処理後に受信信号（レーダ信号Ｓ）の端部に消え残る信号成分を抑圧する機能を有している。具体的には、前記消え残り信号抑圧部１０は、孤立信号抑圧処理と消え残り信号群抑圧処理とを行い、前記パルス内クラッタ抑圧部９の出力するパルス内クラッタ処理後の受信信号（レーダ信号Ｓ）の成分値（Ｉ（In-phase）,Ｑ（Quadrature））について、同信号の振幅値の移動平均値で除して平均振幅値を一定値にする等により、消え残りの信号が大きなノイズ成分になるのを抑圧する機能を有している。
【００３６】
前記消え残り信号抑圧部１０がパルス内クラッタ処理後に受信信号（レーダ信号Ｓ）の端部に消え残る信号成分を抑圧する一例を説明する。
【００３７】
先ず、前記消え残り信号抑圧部１０は、主に孤立したクラッタ成分の消え残り信号を抑圧する孤立信号抑圧処理を行う。すなわち、前記消え残り信号抑圧部１０は、例えば異なる距離の探知目標で反射した各距離の単位信号列の平均振幅値に比して、その単位信号列のうちで設定値以上に大きな振幅値をもつ信号を求め、その振幅値が単位信号列の平均値となるように前記求めた信号の成分値（Ｉ，Ｑ）を抑圧する。前記消え残り信号抑圧部１０が、図７に示すパルス内クラッタ抑制処理を行った受信信号（レーダ信号Ｓ）に前記孤立信号抑圧処理を行った後の受信信号（レーダ信号Ｓ）を図８（ａ）に示す。
【００３８】
次に、前記消え残り信号抑圧部１０は、雨などの影響によって広域に拡がったクラッタ成分の消え残り信号を抑圧する消え残り信号群抑圧処理を行う。すなわち、前記消え残り信号抑圧部１０は、前記孤立信号抑圧処理で求めた信号の成分値（Ｉ，Ｑ）を前記振幅値の移動平均値で除算処理し、全信号の平均振幅値を“１”とすることにより、消え残りの信号群が大きなノイズ成分となるのを抑制する。前記消え残り信号抑圧部１０が、図８（ａ）に示す孤立信号抑圧処理を行った受信信号（レーダ信号Ｓ）に前記消え残り信号群抑圧処理を行った後の受信信号（レーダ信号Ｓ）を図８（ｂ）に示す。図７及び図８（ａ）（ｂ）において、図５と同様に、横軸は距離相当時間値を示しており、縦軸は振幅値を示している。
【００３９】
前記単位信号列積分部１１は、前記消え残り信号抑圧部１０で得た受信信号（レーダ信号Ｓ）について、例えば異なる距離の探知目標で反射した各距離の受信信号を構成する単位信号Ｕをピックアップして、フーリェ変換処理により前記受信信号をドップラ周波数毎に積分して単位信号列積分値を得るものである。
【００４０】
前記パルス間信号積分部１２は、前記単位信号列積分部１１で得た単位信号列積分値を、同じ信号長Ｌの単位信号Ｕによるレーダ信号Ｓ（送信信号）で得た受信信号毎に、受信信号間で積分するものである。
【００４１】
前記目標信号抽出部１３は、前記パルス間信号積分部１２で得た積分値について、誤警報確率を一定にする等を行った後、所定の大きさを持つ信号を目標信号として抽出するものである。
【００４２】
前記目標信号抽出部１３の具体的な１例を説明すると、前記目標信号抽出部１３は、前記パルス間信号積分部１２で得た積分値に基づいてドップラ周波数成分毎の平均値を求め、その平均値の設定値を超える信号を目標信号として抽出する。前記設定値は、前記平均値×設定倍数で示される閾値を意味している。前記設定倍数は通常４倍くらいとするが、これに限られるものではない。
【００４３】
前記目標距離確定部１４は、前記目標信号抽出部１３で得た目標信号について、単位信号Ｕの信号長Ｌの異なるレーダ信号Ｓ（送信信号）で得た目標信号が共通して示す距離値を求め、当該目標信号の距離値として確定するものである。
【００４４】
次に、本発明の実施形態に係るレーダ装置を用いて、探知目標を検知する場合を図９に基づいて説明する。以下の説明では、レーダ信号供給部１が図３に示すレーダ信号Ｓを供給することを前提に説明する。なお、レーダ信号Ｓを形成する単位信号Ｕはその個数、変調などはいずれのものであってもよい。
【００４５】
レーダ信号供給部１の信号生成部７は図３に示す様に、チャープ変調等の変調を同一に施した信号である２以上の単位信号Ｕを送信単位である１パルスＰ内に繰り返して配列したレーダ信号Ｓ（Ｓ１，Ｓ２・・・Ｓｎ）を生成し、表示・制御部６からの制御の下で、前記レーダ信号Ｓ１，Ｓ２・・・Ｓｎを個々に一定間隔毎に出力する、或いはグループ単位として出力する。前記グループ単位として出力する場合には、例えば、連続する２つのレーダ信号Ｓ１とレーダ信号Ｓ２とを１つのグループとし、次に連続する２つのレーダ信号Ｓ３とレーダ信号Ｓ４とを１つのグループとして出力する。
【００４６】
前記レーダ信号供給部１の信号長可変部８は、前記信号生成部７からのレーダ信号Ｓを受け取ると、探知目標の距離にアンビギュィティ（ambiguity）が生じるのを回避するために、前記信号生成部７から出力されたレーダ信号Ｓを形成している個々の単位信号Ｕの信号長Ｌを、レーダ信号Ｓ１，Ｓ２・・・又はＳｎ毎、或いはレーダ信号Ｓのグループ毎に変更し、そのレーダ信号Ｓを送信部２に送信する。
【００４７】
前記送信部２は、レーダの搬送波を前記レーダ信号供給部１で生成したレーダ信号Ｓで変調して増幅し、そのレーダ信号Ｓをアンテナ部３に出力する。
【００４８】
前記アンテナ部３は、前記表示・制御部６の制御の下で、前記送信部２の出力する送信信号を指定された方向に送信し、かつ探知目標等で反射した受信信号を受信し、その受信信号を受信部４に出力する。
【００４９】
前記受信部４は、前記アンテナ部３で受信した前記受信信号を増幅し、前記受信信号から前記搬送波の成分を除き、その受信信号を信号処理部５に出力する（図９のステップＳ１）。
【００５０】
前記信号処理部５のパルス圧縮部８は、前記受信部４の出力する受信信号と、前記受信信号を取得するために前記レーダ信号供給部１の出力したレーダ信号Ｓとを入力として、前記レーダ信号Ｓを形成する同一の変調を施した単位信号Ｕを参照信号として、前記受信部４の出力する前記受信信号に含まれる単位信号Ｕの成分を圧縮し、図５に示す様なパルス圧縮後の信号を出力する（図９のステップＳ２）。
【００５１】
前記パルス内クラッタ抑圧部９は、前記パルス圧縮部８がパルス圧縮した受信信号（例えば図５に示す信号）について、１パルスＰ内でクラッタ成分を抑制する（図９のステップＳ３）。
【００５２】
具体的に説明すると、前記パルスクラッタ抑圧部９は図６（ｂ）に示す様に、前記パルス圧縮部８がパルス内クラッタ抑圧処理によりパルス圧縮した受信信号を元の受信信号Ｒ４とし、その元の受信信号Ｒ４をコピーし、その受信信号を元の受信信号Ｒ４に対して単位信号Ｕの信号長Ｌだけシフトさせて受信信号Ｒ５を得て、元の受信信号Ｒ４とコピーした受信信号Ｒ５との差分を演算により求め、前記差分による信号Ｒ６を得ることにより、１パルスＰ内でクラッタ成分を抑圧し、そのパルス内クラッタ抑圧処理済みの信号を消え残り信号抑圧部１０に出力する（図９のステップＳ３）。
【００５３】
前記消え残り信号抑圧部１０は、前記パルスクラッタ抑圧部９が出力するパルス内クラッタ抑圧処理済みの信号を受け取ると、先ず、前記受け取った信号に孤立信号抑圧処理を行う。前記孤立信号抑圧処理を図１０に基づいて説明する。
【００５４】
前記消え残り信号抑圧部１０は、例えば異なる距離の探知目標で反射した各距離の単位信号列の平均振幅値に比して異常に大きな振幅値をもつ信号を求め、その振幅値が単位信号列の平均値となるように前記求めた信号の成分値（Ｉ，Ｑ）を抑圧する。
【００５５】
具体的に説明すると、前記消え残り信号抑圧部１０は、パルス内クラッタ抑圧処理済みの受信信号に含まれる単位信号Ｕの振幅値を算出し（図１０のステップＳ１１）、その振幅値をファイルに記録する（図１０のステップＳ１２）。
【００５６】
次に、前記消え残り信号抑圧部１０は、前記振幅値を算出した受信信号に対して１パルスＰ内で設定した範囲の単位信号Ｕの振幅値が制御部６から入力されると（図１０のステップＳ１３）、その入力された振幅値の平均振幅値を算出する（図１０のステップＳ１４）。
【００５７】
前記消え残り信号抑圧部１０は、ステップＳ１２で記録した振幅値を読み出して（図１０のステップＳ１５）、ステップ１２での振幅値と、ステップ１４で求めた平均振幅値の設定倍とを比較する（図１０のステップＳ１６）。
【００５８】
前記消え残り信号抑圧部１０は、ステップ１２での振幅値がステップ１４で求めた平均振幅値の設定倍の値より大きければ、ステップ１２での振幅値を持つ受信信号を孤立大信号抑圧済信号として出力する（図１０のステップＳ２０）。
【００５９】
前記消え残り信号抑圧部１０は、ステップ１２での振幅値がステップ１４で求めた平均振幅値の設定倍の値より小さければ、ステップ１２で振幅値を求めた受信信号の成分値（Ｉ，Ｑ）を読み出し（図１０のステップＳ１８）、例えば移動する飛翔体である探知目標の異なり位置で反射した各距離の単位信号列の平均振幅値に比して異常に大きな振幅値をもつ信号を求め、その振幅値が単位信号列の平均値となるように前記求めた信号の成分値（Ｉ，Ｑ）を抑圧する。
【００６０】
具体的に説明すると、前記消え残り信号抑圧部１０は、ステップＳ１８で読み出した受信信号の成分値（Ｉ，Ｑ）を次式で平均振幅値となる値にして（図１０のステップＳ１９）、これを孤立大信号抑圧済信号として出力する（図１０のステップＳ２０）。
ＡＡＳ×Ｓ（Ｉ，Ｑ）／ＡＳ
ただし、ＡＡＳはステップＳ１４で求めた平均振幅値、Ｓ（Ｉ，Ｑ）はステップ１８で読み出した受信信号の成分値（Ｉ，Ｑ）、ＡＳはステップ１８で読み出した受信信号の振幅値である。
【００６１】
次に、前記消え残り信号抑圧部１０は、主に変調例えばチャフ等により広帯域に拡がったクラッタ成分の消え残り信号を抑圧する消え残り信号群抑圧処理を行い、前記孤立大信号抑圧処理で求めた信号の成分値（Ｉ，Ｑ）を前記振幅値の移動平均値で除算処理し、全信号の平均振幅値を“１”とすることにより、消え残りの信号群が大きなノイズ成分となるのを抑制する。前記消え残り信号群抑圧処理を図１１に基づいて説明する。
【００６２】
具体的に説明すると、前記消え残り信号抑圧部１０は、孤立大信号抑圧処理済みの受信信号に含まれる単位信号Ｕの振幅値を算出し（図１１のステップＳ３０）、その振幅値をファイルに記録する（図１１のステップＳ３１）。
【００６３】
次に、前記消え残り信号抑圧部１０は、前記振幅値を算出した受信信号に対して１パルスＰ内で設定した範囲の単位信号Ｕの振幅値が制御部６から入力されると（図１１のステップＳ３２）、その入力された振幅値の平均振幅値を算出する（図１１のステップＳ３３）。
【００６４】
前記消え残り信号抑圧部１０は、ステップ３１で振幅値を求めた受信信号の成分値（Ｉ，Ｑ）を読み出し（図１１のステップＳ３４）、その成分値をステップＳ３３で求めた平均振幅値で除算し、前記信号の成分値（Ｉ，Ｑ）を抑圧し、これを消え残り信号抑圧済み信号として出力する（図１１のステップＳ３６）。
【００６５】
前記単位信号列積分部１１は、前記消え残り信号抑圧部１０で得た受信信号（レーダ信号Ｓ）について、例えば異なる距離の探知目標で反射した各距離の受信信号を構成する単位信号Ｕをピックアップして、フーリェ変換処理により前記受信信号をドップラ周波数毎に積分して単位信号列積分値を得る。この処理を図１２に基づいて説明する。
【００６６】
前記単位信号列積分部１１は、前記消え残り信号抑圧部１０で得た受信信号（レーダ信号Ｓ）について、例えば異なる距離の探知目標で反射した各距離の受信信号を構成する単位信号Ｕをピックアップし（図１２のステップＳ４０）、設定したポイント数の高速フーリェ変換を行うように、不足する信号数の“０”を付加する（図１２のステップＳ４１）。
【００６７】
前記単位信号列積分部１１は、ステップ４１で得た信号を高速変換し（図１２のステップＳ４２）、フーリェ変換値の振幅値を求め（図１２のステップＳ４３）、ステップＳ４３で求めた振幅値を単位信号列積分値として出力する（図１２のステップＳ４４）。
【００６８】
前記パルス間信号積分部１２は、前記単位信号列積分部１１で得た単位信号列積分値を、同じ信号長Ｌの単位信号Ｕによるレーダ信号Ｓ（送信信号）で得た受信信号毎に、受信信号間で積分する。
【００６９】
前記目標信号抽出部１３は、前記パルス間信号積分部１２で得た積分値について、誤警報確率を一定にする等を行った後、所定の大きさを持つ信号を目標信号として抽出する。具体的に説明すると、前記目標信号抽出部１３は、前記パルス間信号積分部１２で得た積分値に基づいてドップラ周波数成分毎の平均値を求め（図１３のステップＳ５０）、その平均値の設定値を乗じて目標信号を抽出する際の閾値とする（図１３のステップＳ５１，ステップＳ５２）。前記閾値はドップラ周波数毎のドップラ毎閾値である（図１３のステップＳ５２）。
【００７０】
前記目標信号抽出部１３は、前記パルス間信号積分部１２の出力する単位信号列積分値を入力として（図１３のステップＳ５３）、その積分値を前記閾値と比較し（図１３のステップＳ５４）、その閾値を越える信号を目標信号として抽出する（図５５のステップＳ５５）。
【００７１】
前記目標距離確定部１４は、前記目標信号抽出部１３で得た目標信号について、単位信号Ｕの信号長Ｌの異なるレーダ信号Ｓ（送信信号）で得た目標信号が共通して示す距離値を求め、当該目標信号の距離値として確定する。
【００７２】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、異なる距離の探知目標で反射した受信信号をドップラ周波数毎に積分する前に、受信信号を単位信号の変調信号で圧縮した信号について、単位信号間で差分を得る等のパルス内クラッタ抑圧処理でクラッタ成分を抑圧した後、平均信号レベルを一定にする等の消え残り信号抑圧処理により、パルス内クラッタ抑圧で消え残った単位信号成分の振幅を小さくすることで、積分する単位信号列と重なる他の距離の単位信号列がノイズとして働くのを回避できる。
【００７３】
さらに、本発明の実施形態によれば、送信信号毎もしくは送信信号のグループ毎に単位信号の信号長を変えることにより、同一目標について複数の可能性ある距離値を得て、共通して可能性のある距離値を求めることで距離のアンビギュィティを除くことができる。
【００７４】
以上のように、本発明の実施形態によれば、速度分散の大きいウェザクラッタ等を高度に抑圧でき、各受信信号で得たドップラ情報から目標の対レーダ速度が得られるようにするとともに、送信信号の周波数をパルス毎に変更してもクラッタ抑圧機能が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、捜索レーダ，追尾レーダ，捜索用ソーナーなどの適用できるものである。
【符号の説明】
【００７６】
１  レーダ信号供給部
６  信号生成部
７  信号長可変部
８  パルス圧縮部
９  パルス内クラッタ抑圧部
１０  消え残り信号抑圧部
１３  目標信号抽出部
【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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【図１３】
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