JP2007240312A - パルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パルス圧縮処理の演算量を削減できるパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置を提案する。
【解決手段】近距離用ビームのチャープ変調パルス信号と遠距離用ビームのチャープ変調パルス信号とを合成した合成チャープ変調パルス信号に基づきパルス圧縮リファレンス信号を生成するリファレンス信号生成回路、近距離用ビームの受信信号と前記遠距離用ビームの受信信号とを合成して合成受信信号を生成する受信信号処理回路、およびパルス圧縮リファレンス信号により合成受信信号をパルス圧縮処理するパルス圧縮処理回路を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、チャープ変調パルス信号を使用したパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置に関するものである。

特開２００４−５３５６９号公報には、長パルス幅のチャープ信号と、この長パルス幅のチャープ信号の後に、短パルス幅でチャープ周波数の異なるチャープ信号を付加した送信信号を使用し、要求されるブラインド距離に対応したパルス幅を選択できるパルス圧縮方式が開示されている。

特開２００４−５３５６９号公報

しかし、前記先行技術に開示されたパルス圧縮方式では、長パルス幅のチャ−プ信号と、短パルス幅のチャ−プ信号とのそれぞれに対応してパルス圧縮処理を行う必要があり、それらの演算量が大きく、処理時間が長くなる問題がある。

チャ−プ変調パルス信号を使用したパルス圧縮レーダにおけるパルス圧縮処理は、原理的には、受信信号と送信したチャ−プ変調パルス信号との相互相関を取ることにより、目標から反射した受信信号のパルス幅の短縮とＳ／Ｎ比の改善を図るものである。目標から反射した受信信号は、当然、送信したチャ−プ変調パルス信号と似ているので、相互相関結果が大きくなるが、例えば受信信号に含まれる受信機ノイズは、チャ−プ変調パルス信号とは似ておらず、相互相関結果が小さいので、Ｓ／Ｎ比の改善を図ることができる。

このパルス圧縮処理において、相互相関を取るための相関演算では、時間軸上での相互相関演算は演算量が非常に大きいので、時間軸上の畳み込み積分が周波数軸上の乗算に等しいことを利用し、一般的には、受信信号を周波数軸に変換する処理を行う。具体的には、パルス圧縮処理では、送信したチャ−プ変調パルス信号の複素共役を取り、それを周波数軸に変換して、パルス圧縮リファレンス信号として保持しておき、このパルス圧縮リファレンス信号と、受信信号を周波数軸に変換した信号とを複素乗算し、その複素乗算結果を時間軸に戻す処理を行う。

前記受信信号を周波数軸に変換する処理には、ＦＦＴ処理を使用し、また前記複素乗算結果を時間軸に戻す処理には、逆ＦＦＴ処理を使用して、演算の高速化を図っている。このＦＦＴ処理、逆ＦＦＴ処理では、処理単位が２のべき乗である必要があるが、レーダのシステム設計の都合から、受信信号のレンジセル数は２のべき乗とはなっていない場合がほとんどであるため、余分な付加信号を追加し、強制的に２のべき乗にしてパルス圧縮を行っており、無駄が多い。特に、先行技術のように、長パルス幅と短パルス幅のチャ−プ変調パルス信号のそれぞれに対応してパルス圧縮処理を行うものでは、それぞれのチャ−プ変調パルス信号毎に、パルス圧縮処理演算が必要であり、またそれぞれのパルス圧縮処理演算で余分な付加信号を追加するので、その演算量は大きくなり、処理時間が大きくなる。

この発明は、互いに異なる変調を行った複数のチャ−プ変調パルス信号を、より少ない演算量でパルス圧縮処理することのできる改良されたパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置を提案するものである。

この発明の第１の観点によるパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置は、近距離用ビームのチャープ変調パルス信号と遠距離用ビームのチャープ変調パルス信号とを合成した合成チャープ変調パルス信号に基づきパルス圧縮リファレンス信号を生成するリファレンス信号生成回路、前記近距離用ビームの受信信号と前記遠距離用ビームの受信信号とを合成して合成受信信号を生成する受信信号処理回路、および前記パルス圧縮リファレンス信号により前記合成受信信号をパルス圧縮処理するパルス圧縮処理回路を備えたものである。

この発明の第２の観点によるパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置は、互いに異なる変調を受けた少なくとも２つのビームのそれぞれのチャープ変調パルス信号を合成した合成チャープ変調パルス信号に基づきパルス圧縮リファレンス信号を生成するリファレンス信号生成回路、前記少なくとも２つのビームのそれぞれの受信信号を合成して合成受信信号を生成する受信信号処理回路、および前記パルス圧縮リファレンス信号により前記合成受信信号をパルス圧縮処理するパルス圧縮処理回路を備えたものである。

この発明の第１の観点によるパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置では、近距離用ビームのチャープ変調パルス信号と遠距離用ビームのチャープ変調パルス信号とを合成した合成チャープ変調パルス信号に基づき生成したパルス圧縮リファレンス信号を用いて、前記近距離用ビームの受信信号と前記遠距離用ビームの受信信号とを合成して生成した合成受信信号をパルス圧縮処理するので、より少ない演算量でパルス圧縮処理を行うことができる。

この発明の第２の観点によるパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置は、互いに異なる変調を受けた少なくとも２つのビームのそれぞれのチャープ変調パルス信号を合成した合成チャープ変調パルス信号に基づき生成したパルス圧縮リファレンス信号を用いて、前記少なくとも２つのビームのそれぞれの受信信号を合成して生成した合成受信信号をパルス圧縮処理するので、より少ない演算量でパルス圧縮処理を行うことができる。

以下この発明のいくつかの実施の形態について、図面を参照して説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明によるパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置の実施の形態１を示すブロック図である。この実施の形態１のパルス圧縮レーダは、遠距離用ビームと近距離用ビームのそれぞれのチャ−プ変調パルス信号ＰＡａ、ＰＳｂを送信するように構成され、実施の形態１のレーダ信号処理装置１００は、リファレンス信号生成回路１０と、受信信号処理回路２０と、パルス圧縮処理回路３０を備えている。

リファレンス信号生成回路１０は、遠距離用ビームのチャ−プ変調パルス信号ＰＳａと、近距離用ビームのチャ−プ変調パルス信号ＰＳｂとに基づき、オフライン処理により、パルス圧縮リファレンス信号ＲＥＦを発生するもので、チャ−プ変調パルス信号蓄積手段１１ａ、１１ｂと、信号合成手段１２と、複素共役処理手段１３と、ＦＦＴ処理手段１４と、パルス圧縮リファレンス信号蓄積手段１５を有する。

チャ−プ変調パルス信号ＰＳａ、ＰＳｂは、パルス圧縮レーダから目標に向けて放射される遠距離用ビーム、近距離用Bビームのそれぞれのチャ−プ変調パルス信号である。高い圧縮比を得るために、これらのチャ−プ変調パルス信号ＰＳａ、ＰＳｂは、ともにパルス幅の大きなパルスとされる。具体的には、チャ−プ変調パルス信号ＰＳａ、ＰＳｂは、互いに種類の異なるパルスであり、互いに異なる変調を行い、例えば遠距離用ビームのチャ−プ変調パルス信号ＰＳａは、近距離用ビームのチャ−プ変調パルスＰＳｂに比べて、よりパルス幅が大きくされている。高い圧縮比は、送信電力を低減するのに有効である。

チャ−プ変調パルス信号蓄積手段１１ａ、１１ｂは、それぞれチャ−プ変調パルス信号ＰＳａ、ＰＳｂを蓄積する。信号合成手段１２は、チャ−プ変調パルス信号蓄積手段１１ａ、１１ｂに接続される。この信号合成手段１２は、チャ−プ変調パルス信号蓄積手段１１ａ、１１ｂからチャ−プ変調パルス信号ＰＳａ、ＰＳｂを受けて、それらを時間軸上で互いに重畳して合成し、合成チャ−プ変調パルス信号ＰＳを生成する。

この合成チャ−プ変調パルス信号ＰＳは、複素共役処理手段１３で複素共役処理され、さらにＦＦＴ処理手段１４のＦＦＴ処理（高速フーリエ演算処理）で周波数軸上の信号に変換され、周波数軸上のパルス圧縮リファレンス信号ＲＥＦとされる。このパルス圧縮リファレンス信号ＲＥＦは、遠距離用ビームのチャ−プ変調パルス信号ＰＳａと近距離用ビームのチャ−プ変調パルス信号ＰＳｂとに対応する近距離用ビーム／遠距離用ビームの合成されたパルス圧縮リファレンス信号であり、パルス圧縮リファレンス信号蓄積手段１５に蓄積される。パルス圧縮リファレンス信号ＲＥＦは、リファレンス信号生成回路１０において、オフライン処理により、パルス圧縮処理に向けて、予め生成される。

受信信号処理回路２０は、送信したチャ−プ変調パルス信号ＰＳａ、ＰＳｂが、目標で反射し、パルス圧縮レーダで受信された受信信号ＲＳａ、ＲＳｂに基づき合成受信信号ＲＳを生成する。受信信号処理回路２０は、受信信号入力手段２１と、受信信号保存手段２２と、受信信号合成手段２３を有する。

受信信号入力手段２１は、チャ−プ変調パルス信号ＰＳａ、ＰＳｂが目標で反射し、レーダにより受信された受信信号ＲＳａ、ＲＳｂを入力する。受信信号保存手段２２は、受信信号入力手段２１に接続され、入力された受信信号ＲＳａ、ＲＳｂを保存する。受信信号合成手段２３は、受信信号保存手段２２に接続され、受信信号ＲＳａ、ＲＳｂを時間軸上で合成して、合成受信信号ＲＳを出力する。この合成受信信号ＲＳは、受信信号処理回路２０によりオンライン処理で生成される。

パルス圧縮処理回路３０は、受信信号処理回路２０からの合成受信信号ＲＳと、リファレンス信号生成回路１０からのパルス圧縮リファレンス信号ＲＥＦとを受けて、パルス圧縮処理信号ＰＣＳを出力する。このパルス圧縮処理信号ＰＣＳは、近距離用ビーム／遠距離用ビームのパルス圧縮処理信号である。このパルス圧縮処理回路３０は、ＦＦＴ処理手段３１と、複素乗算手段３２と、逆ＦＦＴ処理手段３３を有する。

ＦＦＴ処理手段３１は、受信信号合成手段２３に接続され、この受信信号合成手段２３からの合成受信信号ＲＳをＦＦＴ処理（高速フーリエ演算処理）し、周波数軸上の信号に変換する。この周波数軸上の信号に変換された合成受信信号ＲＳは、複素乗算手段３２により、リファレンス信号生成回路１０からの周波数軸上のパルス圧縮リファレンス信号ＲＥＦと複素乗算される。この複素乗算手段３２の乗算出力は、周波数軸上の信号であり、逆ＦＦＴ処理手段３３により、逆ＦＦＴ処理を受けて、時間軸上のパルス圧縮処理信号ＰＣＳに変換されて出力される。このパルス圧縮処理信号ＰＣＳは、受信信号ＲＳａに対応する信号成分ＰＣＳａと、受信信号ＲＳｂに対応する信号成分ＰＣＳｂを含む。

図２は、実施の形態１のパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置１００における信号の処理プロセスを示すブロック図である。この図２では、受信信号処理回路２０において、遠距離用ビームの受信信号ＲＳａと、近距離用ビームの受信信号ＲＳｂが分離して図示され、これらの受信信号ＲＳａ、ＲＳｂを合成して合成受信信号ＲＳが生成される。

図３は、パルス圧縮リファレンス信号ＲＥＦおよび合成受信信号ＲＳの変遷経過を示す波形図である。図３（ａ）は遠距離用ビームのチャ−プ変調パルス信号ＰＳａを、図３（ｂ）は近距離用ビームのチャ−プ変調パルス信号ＰＳｂを、図３（ｃ）は合成チャ−プ変調パルス信号ＰＳをそれぞれ示す。図３（ａ）（ｂ）（ｃ）の横軸は時間軸であり、互いに共通な時間軸である。図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、チャ−プ変調パルス信号ＰＳａ、ＰＳｂは、それぞれの立ち上がり時点が、ともに時間軸上の０点に一致するようにして、信号合成手段１２により重畳され、図３（ｃ）に示す合成チャ−プ変調パルス信号ＰＳとなる。この合成チャ−プ変調パルス信号ＰＳを複素共役処理およびＦＦＴ処理することにより、パルス圧縮リファレンス信号ＲＥＦが得られる。

図３（ｄ）は遠距離用ビームのチャ−プ変調パルス信号ＰＳａに対応する受信信号ＲＳａを、図３（ｅ）は近距離用ビームのチャ−プ変調パルスＰＳｂに対応する受信信号ＲＳｂを、図３（ｆ）はそれらを合成した合成受信信号ＲＳをそれぞれ示す。図３（ｄ）（ｅ）（ｆ）の横軸も時間軸である。チャ−プ変調パルス信号ＰＳａ、ＰＳｂの送信時点が、ともにタイム０（ｔｉｍｅ０）に一致するようにして、受信信号ＲＳａ、ＲＳｂが受信信号合成手段２３により合成される。この図３（ｄ）（ｅ）（ｆ）の時間軸は、距離軸をも意味し、タイム０（ｔｉｍｅ０）は、距離０（Ｒａｎｇｅ０）を意味する。受信信号ＲＳｂは、タイム０から所定時間ｔｂだけ遅れて受信され、また受信信号ＲＳａは、タイム０からｔａ（ｔａ＞ｔｂ）だけ遅れて受信され、また図３（ｆ）に示す合成受信信号ＲＳでは、受信信号ＲＳａ、ＲＳｂが互いに重なることなく、離れている。合成受信信号ＲＳの中の受信信号ＲＳａは、合成チャ−プ変調パルス信号ＰＳの信号部分ａと相互相関が取られ、また受信信号ＲＳｂは、合成チャ−プ変調パルス信号ＰＳの信号部分ｂと相互相関が取られ、それぞれＳ／Ｎ比の改善が図られる。信号部分ａ、ｂは、それぞれチャ−プ変調パルス信号ＰＳａ、ＰＳｂに対応する。

図４は、実施の形態１のパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置１００における遠距離用ビームのチャ−プ変調パルス信号ＰＳａ、近距離用ビームのチャ−プ変調パルス信号ＰＳｂ、および合成チャ−プ変調パルス信号ＰＳの実際の波形例を示す。図４（ａ）は遠距離用ビームのチャ−プ変調パルス信号ＰＳａを、図４（ｃ）は近距離用ビームのチャ−プ変調パルス信号ＰＳｂを、またそれらの間の図４（ｂ）は、それらを合成した合成チャ−プ変調パルス信号ＰＳをそれぞれ示す。具体的には、図４（ａ）のチャ−プ変調パルス信号ＰＳａは、そのＩチャネル信号ＰＳａＩと、そのＱチャネル信号ＰＳａＱを含み、図４（ｃ）のチャ−プ変調パルス信号ＰＳｂは、そのＩチャネル信号ＰＳｂＩと、そのＱチャネル信号ＰＳｂＱを含み、また図４（ｂ）の合成チャ−プ変調パルス信号ＰＳは、そのＩチャネル信号ＰＳＩと、そのＱチャネル信号ＰＳＱを含んでいる。

図５、図６は、実施の形態１のパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置１００において、パルス圧縮前の受信信号ＲＳの信号分布、およびパルス圧縮後のパルス圧縮処理信号ＰＣＰの信号分布をそれぞれ示す。図５、図６において、横軸はレンジビンであり、縦軸は振幅である。パルス圧縮処理により、特定のレンジビンにおける振幅が強調され、Ｓ／Ｎ比が改善される。

さて、実施の形態１のパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置１００について、パルス圧縮処理の演算量が減少する効果を具体的に説明する。例えば、近距離用ビームのチャ−プ変調パルス信号ＰＳｂに対応する受信信号ＲＳｂを３０００レンジセル、遠距離用ビームのチャ−プ変調パルス信号ＰＳａに対応する受信信号ＲＳａを５０００レンジセルと仮定する。

従来、これらの受信信号ＲＳａ、ＲＳｂを、独立したパルス圧縮リファレンス信号を用いて個別にパルス圧縮処理する場合、２のべき乗の処理を行うため、まず近距離用ビームのチャ−プ変調パルス信号ＰＳｂに対応する受信信号ＲＳｂに対するパルス圧縮処理では、３０００レンジセルの受信信号ＲＳｂの後に、１０９６レンジセル分の振幅０の余分な付加信号を追加して、４ｋポイントのＦＦＴ処理を行う。また遠距離用ビームのチャ−プ変調パルス信号ＰＳａに対応する受信信号ＲＳａに対するパルス圧縮処理では、５０００レンジセルの受信信号ＲＳａの後に、３１９２レンジセル分の振幅０の余分な付加信号を追加して、８ｋポイントのＦＦＴ処理を行う。したがって、近距離用ビームのチャ−プ変調パルス信号ＰＳｂに対応する受信信号ＲＳｂに対するパルス圧縮処理では、４ｋポイントのＦＦＴ処理と、４ｋポイントの複素乗算処理と、４ｋポイントの逆ＦＦＴ処理の演算を行う必要がある。また、遠距離用ビームのチャ−プ変調パルス信号ＰＳａに対応する受信信号ＲＳａに対するパルス圧縮処理では、８ｋポイントのＦＦＴ処理と、８ｋポイントの複素乗算処理と、８ｋポイントの逆ＦＦＴ処理の演算を行う必要がある。

これに対して、実施の形態１では、近距離用ビームのチャ−プ変調パルス信号ＰＳｂに対応する３０００レンジセルの受信信号ＲＳａと、遠距離用ビームのチャ−プ変調パルス信号ＰＳａに対応する５０００レンジセルの受信信号ＲＳａとを合成した８０００レンジセルの合成受信信号ＲＳに対して、１９２レンジセル分の振幅０の信号を付加して、８ｋポイントのＦＦＴ処理と、８ｋポイントの複素乗算処理と、８ｋポイントの逆ＦＦＴ処理とを行うことになり、従来に比較して、４ｋポイントのＦＦＴ処理、複素乗算処理、および逆ＦＦＴ処理の演算を削減することができる。

以上のように、実施の形態１のパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置１００では、パルス圧縮処理の演算量を低減し、演算時間を短縮することができる。

実施の形態２．
図７は、この発明によるパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置の実施の形態２を示すブロック図である。実施の形態１では、パルス圧縮レーダが、遠距離用ビームのチャ―プ変調パルス信号ＰＳａと近距離用ビームのチャ―プ変調パルス信号ＰＳｂを送信するものとしたが、この実施の形態２では、パルス圧縮レーダが、互いに異なる変調波であるｎ個の複数のビームのチャ―プ変調パルス信号ＰＳ１、ＰＳ２、・・・、ＰＳｎの中から任意にｍ個（ただし、ｍは２〜ｎの整数）のチャ−プ変調パルス信号を選択したｍ個のビームのチャ−プ変調パルス信号を放射するものとされる。ｎ個のチャ−プ変調パルス信号ＰＳ１、ＰＳ２、・・・、ＰＳｎは、例えばパルス幅またはパルス周波数が、互いに異なるように変調される。

この実施の形態２のパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置１００Ａは、リファレンス信号生成回路１０Ａと、受信信号処理回路２０Ａと、パルス圧縮処理回路３０Ａを備えている。リファレンス信号生成回路１０Ａは、オフライン処理により、送信されるｍ個のビームのチャ−プ変調パルスを合成した合成チャ−プ変調パルス信号ＰＳを生成し、この合成チャ−プ変調パルス信号ＰＳに基づき、パルス圧縮リファレンス信号ＲＥＦを生成する。

リファレンス信号生成回路１０Ａは、チャ−プ変調パルス信号蓄積手段１１１、１１２、・・・、１１ｎと、信号合成回路１２０と、複素共役処理手段１３と、ＦＦＴ処理手段１４と、パルス圧縮リファレンス信号蓄積手段１５を有する。チャ−プ変調パルス信号蓄積手段１１１、１１２、・・・、１１ｎは、それぞれチャ−プ変調パルス信号ＰＳ１、ＰＳ２、・・・、ＰＳｎを蓄積する。信号合成回路１２０は、これらのチャ−プ変調パルス信号ＰＳ１、ＰＳ２、・・・、ＰＳｎの中から選択した任意のｍ個のチャ−プ変調パルス信号を、時間軸上で合成して合成チャ−プ変調信号ＰＳを出力する。複素共役処理手段１３と、ＦＦＴ処理手段１４と、パルス圧縮リファレンス信号蓄積手段１５は、合成チャ−プ変調パルス信号ＰＳに対して、実施の形態１と同じ処理を行い、パルス圧縮リファレンス信号ＲＥＦを発生する。

図８は、この信号合成回路１２０の詳細を示す。この信号合成回路１２０は、チャ―プ変調パルス信号ＰＳ１、ＰＳ２、・・・、ＰＳｎの中から任意の２個を選択して合成する_ｎＣ_２個の信号合成要素１２２と、チャ―プ変調パルス信号ＰＳ１、ＰＳ２、・・・、ＰＳｎの中から任意の３つを選択して合成する_ｎＣ_３個の信号合成要素１２３と、・・・、チャ―プ変調パルス信号ＰＳ１、ＰＳ２、・・・、ＰＳｎのすべてを選択して合成する_ｎＣ_ｎ個の信号合成要素１２ｎを有する。信号合成回路１２０は、パルス圧縮レーダから送信される複数のビームに対応して、これらの信号合成要素１２２、１２３、・・・、１２ｎのいずれか１つの信号合成出力を選択し、合成チャ―プ変調パルス信号ＰＳとして出力する。

受信信号処理回路２０Ａは、チャ−プ変調パルス信号ＰＳ１、ＰＳ２、・・・、ＰＳｎの中で選択して送信されたｍ個のチャ−プ変調パルス信号が、目標で反射し、パルス圧縮レーダで受信されたｍ個の受信信号に基づき合成受信信号ＲＳをオンライン処理で生成する。受信信号処理回路２０Ａは、実施の形態１と同様な受信信号入力手段２１と、受信信号保存手段２２と、受信信号合成手段２３を有する。受信信号ＲＳ１、ＲＳ２、・・・、ＲＳｎは、それぞれチャ−プ変調パルス信号ＰＳ１、ＰＳ２、・・・、ＰＳｎに対応するが、受信信号処理回路２０Ａは、受信信号ＲＳ１、ＲＳ２、・・・、ＲＳｎの中で、送信されたｍ個のチャ−プ変調パルス信号に対応するｍ個の受信信号を時間軸上で合成した合成受信信号ＲＳを発生する。

この実施の形態２では、リファレンス信号生成回路１０Ａは、パルス圧縮レーダから送信されるｍ個の複数のビームに対応した合成チャ−プ変調信号ＰＳを出力し、それに基づくパルス圧縮リファレンス信号ＲＥＦを発生し、また受信信号処理回路２０Ａは、パルス圧縮レーダから送信されるｍ個の複数のビームに対応した受信信号を受信して、それらの合成受信信号ＲＳを出力する。

例えば、パルス圧縮レーダが、２つのチャ−プ変調パルス信号ＰＳ１、ＰＳ２を送信する場合には、リファレンス信号生成回路２０Ａは、チャ−プ変調パルス信号ＰＳ１、ＰＳ２を合成した合成チャ−プ変調パルス信号ＰＳに基づき生成したパルス圧縮リファレンス信号ＲＥＦを出力し、受信信号処理回路２０Ａは、受信信号ＲＳ１、ＲＳ２を合成した合成受信信号ＲＳを出力する。

パルス圧縮レーダが、３つのチャ−プ変調パルス信号ＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３を送信する場合には、リファレンス信号生成回路２０Ａは、チャ−プ変調パルス信号ＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３を合成した合成チャ−プ変調パルス信号ＰＳに基づき生成したパルス圧縮リファレンス信号ＲＥＦを出力し、受信信号処理回路２０Ａは、受信信号ＲＳ１、ＲＳ２、ＲＳ３を合成した合成受信信号ＲＳを出力する。

パルス圧縮レーダが、すべてのチャ−プ変調パルス信号ＰＳ１、ＰＳ２、・・・、ＰＳｎを送信する場合には、リファレンス信号生成回路２０Ａは、すべてのチャ−プ変調パルス信号ＰＳ１、ＰＳ２、・・・、ＰＳｎを合成した合成チャ−プ変調パルス信号ＰＳに基づき生成したパルス圧縮リファレンス信号ＲＥＦを出力し、受信信号処理回路２０Ａは、受信信号ＲＳ１、ＲＳ２、・・・、ＲＳｎを合成した合成受信信号ＲＳを出力する。

パルス圧縮処理回路３０Ａは、実施の形態１と同じＦＦＴ処理手段３１、複素乗算手段３２、および逆ＦＦＴ処理手段３３を有し、受信信号処理回路２０Ａからの合成受信信号ＲＳと、リファレンス信号生成回路１０Ａからのパルス圧縮リファレンス信号ＲＥＦとを受けて、パルス圧縮処理信号ＰＣＳを出力する。

この実施の形態２のパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置１００Ａでも、パルス圧縮処理の演算量を低減し、演算時間を短縮することができる。

実施の形態３．
図９は、この発明によるパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置の実施の形態３を示すブロック図である。この実施の形態３のパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置１００Ｂは、リファレンス信号生成回路１０Ｂと、受信信号処理回路２０Ｂと、パルス圧縮処理回路３０Ｂを備えている。

この実施の形態３のパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置１００Ｂでは、パルス圧縮処理回路３０Ｂの演算量を考慮して、受信信号処理回路２０Ｂにおいて、ｎ個の受信信号ＲＳ１、ＲＳ２、・・・、ＲＳｎの中から適当な受信信号を選択する。例えばｎ個の受信信号ＲＳ１、ＲＳ２、・・・、ＲＳｎから選択した２つの受信信号ＲＳｃ、ＲＳｄを受信するとき、受信信号ＲＳｃの信号長が、所定の２のべき乗ポイントを超えている場合に、付加信号長ＡＳＬを、ＡＳＬ＝（所定の２のべき乗ポイントの次の２のべき乗ポイント）−（受信信号ＲＳｃの信号長）としたとき、この付加信号長ＡＳＬに等しいか、またはこの付加信号長ＡＳＬにできるだけ近い信号長を持つ受信信号ＲＳｄを選択し、これらの受信信号ＲＳｃ、ＲＳｄを合成する。

具体的には、受信信号ＲＳｃの信号長が５０００レンジセルである場合、４ｋポイントの次の２のべき乗ポイントは８ｋポイントであるので、付加信号長ＡＳＬ＝（８ｋポイント）−（５０００）＝３１９２であり、この３１９２レンジセルに等しいか、またはこれ以下で３１９２にできるだけ近い信号長を持つ受信信号ＲＳｄを選択し、これらの受信信号ＲＳｃ、ＲＳｄを合成する。リファレンス信号生成回路１０Ｂは、この受信信号ＲＳｃ、ＲＳｄに対応したチャ−プ変調パルス信号ＰＳｃ、ＰＳｄを合成した合成チャ―プ変調信号ＰＳを生成する。

このリファレンス信号生成回路１０Ｂは、例えば実施の形態２のリファレンス信号生成回路１０Ａと同様に、ｎ個のチャ−プ変調パルス信号ＰＳ１、ＰＳ２、・・・、ＰＳｎを受けて、それらのｍ個を合成する複数の信号合成要素１２２、１２３、・・・、１２ｎを有し、受信信号ＲＳｃ、ＲＳｄに対応するチャ−プ変調パルス信号ＰＳｃ、ＰＳｄを合成した信号合成要素１２２からの合成チャ−プ変調パルス信号ＰＣに基づくパルス圧縮リファレンス信号ＲＥＦを選択する。

実施の形態３のパルス圧縮処理回路３０Ｂは、ＦＦＴ処理回路３１、複素演算回路３２、逆ＦＦＴ処理回路３３とともに、リファレンス信号選択回路３５を有する。このリファレンス信号選択回路３５は、受信信号処理回路２０Ｂの受信信号合成手段２３から、合成した合成受信信号ＲＳの受信信号ＲＳｃ、ＲＳｄを表わす信号を受け、信号合成要素１２２の中で、その合成受信信号ＲＳに対応する合成チャ−プ変調パルス信号ＰＳを発生する信号合成要素を選択し、それに基づくパルス圧縮リファレンス信号ＲＥＦを選択する。

図１０は、これらの受信信号ＲＳｃ、ＲＳｄの組み合わせと、その処理ポイントの関係を示す説明図である。

この実施の形態３によれば、パルス圧縮処理回路３０Ｂにおいて、ＦＦＴ処理、逆ＦＦＴ処理を行う場合に、追加する付加信号を削減することができるので、実施の形態２に比べて、さらに演算量を削減することができる。

前記説明では、２つの受信信号ＲＳｃ、ＲＳｄの組合せにより、パルス圧縮処理の演算量を削減するものとしたが、受信信号ＲＳ１、ＲＳ２、・・・、ＲＳｎから選択した１つの受信信号ＲＳｃに対して、２つ以上の受信信号を組み合わせて、上記と同様に付加信号長ＡＳＬに等しいか、またはこの付加信号長ＡＳＬ以下で、それにできるだけ近い信号長を持つ受信信号長とすることにより、同様な効果を得ることができる。

この発明によるパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置は、パルス圧縮レーダに応用することができる。

この発明によるパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置の実施の形態１を示すブロック図。 実施の形態１における信号の処理プロセスを示す機能ブロック図。 実施の形態１における信号の変遷経過を示す信号波形図。 実施の形態１における各信号の信号波形図。 実施の形態１におけるパルス圧縮処理前の受信信号を示す特性図。 実施の形態１におけるパルス圧縮処理信号を示す特性図。 この発明によるパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置の実施の形態２を示すブロック図。 実施の形態２に信号合成回路を示すブロック図。 この発明によるパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置の実施の形態２を示すブロック図。 実施の形態３のパルス圧縮の演算量を示す説明図。

符号の説明

１０、１０Ａ、１０Ｂ：リファレンス信号生成回路、
２０、２０Ａ、２０Ｂ：受信信号処理回路、
３０、３０Ａ、３０Ｂ；パルス圧縮処理回路。

Claims (3)

1. 近距離用ビームのチャープ変調パルス信号と遠距離用ビームのチャープ変調パルス信号とを合成した合成チャープ変調パルス信号に基づきパルス圧縮リファレンス信号を生成するリファレンス信号生成回路、
   前記近距離用ビームの受信信号と前記遠距離用ビームの受信信号とを合成して合成受信信号を生成する受信信号処理回路、および
   前記パルス圧縮リファレンス信号により前記合成受信信号をパルス圧縮処理するパルス圧縮処理回路を備えたパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置。
2. 互いに異なる変調を受けた少なくとも２つのビームのそれぞれのチャープ変調パルス信号を合成した合成チャープ変調パルス信号に基づきパルス圧縮リファレンス信号を生成するリファレンス信号生成回路、
   前記少なくとも２つのビームのそれぞれの受信信号を合成して合成受信信号を生成する受信信号処理回路、および
   前記パルス圧縮リファレンス信号により前記合成受信信号をパルス圧縮処理するパルス圧縮処理回路を備えたパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置。
3. 請求項２記載のパルス圧縮レーダ装置のレーダ信号処理装置であって、前記受信合成信号のレンジセル数が、２のべき乗に近くなるように、前記少なくとも２つのビームが選択されたことを特徴とするパルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置。