JP2013246022A - 物標探知装置、レーダ装置、物標探知方法、および物標探知プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】シークラッタの挙動によってシークラッタの抑圧効果が弱まることを防止する。
【解決手段】第１アンテナ１０１と第２アンテナ１０２とは、指向軸を水平面上で回転させながら、指向軸の角度差φをもって探知パルス信号を送信している。探知データ生成部２０は、第１受信部１１で生成された第１アンテナ１０１の探知パルス信号に基づくエコーデータと、第２受信部１２で生成された第２アンテナ１０２の探知パルス信号に基づくエコーデータとを用いてスキャン相関処理し、探知データを生成する。画像メモリ３０は、探知データを記憶する。探知周期調整部４０は、画像メモリ３０に記憶された所定領域内の探知データの平均値Ｍを算出する。探知周期調整部４０は、当該平均値Ｍが小さくなるように、角度差φを適応させていく。
【選択図】 図１

Description

本発明は、探知領域内の物標探知を行う物標探知装置に関する。

従来、探知領域内に探知信号を送信し、物標のエコー信号（反射信号）を受信することで、探知画像の生成等の物標探知処理を実行している。このような物標探知装置においては、ターゲットとする物標（目的物標）のエコー信号のみでなく、クラッタ（海面や雨等による反射）のエコー信号を受信することがある。クラッタのエコー信号はターゲットのエコー信号を分かり難くする等の問題があるため、抑圧することが望ましい。

このため、クラッタを抑圧する方法が各種考案されており、特許文献１には、クラッタ抑圧機能を備えるマルチビームレーダ装置が開示されている。

クラッタのうち、特に海面からの反射によって生じるものをシークラッタと呼ぶ。シークラッタの抑圧としては、一般的に、目的位置に対して所定の時間間隔で複数回、エコーデータを取得し、複数回のエコーデータのデータレベルの平均処理を行う。このような処理を、以下、スキャン相関処理と称する。このような処理を行うことで、同じ位置に時間軸上で継続的に高いデータレベルが存在しにくいシークラッタのエコーは抑圧される。

特許第３７７５３８３号明細書

しかしながら、従来のスキャン相関処理では、目的位置に対するエコーデータの取得周期と、目的位置でシークラッタが高いレベルで観測されてしまう周期とが一致すると、スキャン相関処理後の目的位置のデータレベルが高いレベルで維持されてしまう。このような場合、従来のスキャン相関処理では十分なクラッタ抑圧効果を得ることができない。

例えば、舶用のレーダ装置の場合、目的位置に波頭の現れる周期がエコーデータの取得周期と一致すると、当該目的位置のデータレベルが継続的に高くなる。この場合、スキャン相関処理を行ってもエコー信号のレベルが抑圧されない。したがって、探知画面上にシークラッタとして残ってしまう。このように従来のスキャン相関処理では、シークラッタの挙動によっては、十分に抑圧できないことがある。

本発明の目的は、シークラッタの挙動によってシークラッタの抑圧効果の弱まることを防止できる物標探知装置を提供することにある。

この発明の物標探知装置は、次の構成を特徴としている。物標探知装置は、アンテナ部、受信部、探知データ生成部、探知周期調整部を備える。アンテナ部は、注目方向に対して所定の探知周期で探知信号を送信し、その反射信号を受信する。受信部は、アンテナ部が受信した受信信号をサンプリングした受信データを出力する。探知データ生成部は、現在の受信データと過去の受信データとの相関を取った相関処理済みデータを探知データとして出力する。探知周期調整部は、探知データに基づいて探知周期を調整する。

この構成では、探知周期調整部で探知周期が調整されることで、注目方向に探知信号が送信されるタイミングがスキャン毎に調整される。これにより、注目位置の探知周期と、注目位置にシークラッタの高いレベルの部分が観測される周期とを異ならせることが可能なる。

また、この発明の物標探知装置では、探知周期調整部は、第１の探知周期で探知信号を送信して得られる第１探知データと、第１の探知周期とは異なる第２の探知周期で探知信号を送信して得られる第２探知データとの比較に基づいて探知周期を調整する。

この構成では、同じシークラッタの状況に対して、異なる周期で取得して相関処理された第１探知データと第２探知データとの間でエコーデータ値に差が生じることを利用し、第１探知データと第２探知データとを比較することで、探知周期を調整している。

また、この発明の物標探知装置では、アンテナ部は、所定の回転周期で前記探知信号を送信する指向軸を回転させながら前記探知信号を送信する１つの回転式アンテナを備える。探知周期調整部は、１つの回転式アンテナの回転周期を調整することで探知周期を調整する。

この構成では、具体的に、アンテナ部が回転式アンテナ１つで構成されており、当該１つの回転式アンテナの回転周期を調整することで探知周期を調整する場合を示している。

また、この発明の物標探知装置では、アンテナ部は、同一の回転周期で探知信号を送信する指向軸を回転させながら探知信号を送信する回転式の第１アンテナおよび第２アンテナを備える。探知データ生成部は、第１アンテナによる受信データと、第２アンテナによる受信データから前記探知データを生成する。探知周期調整部は、探知データに基づいて、第１アンテナの指向軸と第２アンテナの指向軸との角度差を調整することで探知周期を調整する。

この構成では、アンテナ部が回転式アンテナ２つで構成されており、当該２つの回転式アンテナの指向軸の角度差を調整することで探知周期を調整する場合を示している。

また、この発明の物標探知装置では、探知周期調整部は、注目位置を含む所定範囲の探知データの平均値を、第１の探知周期と第２の探知周期でそれぞれ算出し、第１の探知周期の平均値と第２の探知周期の平均値との差により探知周期を調整する。

この構成では、より具体的な探知周期の調整方法を示している。物標等のエコーデータ値は探知周期によらず抑圧されない高いレベルで保持される。しかしながら、相関処理が効果的に効いていればシークラッタのエコーデータ値は抑圧され、相関処理が効いていなければシークラッタのエコーデータ値は抑圧されず、高いレベルとなる。したがって、所定広さの範囲でのエコーデータ値の平均値は、シークラッタが抑圧されているかどうかに応じて変化する。これにより、周期の異なる第１の探知周期の平均値と第２の探知周期の平均値の差を用いて探知周期を決定することで、シークラッタ抑圧効果の高い探知周期に設定することができる。

また、この発明の物標探知装置では、探知周期調整部は、探知データのデータ値から物標を検出し、物標が所定範囲の内にある場合に、当該物標を含む所定の大きさの物標範囲を除く所定範囲の探知データの値から探知周期を調整する。

この構成では、物標を検出して、平均値を算出する所定範囲から、物標を含む範囲を除外する。これにより、平均値がシークラッタのみに依存するので、より正確にシークラッタ抑圧効果を判断することができる。

また、この発明のレーダ装置は、上述の物標探知装置の構成を備え、探知信号として電波信号を用いている。

この構成では、物標探知装置の実例として、電波の探知信号を用いることで、レーダ装置を実現している。

この発明によれば、シークラッタを効果的に抑圧することができる。

本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置１の構成を示すブロック図である。 レーダ装置１の第１アンテナ１０１、第２アンテナ１０２の設置態様および駆動態様を示す図である。 レーダ装置１の探知周期調整部４０の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る平均値の算出概念を示す図である。 角度差φの適応概念を示す図である。 レーダ装置１を用いた場合のシークラッタ抑圧効果が適応される状態を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る角度差φの設定処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係るレーダ装置の探知周期調整部４０Ａの構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る平均値の算出概念を示す図である。 アンテナが一つのレーダ装置１Ｂの構成を示すブロック図である。 回転周期Ｔｓの設定処理を示すフローチャートである。

本発明の第１の実施形態に係る物標探知装置について、図を参照して説明する。なお、本実施形態では、物標探知装置として、電波の探知信号を送信し、その反射信号を受信することで物標探知を行うレーダ装置を例に説明する。しかしながら、電波以外であっても、所定の探知周期で注目位置に探知信号を送信し、その反射信号によって物標を探知する他の物標探知装置にも、本実施形態の構成および処理を適用することができる。

図１は本実施形態に係るレーダ装置１の構成を示すブロック図である。図２は第１アンテナ１０１、第２アンテナ１０２の設置態様および駆動態様を示す図である。

レーダ装置１は、第１アンテナ１０１、第２アンテナ１０２、第１受信部１１、第２受信部１２、探知データ生成部２０、画像メモリ３０、探知周期調整部４０、第１アンテナ駆動部５１、第２アンテナ駆動部５２を備える。

第１アンテナ１０１には、図示しない送信信号生成部から第１探知パルス信号が与えられている。第２アンテナ１０２には、図示しない送信信号生成部から第２探知パルス信号が与えられている。例えば、第１探知パルス信号と第２探知パルス信号とは、同じパルス長、同じパルス高に設定されており、パルス送信周期Ｔ_Ｐも同じに設定されている。ただし、これらのパラメータは異なっていてもよい。第１探知パルス信号と第２探知パルス信号が本発明の「探知信号」に相当する。

第１アンテナ１０１は、長尺な矩形状の筐体を有する。筐体の一側面は送受波面１１１となっている。第１アンテナ１０１の指向軸Ｂｃ１は、送受波面１１１に直交する方向である。

第１アンテナ１０１は、送受波面１１１の略中心位置から指向軸Ｂｃ１に沿った方向を中心として所定空間的な広がりを有する指向性によって、第１探知パルス信号を送信する。第１アンテナ１０１は、指向軸ＢＣ１が第１アンテナ１０１の全周の全ての方位を順次向くように回転している。第１アンテナ１０１は第１アンテナ駆動部５１によって、所定の回転速度Ｖ_ＡＮＴ１で回転制御されている。第１アンテナ１０１は、回転しながら、回転速度Ｖ_ＡＮＴ１に基づく探知周期Ｔ_ＡＮＴ１よりも短いパルス送信周期Ｔ_Ｐで第１探知パルス信号を送信する。

第１アンテナ１０１は、第１探知パルス信号が物標やクラッタ等に反射して得られる反射信号を受信する。

第２アンテナ１０２は、第１アンテナ１０１と同様に長尺な矩形状の筐体を有する。筐体の一側面は送受波面１２１となっている。第２アンテナ１０２の指向軸Ｂｃ２は、送受波面１２１に直交する方向である。

第２アンテナ１０２は、送受波面１２１の略中心位置から指向軸Ｂｃ２に沿った方向を中心として所定空間的な広がりを有する指向性によって、第２探知パルス信号を送信する。第２アンテナ１０２は、指向軸ＢＣ２が第２アンテナ１０２の全周の全ての方位を順次向くように回転している。第２アンテナ１０２は第２アンテナ駆動部５２によって、所定の回転速度Ｖ_ＡＮＴ２で回転制御されている。第２アンテナ１０２の回転速度Ｖ_ＡＮＴ２は、後述する送信タイミング差の調整時以外は、基本的には第１アンテナ１０１の回転速度Ｖ_ＡＮＴ１と同じである。第２アンテナ１０２は、回転しながら、回転速度Ｖ_ＡＮＴ２に基づく探知周期Ｔ_ＡＮＴ２よりも短いパルス送信周期Ｔ_Ｐで第２探知パルス信号を送信する。

第２アンテナ１０２は、第２探知パルス信号が物標やクラッタ等に反射して得られる反射信号を受信する。

第１アンテナ１０１と第２アンテナ１０２は、回転軸が略一致するように配置されている。例えば、図２に示すように、第１アンテナ１０１と第２アンテナ１０２は、垂直な方向に並んで配置されている。

第１アンテナ１０１と第２アンテナ１０２は、第１アンテナ１０１の指向軸Ｂｃ１と第２アンテナ１０２の指向軸Ｂｃ２とが、水平面上に投影して角度差φ［°］を形成するように配置されている。

このような構成により、第１アンテナ１０１による第１探知信号が注目方位に送信されるタイミングから角度差φ［°］の時間間隔をおいて、第２アンテナ１０２による第２探知信号が注目方位に送信される。そして、第２アンテナ１０２による第２探知信号が注目方位に送信されるタイミングから角度差３６０−φ［°］の時間間隔をおいて、第１アンテナ１０１による第１探知信号が注目方位に送信される。したがって、一つのアンテナ（例えば第１アンテナ１０１のみ、もしくは第２アンテナ１０２のみ）による送信周期よりも短い周期で、注目方位へ探知信号を送信することができる。これにより、スキャン相関処理の間隔を短くできる。言い換えれば、単位時間当たりのスキャン相関処理回数を増加することができる。

また、具体的な角度差φの調整方法は後述するが、当該角度差φを調整することで、注目方位への探知信号の送信間隔を調整することが可能になる。

第１受信部１１は、第１アンテナ１０１から出力された受信信号を増幅し、所定のデジタルサンプリング間隔で離散化することで、エコーデータを生成する。この際、第１受信部１１は、１回の探知パルス信号の送信による受信信号毎に、エコーデータをまとめ、スイープデータとして出力する。すなわち、スイープデータは、１回の探知パルス信号の送信によって得られる距離方向（時間軸上）に並ぶ複数のエコーデータからなる。第１受信部１１は、スイープデータを探知データ生成部２０へ出力する。

第２受信部１２は、第２アンテナ１０２から出力された受信信号を増幅し、所定のデジタルサンプリング間隔で離散化することで、エコーデータを生成する。この際、第２受信部１２は、１回の探知パルス信号の送信による受信信号毎に、エコーデータをまとめ、スイープデータとして出力する。第２受信部１２は、スイープデータを探知データ生成部２０へ出力する。

探知データ生成部２０は、第１受信部１１および第２受信部１２から順次入力されるスイープデータのエコーデータと、画像メモリ３０に記憶された前回のスキャン相関処理で得られた探知データとを用いてスキャン相関処理を実行し、今回の探知データを生成する。

スキャン相関処理とは、次のような処理を示す。Ｘ［ｎ］は、今回のスイープデータにおける注目位置のエコーデータ値である。Ｙ［ｎ−１］は、前回のスキャン相関処理で得られた注目位置の探知データ値である。Ｙ［ｎ］は、今回のスキャン相関処理で算出する注目位置の探知データ値である。α，βは、重み付け係数であり、例えば、０＜α＜１、β＝１−αで設定される。α，βの値は、スキャン相関処理の効かせ方に応じて適宜設定することができる。

Ｙ［ｎ］＝α・Ｘ［ｎ］＋β・Ｙ［ｎ−１］ −（式１）
このような処理を行った場合、本実施形態の構成では、或スキャン（アンテナ一回転）での第１アンテナ１０１による取得タイミングｎでのエコーデータ（スイープデータ）Ｘ［ｎ］で用いられる前回のスキャン相関処理された探知データ値Ｙ［ｎ−１］は、直前のスキャンでの第２アンテナ１０２によるエコーデータ（スイープデータ）Ｘ［ｎ−１］を用いたスキャン相関処理結果である。そして、当該スキャンでの第２アンテナ１０２による取得タイミングｎ＋１でのエコーデータ（スイープデータ）Ｘ［ｎ＋１］で用いられる前回のスキャン相関処理された探知データ値Ｙ［ｎ］は、このスキャンでの角度差φによる時間だけ前の第１アンテナ１０１によるエコーデータ（スイープデータ）Ｘ［ｎ］を用いたスキャン相関処理結果から得られている。

このように、本実施形態の探知データ生成部２０では、交互に入力される第１アンテナ１０１によるエコーデータと第２アンテナ１０２によるエコーデータに対して、順次スキャン相関処理が実行される。

探知データ生成部２０は、スキャン相関処理後の探知データを画像メモリ３０へ出力する。

画像メモリ３０は、全方位で且つ予め設定した距離範囲の探知データを記憶可能なメモリである。画像メモリ３０は、スキャン相関処理後の探知データを、当該探知データの画素位置に応じたアドレスに記憶する。画像メモリ３０は、アドレス毎に所定のビット数のデータを記憶する構造からなり、各探知データのデータレベル（エコー信号の振幅強度に相当する。）であるデータ値を記憶する。

画像メモリ３０に記憶された探知データは、表示器２からの読み出し制御によって、表示器２へ読み出される。表示器２は、読み出した探知データのデータ値から階調、色等を設定し、探知画像を表示する。

探知周期調整部４０は、画像メモリ３０から探知データを読み出して、第１アンテナ１０１と第２アンテナ１０２の送信タイミング差に対応する角度差φを調整する。探知周期調整部４０は、調整した角度差φに応じた回転速度調整信号を、第１アンテナ駆動部５１、第２アンテナ駆動部５２へ出力する。

第１アンテナ駆動部５１および第２アンテナ駆動部５２は、回転速度調整信号に基づいて、回転速度Ｖ_ＡＮＴ１，Ｖ_ＡＮＴ２を調整する。これにより、第１アンテナ１０１の指向軸Ｂｃ１と第２アンテナ１０２の指向軸Ｂｃ２との角度差φが調整される。

図３は、探知周期調整部４０の構成を示すブロック図である。探知周期調整部４０は、平均値算出部４１、角度差算出部４２を備える。平均値算出部４１は、注目位置ＰＡの存在する注目方位ＡＡを含む所定範囲内の探知データのデータ値の平均値を算出する。図４は、平均値の算出概念を示す図である。

自船９００にレーダ装置１が搭載されており、水平面に第１アンテナ１０１、第２アンテナ１０２が回転しながら、第１探知パルス信号および第２探知パルス信号を送信している。ここで、自船９００を中心にして、半径ｒの円内の領域ＤｏｍＡを設定する。更に、全周に亘る領域ＤｏｍＡに対して、注目位置ＰＡの存在する注目方位ＡＡを含む所定の方位角範囲の領域ＤｏｍＲｄを設定する。なお、この領域ＤｏｍＲｄの設定は一例であり、適宜設定可能である。場合によっては、全周に亘る領域ＤｏｍＡを平均値の算出対象としてもよい。

平均値算出部４１は、領域ＤｏｍＲｄ内に該当する探知データのデータ値の平均値Ｍを算出する。平均値算出部４１は、この平均値Ｍの算出処理を、所定のタイミング間隔で実行する。例えば、平均値算出部４１は、一方のアンテナが領域ＤｏｍＲｄに関連する所定の方位を横切ったタイミング毎に、平均値Ｍの算出処理を行う。また、例えば、領域ＤｏｍＲｄに対応する全ての画像メモリが更新されたタイミング毎に、平均値Ｍの算出処理を行う。

角度差算出部４２は、平均値算出部４１から今回の平均値が入力されると、前回の平均値算出タイミングで得られた前回の平均値と比較し、角度差φを調整する。

具体的には、例えば、角度差算出部４２は、今回の平均値Ｍ（ｎ）と前回の平均値Ｍ（ｎ−１）とを用いて、次の処理により角度差φを設定する。なお、この処理例は一例であり、今回の平均値Ｍ（ｎ）と前回の平均値Ｍ（ｎ−１）とを用いて、平均値Ｍが小さくなるように角度差φを設定する他の方法を用いることもできる。

角度差算出部４２は、今回の平均値Ｍ（ｎ）が前回の平均値Ｍ（ｎ−１）よりも小さければ、角度補正値Δφを２Δφに設定する。そして、角度差算出部４２は、前回［ｎ−１］で設定した角度差φ（ｎ−１）に角度差Δφ（＝２Δφ）を加算して、今回の角度差φ（ｎ）に設定する。この際、角度差算出部４２は、前回の角度差φ（ｎ−１）を暫定角度差φ_ＴＭＰとして記憶しておく。

角度差算出部４２は、今回の平均値Ｍ（ｎ）が前回の平均値Ｍ（ｎ−１）以上であれば、角度補正値Δφを（１／２）Δφに設定する。そして、角度差算出部４２は、前回［ｎ−１］記憶していた暫定角度差φ_ＴＭＰに角度差Δφ（＝（１／２）Δφ）を加算して、今回の角度差φ（ｎ）に設定する。

すなわち、角度差算出部４２は、次の式を満たす処理を実行する。

ｉｆ Ｍ（ｎ）＜Ｍ（ｎ−１）
Δφ＝２Δφ
φ（ｎ）＝φ（ｎ−１）＋Δφ
φ_ＴＭＰ＝φ（ｎ−１）
ｅｌｓｅ
Δφ＝（１／２）Δφ
φ（ｎ）＝φ_ＴＭＰ＋Δφ
このような処理を行うことで、スキャン相関処理の効果が向上するように、すなわちシークラッタの抑圧効果が向上するように、角度差φが設定される。図５は、角度差φの適応概念を示す図である。図５の縦軸はスキャン相関処理の効果指数を表すものであり、例えば、平均値の逆数等で設定される。図５の横軸は角度差であり、最もスキャン相関処理の効果指数が最大となる角度差（最大効果角度差）をφ_ｍａｘとし、初期の角度差をφ_ｉｎｉとしている。なお、図５では、初期の角度差φ_ｉｎｉが広すぎる場合を例に示しているが、初期の角度差φ_ｉｎｉが狭すぎる場合にも同様に角度差φを適応させることができる。

上述の処理を行った場合で、今回の平均値Ｍ（ｎ）が前回の平均値Ｍ（ｎ−１）よりも小さい場合には、今回の角度差φ（ｎ）の方が前回の角度差φ（ｎ−１）よりも効果指数が高くなっていることを意味する。すなわち、シークラッタのエコーがより効果的に抑圧されたことを示している。したがって、角度差φはさらに最大効果角度差φ_ｍａｘに近づくように、大きく補正される。

一方、今回の平均値Ｍ（ｎ）が前回の平均値Ｍ（ｎ−１）以上場合には、今回の角度差φ（ｎ）の方が前回の角度差φ（ｎ−１）よりも効果指数が低くなる、もしくは変化しないことを意味する。すなわち、シークラッタのエコーが効果的に抑圧されなくなっていることを示している。したがって、角度差φを大きく補正すると、最大効果角度差φ_ｍａｘからさらに離れてしまい、さらにシークラッタのエコーの抑圧効果が低下してしまう。したがって、前回の角度差である暫定角度差φ_ＴＭＰに対して小さな角度差の補正を行うことで、効果指数が低下することを防止できる。

このように本実施形態の角度差φの設定方法を用いることで、シークラッタ抑圧効果が最大となる最大効果角度差φ_ｍａｘへ、第１アンテナ１０１と第２アンテナ１０２との角度差φを設定することができる。

これにより、シークラッタの挙動に影響されることなく、シークラッタのエコーを効果的に抑圧することができる。

図６は、本実施形態のレーダ装置１を用いた場合のシークラッタ抑圧効果が適応される状態を示す図である。図６の横軸は距離方向位置を示し、図６の縦軸は探知データのデータ値を示す。

図６の細実線の特性ＥＣ（φ_ｉｎｉ）に示すように、初期の角度差φ_ｉｎｉにおいて、海面反射（シークラッタ）エコーが効果的に抑圧されていないと、全体の探知データのデータ値が高くなり平均値も高い。この場合、海面反射領域内に存在する小物標（船舶）のエコーが、海面反射エコーに埋もれてしまい殆ど検出できない。

角度差φの適応が進み、角度差φ_ａｄ１では、図６の点線の特性ＥＣ（φ_ａｄ１）に示すように、初期の角度差φ_ｉｎｉの時よりも海面反射エコーが抑圧されている。この際、スキャン相関処理の効果により、小物標（船舶）のエコーは殆ど抑圧されない。

さらに、角度差φの適応が進み、角度差φ_ａｄ２では、図６の波線の特性ＥＣ（φ_ａｄ２）に示すように、初期の角度差φ_ｉｎｉおよび角度差φ_ａｄ１の時よりも海面反射エコーが抑圧されている。この際にも、スキャン相関処理の効果により、小物標（船舶）のエコーは殆ど抑圧されない。

そして、角度差φが最大効果角度差φ_ｍａｘになると、図６の太実線の特性ＥＣ（φ_ｍａｘ）に示すように、海面反射エコーが大幅に抑圧される。この際、スキャン相関処理の効果により、小物標（船舶）のエコーは殆ど抑圧されない。

なお、角度差φが最大効果角度差φ_ｍａｘに常時適応し続ければ、シークラッタの抑圧効果を最大に保ち続けることができる。しかしながら、状況に応じてシークラッタの挙動は常時変化する。このため、角度差φの適応速度がシークラッタの挙動の変化速度に追随できない場合も考えられる。

しかしながら、図６に示すように、角度差φの適応が或程度進めば、すなわち角度差φが最大効果角度差φ_ｍａｘに或程度近づいていれば、シークラッタを抑圧し、シークラッタ内の小物標を検出できるので、シークラッタの挙動が常時変化していても、本実施形態の構成および処理を用いれば、実用上十分なクラッタ抑圧効果を得ることができる。

なお、上述の説明に示した角度差φの設定処理は、コンピュータ等の情報処理装置を用いてプログラム化しておき、当該プログラムを情報処理装置で実行することによって、実現してもよい。図７は本発明の実施形態に係る角度差φの設定処理を示すフローチャートである。

まず、第１アンテナ１０１からの第１探知パルス信号によるエコーデータと、第２アンテナ１０２からの第２探知パルス信号によるエコーデータとを取得する（Ｓ１０１）。次に、取得したエコーデータから上述のようにスキャン相関処理を行い、探知データを生成する（Ｓ１０２）。次に、予め設定した方位角範囲の領域ＤｏｍＲｄに含まれる探知データのデータ値の平均値Ｍを算出する（Ｓ１０３）。

次に、今回［ｎ］の平均値Ｍ（ｎ）と前回［ｎ−１］の平均値Ｍ（ｎ−１）とを比較して、角度差φを設定する。より具体的には、今回［ｎ］の平均値Ｍ（ｎ）が前回［ｎ−１］の平均値Ｍ（ｎ−１）よりも小さくなるように、角度差φを調整する（Ｓ１０４）。

この処理により、角度差φは最大効果角度差φ_ｍａｘとなるように適応し、シークラッタのエコーを効果的に抑圧することができる。

次に、第２の実施形態に係るレーダ装置について、図を参照して説明する。本実施形態のレーダ装置は、第１の実施形態に示したレーダ装置１に対して、探知周期調整部４０Ａの構成および処理が異なるものである。他の構成は同じである。したがって、異なる箇所のみを説明する。図８は、本発明の第２の実施形態に係るレーダ装置の探知周期調整部４０Ａの構成を示すブロック図である。

探知周期調整部４０は、物標検出部４３、平均値算出部４１Ａ、角度差算出部４２を備える。

物標検出部４３は、探知データのデータ値に基づいて物標の存在する領域を検出する。例えば、物標検出部４３は、探知データのデータ値に対して物標検出用の閾値を設定し、当該閾値を超えるデータ値を有する探知データを物標エコーによる探知データと判断する。物標検出部４３は、物標エコーによる探知データの位置を含む周辺領域ＤｏｍＴｒを設定し、平均値算出部４１Ａへ出力する。

平均値算出部４１Ａは、注目位置ＰＡの存在する注目方位ＡＡを含む所定範囲内の探知データのデータ値の平均値Ｍを算出する。この際、平均値算出部４１Ａは、物標検出部４３で指定された物標の周辺領域ＤｏｍＴｒの探知データを除外して平均値Ｍを算出する。図９は、第２の実施形態に係る平均値の算出概念を示す図である。

自船９００にレーダ装置が搭載されており、水平面に第１アンテナ１０１、第２アンテナ１０２が回転しながら、第１探知パルス信号および第２探知パルス信号を送信している。ここで、自船９００を中心にして、半径ｒの円内の領域ＤｏｍＡを設定する。更に、全周に亘る領域ＤｏｍＡに対して、注目位置ＰＡの存在する注目方位ＡＡを含む所定の方位角範囲の領域ＤｏｍＲｄを設定する。なお、この領域ＤｏｍＲｄの設定は一例であり、適宜設定可能である。場合によっては、全周に亘る領域ＤｏｍＡを平均値の算出対象としてもよい。

平均値算出部４１Ａは、領域ＤｏｍＲｄ内における物標の周辺領域ＤｏｍＴｒを除く領域に該当する探知データのデータ値の平均値Ｍを算出する。平均値算出部４１Ａは、この平均値Ｍの算出処理を、所定のタイミング間隔で実行する。例えば、平均値算出部４１は、一方のアンテナが領域ＤｏｍＲｄに関連する所定の方位を横切ったタイミング毎に、平均値Ｍの算出処理を行う。また、例えば、領域ＤｏｍＲｄに対応する全ての画像メモリが更新されたタイミング毎に、平均値Ｍの算出処理を行う。

角度差算出部４２は、平均値算出部４１Ａから出力された平均値Ｍに基づいて、第１の実施形態と同様に、角度差φを設定する。

本実施形態の構成および処理を用いれば、角度差φの算出に利用する平均値における物標エコーのデータ値の影響を無くすことができる。これにより、クラッタエコーによる探知データのデータ値の平均値をより正確に算出することができ、クラッタの抑圧効果を、より正確に判断することができる。

なお、上述の説明では、アンテナを機械的に駆動して、探知パルス信号の送信方位を変化させる構造を示したが、ビーム制御により送信方位を変化させる構造を用いてもよい。この場合、角度差を用いるのではなく、注目方位もしくは注目位置への探知パルス信号の送信タイミング差を直接調整すればよい。

また、上述の説明では、２つのアンテナを用いる場合を示したが、３つ以上のアンテナを用いる場合にも、上述の構成および処理を適用することができる。

また、上述の説明では、複数のアンテナを用いるため、アンテナ間の角度差を調整する例を示したが、アンテナが１つの場合では当該アンテナの回転速度（回転周期Ｔｓ）を調整することで、同様の作用効果を得ることができる。

図１０は、アンテナが一つのレーダ装置１Ｂの構成を示すブロック図である。

レーダ装置１Ｂは、アンテナ１０１、受信部１１、探知データ生成部２０Ｂ、画像メモリ３０、探知周期調整部４０Ｂ、および、アンテナ駆動部５１を備える。

アンテナ１０１Ｂおよび受信部１１Ｂの構成及び処理は、上述の実施形態に示した第１アンテナ１０１および第１受信部１１と同じである。画像メモリ３０も、上述の実施形態に示した画像メモリ３０と同じである。

探知データ生成部２０Ｂは、受信部１１から順次入力されるスイープデータのエコーデータと、画像メモリ３０に記憶された前回のスキャン相関処理で得られた探知データとを用いてスキャン相関処理を実行し、今回の探知データを生成する。

探知周期調整部４０Ｂは、画像メモリ３０から探知データを読み出して、アンテナ１０１Ｂの回転周期Ｔｓを調整する。探知周期調整部４０Ｂは、調整した回転周期Ｔｓに応じた回転速度調整信号を、アンテナ駆動部５１Ｂへ出力する。

アンテナ駆動部５１Ｂは、回転速度調整信号に基づいて、回転速度Ｖ_ＡＮＴを調整する。これにより、スキャン相関処理の周期が調整される。

なお、このような回転周期Ｔｓの設定処理は、上述の実施形態と同様に、コンピュータ等の情報処理装置を用いてプログラム化しておき、当該プログラムを情報処理装置で実行することによって、実現してもよい。図１１は、回転周期Ｔｓの設定処理を示すフローチャートである。

まず、アンテナ１０１Ｂからの探知パルス信号によるエコーデータを取得する（Ｓ２０１）。次に、取得したエコーデータから上述のようにスキャン相関処理を行い、探知データを生成する（Ｓ２０２）。次に、予め設定した方位角範囲の領域ＤｏｍＲｄに含まれる探知データのデータ値の平均値Ｍを算出する（Ｓ２０３）。

次に、今回［ｎ］の平均値Ｍ（ｎ）と前回［ｎ−１］の平均値Ｍ（ｎ−１）とを比較して、回転周期Ｔｓを設定する。より具体的には、今回［ｎ］の平均値Ｍ（ｎ）が前回［ｎ−１］の平均値Ｍ（ｎ−１）よりも小さくなるように、回転周期Ｔｓを調整する（Ｓ２０４）。

この処理により、回転周期Ｔｓは、スキャン相関処理の効果が最大となる回転周期に適応し、シークラッタのエコーを効果的に抑圧することができる。

１，１Ｂ：レーダ装置、
２：表示器、
１１：第１受信部、
１１Ｂ：受信部、
１２：第２受信部、
２０，２０Ｂ：探知データ生成部、
３０：画像メモリ、
４０，４０Ａ，４０Ｂ：探知周期調整部、
４１，４１Ａ：平均値算出部、
４２：角度差算出部、
４３：物標検出部、
５１：第１アンテナ駆動部、
５１Ｂ：アンテナ駆動部、
５２：第２アンテナ駆動部、
１０１：第１アンテナ、
１０１Ｂ：アンテナ、
１０２：第２アンテナ、
１１１，１２１：送受波面

Claims (19)

1. 注目方向に対して所定の探知周期で探知信号を送信し、その反射信号を受信するアンテナ部と、
   前記アンテナ部が受信した受信信号をサンプリングした受信データを出力する受信部と、
   現在の受信データと過去の受信データとの相関を取った相関処理済みデータを探知データとして出力する探知データ生成部と、
   前記探知データに基づいて前記探知周期を調整する探知周期調整部と、
   を備えることを特徴とする物標探知装置。
2. 請求項１に記載の物標探知装置であって、
   前記探知周期調整部は、
   第１の探知周期で前記探知信号を送信して得られる第１探知データと、前記第１の探知周期とは異なる第２の探知周期で前記探知信号を送信して得られる第２探知データとの比較に基づいて、前記探知周期を調整する、物標探知装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の物標探知装置であって、
   前記アンテナ部は、
   前記探知信号を送信する指向軸を所定の回転周期で回転させながら前記探知信号を送信する１つの回転式アンテナを備え、
   前記探知周期調整部は、前記１つの回転式アンテナの前記回転周期を調整することで前記探知周期を調整する、物標探知装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の物標探知装置であって、
   前記アンテナ部は、
   前記探知信号を送信する指向軸を同一の回転周期で回転させながら前記探知信号を送信する回転式の第１アンテナおよび第２アンテナを備え、
   前記探知データ生成部は、
   前記第１アンテナによる受信データと、前記第２アンテナによる受信データから前記探知データを生成し、
   前記探知周期調整部は、前記探知データに基づいて、前記第１アンテナの指向軸と前記第２アンテナの指向軸との角度差を調整することで前記探知周期を調整する、物標探知装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の物標探知装置であって、
   前記探知周期調整部は、
   前記注目位置を含む所定範囲の探知データの平均値を、前記第１の探知周期と前記第２の探知周期でそれぞれ算出し、前記第１の探知周期の平均値と前記第２の探知周期の平均値との差により前記探知周期を調整する、物標探知装置。
6. 請求項５に記載の物標探知装置であって、
   前記探知周期調整部は、
   前記探知データのデータ値から物標を検出し、
   該物標が前記所定範囲の内にある場合に、当該物標を含む所定の大きさの物標範囲を除く前記所定範囲の探知データの値から前記探知周期を調整する、物標探知装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の物標探知装置の構成を備え、
   前記探知信号として電波信号を用いるレーダ装置。
8. 注目方向に対して所定の探知周期で探知信号を送信し、その反射信号を受信し、受信した受信信号をサンプリングした受信データを出力する送受信工程と、
   現在の受信データと過去の受信データとの相関を取った相関処理済みデータを探知データとして出力する探知データ生成工程と、
   前記探知データに基づいて前記探知周期を調整する探知周期調整工程と、
   を有することを特徴とする物標探知方法。
9. 請求項８に記載の物標探知方法であって、
   前記探知周期調整工程は、
   第１の探知周期で前記探知信号を送信して得られる第１探知データと、前記第１の探知周期とは異なる第２の探知周期で前記探知信号を送信して得られる第２探知データとの比較に基づいて、前記探知周期を調整する、物標探知方法。
10. 請求項８または請求項９に記載の物標探知方法であって、
    前記送受信工程では、
    前記探知信号を送信する指向軸が所定の回転周期で回転するように前記探知信号を１つの回転式アンテナから送信し、
    前記探知周期調整工程では、前記１つの回転式アンテナの前記回転周期を調整することで前記探知周期を調整する、物標探知方法。
11. 請求項８または請求項９に記載の物標探知方法であって、
    前記送受信工程では、
    前記探知信号を送信する指向軸が同一の回転周期で回転するように前記探知信号を回転式の第１アンテナおよび第２アンテナから送信し、
    前記探知データ生成工程では、
    前記第１アンテナによる受信データと、前記第２アンテナによる受信データから前記探知データを生成し、
    前記探知周期調整工程では、
    前記探知データに基づいて、前記第１アンテナの指向軸と前記第２アンテナの指向軸との角度差を調整することで前記探知周期を調整する、物標探知方法。
12. 請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載の物標探知方法であって、
    前記探知周期調整工程では、
    前記注目位置を含む所定範囲の探知データの平均値を、前記第１の探知周期と前記第２の探知周期でそれぞれ算出し、前記第１の探知周期の平均値と前記第２の探知周期の平均値との差により前記探知周期を調整する、物標探知方法。
13. 請求項１２に記載の物標探知方法であって、
    前記探知周期調整工程では、
    前記探知データのデータ値から物標を検出し、
    該物標が前記所定範囲の内にある場合に、当該物標を含む所定の大きさの物標範囲を除く前記所定範囲の探知データの値から前記探知周期を調整する、物標探知方法。
14. 注目方向に対して所定の探知周期で探知信号を送信し、その反射信号を受信し、受信した受信信号をサンプリングした受信データを出力する送受信処理と、
    現在の受信データと過去の受信データとの相関を取った相関処理済みデータを探知データとして出力する探知データ生成処理と、
    前記探知データに基づいて前記探知周期を調整する探知周期調整処理と、
    をコンピュータに実行させるための物標探知プログラム。
15. 請求項１４に記載の物標探知プログラムであって、
    前記コンピュータは、
    前記探知周期調整処理で、
    第１の探知周期で前記探知信号を送信して得られる第１探知データと、前記第１の探知周期とは異なる第２の探知周期で前記探知信号を送信して得られる第２探知データとの比較に基づいて、前記探知周期を調整する、物標探知プログラム。
16. 請求項１４または請求項１５に記載の物標探知プログラムであって、
    前記コンピュータは、
    前記送受信処理で、
    前記探知信号を送信する指向軸が所定の回転周期で回転するように前記探知信号を１つの回転式アンテナから送信させ、
    前記探知周期調整処理で、前記１つの回転式アンテナの前記回転周期を調整することで前記探知周期を調整する、物標探知プログラム。
17. 請求項１４または請求項１５に記載の物標探知プログラムであって、
    前記コンピュータは、
    前記送受信処理で、
    前記探知信号を送信する指向軸が同一の回転周期で回転するように前記探知信号を回転式の第１アンテナおよび第２アンテナから送信させ、
    前記探知データ生成処理で、
    前記第１アンテナによる受信データと、前記第２アンテナによる受信データから前記探知データを生成し、
    前記探知周期調整処理で、
    前記探知データに基づいて、前記第１アンテナの指向軸と前記第２アンテナの指向軸との角度差を調整することで前記探知周期を調整する、物標探知プログラム。
18. 請求項１４乃至請求項１７のいずれかに記載の物標探知プログラムであって、
    前記コンピュータは、
    前記探知周期調整処理で、
    前記注目位置を含む所定範囲の探知データの平均値を、前記第１の探知周期と前記第２の探知周期でそれぞれ算出し、前記第１の探知周期の平均値と前記第２の探知周期の平均値との差により前記探知周期を調整する、物標探知プログラム。
19. 請求項１８に記載の物標探知プログラムであって、
    前記コンピュータは、
    前記探知周期調整処理で、
    前記探知データのデータ値から物標を検出し、
    該物標が前記所定範囲の内にある場合に、当該物標を含む所定の大きさの物標範囲を除く前記所定範囲の探知データの値から前記探知周期を調整する、物標探知プログラム。

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