(57)【要約】【課題】従来の積分方式によるS/N改善効果は積分点数のみに依存するため、目標検出性能の改善を図るためにはパルスヒット数を増やす等の処置が必要となり、運用上の制約から実現困難なケースが多いという課題があった。【解決手段】目標信号の位相は正規分布、雑音信号の位相は一様分布となることに着目し、受信信号の位相分散値がある閾値以下の条件を満たす場合に限り、位相平均値から著しく外れた位相を有する受信信号を除いてコヒーレント積分を行うことで、雑音信号の影響による積分効率の劣化を抑圧し、従来方式よりも検出性能が改善される。【選択図】  図1
2013245973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信した信号を周波数分析する周波数分析手段と、
周波数毎に位相の分散値を求める位相分散値算出手段と、
位相分散値を閾値判定する位相分散値判定手段と、
求めた位相平均値から一定値以上離れた位相を有する受信信号を抽出する積分信号選択手段と、
前記抽出された信号を除いた受信信号についてコヒーレント積分を行う積分手段と、
信号振幅レベルを算出し目標信号を閾値検出する閾値検出手段と、
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記位相分散値判定手段は、前記位相分散値算出手段で求められた位相の分散値に対して、予め設定した閾値以下となる周波数ビンを求め、
前記積分信号選択手段は、前記周波数ビンの位相および位相平均値をそれぞれ求め、前記位相平均値から±（２π/３）以上離れた位相を有する受信信号を抽出することを特徴とする請求項１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、レーダ装置に関するものである。詳しくは、目標信号の位相は正規分布、雑音信号の位相は一様分布となることに着目し、雑音信号の影響を抑圧することで目標検出性能の改善を図ったレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーダにおける目標検出では、目標信号と雑音信号の信号強度差が小さい低Ｓ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）環境下において十分な目標検出性能を得る事が困難という問題がある。この問題に対する従来技術として、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算等により実現されるコヒーレント積分によりＳ／Ｎを改善する方式がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来の積分方式は、信号の振幅情報のみを使用するノンコヒーレント積分に対し、信号の位相情報を併用した積分を可能とするため、より高いＳ／Ｎ改善効果を得ることができ、目標検出性能の改善が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６０２１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の積分方式によるＳ／Ｎ改善効果は積分点数のみに依存するため、さらなる目標検出性能の改善を図るためにはパルスヒット数を増やす等の処置が必要となり、運用上の制約から実現困難なケースが多いという問題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、受信信号の位相分散値を基に、積分する信号を選択的に決定することで、検出性能を改善することのでき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】
【０００７】
この発明に係るレーダ装置は、受信信号に対し、まず、周波数分析手段により目標の移動により生じる位相変化を考慮した周波数分析を実施し、位相分散値算出手段により周波数毎に位相の分散値を求める。つぎに、位相分散値判定手段により位相分散値を閾値判定し、閾値より小さい場合には、積分信号選択手段により、位相分布中心、すなわち、位相の平均値から一定値以上離れた位相を有する受信信号を除いてコヒーレント積分を行う。最後に閾値検出手段により、信号振幅レベルを算出し、目標信号を閾値検出するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係るレーダ装置によれば、低Ｓ／Ｎ環境下における目標の検出性能が改善される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るレーダ装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の位相分散値と閾値の関係を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の積分手段の動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係るレーダ装置１００の構成を示す図である。
レーダ装置１００は、受信した信号を周波数分析する周波数分析手段１と、周波数毎に位相の分散値を求める位相分散値算出手段２と、位相分散値を閾値判定する位相分散値判定手段３と、求めた位相平均値から一定値以上離れた位相を有する受信信号を抽出する積分信号選択手段４と、前記抽出された信号を除いた受信信号についてコヒーレント積分を行う積分手段５と、信号振幅レベルを算出し目標信号を閾値検出する閾値検出手段６とから構成される。
【００１１】
次に、図１〜図３を参照しながら、レーダ装置１００の動作を説明する。
周波数分析手段１は、レーダ装置１００の受信部（図示せず）で受信されＡ／Ｄ変換部（図示せず）でＡ／Ｄ変換されたＡ／Ｄ変換後の受信信号を入力とし、式（１）および式（２）で示される処理によって、周波数情報に変換された全受信データＸ’（ｎ，ｋ）とその位相φ’（ｎ，ｋ）を求める。
【００１２】
ここでｎはコヒーレント積分番号（ｎ=１，２，・・・，Ｎ)、ｋは周波数ビン番号（ｋ=１，２，・・・，Ｎ)を表す。
【００１３】
【数１】
2013245973.tif 000003
【００１４】
【数２】
2013245973.tif 000004
【００１５】
ここでtan-1は逆正接を表す。
【００１６】
位相分散値算出手段２は、周波数分析手段１により得られる位相φ’（ｎ，ｋ）から、周波数ビン毎の位相分散値σ2（ｋ）を式（３）により求める。
【００１７】
【数３】
2013245973.tif 000005
【００１８】
ここで、φ’ave(k)は位相φ’（ｎ，ｋ）の平均を表し、式（４）で定義される。
【００１９】
【数４】
2013245973.tif 000006
【００２０】
位相分散値判定手段３は、位相分散値算出手段２より得られる周波数ビン毎の位相分散値σ2（ｋ）に対して、予め設定した閾値(ＴＨσ)以下となる周波数ビンｋjudgeを求める。図２に位相分布の例と閾値の関係を示す。図２（ａ）は、Ｓ/Ｎ大の目標信号がある場合で、分布は正規分布であり位相分散が小の例を示している。図２（ｂ）は、Ｓ/Ｎ小の目標信号がある場合で、分布は正規分布であり位相分散が中の例を示している。図２（ｃ）は、目標信号が無い場合で、分布は一様分布であり位相分散が大の例を示している。
【００２１】
積分信号選択手段４は、位相分散値判定手段３より得られる周波数ビンｋjudgeの位相φ’（ｎ，ｋjudge）および位相平均値φ’ave(ｋjudge)をそれぞれ求め、φ’ave(ｋjudge)±２π／３［rad］以上の位相を有するコヒーレント積分番号ｎselectを求める。
【００２２】
積分手段５は、周波数分析手段１より得られる受信データＸ’（ｎ，ｋ）と、積分信号選択手段４より得られるｋjudgeおよびｎselectを入力とし、Ｘ’（ ｎselect，ｋjudge）を０に置き換えた後、式（５）によるコヒーレント積分を行う。
なお、図３に位相とコヒーレント積分効果の関係を示す。図３（ａ）は位相φ’<φ’
ave+２π/３の場合であり、図３（ｂ）は位相φ’=φ’ave+２π/３の場合であり、図３（ｃ）は位相φ’>φ’ave+２π/３の場合を表している。
【００２３】
【数５】
2013245973.tif 000007
ここで
【００２４】
【数６】
2013245973.tif 000008
【００２５】
閾値検出手段６は、積分手段５で得られるコヒーレント積分後の信号に対して二乗平均平方根を計算することにより振幅を算出する。算出した振幅が予め設定した閾値レベルを超えた場合に、目標の検出結果として出力する。
【００２６】
このように実施の形態１によれば、目標信号の位相は正規分布、雑音信号の位相は一様分布となることに着目し、受信信号の位相分散値がある閾値以下の条件を満たす場合に限り、位相平均値から著しく外れた位相を有する受信信号を除いてコヒーレント積分を行う。
【００２７】
これにより、雑音信号の影響による積分効率の劣化を抑圧し、従来方式よりも検出性能の改善を図ることが可能となる。
【符号の説明】
【００２８】
１ 周波数分析手段、２ 位相分散値算出手段、３ 位相分散値判定手段、４ 積分信号選択手段、５ 積分手段、６ 閾値検出手段、１００ レーダ装置。
【図１】
2013245973.tif 000009
【図２】
2013245973.tif 000010
【図３】
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