JP2002236172A

JP2002236172A - レーダ装置

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Publication number: JP2002236172A
Application number: JP2001141677A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Yamamoto; 山本　　和彦; Tetsuo Kirimoto; 哲郎桐本; Masayuki Yamamoto; 真之山本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-12-06
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2002-08-23
Anticipated expiration: 2021-05-11
Also published as: JP3875511B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ドップラーを用いないことにより、パルス繰
り返し周波数が低い場合に周波数分布が折返してブレー
ド枚数が偶数か奇数かの判定が行えないことを解消し
た、回転翼機目標に関する種類識別のための特徴量を抽
出することのできるレーダ装置を提供する。【解決手段】受信信号にある第一閾値を設けてフラッ
シュを検出する第一閾値検出器１、第一閾値より低い第
二閾値を設けてフラッシュを検出する第二閾値検出器
２、第一閾値検出器と第二閾値検出器のフラッシュの検
出周期を算出するフラッシュ周期判定器３、フラッシュ
周期判定器で得られた各閾値に対応するフラッシュの周
期を比較して第一閾値に関する周期が第二閾値に関する
周期の二倍になっている場合にローターのブレードの枚
数が奇数、両周期が等しい場合にはブレード枚数が偶数
であると判断するブレード数偶奇判定器４、を備えた。

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、回転翼機目標の
回転機構(以下ローター)とレーダ装置の間の相対位置関
係の変化に基づく反射信号の変化に基き回転翼機目標を
検出、分類するレーダ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２６は、例えば特開平５−２１５８４
３号公報に記載された従来のこの種のレーダ装置のブロ
ック構成図である。図において、５０１は送信機、５０
２は送受切換器、５０３は送受信アンテナ、５０４は受
信機、５０５はＡ／Ｄ変換器、５０６はＦＦＴ手段、５
０７は処理器、５０８は表示器である。

【０００３】次に図１６を用いて従来の装置の内容を説
明する。送信機５０１で発生された高周波パルスは送受
切換器５０２を介して送受信アンテナ５０３に供給され
る。送受信アンテナ５０３は、供給された高周波パルス
を放射する。

【０００４】送受信アンテナ５０３から放射された高周
波パルスは目標で反射され、この反射された信号(エコ
ー)は、送受信アンテナ５０３に入り、送受切換器５０
２を介して受信機５０４で復調される。受信機５０４で
復調された受信信号は、Ａ／Ｄ変換器５０５でＡ／Ｄ変
換され、以後ディジタル信号で取り扱われる。

【０００５】Ａ／Ｄ変換された受信信号は、ＦＦＴ手段
５０６でＦＦＴ(Fast Fourier Transform)される。ＦＦ
Ｔの処理は以下の(１)式で与えられる。

【０００６】

【数１】

【０００７】ここで回転翼機目標のローターの羽根(ブ
レード)の姿勢とレーダの位置関係と受信信号の関係に
ついて述べる。一般にブレードとレーダの観測方向が直
交する時に、ブレードのレーダ断面積が大きくなる。よ
って、ヘリコプタを横から観測する場合のように、ロー
ターの回転軸とレーダの観測方向が直交するような場
合、ローターの回転角速度とローターに含まれるブレー
ドの枚数に応じたある一定の周期で反射信号が大きな値
になる。この現象は一般にフラッシュと呼ばれる。フラ
ッシュ時のドップラー周波数はブレードがレーダに近づ
く場合には正の値に、レーダから遠ざかる場合には負の
値になる。

【０００８】ここでは特に４点のＦＦＴを考える。(１)
式におけるＡ(ｎ) (ｎ＝０，１，２，３)の値は処理器
５０７に送られる。処理器５０７では、Ａ(１)、Ａ(３)
の値を調べ、これらの値のいずれかが事前に設定した閾
値を超えた場合にはフラッシュが検出されたとみなす。
そしてＡ(１)とＡ(３)がほぼ等しい場合には、遠ざかる
ブレードと近づくブレードのフラッシュが同時に現れて
いるのでこの時のブレードの枚数は偶数とみなされる。
Ａ(１)とＡ(３)が交互に閾値を超える場合には、遠ざか
るブレードと近づくブレードのフラッシュが交互に現れ
ているので、この場合はブレードの枚数は奇数とみなせ
る。

【０００９】処理器５０７ではこの性質を利用して、ブ
レード枚数を偶数か奇数か判定する。表示器５０８では
結果を表示する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のレ
ーダ装置では、パルス繰り返し周波数が低い場合に、周
波数分布が折返して上記ブレード枚数が偶数か奇数かの
判定が行えないという問題があった。又ローターの回転
角速度とブレード枚数の積を知ることができないという
問題があった。又ロータの回転角速度を知ることができ
ないという問題があった。またロータブレードの枚数を
知ることができないという問題があった。またロータブ
レードの長さを知ることができないという問題があっ
た。又、回転機構を有する目標のうちの例えばプロペラ
機とヘリコプタの類別を行えない問題があった。

【００１１】また、ブレードの回転角速度、枚数、ブレ
ード長を知ることができないという問題があった。

【００１２】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたもので、回転翼機目標に関する種類識別のた
めの上記各特徴量をそれぞれ抽出することのできるレー
ダ装置を提供することを目的とする。

【００１３】また、ブレードの回転角速度、枚数、ブレ
ード長等の上記情報量を抽出することのできるレーダ装
置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的に鑑み、この
発明は、複数のブレードを有するローターを搭載した目
標に対して電波を送信し該目標からの反射波を受信して
目標の種類識別のための特徴量を得るレーダ装置であっ
て、ブレードの回転によって受信信号に生じる大きさの
異なる複数種のフラッシュのそれぞれの周期の関係、ま
たは異なる位置に設けられた複数のアンテナで受信した
フラッシュの時間差に基づいて回転翼機目標の種類識別
のための特徴量の抽出する手段を備えたことを特徴とす
るレーダ装置にある。

【００１５】また、受信信号にある第一閾値を設けてフ
ラッシュを検出する第一閾値検出器と、前記第一閾値よ
り低い第二閾値を設けてフラッシュを検出する第二閾値
検出器と、第一閾値検出器と第二閾値検出器のフラッシ
ュの検出周期を算出するフラッシュ周期判定器と、フラ
ッシュ周期判定器で得られた各閾値に対応するフラッシ
ュの周期を比較して第一閾値に関する周期が第二閾値に
関する周期の二倍になっている場合にローターのブレー
ドの枚数が奇数、両周期が等しい場合にはブレード枚数
が偶数であると判断するブレード数偶奇判定器と、を備
えたことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置にあ
る。

【００１６】また、前記フラッシュ周期判定器で得られ
た第一閾値に関するフラッシュ周期とブレード数偶奇判
定器の出力を用いてローターの回転角速度とブレード枚
数の積を算出するωＮ積決定手段を備えたことを特徴と
する請求項２に記載のレーダ装置にある。

【００１７】また、目標に対する見込み角の異なる２つ
の送受信アンテナと、各送受信アンテナごとに受信信号
にある第一閾値を設けてフラッシュを検出する第一閾値
検出器と、各第一閾値検出器の出力を比較して各受信信
号のフラッシュの出現時間差を測定するフラッシュ時間
差算出器と、このフラッシュ時間差算出器の出力と二つ
の送受信アンテナの見込み角の差から目標のロータの回
転角速度を推定する角速度算出器と、を備えたことを特
徴とする請求項１に記載のレーダ装置にある。

【００１８】また、一つの送受信アンテナと、このアン
テナから放射され目標で反射された信号を見込み角の異
なる位置で受信する受信アンテナと、各アンテナごとに
受信信号にある第一閾値を設けてフラッシュを検出する
第一閾値検出器と、各第一閾値検出器の出力を比較して
各受信信号のフラッシュの出現時間差を測定するフラッ
シュ時間差算出器と、このフラッシュ時間差算出器の出
力と二つの送受信アンテナの見込み角の差から目標のロ
ータの回転角速度を推定するバイスタ角速度算出器と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置
にある。

【００１９】また、請求項３のレーダ装置と請求項４又
は請求項５のレーダ装置を融合させ、ωＮ積決定手段の
出力である目標の角速度とブレード枚数の積と、角速度
算出器で得られた目標の角速度から目標のブレード枚数
を算出するブレード枚数算出器を備えたことを特徴とす
る請求項１に記載のレーダ装置にある。

【００２０】また、受信信号をフーリエ変換するフーリ
エ変換器と、このフーリエ変換器の出力結果から受信信
号の周波数幅を測定する周波数幅算出器と、角速度算出
器の出力結果である目標の角速度と前記周波数幅算出器
で得られた周波数幅から目標のブレード長を算出するブ
レード長算出器と、を備えたことを特徴とする請求項６
に記載のレーダ装置にある。

【００２１】また、事前に一般的なロータのレーダ断面
積分布を求め、これからブレード上で強い反射を示す部
分の長さと真の長さの比を算出するＲＣＳ算出器をさら
に備え、ブレード長算出器がこのＲＣＳ算出器の結果を
基にブレードの真の長さを算出することを特徴とする請
求項７に記載のレーダ装置にある。

【００２２】また、ローターを搭載した目標に対して電
波を送信し該目標からの反射波を受信して目標の種類識
別のための特徴量を得るレーダ装置であって、受信信号
にある第一閾値を設けてフラッシュを検出する第一閾値
検出器と、受信信号を基に目標の追尾を行う目標追尾器
と、目標追尾器の出力である追尾結果を基に目標の速度
を算出する速度算出器と、前記第一閾値検出器の出力で
あるフラッシュの検出結果と前記速度算出器の出力であ
る速度を基に、フラッシュを検出し速度がある閾値以下
ならヘリコプタ、フラッシュを検出して速度がある閾値
以上ならヘリコプタ以外のローターを有する目標、フラ
ッシュを検出しない場合はそれ以外の目標と判定するヘ
リコプタ判定器と、を備えたことを特徴とするレーダ装
置にある。

【００２３】また、複数のブレードを有するローターを
搭載した目標に対して電波を送信し該目標からの反射波
を受信して目標の種類識別のための特徴量を得るレーダ
装置であって、送信機で発生された送信パルスを目標に
照射して、その散乱波を収集して受信機に送る送受信ア
ンテナと、前記目標の散乱波を収集して受信機に送る受
信アンテナと、各受信機の出力信号において周期的な強
い信号であるフラッシュを検出して、その発生時刻と発
生時間間隔を出力するそれぞれのフラッシュ検出器と、
各フラッシュ検出器の出力である、フラッシュの発生時
刻の比較から、各フラッシュ検出器の出力間のフラッシ
ュの発生時間差を得て、これと各アンテナからの目標の
見込み角の差とから目標のロータの回転角速度を推定す
る角速度推定器と、角速度推定器の出力である角速度と
フラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間間
隔とから、ロータのブレード枚数を、ロータのブレード
枚数が偶数の場合は２で、奇数の場合は１で割った値で
ある基本ブレード枚数を推定する基本ブレード枚数推定
器と、フラッシュ信号の周波数分布と角速度推定器の出
力であるロータの回転角速度からブレードの長さを推定
するブレード長推定器と、受信信号の周波数分布の時間
変動からブレード枚数の偶数／奇数を判定するブレード
枚数偶奇判定器と、基本ブレード枚数推定器の出力であ
る基本ブレード枚数と、ブレード枚数偶奇判定器の出力
であるブレード枚数の偶数／奇数判定結果から、ブレー
ド枚数を推定するブレード枚数推定器と、を備えたこと
を特徴とするレーダ装置にある。

【００２４】また、フラッシュ検出器が、受信機の出力
である受信信号を閾値処理した後に近傍の値との比較か
ら、ピークの位置を探索するピーク検出器と、全ピーク
間の時間差を算出するピーク時間差算出器と、前記全ピ
ーク間の時間差のうちの各ピーク間の時間差に対してそ
れぞれのピーク間の時間差が倍数になっているかどうか
を判定して、その倍数の頻度が最も多いピーク間時間差
をフラッシュの時間差として判定する倍数時間差算出器
と、倍数時間差算出器で判定したフラッシュの発生時間
差の判定結果とその時のピークの位置からフラッシュの
発生時間を決定するフラッシュ特徴抽出抽出器と、を備
えたことを特徴とする請求項１０に記載のレーダ装置に
ある。

【００２５】また、ブレード長推定器が、フラッシュ検
出器の出力であるフラッシュの発生時間をもとに、受信
信号におけるフラッシュ近傍の信号を切り出す連続時間
幅信号切出器と、前記各切り出された受信信号ごとにフ
ーリエ変換を行うフーリエ変換器と、フーリエ変換器の
出力である各フラッシュのドップラースペクトルを積分
する周波数信号積分器と、周波数信号積分器の出力であ
る受信信号のドップラースペクトルに閾値処理を適用
し、その周波数幅を推定する周波数幅検定器と、周波数
幅検定器の出力である受信信号の周波数幅と、角速度推
定器の出力である目標のロータの回転角速度の推定結果
からブレード長を推定するブレード長算出器と、を備え
たことを特徴とする請求項１０に記載のレーダ装置にあ
る。

【００２６】また、ブレード枚数偶奇推定器が、受信信
号に短時間フーリエ変換処理を適用してドップラースペ
クトルの時間履歴を算出するＳＴＦＴ器と、ドップラー
スペクトルの時間履歴において、正負両方で設定した周
波数における信号の時間変化を抽出する設定正負周波数
信号検出器と、設定正負周波数信号検出器の出力であ
る、設定した正負の周波数での信号の時間変化から周期
的な強いピークの発生時間と時間差をそれぞれ探索する
フラッシュ検出器と、フラッシュ検出器で得られた正負
それぞれのピークの発生時間と時間差から、正負のピー
クの発生タイミングを判断し、正負のピークが同時に現
れる場合には偶数、交互に現れる場合には奇数とブレー
ド枚数の偶数奇数判定を行う正負ピーク間隔比較器と、
を備えたことを特徴とする請求項１０に記載のレーダ装
置にある。

【００２７】また、ブレード長推定器が、フラッシュ検
出器の出力であるフラッシュの発生時間をもとに、受信
信号におけるフラッシュ近傍の信号を切り出す連続時間
幅信号切出器と、前記各切り出された受信信号ごとに時
間領域でゼロ詰め処理を行うゼロ詰め器と、前記ゼロ詰
め後の信号のフーリエ変換を行うフーリエ変換器と、フ
ーリエ変換器の出力である各フラッシュのドップラース
ペクトルを積分する周波数信号積分器と、周波数信号積
分器の出力である受信信号のドップラースペクトルに閾
値処理を適用し、その周波数幅を推定する周波数幅検定
器と、周波数幅検定器の出力である受信信号の周波数幅
と、各速度推定器の出力である目標のロータの回転角速
度の推定結果からブレード長を推定するブレード長算出
器と、を備えたことを特徴とする請求項１０に記載のレ
ーダ装置にある。

【００２８】また、ブレード長推定器が、フラッシュ検
出器の出力であるフラッシュの発生時間をもとに、受信
信号をフラッシュの発生時間間隔の長さで切り出す最適
時間幅信号切出器と、前記各切り出された受信信号ごと
にフーリエ変換を行うフーリエ変換器と、フーリエ変換
器の出力である各フラッシュのドップラースペクトルを
積分する周波数信号積分器と、周波数信号積分器の出力
である受信信号のドップラースペクトルに閾値処理を適
用し、その周波数幅を推定する周波数幅検定器と、周波
数幅検定器の出力である受信信号の周波数幅と、各速度
推定器の出力である目標のロータの回転角速度の推定結
果からブレード長を推定するブレード長算出器と、を備
えたことを特徴とする請求項１０に記載のレーダ装置に
ある。

【００２９】また、ブレード長推定器が、受信信号のフ
ーリエ変換を行うフーリエ変換器と、受信信号中に複数
のフラッシュ信号が含まれることを前提として、その干
渉の影響で受信信号の周波数特性が変動する影響を周波
数領域での移動平均処理で軽減した後に周波数幅を抽出
する干渉考慮周波数幅検定器と、干渉考慮周波数幅検定
器の出力である受信信号の周波数幅と、各速度推定器の
出力である目標のロータの回転角速度の推定結果からブ
レード長を推定するブレード長算出器と、を備えたこと
を特徴とする請求項１０に記載のレーダ装置にある。

【００３０】また、ブレード枚数偶奇推定器が、受信信
号に短時間フーリエ変換処理を適用してドップラースペ
クトルの時間履歴を算出するＳＴＦＴ器と、ドップラー
スペクトルの時間履歴において、正負の各領域で信号を
積分して、正負の周波数における信号の時間変化を抽出
する正負周波数信号積分器と、正負周波数信号積分器の
出力である、正負の周波数での信号の時間変化から周期
的な強いピークの発生時間と時間差をそれぞれ探索する
フラッシュ検出器と、フラッシュ検出器で得られた正負
それぞれのピークの発生時間と時間差から、正負のピー
クの発生タイミングを判断し、正負のピークが同時に現
れる場合には偶数、交互に現れる場合には奇数とブレー
ド枚数の偶数奇数判定を行う正負ピーク間隔比較器と、
を備えたことを特徴とする請求項１０に記載のレーダ装
置にある。

【００３１】また、フラッシュ検出器が、受信機の出力
である受信信号を閾値処理した後に近傍の値との比較か
ら、ピークの位置を探索するピーク検出器と、全ピーク
間の時間差を算出するピーク時間差算出器と、前記全ピ
ーク間の時間差のうちの各ピーク間の時間差に対してそ
れぞれのピーク間の時間差が倍数になっているかどうか
を判定して、その倍数の頻度が最も多いピーク間時間差
をフラッシュの時間差として判定する倍数時間差算出器
と、倍数時間差算出器で判定したフラッシュの発生時間
差と発生時間に基づいて、各ピークがフラッシュである
かどうかを再検定し、フラッシュであると判定されなか
ったピークについては除去し、フラッシュであると判定
されたピークについてのみ最小二乗処理を適用してピー
ク間距離とピーク位置を算出する不要ピーク除去器と、
不要ピーク除去器からのピーク間距離とピーク位置から
フラッシュの発生時間を決定するフラッシュ特徴抽出抽
出器と、を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の
レーダ装置にある。

【００３２】また、複数のブレードを有するローターを
搭載した目標に対して電波を送信し該目標からの反射波
を受信して目標の種類識別のための特徴量を得るレーダ
装置であって、送信機で発生された送信パルスを目標に
照射して、その散乱波を収集して受信機に送る送受信ア
ンテナと、前記目標の散乱波を収集して受信機に送る受
信アンテナと、各受信機の出力信号において周期的な強
い信号であるフラッシュを検出して、その発生時刻と発
生時間間隔を出力するそれぞれのフラッシュ検出器と、
各フラッシュ検出器の出力である、フラッシュの発生時
刻の比較から、各フラッシュ検出器の出力間のフラッシ
ュの発生時間差を得て、これと各アンテナからの目標の
見込み角の差とから目標のロータの回転角速度を推定す
る角速度推定器と、角速度推定器の出力である角速度と
フラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間間
隔とから、ロータのブレード枚数を、ロータのブレード
枚数が偶数の場合は２で、奇数の場合は１で割った値で
ある基本ブレード枚数を推定する基本ブレード枚数推定
器と、受信信号に短時間フーリエ変換処理を適用してド
ップラースペクトルの時間履歴を算出するＳＴＦＴ器
と、ドップラースペクトルの時間履歴において、正負両
方で設定した周波数における信号の時間変化を抽出する
設定正負周波数信号検出器と、設定正負周波数信号検出
器の出力である、設定した正負の周波数での信号の時間
変化から周期的な強いピークの発生時間と時間差をそれ
ぞれ探索するフラッシュ検出器と、フラッシュ検出器で
得られた正負それぞれのピークの発生時間と時間差か
ら、正負のピークの発生タイミングを判断し、正負のピ
ークが同時に現れる場合には偶数、交互に現れる場合に
は奇数とブレード枚数の偶数奇数判定を行う正負ピーク
間隔比較器と、正負ピーク間隔比較器で得られたブレー
ドの正負判定結果と基本ブレード枚数推定器で得られた
基本ブレード枚数からブレード枚数を推定するブレード
枚数推定器と、ＳＴＦＴ器の出力であるドップラースペ
クトルの時間履歴を各時間ドップラー周波数ごとに全時
間に渡り積分して、その結果に閾値処理に基づく周波数
幅推定処理を適用して周波数幅を推定するＳＴＦＴ型周
波数幅検定器と、この周波数幅と、角速度推定器の出力
である目標のロータの回転角速度の推定結果からブレー
ド長を推定するブレード長算出器と、を備えたことを特
徴とするレーダ装置にある。

【００３３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１によるレーダ装置のブロック構成図であ
る。図１において、従来のもとの同一もしくは相当部分
は同一符号で示す。１は第一閾値検出器、２は第二閾値
検出器、３はフラッシュ周期判定器、４はブレード数偶
奇判定器である。また、図２は本実施の形態の内容を説
明するための図である。

【００３４】次に図１、図２に従って動作を説明する。
本実施の形態では、ブレードの形状の非対称性に基づく
フラッシュの振幅変調を用いて回転翼機目標であるヘリ
コプタ目標の類別(種類識別)のための特徴量を抽出す
る。

【００３５】図２の(ａ)、(ｂ)は３枚ブレードのロータ
を観測している模式図であり、(ａ)(ｂ)いずれにおいて
も点線で囲った部分がレーダの観測方向と垂直になって
いることからフラッシュが生じる。しかし、同図に示さ
れるように、(ａ)(ｂ)の両者では、フラッシュを生じる
ブレードのレーダに対する姿勢が１８０度異なる。よっ
て、それぞれのフラッシュの値は異なる。

【００３６】従って受信信号では同図(ｃ)に示されるよ
うに、強いフラッシュと弱いフラッシュが交互に現れる
ような振幅変調がかかる。この現象は、単に３枚のみな
らず、５枚、７枚・・・の奇数枚ブレードのロータで同様
に現れる。

【００３７】これに対して、偶数枚ブレードのロータで
は、通常(ａ)の状態のブレードと(ｂ)の状態のブレード
のフラッシュが同時に現れるために、(ｄ)に示すように
上記のような振幅変調は現れない。よって、以上の差異
を利用してブレードの偶数奇数判定を行える。

【００３８】送信機５０１〜Ａ／Ｄ変換器５０５の動作
は従来技術と同一である。すなわち送信機５０１で発生
された高周波パルスは送受切換器５０２を介して送受信
アンテナ５０３に供給され、送受信アンテナ５０３は、
供給された高周波パルスを放射する。送受信アンテナ５
０３から放射された高周波パルスは目標で反射され、こ
の反射されたエコー信号は、送受信アンテナ５０３に入
り、送受切換器５０２を介して受信機５０４で復調され
る。受信機５０４で復調された受信信号は、Ａ／Ｄ変換
器５０５でＡ／Ｄ変換され、以後ディジタル信号で取り
扱われる。

【００３９】Ａ／Ｄ変換器５０５の出力信号ｓ(ｔ)に対
して第一閾値検出器１では、適切な第一の閾値Ｔｈ１を
設定し、この閾値を越える時刻ｔｍ(ｍ＝１，２，３，・
・・，ｓ(ｔｍ)＞Ｔｈ１)を得る。次に第二閾値検出器２
では、適切な第二の閾値Ｔｈ２(Ｔｈ１＞Ｔｈ２)を設定
し、この閾値を越える時刻ｔｎ(ｎ＝１，２，３，・・・，
ｓ(ｔｎ)＞Ｔｈ２)を得る。

【００４０】フラッシュ周期判定器３ではこれら閾値を
越えた時刻列ｔｍから第一閾値における隣接フラッシュ
間の時間差の平均値ｔｍｅａｎ１、時刻列ｔｎから第二
閾値における隣接フラッシュ間の時間差の平均値ｔｍｅ
ａｎ２を得る。ブレード数偶奇判定器４ではｔｍｅａｎ
１とｔｍｅａｎ２を比較し、ｔｍｅａｎ１＝ｔｍｅａｎ
２ならばブレード数を偶数枚、ｔｍｅａｎ１＝２ｔｍｅ
ａｎ２ならブレード数を奇数枚と判定する。

【００４１】結果は表示器５０８で表示する。ブレード
が偶数枚／奇数枚のいずれであるかは、ヘリコプタ等の
目標の種類を特定する上での有効な特徴量となり、さら
にドップラーを用いていないので従来のレーダ装置で述
べた折返しの問題を回避できる。

【００４２】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２によるレーダ装置のブロック構成図である。図３に
おいて、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一
符号で示す。２１はωＮ積決定手段である。その他のブ
ロックは図１と同一である。

【００４３】次に、図３を用いて本実施の形態の処理内
容を説明する。送信機５０１〜ブレード数偶奇判定器４
の処理は実施の形態１と同様である。

【００４４】本実施の形態では、ωＮ積決定手段２１で
は、次の(２)式によりロータの角速度ωとブレード枚数
Ｎの積ωＮを得る。

【００４５】

【数２】

【００４６】ただし、αはブレード数遇奇判定器４で得
られた、ブレード数が偶数であるか奇数であるかの判定
結果を基に、偶数の場合は２、奇数の場合は１と与えら
れる係数である。以上より、回転翼機目標のロータの角
速度ωとブレード枚数Ｎの積ωＮが得られたので、これ
を表示器５０８で表示する。

【００４７】ロータの角速度ωとブレード枚数Ｎの積ω
Ｎはヘリコプタ等の各目標に固有の特徴量の一つであ
り、ヘリコプタを特定する上での有効な特徴量になる。

【００４８】実施の形態３．図４はこの発明の実施の形
態３によるレーダ装置のブロック構成図である。図４に
おいて、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一
符号で示す。５０３１は送受信アンテナ、５０３２は送
受信アンテナ、３１はフラッシュ時間差算出器、３２は
角速度算出器である。その他のブロックは図１と同一で
ある。ここでは送受信アンテナ５０３１又は５０３２と
送信機５０１〜第一閾値検出器１からなる送受信部分を
２組設けている。

【００４９】また、図５は本実施の形態の内容を説明す
るための図である。図において、３３は送受信アンテナ
５０３１で観測した場合に、フラッシュを生じる時刻の
ブレード、３４は送受信アンテナ５０３２で観測した場
合に、フラッシュを生じる時刻のブレードを表す。

【００５０】次に図４、図５を用いて本実施の形態の処
理内容を説明する。本実施の形態では、図５の(ａ)に示
す目標に対して見込み角が異なる２つの送受信アンテナ
５０３１、５０３２を用いて、ロータの回転角速度を推
定する。見込み角の差をφとすると、ブレード３３と３
４の間の角度差θはφに等しい。よって、二つの系でフ
ラッシュの発生する時間差をΔｔ１２とすると、その角
速度ωは次の(３)式で与えられる。

【００５１】

【数３】

【００５２】送信機５０１から送受信アンテナ５０３１
を介して第一閾値検出器１でフラッシュの検出を行う処
理、送信機５０１から送受信アンテナ５０３２を介して
第一閾値検出器１でフラッシュの検出を行う処理は実施
の形態１と同一である。フラッシュ時間差算出器３１で
は、これら二つの系それぞれで得られた図５の(ｂ)に示
す受信信号ｓ１１(ｔ)、ｓ２２(ｔ)を比較して、両者の
間のフラッシュ発生の時間差Δｔ１２を得る。角速度算
出器３２では(３)式を用いて角速度ωを算出し、結果を
表示器５０８に表示する。

【００５３】ブレード(又はローター)の角速度ωは各目
標ごとに固有の値を取るので、目標を類別する際の有用
な特徴量となる。

【００５４】実施の形態４．図６はこの発明の実施の形
態４によるレーダ装置のブロック構成図である。図６に
おいて、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一
符号で示す。４１はバイスタ角速度算出器、４２は受信
アンテナである。その他のブロックは図４と同一であ
る。

【００５５】また、図７は本実施の形態の内容を説明す
るための図である。４３は送受信アンテナ５０３で観測
した場合に、フラッシュを生じる時刻のブレード、４４
は受信アンテナ４２で観測した場合に、フラッシュを生
じる時刻のブレードを表す。

【００５６】次に図６、図７を用いて本実施の形態の処
理内容を説明する。本実施の形態では、見込み角をφだ
け変えて設置された、一つの送受信アンテナ５０３と一
つの受信アンテナ４２で受信された受信信号に現れるフ
ラッシュの時間差からブレードの回転角速度ωを推定す
る。

【００５７】送信機５０１から送受信アンテナ５０３を
介して第一閾値検出器１までの処理は実施の形態３と同
一である。また、受信アンテナ４２〜第一閾値検出器１
では、送受信アンテナ５０３から目標に照射して得られ
る反射信号を受信してディジタル信号に変換してフラッ
シュの検出を行う。

【００５８】後者の系はバイスタティック構成なので、
両アンテナの見込み角の差φとブレード４３、４４の角
度差θの関係はθ＝φ／２で与えられる。よって実施の
形態３と同様にフラッシュ時間差算出器３１で得られる
フラッシュの時間差をΔｔ１２とするとローターの回転
角速度ωは次の(４)式で与えられる。

【００５９】

【数４】

【００６０】バイスタ角速度算出器４１では(４)式を用
いて角速度ωを算出し、結果を表示器５０８に表示す
る。

【００６１】ブレード(又はローター)の角速度ωは各目
標ごとに固有の値を取るので、目標を類別する際の有用
な特徴量となる。

【００６２】実施の形態５．図８はこの発明の実施の形
態５によるレーダ装置のブロック構成図である。図８に
おいて、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一
符号で示す。５１はブレード枚数算出器である。その他
のブロックは図３、図４と同一である。

【００６３】次に図８を用いて本実施の形態の処理内容
を説明する。本実施の形態では、送信機５０１から送受
信アンテナ５０３１を介してωＮ積決定手段２１で目標
のロータの回転角速度ωとブレード枚数Ｎの積ωＮを算
出する処理は実施の形態２と同一であり、送受信アンテ
ナ５０３１および送受信アンテナ５０３２の両者を介し
て得られる２種類の受信信号を基に、フラッシュ時間差
算出器３１、角速度算出器３２を介してブレードの回転
角速度ωを算出する処理は実施の形態３と同一である。

【００６４】ブレード枚数算出器５１ではωＮ積決定手
段２１で得られたωＮの値を、角速度算出器３２で得ら
れたωで割ることにより、ブレード枚数Ｎを推定し、結
果を表示器５０８に表示する。

【００６５】ブレードの枚数Ｎは各目標ごとに固有の値
を取るので、目標を類別する際の有用な特徴量となる。

【００６６】なお、本実施の形態でωを得るために用い
た実施の形態３と同一の構成部分の代りに実施の形態４
の構成を用いてもよく、同様の効果が得られる。

【００６７】実施の形態６．図９はこの発明の実施の形
態６によるレーダ装置のブロック構成図である。図９に
おいて、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一
符号で示す。６１はフーリエ変換器、６２は周波数幅算
出器、６３はブレード長算出器である。その他のブロッ
クは図８と同一である。図１０は本実施の形態の内容を
説明するための図である。

【００６８】次に図９、図１０を用いて本実施の形態の
処理内容を説明する。本実施の形態では、角速度算出器
３２でローターの角速度ωを得るまでの処理、ブレード
枚数算出器５１でブレードの枚数Ｎを得るまでの処理は
実施の形態５と同一である。

【００６９】ここではさらに、Ａ／Ｄ変換器５０５で得
られた受信信号ｓ(ｔ)にフーリエ変換器６１でフーリエ
変換を適用して、周波数スペクトルＳ(ｆ)を得る。周波
数幅算出器６２では、フーリエ変換器６１で得られた周
波数スペクトルＳ(ｆ)に図１０の(ｂ)に示すように閾値
Ｔｆを設けて、これを上回る値を示すドップラー周波数
帯域幅Δｆを得る。

【００７０】一般にラジアル速度Ｖで運動する目標を波
長λのレーダで観測した場合のドップラー周波数は−２
Ｖ／λで与えられる。図１０の(ａ)に示すブレード長Ｌ
(図では回転軸の反対側のブレードも含めて長さ２Ｌと
示されている)のロータが回転する場合、最大ラジアル
速度はＬω、最小ラジアル速度は−Ｌωで与えられるか
らそのドップラー周波数幅Δｆは次の(５)式で与えられ
る。

【００７１】

【数５】

【００７２】即ち、ブレード長Ｌは次の(６)式で与えら
れる。

【００７３】

【数６】

【００７４】ブレード長算出器６３では(６)式を用いて
ブレード長Ｌを算出し、これをブレード枚数算出器５１
で得られたブレード枚数Ｎと共に表示器５０８に表示す
る。ブレード長Ｌは各目標ごとに固有のものであり、目
標を類別する際の有用な特徴量になる。

【００７５】実施の形態７．図１１はこの発明の実施の
形態７によるレーダ装置のブロック構成図である。図１
１において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は
同一符号で示す。７１はＲＣＳ算出器を表す。その他の
ブロックは図９と同一である。図１２は本実施の形態の
内容を説明するための図である。

【００７６】次に図１１、図１２を用いて本実施の形態
の処理内容を説明する。図１１はＲＣＳ算出器７１を除
いて図９と同一である。ＲＣＳ算出器７１では、各種目
標のブレードのＲＣＳ値分布を算出して、典型的な目標
の実寸法Ｌと実際に光っている部分Ｌ’(図１２の(ａ)
中のハッチング部分)の比β(＝Ｌ／Ｌ’)を得る。実施
の形態６の処理によりＬ’を得た場合、ブレード長算出
器６３では実寸法ＬをＬ＝βＬ’で得る。

【００７７】以上の処理によりローターのブレードの実
寸法を精度よく推定できる。ブレード長は各目標ごとに
固有のものであり、目標を類別する際の有用な特徴量に
なる。

【００７８】実施の形態８．図１３はこの発明の実施の
形態８によるレーダ装置のブロック構成図である。図１
３において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は
同一符号で示す。８１は目標追尾器、８２は速度算出
器、８３はヘリコプタ判定器である。

【００７９】次に図１３を用いて本実施の形態の処理内
容を説明する。本実施の形態では、回転機構を有するプ
ロペラ機やジェット機、ヘリコプタのうちの、速度の遅
いヘリコプタを類別する方式について述べる。いずれの
目標についても、ある一定の周期でフラッシュを生じる
可能性がある。しかし、一般にヘリコプタ目標は遅いこ
とから、仮にフラッシュが検出された場合でも、目標の
速度がある一定の値より高ければヘリコプタ目標ではな
いとみなして棄却する。

【００８０】図１３において、送信機５０１から第一閾
値検出器１まででフラッシュを検出する処理は実施の形
態１と同一である。本実施の形態では、Ａ／Ｄ変換器５
０５の出力である受信信号からレンジ、アジマス、エレ
ベーションに関する情報を抽出し、これをもとに各時刻
における目標の位置を追尾する処理を目標追尾器８１で
実施する。速度算出器８２では、各時刻における目標の
位置から目標の速度を算出する。

【００８１】ヘリコプタ判定器８３では、第一閾値検出
器１でフラッシュが検出された場合に、速度算出器８２
で得られた速度がある閾値ＶＴ以上であれば、ヘリコプ
タ以外の回転機構を有する目標と判定する。速度がある
閾値以下であれば、ヘリコプタと判定する。またフラッ
シュを検出しな場合はそれ以外の目標と判定する。

【００８２】以上の構成をとることにより、回転機構を
有する目標のうちのヘリコプタをそれ以外と類別できる
利点がある。

【００８３】実施の形態９．図１４はこの発明の実施の
形態９によるレーダ装置のブロック構成図である。図１
４において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は
同一符号で示す。図において、２０１はフラッシュ検出
器、２０２は角速度推定器、２０３は基本ブレード枚数
推定器、２０４はブレード長推定器、２０５はブレード
枚数偶奇推定器、２０６はブレード枚数推定器である。

【００８４】また図１５は本実施の形態のフラッシュ検
出器２０１の処理ブロック図である。図において、２１
１はピーク検出器、２１２はピーク時間差算出器、２１
３は倍数時間算出器、２１４はフラッシュ特徴抽出器で
ある。

【００８５】また図１６は本実施の形態のブレード長推
定器２０４の処理ブロック図である。図において、２４
１は連続時間幅信号切出器、２４２はフーリエ変換器、
２４３は周波数信号積分器、２４４は周波数幅検定器、
２４５はブレード長算出器である。

【００８６】また図１７は本実施の形態のブレード枚数
偶奇推定器２０５の処理ブロック図である。図におい
て、２５１はＳＴＦＴ器、２５２は設定正負周波数信号
検出器、２５３は正負ピーク間隔比較器である。

【００８７】また図１８は本実施の形態のジオメトリ
(幾何学的説明図)である。さらに図１９は本実施の形態
の処理内容を説明するためのタイムチャートである。

【００８８】次に図１４から図１９を用いて、本実施の
形態の処理内容を説明する。本実施の形態では、図１８
に示すように、２機のレーダradar＃１，radar＃２のう
ちの一方(radar＃１)を送受に、もう一方(radar＃２)を
受信に用いて、ヘリコプタ目標をモノスタティック／バ
イスタティックの同時観測し、得られた観測値を用い
て、目標のロータの回転角速度ω、ブレード枚数Ｎ、ブ
レード長Ｌを推定する。

【００８９】radar＃１の送信機５０１で発生した高周
波パルスを送受切換器５０２、送受信アンテナ５０３を
介して目標に照射させる処理は従来技術と同一である。
また、目標で反射・回折された散乱・回折波の一部を送
受信アンテナ５０３、送受信切換器５０２を介して受信
機５０４で受信／検波する処理も従来技術と同一であ
る。

【００９０】radar＃２ではradar＃１から目標に照射さ
れて発生した散乱・回折波を受信アンテナ５０３２を介
して受信機５０４で受信する。すなわち、以上の処理で
同一目標の受信波を異なる位置で得ることができる。

【００９１】各レーダの受信機５０４で得られた受信信
号はフラッシュ検出器２０１に送られる。

【００９２】次にフラッシュ検出器２０１の処理内容を
説明する。フラッシュ検出器２０１には、強度に関する
１次元の配列が入力される。強度に関する１次元の配列
とはは本実施の形態においては、各時刻における受信信
号強度を表す。

【００９３】フラッシュ検出器２０１では、まず、ピー
ク検出器２１１(図１５参照)で、設定した閾値を越え
て、なおかつある設定した近傍セル内で一番受信強度の
高いセルをそれぞれ探索する。次にピーク時間差算出器
２１２では、ピーク検出器２１１で得られた各ピーク間
のセル差(ここでは、時間差)をそれぞれ算出する。

【００９４】ロータの回転角速度は、ある短い時間内で
は、一定であると考えられるので、フラッシュの発生間
隔も一定となる。そこで、理想的には、検出された各ピ
ーク間の発生時間差は、隣接するピーク間の時間差(＝
フラッシュの発生周期)の倍数になっているはずであ
る。

【００９５】このような観点から、倍数時間差算出器２
１３では、各ピーク間時間差ごとに、その倍数の頻度を
算出し、その頻度を最大とするピーク間時間差を、フラ
ッシュのピーク間時間差Δτとして設定する。

【００９６】フラッシュ特徴抽出器２１４では、このピ
ーク間時間差Δτに関するピークの組の位置と、Δτの
値に基づいて、各フラッシュの発生時刻を決定する。

【００９７】フラッシュ検出器２０１では上記Δτおよ
び各フラッシュの発生時刻を特徴量として出力する。ra
dar＃１及びradar＃２の両者で得られた上記フラッシュ
のΔτと各フラッシュの発生時刻は角速度推定器２０２
に送られる。

【００９８】角速度推定器２０２では、radar＃２の受
信信号におけるフラッシュの発生時刻からradar＃２の
受信信号におけるフラッシュの発生時刻を引いた時間差
ΔＴを算出する。

【００９９】図１８のようなジオメトリの場合、radar
＃１の受信信号上で発生するフラッシュはブレード(bla
de)の角度φがπ／２、３π／２の場合に発生された反
射信号である。radar＃１の受信信号上で発生するフラ
ッシュはブレードの角度φがπ／２＋θ／２、３π／２
＋θ／２の場合に発生された反射信号である。すなわ
ち、バイスタティックレーダにおけるアスペクト角差が
θの場合には、ブレードの姿勢がモノスタティックレー
ダに比べてθ／２だけずれた角度でフラッシュが発生す
る。

【０１００】そこで、バイスタティック角θを事前に測
定可能な既知の値として、ロータブレードの回転角速度
ωは上記ΔＴとθを用いて式(７)で与えられる。

【０１０１】

【数７】

【０１０２】角速度推定器２０２では以上の処理によ
り、観測目標のロータブレードの回転角速度ωを得る。

【０１０３】次に基本ブレード枚数推定器２０３の処理
内容について説明する。一般に一枚のブレードでは一周
する間に２回フラッシュを発生する。よって、Ｎ枚のブ
レードを持つロータでは一周する間にＭ＝２Ｎ回フラッ
シュを発生すると考えることができる。しかし、実際は
奇数枚数ロータでは上記が成り立つものの、偶数枚ロー
タでは、その構造の対称性から、接近するロータと遠ざ
かるロータが同時にフラッシュを発生するため、１周す
る間にＭ＝２Ｎ／２＝Ｎ回しかフラッシュを発生しな
い。そこでｋをＮが奇数で１、Ｎが偶数で２となる値と
して定義し、ロータ１周当りのフラッシュ発生回数Ｍを
次式で与える。

【０１０４】

【数８】

【０１０５】さて、１周あたりＭ回フラッシュを発生さ
せるロータの回転角速度をω、フラッシュの発生時間間
隔をΔτとすると、これらの間には次式(９)の関係があ
る。

【０１０６】

【数９】

【０１０７】よって式(３)(４)よりブレード枚数Ｎは次
式(１０)で与えられる。

【０１０８】

【数１０】

【０１０９】式(１０)中のＮ₀をブレードの基本枚数と
呼ぶ。Ｎ₀は次式(１１)で与えられる。

【０１１０】

【数１１】

【０１１１】基本ブレード枚数推定器２０３では式(１
１)により基本ブレード枚数Ｎ₀を得る。

【０１１２】次にブレード枚数偶奇推定器２０５の処理
内容について説明する。ブレード枚数偶奇推定器２０５
では、ブレード枚数の偶数／奇数判定を行い、先に述べ
たｋを得る。

【０１１３】ＳＴＦＴ器２５１(図１７参照)では、rada
r＃１の受信機５０４で得られた受信信号に短時間フー
リエ変換(Short Time Fourier Transform：ＳＴＦＴ)を
適用して、受信信号のドップラースペクトルの時間変化
を得る。ここで、受信信号のドップラー周波数の時間変
化について考えると、回転によってレーダから遠ざかる
方向に移動するブレードがフラッシュを発生した場合に
は、そのドップラー周波数は負の値になる。これに対し
て、レーダに近づく方向に移動するブレードがフラッシ
ュを発生する場合にはそのドップラー周波数は正の値に
なる。

【０１１４】ここでローターのブレード枚数が奇数の場
合には、遠ざかるブレードと近づくブレードが交互にフ
ラッシュを発生するのにたいして、偶数の場合には、遠
ざかるブレードと近づくブレードが同時にフラッシュを
発生する。

【０１１５】すなわち、受信信号のドップラースペクト
ルの時間変化に関しては、Ｎが奇数の場合には図１９の
(ｃ)に表れるように正負のドップラー周波数成分が交互
に現れる。これに対して、Ｎが偶数の場合には、正負の
ドップラー周波数成分が同時に現れる。

【０１１６】よって、正負どちらか一方(例えば正)のド
ップラー成分を基準に、次に同じドップラー成分が発生
するまでの時間をΔτｆ１、符号の異なるドップラー成
分が発生するまでの時間をΔτｆ２とすると、ｋは次式
(１２)で与えられる。

【０１１７】

【数１２】

【０１１８】設定正負周波数信号検出器２５２では、Ｓ
ＴＦＴ器２５１で得られた受信信号のドップラースペク
トルの時間変化において、正負それぞれの周波数で事前
に設定した周波数における信号の時間変化を抽出する。

【０１１９】これら抽出された正負それぞれのドップラ
ー周波数の信号に対して、フラッシュ検出器２０１で
は、フラッシュの検出処理を行い、正負それぞれのドッ
プラー周波数におけるピークの発生時刻を得る。

【０１２０】正負ピーク間隔比較器２５３では、フラッ
シュ検出器２０１で得られた正負のピーク検出結果を比
較して、Δτｆ１、Δτｆ２を算出し、この値を式(１
２)に適用させてｋを得る。

【０１２１】ブレード枚数推定器２０６では、基本ブレ
ード枚数推定器２０３で得られた基本ブレード枚数Ｎ₀
および、ブレード枚数の偶数奇数判定結果ｋを用いて式
(１０)よりブレード枚数Ｎを算出する。

【０１２２】次にブレード長推定器２０４の処理内容に
ついて説明する。長さＬのブレードが角速度ωで回転し
ている場合，遠ざかるブレードと近づくブレードのフラ
ッシュを含むエコーのドップラー周波数幅ΔＦは次式
(１３)で与えられる。

【０１２３】

【数１３】

【０１２４】ここでＣは光速、Ｆcは搬送波周波数であ
る。よって、ブレード長Ｌは次式(１４)で与えられる。

【０１２５】

【数１４】

【０１２６】連続時間幅信号切出器２４１(図１６参照)
では、radar＃１のフラッシュ検出器２０１で得られた
フラッシュ近傍のデータ列を切り出す。フーリエ変換器
２４２では各フラッシュごとに連続時間幅信号切出器２
４１で切り出されたデータ列に対してフーリエ変換を適
用する。

【０１２７】フーリエ変換により得られたフラッシュの
周波数特性は、レーダから遠ざかるブレードから発せら
れたフラッシュの場合には負のドップラー周波数が、レ
ーダに近づくブレードから発せられたフラッシュの場合
には正のドップラー周波数が得られる。よって、周波数
信号積分器２４３では、各フラッシュｓ(ｓ＝１,２,・・
・,Ｓ)ごとに得られたドップラー周波数に関する電力分
布ｐｓ(ｆ)を次式(１５)で積分して、周波数分布psumを
得る。

【０１２８】

【数１５】

【０１２９】このpsumには正負両者の受信信号が含まれ
ている。さらに、積分の効果により雑音の影響を低減で
きる。

【０１３０】周波数幅検定器２４４では、このpsumの周
波数幅ΔＦを閾値処理により得る。ブレード長算出器２
４５では以上で得られたΔＦを用いて式(１４)によりブ
レード長を算出する。

【０１３１】以上の処理を行うことにより、ヘリコプタ
目標を特徴づける有用な特徴量であるロータの回転角速
度ω、ロータのブレード枚数Ｎ、及びブレード長Ｌを得
ることができる効果がある。

【０１３２】さらに、フラッシュ検出器の処理内容を図
１５に示したブロックにすることで、フラッシュの発生
時間やその発生間隔を精度良く推定できるようになり、
各特徴量の推定精度が向上する効果がある。

【０１３３】さらに、ブレード長推定器を図１６に示す
ブロックにすることで、ブレード長を雑音の影響を低減
して精度良く推定できる効果がある。

【０１３４】さらに、ブレード枚数偶奇推定器を図１７
に示すブロックで実現することでブレードの正負判定を
精度良く行える効果がある。

【０１３５】実施の形態１０．図２０は本実施の形態の
ブレード長推定器２０４の処理ブロック図である。図２
０において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は
同一符号で示す。３４１はゼロ詰め器である。

【０１３６】次に、図１４、図１６、図２０を用いて本
実施の形態の処理内容を説明する。実施の形態９と本実
施の形態１０では、連続時間幅信号切出器２４１の後段
にゼロ詰め器３４１を配した点のみが異なる。

【０１３７】ゼロ詰め器３４１では連続時間幅信号切出
器２４１の出力である各フラッシュ近傍の受信信号のゼ
ロ詰め処理を行い、後段のフーリエ変換器２４２におけ
る周波数ステップ幅を短くする。よって、その後段の周
波数幅検定器２４４で周波数幅を精度良く推定すること
ができる。つまり、ブレード長の推定精度を向上させる
ことができる。

【０１３８】本実施の形態の処理を行うことで、実施の
形態９と同様の効果を得れる他、上記のブレード長の推
定精度を向上させる効果がある。

【０１３９】実施の形態１１．図２１は本実施の形態の
ブレード長推定器２０４の処理ブロックを示す図であ
る。図において、上記実施の形態と同一もしくは相当部
分は同一符号で示す。４４１は最適時間幅信号切出器で
ある。

【０１４０】次に図１４、図１６、図２１を用いて本実
施の形態の処理内容を示す。実施の形態９と本実施の形
態とでは、連続時間幅信号切出器２４１を最適時間幅信
号切出器４４１に置き換えた点が異なる。最適時間幅信
号切出器４４１では、radar＃１のフラッシュ検出器２
０１で得られたフラッシュの発生時間間隔の幅で受信信
号を切り出す。

【０１４１】ここで切り出し時には１つのフラッシュが
時間的に隣接する２つの切り出し信号にまたがないよう
に、切り出し信号の中央付近にフラッシュが配置される
ように切り出す。各切り出された受信信号列にはフラッ
シュが一つ入っているのでこれに実施の形態と同じ処理
を適用する。

【０１４２】切り出し幅が広すぎて、切り出し信号中に
フラッシュ信号が２系列入っていた場合には、そのフラ
ッシュ間の干渉で、周波数幅を測定するのが困難にな
る。又、切り出し幅が狭すぎると実施の形態１０のよう
なゼロ詰めの処理を行わないと、周波数ステップ幅が大
きくなるために周波数幅の推定精度、言い換えるとブレ
ード長の推定精度が劣化する。

【０１４３】本実施の形態の処理を行うことで、実施の
形態９と同様の効果を得れる他、以上のブレード長の推
定精度が劣化する問題を解決することができる。

【０１４４】実施の形態１２．図２２は本実施の形態の
ブレード長推定器２０４の処理ブロックを示す図であ
る。図において、上記実施の形態と同一もしくは相当部
分は同一符号で示す。５４１は干渉考慮周波数幅検定器
である。

【０１４５】次に図１４、図１６、図２２を用いて本実
施の形態の処理内容を説明する。本実施の形態では、図
１４中のブレード長推定器２０４を図１６ではなく図２
２のブロックで構成した点が実施の形態９と異なる。

【０１４６】本実施の形態では図１６で連続時間幅信号
切出器２４１でフラッシュ近傍の信号を切り出す処理を
省略して、受信信号を直接フーリエ変換器２４２でフー
リエ変換する点が第一に異なる。よって、フーリエ変換
後の信号においては各フラッシュ間の干渉の影響で周波
数成分が変動する。

【０１４７】干渉考慮周波数幅検定器５４１では、干渉
の影響で周波数成分が変動する影響を周波数に関する移
動平均処理で低減して周波数幅ΔＦを推定する。

【０１４８】本実施の形態の処理を用いることで、実施
の形態９と同様の効果を得れる他、連続時間幅信号切出
器の処理を不要とするので、構成が単純になる。また、
長時間の信号を用いて周波数幅の推定を行うので周波数
分解能が向上し、結果としてブレード長の推定精度が向
上する。

【０１４９】実施の形態１３．図２３は本実施の形態の
ブレード枚数偶奇推定器２０５の処理ブロックである。
図において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は
同一符号で示す。３５２は正負周波数信号積分器であ
る。

【０１５０】次に、図１４、図１７、図２３を用いて本
実施の形態の処理内容を説明する。本実施の形態では、
実施の形態９と比較して、ブレード枚数偶奇推定器２０
５における設定正負周波数信号検出器２５２が、正負周
波数信号積分器３５２に替っている部分のみが異なる。

【０１５１】ＳＴＦＴ器２５１における出力信号の電力
分布をｐ(ｈ，ｆ) (ここでｈはヒット、ｆはドップラ
ーセルで、ｈ＝１,２,・・・,Ｈ０，ｆ＝−Ｎ₀／２，−
Ｎ₀／２＋１,・・・,０,・・・, Ｎ₀／２−２,Ｎ０／２−１と
表せる)とする。

【０１５２】正負周波数信号積分器３５２では、正のド
ップラー周波数成分Ｐｐ(ｈ)、負のドップラー周波数成
分Ｐｍ(ｈ)を次式(１６)、(１７)で計算する。

【０１５３】

【数１６】

【０１５４】

【数１７】

【０１５５】ｆｓは直流成分を除去するための適当な定
数である。以下フラッシュ検出器２０１で正負のドップ
ラー成分のピーク検出を行い、正負ピーク間隔比較器２
５３でピーク間隔の比較を行う処理は実施の形態９と同
一である。

【０１５６】本実施の形態の処理を実施することで、実
施の形態９と同様の効果を得れるのみならず、正負両領
域でのピークの検出を、それぞれの領域での信号を積分
して得られた信号を用いて行うため、耐雑音性能が向上
する。

【０１５７】実施の形態１４．図２４は本実施の形態に
おけるフラッシュ検出器２０１の処理ブロックである。
図において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は
同一符号で示す。３１１は不要ピーク除去器である。

【０１５８】次に、図１４、図１５、図２４を用いて本
実施の形態の処理内容を説明する。本実施の形態では、
実施の形態９と比較して、フラッシュ検出器２０１のブ
ロックでの倍数時間差算出器２１３の後段に不要ピーク
除去器３１１を配した点が実施の形態９と異なる。

【０１５９】実施の形態９で説明したように、倍数時間
差算出器２１３では全ピーク間の距離をすべて求めて、
各ピーク間の距離に対して、全ピーク間のそれぞれの距
離が倍数になっている割合を算出して、その割合が大き
いものをピーク間の距離として設定した。この際、雑音
信号の影響でピークが誤検出された場合には、そのピー
クの影響で倍数の関係が崩れ、正しいピーク間距離の推
定が困難となる。

【０１６０】不要ピーク除去器３１１では、倍数時間差
算出器２１３で倍数の比率が高かった場合に関して、そ
のピーク間隔とピークの位置から、全ピークに関して、
その時の倍数の関係を満足するかどうかを判定し、判定
の結果倍数の関係を満足しない点を不要ピークとして除
去する。さらに、満足するピーク列に対して最小二乗法
を適用して、ピーク間距離とピーク位置を算出する。

【０１６１】上記の処理を行うことで、ピーク間の距離
を精度良く推定できるので、実施の形態９の効果を得れ
るのに加えて、特徴量の推定精度が向上するという利点
がある。

【０１６２】実施の形態１５．図２５は本実施の形態の
レーダ装置のブロック構成図である。図において上記実
施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。４
００はＳＴＦＴ型周波数幅推定器である。

【０１６３】次に図２５を用いて本実施の形態の処理内
容を説明する。角速度推定器２０２で角速度を得るまで
の処理、ブレード枚数推定器２０６でブレード枚数を得
るまでの処理は実施の形態９と同様である。本実施の形
態では実施の形態９でフーリエ変換器２４２を用いて得
ていた目標信号の周波数分布をＳＴＦＴ器２５１の出力
である周波数スペクトルの時間履歴ｐ(ｈ，ｆ)より得
る。

【０１６４】ＳＴＦＴ型周波数幅推定器４００では、次
式(１８)により周波数分布psum(ｆ)を得る。

【０１６５】

【数１８】

【０１６６】得られたpsum(ｆ)に対して閾値処理を行
い、ΔＦを推定する。以下ブレード長算出器２４５の処
理は実施の形態９と同一である。

【０１６７】本実施の形態の処理を用いることで、実施
の形態９の効果に加えて、フーリエ変換器２４２を省く
ことができるので処理ブロックを簡素化できる効果があ
る。

【０１６８】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、複数の
ブレードを有するローターを搭載した目標に対して電波
を送信し該目標からの反射波を受信して目標の種類識別
のための特徴量を得るレーダ装置であって、ブレードの
回転によって受信信号に生じる大きさの異なる複数種の
フラッシュのそれぞれの周期の関係、または異なる位置
に設けられた複数のアンテナで受信したフラッシュの時
間差に基づいて回転翼機目標の種類識別のための特徴量
の抽出する手段を備えたことを特徴とするレーダ装置と
したので、ドップラーを用いていないので従来のレーダ
装置で述べた折返しの問題を回避した上で、ヘリコプタ
等の目標の種類を特定する上での有効な特徴量を得るこ
とができる。

【０１６９】また、受信信号にある第一閾値を設けてフ
ラッシュを検出する第一閾値検出器と、前記第一閾値よ
り低い第二閾値を設けてフラッシュを検出する第二閾値
検出器と、第一閾値検出器と第二閾値検出器のフラッシ
ュの検出周期を算出するフラッシュ周期判定器と、フラ
ッシュ周期判定器で得られた各閾値に対応するフラッシ
ュの周期を比較して第一閾値に関する周期が第二閾値に
関する周期の二倍になっている場合にローターのブレー
ドの枚数が奇数、両周期が等しい場合にはブレード枚数
が偶数であると判断するブレード数偶奇判定器と、を備
えたので、ドップラーを用いていないので従来のレーダ
装置で述べた折返しの問題を回避した上で、ブレードが
偶数枚／奇数枚のいずれであるかを判定できる。

【０１７０】また、前記フラッシュ周期判定器で得られ
た第一閾値に関するフラッシュ周期とブレード数偶奇判
定器の出力を用いてローターの回転角速度とブレード枚
数の積を算出するωＮ積決定手段を備えたので、目標を
特定する上での有効な特徴量であるロータの角速度ωと
ブレード枚数Ｎの積ωＮを判定することができる。

【０１７１】また、目標に対する見込み角の異なる２つ
の送受信アンテナと、各送受信アンテナごとに受信信号
にある第一閾値を設けてフラッシュを検出する第一閾値
検出器と、各第一閾値検出器の出力を比較して各受信信
号のフラッシュの出現時間差を測定するフラッシュ時間
差算出器と、このフラッシュ時間差算出器の出力と二つ
の送受信アンテナの見込み角の差から目標のロータの回
転角速度を推定する角速度算出器と、を備えたので、目
標を特定する上での有効な特徴量であるブレードあるい
はローターの角速度ωを判定することができる。

【０１７２】また、一つの送受信アンテナと、このアン
テナから放射され目標で反射された信号を見込み角の異
なる位置で受信する受信アンテナと、各アンテナごとに
受信信号にある第一閾値を設けてフラッシュを検出する
第一閾値検出器と、各第一閾値検出器の出力を比較して
各受信信号のフラッシュの出現時間差を測定するフラッ
シュ時間差算出器と、このフラッシュ時間差算出器の出
力と二つの送受信アンテナの見込み角の差から目標のロ
ータの回転角速度を推定するバイスタ角速度算出器と、
を備えたので、目標を特定する上での有効な特徴量であ
るブレードあるいはローターの角速度ωを判定すること
ができる。

【０１７３】また、上記レーダ装置を融合させて構成
し、さらにωＮ積決定手段の出力である目標の角速度と
ブレード枚数の積と、角速度算出器で得られた目標の角
速度から目標のブレード枚数を算出するブレード枚数算
出器を備えたので、目標を特定する上での有効な特徴量
であるブレードの枚数Ｎを判定することができる。

【０１７４】また、受信信号をフーリエ変換するフーリ
エ変換器と、このフーリエ変換器の出力結果から受信信
号の周波数幅を測定する周波数幅算出器と、角速度算出
器の出力結果である目標の角速度と前記周波数幅算出器
で得られた周波数幅から目標のブレード長を算出するブ
レード長算出器と、を備えたので、目標を特定する上で
の有効な特徴量であるブレード長Ｌを判定することがで
きる。

【０１７５】また、事前に一般的なロータのレーダ断面
積分布を求め、これからブレード上で強い反射を示す部
分の長さと真の長さの比を算出するＲＣＳ算出器をさら
に備え、ブレード長算出器がこのＲＣＳ算出器の結果を
基にブレードの真の長さを算出するようにしたので、ロ
ーターのブレードの実寸法を精度よく推定できる。

【０１７６】また、ローターを搭載した目標に対して電
波を送信し該目標からの反射波を受信して目標の種類識
別のための特徴量を得るレーダ装置であって、受信信号
にある第一閾値を設けてフラッシュを検出する第一閾値
検出器と、受信信号を基に目標の追尾を行う目標追尾器
と、目標追尾器の出力である追尾結果を基に目標の速度
を算出する速度算出器と、前記第一閾値検出器の出力で
あるフラッシュの検出結果と前記速度算出器の出力であ
る速度を基に、フラッシュを検出し速度がある閾値以下
ならヘリコプタ、フラッシュを検出して速度がある閾値
以上ならヘリコプタ以外のローターを有する目標、フラ
ッシュを検出しない場合はそれ以外の目標と判定するヘ
リコプタ判定器と、を備えたので、回転機構を有する目
標のうちのヘリコプタをそれ以外と類別できる利点があ
る。

【０１７７】また、複数のブレードを有するローターを
搭載した目標に対して電波を送信し該目標からの反射波
を受信して目標の種類識別のための特徴量を得るレーダ
装置であって、送信機で発生された送信パルスを目標に
照射して、その散乱波を収集して受信機に送る送受信ア
ンテナと、前記目標の散乱波を収集して受信機に送る受
信アンテナと、各受信機の出力信号において周期的な強
い信号であるフラッシュを検出して、その発生時刻と発
生時間間隔を出力するそれぞれのフラッシュ検出器と、
各フラッシュ検出器の出力である、フラッシュの発生時
刻の比較から、各フラッシュ検出器の出力間のフラッシ
ュの発生時間差を得て、これと各アンテナからの目標の
見込み角の差とから目標のロータの回転角速度を推定す
る角速度推定器と、角速度推定器の出力である角速度と
フラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間間
隔とから、ロータのブレード枚数を、ロータのブレード
枚数が偶数の場合は２で、奇数の場合は１で割った値で
ある基本ブレード枚数を推定する基本ブレード枚数推定
器と、フラッシュ信号の周波数分布と角速度推定器の出
力であるロータの回転角速度からブレードの長さを推定
するブレード長推定器と、受信信号の周波数分布の時間
変動からブレード枚数の偶数／奇数を判定するブレード
枚数偶奇判定器と、基本ブレード枚数推定器の出力であ
る基本ブレード枚数と、ブレード枚数偶奇判定器の出力
であるブレード枚数の偶数／奇数判定結果から、ブレー
ド枚数を推定するブレード枚数推定器と、を備えたこと
を特徴とするレーダ装置としたので、ヘリコプタ目標を
特徴づける有用な特徴量であるロータの回転角速度ω、
ロータのブレード枚数Ｎ、及びブレード長Ｌを得ること
ができる効果がある。

【０１７８】また、フラッシュ検出器を、受信機の出力
である受信信号を閾値処理した後に近傍の値との比較か
ら、ピークの位置を探索するピーク検出器と、全ピーク
間の時間差を算出するピーク時間差算出器と、前記全ピ
ーク間の時間差のうちの各ピーク間の時間差に対してそ
れぞれのピーク間の時間差が倍数になっているかどうか
を判定して、その倍数の頻度が最も多いピーク間時間差
をフラッシュの時間差として判定する倍数時間差算出器
と、倍数時間差算出器で判定したフラッシュの発生時間
差の判定結果とその時のピークの位置からフラッシュの
発生時間を決定するフラッシュ特徴抽出抽出器と、で構
成するようにしたので、フラッシュの発生時間やその発
生間隔を精度良く推定できるようになり、各特徴量の推
定精度が向上する効果がある。

【０１７９】また、ブレード長推定器を、フラッシュ検
出器の出力であるフラッシュの発生時間をもとに、受信
信号におけるフラッシュ近傍の信号を切り出す連続時間
幅信号切出器と、前記各切り出された受信信号ごとにフ
ーリエ変換を行うフーリエ変換器と、フーリエ変換器の
出力である各フラッシュのドップラースペクトルを積分
する周波数信号積分器と、周波数信号積分器の出力であ
る受信信号のドップラースペクトルに閾値処理を適用
し、その周波数幅を推定する周波数幅検定器と、周波数
幅検定器の出力である受信信号の周波数幅と、角速度推
定器の出力である目標のロータの回転角速度の推定結果
からブレード長を推定するブレード長算出器と、で構成
したので、ブレード長を雑音の影響を低減して精度良く
推定できる効果がある。

【０１８０】また、ブレード枚数偶奇推定器を、受信信
号に短時間フーリエ変換処理を適用してドップラースペ
クトルの時間履歴を算出するＳＴＦＴ器と、ドップラー
スペクトルの時間履歴において、正負両方で設定した周
波数における信号の時間変化を抽出する設定正負周波数
信号検出器と、設定正負周波数信号検出器の出力であ
る、設定した正負の周波数での信号の時間変化から周期
的な強いピークの発生時間と時間差をそれぞれ探索する
フラッシュ検出器と、フラッシュ検出器で得られた正負
それぞれのピークの発生時間と時間差から、正負のピー
クの発生タイミングを判断し、正負のピークが同時に現
れる場合には偶数、交互に現れる場合には奇数とブレー
ド枚数の偶数奇数判定を行う正負ピーク間隔比較器と、
で構成したので、ブレードの正負判定を精度良く行える
効果がある。

【０１８１】また、ブレード長推定器を、フラッシュ検
出器の出力であるフラッシュの発生時間をもとに、受信
信号におけるフラッシュ近傍の信号を切り出す連続時間
幅信号切出器と、前記各切り出された受信信号ごとに時
間領域でゼロ詰め処理を行うゼロ詰め器と、前記ゼロ詰
め後の信号のフーリエ変換を行うフーリエ変換器と、フ
ーリエ変換器の出力である各フラッシュのドップラース
ペクトルを積分する周波数信号積分器と、周波数信号積
分器の出力である受信信号のドップラースペクトルに閾
値処理を適用し、その周波数幅を推定する周波数幅検定
器と、周波数幅検定器の出力である受信信号の周波数幅
と、各速度推定器の出力である目標のロータの回転角速
度の推定結果からブレード長を推定するブレード長算出
器と、で構成したので、上記効果に加えて、ブレード長
の推定精度を向上させる効果がある。

【０１８２】ブレード長推定器を、フラッシュ検出器の
出力であるフラッシュの発生時間をもとに、受信信号を
フラッシュの発生時間間隔の長さで切り出す最適時間幅
信号切出器と、前記各切り出された受信信号ごとにフー
リエ変換を行うフーリエ変換器と、フーリエ変換器の出
力である各フラッシュのドップラースペクトルを積分す
る周波数信号積分器と、周波数信号積分器の出力である
受信信号のドップラースペクトルに閾値処理を適用し、
その周波数幅を推定する周波数幅検定器と、周波数幅検
定器の出力である受信信号の周波数幅と、各速度推定器
の出力である目標のロータの回転角速度の推定結果から
ブレード長を推定するブレード長算出器と、で構成した
ので、上記効果に加えて、ブレード長の推定精度が劣化
する問題を解決することができる。

【０１８３】また、ブレード長推定器を、受信信号のフ
ーリエ変換を行うフーリエ変換器と、受信信号中に複数
のフラッシュ信号が含まれることを前提として、その干
渉の影響で受信信号の周波数特性が変動する影響を周波
数領域での移動平均処理で軽減した後に周波数幅を抽出
する干渉考慮周波数幅検定器と、干渉考慮周波数幅検定
器の出力である受信信号の周波数幅と、各速度推定器の
出力である目標のロータの回転角速度の推定結果からブ
レード長を推定するブレード長算出器と、で構成したの
で、上記効果に加えて連続時間幅信号切出器の処理を不
要とするので、構成が単純になる。また、長時間の信号
を用いて周波数幅の推定を行うので周波数分解能が向上
し、結果としてブレード長の推定精度が向上する。

【０１８４】また、ブレード枚数偶奇推定器を、受信信
号に短時間フーリエ変換処理を適用してドップラースペ
クトルの時間履歴を算出するＳＴＦＴ器と、ドップラー
スペクトルの時間履歴において、正負の各領域で信号を
積分して、正負の周波数における信号の時間変化を抽出
する正負周波数信号積分器と、正負周波数信号積分器の
出力である、正負の周波数での信号の時間変化から周期
的な強いピークの発生時間と時間差をそれぞれ探索する
フラッシュ検出器と、フラッシュ検出器で得られた正負
それぞれのピークの発生時間と時間差から、正負のピー
クの発生タイミングを判断し、正負のピークが同時に現
れる場合には偶数、交互に現れる場合には奇数とブレー
ド枚数の偶数奇数判定を行う正負ピーク間隔比較器と、
で構成したので、上記効果に加えて、正負両領域でのピ
ークの検出を、それぞれの領域での信号を積分して得ら
れた信号を用いて行うため、耐雑音性能が向上する。

【０１８５】また、フラッシュ検出器を、受信機の出力
である受信信号を閾値処理した後に近傍の値との比較か
ら、ピークの位置を探索するピーク検出器と、全ピーク
間の時間差を算出するピーク時間差算出器と、前記全ピ
ーク間の時間差のうちの各ピーク間の時間差に対してそ
れぞれのピーク間の時間差が倍数になっているかどうか
を判定して、その倍数の頻度が最も多いピーク間時間差
をフラッシュの時間差として判定する倍数時間差算出器
と、倍数時間差算出器で判定したフラッシュの発生時間
差と発生時間に基づいて、各ピークがフラッシュである
かどうかを再検定し、フラッシュであると判定されなか
ったピークについては除去し、フラッシュであると判定
されたピークについてのみ最小二乗処理を適用してピー
ク間距離とピーク位置を算出する不要ピーク除去器と、
不要ピーク除去器からのピーク間距離とピーク位置から
フラッシュの発生時間を決定するフラッシュ特徴抽出抽
出器と、で構成したので、上記効果に加えて、ピーク間
の距離を精度良く推定できるので、特徴量の推定精度が
向上するという利点がある。

【０１８６】また、複数のブレードを有するローターを
搭載した目標に対して電波を送信し該目標からの反射波
を受信して目標の種類識別のための特徴量を得るレーダ
装置であって、送信機で発生された送信パルスを目標に
照射して、その散乱波を収集して受信機に送る送受信ア
ンテナと、前記目標の散乱波を収集して受信機に送る受
信アンテナと、各受信機の出力信号において周期的な強
い信号であるフラッシュを検出して、その発生時刻と発
生時間間隔を出力するそれぞれのフラッシュ検出器と、
各フラッシュ検出器の出力である、フラッシュの発生時
刻の比較から、各フラッシュ検出器の出力間のフラッシ
ュの発生時間差を得て、これと各アンテナからの目標の
見込み角の差とから目標のロータの回転角速度を推定す
る角速度推定器と、角速度推定器の出力である角速度と
フラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間間
隔とから、ロータのブレード枚数を、ロータのブレード
枚数が偶数の場合は２で、奇数の場合は１で割った値で
ある基本ブレード枚数を推定する基本ブレード枚数推定
器と、受信信号に短時間フーリエ変換処理を適用してド
ップラースペクトルの時間履歴を算出するＳＴＦＴ器
と、ドップラースペクトルの時間履歴において、正負両
方で設定した周波数における信号の時間変化を抽出する
設定正負周波数信号検出器と、設定正負周波数信号検出
器の出力である、設定した正負の周波数での信号の時間
変化から周期的な強いピークの発生時間と時間差をそれ
ぞれ探索するフラッシュ検出器と、フラッシュ検出器で
得られた正負それぞれのピークの発生時間と時間差か
ら、正負のピークの発生タイミングを判断し、正負のピ
ークが同時に現れる場合には偶数、交互に現れる場合に
は奇数とブレード枚数の偶数奇数判定を行う正負ピーク
間隔比較器と、正負ピーク間隔比較器で得られたブレー
ドの正負判定結果と基本ブレード枚数推定器で得られた
基本ブレード枚数からブレード枚数を推定するブレード
枚数推定器と、ＳＴＦＴ器の出力であるドップラースペ
クトルの時間履歴を各時間ドップラー周波数ごとに全時
間に渡り積分して、その結果に閾値処理に基づく周波数
幅推定処理を適用して周波数幅を推定するＳＴＦＴ型周
波数幅検定器と、この周波数幅と、角速度推定器の出力
である目標のロータの回転角速度の推定結果からブレー
ド長を推定するブレード長算出器と、で構成したので、
上記効果に加えて、フーリエ変換器を省くことができる
ので処理ブロックを簡素化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１によるレーダ装置の
ブロック構成図である。

【図２】この発明の実施の形態１の内容を説明するた
めの図である。

【図３】この発明の実施の形態２によるレーダ装置の
ブロック構成図である。

【図４】この発明の実施の形態３によるレーダ装置の
ブロック構成図である。

【図５】この発明の実施の形態３の内容を説明するた
めの図である。

【図６】この発明の実施の形態４によるレーダ装置の
ブロック構成図である。

【図７】この発明の実施の形態４の内容を説明するた
めの図である。

【図８】この発明の実施の形態５によるレーダ装置の
ブロック構成図である。

【図９】この発明の実施の形態６によるレーダ装置の
ブロック構成図である。

【図１０】この発明の実施の形態６の内容を説明する
ための図である。

【図１１】この発明の実施の形態７によるレーダ装置
のブロック構成図である。

【図１２】この発明の実施の形態７の内容を説明する
ための図である。

【図１３】この発明の実施の形態８によるレーダ装置
のブロック構成図である。

【図１４】この発明の実施の形態９によるレーダ装置
のブロック構成図である。

【図１５】この発明の実施の形態９のフラッシュ検出
器の処理ブロック図である。

【図１６】この発明の実施の形態９のブレード長推定
器の処理ブロック図である

【図１７】この発明の実施の形態９のブレード枚数偶
奇推定器の処理ブロック図である。

【図１８】この発明を説明するたのジオメトリ(幾何
学的説明図)である。

【図１９】この発明の処理内容を説明するためのタイ
ムチャートである。

【図２０】この発明の実施の形態１０のブレード長推
定器の処理ブロック図である。

【図２１】この発明の実施の形態１１のブレード長推
定器の処理ブロックを示す図である。

【図２２】この発明の実施の形態１２のブレード長推
定器の処理ブロックを示す図である。

【図２３】この発明の実施の形態１３のブレード枚数
偶奇推定器の処理ブロックである。

【図２４】この発明の実施の形態１４のフラッシュ検
出器の処理ブロックである。

【図２５】この発明の実施の形態１５のレーダ装置の
ブロック構成図である。

【図２６】従来のこの種のレーダ装置のブロック構成
図である。

【符号の説明】

１第一閾値検出器、２第二閾値検出器、３フラッ
シュ周期判定器、４ブレード数偶奇判定器、２１ ωＮ
積決定手段、３１フラッシュ時間差算出器、３２角
速度算出器、４１バイスタ角速度算出器、４２受信
アンテナ、５１ブレード枚数算出器、６１フーリエ
変換器、６２周波数幅算出器、６３ブレード長算出
器、７１ＲＣＳ算出器、８１目標追尾器、８２速
度算出器、８３ヘリコプタ判定器、２０１フラッシ
ュ検出器、２０２角速度推定器、２０３基本ブレー
ド枚数推定器、２０４ブレード長推定器、２０５ブ
レード枚数偶奇推定器、２０６ブレード枚数推定器、
２１１ピーク検出器、２１２ピーク時間差算出器、
２１３倍数時間算出器、２１４フラッシュ特徴抽出
器、２４１連続時間幅信号切出器、２４２フーリエ
変換器、２４３周波数信号積分器、２４４周波数幅検
定器、２４５ブレード長算出器、２５１ＳＴＦＴ
器、２５２設定正負周波数信号検出器、２５３正負
ピーク間隔比較器、３１１は不要ピーク除去器、３４１
ゼロ詰め器、３５２は正負周波数信号積分器、４００
ＳＴＦＴ型周波数幅推定器、４４１は最適時間幅信号
切出器、５０１送信機、５０２送受切換器、５０
３，５０３１，５０３２送受信アンテナ、５０４受
信機、５０５Ａ／Ｄ変換器、５０８表示器、５４
１干渉考慮周波数幅検定器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本真之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） 2C014 BA07 BB02 5J070 AB01 AC01 AC06 AC19 AD01 AE05 AH02 AH14 AH25 AH31 AH35 AK14 AK22 BB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のブレードを有するローターを搭載
した目標に対して電波を送信し該目標からの反射波を受
信して目標の種類識別のための特徴量を得るレーダ装置
であって、ブレードの回転によって受信信号に生じる大きさの異な
る複数種のフラッシュのそれぞれの周期の関係、または
異なる位置に設けられた複数のアンテナで受信したフラ
ッシュの時間差に基づいて回転翼機目標の種類識別のた
めの特徴量の抽出する手段を備えたことを特徴とするレ
ーダ装置。
【請求項２】受信信号にある第一閾値を設けてフラッ
シュを検出する第一閾値検出器と、前記第一閾値より低い第二閾値を設けてフラッシュを検
出する第二閾値検出器と、第一閾値検出器と第二閾値検出器のフラッシュの検出周
期を算出するフラッシュ周期判定器と、フラッシュ周期判定器で得られた各閾値に対応するフラ
ッシュの周期を比較して第一閾値に関する周期が第二閾
値に関する周期の二倍になっている場合にローターのブ
レードの枚数が奇数、両周期が等しい場合にはブレード
枚数が偶数であると判断するブレード数偶奇判定器と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装
置。
【請求項３】前記フラッシュ周期判定器で得られた第
一閾値に関するフラッシュ周期とブレード数偶奇判定器
の出力を用いてローターの回転角速度とブレード枚数の
積を算出するωＮ積決定手段を備えたことを特徴とする
請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】目標に対する見込み角の異なる２つの送
受信アンテナと、各送受信アンテナごとに受信信号にある第一閾値を設け
てフラッシュを検出する第一閾値検出器と、各第一閾値検出器の出力を比較して各受信信号のフラッ
シュの出現時間差を測定するフラッシュ時間差算出器
と、このフラッシュ時間差算出器の出力と二つの送受信アン
テナの見込み角の差から目標のロータの回転角速度を推
定する角速度算出器と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装
置。
【請求項５】一つの送受信アンテナと、このアンテナから放射され目標で反射された信号を見込
み角の異なる位置で受信する受信アンテナと、各アンテナごとに受信信号にある第一閾値を設けてフラ
ッシュを検出する第一閾値検出器と、各第一閾値検出器の出力を比較して各受信信号のフラッ
シュの出現時間差を測定するフラッシュ時間差算出器
と、このフラッシュ時間差算出器の出力と二つの送受信アン
テナの見込み角の差から目標のロータの回転角速度を推
定するバイスタ角速度算出器と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装
置。
【請求項６】請求項３のレーダ装置と請求項４又は請
求項５のレーダ装置を融合させ、ωＮ積決定手段の出力
である目標の角速度とブレード枚数の積と、角速度算出
器で得られた目標の角速度から目標のブレード枚数を算
出するブレード枚数算出器を備えたことを特徴とする請
求項１に記載のレーダ装置。
【請求項７】受信信号をフーリエ変換するフーリエ変
換器と、このフーリエ変換器の出力結果から受信信号の周波数幅
を測定する周波数幅算出器と、角速度算出器の出力結果である目標の角速度と前記周波
数幅算出器で得られた周波数幅から目標のブレード長を
算出するブレード長算出器と、を備えたことを特徴とする請求項６に記載のレーダ装
置。
【請求項８】事前に一般的なロータのレーダ断面積分
布を求め、これからブレード上で強い反射を示す部分の
長さと真の長さの比を算出するＲＣＳ算出器をさらに備
え、ブレード長算出器がこのＲＣＳ算出器の結果を基に
ブレードの真の長さを算出することを特徴とする請求項
７に記載のレーダ装置。
【請求項９】ローターを搭載した目標に対して電波を
送信し該目標からの反射波を受信して目標の種類識別の
ための特徴量を得るレーダ装置であって、受信信号にある第一閾値を設けてフラッシュを検出する
第一閾値検出器と、受信信号を基に目標の追尾を行う目標追尾器と、目標追尾器の出力である追尾結果を基に目標の速度を算
出する速度算出器と、前記第一閾値検出器の出力であるフラッシュの検出結果
と前記速度算出器の出力である速度を基に、フラッシュ
を検出し速度がある閾値以下ならヘリコプタ、フラッシ
ュを検出して速度がある閾値以上ならヘリコプタ以外の
ローターを有する目標、フラッシュを検出しない場合は
それ以外の目標と判定するヘリコプタ判定器と、を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項１０】複数のブレードを有するローターを搭
載した目標に対して電波を送信し該目標からの反射波を
受信して目標の種類識別のための特徴量を得るレーダ装
置であって、送信機で発生された送信パルスを目標に照射して、その
散乱波を収集して受信機に送る送受信アンテナと、前記目標の散乱波を収集して受信機に送る受信アンテナ
と、各受信機の出力信号において周期的な強い信号であるフ
ラッシュを検出して、その発生時刻と発生時間間隔を出
力するそれぞれのフラッシュ検出器と、各フラッシュ検出器の出力である、フラッシュの発生時
刻の比較から、各フラッシュ検出器の出力間のフラッシ
ュの発生時間差を得て、これと各アンテナからの目標の
見込み角の差とから目標のロータの回転角速度を推定す
る角速度推定器と、角速度推定器の出力である角速度とフラッシュ検出器の
出力であるフラッシュの発生時間間隔とから、ロータの
ブレード枚数を、ロータのブレード枚数が偶数の場合は
２で、奇数の場合は１で割った値である基本ブレード枚
数を推定する基本ブレード枚数推定器と、フラッシュ信号の周波数分布と角速度推定器の出力であ
るロータの回転角速度からブレードの長さを推定するブ
レード長推定器と、受信信号の周波数分布の時間変動からブレード枚数の偶
数／奇数を判定するブレード枚数偶奇判定器と、基本ブレード枚数推定器の出力である基本ブレード枚数
と、ブレード枚数偶奇判定器の出力であるブレード枚数
の偶数／奇数判定結果から、ブレード枚数を推定するブ
レード枚数推定器と、を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項１１】フラッシュ検出器が、受信機の出力である受信信号を閾値処理した後に近傍の
値との比較から、ピークの位置を探索するピーク検出器
と、全ピーク間の時間差を算出するピーク時間差算出器と、前記全ピーク間の時間差のうちの各ピーク間の時間差に
対してそれぞれのピーク間の時間差が倍数になっている
かどうかを判定して、その倍数の頻度が最も多いピーク
間時間差をフラッシュの時間差として判定する倍数時間
差算出器と、倍数時間差算出器で判定したフラッシュの発生時間差の
判定結果とその時のピークの位置からフラッシュの発生
時間を決定するフラッシュ特徴抽出抽出器と、を備えたことを特徴とする請求項１０に記載のレーダ装
置。
【請求項１２】ブレード長推定器が、フラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間を
もとに、受信信号におけるフラッシュ近傍の信号を切り
出す連続時間幅信号切出器と、前記各切り出された受信信号ごとにフーリエ変換を行う
フーリエ変換器と、フーリエ変換器の出力である各フラッシュのドップラー
スペクトルを積分する周波数信号積分器と、周波数信号積分器の出力である受信信号のドップラース
ペクトルに閾値処理を適用し、その周波数幅を推定する
周波数幅検定器と、周波数幅検定器の出力である受信信号の周波数幅と、角
速度推定器の出力である目標のロータの回転角速度の推
定結果からブレード長を推定するブレード長算出器と、を備えたことを特徴とする請求項１０に記載のレーダ装
置。
【請求項１３】ブレード枚数偶奇推定器が、受信信号に短時間フーリエ変換処理を適用してドップラ
ースペクトルの時間履歴を算出するＳＴＦＴ器と、ドップラースペクトルの時間履歴において、正負両方で
設定した周波数における信号の時間変化を抽出する設定
正負周波数信号検出器と、設定正負周波数信号検出器の出力である、設定した正負
の周波数での信号の時間変化から周期的な強いピークの
発生時間と時間差をそれぞれ探索するフラッシュ検出器
と、フラッシュ検出器で得られた正負それぞれのピークの発
生時間と時間差から、正負のピークの発生タイミングを
判断し、正負のピークが同時に現れる場合には偶数、交
互に現れる場合には奇数とブレード枚数の偶数奇数判定
を行う正負ピーク間隔比較器と、を備えたことを特徴とする請求項１０に記載のレーダ装
置。
【請求項１４】ブレード長推定器が、フラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間を
もとに、受信信号におけるフラッシュ近傍の信号を切り
出す連続時間幅信号切出器と、前記各切り出された受信信号ごとに時間領域でゼロ詰め
処理を行うゼロ詰め器と、前記ゼロ詰め後の信号のフーリエ変換を行うフーリエ変
換器と、フーリエ変換器の出力である各フラッシュのドップラー
スペクトルを積分する周波数信号積分器と、周波数信号積分器の出力である受信信号のドップラース
ペクトルに閾値処理を適用し、その周波数幅を推定する
周波数幅検定器と、周波数幅検定器の出力である受信信号の周波数幅と、各
速度推定器の出力である目標のロータの回転角速度の推
定結果からブレード長を推定するブレード長算出器と、を備えたことを特徴とする請求項１０に記載のレーダ装
置。
【請求項１５】ブレード長推定器が、フラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間を
もとに、受信信号をフラッシュの発生時間間隔の長さで
切り出す最適時間幅信号切出器と、前記各切り出された受信信号ごとにフーリエ変換を行う
フーリエ変換器と、フーリエ変換器の出力である各フラッシュのドップラー
スペクトルを積分する周波数信号積分器と、周波数信号積分器の出力である受信信号のドップラース
ペクトルに閾値処理を適用し、その周波数幅を推定する
周波数幅検定器と、周波数幅検定器の出力である受信信号の周波数幅と、各
速度推定器の出力である目標のロータの回転角速度の推
定結果からブレード長を推定するブレード長算出器と、を備えたことを特徴とする請求項１０に記載のレーダ装
置。
【請求項１６】ブレード長推定器が、受信信号のフーリエ変換を行うフーリエ変換器と、受信信号中に複数のフラッシュ信号が含まれることを前
提として、その干渉の影響で受信信号の周波数特性が変
動する影響を周波数領域での移動平均処理で軽減した後
に周波数幅を抽出する干渉考慮周波数幅検定器と干渉考慮周波数幅検定器の出力である受信信号の周波数
幅と、各速度推定器の出力である目標のロータの回転角
速度の推定結果からブレード長を推定するブレード長算
出器と、を備えたことを特徴とする請求項１０に記載のレーダ装
置。
【請求項１７】ブレード枚数偶奇推定器が、受信信号に短時間フーリエ変換処理を適用してドップラ
ースペクトルの時間履歴を算出するＳＴＦＴ器と、ドップラースペクトルの時間履歴において、正負の各領
域で信号を積分して、正負の周波数における信号の時間
変化を抽出する正負周波数信号積分器と、正負周波数信号積分器の出力である、正負の周波数での
信号の時間変化から周期的な強いピークの発生時間と時
間差をそれぞれ探索するフラッシュ検出器と、フラッシュ検出器で得られた正負それぞれのピークの発
生時間と時間差から、正負のピークの発生タイミングを
判断し、正負のピークが同時に現れる場合には偶数、交
互に現れる場合には奇数とブレード枚数の偶数奇数判定
を行う正負ピーク間隔比較器と、を備えたことを特徴とする請求項１０に記載のレーダ装
置。
【請求項１８】フラッシュ検出器が、受信機の出力である受信信号を閾値処理した後に近傍の
値との比較から、ピークの位置を探索するピーク検出器
と、全ピーク間の時間差を算出するピーク時間差算出器と、前記全ピーク間の時間差のうちの各ピーク間の時間差に
対してそれぞれのピーク間の時間差が倍数になっている
かどうかを判定して、その倍数の頻度が最も多いピーク
間時間差をフラッシュの時間差として判定する倍数時間
差算出器と、倍数時間差算出器で判定したフラッシュの発生時間差と
発生時間に基づいて、各ピークがフラッシュであるかど
うかを再検定し、フラッシュであると判定されなかった
ピークについては除去し、フラッシュであると判定され
たピークについてのみ最小二乗処理を適用してピーク間
距離とピーク位置を算出する不要ピーク除去器と、不要ピーク除去器からのピーク間距離とピーク位置から
フラッシュの発生時間を決定するフラッシュ特徴抽出抽
出器と、を備えたことを特徴とする請求項１０に記載のレーダ装
置。
【請求項１９】複数のブレードを有するローターを搭
載した目標に対して電波を送信し該目標からの反射波を
受信して目標の種類識別のための特徴量を得るレーダ装
置であって、送信機で発生された送信パルスを目標に照射して、その
散乱波を収集して受信機に送る送受信アンテナと、前記目標の散乱波を収集して受信機に送る受信アンテナ
と、各受信機の出力信号において周期的な強い信号であるフ
ラッシュを検出して、その発生時刻と発生時間間隔を出
力するそれぞれのフラッシュ検出器と、各フラッシュ検出器の出力である、フラッシュの発生時
刻の比較から、各フラッシュ検出器の出力間のフラッシ
ュの発生時間差を得て、これと各アンテナからの目標の
見込み角の差とから目標のロータの回転角速度を推定す
る角速度推定器と、角速度推定器の出力である角速度とフラッシュ検出器の
出力であるフラッシュの発生時間間隔とから、ロータの
ブレード枚数を、ロータのブレード枚数が偶数の場合は
２で、奇数の場合は１で割った値である基本ブレード枚
数を推定する基本ブレード枚数推定器と、受信信号に短時間フーリエ変換処理を適用してドップラ
ースペクトルの時間履歴を算出するＳＴＦＴ器と、ドップラースペクトルの時間履歴において、正負両方で
設定した周波数における信号の時間変化を抽出する設定
正負周波数信号検出器と、設定正負周波数信号検出器の出力である、設定した正負
の周波数での信号の時間変化から周期的な強いピークの
発生時間と時間差をそれぞれ探索するフラッシュ検出器
と、フラッシュ検出器で得られた正負それぞれのピークの発
生時間と時間差から、正負のピークの発生タイミングを
判断し、正負のピークが同時に現れる場合には偶数、交
互に現れる場合には奇数とブレード枚数の偶数奇数判定
を行う正負ピーク間隔比較器と、正負ピーク間隔比較器で得られたブレードの正負判定結
果と基本ブレード枚数推定器で得られた基本ブレード枚
数からブレード枚数を推定するブレード枚数推定器と、ＳＴＦＴ器の出力であるドップラースペクトルの時間履
歴を各時間ドップラー周波数ごとに全時間に渡り積分し
て、その結果に閾値処理に基づく周波数幅推定処理を適
用して周波数幅を推定するＳＴＦＴ型周波数幅検定器
と、この周波数幅と、角速度推定器の出力である目標のロー
タの回転角速度の推定結果からブレード長を推定するブ
レード長算出器と、を備えたことを特徴とするレーダ装置。