(57)【要約】【課題】送信信号のパルス幅が狭い場合でもパルス圧縮によるレンジサイドローブを抑圧できるパルス圧縮レーダ装置を提供する。【解決手段】ＰＲＩ毎にＮ通りのパルス幅を指示するパルス幅制御信号を生成するレーダ制御器２と、チャープ信号を生成するチャープ信号生成器１と、生成されたチャープ信号をパルス幅制御信号に応じたパルス幅に変調するパルス変調器３と、パルス変調器からの信号をアンテナ６から送信し、アンテナで受信された信号から直交デジタル信号を生成する受信器７と、直交デジタル信号をパルス圧縮するパルス圧縮器８と、ＰＲＩ毎にパルス圧縮器から得られるＮ個の信号のうちＭ（Ｍ≦Ｎ）個が所定値より大きい場合に目標である旨を検出するＭ／Ｎ検出器９を備える。【選択図】図１
2007192783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス繰り返し周期毎にＮ（Ｎは２以上の整数）通りのパルス幅を指示するパルス幅制御信号を生成するレーダ制御器と、
チャープ信号を生成するチャープ信号生成器と、
前記チャープ信号生成器から送られてくるチャープ信号を前記レーダ制御器から送られてくるパルス幅制御信号に応じたパルス幅に変調するパルス変調器と、
前記パルス変調器から送られてくる信号を電波に変換して送出するアンテナと、
前記アンテナで受信された電波に基づく信号をサンプリングして直交デジタル信号を生成する受信器と、
前記受信器から送られてくる直交デジタル信号をパルス圧縮するパルス圧縮器と、
パルス繰り返し周期毎に前記パルス圧縮器から得られるＮ通りの信号のうち同一時刻でＭ（Ｍは１以上の整数でありＭ≦Ｎ）個以上が所定のスレッショルドレベルより大きい場合に目標である旨を検出するＭ／Ｎ検出器と、
を備えたことを特徴とするパルス圧縮レーダ装置。
【請求項２】
パルス繰り返し周期毎にＮ（Ｎは２以上の整数）通りのチャープ帯域幅を指示するチャープ帯域幅制御信号を生成するレーダ制御器と、
前記レーダ制御器から送られてくるチャープ帯域幅制御信号に応じた帯域幅を有するチャープ信号を生成するチャープ信号生成器と、
前記チャープ信号生成器から送られてくるチャープ信号を所定のパルス幅に変調するパルス変調器と、
前記パルス変調器から送られてくる信号を電波に変換して送出するアンテナと、
前記アンテナで受信された電波に基づく信号をサンプリングして直交デジタル信号を生成する受信器と、
前記受信器から送られてくる直交デジタル信号を前記レーダ制御器から送られてくるチャープ帯域幅制御信号に応じてパルス圧縮するパルス圧縮器と、
パルス繰り返し周期毎に前記パルス圧縮器から得られるＮ通りの信号のうち同一時刻でＭ（Ｍは１以上の整数でありＭ≦Ｎ）個以上が所定のスレッショルドレベルより大きい場合に目標である旨を検出するＭ／Ｎ検出器と、
を備えたことを特徴とするパルス圧縮レーダ装置。
【請求項３】
パルス繰り返し周期毎にＮ（Ｎは２以上の整数）通りのパルス幅を指示するパルス幅制御信号およびＮ通りのチャープ帯域幅を指示するチャープ帯域幅制御信号を生成するレーダ制御器と、
前記レーダ制御器から送られてくるチャープ帯域幅制御信号に応じた帯域幅を有するチャープ信号を生成するチャープ信号生成器と、
前記チャープ信号生成器から送られてくるチャープ信号を前記レーダ制御器から送られてくるパルス幅制御信号に応じたパルス幅に変調するパルス変調器と、
前記パルス変調器から送られてくる信号を電波に変換して送出するアンテナと、
前記アンテナで受信された電波に基づく信号をサンプリングして直交デジタル信号を生成する受信器と、
前記受信器から送られてくる直交デジタル信号を前記レーダ制御器から送られてくるチャープ帯域幅制御信号に応じてパルス圧縮するパルス圧縮器と、
パルス繰り返し周期毎に前記パルス圧縮器から得られるＮ通りの信号のうち同一時刻でＭ（Ｍは１以上の整数でありＭ≦Ｎ）個以上が所定のスレッショルドレベルより大きい場合に目標である旨を検出するＭ／Ｎ検出器と、
を備えたことを特徴とするパルス圧縮レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルス圧縮レーダ装置に関し、特にパルス圧縮後の波形に生じるレンジ軸のグレーティングローブを抑圧する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高い距離分解能を得るために、チャープ信号の送信に応答して受信された信号をパルス圧縮技術を用いて距離方向にパルス圧縮し、このパルス圧縮により得られた信号のレベルを検出することにより目標を検出するパルス圧縮レーダ装置が知られている。図７は、このような従来のパルス圧縮レーダ装置の構成を示すブロック図である。このレーダ装置は、チャープ信号生成器１、パルス変調器３、送信増幅器４、サーキュレータ５、アンテナ６、受信器７、パルス圧縮器８および検出器１０から構成されている。
【０００３】
チャープ信号生成器１は、例えば時間軸上で周波数がリニアに変化するようにＦＭ変調されたチャープ信号を生成し、パルス変調器３に送る。パルス変調器３は、チャープ信号生成器１から送られてくるチャープ信号を所定のパルス幅に変調し、送信増幅器４に送る。送信増幅器４は、パルス変調器３から送られてくる信号を増幅し、送信信号としてサーキュレータ５に送る。
【０００４】
サーキュレータ５は、送信増幅器４から送られてくる送信信号をアンテナ６に送るとともに、アンテナ６から送られてくる信号を、受信信号として受信器７に送る。アンテナ６は、サーキュレータ５から送られてくる送信信号を電波に変換して空中に送出するとともに、空中から受信された電波を電気信号に変換してサーキュレータ５に送る。
【０００５】
受信器７は、アンテナ６からサーキュレータ５を介して送られてくる受信信号を増幅して中間周波数信号（以下、「ＩＦ信号」という）に変換し、このＩＦ信号をサンプリングしてＡ／Ｄ変換することにより直交デジタル信号（Ｉ／Ｑ信号）を生成し、パルス圧縮器８に送る。
【０００６】
パルス圧縮器８は、受信器７から送られてくる直交デジタル信号に対してパルス圧縮を行なう。パルス圧縮は、送信時に変調が施された長パルス信号を、受信時にレンジ（距離）方向の相関処理によって短パルス信号に変換する技術である。なお、パルス圧縮に関しては、非特許文献１〜３に説明されている。このパルス圧縮器８でパルス圧縮することにより得られた信号は、検出器１０に送られる。検出器１０は、パルス圧縮器８から送られてくる信号が所定のスレッショルドレベルより大きい場合に目標である旨を検出し、目標信号として外部に出力する。
【非特許文献１】吉田孝監修、「改訂  レーダ技術」、初版、社団法人電子情報通信学会、平成１５年２月１５日、ｐｐ．２７５−２７８
【非特許文献２】Donald R.Wehner,”High-Resolution Radar Second Edition”,Artech House,pp.149-153(1995)
【非特許文献３】Donald R.Wehner,”High-Resolution Radar Second Edition”,Artech House,pp.174-177(1995)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来のパルス圧縮レーダ装置では、送信信号のパルス幅が狭い場合に、一定のサンプリング周波数を広いチャープ帯域に適用すると、チャープ帯域に対するサンプリング間隔が粗くなる。このような粗いサンプリング間隔でサンプリングした信号に対して、パルス圧縮を実施すると、チャープ帯域のサンプリング間隔が粗いことに起因して、レンジ軸でグレーティングローブによる高いレンジサイドローブが生じて、誤警報が発生する等の問題が発生する。
【０００８】
本発明は、上述した問題を解消するためになされたものであり、その課題は、送信信号のパルス幅が狭い場合であっても、パルス圧縮によるレンジサイドローブを低く抑えることができるパルス圧縮レーダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、パルス繰り返し周期毎にＮ（Ｎは２以上の整数）通りのパルス幅を指示するパルス幅制御信号を生成するレーダ制御器と、チャープ信号を生成するチャープ信号生成器と、チャープ信号生成器から送られてくるチャープ信号をレーダ制御器から送られてくるパルス幅制御信号に応じたパルス幅に変調するパルス変調器と、パルス変調器から送られてくる信号を電波に変換して送出するアンテナと、アンテナで受信された電波に基づく信号をサンプリングして直交デジタル信号を生成する受信器と、受信器から送られてくる直交デジタル信号をパルス圧縮するパルス圧縮器と、パルス繰り返し周期毎にパルス圧縮器から得られるＮ通りの信号のうち同一時刻でＭ（Ｍは１以上の整数でありＭ≦Ｎ）個以上が所定のスレッショルドレベルより大きい場合に目標である旨を検出するＭ／Ｎ検出器とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、パルス繰り返し周期毎にＮ（Ｎは２以上の整数）通りのチャープ帯域幅を指示するチャープ帯域幅制御信号を生成するレーダ制御器と、レーダ制御器から送られてくるチャープ帯域幅制御信号に応じた帯域幅を有するチャープ信号を生成するチャープ信号生成器と、チャープ信号生成器から送られてくるチャープ信号を所定のパルス幅に変調するパルス変調器と、パルス変調器から送られてくる信号を電波に変換して送出するアンテナと、アンテナで受信された電波に基づく信号をサンプリングして直交デジタル信号を生成する受信器と、受信器から送られてくる直交デジタル信号をレーダ制御器から送られてくるチャープ帯域幅制御信号に応じてパルス圧縮するパルス圧縮器と、パルス繰り返し周期毎にパルス圧縮器から得られるＮ通りの信号のうち同一時刻でＭ（Ｍは１以上の整数でありＭ≦Ｎ）個以上が所定のスレッショルドレベルより大きい場合に目標である旨を検出するＭ／Ｎ検出器とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、パルス繰り返し周期毎にＮ（Ｎは２以上の整数）通りのパルス幅を指示するパルス幅制御信号およびＮ通りのチャープ帯域幅を指示するチャープ帯域幅制御信号を生成するレーダ制御器と、レーダ制御器から送られてくるチャープ帯域幅制御信号に応じた帯域幅を有するチャープ信号を生成するチャープ信号生成器と、チャープ信号生成器から送られてくるチャープ信号をレーダ制御器から送られてくるパルス幅制御信号に応じたパルス幅に変調するパルス変調器と、パルス変調器から送られてくる信号を電波に変換して送出するアンテナと、アンテナで受信された電波に基づく信号をサンプリングして直交デジタル信号を生成する受信器と、受信器から送られてくる直交デジタル信号をレーダ制御器から送られてくるチャープ帯域幅制御信号に応じてパルス圧縮するパルス圧縮器と、パルス繰り返し周期毎にパルス圧縮器から得られるＮ通りの信号のうち同一時刻でＭ（Ｍは１以上の整数でありＭ≦Ｎ）個以上が所定のスレッショルドレベルより大きい場合に目標である旨を検出するＭ／Ｎ検出器とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、送信信号のパルス幅をＮ通り、順次変えることにより、レンジサイドローブの位置を変化させ、Ｎ通りのパルス圧縮された信号のうち同一時刻でＭ個以上の信号が所定のスレショルドレベルを越えている場合に、目標である旨を検出するようにしたので、パルス幅が狭く、サンプリング周波数が低い場合にチャープ帯域を広くした場合であっても、レンジサイドローブで受信される誤警報を抑圧することができる。
【００１３】
また、請求項２記載の発明によれば、送信信号のチャープ帯域をＮ通り、順次変えることにより、レンジサイドローブの位置を変化させ、Ｎ通りのパルス圧縮された信号のうちの同一時刻でＭ個以上の信号が所定のスレショルドレベルを越えている場合に、目標である旨を検出するようにしたので、パルス幅が狭く、サンプリング周波数が低い場合にチャープ帯域を広くした場合であっても、レンジサイドローブで受信される誤警報を抑圧することができる。
【００１４】
また、請求項３記載の発明によれば、送信信号のパルス幅およびチャープ帯域をＮ通り順次変えることにより、レンジサイドローブの位置を変化させ、Ｎ通りのパルス圧縮された信号のうち同一時刻でＭ個以上の信号が所定のスレショルドレベルを越えている場合に、目標である旨を検出するようにしたので、パルス幅が狭く、サンプリング周波数が低い場合にチャープ帯域を広くした場合であっても、レンジサイドローブで受信される誤警報を抑圧することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係るパルス圧縮レーダ装置を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の実施例１に係るパルス圧縮レーダ装置の構成を示すブロック図である。このパルス圧縮レーダ装置は、チャープ信号生成器１、レーダ制御器２、パルス変調器３、送信増幅器４、サーキュレータ５、アンテナ６、受信器７、パルス圧縮器８およびＭ／Ｎ検出器９から構成されている。
【００１７】
チャープ信号生成器１は、レーダ制御器２から送られてくるチャープ帯域幅制御信号によって指定される帯域幅を有し、例えば時間軸上で周波数がリニアに変化するようにＦＭ変調されたチャープ信号を生成し、パルス変調器３に送る。なお、チャープ信号は、時間軸上で周波数が非リニアに変化するようにＦＭ変調して生成することもできる。
【００１８】
レーダ制御器２は、このパルス圧縮レーダ装置の動作開始時に、チャープ帯域幅制御信号を生成してチャープ信号生成器１およびパルス圧縮器８に送るとともに、各パルス繰り返し周期（以下、「ＰＲＩ」という）の先頭で、Ｎ（Ｎは２以上の整数）通りのパルス幅を指示するパルス幅制御信号を生成してパルス変調器３に送る。
【００１９】
パルス変調器３は、チャープ信号生成器１から送られてくるチャープ信号を、レーダ制御器２から送られてくるパルス幅制御信号に応じたパルス幅に変調し、送信増幅器４に送る。送信増幅器４は、パルス変調器３から送られてくる信号を増幅し、送信信号としてサーキュレータ５に送る。
【００２０】
サーキュレータ５は、送信増幅器４から送られてくる送信信号をアンテナ６に送るとともに、アンテナ６から送られてくる信号を、受信信号として受信器７に送る。アンテナ６は、サーキュレータ５から送られてくる送信信号を電波に変換して空中に送出するとともに、空中から受信された電波を電気信号に変換してサーキュレータ５に送る。
【００２１】
受信器７は、アンテナ６からサーキュレータ５を介して送られてくる受信信号を増幅してＩＦ信号に変換し、このＩＦ信号をサンプリングしてＡ／Ｄ変換することにより直交デジタル信号ｘ（ｒ，ｎ）を生成する。ここで、ｒはレンジセル番号、ｎは周波数番号を表す。この受信器７で生成された直交デジタル信号ｘ（ｒ，ｎ）は、パルス圧縮器８に送られる。
【００２２】
パルス圧縮器８は、受信器７から送られてくる直交デジタル信号ｘ（ｒ，ｎ）に対して、チャープ信号生成器１から送られてくるチャープ帯域幅制御信号に応じてパルス圧縮を実施する。このパルス圧縮器８で行われるパルス圧縮の詳細は後述する。このパルス圧縮器８でパルス圧縮された信号は、検出器１０に送られる。
【００２３】
Ｍ／Ｎ検出器９は、ＰＲＩ毎にパルス圧縮器８から送られてくる信号を順次記憶し、Ｎ回目の信号を受け取って内部に記憶した後に、内部に記憶しているＮ通りの信号のうち、同一時刻で出現する所定のスレッショルドレベルより大きい信号がＭ個以上あるかどうかを調べる。そして、そして、Ｍ個以上あることを判断すると、その時刻に出現する信号が目標である旨を検出し、目標信号として外部に出力する。
【００２４】
次に、上記のように構成される本発明の実施例１に係るパルス圧縮レーダ装置の動作を説明する。レーダ制御器２は、動作開始時に、チャープ帯域幅制御信号を生成してチャープ信号生成器１およびパルス圧縮器８に送るとともに、各ＰＲＩの先頭で、パルス幅制御信号を生成してパルス変調器３に送る。
【００２５】
チャープ信号生成器１は、レーダ制御器２から送られてくるチャープ帯域幅制御信号に応じた帯域幅を有するチャープ信号を生成し、パルス変調器３に送る。パルス変調器３は、チャープ信号生成器１から送られてくるチャープ信号を、レーダ制御器２から送られてくるパルス幅制御信号に応じたパルス幅を有する信号に変調し、送信増幅器４に送る。
【００２６】
送信増幅器４は、パルス変調器３から送られてくる信号を増幅し、送信信号としてサーキュレータ５を介してアンテナ６に送る。アンテナ６は、送信増幅器４からサーキュレータ５を介して送られてくる送信信号を電波に変換して空中に送出するとともに、この送信信号に応答して空中から受信された電波を電気信号に変換し、受信信号としてサーキュレータ５を介して受信器７に送る。
【００２７】
受信器７は、アンテナ６からサーキュレータ５を介して送られてくる受信信号を増幅してＩＦ信号に変換し、このＩＦ信号をサンプリングしてＡ／Ｄ変換することにより直交デジタル信号ｘ（ｒ，ｎ）を生成し、パルス圧縮器８に送る。
【００２８】
パルス圧縮器８は、受信器７から送られてくる直交デジタル信号ｘ（ｒ，ｎ）に対してパルス圧縮を行なう。パルス圧縮は、非特許文献１〜３に示されているように、例えば次式にしたがって行うことができる。
【数１】
2007192783.tif 000003
【００２９】
ここで、
ＦＴｒ        ：  レンジセルｒに関するフーリエ変換
ＦＴ          ：  フーリエ変換
ＩＦＴｆ      ：  ｆに対する逆フーリエ変換
＊            ：  複素共役
ｆ            ：  チャープ周波数（ｆ＝１〜Ｒ）
ｘ（ｒ、ｎ）  ：  直交デジタル信号
ｒ            ：  レンジセル番号（ｒ＝１〜Ｒ）
ｎ            ：  ステップ周波数の周波数番号（ｎ＝１〜Ｎ）
Ｘ（ｆ、ｎ）  ：  ｘ（ｔ）のフーリエ変換
Ｗ（ｆ、ｎ）  ：  パルス圧縮時の複素ウェイト（ｆ＝１〜Ｒ）
ｘｒ（ｒ、ｎ）：  パルス圧縮後の波形
ｒｅｆ        ：  パルス圧縮用参照信号
また、パルス圧縮用参照信号ｒｅｆは、次式で表すことができる。
【数２】
2007192783.tif 000004
【００３０】
ここで、
Ｂ  ：  チャープ帯域幅
τ  ：  パルス幅
ｔ  ：  時間
なお、上述した式は、簡単のために、フーリエ変換時に窓関数を含めない形式で記述しているが、窓関数を含めた式を用いることもできる。
【００３１】
以上のようにしてパルス圧縮器８でパルス圧縮することにより得られた信号は、Ｍ／Ｎ検出器９に送られ、このＭ／Ｎ検出器９の内部に記憶される。この場合、Ｍ／Ｎ検出器９に格納される信号は、メインローブの他にグレーティングローブを含む信号である。次いで、レーダ制御器２は、次のＰＲＩの先頭で、前回と異なるパルス幅を指示するパルス幅制御信号をパルス変調器３に送る。以下、上述した動作が繰り返される。
【００３２】
Ｍ／Ｎ検出器９は、パルス圧縮器８からＮ回目の信号を受け取って内部に記憶した後に、内部に記憶しているＮ通りの信号のうち、同一時刻で出現する所定のスレッショルドレベルより大きい信号がＭ個以上あるかどうかを調べる。そして、Ｍ個以上あることを判断すると、その時刻に出現する信号が目標である旨を検出し、目標信号として外部に出力する。
【００３３】
ここで、グレーティングローブが発生する原理を、図２を参照しながら説明する。図２（ａ）は、パルス幅τの受信信号を時間軸上でΔτ毎にサンプリングする状態を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）の信号を周波数軸上に変換した状態を示し、図２（ｃ）は、パルス圧縮することにより得られる信号を示す図である。
【００３４】
パルス幅τとチャープ帯域Ｂとの関係は、次式（５）〜（７）で表すことができる。
【数３】
2007192783.tif 000005
【００３５】
とすると、グレーティングローブが発生する時間１／ΔＢは、
【数４】
2007192783.tif 000006
【００３６】
ここで、
Ｌ      ：サンプル数
Δτ    ：サンプリング間隔
１／Δτ：サンプリング周波数
ΔＢ    ：チャープ帯域のサンプリング間隔
ａ      ：定数
例えば、パルス幅τとチャープ帯域Ｂとが等しい（ａ＝１）場合は、グレーティングローブが発生する時間１／ΔＢ（グレーティングローブが発生する距離に換算するには、ｃを光速としてｃ／２を乗算する）とパルス幅τが等しくなる。
【００３７】
図３は、上述した関係を用いて、Ｎ通りのパルス幅（τ１，…，τｎ，…，τＮ）を有する信号を送受信する様子を示し、図４は、図３に示した信号の各々に対して得られるパルス圧縮された信号を示す。この場合、パルス幅は、例えば、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、グレーティングローブが重ならないように、次式にしたがって選定することができる。
【数５】
2007192783.tif 000007
【００３８】
ここで、
ｎ      ；  １〜Ｎ−１
２／Ｂ  ；  グレーティングローブのメインローブのヌル間幅（パルス圧縮の際の窓関数が一様分布の場合）
このＮ通りのパルス幅を有する信号の送受信により得られたＮ通りのパルス圧縮された信号の各々を、検出確率と誤警報確率で決まるスレショルドレベルと比較し、図４（ｄ）に示すように、同一時刻で出現する信号のＭ個以上がスレッショルドレベルより大きい場合に、その信号が目標である旨が検出される。
【００３９】
なお、上述した（８）式では、グレーティングローブが重ならないようにパルス幅を設定したが、Ｍ／Ｎ検出によって誤警報を削減する主旨であれば、必ずしも正確に重ならないようにする必要はない。
【実施例２】
【００４０】
本発明の実施例２に係るパルス圧縮レーダ装置は、実施例１に係るパルス圧縮レーダ装置おいて、レーダ制御器２で送信信号のパルス幅を変える代わりに、チャープ帯域幅をＮ通りに変えるようにしたものである。
【００４１】
この実施例２に係るパルス圧縮レーダ装置の構成は、レーダ制御器２の機能を除き、実施例１に係るパルス圧縮レーダ装置の構成と同じである。すなわち、レーダ制御器２は、このパルス圧縮レーダ装置の動作開始時に、所定のパルス幅を指示するパルス幅制御信号を生成してパルス変調器３に送るとともに、各ＰＲＩの先頭で、Ｎ通りの帯域幅を指示するチャープ帯域幅制御信号を生成してチャープ信号生成器１およびパルス圧縮器８に送る。
【００４２】
次に、上記のように構成される本発明の実施例２に係るパルス圧縮レーダ装置の動作を説明する。レーダ制御器２は、動作開始時に、所定のパルス幅を指示するパルス幅制御信号を生成してパルス変調器３に送るとともに、各ＰＲＩの先頭で、チャープ帯域幅制御信号を生成してチャープ信号生成器１およびパルス圧縮器８に送る。
【００４３】
チャープ信号生成器１は、レーダ制御器２から送られてくるチャープ帯域幅制御信号に応じた帯域幅を有するチャープ信号を生成し、パルス変調器３に送る。パルス変調器３は、チャープ信号生成器１から送られてくるチャープ信号を、レーダ制御器２から送られてくるパルス幅制御信号に応じたパルス幅を有する信号に変調し、送信増幅器４に送る。
【００４４】
送信増幅器４は、パルス変調器３から送られてくる信号を増幅し、送信信号としてサーキュレータ５を介してアンテナ６に送る。アンテナ６は、送信増幅器４からサーキュレータ５を介して送られてくる送信信号を電波に変換して空中に送出するとともに、この送信信号に応答して空中から受信された電波を電気信号に変換し、受信信号としてサーキュレータ５を介して受信器７に送る。
【００４５】
受信器７は、アンテナ６からサーキュレータ５を介して送られてくる受信信号を増幅してＩＦ信号に変換し、このＩＦ信号をサンプリングしてＡ／Ｄ変換することにより直交デジタル信号ｘ（ｒ，ｎ）を生成し、パルス圧縮器８に送る。
【００４６】
パルス圧縮器８は、受信器７から送られてくる直交デジタル信号ｘ（ｒ，ｎ）に対して、実施例１と同様にして、パルス圧縮を実施する。パルス圧縮器８でパルス圧縮することにより得られた信号は、Ｍ／Ｎ検出器９に送られ、このＭ／Ｎ検出器９の内部に記憶される。この場合、Ｍ／Ｎ検出器９に格納される信号は、メインローブの他にグレーティングローブを含む信号である。次いで、レーダ制御器２は、次のＰＲＩの先頭で、前回と異なる帯域幅を指示するチャープ帯域幅制御信号をチャープ信号生成器１およびパルス圧縮器８に送る。以下、上述した動作が繰り返される。
【００４７】
Ｍ／Ｎ検出器９は、パルス圧縮器８からＮ回目の信号を受け取って内部に記憶した後に、内部に記憶しているＮ通りの信号のうち、同一時刻で出現する所定のスレッショルドレベルより大きい信号がＭ個以上あるかどうかを調べる。そして、Ｍ個以上あることを判断すると、その時刻に出現する信号が目標である旨を検出し、目標信号として外部に出力する。
【００４８】
図５は、Ｎ通りのチャープ帯域を有する信号を送受信する様子を示し、図６は、図５に示した信号の各々に対して得られるパルス圧縮された信号を示す。この場合、チャープ帯域は、例えば、図６（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、グレーティングローブが重ならないように、次式にしたがって選定することができる。
【数６】
2007192783.tif 000008
【００４９】
ここで、
ΔＢｎ  ；  Ｂｎ／Ｌ
Ｂｎ    ；  チャープ帯域
ｎ      ；  １〜Ｎ−１
このＮ通りのチャープ帯域を有する信号の送受信により得られたＮ通りのパルス圧縮された信号の各々を、検出確率と誤警報確率で決まるスレショルドレベルと比較し、図６（ｄ）に示すように、同一時刻で出現する信号のＭ個以上がスレッショルドレベルより大きい場合に、その信号が目標である旨が検出される。
【００５０】
なお、上述した（９）式では、グレーティングローブが重ならないようにチャープ帯域を設定したが、Ｍ／Ｎ検出によって誤警報を削減する主旨であれば、必ずしも正確に重ならないようにする必要はない。
【実施例３】
【００５１】
本発明の実施例３に係るパルス圧縮レーダ装置は、実施例１に係るパルス圧縮レーダ装置の機能と実施例２に係るパルス圧縮レーダ装置の機能とを組み合わせたものである。
【００５２】
このパルス圧縮レーダ装置のレーダ制御器２は、各ＰＲＩの先頭で、Ｎ通りのパルス幅を指示するパルス幅制御信号を生成してパルス変調器３に送るとともに、Ｎ通りの帯域幅を指示するチャープ帯域幅制御信号を生成してチャープ信号生成器１およびパルス圧縮器８に送る。
【００５３】
次に、上記のように構成される本発明の実施例３に係るパルス圧縮レーダ装置の動作を説明する。レーダ制御器２は、動作開始時に、所定のパルス幅を指示するパルス幅制御信号を生成してパルス変調器３に送るとともに、各ＰＲＩの先頭で、チャープ帯域幅制御信号を生成してチャープ信号生成器１およびパルス圧縮器８に送る。
【００５４】
チャープ信号生成器１は、レーダ制御器２から送られてくるチャープ帯域幅制御信号に応じた帯域幅を有するチャープ信号を生成し、パルス変調器３に送る。パルス変調器３は、チャープ信号生成器１から送られてくるチャープ信号を、レーダ制御器２から送られてくるパルス幅制御信号に応じたパルス幅を有する信号に変調し、送信増幅器４に送る。
【００５５】
送信増幅器４は、パルス変調器３から送られてくる信号を増幅し、送信信号としてサーキュレータ５を介してアンテナ６に送る。アンテナ６は、送信増幅器４からサーキュレータ５を介して送られてくる送信信号を電波に変換して空中に送出するとともに、この送信信号に応答して空中から受信された電波を電気信号に変換し、受信信号としてサーキュレータ５を介して受信器７に送る。
【００５６】
受信器７は、アンテナ６からサーキュレータ５を介して送られてくる受信信号を増幅してＩＦ信号に変換し、このＩＦ信号をサンプリングしてＡ／Ｄ変換することにより直交デジタル信号ｘ（ｒ，ｎ）を生成し、パルス圧縮器８に送る。
【００５７】
パルス圧縮器８は、受信器７から送られてくる直交デジタル信号ｘ（ｒ，ｎ）に対して、パルス圧縮を実施する。パルス圧縮器８でパルス圧縮することにより得られた信号は、Ｍ／Ｎ検出器９に送られ、このＭ／Ｎ検出器９の内部に記憶される。この場合、Ｍ／Ｎ検出器９に格納される信号は、メインローブの他にグレーティングローブを含む信号である。次いで、レーダ制御器２は、次のＰＲＩの先頭で、前回と異なるパルス幅を指示するパルス幅制御信号をパルス変調器３に送るとともに、前回と異なる帯域幅を指示するチャープ帯域幅制御信号をチャープ信号生成器１およびパルス圧縮器８に送る。以下、上述した動作が繰り返される。
【００５８】
Ｍ／Ｎ検出器９は、パルス圧縮器８からＮ回目の信号を受け取って内部に記憶した後に、内部に記憶しているＮ通りの信号のうち、同一時刻で出現する所定のスレッショルドレベルより大きい信号がＭ個以上あるかどうかを調べる。そして、そして、Ｍ個以上あることを判断すると、その信号が目標である旨を検出し、目標信号として外部に出力する。
【００５９】
なお、上述した実施例１〜実施例３に係るパルス圧縮レーダ装置では、パルス圧縮後に、Ｍ／Ｎ検出を実施しているが、パルス圧縮以外のパルスドップラ処理や、ビデオ積分等といった他の信号処理を実施した後に、Ｍ／Ｎ検出を実施するように構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、近距離を探索するためにパルス幅を狭くし、且つチャープ帯域を広くしてレンジ分解能を上げたい用途のパルス圧縮レーダ装置に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施例１に係るパルス圧縮レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】パルス圧縮レーダ装置においてグレーティングローブが発生する原理を説明するための図である。
【図３】本発明の実施例１に係るパルス圧縮レーダ装置において信号を送受する動作を説明するための図である。
【図４】本発明の実施例１に係るパルス圧縮レーダ装置においてパルス圧縮された信号を説明するための図である。
【図５】本発明の実施例２に係るパルス圧縮レーダ装置において信号を送受する動作を説明するための図である。
【図６】本発明の実施例２に係るパルス圧縮レーダ装置においてパルス圧縮された信号を説明するための図である。
【図７】従来のパルス圧縮レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  チャープ信号生成器
２  レーダ制御器
３  パルス変調器
４  送信増幅器
５  サーキュレータ
６  アンテナ
７  受信器
８  パルス圧縮器
９  Ｍ／Ｎ検出器
【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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【図７】
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