(57)【要約】【課題】目標をそのドプラ速度によらず検出することの可能なレーダ信号処理装置を提供すること。【解決手段】ＣＰＩごとに算出される目標のドプラ速度から次回のＣＰＩにおける目標の速度を予測する。この目標速度が０でない限りにおいては受信Ｉチャネル、Ｑチャネル信号をＭＴＩ処理部３に与えてクラッタ除去処理を行うが、予測された目標速度が０であれば、処理切替スイッチ１，２を切り替えることによりＭＴＩ処理部３を切り離し、受信Ｉチャネル、Ｑチャネル信号を０ドプラフィルタ処理部５に接続する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標からのパルスエコーをもとに目標を検出する目標検出処理部を具備するレーダ信号処理装置において、
前記パルスエコーに基づく受信信号にＭＴＩ（Moving Target Indicator）処理を施して前記受信信号からクラッタ成分を除去するＭＴＩ処理部と、前記クラッタを除去された受信信号から第１のドプラ速度を得るパルスドプラ処理部とを含む第１の処理系と、
前記パルスエコーに基づく受信信号から第２のドプラ速度を得る０ドプラフィルタを含む、前記第１の処理系とは独立して設けられる第２の処理系と、
前記第１または第２のドプラ速度の複数の走査にわたる履歴から次回の走査における目標速度を予測し、この予測した目標速度が０であれば前記第２の処理系の出力を前記目標検出処理部に入力し、０でなければ前記第１の処理系の出力を前記目標検出処理部に入力する速度予測処理部とを具備することを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項２】
目標からのパルスエコーをもとに目標を検出する目標検出処理部、前記パルスエコーに基づく受信信号にＭＴＩ（Moving Target Indicator）処理を施して前記受信信号からクラッタ成分を除去するＭＴＩ処理部と前記クラッタを除去された受信信号から第１のドプラ速度を得るパルスドプラ処理部とを含む第１の処理系、および、前記パルスエコーに基づく受信信号から第２のドプラ速度を得る０ドプラフィルタを含む前記第１の処理系とは独立して設けられる第２の処理系、を具備するレーダ信号処理装置に用いられるレーダ信号処理方法において、
前記第１または第２のドプラ速度の複数の走査にわたる履歴から次回の走査における目標速度を予測し、
前記予測した目標速度が０であれば前記第２の処理系の出力を前記目標検出処理部に入力し、０でなければ前記第１の処理系の出力を前記目標検出処理部に入力することを特徴とするレーダ信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はレーダ信号処理装置およびレーダ信号処理方法に関する。特にこの発明は、ＭＴＩ（Moving Target Indicator）処理およびパルスドプラ処理を用いるレーダ信号処理装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダ信号処理の分野でなじみの深い処理として、ＭＴＩ（Moving Target Indicator）処理、およびパルスドプラ処理が良く知られている（例えば特許文献１〜３を参照）。ＭＴＩはクラッタからの受信信号を抑圧するために、パルスドプラ処理は、特定の速度成分の受信信号を抽出するために用いられる。
【０００３】
ＭＴＩ処理は、速度成分を持たないクラッタを抑圧して移動目標のみを抽出することができるが、送信周波数とＰＲＩ（Pulse Repetition Interval：パルス繰り返し周期）から決まるブラインド速度があり、レーダ装置に向かってブラインド速度で移動する目標ビデオは抑圧される。よってブラインド速度の整数倍の速度で移動する目標を検出できなくなるので、パルス繰返し周期を複数に切り替えることでブラインド速度を選択しないようにしている。  
ただし、このような対処ではブラインド速度の整数倍の目標を検出することは可能になるものの、レーダ装置と目標とを結ぶ直線を半径とする円の接線方向に移動する目標（正接目標）は、どのパルス繰返し周期を選択したとしても検出することができない。
【０００４】
そこで、その対策としてＭＴＤ（Moving Target Detector）が知られている。ＭＴＤは、ドップラー周波数”０”を中心とする特性を持つ０ドプラフィルタの出力を走査間で積分して積分結果をクラッタ強度とする。そして最終的にクラッタ強度からしきい値を推定して、ＭＴＩ処理系の処理結果を用いて目標が検出される。  
しかしながらこのような処理によっても、検出したい目標のドプラ速度が０になった場合、ＭＴＩの処理結果がクラッタ強度と同等になるので、やはりドプラ速度０の目標を検出することは困難である。
【特許文献１】特開２００１−１９４４５１号公報
【特許文献２】特開２０００−０６５９２５号公報
【特許文献３】特開平０９−３０４５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上述べたように既存のレーダ装置ではドプラ速度が０となった目標を検出することが困難であり、何らかの対処が望まれる。  
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、目標をそのドプラ速度によらず検出することの可能なレーダ信号処理装置およびレーダ信号処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためにこの発明の一態様によれば、目標からのパルスエコーをもとに目標を検出する目標検出処理部を具備するレーダ信号処理装置において、前記パルスエコーに基づく受信信号にＭＴＩ（Moving Target Indicator）処理を施して前記受信信号からクラッタ成分を除去するＭＴＩ処理部と、前記クラッタを除去された受信信号から第１のドプラ速度を得るパルスドプラ処理部とを含む第１の処理系と、前記パルスエコーに基づく受信信号から第２のドプラ速度を得る０ドプラフィルタを含む、前記第１の処理系とは独立して設けられる第２の処理系と、前記第１または第２のドプラ速度の複数の走査にわたる履歴から次回の走査における目標速度を予測し、この予測した目標速度が０であれば前記第２の処理系の出力を前記目標検出処理部に入力し、０でなければ前記第１の処理系の出力を前記目標検出処理部に入力する速度予測処理部とを具備することを特徴とするレーダ信号処理装置が提供される。
【０００７】
このような手段を講じることにより、次回の走査時に得られると予測される目標速度が、過去のドプラ速度の履歴から算出される。この予測された速度が０であれば、ＭＴＩは信号処理系から切り離される。すなわち複数走査から得られたドプラ速度をもとに次回走査における目標のドプラ速度が予測され、予測したドプラ速度が０であれば、ＭＴＩ処理がオフになる。従ってＭＴＩにより目標イメージが除去されてしまうことを防止でき、ドプラ速度が０となった場合でも目標の検出が可能になる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、目標をそのドプラ速度によらず検出することの可能なレーダ信号処理装置およびレーダ信号処理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、この発明に関わるレーダ信号処理装置の実施の形態を示す機能ブロック図である。この装置は、ＭＴＩ処理部３およびパルスドプラ処理部４を含む第１の処理系と、０ドプラフィルタ５を含む第２の処理系とを、処理切替スイッチ１，２により切り替えるようになっている。第１および第２の処理系は互いに独立しており、いずれの処理結果も信号振幅計算部６に入力され、その出力はＣＦＡＲ（Constant False Alarm Receiver）処理部７および検出部８による目標検出に用いられる。検出部８により検出された目標ビデオは相関処理部９により相関処理を施されたのち追尾制御部１０に与えられ、目標への追尾制御に用いられる。追尾の結果は追尾制御部１０から他のデバイスに出力される。
【００１０】
図１において、目標からのパルスエコーは図示しないアンテナ部および受信部を経て、ＩチャネルおよびＱチャネルの受信信号が生成される。一方、処理切替スイッチ１，２は、通常の状態では第１の処理系を選択する状態になっている。この状態ではＭＴＩ機能がオンであり、Ｉｃｈ成分およびＱｃｈ成分の受信信号はＭＴＩ処理部３に入力されてＭＴＩ処理が行われる。
【００１１】
ＭＴＩ処理部３の出力はパルスドプラ処理部４に与えられ、ＭＴＩ処理結果に対するパルスドプラ処理が行われて複数のドプラ速度成分が得られる。複数に分解された速度成分のうちからＣＰＩ（Coherent Processing Interval）ごとに、任意に１バンクの速度計算結果が代表として選択される。このパルスドプラ処理の結果は信号振幅計算処理部６に出力されるとともに、ＣＰＩごとの代表速度がドプラ速度予測処理部１１に与えられる。
【００１２】
ドプラ速度予測処理部１１はパルスドプラ処理部４からＣＰＩの代表速度を受け取り、その複数の走査（ＣＰＩ）にわたる履歴から次回のＣＰＩにおける目標のドプラ速度を予測する。その際、ＣＰＩの代表速度として選択してバンクから計算した速度と、追尾制御部１０からの結果で得られる予測速度のうち精度の高いほうが、ＰＲＩ選択部１２に与えられる。ＰＲＩ選択部１２は、予測速度をもとに最もＭＴＩの利得の大きいＰＲＩを選択して、図示しない送信装置に通知する。なお予測速度に対して、最もＭＴＩ処理利得の大きくなるＰＲＩは予め計算してテーブル化して用意しておくと良い。
【００１３】
以上の手順において、ドプラ速度予測処理部１１で予測される次回ＣＰＩの予測速度が０となった場合は、ドプラ速度予測処理部１１は第２の処理系が選択されるように処理切替スイッチ１，２を切り替える。これによりＭＴＩ機能がオフになると同時に、Ｉｃｈ成分およびＱｃｈ成分の受信信号は０ドプラフィルタ５に入力される。
【００１４】
図２は、図１のレーダ装置における処理手順を示すフローチャートである。図２においてシステムが起動されると、まず初期化処理が行われる（ステップＳ１）。この手順では第１の処理系が選択されるように処理切替スイッチ１，２が切り替えられる。次に、レーダ追尾処理が開始されレーダパルスの放射が始まると目標からのパルスエコーが受信され（ステップＳ２）、ＭＴＩ処理を経たパルスドプラ処理により次のＣＰＩにおける目標速度が予測される（ステップＳ３）。この予測した目標速度が０でない状態においては（ステップＳ４でＮｏ）第１の処理系が選択された状態が保たれる（ステップＳ５）が、予測された目標速度が０であれば、あるいはほぼ０に近い値であれば、処理切替スイッチ１，２が切り替えられて第２の処理系が選択された状態になる（ステップＳ６）。
【００１５】
このように本実施形態では、ＣＰＩごとに算出される目標のドプラ速度から次回のＣＰＩにおける目標の速度を予測する。この目標速度が０でない限りにおいては受信Ｉチャネル、Ｑチャネル信号をＭＴＩ処理部３に与えてクラッタ除去処理を行うが、予測された目標速度が０であれば、処理切替スイッチ１，２を切り替えることによりＭＴＩ処理部３を切り離し、受信Ｉチャネル、Ｑチャネル信号を０ドプラフィルタ処理部５に接続する。
【００１６】
このようにしたので、目標のドプラ速度が０になる状態、すなわち正接目標に対してはＭＴＩ処理がカットされる。従ってＭＴＩ処理により受信信号が抑圧されることがなくなるので、ドプラ速度が０の目標を検出することが可能となる。これらのことから、目標をそのドプラ速度によらず検出することの可能なレーダ信号処理装置およびレーダ信号処理方法を提供することが可能となる。
【００１７】
なお、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明に関わるレーダ信号処理装置の実施の形態を示す機能ブロック図。
【図２】図１のレーダ装置における処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００１９】
１，２…処理切替スイッチ、３…ＭＴＩ処理部、４…パルスドプラ処理部、５…０ドプラフィルタ、６…信号振幅計算部、７…ＣＦＡＲ処理部、８…検出部、９…相関処理部、１０…追尾制御部、１１…ドプラ速度予測処理部、１２…ＰＲＩ選択部
【図１】
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【図２】
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