(57)【要約】【課題】ハードウェアや処理量が少なく、予め運動を想定することが困難な高機動目標に対する目標検出性能の改善を行うことのできるレーダ装置を提供する。【解決手段】レーダ装置は、受信ビデオ信号をパルス圧縮し、パルス圧縮により生成された信号から目標までの距離を算出し、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の強度に基づく距離の差から目標との相対速度または目標との相対距離を算出し、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の目標までの距離が同一になるような位相補償量を目標との相対速度または目標との相対距離を用いて算出し、位相補償量を用いて受信ビデオ信号の位相を補償し、位相補償された受信ビデオ信号をパルス圧縮する。【選択図】図１
2008020432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア信号が所定の時間間隔でパルス変調され、パルス内が交互にアップチャープ変調とダウンチャープ変調されて生成された送信信号を放射し、目標で反射して戻った上記送信信号を受信信号として受信するレーダ装置において、
上記受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段と、
上記パルス圧縮により生成された信号の強度に基づく距離を算出する測距手段と、
上記アップチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号および上記ダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の強度に基づく距離の差から目標との相対速度または目標との相対距離を算出する相対距離・相対速度算出手段と、
上記受信信号の位相を補償すると、上記アップチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号および上記ダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の目標までの距離が同一になるように、上記目標との相対速度または上記目標との相対速度および上記目標との相対距離を用いて位相補償量を算出し、該位相補償量を用いて上記受信信号の位相を補償し、上記位相補償された受信信号をパルス圧縮する補償手段と、
複数の上記時間間隔で上記位相補償された受信信号をパルス圧縮することにより生成された信号を加算する積分手段と、
を有することを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
キャリア信号が所定の時間間隔でパルス変調され、パルス内が交互にアップチャープ変調とダウンチャープ変調されて生成された送信信号を放射し、目標で反射して戻った上記送信信号を受信信号として受信するレーダ装置において、
上記受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段と、
上記パルス圧縮により生成された信号の強度に基づく距離を算出する測距手段と、
上記アップチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号および上記ダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の強度に基づく距離の差から目標との相対速度または目標との相対距離を算出する相対距離・相対速度算出手段と、
複数の上記時間間隔で算出された上記目標との相対速度または上記目標との相対距離から平均相対速度を算出する平均相対速度算出手段と、
上記受信信号の位相を補償すると、上記アップチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号および上記ダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の目標までの距離が同一になるように、上記平均相対速度または上記平均相対速度および上記目標との相対距離を用いて位相補償量を算出し、該位相補償量を用いて上記受信信号の位相を補償し、上記位相補償された受信信号をパルス圧縮する補償手段と、
複数の上記時間間隔で上記位相補償された受信信号をパルス圧縮することにより生成された信号を加算する積分手段と、
を有することを特徴とするレーダ装置。
【請求項３】
キャリア信号が所定の時間間隔でパルス変調され、パルス内が交互にアップチャープ変調とダウンチャープ変調されて生成された送信信号を放射し、目標で反射して戻った上記送信信号を受信信号として受信するレーダ装置において、
上記受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段と、
上記パルス圧縮により生成された信号の強度に基づく距離を算出する測距手段と、
上記アップチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号および上記ダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の強度に基づく距離の差から目標との相対速度または目標との相対距離を算出する相対距離・相対速度算出手段と、
複数の上記時間間隔で算出された上記目標との相対速度または上記目標との相対距離から目標との相対加速度および目標との基準相対速度を算出する基準相対速度・相対加速度算出手段と、
上記受信信号の位相を補償すると、上記アップチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号および上記ダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の目標までの距離が同一になるように、上記目標との相対加速度および上記目標との基準相対速度、または上記目標との相対距離且つ上記目標との相対加速度および上記目標との基準相対速度を用いて位相補償量を算出し、該位相補償量を用いて上記受信信号の位相を補償し、上記位相補償された受信信号をパルス圧縮する補償手段と、
複数の上記時間間隔で上記位相補償された受信信号をパルス圧縮することにより生成された信号を加算する積分手段と、
を有することを特徴とするレーダ装置。
【請求項４】
キャリア信号が所定の時間間隔でパルス変調され、パルス内が交互にアップチャープ変調とダウンチャープ変調されて生成された送信信号を放射し、目標で反射して戻った上記送信信号を受信信号として受信するレーダ装置において、
上記受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段と、
上記パルス圧縮により生成された信号の強度に基づく距離を算出する測距手段と、
上記アップチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号および上記ダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の強度に基づく距離の差から目標との相対速度または目標との相対距離を算出する相対距離・相対速度算出手段と、
上記パルス圧縮することにより生成された信号のレンジを補正すると、上記アップチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号および上記ダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の目標までの距離が同一になるように、上記目標との相対速度を用いてレンジ補正量を算出し、該レンジ補正量を用いて上記パルス圧縮することにより生成された信号のレンジを補正する補償手段と、
複数の上記時間間隔で上記レンジ補正された信号を加算する積分手段と、
を有することを特徴とするレーダ装置。
【請求項５】
キャリア信号が所定の時間間隔でパルス変調され、パルス内が交互にアップチャープ変調とダウンチャープ変調されて生成された送信信号を放射し、目標で反射して戻った上記送信信号を受信信号として受信するレーダ装置において、
上記受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段と、
上記パルス圧縮により生成された信号の強度に基づく距離を算出する測距手段と、
上記アップチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号および上記ダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の強度に基づく距離の差から目標との相対速度または目標との相対距離を算出する相対距離・相対速度算出手段と、
複数の上記時間間隔で算出された上記目標との相対速度または上記目標との相対距離から平均相対速度を算出する平均相対速度算出手段と、
上記パルス圧縮することにより生成された信号のレンジを補正すると、上記アップチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号および上記ダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の目標までの距離が同一になるように、上記平均相対速度を用いてレンジ補正量を算出し、該レンジ補正量を用いて上記パルス圧縮することにより生成された信号のレンジを補正する補償手段と、
複数の上記時間間隔で上記レンジ補正された信号を加算する積分手段と、
を有することを特徴とするレーダ装置。
【請求項６】
キャリア信号が所定の時間間隔でパルス変調され、パルス内が交互にアップチャープ変調とダウンチャープ変調されて生成された送信信号を放射し、目標で反射して戻った上記送信信号を受信信号として受信するレーダ装置において、
上記受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段と、
上記パルス圧縮により生成された信号の強度に基づく距離を算出する測距手段と、
上記アップチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号および上記ダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の強度に基づく距離の差から目標との相対速度または目標との相対距離を算出する相対距離・相対速度算出手段と、
複数の上記時間間隔で算出された上記目標との相対速度または上記目標との相対距離から目標との相対加速度および目標との基準相対速度を算出する基準相対速度・相対加速度算出手段と、
上記パルス圧縮することにより生成された信号のレンジを補正すると、上記アップチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号および上記ダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の目標までの距離が同一になるように、上記目標との相対加速度および上記目標との基準相対速度を用いてレンジ補正量を算出し、該レンジ補正量を用いて上記パルス圧縮することにより生成された信号のレンジを補正する補償手段と、
上記目標との相対加速度を用いて上記レンジ補正された信号の加速度補償を行う加速度補償手段と、
複数の上記時間間隔で上記加速度補償された信号を加算する積分手段と、
を有することを特徴とするレーダ装置。
【請求項７】
上記目標との相対速度を用いて上記積分手段の出力信号の周波数の折り返しを考慮し、目標の相対速度を算出する速度算出手段を有することを特徴とする請求項１または４に記載のレーダ装置。
【請求項８】
上記目標との平均相対速度を用いて上記積分手段の出力信号の周波数の折り返しを考慮し、目標の相対速度を算出する速度算出手段を有することを特徴とする請求項２または５に記載のレーダ装置。
【請求項９】
上記目標との基準相対速度を用いて上記積分手段の出力信号の周波数の折り返しを考慮し、目標の相対速度を算出する速度算出手段を有することを特徴とする請求項３または６に記載のレーダ装置。
【請求項１０】
上記相対距離・相対速度算出手段は、上記アップチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号および上記ダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の強度に基づく距離の差と時間間隔での目標移動を考慮して上記目標との相対速度または上記目標との相対距離を算出することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項１１】
上記測距手段に代えて、上記パルス圧縮により生成された信号から強度の大きい隣接する２信号の振幅値の差を当該２信号の和で割った値をΔ／Σ値として生成し、当該Δ／Σ値と、予め求めたΔ／Σ値と距離補正量との関係に基づいて、上記生成したΔ／Σ値に相当する距離補正量を算出し、当該距離補正量で補正した距離を算出するディスクリ距離算出手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項１２】
上記パルス圧縮手段と上記測距手段の間に、同じ傾きでチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号をパルス圧縮することにより生成された信号に対してＰＤＩ処理を行うＰＤＩ手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項１３】
ＰＤＩ処理により生成された信号から得られた距離を用いて、各パルスのパルス圧縮により生成された信号のピーク距離を求める範囲を算出するピーク距離範囲算出手段を備えたことを特徴とする請求項１２に記載のレーダ装置。
【請求項１４】
キャリア信号が所定の時間間隔でパルス変調され、連続した複数パルス毎に交互にパルス内をアップチャープ変調とダウンチャープ変調されて生成された送信信号を放射し、目標で反射して戻った上記送信信号を受信信号として受信することを特徴とする請求項１及至１３のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項１５】
キャリア信号が所定の時間間隔でパルス変調され、パルス内が連続してアップチャープ変調あるいはダウンチャープ変調されて生成された送信信号を放射し、目標で反射して戻った上記送信信号を受信信号として受信することを特徴とする請求項１及至１３のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パルス変調された電波を目標に向けて放射し、その目標により反射されて戻り受信された電波を受信信号とするレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーダ装置は、パルス内が交互にアップチャープ変調とダウンチャープ変調を繰り返した送信信号を送信し、目標で反射してきた送信信号を受信信号として受信し、受信信号をディジタル複素ビデオ信号に変換する手段と、ディジタル複素ビデオ信号をドップラ補正し、かつパルス圧縮する複数の信号処理手段と、パルス圧縮により生成された信号の振幅をもとに、その信号のレンジ補正をする複数の補正手段と、レンジ補正されたパルス圧縮により生成された信号にコヒーレント積分を施して目標の検出を行う手段とを備えている。そして、複数のコヒーレント積分結果から振幅の最大値を検出することで、目標の検出性能を改善する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このレーダ装置では、ドップラーレンジ補正量が異なる複数のパルス圧縮回路とコヒーレント積分器を利用するため、ノンコヒーレント積分に代表される振幅情報のみを用いる積分方式に比べ、信号対雑音電力比（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ：ＳＮＲ）の改善により、目標検出性能の改善が期待できる。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２７５３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このレーダ装置では、予め目標を等速運動と想定しドップラーレンジ補正量が異なる複数のパルス圧縮回路とコヒーレント積分器を用意する必要があり、ハードウェアや処理量が増大するという問題がある。
また、想定外の運動目標に対する目標検出性能の改善は困難という問題がある。
【０００６】
この発明の目的は、ハードウェアや処理量が少なく、予め運動を想定することが困難な高機動目標に対する目標検出性能の改善を行うことのできるレーダ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係わるレーダ装置は、キャリア信号が所定の時間間隔でパルス変調され、パルス内が交互にアップチャープ変調とダウンチャープ変調されて生成された送信信号を放射し、目標で反射して戻った上記送信信号を受信信号として受信するレーダ装置において、上記受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段と、上記パルス圧縮により生成された信号の強度に基づく距離を算出する測距手段と、上記アップチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号および上記ダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の強度に基づく距離の差から目標との相対速度または目標との相対距離を算出する相対距離・相対速度算出手段と、上記受信信号の位相を補償すると、上記アップチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号および上記ダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の目標までの距離が同一になるように、上記目標との相対速度または上記目標との相対速度および上記目標との相対距離を用いて位相補償量を算出し、該位相補償量を用いて上記受信信号の位相を補償し、上記位相補償された受信信号をパルス圧縮する補償手段と、複数の上記時間間隔で上記位相補償された受信信号をパルス圧縮することにより生成された信号を加算する積分手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
このように、目標との相対距離または目標との相対速度を求め、それらを用いてアップチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号およびダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の目標までの距離が同一になるような位相補償量を算出し、その位相補償量を用いて受信信号の位相補償を行うので、予め運動を想定することが困難な高機動目標に対する目標検出性能の改善したレーダ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係わるレーダ装置は、図１に示すように、空中線１、送信機２、チャープ信号発生器３、送受切替器４、受信機５、信号処理器６、表示器７を備える。
チャープ信号発生器３は、アップチャープ信号およびダウンチャープ信号を生成し、送信機２に出力する。
送信機２は、キャリア信号を所定のパルス繰り返し周期でパルス変調し、さらにアップチャープ信号およびダウンチャープ信号に従ってパルス毎交互にパルス内をアップチャープ変調およびダウンチャープ変調することを繰り返して送信ＲＦ信号を生成し、送受切替器４に出力する。
送受切替器４は、送信機２から入力された送信ＲＦ信号を空中線１に出力する。そして、空中線１から送信ＲＦ信号が空中に放射される。
【００１０】
空中に放射された送信ＲＦ信号は、目標で反射され、反射ＲＦ信号として空中線１に入射する。
そこで、空中線１は、入射してきた反射ＲＦ信号を受信し、受信ＲＦ信号として送受切替器４に出力する。
送受切替器４は、空中線１から入力された受信ＲＦ信号を受信機５に出力する。
受信機５は、送受切替器４から入力された受信ＲＦ信号を増幅、位相検波の後、受信ビデオ信号に変換し、信号処理器６に出力する。
【００１１】
なお、パルス内がアップチャープ変調された送信ＲＦ信号は、目標で反射され、反射ＲＦ信号として空中線１に入射し受信されて受信ＲＦ信号が生成され、その受信ＲＦ信号が受信ビデオ信号に変換されるが、以下の説明においては、この受信ビデオ信号をアップチャープ受信ビデオ信号と称す。
また、パルス内がダウンチャープ変調された送信ＲＦ信号は、目標で反射され、反射ＲＦ信号として空中線１に入射し受信されて受信ＲＦ信号が生成され、その受信ＲＦ信号が受信ビデオ信号に変換されるが、以下の説明においては、この受信ビデオ信号をダウンチャープ受信ビデオ信号と称す。
また、以下の説明において、時間間隔をパルス変調の所定のパルス繰り返し周期（Ｐｕｌｓｅ  Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ）と称し、ＰＲＩと略記する。
【００１２】
この実施の形態１に係わる信号処理器６は、図１に示すように、パルス圧縮手段１１、測距手段１２、相対距離・相対速度算出手段１３、位相補償手段１４、第２パルス圧縮手段１５、積分手段１６、速度算出手段１７を備えている。なお、位相補償手段１４および第２パルス圧縮手段１５をまとめて補償手段と称す。信号処理器６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース回路を有するコンピュータから構成され、ＲＯＭに記憶されるプログラムに従ってＣＰＵで演算処理が行われる。
【００１３】
パルス圧縮手段１１は、受信ビデオ信号をパルス圧縮する機能を有する。
測距手段１２は、パルス圧縮手段１１の出力であるパルス圧縮により生成された信号の強度に基づく距離を算出する機能を有する。
相対距離・相対速度算出手段１３は、測距手段１２で算出されたアップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の強度に基づく距離の差から目標との相対距離および目標との相対速度を算出する機能を有する。
位相補償手段１４は、相対距離・相対速度算出手段１３で算出された目標との相対速度を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の目標までの距離が同一になるような位相補償量を算出し、その位相補償量を用いて受信ビデオ信号の位相補償を行う機能を有する。
第２パルス圧縮手段１５は、位相補償手段１４の出力である位相補償された受信ビデオ信号をパルス圧縮する機能を有する。
積分手段１６は、第２パルス圧縮手段１５の出力である位相補償された受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号を複数加算する機能を有する。
速度算出手段１７は、積分手段１６の出力である周波数スペクトルに対し、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である目標との相対速度から周波数の折り返しを考慮し、目標との相対速度を算出する機能を有する。
【００１４】
次に、実施の形態１に係わる信号処理器６の処理動作について図２を参照して説明する。
パルス圧縮手段１１は、入力されたＡ／Ｄ変換後の受信ビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）と、送信ＲＦ信号の変調成分に対して複素共役の関係にある参照信号Ｅｘ（ｍ、ｍτ）とを相関演算し、レンジ方向に分散した信号をパルス圧縮する。例えば、処理時間を短縮のため高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：ＦＦＴ）を利用することができる。
【００１５】
パルス圧縮手段１１に入力される受信ビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）は、式（１）で表される。この受信ビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）は、ｎ番目の送信ＲＦ信号に対するものである。ここで、ΔｔはＡ／Ｄサンプリング周期、Ｍは１ＰＲＩ間のサンプリング点数、Ｎはパルスヒット数、Ａは送信ＲＦ信号の振幅、ｆ０は送信中心周波数、Ｔｐｒｉはパルス繰り返し周期、ｃは光速、Ｒ０はｎ＝１、ｍ＝１における目標までの初期相対距離、ｖは目標の相対速度、プラスマイナス記号のプラスはアップチャープ受信ビデオ信号のとき選択され、マイナスはダウンチャープ受信ビデオ信号のとき選択され、Ｂ０は送信帯域幅、Ｔ０は送信時間、ｍはｍ番目のサンプリング信号、Ｔｐ（＝Ｔ０）はパルス幅である。
【００１６】
【数１】
2008020432.tif 000003
【００１７】
また、パルス圧縮手段１１で用いる参照信号Ｅｘ（ｍ，ｍτ）は、式（２）で表される。ここで、マイナスプラス記号のマイナスはアップチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮するとき選択され、プラスはダウンチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮するとき選択され、ｍτΔｔは各パルスでの任意の時間シフトを表す。
【００１８】
【数２】
2008020432.tif 000004
【００１９】
パルス圧縮手段１１は、パルス圧縮として、式（１）で表された受信ビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）と、式（２）で表された参照信号Ｅｘ（ｍ，ｍτ）との相関演算結果ＲＶ・Ｅｘ（ｎ，ｍτ）を式（３）に従って算出する。パルス圧縮することにより生成された信号とは、この相関演算結果ＲＶ・Ｅｘ（ｎ，ｍτ）のことである。
【００２０】
【数３】
2008020432.tif 000005
【００２１】
移動している目標からの反射ＲＦ信号を受信した場合、アップチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標移動の影響を受けた目標までの距離とダウンチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標移動の影響を受けた目標までの距離が、真の目標との相対距離Ｒ０に対して異なる方向に変化する。以下の説明において、この現象を距離シフトと記述する。
測距手段１２は、パルス圧縮手段１１の出力であるｎ回目に受信された受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離Ｒｐｅａｋ（ｎ）を、式（４）に従って算出する。
【００２２】
【数４】
2008020432.tif 000006
【００２３】
ここで、ｍａｘ＿Ｒ（ＲＶ・Ｅｘ（ｎ，ｍτ））は、相関演算結果ＲＶ・ＥＸ（ｎ，ｍτ）の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離を表す。
【００２４】
相対距離・相対速度算出手段１３は、測距手段１２で算出されたアップチャープ受信ビデオ信号とダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離の差から目標との相対距離および目標との相対速度を算出する。
ここでは、目標までのｎ＝１、ｍ＝１における初期相対距離Ｒ０と、アップチャープ受信ビデオ信号とダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離との距離差ΔＲｕ、ΔＲｄの導出について説明する。この説明するΔＲｕ、ΔＲｄは、相対距離・相対速度算出手段１３で、目標との相対距離または目標との相対速度を算出する際に用いられる。
相関演算の式（３）の中のビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）と参照信号Ｅｘ（ｍ，ｍτ）の積は、式（３）の１／ｃ２、Δｔ２、ｍτ２Δｔ２を含む項がｅｘｐ（ｊ０）すなわち１に近似できるので、式（５）に書き換えることができる。
【００２５】
【数５】
2008020432.tif 000007
【００２６】
式（５）のｍτΔｔが式（６）の関係が成り立つ時、式（３）の中のＶ（ｎ，ｍ）・Ｅｘ（ｍ，ｍτ）は式（７）のように表される。そして、式（３）の相関演算結果ＲＶ・Ｅｘ（ｎ，ｍτ）の振幅が最大をとることが分かる。
【００２７】
【数６】
2008020432.tif 000008
【００２８】
また、式（６）より、目標までのｎ＝１、ｍ＝１における初期相対距離
Ｒ０（＝Ｒ０−ｖ（ｎ−１）Ｔｐｒｉ）と、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離の差ΔＲｕ、ΔＲｄは、近似的に式（８）で表わされる。
【００２９】
【数７】
2008020432.tif 000009
【００３０】
ただし、ΔＴ＝（Ｔ０／Ｂ０）・ｆ０とする。
また、式（８）で求めた目標までの初期相対距離Ｒ０と距離シフトした目標までの距離の差ΔＲｕ、ΔＲｄと目標との相対速度ｖの関係式を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離ｒｕとダウンチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離ｒｄは、近似的に式（９）で表わされる。図３には、その様子を図示する。
【００３１】
【数８】
2008020432.tif 000010
【００３２】
同時刻にパルス内がアップチャープ変調された送信ＲＦ信号とダウンチャープ変調された送信ＲＦ信号とが送信されるときは、アップチャープ受信ビデオ信号とダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離ｒｕ、ｒｄを用いて、式（１０）、式（１１）により、目標との相対距離Ｒ’０、相対速度ｖ’を算出することができる。算出した目標との相対距離Ｒ’０と相対速度ｖ’は、真の目標との相対距離と相対速度と区別するために、サフィックスをつけて表記している。
【００３３】
【数９】
2008020432.tif 000011
【００３４】
しかし、この発明では、ＰＲＩ毎にパルス内がアップチャープ変調された送信信号とダウンチャープ変調された送信信号を交互に繰り返し送信されているので、ＰＲＩ間の目標移動によって測距・測速度精度が劣化するという問題がある。
そこで、この発明では、１ＰＲＩ間の目標移動を考慮することにより、精度の高い目標との相対距離と目標との相対速度の算出を実現する。図４には、１ＰＲＩ間の目標移動を考慮した場合のパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離を示す。
アップチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離ｒｕ、１ＰＲＩ後に送信したダウンチャープ変調された送信信号に係わるダウンチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離ｒｄは、近似的に式（１２）で表される。
【００３５】
【数１０】
2008020432.tif 000012
【００３６】
また、ダウンチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離ｒｄ、１ＰＲＩ後に送信したアップチャープ変調された送信信号に係わるアップチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された距離シフトした信号の振幅が最大を示す目標までの距離ｒｕは、近似的に式（１３）で表される。
【００３７】
【数１１】
2008020432.tif 000013
【００３８】
したがって、相対距離・相対速度算出手段１３では、式（１０）、式（１１）に代えて、式（１４）、式（１５）により１ＰＲＩ間の目標移動を考慮した目標との相対距離Ｒ’０、目標との相対速度ｖ’を算出する。式（１４）における目標との相対速度ｖ’は、式（１５）に従い算出した目標との相対速度ｖ’を用いる。式（１５）におけるマイナスプラス記号は、アップチャープ受信ビデオ信号からダウンチャープ受信ビデオ信号に変化するときマイナス、ダウンチャープ受信ビデオ信号からアップチャープ受信ビデオ信号に変化するときプラスが選択される。
式(１４)、（１５）におけるｒu、ｒｄは、測距手段１２の出力であるアップチャープ受信ビデオ信号、ダウンチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離Ｒｐｅａｋ（ｎ）から選択される。
【００３９】
【数１２】
2008020432.tif 000014
【００４０】
以下、ＰＲＩ毎に式（１４）、（１５）で算出される目標との相対距離をＲ’（ｎ）、目標との相対速度をｖ’（ｎ）と記述し、ｎはｎ＝１，２、・・・、（Ｎ−１）とする。
位相補償手段１４は、ＰＲＩ毎に相対距離・相対速度算出手段１３から入力される目標との相対速度ｖ’（ｎ）を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンビデオ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるように式（１６）を用いて位相補償量φｃｏｒ（ｎ，ｍ）を算出する。そして、位相補償手段１４は、位相補償量φｃｏｒ（ｎ，ｍ）を用いて受信ビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）の位相補償を式（１７）に従って行い、位相補償後の受信ビデオ信号Ｖ’（ｎ，ｍ）を出力する。
【００４１】
【数１３】
2008020432.tif 000015
【００４２】
ここで、マイナスプラス記号は、位相補償される受信ビデオ信号が、アップチャープ受信ビデオ信号の場合マイナス、ダウンチャープ受信ビデオ信号の場合プラスが選択される。
第２パルス圧縮手段１５は、位相補償手段１４の出力である位相補償後の受信ビデオ信号Ｖ’（ｎ，ｍ）を、式（１８）を用いてパルス圧縮手段１１と同様に、パルス圧縮を行い、パルス圧縮により生成された信号Ｒ’Ｖ・Ｅｘ（ｎ，ｍτ）を出力する。
【００４３】
【数１４】
2008020432.tif 000016
【００４４】
このような処理を行うことによって、図５に示すように位相補償されたアップチャープ受信ビデオ信号とダウンチャープビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になる。
【００４５】
積分手段１６は、パルス間での積分を行うものであり、第２パルス圧縮手段１５の出力であるパルス圧縮することにより生成された信号Ｒ’Ｖ・Ｅｘ（ｎ，ｍτ）を入力とし、例えば、高速フーリエ変換処理等を行い、レンジビン毎の信号成分、即ち、周波数スペクトルＦ（ｋ，ｍτ）を式（１９）に従って求めることにより、各周波数ビンの積分を行う。
【００４６】
【数１５】
2008020432.tif 000017
【００４７】
ここで、ｋは周波数ビン番号、ＦＦＴ＿ｎｕｍはＦＦＴポイント数を表す。（Ｎ−１）がＦＦＴポイント数未満の場合は、Ｒ’Ｖ・Ｅｘ（ｎ，ｍτ）に０を補充する。
【００４８】
速度算出手段１７は、積分手段１６の出力である周波数スペクトルに対し、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である目標との相対速度から周波数の折り返しを考慮して、高精度な目標との相対速度を求める。
速度算出手段１７は、式（２０）を用いて速度帯域ｖｂａｎｄを算出する。また、速度算出手段１７は、式（２１）を用いて周波数ビンの速度分解能Δｖを算出する。
【００４９】
【数１６】
2008020432.tif 000018
【００５０】
また、速度算出手段１７は、式（２０）、式（２１）に基づき、周波数の折り返しを考慮した各周波数ビンの速度ｖｂｉｎ（ｋ）を式（２２）を用いて求める。したがって、ＦＦＴポイント数を多くすることにより、より速度分解能を上げることが可能になる。
【００５１】
【数１７】
2008020432.tif 000019
【００５２】
ここで、ｆｌｏｏｒ（Ｘ）は、Ｘを超えない最大の整数を示す。
また、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である目標との相対速度に代えて、平均相対速度算出手段１９の出力である複数の目標との相対速度の平均相対速度ｖ（バー）が入力される場合は、式（２２）中のｖ’（１）に代えて、ｖ（バー）を用いる。同様に、基準相対速度・相対加速度算出手段２０の出力である目標との基準相対速度ｖ（ハット）０が入力される場合は、式（２２）中のｖ’（１）に代えて、ｖ（ハット）０を用いる。
速度算出手段１７は、周波数スペクトルと周波数の折り返しを考慮した各周波数ビンの速度を表示器７に出力する。
表示器７は、速度算出手段１７からの周波数スペクトルと周波数の折り返しを考慮した各周波数ビンの速度を表示する。
【００５３】
このように、実施の形態１に係わるレーダ装置は、受信ビデオ信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段１１と、パルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離を算出する測距手段１２と、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離の差と１ＰＲＩ間の目標移動を考慮して目標との相対速度または目標との相対距離を算出する相対距離・相対速度算出手段１３と、受信ビデオ信号の位相補償を行うことにより、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるように、目標との相対速度を用いて位相補償量を算出し、その位相補償量を用いて受信ビデオ信号の位相を補償する位相補償手段１４と、位相補償された受信ビデオ信号をパルス圧縮する第２パルス圧縮手段１５と、第２パルス圧縮手段１５でパルス圧縮することにより生成された信号を複数加算する積分手段１６と、積分手段１６からの出力である周波数スペクトルに対して周波数の折り返しを考慮して目標との相対速度を算出する速度算出手段１７と、を有するので、従来のように予めある程度目標の運動を想定し、ドップラ−レンジ補正量が異なる複数のパルス圧縮回路を用意せず、目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。
【００５４】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係わるレーダ装置は、実施の形態１に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｂが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態２に係わる信号処理器６Ｂは、図６に示すように、実施の形態１に係わる信号処理器６の位相補償手段１４および第２パルス圧縮手段１５の代わりに補償手段としてのレンジ補正手段１８を有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
【００５５】
実施の形態２に係わるレンジ補正手段１８は、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である目標との相対速度を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるようにパルス圧縮により生成された信号のレンジ補正を行う機能を有する。
次に、実施の形態２に係わる信号処理器６Ｂの処理動作について図７を参照して説明する。
レンジ補正手段１８は、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である目標との相対速度を用いて、式（２３）に従って、レンジ補正量Ｒｃｏｒ（ｎ）を算出する。
【００５６】
【数１８】
2008020432.tif 000020
【００５７】
ここで、ｖ’（ｎ）はｎ回目の測速度結果を示す。プラスマイナス記号は、アップチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号をレンジ補正する場合プラス、ダウンチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号をレンジ補正する場合マイナスが選択される。
また、レンジ補正手段１８は、式（２４）を用いて、レンジ補正量Ｒｃｏｒ（ｎ）をレンジビン単位で表すレンジ補正量Ｒｃｏｒ＿ｂｉｎ（ｎ）に変換する。
【００５８】
【数１９】
2008020432.tif 000021
【００５９】
ここで、Δｒ（＝ｃΔｔ／２）はサンプリング間隔を表す。
そして、レンジ補正手段１８は、算出されたレンジ補正量Ｒｃｏｒ＿ｂｉｎ（ｎ）を用いて、式（２５）に従って、パルス圧縮することにより生成された信号ＲＶ・Ｅｘ（ｎ，ｍτ）のレンジ補正を行い、レンジ補正された信号ＲＶ・Ｅｘ＿ｃｏｒ（ｎ，ｍτ）を出力する。このような処理を行うことによって、図８に示すように、パルス圧縮により生成され、レンジ補正された信号の振幅が最大を示す目標までの距離を同一にすることができる。
【００６０】
【数２０】
2008020432.tif 000022
【００６１】
このように、実施の形態２に係わるレーダ装置は、実施の形態１に係わる位相補償手段１４および第２パルス圧縮手段１５に代えて、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である目標との相対速度を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるようにレンジ補正量を算出し、そのレンジ補正量を用いてパルス圧縮することにより生成された信号のレンジ補正を行うレンジ補正手段１８を備えたので、受信ビデオ信号に対するパルス圧縮が１回で済み、構成が簡易化され、且つ、目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。
【００６２】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係わるレーダ装置は、実施の形態１に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｃが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態３に係わる信号処理器６Ｃは、図９に示すように、実施の形態１に係わる信号処理器６に平均相対速度算出手段１９が追加され、位相補償手段１４Ｂが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
【００６３】
平均相対速度算出手段１９は、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である複数のパルスでの目標との相対速度が入力され、全測速度（（パルス数−１）分）結果から平均相対速度を算出する機能を有する。
次に、実施の形態３に係わる信号処理器６Ｃの処理動作について図１０を参照して説明する。
平均相対速度算出手段１９は、式（２６）に従って、目標との（パルス数−１）分の相対速度ｖ’（ｎ）を用いて、平均相対速度ｖ（バー）を算出する。算出された平均相対速度ｖ（バー）は、各パルスの受信ビデオ信号の位相の補償に用いる。
【００６４】
【数２１】
2008020432.tif 000023
【００６５】
位相補償手段１４Ｂは、平均相対速度算出手段１９の出力である目標との平均相対速度ｖ（バー）を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるように、式（２７）に従って位相補償量φｃｏｒ（ｎ，ｍ）を算出する。そして、位相補償手段１４Ｂは、位相補償量φｃｏｒ（ｎ，ｍ）を用いて、式（２８）に従って、受信ビデオ信号の位相補償を行い、位相補償後の受信ビデオ信号Ｖ’（ｎ，ｍ）を出力する。
【００６６】
【数２２】
2008020432.tif 000024
【００６７】
ここで、マイナスプラス記号は、位相補償される信号が、アップチャープ受信ビデオ信号の場合マイナス、ダウンチャープ受信ビデオ信号の場合プラスが選択される。
【００６８】
このように、実施の形態３に係わるレーダ装置は、（パルス数−１）分の測速度結果の平均相対速度を算出する平均相対速度算出手段１９を備えたので、パルス毎の測速度を用いて位相補償を行ったときには測速度の誤差により、位相補償精度が低下する可能性があるが、平均相対速度を用いることにより安定した位相補償精度を保つことができ、安定した目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。
【００６９】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係わるレーダ装置は、実施の形態３に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｄが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態４に係わる信号処理器６Ｄは、図１１に示すように、実施の形態３に係わる信号処理器６Ｃの平均相対速度算出手段１９の代わりに基準相対速度・相対加速度算出手段２０を有し、位相補償手段１４Ｃが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
【００７０】
基準相対速度・相対加速度算出手段２０は、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である複数のパルスでの目標との相対速度を入力とし、全測速度（（パルス数−１）分）結果から、最小二乗法により目標との基準相対速度と相対加速度を算出する機能を有する。
次に、実施の形態４に係わる信号処理器６Ｄの処理動作について図１２を参照して説明する。
基準相対速度・相対加速度算出手段２０は、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である目標との複数の相対速度ｖ’（ｎ）を入力とし、全測速度（（パルス数−１）分）結果から、最小二乗法により目標との基準相対速度と相対加速度を算出する。
時間ｔｎ（＝（ｎ−１）Ｔｐｒｉ）の速度ｖ（ハット）（ｎ）は、目標との相対加速度ａ（ハット）、１回目のパルス送信からの経過時間ｔｎ、および目標との基準相対速度ｖ（ハット）０とを用いると、式（２９）で表される。
【００７１】
【数２３】
2008020432.tif 000025
【００７２】
そこで、基準相対速度・相対加速度算出手段２０は、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である複数のパルスでの目標との相対速度ｖ’（ｎ）を用いて、式（３０）と式（３１）とに従い、最小二乗法により、目標との相対加速度ａ（ハット）と目標との基準相対速度ｖ（ハット）０を算出する。
【００７３】
【数２４】
2008020432.tif 000026
【００７４】
位相補償手段１４Ｃは、基準相対速度・相対加速度算出手段２０の出力である目標との相対加速度ａ（ハット）、目標との基準相対速度ｖ（ハット）０を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるように、式（３２）に従い、位相補償量φｃｏｒ（ｎ，ｍ）を算出する。そして、位相補償手段１４Ｃは、位相補償量φｃｏｒ（ｎ，ｍ）を用いて、式（３３）に従い、受信ビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）の位相補償を行い、位相補償後の受信ビデオ信号Ｖ’ａ（ｎ，ｍ）を出力する。
【００７５】
【数２５】
2008020432.tif 000027
【００７６】
ここで、マイナスプラス符号は、位相補償される受信ビデオ信号が、アップチャープ受信ビデオ信号の場合マイナス、ダウンチャープ受信ビデオ信号の場合プラスが選択される。
【００７７】
このように、実施の形態４に係わるレーダ装置は、（パルス数−１）分の測速度結果から最小二乗法により目標との基準相対速度、相対加速度を算出する基準相対速度・相対加速度算出手段２０と、受信ビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）に対し、加速度を考慮した位相補償を行い、加速度を含めた位相補償後の信号Ｖ’ａ（ｎ，ｍ）を出力する位相補償手段１４Ｃを備えたので、加速度を有する移動目標に対する目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。
【００７８】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係わるレーダ装置は、実施の形態３に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｅが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態５に係わる信号処理器６Ｅは、図１３に示すように、実施の形態３に係わる信号処理器６Ｃと平均相対速度算出手段１９Ｂが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態５に係わる平均相対速度算出手段１９Ｂは、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である複数のパルスでの目標との相対距離が入力され、全測距離（（パルス数−１）分）結果から最小二乗法により目標との平均相対速度を算出する機能を有する。
【００７９】
次に、実施の形態５に係わる信号処理器６Ｅの処理動作について図１４を参照して説明する。
平均相対速度算出手段１９Ｂは、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である複数のパルスでの目標との相対距離から、最小二乗法により目標との平均相対速度を算出する。
平均相対速度算出手段１９Ｂは、目標との相対距離Ｒ’（ｎ）の１回目の測距結果Ｒ’（１）を基準とした相対距離ｒ’（ｎ）を、式（３４）に従って算出する。
【００８０】
【数２６】
2008020432.tif 000028
【００８１】
なお、時間ｔｎ（＝（ｎ−１）Ｔｐｒｉ）での目標との相対距離ｒ（ハット）’（ｎ）は、１回目のパルス送信からの経過時間ｔｎと目標との初期相対距離ｒ（ハット）１’を用いると、目標との平均相対速度ｖ（バー）と式（３５）の関係が成り立つ。
【００８２】
【数２７】
2008020432.tif 000029
【００８３】
そこで、平均相対速度算出手段１９Ｂは、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である測距結果Ｒ’（ｎ）を用いて、式（３４）と式（３６）に従い、目標との平均相対速度ｖ（バー）を算出する。
【００８４】
【数２８】
2008020432.tif 000030
【００８５】
このように、実施の形態５に係わるレーダ装置は、（パルス数−１）分の測距結果から平均相対速度を算出する平均相対速度算出手段１９Ｂを備えたので、パルス毎の測速度に基づいて位相補償を行うとき測速度誤差により位相補償精度が低下する可能性があるが、平均相対速度を用いて位相補償を行うので、安定した位相補償精度を保つことができ、安定した目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。
【００８６】
実施の形態６．
この発明の実施の形態６に係わるレーダ装置は、実施の形態３に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｆが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態６に係わる信号処理器６Ｆは、図１５に示すように、実施の形態３に係わる信号処理器６Ｃの位相補償手段１４Ｂおよび第２パルス圧縮手段１５の代わりにレンジ補正手段１８Ｂを有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態６に係わるレンジ補正手段１８Ｂは、平均相対速度算出手段１９の出力である目標との平均相対速度を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるように受信ビデオ信号のパルス圧縮により生成された信号のレンジ補正を行う機能を有する。
【００８７】
次に、実施の形態６に係わる信号処理器６Ｆの処理動作について図１６を参照して説明する。
レンジ補正手段１８Ｂは、平均相対速度算出手段１９の出力である目標との平均相対速度ｖ（バー）を用いて、式（３７）に従い、レンジ補正量Ｒｃｏｒ（ｎ）を算出する。
【００８８】
【数２９】
2008020432.tif 000031
【００８９】
ここで、プラスマイナス記号は、レンジ補正される信号が、アップチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の場合プラス、ダウンチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の場合マイナスが選択される。
そして、レンジ補正手段１８Ｂは、算出されたレンジ補正量Ｒｃｏｒ（ｎ）を用いて、式（２４）、式（２５）に従い、受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号ＲＶ・Ｅｘ（ｎ，ｍτ）に対しレンジ補正を行い、レンジ補正後の信号ＲＶ・Ｅｘ＿ｃｏｒ（ｎ，ｍτ）を出力する。
【００９０】
このように、実施の形態６に係わるレーダ装置は、実施の形態３の位相補償手段１４Ｂおよび第２パルス圧縮手段１５に代えて、平均相対速度算出手段１９の出力である目標との平均相対速度を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるようにレンジ補正量を算出し、パルス圧縮することにより生成された信号に対してレンジ補正を行うレンジ補正手段１８Ｂを備えたので、パルス毎の測速度を用いてレンジ補正を行うとき測速度誤差によりレンジ補正精度が低下する可能性があるが、平均相対速度を用いてレンジ補正を行うので、安定したレンジ補正精度を保つことができ、受信ビデオ信号に対してパルス圧縮が１回で済み、構成が簡易化され、かつ、安定した目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。
【００９１】
実施の形態７．
この発明の実施の形態７に係わるレーダ装置は、実施の形態６に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｇが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態７に係わる信号処理器６Ｇは、図１７に示すように、実施の形態６に係わる信号処理器６Ｆと平均相対速度算出手段１９Ｂが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態７に係わる平均相対速度算出手段１９Ｂは、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である複数のパルスでの目標との相対距離が入力され、全測距離（（パルス数−１）分）結果から最小二乗法により目標との平均相対速度を算出する機能を有する。
【００９２】
次に、実施の形態７に係わる信号処理器６Ｇの処理動作について図１８を参照して説明する。
実施の形態７に係わる平均相対速度算出手段１９Ｂは、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である複数のパルスでの目標との相対距離Ｒ’（ｎ）を用いて、式（３４）、式（３６）に従い、目標との平均相対速度ｖ（バー）を算出する。
【００９３】
このように、実施の形態７に係わるレーダ装置は、複数のパルスでの目標との相対距離から算出された平均相対速度を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるようにレンジ補正量を算出し、パルス圧縮することにより生成された信号に対してレンジ補正を行うレンジ補正手段１８Ｂを備えたので、パルス毎の測速度を用いてレンジ補正を行うとき測速度誤差によりレンジ補正精度が低下する可能性があるが、平均相対速度を用いてレンジ補正することにより安定したレンジ補正精度を保つことができ、受信ビデオ信号に対してパルス圧縮が１回で済み、構成が簡易化され、かつ、安定した目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。
【００９４】
実施の形態８．
この発明の実施の形態８に係わるレーダ装置は、実施の形態１に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｈが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態８に係わる信号処理器６Ｈは、図１９に示すように、実施の形態１に係わる信号処理器６と位相補償手段１４Ｄが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態８に係わる位相補償手段１４Ｄは、相対距離・相対速度算出手段１３からの出力である目標との相対距離および目標との相対速度を用いて、位相補償量を求め、位相補償を行う機能を有する。
【００９５】
次に、実施の形態８に係わる信号処理器６Ｈの処理動作について図２０を参照して説明する。
位相補償手段１４Ｄは、ＰＲＩ毎に相対距離・相対速度算出手段１３から入力される目標との相対距離Ｒ’（ｎ）および目標との相対速度ｖ’（ｎ）を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるように、式（３８）に従い、位相補償量φｃｏｒ（ｎ，ｍ）を算出する。それから、位相補償手段１４Ｄは、位相補償量φｃｏｒ（ｎ，ｍ）を用いて、式（３９）に従い、受信ビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）の位相補償を行い、位相補償後の受信ビデオ信号Ｖ’（ｎ，ｍ）を出力する。
【００９６】
【数３０】
2008020432.tif 000032
【００９７】
ここで、プラスマイナス記号、マイナスプラス記号は、位相補償される受信ビデオ信号がアップチャープ受信ビデオ信号の場合、上の符号、ダウンチャープ受信ビデオ信号の場合、下の符号が選択される。
【００９８】
このように、実施の形態８に係わるレーダ装置は、受信ビデオ信号を位相補償する補償項に目標との相対距離を含めたことによって、目標との相対距離の大きさによらず、積分効果と測速度の改善、すなわち、長距離の移動目標に対する目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。
【００９９】
実施の形態９．
この発明の実施の形態９に係わるレーダ装置は、実施の形態３に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｊが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態９に係わる信号処理器６Ｊは、図２１に示すように、実施の形態３に係わる信号処理器６Ｃと位相補償手段１４Ｅが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態９に係わる位相補償手段１４Ｅは、相対距離・相対速度算出手段１３からの出力である目標との相対距離と、平均相対速度算出手段１９の出力である目標との平均相対速度を用いて、位相補償量を求め、位相補償を行う機能を有する。
【０１００】
次に、実施の形態９に係わる信号処理器６Ｊの処理動作について図２２を参照して説明する。
位相補償手段１４Ｅは、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である目標との相対距離Ｒ’（ｎ）と、平均相対速度算出手段１９の出力である目標との平均相対速度ｖ（バー）を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるように、式（４０）に従い、位相補償量φｃｏｒ（ｎ，ｍ）を算出する。そして、位相補償手段１４Ｅは、位相補償量φｃｏｒ（ｎ，ｍ）を用いて、式（４１）に従い、受信ビデオ信号の位相補償を行い、位相補償後の受信ビデオ信号Ｖ’（ｎ，ｍ）を出力する。
【０１０１】
【数３１】
2008020432.tif 000033
【０１０２】
ここで、プラスマイナス記号、マイナスプラス記号は、位相補償される受信ビデオ信号がアップチャープ受信ビデオ信号の場合、上の符号、ダウンチャープ受信ビデオ信号の場合、下の符号が選択される。
【０１０３】
このように、実施の形態９に係わるレーダ装置は、受信ビデオ信号を位相補償する補償項に目標との相対距離を含め、且つ、（パルス数−１）分の測速度結果の平均相対速度を算出する平均相対速度算出手段１９を備えたので、目標との相対距離の大きさによらず、且つ、パルス毎の測速度結果の誤差によらず、安定した位相補償精度を保つことができ、長距離の移動目標に対する目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。
【０１０４】
実施の形態１０．
この発明の実施の形態１０に係わるレーダ装置は、実施の形態９に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｋが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態１０に係わる信号処理器６Ｋは、図２３に示すように、実施の形態９に係わる信号処理器６Ｊの平均相対速度算出手段１９の代わりに基準相対速度・相対加速度算出手段２０を有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態１０に係わる基準相対速度・相対加速度算出手段２０は、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である複数のパルスでの目標との相対速度が入力され、全測速度（（パルス数−１）分）結果から最小二乗法により目標との基準相対速度と目標との相対加速度を算出する機能を有する。
実施の形態１０に係わる位相補償手段１４Ｆは、基準相対速度・相対加速度算出手段２０の出力である目標との基準相対速度および目標との相対加速度と、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である目標との相対距離とが入力され、目標との相対距離、目標との基準相対速度および目標との相対加速度を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるように、位相補償量を求め、受信ビデオ信号の位相補償を行う機能を有する。
【０１０５】
次に、実施の形態１０に係わる信号処理器６Ｋの処理動作について図２４を参照して説明する。
基準相対速度・相対加速度算出手段２０は、実施の形態４に係わる基準相対速度・相対加速度算出手段２０と同様に、式（３０）、式（３１）に従い、目標との相対加速度と目標との基準相対速度を算出する。
【０１０６】
位相補償手段１４Ｆは、基準相対速度・相対加速度算出手段２０の出力である目標との相対加速度ａ（ハット）、目標との基準相対速度ｖ（ハット）０と、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である目標との相対距離Ｒ’（ｎ）を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるように、式（４２）に従い位相補償量φｃｏｒ（ｎ，ｍ）を算出する。そして、位相補償手段１４Ｆは、位相補償量φｃｏｒ（ｎ，ｍ）を用いて、式（４３）に従い、受信ビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）の位相補償を行い、位相補償後の受信ビデオ信号Ｖ’ａ（ｎ，ｍ）を出力する。
【０１０７】
【数３２】
2008020432.tif 000034
【０１０８】
ここで、プラスマイナス記号、マイナスプラス記号は、補償される受信ビデオ信号がアップチャープ受信ビデオ信号の場合、上の符号、ダウンチャープ受信ビデオ信号の場合、下の符号が選択される。
【０１０９】
このように、実施の形態１０に係わるレーダ装置は、（パルス数−１）分の測速度結果から最小二乗法により目標との基準相対速度および目標との相対加速度を算出する基準相対速度・相対加速度算出手段２０と、目標との相対距離、目標との基準相対速度および目標との相対加速度を考慮して受信ビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）の位相補償を行い、位相補償後の信号Ｖ’ａ（ｎ，ｍ）を出力する位相補償手段１４Ｆを備えたので、加速度を有する長距離の移動目標に対する目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。
【０１１０】
実施の形態１１．
この発明の実施の形態１１に係わるレーダ装置は、実施の形態４に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｌが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態１１に係わる信号処理器６Ｌは、図２５に示すように、実施の形態４に係わる信号処理器６Ｄの位相補償手段１４および第２パルス圧縮手段１５の代わりにレンジ補正手段１８Ｃおよび加速度補償手段２１を有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
【０１１１】
実施の形態１１に係わるレンジ補正手段１８Ｃは、基準相対速度・相対加速度算出手段２０の出力である目標との基準相対速度と目標との相対加速度を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるように受信ビデオ信号のパルス圧縮により生成された信号のレンジ補正を行う機能を有する。
実施の形態１１に係わる加速度補償手段２１は、レンジ補正手段１８Ｃの出力であるレンジ補正後の信号に対し、基準相対速度・相対加速度算出手段２０の出力である目標との相対加速度を用いて、加速度補償を行う機能を有する。
【０１１２】
次に、実施の形態１１に係わる信号処理器６Ｌの処理動作について図２６を参照して説明する。
レンジ補正手段１８Ｃは、基準相対速度・相対加速度算出手段２０の出力である目標との基準相対速度ｖ（ハット）０と目標との相対加速度ａ（ハット）を用いて、式（４４）に従い、レンジ補正量Ｒｃｏｒ（ｎ）を算出する。
【０１１３】
【数３３】
2008020432.tif 000035
【０１１４】
ここで、ｖ（ハット）（ｎ）は式（２９）に従い算出する。また、プラスマイナス記号は、レンジ補正がアップチャープ受信ビデオ信号のパルス圧縮により生成された信号に対して行うときプラス、ダウンチャープ受信ビデオ信号のパルス圧縮により生成された信号に対して行うときマイナスが選択される。
そして、レンジ補正手段１８Ｃは、算出されたレンジ補正量Ｒｃｏｒ（ｎ）を用いて、式（２４）、式（２５）に従い、パルス圧縮により生成された信号ＲＶ・Ｅｘ（ｎ，ｍτ）のレンジ補正を行い、レンジ補正後の信号ＲＶ・Ｅｘ＿ｃｏｒ（ｎ，ｍτ）を出力する。
【０１１５】
加速度補償手段２１は、基準相対速度・相対加速度算出手段２０の出力である目標との相対加速度ａ（ハット）を用いて、式（４５）に従い、レンジ補正手段１８Ｃの出力であるレンジ補正されたパルス圧縮により生成された信号ＲＶ・Ｅｘ＿ｃｏｒ（ｎ，ｍτ）に対して加速度補償を行い、加速度補償後の信号Ｒ’Ｖ・Ｅｘ＿ｃｏｒ（ｎ，ｍτ）を出力する。
【０１１６】
【数３４】
2008020432.tif 000036
【０１１７】
このように、実施の形態１１に係わるレーダ装置は、全測速度（（パルス数−１）分）結果から最小二乗法により目標との基準相対速度と相対加速度を算出する基準相対速度・相対加速度算出手段２０と、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるように、目標との基準相対速度と目標との相対加速度を用いてレンジ補正を行うレンジ補正手段１８Ｃと、基準相対速度・相対加速度算出手段２０の出力である目標との相対加速度を用いて、レンジ補正されたパルス圧縮により生成された信号に対し、加速度を有する移動目標に対する目標検出性能と相対速度計測精度の劣化を防ぐ加速度補償を行う加速度補償手段２１を備えたので、加速度を有する移動目標に対する目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。また、実施の形態１０と比べ、パルス圧縮を２回行う必要がなく、構成が簡素になり、処理時間の短縮も可能となる。
【０１１８】
実施の形態１２．
この発明の実施の形態１２に係わるレーダ装置は、実施の形態１１に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｍが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態１２に係わる信号処理器６Ｍは、図２７に示すように、実施の形態１１に係わる信号処理器６Ｌと基準相対速度・相対加速度算出手段２０Ｂが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
【０１１９】
実施の形態１２に係わる基準相対速度・相対加速度算出手段２０Ｂは、パルス毎の相対距離・相対速度算出手段１３の出力である複数の目標との相対距離が入力され、全測距離（（パルス数−１）分）結果から最小二乗法により目標との基準相対速度と目標との相対加速度を算出する機能を有する。
【０１２０】
次に、実施の形態１２に係わる信号処理器６Ｍの処理動作について図２８を参照して説明する。
基準相対速度・相対加速度算出手段２０Ｂは、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である複数のパルスでの目標との相対距離から、最小二乗法により目標との基準相対速度と目標との相対加速度を算出する。
基準相対速度・相対加速度算出手段２０Ｂは、目標との相対距離Ｒ’（ｎ）の１回目の測距結果Ｒ’（１）を基準とした相対距離ｒ’（ｎ）を、式（４６）に従って算出する。  
【０１２１】
【数３５】
2008020432.tif 000037
【０１２２】
ａ（ハット）を目標との相対加速度、ｔｎを１回目のパルス送信からの経過時間、ｖ（ハット）０を目標との基準相対速度、ｒ（ハット）’１をＲ’（１）を基準とした目標との初期相対距離とすると、時間ｔｎ（＝（ｎ−１）Ｔｐｒｉ）の距離ｒ（ハット）’ｎは式（４７）で表される。
【０１２３】
【数３６】
2008020432.tif 000038
【０１２４】
式（４８）より、最小二乗法の入力を得る。
【０１２５】
【数３７】
2008020432.tif 000039
【０１２６】
各行列を式（４９）、式（５０）、式（５１）とし、式（５２）に従って逆行列を両辺に左側から乗算することによって、Ｘ、すなわち、目標との基準相対速度と相対加速度を得る。
【０１２７】
【数３８】
2008020432.tif 000040
【０１２８】
このように、実施の形態１２に係わるレーダ装置は、全測距離（（パルス数−１）分）結果から最小二乗法により目標との基準相対速度と相対加速度を算出する基準相対速度・相対加速度算出手段２０Ｂを備えたので、加速度を持つ移動目標に対する目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。
また、実施の形態１０と比べ、パルス圧縮を２回行う必要がなく、構成が簡素になり、処理時間の短縮も可能となる。
【０１２９】
実施の形態１３．
この発明の実施の形態１３に係わるレーダ装置は、実施の形態４に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｎが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態１３に係わる信号処理器６Ｎは、図２９に示すように、実施の形態４に係わる信号処理器６Ｄの基準相対速度・相対加速度算出手段２０の代わりに基準相対速度・相対加速度算出手段２０Ｂを有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態１３に係わる基準相対速度・相対加速度算出手段２０Ｂは、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である複数のパルスでの目標との相対距離が入力され、全測距離（（パルス数−１）分）結果から最小二乗法により目標との基準相対速度と目標との相対加速度を算出する機能を有する。
【０１３０】
次に、実施の形態１３に係わる信号処理器６Ｎの処理動作について図３０を参照して説明する。
基準相対速度・相対加速度算出手段２０Ｂは、実施の形態１２に係わる基準相対速度・相対加速度算出手段２０Ｂと同様に、各行列を式（４９）、式（５０）、式（５１）とし、式（５２）に従って逆行列を両辺に左側から乗算することによって、Ｘ、すなわち、目標との基準相対速度と相対加速度を得る。
【０１３１】
このように、実施の形態１３に係わるレーダ装置は、全測距離（（パルス数−１）分）結果から最小二乗法により目標との基準相対速度および目標との相対加速度を算出する基準相対速度・相対加速度算出手段２０Ｂを備えたので、加速度を有する移動目標に対する目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。
【０１３２】
実施の形態１４．
この発明の実施の形態１４に係わるレーダ装置は、実施の形態１０に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｐが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態１４に係わる信号処理器６Ｐは、図３１に示すように、実施の形態１０に係わる信号処理器６Ｋの基準相対速度・相対加速度算出手段２０の代わりに基準相対速度・相対加速度算出手段２０Ｂを有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態１４に係わる基準相対速度・相対加速度算出手段２０Ｂは、相対距離・相対速度算出手段１３の出力である複数のパルスでの目標との相対距離が入力され、全測距離（（パルス数−１）分）結果から最小二乗法により目標との基準相対速度と目標との相対加速度を算出する機能を有する。
【０１３３】
次に、実施の形態１４に係わる信号処理器６Ｐの処理動作について図３２を参照して説明する。
基準相対速度・相対加速度算出手段２０Ｂは、実施の形態１２に係わる基準相対速度・相対加速度算出手段２０Ｂと同様に、各行列を式（４９）、式（５０）、式（５１）とし、式（５２）に従って逆行列を両辺に左側から乗算することによって、Ｘ、すなわち、目標との基準相対速度と相対加速度を得る。
【０１３４】
このように、実施の形態１４に係わるレーダ装置は、全測距離（（パルス数−１）分）結果から最小二乗法により目標との基準相対速度および目標との相対加速度を算出する基準相対速度・相対加速度算出手段２０Ｂを備えたので、加速度を有する長距離の移動目標に対する目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。
【０１３５】
実施の形態１５．
この発明の実施の形態１５に係わるレーダ装置は、実施の形態１に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｑが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。そして、実施の形態１５に係わる信号処理器６Ｑは、図３３に示すように、実施の形態１に係わる信号処理器６にＰＤＩ手段２２が追加され、また、測距手段１２の代わりにディスクリ距離算出手段２３を有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
【０１３６】
次に、実施の形態１５に係わる信号処理器６Ｑの処理動作について図３４を参照して説明する。ただし、Ｐｏｓｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ（以下、「ＰＤＩ」と称す）処理の回数を２回としている。
図３５に示すように、低Ｓ／Ｎ環境では、雑音の振幅がパルス圧縮により生成された信号の振幅より大きくなり、雑音までの距離をパルス圧縮により生成された信号の距離として誤って算出する可能性がある。そのため、ＰＤＩ手段２２は、パルス圧縮により生成された信号に対しＰＤＩ処理を行い、雑音の影響を低減させる。
ＰＤＩ手段２２にはパルス圧縮により生成された信号が入力され、同じ傾きのチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号をパルス圧縮により生成された信号に対して、式（５３）に従い、ＰＤＩ処理を行い、ＰＤＩ処理により生成された信号ＲＰＤＩ（ｎ，ｍτ）を出力する。ここで、ＮＰＤＩはＰＤＩ処理回数を示す。
【０１３７】
【数３９】
2008020432.tif 000041
【０１３８】
Ａ／Ｄサンプリング周波数が低い場合、測距手段１２では、図３６に示すように必ずしもパルス圧縮により生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離またはＰＤＩ処理により生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離をサンプリングするとは限らない。
測距手段１２では、高精度に距離算出精度を行うためにＡ／Ｄサンプリング周波数を高くする必要があった。そこで、測距手段１２に代えて、ディスクリ距離算出手段２３は、Ａ／Ｄサンプリング周波数が低い場合のパルス圧縮により生成された信号またはＰＤＩ処理により生成された信号の距離算出精度を向上するためにディスクリ距離算出処理を用いる。
この処理は、入力された信号から振幅の大きい隣接する２信号を取り出し、それらの振幅値の差（Δ）を、それらの２信号の和（Σ）で割った値をΔ／Σ値として生成する。このΔ／Σ値と、予め求めたΔ／Σ値と図３６に示す距離補正量との関係に基づいて、生成したΔ／Σ値に相当する距離補正量ＲΔ／Σ＿ｃｏｒを算出し、その距離補正量ＲΔ／Σ＿ｃｏｒで補正した距離を真の入力された信号の目標までの距離として算出し、距離を求めるものである。以下、ディスクリ距離算出処理の具体的な処理内容を示す。
【０１３９】
ディスクリ距離算出手段２３には、ＰＤＩ処理により生成された信号ＲＰＤＩ（ｎ，ｍτ）が入力される。次に、ディスクリ距離算出手段２３は、図３６の入力された信号の振幅が最大を示す距離ＲΔ／Σと各サンプル点（Ｒｉ，Ｒｉ）（ｉ＝ａ，ｂ，ｃ，ｄ）との関係に示すように距離の真値が信号の振幅の大きい隣接する２点（Ｒｂ，Ｐｂ）、（Ｒｃ，Ｐｃ）の間にあるものと仮定し、式（５４）に従い、Δ／Σ値Ｄを算出する。ただし、図中の丸印はサンプル点、Ｐｉはサンプル点に対する振幅値、Ｒｉはサンプル点に対する距離を示している。
【０１４０】
【数４０】
2008020432.tif 000042
【０１４１】
次に、図３７に示すような予め精度良く算出された距離補正量とΔ／Σ値Ｄとの関係（＝Δ／Σ曲線）から、距離補正量ＲΔ／Σ＿ｃｏｒを求めることで、真の入力された信号の振幅が最大を示す距離ＲΔ／Σを式(５５)により算出する。以下の説明において、振幅が最大を示す距離をピーク距離と記述する。
【０１４２】
【数４１】
2008020432.tif 000043
【０１４３】
相対距離・相対速度算出手段１３は、ディスクリ測距手段２３が出力するＲΔ／ΣをＲｐｅａｋ（ｎ）として入力する。そして、相対距離・相対速度算出手段１３は、実施の形態１と同様に、式（１４）、式（１５）に従い、目標との相対距離と目標との相対速度を算出する。
【０１４４】
このように、実施の形態１５に係わるレーダ装置は、ＰＤＩ処理により生成された信号を出力するＰＤＩ手段２２を備えたので、雑音をパルス圧縮により生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離と誤って選択することがなくなり、また、実施の形態１に係わる測距手段１２に代えて、ディスクリ測距手段２３を備えたので、低いＡ／Ｄサンプリング周波数でも高精度にパルス圧縮により生成された信号のピーク距離を算出することができ、かつ、ハードウエア規模が縮小され、より低Ｓ／Ｎ環境での目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。
また、実施の形態２から１４の場合も、ＰＤＩ手段２２を追加し、測距手段１２の代わりにディスクリ距離算出手段２３を用いることにより、同様な効果を得ることが可能になる。
【０１４５】
実施の形態１６．
この発明の実施の形態１６に係わるレーダ装置は、実施の形態１５に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｒが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。そして、実施の形態１６に係わる信号処理器６Ｒは、図３８に示すように、実施の形態１５に係わる信号処理器６Ｑにピーク距離範囲算出手段２４と第２ディスクリ距離算出手段２３Ｂを有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
【０１４６】
次に、実施の形態１６に係わる信号処理器６Ｒの処理動作について図３９を参照して説明する。ただし、ＰＤＩ処理回数を２回としている。
ピーク距離範囲算出手段２４には、ＰＤＩ処理により生成された信号のピーク距離ＲΔ／Σが入力される。
図４０に示すように、ピーク距離範囲算出手段２４は、ディスクリ距離算出手段２３から入力されるＰＤＩ処理により生成された信号のピーク距離ＲΔ／Σを中心にして、予め設定したピーク距離を求める設定範囲ｇａｔｅを用いて、式（５６）に従い、ピーク距離を求める範囲の上限ｇａｔｅｕｐを算出する。また、ピーク距離範囲算出手段２４は、ディスクリ距離算出手段２３から入力されるＰＤＩ処理により生成された信号のピーク距離ＲΔ／Σを中心にして、予め設定したピーク距離を求める設定範囲ｇａｔｅを用いて、式（５７）に従い、ピーク距離を求める範囲の下限ｇａｔｅｄｏｗｎを算出する。
【０１４７】
【数４２】
2008020432.tif 000044
【０１４８】
第２ディスクリ距離算出手段２３Ｂは、式（５６）と式（５７）で算出したピーク距離を求める範囲内で、式（５４）と式（５５）に従い、各パルスのパルス圧縮により生成された信号のピーク距離Ｒｐｅａｋ（ｎ，ｍτ）を算出する。したがって、図４０に示すように、ピーク距離を求める範囲を限定することにより、誤って雑音を選択することがなくなり、各パルスのパルス圧縮により生成された信号のピーク距離算出精度の向上が可能になる。
【０１４９】
このように、実施の形態１６に係わるレーダ装置は、ピーク距離を求める範囲を算出するピーク距離範囲算出手段２４と、ピーク距離範囲内でピーク距離を算出する第２ディスクリ距離算出手段２３Ｂを備えたので、誤って雑音を選択することがなくなり、ピーク距離算出精度の向上が可能になり、より低Ｓ／Ｎ環境での目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。
また、実施の形態１から１４の場合も、ＰＤＩ手段２２を追加し、測距手段１２の代わりにディスクリ距離算出手段２３とピーク距離範囲算出手段２４と第２ディスクリ距離算出手段２３Ｂを用いることにより、同様な効果を得ることが可能になる。
【０１５０】
実施の形態１７．
この発明の実施の形態１７に係わるレーダ装置は、実施の形態１６に係わるレーダ装置と送信機２Ｂ、信号処理器６Ｓが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。そして、実施の形態１７に係わる信号処理器６Ｓは、図４１に示すように、実施の形態１６に係わる信号処理器６Ｒに、ＰＤＩ手段２２の代わりにＰＤＩ手段２２Ｂと、相対距離・相対速度算出手段１３の代わりに相対距離・相対速度算出手段１３Ｂを有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
【０１５１】
次に、実施の形態１７に係わる信号処理器６Ｓの処理動作について図４２と図４３を参照して説明する。ただし、ＰＤＩ処理回数を２回としている。
送信機２Ｂは、キャリア信号をＰＲＩ毎にパルス変調し、連続した複数パルス毎に交互にパルス内をアップチャープ変調およびダウンチャープ変調することを繰り返して送信ＲＦ信号を生成し、送受切替器４に出力する。例えば、ＰＤＩ処理回数が２回に設定された場合は、図４２と図４３のように、１回目と２回目のパルス変調された信号のパルスに対してはアップチャープ変調を行い、３回目と４回目のパルス変調された信号のパルスに対してはダウンチャープ変調を行い、５回目と６回目のパルス変調された信号のパルスに対してはアップチャープ変調を行う。送信機２Ｂは、この操作を繰り返して送信ＲＦ信号を生成し、送受切替器４に出力する。以下の説明において、送信機２の場合を交互送信、送信機２Ｂの場合を連続送信と記述する。図４４に示したように、連続送信の場合、ＰＤＩ処理に用いられるパルス圧縮により生成された信号間のピーク距離のレンジウォーク量が、交互送信の場合に比べ、小さくなる。したがって、ＰＤＩ処理に用いられるパルス圧縮により生成された信号のピーク距離が互いに近くなり、ＰＤＩ処理により生成された信号の振幅の劣化が小さくなり、ＰＤＩ処理により生成された信号のピーク距離の算出精度が向上する。
【０１５２】
ＰＤＩ手段２２Ｂには、連続してＰＲＩ毎に同じ傾きのチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号をパルス圧縮することにより生成された信号が入力される。
ＰＤＩ手段２２Ｂは、同じ傾きのチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号をパルス圧縮することにより生成された信号に対して、式（５８）に従い、ＰＤＩ処理を行い、ＰＤＩ処理により生成された信号ＲＰＤＩ（ｎ，ｍτ）を出力する。
【０１５３】
【数４３】
2008020432.tif 000045
【０１５４】
相対距離・相対速度算出手段１３Ｂは、式（５９）、式（６０）に従い、目標との相対距離と相対速度を算出し、位相補償手段１４に出力する。ただし、ｎ＝１，２，・・・，ｆｌｏｏｒ（Ｎ／ＮＰＤＩ）ＮＰＤＩ、ｃｈｉｒｐ（ｎ）は送信ＲＦ信号がアップチャープ変調された信号かダウンチャープ変調された信号かを示しており、アップチャープ変調のときｃｈｉｒｐ（ｎ）は１、ダウンチャープ変調のときｃｈｉｒｐ（ｎ）は−１である。
【０１５５】
【数４４】
2008020432.tif 000046
【０１５６】
このように、実施の形態１７に係わるレーダ装置は、実施の形態１６の送信機２に代えて、キャリア信号をＰＲＩ毎にパルス変調し、連続した複数パルス毎に交互にパルス内をアップチャープ変調およびダウンチャープ変調することを繰り返して送信ＲＦ信号を生成し、送受切替器４に出力する送信機２Ｂを備えたので、ＰＤＩ処理に用いられるパルス圧縮により生成された信号のピーク距離が互いに近くなり、ＰＤＩ処理により生成された信号の振幅の劣化が小さくなり、第２ディスクリ距離算出手段２３ＢのＰＤＩ処理により生成された信号のピーク距離算出精度の向上が可能になる。また、実施の形態１５の相対距離・相対速度算出手段１３に代えて相対距離・相対速度算出手段１３Ｂを備えたので、ＰＤＩ処理回数と目標移動を考慮して目標との相対距離と目標との相対速度を算出することが可能になり、より低Ｓ／Ｎ環境での目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。
また、実施の形態１から１５の場合も、ＰＤＩ手段２２Ｂを追加し、送信機２に代えて送信機２Ｂ、測距手段１２に代えてディスクリ距離算出手段２３とピーク距離範囲算出手段２４と第２ディスクリ距離算出手段２３Ｂ、相対距離・相対速度算出手段１３に代えて相対距離・相対速度算出手段１３Ｂを用いることにより、同様な効果を得ることが可能になる。
【０１５７】
実施の形態１８．
この発明の実施の形態１８に係わるレーダ装置は、実施の形態１７に係わるレーダ装置と送信機２Ｃ、信号処理器６Ｔが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。そして、実施の形態１８に係わる信号処理器６Ｔは、図４５に示すように、実施の形態１７に係わる信号処理器６Ｓに、相対距離・相対速度算出手段１３Ｂの代わりに相対距離・相対速度算出手段１３Ｃを有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
【０１５８】
次に、実施の形態１８に係わる信号処理器６Ｔの処理動作について図４６を参照して説明する。ただし、ＰＤＩ処理回数を２回としている。
送信機２Ｃは、キャリア信号をＰＲＩ毎にパルス変調し、パルス内をアップチャープ変調することを繰り返して送信ＲＦ信号を生成し、送受切替器４に出力する。図４６に示したように、アップチャープ変調のみのため、送信機の規模が小さくなるという利点がある。
【０１５９】
相対距離・相対速度算出手段１３Ｃは、式（６１）、式（６２）に従い、目標との相対距離と相対速度を算出し、位相補償手段１４に出力する。ただし、ｎ＝１，２，・・・，Ｎ−１である。また、実施の形態１８の送信機２Ｃはアップチャープ変調のみを行うものとしているため、ｃｈｉｒｐ（ｎ）が１である。
【０１６０】
【数４５】
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【０１６１】
このように、実施の形態１８に係わるレーダ装置は、実施の形態１７の送信機２Ｂに代えて、キャリア周波数をＰＲＩ毎にパルス変調し、パルス内をアップチャープ変調することを繰り返して送信ＲＦ信号を生成し、送受切替器４に出力する送信機２Ｃを備えたので、送信機の規模が小さくなり、また、実施の形態１７の相対距離・相対速度算出手段１３Ｂに代えて相対距離・相対速度算出手段１３Ｃを備えたので、同じ傾きのチャープ変調で目標移動を考慮して目標との相対距離と目標との相対速度を算出することが可能になる。  また、実施の形態１８の送信機２Ｃはアップチャープ変調のみを行ったが、ダウンチャープ変調のみの場合も同様な効果を得ることが可能になる。
また、実施の形態１から１４の場合も、送信機２に代えて送信機２Ｃ、測距手段１２に代えてディスクリ距離算出手段２３とピーク距離範囲算出手段２４と第２ディスクリ距離算出手段２３Ｂ、相対距離・相対速度算出手段１３に代えて相対距離・相対速度算出手段１３Ｃを用いることにより、同様な効果を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】この発明の実施の形態１に係わるレーダ装置の構成図である。
【図２】実施の形態１に係わる信号処理器６の処理動作を説明するための図である。
【図３】距離シフトを利用した従来の目標との相対距離・速度算出方法を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１における距離シフトを利用し、ＰＲＩ間の目標移動を考慮した目標との相対距離・速度算出方法を示す説明図である。
【図５】パルス圧縮の処理動作を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係わる信号処理器６Ｂの構成図である。
【図７】実施の形態２に係わる信号処理器６Ｂの処理動作を説明するための図である。
【図８】レンジ補正の処理動作を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係わる信号処理器６Ｃの構成図である。
【図１０】実施の形態３に係わる信号処理器６Ｃの処理動作を説明するための図である。
【図１１】この発明の実施の形態４に係わる信号処理器６Ｄの構成図である。
【図１２】実施の形態４に係わる信号処理器６Ｄの処理動作を説明するための図である。
【図１３】この発明の実施の形態５に係わる信号処理器６Ｅの構成図である。
【図１４】実施の形態５に係わる信号処理器６Ｅの処理動作を説明するための図である。
【図１５】この発明の実施の形態６に係わる信号処理器６Ｆの構成図である。
【図１６】実施の形態６に係わる信号処理器６Ｆの処理動作を説明するための図である。
【図１７】この発明の実施の形態７に係わる信号処理器６Ｇの構成図である。
【図１８】実施の形態７に係わる信号処理器６Ｇの処理動作を説明するための図である。
【図１９】この発明の実施の形態８に係わる信号処理器６Ｈの構成図である。
【図２０】実施の形態８に係わる信号処理器６Ｈの処理動作を説明するための図である。
【図２１】この発明の実施の形態９に係わる信号処理器６Ｊの構成図である。
【図２２】実施の形態９に係わる信号処理器６Ｊの処理動作を説明するための図である。
【図２３】この発明の実施の形態１０に係わる信号処理器６Ｋの構成図である。
【図２４】実施の形態１０に係わる信号処理器６Ｋの処理動作を説明するための図である。
【図２５】この発明の実施の形態１１に係わる信号処理器６Ｌの構成図である。
【図２６】実施の形態１１に係わる信号処理器６Ｌの処理動作を説明するための図である。
【図２７】この発明の実施の形態１２に係わる信号処理器６Ｍの構成図である。
【図２８】実施の形態１２に係わる信号処理器６Ｍの処理動作を説明するための図である。
【図２９】この発明の実施の形態１３に係わる信号処理器Ｎの構成図である。
【図３０】実施の形態１３に係わる信号処理器Ｎの処理動作を説明するための図である。
【図３１】この発明の実施の形態１４に係わる信号処理器６Ｐの構成図である。
【図３２】実施の形態１４に係わる信号処理器６Ｐの処理動作を説明するための図である。
【図３３】この発明の実施の形態１５に係わる信号処理器６Ｑの構成図である。
【図３４】実施の形態１５に係わる信号処理器６Ｑの処理動作を説明するための図である（ＰＤＩ処理回数＝２回の場合）。
【図３５】ＰＤＩ処理の効果を説明するために図である（ＰＤＩ処理回数＝２回の場合）。
【図３６】サンプル点と真のピーク位置の関係を説明するための図である。
【図３７】距離補正量とΔ／Σ値Ｄとの関係（＝Δ／Σ曲線）を説明するための図である。
【図３８】この発明の実施の形態１６に係わるレーダ装置の構成図である。
【図３９】実施の形態１６に係わる信号処理器６Ｒの処理動作を説明するための図である（ＰＤＩ処理回数＝２回の場合）。
【図４０】信号のピーク距離範囲算出を説明するための図である（ＰＤＩ処理回数＝２回の場合）。
【図４１】この発明の実施の形態１７に係わるレーダ装置の構成図である。
【図４２】実施の形態１７に係わる信号処理器６Ｓの処理動作を説明するための図の一部である（ＰＤＩ処理回数＝２回の場合）。
【図４３】実施の形態１７に係わる信号処理器６Ｓの処理動作を説明するための図の残りの部分である。
【図４４】交互送信と連続送信の処理動作を説明するための図である。
【図４５】この発明の実施の形態１８に係わるレーダ装置の構成図である。
【図４６】実施の形態１８に係わる信号処理器６Ｔの処理動作を説明するための図である（ＰＤＩ処理回数＝２回の場合）。
【符号の説明】
【０１６３】
１  空中線、２、２Ｂ、２Ｃ  送信機、３  チャープ信号発生器、４  送受切替器、５  受信機、６、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ、６Ｆ、６Ｇ、６Ｈ、６Ｊ、６Ｋ、６Ｌ、６Ｍ、６Ｎ、６Ｐ、６Ｑ、６Ｒ、６Ｓ、６Ｔ  信号処理器、７  表示器、１１  パルス圧縮手段、１２  測距手段、１３、１３Ｂ、１３Ｃ  相対距離・相対速度算出手段、１４、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｅ、１４Ｆ  位相補償手段、１５  第２パルス圧縮手段、１６  積分手段、１７  速度算出手段、１８、１８Ｂ、１８Ｃ  レンジ補正手段、１９、１９Ｂ  平均相対速度算出手段、２０、２０Ｂ  基準相対速度・相対加速度算出手段、２１  加速度補償手段、２２  ＰＤＩ手段、２３、２３Ｂ  ディスクリ距離算出手段、２４  ピーク距離範囲算出手段。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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