JP2009069124A

JP2009069124A - レーダ装置

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Publication number: JP2009069124A
Application number: JP2007241003A
Authority: JP
Inventors: Toshi Nakagawa; 才中川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-09-18
Filing date: 2007-09-18
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2027-09-18
Also published as: US20090073026A1; US7692574B2; JP4415040B2

Abstract

【課題】ターゲットの検出性能を向上させるとともに、アンテナの構成を変えることなく高い方向の分解能を得ることができ、かつ演算負荷を抑制したレーダ装置を得る。
【解決手段】数チャネル分の周波数解析結果に基づいて、ターゲット４０の距離、相対速度または方向を算出するターゲット検出部１は、複数の受信アンテナ６〜１１ごとに得られたビート信号の周波数解析結果である複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、同一周波数ごとに積分するチャネル間積分部３０と、複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、ターゲット４０の方向を算出する方向算出手段３３とを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、対象物体（以下、「ターゲット」という）に送信信号（電波）を照射して、送信信号に基づくターゲットからの反射信号を複数の受信手段で受信した際に、反射信号に基づいてターゲット情報を算出するレーダ装置に関するものである。

従来から、ターゲットとの距離や相対速度を算出するレーダ装置として、連続的に周波数を変調した送信信号をターゲットに対して送信し、ターゲットからの反射信号を受信してターゲットとの距離や相対速度を算出する周波数変調レーダ装置が知られている。

この種のレーダ装置におけるターゲット方向算出方法としては、送信手段を機械的に回動して送信信号を走査することにより、ターゲットの方向を算出する方法が知られている。また、送信手段を機械的に回動せずに送信信号を出力し、複数チャネルからなるアレイ状のアンテナで受信した受信信号をディジタル信号処理することによってターゲットの方向を算出するデジタルビームフォーミング（ＤｉｇｉｔａｌＢｅａｍＦｏｒｍｉｎｇ：以下、「ＤＢＦ」という）合成処理が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

ＤＢＦ合成処理は、複数チャネルからなるアレイ状のアンテナの各チャネルから得た受信信号から角度スペクトラムを生成し、角度スペクトラムのピークを検出することによりターゲットの方向を算出する方法である。

特に、特許文献１に示される技術では、周波数変調レーダ装置の受信信号に対してＤＢＦ合成処理を行うことで、角度スペクトラムを演算し、ターゲットの方向を算出している。

特許文献１に記載の技術では、受信信号の全周波数にＤＢＦ合成処理を行うのではなく、受信信号に周波数解析を施して得たビート周波数スペクトラムにおいて、所定値以上の振幅を示す周波数のみに関してＤＢＦ合成処理を行うことにより、ターゲットの方向を算出するための演算量を削減している。

また、送信手段を機械的に回動せず送信信号を出力し、複数チャネルからなるアレイ状のアンテナで受信した受信信号をディジタル信号処理してターゲットの方向を算出する方法としては、ＭＵＳＩＣ（ＭｕｌｔｉｐｌｅＳｉｇｎａｌＣｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法などの超分解能到来方向推定処理などが知られている（たとえば、非特許文献１参照）。

ＭＵＳＩＣ法は、共分散行列を演算し、共分散行列を固有値展開し、固有ベクトルから角度スペクトラムを演算し、角度スペクトラムからターゲットの方向を算出する方法である。

特開平１１−１３３１４２号公報Ｒ．Ｏ．Ｓｃｈｍｉｄｔ「ＭｕｌｔｉｐｌｅＥｍｉｔｔｅｒＬｏｃａｔｉｏｎａｎｄＳｉｇｎａｌＰａｒａｍｅｔｅｒＥｓｔｉｍａｔｉｏｎ」ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ＡＰ−３４、Ｎｏ．３、ｐｐ．２７６−２８０（１９８６）

従来のレーダ装置におけるＤＢＦ合成処理前のビート周波数スペクトラムでは、ターゲットのＲＣＳ（ＲａｄａｒＣｒｏｓｓＳｅｃｔｉｏｎ）が小さい場合、または、ターゲットが遠距離にある場合には、ターゲットに起因するピークを検出することが困難になるという課題があった。
すなわち、特許文献１のように受信信号に周波数解析を施して得たビート周波数スペクトラムスペクトラムにおいて、所定値以上の振幅を示す周波数のみにＤＢＦ合成処理を行う方法によれば、ターゲットのＲＣＳが小さい場合、または、ターゲットが遠距離にある場合には、ターゲットを検出できない可能性があるという課題があった。

また、特許文献１のように、ＤＢＦ合成処理を用いてターゲットの方向を算出する手法において、高い分解能を得るためには、アンテナの構成を変えなければならないという課題があった。

一方、非特許文献１に記載の超分解能到来方向推定処理によれば、アンテナの構成を変えることなく高い分解能を得ることができるものの、各アンテナのビート周波数スペクトラムの全周波数に対して共分散行列を演算し、共分散行列を固有値展開し、固有ベクトルから角度スペクトラムを導出するには膨大な数の演算をともなうので、限られた周波数の角度スペクトラムのみを演算する場合に比べて、莫大な演算量が必要となり、演算負荷が増大するという課題があった。

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あり、ターゲットのＲＣＳが小さい（または、遠距離の）ターゲットを検出することができるレーダ装置を得ることを目的とする。
また、アンテナ構成を変えることなく高い分解能を実現するとともに、演算負荷が小さいレーダ装置を得ることを目的とする。

この発明によるレーダ装置は、送信信号を出射する送信手段と、送信信号がターゲットで反射された反射信号を複数チャネルからなるアレイ状のアンテナで受信する受信手段と、送信信号と複数チャネル分の受信信号とをそれぞれミキシングして複数チャネル分のビート信号を得るミキシング手段と、複数チャネル分のビート信号をそれぞれ周波数解析する周波数解析手段と、複数チャネル分の周波数解析結果に基づいて、ターゲットの距離、相対速度または方向を算出するターゲット検出手段と、を備えたレーダ装置において、ターゲット検出手段は、所定の時間範囲で算出された複数チャネル分のビート信号の周波数解析結果である複数チャネル分のビート周波数スペクトラムを同一周波数ごとに積分するチャネル間積分手段と、複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、ターゲットの方向を算出する方向算出手段と、を含むものである。

この発明によれば、ターゲットの方向を算出する方法として、ＤＢＦ合成処理ではなく、超分解能到来方向推定処理を適用しているので、アンテナの構成を変えることなく高い分解能を得ることができる。

また、ターゲットのＲＣＳが小さい（または、ターゲットが遠距離にある）場合、チャネル間積分前のビート周波数スペクトラムにおいて、ターゲットに起因するビート周波数スペクトラムのピークが埋もれていても、周波数全域にわたってチャネル間積分を行い、信号の利得を向上させているので、ターゲットの検出性能を向上させ、ピークビート周波数を正しく検出することができる。

さらに、チャネル間積分前のビート周波数スペクトラムにおいて、ターゲットに起因するピークビート周波数のみ、角度スペクトラムを演算し、ターゲットの方向を算出しているので、周波数全域にわたって角度スペクトラムを演算し、ターゲットの方向を算出する場合に比べて演算負荷を小さくすることができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るレーダ装置を示すブロック図である。
図１において、レーダ装置は、マイクロコンピュータからなるターゲット検出部１と、ターゲット検出部１の制御下で制御電圧を出力する制御電圧発生器２と、制御電圧に基づいて周波数がＵＰ／ＤＯＷＮ変調された送信信号を出力するＶＣＯ（ＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ）３と、送信信号を分配する分配器４と、ターゲット４０に対して送信信号Ｗ１を出射する送信アンテナ５（送信手段）とを備えている。

また、レーダ装置は、送信信号Ｗ１がターゲット４０で反射された反射信号Ｗ２を受信する複数チャネル（たとえば、６チャネル）からなるアレイ状の受信アンテナ６〜１１（受信手段）と、分配器４で分配された送信信号と複数チャネル分の受信信号とをそれぞれミキシングして複数チャネル分のビート信号を得るミキサ１２〜１７（ミキシング手段）と、複数チャネル分のビート信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ１８〜２３と、Ａ／Ｄ変換された複数チャネル分のビート信号をそれぞれ周波数解析するＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）演算部２４〜２９（周波数解析手段）とを備えている。

ＦＦＴ演算部２４〜２９からの複数チャネル分のビート信号の周波数解析結果（複数チャネル分のビート周波数スペクトラム）は、ターゲット検出部１に入力される。
ターゲット検出部１は、複数チャネル分の周波数解析結果に対してＤＢＦ合成処理を行い、ターゲット４０の距離、相対速度または方向を算出して、ターゲット情報として外部装置（図示せず）に出力する。

上記ターゲット情報を得るため、ターゲット検出部１は、所定の時間範囲で算出された複数チャネル分のビート信号の周波数解析結果（複数チャネル分のビート周波数スペクトラム）を同一周波数ごとに積分するチャネル間積分部３０と、チャネル間積分部３０の積分演算結果からピークビート周波数を検出するピーク検出部３１と、ピークビート周波数に基づいてターゲット４０の距離Ｒおよび相対速度Ｖを算出する距離・相対速度算出部３２と、複数チャネル分のビート周波数スペクトラム、距離Ｒおよび相対速度Ｖからターゲット４０の方向θを算出する方向算出部３３とを備えている。
チャネル間積分部３０は、複数チャネル分のビート周波数スペクトラム（ビート信号の周波数解析結果）に対してＤＢＦ合成処理を行う。

以下、図１に示したこの発明の実施の形態１の動作について説明する。
まず、ターゲット検出部１から制御電圧発生器２に対して変調開始命令が出力されると、制御電圧発生器２から三角状（ＵＰ／ＤＯＷＮ）の制御電圧がＶＣＯ（ＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ）３に印加され、ＶＣＯ３からは、制御電圧にしたがってＵＰ／ＤＯＷＮに周波数変調された送信信号が出力される。

送信信号は、分配器４を介して送信アンテナ５とミキサ１２〜１７とに分配され、送信アンテナ５からターゲット４０に向けて出射される。
一方、ターゲット４０で反射された反射信号Ｗ２は、複数（たとえば、６個）の受信アンテナ６〜１１により、６チャネル分（ＣＨ１〜ＣＨ６とする）の受信信号として受信され、個別のミキサ１２〜１７により送信信号とミキシングされる。

これにより、ミキサ１２〜１７からは、６チャネル分のビート信号が生成され、各ビート信号は、周波数が時間経過にともなって上昇するＵＰ区間と、周波数が時間経過にともなって下降するＤＯＷＮ区間とのそれぞれについて、Ａ／Ｄコンバータ１８〜２３で各々ディジタルデータに変換される。

Ａ／Ｄコンバータ１８〜２３から生成されたディジタルデータは、ＦＦＴ演算部２４〜２９（周波数解析手段）により、個別にＦＦＴを用いた周波数解析が施される。
ＦＦＴ演算部２４〜２９により算出された６チャネル分の周波数解析結果（ビート周波数スペクトラム）は、ＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間のそれぞれについて、ターゲット検出部１に入力される。

ターゲット検出部１内において、まず、チャネル間積分部３０は、ＦＦＴ演算部２４〜２９にて演算された６チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、ＤＢＦ合成処理を行うことにより、あらかじめ定められた角度ピッチを有するビームを生成する。

続いて、ピーク検出部３１は、ＤＢＦ合成処理後のビート周波数スペクトラムからピークビート周波数を検出する。
また、距離・相対速度算出部３２は、ピークビート周波数からターゲット４０の距離および相対速度を算出する。このとき、ありえない距離または相対速度の演算値は、ターゲット４０の情報とは見なされずに除外される。

最後に、方向算出部３３は、距離および相対速度の算出に用いたピークビート周波数に対応するＤＢＦ合成処理前のビート周波数スペクトラムに対し、超分解能到来方向推定処理を施すことにより、ターゲット４０の方向θを算出する。ここでは、超分解能到来方向推定処理として、前述のＭＵＳＩＣ法を用いるものとする。

具体的には、後述するように、方向算出部３３は、複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、共分散行列を生成し、共分散行列の固有値および固有ベクトルから、ターゲット４０の方向または個数を算出する。

次に、図２〜図４を参照しながら、図１に示したターゲット検出部１の動作について具体的に説明する。
図２はターゲット検出部１の動作手順を示すフローチャートである。図３は図２内のステップＳ２の処理を示す説明図であり、ＤＢＦ合成処理後の各ビーム（８本：ビームＢ１〜Ｂ８のうちの代表的なビームＢ１、Ｂ４、Ｂ８）のビート周波数スペクトラムの振幅を示している。また、図４は図２内のステップＳ８の処理を示す説明図であり、ＭＵＳＩＣスペクトラムの一例を示している。

図２において、まず、チャネル間積分部３０は、入力された６チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、ＤＢＦ合成処理を行う（ステップＳ１）。
チャネル間積分部３０によるＤＢＦ合成処理（ステップＳ１）においては、ＦＦＴ演算部２４〜２９で算出された６チャネル分のビート周波数スペクトラムが、同一周波数ごとの空間軸方向においてさらにフーリエ変換され、これにより、あらかじめ設定した本数のアンテナビームが形成される。なお、ステップＳ１は、ＤＢＦ合成処理の基本的なものであり、すでに様々な公知文献で発表されているので、詳細については省略する。

続いて、ピーク検出部３１は、ステップＳ１で得られたＤＢＦ合成処理後のビート周波数スペクトラムからピークを検出する（ステップＳ２）。
具体的には、図３に示すように、ＵＰ／ＤＯＷＮのビーム本数が８本（Ｂ１〜Ｂ８）の場合、ＤＢＦ合成処理後の各ビームのビート周波数スペクトラムの振幅に対して、検出閾値を設け、検出閾値以上かつ前後のビート周波数の振幅より大きい振幅をピークと判定する。

図３において、（ａ）〜（ｈ）はＵＰ時のビームＢ１〜Ｂ８の各ビート周波数スペクトラムを示し、（ｉ）〜（ｐ）はＤＯＷＮ時のビームＢ１〜Ｂ８の各ビート周波数スペクトラムを示しており、それぞれ、横軸はビート周波数、縦軸は振幅である。
また、ピークとなった振幅のピークビート周波数は、ＵＰ区間については「ｆｂｕ」で示され、ＤＯＷＮ区間については「ｆｂｄ」で示されている。

図２に戻り、続いて、距離・相対速度算出部３２は、ステップＳ２で得られたピークビート周波数ｆｂｕ、ｆｂｄから、ターゲット４０の距離Ｒおよび相対速度Ｖを、一般的なＦＭ−ＣＷ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＷａｖｅ）レーダの原理に基づいて算出する（ステップＳ３）。
すなわち、以下の式（１）により距離Ｒを算出する。

また、以下の式（２）により相対速度Ｖを算出する。

なお、式（１）、式（２）において、ｃは光速、Ｔは１つの変調時間、ｆｍは周波数変調幅、ｆｃは搬送波周波数である。
続いて、距離・相対速度算出部３２は、算出されたターゲット４０の個数をカウントして記憶し（ステップＳ４）、方向算出部３３は、ＭＵＳＩＣ法に用いるための共分散行列Ｒｃを生成する（ステップＳ５）。共分散行列Ｒｃは、６×６次で、以下の式（３）のように表される。

なお、式（３）において、Ｘｉはｉ番目（ｉ＝１、・・・、６）のチャネルＣＨｉにおけるピークビート周波数ｆｂｕのＤＢＦ合成処理前のビート周波数スペクトラムである。また、Ｘｉ^＊はビート周波数スペクトラムＸｉの複素共役を表している。

また、方向算出部３３は、共分散行列Ｒｃについて固有値、固有ベクトル解析を行い、固有値λ_１〜λ_６およびそれぞれに対応する固有ベクトルｅ_１〜ｅ_６を求める（ステップＳ６）。

続いて、方向算出部３３は、固有値λ_１〜λ_６および固有ベクトルｅ_１〜ｅ_６を用いて、一般的なＭＵＳＩＣ法に基づいて、以下の式（４）により、角度スペクトラムＰｍ（θ）（ＭＵＳＩＣスペクトラム）を算出する（ステップＳ７）。

なお、式（４）において、ｅｉ^Ｈは固有ベクトルｅｉの複素共役転置、Ｋは入射信号数、λは波長、ｄは受信アンテナ６〜１１の素子間隔である。
次に、方向算出部３３は、ＭＵＳＩＣスペクトラムがピークとなる方向θを抽出する（ステップＳ８）。
具体的には、注目する方向のＭＵＳＩＣスペクトラムが、その前後の方向のＭＵＳＩＣスペクトラムよりも大きい場合に、その方向をピーク方向として算出する。

このように抽出されたピーク方向のうち、ＭＵＳＩＣスペクトラムが大きいものから順に、ターゲット４０の方向θとする。図４の例では、２個のターゲットの方向θとして、θ１およびθ２が算出されている。
なお、ステップＳ５〜Ｓ８は、ＭＵＳＩＣの基本的な処理であり、すでに様々な公知文献で発表されているので、詳細については省略する。

最後に、ターゲット検出部１は、ステップＳ４でカウントしたターゲット個数分の計算が終了したか否かを判定し（ステップＳ９）、計算が終了していない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ５に戻って、ステップＳ５〜ステップＳ８の処理を繰り返し実行する。

一方、ステップＳ９において、ターゲット個数分の計算が終了した（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、全てのターゲット４０の距離Ｒ、相対速度Ｖまたは方向θを、ターゲット情報として、図示しない外部装置に出力する。

以上のように、この発明の実施の形態１によれば、ターゲット検出部１は、所定の時間範囲で算出された複数チャネル分のビート信号の周波数解析結果である複数チャネル分のビート周波数スペクトラムを同一周波数ごとに積分するチャネル間積分部３０と、チャネル間積分部３０により積分されたチャネル間積分ビート周波数スペクトラムから、ピークビート周波数ｆｂｕ、ｆｂｄを検出するピーク検出部３１と、チャネル間積分部３０により積分されたチャネル間積分ビート周波数スペクトラムから、ターゲット４０の距離Ｒおよび相対速度Ｖを算出する距離・相対速度算出部３２と、複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、ターゲット４０の方向を算出する方向算出部３３とを備えている。

また、方向算出部３３は、ターゲット４０の方向θを算出する方法として、ＤＢＦ合成処理ではなく、超分解能到来方向推定処理（ＭＵＳＩＣ法）を適用している。
これにより、送信アンテナ５および受信アンテナ６〜１１の構成を変えることなく、高い分解能を得ることができる。

また、チャネル間積分部３０は、複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対してＤＢＦ合成処理を行い、ＤＢＦ合成処理前のビート周波数スペクトラムにおいて、ターゲット４０に起因するビート周波数スペクトラムのピークが埋もれていても、周波数全域にわたってＤＢＦ合成処理を行い、信号の利得を向上させている。
したがって、ターゲット４０の検出性能を向上させ、ピークビート周波数を正しく検出することができる。

また、方向算出部３３は、ＤＢＦ合成処理前のビート周波数スペクトラムにおいて、ターゲット４０に起因するピークビート周波数のみについて、角度スペクトラムを演算し、ターゲット４０の方向θを算出しているので、周波数全域にわたって角度スペクトラムを演算し、ターゲット４０の方向θを算出する場合に比べて、演算負荷を軽減することができる。

なお、ピーク検出部３１および距離・相対速度算出部３２の少なくとも一方は、省略することもできる。
また、上記説明では、チャネル間積分部３０におけるチャネル間積分をＤＢＦ合成処理としたが、６チャネル分のビート周波数スペクトラムの振幅を加算してもよい。
この場合、チャネル間積分は、以下の式（５）のように、６チャネル分のビート周波数スペクトラムにおける所定周波数の同相成分Ｉｉと直交成分Ｑｉ（ｉ＝１、・・・、６）とから、チャネルｉごとの振幅を算出して加算することにより求められる。

このように、６チャネル分のビート周波数スペクトラムの振幅を同一周波数ごとに加算する処理によれば、空間軸方向において同一周波数ごとにフーリエ変換するＤＢＦ合成処理よりも、演算負荷を軽減することができる。

また、チャネル間積分を行う際に、ビート周波数スペクトラムの振幅を加算するのではなく、ビート周波数スペクトラムの電力を加算してもよい。

実施の形態２．
なお、上記実施の形態１（図１）では、ＦＦＴ演算部２４〜２９からの周波数解析結果をターゲット検出部１内のチャネル間積分部３０に直接入力したが、図５に示すように、掃引間積分部３４を介した後に掃引間積分処理部３０に入力してもよい。

図５はこの発明の実施の形態２に係るレーダ装置のターゲット検出部１Ａを示すブロック図であり、掃引間積分部３４を追加した点を除けば前述（図１）と同じ構成である。また、図示しない周辺構成も図１に示した通りである。

以下、図６のフローチャートおよび図７の説明図を参照しながら、図５に示したこの発明の実施の形態２によるターゲット検出部１Ａの動作について説明する。
図６において、ステップＳ１〜Ｓ９は前述（図２参照）と同様の処理であり、ここでは説明を省略する。

ステップＳ１の前に挿入されたステップＳ１１〜Ｓ１３は、掃引間積分部３４による処理であり、複数の時間範囲で算出されたビート周波数スペクトラムを、位相情報を残したまま同一チャネルごとに複素数で加算する掃引間積分処理である。

まず、掃引間積分部３４は、複数チャネル分のビート信号の周波数解析結果（複数チャネル分のビート周波数スペクトラム）から、チャネルＣＨ１の位相を算出する（ステップＳ１１）。

具体的には、図７の（ａ）に示すように、ＵＰ区間における２つの時間範囲ｔ１、ｔ２で得られた６チャネル（ＣＨ１〜ＣＨ６）分のビート周波数スペクトラムにおいて、それぞれ、チャネルＣＨ１の位相θ１、θ２を算出する（ステップＳ１１）。なお、図７の（ａ）〜（ｃ）において、横軸は同相成分Ｉ、縦軸は直交成分Ｑを示している。

続いて、掃引間積分部３４は、チャネルＣＨ１の位相θ１、θ２で、他のチャネルＣＨ２〜ＣＨ６を規格化する（ステップＳ１２）。
具体的には、図７の（ｂ）に示すように、２つの時間範囲ｔ１、ｔ２で得られた６チャネル分のビート周波数スペクトラムにおいて、それぞれ、チャネルＣＨ１の位相θ１、θ２分だけ逆方向に位相回転し、チャネルＣＨ１の位相を「０」にする。

次に、掃引間積分部３４は、チャネルＣＨ１〜ＣＨ６ごとに、ビート周波数スペクトラムを複素数で加算する（ステップＳ１３）。
具体的には、図７の（ｃ）に示すように、２つの時間範囲ｔ１、ｔ２で得られた６チャネル分のビート周波数スペクトラムを、同一チャネルＣＨ１〜ＣＨ６ごとに複素数で加算した値とする。

こうして得られた加算結果は、チャネル間積分部３０に入力され、前述の処理（ステップＳ１〜Ｓ９）に移行する。
以下、掃引間積分後のビート周波数スペクトラムに対して、前述と同様の処理が行われ、ターゲット４０の距離Ｒ、相対速度Ｖまたは方向θが算出される。

以上のように、この発明の実施の形態２によるターゲット検出部１Ａは、複数の時間範囲ｔ１、ｔ２で算出されたビート周波数スペクトラムを同一チャネルごとに積分する掃引間積分部３４と、所定の時間範囲で算出された複数チャネル分のビート周波数スペクトラムを同一周波数ごとに積分するチャネル間積分部３０と、ピークビート周波数ｆｂｕ、ｆｂｄを検出するピーク検出部３１と、ターゲット４０の距離Ｒおよび相対速度Ｖを算出する距離・相対速度算出部３２と、複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、ターゲット４０の方向を算出する方向算出部３３とを備えている。

掃引間積分部３４は、複数チャネル分のビート周波数スペクトラムを、位相情報を残したまま同一チャネルごとに複素数で加算し、チャネル間積分部３０は、掃引間積分後のビート周波数スペクトラムに対して、ＤＢＦ合成処理を行う。

したがって、ターゲット４０に起因するビート周波数スペクトラムのピークが埋もれていても、複数の時間範囲ｔ１、ｔ２分について積分処理を行うことができる。これにより、前述の実施の形態１と比べて、ターゲット４０の検出性能をさらに向上させることができる。

なお、この場合も、ピーク検出部３１および距離・相対速度算出部３２の少なくとも一方は、省略することができる。
また、チャネル間積分部３０は、掃引間積分後のビート周波数スペクトラムに対して、振幅または電力を算出して、複数チャネル分かつ同一周波数ごとに加算してもよい。
また、掃引間積分部３４は、ビート周波数スペクトラムの振幅または電力を算出して、同一チャネルごとに加算し、チャネル間積分部３０は、掃引間積分後のビート周波数スペクトラムの振幅または電力を、複数チャネル分かつ同一周波数ごとに加算してもよい。

方向算出部３３は、複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、共分散行列を生成し、共分散行列の固有値および固有ベクトルから、ターゲット４０の方向θまたは個数を算出してもよい。
また、方向算出部３３は、複数の時間範囲で算出された複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、共分散行列を生成し、共分散行列の固有値および固有ベクトルから、ターゲット４０の方向θまたは個数を算出してもよい。

また、チャネル間積分部３０は、複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、振幅または電力を算出して、複数チャネル分かつ同一周波数ごとに加算し、掃引間積分部３４は、チャネル間積分後のビート周波数スペクトラムの振幅または電力を、同一チャネルごとに加算してもよい。

実施の形態３．
なお、上記実施の形態２（図５）では、チャネル間積分部３０の入力側に掃引間積分部３４を挿入したが、チャネル間積分部３０の出力側に掃引間積分部３４を挿入し、チャネル間積分部３０による処理の後に、複数の時間範囲で算出されたビート周波数スペクトラムの振幅または電力を同一ビームかつ同一周波数ごとに加算する処理を追加してもよい。

以下、図８とともに、図９の説明図を参照しながら、この発明の実施の形態３に係るレーダ装置について説明する。
なお、この発明の実施の形態３によるレーダ装置の基本構成は図１に示した通りであり、ターゲット検出部１Ａのブロック構成は、図５内のチャネル間積分部３０と掃引間積分部３４とを入れ替えたのみである。

この場合、チャネル間積分部３０は、複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、ＤＢＦ合成処理を行い、掃引間積分部３４は、チャネル間積分後のビート周波数スペクトラムに対して、振幅または電力を算出して、同一ビームごとに加算する。すなわち、複数の時間範囲で得られた複数ビーム分のビート周波数スペクトラムの振幅または電力を同一ビームかつ同一周波数ごとに加算する。

図８は上記加算処理を追加したこの発明の実施の形態３によるターゲット検出部１の動作を示すフローチャートである。
図８において、ステップ１の後にステップＳ２１を挿入した点を除けは、前述（図２参照）と同様であり、ステップＳ１からステップＳ９については説明を省略する。
この場合、チャネル間積分部３０は、前述のチャネル間積分処理（ステップＳ１）に続いて、掃引間積分処理を行う。

図９は掃引間積分部３４による同一ビームかつ同一周波数ごとの加算処理（ステップＳ２１）を示す説明図であり、（ａ）所定の時間範囲ｔ１、（ｂ）所定の時間範囲ｔ２で算出された８ビーム分（ここでは、ビームＢ１）のビート周波数スペクトラムの振幅または電力を周波数０〜ＭＡＸの全範囲で示している。

図９において、ビート周波数スペクトラムの振幅または電力は、同一ビーム（ビームＢ１）かつ同一周波数ごとに周波数０〜ＭＡＸの全範囲にわたって加算される。
たとえば、図９のように周波数Ａに注目した場合、同一ビーム（ビーム１）において、（ａ）時間範囲ｔ１および（ｂ）時間範囲ｔ２における周波数Ａの振幅（または、電力）が、それぞれ加算される。

掃引間積分部３４の処理（ステップＳ２１）により得られた加算結果は、ピーク検出部３１に入力される。
以下、掃引間積分後のビート周波数スペクトラムの振幅または電力に対して、前述（図２、図６参照）と同様の処理（ステップＳ２〜Ｓ９）が行われ、ターゲット４０の距離Ｒ、相対速度Ｖまたは方向θが算出される。

以上のように、この発明の実施の形態３によれば、ターゲット検出部１内のチャネル間積分部３０の後に複数の時間範囲で得られた複数ビーム分のビート周波数スペクトラムの振幅または電力を同一ビームかつ同一周波数ごとに加算する処理（ステップＳ２１）が追加されている。

これにより、ターゲット４０に起因するビート周波数スペクトラムのピークが埋もれていても、複数の時間範囲分だけ積分することにより、前述の実施の形態１と比べて、ターゲット４０の検出性能をさらに向上させることができる。

実施の形態４．
なお、上記実施の形態１〜３では特に言及しなかったが、方向算出部３３において、複数の共分散行列を生成するようにしてもよい。
図１０はこの発明の実施の形態４によるターゲット検出部１の動作を示すフローチャートである。
図１０において、ステップＳ１〜Ｓ４、Ｓ６〜Ｓ９は、前述（図１参照）と同様の処理であり、前述のステップＳ５に代えて、ＭＵＳＩＣ法に用いるための共分散行列を複数の時間範囲から生成する処理（ステップＳ３５）が実行される点のみが前述と異なる。

この場合、ターゲット検出部１内の方向算出部３３（図１参照）は、前述のターゲット個数カウント処理（ステップＳ４）に続いて、ターゲット４０のピークビート周波数スペクトラムに基づき、複数の時間範囲から共分散行列を生成し（ステップＳ３５）、前述のステップＳ６に移行する。
以下、前述と同様に、共分散行列を固有値展開し、固有ベクトルからＭＵＳＩＣスペクトラムを算出し、ターゲット４０の方向θを算出する。

すなわち、方向算出部３３は、複数の時間範囲で算出された複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、共分散行列を生成し、共分散行列の固有値および固有ベクトルから、ターゲットの方向または個数を算出する。
また、方向算出部３３は、ピークビート周波数ｆｂｕ（図３参照）のビート周波数スペクトラムと、ピークビート周波数ｆｂｄ（図３参照）のビート周波数スペクトラムとから、共分散行列を生成する。

一般に、超分解能到来方向推定処理において、共分散行列を生成するためのビート周波数スペクトラムのデータ数（スナップショット）が複数の時間範囲分あれば、ターゲット４０の方向θをより高精度に推定できることが知られている。
この発明の実施の形態４による方向算出部３３は、ＭＵＳＩＣ法に用いるための共分散行列Ｒｃを、以下の式（６）のように、２つのビート周波数スペクトラムから生成する。

なお、式（６）において、Ｘｉ、Ｘｉ^＊は、前述の式（３）と同様に、ｉ番目（ｉ＝１、・・・、６）のチャネルＣＨｉにおけるピークビート周波数ｆｂｕのＤＢＦ合成処理前のビート周波数スペクトラムと、ビート周波数スペクトラムＸｉの複素共役とを表している。
また、Ｙｉ、Ｙｉ^＊は、ｉ番目（ｉ＝１、・・・、６）のチャネルＣＨｉにおけるピークビート周波数ｆｂｄのＤＢＦ合成処理前のビート周波数スペクトラムと、ビート周波数スペクトラムＹｉの複素共役とを表している。

以上のように、この発明の実施の形態４による方向算出部３３は、ステップＳ３５において、ビート周波数スペクトラムのデータ数（スナップショット）を増やし、２つの時間範囲で算出されたビート周波数スペクトラムから共分散行列を生成するので、前述の実施の形態１〜３と比べて、ターゲット４０の方向θをさらに高精度に算出することができる。

なお、複数の時間範囲として、（１）周波数が時間経過にともなって上昇するＵＰ区間のみ、（２）下降するＤＯＷＮ区間のみ、（３）ＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間のセット、を複数用意することにより、ビート周波数スペクトラムのデータ数（スナップショット）をさらに増やし、複数の時間範囲で算出されたビート周波数スペクトラムから共分散行列を生成すれば、ターゲット４０の方向θをさらに高精度に算出することができる。

また、上記実施の形態１〜４では、６個の受信アンテナ６〜１１（図１参照）を用いた場合を例示したが、他の個数の受信アンテナを用いても、同様にこの発明を適用できることは言うまでもない。

また、方向算出部３３によりターゲット４０の方向算出処理にＭＵＳＩＣ法を用いた場合を例示したが、他の方法、たとえばユニタリＭＵＳＩＣ法、ＥＳＰＲＩＴ法、ユニタリＥＳＰＲＩＴ法などを用いたレーダ装置にもこの発明を適用することができる。
特に、ユニタリ法を用いた場合には、共分散行列の実数部のみを使用すればよいので、演算量をさらに軽減することができる。

さらに、ターゲット４０の距離Ｒおよび相対速度Ｖを検知する方式として、ＦＭ−ＣＷ方式を用いた場合を例示したが、送信信号をパルス状に区切って変調したレーダ装置にもこの発明を適用することができる。

この発明の実施の形態１に係るレーダ装置を示すブロック図である。この発明の実施の形態１によるターゲット検出部の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１によるＤＢＦ合成処理後の各ビームのビート周波数スペクトラムの振幅を示す説明図である。この発明の実施の形態１によるＭＵＳＩＣスペクトラムの処理を示す説明図である。この発明の実施の形態２に係るレーダ装置のターゲット検出部を示すブロック図である。この発明の実施の形態２によるターゲット検出部の処理を示すフローチャートである。この発明の実施の形態２による掃引間積分の処理を示す説明図である。この発明の実施の形態３によるターゲット検出部の処理を示すフローチャートである。この発明の実施の形態３による２チャネルの場合の同一周波数加算処理を示す説明図である。この発明の実施の形態４によるターゲット検出部の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１、１Ａターゲット検出部、２制御電圧発生器、３ＶＣＯ、４分配器、５送信アンテナ、６〜１１受信アンテナ、１２〜１７ミキサ、１８〜２３Ａ／Ｄコンバータ、２４〜２９ＦＦＴ演算部、３０チャネル間積分部、３１ピーク検出部、３２距離・相対速度算出部、３３方向算出部、３４掃引間積分部、４０ターゲット、ｆｂｕ、ｆｂｄピークビート周波数、ｔ１、ｔ２時間範囲、Ｗ１送信信号、Ｗ２反射信号、θ、θ１、θ２ターゲットの方向。

Claims

送信信号を出射する送信手段と、
前記送信信号がターゲットで反射された反射信号を複数チャネルからなるアレイ状のアンテナで受信する受信手段と、
前記送信信号と前記複数チャネル分の受信信号とをそれぞれミキシングして複数チャネル分のビート信号を得るミキシング手段と、
前記複数チャネル分のビート信号をそれぞれ周波数解析する周波数解析手段と、
前記複数チャネル分の周波数解析結果に基づいて、前記ターゲットの距離、相対速度または方向を算出するターゲット検出手段と、
を備えたレーダ装置において、
前記ターゲット検出手段は、
所定の時間範囲で算出された前記複数チャネル分のビート信号の周波数解析結果である複数チャネル分のビート周波数スペクトラムを同一周波数ごとに積分するチャネル間積分手段と、
前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、前記ターゲットの方向を算出する方向算出手段と、
を含むことを特徴とするレーダ装置。
前記チャネル間積分手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、デジタルビームフォーミング合成処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
前記チャネル間積分手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、振幅または電力を算出して、複数チャネル分かつ同一周波数ごとに加算することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
前記方向算出手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、共分散行列を生成し、前記共分散行列の固有値および固有ベクトルから、前記ターゲットの方向または個数を算出することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレーダ装置。
前記方向算出手段は、複数の時間範囲で算出された前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、共分散行列を生成し、前記共分散行列の固有値および固有ベクトルから、前記ターゲットの方向または個数を算出することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のレーダ装置。
送信信号を出射する送信手段と、
前記送信信号がターゲットで反射された反射信号を複数チャネルからなるアレイ状のアンテナで受信する受信手段と、
前記送信信号と複数チャネル分の受信信号とをそれぞれミキシングして複数チャネル分のビート信号を得るミキシング手段と、
前記複数チャネル分のビート信号をそれぞれ周波数解析する周波数解析手段と、
前記複数チャネル分の周波数解析結果に基づいて、前記ターゲットの距離、相対速度または方向を算出するターゲット検出手段と、
を備えたレーダ装置において、
前記ターゲット検出手段は、
所定の時間範囲で算出された前記複数チャネル分のビート信号の周波数解析結果である複数チャネル分のビート周波数スペクトラムを同一周波数ごとに積分するチャネル間積分手段と、
前記チャネル間積分手段により積分されたチャネル間積分ビート周波数スペクトラムから、ピークビート周波数を検出するピーク検出手段と、
前記ピークビート周波数に対応する前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、前記ターゲットの方向を算出する方向算出手段と、
を含むことを特徴とするレーダ装置。
前記チャネル間積分手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、デジタルビームフォーミング合成処理を行うことを特徴とする請求項６に記載のレーダ装置。
前記チャネル間積分手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、振幅または電力を算出して、複数チャネル分かつ同一周波数ごとに加算することを特徴とする請求項６に記載のレーダ装置。
前記方向算出手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、共分散行列を生成し、前記共分散行列の固有値および固有ベクトルから、前記ターゲットの方向または個数を算出することを特徴とする請求項６から請求項８までのいずれか１項に記載のレーダ装置。
前記方向算出手段は、複数の時間範囲で算出された前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、共分散行列を生成し、前記共分散行列の固有値および固有ベクトルから、前記ターゲットの方向または個数を算出することを特徴とする請求項６から請求項９までのいずれか１項に記載のレーダ装置。
送信信号を出射する送信手段と、
前記送信信号がターゲットで反射された反射信号を複数チャネルからなるアレイ状のアンテナで受信する受信手段と、
前記送信信号と複数チャネル分の受信信号とをそれぞれミキシングして複数チャネル分のビート信号を得るミキシング手段と、
前記複数チャネル分のビート信号をそれぞれ周波数解析する周波数解析手段と、
前記複数チャネル分の周波数解析結果に基づいて、前記ターゲットの距離、相対速度または方向を算出するターゲット検出手段と、
を備えたレーダ装置において、
前記ターゲット検出手段は、
所定の時間範囲で算出された前記複数チャネル分のビート信号の周波数解析結果である複数チャネル分のビート周波数スペクトラムを同一周波数ごとに積分するチャネル間積分手段と、
前記チャネル間積分手段により積分されたチャネル間積分ビート周波数スペクトラムから、前記ターゲットの距離および相対速度を算出する距離・相対速度算出手段と、
前記ターゲットの距離および相対速度の算出に用いたビート周波数に対応する前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、前記ターゲットの方向を算出する方向算出手段と、
を含むことを特徴とするレーダ装置。
前記チャネル間積分手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、デジタルビームフォーミング合成処理を行うことを特徴とする請求項１１に記載のレーダ装置。
前記チャネル間積分手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、振幅または電力を算出して、複数チャネル分かつ同一周波数ごとに加算することを特徴とする請求項１１に記載のレーダ装置。
前記方向算出手段は、前記ターゲットの距離および相対速度の算出に用いたビート周波数に対応する前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、共分散行列を生成し、前記共分散行列の固有値および固有ベクトルから、前記ターゲットの方向または個数を算出することを特徴とする請求項１１から請求項１３までのいずれか１項に記載のレーダ装置。
前記方向算出手段は、複数の時間範囲で算出された前記ターゲットの距離および相対速度の算出に用いたビート周波数に対応する前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、共分散行列を生成し、前記共分散行列の固有値および固有ベクトルから、前記ターゲットの方向または個数を算出することを特徴とする請求項１１から請求項１４までのいずれか１項に記載のレーダ装置。
送信信号を出射する送信手段と、
前記送信信号がターゲットで反射された反射信号を複数チャネルからなるアレイ状のアンテナで受信する受信手段と、
前記送信信号と複数チャネル分の受信信号とをそれぞれミキシングして複数チャネル分のビート信号を得るミキシング手段と、
前記複数チャネル分のビート信号をそれぞれ周波数解析する周波数解析手段と、
前記複数チャネル分の周波数解析結果に基づいて、前記ターゲットの距離、相対速度または方向を算出するターゲット検出手段と、
を備えたレーダ装置において、
前記ターゲット検出手段は、
所定の時間範囲で算出された前記複数チャネル分のビート信号の周波数解析結果である複数チャネル分のビート周波数スペクトラムを同一周波数ごとに積分するチャネル間積分手段と、
前記チャネル間積分手段により積分されたチャネル間積分ビート周波数スペクトラムから、ピークビート周波数を検出するピーク検出手段と、
前記ピークビート周波数から、前記ターゲットの距離および相対速度を算出する距離・相対速度算出手段と、
前記ターゲットの距離および相対速度の算出に用いた前記ピークビート周波数に対応する前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、前記ターゲットの方向を算出する方向算出手段と、
を含むことを特徴とするレーダ装置。
前記チャネル間積分手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、デジタルビームフォーミング合成処理を行うことを特徴とする請求項１６に記載のレーダ装置。
前記チャネル間積分手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、振幅または電力を算出して、複数チャネル分かつ同一周波数ごとに加算することを特徴とする請求項１６に記載のレーダ装置。
前記方向算出手段は、前記ターゲットの距離および相対速度の算出に用いた前記ピークビート周波数に対応する前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、共分散行列を生成し、前記共分散行列の固有値および固有ベクトルから、前記ターゲットの方向または個数を算出することを特徴とする請求項１６から請求項１８までのいずれか１項に記載のレーダ装置。
前記方向算出手段は、複数の時間範囲で算出された前記ターゲットの距離および相対速度の算出に用いた前記ピークビート周波数に対応する前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、共分散行列を生成し、前記共分散行列の固有値および固有ベクトルから、前記ターゲットの方向または個数を算出することを特徴とする請求項１６から請求項１９までのいずれか１項に記載のレーダ装置。
送信信号を出射する送信手段と、
前記送信信号がターゲットで反射された反射信号を複数チャネルからなるアレイ状のアンテナで受信する受信手段と、
前記送信信号と複数チャネル分の受信信号とをそれぞれミキシングして複数チャネル分のビート信号を得るミキシング手段と、
前記複数チャネル分のビート信号をそれぞれ周波数解析する周波数解析手段と、
前記複数チャネル分の周波数解析結果に基づいて、前記ターゲットの距離、相対速度または方向を算出するターゲット検出手段と、
を備えたレーダ装置において、
前記ターゲット検出手段は、
複数の時間範囲で算出されたビート周波数スペクトラムを同一チャネルごとに積分する掃引間積分手段と、
所定の時間範囲で算出された複数チャネル分のビート周波数スペクトラムを同一周波数ごとに積分するチャネル間積分手段と、
前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、前記ターゲットの方向を算出する方向算出手段と、
を含むことを特徴とするレーダ装置。
前記掃引間積分手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムを、位相情報を残したまま同一チャネルごとに複素数で加算し、
前記チャネル間積分手段は、掃引間積分後のビート周波数スペクトラムに対して、デジタルビームフォーミング合成処理を行うことを特徴とする請求項２１に記載のレーダ装置。
前記掃引間積分手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムを、位相情報を残したまま同一チャネルごとに複素数で加算し、
前記チャネル間積分手段は、掃引間積分後のビート周波数スペクトラムに対して、振幅または電力を算出して、複数チャネル分かつ同一周波数ごとに加算することを特徴とする請求項２１に記載のレーダ装置。
前記掃引間積分手段は、ビート周波数スペクトラムの振幅または電力を算出して、同一チャネルごとに加算し、
前記チャネル間積分手段は、掃引間積分後のビート周波数スペクトラムの振幅または電力を、複数チャネル分かつ同一周波数ごとに加算することを特徴とする請求項２１に記載のレーダ装置。
前記チャネル間積分手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、デジタルビームフォーミング合成処理を行い、
前記掃引間積分手段は、チャネル間積分後のビート周波数スペクトラムに対して、振幅または電力を算出して、同一チャネルごとに加算することを特徴とする請求項２１に記載のレーダ装置。
前記チャネル間積分手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、振幅または電力を算出して、複数チャネル分かつ同一周波数ごとに加算し、
前記掃引間積分手段は、チャネル間積分後のビート周波数スペクトラムの振幅または電力を、同一チャネルごとに加算することを特徴とする請求項２１に記載のレーダ装置。
前記方向算出手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、共分散行列を生成し、前記共分散行列の固有値および固有ベクトルから、前記ターゲットの方向または個数を算出することを特徴とする請求項２１から請求項２６までのいずれか１項に記載のレーダ装置。
前記方向算出手段は、複数の時間範囲で算出された前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、共分散行列を生成し、前記共分散行列の固有値および固有ベクトルから、前記ターゲットの方向または個数を算出することを特徴とする請求項２１から請求項２７までのいずれか１項に記載のレーダ装置。
送信信号を出射する送信手段と、
前記送信信号がターゲットで反射された反射信号を複数チャネルからなるアレイ状のアンテナで受信する受信手段と、
前記送信信号と複数チャネル分の受信信号とをそれぞれミキシングして複数チャネル分のビート信号を得るミキシング手段と、
前記複数チャネル分のビート信号をそれぞれ周波数解析する周波数解析手段と、
前記複数チャネル分の周波数解析結果に基づいて、前記ターゲットの距離、相対速度または方向を算出するターゲット検出手段と、
を備えたレーダ装置において、
前記ターゲット検出手段は、
複数の時間範囲で算出されたビート周波数スペクトラムを同一チャネルごとに積分する掃引間積分手段と、
所定の時間範囲で算出された複数チャネル分のビート周波数スペクトラムを同一周波数ごとに積分するチャネル間積分手段と、
前記掃引間積分手段および前記チャネル間積分手段により積分された積分ビート周波数スペクトラムから、ピークビート周波数を検出するピーク検出手段と、
前記ピークビート周波数に対応する前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、前記ターゲットの方向を算出する方向算出手段と、
を含むことを特徴とするレーダ装置。
前記掃引間積分手段は、ビート周波数スペクトラムを、位相情報を残したまま同一チャネルごとに複素数で加算し、
前記チャネル間積分手段は、掃引間積分後のビート周波数スペクトラムに対して、デジタルビームフォーミング合成処理を行うことを特徴とする請求項２９に記載のレーダ装置。
前記掃引間積分手段は、ビート周波数スペクトラムを、位相情報を残したまま同一チャネルごとに複素数で加算し、
前記チャネル間積分手段は、掃引間積分後のビート周波数スペクトラムに対して、振幅または電力を算出して、複数チャネル分かつ同一周波数ごとに加算することを特徴とする請求項２９に記載のレーダ装置。
前記掃引間積分手段は、ビート周波数スペクトラムの振幅または電力を算出し、同一チャネルごとに加算し、
前記チャネル間積分手段は、掃引間積分後のビート周波数スペクトラムの振幅または電力を、複数チャネル分かつ同一周波数ごとに加算することを特徴とする請求項２９に記載のレーダ装置。
前記チャネル間積分手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、デジタルビームフォーミング合成処理を行い、
前記掃引間積分手段は、チャネル間積分後のビート周波数スペクトラムに対して、振幅または電力を算出して、同一チャネルごとに加算することを特徴とする請求項２９に記載のレーダ装置。
前記チャネル間積分手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、振幅または電力を算出して、複数チャネル分かつ同一周波数ごとに加算し、
前記掃引間積分手段は、チャネル間積分後のビート周波数スペクトラムの振幅または電力を、同一チャネルごとに加算することを特徴とする請求項２９に記載のレーダ装置。
前記方向算出手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、共分散行列を生成し、前記共分散行列の固有値および固有ベクトルから、前記ターゲットの方向または個数を算出することを特徴とする請求項２９から請求項３４までのいずれか１項に記載のレーダ装置。
前記方向算出手段は、複数の時間範囲で算出された前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、共分散行列を生成し、前記共分散行列の固有値および固有ベクトルから、前記ターゲットの方向または個数を算出することを特徴とする請求項２９から請求項３５までのいずれか１項に記載のレーダ装置。
送信信号を出射する送信手段と、
前記送信信号がターゲットで反射された反射信号を複数チャネルからなるアレイ状のアンテナで受信する受信手段と、
前記送信信号と複数チャネル分の受信信号とをそれぞれミキシングして複数チャネル分のビート信号を得るミキシング手段と、
前記複数チャネル分のビート信号をそれぞれ周波数解析する周波数解析手段と、
前記複数チャネル分の周波数解析結果に基づいて、前記ターゲットの距離、相対速度または方向を算出するターゲット検出手段と、
を備えたレーダ装置において、
前記ターゲット検出手段は、
複数の時間範囲で算出されたビート周波数スペクトラムを同一チャネルごとに積分する掃引間積分手段と、
所定の時間範囲で算出された複数チャネル分のビート周波数スペクトラムを同一周波数ごとに積分するチャネル間積分手段と、
前記掃引間積分手段および前記チャネル間積分手段により積分された積分ビート周波数スペクトラムから、前記ターゲットの距離および相対速度を算出する距離・相対速度算出手段と、
前記ターゲットの距離および相対速度の算出に用いたビート周波数に対応する前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、前記ターゲットの方向を算出する方向算出手段と、
を含むことを特徴とするレーダ装置。
前記掃引間積分手段は、ビート周波数スペクトラムを、位相情報を残したまま同一チャネルごとに複素数で加算し、
前記チャネル間積分手段は、掃引間積分後のビート周波数スペクトラムに対して、デジタルビームフォーミング合成処理を行うことを特徴とする請求項３７に記載のレーダ装置。
前記掃引間積分手段は、ビート周波数スペクトラムを、位相情報を残したまま同一チャネルごとに複素数で加算し、
前記チャネル間積分手段は、掃引間積分後のビート周波数スペクトラムに対して、振幅または電力を算出して、複数チャネル分かつ同一周波数ごとに加算することを特徴とする請求項３７に記載のレーダ装置。
前記掃引間積分手段は、ビート周波数スペクトラムの振幅または電力を算出して、同一チャネルごとに加算し、
前記チャネル間積分手段は、掃引間積分後のビート周波数スペクトラムの振幅または電力を、複数チャネル分かつ同一周波数ごとに加算することを特徴とする請求項３７に記載のレーダ装置。
前記チャネル間積分手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、デジタルビームフォーミング合成処理を行い、
前記掃引間積分手段は、チャネル間積分後のビート周波数スペクトラムに対して、振幅または電力を算出して、同一チャネルごとに加算することを特徴とする請求項３７に記載のレーダ装置。
前記チャネル間積分手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、振幅または電力を算出して、複数チャネル分かつ同一周波数ごとに加算し、
前記掃引間積分手段は、チャネル間積分後のビート周波数スペクトラムの振幅または電力を、同一チャネルごとに加算することを特徴とする請求項３７に記載のレーダ装置。
前記方向算出手段は、前記ターゲットの距離および相対速度の算出に用いたビート周波数に対応する前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、共分散行列を生成し、前記共分散行列の固有値および固有ベクトルから、前記ターゲットの方向または個数を算出することを特徴とする請求項３７から請求項４２までのいずれか１項に記載のレーダ装置。
前記方向算出手段は、複数の時間範囲で算出された前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、共分散行列を生成し、前記共分散行列の固有値および固有ベクトルから、前記ターゲットの方向または個数を算出することを特徴とする請求項３７から請求項４３までのいずれか１項に記載のレーダ装置。
送信信号を出射する送信手段と、
前記送信信号がターゲットで反射された反射信号を複数チャネルからなるアレイ状のアンテナで受信する受信手段と、
前記送信信号と複数チャネル分の受信信号とをそれぞれミキシングして複数チャネル分のビート信号を得るミキシング手段と、
前記複数チャネル分のビート信号をそれぞれ周波数解析する周波数解析手段と、
前記複数チャネル分の周波数解析結果に基づいて、前記ターゲットの距離、相対速度または方向を算出するターゲット検出手段と、
を備えたレーダ装置において、
前記ターゲット検出手段は、
複数の時間範囲で算出されたビート周波数スペクトラムを同一チャネルごとに積分する掃引間積分手段と、
所定の時間範囲で算出された複数チャネル分のビート周波数スペクトラムを同一周波数ごとに積分するチャネル間積分手段と、
前記掃引間積分手段および前記チャネル間積分手段により積分された積分ビート周波数スペクトラムから、ピークビート周波数を検出するピーク検出手段と、
前記ピークビート周波数から、前記ターゲットの距離および相対速度を算出する距離・相対速度算出手段と、
前記ターゲットの距離および相対速度の算出に用いた前記ピークビート周波数に対応する前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、前記ターゲットの方向を算出する方向算出手段と、
を含むことを特徴とするレーダ装置。
前記掃引間積分手段は、ビート周波数スペクトラムを、位相情報を残したまま同一チャネルごとに複素数で加算し、
前記チャネル間積分手段は、掃引間積分後のビート周波数スペクトラムに対して、デジタルビームフォーミング合成処理を行うことを特徴とする請求項４５に記載のレーダ装置。
前記掃引間積分手段は、ビート周波数スペクトラムを、位相情報を残したまま同一チャネルごとに複素数で加算し、
前記チャネル間積分手段は、掃引間積分後のビート周波数スペクトラムに対して、振幅または電力を算出し、複数チャネル分かつ同一周波数ごとに加算することを特徴とする請求項４５に記載のレーダ装置。
前記掃引間積分手段は、ビート周波数スペクトラムの振幅または電力を算出して、同一チャネルごとに加算し、
前記チャネル間積分手段は、掃引間積分後のビート周波数スペクトラムの振幅または電力を、複数チャネル分かつ同一周波数ごとに加算することを特徴とする請求項４５に記載のレーダ装置。
前記チャネル間積分手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、デジタルビームフォーミング合成処理を行い、
前記掃引間積分手段は、チャネル間積分後のビート周波数スペクトラムに対して、振幅または電力を算出して、同一チャネルごとに加算することを特徴とする請求項４５に記載のレーダ装置。
前記チャネル間積分手段は、前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムに対して、振幅または電力を算出して、複数チャネル分かつ同一周波数ごとに加算し、
前記掃引間積分手段は、チャネル間積分後のビート周波数スペクトラムの振幅または電力を、同一チャネルごとに加算することを特徴とする請求項４５に記載のレーダ装置。
前記方向算出手段は、前記ターゲットの距離および相対速度の算出に用いた前記ピークビート周波数に対応する前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、共分散行列を生成し、前記共分散行列の固有値および固有ベクトルから、前記ターゲットの方向または個数を算出することを特徴とする請求項４５から請求項５０までのいずれか１項に記載のレーダ装置。
前記方向算出手段は、複数の時間範囲で算出された前記複数チャネル分のビート周波数スペクトラムから、共分散行列を生成し、前記共分散行列の固有値および固有ベクトルから、前記ターゲットの方向または個数を算出することを特徴とする請求項４５から請求項５１までのいずれか１項に記載のレーダ装置。