(57)【要約】【課題】送信波としてマルチキャリア波形を利用し、高速移動体にも対応可能であり、かつ、マルチパスや妨害波などの検出・抑圧を行う。【解決手段】送信波形生成部と、各素子アンテナの受信信号をサブキャリア帯域毎に分波する分波部と、分波されたサブキャリア信号を同じ周波数配置にあるサブキャリア信号ごとに合成する信号合成部と、目標検出部とを備え、目標の推定速度情報に基づいてマルチキャリア送信波のサブキャリア数およびサブキャリア間隔を設定する速度推定部をさらに備え、送信波形生成部は、サブキャリア数およびサブキャリア間隔に従ってマルチキャリア送信波を生成し、分波部は、サブキャリア数およびサブキャリア間隔に従って、サブキャリアを配置した帯域のサブキャリア信号からなる第１信号群を抽出し、目標検出部は、第１信号群に関する合成処理結果から目標を検出する。【選択図】図１
2012088279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャリア送信波を生成し、送信アンテナを介して送信する送信波形生成部と、
前記マルチキャリア送信波が目標に反射した信号を複数の素子アンテナからなる受信アンテナを介して受信し、各素子アンテナの受信信号をサブキャリア帯域毎にサブキャリア信号として分波する分波部と、
前記分波部により前記サブキャリア帯域毎に分波された前記各素子アンテナのサブキャリア信号を、同じ周波数配置にある各素子アンテナのサブキャリア信号ごとに合成する信号合成部と、
前記信号合成部で合成された信号を用いて前記目標を検出する目標検出部と
を備えたレーダ装置であって、
前記信号合成部で合成された信号を解析することで前記目標の移動速度を推定速度情報として推定するとともに、推定した前記推定速度情報に基づいて、観測対象とする帯域内におけるマルチキャリア送信波のサブキャリア数およびサブキャリア間隔を設定する速度推定部をさらに備え、
前記送信波形生成部は、前記速度推定部で設定された前記サブキャリア数および前記サブキャリア間隔に従ってマルチキャリア送信波を生成し、生成した前記マルチキャリア送信波を、前記送信アンテナを介して送信し、
前記分波部は、前記速度推定部で設定された前記サブキャリア数および前記サブキャリア間隔に従って、サブキャリアを配置した帯域のサブキャリア信号からなる第１信号群と、サブキャリアを配置していない帯域のサブキャリア信号からなる第２信号群とに弁別し、
前記信号合成部は、前記第１信号群を受信し、前記第１信号群に関して、前記サブキャリア帯域毎に分波された前記各素子アンテナのサブキャリア信号を同じ周波数配置にある各素子アンテナのサブキャリア信号ごとに合成する
ことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーダ装置において、
前記分波部から前記第２信号群を受信し、前記第２信号群に基づいて干渉波の検出を行う干渉検出部と、
前記分波部と前記信号合成部との間に配置され、前記分波部から前記第１信号群を受信し、前記干渉検出部において干渉波が検出された場合には、前記第１信号群に対して前記干渉波の抑圧を行う干渉除去部と
をさらに備え、
前記信号合成部は、干渉波の抑圧を行った後の第１信号群を前記干渉除去部から受信し、前記第１信号群に関して、前記サブキャリア帯域毎に分波された前記各素子アンテナのサブキャリア信号を同じ周波数配置にある各素子アンテナのサブキャリア信号ごとに合成する
ことを特徴とするレーダ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のレーダ装置において、
前記速度推定部は、推定した前記推定速度情報に反比例するように、前記サブキャリア数を設定することを特徴とするレーダ装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載のレーダ装置において、
前記速度推定部は、推定速度情報とサブキャリア数との対応関係があらかじめ設定されている対応テーブルを記憶部に有し、推定した前記推定速度情報に応じたサブキャリア数を前記対応テーブルから取り出すことで、前記推定速度情報に応じたサブキャリア数を設定することを特徴とするレーダ装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のレーダ装置において、
前記速度推定部は、観測対象とする帯域内におけるマルチキャリア送信波のサブキャリア数は固定値として設定し、推定した前記推定速度情報に基づいて、実際に信号成分を配置するサブキャリア以外には信号成分を配置しないゼロキャリアを割り当てるようにして前記サブキャリア間隔を設定することを特徴とするレーダ装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のレーダ装置において、
前記目標検出部は、前記目標のドップラー周波数から前記目標の移動速度を推定し、
前記速度推定部は、前記信号合成部で合成された信号を解析することで前記推定速度情報を推定する代わりに、前記目標検出部から受信した前記目標の移動速度を推定速度情報とすることを特徴とするレーダ装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のレーダ装置に適用される移動目標検出方法であって、
マルチキャリア送信波を生成し、送信アンテナを介して送信する送信波形生成ステップと、
前記マルチキャリア送信波が目標に反射した信号を複数の素子アンテナからなる受信アンテナを介して受信し、各素子アンテナの受信信号をサブキャリア帯域毎にサブキャリア信号として分波する分波ステップと、
前記分波ステップにより前記サブキャリア帯域毎に分波された前記各素子アンテナのサブキャリア信号を、同じ周波数配置にある各素子アンテナのサブキャリア信号ごとに合成する信号合成ステップと、
前記信号合成ステップで合成された信号を用いて前記目標を検出する目標検出ステップと
を備え、
前記信号合成ステップで合成された信号を解析することで前記目標の移動速度を推定速度情報として推定するとともに、推定した前記推定速度情報に基づいて、観測対象とする帯域内におけるマルチキャリア送信波のサブキャリア数およびサブキャリア間隔を設定する速度推定ステップをさらに備え、
前記送信波形生成ステップは、前記速度推定ステップで設定された前記サブキャリア数および前記サブキャリア間隔に従ってマルチキャリア送信波を生成し、生成した前記マルチキャリア送信波を、前記送信アンテナを介して送信し、
前記分波ステップは、前記速度推定ステップで設定された前記サブキャリア数および前記サブキャリア間隔に従って、サブキャリアを配置した帯域のサブキャリア信号からなる第１信号群と、サブキャリアを配置していない帯域のサブキャリア信号からなる第２信号群とに弁別し、
前記信号合成ステップは、前記第１信号群を受信し、前記第１信号群に関して、前記サブキャリア帯域毎に分波された前記各素子アンテナのサブキャリア信号を同じ周波数配置にある各素子アンテナのサブキャリア信号ごとに合成する
ことを特徴とする移動目標検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標の移動速度情報に基づき適応的に送信波形を制御し、その送信波形に関する情報を利用して受信信号に処理を施すことで、目標の検出性能および干渉抑圧性能を向上させるレーダ装置、およびレーダ装置に適用される移動目標検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
捜索レーダにとって、できるだけ遠方のターゲット（目標）を検出し、捕捉することが重要である。レーダの代表的な測距方式としては、パルス圧縮方式、あるいはＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）方式が知られている。これらは、それぞれ時間遅延、周波数で距離を計測するという原理に基づいている。
【０００３】
パルス圧縮方式は、クラッタ抑圧性能や干渉抑圧性能に優れる。しかしながら、高速の相関処理演算が必要であり、高い距離分解能を必要とする場合には、信号処理系の規模が大きくなるという課題がある。
【０００４】
一方、ＦＭＣＷ方式は、比較的低速の信号処理で、高い距離分解能が得られる方式であり、低コスト化が必要なレーダ装置において多く採用されている。しかしながら、ＦＭＣＷ方式は、送信波がＣＷであるがゆえに、送受のアイソレーション問題、伝播損失の小さい近距離の不要反射物からの不要波（クラッタ）問題がある。
【０００５】
また、近年では、地上ディジタル放送波を利用したパッシブレーダなど、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号をはじめとするマルチキャリア信号をレーダに利用することが検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
マルチパス環境では、伝搬路環境に依存したマルチパスフェージングによる受信電界レベルの低下が避けられない。特に、単一周波数を前提とした上述の従来技術では、本質的に対応できないことになる。
【０００７】
さらに、直接波と反射波（マルチパス）の位相関係は、目標との距離にも依存する。このため、特定の領域において探知性能が著しく劣化することになるが、このような環境において、マルチパス耐性の強いマルチキャリア信号を適用することは、有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３９１８７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
レーダでは、移動体への対処が必須である。しかしながら、ＯＦＤＭ信号のようなマルチキャリア信号は、サブキャリア間の周波数間隔の直交性を利用しており、移動速度が高速になるほど、ドップラーシフトによるサブキャリア間干渉が問題となる。したがって、マルチキャリア波形をレーダに適用するためには、高速移動する移動体（高速移動目標）への対処が重要となる。
【００１０】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、送信波としてマルチキャリア波形を利用した場合に、目標が高速移動体であっても対応可能であり、かつ、マルチパスや妨害波などの検出・抑圧を行うことが同時に可能であるレーダ装置、およびレーダ装置に適用される移動目標検出方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るレーダ装置は、マルチキャリア送信波を生成し、送信アンテナを介して送信する送信波形生成部と、マルチキャリア送信波が目標に反射した信号を複数の素子アンテナからなる受信アンテナを介して受信し、各素子アンテナの受信信号をサブキャリア帯域毎にサブキャリア信号として分波する分波部と、分波部によりサブキャリア帯域毎に分波された各素子アンテナのサブキャリア信号を、同じ周波数配置にある各素子アンテナのサブキャリア信号ごとに合成する信号合成部と、信号合成部で合成された信号を用いて目標を検出する目標検出部とを備えたレーダ装置であって、信号合成部で合成された信号を解析することで目標の移動速度を推定速度情報として推定するとともに、推定した推定速度情報に基づいて、観測対象とする帯域内におけるマルチキャリア送信波のサブキャリア数およびサブキャリア間隔を設定する速度推定部をさらに備え、送信波形生成部は、速度推定部で設定されたサブキャリア数およびサブキャリア間隔に従ってマルチキャリア送信波を生成し、生成したマルチキャリア送信波を、送信アンテナを介して送信し、分波部は、速度推定部で設定されたサブキャリア数およびサブキャリア間隔に従って、サブキャリアを配置した帯域のサブキャリア信号からなる第１信号群と、サブキャリアを配置していない帯域のサブキャリア信号からなる第２信号群とに弁別し、信号合成部は、第１信号群を受信し、第１信号群に関して、サブキャリア帯域毎に分波された各素子アンテナのサブキャリア信号を同じ周波数配置にある各素子アンテナのサブキャリア信号ごとに合成するものである。
【００１２】
また、本発明に係る移動目標検出方法は、レーダ装置に適用される移動目標検出方法であって、マルチキャリア送信波を生成し、送信アンテナを介して送信する送信波形生成ステップと、マルチキャリア送信波が目標に反射した信号を複数の素子アンテナからなる受信アンテナを介して受信し、各素子アンテナの受信信号をサブキャリア帯域毎にサブキャリア信号として分波する分波ステップと、分波ステップによりサブキャリア帯域毎に分波された各素子アンテナのサブキャリア信号を、同じ周波数配置にある各素子アンテナのサブキャリア信号ごとに合成する信号合成ステップと、信号合成ステップで合成された信号を用いて目標を検出する目標検出ステップとを備え、信号合成ステップで合成された信号を解析することで目標の移動速度を推定速度情報として推定するとともに、推定した推定速度情報に基づいて、観測対象とする帯域内におけるマルチキャリア送信波のサブキャリア数およびサブキャリア間隔を設定する速度推定ステップをさらに備え、送信波形生成ステップは、速度推定ステップで設定されたサブキャリア数およびサブキャリア間隔に従ってマルチキャリア送信波を生成し、生成したマルチキャリア送信波を、送信アンテナを介して送信し、分波ステップは、速度推定ステップで設定されたサブキャリア数およびサブキャリア間隔に従って、サブキャリアを配置した帯域のサブキャリア信号からなる第１信号群と、サブキャリアを配置していない帯域のサブキャリア信号からなる第２信号群とに弁別し、信号合成ステップは、第１信号群を受信し、第１信号群に関して、サブキャリア帯域毎に分波された各素子アンテナのサブキャリア信号を同じ周波数配置にある各素子アンテナのサブキャリア信号ごとに合成するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るレーダ装置、およびレーダ装置に適用される移動目標検出方法によれば、送信側では、移動する目標の推定速度情報に基づいて、移動速度に応じたサブキャリア数に適応した送信波形を生成し、受信側では、移動速度に応じたサブキャリア数の情報を利用して受信信号の分波処理、合成処理を行い、ＳＮＲが改善された信号に基づいて目標の検出等のレーダ信号処理を実行することにより、送信波としてマルチキャリア波形を利用した場合に、目標が高速移動体であっても対応可能であり、かつ、マルチパスや妨害波などの検出・抑圧を行うことが同時に可能であるレーダ装置、およびレーダ装置に適用される移動目標検出方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるレーダ装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における送信波形生成部で生成された送信波形の一例を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１における分波器の具体的な構成図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるレーダ装置の一連処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２におけるレーダ装置の構成図である。
【図６】本発明の実施の形態２における分波器の具体的な構成図である。
【図７】本発明の実施の形態２におけるレーダ装置の一連処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態３における送信波形生成部で生成された送信波形の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のレーダ装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるレーダ装置の構成図である。図１におけるレーダ装置は、受信アンテナ１０、分波部２０、信号合成部４０、目標検出部５０、送信アンテナ７０、送信波形生成部８０、および速度推定部９０で構成されている。
【００１７】
ここで、受信アンテナ１０は、Ｋ個の素子アンテナ１１（１）〜１１（Ｋ）からなるアレーアンテナである。また、分波部２０は、その個別構成品であるＫ個の分波器２１（１）〜２１（Ｋ）で構成されている。
【００１８】
なお、この図１では、受信アンテナ１０と送信アンテナ７０を別個に記載しているが、本発明は、このような構成に限定されない。送受信アンテナとして、素子アンテナ１１を共用する構成も可能である。また、送信アンテナ７０は、単素子として図示されているが、もちろんアレーアンテナとしてもよい。
【００１９】
また、実際の装置においては、受信した高周波信号を周波数変換し、ベースバンドのディジタルデータに変換するための各種デバイス・回路が必要であるが、図１においては、これらは省略している。さらに、送信系についても、ディジタル信号を高周波信号に変換する各機能ブロックを、同様に省略している。すなわち、この図１に示す構成品は、本発明において主要な機能に限定して記載したものである。
【００２０】
本実施の形態１では、レーダ装置が自ら信号を送出して、目標からの反射波を検出するアクティブレーダ方式を想定している。したがって、送信波については、任意に生成することができる。より具体的には、本実施の形態１におけるレーダ装置は、目標の移動速度に応じて、目標の検出および追尾に適した送信波形を生成することができる。この考えを実現するために、本実施の形態１では、送信波としてマルチキャリア信号（波形）を適用する。
【００２１】
次に、図１の構成を備えた本実施の形態１におけるレーダ装置の動作について、詳細に説明する。まず始めに、送信処理手順について説明する。送信側は、送信波形であるマルチキャリア信号を生成する際に、目標の移動速度に応じてどの周波数（帯域）にサブキャリアを配置するかを考慮して、マルチキャリア送信波を生成する。
【００２２】
具体的には、まず、速度推定部９０は、図１に示すように、受信処理の過程で得られた、信号合成部４０からの出力信号を解析することで、目標である移動体の推定速度情報を求める。さらに、速度推定部９０は、推定した推定速度情報に基づいて、観測対象とする帯域内におけるマルチキャリア送信波のサブキャリア数およびサブキャリア間隔を設定する。
【００２３】
次に、送信波形生成部８０は、目標の推定速度情報に応じたサブキャリア数、およびサブキャリア間隔を速度推定部９０から受信し、これらサブキャリア数、およびサブキャリア間隔に基づいて、所望のマルチキャリア送信波を生成する。
【００２４】
図２は、本発明の実施の形態１における送信波形生成部８０で生成された送信波形の一例を示す説明図である。上段の図２（ａ）は、基本となる設定モードを示した説明図であり、以下では、通常対応モードと呼ぶこととする。また、下段の図２（ｂ）は、速度推定部９０により検出された高速移動目標の推定速度情報に応じて設定されたサブキャリア数、およびサブキャリア間隔に基づく設定モードを示した説明図であり、以下では、高速対応モードと呼ぶこととする。
【００２５】
図２（ａ）の通常対応モード、および図２（ｂ）の高速対応モードのそれぞれにおける左側に示した図は、サブキャリアの周波数配置を示したものであり、横軸が周波数、矢印で示された各線がサブキャリア１００を表している。また、図２（ａ）の通常対応モード、および図２（ｂ）の高速対応モードのそれぞれにおける右側に示した図は、横軸を時間としてパルス長およびデータ構成の関係を示したものである。
【００２６】
図２（ａ）に示した通常対応モードでは、基本的に観測帯域内すべてにサブキャリア（Ｎ本）を配置する。サブキャリア間隔は、任意であるが、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号であれば、互いに直交関係を満たす間隔となる。
【００２７】
左側に示した周波数配置の信号を逆フーリエ変換により時間波形に変換したものが、右側に示した図である。耐マルチパスのため、後半部分の波形の一部がＣｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ（ＣＰ）として前段に付加（コピー）されている。この部分は、ガードインターバルとも呼ばれる。
【００２８】
このようにして、通常対応モードにおいては、図２（ａ）の右側のようなパルス長を有する送信波形が、送信波形生成部８０によって生成される。なお、ＣＰ長については、マルチパス遅延分散などの伝搬路特性に応じて適切な値が設定され、場合によっては付加しないこともあり得る。
【００２９】
ＯＦＤＭ信号をはじめとするマルチキャリア波形は、一般的に、サブキャリアが密に配置されており、目標の移動に伴うドップラーシフトに弱い。なぜならば、周波数シフトによる隣接キャリア間の干渉が生じるためである。
【００３０】
そこで、本発明では、速度推定部９０により高速移動目標の推定速度情報に応じたサブキャリア数、およびサブキャリア間隔を設定することで、図２（ｂ）のような高速対応モードに移行させている。すなわち、送信波形生成部８０は、速度推定部９０により検出された推定速度情報に基づいて特定されたサブキャリア数、およびサブキャリア間隔に基づいて、通常対応モードから高速対応モードに移行することで、通常対応モードでのサブキャリア数Ｎを削減して、隣接サブキャリア間隔を広くした送信信号（マルチキャリア送信波）を生成している。
【００３１】
これは、サンプリング周波数を一定とした場合、時間波形として捉えると、シンボル長が短くなることを意味している。これにより、ドップラーシフトの影響を低減できる。レーダとしての距離分解能が一定であることが望ましい場合には、パルス長を揃えるために、複数のＯＦＤＭシンボルを連接する。
【００３２】
図２（ｂ）に示した高速対応モードの場合には、４シンボルを連接して１パルスとしている。なお、ドップラーシフト量がキャリア間隔の２．５％を超えると、キャリア間干渉が無視できなくなると一般的に言われている。そこで、速度推定部９０は、この２．５％を超えないようなキャリア間隔となるように、サブキャリア数Ｎを決めることが可能である。一例として、速度推定部９０は、２．５％を超えない範囲で、目標の移動速度に反比例したサブキャリア数Ｎを設定することができる。
【００３３】
あるいは、速度推定部は、移動速度とサブキャリア数の対応テーブルをあらかじめ記憶部（図示せず）に用意しておき、推定速度情報に対応したサブキャリア数Ｎを読み出して設定することも有効である。このようにして、速度推定部９０により、送信波形のサブキャリア数、およびサブキャリア間隔の設定が決まると、送信波形生成部８０にて送信信号が生成され、送信アンテナ７０から空間に放射される。
【００３４】
次に、目標を検出するための受信処理手順について説明する。上記のようにして生成された送信信号が、送信アンテナ７０より発射されると、受信アンテナ１０の各素子アンテナ１１（１）〜１１（Ｋ）は、この送信信号による目標からの反射波を含む入射信号を受信する。
【００３５】
受信された入射信号は、分波部２０に入力され、それぞれ分波器２１（１）〜２１（Ｋ）において、サブキャリア単位に周波数分離される。この分離処理を行うに当たって、分波器２１（１）〜２１（Ｋ）のそれぞれは、速度推定部９０からの送信処理手順にて設定したサブキャリア数Ｎ、およびサブキャリア間隔の情報に基づき、内部の動作を設定する。この具体的な動作を、図３を用いて説明する。
【００３６】
図３は、本発明の実施の形態１における分波器２１（ｋ）の具体的な構成図であり、送信波形がＯＦＤＭ信号である場合の例を示している。Ｋ個のそれぞれの分波器２１（ｋ）（ｋ＝１〜Ｋ）は、直並列変換部２２、ＦＦＴ部２３、および弁別回路２４で構成されている。
【００３７】
直並列変換部２２は、素子アンテナ１１（ｋ）からの出力信号を、Ｎ個単位の信号群に並び替える。次に、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部２３は、Ｎ個の信号群を各サブキャリアに分離する。
【００３８】
ここで、Ｎは、サブキャリア数（あるいは、ＦＦＴサイズ、ＦＦＴポイント数とも言う）を表し、前述した速度推定部９０により、推定速度情報を基に動的に制御され、直並列変換部２２に与えられる。また、弁別回路２４は、Ｎ個の信号群から分離されたサブキャリアのうち、サブキャリア間隔に対応して、実際に信号成分（変調波、ＣＷ波など）が配置されたサブキャリアのみを抽出して、信号合成部４０に出力する。
【００３９】
信号合成部４０は、各分波器２１（１）〜２１（Ｋ）で抽出されたそれぞれのサブキャリアを受信し、同じ周波数配置にある各素子アンテナ１１（１）〜１１（Ｋ）のサブキャリア信号を合成して出力する。この結果、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ-ｔｏ-Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ：信号対雑音電力比）を改善し、目標の検出性能を向上させることができる。
【００４０】
具体的には、信号合成部４０は、各素子アンテナ１１（１）〜１１（Ｋ）の出力の振幅に応じた重みで同相合成する、いわゆる最大比合成ダイバーシチとして動作すればよい。このようにして、ＳＮＲが改善された信号に基づいて、目標検出部５０は、目標の検出・捕捉・追尾等のレーダ信号処理を行う。
【００４１】
次に、上述した一連処理を、フローチャートを用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態１におけるレーダ装置の一連処理を示すフローチャートである。まず始めに、ステップＳ４０１において、速度推定部９０は、移動する目標に対して推定した推定速度情報に応じて、サブキャリア数Ｎ、およびサブキャリア間隔を動的に設定する。なお、初期値としては、先の図２（ａ）に示した通常対応モードにおいてあらかじめ設定されているサブキャリア数Ｎを用いることができる。
【００４２】
次に、ステップＳ４０２において、送信波形生成部８０は、速度推定部９０により設定されたサブキャリア数Ｎ、およびサブキャリア間隔に応じて、送信パルス信号を生成する（図２（ｂ）参照）。次に、ステップＳ４０３において、送信アンテナ７０は、送信波形生成部８０で生成された送信パルス信号を送信する。
【００４３】
次に、ステップＳ４０４において、受信アンテナ１０は、目標からの反射波を受信する。また、分波部２０は、送信処理手順にて設定したサブキャリア数Ｎ、およびサブキャリア間隔の情報を速度推定部９０から受信し、このサブキャリア数Ｎに基づき、ＦＦＴポイント数を制御して、受信アンテナ１０による受信信号をサブキャリア単位に分波する。さらに、分波部２０は、サブキャリア間隔に応じて、信号成分が割り当てられているサブキャリア信号を抽出する。
【００４４】
次に、ステップＳ４０５において、信号合成部４０は、サブキャリア単位に分波された受信信号の中から、分波部２０内の弁別回路２４により抽出された、信号成分が割り当てられているサブキャリア信号を用いて、目標信号の最大比合成を実施する。
【００４５】
次に、ステップＳ４０６において、目標検出部５０は、信号合成部４０によりＳＮＲが改善された最終的な出力信号を用いて、目標の検出等のレーダ信号処理を実行する。一方、ステップＳ４０７において、速度推定部９０は、信号合成部４０によりＳＮＲが改善された最終的な出力信号を用いて、移動体の速度推定を行う。
【００４６】
速度推定部９０は、この速度推定を逐次実行し、推定速度情報を生成する。さらに、先のステップＳ４０１に戻り、速度推定部９０は、ステップＳ４０７で生成した推定速度情報に応じて、サブキャリア数Ｎ、およびサブキャリア間隔を動的に設定することとなる。
【００４７】
このような一連処理により、送信側では、推定速度情報に応じたサブキャリア数Ｎ、およびサブキャリア間隔をフィードバックして送信波形を生成することで、順次、次の送信パルスを発射している。一方、受信側では、移動速度に応じたサブキャリア数、およびサブキャリア間隔の情報を利用して受信信号の分波処理、合成処理を行い、ＳＮＲが改善された信号を生成している。本実施の形態１におけるレーダ装置は、このような一連処理を、定期的あるいは必要なタイミングで繰り返しながら、実行することになる。
【００４８】
以上のように、実施の形態１によれば、送信側では、移動する目標の推定速度情報に基づいて、移動速度に応じたサブキャリア数、およびサブキャリア間隔に適応した送信波形を生成している。さらに、受信側では、移動速度に応じたサブキャリア数、およびサブキャリア間隔の情報を利用して受信信号の分波処理、合成処理を行い、ＳＮＲが改善された信号に基づいて目標の検出等のレーダ信号処理を実行している。この結果、高速移動目標に対しても、安定的な追尾・捕捉を実現できるレーダ装置を得ることができる。
【００４９】
実施の形態２．
本実施の形態２では、妨害波あるいはマルチパス波を除去する構成をさらに備えたレーダ装置について説明する。図５は、本発明の実施の形態２におけるレーダ装置の構成図である。図５におけるレーダ装置は、受信アンテナ１０、分波部２０、干渉除去部３０、信号合成部４０、目標検出部５０、干渉検出部６０、送信アンテナ７０、送信波形生成部８０、および速度推定部９０で構成されている。
【００５０】
先の実施の形態１における図１の構成と比較すると、本実施の形態２におけるレーダ装置は、干渉除去部３０および干渉検出部６０をさらに備えている点が異なっている。図５において、先の図１と同一の構成要素は、同一の符号を付し、異なる構成である干渉除去部３０および干渉検出部６０を中心に、以下に説明する。
【００５１】
送信処理手順については、先の実施の形態１と同様である。主に異なるのは、目標を検出するための受信処理手順であり、詳細を以下に示す。分波器２１（１）〜２１（Ｋ）においてサブキャリア単位に周波数分離された信号は、送信処理手順でのサブキャリア配置に基づき、使用している帯域のサブキャリア信号については干渉除去部３０に、使用していない帯域のサブキャリア信号については干渉検出部６０にそれぞれ出力される。この具体的な動作を、図６を用いて説明する。
【００５２】
図６は、本発明の実施の形態２における分波器２１（ｋ）の具体的な構成図であり、送信波形がＯＦＤＭ信号である場合の例を示している。Ｋ個のそれぞれの分波器２１（ｋ）（ｋ＝１〜Ｋ）は、直並列変換部２２、ＦＦＴ部２３、および弁別回路２４で構成されている。
【００５３】
図６における直並列変換部２２およびＦＦＴ部２３の動作は、先の図３に示した実施の形態１と同様である。一方、最終段の弁別回路２４は、サブキャリア間隔に対応して、サブキャリア単位に周波数分離されたＮ個の信号を、干渉除去部３０への出力信号（Ｍ個からなる第１信号群に相当）と干渉検出部６０への出力信号（Ｌ個からなる第２信号群に相当）とに弁別する。ここで、Ｎ、Ｍ、Ｌについては、Ｎ≧Ｍ＋Ｌの関係が成り立つ。また、Ｍ本の配置（位置）とその数については、伝搬路特性などを鑑みて決定され、帯域内に均一（等間隔）であったり、ランダムであったり、特定箇所に集中配置であったりしてよい。
【００５４】
次に、干渉検出部６０は、分波部２０内の弁別回路２４から受信したＬ個のサブキャリア信号に基づいて、妨害となる干渉波の有無を調べる。干渉検出部６０に入力されるＬ個のサブキャリア信号は、送信波形生成部８０において信号成分を配置しない、すなわち、送信波に使用していない周波数に該当する。したがって、入力されたサブキャリア信号の受信レベルを判定するだけで、干渉波（妨害波）の有無が識別可能となる。
【００５５】
なお、素子アンテナ毎に複数のサブキャリア信号が得られるため、干渉検出部６０は、これらの受信レベルを平均化することで、識別精度を向上させることが容易にできる。
【００５６】
このようにして、干渉検出部６０において干渉波の存在が検出された場合には、干渉除去部３０は、受信信号から干渉波成分を除去する処理を施す。すでに、素子アンテナ毎に干渉波成分のみを含むＬ個のサブキャリア信号が分波されている。したがって、干渉除去部３０は、これらＬ個のサブキャリア信号を用いて干渉波方向にヌル（受信感度の低い点）を形成する重み係数を算出して、Ｍ個のサブキャリア信号のそれぞれに作用させることで、干渉波を除去することができる。
【００５７】
こうして、干渉波成分が除去された複数のサブキャリア信号が、干渉除去部３０から信号合成部４０に出力される。そして、信号合成部４０は、同じ周波数配置にあるサブキャリア同士を合成して、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ-ｔｏ-Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ：信号対雑音電力比）をさらに改善することで、後段の目標検出部５０による目標の検出性能を向上させる。
【００５８】
すでに、干渉波成分は除去されているので、信号合成部４０は、各出力の振幅に応じた重みで同相合成する、いわゆる最大比合成ダイバーシチとして動作すればよい。このようにして、干渉波が除去され、ＳＮＲが改善された信号に基づいて、目標検出部５０は、目標の検出・捕捉・追尾等のレーダ信号処理を行う。
【００５９】
次に、上述した一連処理を、フローチャートを用いて説明する。図７は、本発明の実施の形態２におけるレーダ装置の一連処理を示すフローチャートである。まず始めに、ステップＳ７０１において、速度推定部９０は、移動する目標に対して推定した推定速度情報に応じて、サブキャリア数Ｎ、およびサブキャリア間隔を動的に設定する。なお、初期値としては、先の図２（ａ）に示した通常対応モードにおいてあらかじめ設定されているサブキャリア数Ｎを用いることができる。
【００６０】
次に、ステップＳ７０２において、送信波形生成部８０は、速度推定部９０により設定されたサブキャリア数Ｎ、およびサブキャリア間隔に応じて、送信パルス信号を生成する（図２（ｂ）参照）。次に、ステップＳ７０３において、送信アンテナ７０は、送信波形生成部８０で生成された送信パルス信号を送信する。
【００６１】
次に、ステップＳ７０４において、受信アンテナ１０は、目標からの反射波を受信する。さらに、分波部２０は、送信処理手順にて設定したサブキャリア数Ｎ、およびサブキャリア間隔の情報を速度推定部９０から受信し、このサブキャリア数Ｎに基づき、ＦＦＴポイント数を制御して、受信アンテナ１０による受信信号をサブキャリア単位に分波する。そして、分波部２０は、サブキャリア間隔に応じて、サブキャリア単位に周波数分離されたＮ個の信号を、干渉除去部３０への出力信号（Ｍ個）と干渉検出部６０への出力信号（Ｌ個）とに弁別する。
【００６２】
次に、ステップＳ７０５において、干渉検出部６０は、分波されたサブキャリアのうち、信号成分を配置していないサブキャリア（Ｌ本）を用いて、干渉波の検出を行う。そして、干渉検出部６０により干渉波が検出された場合には、干渉除去部３０は、干渉波のサブキャリア信号群を使って、目標からの反射波を含むサブキャリア（Ｍ本）から干渉波成分を除去する。
【００６３】
その後、ステップＳ７０６において、信号合成部４０は、素子アンテナ間で目標信号成分の最大比合成処理を実施する。次に、ステップＳ７０７において、目標検出部５０は、信号合成部４０により出力された、干渉波が除去され、ＳＮＲが改善された最終的な信号を用いて、目標の検出等のレーダ信号処理を実行する。
【００６４】
一方、ステップＳ７０８において、速度推定部９０は、信号合成部４０により出力された、干渉波が除去され、ＳＮＲが改善された最終的な信号を用いて、移動体の速度推定を行う。速度推定部９０は、この速度推定を逐次実行し、推定速度情報を生成する。さらに、先のステップＳ７０１に戻り、速度推定部９０は、ステップＳ７０８で生成された推定速度情報に応じて、サブキャリア数Ｎ、およびサブキャリア間隔を動的に設定することとなる。
【００６５】
このような一連処理により、送信側では、推定速度情報に応じたサブキャリア数Ｎ、およびサブキャリア間隔をフィードバックして送信波形を生成することで、順次、次の送信パルスを発射している。一方、受信側では、移動速度に応じたサブキャリア数、およびサブキャリア間隔の情報を利用して受信信号の分波処理、干渉除去処理、および合成処理を行い、ＳＮＲが改善された信号を生成している。本実施の形態２におけるレーダ装置は、このような一連処理を、定期的あるいは必要なタイミングで繰り返しながら、実行することになる。
【００６６】
以上のように、実施の形態２によれば、先の実施の形態１の効果に加え、さらに、妨害波やマルチパス波などの干渉成分に対して耐性を有することができる。すなわち、より厳しい環境においても、安定的に目標の追尾・捕捉が可能となる。
【００６７】
実施の形態３．
本実施の形態３では、上述した実施の形態１、２の変形例について説明する。
（１）目標の速度推定について
目標検出部５０は、一般的なレーダ信号処理を想定しており、この中で対象のドップラー周波数を含めた速度情報を解析する機能を含む場合もある。したがって、このような場合には、目標検出部５０で得た速度情報を、速度推定部９０にフィードバックしてもよい。また、速度推定部９０は、その他の手段により得た速度情報を、外部から参照して利用しても、もちろんよい。
【００６８】
（２）送信波形について
図８は、本発明の実施の形態３における送信波形生成部で生成された送信波形の一例を示す説明図である。高速対応モードにおける送信パルスの生成については、図８に示すように、通常対応モードとサブキャリア数Ｎは同じとして（すなわち、ＦＦＴポイント数は固定として）、実際に信号成分を配置するサブキャリア以外には信号成分を配置しないゼロキャリア１０３を割り当てることも可能である。
【００６９】
この場合も、隣接キャリア間の間隔は、先の図２の場合と同様に広がるので、耐ドップラーシフト特性を得ることが期待できる。なお、図８の右側に示すように、この場合の時間領域でのシンボル長は、通常対応モードと同じである。
【００７０】
（３）目標の速度推定が困難な場合の対応について
なお、目標の速度推定が困難なため、移動速度に応じた１つのサブキャリア数Ｎを特定することが困難な場合には、次の方法を採ることができる。この場合には、複数のサブキャリア数Ｎ、およびサブキャリア間隔を設定し、それに対応した送信パルスをそれぞれ生成して順次送信し、それぞれの受信パルス信号を処理して、最も特性のよいパラメータを選択するなどのフィードバック制御を行うことも可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  受信アンテナ、１１、１１（１）〜１１（Ｋ）  各素子アンテナ、２０  分波部、２１、２１（１）〜２１（Ｋ）  分波器、２２  直並列変換部、２３  ＦＦＴ部、２４  弁別回路、３０  干渉除去部、４０  信号合成部、５０  目標検出部、６０  干渉検出部、７０  送信アンテナ、８０  送信波形生成部、９０  速度推定部。
【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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