JP2013167599A

JP2013167599A - パッシブレーダ装置および目標位置検出方法

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Publication number: JP2013167599A
Application number: JP2012032349A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Masuda; 和也増田; Shoji Matsuda; 庄司松田; Masatoshi Oshima; 正資大島; Takashi Kakimoto; 隆柿元; Ryoji Maekawa; 良二前川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2013-08-29

Abstract

【課題】目標物の位置検出において、レンジアンビギュイティ、ドップラアンビギュイティを抑制する。
【解決手段】受信部１１、２１は直接波、反射波から直接波信号、反射波信号を生成する。ＦＴ部１３は第１分割部１２で第１ブロック毎に分割した直接波信号、反射波信号をフーリエ変換し、ＦＴ部２３は第２分割部２２で第２ブロック毎に分割した直接波信号、反射波信号をフーリエ変換する。乗算部１４、２４は反射波信号のフーリエ変換の結果に対応する直接波信号のフーリエ変換の結果の複素共役を乗算して第１演算データ、第２演算データを生成し、逆ＦＴ部１５、２５は第１演算データ、第２演算データを逆フーリエ変換し相互相関関数を算出する。積算部１６、２６は相互相関関数を時間領域で重ね合わせて第１相互相関結果、第２相互相関結果を生成し、統合部１７は第１相互相関結果、第２相互相関結果に基づき目標物４０の位置および速度を検出する。
【選択図】図１

Description

この発明は、携帯電話放送局、テレビ放送局、通信衛星などの電波を送信する送信源である既知の電波源とは別に配置され、該送信源が送信した送信波であって該送信源から直接的に到達する直接波を受信し、また送信波が目標物に反射して到達する反射波を受信し、直接波と反射波に基づいて、目標物の位置を検出するレーダ（以下、パッシブレーダという）装置およびパッシブレーダ装置が行う目標位置検出方法に関する。

特許文献１に開示されるパッシブレーダ装置は、直接波および反射波の信号を所定の単位時間ごとに複数のブロックに分割し、ブロックごとに直接波と反射波との相互相関を計算することで、目標検出のための処理時間を短縮している。

特開２０１１−１７４８７５号公報

特許文献１に開示されるパッシブレーダ装置は、ブロックごとに直接波と反射波との相互相関を計算し、相互相関結果のピークに基づき目標物の位置およびドップラ周波数を検出する。反射波の直接波に対する遅延時間がブロックの時間長（以下、ＰＲＴという）より小さい場合に、反射波の測定が可能となる。反射波の遅延時間とは、送信源から目標物までの距離と目標物からパッシブレーダ装置までの距離との和を光速で除算した値から送信源からパッシブレーダ装置までの距離を光速で除算した値を減算した値に一致する。

すなわち、ＰＲＴが反射波の遅延時間以下である場合には、目標物の位置に不確定性（以下、レンジアンビギュイティという）が生じる。一方、ＰＲＴが反射波の遅延時間より大きい場合には、レンジアンビギュイティは生じなくなるが、直接波および反射波の観測時間をＰＲＴで除算した値である、ブロックの数（以下、ヒット数という）が減少する。そのため、ブロックごとに計算した相互相関結果をヒット数分だけ積算した場合に観測できるドップラ周波数範囲が減少し、目標物のドップラ周波数に不確定性（以下、ドップラアンビギュイティという）が生じ、またドップラ方向に広がりのあるクラッタの影響を受ける。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、直接波と反射波に基づく目標物の位置検出において、レンジアンビギュイティおよびドップラアンビギュイティを抑制することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るパッシブレーダ装置は、直接波アンテナ、反射波アンテナ、受信部、第１分割部、第２分割部、フーリエ変換部、乗算部、逆フーリエ変換部、積算部、および統合部を備える。直接波アンテナは、既知の送信源が送信する送信波であって送信源から直接的に到達する直接波を受信する。反射波アンテナは、送信波が目標物に反射して到達する反射波を受信する。受信部は、直接波および反射波のディジタル化を行って直接波信号および反射波信号を生成する。第１分割部は、直接波信号および反射波信号を、反射波の直接波に対する遅延時間が取り得ると想定される範囲である所定の時間範囲の上限値より大きい値を時間長とする第１ブロックごとにそれぞれ分割して直接波第１分割信号および反射波第１分割信号を生成する。第２分割部は、直接波信号および反射波信号を、所定の時間範囲の下限値より小さい値であり、第１ブロックの時間長と所定の関係を満たす値を時間長とする第２ブロックごとにそれぞれ分割して直接波第２分割信号および反射波第２分割信号を生成する。フーリエ変換部は、直接波第１分割信号および反射波第１分割信号をそれぞれ第１ブロックごとにフーリエ変換し、直接波第２分割信号および反射波第２分割信号をそれぞれ第２ブロックごとにフーリエ変換する。乗算部は、直接波第１分割信号の内、直接波の開始位置を含む直接波第１分割信号と、反射波第１分割信号の内、反射波の開始位置を含む反射波第１分割信号を対応付け、後続の直接波第１分割信号および反射波第１分割信号をそれぞれ第１ブロックごとに順に対応付け、対応付けた直接波第１分割信号および反射波第１分割信号について、フーリエ変換部でフーリエ変換した反射波第１分割信号に、その反射波第１分割信号に対応付け、フーリエ変換部でフーリエ変換した直接波第１分割信号の複素共役を乗じて第１演算データを生成し、かつ、直接波第２分割信号の内、直接波の開始位置を含む直接波第２分割信号と、反射波第２分割信号の内、反射波の開始位置を含む反射波第２分割信号を対応付け、後続の直接波第２分割信号および反射波第２分割信号をそれぞれ第２ブロックごとに順に対応付け、対応付けた直接波第２分割信号および反射波第２分割信号について、フーリエ変換部でフーリエ変換した反射波第２分割信号に、その反射波第２分割信号に対応付け、フーリエ変換部でフーリエ変換した直接波第２分割信号の複素共役を乗じて第２演算データを生成する。逆フーリエ変換部は、第１演算データを第１ブロックごとに逆フーリエ変換して対応付けられた直接波第１分割信号と反射波第１分割信号の相互相関関数を算出し、第２演算データを第２ブロックごとに逆フーリエ変換して対応付けた直接波第２分割信号と反射波第２分割信号の相互相関関数を算出する。積算部は、対応付けた直接波第１分割信号と反射波第１分割信号の相互相関関数の位相補償を行い、時間領域で重ね合わせて第１相互相関結果を生成し、対応付けられた直接波第２分割信号と反射波第２分割信号の相互相関関数の位相補償を行い、時間領域で重ね合わせて第２相互相関結果を生成する。統合部は、第１相互相関結果のピーク値に基づき検出した第１遅延時間および第１ドップラ周波数、および第２相互相関結果のピーク値に基づき検出した第２遅延時間および第２ドップラ周波数に基づき、目標物の位置および速度を検出する。

本発明によれば、直接波と反射波に基づく目標物の位置検出において、レンジアンビギュイティおよびドップラアンビギュイティを抑制することが可能となる。

本発明の実施の形態に係るパッシブレーダ装置の構成例を示すブロック図である。実施の形態における直接波信号と反射波信号の分割例を示す図である。実施の形態における直接波信号と反射波信号の異なる分割例を示す図である。実施の形態に係るパッシブレーダ装置が行う目標位置検出の動作の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。

図１は、本発明の実施の形態に係るパッシブレーダ装置の構成例を示すブロック図である。パッシブレーダ装置１は、既知の送信源３０が送信する送信波であって送信源３０から直接的に到達する直接波と、送信波が目標物４０に反射して到達する反射波とに基づき、目標物４０の位置を検出する。送信源３０として、通信衛星、携帯電話基地局、テレビ放送局、レーダなどの位置が既知である電波源を用いる。

パッシブレーダ装置１は、直接波アンテナ１０、受信部１１、２１、第１分割部１２、ＦＴ部１３、２３、乗算部１４、２４、逆ＦＴ部１５、２５、積算部１６、２６、統合部１７、反射波アンテナ２０、第２分割部２２およびコントローラ５０を備える。コントローラ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）５１、ＲＡＭ（Random Access Memory）５３、およびＲＯＭ（Read-Only Memory）５４を備える。複雑化を避け、理解を容易にするために、コントローラ５０から各部への信号線が省略されているが、コントローラ５０はパッシブレーダ装置１の各部にＩ／Ｏ（Input／Output）５２を介して接続しており、それらの処理の開始、終了、処理内容の制御を行う。

ＲＡＭ５３には、例えば第１分割部１２および第２分割部２２で用いる所定の時間長のブロックについてのデータが記憶されている。ＲＯＭ５４は、コントローラ５０がパッシブレーダ装置１の動作を制御するための制御プログラムを格納する。コントローラ５０は、制御プログラムに基づいて、パッシブレーダ装置１を制御する。

直接波アンテナ１０は、直接波を受信し、受信部１１に送る。また直接波アンテナ１０とは別に配置された反射波アンテナ２０は、反射波を受信し、受信部２１に送る。受信部１１は、直接波に対して帯域制限、増幅、局部発信器を用いた所定の搬送波周波数の正弦波信号に基づくミキシングなどの処理を行い、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換を行って、直接波のディジタル化を行って直接波信号を生成する。そして直接波信号を第１分割部１２および第２分割部２２に送る。受信部２１は、反射波に対して受信部１１と同様の処理を行い、生成した反射波信号を第１分割部１２および第２分割部２２に送る。

第１分割部１２は、直接波信号および反射波信号を、反射波の直接波に対する遅延時間が取り得ると想定される範囲である所定の時間範囲の上限値より大きい値であるＰＲＴ１を時間長とする第１ブロックごとにそれぞれ分割して直接波第１分割信号および反射波第１分割信号を生成する。第２分割部２２は、直接波信号および反射波信号を、所定の時間範囲の下限値より小さい値であり、ＰＲＴ１と所定の関係を満たす値であるＰＲＴ２を時間長とする第２ブロックごとにそれぞれ分割して直接波第２分割信号および反射波第２分割信号を生成する。所定の関係とは、ＰＲＴ１およびＰＲＴ２は、ＰＲＴ１およびＰＲＴ２を分数で表示した場合に分母が互いに素であり、かつ分子が互いに素であるという関係である。

図２は、実施の形態における直接波信号と反射波信号の分割例を示す図である。横軸は時間であり、縦軸は信号の振幅である。図２（ａ）は、時間長がＰＲＴ１である第１ブロックごとに、上段の直接波信号および下段の反射波信号をそれぞれ分割した例である。図２（ｂ）は、時間長がＰＲＴ２である第２ブロックごとに、上段の直接波信号および下段の反射波信号をそれぞれ分割した例である。

第１分割部１２は、直接波第１分割信号および反射波第１分割信号をそれぞれＦＴ部１３に送る。第２分割部２２は、直接波第２分割信号および反射波第２分割信号をそれぞれＦＴ部２３に送る。ＦＴ部１３は、直接波第１分割信号および反射波第１分割信号をそれぞれ第１ブロックごとにフーリエ変換し、演算結果を乗算部１４に送る。ＦＴ部２３は、直接波第２分割信号および反射波第２分割信号をそれぞれ第２ブロックごとにフーリエ変換し、演算結果を乗算部２４に送る。

乗算部１４は、直接波第１分割信号の内、直接波の開始位置を含む直接波第１分割信号と、反射波第１分割信号の内、反射波の開始位置を含む反射波第１分割信号とを対応付ける。図２（ａ）の例では、上段の左から３番目の直接波第１分割信号と下段の左から３番目の反射波第１分割信号とを対応付ける。そして、後続の直接波第１分割信号および反射波第１分割信号を第１ブロックごとに順に対応付ける。乗算部１４は、対応付けた直接波第１分割信号および反射波第１分割信号について、反射波第１分割信号のフーリエ変換の演算結果に、該反射波第１分割信号に対応付けた直接波第１分割信号のフーリエ変換の演算結果の複素共役を乗算してそれぞれ第１演算データを生成する。乗算部１４は、第１演算データを逆ＦＴ部１５に送る。開始位置については、例えば振幅変動が所定の範囲を超える最初のタイミングを開始位置として検出する。

乗算部２４は、乗算部１４と同様に直接波第２分割信号と、反射波第２分割信号とを対応付ける。図２（ｂ）の例では、上段の左から６番目の直接波第２分割信号と下段の左から７番目の反射波第２分割信号とを対応付ける。そして、後続の直接波第２分割信号および反射波第２分割信号を第２ブロックごとに順に対応付ける。乗算部２４は、対応付けた直接波第２分割信号および反射波第２分割信号について、反射波第２分割信号のフーリエ変換の演算結果に、該反射波第２分割信号に対応付けた直接波第２分割信号のフーリエ変換の演算結果の複素共役を乗算してそれぞれ第２演算データを生成する。乗算部２４は、第２演算データを逆ＦＴ部２５に送る。

逆ＦＴ部１５は、第１演算データを第１ブロックごとに逆フーリエ変換する。これにより、対応付けた直接波第１分割信号および反射波第１分割信号の相互相関関数を算出することができる。逆ＦＴ部１５は、直接波第１分割信号および反射波第１分割信号の相互相関関数を積算部１６に送る。逆ＦＴ部２５は、第２演算データを第２ブロックごとに逆フーリエ変換する。これにより、対応付けた直接波第２分割信号および反射波第２分割信号の相互相関関数を算出することができる。逆ＦＴ部２５は、直接波第２分割信号および反射波第２分割信号の相互相関関数を積算部２６に送る。

積算部１６は、対応付けた直接波第１分割信号および反射波第１分割信号の相互相関関数の位相補償を行い、時間領域で重ね合わせて第１相互相関結果を生成する。積算部１６は、第１相互相関結果を統合部１７に送る。積算部２７は、対応付けた直接波第２分割信号および反射波第２分割信号の相互相関関数の位相補償を行い、時間領域で重ね合わせて第２相互相関結果を生成する。積算部２６は、第２相互相関結果を統合部１７に送る。

第１相互相関結果および第２相互相関結果は、時間および周波数を変数として相互相関値が変化する相関関数である。第１相互相関結果において相関値がピークとなる場合の時間を第１遅延時間Ｔ_１とし、周波数を第１ドップラ周波数ｆ_１とする。また第２相互相関結果において相関値がピークとなる場合の時間を第２遅延時間Ｔ_２とし、周波数を第２ドップラ周波数ｆ_２とする。統合部１７は、第１遅延時間Ｔ_１、第１ドップラ周波数ｆ_１、第２遅延時間Ｔ_２、および第２ドップラ周波数ｆ_２を用いて、目標物４０の位置および速度を検出する。

統合部１７は、例えば以下のように目標物４０の位置を検出する。下記（１）式が成り立つとみなせる０以上の整数ｎ_１およびｎ_２を検出することで、目標物４０の位置を検出することができる。下記（１）式において、ｃは光速であり、Ｒ_１は第１遅延時間Ｔ_１に光速を乗算して算出したレンジであり、Ｒ_２は第２遅延時間Ｔ_２に光速を乗算して算出したレンジである。

図２の例において図の左端が送信源３０が送信波を送信した時刻だとすると、ＰＲＴ１およびＰＲＴ２がそれぞれ送信源３０からパッシブレーダ装置１までの距離を光速で除算した値以下であり、下記（２）式が送信源３０からパッシブレーダ装置１までの距離に一致する場合には、上記（１）式が送信源３０から目標物４０までの距離と目標物４０からパッシブレーダ装置１までの距離の和（以下、目標距離という）に一致するため、上記（１）式を満たすｎ_１およびｎ_２を検出することで目標距離を検出することができる。下記（２）式においてａおよびｂは自然数である。ＰＲＴ１は、遅延時間が取り得ると想定される範囲である所定の時間範囲の上限値より大きい値であるため、ａ＝ｎ_１が成り立つ。

図２の例においては、下記（３）式が成り立つとみなすことができる。第２相互相関結果における時間の分解能は、第１相互相関結果における時間の分解能より高いため、下記（３）式の右辺に基づき目標距離を検出することができる。

また統合部１７は、例えばＰＲＴ１およびＰＲＴ２がそれぞれ送信源３０からパッシブレーダ装置１までの距離を光速で除算した値より大きい場合のように、上記（２）式を満たさないＰＲＴ１およびＰＲＴ２についても、以下のように目標物４０の位置を検出することができる。上記（１）式においてｎ_１＝０とし、上記（１）式が成り立つとみなせる０以上の整数ｎ_２を検出すると、上記（１）式は反射波の遅延時間に光速を乗算して算出したレンジに一致する。図３は、実施の形態における直接波信号と反射波信号の異なる分割例を示す図である。図３の例では、直接波の開始位置から直接波信号および反射波信号をそれぞれＰＲＴ１およびＰＲＴ２で分割している。図３の例において、下記（４）式が成り立つとみなすことができ、下記（４）式の右辺に基づき遅延時間に光速を乗算して算出したレンジを検出することができる。送信源３０の位置は既知であるため、送信源３０からパッシブレーダ装置１までの距離に該レンジを加算することで目標距離を算出することができる。

統合部１７は、目標距離と反射波アンテナ２０で検知した反射波の到来方向に基づき、目標物４０の位置を検出することができる。

統合部１７は、例えば以下のように目標物４０の速度を検出する。第１相互相関結果で取り得る周波数の範囲は０以上、１／ＰＲＴ１以下の範囲であり、第２相互相関結果で取り得る周波数の範囲は０以上、１／ＰＲＴ２以下の範囲である。統合部１７は、反射波のドップラ周波数が取り得る所定の範囲において、下記（５）式が成り立つとみなせる０以上の整数であるｋ_１およびｋ_２を検出することで、反射波のドップラ周波数を検出することができる。

第１相互相関結果における周波数の分解能は、第２相互相関結果における周波数の分解能より高いため、上記（５）式の左辺に基づき反射波のドップラ周波数を検出することができる。そして、ドップラ周波数に基づき目標物４０の速度を検出することができる。

図４は、実施の形態に係るパッシブレーダ装置が行う目標位置検出の動作の一例を示すフローチャートである。直接波アンテナ１０は直接波を受信し、受信部１１は直接波のディジタル化を行って直接波信号を生成し、反射波アンテナ２０は反射波を受信し、受信部２１は反射波のディジタル化を行って反射波信号を生成する（ステップＳ１１０）。後続のステップＳ１２０〜Ｓ１６０の処理と、ステップＳ１７０〜Ｓ２１０の処理は、並行して処理を行う。

第１分割部１２は、直接波信号および反射波信号をＰＲＴ１を時間長とする第１ブロックごとにそれぞれ分割して直接波第１分割信号および反射波第１分割信号を生成する（ステップＳ１２０）。ＦＴ部１３は、直接波第１分割信号および反射波第１分割信号をそれぞれ第１ブロックごとにフーリエ変換する（ステップＳ１３０）。

乗算部１４は、直接波第１分割信号の内、直接波の開始位置を含む直接波第１分割信号と、反射波第１分割信号の内、反射波の開始位置を含む反射波第１分割信号とを対応付け、後続の直接波第１分割信号および反射波第１分割信号を第１ブロックごとに順に対応付ける。乗算部１４は、対応付けた直接波第１分割信号および反射波第１分割信号について、反射波第１分割信号のフーリエ変換の演算結果に、該反射波第１分割信号に対応付けた直接波第１分割信号のフーリエ変換の演算結果の複素共役を乗算してそれぞれ第１演算データを生成する（ステップＳ１４０）。

逆ＦＴ部１５は、第１演算データを第１ブロックごとに逆フーリエ変換して、対応付けた直接波第１分割信号および反射波第１分割信号の相互相関関数を算出する（ステップＳ１５０）。積算部１６は、対応付けた直接波第１分割信号および反射波第１分割信号の相互相関関数の位相補償を行い、時間領域で重ね合わせて第１相互相関結果を生成する（ステップＳ１６０）。

第２分割部２２は、直接波信号および反射波信号をＰＲＴ２を時間長とする第２ブロックごとにそれぞれ分割して直接波第２分割信号および反射波第２分割信号を生成する（ステップＳ１７０）。ＦＴ部２３は、直接波第２分割信号および反射波第２分割信号をそれぞれ第２ブロックごとにフーリエ変換する（ステップＳ１８０）。

乗算部２４は、直接波第２分割信号の内、直接波の開始位置を含む直接波第２分割信号と、反射波第２分割信号の内、反射波の開始位置を含む反射波第２分割信号とを対応付け、後続の直接波第２分割信号および反射波第２分割信号を第２ブロックごとに順に対応付ける。乗算部２４は、対応付けた直接波第２分割信号および反射波第２分割信号について、反射波第２分割信号のフーリエ変換の演算結果に、該反射波第２分割信号に対応付けた直接波第２分割信号のフーリエ変換の演算結果の複素共役を乗算してそれぞれ第２演算データを生成する（ステップＳ１９０）。

逆ＦＴ部２５は、第２演算データを第２ブロックごとに逆フーリエ変換して、対応付けた直接波第２分割信号および反射波第２分割信号の相互相関関数を算出する（ステップＳ２００）。積算部２６は、対応付けた直接波第２分割信号および反射波第２分割信号の相互相関関数の位相補償を行い、時間領域で重ね合わせて第２相互相関結果を生成する（ステップＳ２１０）。

統合部１７は、第１相互相関結果において相関値がピークとなる場合の時間を第１遅延時間Ｔ_１とし、周波数を第１ドップラ周波数ｆ_１として検出し、第２相互相関結果において相関値がピークとなる場合の時間を第２遅延時間Ｔ_２とし、周波数を第２ドップラ周波数ｆ_２として検出する。統合部１７は、第１遅延時間Ｔ_１、第１ドップラ周波数ｆ_１、第２遅延時間Ｔ_２、および第２ドップラ周波数ｆ_２を用いて、目標物４０の位置および速度を検出する（ステップＳ２２０）。パッシブレーダ装置１は、上述の処理を繰り返し、受信した直接波および反射波に基づき、目標物の位置および速度を検出する。

以上説明したとおり、本実施の形態に係るパッシブレーダ装置によれば、異なる時間長のブロックで直接波と反射波を分割して相互相関関数を算出し、統合することでレンジアンビギュイティおよびドップラアンビギュイティを抑制することが可能となり、ドップラ方向に広がりのあるクラッタの影響を低減することが可能となる。

本発明の実施の形態は上述の実施の形態に限られない。統合部１７において目標物４０の位置および速度を検出するための処理は、上記の式に限られない。

１パッシブレーダ装置
１０直接波アンテナ
１１受信部
１２第１分割部
１３ＦＴ部
１４乗算部
１５逆ＦＴ部
１６積算部
１７統合部
２０反射波アンテナ
２１受信部
２２第２分割部
２３ＦＴ部
２４乗算部
２５逆ＦＴ部
２６積算部
３０送信源
４０目標物
５０コントローラ
５１ＣＰＵ
５２Ｉ／Ｏ
５３ＲＡＭ
５４ＲＯＭ

Claims

既知の送信源が送信する送信波であって前記送信源から直接的に到達する直接波を受信する直接波アンテナと、
前記送信波が目標物に反射して到達する反射波を受信する反射波アンテナと、
前記直接波および前記反射波のディジタル化を行って直接波信号および反射波信号を生成する受信部と、
前記直接波信号および前記反射波信号を、前記反射波の前記直接波に対する遅延時間が取り得ると想定される範囲である所定の時間範囲の上限値より大きい値を時間長とする第１ブロックごとにそれぞれ分割して直接波第１分割信号および反射波第１分割信号を生成する第１分割部と、
前記直接波信号および前記反射波信号を、前記所定の時間範囲の下限値より小さい値であり、前記第１ブロックの時間長と所定の関係を満たす値を時間長とする第２ブロックごとにそれぞれ分割して直接波第２分割信号および反射波第２分割信号を生成する第２分割部と、
前記直接波第１分割信号および前記反射波第１分割信号をそれぞれ前記第１ブロックごとにフーリエ変換し、前記直接波第２分割信号および前記反射波第２分割信号をそれぞれ前記第２ブロックごとにフーリエ変換するフーリエ変換部と、
前記直接波第１分割信号の内、前記直接波の開始位置を含む前記直接波第１分割信号と、前記反射波第１分割信号の内、前記反射波の開始位置を含む前記反射波第１分割信号とを対応付け、後続の前記直接波第１分割信号および前記反射波第１分割信号をそれぞれ前記第１ブロックごとに順に対応付け、対応付けた前記直接波第１分割信号および前記反射波第１分割信号について、前記フーリエ変換部でフーリエ変換した該反射波第１分割信号に、前記フーリエ変換部でフーリエ変換した該直接波第１分割信号の複素共役を乗算して第１演算データをそれぞれ生成し、かつ、前記直接波第２分割信号の内、前記直接波の開始位置を含む前記直接波第２分割信号と、前記反射波第２分割信号の内、前記反射波の開始位置を含む前記反射波第２分割信号とを対応付け、後続の前記直接波第２分割信号および前記反射波第２分割信号をそれぞれ前記第２ブロックごとに順に対応付け、対応付けた前記直接波第２分割信号および前記反射波第２分割信号について、前記フーリエ変換部でフーリエ変換した該反射波第２分割信号に、前記フーリエ変換部でフーリエ変換した該直接波第２分割信号の複素共役を乗算して第２演算データをそれぞれ生成する乗算部と、
前記第１演算データを前記第１ブロックごとに逆フーリエ変換して対応付けた前記直接波第１分割信号と前記反射波第１分割信号の相互相関関数を算出し、前記第２演算データを前記第２ブロックごとに逆フーリエ変換して対応付けた前記直接波第２分割信号と前記反射波第２分割信号の相互相関関数を算出する逆フーリエ変換部と、
対応付けた前記直接波第１分割信号と前記反射波第１分割信号の前記相互相関関数の位相補償を行い、時間領域で重ね合わせて第１相互相関結果を生成し、対応付けた前記直接波第２分割信号と前記反射波第２分割信号の前記相互相関関数の位相補償を行い、時間領域で重ね合わせて第２相互相関結果を生成する積算部と、
前記第１相互相関結果のピーク値に基づき検出した第１遅延時間および第１ドップラ周波数、および前記第２相互相関結果のピーク値に基づき検出した第２遅延時間および第２ドップラ周波数に基づき、前記目標物の位置および速度を検出する統合部と、
を備えるパッシブレーダ装置。
前記統合部は、前記第１ブロックの時間長に０以上の整数である第１の整数および光速を乗算し、前記第１遅延時間に光速を乗算した値を加算した値と、前記第２ブロックの時間長に０以上の自然数である第２の整数および光速を乗算し、前記第２遅延時間に光速を乗算した値を加算した値とが一致するとみなせる前記第１の整数および前記第２の整数を検出することで、前記目標物の位置を検出し、
前記第１ブロックの時間長の逆数に０以上の整数である第３の整数を乗算し、前記第１ドップラ周波数を加算した値と、前記第２ブロックの時間長の逆数に０以上の整数である第４の整数を乗算し、前記第２ドップラ周波数を加算した値とが一致するとみなせる前記第３の整数および前記第４の整数を検出することで、前記反射波のドップラ周波数を算出し、該ドップラ周波数に基づき前記目標物の速度を検出する請求項１に記載のパッシブレーダ装置。
既知の送信源が送信する送信波であって前記送信源から直接的に到達する直接波と、前記送信波が目標物に反射して到達する反射波とに基づき、前記目標物の位置を検出するパッシブレーダ装置が行う目標位置検出方法であって、
前記直接波を受信する直接波受信ステップと、
前記反射波を受信する反射波受信ステップと、
前記直接波および前記反射波のディジタル化を行って直接波信号および反射波信号を生成する受信ステップと、
前記直接波信号および前記反射波信号を、前記反射波の前記直接波に対する遅延時間が取り得ると想定される範囲である所定の時間範囲の上限値より大きい値を時間長とする第１ブロックごとにそれぞれ分割して直接波第１分割信号および反射波第１分割信号を生成する第１分割ステップと、
前記直接波信号および前記反射波信号を、前記所定の時間範囲の下限値より小さい値であり、前記第１ブロックの時間長と所定の関係を満たす値を時間長とする第２ブロックごとにそれぞれ分割して直接波第２分割信号および反射波第２分割信号を生成する第２分割ステップと、
前記直接波第１分割信号および前記反射波第１分割信号をそれぞれ前記第１ブロックごとにフーリエ変換し、前記直接波第２分割信号および前記反射波第２分割信号をそれぞれ前記第２ブロックごとにフーリエ変換するフーリエ変換ステップと、
前記直接波第１分割信号の内、前記直接波の開始位置を含む前記直接波第１分割信号と、前記反射波第１分割信号の内、前記反射波の開始位置を含む前記反射波第１分割信号とを対応付け、後続の前記直接波第１分割信号および前記反射波第１分割信号をそれぞれ前記第１ブロックごとに順に対応付け、対応付けた前記直接波第１分割信号および前記反射波第１分割信号について、前記フーリエ変換ステップでフーリエ変換した該反射波第１分割信号に、前記フーリエ変換ステップでフーリエ変換した該直接波第１分割信号の複素共役を乗算して第１演算データをそれぞれ生成し、かつ、前記直接波第２分割信号の内、前記直接波の開始位置を含む前記直接波第２分割信号と、前記反射波第２分割信号の内、前記反射波の開始位置を含む前記反射波第２分割信号とを対応付け、後続の前記直接波第２分割信号および前記反射波第２分割信号をそれぞれ前記第２ブロックごとに順に対応付け、対応付けた前記直接波第２分割信号および前記反射波第２分割信号について、前記フーリエ変換ステップでフーリエ変換した該反射波第２分割信号に、前記フーリエ変換ステップでフーリエ変換した該直接波第２分割信号の複素共役を乗算して第２演算データをそれぞれ生成する乗算ステップと、
前記第１演算データを前記第１ブロックごとに逆フーリエ変換して対応付けた前記直接波第１分割信号と前記反射波第１分割信号の相互相関関数を算出し、前記第２演算データを前記第２ブロックごとに逆フーリエ変換して対応付けた前記直接波第２分割信号と前記反射波第２分割信号の相互相関関数を算出する逆フーリエ変換ステップと、
対応付けた前記直接波第１分割信号と前記反射波第１分割信号の前記相互相関関数の位相補償を行い、時間領域で重ね合わせて第１相互相関結果を生成し、対応付けた前記直接波第２分割信号と前記反射波第２分割信号の前記相互相関関数の位相補償を行い、時間領域で重ね合わせて第２相互相関結果を生成する積算ステップと、
前記第１相互相関結果のピーク値に基づき検出した第１遅延時間および第１ドップラ周波数、および前記第２相互相関結果のピーク値に基づき検出した第２遅延時間および第２ドップラ周波数に基づき、前記目標物の位置および速度を検出する統合ステップと、
を備える目標位置検出方法。
前記統合ステップにおいて、前記第１ブロックの時間長に０以上の整数である第１の整数および光速を乗算し、前記第１遅延時間に光速を乗算した値を加算した値と、前記第２ブロックの時間長に０以上の自然数である第２の整数および光速を乗算し、前記第２遅延時間に光速を乗算した値を加算した値とが一致するとみなせる前記第１の整数および前記第２の整数を検出することで、前記目標物の位置を検出し、
前記第１ブロックの時間長の逆数に０以上の整数である第３の整数を乗算し、前記第１ドップラ周波数を加算した値と、前記第２ブロックの時間長の逆数に０以上の整数である第４の整数を乗算し、前記第２ドップラ周波数を加算した値とが一致するとみなせる前記第３の整数および前記第４の整数を検出することで、前記反射波のドップラ周波数を算出し、該ドップラ周波数に基づき前記目標物の速度を検出する請求項３に記載の目標位置検出方法。