JP2002168936A

JP2002168936A - 波源検出装置及び波源検出方法

Info

Publication number: JP2002168936A
Application number: JP2000367710A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Suwa; 啓諏訪; Masafumi Iwamoto; 雅史岩本; Tetsuo Kirimoto; 哲郎桐本; Ryuhei Takahashi; 龍平高橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2002-06-14
Anticipated expiration: 2020-12-01
Also published as: JP3756400B2

Abstract

(57)【要約】【課題】波源の検出の際に推定された偽像の強度を抑
圧する。【解決手段】送信周波数が広帯域にわたる１つ又は複
数のパルスを反射した波源より到来する広帯域の受信信
号がメモリ４１に蓄積される。超解像処理器４３は、受
信信号から算出した平均相関行列の最小固有値に対する
評価関数の振幅値のピークを与える遅延時間と、この遅
延時間の推定値に基づく波源の強度とにより波源を検出
し、偽像抑圧器４４は、超解像処理器４３が検出した波
源の強度に対して重み付けを行い、波源と誤って検出さ
れた偽像を抑圧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、広帯域の受信信
号に対して波源を検出する波源検出装置及び波源検出方
法に関するもので、特に、信号の帯域によって制限され
た解像度以上の精度で波源位置と波源強度を検出する超
解像処理を行う波源検出装置及び波源検出方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の波源検出装置の一つとし
て、例えば特開平１１−２３７４７５号公報に示された
レーダ装置がある。図１０は上記文献に示された従来の
レーダ装置の構成を示すブロック図である。なお、この
場合の波源とは目標の散乱点を意味する。

【０００３】図１０において、１は複数のパルスを送信
する送信機、２は後述の制御回路４２から入力される周
波数制御信号に基づいて周波数を設定した信号を出力す
るステップ周波数発振器、３は送信機１に対してトリガ
信号を発生するパルス変調器、５は送受信を切り換える
送受切換器、６は送受切換器５を介して送信機１から送
信される複数のパルスを空間に放射し、また、目標から
反射されたパルスを受けるアンテナである。

【０００４】７はアンテナ６からのパルスを受信して受
信信号として出力する受信機、４１は受信機７からの受
信信号を記憶するメモリ、４２はステップ周波数発振器
２に対して周波数制御信号を出力すると共に、メモリ４
１に対して送信周波数データを出力する制御回路、４３
はメモリ４１から読み出された受信信号に基づいて目標
の散乱点を検出する超解像処理器である。４は上記のメ
モリ４１、制御回路４２及び超解像処理器４３からなる
超解像信号処理器である。

【０００５】次に動作について説明する。ステップ周波
数発振器２は、制御回路４２から入力される周波数制御
信号に基づいて周波数を設定した信号を出力する。制御
回路４２は、各パルス毎に周波数が段階的に変化するよ
うに、周波数制御信号を制御して、ステップ周波数発振
器２に出力する。この時、第ｍ番目（ｍ＝１，２，・・
・，Ｍ）に送信されるパルスの周波数Ｆは、周波数初期
値をＦ０、周波数ステップ値をΔＦとして、下記の式
（１）に基づいて設定される。

【数１】

【０００６】送信機１は、ステップ周波数発振器２の出
力を増幅し、パルス変調器３の送信トリガ信号に同期し
てパルスを生成して出力する。送信機１から出力された
パルスは、送受切換器５を介してアンテナ６に給電さ
れ、アンテナ６より空間に放射される。次いでアンテナ
６は、目標から反射されたパルスを受信し、送受切換器
５を介して受信機７に出力する。この受信機７に入力さ
れたパルスは、ビデオ信号に周波数変換された後、位相
検波及びディジタル変換され、受信信号として超解像信
号処理器４に出力される。

【０００７】超解像信号処理器４は、各パルス毎に受信
信号を、制御回路４２より入力された送信周波数データ
と共にメモリ４１に記憶する。次いで超解像信号処理器
４はメモリ４１に記憶された受信信号を各送信周波数毎
に読み出し、これらのデータを超解像処理器４３に出力
する。

【０００８】図１１は超解像処理器４３の具体的回路構
成の一例を示すブロック図である。図において、４３１
は受信信号の相互相関値を要素とする相関行列の計算を
行う相関行列算出手段、４３２は相関行列算出手段４３
１で算出された相関行列の一部からサブ行列を構成し、
これらのサブ行列の移動平均から平均相関行列を算出す
る移動平均算出手段、４３３は移動平均算出手段４３２
で算出された平均相関行列の固有値解析を行い最小固有
値を求める固有値解析手段である。

【０００９】４３４は固有値解析手段４３３で得られた
最小固有値から算出した固有ベクトルを用いて評価関数
を計算する評価関数算出手段、４３５は評価関数算出手
段４３４で算出された評価関数の振幅値のピークを検索
して、このピークを与える遅延時間より目標の散乱点ま
での距離を推定する距離推定手段、４３６は相関行列算
出手段４３１からの相関行列、固有値解析手段４３３か
らの最小固有値及び距離推定手段４３５からの遅延時間
に基づいて、目標の散乱点の強度を推定する強度推定手
段である。

【００１０】次に超解像処理器４３の動作について説明
する。相関行列算出手段４３１は、メモリ４１に記憶さ
れている受信信号ｘ_mを各送信周波数毎に読み出し、下
記の式（２）で定義される相関行列Ｒを算出する。ここ
で、受信信号ｘ_mの添え字ｍは、式（１）で与えられる
送信周波数の第ｍ番目を表わし、＊は共役複素数を表わ
す。

【数２】

【００１１】次に移動平均算出手段４３２は、相関行列
算出手段４３１から出力された相関行列の対角線に沿っ
て次数Ｍ０（Ｍ０＜Ｍ）のサブ行列をＬ個構成する。さ
らに相関行列から構成したＬ個のサブ行列Ｒ_lを平均化
して下記の式（３）に定義される平均相関行列Ｒ_Lを算
出する。

【数３】

【００１２】次いで、固有値解析手段４３３は平均相関
行列Ｒ_Lの固有値解析を実行する。このとき、求められ
るＭ０個の固有値λ_m（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ０）に
対して、下記の式（４）に示す関係式が成り立つ。

【数４】

【００１３】ここで固有値解析手段４３３は、最小固有
値λｍｉｎ（＝λ_k+1 ＝λ_k+2＝・・・＝λ_M0）よりも
大きい固有値の数を、目標の散乱点の数Ｋと推定する。
次に評価関数算出手段４３４は、固有値解析手段４３３
により求めた最小固有値λ_k+ ₁ ，λ_k+2，・・・，λ_M0
に対応する固有ベクトルｅ_n＝［ｅ_k+1 ，・・・，
ｅ _M0］と下記の式（５）で与えられる伝搬遅延時間ベク
トルｂ（ｔ）から、下記の式（６）で定義される評価関
数Ｐ（ｔ）を算出する。ここで、ｔは遅延時間、Ｆ０は
周波数初期値、ΔＦは周波数ステップ値、Ｔはベクトル
の転置、Ｍ０はサブ行列の次数、Ｈは複素共役転置をそ
れぞれ表わす。

【００１４】

【数５】

【００１５】次いで距離推定手段４３５は、評価関数Ｐ
（ｔ）の振幅値のピークを原点より検索し、ピークを与
える遅延時間ｔ_kを求める。更に、距離推定手段４３５
は、下記の式（７）により、レーダ装置から目標の各散
乱点までの距離ｒ_k（ｋ＝１，２，・・・，Ｋ）を算出
する。

【数６】

【００１６】次に、強度推定手段４３６は、下記の式
（８）で定義される伝搬遅延時間ベクトルａ（ｔ_k）、
下記の式（９）で定義される行列Ａを、それぞれ距離推
定手段４３５より入力した遅延時間ｔ_kを代入して計算
する。ここで、ｔ_kは遅延時間、Ｆ０は周波数初期値、
ΔＦは周波数ステップ値、Ｔはベクトルの転置、Ｍは相
関行列の次数をそれぞれ表わす。

【数７】

【００１７】更に強度推定手段４３６は、行列Ａ、相関
行列Ｒ、最小固有値λｍｉｎ、Ｍ×Ｍの単位行列Ｉか
ら、下記の式（１０）により行列Ｓを算出する。

【数８】

【００１８】また、強度推定手段４３６は、算出した行
列Ｓの対角項から、目標の各散乱点の強度を推定する。
このようにして超解像処理器４３は、距離推定手段４３
５により推定した目標の各散乱点までの距離と、強度推
定手段４３６により推定した目標の各散乱点の強度をも
とに目標散乱点を検出する。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】従来のレーダ装置にお
ける超解像信号処理器４、すなわち波源検出装置は、以
上のように構成されているので、信号の帯域で規定され
る距離分解能以上の解像度での波源位置の検出を行う際
に波源数の推定を誤り、波源数を多めに推定した場合
に、実際に波源の存在しない位置に波源を推定してしま
うという課題があった。なお、この明細書においては、
実際に存在しない位置に推定された波源を偽像と呼ぶこ
ととする。

【００２０】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、信号の帯域で規定される距離分解
能以上の解像度での波源位置の検出を行い、実際に波源
の存在しない位置に推定された偽像の強度を抑圧する波
源検出装置及び波源検出方法を得ることを目的としてい
る。

【００２１】

【課題を解決するため手段】この発明に係る波源検出装
置は、送信周波数が広帯域にわたる１つ又は複数のパル
スを反射した波源より到来する広帯域の受信信号から波
源を検出するものにおいて、上記受信信号から算出した
平均相関行列の最小固有値に対する評価関数の振幅値の
ピークを与える遅延時間と、上記遅延時間の推定値に基
づく上記波源の強度とにより上記波源を検出する超解像
処理器と、上記超解像処理器が検出した波源の強度に対
して重み付けを行い、波源と誤って検出された偽像を抑
圧する偽像抑圧器とを備えたものである。

【００２２】この発明に係る波源検出装置は、偽像抑圧
器が、周波数領域の受信信号に対して逆高速フーリエ変
換を行い、時間領域の信号に圧縮する逆高速フーリエ変
換手段と、上記逆高速フーリエ変換手段により圧縮され
た時間領域の信号のサイドローブを抑圧してサイドロー
ブ抑圧信号を求めるサイドローブ抑圧手段と、超解像処
理器が検出した波源の強度に対して、上記逆高速フーリ
エ変換手段が圧縮した時間領域の信号と、上記サイドロ
ーブ抑圧手段が求めたサイドローブ抑圧信号を用いて重
み付けを行う波源強度重み付け手段とを備えたものであ
る。

【００２３】この発明に係る波源検出装置は、波源強度
重み付け手段が、超解像処理器により検出された波源の
遅延時間において、逆高速フーリエ変換手段により圧縮
された時間領域の信号の振幅と、サイドローブ抑圧手段
が求めたサイドローブ抑圧信号の振幅との比の実定数倍
を係数として求め、上記超解像処理器が検出した波源の
強度に対して、上記係数を用いて重み付けを行うもので
ある。

【００２４】この発明に係る波源検出装置は、波源強度
重み付け手段が、超解像処理器により検出された波源の
遅延時間の前後の所定時間内における、逆高速フーリエ
変換手段により圧縮された時間領域の信号の振幅と、サ
イドローブ抑圧手段が求めたサイドローブ抑圧信号の振
幅をそれぞれ平均化し、これらの比の実定数倍を係数と
して求め、上記超解像処理器が検出した波源の強度に対
して、上記係数を用いて重み付けを行うものである。

【００２５】この発明に係る波源検出装置は、偽像抑圧
器が、周波数領域の受信信号に対して逆高速フーリエ変
換を行い、時間領域の信号に圧縮する第１の逆高速フー
リエ変換手段と、上記周波数領域の受信信号のサイドロ
ーブを抑圧してサイドローブ抑圧信号を求めるサイドロ
ーブ抑圧手段と、超解像処理器が検出した波源の強度に
対して、上記第１の逆高速フーリエ変換手段が圧縮した
時間領域の信号と、上記サイドローブ抑圧手段が求めた
サイドローブ抑圧信号を用いて重み付けを行う波源強度
重み付け手段とを備えたものである。

【００２６】この発明に係る波源検出装置は、サイドロ
ーブ抑圧手段が、受信信号の高域周波数成分を抑圧する
窓関数処理手段と、上記窓関数処理手段により高域周波
数成分が抑圧された受信信号に対して逆高速フーリエ変
換を行いサイドローブ抑圧信号を求める第２の逆高速フ
ーリエ変換手段とを備えたものである。

【００２７】この発明に係る波源検出装置は、波源強度
重み付け手段が、超解像処理器により検出された波源の
遅延時間において、第１の逆フーリエ変換手段により圧
縮された時間領域の信号の振幅と、第２の逆高速フーリ
エ変換手段が求めたサイドローブ抑圧信号の振幅との比
の実定数倍を係数として求め、上記超解像処理器が検出
した波源の強度に対して、上記係数を用いて重み付けを
行うものである。

【００２８】この発明に係る波源検出装置は、偽像抑圧
器が、周波数領域の受信信号に対して逆高速フーリエ変
換を行い、時間領域の信号に圧縮する逆高速フーリエ変
換手段と、上記逆高速フーリエ変換手段により圧縮され
た時間領域の信号のサイドローブを抑圧してサイドロー
ブ抑圧信号を求めるサイドローブ抑圧手段と、超解像処
理器が検出した波源の強度に対して、上記逆高速フーリ
エ変換手段が圧縮した時間領域の信号と、上記サイドロ
ーブ抑圧手段が求めたサイドローブ抑圧信号に基づき、
偽像であるかを判定し、偽像と判定した波源を削除する
波源選択手段とを備えたものである。

【００２９】この発明に係る波源検出装置は、波源選択
手段が、超解像処理器により検出された波源の遅延時間
において、逆高速フーリエ変換手段により圧縮された時
間領域の信号の振幅と、サイドローブ抑圧手段が求めた
サイドローブ抑圧信号の振幅との比を求め、この振幅の
比を所定の閾値と比較し、この振幅の比が上記閾値より
も小さい場合に、この遅延時間に対応する波源を偽像と
判定するものである。

【００３０】この発明に係る波源検出装置は、波源選択
手段が、超解像処理器により検出された波源の遅延時間
の前後の所定時間内における、逆高速フーリエ変換手段
により圧縮された時間領域の信号の振幅と、サイドロー
ブ抑圧手段が求めたサイドローブ抑圧信号の振幅をそれ
ぞれ平均化し、これらの振幅の平均値の比を求め、この
振幅の平均値の比を所定の閾値と比較し、この振幅の平
均値の比が上記閾値よりも小さい場合に、この遅延時間
に対応する波源を偽像と判定するものである。

【００３１】この発明に係る波源検出装置は、偽像抑圧
器が、複数回の観測結果を用いて超解像処理器により波
源を推定した複数の波源推定結果を蓄積する波源推定結
果蓄積器と、上記複数の波源推定結果において、同一遅
延時間に出現する頻度の低いものに小さな重み付け係数
を加えて偽像を抑圧する複数回観測型波源強度重み付け
手段とを備えたものである。

【００３２】この発明に係る波源検出方法は、送信周波
数が広帯域にわたる１つ又は複数のパルスを反射した波
源より到来する広帯域の受信信号から波源を検出するも
のにおいて、上記受信信号から算出した平均相関行列の
最小固有値に対する評価関数の振幅値のピークを与える
遅延時間と、上記遅延時間の推定値に基づく上記波源の
強度とから上記波源を検出する第１のステップと、周波
数領域の受信信号に対して逆高速フーリエ変換を行い、
時間領域の信号に圧縮する第２のステップと、上記第２
のステップで圧縮された時間領域の信号のサイドローブ
を抑圧してサイドローブ抑圧信号を求める第３のステッ
プと、上記第１のステップで検出した波源の強度に対し
て、上記第２のステップで圧縮した時間領域の信号と、
上記第３のステップで求めたサイドローブ抑圧信号を用
いて重み付けを行う第４のステップとを備えたものであ
る。

【００３３】この発明に係る波源検出方法は、第４のス
テップが、第１のステップで検出された波源の遅延時間
において、第２のステップで圧縮された時間領域の信号
の振幅と、第３のステップで求めたサイドローブ抑圧信
号の振幅との比の実定数倍を係数として求め、第１のス
テップで検出した波源の強度に対して、上記係数を用い
て重み付けを行うものである。

【００３４】この発明に係る波源検出方法は、第４のス
テップが、第１のステップで検出された波源の遅延時間
の前後の所定時間内における、第２のステップで圧縮さ
れた時間領域の信号の振幅と、第３のステップで求めた
サイドローブ抑圧信号の振幅をそれぞれ平均化し、これ
らの比の実定数倍を係数として求め、第１のステップで
検出した波源の強度に対して、上記係数を用いて重み付
けを行うものである。

【００３５】この発明に係る波源検出方法は、送信周波
数が広帯域にわたる１つ又は複数のパルスを反射した波
源より到来する広帯域の受信信号から波源を検出するも
のにおいて、上記受信信号から算出した平均相関行列の
最小固有値に対する評価関数の振幅値のピークを与える
遅延時間と、上記遅延時間の推定値に基づく上記波源の
強度とから上記波源を検出する第１のステップと、周波
数領域の受信信号に対して逆高速フーリエ変換を行い、
時間領域の信号に圧縮する第２のステップと、上記周波
数領域の受信信号のサイドローブを抑圧してサイドロー
ブ抑圧信号を求める第３のステップと、上記第１のステ
ップで検出した波源の強度に対して、上記第２のステッ
プで圧縮した時間領域の信号と、上記第３のステップで
求めたサイドローブ抑圧信号を用いて重み付けを行う第
４のステップとを備えたものである。

【００３６】この発明に係る波源検出方法は、第３のス
テップが、受信信号の高域周波数成分を抑圧する第５の
ステップと、上記第５のステップで高域周波数成分が抑
圧された受信信号に対して逆高速フーリエ変換を行いサ
イドローブ抑圧信号を求める第６のステップとを備え、
第４のステップが、第１のステップで検出された波源の
遅延時間において、第２のステップで圧縮された時間領
域の信号の振幅と、第６のステップで求めたサイドロー
ブ抑圧信号の振幅との比の実定数倍を係数として求め、
上記第１のステップで検出した波源の強度に対して、上
記係数を用いて重み付けを行うものである。

【００３７】この発明に係る波源検出方法は、送信周波
数が広帯域にわたる１つ又は複数のパルスを反射した波
源より到来する広帯域の受信信号から波源を検出するも
のにおいて、上記受信信号から算出した平均相関行列の
最小固有値に対する評価関数の振幅値のピークを与える
遅延時間と、上記遅延時間の推定値に基づく上記波源の
強度とから上記波源を検出する第１のステップと、周波
数領域の受信信号に対して逆高速フーリエ変換を行い、
時間領域の信号に圧縮する第２のステップと、上記第２
のステップで圧縮された時間領域の信号のサイドローブ
を抑圧してサイドローブ抑圧信号を求める第３のステッ
プと、上記第１のステップで検出した波源の強度に対し
て、上記第２のステップで圧縮した時間領域の信号と、
上記第３のステップで求めたサイドローブ抑圧信号に基
づき、偽像であるか否かを判定し、偽像と判定した波源
を削除する第４のステップとを備えたものである。

【００３８】この発明に係る波源検出方法は、第４のス
テップが、第１のステップで検出された波源の遅延時間
において、第２のステップで圧縮された時間領域の信号
の振幅と、第３のステップで求めたサイドローブ抑圧信
号の振幅との比を求め、この振幅の比を所定の閾値と比
較し、この振幅の比が上記閾値よりも小さい場合に、こ
の遅延時間に対応する波源を偽像と判定するものであ
る。

【００３９】この発明に係る波源検出方法は、第４のス
テップが、第１のステップで検出された波源の遅延時間
の前後の所定時間内における、第２のステップで圧縮さ
れた時間領域の信号の振幅と、第３のステップで求めた
サイドローブ抑圧信号の振幅をそれぞれ平均化し、これ
らの振幅の平均値の比を求め、この振幅の平均値の比を
所定の閾値と比較し、この振幅の平均値の比が上記閾値
よりも小さい場合に、この遅延時間に対応する波源を偽
像と判定するものである。

【００４０】この発明に係る波源検出方法は、送信周波
数が広帯域にわたる１つ又は複数のパルスを反射した波
源より到来する広帯域の受信信号から波源を検出するも
のにおいて、複数回の観測を通して得られた複数の受信
信号に対し、それぞれの受信信号から算出した平均相関
行列の最小固有値に対する評価関数の振幅値のピークを
与える遅延時間と、上記遅延時間の推定値に基づく上記
波源の強度とから上記波源を検出する第１のステップ
と、上記第１のステップで得られた複数の波源推定結果
を蓄積する第２のステップと、上記複数の波源推定結果
において、同一遅延時間に出現する頻度の低いものに小
さな重み付け係数を加えて偽像を抑圧する第３のステッ
プとを備えたものである。

【００４１】

【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による波
源検出装置の全体構成を示す図である。図において、４
Ａは偽像抑圧型超解像信号処理器、４４は偽像抑圧器で
あり、メモリ４１、超解像処理器４３は従来の図１０と
同様である。

【００４２】次に動作について説明する。受信信号はま
ずメモリ４１に蓄積される。この受信信号は、時間領域
の信号を領域変換した信号であって、例えば、時間領域
の信号をフーリエ変換して得られる周波数領域の信号が
これにあたる。この実施の形態においては、受信信号
は、この周波数領域の信号であるとして議論を進める。

【００４３】従来の技術において述べたレーダ装置は、
各周波数毎にデータを取得して、周波数領域の信号を得
ていたが、この他にも、例えば、１つのチャープパルス
を送信し、反射波を受信してこの信号と、送信チャープ
波形の相関をとったものをフーリエ変換すれば、同様な
周波数領域の信号を得ることができることは、例えば、
ＨｉｇｈＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎＲａｄａｒ（Ｄ．
Ｒ．Ｗｅｈｎｅｒ著，１９８７年）に示されているよう
に周知である。

【００４４】メモリ４１に蓄積された受信信号は、超解
像処理器４３と偽像抑圧器４４にそれぞれ送られる。こ
の超解像処理器４３の構成は従来の図１１と同様であ
り、動作も従来の技術の項で説明したものと同様であ
る。ただし、従来の技術で紹介した特開平１１−２３７
４７５号公報においては、固有値解析手段４３３におい
て、最小固有値λｍｉｎ（＝λ_k+1＝λ_k+2＝・・・＝
λ_M0）よりも大きい固有値の数を、波原数Ｋと推定して
いるが、実際に観測値から得られる固有値は一般に次の
式（１１）の関係を満たしており、最小固有値λｍｉｎ
は一意に定まらない。

【数９】

【００４５】この場合は、例えば受信機雑音電力よりも
大きい固有値の数を波源数Ｋと推定する等の方法が考え
られる。その他、波源数Ｋの推定方法は種々考えられる
が、波源数Ｋの推定方法としていかなる方法を採用して
も、この実施の形態は適用が可能である。

【００４６】超解像処理器４３において推定されたＫ個
の波源の各遅延時間ｔ_k（ｋ＝１，２，・・・，Ｋ）に
おける各波源の強度をｓ（ｔ_k）とすると、これが超解
像処理器４３の出力である。

【００４７】図２はこの発明の実施の形態１による波源
検出装置の構成を示すブロック図であり、図において、
４４１は逆高速フーリエ変換手段、４４２はサイドロー
ブ抑圧手段、４４３は波源強度重み付け手段であり、メ
モリ４１、超解像処理機４３は図１と同様である。

【００４８】次に偽像抑圧器４４の動作について説明す
る。メモリ４１から偽像抑圧器４４に送られた受信信号
は、まず逆高速フーリエ変換手段４４１に送られる。逆
高速フーリエ変換手段４４１は逆高速フーリエ変換によ
って周波数領域の信号である受信信号を圧縮し、時間領
域の信号ｇ（ｔ）に変換する処理を行う。次にサイドロ
ーブ抑圧手段４４２によって、時間領域の信号ｇ（ｔ）
のサイドローブが抑圧されたサイドローブ抑圧信号ｇ’
（ｔ）を得る。

【００４９】このサイドローブ抑圧の方法としては、
“ＯｎｔｈｅＵｓｅｏｆＷｉｎｄｏｗｆｏｒ
ＨａｒｍｏｎｉｃＡｎａｌｙｓｉｓｗｉｔｈＤ
ｉｓｃｒｅｔｅＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒ
ｍ”（Ｆ．Ｊ．Ｈａｒｒｉｓ著、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ
ｓｏｆｔｈｅＩＥＥＥ，ｖｏｌ．６６，ｎｏ．
１，ｐｐ．５１−８３，Ｊａｎ．１９７８）に記載の一
般的な線形の窓関数（ハミング窓関数、テイラー窓関数
等）を用いた方法によって実現することが可能である。

【００５０】また、“ＮｏｎｌｉｎｅａｒＡｐｏｄｉ
ｚａｔｉｏｎｆｏｒＳｉｄｅｌｏｂｅＣｏｎｔｒ
ｏｌｉｎＳＡＲＩｍａｇｅｒｙ”（Ｈ．Ｃ．Ｓｔ
ａｎｋｗｉｔｚ他著、ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ａｅｒｏ
ｓｐ．＆Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｓｙｓｔ．，ｖｏｌ．３
１，ｎｏ．１，ｐｐ．２６７−２７９，Ｊａｎ．１９９
５）に記載のＳＶＡ（ＳｐａｔｉａｌｌｙＶａｒｉａ
ｎｔＡｐｏｄｉｚａｔｉｏｎ）法によれば、メインロ
ーブ幅を増加させることなく、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。

【００５１】その他“ＳＡＲＩｍａｇｉｎｇＶｉａ
Ｍｏｄｅｒｎ２−ＤＳｐｅｃｔｒａｌＥｓｔｉ
ｍａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｓ”（Ｓ．Ｒ．ＤｅＧｒａ
ａｆ著、ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ＩｍａｇｅＰｒｏ
ｃ．，ｖｏｌ．７，ｎｏ．５，ｐｐ．７２９−７６１，
Ｍａｙ１９９８）に記載のＡＳＲ（Ａｄａｐｔｉｖｅ
ＳｉｄｅｌｏｂｅＲｅｄｕｃｔｉｏｎ）法等を採用す
ることも可能である。結局、サイドローブ抑圧手段４４
２は、サイドローブを抑圧するためのいかなる方法を用
いても実現が可能である。

【００５２】次にサイドローブ抑圧手法の一例として、
ＳＶＡ法の処理の概要を説明する。まず、時間領域の信
号ｇ（ｔ）のｔ_m番目の値に注目する。この点の値ｇ
（ｔ_m）とその両隣の値を用いて、メインローブ、サイ
ドローブを判別する指標ｗ_u（ｔ_m）を式（１２）によ
って計算する。

【数１０】

【００５３】この指標ｗ_u（ｔ_m）に基づき、式（１
３）によって、サイドローブが抑圧された信号ｇ’（ｔ
_m）を得る。

【数１１】

【００５４】図３は波源強度重み付け手段４４３の動作
を説明する図である。超解像処理器４３において推定さ
れた各波源の遅延時間における各波源の強度ｓ（ｔ_k）
に対し、波源強度重み付け手段４４３は、逆高速フーリ
エ変換理手段４４１によって得られる時間領域の信号ｇ
（ｔ）とサイドローブ抑圧手段４４２によって得られる
サイドローブ抑圧信号ｇ’（ｔ）の値を用い、図３に示
すようにして各波源の強度に重み付けを行う。

【００５５】この処理を定式化したものが式（１４）で
ある。ここでαは正の実定数で、一般に窓関数によって
変化する利得を調整するための係数である。また、時間
領域の信号ｇ（ｔ）とサイドローブ抑圧信号ｇ’（ｔ）
のそれぞれの振幅の比に係数αを乗算したものが波源強
度重み付け係数で、ｓ₁（ｔ_k）が重み付けされた各波
源の強度を示している。

【数１２】

【００５６】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、上記の処理を行うことにより、超解像処理器４３に
よってサイドローブ領域に推定されてしまった波源の強
度を抑圧することができるという効果が得られる。ま
た、超解像処理器４３の固有値解析手段４３３におい
て、散乱点の数Ｋを真の個数よりも多めに推定した場合
に、偽像はより多く発生する可能性が高くなるので、こ
の実施の形態の方法がより効果を発揮することは言うま
でもない。

【００５７】実施の形態２．図４はこの発明の実施の形
態２による波源検出装置の構成を示すブロック図であ
る。図において、４４２Ａはサイドローブ抑圧手段、４
４２Ａ−１は窓関数処理手段、４４２Ａ−２は逆高速フ
ーリエ変換手段、４４Ａは偽像抑圧器であり、メモリ４
１、超解像処理器４３、逆高速フーリエ変換手段４４
１、波源強度重み付け手段４４３は、実施の形態１の図
２と同様である。この実施の形態では、サイドローブ抑
圧手段４４２Ａを、窓関数処理手段４４２Ａ−１、逆高
速フーリエ変換手段４４２Ａ−２により構成している。

【００５８】次に動作について説明する。この実施の形
態は、実施の形態１におけるサイドローブ抑圧手段４４
２をサイドローブ抑圧手段４４２Ａによって置き換え、
メモリ４１からの受信信号を直接入力するようにしたも
のである。このサイドローブ抑圧の方法として、“Ｏｎ
ｔｈｅＵｓｅｏｆＷｉｎｄｏｗｆｏｒＨａｒ
ｍｏｎｉｃＡｎａｌｙｓｉｓｗｉｔｈＤｉｓｃｒ
ｅｔｅＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ”（Ｆ．
Ｊ．Ｈａｒｒｉｓ著，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆ
ｔｈｅＩＥＥＥ，ｖｏｌ．６６，ｎｏ．１，ｐｐ．５
１−８３，Ｊａｎ．１９７８）に記載の一般的な線形の
窓関数（ハミング窓関数、テイラー窓関数等）を用いた
方法がある。

【００５９】この線形の窓関数を用いる場合、図４に示
すように、メモリ４１に蓄えられた受信信号をまず窓関
数処理手段４４２Ａ−１に送り、窓関数処理手段４４２
Ａ−１により受信信号の高域周波数成分を抑圧した後
に、逆高速フーリエ変換手段４４２Ａ−２により逆高速
フーリエ変換を行ってサイドローブ抑圧信号ｇ’（ｔ）
を得て、波源強度重み付け手段４４３に出力する。

【００６０】この実施の形態におけるサイドローブ抑圧
信号ｇ’（ｔ）を得る方法は、実施の形態１のように、
ＳＶＡ法によりメインローブ、サイドローブを判別する
指標ｗ_u（ｔ_m）を用いてサイドローブ抑圧信号ｇ’
（ｔ）を得る方法に比べ、計算量を削減することが可能
である。

【００６１】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、超解像処理器４３によってサイドローブ領域に推定
されてしまった波源の強度を抑圧することができると共
に、窓関数により受信信号の高域周波数成分を抑圧した
後に、逆高速フーリエ変換を行うことでサイドローブ抑
圧信号ｇ’（ｔ）を得ることにより、実施の形態１に比
べ、計算量を削減することができるという効果が得られ
る。

【００６２】実施の形態３．図５はこの発明の実施の形
態３による波源検出装置の構成を示すブロック図であ
る。図において、４４４は平滑型波源強度重み付け手
段、４４Ｂは偽像抑圧器であり、メモリ４１、超解像処
理器４３、逆高速フーリエ変換手段４４１、サイドロー
ブ抑圧手段４４２は、実施の形態１の図２と同様であ
る。

【００６３】次に動作について説明する。図５におい
て、メモリ４１、超解像処理器４３の動作は実施の形態
１と同様である。平滑型波源強度重み付け手段４４４
は、超解像処理器４３において推定された各波源の遅延
時間における各波源の強度ｓ（ｔ_k）に対し、各波源の
遅延時間ｔ_kの前後のある一定時間内において、逆高速
フーリエ変換手段４４１によって得られる時間領域の信
号ｇ（ｔ）とサイドローブ抑圧手段４４２によって得ら
れるサイドローブ抑圧信号ｇ’（ｔ）の振幅をそれぞれ
平均化し、これらの平均値の比を求め、式（１５）のよ
うに、この比の値を用いて重み付けを行う。

【数１３】

【００６４】ここで、ｄは正の整数であり、ｓ
₂（ｔ_k）が重み付けされた各波源の強度を示してい
る。式（１５）の処理は、時間領域の信号ｇ（ｔ）、サ
イドローブ抑圧信号ｇ’（ｔ）を一旦各波源の遅延時間
ｔ_kの周りで平滑化したのち、それらの比を重み付けと
して、超解像処理器４３によって推定された強度ｓ（ｔ
_k）に掛け合わせることで、偽像の抑圧を実現するもの
である。

【００６５】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、実施の形態１の効果に加えて、時間領域の信号ｇ
（ｔ）とサイドローブ抑圧信号ｇ’（ｔ）の振幅をそれ
ぞれ平均化して重み付けを行うことにより、受信信号の
雑音レベルが高い場合にも偽像の強度を抑圧できるとい
う効果が得られる。

【００６６】実施の形態４．図６はこの発明の実施の形
態４による波源検出装置の構成を示すブロック図であ
る。図において、４４５は波源選択手段、４４Ｃは偽像
抑圧器であり、メモリ４１、超解像処理器４３、逆高速
フーリエ変換手段４４１、サイドローブ処理手段４４２
は、実施の形態１の図２と同様である。

【００６７】次に動作について説明する。図において、
メモリ４１、超解像処理器４３の動作は実施の形態１と
同様である。波源選択手段４４５は、超解像処理器４３
において推定された各波源の遅延時間ｔ_kにおいて逆高
速フーリエ変換手段４４１によって得られる時間領域の
信号ｇ（ｔ_k）の振幅とサイドローブ抑圧手段４４２に
よって得られるサイドローブ抑圧信号ｇ’（ｔ_k）の振
幅の比を求める。これを予め定めた閾値Ｔｈと比較し、
この比が閾値Ｔｈ未満であるならば、この遅延時間ｔ_k
はサイドローブの領域に属するとみなして、この遅延時
間ｔ_kに対応する波源は偽像であると判定する。さらに
偽像と判定された波源の強度ｓ（ｔ_k）をゼロとする。

【００６８】以上を定式化したものが式（１６）であ
る。ここで、ｓ₃（ｔ_k）が重み付けされた各波源の強
度を示している。

【数１４】

【００６９】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、偽像と判定した波源については、完全にこれを排除
し、それ以外の波源を波源として検出することができる
という効果が得られる。

【００７０】実施の形態５．図７はこの発明の実施の形
態５による波源検出装置の構成を示すブロック図であ
る。図において、４４６は平滑型波源選択手段、４４Ｄ
は偽像抑圧器であり、メモリ４１、超解像処理器４３、
逆高速フーリエ変換手段４４１、サイドローブ抑圧手段
４４２は、実施の形態１の図２と同様である。

【００７１】次に動作について説明する。図７におい
て、メモリ４１、超解像処理器４３の動作は実施の形態
１と同様である。平滑型波源選択手段４４６は、超解像
処理器４３において推定された各波源の遅延時間ｔ_kの
前後のある一定時間内において、逆高速フーリエ変換手
段４４１によって得られる時間領域の信号ｇ（ｔ）とサ
イドローブ抑圧手段４４２によって得られるサイドロー
ブ抑圧信号ｇ’（ｔ）の振幅をそれぞれ平均化して、こ
れらの平均値の比を求める。これを予め定めた閾値Ｔｈ
と比較し、この比が閾値Ｔｈ未満であるならば、この遅
延時間ｔ_kはサイドローブの領域に属するとみなして、
この遅延時間ｔ_kに対応する波源は偽像であると判定す
る。さらに偽像と判定された波源の強度ｓ（ｔ_k）をゼ
ロとする。

【００７２】以上を定式化したものが式（１７）であ
る。なお、ここでｄは正の整数であり、ｓ₄（ｔ_k）が
重み付けされた各波源の強度を示している。

【数１５】

【００７３】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、実施の形態４の効果に加えて、時間領域の信号ｇ
（ｔ）とサイドローブが抑圧された信号ｇ’（ｔ）の振
幅をそれぞれ平均化して偽像を判定することにより、受
信信号の雑音レベルが高い場合にも、偽像を完全に排除
できるという効果が得られる。

【００７４】実施の形態６．図８はこの発明の実施の形
態６による波源検出装置の構成を示すブロック図であ
る。図において、４４７は波源推定結果蓄積器、４４８
は複数回観測型波源強度重み付け手段、４４Ｅは偽像抑
圧器であり、超解像処理器４３は従来の図１０と同様で
ある。なお、この実施の形態の偽像抑圧器４４Ｅでは、
実施の形態１の図１に示されているメモリ４１からの受
信信号の入力は不要である。

【００７５】次に動作について説明する。図９はこの実
施の形態６の処理内容を説明する図である。図８におい
て、超解像処理器４３の動作は実施の形態１と同様であ
る。この実施の形態においては、目標を複数回観測する
ことによって得られた複数の受信信号が超解像処理器４
３に送られる。超解像処理器４３はそれぞれの受信信号
について超解像処理を行って複数回の波源推定を行う。

【００７６】この波源推定結果は、波源推定結果蓄積器
４４７に蓄積される。ここで、蓄積された全ての波源推
定結果は、複数回観測型波源強度重み付け手段４４８に
送られる。複数回観測型波源強度重み付け手段４４８
は、図９に示すように、上記において蓄積された波源推
定結果を比較し、比較結果に基づいて、推定された各波
源強度に重み付けを行う。

【００７７】複数回観測型波源強度重み付け手段４４８
における重み付けの方法としては、例えば以下のような
ものが考えられる。まず、目標の観測回数をＮ回とす
る。ある遅延時間において推定された波源の出現頻度が
Ｌ回であった場合に、ＡＬ／Ｎを重み付け係数とする
（Ａは予め定めた定数）。このようにすると、複数回の
波源推定結果において、常に同じ遅延時間に出現する波
源以外を偽像であるとみなして抑圧するような重み付け
が実現できる。

【００７８】なお、偽像は主に雑音成分によって発生す
るものであり、観測毎に異なった遅延時間に発生するの
に対し、真の波源は、観測の最中によって相対位置が変
化していかない限り、常に同じ遅延時間に出現するの
で、上記のような重み付けが有効である。また、波源の
相対位置が観測中に変化しても、その動きが観測できる
場合や、既知である場合は、その動きを補償することに
よって上記のような重み付けが可能である。

【００７９】以上のように、この実施の形態６によれ
ば、複数観測を行った場合に、常に同じ遅延時間に推定
される波源以外を偽像とみなして抑圧することができる
という効果が得られる。

【００８０】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、受信
信号から算出した平均相関行列の最小固有値に対する評
価関数の振幅値のピークを与える遅延時間と、遅延時間
の推定値に基づく波源の強度とにより波源を検出する超
解像処理器と、波源の強度に対して重み付けを行い、波
源と誤って検出された偽像を抑圧する偽像抑圧器とを備
えたことにより、波源と誤って検出された偽像の強度を
抑圧することができるという効果がある。

【００８１】この発明によれば、偽像抑圧器が、周波数
領域の受信信号に対して逆高速フーリエ変換を行い、時
間領域の信号に圧縮する逆高速フーリエ変換手段と、時
間領域の信号のサイドローブを抑圧してサイドローブ抑
圧信号を求めるサイドローブ抑圧手段と、超解像処理器
が検出した波源の強度に対して、時間領域の信号とサイ
ドローブ抑圧信号を用いて重み付けを行う波源強度重み
付け手段とを備えたことにより、サイドローブ領域に推
定された偽像の強度を抑圧することができるという効果
がある。

【００８２】この発明によれば、波源強度重み付け手段
が、超解像処理器により検出された波源の遅延時間にお
いて、逆高速フーリエ変換手段により圧縮された時間領
域の信号の振幅と、サイドローブ抑圧手段が求めたサイ
ドローブ抑圧信号の振幅との比の実定数倍を係数として
求め、超解像処理器が検出した波源の強度に対して、こ
の係数を用いて重み付けを行うことにより、サイドロー
ブ領域に推定された偽像の強度を抑圧することができる
という効果がある。

【００８３】この発明によれば、波源強度重み付け手段
が、超解像処理器により検出された波源の遅延時間の前
後の所定時間内における、逆高速フーリエ変換手段によ
り圧縮された時間領域の信号の振幅と、サイドローブ抑
圧手段が求めたサイドローブ抑圧信号の振幅をそれぞれ
平均化し、これらの比の実定数倍を係数として求め、超
解像処理器が検出した波源の強度に対して、この係数を
用いて重み付けを行うことにより、受信信号の雑音レベ
ルが高い場合にも、サイドローブ領域に推定された偽像
の強度を抑圧できるという効果がある。

【００８４】この発明によれば、偽像抑圧器が、周波数
領域の受信信号に対して逆高速フーリエ変換を行い、時
間領域の信号に圧縮する第１の逆高速フーリエ変換手段
と、周波数領域の受信信号のサイドローブを抑圧してサ
イドローブ抑圧信号を求めるサイドローブ抑圧手段と、
超解像処理器が検出した波源の強度に対して、第１の逆
高速フーリエ変換手段が圧縮した時間領域の信号と、サ
イドローブ抑圧手段が求めたサイドローブ抑圧信号を用
いて重み付けを行う波源強度重み付け手段とを備えたこ
とにより、サイドローブ領域に推定された偽像の強度を
抑圧することができるという効果がある。

【００８５】この発明によれば、サイドローブ抑圧手段
が、受信信号の高域周波数成分を抑圧する窓関数処理手
段と、高域周波数成分が抑圧された受信信号に対して逆
高速フーリエ変換を行いサイドローブ抑圧信号を求める
第２の逆高速フーリエ変換手段とを備えたことにより、
サイドローブ領域に推定された偽像の強度を抑圧するこ
とができると共に、計算量を削減することができるとい
う効果がある。

【００８６】この発明によれば、波源強度重み付け手段
が、超解像処理器により検出された波源の遅延時間にお
いて、第１の逆フーリエ変換手段により圧縮された時間
領域の信号の振幅と、第２の逆高速フーリエ変換手段が
求めたサイドローブ抑圧信号の振幅との比の実定数倍を
係数として求め、超解像処理器が検出した波源の強度に
対して、この係数を用いて重み付けを行うことにより、
サイドローブ領域に推定された偽像の強度を抑圧するこ
とができると共に、計算量を削減することができるとい
う効果がある。

【００８７】この発明によれば、偽像抑圧器が、周波数
領域の受信信号に対して逆高速フーリエ変換を行い、時
間領域の信号に圧縮する逆高速フーリエ変換手段と、圧
縮された時間領域の信号のサイドローブを抑圧してサイ
ドローブ抑圧信号を求めるサイドローブ抑圧手段と、超
解像処理器が検出した波源の強度に対して、時間領域の
信号とサイドローブ抑圧信号に基づき偽像であるかを判
定し、偽像と判定した波源を削除する波源選択手段とを
備えたことにより、サイドローブ領域に推定された偽像
を完全に排除することができるという効果がある。

【００８８】この発明によれば、波源選択手段が、超解
像処理器により検出された波源の遅延時間において、逆
高速フーリエ変換手段により圧縮された時間領域の信号
の振幅と、サイドローブ抑圧手段が求めたサイドローブ
抑圧信号の振幅との比を求め、この振幅の比を所定の閾
値と比較し、この振幅の比が閾値よりも小さい場合に、
この遅延時間に対応する波源を偽像と判定することによ
り、サイドローブ領域に推定された偽像を完全に排除す
ることができるという効果がある。

【００８９】この発明によれば、波源選択手段が、超解
像処理器により検出された波源の遅延時間の前後の所定
時間内における、逆高速フーリエ変換手段により圧縮さ
れた時間領域の信号の振幅と、サイドローブ抑圧手段が
求めたサイドローブ抑圧信号の振幅をそれぞれ平均化
し、これらの振幅の平均値の比を求め、この振幅の平均
値の比を所定の閾値と比較し、この振幅の平均値の比が
閾値よりも小さい場合に、この遅延時間に対応する波源
を偽像と判定することにより、受信信号の雑音レベルが
高い場合にも、サイドローブ領域に推定された偽像を完
全に排除することができるという効果がある。

【００９０】この発明によれば、偽像抑圧器が、複数回
の観測結果を用いて超解像処理器により波源を推定した
複数の波源推定結果を蓄積する波源推定結果蓄積器と、
複数の波源推定結果において、同一遅延時間に出現する
頻度の低いものに小さな重み付け係数を加えて偽像を抑
圧する複数回観測型波源強度重み付け手段とを備えたこ
とにより、複数観測を行った場合に、常に同様に推定さ
れる波源以外を偽像とみなして抑圧することができると
いう効果がある。

【００９１】この発明によれば、受信信号から算出した
平均相関行列の最小固有値に対する評価関数の振幅値の
ピークを与える遅延時間と、遅延時間の推定値に基づく
波源の強度とから波源を検出する第１のステップと、周
波数領域の受信信号に対して逆高速フーリエ変換を行
い、時間領域の信号に圧縮する第２のステップと、圧縮
された時間領域の信号のサイドローブを抑圧してサイド
ローブ抑圧信号を求める第３のステップと、第１のステ
ップで検出した波源の強度に対して、第２のステップで
圧縮した時間領域の信号と、第３のステップで求めたサ
イドローブ抑圧信号を用いて重み付けを行う第４のステ
ップとを備えたことにより、サイドローブ領域に推定さ
れた偽像の強度を抑圧することができるという効果があ
る。

【００９２】この発明によれば、第４のステップが、第
１のステップで検出された波源の遅延時間において、第
２のステップで圧縮された時間領域の信号の振幅と、第
３のステップで求めたサイドローブ抑圧信号の振幅との
比の実定数倍を係数として求め、第１のステップで検出
した波源の強度に対して、この係数を用いて重み付けを
行うことにより、サイドローブ領域に推定された偽像の
強度を抑圧することができるという効果がある。

【００９３】この発明によれば、第４のステップが、第
１のステップで検出された波源の遅延時間の前後の所定
時間内における、第２のステップで圧縮された時間領域
の信号の振幅と、第３のステップで求めたサイドローブ
抑圧信号の振幅をそれぞれ平均化し、これらの比の実定
数倍を係数として求め、第１のステップで検出した波源
の強度に対して、この係数を用いて重み付けを行うこと
により、受信信号の雑音レベルが高い場合にも、サイド
ローブ領域に推定された偽像の強度を抑圧できるという
効果がある。

【００９４】この発明によれば、受信信号から算出した
平均相関行列の最小固有値に対する評価関数の振幅値の
ピークを与える遅延時間と、遅延時間の推定値に基づく
波源の強度とから波源を検出する第１のステップと、周
波数領域の受信信号に対して逆高速フーリエ変換を行
い、時間領域の信号に圧縮する第２のステップと、周波
数領域の受信信号のサイドローブを抑圧してサイドロー
ブ抑圧信号を求める第３のステップと、第１のステップ
で検出した波源の強度に対して、第２のステップで圧縮
した時間領域の信号と、第３のステップで求めたサイド
ローブ抑圧信号を用いて重み付けを行う第４のステップ
とを備えたことにより、サイドローブ領域に推定された
偽像の強度を抑圧することができるという効果がある。

【００９５】この発明によれば、第３のステップが、受
信信号の高域周波数成分を抑圧する第５のステップと、
第５のステップで高域周波数成分が抑圧された受信信号
に対して逆高速フーリエ変換を行いサイドローブ抑圧信
号を求める第６のステップとを備え、第４のステップ
が、第１のステップで検出された波源の遅延時間におい
て、第２のステップで圧縮された時間領域の信号の振幅
と、第６のステップで求めたサイドローブ抑圧信号の振
幅との比の実定数倍を係数として求め、第１のステップ
で検出した波源の強度に対して、この係数を用いて重み
付けを行うことにより、サイドローブ領域に推定された
偽像の強度を抑圧することができると共に、計算量を削
減することができるという効果がある。

【００９６】この発明によれば、受信信号から算出した
平均相関行列の最小固有値に対する評価関数の振幅値の
ピークを与える遅延時間と、遅延時間の推定値に基づく
波源の強度とから波源を検出する第１のステップと、周
波数領域の受信信号に対して逆高速フーリエ変換を行
い、時間領域の信号に圧縮する第２のステップと、時間
領域の信号のサイドローブを抑圧してサイドローブ抑圧
信号を求める第３のステップと、第１のステップで検出
した波源の強度に対して、第２のステップで圧縮した時
間領域の信号と、第３のステップで求めたサイドローブ
抑圧信号に基づき、偽像であるか否かを判定し、偽像と
判定した波源を削除する第４のステップとを備えたこと
により、サイドローブ領域に推定された偽像を完全に排
除することができるという効果がある。

【００９７】この発明によれば、第４のステップが、第
１のステップで検出された波源の遅延時間において、第
２のステップで圧縮された時間領域の信号の振幅と、第
３のステップで求めたサイドローブ抑圧信号の振幅との
比を求め、この振幅の比を所定の閾値と比較し、この振
幅の比が閾値よりも小さい場合に、この遅延時間に対応
する波源を偽像と判定することにより、サイドローブ領
域に推定された偽像を完全に排除することができるとい
う効果がある。

【００９８】この発明によれば、第４のステップが、第
１のステップで検出された波源の遅延時間の前後の所定
時間内における、第２のステップで圧縮された時間領域
の信号の振幅と、第３のステップで求めたサイドローブ
抑圧信号の振幅をそれぞれ平均化し、これらの振幅の平
均値の比を求め、この振幅の平均値の比を所定の閾値と
比較し、この振幅の平均値の比が閾値よりも小さい場合
に、この遅延時間に対応する波源を偽像と判定すること
により、受信信号の雑音レベルが高い場合にも、サイド
ローブ領域に推定された偽像を完全に排除することがで
きるという効果がある。

【００９９】この発明によれば、複数回の観測を通して
得られた複数の受信信号に対し、それぞれの受信信号か
ら算出した平均相関行列の最小固有値に対する評価関数
の振幅値のピークを与える遅延時間と、遅延時間の推定
値に基づく波源の強度とから波源を検出する第１のステ
ップと、第１のステップで得られた複数の波源推定結果
を蓄積する第２のステップと、複数の波源推定結果にお
いて、同一遅延時間に出現する頻度の低いものに小さな
重み付け係数を加えて偽像を抑圧する第３のステップと
を備えたことにより、複数観測を行った場合に、常に同
様に推定される波源以外を偽像とみなして抑圧すること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による波源検出装置
の全体構成を示す図である。

【図２】この発明の実施の形態１による波源検出装置
の構成を示すブロック図である。

【図３】この発明の実施の形態１による波源強度重み
付け手段の動作を説明する図である。

【図４】この発明の実施の形態２による波源検出装置
の構成を示すブロック図である。

【図５】この発明の実施の形態３による波源検出装置
の構成を示すブロック図である。

【図６】この発明の実施の形態４による波源検出装置
の構成を示すブロック図である。

【図７】この発明の実施の形態５による波源検出装置
の構成を示すブロック図である。

【図８】この発明の実施の形態６による波源検出装置
の構成を示すブロック図である。

【図９】この発明の実施の形態６の動作を説明する図
である。

【図１０】従来のレーダ装置の構成を示すブロック図
である。

【図１１】従来の波源検出装置の構成を示すブロック
図である。

【符号の説明】

４Ａ偽像抑圧型超解像信号処理器、４１メモリ、４
３超解像処理器、４４偽像抑圧器、４４Ａ偽像抑
圧器、４４Ｂ偽像抑圧器、４４Ｃ偽像抑圧器、４４
Ｄ偽像抑圧器、４４Ｅ偽像抑圧器、４４１逆高速
フーリエ変換手段、４４２サイドローブ抑圧手段、４
４２Ａサイドローブ抑圧手段、４４２Ａ−１窓関数
処理手段、４４２Ａ−２逆高速フーリエ変換手段、４
４３波源強度重み付け手段、４４４平滑型波源強度
重み付け手段、４４５波源選択手段、４４６平滑型
波源選択手段、４４７波源推定結果蓄積器、４４８
複数回観測型波源強度重み付け手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者桐本哲郎東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者高橋龍平東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 5J070 AA02 AC01 AH35

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信周波数が広帯域にわたる１つ又は複
数のパルスを反射した波源より到来する広帯域の受信信
号から波源を検出する波源検出装置において、上記受信信号から算出した平均相関行列の最小固有値に
対する評価関数の振幅値のピークを与える遅延時間と、
上記遅延時間の推定値に基づく上記波源の強度とにより
上記波源を検出する超解像処理器と、上記超解像処理器が検出した波源の強度に対して重み付
けを行い、波源と誤って検出された偽像を抑圧する偽像
抑圧器とを備えたことを特徴とする波源検出装置。
【請求項２】偽像抑圧器が、周波数領域の受信信号に対して逆高速フーリエ変換を行
い、時間領域の信号に圧縮する逆高速フーリエ変換手段
と、上記逆高速フーリエ変換手段により圧縮された時間領域
の信号のサイドローブを抑圧してサイドローブ抑圧信号
を求めるサイドローブ抑圧手段と、超解像処理器が検出した波源の強度に対して、上記逆高
速フーリエ変換手段が圧縮した時間領域の信号と、上記
サイドローブ抑圧手段が求めたサイドローブ抑圧信号を
用いて重み付けを行う波源強度重み付け手段とを備えた
ことを特徴とする請求項１記載の波源検出装置。
【請求項３】波源強度重み付け手段が、超解像処理器により検出された波源の遅延時間におい
て、逆高速フーリエ変換手段により圧縮された時間領域
の信号の振幅と、サイドローブ抑圧手段が求めたサイド
ローブ抑圧信号の振幅との比の実定数倍を係数として求
め、上記超解像処理器が検出した波源の強度に対して、
上記係数を用いて重み付けを行うことを特徴とする請求
項２記載の波源検出装置。
【請求項４】波源強度重み付け手段が、超解像処理器により検出された波源の遅延時間の前後の
所定時間内における、逆高速フーリエ変換手段により圧縮された時間領域の信
号の振幅と、サイドローブ抑圧手段が求めたサイドロー
ブ抑圧信号の振幅をそれぞれ平均化し、これらの比の実
定数倍を係数として求め、上記超解像処理器が検出した
波源の強度に対して、上記係数を用いて重み付けを行う
ことを特徴とする請求項２記載の波源検出装置。
【請求項５】偽像抑圧器が、周波数領域の受信信号に対して逆高速フーリエ変換を行
い、時間領域の信号に圧縮する第１の逆高速フーリエ変
換手段と、上記周波数領域の受信信号のサイドローブを抑圧してサ
イドローブ抑圧信号を求めるサイドローブ抑圧手段と、超解像処理器が検出した波源の強度に対して、上記第１
の逆高速フーリエ変換手段が圧縮した時間領域の信号
と、上記サイドローブ抑圧手段が求めたサイドローブ抑
圧信号を用いて重み付けを行う波源強度重み付け手段と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の波源検出装
置。
【請求項６】サイドローブ抑圧手段が、受信信号の高域周波数成分を抑圧する窓関数処理手段
と、上記窓関数処理手段により高域周波数成分が抑圧された
受信信号に対して逆高速フーリエ変換を行いサイドロー
ブ抑圧信号を求める第２の逆高速フーリエ変換手段とを
備えたことを特徴とする請求項５記載の波源検出装置。
【請求項７】波源強度重み付け手段が、超解像処理器により検出された波源の遅延時間におい
て、第１の逆フーリエ変換手段により圧縮された時間領
域の信号の振幅と、第２の逆高速フーリエ変換手段が求
めたサイドローブ抑圧信号の振幅との比の実定数倍を係
数として求め、上記超解像処理器が検出した波源の強度
に対して、上記係数を用いて重み付けを行うことを特徴
とする請求項６記載の波源検出装置。
【請求項８】偽像抑圧器が、周波数領域の受信信号に対して逆高速フーリエ変換を行
い、時間領域の信号に圧縮する逆高速フーリエ変換手段
と、上記逆高速フーリエ変換手段により圧縮された時間領域
の信号のサイドローブを抑圧してサイドローブ抑圧信号
を求めるサイドローブ抑圧手段と、超解像処理器が検出した波源の強度に対して、上記逆高
速フーリエ変換手段が圧縮した時間領域の信号と、上記
サイドローブ抑圧手段が求めたサイドローブ抑圧信号に
基づき、偽像であるかを判定し、偽像と判定した波源を
削除する波源選択手段とを備えたことを特徴とする請求
項１記載の波源検出装置。
【請求項９】波源選択手段が、超解像処理器により検出された波源の遅延時間におい
て、逆高速フーリエ変換手段により圧縮された時間領域
の信号の振幅と、サイドローブ抑圧手段が求めたサイド
ローブ抑圧信号の振幅との比を求め、この振幅の比を所
定の閾値と比較し、この振幅の比が上記閾値よりも小さ
い場合に、この遅延時間に対応する波源を偽像と判定す
ることを特徴とする請求項８記載の波源検出装置。
【請求項１０】波源選択手段が、超解像処理器により検出された波源の遅延時間の前後の
所定時間内における、逆高速フーリエ変換手段により圧
縮された時間領域の信号の振幅と、サイドローブ抑圧手
段が求めたサイドローブ抑圧信号の振幅をそれぞれ平均
化し、これらの振幅の平均値の比を求め、この振幅の平
均値の比を所定の閾値と比較し、この振幅の平均値の比
が上記閾値よりも小さい場合に、この遅延時間に対応す
る波源を偽像と判定することを特徴とする請求項８記載
の波源検出装置。
【請求項１１】偽像抑圧器が、複数回の観測結果を用いて超解像処理器により波源を推
定した複数の波源推定結果を蓄積する波源推定結果蓄積
器と、上記複数の波源推定結果において、同一遅延時間に出現
する頻度の低いものに小さな重み付け係数を加えて偽像
を抑圧する複数回観測型波源強度重み付け手段とを備え
たことを特徴とする請求項１記載の波源検出装置。
【請求項１２】送信周波数が広帯域にわたる１つ又は
複数のパルスを反射した波源より到来する広帯域の受信
信号から波源を検出する波源検出方法において、上記受信信号から算出した平均相関行列の最小固有値に
対する評価関数の振幅値のピークを与える遅延時間と、
上記遅延時間の推定値に基づく上記波源の強度とから上
記波源を検出する第１のステップと、周波数領域の受信信号に対して逆高速フーリエ変換を行
い、時間領域の信号に圧縮する第２のステップと、上記第２のステップで圧縮された時間領域の信号のサイ
ドローブを抑圧してサイドローブ抑圧信号を求める第３
のステップと、上記第１のステップで検出した波源の強度に対して、上
記第２のステップで圧縮した時間領域の信号と、上記第
３のステップで求めたサイドローブ抑圧信号を用いて重
み付けを行う第４のステップとを備えたことを特徴とす
る波源検出方法。
【請求項１３】第４のステップが、第１のステップで検出された波源の遅延時間において、
第２のステップで圧縮された時間領域の信号の振幅と、
第３のステップで求めたサイドローブ抑圧信号の振幅と
の比の実定数倍を係数として求め、第１のステップで検
出した波源の強度に対して、上記係数を用いて重み付け
を行うことを特徴とする請求項１２記載の波源検出方
法。
【請求項１４】第４のステップが、第１のステップで検出された波源の遅延時間の前後の所
定時間内における、第２のステップで圧縮された時間領
域の信号の振幅と、第３のステップで求めたサイドロー
ブ抑圧信号の振幅をそれぞれ平均化し、これらの比の実
定数倍を係数として求め、第１のステップで検出した波
源の強度に対して、上記係数を用いて重み付けを行うこ
とを特徴とする請求項１２記載の波源検出方法。
【請求項１５】送信周波数が広帯域にわたる１つ又は
複数のパルスを反射した波源より到来する広帯域の受信
信号から波源を検出する波源検出方法において、上記受信信号から算出した平均相関行列の最小固有値に
対する評価関数の振幅値のピークを与える遅延時間と、
上記遅延時間の推定値に基づく上記波源の強度とから上
記波源を検出する第１のステップと、周波数領域の受信信号に対して逆高速フーリエ変換を行
い、時間領域の信号に圧縮する第２のステップと、上記周波数領域の受信信号のサイドローブを抑圧してサ
イドローブ抑圧信号を求める第３のステップと、上記第１のステップで検出した波源の強度に対して、上
記第２のステップで圧縮した時間領域の信号と、上記第
３のステップで求めたサイドローブ抑圧信号を用いて重
み付けを行う第４のステップとを備えたことを特徴とす
る波源検出方法。
【請求項１６】第３のステップが、受信信号の高域周波数成分を抑圧する第５のステップ
と、上記第５のステップで高域周波数成分が抑圧された受信
信号に対して逆高速フーリエ変換を行いサイドローブ抑
圧信号を求める第６のステップとを備え、第４のステップが、第１のステップで検出された波源の遅延時間において、
第２のステップで圧縮された時間領域の信号の振幅と、
第６のステップで求めたサイドローブ抑圧信号の振幅と
の比の実定数倍を係数として求め、上記第１のステップ
で検出した波源の強度に対して、上記係数を用いて重み
付けを行う備えたことを特徴とする請求項１５記載の波
源検出方法。
【請求項１７】送信周波数が広帯域にわたる１つ又は
複数のパルスを反射した波源より到来する広帯域の受信
信号から波源を検出する波源検出方法において、上記受信信号から算出した平均相関行列の最小固有値に
対する評価関数の振幅値のピークを与える遅延時間と、
上記遅延時間の推定値に基づく上記波源の強度とから上
記波源を検出する第１のステップと、周波数領域の受信信号に対して逆高速フーリエ変換を行
い、時間領域の信号に圧縮する第２のステップと、上記第２のステップで圧縮された時間領域の信号のサイ
ドローブを抑圧してサイドローブ抑圧信号を求める第３
のステップと、上記第１のステップで検出した波源の強度に対して、上
記第２のステップで圧縮した時間領域の信号と、上記第
３のステップで求めたサイドローブ抑圧信号に基づき、
偽像であるか否かを判定し、偽像と判定した波源を削除
する第４のステップとを備えたことを特徴とする波源検
出方法。
【請求項１８】第４のステップが、第１のステップで検出された波源の遅延時間において、
第２のステップで圧縮された時間領域の信号の振幅と、
第３のステップで求めたサイドローブ抑圧信号の振幅と
の比を求め、この振幅の比を所定の閾値と比較し、この
振幅の比が上記閾値よりも小さい場合に、この遅延時間
に対応する波源を偽像と判定することを特徴とする請求
項１７記載の波源検出方法。
【請求項１９】第４のステップが、第１のステップで検出された波源の遅延時間の前後の所
定時間内における、第２のステップで圧縮された時間領
域の信号の振幅と、第３のステップで求めたサイドロー
ブ抑圧信号の振幅をそれぞれ平均化し、これらの振幅の
平均値の比を求め、この振幅の平均値の比を所定の閾値
と比較し、この振幅の平均値の比が上記閾値よりも小さ
い場合に、この遅延時間に対応する波源を偽像と判定す
ることを特徴とする請求項１７記載の波源検出方法。
【請求項２０】送信周波数が広帯域にわたる１つ又は
複数のパルスを反射した波源より到来する広帯域の受信
信号から波源を検出する波源検出方法において、複数回の観測を通して得られた複数の受信信号に対し、
それぞれの受信信号から算出した平均相関行列の最小固
有値に対する評価関数の振幅値のピークを与える遅延時
間と、上記遅延時間の推定値に基づく上記波源の強度と
から上記波源を検出する第１のステップと、上記第１のステップで得られた複数の波源推定結果を蓄
積する第２のステップと、上記複数の波源推定結果において、同一遅延時間に出現
する頻度の低いものに小さな重み付け係数を加えて偽像
を抑圧する第３のステップとを備えたことを特徴とする
波源検出方法。