(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に偏波特性の異なる複数のアンテナを用いて複数の偏波信号を受信する受信手段と、上記受信手段により受信された複数の偏波信号をスペクトル信号に変換する変換手段と、上記変換手段から出力された複数のスペクトル信号に対する線形予測を実施し、その予測結果を考慮して複数のスペクトル信号の帯域を拡張する帯域拡張手段と、上記帯域拡張手段により帯域が拡張された複数のスペクトル信号を偏波信号に逆変換する逆変換手段とを備えたレーダ装置。
【請求項２】
帯域拡張手段は、変換手段から出力された複数のスペクトル信号から線形予測係数を推定するとともに、その線形予測係数を用いて複数のスペクトル信号における受信帯域の外側のスペクトルを推定し、複数のスペクトル信号に対して外側のスペクトルを外挿することを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項３】
帯域拡張手段は、任意のスペクトル信号における受信帯域の外側のスペクトルを推定する際、他のスペクトル信号に係る線形予測係数を用いることを特徴とする請求項２記載のレーダ装置。
【請求項４】
変換手段から出力された複数のスペクトル信号の信号対雑音電力比を推定し、その信号対雑音電力比に応じた重み付け係数を当該スペクトル信号に乗算する雑音影響除去手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のレーダ装置。
【請求項５】
帯域拡張手段により帯域が拡張された複数のスペクトル信号に重み付けを実施してサイドローブを抑圧するサイドローブ抑圧手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のレーダ装置。
【請求項６】
逆変換手段により逆変換された複数の偏波信号に対する重み付け関数の畳み込みを実施してサイドローブを抑圧するサイドローブ抑圧手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のレーダ装置。
【請求項７】
変換手段から出力された複数のスペクトル信号に対する偏波基底変換を実施する偏波基底変換手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のレーダ装置。
【請求項８】
相互に偏波特性の異なる複数のアンテナが相互に偏波特性が直交する２つアンテナから構成される場合、送信手段が２つのアンテナを交互に駆動しながら偏波信号を送信する一方、受信手段が２つのアンテナを駆動して２つの偏波信号を受信することを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載のレーダ装置。
【請求項９】
一方のアンテナの偏波特性が垂直偏波であって、他方のアンテナの偏波特性が水平偏波であることを特徴とする請求項８記載のレーダ装置。
【請求項１０】
一方のアンテナの偏波特性が右旋円偏波であって、他方のアンテナの偏波特性が左旋円偏波であることを特徴とする請求項８記載のレーダ装置。
【請求項１１】
相互に偏波特性の異なる複数のアンテナを用いて複数の偏波信号を受信すると、その複数の偏波信号をスペクトル信号に変換して、その複数のスペクトル信号に対する線形予測を実施し、その予測結果を考慮して複数のスペクトル信号の帯域を拡張し、帯域拡張後の複数のスペクトル信号を偏波信号に逆変換する超解像処理方法。
【請求項１２】
複数のスペクトル信号から線形予測係数を推定するとともに、その線形予測係数を用いて複数のスペクトル信号における受信帯域の外側のスペクトルを推定し、複数のスペクトル信号に対して外側のスペクトルを外挿することを特徴とする請求項１１記載の超解像処理方法。
【請求項１３】
任意のスペクトル信号における受信帯域の外側のスペクトルを推定する際、他のスペクトル信号に係る線形予測係数を用いることを特徴とする請求項１２記載の超解像処理方法。
【請求項１４】
複数のスペクトル信号の信号対雑音電力比を推定し、その信号対雑音電力比に応じた重み付け係数を当該スペクトル信号に乗算することを特徴とする請求項１１から請求項１３のうちのいずれか１項記載の超解像処理方法。
【請求項１５】
帯域拡張後の複数のスペクトル信号に重み付けを実施してサイドローブを抑圧することを特徴とする請求項１１から請求項１３のうちのいずれか１項記載の超解像処理方法。
【請求項１６】
逆変換後の複数の偏波信号に対する重み付け関数の畳み込みを実施してサイドローブを抑圧することを特徴とする請求項１１から請求項１３のうちのいずれか１項記載の超解像処理方法。
【請求項１７】
複数のスペクトル信号に対する偏波基底変換を実施することを特徴とする請求項１１から請求項１３のうちのいずれか１項記載の超解像処理方法。
【請求項１８】
相互に偏波特性の異なる複数のアンテナが相互に偏波特性が直交する２つアンテナから構成される場合、２つのアンテナを交互に駆動しながら偏波信号を送信する一方、２つのアンテナを駆動して２つの偏波信号を受信することを特徴とする請求項１１から請求項１７のうちのいずれか１項記載の超解像処理方法。
【請求項１９】
一方のアンテナの偏波特性が垂直偏波であって、他方のアンテナの偏波特性が水平偏波であることを特徴とする請求項１８記載の超解像処理方法。
【請求項２０】
一方のアンテナの偏波特性が右旋円偏波であって、他方のアンテナの偏波特性が左旋円偏波であることを特徴とする請求項１８記載の超解像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、信号の帯域によって制限される解像度以上の精度で目標位置と目標反射係数を検出するレーダ装置及び超解像処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は例えば文献“Ｓｕｐｅｒ−ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｗｉｄｅｂａｎｄ  ｒａｄａｒ”（Ｓ．Ｌ．Ｂｏｒｉｓｏｎ他著、Ｔｈｅ  Ｌｉｎｃｏｌｎ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｊｏｕｒｎａｌ，ｖｏｌ．５，Ｎｏ．３，１９９２）に示された従来のレーダ装置を示す構成図であり、図において、１はパルス信号を送信する送信機、２は送受信を切り換える送受切換器、３は送信機１から送信されるパルス信号を空間に放射する一方、目標に反射されたパルス信号を受信する送受信アンテナ、４は送受信アンテナ３により受信されたパルス信号に対する位相検波処理とＡ／Ｄ変換処理を実施して、そのパルス信号の振幅と位相を示すディジタルの受信信号を出力する受信機である。
【０００３】
５は受信機４から出力された受信信号（時間領域の信号）をフーリエ変換してスペクトル信号（周波数領域の信号）を出力するフーリエ変換部、６はフーリエ変換部５から出力されたスペクトル信号に対する線形予測を実施し、その予測結果を考慮してスペクトル信号の帯域を拡張する帯域拡張部、６ａはフーリエ変換部５から出力されたスペクトル信号から線形予測係数を推定する線形予測係数推定部、６ｂは線形予測係数推定部６ａにより推定された線形予測係数を用いてスペクトル信号における受信帯域の外側のスペクトルを外挿するスペクトル外挿部、７は帯域拡張部６により帯域が拡張されたスペクトル信号に重み付けを実施して、スペクトル信号のサイドローブを抑圧するサイドローブ抑圧部、８はスペクトル信号を逆フーリエ変換して、解像度を高めた受信信号を出力する逆フーリエ変換部である。
【０００４】
次に動作について説明する。
まず、送信機１が広帯域パルスとしてパルス信号を生成すると、送受切換器２が当該パルス信号を送受信アンテナ３に送り、送受信アンテナ３が当該パルス信号を空間に放射する。空間に放射されたパルス信号は観測対象によって散乱される。
送受信アンテナ３が観測対象によって散乱された散乱波であるパルス信号を受信すると、送受信アンテナ３が当該パルス信号を受信機４に送り、受信機４が当該パルス信号に対する位相検波処理とＡ／Ｄ変換処理を実施して、そのパルス信号の振幅と位相を示すディジタルの受信信号を出力する。
【０００５】
フーリエ変換部５は、受信機４からディジタルの受信信号（時間領域の信号）を受けると、その受信信号をフーリエ変換してスペクトル信号（周波数領域の信号）を出力する。
ここで、スペクトル信号をＸｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｍ）とする。Ｍはサンプル数である。
【０００６】
観測対象が電波を散乱する反射点の集合体であるとみなせる場合、観測対象からの散乱波は、観測対象上の反射点からの散乱波の重ね合わせと考えることができる。このとき、受信信号をフーリエ変換して得られるスペクトル信号は次式のように表すことができる。
【数１】
0003759705.tif 000002
ただし、Ｋは観測対象上に分布する反射点の個数、ｓｋはｋ番目の反射点の反射係数（ｋ＝１，２，・・・，Ｋ）、ｔｋはｋ番目の反射点からの反射波の伝播遅延時間、ｆ０は周波数の初期値、Δｆはサンプル点間の周波数ステップである。
【０００７】
スペクトル信号Ｘｉが式（１）で表されるとき、スペクトル信号Ｘｉは近似的に次式の関係を満たすことが知られている。
【数２】
0003759705.tif 000003
ここで、式（２）は線形予測モデル（ｌｉｎｅａｒ−ｐｒｅｄｉｃａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ）と呼ばれており、ｃｊ（ｊ＝１，２，・・・，ｍ）は線形予測係数（ｌｉｎｅａｒ−ｐｒｅｄｉｃａｔｉｏｎ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）、ｍは線形予測モデルの次数である。
式（２）から明らかなように、線形予測モデルとは、ある信号において等間隔に並んだｍ個のサンプル値の線形結合によって、それらｍ個のサンプル値の次にくるサンプル値を予測できることを仮定するモデルのことである。
【０００８】
次に線形予測係数推定部６ａは、フーリエ変換部５からスペクトル信号Ｘｉを受けると、そのスペクトル信号Ｘｉから線形予測係数ｃｊ（ｊ＝１，２，・・・，ｍ）を推定する。
以下、線形予測係数ｃｊの推定方法を説明する。
ここでは、線形予測モデルの次数ｍは既知であるとする。あるいは、次数が既知でない場合は、線形予測モデルの次数はなるべく大きな値に設定することが望ましいことが知られているので、できるだけ大きな値に設定する。ここで、線形予測係数ｃｊを決定することが可能となるように、ｍのとりうる最大値はＭ／２以下の最大の整数であるとする。
【０００９】
式（２）の線形予測モデルによって、ｍ個のサンプル値Ｘｉ−ｍ〜Ｘｉ−ｌの線形結合から予測されるｉ番目のサンプル値Ｙｉと実際の観測値Ｘｉとの差分ｎｉを予測誤差と呼ぶが、この予測誤差の平均二乗誤差εが最小になるように線形予測係数ｃｊを決定する。
【数３】
0003759705.tif 000004
【００１０】
さて、予測誤差ｎｉは式（４）のように表される。
【数４】
0003759705.tif 000005
【００１１】
平均二乗誤差εが最小であることは、予測誤差ｎｉがＸｉ−ｌ（ｌ＝１，２，・・・，ｍ）に統計的に直交することと同値であるから、次式を解くことによって平均二乗誤差εを最小にする線形予測係数ｃ１，ｃ２，・・・，ｃｍを決定することができる。
【数５】
0003759705.tif 000006
【００１２】
即ち、式（６）に式（４）を代入して、式（７）を解くと線形予測係数ＣＣｍは次のように求まる。
【数６】
0003759705.tif 000007
ただし、上付きのＴはベクトルや行列の転置を表し、上付きの＊は複素共役を表している。
【００１３】
線形予測係数推定部６ａは、式（８）によって線形予測係数ｃｊが求まると、その線形予測係数ｃｊをスペクトル外挿部６ｂに出力する。
なお、上記文献“Ｓｕｐｅｒ−ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｗｉｄｅｂａｎｄ  ｒａｄａｒ”には、線形予測係数の推定方法として、Ｂｕｒｇ法を用いた線形予測係数の推定方法についての記述がある。Ｂｕｒｇ法は雑音に対してロバストであるため、ＳＮＲがそれほど高くない環境でも適用可能であるという特長がある。
【００１４】
スペクトル外挿部６ｂは、線形予測係数推定部６ａから線形予測係数ｃｊを受けると、その線形予測係数ｃｊ（ｊ＝１，２，・・・，ｍ）を用いて、スペクトル信号Ｘｉにおける受信帯域の外側のスペクトルを外挿する。
具体的には、まず、スペクトル信号Ｘｉのサンプル値よりＭ＋１番目のサンプル（スペクトル）を次式によって外挿する。
【数７】
0003759705.tif 000008
【００１５】
次に、外挿されたＸＭ＋１も用いて、Ｍ＋２番目のサンプルを次式によって外挿する。
【数８】
0003759705.tif 000009
【００１６】
さらに、式（１２）、式（１３）と同様にして、Ｍ＋３番目，Ｍ＋４番目，・・・，Ｍ＋Ｍ２番目のサンプルをサンプル番号の増加する向きに順に外挿していく。ここで、Ｍ２は外挿するサンプルの数であり、任意の値を設定することが可能である。
【００１７】
次に、予測係数の複素共役ｃｊ＊を用いて、式（１４）のようにして、ｂ番目のサンプル（ｂ＝０，−１，・・・，−Ｍ３＋１）をサンプル番号の減少する向きに順に外挿していく。ここで、Ｍ３は外挿するサンプルの数であり、任意の値を設定することが可能である。
【数９】
0003759705.tif 000010
【００１８】
次にサイドローブ抑圧部７は、上記のようにしてスペクトル外挿部６ｂがスペクトル信号の帯域を拡張すると、帯域拡張後のスペクトル信号Ｘｑ（ｑ＝−Ｍ３＋１，・・・，Ｍ＋Ｍ２）に、重み付け関数ｗｑを乗算する。
重み付け関数ｗｑとしては、一般にハミング関数型、ハニング関数型等を用いる。
【数１０】
0003759705.tif 000011
【００１９】
最後に逆フーリエ変換部８は、サイドローブ抑圧部７の出力である帯域拡張後のスペクトル信号Ｘｑに重み付け関数ｗｑが乗算されたスペクトル信号Ｚｑ（ｑ＝−Ｍ３＋１，・・・，Ｍ＋Ｍ２）を逆フーリエ変換することによって、帯域拡張後の時間領域の受信信号を得る。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
従来のレーダ装置は以上のように構成されているので、スペクトル信号の帯域を拡張することによって受信信号の分解能を高めることができるが、複数の反射点が極めて近接して存在するような場合には、スペクトル信号の帯域を拡張しても十分な受信信号の分解能を得ることができない課題があった。
【００２１】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、複数の反射点が極めて近接して存在するような場合でも、受信信号の分解能を高めることができるレーダ装置及び超解像処理方法を得ることを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るレーダ装置は、変換手段が複数の偏波信号をスペクトル信号に変換すると、帯域拡張手段が複数のスペクトル信号に対する線形予測を実施し、その予測結果を考慮して複数のスペクトル信号の帯域を拡張するようにしたものである。
【００２３】
この発明に係るレーダ装置は、帯域拡張手段が複数のスペクトル信号から線形予測係数を推定するとともに、その線形予測係数を用いて複数のスペクトル信号における受信帯域の外側のスペクトルを推定し、複数のスペクトル信号に対して外側のスペクトルを外挿するようにしたものである。
【００２４】
この発明に係るレーダ装置は、帯域拡張手段が任意のスペクトル信号における受信帯域の外側のスペクトルを推定する際、他のスペクトル信号に係る線形予測係数を用いるようにしたものである。
【００２５】
この発明に係るレーダ装置は、変換手段から出力された複数のスペクトル信号の信号対雑音電力比を推定し、その信号対雑音電力比に応じた重み付け係数を当該スペクトル信号に乗算する雑音影響除去手段を設けたものである。
【００２６】
この発明に係るレーダ装置は、帯域拡張手段により帯域が拡張された複数のスペクトル信号に重み付けを実施してサイドローブを抑圧するサイドローブ抑圧手段を設けたものである。
【００２７】
この発明に係るレーダ装置は、逆変換手段により逆変換された複数の偏波信号に対する重み付け関数の畳み込みを実施してサイドローブを抑圧するサイドローブ抑圧手段を設けたものである。
【００２８】
この発明に係るレーダ装置は、変換手段から出力された複数のスペクトル信号に対する偏波基底変換を実施する偏波基底変換手段を設けたものである。
【００２９】
この発明に係るレーダ装置は、相互に偏波特性の異なる複数のアンテナが相互に偏波特性が直交する２つアンテナから構成される場合、送信手段が２つのアンテナを交互に駆動しながら偏波信号を送信する一方、受信手段が２つのアンテナを駆動して２つの偏波信号を受信するようにしたものである。
【００３０】
この発明に係るレーダ装置は、一方のアンテナの偏波特性が垂直偏波であって、他方のアンテナの偏波特性が水平偏波であるようにしたものである。
【００３１】
この発明に係るレーダ装置は、一方のアンテナの偏波特性が右旋円偏波であって、他方のアンテナの偏波特性が左旋円偏波であるようにしたものである。
【００３２】
この発明に係る超解像処理方法は、複数の偏波信号をスペクトル信号に変換して、その複数のスペクトル信号に対する線形予測を実施し、その予測結果を考慮して複数のスペクトル信号の帯域を拡張するようにしたものである。
【００３３】
この発明に係る超解像処理方法は、複数のスペクトル信号から線形予測係数を推定するとともに、その線形予測係数を用いて複数のスペクトル信号における受信帯域の外側のスペクトルを推定し、複数のスペクトル信号に対して外側のスペクトルを外挿するようにしたものである。
【００３４】
この発明に係る超解像処理方法は、任意のスペクトル信号における受信帯域の外側のスペクトルを推定する際、他のスペクトル信号に係る線形予測係数を用いるようにしたものである。
【００３５】
この発明に係る超解像処理方法は、複数のスペクトル信号の信号対雑音電力比を推定し、その信号対雑音電力比に応じた重み付け係数を当該スペクトル信号に乗算するようにしたものである。
【００３６】
この発明に係る超解像処理方法は、帯域拡張後の複数のスペクトル信号に重み付けを実施してサイドローブを抑圧するようにしたものである。
【００３７】
この発明に係る超解像処理方法は、逆変換後の複数の偏波信号に対する重み付け関数の畳み込みを実施してサイドローブを抑圧するようにしたものである。
【００３８】
この発明に係る超解像処理方法は、複数のスペクトル信号に対する偏波基底変換を実施するようにしたものである。
【００３９】
この発明に係る超解像処理方法は、相互に偏波特性の異なる複数のアンテナが相互に偏波特性が直交する２つアンテナから構成される場合、２つのアンテナを交互に駆動しながら偏波信号を送信する一方、２つのアンテナを駆動して２つの偏波信号を受信するようにしたものである。
【００４０】
この発明に係る超解像処理方法は、一方のアンテナの偏波特性が垂直偏波であって、他方のアンテナの偏波特性が水平偏波であるようにしたものである。
【００４１】
この発明に係る超解像処理方法は、一方のアンテナの偏波特性が右旋円偏波であって、他方のアンテナの偏波特性が左旋円偏波であるようにしたものである。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるレーダ装置を示す構成図であり、図において、１１はパルス信号を送信する送信機（送信手段）、１２は送受信を切り換える送受切換器、１３は偏波切換器、１４は第２偏波送受信アンテナ１５の偏波特性と直交する偏波特性を有する第１偏波送受信アンテナ、１５は第１偏波送受信アンテナ１４の偏波特性と直交する偏波特性を有する第２偏波送受信アンテナである。なお、第１偏波送受信アンテナ１４及び第２偏波送受信アンテナ１５における偏波特性が直交する組み合せとして、例えば、垂直偏波と水平偏波の組み合せや、右旋円偏波と左旋円偏波の組み合せなどが考えられる。
１６は第１偏波送受信アンテナ１４及び第２偏波送受信アンテナ１５により受信された複数の偏波信号に対する位相検波処理とＡ／Ｄ変換処理を実施して、その偏波信号の振幅と位相を示すディジタルの偏波受信信号を出力する受信機（受信手段）である。
【００４３】
１７は受信機１６から出力された複数の受信信号（時間領域の信号）をフーリエ変換してスペクトル信号（周波数領域の信号）を出力するフーリエ変換部（変換手段）、１８はフーリエ変換部１７から出力された複数のスペクトル信号に対する線形予測を実施し、その予測結果を考慮してスペクトル信号の帯域を拡張する複数偏波帯域拡張部（帯域拡張手段）、１９はフーリエ変換部１７から出力された複数のスペクトル信号から線形予測係数を推定する複数偏波線形予測係数推定部、２０は複数偏波線形予測係数推定部１９により推定された線形予測係数を用いて複数のスペクトル信号における受信帯域の外側のスペクトルを外挿する複数偏波スペクトル外挿部、２１は複数偏波帯域拡張部１８により帯域が拡張された複数のスペクトル信号を時間領域の受信信号に逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部（逆変換手段）である。
【００４４】
図２は複数偏波帯域拡張部１８の内部を詳細に示す構成図であり、図において、１９ａはサンプル番号の増加する向きに次のサンプル値を予測する前向きの複数偏波線形予測モデルの線形予測係数を推定する前方予測係数推定部、１９ｂはサンプル番号の減少する向きに次のサンプル値を予測する後ろ向きの複数偏波線形予測モデルの線形予測係数を推定する後方予測係数推定部、２０ａは前方予測係数推定部１９ａにより推定された前向きの複数偏波線形予測係数を用いて、サンプル番号の増加する向きに受信帯域の外側のスペクトルを外挿する前方スペクトル外挿部、２０ｂは後方予測係数推定部１９ｂにより推定された後ろ向きの複数偏波線形予測係数を用いて、サンプル番号の減少する向きに受信帯域の外側のスペクトルを外挿する後方スペクトル外挿部である。
図３はこの発明の実施の形態１による超解像処理方法を示すフローチャートである。
【００４５】
次に動作について説明する。
まず、送信機１１が広帯域パルスとしてパルス信号を生成すると、送受切換器１２が当該パルス信号を偏波切換器１３に送り、偏波切換器１３が第１偏波送受信アンテナ１４を駆動することにより、そのパルス信号を第１偏波送受信アンテナ１４から空間に放射させる。空間に放射されたパルス信号は観測対象によって散乱される。
【００４６】
偏波切換器１３は、第１偏波送受信アンテナ１４と第２偏波送受信アンテナ１５の双方を駆動することにより、第１偏波送受信アンテナ１４と第２偏波送受信アンテナ１５が観測対象によって散乱された散乱波であるパルス信号（偏波信号）をそれぞれ受信すると、第１偏波送受信アンテナ１４と第２偏波送受信アンテナ１５が偏波信号を受信機１６に送り、受信機１６が複数の偏波信号に対する位相検波処理とＡ／Ｄ変換処理を実施して、その偏波信号の振幅と位相を示すディジタルの受信信号ｘ１１（ｉ），ｘ１２（ｉ）を出力する（ステップＳＴ１）。なお、ｘｐｑ（ｉ）は、第ｐ偏波送受信アンテナがパルス信号を送信して、第ｑ偏波送受信アンテナが偏波信号を受信したとき、その偏波信号の振幅と位相を示すディジタルの受信信号のｉ番目（ｉ＝１，２，・・・，Ｍ）のサンプル値である。ここで、Ｍはサンプル数である。
【００４７】
同様に、送信機１１により生成されたパルス信号を送受切換器１２を介して偏波切換器１３に送り、そのパルス信号を第２偏波送受信アンテナ１５から目標に照射して同様の処理を繰り返すことにより、ディジタルの受信信号ｘ２１（ｉ），ｘ２２（ｉ）を得る（ステップＳＴ１）。
図４は第１偏波送受信アンテナ１４と第２偏波送受信アンテナ１５の各時刻における動作モードを示し、図中のインターバルが受信信号ｘ１１（ｉ），ｘ１２（ｉ），ｘ２１（ｉ），ｘ２２（ｉ）の一組を得るのに要する処理のひとまとめである。
【００４８】
なお、レーダ装置における送受信アンテナの位置が等しいモノスタティック構成の場合は、ｘ１２（ｉ），ｘ２１（ｉ）が等しいことは、文献“Ｒａｄａｒ  ｐｏｌａｒｉｍｅｔｒｙ  ｆｏｒ  ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”（Ｕｌａｂｙ他著、Ａｒｔｅｃｈ  Ｈｏｕｓｅ  Ｉｎｃ，１９９０）などに示されており公知である。そこで、以下の処理においては、受信信号Ｘ２１（ｉ）を用いないことにする。
【００４９】
フーリエ変換部１７は、受信機１６から送受偏波の組み合せの異なる三つの受信信号ｘ１１（ｉ），ｘ１２（ｉ），ｘ２２（ｉ）を受けると、その受信信号ｘ１１（ｉ），ｘ１２（ｉ），ｘ２２（ｉ）をそれぞれフーリエ変換してスペクトル信号を出力する（ステップＳＴ２）。
ここでは、スペクトル信号をＸ１１（ｉ），Ｘ１２（ｉ），Ｘ２２（ｉ）と表し、ｉ＝１，２，・・・，Ｍとする。
【００５０】
既に述べたように、観測対象が電波を散乱する反射点の集合体であるとみなせる場合、観測対象からの散乱波は、観測対象上の反射点からの散乱波の重ねあわせと考えることができる。このとき、受信信号をフーリエ変換して得られるスペクトル信号はそれぞれ次式のように表すことができる。
【数１１】
0003759705.tif 000012
ただし、Ｋは観測対象上に分布する反射点の個数、ｓｐｑｋは第ｐ偏波送受信アンテナで送信して第ｑ偏波送受信アンテナで受信した場合のｋ番目の反射点の反射係数（ｋ＝１，２，・・・，Ｋ）、ｔｋはｋ番目の反射点からの反射波の伝播遅延時間、ｆ０は周波数の初期値、Δｆはサンプル点間の周波数ステップである。
【００５１】
なお、レーダシステムによっては、図５に示すように、サイドローブ抑圧部２２によって、受信機１６から出力された送受偏波の組み合せの異なる三つの受信信号ｘ１１（ｉ），ｘ１２（ｉ），ｘ２２（ｉ）に対し、レンジサイドローブ抑圧処理が適用されている場合がある。このような場合、フーリエ変換部１７によって得られるスペクトル信号は、サイドローブ抑圧部２２によって重み付け関数ｗｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｍ）がスペクトル信号Ｘｐｑ（ｉ）（ｐｑ＝１１，１２，２２）に掛けられたｗｉ×Ｘｐｑ（ｉ）という形である。スペクトル重み付け除去部２３は、重み付け関数の逆数１／ｗｉを掛けることによって重み付け関数の影響を除去している。
【００５２】
送受偏波の組み合せの異なる三つの受信信号のスペクトル信号Ｘｐｑ（ｉ）（ｐｑ＝１１，１２，２２）が式（１６）で表されるとき、式（２）の線形予測モデルを拡張して式（１７）と式（１８）のような複数偏波線形予測モデルを仮定することができる。
【数１２】
0003759705.tif 000013
【００５３】
式（１７）はサンプル番号の増加する向きに次のサンプル値を予測する前向きの線形予測モデルであり、式（１８）はサンプル番号の減少する向きに次のサンプル値を予測する後ろ向きの線形予測モデルである。また、ｃｕｖｊ（ｕ，ｖ＝１，２，３；  ｊ＝１，２，・・・，ｍ）は前向きの複数偏波線形予測係数、ｂｕｖｊ（ｕ，ｖ＝１，２，３；  ｊ＝１，２，・・・，ｍ）は後ろ向きの複数偏波線形予測係数、ｍは複数偏波線形予測モデルの次数である。
【００５４】
次に複数偏波線形予測係数推定部１９の前方予測係数推定部１９ａは、フーリエ変換部１７によって得られたスペクトル信号Ｘｐｑ（ｉ）から前向きの複数偏波線形予測係数ｃｕｖｊを推定し、後方予測係数推定部１９ｂは、フーリエ変換部１７によって得られたスペクトル信号Ｘｐｑ（ｉ）から複数偏波線形予測係数ｂｕｖｊを推定する（ステップＳＴ３）。
ここで、前方予測係数推定部１９ａにおいて、前向きの複数偏波線形予測係数ｃｕｖｊを推定する方法を説明する。
【００５５】
ここでは、線形予測モデルの次数ｍは既知であるとする。あるいは、次数が既知でない場合は、線形予測モデルの次数はなるべく大きな値に設定することが望ましいことが知られているので、できるだけ大きな値に設定する。ここで、前向きの複数偏波線形予測係数ｃｕｖｊを決定することが可能となるように、ｍのとりうる最大値はＭ／２以下の最大の整数であるとする。
【００５６】
スペクトル信号Ｘｐｑ（ｉ）について、式（１７）の前向きの複数偏波線形予測モデルを仮定した場合の前向きの予測誤差ｎｐｑｉ（ｐｑ＝１１，１２，２２）は次式で表される。
【数１３】
0003759705.tif 000014
【００５７】
式（１９）で表される前向きの予測誤差ｎｐｑｉの平均二乗誤差を最小化する前向きの複数偏波線形予測係数ＣＣｐｑｍ（ｐｑ＝１１，１２，２２）は、従来の技術において説明した線形予測係数ＣＣｍを求める方法と同様にして、次式のように求めることができる。
【数１４】
0003759705.tif 000015
【００５８】
ただし、ＲＲｍとＵＵｐｑｍ（ｐｑ＝１１，１２，２２）は式（２２）〜式（２５）によって以下のように定義される。
【数１５】
0003759705.tif 000016
【数１６】
0003759705.tif 000017
【数１７】
0003759705.tif 000018
【数１８】
0003759705.tif 000019
【００５９】
前方予測係数推定部１９ａは、式（２１）によって得られた前向きの複数偏波線形予測係数ｃｐｑｊ（ｐｑ＝１１，１２，２２；ｊ＝１，２，・・・，ｍ）を出力する。後方予測係数推定部１９ｂは、後ろ向きの複数偏波線形予想係数ｂｐｑｊ（ｐｑ＝１１，１２，２２；ｊ＝１，２，・・・，ｍ）を推定して出力するが、その処理内容は前方予測係数推定部１９ａと同様である。
【００６０】
次に複数偏波スペクトル外挿部２０は、前方予測係数推定部１９ａ及び後方予測係数推定部１９ｂにより推定された前向きの複数偏波線形予測係数ｃｐｑｊと後ろ向きの複数偏波線形予測係数ｂｐｑｊとを用いて、スペクトル信号Ｘｐｑ（ｉ）の受信帯域の外側のスペクトルを外挿する（ステップＳＴ４）。
まず、前向きの複数偏波線形予測係数ｃｐｑｊを用いてサンプル番号の増加する向きにスペクトル信号の帯域の外側のサンプルを外挿する処理を具体的に説明する。
【００６１】
前方スペクトル外挿部２０ａは、スペクトル信号のサンプル値よりＭ＋１番目のサンプル（スペクトル）を次式によって外挿する。
【数１９】
0003759705.tif 000020
【００６２】
次に、外挿したＸｐｑ（Ｍ＋１）も用いて、Ｍ＋２番目のサンプルを次式によって外挿する。
【数２０】
0003759705.tif 000021
【００６３】
さらに、式（２６）、式（２７）と同様にして、Ｍ＋３番目、Ｍ＋４番目、・・・、Ｍ＋Ｍ２番目のサンプルをサンプル番号の増加する向きに順に外挿していく。ここで、Ｍ２は外挿するサンプルの数であり、任意の値を設定することが可能である。
【００６４】
後方スペクトル外挿部２０ｂは、後ろ向きの予測係数ｂｐｑｊを用いて、式（２８）のようにして、β番目のサンプル（β＝０，−１，・・・，−Ｍ３＋１）をサンプル番号の減少する向きに順に外挿していく。ここで、Ｍ３は外挿するサンプルの数であり、任意の値を設定することが可能である。
【数２１】
0003759705.tif 000022
【００６５】
最後に逆フーリエ変換部２１は、上記のようにして複数偏波スペクトル外挿部２０がスペクトル信号の帯域を拡張すると、帯域拡張後のスペクトル信号Ｘ１１（ｉ），Ｘ２１（ｉ），Ｘ２２（ｉ）（ｉ＝−Ｍ２＋１，・・・，Ｍ＋Ｍ２）をそれぞれ逆フーリエ変換することによって、帯域拡張後の時間領域の受信信号ｘ１１（ｉ），ｘ２１（ｉ），ｘ２２（ｉ）（ｉ＝−Ｍ２＋１，・・・，Ｍ＋Ｍ２）を得る（ステップＳＴ５）。
【００６６】
この実施の形態１では、送受信アンテナとして二つの直交する偏波状態のアンテナを用いる場合のみについて説明した。送受アンテナの偏波状態が二つ以上の場合は、スペクトル信号Ｘｐｑ（ｉ）においてｐとｑの組み合せが増加することになるが、この場合も実施の形態１を容易に拡張できることは明らかである。
【００６７】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、複数の偏波信号をスペクトル信号に変換して、その複数のスペクトル信号に対する線形予測を実施し、その予測結果を考慮して複数のスペクトル信号の帯域を拡張するように構成したので、複数の反射点が極めて近接して存在するような場合でも、受信信号の分解能を高めることができる効果を奏する。
即ち、複数の反射点が極めて近接して存在するために従来の技術では充分な分解能を得ることができない場合にも、偏波情報を利用することによって、分解能を高めることができる。したがって、目標位置と目標反射係数の検出精度を高めることができる。
なお、受信信号が偏波合成開口レーダ画像である場合への拡張は容易である。
【００６８】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２によるレーダ装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
２４はフーリエ変換部１７から出力された複数のスペクトル信号の信号対雑音電力比を推定する信号対雑音比推定部、２５は信号対雑音比推定部２４により推定された信号対雑音電力比に応じた重み付け係数を当該スペクトル信号に乗算する偏波重み付け部である。なお、信号対雑音比推定部２４及び偏波重み付け部２５から雑音影響除去手段が構成されている。
【００６９】
次に動作について説明する。
信号対雑音比推定部２４及び偏波重み付け部２５が追加されている以外は、上記実施の形態１と同様であるため、信号対雑音比推定部２４及び偏波重み付け部２５の動作のみ説明する。
【００７０】
信号対雑音比推定部２４は、受信機１６の雑音電力と、スペクトル信号Ｘｐｑ（ｉ）（ｐｑ＝１１，１２，２２）の電力の比を計算する。例えば、第ｐ偏波送受信アンテナで送信して第ｑ偏波送受信アンテナで受信した受信信号の信号対雑音電力比の推定値としては、次式で与えられるＳＮＲｐｑを用いることができる。
【数２２】
0003759705.tif 000023
ここで、Ｎは受信機１６の雑音電力であり、事前の計測によって既知であるものとする。
【００７１】
偏波重み付け部２５は、信号対雑音比推定部２４が信号対雑音電力比ＳＮＲｐｑを推定すると、その信号対雑音電力比ＳＮＲｐｑに応じて重み付け係数Ｈｐｑを決定し、各偏波の組み合せのスペクトル信号Ｘｐｑ（ｉ）にそれぞれ重み付け係数Ｈｐｑを乗算する。ここで、重み付け係数Ｈｐｑとしては、ＳＮＲｐｑが大きい場合に大きく、小さい場合に小さい正の実数が選ばれるものとする。
【００７２】
偏波重み付け部２５により重み付けされたスペクトル信号Ｈ１１×Ｘ１１（ｉ）、Ｈ１２×Ｘ１２（ｉ）、Ｈ２２×Ｘ２２（ｉ）（ｉ＝１，２，・・・，Ｍ）は、複数偏波線形予測係数推定部１９に送られる。以下、上記実施の形態１と同様である。
なお、第１偏波送受信アンテナ１４及び第２偏波送受信アンテナ１５の偏波状態が、水平偏波と垂直偏波である場合、スペクトル信号Ｘ１２（ｉ）の信号対雑音電力比は一般に低いことが知られている。そこで、予めＸ１２（ｉ）の係数はＨ１２＝０とするなどして、Ｘ１２（ｉ）のデータを用いないようにしてもよい。
【００７３】
この実施の形態２によれば、複数の送受偏波の組み合せで得られた受信信号のうち、信号対雑音電力比のより高い受信信号の寄与をより大きく、信号対雑音電力比のより低い受信信号の寄与をより小さくすることができるため、雑音の影響を低減することができ、目標位置と目標反射係数の検出精度をより高めることができる効果を奏する。
【００７４】
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３によるレーダ装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
２６は複数偏波帯域拡張部１８により帯域が拡張された複数のスペクトル信号に重み付けを実施してサイドローブを抑圧するサイドローブ抑圧部（サイドローブ抑圧手段）である。
【００７５】
次に動作について説明する。
サイドローブ抑圧部２６が追加されている以外は、上記実施の形態１と同様であるため、サイドローブ抑圧部２６の動作のみ説明する。
【００７６】
サイドローブ抑圧部２６は、複数偏波帯域拡張部１８により帯域が拡張されたスペクトル信号Ｘ１１（ｉ），Ｘ１２（ｉ），Ｘ２２（ｉ）（ｉ＝−Ｍ３＋１，・・・，Ｍ＋Ｍ２）に重み付け関数ｗｉを掛ける。重み付け関数ｗｉとしては、“Ｏｎ  ｔｈｅ  Ｕｓｅ  ｏｆ  Ｗｉｎｄｏｗ  ｆｏｒ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｗｉｔｈ  Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ”（Ｆ．Ｊ．Ｈａｒｒｉｓ著、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＩＥＥＥ，ｖｏｌ．６６，ｎｏ．１，ｐｐ．５１−８３，Ｊａｎ．１９７８）に記載の一般的な窓関数（ハミング窓関数、テイラー窓関数など）を用いる。
【数２３】
0003759705.tif 000024
【００７７】
この実施の形態３によれば、レンジサイドローブを抑圧することができるため、目標位置と目標反射係数の検出精度をより高めることができる効果を奏する。
【００７８】
実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４によるレーダ装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
２７は逆フーリエ変換部２１により逆フーリエ変換された複数の受信信号に対する重み付け関数の畳み込みを実施してサイドローブを抑圧する適応的サイドローブ抑圧部（サイドローブ抑圧手段）である。
【００７９】
次に動作について説明する。
適応的サイドローブ抑圧部２７が追加されている以外は、上記実施の形態１と同様であるため、適応的サイドローブ抑圧部２７の動作のみ説明する。
適応的サイドローブ抑圧部２７は、“ＳＡＲ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｖｉａ  Ｍｏｄｅｒｎ  ２−Ｄ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄｓ”（Ｓ．Ｒ．ＤｅＧｒａｓｓｆ著、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏｃ．，ｖｏｌ．７，ｎｏ．５，ｐｐ．７２９−７６１，Ｍａｙ．１９９８）に記載のＡＳＲ（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｓｉｄｅｌｏｂｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）法などを採用することによって実現できる。また、ＡＳＲ法を簡易化したＳＶＡ（Ｓｐａｔｉａｌｌｙ  Ｖａｒｉａｎｔ  Ａｐｏｄｉｚａｔｉｏｎ）法を採用することによっても実現できる。上記ＳＶＡ法は“Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  Ａｐｏｄｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｓｉｄｅｌｏｂｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｉｎ  ＳＡＲ  Ｉｍａｇｅｒｙ”（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｎｋｗｉｔｚ他著、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ  Ａｅｒｏｓｐ．＆  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｙｓｔ．，ｖｏｌ．３１，ｎｏ．１，ｐｐ．２６７−２７９，Ｊａｎ．１９９５）に記載されており公知である。また、ＳＶＡ法によれば、メインローブ幅を増加させることなく、レンジサイドローブを効果的に抑圧できることが知られている。
【００８０】
この実施の形態４においては、ＳＶＡ法を採用して適応的サイドローブ抑圧部２７を構成する。
ＳＶＡ法の一般的な処理内容について説明する。まず、入力信号をｇ（ｔ）とする。ここで、ｔ＝１，２，・・・，Ｔであり、Ｔはサンプル数である。
入力信号のｔ番目のサンプルについて、この入力信号のサンプル値ｇ（ｔ）と、その両隣の値ｇ（ｔ−１）とｇ（ｔ＋１）を用いて、メインローブ、サイドローブを判別する指標ｗｕ（ｔ）を式（３１）によって計算する。
【数２４】
0003759705.tif 000025
【００８１】
ＳＶＡ法は、この指標ｗｕ（ｔ）に基づき、式（３２）によって、サイドローブが抑圧された信号ｇ'（ｔ）を出力する。
【数２５】
0003759705.tif 000026
【００８２】
さて、適応的サイドローブ抑圧部２７においては、入力信号ｇ（ｔ）として、逆フーリエ変換部２１によって得られた帯域拡張後の時間領域の受信信号ｘ１１（ｉ），ｘ１２（ｉ），ｘ２２（ｉ）（ｉ＝−Ｍ３＋１，・・・，Ｍ＋Ｍ２）の三つが入力される。そこで、適応的サイドローブ抑圧部２７は、これら三つの入力信号に対し、式（３１）と式（３２）で示されるＳＶＡ法によるサイドローブ抑圧処理を適用し、レンジサイドローブを抑圧する。
【００８３】
この実施の形態４によれば、メインローブ幅を増加させることなく、レンジサイドローブを抑圧することができるため、目標位置と目標反射係数の検出精度をより高めることができる効果を奏する。
【００８４】
実施の形態５．
図９はこの発明の実施の形態５によるレーダ装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
２８はフーリエ変換部１７から出力された複数のスペクトル信号に対する偏波基底変換を実施する偏波基底変換部（偏波基底変換手段）である。
【００８５】
次に動作について説明する。
偏波基底変換部２８が追加されている以外は、上記実施の形態１と同様であるため、偏波基底変換部２８の動作のみ説明する。
【００８６】
偏波基底変換部２８は、フーリエ変換部１７によって得られたスペクトル信号Ｘ１１（ｉ），Ｘ１２（ｉ），Ｘ２２（ｉ）（ｉ＝１，・・・，Ｍ）に対し、次式で示す偏波基底変換を行う。
【数２６】
0003759705.tif 000027
【００８７】
ここで、［Ｔ］はユニタリ行列であり、目的に応じて任意のユニタリ行列を設定できるものとする。なお、式（３３）で表される偏波基底変換によって、第１偏波送受信アンテナ１４と第２偏波送受信アンテナ１５の直交する偏波の組み合せとは異なる二つの直交偏波の組み合せで同様な観測を行った場合のスペクトル信号Ｖ１１（ｉ），Ｖ１２（ｉ），Ｖ２２（ｉ）を求めることができることは、既に文献“偏波レーダによる新構想災害監視システムに関する研究”（山口他著、平成１２年度科学研究費補助金（基盤研究Ｃ）研究成果報告書、課題番号１１６５０４２０，２００１）などにおいて公知である。
【００８８】
この実施の形態５によれば、任意の偏波基底で観測した場合の目標位置と目標反射係数の検出精度をより高めることができる効果を奏する。
【００８９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、変換手段が複数の偏波信号をスペクトル信号に変換すると、帯域拡張手段が複数のスペクトル信号に対する線形予測を実施し、その予測結果を考慮して複数のスペクトル信号の帯域を拡張するように構成したので、複数の反射点が極めて近接して存在するような場合でも、受信信号の分解能を高めることができる効果がある。
【００９０】
この発明によれば、帯域拡張手段が複数のスペクトル信号から線形予測係数を推定するとともに、その線形予測係数を用いて複数のスペクトル信号における受信帯域の外側のスペクトルを推定し、複数のスペクトル信号に対して外側のスペクトルを外挿するように構成したので、簡単にスペクトル信号の帯域を拡張することができる効果がある。
【００９１】
この発明によれば、帯域拡張手段が任意のスペクトル信号における受信帯域の外側のスペクトルを推定する際、他のスペクトル信号に係る線形予測係数を用いるように構成したので、精度よくスペクトル信号の帯域を拡張することができる効果がある。
【００９２】
この発明によれば、変換手段から出力された複数のスペクトル信号の信号対雑音電力比を推定し、その信号対雑音電力比に応じた重み付け係数を当該スペクトル信号に乗算する雑音影響除去手段を設けるように構成したので、受信機の雑音電力の影響を低減することができる効果がある。
【００９３】
この発明によれば、帯域拡張手段により帯域が拡張された複数のスペクトル信号に重み付けを実施してサイドローブを抑圧するサイドローブ抑圧手段を設けるように構成したので、受信信号の分解能をさらに高めることができる効果がある。
【００９４】
この発明によれば、逆変換手段により逆変換された複数の偏波信号に対する重み付け関数の畳み込みを実施してサイドローブを抑圧するサイドローブ抑圧手段を設けるように構成したので、受信信号の分解能をさらに高めることができる効果がある。
【００９５】
この発明によれば、変換手段から出力された複数のスペクトル信号に対する偏波基底変換を実施する偏波基底変換手段を設けるように構成したので、受信信号の分解能をさらに高めることができる効果がある。
【００９６】
この発明によれば、相互に偏波特性の異なる複数のアンテナが相互に偏波特性が直交する２つアンテナから構成される場合、送信手段が２つのアンテナを交互に駆動しながら偏波信号を送信する一方、受信手段が２つのアンテナを駆動して２つの偏波信号を受信するように構成したので、構成の複雑化を招くことなく、複数の偏波信号を受信することができる効果がある。
【００９７】
この発明によれば、一方のアンテナの偏波特性が垂直偏波であって、他方のアンテナの偏波特性が水平偏波であるように構成したので、特殊なアンテナを用いることなく、複数の偏波信号を受信することができる効果がある。
【００９８】
この発明によれば、一方のアンテナの偏波特性が右旋円偏波であって、他方のアンテナの偏波特性が左旋円偏波であるように構成したので、特殊なアンテナを用いることなく、複数の偏波信号を受信することができる効果がある。
【００９９】
この発明によれば、複数の偏波信号をスペクトル信号に変換して、その複数のスペクトル信号に対する線形予測を実施し、その予測結果を考慮して複数のスペクトル信号の帯域を拡張するように構成したので、複数の反射点が極めて近接して存在するような場合でも、受信信号の分解能を高めることができる効果がある。
【０１００】
この発明によれば、複数のスペクトル信号から線形予測係数を推定するとともに、その線形予測係数を用いて複数のスペクトル信号における受信帯域の外側のスペクトルを推定し、複数のスペクトル信号に対して外側のスペクトルを外挿するように構成したので、簡単にスペクトル信号の帯域を拡張することができる効果がある。
【０１０１】
この発明によれば、任意のスペクトル信号における受信帯域の外側のスペクトルを推定する際、他のスペクトル信号に係る線形予測係数を用いるように構成したので、精度よくスペクトル信号の帯域を拡張することができる効果がある。
【０１０２】
この発明によれば、複数のスペクトル信号の信号対雑音電力比を推定し、その信号対雑音電力比に応じた重み付け係数を当該スペクトル信号に乗算するように構成したので、受信機の雑音電力の影響を低減することができる効果がある。
【０１０３】
この発明によれば、帯域拡張後の複数のスペクトル信号に重み付けを実施してサイドローブを抑圧するように構成したので、受信信号の分解能をさらに高めることができる効果がある。
【０１０４】
この発明によれば、逆変換後の複数の偏波信号に対する重み付け関数の畳み込みを実施してサイドローブを抑圧するように構成したので、受信信号の分解能をさらに高めることができる効果がある。
【０１０５】
この発明によれば、複数のスペクトル信号に対する偏波基底変換を実施するように構成したので、受信信号の分解能をさらに高めることができる効果がある。
【０１０６】
この発明によれば、相互に偏波特性の異なる複数のアンテナが相互に偏波特性が直交する２つアンテナから構成される場合、２つのアンテナを交互に駆動しながら偏波信号を送信する一方、２つのアンテナを駆動して２つの偏波信号を受信するように構成したので、構成の複雑化を招くことなく、複数の偏波信号を受信することができる効果がある。
【０１０７】
この発明によれば、一方のアンテナの偏波特性が垂直偏波であって、他方のアンテナの偏波特性が水平偏波であるように構成したので、特殊なアンテナを用いることなく、複数の偏波信号を受信することができる効果がある。
【０１０８】
この発明によれば、一方のアンテナの偏波特性が右旋円偏波であって、他方のアンテナの偏波特性が左旋円偏波であるように構成したので、特殊なアンテナを用いることなく、複数の偏波信号を受信することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１によるレーダ装置を示す構成図である。
【図２】  複数偏波帯域拡張部の内部を詳細に示す構成図である。
【図３】  この発明の実施の形態１による超解像処理方法を示すフローチャートである。
【図４】  第１偏波送受信アンテナと第２偏波送受信アンテナの各時刻における動作モードを示す説明図である。
【図５】  この発明の実施の形態１による他のレーダ装置を示す構成図である。
【図６】  この発明の実施の形態２によるレーダ装置を示す構成図である。
【図７】  この発明の実施の形態３によるレーダ装置を示す構成図である。
【図８】  この発明の実施の形態４によるレーダ装置を示す構成図である。
【図９】  この発明の実施の形態５によるレーダ装置を示す構成図である。
【図１０】  従来のレーダ装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１１  送信機（送信手段）、１２  送受切換器、１３  偏波切換器、１４  第１偏波送受信アンテナ、１５  第２偏波送受信アンテナ、１６  受信機（受信手段）、１７  フーリエ変換部（変換手段）、１８  複数偏波帯域拡張部（帯域拡張手段）、１９  複数偏波線形予測係数推定部、１９ａ  前方予測係数推定部、１９ｂ  後方予測係数推定部、２０  スペクトル外挿部、２０ａ  前方スペクトル外挿部、２０ｂ  後方スペクトル外挿部、２１  逆フーリエ変換部（逆変換手段）、２２  サイドローブ抑圧部、２３  スペクトル重み付け除去部、２４  信号対雑音比推定部（雑音影響除去手段）、２５  偏波重み付け部（雑音影響除去手段）、２６  サイドローブ抑圧部（サイドローブ抑圧手段）、２７  適応的サイドローブ抑圧部（サイドローブ抑圧手段）、２８  偏波基底変換部（偏波基底変換手段）。
【図１】
0003759705.tif 000028
【図２】
0003759705.tif 000029
【図３】
0003759705.tif 000030
【図４】
0003759705.tif 000031
【図５】
0003759705.tif 000032
【図６】
0003759705.tif 000033
【図７】
0003759705.tif 000034
【図８】
0003759705.tif 000035
【図９】
0003759705.tif 000036
【図１０】
0003759705.tif 000037