(57)【要約】【課題】            受信アレーアンテナの素子数を減少させながら、グレーティングローブを抑圧することができるレーダ装置を得る。【解決手段】        ビーム幅がＬｔである送信アンテナと、素子間隔がｄである複数の受信素子を有しビーム幅がＬｒ（ただしＬｒ＞Ｌｔ）である受信アンテナとを備えるレーダ装置において、１つの受信パターンの主ビーム１７とグレーティングローブ１８が、同時に送信パターンの主ビーム１６の中に発生しないように素子間隔ｄを決定する。【選択図】          図３
2005195490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーム幅がＬｔである送信アンテナと、複数の受信素子を有しビーム幅がＬｒ（ただしＬｒ＞Ｌｔ）である受信アンテナとを備えるレーダ装置において、
前記送信アンテナが放射する送信波の波長をλ、有効ビーム幅をθmaxとした場合に、
【数１】
2005195490.tif 000024
を満たす素子間隔ｄで前記複数の受信素子を配置したことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記有効ビーム幅θmaxは、送信パターンのＤdB（Ｄは正数）内の方向に十分な電力を送信する場合に、
【数２】
2005195490.tif 000025
を満たすことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記受信アンテナが受信した受信波を受信信号を出力する受信器と、
前記受信器が出力した受信信号に基づいてビーム合成を行いレンジプロフィールを出力するビーム合成手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記受信器は、前記受信アンテナが受信した複数のパルスに対する受信信号を出力し、
前記ビーム合成手段は、前記複数のパルスに対する受信信号に基づいて、それらのパルス毎にレンジプロフィールを出力し、
これらのレンジプロフィールをコヒーレントに積分するコヒーレント積分手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記送信アンテナ及び受信アンテナは、移動プラットフォームに搭載され、
この移動プラットフォームの移動に伴って、前記ビーム合成手段が出力するレンジプロフィールのレンジビンの移動と位相変化とを補償する動き補償手段を備えたことを特徴とする請求項４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、アレーアンテナを用いたレーダ装置に係るものであり、特にアレー素子の配列を決定し素子数を削減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダの方位方向の分解能を向上するためには、開口の大きなアレーアンテナ等が必要である。加えて、グレーティングローブの発生を防ぐために素子アンテナを半波長間隔で配置する必要があるので、アレーアンテナの開口径が大きくなると、そのアレーアンテナを構成する素子アンテナの数が増大するという結果を招いていた。このような問題を回避する従来の技術としては、送信用アレーアンテナと受信用アレーアンテナを個別に備えて、素子アンテナの数を削減すると同時にグレーティングローブの発生を抑圧する方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この方法では、まず送信用アレーアンテナと受信用アレーアンテナの素子間隔を半波長よりも広げることで素子数を削減する。そして、送信用アレーアンテナと受信用アレーアンテナとを、それぞれの素子間隔が異なるように配置することで、送信のアンテナパターン（以下、送信パターン）に生じるグレーティングローブと受信のアンテナパターン（以下、受信パターン）に生じるグレーティングローブの間隔が一致しないようにし、送受信全体としてのパターン（以下、送受信パターン）に生じるグレーティングローブを抑圧する。さらに、送信パターンと受信パターンを同期させて走査することによって、領域を走査して観測するというものである。
【０００４】
【特許文献１】米国特許  ３，８２５，９２８  "Ｈｉｇｈ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｂｉｓｔａｔｉｃ Ｒａｄｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ"
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の方法においては、送受信パターンのグレーティングローブを十分に低く抑えるために素子アンテナの配置が制約されるという問題がある。このことにより、送信アレーアンテナの素子間隔と受信アレーアンテナの素子間隔とがこの制約を満たさない場合に、送信パターンのグレーティングローブが受信パターンのサイドローブの方向に一致することとなり、その結果送受信パターンにも比較的高いグレーティングローブが生じてしまう。
【０００６】
またこの方法では、観測範囲が重複しないようにかつ隙間なく広い領域を観測しようとすると、送受信パターンの角度分解能に相当する角度刻みで走査する必要があり、そのために観測時間を要するという問題があった。
【０００７】
この発明はかかる問題の解決を目的とするものである。すなわち、比較的小さい開口径を有する送信アンテナを用いて送信パターンの主ビームを太くするとともに、ディジタルビームフォーミング(ＤＢＦ：Digital Beam Forming)によって送信パターンの主ビーム内に受信マルチビームを形成することで、１パルスの送受信によって観測できる領域を広げつつ、同時に走査時間を短縮することを可能にするレーダ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】
【０００８】
この発明に係るレーダ装置は、ビーム幅がＬｔである送信アンテナと、複数の受信素子を有しビーム幅がＬｒ（ただしＬｒ＞Ｌｔ）である受信アンテナとを備えるレーダ装置において、
前記送信アンテナが放射する送信波の波長をλ、有効ビーム幅をθmaxとした場合に、
【数１】
2005195490.tif 000003
を満たす素子間隔ｄで前記複数の受信素子を配置したものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、素子間隔を大きくとることで受信素子の個数を少なくすることができるにもかかわらず、同時にグレーティングローブを抑圧しうるレーダ装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の一実施の形態を図を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。図において、送信器１は基準となるパルス信号を生成する素子又は回路である。ここで生成されるパルス信号の波長をλと表す。送信アンテナ２は、送信器１が生成した基準パルス信号を照射する開口長をＬtとするアンテナである。この結果、送信アンテナ２の主ビームのｎｕｌｌ  ｔｏ  ｎｕｌｌの幅Δθt[rad]は式（１）で与えられる。
【数２】
2005195490.tif 000004
なお、送信アンテナ２は、電子的あるいは機械的に送信パターンの主ビームの中心方向θcを走査するようになっている。
【００１１】
受信アレーアンテナ３は、素子間隔をｄとするＮ個のアレー素子４−１〜４−Ｎを備えたアレーアンテナであって、その開口長をＬrとする。図２は、送信アンテナ２と受信アレーアンテナ３のそれぞれの開口長とそのアレー素子４−１〜４−Ｎの素子間隔との関係を示す図である。ここで、素子数はＮであるから、受信アレーアンテナ６の開口長Ｌrと素子間隔ｄは次式の関係を満たす。
【数３】
2005195490.tif 000005
【００１２】
このアレー素子４−１〜４−Ｎは１次元の等間隔リニアアレーを構成するものであって、送信アンテナ２が照射し、目標物に反射して返ってきた電波を検知するようになっている。したがって、受信アレーアンテナ３の主ビーム幅Δθr[rad]は、式（２）で与えられる。
【数４】
2005195490.tif 000006
【００１３】
このとき、受信アレーアンテナ３のアンテナパターンに発生するグレーティングローブの間隔θg[rad]は、式（４）を満たす。したがって、素子間隔ｄが波長λより十分に大きい場合において、θgは式（５）より計算される。
【数５】
2005195490.tif 000007
【００１４】
さらに、受信アレーアンテナ３の素子アレー４−１〜４−Ｎは、１つの受信パターンの主ビームとグレーティングローブが、同時に送信パターンの主ビームの中に発生しないように配置される。そうすることで、送信パターンの主ビーム幅に含まれないグレーティングローブを選別することが可能となり、グレーティングローブを抑圧できるようになる。
【００１５】
図３は、このようなビーム幅とビーム方向の関係を説明するための図である。図において、符号１６が指し示すのは送信アンテナ２の主ビームであって、その主ビーム幅はΔθtである。また送信パターン１６の主ビームの方向はθcである。また符号１７はアレー素子４−１〜４−Ｎのいずれかの主ビームの受信パターンであり、これらの受信パターンのビーム幅は前述のとおりΔθrとなる。またここでは、受信パターンの主ビームの方向をθmaxとしている。これらの受信パターンは、後述する各素子アンテナの受信信号を合成してビームを形成する処理（DBF: Digital Beam Forming）において形成されたマルチビームである。符号１８が指し示すのは主ビーム１７に対応するグレーティングローブであり、グレーティングローブ１８と主ビーム１７との間隔は前述のとおりθgとなる。
【００１６】
そうすると、送信パターンの主ビーム１６の中に受信パターンの主ビーム１７とグレーティングローブ１８とが同時に発生しないようにするためには、θmaxが
【数６】
2005195490.tif 000008
を満たす必要があることが、図３より理解される。式（６）の右辺のθg、Δθr、Δθtに式（１）、式（３）、式（５）の関係を代入すると、式（７）が得られる。
【数７】
2005195490.tif 000009
【００１７】
前述のとおり、θmaxは受信パターンの主ビーム１７の方向であるから、式（７）は受信パターンの主ビーム１７がとりうる方向を規定する条件ということになる。ここではこのθmaxを有効ビーム幅、と呼ぶこととする。すなわち有効ビーム幅とは、ある送信パターンの主ビーム幅Δθtのうち受信パターンの主ビーム１７がとりうる方向を表す量である。式（７）によって、有効ビーム幅を大きくする、すなわち受信パターンの覆域を拡大するためには、送信アンテナ２の開口長、受信アンテナ３の開口長、アレー素子４−１〜４−Ｎの素子間隔をどのようにすればよいかを決定できるのである。
【００１８】
またシステムの要求から送信アンテナ２、受信アレーアンテナ３の開口長が決定され、またθmaxが与えられている場合は、式（７）を満たすようにｄを決定することで、グレーティングローブの抑圧と同時に、素子間隔を大きくし、結果として素子数を削減することも可能となる。
【００１９】
なお、θmaxの方向には十分な電力の送信波が送信されている必要がある。例えば送信の４ｄＢビーム幅内の方向には十分な電力が送信されているとみなすと、θmaxは式（８）の条件を満たすことが望ましい。
【数８】
2005195490.tif 000010
このようにすることで、有効ビーム幅内において安定的に送信波を受信することができるのである。ただし、４ｄＢは例示であり、また十分な電力の大きさはＳＮＲ(Signal to Noise Power Ratio)などの条件によって変化するので、このことは必須ではない。
【００２０】
引き続き、図１に示したこの発明の実施の形態１によるレーダ装置の構成を説明することとすると、アレー素子４−１〜４−ｎのそれぞれには、対応する受信器５−１〜５−ｎが接続されており、それぞれのアレー素子で検知した電波を増幅して受信信号として出力する。受信器５−１〜５−ｎのそれぞれには、対応するＡ／Ｄ変換器６−１〜６−ｎが接続されており、各受信信号を個別にディジタル信号に変換するようになっている。
【００２１】
記憶手段７はディジタル信号に変換された受信信号を一時的に蓄える記憶素子又は回路あるいは記憶媒体である。レンジ圧縮手段８はディジタル受信信号に対してパルス圧縮処理を行い、レンジ分解能の向上した信号（レンジプロフィール）を得る部位である。なお、この説明および以降の説明において、部位という語は所定の機能を果たすように構成された素子又は回路を意味するものとするが、中央演算装置（ＣＰＵ:Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させて該当する機能を実現するように構成してもよい。ビーム合成手段９は、レンジ圧縮手段８によって得られたレンジプロフィールからグレーティングローブを抑圧したビームを合成する部位である。
【００２２】
次に、この発明の実施の形態１によるレーダ装置におけるビーム形成処理について説明する。まずグレーティングローブ抑圧処理の前提となる送受信処理について簡単に説明しておくと、送信器１が生成した基準パルス信号は送信アンテナ２によって外部目標に照射されて反射され、受信アレーアンテナ３に到来する。受信アレーアンテナ３のアレー素子４−１〜４−Ｎはそれぞれ到来波を受信し、その受信信号について対応する受信器５−１〜５−Ｎが受信信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器６−１〜Ｎがディジタル受信信号に変換する。その後、ディジタル受信信号は一時的に記憶手段７に記憶される。レンジ圧縮手段８は、Ｎ個のアレー素子４−１〜４−Ｎが出力し、記憶手段７に記憶されているディジタル受信信号に対してパルス圧縮処理を行い、レンジ分解能の向上した信号（レンジプロフィール）を得る。ここでレンジビン数をＭとし、ｎをＮ以下の自然数、ｍをＭ以下の自然数として、レンジ圧縮手段８が出力するレンジプロフィールをＸn,mとする。
【００２３】
次に、ビーム合成手段９は、例えば高速フーリエ変換などの方法によって受信マルチビームを形成する。いま、ビーム合成手段９が形成する受信マルチビームの数をＫとし、ビーム合成手段９によって形成されるｋ番目の受信ビームの受信パターンの主ビームの向きをθkとする。そうすると、ビーム合成手段９は、ｋ番目の受信ビームについてのｍ番目のレンジビンのレンジプロフィールＹk,mを式（９）に基づいて算出し、出力信号として出力する。
【数９】
2005195490.tif 000011
【００２４】
一方、受信アレーアンテナ３の有効ビーム幅はθmaxであるから、一回のパルス送受信において、受信アレーアンテナ３が受信する角度範囲はθmax以内になければならない。そこで、一回のパルス送受信において形成される受信パターンの主ビームの中心の向きθkは、式（１０）を満たすことになる。
【数１０】
2005195490.tif 000012
【００２５】
さらに、式（９）で求めたレンジプロフィールＹk,mの角度分解能はΔθrであるので、複数の受信パターンの主ビームを用いて送信パターンの主ビームの中心方向θcから±θmaxの範囲を重複や隙間なく分割するためには、形成する受信パターンのうち、隣り合う２つの主ビームの中心間の距離を、式（１１）のように設定することが望ましい。つまり、ある受信パターンの第１のnull点が、この受信パターンに隣接する受信パターンの主ビームのビーム中心方向に一致するようにするのである。
【数１１】
2005195490.tif 000013
このようにすることで、一回のパルスの送受信により±θmaxの範囲を角度分解能Δθrで観測することができるようになる。ただしこのことは必須ではない。
【００２６】
また、送信パターンの主ビームの中心方向を走査しながら、複数回パルスを送受信することによって、さらに広い範囲の領域を観測することができる。このとき、観測範囲の重複や隙間のないように送信パターンを走査するためには、２×θmaxの角度刻みで走査するようにすればよいことが分かる。従来の技術によれば、観測範囲の重複や隙間を排除するには、送受信パターンの角度分解能に相当する角度刻みで走査する必要があったので、このような技術と比較すると走査時間が短縮できるのである。
【００２７】
以上から明らかなようにこの発明の実施の形態１のレーダ装置によれば、式（７）を満たすように素子間隔ｄを決定することができ、この結果素子数を削減しつつグレーティングローブを抑圧するという極めて有利な効果を奏するのである。
【００２８】
なお、これまでの説明において、受信アレーアンテナ３は１次元の等間隔リニアアレーとして構成したが、ここで説明した方法を２次元アレーや不等間隔アレーに適用することが容易なことはいうまでもない。
【００２９】
さらに、送信アンテナ２のアンテナ方式に制限はなく、フェーズドアレーアンテナや、開口面アンテナなどいずれのアンテナ方式であっても構わない。
【００３０】
実施の形態２．
実施の形態１では、素子間隔を大きくして素子数を削減したにもかかわらず、グレーティングローブを抑圧しうるレーダ装置について説明した。実施の形態１では、グレーティングローブを抑圧する方法として、受信パターンの主ビームが送信パターンの主ビームに含まれるか否かで選別するという方法を用いることとしていた。しかしこの他にも、例えばこのような配置の送受信アンテナを用いて複数パルスの送受信を行い、ここから得られた受信信号をコヒーレントに積分するようにしてもよい。この発明の実施の形態２によるレーダ装置はかかる特徴を有するものである。
【００３１】
図４は、この発明の実施の形態２によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。図において、コヒーレント積分手段２０は形成された受信ビームをコヒーレントに積分する部位である。その他、図１と同一の符号を付した構成要素については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００３２】
続いて、この発明の実施の形態２によるレーダ装置の動作について説明する。この発明の実施の形態２によるレーダ装置においても、実施の形態１と同様に送信器１からビーム合成手段９までは作用し、その結果ビーム合成手段９は、形成するＫ個の受信ビームにおけるｋ番目の受信ビームについてのｍ番目のレンジビンのレンジプロフィールＹk,mを出力信号として出力する。
【００３３】
そしてコヒーレント積分手段２０は、複数回のパルス送受信の結果として得られるレンジプロフィールをコヒーレントに積分する。ここで複数のパルスのうち、ｐ回目のパルスに対してビーム合成手段９が出力したレンジプロフィールをＹk,m(ｐ)とする。まず説明を簡単にするために、送信パターンの主ビームの中心方向θcを走査させず、固定しているものとする。この場合、コヒーレント積分手段２０は式（１２）に基づいてレンジプロフィールをコヒーレントに積分し、その結果<Ｙk,m>を得る。
【数１２】
2005195490.tif 000014
このようにすることで、雑音成分のレンジプロフィールに対応する<Ｙk,m>は大きくならない一方で、信号成分のレンジフィールに対応する<Ｙk,m>は大きな値となるので、信号対雑音電力比を向上させることとなるのである。
【００３４】
続いて、送信パターンを走査する場合のコヒーレント積分手段２０の処理を説明する。図５は複数回の送信パルスとそれぞれの送信パルスに対する受信ビームを表した図である。図において符号２１はｐ番目のパルス送信時の送信パターンを示しており、符号２２はｐ＋１番目のパルス送信時の送信パターンを示している。また符号２３〜２９は、ビーム合成手段１５によって形成された受信パターンである。送信パターン２１の内部は受信パターン２３〜２７によって分割されている。受信パターン２３〜２７が存在する領域は送信パターン主ビームの方向θcを中心とする±θmaxの領域である。
【００３５】
また、送信パターン２２も受信パターン２５〜２９によって分割されている。そうすると、図５の例では送信パターン２１と送信パターン２２とが受信パターン２５〜２７を共有することとなり、受信パターン２５〜２７については送信パターンが走査されていてもコヒーレントに積分することができることが分かる。
【００３６】
ここで、送信パターンは角速度ωで走査しており、さらにパルスを繰返し周期Ｔpriで送信するものとすると、ある方向θkについて積分できる回数は、式（１３）から算出できる。
【数１３】
2005195490.tif 000015
なお、式（１３）において［］は［と］の間の式の値を超えない最大の整数である。コヒーレント積分手段２０は、同一の方向について式（１３）に基づいて得られた回数分のレンジプロフィールを式（１２）に基づいて積分して<Ｙk,m>を求めるのである。
【００３７】
以上から明らかなように、この発明の実施の形態２のレーダ装置によれば、ビーム合成によって得られたレンジプロフィールをさらにコヒーレントに積分するので、信号対雑音電力比が向上するのである。
【００３８】
なお、同じ領域を複数回走査することによってパルス積分回数を増加したり、送信パターンの走査角速度を変化させて、必要な方向により多くのパルスを送信し積分回数を増やすようにしてもよい。
【００３９】
実施の形態３．
実施の形態２のレーダ装置は、コヒーレントに積分することで信号対雑音電力比を向上するものであった。しかしこのレーダ装置は送信パターンの走査を考慮したものではあったものの、移動体に搭載された場合を考慮していなかった。そこで、次に移動体に搭載された場合に、コヒーレントに積分する方法について説明する。
【００４０】
図６は、この発明の実施の形態３によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。図のレーダ装置は、移動体に搭載されていることを前提としている。図において、動き補償手段３０はレンジプロフィールをシフトして、同じ目標を含む異なるレンジビン同士を関連づける部位である。また慣性航法手段３１は、複数のパルスを送信する間のこのレーダ装置を搭載した移動体の位置の変位に関する情報を出力する部位である。慣性航法手段３１は、例えばＧＰＳ(Global Positioning System)のような方法で位置情報を取得してもよいし、ジャイロや速度計を組み合わせて自律的に位置の時間的変化を取得するような方式を採用して構成してもよい。なおその他、図４と同一の符号を付した構成要素については、実施の形態２と同様であるので説明を省略する。ただし、実施の形態２においては、コヒーレント積分手段２０はビーム合成手段９が出力するレンジプロフィールを直接入力することとしていたが、この発明の実施の形態３によるレーダ装置では、コヒーレント積分手段２０は、動き補償手段３０が動き補償を行ったレンジプロフィールを入力する構成となっている。
【００４１】
次に、この発明の実施の形態３によるレーダ装置の動作について図を用いて説明する。この発明の実施の形態３によるレーダ装置においても、実施の形態２と同様に送信器１からビーム合成手段９までは作用し、その結果ビーム合成手段９は、形成するＫ個の受信ビームにおけるｋ番目の受信ビームについてのｍ番目のレンジビンのレンジプロフィールＹk,mを出力信号として出力する。いま、送受信した複数回のパルスのうちのｐ回目のパルスに対してビーム合成手段９が出力したレンジプロフィールをＹk,m(ｐ)とする。
【００４２】
続いて動き補償手段３０は、慣性航法手段３１から得られる位置情報に基づいて、目標に反射されたパルスの受信信号の時刻ｔにおける位相を求める。図７は、動き補償手段３０が受信パルスの位相を算出する方法を説明するための図である。図において、符号３２〜３４が指し示すのは、移動体に搭載された送信アンテナ２及び受信アレーアンテナ３の各時刻における位置である。図に示すように、送信アンテナ２及び受信アレーアンテナ３は速度ｖで直線運動しているものとする。また地点３２から地点３４に移動する間に時間Ｔが経過するものとする。そうすると、地点３２と地点３４の距離はｖ×Ｔとなる。また地点３３は地点３２と地点３４との中間点であるものとし、ここでは地点３３をｘ−ｙ座標系の原点Ｏにとり、送信アンテナ２及び受信アレーアンテナ３の移動する方向をｙ軸の正方向とする。さらにｙ軸の正方向とアジマス方向に角度θをなす位置に目標３５が存在しており、原点Ｏと目標３５の距離をＲ0とする。なお以後の説明では、角度θをスクイント角と呼ぶこととする。
【００４３】
図７から明らかなように、移動体から目標３５までの時刻ｔにおける距離Ｒ(θ，ｔ)は余弦定理より式（１４）で算出される。
【数１４】
2005195490.tif 000016
【００４４】
式（１４）において、移動体の移動距離ｖｔがＲ0に比べて小さい場合には、式（１４）の右辺を式（１５）のように近似することができる。
【数１５】
2005195490.tif 000017
【００４５】
式（１５）を用いれば、波長λで送受信された電波はＲ(θ，ｔ)の距離を往復するので、位相は式（１６）で与えられる。これが動き補償手段３０が算出する位相の値である。
【数１６】
2005195490.tif 000018
【００４６】
続いて動き補償手段３０は、受信したＰ個の受信パルスＹk,m(ｐ)のレンジプロフィールをパルス送信繰返し周期ＴPRIだけシフトして、目標３５を含むレンジビンが同じレンジビン番号ｍとなるように調整する。そしてレンジビンを揃えたレンジプロフィールをＹ'k,m(ｐ)として、レンジとスクイント角に基づく位相補償を行う。
【数１７】
2005195490.tif 000019
【００４７】
ここで、Ｑはコヒーレント積分後のアジマス方向のサンプル数である。ただしθq方向に十分な受信ゲインをとれるようにするため、θqとθkとは式（１８）を満たすことが望ましい。
【数１８】
2005195490.tif 000020
【００４８】
動き補償手段３０によってレンジビンを揃え、式（１７）の処理によって位相補償を施された信号Ｚk,m(ｐ)は、コヒーレント積分手段２０において式（１９）に基づいてコヒーレントに積分される。
【数１９】
2005195490.tif 000021
【００４９】
ところで、式（１７）と式（１９）はスクイント方向のＳＡＲ（Synthetic Aperture Rader、合成開口レーダ）を表すものである。そこで、式（１９）によるコヒーレント積分後のアジマス分解能Δθdは式（２０）で算出されることが知られている。
【数２０】
2005195490.tif 000022
ただし式（２０）において分解能を４ｄＢ幅で定義した。一般に知られているように、ＳＡＲの処理によって進行方向正面付近における方位方向の分解能は向上しない。このことは、式（２０）においてθ＝０とすると右辺が発散することからも確かめられる。つまり観測領域全体にわたって式（２０）の分解能が達成されるわけではない。結局、全体としての方位方向の分解能は、受信アレーアンテナ３の開口長Ｌrによって決まる分解能Δθrと、式（２０）の分解能Δθdのうちの分解能の高い方によって求められる。すなわち、ｍｉｎ{Ａ，Ｂ}をＡとＢのいずれか小さい方とすれば、分解能Δθは、式（２１）で与えられる。
【数２１】
2005195490.tif 000023
【００５０】
一方、スクイント角θが大きい領域では、式（１９）のコヒーレント積分の結果得られる方位方向の角度分解能は、受信パターンの主ビームの太さで決まる角度分解能よりも高くなる場合がある。このことから、式（１８）を満たすようにθjを決定する場合には、θjをθkよりも細かく刻んで決定することが望ましいことが分かる。
【００５１】
また式（１９）のコヒーレント積分においては、スクイント角がθj方向の信号についてのみ値が増大し、受信パターンに発生するグレーティングローブの方向の信号は積分しても増大しない。このため、相対的にグレーティングローブを抑圧することができるのである。
【００５２】
以上から明らかなように、この発明の実施の形態３のレーダ装置によれば、移動体に搭載された場合であっても、移動によって生じるレンジのシフトと位相の変化を補償してコヒーレント積分するので、方位方向に対して分解能を向上させるとともに、グレーティングローブの抑圧を達成することができるのである。
【００５３】
なお、以上の説明においては、受信アレーアンテナ３の開口面が移動体の進行方向を向いている場合について説明したが、他の方向を向いている場合であっても式（１５）を調整して計算すれば容易に適用できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
この発明は、特にアレーアンテナを用いたレーダ装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】この発明の実施の形態１によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるレーダ装置の送信アンテナと受信アンテナの配置状態を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるレーダ装置による送信パターンと受信パターンとのビーム幅の関係を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態２における複数パルス間の送信ビームパターンと受信ビームパターンとの関係を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態３によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態３によるレーダ装置の受信パルスにおける位相を算出する方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  送信器、
２  送信アンテナ、
３  受信アレーアンテナ、
４−１〜４−Ｎ  受信アンテナ、
５−１〜５−Ｎ  受信器、
６−１〜６−Ｎ  Ａ／Ｄ変換器、
７  記憶手段、
８  レンジ圧縮手段、
９  ビーム合成手段、
２０  コヒーレント積分手段、
３０  動き補償手段、
３１  慣性航法手段。
【図１】
2005195490.tif 000026
【図２】
2005195490.tif 000027
【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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