(57)【要約】  【課題】ビーム・サイドローブ偽像を、より確実に抑制できる、エコー信号処理装置、レーダ装置、エコー信号処理方法、及びプログラムを提供する。【解決手段】エコー信号処理装置の偽像低減処理部２１は、しきい値設定部２８を含むフィルタ処理部２６を、有している。しきい値設定部２８は、フィルタ処理用のしきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を設定する。フィルタ処理部２６は、送信信号に対する反射波を観測することで得られた受信信号Ｓｎ（θ）を、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を用いてフィルタ処理する。エコー信号の観測位置を基準とする距離方向に対して交差する方向を、交差方向とした場合、しきい値設定部２８は、交差方向に関して平滑化されたしきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を、設定する。【選択図】        図３
2016121970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のしきい値を設定する、しきい値設定部と、
送信信号に対するエコー信号である反射波を観測することで得られた受信信号を、前記しきい値を用いてフィルタ処理する、フィルタ処理部と、を備え、
前記受信信号の観測位置を基準とする距離方向に対して交差する方向を、交差方向とした場合、前記しきい値設定部は、前記交差方向に関して平滑化された前記しきい値を設定することを特徴とする、エコー信号処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエコー信号処理装置であって、
前記交差方向は、前記観測位置回りの方位方向であることを特徴とする、エコー信号処理装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のエコー信号処理装置であって、
前記しきい値設定部は、所定の第１位置での前記受信信号の信号レベルに関する前記しきい値としての、第１しきい値を設定することを特徴とする、エコー信号処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載のエコー信号処理装置であって、
前記第１しきい値の設定に用いられる補正値を設定する、補正値設定部を更に備え、
前記第１位置とは前記交差方向に並ぶ所定の位置を第２位置とした場合、前記補正値設定部は、前記第２位置での前記信号レベルを用いて、前記補正値を設定することを特徴とする、エコー信号処理装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載のエコー信号処理装置であって、
前記第１しきい値の設定に用いられる補正値を設定する、補正値設定部を更に備え、
前記第１位置とは前記交差方向に並ぶ所定の位置を第２位置とした場合、前記補正値設定部は、前記第２位置での前記信号レベルに関する前記しきい値を用いて、前記補正値を設定することを特徴とする、エコー信号処理装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のエコー信号処理装置であって、
前記しきい値設定部は、前記受信信号が観測される環境のうち、前記受信信号に影響を及ぼす環境に関する情報を用いて、前記しきい値を設定することを特徴とする、エコー信号処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載のエコー信号処理装置であって、
前記環境に関する情報は、前記受信信号を観測するアンテナの周囲に配置された装備を特定する情報を含むことを特徴とする、エコー信号処理装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載のエコー信号処理装置であって、
前記交差方向に並ぶ所定の２つの位置を第１位置及び第２位置とし、前記第１位置とは前記距離方向に並ぶ所定の位置を第３位置とした場合、
前記しきい値設定部は、前記第２位置での前記信号レベルに関する処理値と、前記第３位置での前記信号レベルに関する処理値とを、前記環境に関する情報に基づいて設定された割合で関連づけることで、前記第１位置での前記受信信号の信号レベルに関する前記しきい値としての第１しきい値を設定することを特徴とする、エコー信号処理装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載のエコー信号処理装置であって、
前記しきい値設定部は、前記距離方向に関して平滑化された前記しきい値を設定することを特徴とする、エコー信号処理装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載のエコー信号処理装置であって、
前記フィルタ処理部は、所定の第１位置での前記受信信号の信号レベルから、前記しきい値としての補正用しきい値を減算し、
前記補正用しきい値は、前記第１位置と前記観測位置との間の所定の位置における、前記信号レベルに関する前記しきい値であることを特徴とする、エコー信号処理装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０の何れか１項に記載のエコー信号処理装置であって、
前記送信信号による複数スキャン間のスキャン相関処理を行う、スキャン相関処理部を更に備え、
前記スキャン相関処理部は、前記フィルタ処理部の処理結果に対して、前記スキャン相関処理を行うことを特徴とする、エコー信号処理装置。
【請求項１２】
所定のしきい値を設定する、しきい値設定ステップと、
送信信号に対するエコー信号である反射波を観測することで得られた受信信号を、前記しきい値を用いてフィルタ処理する、フィルタ処理ステップと、を含み、
前記受信信号の観測位置を基準とする距離方向に対して交差する方向を、交差方向とした場合、前記しきい値設定ステップでは、前記交差方向に関して平滑化された前記しきい値を設定することを特徴とする、エコー信号処理方法。
【請求項１３】
コンピュータに、
所定のしきい値を設定する、しきい値設定ステップと、
送信信号に対するエコー信号である反射波を観測することで得られた受信信号を、前記しきい値を用いてフィルタ処理する、フィルタ処理ステップと、を実行させ、
前記受信信号の観測位置を基準とする距離方向に対して交差する方向を、交差方向とした場合、前記しきい値設定ステップでは、前記交差方向に関して平滑化された前記しきい値を設定することを特徴とする、プログラム。
【請求項１４】
水平面上を回転しながら送信信号を放射し、前記送信信号に対する反射波を受信するように構成されたアンテナと、
請求項１乃至請求項１０の何れか１項に記載のエコー信号処理装置と、を備えていることを特徴とする、レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エコー信号を用いて物標を検出する、エコー信号処理装置、レーダ装置、エコー信号処理方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
物標探知装置の一例として、レーダ装置が知られている。レーダ装置は、アンテナを有している。アンテナは、電磁波からなるビームを送信信号として出力する。この送信信号は、物標で反射され、エコー信号として、アンテナで受信される。エコー信号は、例えば、アンテナを中心とする距離方向に沿った信号である。レーダ装置は、エコー信号を処理する処理部を有している。この処理部は、エコー信号を処理することにより、物標を検出する。処理部は、物標を検出する際に、不要な信号を除去するための処理を行う場合がある。このような処理として、ＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）処理（例えば、特許文献１参照）、ＳＴＣ（Sensitivity Time Control）処理を例示することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１４８６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記アンテナは、メインローブによるビーム以外にも、サイドローブによるビームを発射する。その結果、サイドローブによるビームに起因する偽像（以下、ビーム・サイドローブ偽像ともいう）が生じる。
【０００５】
具体的には、平面図である、図１２を参照して、アンテナ１００のメインローブ１０１と、サイドローブ１０２，１０３とは、図１２のように示される。アンテナ１００は、矢印に示すように、時計回りに回転する。
【０００６】
アンテナ１００のメインローブ１０１の位置が、物標１０４（１０４ａ）と向かい合う位置である場合、メインローブ１０１によるビームは、物標１０４で反射する。この場合、図１３に示す、レーダ装置のＰＰＩ画面(Plan Position Indicator scope)１０５には、物標１０４のエコー像１０６が、正しく表示される。
【０００７】
一方、図１２及び図１３を参照して、アンテナ１００のサイドローブ１０２の位置が、物標１０４（１０４ｂ）と向かい合う場合、サイドローブ１０２によるビームは、物標１０４で反射する。このため、ＰＰＩ画面１０５には、サイドローブ偽像１０７が生じてしまう。上記と同様に、アンテナ１００のサイドローブ１０３の位置が、物標１０４（１０４ｃ）と向かい合う場合、ＰＰＩ画面１０５には、サイドローブ偽像１０８が生じてしまう。このような、サイドローブに起因する偽像１０７，１０８は、ＰＰＩ画面１０５上で、例えば、アンテナ１００の位置１０９を中心とする、円弧状の像として現れる。
【０００８】
このような偽像を抑制するために、上述のＣＦＡＲ処理、又はＳＴＣ処理等を用いることが考えられる。しかしながら、従来のＣＦＡＲ処理は、距離方向に沿ったエコー信号の信号レベルの関係に着目しているに過ぎなかった。同様に、従来のＳＴＣ処理は、距離方向に沿ったエコー信号の信号レベルの関係に着目しているに過ぎなかった。
【０００９】
このため、ビーム・サイドローブ偽像は、従来のＣＦＡＲ処理、及びＳＴＣ処理では、十分に抑制することができなかった。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、ビーム・サイドローブ偽像を、より確実に抑制できる、エコー信号処理装置、レーダ装置、エコー信号処理方法、及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】
【００１１】
（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わるエコー信号処理装置は、しきい値設定部と、フィルタ処理部と、を備えている。前記しきい値設定部は、所定のしきい値を設定する。前記フィルタ処理部は、送信信号に対するエコー信号である反射波を観測することで得られた受信信号を、前記しきい値を用いてフィルタ処理する。前記受信信号の観測位置を基準とする距離方向に対して交差する方向を、交差方向とした場合、前記しきい値設定部は、前記交差方向に関して平滑化された前記しきい値を設定する。
【００１２】
（２）好ましくは、前記交差方向は、前記観測位置回りの方位方向である。
【００１３】
（３）好ましくは、所定の第１位置での前記受信信号の信号レベルに関する前記しきい値としての、第１しきい値を設定する。
【００１４】
（４）より好ましくは、前記エコー信号処理装置は、前記第１しきい値の設定に用いられる補正値を設定する、補正値設定部を更に備える。前記第１位置とは前記交差方向に並ぶ所定の位置を第２位置とした場合、前記補正値設定部は、前記第２位置での前記信号レベルを用いて、前記補正値を設定する。
【００１５】
（５）より好ましくは、前記エコー信号処理装置は、前記第１しきい値の設定に用いられる補正値を設定する、補正値設定部を更に備える。前記第１位置とは前記交差方向に並ぶ所定の位置を第２位置とした場合、前記補正値設定部は、前記第２位置での前記信号レベルに関する前記しきい値を用いて、前記補正値を設定する。
【００１６】
（６）好ましくは、前記しきい値設定部は、前記受信信号が観測される環境のうち、前記受信信号に影響を及ぼす環境に関する情報を用いて、前記しきい値を設定する。
【００１７】
（７）より好ましくは、前記環境に関する情報は、前記受信信号を観測するアンテナの周囲に配置された装備を特定する情報を含む。
【００１８】
（８）好ましくは、前記交差方向に並ぶ所定の２つの位置を第１位置及び第２位置とし、前記第１位置とは前記距離方向に並ぶ所定の位置を第３位置とする。この場合、前記しきい値設定部は、前記第２位置での前記信号レベルに関する処理値と、前記第３位置での前記信号レベルに関する処理値とを、前記環境に関する情報に基づいて設定された割合で関連づけることで、前記第１位置での前記受信信号の信号レベルに関する前記しきい値としての第１しきい値を設定する。
【００１９】
（９）好ましくは、前記しきい値設定部は、前記距離方向に関して平滑化された前記しきい値を設定する。
【００２０】
（１０）好ましくは、前記フィルタ処理部は、所定の第１位置での前記受信信号の信号レベルから、前記しきい値としての補正用しきい値を減算する。前記補正用しきい値は、前記第１位置と前記観測位置との間の所定の位置における、前記信号レベルに関する前記しきい値である。
【００２１】
（１１）好ましくは、前記送信信号による複数スキャン間のスキャン相関処理を行う、スキャン相関処理部を更に備える。前記スキャン相関処理部は、前記フィルタ処理部の処理結果に対して、前記スキャン相関処理を行う。
【００２２】
（１２）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わるエコー信号処理方法は、しきい値設定ステップと、フィルタ処理ステップと、を含む。前記しきい値設定ステップでは、所定のしきい値を設定する。前記フィルタ処理ステップでは、送信信号に対するエコー信号である反射波を観測することで得られた受信信号を、前記しきい値を用いてフィルタ処理する。前記受信信号の観測位置を基準とする距離方向に対して交差する方向を、交差方向とした場合、前記しきい値設定ステップでは、前記交差方向に関して平滑化された前記しきい値を設定する。
【００２３】
（１３）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わるプログラムは、コンピュータに、しきい値設定ステップと、フィルタ処理ステップと、を実行させる。前記しきい値設定ステップでは、所定のしきい値を設定する。前記フィルタ処理ステップでは、送信信号に対するエコー信号である反射波を観測することで得られた受信信号を、前記しきい値を用いてフィルタ処理する。前記受信信号の観測位置を基準とする距離方向に対して交差する方向を、交差方向とした場合、前記しきい値設定ステップでは、前記交差方向に関して平滑化された前記しきい値を設定する。
【００２４】
（１４）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わるレーダ装置は、アンテナと、前記のエコー信号処理装置と、を備えている。前記アンテナは、水平面上を回転しながら送信信号を放射し、前記送信信号に対する反射波を受信するように構成されている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、ビーム・サイドローブ偽像を、より確実に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】レーダ装置のエコー信号処理装置のブロック図である。
【図３】エコー信号処理装置の偽像低減処理部のブロック図である。
【図４】受信信号の受信信号レベルを説明するための、模式図である。
【図５】自船においてアンテナの周囲に設置された装備を説明するための、自船の一部の模式的な平面図である。
【図６】電磁界シミュレータを示すブロック図である。
【図７】補正値設定部で行われる処理、及びしきい値設定部で行われる処理を説明するための、模式的な平面図である。
【図８】信号処理装置における動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】実施例を説明するためのブロック図である。
【図１０】比較例の処理結果を示す図である。
【図１１】実施例の処理結果を示す図である。
【図１２】従来技術の概要を説明するための模式的な平面図である。
【図１３】従来技術におけるエコー像の表示の一例を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ説明する。本発明は、エコー信号処理装置、レーダ装置、エコー信号処理方法、及びプログラムとして広く適用することができる。以下では、図中同一または相当部分には、同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２８】
図１は、レーダ装置１の構成を示すブロック図である。図２は、レーダ装置１のエコー信号処理装置３のブロック図である。図３は、エコー信号処理装置３の偽像低減処理部２１のブロック図である。
【００２９】
図１に示すように、レーダ装置１は、例えば、漁船などの船舶に備えられる舶用レーダであり、他船等の物標の探知に用いられる。以下では、レーダ装置１が備えられている船舶を、自船という。
【００３０】
レーダ装置１は、アンテナユニット２と、エコー信号処理装置３と、操作・表示装置４とを備えている。以下では、エコー信号処理装置３を、単に信号処理装置３という。
【００３１】
アンテナユニット２は、アンテナ５と、送受切替部６と、送信部７と、受信部８と、Ａ／Ｄ変換部９と、を備えている。
【００３２】
アンテナ５は、指向性を有するパルス状電波を送信信号として送信するとともに、当該送信信号に対するエコー信号である反射波を、受信信号として受信する。このように、アンテナ５は、信号送信機能と、信号観測機能と、を有している。アンテナ５は、自船を平面視した状態において、水平方向に送信信号を出力する。レーダ装置１は、アンテナ５がパルス状電波を送信してからエコーを受信するまでの時間を測定することにより、物標までの距離を知ることができる。また、アンテナ５は、水平面上において３６０度回転可能に構成されており、送信信号の送信方向を変えながら（アンテナ５回りの角度θを変えながら）、電波の送受信を繰り返し行うように構成されている。アンテナユニット２は、角度（＝方位角）θを示す角度信号を、信号処理装置３に出力する。以上の構成で、レーダ装置１は、自船周囲の物標を、自船回りの３６０度にわたり探知することができる。アンテナ５としては、例えば、スロットアレイアンテナ、パッチアンテナ、及びパラボラアンテナ等を挙げることができる。レーダ装置１は、１スキャン毎に、本実施形態に示す処理を繰り返し行うように構成されている。
【００３３】
尚、以下の説明では、送信信号を送信してから次の送信信号を送信するまでの動作を「スイープ」という。また、信号の送受信を行いながらアンテナを３６０°回転させる動作を「スキャン」と呼ぶ。
【００３４】
送受切替部６は、例えば、サーキュレータである。送受切替部６は、送信信号の送信時には、送信部７からアンテナ５に送信信号を送る。また、送受切替部６は、受信信号の受信時には、アンテナ５が受信した受信信号をアンテナ５から受信部８に送る。
【００３５】
送信部７は、マイクロ波を発振する電子素子として、例えば、Ｄ／Ａコンバータ、周波数変換器、及び電力増幅器を有している。送信部７は、送信信号としてのパルス状電波を生成し、このパルス状電波を、アンテナ５に送出する。
【００３６】
受信部８は、アンテナ５が受信した信号を検波して増幅し、増幅した受信信号をＡ／Ｄ変換部９に出力する。
【００３７】
Ａ／Ｄ変換部９は、受信部８から出力された受信信号を、所定の時間間隔でサンプリングする。このように、Ａ／Ｄ変換部９は、受信部８から出力された受信信号を、デジタル信号に変換することで、受信信号Ｓｎ（θ）を生成する。受信信号Ｓｎ（θ）は、アンテナ５回りの任意の角度θにおける、受信信号である。この受信信号Ｓｎ（θ）は、離散信号である。
【００３８】
図４は、受信信号Ｓｎ（θ）の信号レベルＥｃｈｏ［ｉ，ｊ］を説明するための、模式図である。図４では、一例として、５回のスイープ動作によって得られた各受信信号Ｓｎ（θ）の信号レベルＥｃｈｏ［ｉ，ｊ］が、図示されている。各スイープ動作において、所定時間毎、即ち、所定距離毎に、サンプリング位置が設定される。図４では、各スイープにおける角度θについての変数が、ｉとして規定されている。また、アンテナ５からの距離方向Ｄ２のサンプリング番号が、ｊ（ｊは、自然数）として規定されている。変数ｊは、受信信号Ｓｎ（θ）の受信開始からの時刻を示しており、アンテナ５からの距離に比例する。
【００３９】
アンテナ５の位置Ｐ０が、基準位置として規定されている。この位置Ｐ０から、直線的に進む方向が、距離方向Ｄ２として規定されている。距離方向Ｄ２は、受信信号Ｓｎ（θ）の観測位置を基準とする方向である、ともいえる。また、距離方向Ｄ２に交差する交差方向として、方位方向Ｄ１が規定されている。方位方向Ｄ１は、アンテナ５の位置Ｐ０を中心とする円周方向である。方位方向Ｄ１及び距離方向Ｄ２は、何れも、平面視における方向である。
【００４０】
図４に示すように、本実施形態では、第１位置Ｐ１[ｉ１，ｊ１］、第２位置Ｐ２[ｉ１−１，ｊ１］、及び第３位置Ｐ３[ｉ１，ｊ１−１］が定義される。第１位置Ｐ１[ｉ１，ｊ１］は、受信信号Ｓｎ（θ）における任意のサンプリング点のうちの１つの点の位置である。第２位置Ｐ２[ｉ１−１，ｊ１］は、第１位置Ｐ１[ｉ１，ｊ１］が規定される受信信号Ｓｎ（ｉ１）の１スイープ前の受信信号Ｓｎ（ｉ１−１）における、サンプリング点での位置である。
【００４１】
第２位置Ｐ２[ｉ１−１，ｊ１］は、第１位置Ｐ１[ｉ１，ｊ１］と方位方向Ｄ１に並んでいる。第１位置Ｐ１[ｉ１，ｊ１］と第２位置Ｐ２[ｉ１−１，ｊ１］とは、距離方向Ｄ２の位置が揃えられており、方位方向Ｄ１に並んでいる。第３位置Ｐ３[ｉ１，ｊ１−１］は、第１位置Ｐ１[ｉ１，ｊ１］と距離方向Ｄ２に隣接するサンプリング点の位置であり、第１位置Ｐ１[ｉ１，ｊ１］とアンテナ５の位置Ｐ０との間に位置している。本実施形態では、第１位置Ｐ１[ｉ１，ｊ１］における信号レベルＥｃｈｏ［ｉ１，ｊ１］がフィルタ処理される際の構成を説明する。また、以下では、第１位置Ｐ１[ｉ１，ｊ１］、第２位置Ｐ２[ｉ１−１，ｊ１］、及び第３位置Ｐ３[ｉ１，ｊ１−１］を、それぞれ、単に第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、第３位置Ｐ３という場合がある。
【００４２】
受信信号Ｓｎ（θ）の各サンプリング点（Ｐ１[ｉ１，ｊ１］，Ｐ２[ｉ１−１，ｊ１］，Ｐ３[ｉ１，ｊ１−１］等）での受信信号レベルは、Ｅｃｈｏ［ｉ，ｊ］で示される。図４では、信号レベルＥｃｈｏ［ｉ，ｊ］が、大きいほど、受信信号Ｓｎ（θ）の波形の位置が高くなるように図示されている。図４では、一例として、各受信信号Ｓｎ（θ）で特定される第１エコー像１１と、第２エコー像１２と、を図示している。第１エコー像１１は、方位方向Ｄ１に細長いエコー像である。第２エコー像１２は、方位方向Ｄ１に短いエコー像である。図１〜図３に示すように、Ａ／Ｄ変換部９は、受信信号Ｓｎ（θ）を、信号処理装置３へ出力する。
【００４３】
信号処理装置３は、受信信号Ｓｎ（θ）を処理することで、物標を表示するための表示用データＤｓｐを生成し、この表示用データＤｓｐを、操作・表示装置４へ出力する。この表示用データＤｓｐは、各受信信号Ｓｎ（θ）で特定されるエコー像１１、１２の画像データを含む。
【００４４】
信号処理装置３は、偽像低減処理部２１と、スキャン相関処理部２２と、ビデオカーブ処理部２３と、を有している。
【００４５】
信号処理装置３は、例えば図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を含むデバイスで構成されている。例えば、上記のＣＰＵが、ＲＡＭからプログラムを読み出して実行することにより、偽像低減処理部２１と、スキャン相関処理部２２と、ビデオカーブ処理部２３と、が構成される。
【００４６】
偽像低減処理部２１は、ビーム・サイドローブ偽像を低減するために設けられている。偽像低減処理部２１は、偽像関連情報取得部２４と、重畳部２５と、フィルタ処理部２６と、を有している。
【００４７】
偽像関連情報取得部２４は、自船においてアンテナ５の周囲に設置された装備に起因する、偽像についての情報を取得及び記憶するために設けられている。即ち、偽像関連情報取得部２４は、受信信号Ｓｎ（θ）が観測される環境の情報のうち、受信信号Ｓｎ（θ）に影響を及ぼす環境の情報を、装備起因偽像に関する情報ｆｉから取得し、かつ、記憶する。装備起因偽像に関する情報ｆｉは、フィルタ処理部２６において、後述するしきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を設定するために、用いられる。
【００４８】
図５は、自船５０においてアンテナ５の周囲に設置された装備５１を説明するための、自船５０の一部の模式的な平面図である。図５に示すように、本実施形態では、アンテナ５は、自船５０の屋根５２上に装着されている。また、屋根５２には、装備５１が配置されている。装備５１は、アンテナ５の周囲に配置された、複数の柱５３，５４，５５を含んでいる。これらの柱５３，５４，５５が存在していることにより、アンテナ５からの送信信号は、これらの柱５３，５４，５５で反射され、その結果、装備５１に起因するエコー信号が生じる。このエコー信号は、装備５１に起因する偽像（装備起因偽像）の原因となる。装備起因偽像は、柱５３，５４，５５の位置、形状等、装備５１の特性に応じて生じる。装備起因偽像に関する情報ｆｉは、アンテナ５の周囲に配置された装備５１を特定する情報を含んでいる。
【００４９】
図６は、電磁界シミュレータ６０を示すブロック図である。図５及び図６を参照して、装備起因偽像に関する情報ｆｉは、例えば、コンピュータシミュレーションによって生成される。具体的には、情報ｆｉを生成するために、電磁界シミュレータ６０が用いられる。電磁界シミュレータ６０は、コンピュータに、電磁界に関する演算処理を実行させるプログラムを有している。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、電磁界シミュレータ６０を実現することができる。本実施形態では、電磁界シミュレータ６０は、信号処理装置３とは別個に設けられている。
【００５０】
電磁界シミュレータ６０は、アンテナ５と装備５１とが図５に示すように配置された環境に相当する環境を、仮想の環境として構築する。電磁界シミュレータ６０は、この仮想の環境下で、偽像が生じる方位と、偽像の信号レベルと、装備５１に起因して変化する、アンテナ５のビームパターンと、を算出する。電磁界シミュレータ６０は、算出結果を、情報ｆｉとして生成する。例えば、自船５０の周囲に物標が存在していない状態に相当する仮想の環境下で、上記のシミュレーションが行われることにより、情報ｆｉが取得される。図３を参照して、情報ｆｉは、例えば、信号処理装置３の製造時に、偽像関連情報取得部２４に格納される。
【００５１】
尚、情報ｆｉに関するデータベースを、偽像関連情報取得部２４に格納してもよい。この場合、データベースは、装備起因偽像に関する情報を、複数種類格納している。そして、データベースの情報のうち、装備５１が設置されている場合と最も近いパターンの情報が、情報ｆｉとして、偽像関連情報取得部２４によって選択される。また、情報ｆｉは、オペレータが操作・表示装置４を操作することで、偽像関連情報取得部２４へ与えられてもよい。偽像関連情報取得部２４は、情報ｆｉを、重畳部２５へ出力する。
【００５２】
図１〜図３を参照して、重畳部２５は、受信信号Ｓｎ（θ）に、情報ｆｉを重畳するために設けられている。重畳部２５は、受信信号Ｓｎ（θ）に、情報ｆｉが重畳された信号としての、処理用信号Ｓｎ１（θ）を生成する。この処理用信号Ｓｎ１（θ）は、フィルタ処理部２６へ出力される。
【００５３】
フィルタ処理部２６は、受信信号Ｓｎ（θ）に含まれる偽像信号を低減するために設けられている。尚、偽像信号とは、操作・表示装置４に偽像を表示させる原因となる信号をいう。本実施形態では、フィルタ処理部２６は、ＩＩＲフィルタ（Infinite Impulse Response Filter）を用いて形成されている。フィルタ処理部２６は、所定のしきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を用いて、処理用信号Ｓｎ１（θ）に偽像低減処理を施すことにより、処理用信号Ｓｎ２（θ）を生成する。より具体的には、フィルタ処理部２６は、処理用信号Ｓｎ１（θ）に含まれる受信信号Ｓｎ（θ）の、各信号レベルＥｃｈｏ［ｉ，ｊ］に、演算処理を施す。
【００５４】
フィルタ処理部２６は、補正値設定部２７と、しきい値設定部２８と、減算器２９と、を有している。
【００５５】
図７は、補正値設定部２７で行われる処理、及びしきい値設定部２８で行われる処理を説明するための、模式的な平面図である。図３及び図７に示すように、補正値設定部２７は、第１位置Ｐ１での信号レベルＥｃｈｏ［ｉ１，ｊ１］に関する、補正値Ｃｂ［ｉ１，ｊ１］を設定するために設けられている。この補正値Ｃｂ［ｉ１，ｊ１］は、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を算出する際に用いられる。
【００５６】
補正値設定部２７は、第１位置Ｐ１と方位方向Ｄ１に並ぶ位置としての第２位置Ｐ２における、信号レベルＥｃｈｏ［ｉ１−１，ｊ１］に基づいて、補正値Ｃｂ［ｉ１，ｊ１］を設定する。具体的には、補正値設定部２７は、補正値Ｃｂ［ｉ１，ｊ１］を、下記式（１）によって算出する。
【００５７】
Ｃｂ［ｉ１，ｊ１］＝Ｔｈ［ｉ１−１，ｊ１］＋α１{Ｅｃｈｏ［ｉ１−１，ｊ１］−Ｔｈ［ｉ１−１，ｊ１］}・・・・・（１）
【００５８】
但し、α１は、補正係数であり、偽像の信号レベル等を考慮して、適宜設定される。本実施形態では、係数α１は、信号処理装置３の製造時に設定される。尚、係数α１は、オペレータによって手動で変更可能であってもよい。
【００５９】
また、Ｔｈ［ｉ１−１，ｊ１］は、第２位置Ｐ２での信号レベルＥｃｈｏ［ｉ１−１，ｊ１］に関するしきい値である。即ち、Ｔｈ［ｉ１−１，ｊ１］は、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］の算出対象である第１位置Ｐ１と方位方向Ｄ１に隣接する位置でのしきい値であり、当該第２位置Ｐ２での信号レベルＥｃｈｏ［ｉ１−１，ｊ１］を用いて設定される。尚、しきい値Ｔｈ［ｉ１−１，ｊ１］の初期値は、受信信号Ｓｎ（θ）をアンテナ５で観測することで得られる、ノイズレベルに相当する。補正値設定部２７は、算出した補正値Ｃｂ［ｉ１，ｊ１］を、しきい値設定部２８へ出力する。
【００６０】
しきい値設定部２８は、第１位置Ｐ１での信号レベルＥｃｈｏ［ｉ１，ｊ１］に関する、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を設定するために設けられている。しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］は、本発明の「所定のしきい値」の一例であり、「第１しきい値」の一例である。しきい値設定部２８は、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を、下記式（２）によって算出する。
【００６１】
Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］＝（１−α２）×Ｔｈ［ｉ１，ｊ１−１］＋α２×Ｃｂ［ｉ１，ｊ１］・・・・・（２）
【００６２】
但し、α２は、所定の重み付け係数であり、０＜α２＜１に設定される。Ｔｈ［ｉ１，ｊ１−１］は、第１位置Ｐ１［ｉ１，ｊ１］とは距離方向Ｄ２に隣り合う第３位置Ｐ３［ｉ１，ｊ１−１］での、信号レベルＥｃｈｏ［ｉ１，ｊ１−１］に関する、しきい値である。
【００６３】
上記式（２）から明らかなように、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］は、第３位置Ｐ３でのしきい値Ｔｈ［ｉ，ｊ１−１］と、補正値Ｃｂ［ｉ１，ｊ１］とを、重み付け係数α２を用いた加重平均計算することで、求められる。
【００６４】
重み付け係数α２が大きくなるに従い、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］に占める補正値Ｃｂ［ｉ１，ｊ１］の割合は、大きくなる。即ち、重み付け係数α２が大きくなるに従い、第２位置Ｐ２での信号レベルＥｃｈｏ［ｉ１−１，ｊ１］が、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］に与える影響は、大きくなる。この場合、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］は、ビーム・サイドローブ偽像を抑圧する効果がより高くなるような、値となる。
【００６５】
一方、重み付け係数α２が小さくなるに従い、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］に占める補正値Ｃｂ［ｉ１，ｊ１］の割合は、小さくなる。この場合、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］は、メインローブによる送信信号によって得られる、受信信号の、過度の抑圧を防ぐような値となる。
【００６６】
本実施形態では、重み付け係数α２は、装備起因偽像に関連する情報ｆｉに基づいて決定される。具体的には、補正値設定部２７は、上記の情報ｆｉを基に、受信信号Ｓｎ（ｉ１）の到来方向が、装備５１（図５参照）の影響を受ける方向であるか否かを判定する。補正値設定部２７は、上記到来方向が、装備５１の影響を受ける方向であるか否かに応じて、重み付け係数α２を変更する。
【００６７】
受信信号Ｓｎ（ｉ１）の到来方向が、装備５１の影響を受ける方向である場合、補正値設定部２７は、重み付け係数α２を、装備５１の影響に応じた比較的大きな第１の値α２１に設定する。即ち、補正値設定部２７は、偽像低減効果がより大きくなるように（フィルタが軽くなるように）、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を設定する。一方、受信信号Ｓｎ（ｉ１）の到来方向が、装備５１の影響を実質的に受けない方向である場合、補正値設定部２７は、重み付け係数α２を、比較的小さな第２の値α２２に設定する。α２１＞α２２である。この場合、補正値設定部２７は、エコーの抑圧度合いが小さくなるように（フィルタが重くなるように）、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を設定する。
【００６８】
尚、重み付け係数α２は、オペレータが、操作・表示装置４を操作することにより、変更可能に構成されていてもよい。また、重み付け係数α２は、固定値であってもよい。重み付け係数α２の調整により、操作・表示装置４の表示画面における、偽像抑圧効果と、所望エコー抑圧防止効果と、が調整される。しきい値設定部２８は、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を、減算器２９へ出力する。
【００６９】
減算器２９は、第１位置Ｐ１における信号レベルＥｃｈｏ［ｉ，ｊ］から、補正用しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊｘ］を減算する。この減算処理を、式として表すと、式（３）となる。
【００７０】
Ｏｕｔ１［ｉ１，ｊ１］＝Ｅｃｈｏ［ｉ１，ｊｉ］−Ｔｈ［ｉ１，ｊｘ］・・・・・（３）
但し、Ｏｕｔ１［ｉ１，ｊ１］は、減算器２９における減算結果であり、第１位置Ｐ１での信号レベルを示している。このＯｕｔ１［ｉ１，ｊ１］は、処理用信号Ｓｎ２（θ）で特定される出力値である。補正用しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊｘ］は、角度θ＝ｉ１の受信信号Ｓｎ（θ）における、所定位置Ｐｘ［ｉ１，ｊｘ］に関するしきい値であり、ｊｘ＜ｊ１である。この位置Ｐｘ［ｉ１，ｊｘ］は、第１位置Ｐ１とアンテナ５の位置Ｐ０との間に位置している。式（３）のＥｃｈｏ［ｉ１，ｊｉ］から減ずるしきい値が、第１位置Ｐ１でのしきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］ではなく、補正用しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊｘ］である理由は、下記の通りである。
【００７１】
即ち、フィルタ処理部２６では、上記式（２）が用いられることで、距離方向Ｄ２に関する平滑化が行われる。その結果、ビーム・サイドローブ偽像を発生させる信号レベルが生じた位置と、当該信号レベルに対応するしきい値Ｔｈ［ｉ，ｊ］が設定される位置とは、ずれを生じる。このずれの度合いは、平滑化の度合い、即ち、重み付け係数α２の影響を受ける。そこで、しきい値Ｔｈ［ｉ，ｊ］を距離方向Ｄ２に関して補正する必要がある。この補正を行うために、前述したように、信号レベルＥｃｈｏ［ｉ１，ｊ１］から減ずる値は、第１位置Ｐ１でのしきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］ではなく、補正用しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊｘ］となる。所定位置［ｉ１，ｊｘ］は、式（２）における平滑化の度合いに応じて、適宜設定される。
【００７２】
図２及び図３に示すように、減算器２９は、信号レベルＯｕｔ１［ｉ１，ｊ１］の情報を含む処理用信号Ｓｎ２（θ）を、スキャン相関処理部２２へ出力する。スキャン相関処理部２２は、送信信号を用いた複数回のスキャン動作結果間の、相関処理を行うために設けられている。この場合のスキャン相関処理は、１スキャン前の時刻におけるスキャン相関処理部２２の算出結果としての、処理用信号Ｓｎ３（θ）ｐａｓｔと、最新時刻における処理用信号Ｓｎ２（θ）と、を相関させる処理をいう。具体的には、スキャン相関処理部２２が処理用信号Ｓｎ２（θ）を処理する時刻から１スキャンぶん前の時刻を（ｔ−１）とした場合、スキャン相関処理部２２は、下記式（４）を演算する。
【００７３】
Ｏｕｔ２［ｉ１，ｊ１］＝（１−α３）Ｏｕｔ２［ｉ１，ｊ１］ｔ−１＋α３×Ｏｕｔ１［ｉ１，ｊ１］・・（４）
【００７４】
但し、Ｏｕｔ２［ｉ１，ｊ１］は、スキャン相関処理後の、第１位置Ｐ１での信号レベルである。また、Ｏｕｔ２［ｉ１，ｊ１］ｔ−１は、時刻（ｔ−１）における、スキャン相関処理後の、第１位置Ｐ１での信号レベルである。α３は、所定の重み付け係数であり、０＜α３＜１に設定される。
【００７５】
上記式（４）から明らかなように、信号レベルＯｕｔ２［ｉ１，ｊ１］は、１スキャン前の時刻で算出された信号レベルＯｕｔ２［ｉ１，ｊ１］ｔ−１と、最新の信号レベルＯｕｔ１［ｉ１，ｊ１］と、の加重平均を、重み付け係数α３を用いた加重平均計算することで求められる。
【００７６】
重み付け係数α３が大きくなるに従い、信号レベルＯｕｔ２［ｉ１，ｊ１］に占める、偽像低減処理部２１での最新の処理結果（信号レベルＯｕｔ１［ｉ１，ｊ１］の割合が大きくなる。これにより、物標の変位を、迅速に探知できる。一方、重み付け係数α３が小さくなるに従い、信号レベルＯｕｔ２［ｉ１，ｊ１］に占める、信号レベルＯｕｔ２［ｉ１，ｊ１］ｔ−１の割合が大きくなる。これにより、クラッタの発生を、抑制できる。スキャン相関処理部２２は、信号レベルＯｕｔ２［ｉ１，ｊ１］を特定する処理用信号Ｓｎ３（θ）を、ビデオカーブ処理部２３へ出力する。
【００７７】
図１及び図２を参照して、ビデオカーブ処理部２３は、処理用信号Ｓｎ３（θ）に、所定の処理を施す。これにより、操作・表示装置４の表示画面における、エコー像の見え方が適宜調整される。ビデオカーブ処理部２３は、上記の処理を施すことで得られた表示用データＤｓｐを、操作・表示装置４へ出力する。
【００７８】
操作・表示装置４は、信号処理装置３から出力された表示用データＤｓｐに応じた映像を、表示画面に表示する。操作・表示装置４は、表示画面において、自船５０の位置を原点とした直交座標系の画像を表示する。この際、表示画面において、第１位置Ｐ１に対応する画素は、第１位置Ｐ１についての信号レベルＯｕｔ２［ｉ１，ｊ１］に応じた表示を行う。
【００７９】
信号処理装置３は、受信信号の各サンプリング点を、順次、第１位置Ｐ１として設定し、上記の処理を行う。その結果、表示用データＤｓｐを与えられた操作・表示装置４は、表示画面において、アンテナ５を中心とするＰＰＩ画像を表示する。また、この操作・表示装置４は、種々の入力キー等の入力手段を備えており、電波の送受信、信号処理、及び映像表示に必要な種々の設定を入力できるように構成されている。
【００８０】
次に、信号処理装置３における信号レベルＯｕｔ１［ｉ１，ｊ１］の算出の流れを、フローチャートを用いて説明する。図８は、信号処理装置３における信号レベルＯｕｔ１［ｉ１，ｊ１］の算出の流れを説明するためのフローチャートである。以下では、図８のフローチャートに加えて、適宜図１〜図７を参照する。信号処理装置３の重畳部２５は、まず、受信信号Ｓｎ（ｉ１）を、Ａ／Ｄ変換部９から読み出す（ステップＳ１）。
【００８１】
次に、重畳部２５は、装備起因偽像に関する情報ｆｉを、偽像関連情報取得部２４から、読み出し、当該情報ｆｉを、受信信号Ｓｎ（θ）に重畳する（ステップＳ２）。重畳部２５は、情報ｆｉが重畳された処理用信号Ｓｎ１（θ）を、フィルタ処理部２６へ出力する。
【００８２】
次に、フィルタ処理部２６の補正値設定部２７は、前述の式（１）を用いて、補正値Ｃｂ［ｉ１，ｊ１］を設定する（ステップＳ３）。補正値設定部２７は、算出した補正値Ｃｂ［ｉ１，ｊ１］を、しきい値設定部２８へ出力する。
【００８３】
次に、しきい値設定部２８は、前述の式（２）を用いて、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を設定する（ステップＳ４）。この際、しきい値設定部２８は、処理用信号Ｓｎ１（θ）に含まれる情報ｆｉを基に、重み付け係数α２を設定する。しきい値設定部２８は、算出したしきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を、減算器２９へ出力する（ステップＳ５）。
【００８４】
次に、減算器２９は、演算対象のサンプリング点について、信号レベルＥｃｈｏ［ｉ１，ｊ１］、及び対応するしきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊｘ］を用いて、信号レベルＯｕｔ１［ｉ１，ｊ１］を算出する（ステップＳ６）。具体的には、減算器２９は、式（３）を演算する。減算器２９は、サンプリング点での信号レベルＯｕｔ１［ｉ１，ｊ１］を含む処理用信号Ｓｎ２（ｉ１）を、スキャン相関処理部２２へ出力する。
【００８５】
ステップＳ６で信号レベルＯｕｔ１［ｔ１，ｊ１］が算出されたサンプリング点と同一スイープにおける、他のサンプリング点についての信号レベルＯｕｔ１［ｔ１，ｊ１］の算出が未だである場合（ステップＳ７でＮＯ）、信号処理装置３は、第１位置Ｐ１の設定位置を、距離方向Ｄ２の外側へ１つずらす（ステップＳ８）。次いで、信号処理装置３は、ステップＳ３〜Ｓ６の処理を再び行う。ステップＳ３〜Ｓ６の処理は、同一スイープの全てのサンプリング点における信号レベルＯｕｔ１［ｉ１，ｊ１］の算出が完了する（ステップＳ７でＹＥＳ）まで、繰り返される。
【００８６】
［プログラム］
本実施形態に係るプログラムは、コンピュータに、図１〜図３に示す信号処理装置３の処理を実行させるプログラムであればよい。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施形態における信号処理装置３と、エコー信号処理方法と、を実現することができる。この場合、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）は、偽像関連情報取得部２４、重畳部２５及びフィルタ処理部２６として機能し、処理を行う。なお、信号処理装置３は、このようにソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現されてもよいし、ハードウェアによって実現されてもよい。
【００８７】
以上説明したように、信号処理装置３によると、しきい値設定部２８は、方位方向Ｄ１に関して平滑化されたしきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を設定する。これにより、フィルタ処理部２６は、第１位置Ｐ１とは方位方向Ｄ１に並ぶ第２位置Ｐ２からの受信信号Ｓｎ（ｉ１−１）を考慮した態様で、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を設定できる。よって、しきい値設定部２８は、方位方向Ｄ１に連続するエコーに対応したしきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を、設定できる。即ち、しきい値設定部２８は、ビーム・サイドローブ偽像を効果的に抑圧できるしきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を、設定できる。その結果、フィルタ処理部２６は、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を用いたフィルタ処理によって、ビーム・サイドローブ偽像を生じさせるエコー信号を、低減できる。これにより、レーダ装置１は、ビーム・サイドローブ偽像が低減されたエコー像を、操作・表示装置４の表示画面に表示させることができる。しかも、フィルタ処理部２６が、方位方向Ｄ１に平滑化を行うという簡易な処理によって、このような優れた効果を発揮できる。以上より、信号処理装置３は、ビーム・サイドローブ偽像を、より確実に抑制できる。
【００８８】
また、信号処理装置３によると、補正値設定部２７は、第１位置Ｐ１と方位方向Ｄ１に隣接する第２位置Ｐ２での信号レベルＥｃｈｏ［ｉ１−１，ｊ１］を用いて、補正値Ｃｂ［ｉ１，ｊ１］を設定する。これにより、ビーム・サイドローブ偽像を確実に抑圧できるしきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］の設定に適した補正値Ｃｂ［ｉ１，ｊ１］を、補正値設定部２７によって設定できる。また、補正値設定部２７は、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］の設定の前準備として、補正値Ｃｂ［ｉ１，ｊ１］を設定する。これにより、しきい値設定部２８での演算処理を、より簡素に且つ高速にできる。
【００８９】
また、信号処理装置３によると、補正値設定部２７は、第２位置Ｐ２での信号レベルＥｃｈｏ［ｉ１−１，ｊ１］に関するしきい値Ｔｈ［ｉ１−１，ｊ１］を用いて、補正値Ｃｂ［ｉ１，ｊ１］を設定する。これにより、補正値設定部２７は、信号レベルＥｃｈｏ［ｉ１−１，ｊ１］を考慮した補正値Ｃｂ［ｉ１，ｊ１］を設定できる。その結果、補正値Ｃｂ［ｉ１，ｊ１］を用いたしきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］の算出結果を、より安定させることができる。
【００９０】
また、信号処理装置３によると、しきい値設定部２８は、受信信号Ｓｎ（θ）が観測される環境のうち、受信信号Ｓｎ（θ）の観測結果に影響を及ぼす環境の情報ｆｉに基づいて、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を設定する。より具体的には、上記情報ｆｉは、アンテナ５の周囲に配置された装備５１の情報を含む。このような構成であれば、アンテナ５の周囲の装備５１によって、受信信号Ｓｎ（θ）に与えられる影響を考慮した上で、しきい値設定部２８が、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を設定できる。その結果、しきい値設定部２８は、装備５１に起因する偽像をより確実に抑制できる、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を設定できる。
【００９１】
ここで、仮に、ビーム・サイドローブ偽像を抑制するために、アンテナのビームパターンを基に、フィルタ処理用のしきい値を設定する場合を考える。この場合、アンテナのビームパターンに起因するビーム・サイドローブ偽像は、フィルタ処理部によって抑圧できる。しかしながら、アンテナの周囲の装備に起因してビームパターンが変化した場合、フィルタ処理で想定されているビームパターンと、実際のビームパターンとが整合しない。この場合、ビーム・サイドローブ偽像の低減効果が、低下してしまう。
【００９２】
これに対し、本実施形態の信号処理装置３によると、しきい値設定部２８は、ビーム・サイドローブ偽像に影響を与える環境に応じて、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を設定できる。このため、アンテナ５のビームパターンが、アンテナ５の周囲の装備５１に起因してビームパターンが変化した場合でも、しきい値設定部２８は、現実のビームパターンを考慮したしきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を設定できる。よって、信号処理装置３によると、ビーム・サイドローブ偽像の低減効果を、より確実に維持できる。
【００９３】
また、仮に、ビーム・サイドローブ偽像を抑制するために、想定される偽像のエコーパターンを基に、しきい値を設定する場合を考える。この場合、アンテナの観測によって得られた受信信号に含まれる偽像の成分を判別するには、判別手段が必要である。判別手段は、受信信号に含まれる偽像の成分から、想定される偽像のパターンを検出しなければならない。よって、判別手段の構成は、複雑となる。また、偽像を確実に抑制するためには、多数の偽像のパターンに対応できなければならない。このため、受信信号から、偽像の成分のみを的確に抑制することは、難しい。
【００９４】
これに対し、本実施形態の信号処理装置３によると、装備５１がアンテナ５の観測結果{受信信号Ｓｎ（θ）}に与える影響を基に、しきい値設定部２８が、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を設定する。その結果、受信信号Ｓｎ（θ）に含まれる偽像の成分を判別するための判別手段が不要である。よって、信号処理装置３の構成を、より簡素にできる。また、信号処理装置３は、多数の偽像のパターンを考慮する必要がない。
【００９５】
また、信号処理装置３によると、しきい値設定部２８は、式（２）において、第２位置Ｐ２での信号レベルＥｃｈｏ［ｉ１−１，ｊ１］に関する処理値（補正値Ｃｂ［ｉ１，ｊ１］）と、第３位置Ｐ３での信号レベルＥｃｈｏ［ｉ１，ｊ１−１］に関する処理値（しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１−１］）とを、装備起因偽像に関する情報ｆｉに基づいて設定された割合α２，（１−α２）で、関連づける。その結果、しきい値設定部２８は、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を算出する。このような構成であれば、しきい値設定部２８は、方位方向Ｄ１に関する平滑化に加えて、距離方向Ｄ２に関する平滑化が行われた、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を算出できる。このように、距離方向Ｄ２に関する平滑化が行われる。その結果、メインローブによるビームで得られたエコーのうちの、信号レベルの弱いエコーが、フィルタ処理部２６によって過度に抑圧されることを、抑制できる。これにより、上記信号レベルの弱いエコーについても、操作・表示装置４で表示させることができる。これにより、操作・表示装置４で表示されるべきエコーが、抑圧されてしまうことを、抑制できる。
【００９６】
より具体的には、アンテナユニット２によるスキャン動作により、図４に示す第１エコー像１１及び第２エコー像１２が捻出された場合を考える。第２エコー像１２の形状は、方位方向Ｄ１に比較的短い。第２エコー像１２は、方位方向Ｄ１に短いエコーとしての、孤立エコー像ということもできる。一方、第１エコー像１１は、方位方向Ｄ１に細長い。よって、フィルタ処理部２６は、第１エコー像１１に関する信号レベルＥｃｈｏ［ｉ１，ｊ１］を処理する場合、式（１）を用いて、方位方向Ｄ１に十分に平滑化されたしきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を設定できる。
【００９７】
これに対して、フィルタ処理部２６は、方位方向Ｄ１に短い第２エコー像１２に関する信号レベルＥｃｈｏ［ｉ１，ｊ１］を処理する場合、式（１）を用いても、方位方向Ｄ１への平滑化を十分に行えないことがある。しかしながら、この場合でも、フィルタ処理部２６は、距離方向Ｄ２に関する平滑化を行う式（２）を用いて、しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を設定している。これにより、フィルタ処理部２６は、第２エコー像１２のうちの信号レベルＥｃｈｏ［ｉ１，ｊ１］の小さい部分が抑圧されることを防止するように、十分に平滑化されたしきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］を、設定できる。
【００９８】
その上、信号処理装置３では、方位方向Ｄ１に関する平滑化の度合いと、距離方向Ｄ２に関する平滑化の度合いとを、調整可能である。具体的には、式（２）において、重み付け係数α２を調整することで、上記の平滑化の度合いを調整できる。これにより、ビーム・サイドローブ偽像を抑圧する度合いと、メインローブからのビームによって生じたエコーの抑圧を防止する度合いと、のバランスを、良好にできる。
【００９９】
また、信号処理装置３によると、フィルタ処理部２６は、第１位置Ｐ１での信号レベルＥｃｈｏ［ｉ１，ｊ１］から、補正用しきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊｘ］を減算して得られた値を、Ｏｕｔ１［ｉ１，ｊ１］として出力する。このしきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊｘ］は、信号レベルＥｃｈｏ［ｉ１，ｊ１］が観測された第１位置Ｐ１［ｉ１，ｊ１］とは異なる位置Ｐｘ［ｉ１，ｊｘ］における、しきい値である。このような構成により、フィルタ処理部２６は、距離方向Ｄ２に平滑化されたしきい値Ｔｈ［ｉ，ｊ］の応答遅れを考慮した、適切なしきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊｘ］を設定できる。これにより、信号処理装置３は、ビーム・サイドローブ偽像が発生する位置に合わせた、適切なしきい値Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］の設定を通じて、ビーム・サイドローブ偽像を、より確実に抑圧できる。
【０１００】
また、信号処理装置３によると、スキャン相関処理部２２は、クラッタ等の偶発的なエコーを抑圧できる。また、スキャン相関処理部２２は、フィルタ処理部２６からの処理用信号Ｓｎ２（θ）に対して、スキャン相関処理を行う。これにより、スキャン相関処理部２２は、ビーム・サイドローブの発生が抑圧されるように、偽像低減処理が施された信号を、処理できる。その結果、スキャン相関処理部２２での処理において、ビーム・サイドローブ偽像が強調されることを、抑制できる。
【０１０１】
以上、本発明の実施形態について説明したけれども、本発明は上述の実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。例えば、次のように変更して実施してもよい。
【０１０２】
（１）例えば、上述の実施形態において、自船の装備に起因して生じる偽像に関する情報をオペレータに通知する構成が、採用されていてもよい。この場合、例えば、偽像関連情報取得部が取得した情報は、操作・表示装置へ出力される。操作・表示装置は、与えられた情報を、表示画面に表示する。具体的には、操作・表示装置は、表示画面の特定の領域について、自船の装備に起因した偽像が生じ易い旨の表示を行う。このような構成であれば、オペレータは、表示画面の表示を基に、偽像と、物標からのエコー像とを、より確実に識別できる。この場合、偽像関連情報取得部からの情報は、フィルタ処理部に与えられてもよいし、与えられなくてもよい。この情報がフィルタ処理部に与えられない場合、重み付け係数α２は、固定値として設定される。
【０１０３】
（２）上述の実施形態では、フィルタ処理部が、交差方向としての方位方向に関して平滑化されたしきい値を、設定する形態を説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、フィルタ処理部は、方位方向とは異なる交差方向に関してしきい値を平滑化してもよい。この場合でも、信号処理装置は、ビーム・サイドローブ偽像を低減する効果を発揮できる。
【０１０４】
（３）また、上述の実施形態では、補正値設定部で補正値を算出した後、しきい値設定部でしきい値を設定する形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、しきい値設定部で、補正値及びしきい値の双方を設定してもよい。
【０１０５】
（４）また、上述の実施形態では、しきい値設定部は、距離方向に関して平滑化されたしきい値を設定する形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。しきい値設定部は、しきい値の設定に際して、距離方向の平滑化を行わなくてもよい。
【０１０６】
（５）また、上述の実施形態では、しきい値設定の一例を説明したけれども、この通りでなくてもよい。距離方向と交差する交差方向に関して平滑化されたしきい値を、受信信号のフィルタ処理に用いる構成であれば、具体的な構成は、限定されない。
【０１０７】
（６）また、上述の実施形態では、フィルタ処理部が、ＩＩＲフィルタ（Infinite Impulse Response Filter）を用いて形成されている形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、フィルタ処理部は、ＦＩＲフィルタ（Finite Impulse Response Filter）等の、他のローパスフィルタを用いて形成されていてもよい。
【０１０８】
（７）また、本発明は、マグネトロン式のレーダ装置であるか、固体化レーダ式のレーダ装置であるかを問わず、用いることができる。
【０１０９】
（８）また、上述の実施形態では、船舶用のレーダ装置を例に説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、本発明は、船舶以外に設置されるレーダ装置に適用することができる。
【０１１０】
（９）また、本発明は、スキャニングソナー等の超音波式探知装置に備えられるエコー信号処理装置として用いてもよい。
【実施例】
【０１１１】
実施例として、エコー信号処理装置を作製した。実施例は、図９に示す偽像低減処理部２１Ａを有している。偽像低減処理部２１Ａは、図３に示す偽像低減処理部２１から、偽像関連情報取得部２４、及び重畳部２５を省略した構成に相当する。実施例のしきい値設定部２８で用いられる重み付け係数α２は、所定値に固定されている。また、比較例として、エコー信号処理装置を作成した。比較例は、偽像を抑制するために、公知のＣＦＡＲ処理を行うように構成されている。
【０１１２】
実施例に、所定の受信信号を与え、この受信信号の処理結果を、表示画面に表示させた。また、実施例に与えたのと同一の受信信号を、比較例に与え、この受信信号の処理結果を、表示画面に表示させた。比較例の処理結果を、図１０に示す。また、実施例の処理結果を、図１１に示す。
【０１１３】
図１０に示すように、比較例の処理結果において、互いに離隔した物標についてのエコー像６１，６２は、ビーム・サイドローブ偽像によって互いに融合しており、見分けがつかない。また、互いに離隔した物標についてのエコー像６３，６４，６５，６６，６７，６８は、ビーム・サイドローブ偽像によって互いに融合しており、見分けがつかない。このように、比較例は、しきい値を、方位方向に平滑化していない結果、ビーム・サイドローブ偽像を十分に低減できていない。
【０１１４】
一方、図１１に示すように、実施例を用いた信号処理結果において、互いに離隔した物標についてのエコー像６１Ａ，６２Ａは、互いに離隔しており、明確に識別され得る。また、互いに離隔した物標についてのエコー像６３Ａ，６４Ａ，６５Ａ，６６Ａ，６７Ａ，６８Ａは、互いに離隔しており、明確に識別され得る。このように、実施例は、しきい値を、方位方向に平滑化している結果、ビーム・サイドローブ偽像を十分に低減できることが実証された。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明は、エコー信号処理装置、レーダ装置、エコー信号処理方法、及びプログラムとして、広く適用することができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１                          レーダ装置
３                          エコー信号処理装置
５                          アンテナ
２２                        スキャン相関処理部
２６                        フィルタ処理部
２７                        補正値設定部
２８                        しきい値設定部
５１                        装備
Ｃｂ［ｉ１，ｊ１］          補正値（第２位置での信号レベルに関する処理値）
Ｄ１                        方位方向（交差方向）
Ｄ２                        距離方向
Ｅｃｈｏ［ｉ１，ｊ１］      第１位置での信号レベル
Ｅｃｈｏ［ｉ１−１，ｊ１］  第２位置での信号レベル
ｆｉ                        装備起因偽像に関する情報（環境に関する情報）
Ｐ０                        アンテナの位置（観測位置）
Ｐ１                        第１位置
Ｐ２                        第２位置
Ｐ３                        第３位置
Ｐｘ                        所定位置
Ｓｎ（θ）                  受信信号
Ｔｈ［ｉ１，ｊ１］          しきい値（第１しきい値）
Ｔｈ［ｉ１−１，ｊ１］      第２位置でのしきい値
Ｔｈ［ｉ１，ｊ１−１］      第３位置でのしきい値（第３位置での信号レベルに関する処理値）
Ｔｈ［ｉ１−１，ｊ１］      第２位置での信号レベルに関するしきい値
Ｔｈ［ｉ１，ｊｘ］          しきい値（補正用しきい値）
【図１】
2016121970.tif 000003
【図２】
2016121970.tif 000004
【図３】
2016121970.tif 000005
【図４】
2016121970.tif 000006
【図５】
2016121970.tif 000007
【図６】
2016121970.tif 000008
【図７】
2016121970.tif 000009
【図８】
2016121970.tif 000010
【図９】
2016121970.tif 000011
【図１０】
2016121970.tif 000012
【図１１】
2016121970.tif 000013
【図１２】
2016121970.tif 000014
【図１３】
2016121970.tif 000015