CN103675784B - 信号处理装置、雷达装置以及物标探知方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种信号处理装置、雷达装置以及物标探知方法。雷达装置采用交错处理方式，通过雷达天线以不等间隔反复发送，接收经物标反射而得的回波信号。在相位算出部中，算出在根据回波信号得出的复接收信号I、Q中起因于雷达天线的移动速度而产生的相位变化量。在自船速修正部中，针对复接收信号I、Q，进行由相位算出部算出的相位变化量的修正，输出修正后的复接收信号I′、Q′。在多普勒处理部中，利用修正后的复接收信号I′、Q′进行多普勒处理。防止起因于脉冲信号的收发在距离扫掠间成为不等间隔而导致在多普勒处理中产生的S/C或S/N的提高的恶化的情况。

Description

信号处理装置、雷达装置以及物标探知方法

技术领域

本发明涉及雷达装置等探知装置中的回波信号的信号处理装置、通过收发电磁波探知物标的雷达装置、以及这些装置中的信号处理方法。本发明的信号处理装置以及信号处理方法尤其适用于利用交错触发器（staggered trigger）方式的雷达装置等探知装置。

背景技术

雷达装置通常通过从天线发送电磁波的脉冲信号，并由天线接收来自物标的反射波，从而探知飞机或船舶等物标。有时在应探知的物标的周围，存在波浪或雨等产生杂波（无用的反射波）的反射体。为了抑制杂波，已知专利文献1（日本特开平10-197627号公报）或非专利文献1（吉田孝监修，改订雷达技术，社团法人电子信息通信学会，1996年，第217页）所记载的多普勒处理。

通常按照电磁波的每个发送方位以等间隔采样由雷达装置的天线接收的来自物标的反射波。在多普勒处理中，利用将物标的反射波（回波信号）变换至数字信号而得的数据，并进行离散傅里叶变换（DFT）或快速傅里叶变换（FFT），以便得到多普勒频谱。数字化的回波信号由与多普勒频移频率相关的滤波器组（多多普勒滤波器）分解为多个子带。从各子带输出的输出数据在CFAR（Constant False Alarm Rate：恒虚警率）处理之后被合成。

可是，有时船舶等所搭载的雷达装置（将搭载该雷达装置的船称为“自船”）受从存在于自船周边的船舶（将之称为“他船”）所搭载的雷达装置输出的电磁波的影响，因而在雷达装置间产生相互干涉。

作为抑制在雷达装置间的相互干涉的影响的方法之一，众所周知的是，专利文献2（日本专利第3561497号公报）所记载的交错触发（staggered trigger）方式。所谓“交错触发方式”是指适用使反复发送脉冲信号时的发送间隔（interval）变化的处理（交错处理）的方式。通过进行交错处理，能够避免与雷达装置所发送的脉冲信号对应的来自物标的回波信号的接收定时与其他雷达装置所发送的脉冲信号的接收定时在距离扫掠（sweep）间一致。若接收定时在距离扫掠间不一致，则能够基于在多个距离扫掠中的接收信号，识别来自物标的回波信号与他船的雷达装置的发送信号。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-197627号公报

专利文献2：日本专利第3561497号公报

非专利文献1：吉田孝监修，改订雷达技术，社团法人电子信息通信学会，1996年

可是，有时在适用多普勒处理的雷达装置中进行交错处理的情况下，若他船相对于自船的相对速度变快，则通过多普勒处理而期待的信号对杂波比（S/C）或信号对噪音比（S/N）因受该交错处理的影响而无法充分地提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种装置，即使在采用交错触发方式的雷达装置等探知装置中，也能够通过多普勒处理提高S/C或S/N。

为解决上述问题，本发明的信号处理装置包括：回波信号输入部，被输入回波信号，该回波信号是按照各发送定时从发送源发送的各发送信号由物标反射而得的信号，该各发送定时包括对规定的时间间隔的发送定时之中的至少一个发送定时以规定时间进行偏移而得的发送定时；复接收信号生成部，基于所述回波信号，分别生成复接收信号；相位算出部，基于所述发送源的移动速度以及距基准定时的经过时间，算出所述复接收信号相对于基准相位的相位变化量；相位修正部，针对所述复接收信号进行基于所述相位变化量的相位修正，分别输出修正后的复接收信号；以及多普勒处理部，针对各修正后的所述复接收信号进行多普勒处理，输出所述物标的多普勒回波信号。

即，相位算出部检测起因于天线等脉冲信号的发送源移动而产生的复接收信号的相位变化量。相位修正部针对复接收信号基于由相位算出部算出的相位变化量进行修正，输出修正后的复接收信号。多普勒处理部利用从相位修正部输出的修正后的复接收信号，进行多普勒处理。

在此，相位算出部的相位变化量的算出在自己的发送源移动的情况下只基于该移动速度亦可。再有，基于事先检测的特定的物标的移动速度与自己的发送源的移动速度这二者算出二者的相对速度，并算出相位变化量亦可。后者能够进行更高精度的相位修正。在后者的情况下，需要特定的物标的移动速度，但例如也能够一旦算出多普勒速度再根据该结果求出。

再有，在本发明中，以适用交错处理为前提，也算出基于偏移量的相位变化量，该偏移量是相对于发送定时的偏移量，该发送定时基于发送的脉冲信号的规定周期。追加该相位变化量之后，进行多普勒处理。虽然针对基于以不等间隔反复发送的脉冲信号（staggered trigger repetitively pulsed signal：交错触发反复脉冲信号）而得的复接收信号进行多普勒处理，几乎能够去除与物标的相对速度以及交错处理这二者所引起的相位误差。

另外，本发明的上述特征也可以作为雷达装置或物标探知方法来实现。

发明效果

根据本发明，在采用交错触发方式的雷达装置等的多普勒处理中，能够缓和因脉冲信号的收发在距离扫掠间成为不等间隔而引起S/C或S/N的提高恶化的情况。

附图说明

图1为用于说明多普勒处理中的交错的影响的座标图。

图2A为用于说明物标的速度慢时的交错所引起的相位误差的座标图。

图2B为用于说明物标的速度快时的交错所引起的相位误差的座标图。

图3为表示一实施方式所涉及的雷达装置的构成的概要的框图。

图4为表示天线方位的自船的速度成分与天线方位角等的关系的概念图。

图5为表示多普勒处理部的构成的一例的框图。

图6为表示图3的雷达装置的动作的流程图。

图7为用于说明多普勒处理中的交错的影响的缓和的座标图。

具体实施方式

（1）问题点的分析

发明人注意到若要在以多普勒处理为前提的雷达装置等探知装置中实施交错处理，则无法谋求原本应该由多普勒处理得到的S/C或S/N的提高。于是，发明人首先考察了其原因，并成功找到该原因。下面，说明问题点的分析。

若要在一个雷达装置中适用多普勒处理与交错处理这2种处理，则有可能产生因随着他船相对于自船的相对速度变快而妨碍多普勒处理中的信号对杂波比（S/C）的提高或信号对噪音比（S/N）的提高。首先，利用图1以及图2A、图2B说明多普勒处理下的交错处理的影响。

在图1中，横轴表示按照规定的时间间隔发送的发送波的发送顺序所对应的距离扫掠号码、纵轴表示数据接收信号的相位。由于距离扫掠与各发送波的接收信号对应，因此横轴与时间轴等价，示出了时间与距离扫掠号码变大相应地经过的情况。

在图1所示的例子中，以从雷达装置发送的脉冲信号的发送间隔一定，并且自船与物标的相对速度处于一定的状态为前提。在该状态中，如由圆圈所示，由于距离扫掠间隔一定，并且物标相对于自船的相对速度一定，各距离扫掠间的相位变化量θs也一定。若相对速度为零，则在各距离扫掠号码间无相位变化量。表示相对于时间经过的相位变化的座标图的倾斜为零，与相对速度变大相应地该倾斜变大。

因此，只要知晓相对速度，便能够知晓相位变化量，只要针对回波信号进行一定的相位旋转，便能够使与各距离扫掠对应的回波信号的相位相同。例如，如由双圈所示，若在距离扫掠k进行0度的相位旋转、在距离扫掠k+1进行θs度的相位旋转、在距离扫掠k+2进行2θs度的相位旋转、在距离扫掠k+3进行3θs度的相位旋转，则能够使全部距离扫掠的相位相同。其结果是，进行这些相位旋转之后，只要将数据相加便能够使回波信号的增益最大。

对此，图2A、图2B均示出了实施交错处理时的各距离扫掠号码下的相位变化量与相位误差。虚线表示针对发送间隔均相同的情况下的各距离扫掠间隔的相位变化量，在该例子中，被引至与图2A、图2B中的距离扫掠号码k、k+1、k+2、k+3的各距离扫掠一致的位置。

若针对基于通过交错处理后的脉冲信号接收的回波信号的数据进行多普勒处理，则如图2A的圆圈所示，各距离扫掠的相位变化量不会一定。对此，只要相对速度不为零，则在相对速度一定的情况下也是同样的。

在图2A中，距离扫掠号码k′、k′+1、k′+2、k′+3的各数据为针对进行了交错处理的脉冲信号的数据。图中的◎标记表示由于通过交错处理使发送间隔变化，在各发送定时产生的相位变化量的误差（相位误差）。例如，由于在从距离扫掠号码k′至k′+1之间存在相对速度，存在θs的相位变化量，若进行交错处理则产生的相位误差。同样地，在从距离扫掠号码k′+1至k′+2之间还存在θs的相位变化，以距离扫掠号码k′为基准产生的相位误差。

在此，若比较距离扫掠号码k、k+1之间的采样间隔与距离扫掠号码k′、k′+1之间的采样间隔，则距离扫掠号码k′，k′+1之间的采样间隔短T1时间。因此，若根据与发送间隔均相同时的距离扫掠间隔相当的距离扫掠号码k、k+1之间的采样间隔旋转相位θs，则在距离扫掠号码k′、k′+1之间的采样间隔时多余地旋转相位

反之，若比较距离扫掠号码k、k+2之间的采样间隔与距离扫掠号码k′、k′+2之间的采样间隔，则距离扫掠号码k′、k′+2之间的采样间隔长T2时间。因此，若根据与距离扫掠间隔均相同时的距离扫掠间隔相当的距离扫掠号码k、k+2之间的采样间隔旋转相位2θs，则在距离扫掠号码k′、k′+2之间的采样间隔时以相位旋转不足。

如此，若针对进行了交错处理的距离扫掠号码k′、k′+1、k′+2、k′+3的采样数据进行一定量的相位旋转，则无法使全部距离扫掠的相位相同，产生相位误差因此，即使这些进行了相位旋转的数据相加，也无法取得最大的增益。

在图2A与图2B中，表示自船与物标的相对速度相互不同的情况。比较二者，则物标的速度较大的图2B所示的物标所对应的相位θf的旋转比图2A的相位θs大。换言之，可知的是，针对相同的发送间隔，图2B所示的相位变化量大于图2A，因此与图2A所示的物标相比图2B所示的物标以更大的速度移动。

存在相对速度越大，在进行了交错处理的距离扫掠号码k′、k+′1、k+′2、k+′3的采样数据中所产生的相位误差也变大的倾向。图2B的相位误差 比图2A的相位误差大。若在含有如此的相位误差或的状态下进行多普勒处理，则妨碍信号对杂波比（S/C）或信号对噪音比（S/N）的提高。

用于避免妨碍在多普勒处理产生的S/C或S/N的提高的详细的手段在本发明的雷达装置的实施方式记载之后说明。

（2）雷达装置的构成

对照附图说明本发明的一实施方式所涉及的雷达装置。在此，作为雷达装置的一例采用船舶用雷达装置来说明。本发明能够适用于发送脉冲信号之后接收来自物标的回波信号的雷达装置。例如，也能够适用于港湾监视雷达等其他用途的雷达装置。

图3为表示本发明的船舶用雷达装置的构成的框图。雷达装置10例如设置于船舶等，检测海上的他船、浮标、陆地等物标。雷达装置10包括雷达天线单元20、收发切换器25、收发装置30、信号处理装置40以及显示装置50。

[雷达天线20以及收发切换器25的构成]

在雷达装置10中，天线20发送具有高指向性的脉冲信号的波束，并且接收来自其周围所存在的物标的反射波。波束宽度例如为设定为2度。雷达天线20例如设置于船舶的船体的上方，在水平面内旋转，并反复上述的发送与接收。旋转数例如为24rpm。将在雷达天线20旋转一周期间所进行的处理的单位称为“1扫描（scan）”。将从发送脉冲信号时起直到发送下一脉冲信号紧前为止的期间内的发送与接收的动作称为“距离扫掠（sweep）”。1距离扫掠的时间即平均发送周期（平均发送间隔）例如为1ms。并且，将每1距离扫掠的接收数据数称为“样本点数”。

在雷达天线20中，通过向某一方向集中地发射脉冲信号，接收含有来自物标的反射波（物标信号）的接收信号。接收信号除了物标信号成分以外，有时也含有杂波或来自其他雷达装置的电波干涉波或接收机噪音等成分。

从雷达天线20到物标的距离可通过含有该物标信号的接收信号的接收时刻与该接收信号所对应的脉冲信号的发送时刻的时间差求出。物标的方位可通过发送所对应的脉冲信号时的雷达天线20的方位求出。物标的速度利用所发送的脉冲信号的相位求出。

收发切换器25构成为能够与雷达天线20连接。收发切换器25进行雷达天线20与收发装置30之间的信号的切换。收发切换器25在发送时使脉冲信号不流入至接收电路，在接收时使接收信号不流入至发送电路。作为收发切换器25例如，采用环形器（Circulator）等电子部件。

[收发装置30的构成]

收发装置30生成脉冲信号并向雷达天线20送出。收发装置30从雷达天线20取入接收信号，对接收信号进行频率变换。为此，收发装置30包括发送信号发生器、发送器、本机振荡器、以及频率变换器等。

发送信号发生器按照由交错触发方式设定的相互不同的时间间隔（timinginterval）生成中频的脉冲信号并向发送器输出。由发送信号发生器生成的脉冲信号是进行频率调制而得的线性调频脉冲信号亦可，是相位调制信号或无调制的脉冲亦可。由发送信号发生器生成的脉冲信号的发送间隔或脉冲宽度能够与在显示装置50中设定的雷达映像的显示距离等相应地变更。

发送器将发送信号发生器的输出信号与从本机振荡器输出的本地信号合成，对发送信号发生器的输出信号进行频率变换并向收发切换器25输出。发送器的输出信号的频带在船舶用雷达装置的情况下，通常为3GHz带或者9GHz带。

频率变换器通过收发切换器25取入从雷达天线20输出的接收信号。频率变换器将接收信号与从本机振荡器输出的本地信号合成，将收发切换器25的输出信号变换至中频并向后级的信号处理装置40输出。

[信号处理装置40的构成]

信号处理装置40包括AD变换器（ADC）41、检波处理部42、相位算出部43、自船速修正部44、以及多普勒处理部45。有关信号处理装置40，由收发机30进行正交检波，由模拟-数字变换器（ADC）41变换至数字信号，通过多普勒处理进行杂波的除去等的信号处理。信号处理后的接收数据输出至显示装置50。雷达装置10的操作者能够根据基于来自物标的反射波（回波信号）的振幅的图像在显示装置50的雷达映像上所显示的位置，识别该物标的方位与距离。通常，以雷达装置10（雷达天线20）的位置为中心俯视显示雷达映像。显示的原点与雷达装置10的位置相对应。

[AD变换器41]

AD变换器（ADC）41以规定的采样频率对收发装置30所输出的接收信号进行采样，并变换至数字信号。通常，由与天线1旋转一周相当的1扫描得到的雷达接收信号具有方位与距离的信息。将每1扫描的距离扫掠数设为K，若将第1个距离扫掠设为基准（设为0deg），则在第k个距离扫掠得到的雷达接收信号是根据处于（k/K）×360（deg）（0≤k≤K-1）的方位的反射体得到的信号。使同一的方位号码对应从同一方位得到的数据。方位号码k赋予由第k个距离扫掠得到的接收数据。

由各距离扫掠的第n个采样得出的接收数据为在将每1距离扫掠的样本点数设为N，将距离（range，以雷达天线20为原点的最大显示距离）设为L时，从位于（n/N）×L（0≤n≤N-1）的距离的反射体得到的数据。距离号码n赋予由如此的第n个采样得到的接收数据。

[检波处理部42]

检波处理部42进行正交检波，并根据雷达接收信号生成I（In-Phase：同相）信号以及与之相位相差π/2的Q（Quadrature：正交）信号。在此，I信号、Q信号分别为雷达接收信号的复数复包络信号的实部、虚部。正交检波在AD变换器41前进行亦可在后进行亦可。

[相位算出部43]

相位算出部43取得搭载有适用本发明的雷达天线的船只（自船）的以大地为基准的对地速度即对地船速V_G，以北为基准而自船的船首所朝向的方位即船首方位θ_HD，以北为基准而自船所行进的方向即行进方位θ_CS，以船首方位θ_HD为基准而雷达天线20的主瓣所朝向的方位即天线方位角θ_ANT，反复发送脉冲信号的发送间隔PRI、以及脉冲信号的反复频率f（或者，波长λ）。对地船速V_G、船首方位θ_HD、以及行进方位θ_CS例如由GNSS（Global NavigationSatellite System：全球导航卫星系统）接收机、陀螺仪或卫星罗盘等搭载于船舶的测量装置测量。在此，作为GNSS，能够适用于GPS（Global Positioning System：全球定位系统）、伽利略、GLONAS、Compass、北斗等各种定位系统。

[自船速修正部44]

复接收信号I、Q从检波处理部42输入至自船速修正部44，相位转子（phaserotator）exp（θ_k′）从相位算出部43输入至自船速修正部44。在自船速修正部44中，进行复数接收信号I，Q乘以相位转子exp（θ_k′）的复乘法。据此，能够使复接收信号的相位旋转相位修正值θ_k′。复接收信号I、Q乘以相位转子exp（θ_k′）而得的修正后的复接收信号I′、Q′输出至多普勒处理部45。

[多普勒处理部45]

多普勒处理部45接受自船速修正部44的输出I′、Q′，并进行多普勒处理以及附属于多普勒处理的处理。多普勒处理部45如图5所示，包括距离扫掠缓冲器61、多普勒滤波器组62、多个对数检波器63、多个CFAR处理器64、以及合成部65。距离扫掠缓冲器61为存储从自船速修正部44输出的复接收信号I′、Q′的存储器，存储多次距离扫掠的接收数据。

多普勒滤波器组62为并联地连接通带的中心频率相互不同的多个带通滤波器而构成的滤波器阵列。各中心频率为多普勒频移频率。

对多普勒滤波器组62的各滤波器的输出进行对数检波的多个对数检波器63分别连接至多普勒滤波器组62的后级。CFAR（Constant false alarm rate：恒虚警率）处理器64逐一连接至各对数检波器63。各CFAR处理器64针对所连接的对数检波器63的输出信号，在距离方向上进行CFAR处理。

合成部65针对作为处理的对象的方位、按照每个距离合成全CFAR处理器64的输出信号。在此，合成部65通过最大值处理，进行全CFAR处理器64的输出信号的合成。处理对象方位的合成部65的输出信号的振幅值在各距离上，与全CFAR处理器64之中的最大的振幅值一致。最大值处理例如能够利用从多个输出之中选择最大的输出的最大值选择器来进行。

[显示装置50的构成]

显示装置50基于由信号处理装置40的多普勒处理部45输出的多普勒回波信号进行物标的显示。具体而言，多普勒处理部45进行多普勒处理而得的数据被发送至显示装置50，显示装置50基于接收的数据进行图像显示。

（3）雷达装置的动作

接着，以雷达装置10中的相位修正所相关的动作为中心，沿图6所示的流程图说明雷达装置10的动作。

收发装置30按照由交错处理设定的发送间隔发送脉冲信号，接收来自物标的回波信号（步骤S1）。雷达天线20旋转，一边针对每个距离扫掠以k/K×360deg逐一地变更方位，一边进行这些脉冲信号的收发。

伴随雷达天线20的脉冲信号的收发，回波信号从收发装置30输出至信号处理装置40。信号处理装置40中，由ADC41将回波信号变换至数字化的接收数据，由检波处理部42进行正交检波，将复接收信号I、Q输出至自船速修正部44（步骤S2）。

另一方面，信号处理装置40中的相位算出部43取得基于从GPS等输出的数据得出的与对地船速V_G、船首方位θ_HD以及行进方向θ_CS相关的数据，以及雷达天线20的天线方位角θ_ANT、发送间隔和发送信号的波长λ（频率f）的信息，从而算出相位变化量。天线方位角θ_ANT在本实施方式中，与雷达天线20所朝向的方向对应。通常，使雷达天线20旋转的步进电机的脉冲数或角度检测装置的输出信号从雷达天线20输出至信号处理装置40。相位算出部43基于这些信息检测天线方位角θ_ANT。发送间隔以及波长λ包含于从收发装置30输出至信号处理装置40的数据。所算出的相位修正值θ_k（相位变化量），通过相位转子对从检波处理部42输出的复接收信号I、Q施加修正。

在此，相位修正值θ_k（相位变化量）基于天线方位的自船的速度成分V_ANT与天线方位角θ_ANT、对地船速V_G、船首方位θ_HD以及行进方位θ_CS之间的关系算出。

图4为表示天线方位的自船的速度成分V_ANT与天线方位角θ_ANT、对地船速V_G、船首方位θ_HD以及行进方位θ_CS之间的关系的概念图。图4所示的相对角为自船100的行进方位与天线方位所成的角，通过下式赋予。

利用该相对角天线方位的速度成分V_ANT通过下式赋予。

有关针对由交错处理变更发送间隔的距离扫掠的距离扫掠号码k′的相位修正值θ_k′，若以基准时刻下的相位为基准，则通过下面的（1）式赋予。

（数1）

在此，t_k′为每个距离扫掠的距基准值的时间（距离扫掠号码）。

在参照前次的距离扫掠时，加上根据从前次的距离扫掠起到本次的距离扫掠为止的时间算出的相位，从而能够求相位修正值θ_k′+1。在该情况下，利用下面的（2）式赋予相位修正值θ_k′。

（数2）

在自船速修正部44（相位修正部）中，复接收信号I、Q乘以由相位算出部43算出的相位修正值θ_k′（对复接收信号进行基于相位变化量的修正），输出修正后的复接收信号I′、Q′（步骤S3）。

在多普勒处理部45中，利用从自船速修正部44输出的修正后的复接收信号I′、Q′，进行多普勒处理（步骤S4）。在多普勒处理中，利用相位修正后的复接收信号I′、Q′。

即使是通过采用交错触发方式而以不等间隔反复脉冲信号的收发的情况下，通过基于由相位算出部43算出的相位变化量由自船速修正部44（步骤S3）进行复接收信号I、Q的相位的修正，也能够去除与起因于自船速度的相位变化量而关联产生的相位误差。

下面，对照图7详细说明该效果。

在从自船观察时作为物标的他船对自船的相对速度以自船的对地速度（也称为“自船速度”）与他船的对地速度（也称为“他船速度”）之和来设定。在图7中，斜率最大的直线与自船速度与他船速度之和对应。在此，为使说明简单，设为自船速度与他船速度之和一定，并且自船速度、他船速度都一定。

距离扫掠号码k′、k′+1、k′+2、k′+3的自船速度与他船速度之和所引起的相位变化用白圈表示。在图7中，虚线按照发送间隔均相同的情况下的每个距离扫掠间隔而描绘，在该例子中，被描绘至与图7中的距离扫掠号码k、k+1、k+2、k+3的各距离扫掠一致的位置。

在相对速度的情况下，例如在距离扫掠号码k′+1的距离扫掠中，需要针对自船的对地速度所引起的相位变化量θo与他船的对地速度所引起的相位变化量θt相加而得的相位变化量θo+θt进行处理，因此随之而来相位误差也必须变大。对此，若只存在他船的对地速度（他船速度），则在距离扫掠号码k′+1的距离扫掠中，只存在他船的对地速度所引起的相位变化量θt，因此相位变化量θt变小，随之而来相位误差也变小。因此，能够缓和在采用交错触发方式的雷达装置10的多普勒处理中，因脉冲信号的收发在距离扫掠间不等间隔而引起S/C或S/N的提高恶化的情况。

可是，自船与他船的行进方向相同的情况下，存在若减去自船速度，则与上述的说明相反相对速度的绝对值会变大的情况。可是，通常，他船与自船的行进方向不同时的相对速度大于在同一方向上行进时的相对速度。减去自船速度而相对速度的绝对值稍微变大，相位误差也稍微变大。可是，与该影响相比，通过减去自船的速度，相位误差变小的效果更大。若整体来看，则能够可靠地缩小起因于交错处理的相位误差的最大值。其结果是，通过减去自船速度，能够缓和S/C或S/N的提高的恶化。

在作为天线的移动速度利用自船速度的情况下，能够直接使用一直以来计量自船速度的设备，能够简化系统的构成。有关天线的移动速度若利用天线方位角θ_ANT的速度成分，则即使对于天线如雷达天线20那样地旋转的天线也能够适用发明，可适用的用途得以拓展。

以上是以自船速度与他船速度之和一定，并且自船速度、他船速度都一定为前提。即使在两者的相对速度时刻变化的情况下，由于图2A、2B的倾斜与相对速度相应地变化，基于与之对应的倾斜，可算出相对于作为基准的相位的相位变化量。即，也可以基于事先检测的特定的物标的移动速度与自己的发送源的移动速度这二者算出二者的相对速度，并算出相位变化量。由此能够进行更高精度的相位修正。在此情况下，需要特定的物标（他船）的移动速度，例如能够一旦算出多普勒速度再根据该结果求出。

<变形例1>

在图3的雷达装置10中，说明了进行多普勒处理而得的数据用于发送至显示装置50从而进行图像显示的图像处理的情况。但是，进行了多普勒处理而得的数据用于其他的与速度关联的处理亦可，不限于用于图像处理的情况。

<变形例2>

在上述实施方式的雷达装置10中，说明了雷达天线20在水平面内旋转的情况。但是，天线不限于旋转，静止亦可。在该情况下，由于天线的移动方向与天线方位固定，在如此的情况下，作为天线方位角时常利用一定的值亦可。

<变形例3>

上述实施方式的雷达装置10为船舶所搭载的船舶用雷达装置，但适用本发明的雷达装置不限于船舶用雷达装置，也能够适用于汽车或飞机所搭载的雷达装置等其他用途的雷达装置。

<变形例4>

在上述实施方式中，说明了作为多普勒处理装置的信号处理装置40，但多普勒处理装置包括与相位算出部43、自船速修正部44以及多普勒处理部45相关的部分即可，不限于上述的信号处理装置40的构成。

<变形例5>

在上述实施方式中，说明了信号处理装置40的功能模块可通过由CPU解释执行可执行存储装置（ROM、RAM、硬盘驱动器等）所存放的上述的处理次序的程序数据来实现。该程序数据通过记录媒体取入至存储装置内亦可，从记录媒体上直接执行亦可。记录媒体为ROM、RAM或闪速存储器等半导体存储器，软盘或硬盘等磁盘存储器，CD-ROM、DVD或BD等光盘存储器，以及存储卡等。另外，记录媒体为也包括电话线路或传输路等的通信媒体的概念。

构成上述实施方式的信号处理装置40的全部或者部分的功能模块典型的是，作为集成电路的LSI（因集成度的差异，称为IC、系统LSI、超大LSI、或者特大LSI）来实现。这些也可个别地进行一芯片化，以包括一部分或者全部的方式进行一芯片化亦可。集成电路的方法并不限于LSI，通过专用电路或者通用处理器来实现亦可。LSI制造之后，也可利用可编程的FPGA（Field Programmable Gage Array：现场可编程门阵列）、或能够对LSI内部的电路单元的连接或设定进行重构的可重构处理器。

<变形例6>

在上述实施方式中，说明了自船速度或他船速度一定的情况，但针对自船速度或他船速度变化的情况，也能够通过上述实施方式的构成发挥上述的效果。

<变形例7>

在上述实施方式中，说明了多普勒处理装置以及雷达装置搭载于船舶的情况，但多普勒处理装置或者雷达装置所搭载的不限于船舶，其他移动物体亦可。作为其他移动提的例子，有自行车、摩托车、汽车、电车以及飞机等。

Claims (19)

1.一种信号处理装置，包括：

回波信号输入部，被输入回波信号，该回波信号是按照各发送定时从发送源发送的各发送信号由物标反射而得的信号，该各发送定时包括对距离扫掠之间的规定的时间间隔的发送定时之中的至少一个发送定时以规定时间进行偏移而得的发送定时；

复接收信号生成部，基于所述回波信号，分别生成复接收信号；

相位算出部，基于所述发送源的移动速度以及距基准定时的经过时间，算出所述复接收信号相对于基准相位的相位变化量；

相位修正部，针对所述复接收信号进行基于所述相位变化量的相位修正，分别输出修正后的复接收信号；以及

多普勒处理部，从存储了由所述相位修正部输出的多个距离扫掠的修正后的复接收信号的存储器中，利用多个距离扫掠的修正后的所述复接收信号进行多普勒处理，输出所述物标的多普勒回波信号。

2.如权利要求1所述的信号处理装置，还包括：

移动速度算出部，将与所述复接收信号对应的所述发送信号的发送定时的、所述发送源的移动速度，输入至所述相位算出部。

3.如权利要求2所述的信号处理装置，

所述移动速度算出部被输入所述发送源的对地移动速度和移动方向，算出与规定的目标物标所存在的方位对应的移动速度并输出至所述相位算出部。

4.如权利要求1所述的信号处理装置，

所述相位修正部包含使所述复接收信号旋转与所述相位变化量对应的相位量的相位转子。

5.如权利要求1所述的信号处理装置，

所述多普勒处理部包括：

滤波器阵列，并联地连接通带的中心频率相互不同的多个带通滤波器而成；

多个对数检波器，对从所述滤波器阵列的所述多个带通滤波器分别输出的复接收信号进行对数检波；

恒虚警率处理器，针对所述对数检波器的输出信号在距离方向上进行恒虚警率处理；以及

合成部，按规定的每个距离合成各所述恒虚警率处理器的输出信号。

6.如权利要求3所述的信号处理装置，

所述相位算出部基于选定的目标物标相对于所述发送源的相对速度，算出所述相位变化量。

7.一种雷达装置，包括：

天线，按照各发送定时发送发送信号，并且依次接收由物标反射而得的回波信号，该各发送定时包括对距离扫掠之间的规定的时间间隔的发送定时之中的至少一个发送定时以规定时间进行偏移而得的发送定时；

复接收信号生成部，基于所述回波信号，分别生成复接收信号；

相位算出部，基于所述天线的移动速度以及距基准定时的经过时间，算出所述复接收信号相对于基准相位的相位变化量；

相位修正部，针对所述复接收信号进行基于所述相位变化量的相位修正，分别输出修正后的复接收信号；以及

多普勒处理部，从存储了由所述相位修正部输出的多个距离扫掠的修正后的复接收信号的存储器中，利用多个距离扫掠的修正后的所述复接收信号进行多普勒处理，输出所述物标的多普勒回波信号。

8.如权利要求7所述的雷达装置，还包括：

移动速度算出部，将与所述复接收信号对应的所述发送信号被发送的定时的、所述天线的移动速度，输入至所述相位算出部。

9.如权利要求8所述的雷达装置，

所述移动速度算出部被输入所述天线的对地移动速度和移动方向，算出与规定的目标物标所存在的方位对应的移动速度并输出至所述相位算出部。

10.如权利要求9所述的雷达装置，

所述移动速度算出部基于由所述天线的附近设置的全球导航卫星系统接收机计测的位置信息，算出所述移动速度。

11.如权利要求7所述的雷达装置，

所述相位修正部包含使所述复接收信号旋转与所述相位变化量对应的相位量的相位转子。

12.如权利要求7所述的雷达装置，

所述多普勒处理部包括：

滤波器阵列，并联地连接通带的中心频率相互不同的多个带通滤波器而成；

多个对数检波器，对从所述滤波器阵列的所述多个带通滤波器分别输出的复接收信号进行对数检波；

恒虚警率处理器，针对所述对数检波器的输出信号在距离方向上进行恒虚警率处理；以及

合成部，按规定的每个距离合成各所述恒虚警率处理器的输出信号。

13.如权利要求9所述的雷达装置，

所述相位算出部基于选定的目标物标相对于所述天线的相对速度，算出所述相位变化量。

14.如权利要求7所述的雷达装置，还包括：

显示部，基于所述多普勒回波信号进行所述物标的显示。

15.一种物标探知方法，其中，

按照各定时从发送源发送发送信号，该各定时包括对距离扫掠之间以规定的时间间隔反复决定的定时之中的至少一个定时以规定时间进行偏移而得的定时；

依次接收所述发送信号由物标反射而得的回波信号；

基于所述回波信号，分别生成复接收信号；

基于所述发送源的移动速度以及距基准定时的经过时间，算出所述复接收信号相对于基准相位的相位变化量；

针对所述复接收信号进行基于所述相位变化量的相位修正，分别输出修正后的复接收信号；

从存储了被输出的多个距离扫掠的修正后的复接收信号的存储器中，利用多个距离扫掠的修正后的所述复接收信号进行多普勒处理，输出所述物标的多普勒回波信号。

16.如权利要求15所述的物标探知方法，

在算出所述相位变化量时，输入与所述复接收信号对应的所述发送信号被发送的定时的、所述发送源的移动速度。

17.如权利要求16所述的物标探知方法，

在算出所述相位变化量时，输入所述发送源的对地移动速度和移动方向，算出与规定的目标物标所存在的方位对应的移动速度。

18.如权利要求15所述的物标探知方法，

所述多普勒处理包括：

使所述复接收信号通过并联地连接通带的中心频率相互不同的多个带通滤波器而成的滤波器阵列，

对从所述滤波器阵列的所述多个带通滤波器分别输出的复接收信号进行对数检波；

针对通过对数检波而得到的输出信号，在距离方向上进行恒虚警率处理；

按规定的每个距离合成通过恒虚警率处理而得到的各输出信号。

19.如权利要求15所述的物标探知方法，

在算出所述相位变化量时，基于选定的目标物标相对于所述发送源的相对速度算出所述相位变化量。