(57)【要約】【課題】近接物標間に該当する領域では信号レベルを上げることなく、物標に該当する領域では信号レベルを落とさない平均化を行う信号処理装置を提供する。【課題手段】本発明の信号処理装置は、受信信号の角度方向の一階微分値、二階微分値、距離方向の一階微分値、二階微分値をそれぞれ、第１〜第４の変化量として算出する第１〜第４の変化量算出部１１１〜１１４と、第１〜第４の変化量に基づいて、レンジビン毎に少なくとも１つの係数を決定する係数決定部１２０と、第１〜第４の変化量に基づいて演算方法を選択する演算方法選択部１３０と、所定の位置関係にある複数のレンジビンにおいて決定された係数について、演算方法選択部により選択された演算を実行し、当該演算によって求められた係数を、前記受信信号の真数値に乗算するのに相当する演算を行うことにより、出力信号を生成する出力信号生成部１４０と、を備える。【選択図】図１
2013234968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物標の存在を検出する物標探知機に備えられる信号処理装置であって、
角度方向の単位量あたりの受信信号の変化量を、第１の変化量として算出する第１の変化量算出部と、
前記角度方向の単位量あたりの前記第１の変化量の変化量を、第２の変化量として算出する第２の変化量算出部と、
距離方向の単位量あたりの受信信号の変化量を、第３の変化量として算出する第３の変化量算出部と、
前記距離方向の単位量あたりの前記第３の変化量の変化量を、第４の変化量として算出する第４の変化量算出部と、
前記第１の変化量、前記第２の変化量、前記第３の変化量、及び、前記第４の変化量の少なくとも１つが所定の範囲に存在するという第１の条件を満たす場合、第１の演算方法を選択し、前記第１の条件を満たさない場合、第２の演算方法を選択する演算方法選択部と、
前記第１の変化量、前記第２の変化量、前記第３の変化量、及び、前記第４の変化量に基づいて、レンジビン毎に少なくとも１つの係数を決定する係数決定部と、
所定の位置関係にある複数のレンジビンにおいて決定された前記係数について、前記演算方法選択部により選択された演算を実行し、前記演算によって求められた係数を、前記受信信号の真数値に乗算するのに相当する演算を行うことにより、出力信号を生成する出力信号生成部と、
を備える信号処理装置。
【請求項２】
前記所定の範囲とは、サイドローブ、ノイズ、物標間の谷間のエリアを規定する、前記第１の変化量、前記第２の変化量、前記第３の変化量、及び、前記第４の変化量の取りうる範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
距離方向における信号の立ち上がり始めのエリアで、且つ、角度方向におけるメインローブのエリアを規定する、前記第１の変化量、前記第２の変化量、前記第３の変化量、及び、前記第４の変化量の取りうる範囲に、レンジビンの前記第１の変化量、前記第２の変化量、前記第３の変化量、及び、前記第４の変化量が属する場合、前記係数決定部は、当該レンジビンの前記少なくとも１つの係数を最大値と決定することを特徴とする、請求項１または２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
レンジビンの前記第１の変化量、前記第２の変化量、前記第３の変化量、及び、前記第４の変化量が前記所定の範囲に属する場合、前記係数決定部は、当該レンジビンの前記少なくとも１つの係数を最小値と決定することを特徴とする、請求項１乃至３に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記出力信号生成部は、出力信号の対象となる第１のレンジビン、前記第１のレンジビンから見て１スイープ前の第２レンジビン、及び、前記第１のレンジビンから見て１サンプリング前の第３のレンジビンに関する３つの前記係数について、前記演算方法選択部により選択された演算を実行し、前記第１のレンジビンに関する出力信号を生成することを特徴とする請求項１乃至４に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記第１の演算方法は、調和平均であることを特徴とする、請求項１乃至５に記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記第２の演算方法は、相加平均であることを特徴とする、請求項１乃至６に記載の信号処理装置。
【請求項８】
前記第１の変化量及び前記第３の変化量は一階微分値であり、前記第２の変化量及び前記第３の変化量は二階微分値であることを特徴とする請求項１乃至７に記載の信号処理装置。
【請求項９】
物標の存在を検出する物標探知機に備えられる信号処理装置であって、
角度方向の単位量あたりの受信信号の変化量を、第１の変化量として算出する第１の変化量算出部と、
前記角度方向の単位量あたりの前記第１の変化量の変化量を、第２の変化量として算出する第２の変化量算出部と、
距離方向の単位量あたりの受信信号の変化量を、第３の変化量として算出する第３の変化量算出部と、
前記距離方向の単位量あたりの前記第３の変化量の変化量を、第４の変化量として算出する第４の変化量算出部と、
前記第１の変化量、前記第２の変化量、前記第３の変化量、及び、前記第４の変化量の少なくとも１つが所定の範囲に存在するという第１の条件を満たす場合、第１の演算方法を選択し、前記第１の条件を満たさない場合、第２の演算方法を選択する演算方法選択部と、
前記受信信号の高分解能化処理を行い、中間信号を生成する中間信号生成部と、
所定の位置関係にある複数のレンジビンの前記中間信号のデータについて、前記演算方法選択部により選択された演算を行うことにより、出力信号を生成する出力信号生成部と、
を備える信号処理装置。
【請求項１０】
物標から反射された信号を受信する信号受信部と、
前記受信した信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記デジタル信号のノイズ及び干渉を除去するノイズ・干渉除去部と、
前記ノイズ・干渉除去部で処理された信号に対して、高分解能化処理を行う請求項１乃至９のいずれか１項の信号処理装置と、
を備える物標探知機。
【請求項１１】
物標の存在を検出する物標探知機における信号処理方法であって、
角度方向の単位量あたりの受信信号の変化量を、第１の変化量として算出するステップと、
前記角度方向の単位量あたりの前記第１の変化量の変化量を、第２の変化量として算出するステップと、
距離方向の単位量あたりの受信信号の変化量を、第３の変化量として算出するステップと、
前記距離方向の単位量あたりの前記第３の変化量の変化量を、第４の変化量として算出するステップと、
前記第１の変化量、前記第２の変化量、前記第３の変化量、及び、前記第４の変化量の少なくとも１つが所定の範囲に存在するという第１の条件を満たす場合、第１の演算方法を選択し、前記第１の条件を満たさない場合、第２の演算方法を選択するステップと、
前記第１の変化量、前記第２の変化量、前記第３の変化量、及び、前記第４の変化量に基づいて、レンジビン毎に少なくとも１つの係数を決定するステップと、
所定の位置関係にある複数のレンジビンにおいて決定された前記係数について、前記演算方法選択部により選択された演算を実行し、前記演算によって求められた係数を、前記受信信号の真数値に乗算するのに相当する演算を行うことにより、出力信号を生成するステップと、
を含む信号処理方法。
【請求項１２】
物標の存在を検出する物標探知機における信号処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
角度方向の単位量あたりの受信信号の変化量を、第１の変化量として算出するステップと、
前記角度方向の単位量あたりの前記第１の変化量の変化量を、第２の変化量として算出するステップと、
距離方向の単位量あたりの受信信号の変化量を、第３の変化量として算出するステップと、
前記距離方向の単位量あたりの前記第３の変化量の変化量を、第４の変化量として算出するステップと、
前記第１の変化量、前記第２の変化量、前記第３の変化量、及び、前記第４の変化量の少なくとも１つが所定の範囲に存在するという第１の条件を満たす場合、第１の演算方法を選択し、前記第１の条件を満たさない場合、第２の演算方法を選択するステップと、
前記第１の変化量、前記第２の変化量、前記第３の変化量、及び、前記第４の変化量に基づいて、レンジビン毎に少なくとも１つの係数を決定するステップと、
所定の位置関係にある複数のレンジビンにおいて決定された前記係数について、前記演算方法選択部により選択された演算を実行し、前記演算によって求められた係数を、前記受信信号の真数値に乗算するのに相当する演算を行うことにより、出力信号を生成するステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ等の物標探知機が受信した信号において、分解能を向上させるための信号処理装置、信号処理方法および信号処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物標の輪郭を明瞭に表示しつつ、シークラッタなどのノイズを除去するレーダ技術として、例えば、特許文献１に係る発明がある。この発明では、元の測定データに、微分値に応じた係数を乗算し、重み付けを行うことでエッジ強調を行った後、スキャン相関を行う。スキャン相関とは、ほぼ同じ位置での観測信号として観測されたエコー信号同士の平均化（重み付け加算）を行う処理をいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１７４７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、従来技術では、全領域で均一の平均化を行うため、複数の物標が近接している場合、物標間の低レベルになっている信号が平均化によってレベルが高くなってしまい、物標の識別を困難としている問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、近接物標間に該当する領域には低レベルになっている信号のレベルを上げることなく、物標に該当する領域には信号レベルを落とさない平均化を行う物標探知機、信号処理装置、方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するための信号処理装置は、物標の存在を検出する物標探知機に備えられる信号処理装置であって、角度方向の単位量あたりの受信信号の変化量を、第１の変化量として算出する第１の変化量算出部と、前記角度方向の単位量あたりの前記第１の変化量の変化量を、第２の変化量として算出する第２の変化量算出部と、距離方向の単位量あたりの受信信号の変化量を、第３の変化量として算出する第３の変化量算出部と、前記距離方向の単位量あたりの前記第３の変化量の変化量を、第４の変化量として算出する第４の変化量算出部と、前記第１の変化量、前記第２の変化量、前記第３の変化量、及び、前記第４の変化量の少なくとも１つが所定の範囲に存在するという第１の条件を満たす場合、第１の演算方法を選択し、前記第１の条件を満たさない場合、第２の演算方法を選択する演算方法選択部と、前記第１の変化量、前記第２の変化量、前記第３の変化量、及び、前記第４の変化量に基づいて、レンジビン毎に少なくとも１つの係数を決定する係数決定部と、所定の位置関係にある複数のレンジビンにおいて決定された前記係数について、前記演算方法選択部により選択された演算を実行し、前記演算によって求められた係数を、前記受信信号の真数値に乗算するのに相当する演算を行うことにより、出力信号を生成する出力信号生成部と、を備える。
【０００７】
上記の課題を解決するための別の信号処理装置は、物標の存在を検出する物標探知機に備えられる信号処理装置であって、角度方向の単位量あたりの受信信号の変化量を、第１の変化量として算出する第１の変化量算出部と、前記角度方向の単位量あたりの前記第１の変化量の変化量を、第２の変化量として算出する第２の変化量算出部と、距離方向の単位量あたりの受信信号の変化量を、第３の変化量として算出する第３の変化量算出部と、前記距離方向の単位量あたりの前記第３の変化量の変化量を、第４の変化量として算出する第４の変化量算出部と、前記第１の変化量、前記第２の変化量、前記第３の変化量、及び、前記第４の変化量の少なくとも１つが所定の範囲に存在するという第１の条件を満たす場合、第１の演算方法を選択し、前記第１の条件を満たさない場合、第２の演算方法を選択する演算方法選択部と、前記受信信号の高分解能化処理を行い、中間信号を生成する中間信号生成部と、所定の位置関係にある複数のレンジビンの前記中間信号のデータについて、前記演算方法選択部により選択された演算を行うことにより、出力信号を生成する出力信号生成部と、を備える。
【０００８】
上記の課題を解決するための物標探知機は、物標から反射された信号を受信する信号受信部と、受信した信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、デジタル信号のノイズ及び干渉を除去するノイズ・干渉除去部と、ノイズ・干渉除去部で処理された信号に対して、高分解能化処理を行う前述の信号処理装置と、を備える。
【０００９】
上記の課題を解決するための高分解能化処理方法は、物標の存在を検出する物標探知機における信号処理方法であって、角度方向の単位量あたりの受信信号の変化量を、第１の変化量として算出するステップと、前記角度方向の単位量あたりの前記第１の変化量の変化量を、第２の変化量として算出するステップと、距離方向の単位量あたりの受信信号の変化量を、第３の変化量として算出するステップと、前記距離方向の単位量あたりの前記第３の変化量の変化量を、第４の変化量として算出するステップと、前記第１の変化量、前記第２の変化量、前記第３の変化量、及び、前記第４の変化量の少なくとも１つが所定の範囲に存在するという第１の条件を満たす場合、第１の演算方法を選択し、前記第１の条件を満たさない場合、第２の演算方法を選択するステップと、前記第１の変化量、前記第２の変化量、前記第３の変化量、及び、前記第４の変化量に基づいて、レンジビン毎に少なくとも１つの係数を決定するステップと、所定の位置関係にある複数のレンジビンにおいて決定された前記係数について、前記演算方法選択部により選択された演算を実行し、前記演算によって求められた係数を、前記受信信号の真数値に乗算するのに相当する演算を行うことにより、出力信号を生成するステップと、を含む。
【００１０】
上記の課題を解決するための高分解能化処理をコンピュータに実行させるプログラムは、物標の存在を検出する物標探知機における信号処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、角度方向の単位量あたりの受信信号の変化量を、第１の変化量として算出するステップと、前記角度方向の単位量あたりの前記第１の変化量の変化量を、第２の変化量として算出するステップと、距離方向の単位量あたりの受信信号の変化量を、第３の変化量として算出するステップと、前記距離方向の単位量あたりの前記第３の変化量の変化量を、第４の変化量として算出するステップと、前記第１の変化量、前記第２の変化量、前記第３の変化量、及び、前記第４の変化量の少なくとも１つが所定の範囲に存在するという第１の条件を満たす場合、第１の演算方法を選択し、前記第１の条件を満たさない場合、第２の演算方法を選択するステップと、前記第１の変化量、前記第２の変化量、前記第３の変化量、及び、前記第４の変化量に基づいて、レンジビン毎に少なくとも１つの係数を決定するステップと、所定の位置関係にある複数のレンジビンにおいて決定された前記係数について、前記演算方法選択部により選択された演算を実行し、前記演算によって求められた係数を、前記受信信号の真数値に乗算するのに相当する演算を行うことにより、出力信号を生成するステップと、をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、近接物標間に該当する領域には信号レベルを上げることなく、物標に該当する領域には信号レベルを落とさない平均化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る信号処理装置を備えたレーダ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る信号処理装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】係数決定処理の詳細な処理の流れを表すフローチャートである。
【図４】演算方法選択処理の詳細な処理の流れを表すフローチャートである。
【図５】受信信号パターンの一例を示す図である。
【図６】角度方向のエリアを説明するための図である。
【図７】距離方向のエリアを説明するための図である。
【図８】所定の位置関係にある複数のレンジビンを説明するための図である。
【図９】図５の入力信号を処理した出力信号の一例である。
【図１０】図５の入力信号を相加平均のみで処理した出力信号の一例である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の変形例に係る信号処理装置を備えたレーダ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】第１の実施形態の変形例に係る信号処理装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態に係る物標探知機を、図面を参照して説明する。本実施形態では、物標探知機として、レーダ装置を例に挙げて説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態の信号処理装置を備えたレーダ装置の概略構成を示すブロック図である。本レーダ装置は、信号受信部１０、Ａ／Ｄ変換部２０、ノイズ・干渉除去部３０、信号処理装置１００、及び、処理結果表示部４０を備える。信号処理装置１００は、第１の変化量算出部１１１、第２の変化量算出部１１２、第３の変化量算出部１１３、第４の変化量算出部１１４、係数決定部１２０、演算方法選択部１３０、及び、出力信号生成部１４０を備える。
【００１５】
信号受信部１０は、アンテナ等によって、物標から反射されたレーダ信号を受信する。
【００１６】
Ａ／Ｄ変換部２０は、信号受信部１０で受信されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００１７】
ノイズ・干渉除去部３０は、当該デジタル信号のうち、クラッタなどのノイズや他のレーダ信号との干渉を除去する。この干渉処理には、従来から知られているノイズ・干渉除去技術が用いられる。
【００１８】
信号処理装置１００は、ノイズ・干渉除去部３０で処理された受信信号のうち、メインローブの裾とサイドローブを抑圧する高分解能化処理を行う。
【００１９】
第１の変化量算出部１１１は、角度方向の単位量あたりの受信信号の変化量を、第１の変化量として算出する。具体的には、第１の変化量算出部１１１は、アンテナからパルス波を送信し、反射波を受信して得られた、連続する２回分の信号のデータを保持する。そして、第１の変化量算出部１１１は、ノイズ・干渉除去部３０で処理された受信信号を、角度方向に一階微分する。
【００２０】
第２の変化量算出部１１２は、角度方向の単位量あたりの第１の変化量の変化量を、第２の変化量として算出する。具体的には、第２の変化量算出部１１２は、第１の変化量算出部１１１で処理された連続する２回分の一階微分値を保持する。そして、第２の変化量処理部１１２は、この２回分の一階微分値をもとに、二階微分値を算出する。
【００２１】
第３の変化量算出部１１３は、距離方向の単位量あたりの受信信号の変化量を、第３の変化量として算出する。具体的には、第３の変化量算出部１１３は、アンテナからパルス波を送信し、反射波を受信して得られた、連続する２回分の信号のデータを保持する。そして、第３の変化量算出部１１３は、ノイズ・干渉除去部３０で処理された受信信号を、距離方向に一階微分する。
【００２２】
第４の変化量算出部１１４は、距離方向の単位量あたりの第３の変化量の変化量を、第４の変化量として算出する。具体的には、第４の変化量算出部１１４は、第３の変化量算出部１１３で処理された連続する２回分の一階微分値を保持する。そして、第４の変化量処理部１１４は、この２回分の一階微分値をもとに、二階微分値を算出する。
【００２３】
係数決定部１２０は、第１〜第４の変化量をもとに、レンジビン毎に１つの係数を決定する。係数決定部１２０の動作の詳細は、後述する。
【００２４】
演算方法選択部１３０は、第１〜第４の変化量をもとに、レンジビン毎に１つの演算方法を決定する。具体的には、演算方法選択部１３０は、第１〜第４の変化量の少なくとも１つが所定の範囲に存在する場合、第１の演算方法を選択し、所定の範囲に存在しない場合、第２の演算方法を選択する。ここで、第１の演算方法は調和平均であり、第２の演算方法は相加平均を意味する。演算方法選択部１３０の動作の詳細は、後述する。
【００２５】
出力信号生成部１４０は、１つのレンジビンに対して所定の位置関係にある複数のレンジビンにおいて決定された係数について、演算方法選択部１３０により選択された演算を実行し、レンジビン毎に出力信号のデータを生成し、生成した出力信号を処理結果表示部４０に出力する。出力信号生成部１４０の動作の詳細は、後述する。
【００２６】
処理結果表示部４０は、出力信号生成部１４０で処理された信号を陰極線管（ＣＲＴ）等に表示する。
【００２７】
次に、本実施形態の信号処理装置１００の動作について、図２〜４を参照しながら詳細に説明する。説明の前提として、本レーダ装置は、図５に示される信号パターンを受信したものとして、高分解能を行う例について説明する。図５の信号パターンは、近接した位置に２つの物標が存在する場合における、アンテナの受信信号パターンの一例である。
【００２８】
まず、図２のステップＳ１１１において、第１の変化量算出部１１１は、第１の変化量を算出する。より具体的には、第１の変化量算出部１１１は、上述した信号を角度方向に一階微分する。その際、第１の変化量算出部１１１は、自らが保持する連続する２回分の信号のデータを利用して、以下のように、一階微分値を算出する。一回前に送信したパルス波の反射波の受信信号のうち、アンテナから所定の距離Ｌにある振幅データをＡi-1（Ｌ）、今回送信したパルス波の反射波の受信信号のうち、アンテナから距離Ｌにある振幅データをＡi（Ｌ）、一回前に反射波を受信したアンテナ角度と、今回反射波を受信したアンテナ角度との角度差をδθとすれば、一回微分値ｄθＡi（Ｌ）は式（１）のように求められる。
【００２９】
【数１】
2013234968.tif 000003
【００３０】
一階微分値は、受信信号パターンの変位を表すため、一階微分値が０に近いほど、信号の変位が緩やかになる。したがって、一階微分値が０に近いことは、信号のピークに近いことを意味する。また、メインローブでは、一階微分値が緩やかに変化するのに対し、サイドローブでは、一階微分値は急峻に変化する。
【００３１】
つぎに、ステップＳ１１２において、第２の変化量算出部１１２は、第２の変化量を算出する。より具体的には、第２の変化量算出部１１２は、上述した信号を角度方向に二階微分する。その際、第２の変化量算出部１１２は、自らが保持する連続する２回分の一階微分値を利用して、以下のように、二階微分値を算出する。アンテナから所定の距離Ｌにある振幅データに関する一回前の一階微分値をｄθＡi-1（Ｌ）、アンテナから距離Ｌにある振幅データに関する今回の一階微分値をｄθＡi（Ｌ）、一回前に反射波を受信したアンテナ角度と、今回反射波を受信したアンテナ角度との角度差をδθとすれば、二回微分値ｄθ２Ａi（Ｌ）は式（２）のように求められる。
【００３２】
【数２】
2013234968.tif 000004
【００３３】
二階微分値は、受信信号パターンの変位の変化量を表す。メインローブでは、一階微分値が緩やかに変化するために、二階微分値は０に近い値となっている。一方、サイドローブでは、一階微分値は急峻に変化するので、二回微分値は０から離れた値をとる。
【００３４】
つぎに、ステップＳ１１３において、第３の変化量算出部１１３は、第３の変化量を算出する。より具体的には、第３の変化量算出部１１３は、上述した信号を距離方向に一階微分する。その際、第３の変化量算出部１１３は、自らが保持する連続する２回分の信号のデータを利用して、以下のように、一階微分値を算出する。本レーダの距離分解能をδｄとすると、同じ方位角でδｄだけ離れた２点の振幅データＡi（Ｌ）及びＡi（Ｌ―δｄ）をもとに、第３の変化量算出部１１３は一階微分値を算出する。したがって、一階微分値ｄＬＡi（Ｌ）は、式（３）のように表される。
【００３５】
【数３】
2013234968.tif 000005
【００３６】
つぎに、ステップＳ１１４において、第４の変化量算出部１１４は、第４の変化量を算出する。より具体的には、第４の変化量算出部１１４は、上述した信号を距離方向に二階微分する。その際、第４の変化量算出部１１４は、自らが保持する連続する２回分の一階微分値を利用して、以下のように、二階微分値を算出する。同じ方位角でδｄだけ離れた２点の一階微分値ｄＬＡi（Ｌ）及びｄＬＡi（Ｌ―δｄ）をもとに、第４の変化量算出部１１４は二階微分値を算出する。したがって、二階微分値ｄＬ２Ａi（Ｌ）は、式（４）のように表される。
【００３７】
【数４】
2013234968.tif 000006
【００３８】
つぎに、ステップＳ１２０において、係数決定部１２０が第１〜第４の変化量をもとに、１つの係数を決定する。
【００３９】
図３は、Ｓ１２０に係る係数決定処理の詳細な処理の流れを表すフローチャートである。まず、ステップＳ１２１において、係数決定部１２０は、表１に基づき、角度方向のエリアを決定する。なお、表１の中の数値は、角度方向のエリアを識別するための符号（以降、Area(A)と呼ぶこととする）である。
【００４０】
【表１】
2013234968.tif 000007
【００４１】
図６は、表１のArea(A)に対応する受信信号のエリアを表す。図６の括弧内の数字がArea(A)を表す。図６を参照すれば、Area(A)＝｛１，２，３，４｝のとき、Area(A)は｛メインローブ，メインローブ中心に近い裾，メインローブ中心から遠い裾，サイドローブ・ノイズ・物標間の谷間｝を表すことが分かる。
【００４２】
つぎに、ステップＳ１２２において、係数決定部１２０は、表２に基づき、距離方向のエリアArea(R)を決定する。なお、表２の中の数値は、距離方向のエリアを識別するための符号（以降、Area(R)と呼ぶこととする）である。
【００４３】
【表２】
2013234968.tif 000008
【００４４】
図７は、表２のArea(R)に対応する受信信号の位置を表す。図７の括弧内の数字がArea(R)を表す。図７を参照すれば、Area(R)＝｛１，２，３，４，５，６｝のとき、Area(R)は｛立ち上がり始め，立ち上がり，ピーク，立ち下がり始め，立ち下がり，ノイズ・物標間の谷間｝を表すことが分かる。
【００４５】
つぎに、ステップＳ１２３において、係数決定部１２０は、求めたArea(A)、Area(R)に基づいて、表３のように係数Xi（Ｌ）を決定する。
【００４６】
【表３】
2013234968.tif 000009
【００４７】
この方法を利用すれば、距離方向における信号の立ち上がり始めで、かつ、角度方向におけるメインローブのエリア（Area（A）＝Area（R）＝１）のとき、係数決定部１２０は、高い値（２）を係数として決定する。これによって、立ち上がり始めで、かつ、メインローブのエリアでは、信号が強調される。そして、メインローブから離れれば離れるほど、立ち上がり始め→立ち上がり→ピーク→立下り始め→立ち下がりとなるにつれて、より小さい値を、係数決定部１２０は係数として決定する。これにより、信号が係数の値に応じて序々に抑圧される。また、サイドローブ、ノイズ、物標間の谷間のエリア（Area（A）＝４  or  Area（R）＝６）のとき、係数決定部１２０は、最小値（０．００１）を係数として決定する。これによって、サイドローブ、ノイズ、物標間の谷間のエリアでは、信号が強く抑圧される。これにより、本実施形態の信号処理装置は、信号の高分解能化を実現する。
【００４８】
つぎに、図２のステップＳ１３０において、演算方法選択部１３０は、第１〜第４の変化量を利用して、演算方法の選択を行う。図４は、演算方法選択部１３０の詳細な処理の流れを表すフローチャートである。図４では、図３の処理と同じ処理については、同じ符号を付しており、説明を省略する。
【００４９】
ステップＳ１２１、及びステップＳ１２２によりArea(A)、Area(R)が決定されると、ステップＳ１３１において、演算方法選択部１３０は、求められたArea(A)、Area(R)に基づいて、表４のように係数Xi（Ｌ）を決定する。
【００５０】
【表４】
2013234968.tif 000010
【００５１】
表３のように、係数の値にバラツキの大きいもの（特に、最小値の次に大きい値は、最小値の１００倍である）の平均演算を行う場合、相加平均によって算出される値は、平均をとった複数の係数のうち、値が大きい係数に近い値となる性質がある。また、調和平均によって算出される値は、平均をとった複数の係数のうち、値が小さい係数に近い値となる性質がある。これによって、サイドローブ、ノイズ、物標間の谷間のエリアでは、値が小さい係数が算出されるため、信号が強く抑圧される。
【００５２】
最後に、図２のステップＳ１４０において、出力信号生成部１４０は、所定の位置関係にある複数のレンジビンにおいて決定された係数について、演算方法選択部１３０により選択された演算を実行する。図８は、所定の位置関係にある複数のレンジビンを説明するための図である。
【００５３】
図８において、黒丸はレンジビンを表す。ここで、出力信号生成部１４０がレンジビンP０に係る出力信号のデータを生成する場合を考える。このとき、Q０、Q−１、Q−２は、それぞれP０の１スイープ前、２スイープ前、３スイープ前を表すレンジビンである。Ｒ０、Ｒ−１、Ｒ−２は、それぞれP０の１サンプリング前、２サンプリング前、３サンプリング前を表すレンジビンである。
【００５４】
出力信号生成部１４０は、ステップＳ１４０の処理を行うにあたり、ステップＳ１２３で求められたレンジビンP０、Q０、Ｒ０の係数を利用する。ここで、ステップＳ１２３で求められたレンジビンP０、Q０、Ｒ０の係数を、αpi（Ｌ）、αQi（Ｌ）、αRi（Ｌ）とする。なお、αpi（Ｌ）は、P０、Q０、Q−１、Ｒ０、Ｒ−１に係る入力信号から求められる。Ｓ０、Ｔ０は、それぞれＱ０の１サンプリング前、２サンプリング前を表すレンジビンであるとすると、αQi（Ｌ）は、Q０、Q−１、Q−２、Ｓ０、Ｔ０に係る入力信号から求められる。Ｓ０、S−１は、それぞれR０の１スイープ前、２スイープ前を表すレンジビンであるとすると、αRi（Ｌ）は、Ｒ０、Ｒ−１、Ｒ−２、Ｓ０、S−１に係る入力信号から求められる。レーダの信号処理の性質上、P０に係る入力信号が求められた時点では、すでに、Q０、Q−１、Q−２、Ｒ０、Ｒ−１、Ｒ−２、Ｓ０、S−１、Ｔ０の入力信号はすでに求められている。したがって、ステップＳ１２３で求められたレンジビンP０、Q０、Ｒ０の係数を利用することによって、信号処理装置１００は、ステップＳ１１１からＳ１４０までの処理を、全てパイプライン処理として実行することが可能となる。
【００５５】
レンジビンP０におけるArea(A)、Area(R)に基づいてステップＳ１３１において選択された演算方法が相加平均である場合、出力信号生成部１４０は、レンジビンP０に係る係数βpi（Ｌ）を式（５）のように求める。
【００５６】
【数５】
2013234968.tif 000011
【００５７】
レンジビンP０におけるArea(A)、Area(R)に基づいてステップＳ１３１において選択された演算方法が調和平均である場合、出力信号生成部１４０は、レンジビンP０に係る係数βpi（Ｌ）を式（６）のように求める。
【００５８】
【数６】
2013234968.tif 000012
【００５９】
つぎに、出力信号生成部１４０は、入力信号Ａi-1（Ｌ）と、係数βpi（Ｌ）との積から、レンジビンP０に係る出力信号ＯＡi（Ｌ）を生成する。ＯＡi（Ｌ）は、式（７）のように表される。なお、式（７）は、入力信号Ａi-1（Ｌ）が真数値であることを前提としている。入力信号Ａi-1（Ｌ）が対数値である場合、式（７）に代えて、加算処理を行うとよい。また、入力信号Ａi-1（Ｌ）がデジタルデータである場合、式（７）に代えて、ビット演算を行ってもよい。
【００６０】
【数７】
2013234968.tif 000013
【００６１】
図９は、以上の高分解能化処理を行った出力信号ＯＡi（Ｌ）の一例を示す。図９によると、表３において物標間の谷間のエリアにおいて係数が低く設定されること、及び、表４において物標間のエリアでは調和平均が採用されることにより、物標間のエリアでは元の信号よりも信号レベルが抑圧されていることが分かる。
【００６２】
図１０は、表４のように平均処理を分けることなく、一律に、相加平均を行うことにより出力信号を生成した例である。これによると、物標間のエリアでは大幅に受信信号レベルが増加してしまい、１つの物標と誤認してしまう恐れが高くなる。また、各物標のメインローブの裾の幅も増大してしまう。
【００６３】
このように、演算方法選択部１３０が、サイドローブ、ノイズ、物標間の谷間のエリアでは、平均をとった複数の係数のうち、値が小さい係数に近い値となる調和平均を選択することにより、物標間のエリアにおいて効果的に信号を低減することができる。
【００６４】
また、残りのエリアでは、演算方法選択部１３０が、相加平均を選択することにより、メインローブ、距離方向の信号の立ち上がりのような物標に該当する領域には、信号レベルを落とさない平均化を行うことができる。
【００６５】
なお、表４では、相加平均、調和平均を例に挙げて説明したが、必ずしも、相加平均、調和平均でなくてもよい。例えば、相加平均に代えて、値のバラツキの大きい複数のデータの中から、大きい値が算出される性質の演算であれば、何でもよい。このような演算として、例えば、（１）最大値を求める演算、（２）ソートの後、値の大きいデータを取得する演算、（３）値の大きいデータに高い重みを設定し、値の小さいデータに小さい重みを設定して重み付け加算する演算などがある。また、調和平均に代えて、値のバラツキの大きい複数のデータの中から、小さい値が算出される性質の演算であれば、何でもよい。このような演算として、例えば、（１）最小値を求める演算、（２）ソートの後、値の小さいデータを取得する演算、（３）値の大きいデータに高い重みを設定し、値の小さいデータに小さい重みを設定して重み付け加算する演算などがある。
【００６６】
また、係数決定部１２０は、表３に基づいて、レンジビン毎に１つの係数を決定する場合を例に挙げて説明したが、距離方向の係数と方位方向の係数を別々に決定してもよい。この場合、演算方法選択部１３０は、距離方向と方位方向に分けて、別々にステップＳ１３０の処理を行った後、ステップＳ１４０において、出力信号生成部１４０は、式（５）または式（６）の演算により、距離方向と角度方向の係数の平均値を求め、式（７）において、距離方向の係数の平均値、角度方向の係数の平均値、入力信号の真数値の３つを乗算する、もしくはその乗算に相当する演算を行うとよい。ただし、このように、出力信号を生成すると、それぞれの係数が相殺する値をとってしまい、所望の効果が得られない場合もある。
【００６７】
また、図２において、ステップＳ１２０とＳ１３０の順序が逆であってもよい。あるいは、図２において、ステップＳ１２０とＳ１３０の処理が並列に行われてもよい。また、ステップＳ１２０とＳ１３０の処理のうち、後に行われる処理は、ステップＳ１２１とＳ１２２の処理を省略し、先に行ったステップＳ１２１とＳ１２２の結果を参照するのでもよい。さらには、ステップＳ１２３とステップＳ１３１の処理の前に、先にステップＳ１２１とＳ１２２の処理を独立して実行し、ステップＳ１２３のステップＳ１３１の処理が直列もしくは並列に実行されてもよい。
【００６８】
＜変形例１＞
次に、本発明の変形例について説明する。さらに、本発明に係る信号処理装置は、別の一般的な高分解能化処理を使用してもよい。この場合の物標探知機を、図面を参照して説明する。図１１は、本実施形態の変形例に係る信号処理装置を備えたレーダ装置の概略構成を示すブロック図である。本レーダ装置は、信号受信部１０、Ａ／Ｄ変換部２０、ノイズ・干渉除去部３０、信号処理装置１０１、及び、処理結果表示部４０を備える。信号処理装置１００は、第１の変化量算出部１１１、第２の変化量算出部１１２、第３の変化量算出部１１３、第４の変化量算出部１１４、演算方法選択部１３０、中間信号生成部１５０、及び、出力信号生成部１４１を備える。ここで、第１の実施形態と同じ動作をする構成については同じ符号を付しており、説明を省略する。
【００６９】
中間信号生成部１５０は、入力信号から公知の高分解能化処理を行い、中間信号を生成する。
【００７０】
出力信号生成部１４１は、１つのレンジビンに対して所定の位置関係にある複数のレンジビンの中間信号のデータについて、演算方法選択部１３０により選択された演算を実行し、レンジビン毎に出力信号のデータを生成し、生成した出力信号を処理結果表示部４０に出力する。出力信号生成部１４１の動作の詳細は、後述する。
【００７１】
次に、本実施形態の変形例に係る信号処理装置１０１の動作について、図１２を参照しながら詳細に説明する。図１２では、図２〜４と同じ動作を行うものには同じ符号を付しており、説明を省略する。
【００７２】
ステップＳ１５０において、中間信号生成部１５０は、入力信号から公知の高分解能化処理を行い、中間信号を生成する。
【００７３】
ステップＳ１４０において、出力信号生成部１４０は、所定の位置関係にある複数のレンジビンの中間信号のデータについて、演算方法選択部１３０により選択された演算を実行する。所定の位置関係として図８と同じ位置関係にあるレンジビンのデータを使用することとし、P０、Q０、Ｒ０の中間信号のデータを、ＭＡpi（Ｌ）、ＭＡQi（Ｌ）、ＭＡRi（Ｌ）とする。
【００７４】
レンジビンP０におけるArea(A)、Area(R)に基づいてステップＳ１３１において選択された演算方法が相加平均である場合、出力信号生成部１４０は、レンジビンP０に係る出力信号ＯＡi（Ｌ）を式（８）のように求める。
【００７５】
【数８】
2013234968.tif 000014
【００７６】
レンジビンP０におけるArea(A)、Area(R)に基づいてステップＳ１３１において選択された演算方法が調和平均である場合、出力信号生成部１４０は、レンジビンP０に係る出力信号ＯＡi（Ｌ）を式（９）のように求める。
【００７７】
【数９】
2013234968.tif 000015
【００７８】
本実施形態の変形例に係る信号処理装置も、表４において物標間のエリアでは調和平均が採用されることにより、図９のように物標間のエリアでは元の信号よりも信号レベルが抑圧される。また、残りのエリアでは、演算方法選択部１３０が、相加平均を選択することにより、メインローブ、距離方向の信号の立ち上がりのような物標に該当する領域には、信号レベルを落とさない平均化を行うことができる。なお、本変形例では、図１２のステップＳ１５０の処理は、ステップＳ１１１〜Ｓ１３０と並列に実行されてもよく、Ｓ１１１〜Ｓ１３０の前、もしくはＳ１１１〜Ｓ１３０の途中に割りこまれて実行されてもよい。
【００７９】
＜変形例２＞
次に、本発明の別の変形例について説明する。本発明の実施形態では、レンジビンP０におけるArea(A)、Area(R)に基づいてステップＳ１３１において選択された演算方法が相加平均である場合、出力信号生成部１４０は、レンジビンP０に係る係数βpi（Ｌ）を式（５）のように求める。また、レンジビンP０におけるArea(A)、Area(R)に基づいてステップＳ１３１において選択された演算方法が調和平均である場合、出力信号生成部１４０は、レンジビンP０に係る係数βpi（Ｌ）を式（６）のように求める。しかし、式（５）（６）に代えて、下記に示す式（１０）（１１）によって、出力信号生成部１４０は、レンジビンP０に係る係数βpi（Ｌ）を算出してもよい。
【００８０】
すなわち、レンジビンP０におけるArea(A)、Area(R)に基づいてステップＳ１３１において選択された演算方法が相加平均である場合、出力信号生成部１４０は、レンジビンP０に係る係数βpi（Ｌ）を式（１０）のように求める。
【００８１】
【数５】
2013234968.tif 000016
【００８２】
また、レンジビンP０におけるArea(A)、Area(R)に基づいてステップＳ１３１において選択された演算方法が調和平均である場合、出力信号生成部１４０は、レンジビンP０に係る係数βpi（Ｌ）を式（１１）のように求める。
【００８３】
【数６】
2013234968.tif 000017
【００８４】
式（１０）（１１）により、計算することによって、式（５）（６）の計算方法に比べて、係数βpi（Ｌ）の変化が緩やかになる。その結果、分解能の性能は落ちるが、映像抜けを防止される効果がある。
【００８５】
＜実装例＞
なお、上述した各実施形態に係る全て又は一部の機能ブロックは、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等）に格納された上述した処理手順を実行可能なプログラムデータが、ＣＰＵによって解釈実行されることで実現される。この場合、プログラムデータは、記録媒体を介して記憶装置内に導入されてもよいし、記録媒体上から直接実行されてもよい。なお、記録媒体は、ＲＯＭやＲＡＭやフラッシュメモリ等の半導体メモリ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクメモリ、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤやＢＤ等の光ディスクメモリ、及びメモリカード等をいう。また、記録媒体は、電話回線や搬送路等の通信媒体も含む概念である。
【００８６】
また、上述した各実施形態に係る全て又は一部の機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩ（集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、又はウルトラＬＳＩ等と称される）として実現される。これらは、個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全部を含むように１チップ化されてもよい。また、集積回路化の手法は、ＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
【００８７】
＜実施形態の適用について＞
なお、以上の実施形態においては、物標探知機として、レーダ装置を例に挙げて説明したが、ソナー装置にも同様に適用可能である。なお、ソナー装置に適用した場合、水深もしくは時間が、本発明の距離に相当する概念となりうる。
【符号の説明】
【００８８】
１０  信号受信部
２０  Ａ／Ｄ変換部
３０  ノイズ・干渉除去部
４０  処理結果表示部
１００〜１０１  信号処理装置
１１０〜１１４  変化量算出部
１２０  係数決定部
１３０  演算方法選択部
１４０、１４１  出力信号生成部
１５０  中間信号生成部
【図１】
2013234968.tif 000018
【図２】
2013234968.tif 000019
【図３】
2013234968.tif 000020
【図４】
2013234968.tif 000021
【図５】
2013234968.tif 000022
【図６】
2013234968.tif 000023
【図７】
2013234968.tif 000024
【図８】
2013234968.tif 000025
【図９】
2013234968.tif 000026
【図１０】
2013234968.tif 000027
【図１１】
2013234968.tif 000028
【図１２】
2013234968.tif 000029