JP2003014836A - レーダ装置 - Google Patents
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- JP2003014836A JP2003014836A JP2001200922A JP2001200922A JP2003014836A JP 2003014836 A JP2003014836 A JP 2003014836A JP 2001200922 A JP2001200922 A JP 2001200922A JP 2001200922 A JP2001200922 A JP 2001200922A JP 2003014836 A JP2003014836 A JP 2003014836A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 サイドローブ方向やメインビーム方向から到
来する複数の妨害波に対して、SNR劣化なしに妨害波除
去を行うレーダ装置を得ることを課題としている。 【解決手段】 送信パルスを空中に送信し、反射物から
の反射パルス、妨害波などの到来波を受信するアレイア
ンテナと、到来波をレンジビン毎にデジタル信号に変換
した受信信号を出力する受信機群と、受信信号を入力と
し、これより妨害波ヌル空間への射影行列を算出し、こ
れを出力するヌリング行列算出器と、受信信号と射影行
列とを入力とし、レンジビン毎に受信信号を妨害波ヌル
空間へ射影して妨害波の除去を行い、妨害波除去後受信
信号を出力するベクトル射影器と、妨害波除去後受信信
号とビーム指向角設定値とに基づく受信ビーム形成を行
い目標信号を出力するビームフォーマとを備える。
来する複数の妨害波に対して、SNR劣化なしに妨害波除
去を行うレーダ装置を得ることを課題としている。 【解決手段】 送信パルスを空中に送信し、反射物から
の反射パルス、妨害波などの到来波を受信するアレイア
ンテナと、到来波をレンジビン毎にデジタル信号に変換
した受信信号を出力する受信機群と、受信信号を入力と
し、これより妨害波ヌル空間への射影行列を算出し、こ
れを出力するヌリング行列算出器と、受信信号と射影行
列とを入力とし、レンジビン毎に受信信号を妨害波ヌル
空間へ射影して妨害波の除去を行い、妨害波除去後受信
信号を出力するベクトル射影器と、妨害波除去後受信信
号とビーム指向角設定値とに基づく受信ビーム形成を行
い目標信号を出力するビームフォーマとを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＣＷ妨害波やノ
イズ妨害波が到来する電子妨害環境下にて、コヒーレン
トな複数のパルス波を送信して目標物体からの反射パル
スである所望波を受信する場合、上記妨害波を除去して
目標信号の検出を行うレーダ装置に関するものである。
イズ妨害波が到来する電子妨害環境下にて、コヒーレン
トな複数のパルス波を送信して目標物体からの反射パル
スである所望波を受信する場合、上記妨害波を除去して
目標信号の検出を行うレーダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種のレーダ装置としては、例えばDi
mitris G. Manolakisら著「Statistical and Adaptive
Signal Processing」（McGraw-Hill, 2000）やTim J. N
oharaら著「Adaptive Mainbeam Jamming Suppression f
or Multi-Function Radars」（IEEE National Radar Co
nference, 1998）に示されたものがある。図６は、上記
Manolakisらの文献を元に示した従来のレーダ装置の一
例を示した図である。また、図７及び図８、は上記Noha
raらの文献を元に示した従来のレーダ装置の一例を示し
た図である。なお、レーダ装置における妨害波除去に着
目していることから、上記図６及び７では受信系のみを
示している。
mitris G. Manolakisら著「Statistical and Adaptive
Signal Processing」（McGraw-Hill, 2000）やTim J. N
oharaら著「Adaptive Mainbeam Jamming Suppression f
or Multi-Function Radars」（IEEE National Radar Co
nference, 1998）に示されたものがある。図６は、上記
Manolakisらの文献を元に示した従来のレーダ装置の一
例を示した図である。また、図７及び図８、は上記Noha
raらの文献を元に示した従来のレーダ装置の一例を示し
た図である。なお、レーダ装置における妨害波除去に着
目していることから、上記図６及び７では受信系のみを
示している。
【０００３】まず図６について説明する。同図におい
て、１ａは複数のM個のアンテナAnt#1〜Ant#Mから構成
されるアレイアンテナ、２ａは複数のM個の受信機Rx#1
〜Rx#Mから構成され、それぞれ上記アレイアンテナへの
到来波である所望波と妨害波を受信して、ビデオ信号に
周波数変換し、A/D変換により距離に応じた処理単位で
あるレンジビン毎にデジタル信号に変換した受信信号を
出力する受信機群、３は到来波の内の妨害波のみが存在
するレンジビンの上記受信信号および所望波の到来角を
入力とし、アンテナ指向性が急激に落ち込むヌルを妨害
波到来方向に形成するような荷重係数を求めて出力する
荷重係数算出器、４ａは上記受信信号および荷重係数と
を入力とし、妨害波到来方向に対しヌルを有する受信ビ
ーム形成を行い、目標信号を出力するビームフォーマで
ある。
て、１ａは複数のM個のアンテナAnt#1〜Ant#Mから構成
されるアレイアンテナ、２ａは複数のM個の受信機Rx#1
〜Rx#Mから構成され、それぞれ上記アレイアンテナへの
到来波である所望波と妨害波を受信して、ビデオ信号に
周波数変換し、A/D変換により距離に応じた処理単位で
あるレンジビン毎にデジタル信号に変換した受信信号を
出力する受信機群、３は到来波の内の妨害波のみが存在
するレンジビンの上記受信信号および所望波の到来角を
入力とし、アンテナ指向性が急激に落ち込むヌルを妨害
波到来方向に形成するような荷重係数を求めて出力する
荷重係数算出器、４ａは上記受信信号および荷重係数と
を入力とし、妨害波到来方向に対しヌルを有する受信ビ
ーム形成を行い、目標信号を出力するビームフォーマで
ある。
【０００４】次に、図７の動作の説明を示す。まず、一
定のパルス繰返し間隔でN回の送受信を行い、受信にお
いてはレンジビン毎に受信処理を行うものとする。この
とき、着目レンジビン（以下、着目レンジビンと記す）
の受信処理において、互いに無相関な所望波と妨害波が
到来するような状況にあるとともに、他のレンジビンで
は妨害波のみが到来する状況にあると想定する。
定のパルス繰返し間隔でN回の送受信を行い、受信にお
いてはレンジビン毎に受信処理を行うものとする。この
とき、着目レンジビン（以下、着目レンジビンと記す）
の受信処理において、互いに無相関な所望波と妨害波が
到来するような状況にあるとともに、他のレンジビンで
は妨害波のみが到来する状況にあると想定する。
【０００５】まず、アレイアンテナ１ａへの到来波であ
る所望波、妨害波が受信機群２ａに入力され、周波数変
換によりビデオ信号に変換、さらにA/D変換によりデジ
タル信号に変換された着目レンジビンの受信信号を（x0
(n), x1(n),…, xM-1(n)）（nはサンプリング番号、サ
ンプリング間隔は上記パルス繰返し間隔である。）とす
る。ここで、上記受信信号をまとめて受信信号ベクトル
X(n)と呼ぶことにし、数１のように表す。ここでTは転
置を表す記号である。
る所望波、妨害波が受信機群２ａに入力され、周波数変
換によりビデオ信号に変換、さらにA/D変換によりデジ
タル信号に変換された着目レンジビンの受信信号を（x0
(n), x1(n),…, xM-1(n)）（nはサンプリング番号、サ
ンプリング間隔は上記パルス繰返し間隔である。）とす
る。ここで、上記受信信号をまとめて受信信号ベクトル
X(n)と呼ぶことにし、数１のように表す。ここでTは転
置を表す記号である。
【０００６】
【数１】
【０００７】一方、他のレンジビン、即ち到来波の内の
妨害波のみが存在するレンジビンの受信ベクトルをXJ
(r)(n)と表す。なお、rは着目レンジビン以外のレンジ
ビンに対するレンジビン番号である。
妨害波のみが存在するレンジビンの受信ベクトルをXJ
(r)(n)と表す。なお、rは着目レンジビン以外のレンジ
ビンに対するレンジビン番号である。
【０００８】上記受信信号ベクトルXJ (r)(n)および所望
波到来角qsが荷重係数算出器３に入力され、荷重係数
（w0,w1,…,wM-1）が出力される。ここで上記荷重係数
を荷重係数ベクトルと呼ぶことにし、数２の（２）のよ
うに表す。また、任意の到来角fに対し、上記アレイア
ンテナを構成するアンテナAnt#mのアレイ応答am-1(f)を
とし、アレイ応答ベクトルa(f)を数２の（３）のように
表す。
波到来角qsが荷重係数算出器３に入力され、荷重係数
（w0,w1,…,wM-1）が出力される。ここで上記荷重係数
を荷重係数ベクトルと呼ぶことにし、数２の（２）のよ
うに表す。また、任意の到来角fに対し、上記アレイア
ンテナを構成するアンテナAnt#mのアレイ応答am-1(f)を
とし、アレイ応答ベクトルa(f)を数２の（３）のように
表す。
【０００９】
【数２】
【００１０】上記荷重係数ベクトルWの算出式を数３に
示す。ここでHは複素共役転置、Rはレンジビン総数を表
す。なお、(R-1)は、到来波の内の妨害波のみが存在す
るレンジビン数であることに注意する。
示す。ここでHは複素共役転置、Rはレンジビン総数を表
す。なお、(R-1)は、到来波の内の妨害波のみが存在す
るレンジビン数であることに注意する。
【００１１】
【数３】
【００１２】次に、上記荷重係数ベクトルWおよび着目
レンジビンの受信信号ベクトルX(n)はビームフォーマ４
ａへ入力され、数４に示す演算により妨害波到来方向に
ヌルを有する受信ビーム形成を行い、目標信号y(n)を出
力する。
レンジビンの受信信号ベクトルX(n)はビームフォーマ４
ａへ入力され、数４に示す演算により妨害波到来方向に
ヌルを有する受信ビーム形成を行い、目標信号y(n)を出
力する。
【００１３】
【数４】
【００１４】次に、図６について説明する。同図におい
て、１ｂは3個のアンテナAnt#1〜Ant#3から構成される
アレイアンテナ、２ｂは3個の受信機Rx#1〜Rx#3から構
成され、それぞれ上記アレイアンテナへの到来波である
所望波1波、妨害波1波を受信して、ビデオ信号に周波数
変換し、A/D変換によりレンジビン毎にデジタル信号に
変換した受信信号を出力する受信機群、５ａは到来波の
内の妨害波のみが存在するレンジビンの上記受信信号よ
り妨害波ヌル空間への射影行列を算出するヌリング行列
算出器、６ａは上記受信信号と射影行列を入力とし、受
信信号を妨害波ヌル空間への射影を行い、妨害波除去後
受信信号を出力するベクトル射影器である。
て、１ｂは3個のアンテナAnt#1〜Ant#3から構成される
アレイアンテナ、２ｂは3個の受信機Rx#1〜Rx#3から構
成され、それぞれ上記アレイアンテナへの到来波である
所望波1波、妨害波1波を受信して、ビデオ信号に周波数
変換し、A/D変換によりレンジビン毎にデジタル信号に
変換した受信信号を出力する受信機群、５ａは到来波の
内の妨害波のみが存在するレンジビンの上記受信信号よ
り妨害波ヌル空間への射影行列を算出するヌリング行列
算出器、６ａは上記受信信号と射影行列を入力とし、受
信信号を妨害波ヌル空間への射影を行い、妨害波除去後
受信信号を出力するベクトル射影器である。
【００１５】続いて図８について説明する。同図におい
て、７ａは到来波の内の妨害波のみが存在するレンジビ
ンの上記受信信号を入力とし、共分散行列を求めて、出
力する共分散行列算出器、８ａは上記共分散行列を入力
とし、この固有値・固有ベクトル解析を行い、固有値・
固有ベクトルを出力する固有値・固有ベクトル算出器、
９ａは上記固有値・固有ベクトルを入力とし、最大固有
値とその固有ベクトルを選定し、この固有ベクトルを出
力する妨害波空間選定器、１０ａは上記固有ベクトルを
入力とし、妨害波ヌル空間への射影行列を算出して、出
力する射影行列算出器である。
て、７ａは到来波の内の妨害波のみが存在するレンジビ
ンの上記受信信号を入力とし、共分散行列を求めて、出
力する共分散行列算出器、８ａは上記共分散行列を入力
とし、この固有値・固有ベクトル解析を行い、固有値・
固有ベクトルを出力する固有値・固有ベクトル算出器、
９ａは上記固有値・固有ベクトルを入力とし、最大固有
値とその固有ベクトルを選定し、この固有ベクトルを出
力する妨害波空間選定器、１０ａは上記固有ベクトルを
入力とし、妨害波ヌル空間への射影行列を算出して、出
力する射影行列算出器である。
【００１６】次に、図７及び８の動作を説明する。ま
ず、一定のパルス繰返し間隔でＮ回の送受信を行い、受
信においてはレンジビン毎に受信処理を行うものとす
る。このとき、着目レンジビンの受信処理において、互
いに無相関な所望波と妨害波が到来するような状況にあ
るとともに、他のレンジビンでは妨害波のみが到来する
状況にあると想定する。
ず、一定のパルス繰返し間隔でＮ回の送受信を行い、受
信においてはレンジビン毎に受信処理を行うものとす
る。このとき、着目レンジビンの受信処理において、互
いに無相関な所望波と妨害波が到来するような状況にあ
るとともに、他のレンジビンでは妨害波のみが到来する
状況にあると想定する。
【００１７】Ant#1~Ant#3から構成されるアレイアンテ
ナ１ｂへの到来波である所望波１波、妨害波１波がRx#1
〜Rx#3から構成される受信機群２ｂに入力され、周波数
変換によりビデオ信号に変換、さらにA/D変換によりデ
ジタル信号に変換された着目レンジビンの受信信号を
（x0(n), x1(n), x2(n)）とする。ここで、上記受信信
号をまとめて受信信号ベクトルと呼ぶことにし、数５の
ように表す。
ナ１ｂへの到来波である所望波１波、妨害波１波がRx#1
〜Rx#3から構成される受信機群２ｂに入力され、周波数
変換によりビデオ信号に変換、さらにA/D変換によりデ
ジタル信号に変換された着目レンジビンの受信信号を
（x0(n), x1(n), x2(n)）とする。ここで、上記受信信
号をまとめて受信信号ベクトルと呼ぶことにし、数５の
ように表す。
【００１８】
【数５】
【００１９】一方、他のレンジビン、即ち到来波の内の
妨害波のみが存在するレンジビンの受信ベクトルをXJ
(r)(n)と表す。
妨害波のみが存在するレンジビンの受信ベクトルをXJ
(r)(n)と表す。
【００２０】次に、上記受信信号ベクトルXJ (r)(n)をヌ
リング行列算出器５ａに入力し、共分散行列算出器７ａ
において、数６に示す共分散行列RJを求める。
リング行列算出器５ａに入力し、共分散行列算出器７ａ
において、数６に示す共分散行列RJを求める。
【００２１】
【数６】
【００２２】続いて固有値・固有ベクトル算出器８ａに
おいて、上記共分散行列RJに関する固有値・固有ベクト
ルを求め、さらに妨害波空間選定器９ａにおいて最大固
有値に対応する固有ベクトルeJを選定する。このとき、
上記固有ベクトルが張る部分空間を妨害波空間、その補
空間を妨害波ヌル空間と呼ぶことにする。これより射影
行列算出器１０ａにおいて、妨害波ヌル空間への射影行
列PJnullが数７のように求めることができる。ここでI
は単位行列である。
おいて、上記共分散行列RJに関する固有値・固有ベクト
ルを求め、さらに妨害波空間選定器９ａにおいて最大固
有値に対応する固有ベクトルeJを選定する。このとき、
上記固有ベクトルが張る部分空間を妨害波空間、その補
空間を妨害波ヌル空間と呼ぶことにする。これより射影
行列算出器１０ａにおいて、妨害波ヌル空間への射影行
列PJnullが数７のように求めることができる。ここでI
は単位行列である。
【００２３】
【数７】
【００２４】上記射影行列PJnullと着目レンジビンの受
信信号ベクトルX(n)をベクトル射影器６ａに入力し、数
８に示す演算により、受信信号ベクトルを妨害波ヌル空
間へ射影し、妨害波除去を行う。
信信号ベクトルX(n)をベクトル射影器６ａに入力し、数
８に示す演算により、受信信号ベクトルを妨害波ヌル空
間へ射影し、妨害波除去を行う。
【００２５】
【数８】
【００２６】なお、妨害波除去された受信信号ベクトル
X'(n)の要素は（x0'(n), x1'(n), x 2'(n)）である。
X'(n)の要素は（x0'(n), x1'(n), x 2'(n)）である。
【００２７】まず、図６を用いて説明した従来のレーダ
装置では、妨害波が送信ビームのメインビーム内に到来
する場合、荷重係数は妨害波到来方向にヌルを形成しつ
つ、所望波方向への拘束条件に基づき、同方向へのアン
テナ利得の保持をするような値となり、荷重係数の振幅
が増大してしまう。このため、妨害波がサイドローブ方
向から到来するような場合に比べ、受信ビーム形成後の
目標信号における雑音成分が増加する。従って、サイド
ローブ方向から妨害波が到来するような場合より、信号
電力対雑音電力比（以下、SNRと記す）が劣化してしま
うという問題があった。
装置では、妨害波が送信ビームのメインビーム内に到来
する場合、荷重係数は妨害波到来方向にヌルを形成しつ
つ、所望波方向への拘束条件に基づき、同方向へのアン
テナ利得の保持をするような値となり、荷重係数の振幅
が増大してしまう。このため、妨害波がサイドローブ方
向から到来するような場合に比べ、受信ビーム形成後の
目標信号における雑音成分が増加する。従って、サイド
ローブ方向から妨害波が到来するような場合より、信号
電力対雑音電力比（以下、SNRと記す）が劣化してしま
うという問題があった。
【００２８】また、図７及び８を用いて説明した従来の
レーダ装置では、妨害波が複数の場合、妨害波空間が妨
害波に対応する複数の固有値の張る部分空間となり、最
大固有値に対応する固有ベクトルが張る部分空間とは異
なってしまう。このため、妨害波ヌル空間への射影行列
が正しく求まらず、複数の妨害波の除去が出来ないとい
う問題があった。
レーダ装置では、妨害波が複数の場合、妨害波空間が妨
害波に対応する複数の固有値の張る部分空間となり、最
大固有値に対応する固有ベクトルが張る部分空間とは異
なってしまう。このため、妨害波ヌル空間への射影行列
が正しく求まらず、複数の妨害波の除去が出来ないとい
う問題があった。
【００２９】本発明は、上記のような問題点を解決する
ものであり、サイドローブ方向やメインビーム方向から
到来する複数の妨害波に対して、SNR劣化なしに妨害波
除去するレーダ装置を得ることを目的としている。
ものであり、サイドローブ方向やメインビーム方向から
到来する複数の妨害波に対して、SNR劣化なしに妨害波
除去するレーダ装置を得ることを目的としている。
【００３０】
【課題を解決するための手段】第１の発明によるレーダ
装置は、送信周波数設定値と送信タイミングトリガとビ
ーム指向角設定値を出力する制御器と、送信周波数設定
値に基づく連続波を出力する周波数発振器と、連続波を
送信タイミングトリガに基づきパルス変調し、ビーム指
向角設定値に基づく移相操作を施す送信パルスを出力す
る送信機と、送受信を切換える送受切換器と、送受切換
器を介し入力される送信パルスを空中に送信し、反射物
からの反射パルス、妨害波などの到来波を受信する複数
のアンテナから構成されるアレイアンテナと、到来波を
送受切換器を介し入力して、ビデオ信号に周波数変換、
A/D変換によりレンジビン毎にデジタル信号に変換する
受信信号を出力する複数の受信機から構成される受信機
群と、受信信号を入力として、妨害波ヌル空間への射影
行列を算出、出力するヌリング行列算出器と、受信信号
と射影行列とを入力とし、レンジビン毎に受信信号を妨
害波ヌル空間へ射影して妨害波の除去を行い、妨害波除
去後受信信号を出力するベクトル射影器と、ビーム指向
角設定値に指向する受信ビーム形成を妨害波除去後受信
信号に対して行い目標信号を出力するビームフォーマ
と、目標信号を入力とし、離散フーリエ変換による周波
数解析を行い、目標信号のドップラ周波数に対応するド
ップラビンの目標ドップラ信号を出力する周波数解析器
と、目標ドップラ信号を入力とし、閾値処理による信号
検出を行う信号検出器とを備えたものである。
装置は、送信周波数設定値と送信タイミングトリガとビ
ーム指向角設定値を出力する制御器と、送信周波数設定
値に基づく連続波を出力する周波数発振器と、連続波を
送信タイミングトリガに基づきパルス変調し、ビーム指
向角設定値に基づく移相操作を施す送信パルスを出力す
る送信機と、送受信を切換える送受切換器と、送受切換
器を介し入力される送信パルスを空中に送信し、反射物
からの反射パルス、妨害波などの到来波を受信する複数
のアンテナから構成されるアレイアンテナと、到来波を
送受切換器を介し入力して、ビデオ信号に周波数変換、
A/D変換によりレンジビン毎にデジタル信号に変換する
受信信号を出力する複数の受信機から構成される受信機
群と、受信信号を入力として、妨害波ヌル空間への射影
行列を算出、出力するヌリング行列算出器と、受信信号
と射影行列とを入力とし、レンジビン毎に受信信号を妨
害波ヌル空間へ射影して妨害波の除去を行い、妨害波除
去後受信信号を出力するベクトル射影器と、ビーム指向
角設定値に指向する受信ビーム形成を妨害波除去後受信
信号に対して行い目標信号を出力するビームフォーマ
と、目標信号を入力とし、離散フーリエ変換による周波
数解析を行い、目標信号のドップラ周波数に対応するド
ップラビンの目標ドップラ信号を出力する周波数解析器
と、目標ドップラ信号を入力とし、閾値処理による信号
検出を行う信号検出器とを備えたものである。
【００３１】第２の発明によるレーダ装置は、第１の発
明において、到来波にクラッタからの反射パルスが含ま
れている場合に、受信信号を入力として、含まれている
クラッタ反射波をデジタルフィルタで抑圧し、受信信号
よりクラッタ反射波を取り除いたクラッタ抑圧後受信信
号を出力するクラッタ抑圧器を備えたものである。
明において、到来波にクラッタからの反射パルスが含ま
れている場合に、受信信号を入力として、含まれている
クラッタ反射波をデジタルフィルタで抑圧し、受信信号
よりクラッタ反射波を取り除いたクラッタ抑圧後受信信
号を出力するクラッタ抑圧器を備えたものである。
【００３２】第３の発明によるレーダ装置は、第１もし
くは２の発明において、妨害波除去後受信信号と信号検
出器より出力される探知ステータスとを入力とし、この
探知ステータスが「目標信号あり」の場合に、妨害波除
去後受信信号の到来方向の測角を行い、所望波到来方向
の測角値を出力する測角装置を備えたものである。
くは２の発明において、妨害波除去後受信信号と信号検
出器より出力される探知ステータスとを入力とし、この
探知ステータスが「目標信号あり」の場合に、妨害波除
去後受信信号の到来方向の測角を行い、所望波到来方向
の測角値を出力する測角装置を備えたものである。
【００３３】第４の発明によるレーダ装置は、第３の発
明において、制御器に測角値を入力して、ビーム指向角
設定値として用いることを特徴とするものである。
明において、制御器に測角値を入力して、ビーム指向角
設定値として用いることを特徴とするものである。
【００３４】第５の発明によるレーダ装置は、第１〜４
のいずれかの発明において、受信信号もしくはクラッタ
抑圧後受信信号の共分散行列を求め、共分散行列の固有
値・固有ベクトル解析を行い、固有値が大きい単一ある
いは複数の妨害波固有値を選び、これに対応する固有ベ
クトル、即ち妨害波固有ベクトルの張る部分空間と補空
間をなす妨害波ヌル空間への射影行列を求める方法を用
いることを特徴とするものである。
のいずれかの発明において、受信信号もしくはクラッタ
抑圧後受信信号の共分散行列を求め、共分散行列の固有
値・固有ベクトル解析を行い、固有値が大きい単一ある
いは複数の妨害波固有値を選び、これに対応する固有ベ
クトル、即ち妨害波固有ベクトルの張る部分空間と補空
間をなす妨害波ヌル空間への射影行列を求める方法を用
いることを特徴とするものである。
【００３５】第６の発明によるレーダ装置は、第５の発
明において、妨害波除去の処理対象のレンジビンにおけ
る受信信号以外の受信信号を用いて共分散行列を求める
方法を用いることを特徴とするものである。
明において、妨害波除去の処理対象のレンジビンにおけ
る受信信号以外の受信信号を用いて共分散行列を求める
方法を用いることを特徴とするものである。
【００３６】第７の発明によるレーダ装置は、第５の発
明において、妨害波除去の処理対象のレンジビンとその
周囲のレンジビンにおける受信信号以外の受信信号を用
いて共分散行列を求める方法を用いることを特徴とする
ものである。
明において、妨害波除去の処理対象のレンジビンとその
周囲のレンジビンにおける受信信号以外の受信信号を用
いて共分散行列を求める方法を用いることを特徴とする
ものである。
【００３７】第８の発明によるレーダ装置は、第５の発
明において、妨害波除去の処理対象のレンジビン以外の
レンジビンの内、所望波が存在するレンジビン以外にお
ける全てのレンジビンの受信信号を用いて共分散行列を
求める方法を用いることを特徴とするものである。
明において、妨害波除去の処理対象のレンジビン以外の
レンジビンの内、所望波が存在するレンジビン以外にお
ける全てのレンジビンの受信信号を用いて共分散行列を
求める方法を用いることを特徴とするものである。
【００３８】第９の発明によるレーダ装置は、第５の発
明において、予め設定してある単一あるいは複数のレン
ジビンの受信信号を用いて共分散行列を求める方法を用
いることを特徴とするものである。
明において、予め設定してある単一あるいは複数のレン
ジビンの受信信号を用いて共分散行列を求める方法を用
いることを特徴とするものである。
【００３９】第１０の発明によるレーダ装置は、第５の
発明において、全てのレンジビンの受信信号を用いて共
分散行列を求める方法を用いることを特徴とするもので
ある。
発明において、全てのレンジビンの受信信号を用いて共
分散行列を求める方法を用いることを特徴とするもので
ある。
【００４０】第１１の発明によるレーダ装置は、第５の
発明において、送信を止めた場合に受信する妨害波のみ
の全てのレンジビンの受信信号を用いて共分散行列を求
める方法を用いることを特徴とするものである。
発明において、送信を止めた場合に受信する妨害波のみ
の全てのレンジビンの受信信号を用いて共分散行列を求
める方法を用いることを特徴とするものである。
【００４１】
【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を示す構成図である。図１において、１
１は送信周波数設定値と送信タイミングトリガとビーム
指向角設定値とを出力する制御器、１２は上記送信周波
数設定値に基づく連続波を出力する周波数発振器、１３
は上記送信タイミングトリガに基づき上記連続波をパル
ス変調し、上記ビーム指向角設定値に基づく移相操作を
施す送信パルスを出力する送信機、１４は送受信を切換
える送受切換器、１ａは送受切換器を介し入力される送
信パルスを空中に送信し、反射物からの反射パルス、妨
害波などの到来波を受信する複数のアンテナから構成さ
れるアレイアンテナ、２ａは上記到来波を上記送受切換
器を介して、ビデオ信号に周波数変換し、A/D変換によ
りレンジビン毎にデジタル信号に変換した受信信号を出
力する複数の受信機から構成される受信機群、５ｂは到
来波の内の妨害波のみが存在するレンジビンの上記受信
信号より妨害波ヌル空間への射影行列を算出するヌリン
グ行列算出器、６ｂは上記受信信号と射影行列とを入力
とし、受信信号を妨害波ヌル空間へ射影して妨害波の除
去を行い、妨害波除去後受信信号を出力するベクトル射
影器、４ａは上記ビーム指向角設定値に指向する受信ビ
ーム形成を上記妨害波除去後受信信号とに対して行い目
標信号を出力するビームフォーマ、１５は上記目標信号
を入力とし、フーリエ変換による周波数解析を行い、目
標のドップラ周波数に対応するドップラビンの目標ドッ
プラ信号を出力する周波数解析器、１６は上記目標ドッ
プラ信号を入力とし、閾値処理による信号検出を行う信
号検出器である。
の実施の形態１を示す構成図である。図１において、１
１は送信周波数設定値と送信タイミングトリガとビーム
指向角設定値とを出力する制御器、１２は上記送信周波
数設定値に基づく連続波を出力する周波数発振器、１３
は上記送信タイミングトリガに基づき上記連続波をパル
ス変調し、上記ビーム指向角設定値に基づく移相操作を
施す送信パルスを出力する送信機、１４は送受信を切換
える送受切換器、１ａは送受切換器を介し入力される送
信パルスを空中に送信し、反射物からの反射パルス、妨
害波などの到来波を受信する複数のアンテナから構成さ
れるアレイアンテナ、２ａは上記到来波を上記送受切換
器を介して、ビデオ信号に周波数変換し、A/D変換によ
りレンジビン毎にデジタル信号に変換した受信信号を出
力する複数の受信機から構成される受信機群、５ｂは到
来波の内の妨害波のみが存在するレンジビンの上記受信
信号より妨害波ヌル空間への射影行列を算出するヌリン
グ行列算出器、６ｂは上記受信信号と射影行列とを入力
とし、受信信号を妨害波ヌル空間へ射影して妨害波の除
去を行い、妨害波除去後受信信号を出力するベクトル射
影器、４ａは上記ビーム指向角設定値に指向する受信ビ
ーム形成を上記妨害波除去後受信信号とに対して行い目
標信号を出力するビームフォーマ、１５は上記目標信号
を入力とし、フーリエ変換による周波数解析を行い、目
標のドップラ周波数に対応するドップラビンの目標ドッ
プラ信号を出力する周波数解析器、１６は上記目標ドッ
プラ信号を入力とし、閾値処理による信号検出を行う信
号検出器である。
【００４２】図２は、この発明の実施の形態１における
ヌリング行列算出器の構成図である。図２において、７
ｂは到来波の内の妨害波のみが存在するレンジビンの上
記受信信号を入力とし、共分散行列を求めて、出力する
共分散行列算出器、８ｂは上記共分散行列を入力とし、
この固有値・固有ベクトル解析を行い、固有値・固有ベ
クトルを出力する固有値・固有ベクトル算出器、９ｂは
上記固有値・固有ベクトルを入力とし、最大固有値とそ
の固有ベクトルを選定し、この固有ベクトルを出力する
妨害波空間選定器、１０ｂは上記固有ベクトルを入力と
し、妨害波ヌル空間への射影行列を算出して、出力する
射影行列算出器である。
ヌリング行列算出器の構成図である。図２において、７
ｂは到来波の内の妨害波のみが存在するレンジビンの上
記受信信号を入力とし、共分散行列を求めて、出力する
共分散行列算出器、８ｂは上記共分散行列を入力とし、
この固有値・固有ベクトル解析を行い、固有値・固有ベ
クトルを出力する固有値・固有ベクトル算出器、９ｂは
上記固有値・固有ベクトルを入力とし、最大固有値とそ
の固有ベクトルを選定し、この固有ベクトルを出力する
妨害波空間選定器、１０ｂは上記固有ベクトルを入力と
し、妨害波ヌル空間への射影行列を算出して、出力する
射影行列算出器である。
【００４３】以下に動作に関する説明をする。まず、一
定のパルス繰返し間隔でＮ回の送受信を行い、受信にお
いてはレンジビン毎に受信処理を行うものとする。この
とき、着目レンジビンの受信処理において、互いに無相
関な所望波及び妨害波が到来するような状況にあるとと
もに、他のレンジビンでは妨害波j0 (r)(n), j1 (r)(n),
…, jKJ-1 (r)(n)のみが到来する状況にあると想定す
る。但し、アンテナ数Mと妨害波数KJとの間には、数９
に示す関係が成立しているものとする。
定のパルス繰返し間隔でＮ回の送受信を行い、受信にお
いてはレンジビン毎に受信処理を行うものとする。この
とき、着目レンジビンの受信処理において、互いに無相
関な所望波及び妨害波が到来するような状況にあるとと
もに、他のレンジビンでは妨害波j0 (r)(n), j1 (r)(n),
…, jKJ-1 (r)(n)のみが到来する状況にあると想定す
る。但し、アンテナ数Mと妨害波数KJとの間には、数９
に示す関係が成立しているものとする。
【００４４】
【数９】
【００４５】まず、アレイアンテナ１ａへの到来波であ
る所望波、妨害波が受信機群２ａに入力され、周波数変
換によりビデオ信号に変換、さらにA/D変換によりデジ
タル信号に変換された着目レンジビンの受信信号を（x0
(n), x1(n),…, xM-1(n)）とする。ここで、上記受信信
号をまとめて受信信号ベクトルと呼ぶことにし、数１０
のように表す。
る所望波、妨害波が受信機群２ａに入力され、周波数変
換によりビデオ信号に変換、さらにA/D変換によりデジ
タル信号に変換された着目レンジビンの受信信号を（x0
(n), x1(n),…, xM-1(n)）とする。ここで、上記受信信
号をまとめて受信信号ベクトルと呼ぶことにし、数１０
のように表す。
【００４６】
【数１０】
【００４７】一方、他のレンジビン、即ち、到来波の内
の妨害波のみが存在するレンジビンの受信ベクトルをXJ
(r)(n)と表す。
の妨害波のみが存在するレンジビンの受信ベクトルをXJ
(r)(n)と表す。
【００４８】次に、Rx#mにおける受信機内部雑音をwm-1
(r)(n)とし、雑音ベクトルW(r)(n)を数１１のように定
義する。
(r)(n)とし、雑音ベクトルW(r)(n)を数１１のように定
義する。
【００４９】
【数１１】
【００５０】また、妨害波を数１２に示す妨害波ベクト
ルで表す。
ルで表す。
【００５１】
【数１２】
【００５２】ここで、上記妨害波の到来角をψ0, ψ 1,
…,ψkJ-1とし、これら到来角は違いに異なるものとす
る。さらに、任意の到来角fに対し、上記アレイアンテ
ナ１ａを構成するアンテナAnt#mのアレイ応答am-1(f)を
とし、アレイ応答ベクトルa(f)を数１３のように定義す
る。
…,ψkJ-1とし、これら到来角は違いに異なるものとす
る。さらに、任意の到来角fに対し、上記アレイアンテ
ナ１ａを構成するアンテナAnt#mのアレイ応答am-1(f)を
とし、アレイ応答ベクトルa(f)を数１３のように定義す
る。
【００５３】
【数１３】
【００５４】妨害波の上記アレイ応答ベクトルに関し、
数１４のようなアレイ応答行列AJを定義する。
数１４のようなアレイ応答行列AJを定義する。
【００５５】
【数１４】
【００５６】よって、到来波の内の妨害波のみが存在す
るレンジビンにおける受信信号ベクトルXJ (r)(n)は、数
１５のように表すことができる。
るレンジビンにおける受信信号ベクトルXJ (r)(n)は、数
１５のように表すことができる。
【００５７】
【数１５】
【００５８】次に、上記受信信号ベクトルXJ (r)(n)をヌ
リング行列算出器５ｂに入力し、共分散行列算出器７ｂ
において、共分散行列RJを数１６により求める。但し、
s2は受信機Rx#mにおける受信機内部雑音電力である。
リング行列算出器５ｂに入力し、共分散行列算出器７ｂ
において、共分散行列RJを数１６により求める。但し、
s2は受信機Rx#mにおける受信機内部雑音電力である。
【００５９】
【数１６】
【００６０】ここで、妨害波は互いに無相関であること
から、行列JのランクはKJとなり、妨害波数に一致す
る。また、到来角も互いに異なるため、アレイ応答行列
AJのランクもKJとなる。従って、Graham著「Matrix The
ory and Applications for Engineers and Mathematici
ans」（Ellis Horwood,1979）にあるようにrank(B)≦ra
nk(C)のときrank(BC)≦rank(B)であるので、上記行列AJ
JAJ HのランクもKJとなる。
から、行列JのランクはKJとなり、妨害波数に一致す
る。また、到来角も互いに異なるため、アレイ応答行列
AJのランクもKJとなる。従って、Graham著「Matrix The
ory and Applications for Engineers and Mathematici
ans」（Ellis Horwood,1979）にあるようにrank(B)≦ra
nk(C)のときrank(BC)≦rank(B)であるので、上記行列AJ
JAJ HのランクもKJとなる。
【００６１】さらに、上記行列AJJAJ Hは非負定値エルミ
ート行列であるので、その固有値zj（0≦j< KJ）は必ず
正の実数となる。また、行列s2Iのランクは明らかにMで
あり、その固有値はM個のs2である。従って、上記行列A
JJAJ Hと上記単位行列Iの和である上記共分散行列RJも非
負定値エルミート行列となり、その固有値及び固有ベク
トルに関しては、数１７が成立する。
ート行列であるので、その固有値zj（0≦j< KJ）は必ず
正の実数となる。また、行列s2Iのランクは明らかにMで
あり、その固有値はM個のs2である。従って、上記行列A
JJAJ Hと上記単位行列Iの和である上記共分散行列RJも非
負定値エルミート行列となり、その固有値及び固有ベク
トルに関しては、数１７が成立する。
【００６２】
【数１７】
【００６３】従って、固有値・固有ベクトル算出器８ｂ
において固有値・固有ベクトルを求め、さらに妨害波空
間選定器９ａにおいて、固有値の大きさから、妨害波に
対応する固有値、受信機内部雑音に対応する固有値とに
分類する。ここで、これらをそれぞれ妨害波固有値、雑
音固有値、また対応する固有ベクトルを妨害波固有ベク
トル、雑音固有ベクトルと呼ぶことにする。
において固有値・固有ベクトルを求め、さらに妨害波空
間選定器９ａにおいて、固有値の大きさから、妨害波に
対応する固有値、受信機内部雑音に対応する固有値とに
分類する。ここで、これらをそれぞれ妨害波固有値、雑
音固有値、また対応する固有ベクトルを妨害波固有ベク
トル、雑音固有ベクトルと呼ぶことにする。
【００６４】妨害波固有値が張る部分空間、即ち妨害波
空間は数１７の（２１）の性質により、雑音固有ベクト
ルが張る部分空間に直交する。ここで、雑音固有ベクト
ルが張る部分空間を妨害波ヌル空間と呼ぶことにする。
空間は数１７の（２１）の性質により、雑音固有ベクト
ルが張る部分空間に直交する。ここで、雑音固有ベクト
ルが張る部分空間を妨害波ヌル空間と呼ぶことにする。
【００６５】従って、射影行列算出器１０ｂにおいて、
妨害波ヌル空間への射影行列PJNullは数１８のように求
まる。
妨害波ヌル空間への射影行列PJNullは数１８のように求
まる。
【００６６】
【数１８】
【００６７】よって、上記射影行列PJNullベクトル射影
器６ｂに入力し、数１９に示すように、着目レンジビン
の受信信号ベクトルX(n)に上記射影行列PJNullを乗じる
ことにより、妨害波除去後受信信号X'(n)が求まる。
器６ｂに入力し、数１９に示すように、着目レンジビン
の受信信号ベクトルX(n)に上記射影行列PJNullを乗じる
ことにより、妨害波除去後受信信号X'(n)が求まる。
【００６８】
【数１９】
【００６９】次に、ビームフォーマ４ａにおいて、数２
０のように妨害波除去後受信信号X'(n)に対し送信ビー
ム指向角qtxbeamに対する受信ビーム形成を行い、目標
信号y(n)を得る。
０のように妨害波除去後受信信号X'(n)に対し送信ビー
ム指向角qtxbeamに対する受信ビーム形成を行い、目標
信号y(n)を得る。
【００７０】
【数２０】
【００７１】続いて、上記目標信号y(n)を周波数解析器
へ入力し、フーリエ変換による周波数解析を行う。この
とき、振幅スペクトルが最大値となるドップラ周波数を
fdとし、その最大値をY(fd)とし、それぞれ目標ドップ
ラ周波数、目標ドップラ信号と呼ぶ。このとき、目標ド
ップラ信号Y(fd)は数２１で表すことができる。
へ入力し、フーリエ変換による周波数解析を行う。この
とき、振幅スペクトルが最大値となるドップラ周波数を
fdとし、その最大値をY(fd)とし、それぞれ目標ドップ
ラ周波数、目標ドップラ信号と呼ぶ。このとき、目標ド
ップラ信号Y(fd)は数２１で表すことができる。
【００７２】
【数２１】
【００７３】さらに、上記目標ドップラ信号Y(fd)を目
標検出器１１に入力し、閾値処理により目標の検出を行
う。
標検出器１１に入力し、閾値処理により目標の検出を行
う。
【００７４】以上の説明にあるように、本実施の形態で
は、受信信号を入力とし、これより妨害波ヌル空間への
射影行列を算出し、これを出力するヌリング行列算出器
５ｂと、上記受信信号と上記射影行列とを入力とし、レ
ンジビン毎に上記受信信号を妨害波ヌル空間へ射影して
妨害波の除去を行い、妨害波除去後受信信号を出力する
ベクトル射影器６ｂとを備えたレーダ装置を構成して上
記の処理を行うことにより、サイドローブ方向やメイン
ビーム方向から到来する複数の妨害波に対して、SNR劣
化なしに妨害波除去をし、目標信号の検出を行うことが
出来る。
は、受信信号を入力とし、これより妨害波ヌル空間への
射影行列を算出し、これを出力するヌリング行列算出器
５ｂと、上記受信信号と上記射影行列とを入力とし、レ
ンジビン毎に上記受信信号を妨害波ヌル空間へ射影して
妨害波の除去を行い、妨害波除去後受信信号を出力する
ベクトル射影器６ｂとを備えたレーダ装置を構成して上
記の処理を行うことにより、サイドローブ方向やメイン
ビーム方向から到来する複数の妨害波に対して、SNR劣
化なしに妨害波除去をし、目標信号の検出を行うことが
出来る。
【００７５】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２を示す構成図である。図において、図１及び図２
に対応する部分は同一符号を付し、その詳細の説明は省
略する。１７は、受信機#1〜#Mからの出力である受信信
号毎にクラッタ抑圧を行い、クラッタ抑圧後受信信号を
出力するクラッタ抑圧器#1〜#Mで構成されるクラッタ抑
圧器群である。
形態２を示す構成図である。図において、図１及び図２
に対応する部分は同一符号を付し、その詳細の説明は省
略する。１７は、受信機#1〜#Mからの出力である受信信
号毎にクラッタ抑圧を行い、クラッタ抑圧後受信信号を
出力するクラッタ抑圧器#1〜#Mで構成されるクラッタ抑
圧器群である。
【００７６】以下に動作に関する説明をする。まず、一
定のパルス繰返し間隔でＮ回の送受信を行い、受信にお
いてはレンジビン毎に受信処理を行うものとする。この
とき、着目レンジビンの受信処理において、互いに無相
関な所望波、妨害波及びクラッタ反射波が到来するよう
な状況にあるとともに、他のレンジビンでは妨害波j0
(r)(n), j1 (r)(n),…, jKJ-1 (r)(n)及びクラッタ反射波
c0 (r)(n), c1 (r)(n),…,cKC-1 (r)(n)のみが到来する状
況にあると想定する。但し、アンテナ数Mと妨害波数KJ
との間には、実施の形態１の説明で示したとおり、数９
に示す関係が成立しているものとする。
定のパルス繰返し間隔でＮ回の送受信を行い、受信にお
いてはレンジビン毎に受信処理を行うものとする。この
とき、着目レンジビンの受信処理において、互いに無相
関な所望波、妨害波及びクラッタ反射波が到来するよう
な状況にあるとともに、他のレンジビンでは妨害波j0
(r)(n), j1 (r)(n),…, jKJ-1 (r)(n)及びクラッタ反射波
c0 (r)(n), c1 (r)(n),…,cKC-1 (r)(n)のみが到来する状
況にあると想定する。但し、アンテナ数Mと妨害波数KJ
との間には、実施の形態１の説明で示したとおり、数９
に示す関係が成立しているものとする。
【００７７】まず、アレイアンテナ１ａへの到来波であ
る所望波、妨害波及びクラッタ反射波が受信機群２ａに
入力され、周波数変換によりビデオ信号に変換、さらに
A/D変換によりデジタル信号に変換された着目レンジビ
ンの受信信号を（xc0(n), xc 1(n),…, xcM-1(n)）とす
る。
る所望波、妨害波及びクラッタ反射波が受信機群２ａに
入力され、周波数変換によりビデオ信号に変換、さらに
A/D変換によりデジタル信号に変換された着目レンジビ
ンの受信信号を（xc0(n), xc 1(n),…, xcM-1(n)）とす
る。
【００７８】次に、上記受信信号（xc0(n), xc1(n),…,
xcM-1(n)）をクラッタ抑圧器群１７に入力し、クラッ
タ抑圧器#mにより受信信号xcm(n)に含まれているクラッ
タ反射波を抑圧し、クラッタ抑圧後受信信号xm(n)を出
力する。クラッタ抑圧はFIR型デジタルフィルタの原理
に従って行われ、例えばMerrill I. Skolnikら著「Rada
r Handbook」（McGraw Hill,1989）によれば、建物、
山、海面等の固定もしくは低速移動クラッタからの反射
波を抑圧することができることが示されている。このよ
うにして、クラッタ抑圧器群１７からは、クラッタ抑圧
後受信信号（x0(n),x1(n),…, xM-1(n)）、即ち、数１
０のようにまとめて記述すればクラッタ抑圧後受信信号
ベクトルX(n)が出力される。
xcM-1(n)）をクラッタ抑圧器群１７に入力し、クラッ
タ抑圧器#mにより受信信号xcm(n)に含まれているクラッ
タ反射波を抑圧し、クラッタ抑圧後受信信号xm(n)を出
力する。クラッタ抑圧はFIR型デジタルフィルタの原理
に従って行われ、例えばMerrill I. Skolnikら著「Rada
r Handbook」（McGraw Hill,1989）によれば、建物、
山、海面等の固定もしくは低速移動クラッタからの反射
波を抑圧することができることが示されている。このよ
うにして、クラッタ抑圧器群１７からは、クラッタ抑圧
後受信信号（x0(n),x1(n),…, xM-1(n)）、即ち、数１
０のようにまとめて記述すればクラッタ抑圧後受信信号
ベクトルX(n)が出力される。
【００７９】さらに、着目レンジビン以外の受信信号に
おいても同様にして、クラッタ抑圧を行い、クラッタ抑
圧後受信信号ベクトルXJ (r)(n)を出力する。ここで、着
目レンジビン以外の受信信号に含まれる到来波数（KJ+K
C）が、クラッタ抑圧後受信信号ベクトルXJ (r)(n)にお
いては到来波数KJに削減されていることに注意する。
おいても同様にして、クラッタ抑圧を行い、クラッタ抑
圧後受信信号ベクトルXJ (r)(n)を出力する。ここで、着
目レンジビン以外の受信信号に含まれる到来波数（KJ+K
C）が、クラッタ抑圧後受信信号ベクトルXJ (r)(n)にお
いては到来波数KJに削減されていることに注意する。
【００８０】上記クラッタ抑圧後受信信号X(n)もしくは
XJ (r)(n)が出力された以降の動作は、実施の形態１の説
明と同一であるので省略する。
XJ (r)(n)が出力された以降の動作は、実施の形態１の説
明と同一であるので省略する。
【００８１】以上の説明にあるように、本実施の形態で
は、上記到来波にクラッタからの反射パルスが含まれて
いる場合、受信機群２ａからの出力である受信信号を入
力とし、これに含まれるクラッタ反射波をデジタルフィ
ルタで抑圧し、上記受信信号よりクラッタ反射波を取り
除いたクラッタ抑圧後受信信号を出力するクラッタ抑圧
器を備えたレーダ装置を構成したことにより、クラッタ
反射波と妨害波とを合わせた到来波数（KJ+KC）がアン
テナ数Mに一致もしくは上回ってしまい、上記射影行列
が正しく求まらなくなることを防ぐとともに、クラッタ
環境下においてクラッタを抑圧し、複数の妨害波をSNR
劣化なしに妨害波除去し、目標信号の検出を行うことが
できる。
は、上記到来波にクラッタからの反射パルスが含まれて
いる場合、受信機群２ａからの出力である受信信号を入
力とし、これに含まれるクラッタ反射波をデジタルフィ
ルタで抑圧し、上記受信信号よりクラッタ反射波を取り
除いたクラッタ抑圧後受信信号を出力するクラッタ抑圧
器を備えたレーダ装置を構成したことにより、クラッタ
反射波と妨害波とを合わせた到来波数（KJ+KC）がアン
テナ数Mに一致もしくは上回ってしまい、上記射影行列
が正しく求まらなくなることを防ぐとともに、クラッタ
環境下においてクラッタを抑圧し、複数の妨害波をSNR
劣化なしに妨害波除去し、目標信号の検出を行うことが
できる。
【００８２】実施の形態３．図４は、この発明の実施の
形態３を示す構成図である。図において、図１、２及び
３に対応する部分は同一符号を付し、その詳細の説明は
省略する。１８は、信号検出器からの探知ステータス及
び妨害波除去後受信信号ベクトルX'(n)を入力とし、測
角処理を行い、測角値を出力する測角器である。
形態３を示す構成図である。図において、図１、２及び
３に対応する部分は同一符号を付し、その詳細の説明は
省略する。１８は、信号検出器からの探知ステータス及
び妨害波除去後受信信号ベクトルX'(n)を入力とし、測
角処理を行い、測角値を出力する測角器である。
【００８３】以下に動作に関する説明をする。信号検出
器１６までの動作の説明は、実施の形態１および２と同
一であるので省略する。信号検出器１６からの出力であ
る探知ステータスが「目標信号あり」の場合、上記妨害
波除去後受信信号ベクトルX'(n)を用いた測角処理を行
い、所望波到来方向の測角値を出力する。測角処理は、
例えばR.O.Schmit著「Multiple Emitter Location and
Signal Parameter Estimation」（IEEE Trans. AP-34,
3,1986）に示されているような方法により、高精度な測
角値を得ることができる。
器１６までの動作の説明は、実施の形態１および２と同
一であるので省略する。信号検出器１６からの出力であ
る探知ステータスが「目標信号あり」の場合、上記妨害
波除去後受信信号ベクトルX'(n)を用いた測角処理を行
い、所望波到来方向の測角値を出力する。測角処理は、
例えばR.O.Schmit著「Multiple Emitter Location and
Signal Parameter Estimation」（IEEE Trans. AP-34,
3,1986）に示されているような方法により、高精度な測
角値を得ることができる。
【００８４】これにより、本実施の形態では、妨害波除
去後受信信号の到来方向の測角を行うための測角装置１
８を備えたレーダ装置を構成したことにより、電子妨害
環境下において複数の妨害波をSNR劣化なしに妨害波除
去し、目標信号の検出を行うとともに、所望波到来方向
の測角値を求めることができる。クラッタ及び電子妨害
環境下においても同様である。
去後受信信号の到来方向の測角を行うための測角装置１
８を備えたレーダ装置を構成したことにより、電子妨害
環境下において複数の妨害波をSNR劣化なしに妨害波除
去し、目標信号の検出を行うとともに、所望波到来方向
の測角値を求めることができる。クラッタ及び電子妨害
環境下においても同様である。
【００８５】実施の形態４．図５は、この発明の実施の
形態を示す構成図である。図における符号は、全て図１
〜４と同一符号を付してあるので、その詳細な説明は省
略する。
形態を示す構成図である。図における符号は、全て図１
〜４と同一符号を付してあるので、その詳細な説明は省
略する。
【００８６】本実施形態において、測角器１８までの動
作の説明は、実施の形態３と同一であるので省略する。
本実施形態では、所望波到来方向の測角値を制御器１に
入力し、送信ビーム中心に目標が存在するように送信ビ
ームの指向角を制御する。
作の説明は、実施の形態３と同一であるので省略する。
本実施形態では、所望波到来方向の測角値を制御器１に
入力し、送信ビーム中心に目標が存在するように送信ビ
ームの指向角を制御する。
【００８７】これにより、本実施の形態では、制御器１
に上記測角値を入力し、これをビーム指向角設定値とし
て用いるレーダ装置を構成したことにより、目標信号が
ビーム中心からずれていたことによる信号電力損失をな
くすことができ、信号電力対雑音電力を改善した上で
の、電子妨害環境下での目標信号の検出を行うことが出
来る。クラッタ及び電子妨害環境下においても同様であ
る。
に上記測角値を入力し、これをビーム指向角設定値とし
て用いるレーダ装置を構成したことにより、目標信号が
ビーム中心からずれていたことによる信号電力損失をな
くすことができ、信号電力対雑音電力を改善した上で
の、電子妨害環境下での目標信号の検出を行うことが出
来る。クラッタ及び電子妨害環境下においても同様であ
る。
【００８８】実施の形態５．実施の形態１〜４では、着
目レンジビンを1レンジビンとしているが、目標のレン
ジ方向の長さがレンジビン分解能を超えるため、目標信
号が着目レンジビンの周囲まで広がって存在する場合に
は、着目レンジビン及びその周囲のレンジビン以外のレ
ンジビン、即ちゲート外レンジビンの受信信号ベクトル
を用いて共分散行列を求める。
目レンジビンを1レンジビンとしているが、目標のレン
ジ方向の長さがレンジビン分解能を超えるため、目標信
号が着目レンジビンの周囲まで広がって存在する場合に
は、着目レンジビン及びその周囲のレンジビン以外のレ
ンジビン、即ちゲート外レンジビンの受信信号ベクトル
を用いて共分散行列を求める。
【００８９】即ち、着目レンジビン数をrtとすると、共
分散行列RJは数２２により求めることができる。
分散行列RJは数２２により求めることができる。
【００９０】
【数２２】
【００９１】以上の説明にあるように、本実施の形態で
は、妨害波除去の処理対象として着目レンジビンとその
周囲のレンジビンにおける受信信号以外の受信信号を用
いて共分散行列を求める方法を用いるレーダ装置を構成
したことにより、共分散行列RJを求めるのに用いる受信
信号ベクトルXJ (r)(n)に、所望波を含む受信信号ベクト
ルが含まれてしまうことを防ぐことができ、より正確な
共分散行列RJを用いた妨害波除去をし、目標信号の検出
を行うことが出来る。
は、妨害波除去の処理対象として着目レンジビンとその
周囲のレンジビンにおける受信信号以外の受信信号を用
いて共分散行列を求める方法を用いるレーダ装置を構成
したことにより、共分散行列RJを求めるのに用いる受信
信号ベクトルXJ (r)(n)に、所望波を含む受信信号ベクト
ルが含まれてしまうことを防ぐことができ、より正確な
共分散行列RJを用いた妨害波除去をし、目標信号の検出
を行うことが出来る。
【００９２】実施の形態６
実施の形態１〜５では、共分散行列を求める際にゲート
外レンジビンの受信信号ベクトルを用いるが、ゲート外
レンジビン中の幾つかのレンジビンに目標信号が存在す
る場合には、これらを除いたゲート外レンジビンの受信
信号ベクトルを用いて共分散行列を求める。
外レンジビンの受信信号ベクトルを用いるが、ゲート外
レンジビン中の幾つかのレンジビンに目標信号が存在す
る場合には、これらを除いたゲート外レンジビンの受信
信号ベクトルを用いて共分散行列を求める。
【００９３】即ち、着目レンジビン数をrt1とし、さら
にゲート外レンジビン中の目標信号が存在するレンジビ
ン数をrt2とすれば、共分散行列RJは数２３により求め
ることができる。
にゲート外レンジビン中の目標信号が存在するレンジビ
ン数をrt2とすれば、共分散行列RJは数２３により求め
ることができる。
【００９４】
【数２３】
【００９５】以上の説明にあるように、本実施の形態で
は、妨害波除去の処理対象として着目レンジビン以外の
レンジビンの内、所望波が存在するレンジビン以外にお
ける全てのレンジビンの受信信号を用いて共分散行列を
求める方法を用いるレーダ装置を構成したことにより、
共分散行列RJを求めるのに用いる受信信号ベクトルXJ
(r)(n)に、所望波を含む受信信号ベクトルが含まれてし
まうことを防ぐことができ、より正確な共分散行列RJを
用いた妨害波除去をし、目標信号の検出を行うことが出
来る。
は、妨害波除去の処理対象として着目レンジビン以外の
レンジビンの内、所望波が存在するレンジビン以外にお
ける全てのレンジビンの受信信号を用いて共分散行列を
求める方法を用いるレーダ装置を構成したことにより、
共分散行列RJを求めるのに用いる受信信号ベクトルXJ
(r)(n)に、所望波を含む受信信号ベクトルが含まれてし
まうことを防ぐことができ、より正確な共分散行列RJを
用いた妨害波除去をし、目標信号の検出を行うことが出
来る。
【００９６】実施の形態７．実施の形態１〜６では、共
分散行列を求める際に着目レンジビン以外の受信信号ベ
クトルを用いるが、目標信号が存在しないことが既知で
ある指定ゲート内の単一あるいは複数のレンジビンの受
信信号ベクトルを用いて共分散行列を用いる。このよう
な指定ゲート内レンジビンとしては、例えばレーダの性
能上、目標信号が微弱なため受信機内部雑音に埋もれて
いるレンジビンや、レーダ見通外距離のレンジビンがあ
る。
分散行列を求める際に着目レンジビン以外の受信信号ベ
クトルを用いるが、目標信号が存在しないことが既知で
ある指定ゲート内の単一あるいは複数のレンジビンの受
信信号ベクトルを用いて共分散行列を用いる。このよう
な指定ゲート内レンジビンとしては、例えばレーダの性
能上、目標信号が微弱なため受信機内部雑音に埋もれて
いるレンジビンや、レーダ見通外距離のレンジビンがあ
る。
【００９７】即ち、指定ゲート内のレンジビン数をr0と
すれば、共分散行列RJは数２４により求めることができ
る。
すれば、共分散行列RJは数２４により求めることができ
る。
【００９８】
【数２４】
【００９９】以上の説明にあるように、本実施の形態で
は、予め設定してある単一あるいは複数のレンジビンの
受信信号を用いて共分散行列を求める方法を用いるレー
ダ装置を構成したことにより、指定ゲート内の受信信号
ベクトルXJ (r)(n)で求めた共分散行列RJを１度求めてし
まえば、着目レンジビンで受信処理毎に共分散行列を求
めるための演算処理をせず、常に上記共分散行列RJを受
信信号ベクトルX(n)に乗じて妨害波除去を行い、目標信
号の検出を行うことが出来る。
は、予め設定してある単一あるいは複数のレンジビンの
受信信号を用いて共分散行列を求める方法を用いるレー
ダ装置を構成したことにより、指定ゲート内の受信信号
ベクトルXJ (r)(n)で求めた共分散行列RJを１度求めてし
まえば、着目レンジビンで受信処理毎に共分散行列を求
めるための演算処理をせず、常に上記共分散行列RJを受
信信号ベクトルX(n)に乗じて妨害波除去を行い、目標信
号の検出を行うことが出来る。
【０１００】実施の形態８．実施の形態１〜６では、共
分散行列を求める際に着目レンジビン以外の受信信号ベ
クトルを用いるが、全レンジビンの中で目標信号の存在
するレンジビン数が少ない場合には、共分散行列を求め
る際にこれらレンジビンの影響は小さいと想定できるの
で、全レンジビンの受信信号ベクトルを用いて共分散行
列を用いる。
分散行列を求める際に着目レンジビン以外の受信信号ベ
クトルを用いるが、全レンジビンの中で目標信号の存在
するレンジビン数が少ない場合には、共分散行列を求め
る際にこれらレンジビンの影響は小さいと想定できるの
で、全レンジビンの受信信号ベクトルを用いて共分散行
列を用いる。
【０１０１】即ち、目標信号の存在するレンジビン番号
をq、その目標レンジビン総数をQとし、受信信号ベクト
ルをX (q)(n)とすれば、共分散行列RJは数２５により求
めることができる。
をq、その目標レンジビン総数をQとし、受信信号ベクト
ルをX (q)(n)とすれば、共分散行列RJは数２５により求
めることができる。
【０１０２】
【数２５】
【０１０３】以上の説明にあるように、本実施の形態で
は、全てのレンジビンの受信信号を用いて共分散行列を
求める方法を用いるレーダ装置を構成したことにより、
全レンジビンの受信信号ベクトルXJ (r)(n)及びX
(q)(n)で求めた共分散行列RJを１度求めてしまえば、各
ゲート内レンジビンで受信処理毎に共分散行列を求める
ための演算処理をせず、常に上記共分散行列RJを受信信
号ベクトルX(n)に乗じて妨害波除去を行い、目標信号の
検出を行うことが出来る。
は、全てのレンジビンの受信信号を用いて共分散行列を
求める方法を用いるレーダ装置を構成したことにより、
全レンジビンの受信信号ベクトルXJ (r)(n)及びX
(q)(n)で求めた共分散行列RJを１度求めてしまえば、各
ゲート内レンジビンで受信処理毎に共分散行列を求める
ための演算処理をせず、常に上記共分散行列RJを受信信
号ベクトルX(n)に乗じて妨害波除去を行い、目標信号の
検出を行うことが出来る。
【０１０４】実施の形態９．実施の形態１〜８では送信
を行っているので、共分散行列を求める際の受信信号ベ
クトルを選ぶ際には必ず目標信号の存在を考慮するが、
妨害波の到来に伴い送信を止め、このとき受信される妨
害波のみの全てのレンジビンの受信信号ベクトルを用い
て共分散行列を用いる。
を行っているので、共分散行列を求める際の受信信号ベ
クトルを選ぶ際には必ず目標信号の存在を考慮するが、
妨害波の到来に伴い送信を止め、このとき受信される妨
害波のみの全てのレンジビンの受信信号ベクトルを用い
て共分散行列を用いる。
【０１０５】即ち、共分散行列RJは数２６により求める
ことができる。
ことができる。
【０１０６】
【数２６】
【０１０７】これにより本実施の形態では、送信を止め
たときに受信される妨害波のみの全てのレンジビンの受
信信号を用いて共分散行列を求める方法を用いるレーダ
装置を構成したことにより、送信停止時の全レンジビン
の受信信号ベクトルXJ (r)(n)で求めた共分散行列RJを
１度求めてしまえば、各ゲート内レンジビンで受信処理
毎に共分散行列を求めるための演算処理をせず、常に上
記共分散行列RJを受信信号ベクトルX(n)に乗じて妨害波
除去を行い、目標信号の検出を行うことが出来る。
たときに受信される妨害波のみの全てのレンジビンの受
信信号を用いて共分散行列を求める方法を用いるレーダ
装置を構成したことにより、送信停止時の全レンジビン
の受信信号ベクトルXJ (r)(n)で求めた共分散行列RJを
１度求めてしまえば、各ゲート内レンジビンで受信処理
毎に共分散行列を求めるための演算処理をせず、常に上
記共分散行列RJを受信信号ベクトルX(n)に乗じて妨害波
除去を行い、目標信号の検出を行うことが出来る。
【０１０８】
【発明の効果】請求項１に関わる発明によれば、上記受
信信号を入力して妨害波ヌル空間への射影行列を算出、
出力するヌリング行列算出器と、上記受信信号と上記射
影行列とを入力して、上記レンジビン毎に上記受信信号
を妨害波ヌル空間へ射影して上記妨害波の除去を行い、
妨害波除去後受信信号を出力するベクトル射影器とを備
えたレーダ装置を構成したことにより、サイドローブ方
向やメインビーム方向から到来する複数の上記妨害波に
対して、SNR劣化なしに上記妨害波除去を行うことが出
来るという効果がある。
信信号を入力して妨害波ヌル空間への射影行列を算出、
出力するヌリング行列算出器と、上記受信信号と上記射
影行列とを入力して、上記レンジビン毎に上記受信信号
を妨害波ヌル空間へ射影して上記妨害波の除去を行い、
妨害波除去後受信信号を出力するベクトル射影器とを備
えたレーダ装置を構成したことにより、サイドローブ方
向やメインビーム方向から到来する複数の上記妨害波に
対して、SNR劣化なしに上記妨害波除去を行うことが出
来るという効果がある。
【０１０９】また、請求項２に関わる発明によれば、上
記到来波にクラッタからの反射パルスが含まれている場
合に、上記受信信号を入力して、含まれているクラッタ
反射波をデジタルフィルタで抑圧し、上記受信信号より
クラッタ反射波を取り除いたクラッタ抑圧後受信信号を
出力するクラッタ抑圧器を備えた請求項１記載のレーダ
装置を構成したことにより、クラッタ環境下において
も、クラッタを抑圧し、サイドローブ方向やメインビー
ム方向から到来する複数の上記妨害波に対して、SNR劣
化なしに上記妨害波除去を行うことが出来るという効果
がある。
記到来波にクラッタからの反射パルスが含まれている場
合に、上記受信信号を入力して、含まれているクラッタ
反射波をデジタルフィルタで抑圧し、上記受信信号より
クラッタ反射波を取り除いたクラッタ抑圧後受信信号を
出力するクラッタ抑圧器を備えた請求項１記載のレーダ
装置を構成したことにより、クラッタ環境下において
も、クラッタを抑圧し、サイドローブ方向やメインビー
ム方向から到来する複数の上記妨害波に対して、SNR劣
化なしに上記妨害波除去を行うことが出来るという効果
がある。
【０１１０】また、請求項３に関わる発明によれば、上
記妨害波除去後受信信号の到来方向の測角を行うための
測角装置を備えた請求項１もしくは２記載のレーダ装置
を構成したことにより、電子妨害環境下、もしくはクラ
ッタ及び電子妨害環境下においても、複数の上記妨害波
をSNR劣化なしに上記妨害波除去し、上記目標信号の上
記測角値を求めることが出来るという効果がある。
記妨害波除去後受信信号の到来方向の測角を行うための
測角装置を備えた請求項１もしくは２記載のレーダ装置
を構成したことにより、電子妨害環境下、もしくはクラ
ッタ及び電子妨害環境下においても、複数の上記妨害波
をSNR劣化なしに上記妨害波除去し、上記目標信号の上
記測角値を求めることが出来るという効果がある。
【０１１１】また、請求項４に関わる発明によれば、上
記制御器に上記測角値を入力して、上記ビーム指向角設
定値として用いる請求項３記載のレーダ装置を構成した
ことにより、上記目標信号がビーム中心からずれていた
ことによる信号電力損失をなくすことができ、信号電力
対雑音電力を改善した上で、電子妨害環境下、もしくは
クラッタ及び電子妨害環境下においても、複数の上記妨
害波をSNR劣化なしに上記妨害波除去し、目標検出を行
うことが出来るという効果がある。
記制御器に上記測角値を入力して、上記ビーム指向角設
定値として用いる請求項３記載のレーダ装置を構成した
ことにより、上記目標信号がビーム中心からずれていた
ことによる信号電力損失をなくすことができ、信号電力
対雑音電力を改善した上で、電子妨害環境下、もしくは
クラッタ及び電子妨害環境下においても、複数の上記妨
害波をSNR劣化なしに上記妨害波除去し、目標検出を行
うことが出来るという効果がある。
【０１１２】また、請求項５に関わる発明によれば、上
記受信信号もしくは上記クラッタ抑圧後受信信号の共分
散行列を求め、上記共分散行列の固有値・固有ベクトル
解析を行い、上記固有値が大きい１個あるいは複数個の
妨害波固有値を選び、上記妨害波固有値に対応する妨害
波固有ベクトルの張る部分空間と補空間をなす上記妨害
波ヌル空間への射影行列を求める方法を用いる請求項
１、２、３もしくは４記載のレーダ装置を構成したこと
により、サイドローブ方向やメインビーム方向から到来
する複数の上記妨害波を除去するための妨害波ヌル空間
への射影行列を求めることが出来るという効果がある。
記受信信号もしくは上記クラッタ抑圧後受信信号の共分
散行列を求め、上記共分散行列の固有値・固有ベクトル
解析を行い、上記固有値が大きい１個あるいは複数個の
妨害波固有値を選び、上記妨害波固有値に対応する妨害
波固有ベクトルの張る部分空間と補空間をなす上記妨害
波ヌル空間への射影行列を求める方法を用いる請求項
１、２、３もしくは４記載のレーダ装置を構成したこと
により、サイドローブ方向やメインビーム方向から到来
する複数の上記妨害波を除去するための妨害波ヌル空間
への射影行列を求めることが出来るという効果がある。
【０１１３】また、請求項６に関わる発明によれば、上
記妨害波除去の処理対象の上記レンジビンにおける上記
受信信号以外の上記受信信号を用いて共分散行列を求め
る方法を用いる請求項５記載のレーダ装置を構成したこ
とにより、上記共分散行列を求めるのに用いる上記受信
信号ベクトルに、所望波を含む上記受信信号ベクトルが
含まれてしまうことを防ぐことができ、より正確な上記
共分散行列を求めることが出来るという効果がある。
記妨害波除去の処理対象の上記レンジビンにおける上記
受信信号以外の上記受信信号を用いて共分散行列を求め
る方法を用いる請求項５記載のレーダ装置を構成したこ
とにより、上記共分散行列を求めるのに用いる上記受信
信号ベクトルに、所望波を含む上記受信信号ベクトルが
含まれてしまうことを防ぐことができ、より正確な上記
共分散行列を求めることが出来るという効果がある。
【０１１４】また、請求項７に関わる発明によれば、上
記妨害波除去の処理対象の上記レンジビンとその周囲の
上記レンジビンにおける上記受信信号以外の上記受信信
号を用いて共分散行列を求める方法を用いる請求項５記
載のレーダ装置を構成したことにより、上記共分散行列
を求めるのに用いる上記受信信号ベクトルに、所望波を
含む上記受信信号ベクトルが含まれてしまうことを防ぐ
ことができ、より正確な上記共分散行列を求めることが
出来るという効果がある。
記妨害波除去の処理対象の上記レンジビンとその周囲の
上記レンジビンにおける上記受信信号以外の上記受信信
号を用いて共分散行列を求める方法を用いる請求項５記
載のレーダ装置を構成したことにより、上記共分散行列
を求めるのに用いる上記受信信号ベクトルに、所望波を
含む上記受信信号ベクトルが含まれてしまうことを防ぐ
ことができ、より正確な上記共分散行列を求めることが
出来るという効果がある。
【０１１５】また、請求項８に関わる発明によれば、上
記妨害波除去の処理対象の上記レンジビン以外のレンジ
ビンの内、所望波が存在する上記レンジビン以外におけ
る全ての上記レンジビンの上記受信信号を用いて共分散
行列を求める方法を用いる請求項５記載のレーダ装置を
構成したことにより、上記共分散行列を求めるのに用い
る上記受信信号ベクトルに、所望波を含む上記受信信号
ベクトルが含まれてしまうことを防ぐことができ、より
正確な上記共分散行列を求めることが出来るという効果
がある。
記妨害波除去の処理対象の上記レンジビン以外のレンジ
ビンの内、所望波が存在する上記レンジビン以外におけ
る全ての上記レンジビンの上記受信信号を用いて共分散
行列を求める方法を用いる請求項５記載のレーダ装置を
構成したことにより、上記共分散行列を求めるのに用い
る上記受信信号ベクトルに、所望波を含む上記受信信号
ベクトルが含まれてしまうことを防ぐことができ、より
正確な上記共分散行列を求めることが出来るという効果
がある。
【０１１６】また、請求項９に関わる発明によれば、予
め設定してある単一あるいは複数の上記レンジビンの上
記受信信号を用いて共分散行列を求める方法を用いる請
求項５記載のレーダ装置を構成したことにより、上記レ
ンジビン内の上記受信信号ベクトルで求めた上記共分散
行列を１度求めてしまえば、着目している上記レンジビ
ンで受信処理毎に上記共分散行列を求めるための演算処
理をなくすことが出来るという効果がある。
め設定してある単一あるいは複数の上記レンジビンの上
記受信信号を用いて共分散行列を求める方法を用いる請
求項５記載のレーダ装置を構成したことにより、上記レ
ンジビン内の上記受信信号ベクトルで求めた上記共分散
行列を１度求めてしまえば、着目している上記レンジビ
ンで受信処理毎に上記共分散行列を求めるための演算処
理をなくすことが出来るという効果がある。
【０１１７】また、請求項１０に関わる発明によれば、
全ての上記レンジビンの上記受信信号を用いて共分散行
列を求める方法を用いる請求項５記載のレーダ装置を構
成したことにより、上記共分散行列を１度求めてしまえ
ば、着目している上記レンジビンで受信処理毎に上記共
分散行列を求めるための演算処理をなくすことが出来る
という効果がある。
全ての上記レンジビンの上記受信信号を用いて共分散行
列を求める方法を用いる請求項５記載のレーダ装置を構
成したことにより、上記共分散行列を１度求めてしまえ
ば、着目している上記レンジビンで受信処理毎に上記共
分散行列を求めるための演算処理をなくすことが出来る
という効果がある。
【０１１８】また、請求項１１に関わる発明によれば、
送信を止めた場合に受信する上記妨害波のみの全ての上
記レンジビンの上記受信信号を用いて共分散行列を求め
る方法を用いる請求項５記載のレーダ装置を構成したこ
とにより、上記共分散行列を１度求めてしまえば、着目
している上記レンジビンで受信処理毎に上記共分散行列
を求めるための演算処理をなくすことが出来るという効
果がある。
送信を止めた場合に受信する上記妨害波のみの全ての上
記レンジビンの上記受信信号を用いて共分散行列を求め
る方法を用いる請求項５記載のレーダ装置を構成したこ
とにより、上記共分散行列を１度求めてしまえば、着目
している上記レンジビンで受信処理毎に上記共分散行列
を求めるための演算処理をなくすことが出来るという効
果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１を示すレーダ装置の
構成図である。
構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１におけるヌリング行
列算出器の構成図
列算出器の構成図
【図３】 この発明の実施の形態２を示すレーダ装置の
構成図である。
構成図である。
【図４】 この発明の実施の形態３を示すレーダ装置の
構成図である。
構成図である。
【図５】 従来のレーダ装置を示す構成図である。
【図６】 従来のレーダ装置を示す構成図である。
【図７】 図６の従来のレーダ装置におけるヌリング行
列算出器の構成図である。
列算出器の構成図である。
【図８】 図６の従来のレーダ装置におけるヌリング行
列算出器の構成図の一部である。
列算出器の構成図の一部である。
１ａ、１ｂ アレイアンテナ、 ２ａ、２ｂ
受信機群、３ 荷重係数算出器、 ４ａ、４ｂ ビ
ームフォーマ、５ａ、５ｂ ヌリング行列算出器、６
ａ、６ｂ ベクトル射影器、７ａ、７ｂ 共分散行列算
出器、 ８ａ、８ｂ 固有値・固有ベクトル
算出器 ９ａ、９ｂ 妨害波空間選定器、 １０ａ、
１０ｂ 射影行列算出器 １１ 制御器、 １２ 周波数発振器、 １３
送信機、１４ 送受切換器、 １５ 周波数解析
器、 １６ 信号検出器、１７ クラッタ抑圧器群、
１８ 測角器
受信機群、３ 荷重係数算出器、 ４ａ、４ｂ ビ
ームフォーマ、５ａ、５ｂ ヌリング行列算出器、６
ａ、６ｂ ベクトル射影器、７ａ、７ｂ 共分散行列算
出器、 ８ａ、８ｂ 固有値・固有ベクトル
算出器 ９ａ、９ｂ 妨害波空間選定器、 １０ａ、
１０ｂ 射影行列算出器 １１ 制御器、 １２ 周波数発振器、 １３
送信機、１４ 送受切換器、 １５ 周波数解析
器、 １６ 信号検出器、１７ クラッタ抑圧器群、
１８ 測角器
Claims (11)
- 【請求項１】 送信周波数設定値と送信タイミングトリ
ガとビーム指向角設定値を出力する制御器と、上記送信
周波数設定値に基づく連続波を出力する周波数発振器
と、上記連続波を上記送信タイミングトリガに基づきパ
ルス変調し、上記ビーム指向角設定値に基づく移相操作
を施す送信パルスを出力する送信機と、送受信を切換え
る送受切換器と、上記送受切換器を介し入力される上記
送信パルスを空中に送信し、反射物からの反射パルス、
妨害波などの到来波を受信する複数のアンテナから構成
されるアレイアンテナと、上記到来波を上記送受切換器
を介し入力して、ビデオ信号に周波数変換、A/D変換に
よりレンジビン毎にデジタル信号に変換する受信信号を
出力する複数の受信機から構成される受信機群と、上記
受信信号を入力として、妨害波ヌル空間への射影行列を
算出、出力するヌリング行列算出器と、上記受信信号と
上記射影行列とを入力とし、上記レンジビン毎に上記受
信信号を妨害波ヌル空間へ射影して上記妨害波の除去を
行い、妨害波除去後受信信号を出力するベクトル射影器
と、上記ビーム指向角設定値に指向する受信ビーム形成
を上記妨害波除去後受信信号に対して行い目標信号を出
力するビームフォーマと、上記目標信号を入力とし、離
散フーリエ変換による周波数解析を行い、上記目標信号
のドップラ周波数に対応するドップラビンの目標ドップ
ラ信号を出力する周波数解析器と、上記目標ドップラ信
号を入力とし、閾値処理による信号検出を行う信号検出
器とを備えたことを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項２】 上記到来波にクラッタからの反射パルス
が含まれている場合に、上記受信信号を入力として、含
まれているクラッタ反射波をデジタルフィルタで抑圧
し、上記受信信号よりクラッタ反射波を取り除いたクラ
ッタ抑圧後受信信号を出力するクラッタ抑圧器を備えた
ことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。 - 【請求項３】 上記妨害波除去後受信信号と上記信号検
出器より出力される探知ステータスとを入力とし、この
探知ステータスが「目標信号あり」の場合に、上記妨害
波除去後受信信号の到来方向の測角を行い、所望波到来
方向の測角値を出力する測角装置を備えたことを特徴と
する請求項１もしくは２記載のレーダ装置。 - 【請求項４】 上記制御器に上記測角値を入力して、上
記ビーム指向角設定値として用いることを特徴とする請
求項３記載のレーダ装置。 - 【請求項５】 上記受信信号もしくは上記クラッタ抑圧
後受信信号の共分散行列を求め、上記共分散行列の固有
値・固有ベクトル解析を行い、上記固有値が大きい単一
あるいは複数の妨害波固有値を選び、これに対応する固
有ベクトル、即ち妨害波固有ベクトルの張る部分空間と
補空間をなす上記妨害波ヌル空間への射影行列を求める
方法を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
に記載のレーダ装置。 - 【請求項６】 上記妨害波除去の処理対象の上記レンジ
ビンにおける上記受信信号以外の上記受信信号を用いて
共分散行列を求める方法を用いることを特徴とする請求
項５記載のレーダ装置。 - 【請求項７】 上記妨害波除去の処理対象の上記レンジ
ビンとその周囲の上記レンジビンにおける上記受信信号
以外の上記受信信号を用いて共分散行列を求める方法を
用いることを特徴とする請求項５記載のレーダ装置。 - 【請求項８】 上記妨害波除去の処理対象の上記レンジ
ビン以外のレンジビンの内、所望波が存在する上記レン
ジビン以外における全ての上記レンジビンの上記受信信
号を用いて共分散行列を求める方法を用いることを特徴
とする請求項５記載のレーダ装置。 - 【請求項９】 予め設定してある単一あるいは複数の上
記レンジビンの上記受信信号を用いて共分散行列を求め
る方法を用いることを特徴とする請求項５記載のレーダ
装置。 - 【請求項１０】 全ての上記レンジビンの上記受信信号
を用いて共分散行列を求める方法を用いることを特徴と
する請求項５記載のレーダ装置。 - 【請求項１１】 送信を止めた場合に受信する上記妨害
波のみの全ての上記レンジビンの上記受信信号を用いて
共分散行列を求める方法を用いることを特徴とする請求
項５記載のレーダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001200922A JP4144195B2 (ja) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | レーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001200922A JP4144195B2 (ja) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | レーダ装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003014836A true JP2003014836A (ja) | 2003-01-15 |
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