(57)【要約】【課題】パルス圧縮処理において、高分解能にレンジを出力することができるパルス圧縮レーダ装置を提供する。【解決手段】複数のパルスを繰り返し送受信するパルス圧縮レーダ装置において、前記複数のパルスの送受信により取得した時間（レンジ）軸の受信信号を周波数軸の信号に変換し、パルス圧縮用の参照信号を生成して周波数軸の信号に変換し、前記周波数軸の受信信号に前記周波数軸の参照信号を乗算してパルス圧縮された受信信号を生成し、前記パルス圧縮前の受信信号から複数ポイントの信号を抽出して周波数軸の相関行列を生成し、前記相関行列を複数セルずつスライディングさせ、忘却係数により加算平均して平均相関行列を生成し、前記平均相関行列を用いて前記パルス圧縮された周波数軸信号を高分解能処理し、前記高分解能処理された周波数軸信号から時間軸で目標を分離し検出する。【選択図】図１
2015230286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパルスを繰り返し送受信するパルス圧縮レーダ装置において、
前記複数のパルスの送受信により取得した時間（レンジ）軸の受信信号を周波数軸の信号に変換する手段と、
パルス圧縮用の参照信号を生成して周波数軸の信号に変換する手段と、
前記周波数軸の受信信号に前記周波数軸の参照信号を乗算してパルス圧縮された受信信号を生成する手段と、
前記パルス圧縮される前の受信信号から複数ポイントの信号を抽出して周波数軸の相関行列を生成し、前記相関行列を複数セルずつスライディングさせ、忘却係数により加算平均して平均相関行列を生成する手段と、
前記平均相関行列を用いて前記パルス圧縮された周波数軸の受信信号を高分解能処理する手段と、
前記高分解能処理された周波数軸の受信信号から時間（レンジ）軸で目標を分離しそのレンジを検出する手段と
を具備するパルス圧縮レーダ装置。
【請求項２】
前記平均相関行列を生成する手段は、前記パルス圧縮された受信信号を時間（レンジ）軸の信号に変換してＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）処理することにより規定個数の目標を検出し、その規定個数の目標のレンジセルを中心にその前後の任意個数のレンジに対応する信号を含めて周波数軸の受信信号に変換し、前記複数ポイントの信号を抽出して前記周波数軸の相関行列を生成する請求項１記載のパルス圧縮レーダ装置。
【請求項３】
複数のパルスを繰り返し送受信するパルス圧縮レーダ装置において、
前記複数のパルスの送受信により取得した時間（レンジ）軸の受信信号について前記複数のパルスの繰り返し周期の軸方向に周波数軸の信号に変換する手段と、
前記周波数軸に変換された受信信号にＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）処理して極値を持つ周波数バンクに対する時間（レンジ）軸の受信信号を抽出して周波数軸の信号に変換する手段と、
パルス圧縮用の参照信号を生成して周波数軸の信号に変換する手段と、
前記極値を持つ周波数バンクに対する周波数軸の受信信号に前記周波数軸の参照信号を乗算してパルス圧縮された受信信号を生成する手段と、
前記パルス圧縮される前の受信信号から複数ポイントの信号を抽出して周波数軸の相関行列を生成し、前記相関行列を複数セルずつスライディングさせ、忘却係数により加算平均して平均相関行列を生成する手段と、
前記平均相関行列を用いて前記パルス圧縮された、前記極値を持つ周波数バンクに対する周波数軸の受信信号を高分解能処理する手段と、
前記高分解能処理された周波数軸の受信信号から時間（レンジ）軸で目標を分離しそのレンジを検出する手段と
を具備するパルス圧縮レーダ装置。
【請求項４】
前記平均相関行列を生成する手段は、前記パルス圧縮された受信信号を時間（レンジ）軸の信号に変換してＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）処理することにより規定個数の目標を検出し、その規定個数の目標のレンジセルを中心にその前後の任意個数のレンジに対応する信号を含めて周波数軸の受信信号に変換し、前記複数ポイントの信号を抽出して前記周波数軸の相関行列を生成する請求項３記載のパルス圧縮レーダ装置。
【請求項５】
複数のパルスを繰り返し送受信するパルス圧縮レーダ装置において、
前記複数のパルスの送受信により取得した時間（レンジ）軸の受信信号を周波数軸の信号に変換する手段と、
パルス圧縮用の参照信号を生成して周波数軸の信号に変換する手段と、
前記周波数軸の受信信号に前記周波数軸の参照信号を乗算してパルス圧縮された受信信号を生成する手段と、
前記パルス圧縮された受信信号から相関行列を生成し、忘却係数によりＣＰＩ（Coherent Pulse Interval）間で加算平均して平均相関行列を生成する手段と、
前記平均相関行列を用いて前記パルス圧縮された受信信号を高分解能処理する手段と、
前記高分解能処理された受信信号から時間（レンジ）軸で目標を分離しそのレンジを検出する手段と
を具備するパルス圧縮レーダ装置。
【請求項６】
前記平均相関行列を生成する手段は、前記パルス圧縮された受信信号を時間（レンジ）軸の信号に変換してＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）処理することにより規定個数の目標を検出し、その規定個数の目標のレンジセルを中心にその前後の任意個数のレンジに対応する信号を抽出して前記時間（レンジ）軸の相関行列を生成する請求項５記載のパルス圧縮レーダ装置。
【請求項７】
複数のパルスを繰り返し送受信するパルス圧縮レーダ装置において、
前記複数のパルスの送受信により取得した時間（レンジ）軸の受信信号について前記複数のパルスの繰り返し周期の軸方向に周波数軸の信号に変換する手段と、
前記周波数軸に変換された受信信号にＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）処理して極値を持つ周波数バンクに対する時間（レンジ）軸の受信信号を抽出して周波数軸の信号に変換する手段と、
パルス圧縮用の参照信号を生成して周波数軸の信号に変換する手段と、
前記極値を持つ周波数バンクに対する周波数軸の受信信号に前記周波数軸の参照信号を乗算してパルス圧縮された受信信号を生成する手段と、
前記パルス圧縮された受信信号から相関行列を生成し、忘却係数によりＣＰＩ（Coherent Pulse Interval）間で加算平均して平均相関行列を生成する手段と、
前記平均相関行列を用いて前記パルス圧縮された、前記極値を持つ周波数バンクに対する時間（レンジ）軸の受信信号を高分解能処理する手段と、
前記高分解能処理された時間（レンジ）軸の受信信号から時間（レンジ）軸で目標を分離しそのレンジを検出する手段と
を具備するパルス圧縮レーダ装置。
【請求項８】
前記平均相関行列を生成する手段は、前記パルス圧縮された受信信号を時間（レンジ）軸の信号に変換してＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）処理することにより規定個数の目標を検出し、その規定個数の目標のレンジセルを中心にその前後の任意個数のレンジに対応する信号を抽出して前記時間（レンジ）軸の相関行列を生成する請求項７記載のパルス圧縮レーダ装置。
【請求項９】
アンテナ開口を２分割して和（Σ）ビームと差（ΔＡＺまたはΔＥＬ）ビームにより複数のパルスを繰り返し送受信するパルス圧縮レーダ装置において、
前記和（Σ）ビームによるΣ信号と前記差（ΔＡＺまたはΔＥＬ）ビームによるΔ信号より一対の開口信号を生成する手段と、
前記Σ信号とΔ信号により所定の方向にビームを向ける位相を与えて２本の和ビームを形成し、各ビームの受信信号からΣ１、Σ２信号を生成する手段と、
前記Σ１、Σ２信号に請求項１乃至４のいずれか記載の処理を施して周波数軸における高分解能処理を行うことにより両信号の振幅比による誤差電圧を算出する手段と、
前記誤差電圧から測角値を取得する手段と
を具備するパルス圧縮レーダ装置。
【請求項１０】
アンテナ開口を２分割して和（Σ）ビームと差（ΔＡＺまたはΔＥＬ）ビームにより複数のパルスを繰り返し送受信するパルス圧縮レーダ装置において、
前記和（Σ）ビームによるΣ信号と前記差（ΔＡＺまたはΔＥＬ）ビームによるΔ信号より一対の開口信号を生成する手段と、
前記Σ信号とΔ信号により所定の方向にビームを向ける位相を与えて２本の和ビームを形成し、各ビームの受信信号からΣ１、Σ２信号を生成する手段と、
前記Σ１、Σ２信号に請求項５乃至８のいずれか記載の処理を施して時間軸における高分解能処理を行うことにより両信号の振幅比による誤差電圧を算出する手段と、
前記誤差電圧から測角値を取得する手段と
を具備するパルス圧縮レーダ装置。
【請求項１１】
複数のパルスを繰り返し送受信するパルス圧縮レーダ装置の信号処理方法において、
前記複数のパルスの送受信により取得した時間（レンジ）軸の受信信号を周波数軸の信号に変換し、
パルス圧縮用の参照信号を生成して周波数軸の信号に変換し、
前記周波数軸の受信信号に前記周波数軸の参照信号を乗算してパルス圧縮された受信信号を生成し、
前記パルス圧縮される前の受信信号から複数ポイントの信号を抽出して周波数軸の相関行列を生成し、前記相関行列を複数セルずつスライディングさせ、忘却係数により加算平均して平均相関行列を生成し、
前記平均相関行列を用いて前記パルス圧縮された周波数軸の受信信号を高分解能処理し、
前記高分解能処理された周波数軸の受信信号から時間（レンジ）軸で目標を分離しそのレンジを検出するパルス圧縮レーダ装置の信号処理方法。
【請求項１２】
前記平均相関行列の生成は、前記パルス圧縮された受信信号を時間（レンジ）軸の信号に変換してＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）処理することにより規定個数の目標を検出し、その規定個数の目標のレンジセルを中心にその前後の任意個数のレンジに対応する信号を含めて周波数軸の受信信号に変換し、前記複数ポイントの信号を抽出して前記周波数軸の相関行列を生成する請求項１１記載のパルス圧縮レーダ装置の信号処理方法。
【請求項１３】
複数のパルスを繰り返し送受信するパルス圧縮レーダ装置の信号処理方法において、
前記複数のパルスの送受信により取得した時間（レンジ）軸の受信信号について前記複数のパルスの繰り返し周期の軸方向に周波数軸の信号に変換し、
前記周波数軸に変換された受信信号にＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）処理して極値を持つ周波数バンクに対する時間（レンジ）軸の受信信号を抽出して周波数軸の信号に変換し、
パルス圧縮用の参照信号を生成して周波数軸の信号に変換し、
前記極値を持つ周波数バンクに対する周波数軸の受信信号に前記周波数軸の参照信号を乗算してパルス圧縮された受信信号を生成し、
前記パルス圧縮される前の受信信号から複数ポイントの信号を抽出して周波数軸の相関行列を生成し、前記相関行列を複数セルずつスライディングさせ、忘却係数により加算平均して平均相関行列を生成し、
前記平均相関行列を用いて前記パルス圧縮された、前記極値を持つ周波数バンクに対する周波数軸の受信信号を高分解能処理し、
前記高分解能処理された周波数軸の受信信号から時間（レンジ）軸で目標を分離しそのレンジを検出するパルス圧縮レーダ装置の信号処理方法。
【請求項１４】
前記平均相関行列の生成は、前記パルス圧縮された受信信号を時間（レンジ）軸の信号に変換してＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）処理することにより規定個数の目標を検出し、その規定個数の目標のレンジセルを中心にその前後の任意個数のレンジに対応する信号を含めて周波数軸の受信信号に変換し、前記複数ポイントの信号を抽出して前記周波数軸の相関行列を生成する請求項１３記載のパルス圧縮レーダ装置の信号処理方法。
【請求項１５】
複数のパルスを繰り返し送受信するパルス圧縮レーダ装置の信号処理方法において、
前記複数のパルスの送受信により取得した時間（レンジ）軸の受信信号を周波数軸の信号に変換し、
パルス圧縮用の参照信号を生成して周波数軸の信号に変換し、
前記周波数軸の受信信号に前記周波数軸の参照信号を乗算してパルス圧縮された受信信号を生成し、
前記パルス圧縮された受信信号から相関行列を生成し、忘却係数によりＣＰＩ（Coherent Pulse Interval）間で加算平均して平均相関行列を生成し、
前記平均相関行列を用いて前記パルス圧縮された受信信号を高分解能処理し、
前記高分解能処理された受信信号から時間（レンジ）軸で目標を分離しそのレンジを検出するパルス圧縮レーダ装置の信号処理方法。
【請求項１６】
前記平均相関行列の生成は、前記パルス圧縮された受信信号を時間（レンジ）軸の信号に変換してＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）処理することにより規定個数の目標を検出し、その規定個数の目標のレンジセルを中心にその前後の任意個数のレンジに対応する信号を抽出して前記時間（レンジ）軸の相関行列を生成する請求項１５記載のパルス圧縮レーダ装置の信号処理方法。
【請求項１７】
複数のパルスを繰り返し送受信するパルス圧縮レーダ装置の信号処理方法において、
前記複数のパルスの送受信により取得した時間（レンジ）軸の受信信号について前記複数のパルスの繰り返し周期の軸方向に周波数軸の信号に変換し、
前記周波数軸に変換された受信信号にＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）処理して極値を持つ周波数バンクに対する時間（レンジ）軸の受信信号を抽出して周波数軸の信号に変換し、
パルス圧縮用の参照信号を生成して周波数軸の信号に変換し、
前記極値を持つ周波数バンクに対する周波数軸の受信信号に前記周波数軸の参照信号を乗算してパルス圧縮された受信信号を生成し、
前記パルス圧縮された受信信号から相関行列を生成し、忘却係数によりＣＰＩ（Coherent Pulse Interval）間で加算平均して平均相関行列を生成し、
前記平均相関行列を用いて前記パルス圧縮された、前記極値を持つ周波数バンクに対する時間（レンジ）軸の受信信号を高分解能処理し、
前記高分解能処理された時間（レンジ）軸の受信信号から時間（レンジ）軸で目標を分離しそのレンジを検出するパルス圧縮レーダ装置の信号処理方法。
【請求項１８】
前記平均相関行列の生成は、前記パルス圧縮された受信信号を時間（レンジ）軸の信号に変換してＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）処理することにより規定個数の目標を検出し、その規定個数の目標のレンジセルを中心にその前後の任意個数のレンジに対応する信号を抽出して前記時間（レンジ）軸の相関行列を生成する請求項１７記載のパルス圧縮レーダ装置の信号処理方法。
【請求項１９】
アンテナ開口を２分割して和（Σ）ビームと差（ΔＡＺまたはΔＥＬ）ビームにより複数のパルスを繰り返し送受信するパルス圧縮レーダ装置の信号処理方法において、
前記和（Σ）ビームによるΣ信号と前記差（ΔＡＺまたはΔＥＬ）ビームによるΔ信号より一対の開口信号を生成し、
前記Σ信号とΔ信号により所定の方向にビームを向ける位相を与えて２本の和ビームを形成し、各ビームの受信信号からΣ１、Σ２信号を生成し、
前記Σ１、Σ２信号に請求項１１乃至１４のいずれか記載の処理を施して周波数軸における高分解能処理を行うことにより両信号の振幅比による誤差電圧を算出し、
前記誤差電圧から測角値を取得するパルス圧縮レーダ装置の信号処理方法。
【請求項２０】
アンテナ開口を２分割して和（Σ）ビームと差（ΔＡＺまたはΔＥＬ）ビームにより複数のパルスを繰り返し送受信するパルス圧縮レーダ装置の信号処理方法において、
前記和（Σ）ビームによるΣ信号と前記差（ΔＡＺまたはΔＥＬ）ビームによるΔ信号より一対の開口信号を生成し、
前記Σ信号とΔ信号により所定の方向にビームを向ける位相を与えて２本の和ビームを形成し、各ビームの受信信号からΣ１、Σ２信号を生成し、
前記Σ１、Σ２信号に請求項１５乃至１８のいずれか記載の処理を施して時間軸における高分解能処理を行うことにより両信号の振幅比による誤差電圧を算出し、
前記誤差電圧から測角値を取得するパルス圧縮レーダ装置の信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、パルス圧縮によりレンジを算出するパルス圧縮レーダ装置及びそのレーダ信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のパルス圧縮レ−ダでは、入力信号のＦＦＴ結果に参照信号のＦＦＴ結果を乗算し、ウェイト乗算後、所定のスレショルドを超える信号を抽出し、そのレンジを出力していた。この場合、検出したレンジセルによりレンジ分解能が決まるため、レンジ軸のレンジサンプル（パルス圧縮の周波数帯域で決まるレンジ分解能）以下の分解能ではレンジを算出できない問題があった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】パルス圧縮、吉田、‘改定レーダ技術’、電子情報通信学会、pp.274-280(1996)
【非特許文献２】パルス圧縮（周波数軸）、大内、‘リモートセンシングのための合成開口レーダの基礎’、東京電機大学出版局、pp.131-149（2003）
【非特許文献３】テイラー分布、吉田、‘改定レーダ技術’、電子情報通信学会、pp.134-135(1996)
【非特許文献４】ＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）処理、吉田、‘改定レーダ技術’、電子情報通信学会、pp.87-89(1996)
【非特許文献５】ＭＵＳＩＣ、菊間、‘アダプティブアンテナ技術’、Ohmsha、pp.137-164（2003）
【非特許文献６】測角方式（モノパルス）、吉田、‘改定レーダ技術’、電子情報通信学会、pp.260-264(1996)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上述べたように、従来のパルス圧縮レーダ装置では、レンジ軸のレンジサンプル（パルス圧縮の周波数帯域で決まるレンジ分解能）以下の分解能では出力できない課題があった。
【０００５】
本実施形態は上記課題に鑑みなされたもので、パルス圧縮処理において、高分解能にレンジを出力することができるパルス圧縮レーダ装置及びそのレーダ信号処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本実施形態は、複数のパルスを繰り返し送受信するパルス圧縮レーダ装置において、前記複数のパルスの送受信により取得した時間（レンジ）軸の受信信号を周波数軸の信号に変換し、パルス圧縮用の参照信号を生成して周波数軸の信号に変換し、前記周波数軸の受信信号に前記周波数軸の参照信号を乗算してパルス圧縮された受信信号を生成し、前記パルス圧縮前の受信信号から複数ポイントの信号を抽出して周波数軸の相関行列を生成し、前記相関行列を複数セルずつスライディングさせ、忘却係数により加算平均して平均相関行列を生成し、前記平均相関行列を用いて前記パルス圧縮された周波数軸の受信信号を高分解能処理し、前記高分解能処理された周波数軸の受信信号から時間（レンジ）軸で目標を分離しそのレンジを検出する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置の構成を示すブロック図。
【図２】図１に示すレーダ装置において、信号処理の流れを示すフローチャート。
【図３】図１に示すレーダ装置において、ＭＵＳＩＣスペクトル処理を説明するための図。
【図４】第２の実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置の構成を示すブロック図。
【図５】図４に示すレーダ装置において、信号処理の流れを示すフローチャート。
【図６】図４に示すレーダ装置の処理について説明するための図。
【図７】第３の実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置の構成を示すブロック図。
【図８】図７に示すレーダ装置において、信号処理の流れを示すフローチャート。
【図９】図７に示すレーダ装置の処理について説明するための図。
【図１０】第４の実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置の構成を示すブロック図。
【図１１】図１０に示すレーダ装置において、信号処理の流れを示すフローチャート。
【図１２】図１０に示すレーダ装置の処理について説明するための図。
【図１３】第５の実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置の構成を示すブロック図。
【図１４】図１３に示すレーダ装置において、信号処理の流れを示すフローチャート。
【図１５】図１３に示すレーダ装置の処理について説明するための図。
【図１６】第６の実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置の構成を示すブロック図。
【図１７】図１６に示すレーダ装置において、信号処理の流れを示すフローチャート。
【図１８】図１６に示すレーダ装置の処理について説明するための図。
【図１９】第７の実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置の構成を示すブロック図。
【図２０】図１９に示すレーダ装置において、信号処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。尚、各実施形態の説明において、同一部分には同一符号を付して示し、重複する説明を省略する。
【０００９】
（第１の実施形態）
以下、図１乃至図３を参照して、第１の実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置を説明する。
【００１０】
図１は上記レーダ装置の系統構成を示すブロック図、図２はその具体的な処理の流れを示すフローチャート、図３は上記レーダ装置に適用されるＭＵＳＩＣスペクトル処理を説明するための図である。
【００１１】
図１に示すレーダ装置において、アンテナ１は複数のアンテナ素子を配列して大開口アレイを形成してなるフェーズドアレイアンテナであり、送受信器２の送受信部２１から繰り返し供給される特定周波数の送信パルス信号（以下、ＰＲＦ（Pulse Repetition Frequency）信号）を指定方向に送出してその反射波を受信する。送受信器２では、送受信部２１において、アンテナ１の複数のアンテナ素子でそれぞれ受信された信号をビーム制御部２２からの指示に従って位相制御を施し合成することで、任意の方向に受信ビームを形成してＰＲＦ受信信号を取得し、ベースバンドに周波数変換する（図２：ステップＳ１１）。このようにして得られたＰＲＦ受信信号は信号処理器３に送られる。
【００１２】
上記信号処理器３は、ＡＤ（Analog-Digital）変換部３１、レンジ軸ＦＦＴ（Fast Fourier Transformation）処理部３２、乗算部３３、参照信号生成部３４、参照信号ＦＦＴ処理部３５、平均相関行列演算部３６、ＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）処理部３７、ＣＦＡＲ検出部３８、レンジ算出部３９を備える。
【００１３】
上記信号処理器３において、送受信部２１で周波数変換された受信信号は、ＡＤ変換部３１によりディジタル信号に変換される（図２：ステップＳ１２）。ＡＤ変換された信号は、レンジ軸ＦＦＴ処理部３２によりレンジ軸についてＦＦＴ処理されて（図２：ステップＳ１３）、乗算部３３に送られる。一方、参照信号生成部３４では、パルス圧縮用の参照信号が生成されており（図２：ステップＳ１４）、この参照信号はＦＦＴ処理部３５にてＦＦＴ処理されて（図２：ステップＳ１５）上記乗算部３３に送られる。乗算部３３は、受信信号のレンジ軸ＦＦＴ処理によって得られた周波数域信号と参照信号のＦＦＴ処理によって得られた周波数域信号とを乗算して（図２：ステップＳ１６）、パルス圧縮された周波数域信号に変換する。このパルス圧縮信号は平均相関行列演算部３６に送られる。
【００１４】
上記平均相関行列演算部３６は、パルス圧縮信号から周波数セルを抽出し（図２：ステップＳ１７）、周波数セル移動による平均相関行列を演算する（図２：ステップＳ１８，Ｓ１９）。ここで得られた平均相関行列は、ＭＵＳＩＣ処理（図２：ステップＳ２０）により、複数の目標信号が持つ互いの相関成分を抑圧する。その結果はＣＦＡＲ検出部３８に送られ、ＣＦＡＲ処理（図２：ステップＳ２１）によりスレショルドを超える信号の極大値ωt が検出された後、レンジ算出部３９にて目標レンジ（距離情報）Rtが算出される（図２：ステップＳ２２）。
【００１５】
上記構成において、図３を参照して動作を説明する。
【００１６】
まず、アンテナ１により送受信した信号をビーム制御部２２により目標方向に指向させ、そのビームの受信信号を信号処理器３に入力する。信号処理器３では、ビーム受信信号をＡＤ変換部３１によりディジタル信号に変換した後、レンジ軸ＦＦＴ処理部３２でレンジ軸についてＦＦＴ処理してパルス圧縮する。また、参照信号生成部３４にてパルス圧縮用の参照信号を生成し、この参照信号をＦＦＴ処理部３５にてＦＦＴ処理し、この信号と入力信号ＦＦＴ結果を乗算部３３にて乗算する。以上の処理を数式にて示すと、以下のようになる。
【００１７】
まず、入力信号sig(t)をＦＦＴ処理する。  
【数１】
2015230286.tif 000003
【００１８】
次に参照信号（線形チャープ信号の場合）を表現すると、次式となる。  
【数２】
2015230286.tif 000004
【００１９】
この参照信号としては、非線形チャープ信号、符号変調等、他の変調方式でもよいのは言うまでもない（非特許文献１、２参照）。この参照信号Sref(t)のサンプル長を入力信号に合わせて０埋めした信号に置き換える。
【数３】
2015230286.tif 000005
【００２０】
これをＦＦＴして、参照信号の周波数領域の信号を得る。
【数４】
2015230286.tif 000006
【００２１】
これにより、周波数領域の乗算後の信号は、次式となる。
【数５】
2015230286.tif 000007
【００２２】
次に、パルス圧縮後のレンジサイドローブを低減するためのウェイトを算出する。ウェイトは、レンジサイドローブの設定に応じて、一様ウェイト、テイラーウェイト（非特許文献３参照）等を選定すればよい。
【数６】
2015230286.tif 000008
【００２３】
次に、このSw(ω)（信号Ｘに対応、周波数軸）を用いて、ＭＵＳＩＣ処理（非特許文献４参照）する。レーダの送受信による複数の目標信号は、互いに相関をもつため、Swの相関行列Rxxの相関成分を抑圧するために、Swの信号長のうち、順にNrセルずつ抽出し、そのたびにRxxの算出を行う。
【数７】
2015230286.tif 000009
【００２４】
次に、Rxx（n,ω）を、忘却係数を用いた平均処理により算出する。  
【数８】
2015230286.tif 000010
【００２５】
なお、Rxx（n,w）は、各ＣＰＩ（Coherent Pulse Interval:ｎヒットの処理、第１の実施形態では１ヒット）毎にクリアして演算する場合と、前のＣＰＩのRxxをクリアせずに、そのまま（８）式の演算を継続する場合があるのは言うまでもない。継続する場合の効果としては、時間が長いので、目標間の加速度差による相対位置の変化により位相が変化し、相関が抑圧されやすいことである。
【００２６】
このRxx（n,ｗ）を用いて、ＭＵＳＩＣスペクトルを算出する（非特許文献５参照）。
【数９】
2015230286.tif 000011
【００２７】
以上の処理の説明を図３に示す。図３において、（ａ）は入力信号、（ｂ）はそのレンジＦＦＴ結果、（ｃ）は参照信号、（ｄ）はそのレンジＦＦＴ結果、（ｅ）は（ｂ）と（ｄ）の乗算結果、（ｆ）は（ｅ）のRxxの平均値によるＭＵＳＩＣスペクトル演算結果Smusicを示している。このスペクトルSmusicにおいて、例えばＣＦＡＲ処理（非特許文献４参照）によりスレショルドを超える信号の極大値ωt を抽出し、次式の換算により目標レンジRｔを算出する。  
【数１０】
2015230286.tif 000012
【００２８】
以上のように、第１の実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置は、取得したレンジ軸の信号をＦＦＴ処理し、またパルス圧縮用の参照信号を生成してＦＦＴ処理し、両者を乗算したパルス圧縮前の周波数軸の信号に対して、Nｒポイントの信号を抽出して周波数軸の相関行列Rxxを生成し、それをMｒセルずつスライディングさせて、忘却係数により加算平均したRxxを用いるＭＵＳＩＣ処理により、レンジ軸で目標を分離して検出するようにした。この構成によれば、周波数軸の移動平均による相関行列を用いたＭＵＳＩＣ処理により、レーダ送受信信号の相関をもつ目標信号でもレンジサンプル以下の分解能でレンジを出力することができる。
【００２９】
（第２の実施形態）
図４乃至図６を参照して、第２の実施形態について説明する。  
第１の実施形態では、パルス圧縮前の信号と参照信号の乗算の信号ベクトル（Ｎｒ次元）を用いたＭＵＳＩＣ手法により、レンジ分解能を向上させる手法について述べた。この場合、Ｎｒが大きいと、相関行列の次元数が大きく、演算規模が増える問題がある。その問題を解決するために、第２の実施形態は、対象とするレンジセル数を減らして処理する手法である。
【００３０】
図４は第２の実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置の系統構成を示すブロック図、図５はその具体的な処理の流れを示すフローチャート、図６はその信号処理を説明するための図である。
【００３１】
図４及び図５において、第１の実施形態と異なる点は、乗算部３３の出力をレンジ軸ＩＦＦＴ処理部３Ａにてレンジ軸についてＩＦＦＴ処理する（図５：ステップＳ２３）ことで時間域信号に変換し、ＣＦＡＲ検出部３ＢにてＣＦＡＲ処理して（図５：ステップＳ２４）スレショルドを超える信号の極大値を検出し、レンジセル抽出部３Ｃにて極大値に対応するレンジセルを抽出し（図５：ステップＳ２５）、レンジ軸ＦＦＴ処理部３Ｄにてレンジ軸のＦＦＴ処理（図５：ステップＳ２６）により周波数域信号に戻して、前述の平均相関行列演算部３６に入力される。
【００３２】
本実施形態では、（１）〜（６）式までは、第１の実施形態と同様であり、Sw(ω)を算出できる。次にこれを逆ＦＦＴして、次式を得る。
【数１１】
2015230286.tif 000013
【００３３】
時間軸ｔとレンジ軸Ｒの関係は次式となり、以下レンジと時間の表記が混在する場合は、（１２）式の関係で換算するものとする。
【数１２】
2015230286.tif 000014
【００３４】
この時間（レンジ）軸の信号S(t)（時間で表記）に対して、ＣＦＡＲ処理を行い、検出があがった時間Tsel(p)（ｐは目標番号）を抽出する。この抽出セルの周囲の±Prセルを用いて、レンジ軸ＦＦＴして周波数軸にした入力信号Sinw（セル数２×Pr＋１）により、以下、第１の実施形態と同様の処理により、目標の検出時間（レンジ）セルを検出する。検出時間Tsel(p)が複数の場合は、その番号に対する時間（レンジ）セル範囲毎に処理を行えばよい。この処理の様子を図６に示す。図６（ａ）はパルス圧縮後のレンジ選定結果を示し、図６（ｂ）はレンジ選定結果のレンジ軸ＦＦＴ処理結果を示し、図６（ｃ）はレンジ軸ＦＦＴ処理された周波数域の信号のＭＵＳＩＣ処理結果を示し、図６（ｄ）はＭＵＳＩＣ処理結果についてRxxの平均値によるＭＵＳＩＣにより複数目標のＭＵＳＩＣスペクトルが得られた様子を示す。
【００３５】
以上のように、第２の実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置では、パルス圧縮後（レンジ軸）、ＣＦＡＲ処理によりＰ個の目標を検出し、そのＰ個のレンジセルを中心に±Pr個のレンジに対応する信号をＦＦＴ処理して周波数軸に変換し、Nｒポイントの信号を抽出して周波数軸の相関行列Rxxを生成し、それをMｒセルずつスライディングさせて、忘却係数により加算平均したRxxを用いるＭＵＳＩＣ処理により、レンジ軸で目標を分離して検出する。この場合、目標が存在する付近のレンジに対して、周波数軸の移動平均による相関行列を用いたＭＵＳＩＣ処理により、レーダ送受信信号の相関をもつ目標信号でも、処理規模を小さくして、レンジサンプル以下の分解能でレンジを出力することができる。
【００３６】
（第３の実施形態）
図７乃至図９を参照して、第３の実施形態について説明する。  
第１の実施形態では、パルス圧縮前の周波数軸の信号に対して、ＭＵＳＩＣ処理を行うことでレンジ（時間）分解能を向上する手法について述べた。目標信号のＳＮ（信号対雑音比）が低い場合には、ＭＵＳＩＣスペクトルがぼやけて、目標を分離できない場合が生じる。これを解消するために、第３の実施形態では、ＰＲＩ軸のＦＦＴを用いて積分によりＳＮを向上する手法について述べる。
【００３７】
図７は第３の実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置の系統構成を示すブロック図、図８はその具体的な処理の流れを示すフローチャート、図９はその信号処理を説明するための図である。
【００３８】
図７及び図８において、第１の実施形態と異なる点は、ＡＤ変換部３１の出力をＰＲＩ軸ＦＦＴ処理部３ＥにてＰＲＩ軸についてＦＦＴ処理する（図８：ステップＳ２７）ことで時間域信号に変換し、ＣＦＡＲ検出部３ＦにてＣＦＡＲ処理して（図８：ステップＳ２８）スレショルドを超える信号の極大値を検出し、バンク選定部３Ｇにて極大値に対応するバンクを選定して（図８：ステップＳ２９）、前述のレンジ軸ＦＦＴ処理部３２に入力される。
【００３９】
すなわち、第３の実施形態では、まず、入力信号sig(n,t)（ＰＲＩ番号、時間）をＰＲＩ軸でＦＦＴ処理する。  
【数１３】
2015230286.tif 000015
【００４０】
バンク毎にＣＦＡＲ処理し、信号が検出されたバンクをｎdとする。
【数１４】
2015230286.tif 000016
【００４１】
このsig(t)を入力として、第３の実施形態を適用し、ＰＲＩ軸でＦＦＴ処理することにより、ＳＮが高い信号によりＭＵＳＩＣスペクトルを算出することができる。
【００４２】
このように、第３の実施形態では、Ｎパルスを送受信するパルス圧縮レーダ装置において、図９（ａ）に示すように、Ｎパルスの受信信号についてＰＲＩ軸方向にＦＦＴ処理し、図９（ｂ）に示すように、ＣＦＡＲ処理により極値を持つ周波数バンクを選定し、そのバンクに対するレンジ軸の信号を抽出してＦＦＴ処理し、またパルス圧縮用の参照信号を生成してＦＦＴ処理し、両者を乗算したパルス圧縮前の周波数軸の信号に対して、Nｒポイントの信号を抽出して周波数軸の相関行列Rxxを生成し、それをMｒセルずつスライディングさせてRxxを生成し、忘却係数により加算平均したRxxを用いるＭＵＳＩＣ処理により、レンジ軸で目標を分離して検出する。すなわち、ＰＲＩ軸のＦＦＴによりＳＮ（Signal to Noise ratio）を高くして、周波数軸の移動平均による相関行列を用いたＭＵＳＩＣ処理するようにしているので、レーダ送受信信号の相関をもつ振幅の小さい目標信号でも、レンジサンプル以下の分解能でレンジを出力することができる。
【００４３】
（第４の実施形態）
図１０乃至図１２を参照して、第４の実施形態について説明する。  
第４の実施形態は、第３の実施形態において、処理規模削減のために、第２の実施形態の手法を採用してレンジセルを抽出する手法である。図１０は第４の実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置の系統構成を示すブロック図、図１１はその具体的な処理の流れを示すフローチャート、図１２はその信号処理を説明するための図である。
【００４４】
図１０及び図１１において特徴となる点は、第１の実施形態の構成に対して、ＡＤ変換部３１の出力をＰＲＩ軸ＦＦＴ処理部３ＥにてＰＲＩ軸についてＦＦＴ処理する（図１１：ステップＳ２７）ことで時間域信号に変換し、ＣＦＡＲ検出部３ＦにてＣＦＡＲ処理して（図１１：ステップＳ２８）スレショルドを超える信号の極大値を検出し、バンク選定部３Ｇにて極大値に対応するバンクを選定して（図１１：ステップＳ２９）、前述のレンジ軸ＦＦＴ処理部３２に入力するようにし、乗算部３３の出力をレンジ軸ＩＦＦＴ処理部３Ａにてレンジ軸についてＩＦＦＴ処理する（図１１：ステップＳ２３）ことで時間域信号に変換し、ＣＦＡＲ検出部３ＢにてＣＦＡＲ処理して（図１１：ステップＳ２４）スレショルドを超える信号の極大値を検出し、レンジセル抽出部３Ｃにて極大値に対応するレンジセルを抽出し（図１１：ステップＳ２５）、レンジ軸ＦＦＴ処理部３Ｄにてレンジ軸のＦＦＴ処理（図１１：ステップＳ２６）により周波数域信号に戻して、前述の平均相関行列演算部３６に入力するようにしたことにある。
【００４５】
すなわち、第４の実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置では、図１２（ａ）に示すようにＮパルスを送受信し、図１２（ｂ）に示すようにＮパルスのＰＲＩ軸方向にＦＦＴ処理し、さらに図１２（ｃ）に示すようにパルス圧縮した後の信号を用いてＣＦＡＲ処理によりＰ個の極値を持つ周波数バンクを選定し、図１２（ｄ）に示すように、各周波数バンクに対するレンジ軸の信号の中で、Ｐ個のレンジセルを中心に±Pｒ個のレンジに対応する信号をＦＦＴ処理して周波数領域に変換し、Nｒポイントの信号を抽出して周波数軸の相関行列Rxxを生成し、それをMｒセルずつスライディングさせて、図１２（ｅ）に示すように、忘却係数により加算平均したRxxを用いるＭＵＳＩＣ処理により、レンジ軸で目標を分離して検出する。このように、ＦＦＴ処理によりＳＮを向上させ、ＣＦＡＲ処理によりバンクを抽出し、そのバンクのレンジ軸の信号の中で、レンジ範囲を選定し、レンジ軸の信号に対してＦＦＴすることで周波数軸の信号に変換し、この周波数軸の信号に対して、第３の実施形態の手法を適用する。尚、本実施形態では、極大値に対応するバンクを選定しているので、図８に示したステップＳ１７の周波数セル抽出処理は不要となる。
【００４６】
以上のように、第４の実施形態では、ＰＲＩ軸のＦＦＴ処理によりＳＮ（Signal to Noise ratio）を高くし、かつ目標が存在する付近のレンジセルを抽出して、周波数軸の移動平均による相関行列を用いたＭＵＳＩＣ処理を行うようにしたので、レーダ送受信信号の相関をもつ振幅の小さい目標信号でも、処理規模を小さくして、レンジサンプル以下の分解能でレンジを出力することができる。
【００４７】
（第５の実施形態）
図１３乃至図１５を参照して、第５の実施形態について説明する。  
第５の実施形態は、第３の実施形態において、処理規模削減のために、第２の実施形態の手法を採用してレンジセルを抽出する手法である。図１３は第５の実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置の系統構成を示すブロック図、図１４はその具体的な処理の流れを示すフローチャート、図１５はその信号処理を説明するための図である。
【００４８】
図１３及び図１４において特徴となる点は、図１０に示したレンジ軸ＦＦＴ処理部３Ｄ（図１２のステップＳ２６）を省略し、平均相関行列演算部３６にてＣＰＩ間による平均Ｒｘｘを算出する（図１４のステップＳ３０）ようにしたことにある。
【００４９】
すなわち、第５の実施形態は、第１乃至第４の実施形態が、パルス圧縮前の周波数軸の信号に対してＭＵＳＩＣ処理を実施したのに対して、パルス圧縮後のレンジ軸の信号に対してＭＵＳＩＣ処理する手法である。これにより、目標信号が含まれるレンジ付近の信号を用いてＭＵＳＩＣ処理できるため、処理規模を削減できる。
【００５０】
図１３は、パルス圧縮前の信号を用いる方式として、第４の実施形態に対応した方式を代表して記述している。前述のように、第４の実施形態の図１０に比べて、レンジセル抽出部３Ｃの後段のレンジ軸ＦＦＴ処理部３Ｄが無い部分が異なる。この方式では、パルス圧縮後の信号を用いてＭＵＳＩＣ処理する点がポイントであるため、その部分について以下に述べることとし、レンジセルの抽出部分、ＰＲＩ軸ＦＦＴ処理の部分については、図１５（ａ）乃至（ｃ）に示してその説明を割愛する。
【００５１】
まず、パルス圧縮前の信号は（１）〜（６）式と同様であり、（６）式を（１５）式として再掲する。
【数１５】
2015230286.tif 000017
【００５２】
次にこれを逆ＦＦＴすることによりパルス圧縮後の信号を得る。  
【数１６】
2015230286.tif 000018
【００５３】
次に、このSwr(t)（信号Ｘに対応）を用いて、ＭＵＳＩＣ処理する。第１の実施形態の処理では、周波数軸における処理であり、周波数軸では、各目標のレンジは位相勾配に置き換わっているので、レーダ目標間の相関を抑圧するためにSwrの要素を順にNrセルずつスライディング抽出して平均値により相関を抑圧した。これに対して、本実施形態ではレンジ軸における処理であり、目標は各レンジのみに存在するため、レンジ軸をスライディングさせる手法は意味がなくなる。そのため、レーダ目標間の無相関化については、ＣＰＩ間の平均処理によるものとする。
【００５４】
また、本実施形態ではレンジセルを限定することで処理規模が削減できる長所があるため、ＣＦＡＲ検出部３Ｂ及びレンジセル抽出部３Ｃにより抽出したセルをＰ（Ｐは１〜複数）として、±Ｐｒセル抽出したものをSwr(t)（Nr次元Nr=2*Pr+1）とする。
【数１７】
2015230286.tif 000019
【００５５】
次に、Rxx(n,t)を、忘却係数を用いた平均処理により算出する（図１５（ｄ））。
【数１８】
2015230286.tif 000020
【００５６】
このRxx（n,t）をRxx（Nr×Nr次元）と置き換えて、MUSICスペクトルを算出する。
【数１９】
2015230286.tif 000021
【００５７】
このスペクトルSmusicにおいて、例えば図１５（ｅ）に示すように、ＣＦＡＲ処理によりスレショルドを超える信号の極大値ｔを抽出すれば、（１２）式の関係によりレンジを出力することができる。
【００５８】
以上のように、第５の実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置では、パルス圧縮後の信号を用いて、相関行列Rxxを生成し、忘却係数によりＣＰＩ間で加算平均したRxxを用いるMUSIC処理により、レンジ軸で目標を分離して検出する。このため、レンジ軸の移動平均による相関行列を用いたＭＵＳＩＣ処理により、レーダ送受信信号の相関をもつ目標信号でもレンジサンプル以下の分解能でレンジを出力することができる。
【００５９】
また、第５の実施形態では、パルス圧縮後にＣＦＡＲ処理することによりＰ個の目標を検出し、そのＰ個のレンジセルを中心に±Pr個のレンジに対応するパルス圧縮後の信号を用いてRxxを生成し、忘却係数によりＣＰＩ間で加算平均したRxxを用いるMUSIC処理により、レンジ軸で目標を分離して検出する。このため、目標が存在する付近のレンジに対して、ＦＦＴをしないレンジ軸の移動平均による相関行列を用いたＭＵＳＩＣ処理により、レーダ送受信信号の相関をもつ目標信号でも、処理規模を小さくして、レンジサンプル以下の分解能でレンジを出力することができる。
【００６０】
また、第５の実施形態では、Ｎパルスを送受信するパルス圧縮レーダ装置において、ＮパルスのＰＲＩ軸方向にＦＦＴ処理し、ＣＦＡＲにより極値を持つ周波数バンクに対するレンジ軸の信号を抽出し、パルス圧縮して相関行列Rxxを生成し、ＣＰＩ間の忘却係数により加算平均したRxxを用いるMUSIC処理を行うことにより、レンジ軸で目標を分離して検出することができる。これにより、ＰＲＩ軸のＦＦＴによりＳＮ（Signal to Noise ratio）を高くして、ＦＦＴをしないレンジ軸の移動平均による相関行列を用いたＭＵＳＩＣ処理により、レーダ送受信信号の相関をもつ振幅の小さい目標信号でも、レンジサンプル以下の分解能でレンジを出力することができる。
【００６１】
また、第５の実施形態では、Ｎパルスを送受信するパルス圧縮レーダ装置において、ＮパルスのＰＲＩ軸方向にＦＦＴし、さらにパルス圧縮した後の信号を用いてＣＦＡＲによりＰ個の極値を持つ周波数バンクに対するレンジ軸の信号の中で、Ｐ個のレンジセルを中心に±Pｒ個のレンジに対応する信号を抽出して周波数軸の相関行列Rxxを生成し、ＣＰＩ間で忘却係数により加算平均したRxxを用いるMUSIC処理により、レンジ軸で目標を分離して検出する。ＰＲＩ軸のＦＦＴによりＳＮ（Signal to Noise ratio）を高くし、かつ目標が存在する付近のレンジセルを抽出して、ＦＦＴをしないレンジ軸の移動平均による相関行列を用いたＭＵＳＩＣ処理により、レーダ送受信信号の相関をもつ振幅の小さい目標信号でも、処理規模を小さくして、レンジサンプル以下の分解能でレンジを出力することができる。
【００６２】
（第６の実施形態）
図１６乃至図１８を参照して、第６の実施形態について説明する。  
第６の実施形態は、Ａｚ及びＥＬの測角を行う手法である。図１６は第６の実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置の系統構成を示すブロック図、図１７はその具体的な処理の流れを示すフローチャート、図１８はその説明図である。
【００６３】
図１６及び図１７において特徴となる点は、測角のために、送受信部２１において、位相モノパルス信号（Σ、Δ：非特許文献６参照）を用い、Σ、Δ信号それぞれをＡＤ変換部３１でディジタル信号に変換した後、Σh生成部３Ｈで開口２分割の第１の信号Σh1と第２の信号Σh2を生成して２系統に分配出力し（図１７：ステップＳ３１）、Σ１形成部３Ｉ１、Σ２形成部３Ｉ２で異なる指向方向を持つΣ１ビームとΣ２ビームを形成し（図１７：ステップＳ３２，Ｓ３２′）、それぞれＰＲＩ軸ＦＦＴ処理部３Ｅ１，３Ｅ２でＰＲＩ軸方向にＦＦＴ処理する（図１７：ステップＳ３３，Ｓ３３′）。
【００６４】
以後、レンジ軸ＦＦＴ処理部３Ｅ１，３Ｅ２のレンジ軸方向のＦＦＴ処理（図１７：ステップＳ１３，Ｓ１３′）、乗算部３３１，３３２の参照信号ＦＦＴ処理信号との乗算、レンジ軸ＩＦＦＴ処理部３Ａ１，３Ａ２のレンジ軸方向の逆ＦＦＴ処理（図１７：ステップＳ２３，Ｓ２３′）、ＣＦＡＲ検出部３Ｂ１，３Ｂ２の極大検出処理（図１７：ステップＳ２４，Ｓ２４′）、レンジセル抽出部３Ｃ１，３Ｃ２の極大値が検出されたレンジセル抽出処理（図１７：ステップＳ２５，Ｓ２５′）、レンジ軸ＦＦＴ処理部３Ｄ１，３Ｄ２のレンジ軸方向のＦＦＴ処理（図１７：ステップＳ２６，Ｓ２６′）、平均相関行列演算部３６１，３６２の演算処理（図１７：ステップＳ１８〜Ｓ１９，Ｓ１８′〜Ｓ１９′）、ＭＵＳＩＣ処理部３７１，３７２（図１７：ステップＳ２０，Ｓ２０′）、ＣＦＡＲ検出部３８１，３８２（図１７：ステップＳ２１，Ｓ２１′）、レンジ算出部３９１，３９２（図１７：ステップＳ２２）を順に実行し、最終的に測角値算出部３Ｊで測角演算を実行する（図１７：ステップＳ３４）。
【００６５】
すなわち、第６の実施形態では、測角のために、位相モノパルス信号（Σ、Δ：非特許文献６）を用いる。
【数２０】
2015230286.tif 000022
【００６６】
したがって、位相モノパルスの出力信号をΣとΔとすると、次式でＳ１とＳ２を算出できる。  
【数２１】
2015230286.tif 000023
【００６７】
このＳ１とＳ２に、ビーム指向方向を決める位相を設定すれば異なる指向方向を持つΣ１ビームとΣ２ビームを形成できる。
【数２２】
2015230286.tif 000024
【００６８】
このｂ１とｂ２の信号を入力信号sig1とsig2にして、第１の実施形態の手法で各々のＭＵＳＩＣスペクトルの極値により、レンジｒを算出し、このｒにより、次式により電力（b1、b2に対応してS1とS2）を算出する（非特許文献５参照）。
【数２３】
2015230286.tif 000025
【００６９】
この行列S（S1とS2）の第ｐ番目の対角成分から、ｐ番目の目標に対する受信電力（Ｐ１とＰ２）が得られ、この平方根により受信振幅（Ｅ１とＥ２）が得られる。これを用いて、次式により誤差電圧を算出する。
【数２４】
2015230286.tif 000026
【００７０】
この誤差電圧と角度については、図１８（ａ）（ｂ）に示すように、Σ１，Σ２の関係に基づいて予め角度に対する誤差電圧をテーブル化しておき、誤差電圧テーブルを作成しておく。（２４）式により算出したεにより、テーブルを用いて角度θを算出する。
【００７１】
３次元レーダの場合は、Ａｚ面及びＥＬ面に対して、それぞれ、上述の方式を用いればよいのは言うまでもない。  
また、本発明はＭＵＳＩＣ手法について述べたが、処理規模削減のために、既知の手法であるＲＯＯＴ−ＭＵＳＩＣや、ＥＳＰＲＩＴ（非特許文献５参照）法等を用いてもよいのは言うまでもない。
【００７２】
（第７の実施形態）
図１９乃至図２０を参照して、第７の実施形態について説明する。  
第７の実施形態もＡｚ及びＥＬの測角を行う手法である。図１９は第７の実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置の系統構成を示すブロック図、図２０はその具体的な処理の流れを示すフローチャートである。
【００７３】
図１９及び図２０において、図１６及び図１７と異なる点は、レンジセル抽出部３Ｃ１，３Ｃ２の後段のレンジ軸ＦＦＴ処理部３Ｄ１，３Ｄ２を採用しないようにしたことにある。すなわち、第５の実施形態と同様に、処理規模削減のために、第２の実施形態の手法を採用してレンジセルを抽出する手法である。
【００７４】
第６及び第７の実施形態では、アンテナ開口を２分割して和（Σ）と差（ΔＡｚまたはΔＥＬ）ビームによりパルスを送受信するパルス圧縮レーダ装置において、ΣとΔ信号より左右（上下）の開口信号を生成し、その信号により所定の方向にビームを向ける位相を与えて２本のΣビーム（Σ１とΣ２）を形成し、Σ１とΣ２により第１乃至第５の実施形態の処理をしてMUSICスペクトルの対応するレンジセルを抽出し、Σ１とΣ２のMUSICスペクトルの振幅比による誤差電圧を用いて測角する。
【００７５】
すなわち、レンジ軸の移動平均による相関行列を用いたＭＵＳＩＣ処理により、レーダ送受信信号の相関をもつ目標信号でもレンジサンプル以下の分解能でレンジを出力し、更にΣ及びΔのモノパルス出力を用いた２ビームの出力により測角を行うことができる。
【００７６】
尚、本実施形態は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１…フェーズドアレイアンテナ、２…送受信器、２１…送受信部、２２…ビーム制御部、３…信号処理器、３１…ＡＤ（Analog-Digital）変換部、３２…レンジ軸ＦＦＴ（Fast Fourier Transformation）処理部、３３…乗算部、３４…参照信号生成部、３５…参照信号ＦＦＴ処理部、３６…平均相関行列演算部、３７…ＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）処理部、３８…ＣＦＡＲ検出部、３９…レンジ算出部、３Ａ…レンジ軸ＩＦＦＴ処理部、３Ｂ…ＣＦＡＲ検出部、３Ｃ…レンジセル抽出部、３Ｄ…レンジ軸ＦＦＴ処理部、３Ｅ…ＰＲＩ軸ＦＦＴ処理部、３Ｆ…ＣＦＡＲ検出部、３Ｇ…バンク選定部、３Ｈ…Σh生成部、３Ｉ１…Σ１形成部、３Ｉ２…Σ２形成部、３Ｅ１，３Ｅ２…ＰＲＩ軸ＦＦＴ処理部、３Ｅ１，３Ｅ２…レンジ軸ＦＦＴ処理部、３３１，３３２…乗算部、３Ａ１，３Ａ２…レンジ軸ＩＦＦＴ処理部、３Ｂ１，３Ｂ２…ＣＦＡＲ検出部、３Ｃ１，３Ｃ２…レンジセル抽出部、３Ｄ１，３Ｄ２…レンジ軸ＦＦＴ処理部、３６１，３６２…平均相関行列演算部、３７１，３７２…ＭＵＳＩＣ処理部、３８１，３８２…ＣＦＡＲ検出部、３９１，３９２…レンジ算出部、３Ｊ…測角値算出部。
【図１】
2015230286.tif 000027
【図２】
2015230286.tif 000028
【図３】
2015230286.tif 000029
【図４】
2015230286.tif 000030
【図５】
2015230286.tif 000031
【図６】
2015230286.tif 000032
【図７】
2015230286.tif 000033
【図８】
2015230286.tif 000034
【図９】
2015230286.tif 000035
【図１０】
2015230286.tif 000036
【図１１】
2015230286.tif 000037
【図１２】
2015230286.tif 000038
【図１３】
2015230286.tif 000039
【図１４】
2015230286.tif 000040
【図１５】
2015230286.tif 000041
【図１６】
2015230286.tif 000042
【図１７】
2015230286.tif 000043
【図１８】
2015230286.tif 000044
【図１９】
2015230286.tif 000045
【図２０】
2015230286.tif 000046