(57)【要約】【課題】２次エコーの影響を受けずに１次エコーを検出することのできるレーダ信号処理装置を得る。【解決手段】変調器（Ａ）２は、符号系列１を用いてパルスを変調する。変調器（Ｂ）３は符号系列２を用いてパルスを変調する。符号系列１で変調された送信パルスの反射信号と符号系列２で変調された送信パルスの反射信号は受信機７で受信され、符号系列１を用いて復調器（Ａ）８で復調され、また、符号系列２を用いて復調器（Ｂ）９で復調される。これらの信号は減算器１１で減算され１次エコーのみが抽出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種類の位相変調系列として第１の符号系列と第２の符号系列を用いてパルスを送信する送信手段と、
前記第１の符号系列で変調した送信パルスの多次エコーにかかる位相差と、前記第２の符号系列で変調した送信パルスの多次エコーにかかる位相差を一致させ、これらを減算して１次エコーのみを抽出する多次エコー除去手段とを備えたレーダ信号処理装置。
【請求項２】
特定の位相変調系列として第２の符号系列と、当該第２の符号系列を定数倍した位相変調系列である第１の符号系列とを用いてパルスを送信する送信手段と、
前記第１の符号系列で変調した送信パルスの多次エコーにかかる位相差と、前記第２の符号系列で変調した送信パルスの１次エコーに位相を合わせたときに多次エコーにかかる位相差とを一致させ、これら多次エコーの位相差を減算することで１次エコーのみを抽出する多次エコー除去手段とを備えたレーダ信号処理装置。
【請求項３】
特定の位相変調系列である第２の符号系列の位相差を定数倍させると、当該第２の符号系列とは異なる位相変調系列である第１の符号系列の位相差と一致する２種類の位相変調系列を用いてパルスを送信する送信手段と、
前記第１の符号系列で変調した送信パルスの多次エコーにかかる位相差と、前記第２の符号系列で変調した送信パルスの１次エコーに位相を合わせたときに多次エコーにかかる位相差とを一致させ、これら多次エコーの位相差を減算することで１次エコーのみを抽出する多次エコー除去手段とを備えたレーダ信号処理装置。
【請求項４】
前記多次エコー除去手段は、前記第１の符号系列で変調した送信パルスと、前記第２の符号系列で変調した送信パルスの受信信号間の振幅のずれを補正する振幅補正器を有することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のレーダ信号処理装置。
【請求項５】
前記多次エコー除去手段は、前記第１の符号系列で変調した送信パルスと、前記第２の符号系列で変調した送信パルスの受信信号間の位相のずれを補正する位相補正器を有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項記載のレーダ信号処理装置。
【請求項６】
前記多次エコー除去手段は、時間領域で位相差の減算を行うことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載のレーダ信号処理装置。
【請求項７】
前記多次エコー除去手段は、周波数領域で位相差の減算を行うことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載のレーダ信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーダ信号処理装置に関し、特にパルスレーダ装置における多次エコーの除去を行うレーダ信号処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば気象レーダは、雲や雨の降雨粒子によって反射されるエコーの強さを検出し、気象状況を観測あるいは予測するため、反射波のドップラ効果を利用して雨や雲の動的な変化を捉えることができるパルスドップラレーダが用いられている。
【０００３】
一般にパルスレーダ装置では、送信パルスは所要の繰り返し間隔で繰り返し発射される。このパルス繰り返し周期は、探知しようとする目標（１次エコー）の最大距離に対応して決定される。
従って、最大距離より遠方にある目標からの反射波（２次エコー）は、次の送信パルスが発射された後に返ってくるため、見掛け上近距離に存在するかのように認識される。また、このような２次エコーは、１次エコーに重畳し、１次エコーの検出精度を劣化させる可能性があるため、除去する必要がある。
【０００４】
そこで、このような問題を解決するため、例えば特許文献１〜３や非特許文献１に示されるような方式が提案されている。特許文献１では、ヒットごとに極性を反転した符号列を用い位相変調する方式、特許文献２では、送信パルス信号を少なくとも１つ前の送信パルス信号と互いに相関の低い変調方式で変調する方式、特許文献３では、ＳＺ符号系列と呼ばれる系列を用い位相変調する方式、非特許文献１では、擬似ランダム符号系列と呼ばれる系列を用い位相変調する方式を用いている。
【０００５】
そして、送信した送信パルス信号による１次エコーと、この送信パルス信号よりも少なくとも１つ以上前の送信パルス信号による２次エコーとを受信し、対応する復調方式によって復調し信号処理を行う。
【０００６】
複数ヒット分の相関をとると、復調された１次エコー成分は積み上がり、２次エコー成分は相関が取れないため分散される。分散される形としてドップラースペクトル上で、特許文献３では、特定の周波数にのみ拡散され、非特許文献１では、白色雑音化する。従来の２次エコー除去方式は以上のように構成され、２次エコーの信号を低減させることで１次エコーの検出精度を向上させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１３８２１５号公報
【特許文献２】特開２００２−１３９５６５号公報
【特許文献３】米国特許第６０８１２２１号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】深尾昌一郎、浜津享助著、「気象と大気のレーダーリモートセンシング[改訂第2版]」、京都大学学術出版会、2009年7月24日発行、p.285〜287
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、例えば、気象レーダでは、遠方に存在する山岳や台風時のエコーなど、２次エコーの強度が１次エコーよりも高い場合、ドップラスペクトル上で拡散させた２次エコー成分に１次エコーが埋もれるため、特許文献１、特許文献２、非特許文献１のような方式では、１次エコーの検出精度が劣化するという問題があった。
【００１０】
また、特許文献３では、２次エコー成分を特定の周波数にのみ拡散させるため、原理的に周波数領域で１次エコーと２次エコーが分離可能であり、２次エコーの強度が１次エコーよりも高い場合にも１次エコーの検出精度は劣化しない。しかしながら、１次エコーもしくは２次エコーの速度幅（スペクトル幅）が広い場合に、１次エコーの検出精度が劣化するという問題があった。
【００１１】
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、２次エコーの強度に関係することなく、また速度幅が広い場合にも、２次エコーの影響を受けずに１次エコーを検出することのできるレーダ信号処理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】
【００１２】
この発明に係るレーダ信号処理装置は、２種類の位相変調系列として第１の符号系列と第２の符号系列を用いてパルスを送信する送信手段と、第１の符号系列で変調した送信パルスの多次エコーにかかる位相差と、第２の符号系列で変調した送信パルスの多次エコーにかかる位相差を一致させ、これらを減算して１次エコーのみを抽出する多次エコー除去手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のレーダ信号処理装置は、第１の符号系列で変調した送信パルスの多次エコーにかかる位相差と、第２の符号系列で変調した送信パルスの多次エコーにかかる位相差を一致させ、これらを減算して１次エコーのみを抽出するようにしたので、多次エコーの影響を受けずに１次エコーを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１によるレーダ信号処理装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるレーダ信号処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態３によるレーダ信号処理装置を示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態３、４によるレーダ信号処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態３によるレーダ信号処理装置の振幅補正器に入る受信波のスペクトルの様子を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態４によるレーダ信号処理装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のレーダ信号処理装置は、位相変調によって２次エコーを抑圧するレーダにおいて、２種類の位相変調系列として第１の符号系列と第２の符号系列を用いて、第１の符号系列の２次エコーにかかる位相差と第２の符号系列の２次エコーにかかる位相差を合わせ、減算することで所望の１次エコーのみを抽出することを特徴とする。
なお、本発明は、２次エコー以外の多次エコーに対しても有効であるが、以降では一例として２次エコーの場合について説明を行う。
【００１６】
基本原理を以下に示す。
例えば、送信パルスを所定の符号系列１（第１の符号系列）で位相変調したとき、１次エコーからの反射信号にかかる位相をΦ１、２次エコーからの反射信号にかかる位相をΦ２とし、所定の符号系列２（第２の符号系列）で位相変調したとき、１次エコーからの反射信号にかかる位相をφ１、２次エコーからの反射信号にかかる位相をφ２とする。
【００１７】
符号系列１で変調した受信パルスに対して位相−Φ１をかけると、１次エコーからの反射信号にかかる位相は０となるが、２次エコーからの反射信号にかかる位相はΦ２−Φ１となって残る。同様に、符号系列２で変調した受信パルスに対して位相−φ１をかけると、１次エコーからの反射信号にかかる位相は０となるが、２次エコーからの反射信号にかかる位相はφ２−φ１となって残る。ここで、符号系列１、２には、Φ２−Φ１＝ｋ（φ２−φ１）（ｋ：０，１以外の定数）となるように選ぶ。
【００１８】
次に、２次エコーからの反射信号にかかる位相が共にΦ２−Φ１となるように、符号系列２で変調した受信パルスに対して位相（ｋ−１）（φ２−φ１）を更にかけると、１次エコーからの反射信号にかかる位相は（ｋ−１）（φ２−φ１）となり、２次エコーからの反射信号にかかる位相はｋ（φ２−φ１）、つまりΦ２−Φ１となる。
【００１９】
これら２つの受信信号を減算すると、１次エコーからの反射信号は位相が異なるため消え残るが、２次エコーからの反射信号は位相を一致させたため相殺される。従って、１次エコーのみを抽出することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるレーダ信号処理装置を示す構成図である。
この装置は、発振器１、変調器（Ａ）２、変調器（Ｂ）３、送信機４、サーキュレータ５、空中線（アンテナ）６、受信機７、復調器（Ａ）８、復調器（Ｂ）９、変調器（Ｃ）１０、減算器１１、補正器１２、強度／速度／速度幅算出器１３を備えている。
【００２１】
発振器１は、変調器（Ａ）２および変調器（Ｂ）３が用いるための種信号となるパルスを生成する発振器である。変調器（Ａ）２は符号系列１による変調器であり、変調器（Ｂ）３は符号系列２による変調器である。送信機４は、これら変調器（Ａ）２および変調器（Ｂ）３で変調されたパルスをアンテナ６から送信するための送信機である。また、これら変調器（Ａ）２、変調器（Ｂ）３および送信機４で、２種類の位相変調系列として第１の符号系列と第２の符号系列を用いてパルスを送信するための送信手段が構成されている。サーキュレータ５は、送信機４からの送信信号をアンテナ６に供給すると共に、アンテナ６からの受信信号を受信機７に伝送するための信号分離を行うサーキュレータである。
【００２２】
受信機７は、送信信号が探知目標等に反射した反射信号をアンテナ６およびサーキュレータ５を介して受信する受信機である。復調器（Ａ）８は符号系列１を用いた復調器であり、復調器（Ｂ）９は符号系列２を用いた復調器である。変調器（Ｃ）１０は、２種類の２次エコーからの反射信号にかかる位相を一致させるため、符号系列２を用いた復調器（Ｂ）９から出力されたパルスに対して更に位相変調を行うための変調器である。減算器１１は、復調器（Ａ）８からの出力である符号系列１で変調した受信パルスと、変調器（Ｃ）１０からの出力である符号系列２で変調した受信パルスとを減算するための減算器である。なお、復調器（Ａ）８〜減算器１１によって、多次エコー除去手段が構成されている。補正器１２は、減算後に残った１次エコーからの反射信号を元の形に戻すための演算部である。強度／速度／速度幅算出器１３は、補正器１２から出力された１次エコーからの反射信号に基づいて、１次エコーの強度と速度と速度幅とを算出する演算器である。
【００２３】
次に、実施の形態１の動作について説明する。図２にフローチャートを示す。
２種類の位相変調系列を生成するため、発振器１で種信号を生成し（ステップＳＴ１）、符号系列１による変調器（Ａ）２で位相変調１を行い（ステップＳＴ２）、また、符号系列２による変調器（Ｂ）３で位相変調２を行い（ステップＳＴ３）、送信機４により送信信号を出力する（ステップＳＴ４）。
【００２４】
このとき、符号系列２の位相を０または１以外の定数倍させた符号系列が、符号系列１となるように選ぶ。例えば、符号系列１と符号系列２を下記の通りに生成する。
2015036672.tif 000003
【００２５】
送信信号はアンテナ６から空中に放射され、観測対象によって反射される。一例として、気象レーダシステムにおける観測対象は、所定の領域に存在する降雨粒子である。観測対象からの反射波は、アンテナ６によって捕捉され、受信機７によって受信される（ステップＳＴ５）。受信機７は、符号系列１による復調器（Ａ）８と、符号系列２による復調器（Ｂ）９にそれぞれ受信波を送る。
【００２６】
符号系列１による復調器（Ａ）８で、符号系列１で変調した受信パルスに対して１次エコーからの反射信号にかかる位相を０となるように位相をかける（位相復調１、ステップＳＴ６）。また、符号系列２による復調器（Ｂ）９で、符号系列１で変調した受信パルスに対して１次エコーからの反射信号にかかる位相を０となるように位相をかける（位相復調２、ステップＳＴ７）。例えば、上記式（１）で示した符号系列で変調された信号を復調するために、それぞれ、
符号系列１：−Φｍ
符号系列２：−φｍ
をかけることで、１次エコーからの反射信号にかかる位相が０になる。
このとき、２次エコーからの反射信号にかかる位相は、
2015036672.tif 000004
となる。
【００２７】
変調器（Ｃ）１０は、２種類の２次エコーからの反射信号にかかる位相を一致させるため、符号系列２で変調した受信パルスに対して、更に位相変調を加える（位相復調３、ステップＳＴ８）。
例えば、式（２）の２次エコーからの反射信号にかかる位相を比べると、Φｍ−１−Φｍ＝２（φｍ−１−φｍ）の関係にある。そこで、符号系列２で変調した受信パルスに対して、更に位相（φｍ−１−φｍ）をかける。
その結果、符号系列２で変調した受信パルスに対して、１次エコーからの反射信号にかかる位相は（φｍ−１−φｍ）となり、２次エコーからの反射信号にかかる位相は２（φｍ−１−φｍ）＝Φｍ−１−Φｍとなる。
【００２８】
２次エコーからの反射信号にかかる位相を等しくした受信波を減算器１１に送り、２種類の信号を減算する（ステップＳＴ９）。
例えば、符号系列１で変調した受信パルスから符号系列２で変調した受信パルスを減算すると、２次エコーからの反射信号は符号系列１と符号系列２で等しくなるよう変調したため相殺される。一方で、１次エコーからの反射信号は位相が異なるため相殺されず残る。
【００２９】
減算後に残った１次エコーからの反射信号を補正器１２で元の形に戻す（ステップＳＴ１０）。
例えば、今回の例では、位相０の１次エコーから位相（φｍ−１−φｍ）がかかった１次エコーを減算したものが残っている。そのため、残った信号に１／（１−ｅｘｐ（−ｊ（φｍ−φｍー１）））をかけてやることで元の形に戻る。
【００３０】
元の形に戻した１次エコーからの反射信号を基に、強度／速度／速度幅算出器１３から１次エコーの強度ｐ１、速度ｖ１、速度幅ｗ１を推定する（自己相関処理、ステップＳＴ１１）。
【００３１】
以上説明したように、実施の形態１のレーダ信号処理装置によれば、２種類の位相変調系列として第１の符号系列と第２の符号系列を用いてパルスを送信する送信手段と、第１の符号系列で変調した送信パルスの多次エコーにかかる位相差と、第２の符号系列で変調した送信パルスの多次エコーにかかる位相差を一致させ、これらを減算して１次エコーのみを抽出する多次エコー除去手段とを備えたので、２次エコーの影響なく１次エコーのみを抽出することが可能となる。また、本方式では、２次エコーの形によらず、２次エコーを特定せずに除去することが可能である。
【００３２】
また、実施の形態１のレーダ信号処理装置によれば、特定の位相変調系列として第２の符号系列と、第２の符号系列を定数倍した位相変調系列である第１の符号系列とを用いてパルスを送信する送信手段と、第１の符号系列で変調した送信パルスの多次エコーにかかる位相差と、第２の符号系列で変調した送信パルスの１次エコーに位相を合わせたときに多次エコーにかかる位相差とを一致させ、これら多次エコーの位相差を減算することで１次エコーのみを抽出する多次エコー除去手段とを備えたので、２次エコーの影響なく１次エコーのみを抽出することが可能であり、かつ、２次エコーの形によらず、２次エコーを特定せずに除去することが可能である。
【００３３】
また、実施の形態１のレーダ信号処理装置によれば、多次エコー除去手段は、時間領域で位相差の減算を行うよう構成したので、２次エコーの影響なく１次エコーのみを抽出することが可能となる。
【００３４】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、符号系列２の位相自体を０または１以外の定数倍させた符号系列１を用いていたが、位相差が定数倍の場合も同様に実施可能であり、これを実施の形態２として以下説明する。図面上の構成は図１と同様であるため、図１を用いて説明する。
【００３５】
実施の形態２における送信手段は、符号系列２の位相差を定数倍させると符号系列１の位相差と一致する２種類の位相変調系列を用いてパルスを送信し、多次エコー除去手段は、符号系列１で変調した送信パルスの多次エコーにかかる位相差と、符号系列２で変調した送信パルスの１次エコーに位相を合わせたときに多次エコーにかかる位相差とを一致させ、これら多次エコーの位相差を減算することで１次エコーのみを抽出するよう構成されている。
【００３６】
次に、実施の形態２におけるレーダ信号処理装置の動作について説明する。
例えば、符号系列１と符号系列２を下記の通りに生成する。
2015036672.tif 000005
実施の形態１の式（１）では、符号系列２を２倍したものが符号系列１となるように用いていたが、本実施の形態ではそのような関係にない。
【００３７】
しかし、符号系列１による復調器（Ａ）８で、符号系列１で変調した受信パルスに対して１次エコーからの反射信号にかかる位相を０となるように位相をかけ、符号系列２による復調器（Ｂ）９で、符号系列１で変調した受信パルスに対して１次エコーからの反射信号にかかる位相を０となるように位相をかけると、２次エコーからの反射信号にかかる位相は、
2015036672.tif 000006
となり、式（２）と同様の形になる。つまり、１次エコーからの反射信号にかかる位相を０となるように位相をかけたときに２次エコーからの反射信号にかかる位相が０または１以外の定数倍であれば、２次エコーの位相を一致させることができるので、その後の処理は実施の形態１と同様となる。
【００３８】
以上説明したように、実施の形態２のレーダ信号処理装置によれば、特定の位相変調系列である第２の符号系列の位相差を定数倍させると、第２の符号系列とは異なる位相変調系列である第１の符号系列の位相差と一致する２種類の位相変調系列を用いてパルスを送信する送信手段と、第１の符号系列で変調した送信パルスの多次エコーにかかる位相差と、第２の符号系列で変調した送信パルスの１次エコーに位相を合わせたときに多次エコーにかかる位相差とを一致させ、これら多次エコーの位相差を減算することで１次エコーのみを抽出する多次エコー除去手段とを備えたので、２次エコーの影響なく１次エコーのみを抽出することが可能となる。
【００３９】
実施の形態３．
図３は、本発明の実施の形態３に係わるレーダ信号処理装置の構成を示すブロック図である。この装置は、図１に示す実施の形態１と同様の発振器１〜強度／速度／速度幅算出器１３の構成に加えて振幅補正器１４を備えて構成される。すなわち、実施の形態３における多次エコー除去手段は、符号系列１で変調した送信パルスと、符号系列２で変調した送信パルスの受信信号間の振幅のずれを補正する振幅補正器１４を有している。
【００４０】
次に、実施の形態３のレーダ信号処理装置の動作について説明する。図４は、実施の形態３の動作を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは、後述する実施の形態４における動作説明も兼ねている。
図４のフローチャートにおいて、ステップＳＴ１〜ステップＳＴ８までの動作は図２に示した実施の形態１と同様である。実施の形態３では、ステップＳＴ６で復調器（Ａ）８による位相復調を行い、また、ステップＳＴ８で変調器（Ｃ）１０による位相変調が行った後、振幅補正器１４は、振幅にずれがあるかを判定し（ステップＳＴ１２）、振幅にずれがあった場合は、振幅補正処理を行う（ステップＳＴ１３）。すなわち、送信パルスを交互に発射するときやアンテナ６の角度が異なるなど、２種類の受信信号の振幅に差が生じる場合には、符号系列２による復調器（Ｂ）９で位相を復調した後に振幅補正器１４にて振幅差を補正する。
【００４１】
振幅補正器１４に入る受信波のスペクトルの様子を図５に示す。（ａ）は符号系列１、（ｂ）は符号系列２であり、これらの図において、縦軸は振幅、横軸は周波数を表す。例えば、符号系列１の復調後の信号をｘ１（ｆ）、そのときの１次エコーからの反射信号をａ（ｆ）、２次エコーからの反射信号をｂ（ｆ）とし、符号系列２の符号系列１の２次エコーに位相を合わせた後の信号をｘ２（ｆ）、そのときの１次エコーからの反射信号をｃ（ｆ）、２次エコーからの反射信号をｂ′（ｆ）とする。このとき、ｘ１（ｆ）とｘ２（ｆ）の振幅の差がωであるとすると、信号のずれをωで修正すると、
ｅ（ｆ）＝ｘ１（ｆ）−ωｘ２（ｆ）
によって、１次エコーのみの信号ｅ（ｆ）が抽出できる。このとき、ωは
2015036672.tif 000007
によって推定された値を用いる。ｘ１（ｆ１）はｘ１（ｆ）の１番目の要素、＊は共役、ａｂｓ（  ）は絶対値を示す。Ｒはｘ１（ｆ）自体の振幅、Ｐはずれた分の振幅をとっている。
【００４２】
以上説明したように、実施の形態３のレーダ信号処理装置によれば、多次エコー除去手段は、第１の符号系列で変調した送信パルスと、第２の符号系列で変調した送信パルスの受信信号間の振幅のずれを補正する振幅補正器を有するよう構成したので、２次エコーの信号の振幅が異なる場合も、振幅補正を符号系列２で変調した受信パルスに施すことで、２種類の受信信号の２次エコーが一致し、２次エコーの影響なく１次エコーのみを抽出することが可能となる。
【００４３】
実施の形態４．
図６は、本発明の実施の形態４に係るレーダ信号処理装置の構成を示すブロック図である。この装置は、図１に示す実施の形態１と同様の発振器１〜強度／速度／速度幅算出器１３の構成に加えて位相補正器１５を備えて構成される。すなわち、実施の形態４における多次エコー除去手段は、符号系列１で変調した送信パルスと、符号系列２で変調した送信パルスの受信信号間の位相のずれを補正する位相補正器１５を有している。
【００４４】
次に、実施の形態４のレーダ信号処理装置の動作を図４のフローチャートを用いて説明する。
図４のフローチャートにおいて、実施の形態３との相違点は、ステップＳＴ１２において位相補正器１５が位相にずれがあるかを判定し、また、ステップＳＴ１３において位相補正器１５が位相補正処理を行う点である。すなわち、実施の形態４では、送信パルスを交互に発射するときやアンテナ６の角度が異なるなど、２種類の受信信号の位相に差が生じる場合（ステップＳＴ１２）には、符号系列２による復調器（Ｂ）９で位相を復調した後に、位相補正器１５にて位相差を補正する（ステップＳＴ１３）。
【００４５】
例えば、符号系列１の復調後の信号をｘ１（ｆ）、そのときの１次エコーからの反射信号をａ（ｆ）、２次エコーからの反射信号をｂ（ｆ）とし、符号系列２の符号系列１の２次エコーに位相を合わせた後の信号をｘ２（ｆ）、そのときの１次エコーからの反射信号をｃ（ｆ）、２次エコーからの反射信号をｂ′（ｆ）とする。このとき、ｘ１（ｆ）とｘ２（ｆ）の位相の差がθであるとすると、信号のずれをθで修正すると、
ｅ（ｆ）＝ｘ１（ｆ）−ｅｘｐ（ｊθ）ｘ２（ｆ）
によって、１次エコーのみの信号ｅ（ｆ）が抽出できる。このとき、θは
2015036672.tif 000008
によって推定された値を用いる。ｘ１（ｆ１）はｘ１（ｆ）の１番目の要素、＊は共役、ａｎｇｌｅ（  ）は、括弧内の位相角［ｄｅｇ］の計算を示す。θは、ずれた位相の角度を示す。
【００４６】
以上説明したように、実施の形態４のレーダ信号処理装置によれば、多次エコー除去手段は、第１の符号系列で変調した送信パルスと、第２の符号系列で変調した送信パルスの受信信号間の位相のずれを補正する位相補正器を有するよう構成したので、２次エコーの信号の振幅が異なる場合も、振幅補正を符号系列２で変調した受信パルスに施すことで、２種類の受信信号の２次エコーが一致し、２次エコーの影響なく１次エコーのみを抽出することが可能となる。
【００４７】
実施の形態５．
実施の形態１〜４は、時間領域で２次エコーを減算し、１次エコーを抽出させる処理であったが、周波数領域で処理を行うことができ、これを実施の形態５として説明する。
【００４８】
送信パルスを符号系列１で位相変調したとき、１次エコーからの反射信号にかかる位相をＡ１、２次エコーからの反射信号にかかる位相をＡ２とする。このとき、Ａ１は、１次エコーからの反射信号にかかる位相の系列をＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）した行列、Ａ２は、２次エコーからの反射信号にかかる位相の系列をＦＦＴした行列を示す。ＦＦＴした１次信号をＥ１、２次信号をＥ２、雑音Ｎをとすると、受信信号Ｖは、
Ｖ＝Ａ１Ｅ１＋Ａ２Ｅ２＋Ｎ
と表すことができる。また、送信パルスを符号系列２で位相変調したとき、１次エコーからの反射信号にかかる位相をＢ１、２次エコーからの反射信号にかかる位相をＢ２とする。このとき、Ｂ１は、１次エコーからの反射信号にかかる位相の系列をＦＦＴした行列、Ｂ２は、２次エコーからの反射信号にかかる位相の系列をＦＦＴした行列を示す。このとき、受信信号Ｚは、
Ｚ＝Ｂ１Ｅ１＋Ｂ２Ｅ２＋Ｎ
と表すことができる。
【００４９】
２種類の符号系列に対し、それぞれ１次エコーの位相を合わせると、下記の通りとなる。
2015036672.tif 000009
となる。符号系列２の１次エコーは符号系列１と異なる位相を持つため減算しても消えることはなく、２次エコーは一致するため抑圧される。
【００５０】
以上説明したように、実施の形態５のレーダ信号処理装置によれば、多次エコー除去手段は、周波数領域で位相差の減算を行うよう構成したので、周波数領域においても、２次エコーの影響なく１次エコーのみを抽出することが可能となる。
【００５１】
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。
また、実施の形態１〜５では電磁波だけでなく、音波でも実施が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１  発振器、２  変調器（Ａ）、３  変調器（Ｂ）、４  送信機、５  サーキュレータ、６  空中線（アンテナ）、７  受信機、８  復調器（Ａ）、９  復調器（Ｂ）、１０  変調器（Ｃ）、１１  減算器、１２  補正器、１３  強度／速度／速度幅算出器、１４  振幅補正器、１５  位相補正器。
【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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