JP2014235085A - クラッタ抑圧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドップラの広範囲に亘って広がりを有するクラッタが存在している場合でも、数多くの補助アンテナを実装することなく、クラッタを抑圧することができるようにする。
【解決手段】主アンテナ１の受信信号Ｓ_m（ｔ）から生成されたパルスヒットデータＰＨ_mに対してドップラ処理を施すことでレンジドップラマップＲＤＭ_mを生成するとともに、補助アンテナ２−１〜２−Ｎの受信信号Ｓ_s-1（ｔ）〜Ｓ_s-N（ｔ）から生成されたパルスヒットデータＰＨ_s-n〜ＰＨ_s-Nに対してドップラ処理を施すことでレンジドップラマップＲＤＭ_s-1〜ＲＤＭ_s-Nを生成するレンジドップラマップ生成部４を設ける。
【選択図】図１

Description

この発明は、一定周期で放射されたパルスの反射信号を受信して、目標までの距離と目標の速度を測定するレーダ装置に搭載されるクラッタ抑圧装置に関するものである。

従来のレーダ装置では、目標に反射されたパルス信号の他に、クラッタに反射されたパルス信号を受信してしまう問題に対処する技術として、ＭＴＩ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｔａｒｇｅｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）や、補助アンテナの受信信号や遅延信号を利用するＡＳＬＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｓｉｄｅ Ｌｏｂｅ Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ）などの不要波抑圧技術（ドップラ抑圧処理）がある。
しかし、航空機などに搭載されるレーダ装置では、ドップラが異なるクラッタに反射されたパルス信号を全方位から受信するため、ＭＴＩによるドップラ抑圧処理を実施することができない。また、ＡＳＬＣによるドップラ抑圧処理では、数多くの補助アンテナを実装する必要がある。

これに対して、レンジビンと呼ばれる標本化の単位で分割された受信信号に対して、ドップラ抑圧処理を実施するクラッタ抑圧装置が以下の特許文献１に開示されている。
このクラッタ抑圧装置は、レンジビンがレーダ装置から目標までの距離の情報を持っていることに着目して、目標とクラッタを距離で分離することで、受信信号に含まれているクラッタの点数を減らすようにしている。これにより、必要となる補助アンテナの本数を減らすことができる。

特開昭６２−２３１１８３号公報（図１）

従来のクラッタ抑圧装置は以上のように構成されているので、受信信号に含まれているクラッタの点数を減らすことができるが、ドップラの広範囲に亘って広がりを有するクラッタが存在している場合、目標とクラッタを距離で分離するだけでは、レンジビン内に含まれるクラッタの点数を減らすことができず、数多くの補助アンテナを実装する必要がある課題があった。

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、ドップラの広範囲に亘って広がりを有するクラッタが存在している場合でも、数多くの補助アンテナを実装することなく、クラッタを抑圧することができるクラッタ抑圧装置を得ることを目的とする。

この発明に係るクラッタ抑圧装置は、目標に反射されたパルス信号及びクラッタに反射されたパルス信号を受信する主アンテナと、クラッタに反射されたパルス信号を受信する補助アンテナと、主アンテナの受信信号から各々のレンジビンがパルス繰り返し周期の間隔で並べられている第１のパルスヒットデータを生成するとともに、補助アンテナの受信信号から各々のレンジビンがパルス繰り返し周期の間隔で並べられている第２のパルスヒットデータを生成するパルスヒットデータ生成手段と、パルスヒットデータ生成手段により生成された第１のパルスヒットデータに対してドップラ処理を施すことで第１のレンジドップラマップを生成するとともに、パルスヒットデータ生成手段により生成された第２のパルスヒットデータに対してドップラ処理を施すことで第２のレンジドップラマップを生成するレンジドップラマップ生成手段とを設け、クラッタ抑圧手段が、レンジドップラマップ生成手段により生成された第２のレンジドップラマップを用いて、レンジドップラマップ生成手段により生成された第１のレンジドップラマップに対するクラッタの抑圧処理を標本化単位に実施するようにしたものである。

この発明によれば、主アンテナの受信信号から生成された第１のパルスヒットデータに対してドップラ処理を施すことで第１のレンジドップラマップを生成するとともに、補助アンテナの受信信号から生成された第２のパルスヒットデータに対してドップラ処理を施すことで第２のレンジドップラマップを生成するレンジドップラマップ生成手段を設け、クラッタ抑圧手段が、レンジドップラマップ生成手段により生成された第２のレンジドップラマップを用いて、レンジドップラマップ生成手段により生成された第１のレンジドップラマップに対するクラッタの抑圧処理を標本化単位に実施するように構成したので、ドップラの広範囲に亘って広がりを有するクラッタが存在している場合でも、数多くの補助アンテナを実装することなく、クラッタを抑圧することができる効果がある。

この発明の実施の形態１によるクラッタ抑圧装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１によるクラッタ抑圧装置のパルスヒットデータ生成部３を示す構成図である。 パルスヒットデータ生成部３における分割パルスヒットデータ生成部１２の内部を示す構成図である。 この発明の実施の形態１によるクラッタ抑圧装置のレンジドップラマップ生成部４を示す構成図である。 この発明の実施の形態１によるクラッタ抑圧装置の抑圧処理部５を示す構成図である。 パルスヒットデータ生成部３の処理内容を示す説明図である。 分割諸元決定部１３の処理イメージを示す説明図である。 パルスヒットデータ生成部３の処理内容を示す説明図である。 抑圧後出力信号処理部６の処理概要を示す説明図である。 この発明の実施の形態２によるクラッタ抑圧装置の抑圧処理部５を示す構成図である。 抑圧処理部５における遅延部３３の内部を示す構成図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるクラッタ抑圧装置を示す構成図である。
図１において、主アンテナ１は目標に反射されたパルス信号及びクラッタに反射されたパルス信号を受信する受信アンテナである。
ここでは、パルス信号は、主アンテナ１と異なる別のアンテナ（図示せず）から放射されることを想定しているが、主アンテナ１がパルス信号を放射する送信アンテナを兼ねるようにしてもよい。
また、パルス信号は一定の周期で放射され、そのパルス信号は図示せぬレーダ装置の送信処理部で生成されるものとする。
補助アレーアンテナ２はＮ本の補助アンテナ２−１〜２−Ｎから構成されている。
補助アンテナ２−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）は目標に反射されたパルス信号とクラッタに反射されたパルス信号との比が主アンテナ１と異なっており、概ねクラッタに反射されたパルス信号だけを受信する受信アンテナである。

パルスヒットデータ生成部３は主アンテナ１の受信信号Ｓ_m（ｔ）から各々のレンジビンがパルス繰り返し周期（ＰＲＩ：Ｐｕｌｓｅ Ｒｅｐｕｔａｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）の間隔で並べられているパルスヒットデータＰＨ_m（第１のパルスヒットデータ）を生成するとともに、補助アンテナ２−ｎの受信信号Ｓ_s-n（ｔ）から各々のレンジビンがＰＲＩの間隔で並べられているパルスヒットデータＰＨ_s-n（第２のパルスヒットデータ）を生成する処理を実施する。なお、パルスヒットデータ生成部３はパルスヒットデータ生成手段を構成している。

レンジドップラマップ生成部４はパルスヒットデータ生成部３により生成されたパルスヒットデータＰＨ_mに対してドップラ処理を施すことでレンジドップラマップＲＤＭ_m（第１のパルスヒットデータ）を生成するとともに、パルスヒットデータ生成部３により生成されたパルスヒットデータＰＨ_s-nに対してドップラ処理を施すことでレンジドップラマップＲＤＭ_s-n（第２のパルスヒットデータ）を生成する処理を実施する。なお、レンジドップラマップ生成部４はレンジドップラマップ生成手段を構成している。

抑圧処理部５はレンジドップラマップ生成部４により生成されたレンジドップラマップＲＤＭ_s-nを用いて、レンジドップラマップ生成部４により生成されたレンジドップラマップＲＤＭ_mに対するクラッタの抑圧処理（例えば、ＡＳＬＣなどの抑圧処理）を標本化単位（レンジドップラマップＲＤＭ_mのセル単位）に実施し、クラッタ抑圧処理後のレンジドップラマップＲＤＭを出力する処理を実施する。なお、抑圧処理部５はクラッタ抑圧手段を構成している。
抑圧後出力信号処理部６は抑圧処理部５から出力されたクラッタ抑圧処理後のレンジドップラマップＲＤＭに対して所定の信号処理を実施する。なお、抑圧後出力信号処理部６は抑圧後処理手段を構成している。

図１の例では、主アンテナ１と補助アレーアンテナ２を除くクラッタ抑圧装置の構成要素であるパルスヒットデータ生成部３、レンジドップラマップ生成部４、抑圧処理部５及び抑圧後出力信号処理部６のそれぞれが専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど）で構成されているものを想定しているが、主アンテナ１と補助アレーアンテナ２を除くクラッタ抑圧装置の構成要素がコンピュータで構成されていてもよい。
この場合、パルスヒットデータ生成部３、レンジドップラマップ生成部４、抑圧処理部５及び抑圧後出力信号処理部６の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。

図２はこの発明の実施の形態１によるクラッタ抑圧装置のパルスヒットデータ生成部３を示す構成図である。
図２において、総パルスヒットデータ生成部１１は主アンテナ１の受信信号Ｓ_m（ｔ）から各々のレンジビンがＰＲＩの間隔で並べられているパルスヒットデータＰＨ_m’を生成するとともに、補助アンテナ２−ｎの受信信号Ｓ_s-n（ｔ）から各々のレンジビンがＰＲＩの間隔で並べられているパルスヒットデータＰＨ_s-n’を生成する処理を実施する。
分割パルスヒットデータ生成部１２は総パルスヒットデータ生成部１１により生成されたパルスヒットデータＰＨ_m’をヒット方向に分割して、分割パルスヒットデータＰＨ_mを生成するとともに、総パルスヒットデータ生成部１１により生成されたパルスヒットデータＰＨ_s-n’をヒット方向に分割して、分割パルスヒットデータＰＨ_s-nを生成する処理を実施する。

図３はパルスヒットデータ生成部３における分割パルスヒットデータ生成部１２の内部を示す構成図である。
図３において、分割諸元決定部１３は総パルスヒットデータ生成部１１により生成されたパルスヒットデータＰＨ_m’，ＰＨ_s-n’からレンジドップラマップを算出し、そのレンジドップラマップにおける各ドップラビンの電力の差分を基準にしてドップラ分解能を決定する処理を実施する。
ヒット分割部１４は分割諸元決定部１３により決定されたドップラ分解能に対応するパルスヒット数でパルスヒットデータＰＨ_m’，ＰＨ_s-n’をヒット方向に分割して、分割パルスヒットデータＰＨ_m，ＰＨ_s-nを生成する処理を実施する。

図４はこの発明の実施の形態１によるクラッタ抑圧装置のレンジドップラマップ生成部４を示す構成図である。
図４において、パルス圧縮部２１はパルスヒットデータ生成部３の分割パルスヒットデータ生成部１２により生成された分割パルスヒットデータＰＨ_mをパルス圧縮して、パルス圧縮後の分割パルスヒットデータＰＨ_mをドップラ処理部２２に出力するとともに、分割パルスヒットデータ生成部１２により生成された分割パルスヒットデータＰＨ_s-nをパルス圧縮して、パルス圧縮後の分割パルスヒットデータＰＨ_s-nをドップラ処理部２２に出力する処理を実施する。
ドップラ処理部２２はパルス圧縮後の分割パルスヒットデータＰＨ_mに対してドップラ処理を施すことで分割レンジドップラマップＲＤＭ_mを生成するとともに、パルス圧縮後の分割パルスヒットデータＰＨ_s-nに対してドップラ処理を施すことで分割レンジドップラマップＲＤＭ_s-nを生成する処理を実施する。

図５はこの発明の実施の形態１によるクラッタ抑圧装置の抑圧処理部５を示す構成図である。
図５において、抑圧セル選択・抽出部３１はレンジドップラマップ生成部４のドップラ処理部２２により生成された分割レンジドップラマップＲＤＭ_mの中から抑圧対象のセルＳＬ_mを順番に取り出すとともに、ドップラ処理部２２により生成された分割レンジドップラマップＰＨ_s-nの中から、上記セルＳＬ_mと同じ位置のセルＳＬ_s-nを取り出す処理を実施する。
抑圧処理実行部３２は抑圧セル選択・抽出部３１により取り出されたセルＳＬ_s-nを用いて、抑圧セル選択・抽出部３１により取り出された抑圧対象のセルＳＬ_mに対するクラッタの抑圧処理を実施し、クラッタ抑圧処理後のレンジドップラマップＲＤＭを出力する処理を実施する。

次に動作について説明する。
図示せぬレーダ装置の送信処理部により生成されたパルス信号が一定の周期で空間に放射される。
空間に放射されたパルス信号の一部は、目標に反射されて主アンテナ１に入射される。
また、空間にクラッタが存在している場合、空間に放射されたパルス信号の一部は、クラッタに反射されて主アンテナ１に入射される。
主アンテナ１は、目標に反射されたパルス信号及びクラッタに反射されたパルス信号を受信し、その受信信号Ｓ_m（ｔ）をパルスヒットデータ生成部３に出力する。

ここでは、説明の簡単化のため、図１には記載していないが、主アンテナ１の受信信号をディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器や、例えば、レーダ装置の送信処理部から出力された局部発振信号を用いて、そのＡ／Ｄ変換器により変換されたディジタルデータに対する位相検波処理を実施するとともに、所望の帯域のみを抽出する帯域通過フィルタに通すことで、複素信号をサンプリングする受信機などが、主アンテナ１の後段に接続されている。
以下、受信機によりサンプリングされた複素信号が受信信号Ｓ_m（ｔ）として、パルスヒットデータ生成部３に出力されるものとする。

式（１）において、Ａ_s（ｔ）は複素信号の振幅、Ｔ₀はパルス幅、ｃは光速、Ｒ（ｔ）は時刻ｔにおける目標との相対距離である。

補助アレーアンテナ２を構成している補助アンテナ２−１〜２−Ｎは、クラッタに反射されたパルス信号を受信する。
補助アンテナ２−１〜２−Ｎの後段にも、Ａ／Ｄ変換器や受信機などが接続されており、受信機によりサンプリングされた複素信号が、補助アンテナ２−１〜２−Ｎの受信信号Ｓ_s-1（ｔ）〜Ｓ_s-N（ｔ）として、パルスヒットデータ生成部３に出力される。

ただし、ｎ＝１，２，・・・，Ｎである。

パルスヒットデータ生成部３の総パルスヒットデータ生成部１１は、主アンテナ１の受信信号Ｓ_m（ｔ）を受けると、レンジビンと呼ばれる標本化単位とＰＲＩの２種類で受信信号Ｓ_m（ｔ）のサンプリングを行うことで、各々のレンジビンがＰＲＩの間隔で並べられているパルスヒットデータＰＨ_m’を生成する。
また、総パルスヒットデータ生成部１１は、補助アンテナ２−１〜２−Ｎの受信信号Ｓ_s-1（ｔ）〜Ｓ_s-N（ｔ）を受けると、レンジビンとＰＲＩの２種類で受信信号Ｓ_s-1（ｔ）〜Ｓ_s-N（ｔ）のサンプリングを行うことで、各々のレンジビンがＰＲＩの間隔で並べられているパルスヒットデータＰＨ_s-1’〜 ＰＨ_s-N’を生成する。
ここで、図６はパルスヒットデータ生成部３の処理内容を示す説明図であり、図中左側の破線で囲まれているデータが、パルスヒットデータＰＨ_m’やパルスヒットデータＰＨ_s-1’〜 ＰＨ_s-N’を表している。

パルスヒットデータ生成部３における分割パルスヒットデータ生成部１２の分割諸元決定部１３は、総パルスヒットデータ生成部１１がパルスヒットデータＰＨ_m’，ＰＨ_s-n’を生成すると、そのパルスヒットデータＰＨ_m’，ＰＨ_s-n’からレンジドップラマップをそれぞれ算出する。
分割諸元決定部１３は、レンジドップラマップを算出すると、そのレンジドップラマップにおける各ドップラビンの電力を比較し、その電力の差分を基準にして、クラッタを表現するために必要なドップラ分解能を決定する。

図７は分割諸元決定部１３の処理イメージを示す説明図である。
抑圧対象のレンジドップラマップのドップラ分解能を高めると、ドップラ軸上で、ほとんどクラッタが含まれないセルが現れることがある（図７（ａ）を参照）。
このことは、ほとんどクラッタが含まれていないセルに対しても抑圧処理を行うことを意味する。そのため、ドップラ分解能を調節して、図７（ｂ）に示すように、クラッタが含まれないセルがないレンジドップラマップに対して抑圧処理を行うことが望ましい。
また、この実施の形態１では、観測時間を分割する特性上、高ドップラ分解能のレンジドップラマップに対して抑圧処理を考えた場合、観測時間を長くする必要がある。

これらの理由から抑圧対象のレンジドップラマップのドップラ分解能は、なるべく低くすべきであるが、ドップラ分解能を下げ過ぎると、１つのセルに含まれるクラッタの点数が増えるため、抑圧性能の劣化につながる。
無駄な計算の排除や、必要とする観測時間長を短くするためにも、最適なドップラ分解能（パルスヒット数）でパルスヒットデータＰＨ_m’，ＰＨ_s-n’をヒット方向に分割する必要がある。
そこで、分割諸元決定部１３は、レンジドップラマップにおける各ドップラビンの電力を比較し、その電力の差分が閾値以内のドップラビンをまとめることで、ドップラ分解能を調節している。
図７の例では、図７（ａ）の左２つのセルがまとめられ、右２つのセルがまとめられている。

分割パルスヒットデータ生成部１２のヒット分割部１４は、分割諸元決定部１３がドップラ分解能を決定すると、図６に示すように、そのドップラ分解能に対応するパルスヒット数でパルスヒットデータＰＨ_m’，ＰＨ_s-1’〜ＰＨ_s-N’をヒット方向に分割して、分割パルスヒットデータＰＨ_m，ＰＨ_s-n〜ＰＨ_s-Nを生成する。
このように、ドップラ分解能に対応するパルスヒット数でパルスヒットデータＰＨ_m’，ＰＨ_s-1’〜 ＰＨ_s-N’をヒット方向に分割することで、抑圧性能を損なうことなく、必要最低限の観測時間で抑圧処理を実現することができる。

図６は、各分割パルスヒットデータＰＨ_m，ＰＨ_s-nが、隣の分割パルスヒットデータと重複していない分割方式を示しているが、図８に示すように、各分割パルスヒットデータＰＨ_m，ＰＨ_s-nが、隣の分割パルスヒットデータと重複するように分割する方式を採用してもよい。

レンジドップラマップ生成部４のパルス圧縮部２１は、パルスヒットデータ生成部３の分割パルスヒットデータ生成部１２が分割パルスヒットデータＰＨ_m，ＰＨ_s-1〜ＰＨ_s-Nを生成すると、その分割パルスヒットデータＰＨ_m，ＰＨ_s-1〜ＰＨ_s-Nをパルス圧縮して、パルス圧縮後の分割パルスヒットデータＰＨ_m，ＰＨ_s-1〜ＰＨ_s-Nをドップラ処理部２２に出力する。
分割パルスヒットデータをパルス圧縮する処理自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
レンジドップラマップ生成部４のドップラ処理部２２は、パルス圧縮部２１によるパルス圧縮後の分割パルスヒットデータＰＨ_mに対してドップラ処理を施すことで分割レンジドップラマップＲＤＭ_mを生成する。
また、パルス圧縮部２１によるパルス圧縮後の分割パルスヒットデータＰＨ_s-1〜ＰＨ_s-Nに対してドップラ処理を施すことで分割レンジドップラマップＲＤＭ_s-1〜ＲＤＭ_s-Nを生成する。
分割パルスヒットデータに対してドップラ処理を施すことで分割レンジドップラマップを生成する処理自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。

抑圧処理部５の抑圧セル選択・抽出部３１は、レンジドップラマップ生成部４のドップラ処理部２２が、分割レンジドップラマップＲＤＭ_m，ＲＤＭ_s-1〜ＲＤＭ_s-Nを生成すると、その分割レンジドップラマップＲＤＭ_mの中から抑圧対象のセルＳＬ_mを順番に取り出すとともに、分割レンジドップラマップＲＤＭ_s-1〜ＲＤＭ_s-Nの中から、抑圧対象のセルＳＬ_mと同じ位置のセルＳＬ_s-1〜ＳＬ_s-Nを取り出す処理を行う。
抑圧処理実行部３２は、抑圧セル選択・抽出部３１により取り出されたセルＳＬ_s-1〜ＳＬ_s-Nを用いて、抑圧対象のセルＳＬ_mに対するクラッタの抑圧処理を実施する。
以下、抑圧処理実行部３２の処理内容を具体的に説明する。

まず、抑圧セル選択・抽出部３１により取り出されたセルＳＬ_s-1〜ＳＬ_s-Nの時系列データベクトル、即ち、ｋ番目の補助アンテナ２−ｋの受信信号Ｓ_s-k（ｔ）から生成されたレンジドップラマップのｐ行ｑ列のセルの時系列データベクトルＸ_k（ｐ，ｑ）は、下記の式（３）のように表される。

式（３）において、ｘ_k（ｐ，ｑ，ｎ）は、ｋ番目の補助アンテナ２−ｋの受信信号Ｓ_s-k（ｔ）から生成されたレンジドップラマップのｐ行ｑ列のセルにおけるｎ個目のサンプル値である。
また、Ｌは総パルスヒットデータの分割数である。
これらの時系列データからアレーデータを形成し、ＡＳＬＣ等の不要波抑圧技術によるクラッタ抑圧処理を行う。

抑圧処理実行部３２におけるクラッタの抑圧処理として、例えば、ＡＳＬＣでクラッタを抑圧する場合は以下のようになる。
クラッタ抑圧処理後のレンジドップラマップＲＤＭのｐ行ｑ列のセルにおけるｎ個目のサンプル値ｅ（ｐ，ｑ，ｎ）は、下記の式（４）のように表される。

式（４）において、ｘ₀（ｐ，ｑ，ｎ）は、主アンテナ１の受信信号Ｓ_m（ｔ）から生成されたレンジドップラマップのｐ行ｑ列のセルにおけるｎ個目のサンプル値である。
ｙ（ｐ，ｑ，ｎ）はｎ個目のサンプル値ｘ₀（ｐ，ｑ，ｎ）に含まれているクラッタ信号である。

クラッタ信号であるｙ（ｐ，ｑ，ｎ）は、補助アンテナ２−１〜２−Ｎの受信信号Ｓ_s-1（ｔ）〜Ｓ_s-N（ｔ）から生成されたレンジドップラマップのｐ行ｑ列のセルにおけるｎ個目のサンプル値ｘ₁（ｐ，ｑ，ｎ）〜ｘ_N（ｐ，ｑ，ｎ）と複素荷重ｗ₁〜ｗ_Nを用いて、以下のように表現される。

複素荷重ｗ₁〜ｗ_Nは、下記の式（６）〜（９）に示すように、主アンテナ１のレンジドップラマップＲＤＭ_mと、補助アンテナ２−１〜２−ＮのレンジドップラマップＲＤＭ_s-1〜ＲＤＭ_s-Nとの相関演算から計算することができる。

図９は抑圧後出力信号処理部６の処理概要を示す説明図である。
抑圧後出力信号処理部６は、抑圧処理部５の抑圧処理実行部３２からクラッタ抑圧処理後のレンジドップラマップＲＤＭを受けると、そのレンジドップラマップＲＤＭに対して逆ドップラ処理を施すことで分割パルスヒットデータＰＨを生成する。
抑圧後出力信号処理部６は、複数の分割パルスヒットデータＰＨを生成すると、それらの分割パルスヒットデータＰＨをヒット方向で結合することでクラッタ抑圧後の総パルスヒットデータＰＨ_allを生成する。
抑圧後出力信号処理部６は、総パルスヒットデータＰＨ_allを生成すると、その総パルスヒットデータＰＨ_allに対してドップラ処理を施すことで、最終的なレンジドップラマップＲＤＭ’を生成し、そのレンジドップラマップＲＤＭ’を出力する。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、主アンテナ１の受信信号Ｓ_m（ｔ）から生成されたパルスヒットデータＰＨ_mに対してドップラ処理を施すことでレンジドップラマップＲＤＭ_mを生成するとともに、補助アンテナ２−１〜２−Ｎの受信信号Ｓ_s-1（ｔ）〜Ｓ_s-N（ｔ）から生成されたパルスヒットデータＰＨ_s-1〜ＰＨ_s-Nに対してドップラ処理を施すことでレンジドップラマップＲＤＭ_s-1〜ＲＤＭ_s-Nを生成するレンジドップラマップ生成部４を設け、抑圧処理部５が、レンジドップラマップ生成部４により生成されたレンジドップラマップＲＤＭ_s-1〜ＲＤＭ_s-Nを用いて、そのレンジドップラマップＲＤＭ_mに対するクラッタの抑圧処理をセル単位（標本化単位）に実施するように構成したので、ドップラの広範囲に亘って広がりを有するクラッタが存在している場合でも、数多くの補助アンテナを実装することなく、クラッタを抑圧することができる効果を奏する。

以下、この実施の形態１により得られる効果を具体的に説明する。
まず、主アンテナ１の受信信号Ｓ_m（ｔ）と補助アンテナ２−１〜２−Ｎの受信信号Ｓ_s-1（ｔ）〜Ｓ_s-N（ｔ）を取得することで、レンジドップラマップのセル単位で抑圧を行うためのアレーデータを取得することができ、一般的なアレー信号処理の適用が可能になる。

パルスヒットデータ生成部４の分割パルスヒットデータ生成部１２が、分割パルスヒットデータＰＨ_m，ＰＨ_s-n〜ＰＨ_s-Nを生成することで、以下の効果が得られる。
レンジドップラマップをヒット方向のフーリエ変換で生成することで、ヒット方向の時間成分を周波数成分に代えて、レンジドップラマップのセル単位でクラッタ抑圧処理を実現しようとする場合、１サンプルしか得られない。
これに対して、総パルスヒットデータ生成部１１により生成されたパルスヒットデータＰＨ_m’，ＰＨ_s-n’をヒット方向に分割することで得られた分割パルスヒットデータＰＨ_m，ＰＨ_s-1〜ＰＨ_s-Nから、レンジドップラマップＲＤＭ_s-1〜ＲＤＭ_s-Nを生成することは、観測時間が異なるレンジドップラマップを複数生成することを意味する。
このため、各セルの値が時間で変動するレンジドップラマップが得られ、アダプティブ不要波抑圧技術の適用に必須である時間サンプルを得ることが可能になる。

分割パルスヒットデータ生成部１２の分割諸元決定部１３がクラッタを表現するために必要なドップラ分解能を決定することで、抑圧対象のレンジドップラマップのセル数を減らして、不要波抑圧技術を適用するための時間サンプルを増やすことが可能になる効果が得られる。

抑圧処理部５の抑圧処理実行部３２が、抑圧セル選択・抽出部３１により取り出されたセルＳＬ_s-1〜ＳＬ_s-Nを用いて、抑圧対象のセルＳＬ_mに対するクラッタの抑圧処理を実施することで、少ない補助アンテナ数でクラッタ抑圧を実現することができる効果が得られる。

抑圧後出力信号処理部６が、抑圧後の分割パルスヒットデータから総パルスヒットデータを計算し、もう一度ドップラ処理を適用することで、ヒット方向の分割によるドップラ分解能の劣化を改善させることができる効果が得られる。ドップラ分解能を改善させることで、クラッタ抑圧後の目標のより正確な速度を測定することができる。
なお、この実施の形態１では、ドップラに広がりを有するクラッタだけではなく、ドップラに広がりを有する妨害波の抑圧にも適用可能である。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、受信信号を距離と速度で分離することで、少ない補助アンテナの数でクラッタを十分抑圧することが可能なクラッタ抑圧装置を説明したが、この実施の形態２では、観測時間が十分に得られず、レンジドップラマップのドップラ分解能が低くなる場合や、距離の折り返し又は速度の折り返しが発生する場合など、レンジドップラマップのセル内に補助アンテナの数を越えるクラッタ信号が入射してくるような場合でも、クラッタを十分抑圧することが可能なクラッタ抑圧装置について説明する。

上記実施の形態１では、抑圧処理部５の抑圧処理実行部３２が、抑圧セル選択・抽出部３１により取り出されたセルＳＬ_s-1〜ＳＬ_s-Nを用いて、抑圧対象のセルＳＬ_mに対するクラッタの抑圧処理を実施しているが、この実施の形態２では、レンジドップラマップのセル内に補助アンテナの数を越えるクラッタ信号が入射してくるような場合でも、クラッタを十分に抑圧できるようにするため、抑圧セル選択・抽出部３１により取り出されたセルＳＬ_s-1〜ＳＬ_s-Nの時系列データベクトルを遅延し、遅延前のセルＳＬ_s-1〜ＳＬ_s-Nの時系列データベクトルと、遅延後のセルＳＬ_s-1〜ＳＬ_s-Nの時系列データベクトルとを用いて、抑圧対象のセルＳＬ_mに対するクラッタの抑圧処理を実施するようにする。

図１０はこの発明の実施の形態２によるクラッタ抑圧装置の抑圧処理部５を示す構成図であり、図において、図５と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
遅延部３３は抑圧セル選択・抽出部３１により取り出されたセルＳＬ_s-1〜ＳＬ_s-Nの時系列データベクトルＸ₁（ｐ，ｑ）〜Ｘ_N（ｐ，ｑ）を遅延（時系列データ間隔の定数倍だけ遅延）して、その時系列データベクトルＸ₁（ｐ，ｑ）〜Ｘ_N（ｐ，ｑ）の遅延データを生成する処理を実施する。
抑圧処理実行部３４は抑圧セル選択・抽出部３１により取り出されたセルＳＬ_s-1〜ＳＬ_s-Nの時系列データベクトルＸ₁（ｐ，ｑ）〜Ｘ_N（ｐ，ｑ）と、遅延部３３により生成された時系列データベクトルＸ₁（ｐ，ｑ）〜Ｘ_N（ｐ，ｑ）の遅延データとを用いて、抑圧セル選択・抽出部３１により取り出された抑圧対象のセルＳＬ_mに対するクラッタの抑圧処理を実施して、クラッタ抑圧処理後のレンジドップラマップＲＤＭを出力する処理を実施する。

図１１は抑圧処理部５における遅延部３３の内部を示す構成図である。
図１１において、遅延素子４１は時系列データ間隔１つ分の遅延量を有し、抑圧セル選択・抽出部３１により取り出されたセルＳＬ_s-nの時系列データベクトルＸ₁（ｐ，ｑ）〜Ｘ_N（ｐ，ｑ）を当該遅延量だけ遅延して、その時系列データベクトルＸ₁（ｐ，ｑ）〜Ｘ_N（ｐ，ｑ）の遅延データ（遅延数１の遅延データ）を出力する処理を実施する。
遅延素子４２は時系列データ間隔１つ分の遅延量を有し、遅延素子４１から出力された遅延データを当該遅延量だけ遅延して、その時系列データベクトルＸ₁（ｐ，ｑ）〜Ｘ_N（ｐ，ｑ）の遅延データ（遅延数２の遅延データ）を出力する処理を実施する。
遅延素子４３は時系列データ間隔１つ分の遅延量を有し、遅延素子４２から出力された遅延データを当該遅延量だけ遅延して、その時系列データベクトルＸ₁（ｐ，ｑ）〜Ｘ_N（ｐ，ｑ）の遅延データ（遅延数３の遅延データ）を出力する処理を実施する。

図１１の例では、遅延素子４１〜４３が、時系列データ間隔１つ分の遅延量を有しているが、これは一例に過ぎず、遅延素子４１〜４３が有する遅延量は任意である。
また、図１１の例では、３個の遅延素子４１〜４３から構成されている遅延部３３を示したが、遅延部３３を構成する遅延素子の個数は任意である。
また、遅延部３３が存在しない補助アンテナの受信信号のレンジドップラマップ出力と、遅延部３３が存在する補助アンテナの受信信号のレンジドップラマップ出力とが混在する構成であってもよい。

次に動作について説明する。
抑圧処理部５の抑圧セル選択・抽出部３１は、レンジドップラマップ生成部４のドップラ処理部２２が、分割レンジドップラマップＲＤＭ_m，ＲＤＭ_s-1〜ＲＤＭ_s-Nを生成すると、上記実施の形態１と同様に、その分割レンジドップラマップＲＤＭ_mの中から抑圧対象のセルＳＬ_mを順番に取り出すとともに、分割レンジドップラマップＲＤＭ_s-1〜ＲＤＭ_s-Nの中から、抑圧対象のセルＳＬ_mと同じ位置のセルＳＬ_s-1〜ＳＬ_s-Nを取り出す処理を行う。

遅延部３３は、抑圧セル選択・抽出部３１がセルＳＬ_s-1〜ＳＬ_s-Nを取り出すと、そのセルＳＬ_s-1〜ＳＬ_s-Nの時系列データベクトルＸ₁（ｐ，ｑ）〜Ｘ_N（ｐ，ｑ）を遅延（時系列データ間隔の定数倍だけ遅延）して、その時系列データベクトルＸ₁（ｐ，ｑ）〜Ｘ_N（ｐ，ｑ）の遅延データを生成する。
即ち、遅延部３３は、抑圧セル選択・抽出部３１により、式（３）で表されるセルＳＬ_s-1〜ＳＬ_s-Nの時系列データベクトルＸ_k（ｐ，ｑ）が取り出された場合、３個の遅延素子４１〜４３によって、下記の式（１０）に示すように、時系列データベクトルＸ₁（ｐ，ｑ）〜Ｘ_N（ｐ，ｑ）の遅延データ（遅延数１，２，３の遅延データ）を生成する。

抑圧処理実行部３４は、抑圧対象のセルＳＬ_mに対するクラッタの抑圧処理を実施する際、図５の抑圧処理実行部３２と同様に、クラッタ信号であるｙ（ｐ，ｑ，ｎ）を用いて、ＡＳＬＣなどのクラッタ抑圧処理を実施するが、図５の抑圧処理実行部３２と異なり、時系列データベクトルＸ₁（ｐ，ｑ）〜Ｘ_N（ｐ，ｑ）だけでなく、時系列データベクトルＸ₁（ｐ，ｑ）〜Ｘ_N（ｐ，ｑ）の遅延データ（遅延数１，２，３の遅延データ）が格納されているＸ_tap（ｐ，ｑ）を用いて、複素荷重ｗ₁〜ｗ_K(N+1)を計算する。

例えば、用いる遅延信号の数がＮであるときのアレーデータ行列Ｘ_TDL（ｐ，ｑ）は、下記のようになる。

ここで、０_1×mは１行ｍ列の０ベクトルである。

複素荷重ｗ₁〜ｗ_K(N+1)は、下記の式（１２）に示すように、アレーデータ行列Ｘ_TDL（ｐ，ｑ）から算出することができる。

以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、抑圧セル選択・抽出部３１により取り出されたセルＳＬ_s-1〜ＳＬ_s-Nの時系列データベクトルＸ₁（ｐ，ｑ）〜Ｘ_N（ｐ，ｑ）を遅延して、その時系列データベクトルＸ₁（ｐ，ｑ）〜Ｘ_N（ｐ，ｑ）の遅延データを生成する遅延部３３を設け、抑圧処理実行部３４が、抑圧セル選択・抽出部３１により取り出されたセルＳＬ_s-1〜ＳＬ_s-Nの時系列データベクトルＸ₁（ｐ，ｑ）〜Ｘ_N（ｐ，ｑ）と、遅延部３３により生成された時系列データベクトルＸ₁（ｐ，ｑ）〜Ｘ_N（ｐ，ｑ）の遅延データとを用いて、抑圧セル選択・抽出部３１により取り出された抑圧対象のセルＳＬ_mに対するクラッタの抑圧処理を実施するように構成したので、レンジドップラマップのセル内に補助アンテナの数を越えるクラッタ信号が入射してくるような場合でも、クラッタを十分に抑圧することができる効果を奏する。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ 主アンテナ、２ 補助アレーアンテナ、２−１〜２−Ｎ 補助アンテナ、３ パルスヒットデータ生成部（パルスヒットデータ生成手段）、４ レンジドップラマップ生成部（レンジドップラマップ生成手段）、５ 抑圧処理部（クラッタ抑圧手段）、６ 抑圧後出力信号処理部（抑圧後処理手段）、１１ 総パルスヒットデータ生成部、１２ 分割パルスヒットデータ生成部、１３ 分割諸元決定部、１４ ヒット分割部、２１ パルス圧縮部、２２ ドップラ処理部、３１ 抑圧セル選択・抽出部、３２ 抑圧処理実行部、３３ 遅延部、３４ 抑圧処理実行部、４１〜４３ 遅延素子。

Claims (5)

1. 目標に反射されたパルス信号及びクラッタに反射されたパルス信号を受信する主アンテナと、
   上記クラッタに反射されたパルス信号を受信する補助アンテナと、
   上記主アンテナの受信信号から各々のレンジビンがパルス繰り返し周期の間隔で並べられている第１のパルスヒットデータを生成するとともに、上記補助アンテナの受信信号から各々のレンジビンがパルス繰り返し周期の間隔で並べられている第２のパルスヒットデータを生成するパルスヒットデータ生成手段と、
   上記パルスヒットデータ生成手段により生成された第１のパルスヒットデータに対してドップラ処理を施すことで第１のレンジドップラマップを生成するとともに、上記パルスヒットデータ生成手段により生成された第２のパルスヒットデータに対してドップラ処理を施すことで第２のレンジドップラマップを生成するレンジドップラマップ生成手段と、
   上記レンジドップラマップ生成手段により生成された第２のレンジドップラマップを用いて、上記レンジドップラマップ生成手段により生成された第１のレンジドップラマップに対するクラッタの抑圧処理を標本化単位に実施するクラッタ抑圧手段と
   を備えたクラッタ抑圧装置。
2. パルスヒットデータ生成手段は、
   主アンテナの受信信号から各々のレンジビンがパルス繰り返し周期の間隔で並べられている第１のパルスヒットデータを生成するとともに、補助アンテナの受信信号から各々のレンジビンがパルス繰り返し周期の間隔で並べられている第２のパルスヒットデータを生成する総パルスヒットデータ生成部と、上記総パルスヒットデータ生成部により生成された第１及び第２のパルスヒットデータをヒット方向に分割して、第１及び第２の分割パルスヒットデータを生成する分割パルスヒットデータ生成部とから構成されており、
   レンジドップラマップ生成手段は、上記分割パルスヒットデータ生成部により生成された第１の分割パルスヒットデータに対してドップラ処理を施すことで第１の分割レンジドップラマップを生成するとともに、上記分割パルスヒットデータ生成部により生成された第２の分割パルスヒットデータに対してドップラ処理を施すことで第２の分割レンジドップラマップを生成し、
   クラッタ抑圧手段は、上記レンジドップラマップ生成手段により生成された第２の分割レンジドップラマップを用いて、上記レンジドップラマップ生成手段により生成された第１の分割レンジドップラマップに対するクラッタの抑圧処理を標本化単位に実施する
   ことを特徴とする請求項１記載のクラッタ抑圧装置。
3. 分割パルスヒットデータ生成部は、総パルスヒットデータ生成部により生成された第１及び第２のパルスヒットデータからレンジドップラマップを算出し、上記レンジドップラマップにおける各ドップラビンの電力の差分を基準にしてドップラ分解能を決定し、上記ドップラ分解能に対応するパルスヒット数で上記パルスヒットデータをヒット方向に分割することを特徴とする請求項２記載のクラッタ抑圧装置。
4. クラッタ抑圧手段によるクラッタ抑圧処理後の第１の分割レンジドップラマップに対して逆ドップラ処理を施すことで分割パルスヒットデータを生成するとともに、複数の分割パルスヒットデータをヒット方向に結合してパルスヒットデータを生成し、上記パルスヒットデータに対してドップラ処理を施すことでレンジドップラマップを生成する抑圧後処理手段を備えたことを特徴とする請求項２または請求項３記載のクラッタ抑圧装置。
5. クラッタ抑圧手段は、レンジドップラマップ生成手段により生成された第２のレンジドップラマップを遅延し、遅延前後の第２のレンジドップラマップを用いて、上記レンジドップラマップ生成手段により生成された第１のレンジドップラマップに対するクラッタの抑圧処理を標本化単位に実施することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のクラッタ抑圧装置。

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