(57)【要約】【課題】近接目標の受信信号が合成された状況下における、目標の長さの計測確度を向上する。また、干渉信号やノイズ等の不要信号の影響を低減する。【解決手段】目標信号を複数のドップラフィルタバンクによりドップラ周波数毎に分別して一時記憶する記憶器５と、誤警報確率を低減した高いしきい値で１次的に目標検出を行う１次目標検出器７と、位置及びフィルタ番号が近い１次検出信号をグループ化する１次目標標定器８と、１次目標標定結果に応じて前記記憶器５から出力される振幅データに対して、低いしきい値で目標検出を行う２次目標検出器９と、同一フィルタ番号の近接する２次検出信号をグループ化し、その距離方向の長さを求める２次目標標定器１０を有する。【選択図】        図１
2004301718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標の物理長に対して高い距離分解能を有するレーダ装置に用いられる信号処理装置において、
位相検波後のコヒーレントＩ，Ｑビデオ信号に基づき、ドップラ周波数軸上に複数配置したドップラフィルタバンク毎に振幅データを得るドップラ処理器と、
このドップラ処理器によって得られた各ドップラフィルタバンクの振幅データの中から、同一レンジビンにおける最大振幅値とそのドップラフィルタバンクの番号すなわちフィルタ番号とを選択するフィルタ選択器と、
このフィルタ選択器で選択された最大振幅値に対して、第一のしきい値を適用して目標の有無を検出し、これにより得られた目標の振幅、位置及びフィルタ番号を１次検出信号として出力する１次目標検出器と、
この１次目標検出器の出力する１次検出信号に基づき、同一又は近似するフィルタ番号を有しかつ位置が隣接する１次検出信号同士をグループ化し、そのグループの中心座標又は振幅最大点を１次目標標定位置とし、この１次目標標定位置とそのフィルタ番号とを１次標定結果として出力する１次目標標定器と、
前記ドップラ処理器によって得られた前記ドップラフィルタバンク毎の振幅データを一時的に記憶するとともに、前記１次目標標定器から出力された１次標定結果に基づき、一時記憶していた前記振幅データの中から前記１次目標標定位置及びその付近の位置の振幅データ及びフィルタ番号を出力する記憶器と、
この記憶器が出力する各フィルタ番号毎の振幅データに対して、ノイズレベルより高く前記第一のしきい値よりも低い第二のしきい値を適用して目標の有無を検出し、これにより得られた目標の振幅、位置及びフィルタ番号を２次検出信号として出力する２次目標検出器と、
この２次目標検出器から出力された２次検出信号から、同一のフィルタ番号を有する隣接した２次検出信号同士をグループ化し、その中心座標又は最大振幅点を目標位置として標定する２次目標標定器と、
備えたレーダ信号処理装置。
【請求項２】
前記２次目標標定器は、更に、グループ化された前記２次検出信号の距離方向の長さを算出する機能を有する、
請求項１記載のレーダ信号処理装置。
【請求項３】
前記フィルタ選択器及び前記１次目標検出器に代えて、
前記ドップラ処理器によって得られた前記全ドップラフィルタバンクの振幅データに対して、前記第一のしきい値を適用して目標の有無を検出し、これにより得られた目標の振幅、位置及びフィルタ番号を１次検出信号として出力する１次目標検出器を備えた、
請求項１又は２記載のレーダ信号処理装置。
【請求項４】
前記フィルタ選択器は、ドップラ処理器によって得られた各ドップラフィルタバンクの振幅データの中から、同一レンジビンにおける振幅が上位複数番目までのフィルタ番号とその振幅値とを選択するとともに、振幅が上位となるフィルタ番号を順次選択する際に、振幅が大きく既に選択済みとなったフィルタ番号に対し規定された近傍のドップラ周波数範囲内のフィルタ番号については選択禁止とする機能を有する、
請求項１乃至３のいずれかに記載のレーダ信号処理装置
【請求項５】
前記２次目標標定器は、方位方向に規定値以上の広がりを持たない２次検出信号を不要信号として除去する機能を併せ持ち、不要信号除去後の２次検出信号に基づき目標の長さ及び位置を計測する、
請求項１乃至４のいずれかに記載のレーダ信号処理装置
【請求項６】
前記フィルタ選択器は、前記ドップラ処理器によって得られた各ドップラフィルタバンクの振幅データの中から、同一レンジビンにおける振幅が上位複数番目までのフィルタ番号とその振幅値とを選択する際に、目標の距離に応じて、上位複数番の数値を切り替える、
請求項４記載のレーダ信号処理装置。
【請求項７】
前記第一のしきい値は、前記レーダ装置に与えられた誤警報確率及び検出確率に相当する、
請求項１乃至６のいずれかに記載のレーダ信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、観測対象目標の大きさに比べ高い距離分解能を有するレーダ装置に用いられるレーダ信号処理装置に関し、特に、目標の長さを計測するレーダ信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の目標の長さを計測するレーダ装置の一例が、下記特許文献１に記載されている。図１０は、この特許文献１の中で雑音や他の目標の影響を減じる効果を有する代表例として記載されている、従来のレーダ装置を示すブロック図である。図１１は、従来のレーダ装置で得られるレンジプロファイルを示す説明図である。以下、図１０及び図１１に基づき従来のレーダ装置の動作について説明する。
【０００３】
送受信機２で発生した高周波パルス信号を、アンテナ１から目標に向けて照射し、そのエコーを再びアンテナ１で受けて、送受信機２で増幅及び検波すると、図１１に示すような目標の距離方向の受信電力分布、すなわちレンジプロファイル１９が得られる。レンジゲート手段１５では、レンジプロファイル１９のレベルが最大となる位置を求め、その位置を含む一定の範囲を選択することができるようになっている。このレンジゲートの幅（距離範囲）は、観測対象目標の標準的な長さ、又はその数倍とすることが推奨されている。
【０００４】
記憶手段１８には、レンジプロファイル１９の中で目標を検出するためのしきい値２０が記憶されている。輝点検出手段１６では、得られたレンジプロファイル１９のレベルが、記憶手段１８に記憶されているしきい値２０を越える位置を求め、それらの位置を輝点２１として出力する。長さ検出手段１７は、複数の輝点２１の中から、レンジゲート手段１５で設定した距離範囲内において、前端及び後端の輝点の位置を求め、それらの間の距離から目標の長さを求める。
【０００５】
なお、特許文献１では、しきい値２０を適切に制御することや、観測を複数回実施して統計的な結果を求めることや、積分処理を行うことにより目標の長さをより正確に計測することが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−９８０２８号公報（図３、図４等）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のレーダ装置では、次のような問題がある。
【０００８】
［１］．複数の目標が相互に近接して存在する場合、１回又は少ない回数の観測結果に基づき、短時間のうちに目標の正確な長さを計測することが困難である。その理由は、レンジゲート内に複数の目標が存在した場合、それらの複数目標を分離する特別な手段がないからである。したがって、より正確な目標長を求めるためには、複数回の観測結果について統計や積分処理を必要とする。
【０００９】
なお、従来のレーダ装置において、相互に近接した複数の目標を分離するために、レンジゲート幅を小さく設定する方法も考えられる。しかし、この方法では、単独で存在する１つの目標が複数の目標に分裂する可能性があるため、目標が実際より小さい長さに誤って計測されやすくなる、という別の問題が生じる。
【００１０】
［２］．観測対象目標の近傍に雑音又は干渉信号等の不要信号が存在する場合、１回又は少ない回数の観測結果に基づき、目標の正確な長さを計測することが困難である。その理由は、レンジゲート内で、ノイズ又は干渉信号等の不要信号が検出された場合、それらの不要信号の影響を除去する特別な手段がないからである。したがって、より正確な目標長を求めるためには、複数回の観測結果の統計や積分処理を必要とする。
【００１１】
【発明の目的】
そこで、本発明の目的は、高い距離分解能により目標の長さを計測するレーダ信号装置において、複数の目標が互いに近くに存在する場合や、ノイズや干渉信号の影響下でも、少ない回数の観測結果に基づき、目標の長さをより正確に計測することができる、レーダ信号処理装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わるレーダ信号処理装置は、位相検波後のコヒーレントＩ（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ），Ｑ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）ビデオ信号から、ドップラ周波数軸上に複数配置したドップラフィルタバンク毎に受信振幅データを得るドップラ処理器（図１の４）と、前記ドップラ処理器により得られた各ドップラフィルタバンクの振幅データの中から同一レンジビンにおける最大振幅値とそのときのドップラフィルタバンクの番号（フィルタ番号）を選択するフィルタ選択器（図１の６）と、前記ドップラ処理器の出力する各フィルタバンク毎の振幅データを一時的に記憶し、後記１次目標標定器からの入力信号に従って、一時記憶していた振幅データの中から後記１次標定結果のフィルタ番号とそのフィルタ番号についての後記１次目標標定位置付近の振幅データを選択的に出力できる記憶器（図１の５）と、前記フィルタ選択器の出力する最大振幅値から、レーダ装置に与えられた誤警報確率と検出確率に相当するしきい値で目標の有無を検出し、検出された振幅、位置、フィルタ番号を１次検出信号として出力する１次目標検出器（図１の７）と、前記１次目標検出器の出力する１次検出信号から、同一又は近似するフィルタ番号を有しかつ検出位置が隣接する１次検出信号同士をグループ化し、そのグループの中心座標又は振幅最大点を１次目標標定位置とし、１次目標標定位置とその標定位置におけるフィルタ番号とを、１次標定結果として前記記憶器に出力する１次目標標定器（図１の８）と、前記記憶器が前記１次目標標定器から入力した１次標定結果を元に選択的に出力する１次標定結果に対応する各フィルタ番号毎の振幅データに対して、ノイズレベルより若干高いしきい値で目標の有無を検出し、検出された振幅、位置、フィルタ番号を２次検出信号として出力する２次目標検出器（図１の９）と、前記２次目標検出器の２次検出信号から、同一のフィルタ番号を有する隣接した２次検出信号同士をグループ化し、その中心座標又は最大振幅点を目標位置として標定するとともに、グループ化された２次検出信号の距離方向の長さを算出する２次目標標定器（図１の１０）と、を備えている（請求項１，２，７）。
【００１３】
前記フィルタ選択器（図１の６）を廃して、１次目標検出器（図８の７）がドップラ処理器（図８の４）の出力する全フィルタバンクの振幅データに対して、各フィルタバンク毎に１次目標検出処理を行い、また１次目標標定器（図８の８ａ）が、隣接又は同一レンジビンにおける近接したフィルタ番号を有する１次検出信号をグループ化する、としても良い（請求項３）。
【００１４】
フィルタ選択器（図９の６ａ）において、ドップラ処理器（図９の４）により得られた各ドップラフィルタバンクの振幅データの中から、同一レンジビンにおける振幅が上位Ｎ番目（Ｎは、２以上の整数であって、同一レンジビンに同時に検出される可能性のある目標数。）までのフィルタ番号とその振幅値だけを選択し、振幅が上位となるフィルタ番号を順次選択する際に、振幅が大きく既に選択済みとなったフィルタ番号に対して、規定された範囲内の近傍のフィルタ番号については、選択禁止とする機能を有し、更に記憶器（図９の５）が、前記フィルタ選択器が出力する上位Ｎ番目までの振幅データのみを一次記憶する、としても良い（請求項４）。
【００１５】
前記２次目標標定器（図１，９，１０の１０）が、方位方向に規定値以上の広がりを持たない２次検出信号を不要信号として除去する機能を併せ持ち、不要信号除去後の２次検出信号から、同一のフィルタ番号を有する隣接した２次検出信号同士をグループ化し、その中心座標又は最大振幅点を目標位置として標定するとともに、グループ化された２次検出信号の距離方向の長さを算出する、としても良い（請求項５）。
【００１６】
前記フィルタ選択器（図９の６ａ）において、ドップラ処理器により得られた各ドップラフィルタバンクの振幅データの中から、同一レンジビンにおける振幅が上位Ｎ番目までのフィルタ番号を選択する際に、目標の距離に応じて、選択する数Ｎの切替ができる、としても良い。（請求項６）
【００１７】
したがって、本発明に係るレーダ信号処理装置では、異なるレーダ方向分速度を有する複数の目標が近接している状況下にあっても、複数回の観測による統計量算出や積分処理等を必要とせずに、各目標のより正確な長さや位置を計測することができる。また、請求項５に記載のレーダ信号処理装置によれば、目標の長さや位置を計測する際に、ノイズや干渉信号の影響を低減するという効果も得られる。
【００１８】
要約すれば、本発明は、標の物理長より高い距離分解能を有するレーダ装置において、複数目標が近接する場合や、目標の近傍に不要信号が受信された場合においても、目標信号をドップラ周波数で個別目標毎に分離することにより、目標の長さと位置をより正確に計測できるレーダ信号処理装置を提供する。
【００１９】
換言すると、本発明は、目標信号を複数のドップラフィルタバンクによりドップラ周波数毎に分別して一時記憶する記憶器５（図１）と、誤警報確率を低減した高いしきい値で１次的に目標検出を行う１次目標検出器７（図１）と、位置及びフィルタ番号が近い１次検出信号をグループ化する１次目標標定器８（図１）と、１次目標標定結果に応じて前記記憶器５から出力される振幅データに対して、低いしきい値で目標検出を行う２次目標検出器９（図１）と、同一フィルタ番号の近接する２次検出信号をグループ化し、その距離方向の長さを求める２次目標標定器１０（図１）とを有する。これにより、近接目標の受信信号が合成された状況下における、目標の長さの計測確度を向上する。また、干渉信号やノイズ等の不要信号の影響を低減する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。以下、「レーダ信号処理装置」を単に「信号処理装置」と略称する。
【００２１】
図１は、本発明に係る信号処理装置の第一実施形態を示すブロック図である。図１においては、説明を簡易にするために、信号処理装置以外のレーダ装置の構成も併せて示している。ここで図１のレーダ装置は、受信信号を位相検波して、コヒーレントＩ，Ｑビデオ信号を生成するパルスドップラ方式によるレーダ装置であるものとする。以下、この図面に基づき説明する。
【００２２】
アンテナ１は、従来の技術で述べたアンテナと同等のもので良い。送受信機２は、受信信号を位相検波して、コヒーレントＩ，Ｑビデオ信号を生成する機能を有する。位相検波とは、受信信号の振幅及び位相情報を抽出することをいう。表示器１１は、信号処理装置３から出力される目標の長さと位置を表示する。
【００２３】
以下に、信号処理装置３の構成について説明する。信号処理装置３は、ドップラ処理器４、記憶器５、フィルタ選択器６、１次目標検出器７、１次目標標定器８、２次目標検出器９、２次目標標定器１０等を備えている。
【００２４】
ドップラ処理器４は、位相検波後のコヒーレントＩ，Ｑビデオ信号から、ドップラ周波数軸上に複数配置したドップラフィルタバンク毎に受信振幅データを得る。
【００２５】
フィルタ選択器６は、レーダの処理距離単位であるレンジビン毎にドップラ処理器４から出力される各ドップラフィルタバンクの振幅データの中から、同一レンジビンにおける最大振幅値とそのときのドップラフィルタバンクの番号（以下「フィルタ番号」という。）とを選択出力する
【００２６】
記憶器５は、フィルタ選択器６の出力する各フィルタバンク毎の振幅データを一時的に記憶し、１次目標標定器８からの入力信号に従って、一時記憶していた振幅データの中から１次標定結果のフィルタ番号とそのフィルタ番号についての１次目標標定位置付近の振幅データとを選択的に出力する。
【００２７】
１次目標検出器７は、フィルタ選択器６の出力する最大振幅値から、レーダ装置に与えられた誤警報確率と検出確率に相当するしきい値ＴＨ１とに基づき目標の有無を検出し、検出された振幅、位置及びフィルタ番号を１次検出信号として出力する。
【００２８】
１次目標標定器８は、１次目標検出器７の出力する１次検出信号から、同一又は近似するフィルタ番号を有しかつ検出位置が隣接する１次検出信号同士をグループ化し、そのグループの中心座標又は振幅最大点を１次目標標定位置とし、１次目標標定位置とその標定位置におけるフィルタ番号とを、１次標定結果として記憶器５に出力する。
【００２９】
２次目標検出器９は、記憶器５が１次目標標定器８から入力した１次標定結果を元に選択的に出力する１次標定結果に対応する各フィルタ番号毎の振幅データに対して、ノイズレベルより若干高いしきい値ＴＨ２で目標の有無を検出し、検出された振幅、位置及びフィルタ番号を２次検出信号として出力する。
【００３０】
２次目標標定器１０は、２次目標検出器９の２次検出信号から、同一のフィルタ番号を有する隣接した２次検出信号同士をグループ化し、その中心座標又は最大振幅点を目標位置として標定するとともに、グループ化された２次検出信号の距離方向の長さを算出する。
【００３１】
次に、信号処理装置３の動作について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
図２乃至図７は、信号処理装置３の動作過程を示した説明図である。まず、図１乃至図４を用いて、目標信号の受信から１次目標検出までの動作について説明する。
【００３３】
図２［１］は、レーダと目標の位置関係の一例を示す説明図であり、同図において、目標＃１と目標＃２は、それぞれ２ｖ及びｖのレーダ方向分速度で移動しているものとする。図２［２］は、図２［１］のＡ−Ａ’方向についてのレンジプロファイルであり、ハッチング部は目標＃１のレンジプロファイル１２、無ハッチング部は目標＃２のレンジプロファイル１３、右端は干渉信号又はノイズ等の不要信号１４を示している。
【００３４】
図３は、レーダを方位方向に走査して得られる１次目標検出後の１次検出信号位置と検出フィルタ番号である。図３において、数字が記入された位置には、１次目標検出器７で設定されたしきい値ＴＨ１を越える振幅信号が存在することを意味しており、更に数字は、その位置おける最大振幅をとるフィルタ番号を示す。
【００３５】
図４は、ドップラ処理器４で得られる目標受信振幅とドップラ周波数の関係を示した説明図である。図１のレーダ装置では、レーダの方位方向の処理単位毎に送受信機２からパルス繰返し周波数毎に複数の高周波パルス信号を発生し、これをアンテナ１から空間に放射する。アンテナ１から放射された複数の高周波パルス信号は、目標＃１、目標＃２で反射された後にアンテナ１で受信され、送受信機２で増幅及び位相検波されコヒーレントＩ，Ｑビデオ信号となる。なお、図４中のＰＲＦとは、レーダ送信パルス繰り返し周波数のことである。
【００３６】
ドップラ処理器４は、複数パルス分のＩ，Ｑ各ビデオ信号の位相変化から、ドップラ周波数に受信信号を分別及び積分するという、パルスドップラ処理機能を有する。このドップラ処理器４の動作内容は、当業者にとって良く知られているため、その詳細な説明は省略する。
【００３７】
ここで、目標のドップラ周波数ｆｄと目標のレーダ方向分速度Ｖｒの関係は、一般に式（１）のようになる。
ｆｄ＝２Ｖｒ／λ  （λ：レーダ送信波長）  ・・・（１）
【００３８】
そのため、例えば図２［１］のＡ−Ａ’方向のように、目標＃１と目標＃２の受信信号が同時に存在する場合、各目標からの受信信号をドップラ周波数軸上で図示すると、図４のようになる。図４の場合は、目標＃１及び目標＃２の受信信号は、それぞれ８番フィルタ及び４番フィルタで大きい振幅で受信されることになる。
【００３９】
ドップラ処理器４から出力される観測範囲内の全レンジビン及び全ドップラフィルタバンクの振幅データは、記憶器５に一時的に蓄えられると同時に、フィルタ選択器６に入力される。フィルタ選択器６は、レンジビン毎に、各ドップラフィルタの振幅データの中から最大振幅値とそのときのフィルタ番号とを選択して、１次目標検出器７へ出力する。この結果、例えば図２［１］のＡ−Ａ’方向については、１次目標検出器７に入力されるレンジプロファイルは、図２［２］の上側の包絡線のようになる。
【００４０】
１次目標検出器７は、入力されたレンジプロファイルに対して、レーダ装置に与えられた誤警報確率と探知確率に対応するしきい値ＴＨ１による目標検出を行い、しきい値ＴＨ１を越えた振幅値とそのフィルタ番号とを１次目標標定器８に出力する。
【００４１】
ここで、しきい値ＴＨ１の設定方法としては、ノイズレベルから設定する、オペレータが入力する、レンジプロファイルの距離方向の移動平均値から算出する、レンジプロファイルのピーク値を基準として想定される目標のレンジプロファイルから算出する、等の各種方法がある。基本的には、しきい値ＴＨ１は誤警報確率を低減できる値であることが望ましい。
【００４２】
１次目標検出器７で、しきい値検出された振幅の位置とそのフィルタ番号とは、図３のようになる。なお、図１０に示した従来のレーダ装置によって図２［１］の目標を観測すると、信号のしきい値検出位置は図３と同様になると考えられる。しかし従来のレーダ装置では、フィルタ番号に関する情報が得られないため、２目標の信号が重なってしまい、その結果、目標の長さと位置の計測を誤るおそれがある。
【００４３】
次に、図３、図５乃至図７を用いて、１次目標検出以降の動作について説明する。
【００４４】
１次目標標定器８は、１次目標検出器７から入力される１次検出信号のうち、同じ又は近傍のフィルタ番号を有する１次検出信号同士を、同一目標からの受信信号と見なしてグループ化し、そのグループ内の中心座標又は振幅最大点を１次目標標定位置とする。このグループ化において、フィルタ番号が全く同一ではなくても同一グループと見なすフィルタ番号の範囲については、想定される目標の有する標準的なドップラ周波数スペクトラムや、ドップラ処理器４において使用するコヒーレントＩ，Ｑビデオ信号の元の高周波パルス信号の目標に対する照射時間から設定する必要がある。
【００４５】
１次目標標定位置とその位置におけるフィルタ番号とは、１次標定結果として１次目標標定器８から記憶器５に出力される。例えば図３の１次目標検出結果が１次目標標定器８に入力された場合は、図５のような１次標定結果が得られることとなる。
【００４６】
記憶器５は、一時的に蓄えていた各フィルタバンクの受信振幅データの中から、１次目標標定結果のフィルタ番号について、１次目標標定位置付近の振幅データのみを選択し、２次目標検出器９に出力する。この出力する受信振幅データの範囲は、１次目標標定器８から指定された標定目標を含んだ、観測対象とする目標がとり得る最大の距離及び方位範囲とする。ここで距離及び方位範囲を限定する理由は、後述する２次目標検出処理において１次目標検出器７に比べて低いしきい値による目標検出処理を行う必要があり、しきい値の低下よる誤警報確率の劣化を避けるためである。
【００４７】
２次目標検出器９では、記憶器５から入力した各フィルタバンク毎の振幅データに対し、各フィルタバンクのノイズレベルより若干高いしきい値ＴＨ２で目標検出処理を行う。このとき、しきい値ＴＨ２の設定方法は、１次目標検出器７のしきい値ＴＨ１の設定方法と同様の方法で設定することも可能である。ただし、しきい値ＴＨ２の設定の際には、想定される目標の受信振幅信号が、少なくともアンテナ１の往復ビーム幅相当の方位範囲以上に広がりを持って検出されるように、また、１つの目標からの受信信号が複数のレンジビンに分裂しないように、十分低い値とする必要がある。
【００４８】
図６及び図７は、それぞれ８番フィルタと４番フィルタとに関する２次目標検出後の検出信号位置を示した説明図である。各図においては、２次目標検出位置をそれぞれフィルタ番号と同じ数字で示している。
【００４９】
２次目標標定器１０は、２次目標検出結果を入力し、同じフィルタ番号に関する隣接位置にある２次検出信号同士を、１次目標標定器８と同様の処理によりグループ化し、その中心座標又は最大振幅位置を目標位置として標定する。更にそのグループの距離方向の長さを算出し、２次標定位置とともに表示器１１に出力する。
【００５０】
このとき、２次目標標定器１０では、方位方向に規定値以上の広がりを持たない２次検出信号を、不要信号として除去する。これは、不定期にレーダ装置で受信される短時間の干渉信号や、２次目標検出時にしきい値ＴＨ２を低く設定したため誤検出される可能性があるランダムノイズの影響を低減するための処理である。表示器１１には、信号処理装置３が出力する目標の長さや標定位置が表示される。
【００５１】
このように、上記実施形態では、目標の受信信号を同じドップラ周波数成分を持つ近接した信号同士でグループ化して、グループ毎に受信信号の長さを計測しているので、複数回のレーダ走査による積分や時間平均処理を行わなくても、より正確に目標の長さ及び位置を計測することができる。更には、本実施形態では、２次目標標定器により、方位方向に規定値以上の広がりを持たない検出信号を除去する機能が設けられているので、短時間の干渉信号や、ランダムノイズの影響を低減することもできる。
【００５２】
図８は、本発明に係るレーザ信号処理装置の第二実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００５３】
本実施形態は、近接する複数の目標のある１つの目標からの受信信号の振幅が、より大きな振幅を有する他の目標からの受信信号に完全に埋もれてしまい、前者のより小さい振幅の目標に関する１次検出結果が全く得られなくなることの防止を目的とした構成例である。
【００５４】
本実施形態では、第一実施形態におけるフィルタ選択器６を廃して、各フィルタバンク毎に１次目標検出から２次目標標定までの処理を実施することにし、その他の動作については第一実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、第一実施形態の場合と異なり、同じ位置において複数の１次検出結果が得られることがある。そのため、１次目標標定器８ａでは、隣接する位置だけでなく、同じ位置にある１次検出信号についてもグループ化の対象とする。
【００５５】
本実施形態よれば、１次目標検出器７において、しきい値ＴＨ１を越える全ての振幅信号を検出できる。したがって、より大きい振幅を有する目標信号に、より小さい振幅の目標信号が埋もれ、１次目標検出が不可能になることを防止できる。
【００５６】
図９は、本発明に係るレーザ信号処理装置の第三実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００５７】
本実施形態は、第一及び第二実施形態に比べて記憶器５の記憶容量の低減を目的として、フィルタ選択器６ａの機能と記憶器５の配置とを工夫した構成例である。第一及び第二実施形態では、全観測範囲の全ドップラフィルタバンクの振幅データを記憶器５に一時的に蓄えることとしていた。これに対し、本実施形態では、同一レンジビンにおいて、振幅が大きい順に、予め指定された数量分のフィルタバンクについてのみ振幅データを記憶する。この点において、本実施形態と第一及び第二実施形態とが異なる。
【００５８】
例えば、同一レンジビンに重畳して受信される可能性がある目標数がＮの場合、フィルタ選択器６ａは、振幅値が上位Ｎ番目までの受信振幅信号とそのフィルタ番号とを選択し、これらを記憶器５に出力する。ただし、振幅がＫ番目に大きいフィルタバンク番号を選択する際に、ドップラ周波数軸上で、振幅がＫ−１番目の値をとるフィルタ番号の近傍のフィルタバンクについては、選択候補から除外する。これは、Ｋ−１番目のフィルタバンクの近傍のフィルタバンクには、Ｋ−１番目のフィルタバンクの目標信号が漏れ込んでいる可能性があるためである。
【００５９】
ここで、前述した選択を禁止するフィルタ番号の範囲については、想定される目標の有する標準的なドップラ周波数スペクトラムや、ドップラ処理器４において使用するコヒーレントＩ，Ｑビデオ信号の元の高周波パルス信号の目標に対する照射時間から設定される。本実施形態の１次目標検出器７以降の動作は、第二実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６０】
同一レンジビンに複数の目標からの受信信号が重なる可能性は、レーダから遠距離になるほど高くなるので、距離に応じてフィルタ選択器の選択できるフィルタバンク数Ｎを適切に変更して設定することにより、記憶器５のハードウェア規模をより効率的なものとすることが可能となる。本実施形態によれば、第一及び第二実施形態に比べて、より少ないハードウェア規模の記憶器５によって、本発明の信号処理装置を実現することができる。
【００６１】
なお、第一乃至第三実施形態の信号処理装置が出力する目標の長さは、レーダ方向分に目標を投影した長さとなる。したがって、第一乃至第三実施形態に追尾手段を付加することにより、目標移動方向とレーダからみた目標方向とのなす角を算出し、この角度から２次目標標定器が出力する長さを補正すれば、より正確な長さが得られることは、従来のレーダ装置の場合と全く同様である。
【００６２】
また、第一乃至第三実施形態の信号処理装置に、目標の長さやそのレンジプロファイルから目標種類を類別する手段を付加することにより、従来のレーダ装置に比べ、より正確な目標類別が可能となることは言うまでもない。なお、上記各実施形態の信号処理装置は、例えばソフトウェアによって構成することもできるし、ハードウェアによって構成することもできるし、ソフトウェア及びハードウェアを混合して構成することもできる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、次のような効果を奏する。
【００６４】
第１の効果は、異なるレーダ方向分速度を有する複数目標の受信信号が重畳する状況下であっても、少ない回数の観測結果から、より正確な目標の長さと位置を計測することができることにある。その理由は、空間的に合成された複数の目標からの受信信号を、ドップラ周波数軸上で、個別目標毎の受信信号として分離して、その受信信号の長さと位置を計測する手段を有するためである。
【００６５】
第２の効果は、干渉信号やノイズの影響を低減することにより、より正確な目標の長さと位置を計測できることにある。その理由は、方位方向に広がりを持たない孤立した目標検出信号を不要信号として判定し、これを除去する手段を有するためである。
【００６６】
第３の効果は、上記第１及び第２の効果をできるかぎり小さいハードウェア規模で実現できることにある。その理由は、上記第１及び第２の効果を実現する際に必要となる記憶器の記憶容量を必要最小限に抑えることができるように、ドップラ周波数軸上でフィルタバンク毎に分離された同一レンジビンの目標信号の中から、振幅が大きい順にドップラフィルタを選択して、それらのフィルタ番号と振幅のみを記憶する手段を有するからである。更に、振幅が大きい順にフィルタ番号を選択する過程において、１度選択されたフィルタバンクの近傍については、規定されたフィルタ番号の範囲内で、次に振幅が大きいフィルタバンクとして選択することを禁止する手段を有するためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の信号処理装置の第一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１の信号処理装置の動作を示す説明図であり、図２［１］はレーダと目標位置の関係を示す概略図、図２［２］は図２［１］の場合におけるレンジプロファイルを示すグラフである。
【図３】図１の信号処理装置における１次目標検出後の１次検出信号位置と検出フィルタ番号とを示す図表である。
【図４】図１の信号処理装置における目標受信振幅とドップラ周波数との関係を示すグラフである。
【図５】図１の信号処理装置における１次目標標定後の１次標定結果を示す図表である。
【図６】図１の信号処理装置における、８番フィルタにおける２次目標検出位置、目標標定位置及び目標長を示す図表である。
【図７】図１の信号処理装置における、４番フィルタにおける２次目標検出位置、目標標定位置及び目標長を示す図表である。
【図８】本発明に係る信号処理装置の第二実施形態を示すブロック図である。
【図９】本発明に係る信号処理装置の第三実施形態を示すブロック図である。
【図１０】従来のレーダ装置を示すブロック図である。
【図１１】従来のレーダ装置で得られるレンジプロファイルを示すグラフである。
【符号の説明】
１  アンテナ
２  送受信機
３，３ａ，３ｂ  信号処理装置
４  ドップラ処理器
５  記憶器
６，６ａ  フィルタ選択器
７  １次目標検出器
８，８ａ  １次目標標定器
９  ２次目標検出器
１０  ２次目標標定器
１１  表示器
１２  目標＃１のレンジプロファイル
１３  目標＃２のレンジプロファイル
１４  干渉信号又はノイズ等の不要信号
【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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