(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
探知エリア内に含まれる波浪からのエコーを処理する信号処理装置であって、
前記探知エリア内において設定された複数の解析エリアのそれぞれに含まれる波浪からのエコーを３次元フーリエ変換により周波数解析して、複数の前記解析エリア毎に周波数領域スペクトルを生成する周波数領域スペクトル生成部と、
各前記周波数領域スペクトルを構成する各サンプル点が示すエコー強度を、各前記周波数領域スペクトルの座標に含まれる方向を揃えて加算することで統合し、統合周波数領域スペクトルを生成する統合部と、
前記統合周波数領域スペクトルに基づき、各前記解析エリアに含まれる波浪に関する情報である波浪情報を算出する波浪情報算出部と、
を備えていることを特徴とする、信号処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の信号処理装置であって、
前記統合部は、複数の前記周波数領域スペクトルのそれぞれに対して決定された重み係数が各前記サンプル点のエコー強度に乗算された各前記周波数領域スペクトルを統合することを特徴とする、信号処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の信号処理装置であって、
前記重み係数の値は、各前記解析エリア内に含まれる波浪以外の物標である不要物標に基づいて決定されることを特徴とする、信号処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の信号処理装置であって、
複数の前記解析エリアのうち前記不要物標が含まれる解析エリアから得られた前記周波数領域スペクトルの各前記サンプル点のエコー強度に乗算される前記重み係数は、ゼロであることを特徴とする、信号処理装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の信号処理装置であって、
前記不要物標は、船舶、陸地、雨及び雪のうちの少なくとも１つであることを特徴とする、信号処理装置。
【請求項６】
請求項２に記載の信号処理装置であって、
前記重み係数は、各前記解析エリア内に含まれる波浪のエコー強度に基づいて決定されることを特徴とする、信号処理装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の信号処理装置であって、
前記周波数領域スペクトル生成部は、複数の前記解析エリアのそれぞれから得られるエコーから波浪に起因する波浪成分を抽出する波浪成分抽出部を有し、前記波浪成分を周波数解析して前記周波数領域スペクトルを生成することを特徴とする、信号処理装置。
【請求項８】
送信波を送波する送波器と、
前記送波器から送波された送信波が波浪に反射して帰来するエコーを受波する受波器と、
前記受波器で受波されたエコーを処理する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の信号処理装置と、
を備えていることを特徴とする、レーダ装置。
【請求項９】
請求項８に記載のレーダ装置であって、
前記受波器で受波されたエコーに基づき、波浪以外の物標である不要物標を検出する不要物標検出部、を更に備えていることを特徴とする、レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、波浪からのエコーを処理して波高等の波浪情報を算出する信号処理装置、及びこの信号処理装置を備えたレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、波浪に関する情報としての波浪情報を得るための装置として、特許文献１に開示される波浪観測レーダ（レーダ装置）が知られている。このレーダ装置では、特許文献１の図２を参照して、海上における所定範囲からのエコーから得られたエコー信号が２次元ＦＦＴ処理されることにより、特許文献１の図３を参照して、２次元フーリエ変換信号Ｓｆが導出される。そして、このレーダ装置では、その２次元フーリエ変換信号Ｓｆに基づき、波浪情報（波向、波長等）が算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−２６２９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  ところで、上述のようにして波浪情報を算出する場合、波浪情報を正確に算出できない場合がある。【０００５】  本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、波浪情報を正確に算出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  （１）上記課題を解決するため、本発明のある局面に係る信号処理装置は、探知エリア内に含まれる波浪からのエコーを処理する信号処理装置であって、前記探知エリア内において設定された複数の解析エリアのそれぞれに含まれる波浪からのエコーを周波数解析して、複数の前記解析エリア毎に周波数領域スペクトルを生成する周波数領域スペクトル生成部と、各前記周波数領域スペクトルを構成する各サンプル点が示すエコー強度を、各前記周波数領域スペクトルの座標に含まれる方向を揃えて統合し、統合周波数領域スペクトルを生成する統合部と、前記統合周波数領域スペクトルに基づき、各前記解析エリアに含まれる波浪に関する情報である波浪情報を算出する波浪情報算出部と、を備えている。【０００７】  （２）前記統合部は、複数の前記周波数領域スペクトルのそれぞれに対して決定された重み係数が各前記サンプル点のエコー強度に乗算された各前記周波数領域スペクトルを統合する。【０００８】  （３）前記重み係数の値は、各前記解析エリア内に含まれる波浪以外の物標である不要物標に基づいて決定される。【０００９】  （４）複数の前記解析エリアのうち前記不要物標が含まれる解析エリアから得られた前記周波数領域スペクトルの各前記サンプル点のエコー強度に乗算される前記重み係数は、ゼロである。【００１０】  （５）前記不要物標は、船舶、陸地、雨及び雪のうちの少なくとも１つである。【００１１】  （６）前記重み係数は、各前記解析エリア内に含まれる波浪のエコー強度に基づいて決定される。【００１２】  （７）前記周波数領域スペクトル生成部は、複数の前記解析エリアのそれぞれから得られるエコーから波浪に起因する波浪成分を抽出する波浪成分抽出部を有し、前記波浪成分を周波数解析して前記周波数領域スペクトルを生成する。【００１３】  （８）上記課題を解決するため、本発明のある局面に係るレーダ装置は、送信波を送波する送波器と、前記送波器から送波された送信波が波浪に反射して帰来するエコーを受波する受波器と、前記受波器で受波されたエコーを処理する上述したいずれかの信号処理装置と、を備えている。【００１４】  （９）前記レーダ装置は、前記受波器で受波されたエコーに基づき、波浪以外の物標である不要物標を検出する不要物標検出部、を更に備えている。
【発明の効果】
【００１５】  本発明によれば、波浪情報を正確に算出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るレーダ装置のブロック図である。
【図２】図１に示す信号処理部のブロック図である。
【図３】図２に示す解析エリア別データ抽出部で抽出される解析エリア別エコーデータが抽出される解析エリアの位置等を説明するための図である。
【図４】方向周波数スペクトル変換部によって生成された方向周波数スペクトルを示す図であって、解析エリアＺ１から得られた方向周波数スペクトルを示す図である。
【図５】方向周波数スペクトル変換部によって生成された方向周波数スペクトルを示す図であって、解析エリアＺ２から得られた方向周波数スペクトルを示す図である。
【図６】方向周波数スペクトル変換部によって生成された方向周波数スペクトルを示す図であって、解析エリアＺ５から得られた方向周波数スペクトルを示す図である。
【図７】統合部によって生成された統合方向周波数スペクトルを示す図である。
【図８】変形例に係るレーダ装置の信号処理部のブロック図である。
【図９】変形例に係るレーダ装置の信号処理部のブロック図である。
【図１０】変形例に係るレーダ装置の信号処理部のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】  以下、本発明に係る信号処理装置としての信号処理部、及びこの信号処理部を備えたレーダ装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。本発明は、波浪情報を得るための信号処理装置、及びこの信号処理装置を備えたレーダ装置に広く適用することができる。
【００１８】  図１は、本発明の実施形態に係るレーダ装置１のブロック図である。本実施形態に係るレーダ装置１は、送波した送信波が波浪に反射して帰来するエコーに基づいて、波浪に関する情報である波浪情報（具体的には、波高、波長等）を算出する。また、レーダ装置１は、探知領域に存在する船舶を探知可能に構成されている。本実施形態のレーダ装置１は、例えば、漁船等の船舶としての自船に備えられている。
【００１９】  図１に示すように、レーダ装置１は、アンテナユニット２と、信号処理部１０と、表示器３と、を備えている。
【００２０】  アンテナユニット２は、送波器及び受波器の双方として機能するアンテナ４と、受信部５と、Ａ／Ｄ変換部６と、を含んでいる。
【００２１】  アンテナ４は、指向性の強い送信波としてのパルス状電波を送波可能なレーダアンテナである。また、アンテナ４は、物標（本実施形態の場合、波浪又は船舶）からの反射波を受波するように構成されている。レーダ装置１は、パルス状電波を送波してから反射波を受波するまでの時間を測定する。これにより、レーダ装置１は、物標までの距離ｒを検出することができる。アンテナ４は、水平面上で３６０°回転可能に構成されている。アンテナ４は、パルス状電波の送波方向を変えながら（例えば、アンテナ角度を変えながら）、電波の送受波を繰り返し行うように構成されている。以上の構成で、レーダ装置１は、自船周囲の平面上の物標を、３６０°にわたり探知することができる。
【００２２】  なお、以下の説明では、パルス状電波を送波してから次のパルス状電波を送波するまでの動作を「スイープ」という。また、電波の送受信を行いながらアンテナを３６０°回転させる動作を「スキャン」と呼ぶ。
【００２３】  受信部５は、アンテナ４で受波したエコーから得られるエコー信号を検波して増幅する。受信部５は、増幅したエコー信号を、Ａ／Ｄ変換部６へ出力する。Ａ／Ｄ変換部６は、アナログ形式のエコー信号をサンプリングし、複数ビットからなるデジタルデータに変換する。このデジタルデータは、エコーデータである。エコーデータは、アンテナ４が受波した反射波から得られたエコー信号の強度を特定するデータを含んでいる。Ａ／Ｄ変換部６は、エコーデータを、信号処理部１０へ出力する。
【００２４】  図２は、図１に示す信号処理部１０のブロック図である。信号処理部１０は、他船検出部１１（不要物標検出部）と、周波数領域スペクトル生成部８と、統合部１７と、波浪情報算出部１８とを有している。
【００２５】  信号処理部１０は、ハードウェア・プロセッサ７（例えば、ＣＰＵ、ＦＰＧＡ等）及び不揮発性メモリ等のデバイスで構成される。例えば、ＣＰＵが不揮発性メモリからプログラムを読み出して実行することにより、信号処理部１０を、他船検出部１１、周波数領域スペクトル生成部８、統合部１７、及び波浪情報算出部１８として機能させることができる。
【００２６】  他船検出部１１は、他船（不要物標）に起因するエコー像を抽出する。具体的には、他船検出部１１は、例えば一例として、所定の閾値以上のエコー強度を有するサンプル点のうち互いの距離が所定距離未満のサンプル点を同じ船舶からのエコーであるとしてグループ化する。そして、他船検出部１１は、そのグループ化された複数のサンプル点で構成されるエコー像を、同一船舶からのエコー像であるとして検出する。
【００２７】  図３は、周波数領域スペクトル生成部８が有する解析エリア別データ抽出部１２で抽出される解析エリア別エコーデータが抽出される解析エリアＺ１〜Ｚ５の位置等を説明するための図である。周波数領域スペクトル生成部８は、複数の解析エリアＺ１〜Ｚ５のそれぞれの範囲内に含まれる波浪から得られたエコーを周波数解析して、複数の解析エリアＺ１〜Ｚ５毎に方向周波数スペクトル（周波数領域スペクトル）を生成する。
【００２８】  なお、本実施形態では、解析エリアＺ１〜Ｚ５は、互いに同じ形状及び同じ面積である。また、解析エリアＺ１〜Ｚ５は、自船Ｓを基準とした同じ距離に配置されている。また、解析エリアＺ１〜Ｚ５は、自船Ｓと各解析エリアの中心点とを結ぶ直線に平行又は垂直な直線で囲まれた領域として設けられている。このように解析エリアＺ１〜Ｚ５を設定することにより、自船から視た解析エリアＺ１〜Ｚ５の位置及び形状を揃えることができる。そして、こうすると、各解析エリアＺ１〜Ｚ５の座標軸として、自船Ｓから各解析エリアＺ１〜Ｚ５の中心点に向かう方向に略平行な軸を設定することができるため、各解析エリアにおけるその軸方向のエコーデータの分解能がほぼ同じになる。これにより、より正確な波浪解析結果を得ることができる。
【００２９】  なお、上述のように解析エリアを設定した場合、ｋｘｋｙスペクトル（後述する波浪成分抽出部１４によって生成されたスペクトル）の座標軸の方位が異なるため、各解析エリアＺ１〜Ｚ５から得られたｋｘｋｙスペクトルをそのまま単純に統合することができない。しかしながら、そのｋｘｋｙスペクトルを、後述するωθ座標に変換してθ軸を位置合わせすることにより、各解析エリアＺ１〜Ｚ５から得られたエコースペクトル（具体的には、各解析エリアＺ１〜Ｚ５から得られた方向周波数スペクトル）を統合することが可能となる。
【００３０】  周波数領域スペクトル生成部８は、解析エリア別データ抽出部１２と、周波数解析部１３と、波浪成分抽出部１４と、ωθ変換部１５と、方向周波数スペクトル変換部１６とを有している。
【００３１】  解析エリア別データ抽出部１２は、各解析エリアＺ１〜Ｚ５内に含まれる解析エリア別エコーデータを抽出する。本実施形態では、解析エリアＺ１〜Ｚ５の数、位置、及び大きさは、予め決定されている。本実施形態では、５つの解析エリアＺ１〜Ｚ５が、自船Ｓを基準とした同じ距離位置に配置されている。具体的には、図３を参照して、解析エリアＺ１は、自船Ｓの船首方向に配置され、解析エリアＺ２は、自船Ｓの船首方向を基準とした右側６０度の方向に配置され、解析エリアＺ３は、自船Ｓの船首方向を基準とした右側１２０度の方向に配置され、解析エリアＺ４は、自船Ｓの船首方向を基準とした左側１２０度の方向に配置され、解析エリアＺ５は、自船Ｓの船首方向を基準とした左側６０度の方向に配置されている。
【００３２】  図３では、自船Ｓに向かってくる方向に、又は自船Ｓから離れる方向に進行している比較的波高が高い波浪が、解析エリアＺ１及びＺ５に存在している例を図示している。図３では、それらの波浪が、明瞭な波峰線ｗとして表示されている。なお、図３における解析エリアＺ１及びＺ５以外の領域にも、比較的波高が低い波浪が存在しているが、それらの波浪については図示を省略している。また、図３では、解析エリアＺ３及びＺ４内に他船Ｓ１，Ｓ２が存在している例を図示している。
【００３３】  解析エリア別データ抽出部１２は、１回のスキャンで得られる探知エリアＺ０内のエコー画像Ｐに含まれる複数の解析エリアＺ１〜Ｚ５のそれぞれの範囲内に含まれるエコーデータとしての解析エリア別エコーデータを、スキャン毎に抽出する。これにより、解析エリア別データ抽出部１２は、解析エリアＺ１〜Ｚ５毎に、複数スキャン分（例えば３２枚分）の解析エリア別エコーデータを抽出する。
【００３４】  なお、図３で示した解析エリアＺ１〜Ｚ５の数、位置、及び大きさは、あくまで一例であり、解析エリアの数、位置、及び大きさについては、図３に示す数、位置、及び大きさに限らず、それ以外であってもよい。
【００３５】  周波数解析部１３は、解析エリアＺ１〜Ｚ５のそれぞれについて、３２枚の解析エリア別エコーデータを周波数解析する。具体的には、周波数解析部１３は、解析エリアＺ１〜Ｚ５毎に、３２枚の解析エリア別エコーデータを用いて３次元の高速フーリエ変換（３ＤＦＦＴ）処理を行う。これにより、解析エリア毎に、ｘ軸及びｙ軸の単位をｒａｄ／ｍ、ｚ軸の単位をｒａｄ／ｓｅｃとした３次元データを生成することができる。この３次元データにおけるｘ軸は、東西方向における波数ｋｘであり、ｙ軸は、南北方向における波数ｋｙであり、ｚ軸は、角周波数ωである。周波数解析部１３は、解析エリアＺ１〜Ｚ５毎に、上記３次元データを生成する。
【００３６】  波浪成分抽出部１４は、周波数解析部１３によって得られた３次元データの中から、波浪に起因する成分である波浪成分を抽出する。具体的には、波浪成分抽出部１４は、３次元データのうち、以下の（１）式及び（２）式で表される波浪の分散関係式に近接するスペクトルの情報のみを用いることにより、波浪成分を抽出する。波浪成分抽出部１４は、解析エリアＺ１〜Ｚ５毎に、波浪成分を抽出する。
【００３７】  ［数１］  ω２＝ｇｋｔａｎｈ（ｋｄ）  …  （１）
【００３８】  ［数２］  ω２＝ｇｋ  …  （２）
【００３９】  但し、ωは角周波数、ｋは波数、ｇは重力加速度、ｄは水深である。式（２）は、水深が十分深い場合、具体的には、水深が半波長よりも長い場合に用いられる式であり、それ以外の場合には式（１）が用いられる。
【００４０】  ωθ変換部１５は、波浪成分抽出部１４によって抽出された波浪成分のスペクトルを、ｘ軸が自船Ｓを基準とした波浪の方向θに対応し且つｙ軸が角周波数ωに対応する直交座標（ωθ座標）に変換してωθスペクトルを生成する。ωθ変換部１５は、解析エリアＺ１〜Ｚ５毎に、ωθスペクトルを生成する。
【００４１】  図４から図６は、方向周波数スペクトル変換部１６によって生成された方向周波数スペクトルを示す図である。具体的には、図４は、解析エリアＺ１から得られた方向周波数スペクトルを示す図であり、図５は、解析エリアＺ２から得られた方向周波数スペクトルを示す図であり、図６は、解析エリアＺ５から得られた方向周波数スペクトルを示す図である。
【００４２】  方向周波数スペクトル変換部１６は、ωθ変換部１５によって生成されたωθスペクトルを、方向周波数スペクトルＳＺｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）に変換する。本実施形態の場合、解析エリアが５つ設定されているため、Ｎ＝５であり、各解析エリアＺ１〜Ｚ５に対応して生成される方向周波数スペクトルＳＺｎの数も、５つである。
【００４３】  方向周波数スペクトルＳＺｎとは、レーダ装置１が装備される自船を原点とし、周方向を自船Ｓを基準とした波浪の方向θに対応させ、且つ径方向を波浪の周波数ｆに対応させた極座標に、ωθ変換部１５によって生成されたωθスペクトルを構成する各サンプル点の位置を座標変換して得られたスペクトルである。方向周波数スペクトルＳＺｎは、極座標の各地点を構成する各サンプル点のエコー強度（波浪の高さに対応）の強さを、情報として有している。なお、図４から図６においては、各サンプル点のエコー強度の強さを、ドットのハッチングの濃さに対応させて図示している。すなわち、ドットのハッチングが濃い部分を構成するサンプル点のエコー強度は、ドットのハッチングが薄い部分を構成するサンプル点のエコー強度よりも高い。
【００４４】  図７は、統合部１７によって生成された統合方向周波数スペクトルＳｔｏｔａｌを示す図である。
【００４５】  統合部１７は、方向周波数スペクトル変換部１６によって生成された方向周波数スペクトルＳＺｎを統合し、統合方向周波数スペクトルＳｔｏｔａｌ（ｉ，ｊ）を算出する。具体的には、統合部１７は、以下の式（３）を用いて、統合方向周波数スペクトルＳｔｏｔａｌ（ｉ，ｊ）を算出する。
【００４６】
【数３】
0006712313.tif 000002
【００４７】  ここで、Ｓｔｏｔａｌは統合方向周波数スペクトルを表しており、Ｓｔｏｔａｌ（ｉ，ｊ）は任意の方向ｉ（自船を基準とした０〜３６０度）、任意の周波数ｊでのスペクトルパワー（エコー強度）となる。式（３）から明らかなように、各方向周波数スペクトルＳＺｎは、方向が揃えられた状態で統合される。具体的には、各方向周波数スペクトルＳＺｎにおいて同じ方向から得られた同じ周波数のスペクトルパワーについては、重み係数βＺｎが加味された上で、それらが加算されて統合される。なお、βＺｎは、各解析エリアＺ１〜Ｚ５に対応して設定された重み係数であり、その設定方法については、以下で説明する。
【００４８】  本実施形態では、統合スペクトルＳｔｏｔａｌ（ｉ，ｊ）の算出は、以下のようにして行われる。具体的には、他船が検出された解析エリアＺ３（図３参照）から得られた方向周波数スペクトルＳＺ３（ｉ，ｊ）については、重み係数βＺ３として０が用いられる。同様に、他船が検出された解析エリアＺ４から得られた方向周波数スペクトルＳＺ４（ｉ，ｊ）については、重み係数βＺ４として０が用いられる。一方、他船が検出されなかった解析エリアＺ１，Ｚ２，Ｚ５から得られた方向周波数スペクトルＳＺｎ（ｉ，ｊ）については、重み係数βＺｎとして１が用いられる。すなわち、他船が検出された解析エリアに含まれる方向周波数スペクトルＳＺ３（ｉ，ｊ）及びＳＺ４（ｉ，ｊ）は、統合方向周波数スペクトルＳｔｏｔａｌ（ｉ，ｊ）の統合対象から除外される。
【００４９】  波浪情報算出部１８は、統合部１７によって算出された統合方向周波数スペクトルＳｔｏｔａｌに基づいて、波浪情報、例えば波高、波浪の波長等を算出する。具体的には、例えば一例として、統合方向周波数スペクトルＳｔｏｔａｌにおいてユーザが外部機器から選択した選択地点の波高、波浪の波長を算出する。波高は、選択地点におけるエコー強度に基づいて算出される。波長は、選択地点の周波数ｆに基づいて算出される。波浪情報算出部１８で算出されたそれらの値は、表示器３に通知される。表示器３には、これらの値が表示される。
【００５０】  ところで、波浪情報を算出する際、その波浪情報を算出しようとした解析エリア内に他船が含まれていると、その他船に関するエコー、及びその他船の引き波等が解析エリア内に存在することになる。そうすると、その解析エリア内のエコーデータを用いて波浪情報を算出しようとしても、正確な情報を得ることができない。本実施形態の場合、図３を参照して、他船Ｓ１が含まれる解析エリアＺ３、及び他船Ｓ２が含まれる解析エリアＺ４からは、正確な波浪情報を得ることができない。
【００５１】  この点につき、本実施形態に係るレーダ装置１の信号処理部１０では、図３及び図７を参照して、複数の解析エリアＺ１〜Ｚ５のうち他船が含まれる解析エリアＺ３，Ｚ４を除く解析エリアＺ１，Ｚ２，Ｚ５から得られた方向周波数スペクトルＳＺｎのみが統合される。これにより、波浪情報を正確に算出できる。
【００５２】  ［効果］  以上のように、本実施形態に係るレーダ装置１の信号処理部１０では、各解析エリアＺ１〜Ｚ５に対応して生成された方向周波数スペクトルＳＺｎのスペクトルパワー（エコー強度）が、式（３）に示すように、方向が揃えられた状態で統合される。そして、レーダ装置１では、そのようにして統合された統合方向周波数スペクトルＳｔｏｔａｌに基づき、波高、波長等の波浪情報が算出される。
【００５３】  例えば従来では、解析エリアが１箇所だけ設定され、その解析領域から得られたエコーデータに基づいて波浪情報が算出されていた。しかしそうすると、その解析エリアに波浪とは異なる不要物標（例えば他船）が存在している場合、その物標に起因して、その解析エリアの波浪情報を正確に算出することができなくなってしまう。
【００５４】  この点につき、レーダ装置１によれば、上述のように複数の解析エリアＺ１〜Ｚ５毎に生成された方向周波数スペクトルＳＺｎが統合された統合方向周波数スペクトルＳｔｏｔａｌに基づき、波浪情報が算出される。こうすると、例えば、不要物標が入り込んだ解析エリア（本実施形態の場合、Ｚ３及びＺ４）の方向周波数スペクトルＳＺ３，ＳＺ４を、統合方向周波数スペクトルＳｔｏｔａｌを生成する対象から除外することが可能となる。或いは、不要物標が入り込んだ解析エリアＺ３，Ｚ４から得られた方向周波数スペクトルＳＺ３，ＳＺ４の影響度合いを小さくすることが可能となる。すなわち、レーダ装置１によれば、波浪情報を算出する上での信頼性が低い解析エリアＺ３，Ｚ４からの方向周波数スペクトルＳＺ３，ＳＺ４の影響を小さくすることが可能となる。これにより、その他の解析エリアであって波浪情報を算出する上での信頼性が高い解析エリアＺ１，Ｚ２，Ｚ５から得られた方向周波数スペクトルＳＺ１，ＳＺ２，ＳＺ５に基づいて、波浪情報を算出することができる。
【００５５】  従って、信号処理部１０によれば、波浪情報を正確に算出できる。
【００５６】  また、信号処理部１０では、複数の方向周波数スペクトルＳＺｎのそれぞれに対応して決定された重み係数βＺｎがそれぞれに乗算された各方向周波数スペクトルＳＺｎが統合されて、統合方向周波数スペクトルＳｔｏｔａｌ（ｉ，ｊ）が生成される。これにより、波浪情報を算出する上での各方向周波数スペクトルＳＺｎの信頼性の高さに応じて重み係数βＺｎの値を設定することが可能となるため、波浪情報をより正確に算出できる。
【００５７】  また、信号処理部１０のように、重み係数βＺｎの値を、正確な波浪情報を算出する際に悪影響を及ぼす不要物標に応じて決定することにより、重み係数βＺｎの値を適切に設定することができる。
【００５８】  また、信号処理部１０のように、不要物標が検出された解析エリアＺ３，Ｚ４から得られた方向周波数スペクトルＳＺ３，ＳＺ４の重み係数βＺ３，βＺ４の値をゼロにすることにより、波浪情報を算出する際に悪影響を及ぼしうる不要物標が波浪情報に与える影響を大きく低減することができる。
【００５９】  また、信号処理部１０のように、船舶が検出された解析エリアＺ３，Ｚ４から得られた方向周波数スペクトルＳＺ３，ＳＺ４の重み係数βＺｎの値をゼロにすることにより、船舶そのもののエコー、或いは船舶の引き波に起因するエコーが波浪情報に影響してしまうことを防止できる。
【００６０】  また、信号処理部１０によれば、波浪成分抽出部１４によって抽出された波浪成分に基づいて方向周波数スペクトルが生成されるため、不要物標に起因するエコーが波浪情報に反映されにくくなる。これにより、波浪情報をより正確に算出できる。
【００６１】  また、レーダ装置１によれば、波浪情報を正確に算出できる信号処理部１０を備えたレーダ装置を構成することができる。
【００６２】  また、レーダ装置１によれば、波浪からのエコーを受波するアンテナ４を用いて、不要物標としての他船からのエコーを受波し、そのエコーに基づいて他船を検出している。すなわち、レーダ装置１によれば、波浪情報を算出するためのレーダ装置１が備えているアンテナ４を用いて他船を検出できるため、他船を検出するために他の特別な装置を設ける必要がなくなる。従って、レーダ装置１によれば、装置の構成を簡素化できる。
【００６３】  ［変形例］  以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００６４】  （１）図８は、変形例に係るレーダ装置の信号処理部１０ａのブロック図である。上記実施形態では、他船が存在する解析エリアについては、その領域内の各地点のスペクトルパワーを統合方向周波数スペクトルの統合対象から除外したが、これに限らない。具体的には、陸地が含まれる解析エリア、又は所定量以上の降水が観測されている解析エリア内の各地点のスペクトルパワーについても、統合方向周波数スペクトルの統合対象から除外してもよい。
【００６５】  本変形例の信号処理部１０ａは、上記実施形態の信号処理部１０が有する各構成要素の他に、不要物標検出部としての陸地検出部２０及び降水検出部２１を有している。
【００６６】  陸地検出部２０は、探知エリア内に含まれる陸地を検出する。具体的には、陸地検出部２０は、本変形例に係るレーダ装置１が記憶している海図に含まれる陸地の位置と、該レーダ装置１によって得られたエコーの位置とを照らし合わせて、該エコーが陸地からのエコーであるか否かを判定する。
【００６７】  降水検出部２１は、探知エリア内において雨又は雪等が降水しているエリアを検出する。雨雪からのエコーは、その立ち上がり部分及び立ち下がり部分の傾斜が船舶及び陸のそれらよりも緩やかである。降水検出部２１は、雨雪のそのような特徴に基づき、上述した立ち上がり部分及び立ち下がり部分の傾斜の度合に基づき、エコーが雨雪からのエコーであるか否かを判定する。
【００６８】  統合部１７は、上記実施形態の場合と概ね同様にして、式（３）を用いて統合方向周波数スペクトルＳｔｏｔａｌを算出する。但し、統合部１７は、上記実施形態の場合と異なり、陸地及び雨雪が検出された解析エリアに含まれる各地点のスペクトルパワーの重み係数βＺｎとして、０を用いる。すなわち、統合部１７は、陸地及び雨雪が検出された解析エリアに含まれる各地点のスペクトルパワーについても、統合方向周波数スペクトルの統合対象から除外する。
【００６９】  以上のように、本変形例に係るレーダ装置の信号処理部１０ａによれば、船舶が検出された解析エリアから得られた方向周波数スペクトルだけでなく、陸地又は雨雪が検出された解析エリアから得られた方向周波数スペクトルについても、統合方向周波数スペクトルの統合対象から除外する。これにより、船舶が検出された解析エリアから得られた方向周波数スペクトルのみを統合方向周波数スペクトルの統合対象から除外する場合と比べて、より正確に波浪情報を算出できる。
【００７０】  （２）上述した実施形態及び各変形例では、解析エリアＺ１〜Ｚ５における他船、陸地、及び雨雪の有無に基づいてスペクトルパワー統合時の重み係数βを決定したが、これに限らず、その他の要因に基づいて重み係数βＺｎを決定してもよい。具体的には、例えば一例として、波浪のエコー強度に応じて、重み係数βＺｎの値を決定してもよい。
【００７１】  （３）図９は、変形例に係るレーダ装置の信号処理部１０ｂのブロック図である。本変形例の信号処理部１０ｂは、上記実施形態の信号処理部１０と比べて、他船検出部１１が省略された構成となっている。また、本変形例の信号処理部１０ｂの周波数領域スペクトル生成部８ａは、上記実施形態の周波数領域スペクトル生成部８と比べて、統合部１７ａの動作が異なっている。
【００７２】  統合部１７ａは、上記実施形態の場合と同様、方向周波数スペクトル変換部１６によって生成された方向周波数スペクトルを統合し、統合方向周波数スペクトルＳｔｏｔａｌ（ｉ，ｊ）を算出する。しかしながら、本変形例の統合部１７ａは、各解析エリアに対応して生成された方向周波数スペクトルについて重み付けを行わず、単純加算する。すなわち、本変形例の統合部１７ａは、式（３）における重み係数βＺｎを全て１として、統合方向周波数スペクトルＳｔｏｔａｌ（ｉ，ｊ）を算出する。
【００７３】  以上のように、本変形例に係る信号処理部１０ｂによれば、複数の解析エリアのうちいくつかの解析エリアに不要物標が含まれる場合であっても、その不要物標に起因するエコーデータは、波浪成分抽出部１４において除去される。すなわち、本変形例のように、各解析エリアに対応して生成された方向周波数スペクトルについて重み付けを行わずに単純加算を行っても、不要なエコーは既に波浪成分抽出部１４で取り除かれているため、上記実施形態の場合と同様、波浪情報を正確に算出できる。
【００７４】  （４）図１０は、変形例に係るレーダ装置の信号処理部１０ｃのブロック図である。上述した実施形態では、統合部１７が、各解析エリアＺ１〜Ｚ５から得られた方向周波数スペクトルＳＺｎに含まれる各サンプル点のスペクトルパワーを統合したが、これに限らない。図１０に示す本変形例の周波数領域スペクトル生成部８ｂのように、統合部１７ｂが、波浪成分抽出部１４によって抽出された解析エリア毎の波浪成分のスペクトル（ｋｘ−ｋｙスペクトル、周波数領域スペクトル）を統合してもよい。その後、本変形例の周波数領域スペクトル生成部８ｂでは、統合されたｋｘ−ｋｙスペクトルがωθ変換部１５によって統合ωθスペクトルに変換され、その統合ωθスペクトルが、方向周波数スペクトル変換部１６によって統合方向周波数スペクトルに変換される。つまり、本変形例によれば、プロセスは異なるものの、上記実施形態の場合と同様の統合方向周波数スペクトルが生成され、その統合方向周波数スペクトルに基づいて波浪情報が算出される。従って、本変形例の信号処理部１０ｃによっても、上記実施形態の場合と同様、波浪情報を正確に算出できる。
【符号の説明】
【００７５】  １                        レーダ装置  ８，８ａ，８ｂ            周波数領域スペクトル生成部  １０，１０ａ〜１０ｃ      信号処理部（信号処理装置）  １７，１７ａ，１７ｂ      統合部  １８                      波浪情報算出部  Ｚ１〜Ｚ５                解析エリア
【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】
0006712313.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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