JP2015135314A - レーダ装置、及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】更新頻度を向上させることが可能なレーダ装置を提供することである。【解決手段】本発明にかかるレーダ装置３は、アレイアンテナ１０、送信部１３、受信部８１、時分割ＤＢＦ処理部８２、逐次積分処理部１８、目標検出部２０、制御部２１を備える。送信部１３は、単位ＰＲＩ内に、各々の目標に順次、送信パルスを送信する。受信部８１は、受信した各々の信号４３_１〜４３_Ｎをデジタル信号に変換する。時分割ＤＢＦ処理部８２は、デジタル信号に変換された受信パルス９１_１〜９１_Ｎを用いて、各々の目標に対応した受信ビームをそれぞれ形成して受信信号を生成する。逐次積分処理部１８は、各々の目標に対応した受信信号の積分範囲をスライドさせながら更新して、当該積分範囲に含まれる受信信号を積分する。制御部２１は、各々の目標に対応した受信ビームをそれぞれ形成する際の受信タイミングおよび受信ビーム方向を決定する。【選択図】図１７

Description

本発明はレーダ装置、及びその制御方法に関し、特にアレイアンテナを備えるレーダ装置、及びその制御方法に関する。

一般的に、レーダ装置は、空間に電波を発射して、目標で反射した反射信号を受信することで、目標の存在を探知し、その位置、運動状況などを観測する。特許文献１及び特許文献２には、アレイアンテナを備えるレーダ装置に関する技術が開示されている。

特許文献１には、アレイアンテナの各アンテナ素子に対応して設けられた移相器を用いて送信パルス信号の位相制御を行い、任意の方向に送信ビームを形成して目標を捕捉・追尾するレーダ装置が開示されている。特許文献２には、ビーム形成を行なう受信手段を複数備えなくても、複数の目標を短時間で検出することが可能なＤＢＦレーダ装置が開示されている。

特開平３−５３１８３号公報 特開平１１−１６０４１４号公報

アレイアンテナを備えるレーダ装置では、Ｍ個の目標を追尾する場合、まず、目標＃１が存在する方向に対して一定数の送信パルスを連続して照射し、その後、目標＃２、目標＃３、・・・、目標＃Ｍに、それぞれ一定数の送信パルスを連続して照射している。そして、全ての目標に送信パルスを照射した後、再度、目標＃１に対して一定数の送信パルスを連続して照射する動作を繰り返す。

ここで、特定の目標を検出するためには、一定の電力の送信パルスを特定の目標に照射する必要があるが、送信パルスの送信電力やパルス長は、発熱量や最小探知距離等の制約を受ける。このため、一般的には送信パルスを特定の目標に複数回送信し、特定の目標で反射した複数の受信パルスを加算して、特定の目標の検出に必要な電力を得るコヒーレント積分処理が行われている。

しかしながら、近年のレーダ装置では、探知距離の延伸等の要求に伴い、１つの目標を検出するために必要なパルス数が増大し、１つの目標の検出に必要な時間が長くなってきている。このため、各々の目標の位置情報の更新頻度が低下し、例えば、高速で移動する目標を正確に追尾することができない場合がある。

上記課題に鑑み本発明の目的は、更新頻度を向上させることができるレーダ装置、及びその制御方法を提供することである。

本発明にかかるレーダ装置は、アレイアンテナと、単位ＰＲＩ内に、前記アレイアンテナから各々の目標に順次、送信パルスを送信する送信部と、前記各々の送信パルスが前記各々の目標で反射した各々の受信パルスを、前記単位ＰＲＩ内に前記アレイアンテナを用いて受信し、当該受信した各々の受信パルスをアナログ信号からデジタル信号に変換する受信部と、前記受信部でデジタル信号に変換された受信パルスに対して時分割でＤＢＦ処理を実施して前記各々の目標に対応した受信ビームをそれぞれ形成し、前記各々の目標に対応した受信信号を生成する時分割ＤＢＦ処理部と、前記各々の目標に対応した受信信号を前記目標毎に積分する逐次積分処理部と、前記逐次積分処理部で積分された各々の受信信号を用いて前記各々の目標を検出する目標検出部と、前記送信部および前記時分割ＤＢＦ処理部を制御する制御部と、を備え、前記逐次積分処理部は、前記各々の目標に対応した前記受信信号の積分範囲をスライドさせながら更新して、当該積分範囲に含まれる受信信号を積分し、前記制御部は、前記目標検出部で検出された前記各々の目標の位置に応じて、前記送信部が前記各々の目標に送信する送信パルスの送信タイミングおよび送信方向を決定し、且つ、前記目標検出部で検出された前記各々の目標の位置に応じて、前記時分割ＤＢＦ処理部において前記各々の目標に対応した受信ビームをそれぞれ形成する際の受信タイミングおよび受信ビーム方向を決定する。

本発明にかかるレーダ装置の制御方法は、単位ＰＲＩ内に、アレイアンテナから各々の目標に順次、送信パルスを送信し、前記各々の送信パルスが前記各々の目標で反射した各々の受信パルスを、前記単位ＰＲＩ内に前記アレイアンテナを用いて受信し、当該受信した各々の受信パルスをアナログ信号からデジタル信号に変換し、前記デジタル信号に変換された受信パルスに対して時分割でＤＢＦ処理を実施して前記各々の目標に対応した受信ビームをそれぞれ形成し、前記各々の目標に対応した受信信号を生成し、前記各々の目標に対応した前記受信信号の積分範囲をスライドさせながら更新して、当該積分範囲に含まれる受信信号を積分し、前記積分された各々の受信信号を用いて前記各々の目標を検出し、前記検出された前記各々の目標の位置に応じて、前記各々の目標に送信する送信パルスの送信タイミングおよび送信方向を決定し、前記検出された前記各々の目標の位置に応じて、前記各々の目標に対応した受信ビームをそれぞれ形成する際の受信タイミングおよび受信ビーム方向を決定する。

本発明により、更新頻度を向上させることが可能なレーダ装置、及びその制御方法を提供することができる。

本発明にかかるレーダ装置の概要を説明するためのブロック図である。 実施の形態１にかかるレーダ装置を説明するためのブロック図である。 実施の形態１にかかるレーダ装置が備える時分割ビーム方向制御部の一例を示すブロック図である。 実施の形態１にかかるレーダ装置が備える受信部の一例を示すブロック図である。 実施の形態１にかかるレーダ装置が備える制御部の一例を示すブロック図である。 実施の形態１にかかるレーダ装置の動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態１にかかるレーダ装置の動作を説明するための図である。 実施の形態１にかかるレーダ装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。 実施の形態１にかかるレーダ装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。 比較例にかかるレーダ装置を示すブロック図である。 比較例にかかるレーダ装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。 比較例および本発明にかかるレーダ装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。 比較例にかかるレーダ装置の動作を説明するための図である。 本発明にかかるレーダ装置の動作を説明するための図である。 比較例にかかるレーダ装置の更新頻度を説明するための図である。 本発明にかかるレーダ装置の更新頻度を説明するための図である。 実施の形態２にかかるレーダ装置を示すブロック図である。 実施の形態２にかかるレーダ装置が備える受信部の一例を示すブロック図である。 実施の形態２にかかるレーダ装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。

まず、本発明の骨子について説明する。図１は、本発明にかかるレーダ装置の概要を説明するためのレーダ装置１のブロック図である。図１に示すように、レーダ装置１は、アレイアンテナ１０、送信部１３、受信信号生成部１６、逐次積分処理部１８、目標検出部２０、及び制御部２１を備える。

送信部１３は、単位ＰＲＩ（Pulse Repetition Interval）内に目標数に対応するパルス列を発生させ、アレイアンテナ１０に対し送信パルス４２として出力する。アレイアンテナ１０は、送信部１３から供給された送信パルス４２を、各々の目標の方位に対し放射する。

アレイアンテナ１０はＮ個の受信アンテナ素子（不図示）で各々の目標からの反射信号を含む受信信号（ビーム形成前）４３_１〜４３_Ｎを受信する。受信信号生成部１６は送信周波数情報５１と受信ビーム情報５２に基づき、受信信号（ビーム形成前）４３_１〜４３_Ｎを各々の目標に対応した方向からの受信信号として合成する。

逐次積分処理部１８は、各々の目標に対応した受信信号を目標毎に積分する。このとき、逐次積分処理部１８は、各々の目標に対応した積分範囲を更新して当該積分範囲の受信信号を積分する（つまり、各々の目標に対応した積分範囲をスライドさせながら更新して当該積分範囲の受信信号を積分する）。目標検出部２０は、逐次積分処理部１８で積分された信号を用いて各々の目標を検出する。

制御部２１は、送信部１３および受信信号生成部１６を制御する。すなわち、制御部２１は、目標検出部２０で検出された各々の目標の位置に応じて、送信部１３が各々の目標に対応して生成する送信パルス４２の送信タイミングおよび送信方向を決定する。更に、制御部２１は、目標検出部２０で検出された各々の目標の位置に応じて、受信信号生成部１６において各々の目標に対応した受信ビームをそれぞれ形成する際の受信タイミングおよび受信ビーム方向を決定する。

このように、本発明にかかるレーダ装置では、単位ＰＲＩ内に、アレイアンテナ１０から各々の目標に順次、送信パルス４２を送信し、当該各々の送信パルスが各々の目標で反射した信号をアレイアンテナ１０で受信している。そして、アレイアンテナ１０が受信した信号を元に、各々の目標に対応した受信ビームをそれぞれ形成して受信信号を生成し、各々の目標に対応した受信信号を目標毎に積分している。このとき、逐次積分処理部１８は、各々の目標に対応した積分範囲をスライドさせながら更新して、当該積分範囲の受信信号を積分（逐次積分）している。

すなわち、本発明にかかるレーダ装置では、送信パルスを短いパルスに分解したパルス列とし、分解された各々の短い送信パルスを単位ＰＲＩ内に各々の目標に送信している。そして、逐次積分処理部１８において、各々の目標に対応した受信信号の積分範囲をスライドさせながら更新して、当該積分範囲に含まれる受信信号を積分している。つまり、最新の受信信号を含む所定の数の受信信号を積分している。よって、各々の目標の位置情報の更新を短い間隔で行うことができるので、レーダ装置の更新頻度を向上させることができる。

以下、実施の形態１および実施の形態２において、本発明の詳細な構成について説明する。以下で説明する本発明の実施の形態１にかかるレーダ装置２（図２参照）では、受信信号生成部１６として、時分割ビーム形成部１４と受信部１５（第１の受信部）とを備える構成について説明する。実施の形態１にかかるレーダ装置２において、時分割ビーム形成部１４は、各々の目標に対応した受信ビームをそれぞれ形成して受信信号を生成する際、アナログ信号の受信信号（ビーム形成前）４３_１〜４３_Ｎを処理して受信信号（ビーム形成後）４４を生成する。

また、以下で説明する本発明の実施の形態２にかかるレーダ装置３（図１７参照）では、受信信号生成部１６として、受信部８１（第２の受信部）と時分割ＤＢＦ処理部８２とを備える構成について説明する。実施の形態２にかかるレーダ装置３では、時分割ＤＢＦ処理部８２は、各々の目標に対応した受信ビームをそれぞれ形成して受信信号を生成する際、デジタル信号の受信信号９１_１〜９１_Ｎを処理して受信信号（ビーム形成後）９２を生成する。

＜実施の形態１＞
図２は、実施の形態１にかかるレーダ装置２を示すブロック図である。図２に示すように、本実施の形態にかかるレーダ装置２は、受信アレイアンテナ１０_１、送信アレイアンテナ１０_２、送信パルス生成部１１、時分割ビーム方向制御部１２、時分割ビーム形成部１４、受信部１５、積分前信号処理部１７、逐次積分処理部１８、積分後信号処理部１９、目標検出部２０、及び制御部２１を備える。受信アレイアンテナ１０_１、送信アレイアンテナ１０_２、時分割ビーム方向制御部１２、及び時分割ビーム形成部１４が、一般的に空中線部２２を構成する。積分前信号処理部１７、逐次積分処理部１８、積分後信号処理部１９、及び目標検出部２０が、一般的に信号処理部２３を構成する。

また、図２に示す受信アレイアンテナ１０_１および送信アレイアンテナ１０_２は、図１に示すアレイアンテナ１０に対応している。図２に示す送信パルス生成部１１および時分割ビーム方向制御部１２は、図１に示す送信部１３に対応している。図２に示す時分割ビーム形成部１４および受信部１５は、図１に示す受信信号生成部１６に対応している。

受信アレイアンテナ１０_１はＮ個のアンテナ素子（不図示）を備え、目標からの反射信号を含んだ信号を受信し、受信信号（ビーム形成前）４３_１〜４３_Ｎとして時分割ビーム形成部１４に出力する。受信信号（ビーム形成前）４３_１〜４３_Ｎは、受信アレイアンテナ１０_１が備えるアンテナ素子の各々から出力された信号に対応している。

送信アレイアンテナ１０_２はＮ個のアンテナ素子（不図示）を備え、時分割ビーム方向制御部１２から出力された送信パルス４２_１〜４２_Ｎを対応した各々のアンテナ素子から送信する。送信パルス４２_１〜４２_Ｎは、送信アレイアンテナ１０_２が備えるアンテナ素子の各々から送信されるパルス信号に対応している。

なお、図２では、受信用の受信アレイアンテナ１０_１と送信用の送信アレイアンテナ１０_２とを備える例を示したが、１つのアレイアンテナを用いて、送信パルスの送信および目標からの反射信号（到来信号）の受信を行うようにしてもよい。この場合は、アレイアンテナが備える複数のアンテナ素子毎にサーキュレータを設け、サーキュレータを用いて送受信の切り替えを行う。また、図２では、送信に用いるアンテナ素子の数と受信に用いるアンテナ素子の数を共にＮとした。しかし、送信に用いるアンテナ素子の数と受信に用いるアンテナ素子の数は互いに異なっていてもよい。

送信パルス生成部１１は、制御部２１から出力された送信パルス情報５３に基づき目標数に対応するパルス列を発生させ、送信アレイアンテナ１０_２のアンテナ素子に対応する送信パルス（方向制御前）４１_１〜４１_Ｎとして時分割ビーム方向制御部１２に出力する。ここで、送信パルス情報５３には、送信パルスの数に関する情報、送信パルスのパルス幅に関する情報、及び各送信パルスの送信タイミングに関する情報が含まれている。

時分割ビーム方向制御部１２は、送信パルス生成部１１で生成された送信パルス４１_１〜４１_Ｎを、制御部２１から出力された送信方向情報５４に応じて制御し（つまり、送信アレイアンテナから送信する際のビームの指向方向を制御し）、送信パルス（方向制御後）４２_１〜４２_Ｎとして送信アレイアンテナ１０_２に出力する。時分割ビーム方向制御部１２は、例えば複数の移相器や複数の遅延線路を用いて構成することができる。

図３は、本実施の形態にかかるレーダ装置が備える時分割ビーム方向制御部１２の一例を示すブロック図である。図３では、複数の移相器２５_１〜２５_Ｎを用いて時分割ビーム方向制御部１２を構成した例を示している。送信パルス生成部１１は、送信パルス情報５３に応じて送信パルス４１_１〜４１_Ｎを生成し、生成した送信パルス４１_１〜４１_Ｎを各々の移相器２５_１〜２５_Ｎに出力する。

移相器２５_１〜２５_Ｎは、送信アレイアンテナ１０_２が備えるアンテナ素子と対応するように設けられ、送信パルス生成部１１で生成された送信パルス４１_１〜４１_Ｎの位相を、送信方向情報５４に応じて制御する。送信方向情報５４は、送信アレイアンテナ１０_２が形成する送信ビームの方向に関する情報であり、この場合は各々の移相器２５_１〜２５_Ｎで制御される位相情報である。つまり、送信パルス生成部１１で生成された送信パルス４１_１〜４１_Ｎの位相を、各々の移相器２５_１〜２５_Ｎを用いて調整することで、送信アレイアンテナ１０_２が形成する送信ビームの方向を調整することができる。送信パルス４２_１〜４２_Ｎは位相調整後の送信パルスを示している。

例えば、送信パルス生成部１１は、目標＃１に送信パルスを送信する場合、目標＃１に対応した送信パルス情報５３（送信タイミング情報）に応じて短い送信パルスを発生させ、送信アレイアンテナ１０_２のアンテナ素子に対応する送信パルス４１_１〜４１_Ｎを生成する。そして、時分割ビーム方向制御部１２は、目標＃１の方向に対応した送信方向情報５４（位相情報）に基づき、送信パルス４１_１〜４１_Ｎの位相を各々の移相器２５_１〜２５_Ｎを用いて調整する。同様に、送信パルス生成部１１は、目標＃２に送信パルスを送信する場合、目標＃２に対応した送信パルス情報５３（送信タイミング情報）に応じて短い送信パルスを発生させ、送信アレイアンテナ１０_２のアンテナ素子に対応する送信パルス４１_１〜４１_Ｎを生成する。そして、時分割ビーム方向制御部１２は、目標＃２の方向に対応した送信方向情報５４（位相情報）に基づき、送信パルス４１_１〜４１_Ｎの位相を各々の移相器２５_１〜２５_Ｎを用いて調整する。

各々の目標＃１〜＃Ｍ（本実施の形態では、目標の数をＭ（自然数）とする）にパルスを送信するとき、御御部２１から送信パルス生成部１１および時分割ビーム方向制御部１２に、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した送信パルス情報５３および送信方向情報５４が、目標＃１〜＃Ｍ毎に時分割で供給される。なお、図２、図３では、送信パルス生成部１１が各々の送信パルス４１_１〜４１_Ｎを時分割ビーム方向制御部１２に供給する場合を示した。しかし、本実施の形態では、送信パルス生成部１１が同一の送信パルスを生成し、この同一の送信パルスを時分割ビーム方向制御部１２において分岐するように構成してもよい。例えば、図３において、送信パルス生成部１１で生成された同一の送信パルスを分岐して、各々の移相器２５_１〜２５_Ｎに供給するように構成してもよい。

時分割ビーム形成部１４は、受信信号（ビーム形成前）４３_１〜４３_Ｎを入力し、制御部２１から出力された受信ビーム情報５２に応じて、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した受信信号（ビーム形成後）４４をそれぞれ形成する。ここで、受信ビーム情報５２には受信タイミング情報および受信ビーム方向情報が含まれる。

例えば、時分割ビーム形成部１４に、目標＃１に対応した受信ビーム情報５２（受信タイミング情報および受信ビーム方向情報）が供給された場合、時分割ビーム形成部１４は、受信タイミング情報に対応したタイミングに供給された受信信号（ビーム形成前）４３_１〜４３_Ｎを用いて受信信号（ビーム形成後）４４を形成する。このとき、時分割ビーム形成部１４は、目標＃１に対応した受信ビーム方向情報に基づいて、受信信号（ビーム形成前）４３_１〜４３_Ｎに重み付けを行い、重み付けした後の受信信号（ビーム形成前）４３_１〜４３_Ｎを合成することで、目標＃１に対応した方向に受信ビームを形成する。このような処理により、時分割ビーム形成部１４は、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した受信信号（ビーム形成後）４４を形成する。

受信部１５は、時分割ビーム形成部１４で形成された受信信号（ビーム形成後）４４に対してダウンコンバート処理等の所定の処理を行う。図４は、本実施の形態にかかるレーダ装置が備える受信部１５の一例を示すブロック図である。図４に示すように、受信部１５は、ダウンコンバータ３１、帯域通過フィルタ３２、及びＡＤ変換器３３を備える。

ダウンコンバータ３１は、時分割ビーム形成部１４で形成された受信信号（ビーム形成後）４４の周波数を中間周波数に変換するダウンコンバート処理を行う。帯域通過フィルタ３２は、ダウンコンバート処理後の信号に含まれる不要な周波数帯域の信号を除去し、必要な周波数帯域の信号のみを出力する。

ダウンコンバータ３１および帯域通過フィルタ３２には、制御部２１から送信周波数情報５１が供給される。つまり、ダウンコンバータ３１は、送信パルス４１_１〜４１_Ｎの周波数に応じたダウンコンバート処理を行う。このとき、ダウンコンバータ３１は、送信パルスの送信周波数情報５１を用いて、ダウンコンバート処理をする際の目標周波数を決定する。また、帯域通過フィルタ３２は、送信パルス４１_１〜４１_Ｎの周波数に応じて、不要な周波数帯域の信号を除去する。このとき、帯域通過フィルタ３２は、送信パルスの送信周波数情報５１を用いて、必要な周波数帯域（換言すると、不要な周波数帯域）を決定する。

ＡＤ変換器３３は、帯域通過フィルタ３２から出力された信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換する。ＡＤ変換後の信号は、受信信号４５として受信部１５から積分前信号処理部１７に出力される。

図２に示す積分前信号処理部１７は、受信部１５から出力された受信信号４５（デジタル信号）に対してパルス圧縮処理や干渉除去処理などを行う。

逐次積分処理部１８は、積分前信号処理部１７から出力された受信信号４６に対して積分処理を実施する。このとき、逐次積分処理部１８は、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した受信信号４６を目標＃１〜＃Ｍ毎に積分する。また、逐次積分処理部１８は、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した受信信号４６を積分する際、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した所定の数の受信信号を更新して積分する。換言すると、逐次積分処理部１８は、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した積分範囲をスライドさせながら更新して、当該積分範囲の受信信号を積分する。

逐次積分処理部１８で積分する各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した所定の数の受信信号には、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した最新の受信信号が含まれる。逐次積分処理部１８において積分する受信信号の数（つまり、積分範囲）は、制御部２１から供給される積分パルス数情報５５を用いて設定される。

逐次積分処理部１８は、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した受信信号に対して、位相を考慮したコヒーレント積分を行なっている。コヒーレント積分は同一の繰り返し周期の送信パルスに対応して受信される受信パルスの振幅を加算してＳ／Ｎを向上させる処理である。

積分後信号処理部１９は、逐次積分処理部１８から出力された受信信号４７に対してクラッタ抑圧処理や積分処理（コヒーレント積分処理以外の積分処理）などを行う。

目標検出部２０は、積分後信号処理部１９から出力された各々の受信信号４８を用いて各々の目標＃１〜＃Ｍを検出する。例えば、目標検出部２０は、積分後信号処理部１９から出力された各々の受信信号４８を予め定められた閾値と比較し、受信信号４８がこの閾値よりも大きいか否かを判定して各々の目標＃１〜＃Ｍを検出してもよい。なお、目標検出部２０で検出された各々の目標＃１〜＃Ｍは、表示部（不図示）に表示されるように構成してもよい。

制御部２１は、目標検出部２０から出力された検出信号４９に応じて、送信パルス生成部１１、時分割ビーム方向制御部１２、時分割ビーム形成部１４、受信部１５、及び逐次積分処理部１８を制御する。つまり、制御部２１は、目標検出部２０で検出された各々の目標＃１〜＃Ｍの位置に応じて、送信パルス４１_１〜４１_Ｎの送信パルス情報および送信方向情報を決定する。ここで、送信パルス情報には、送信パルスの数に関する情報、送信パルスのパルス幅に関する情報、及び各送信パルスの送信タイミングに関する情報が含まれている。送信パルス情報５３および送信方向情報５４はそれぞれ、送信パルス生成部１１および時分割ビーム方向制御部１２に出力される。

また、制御部２１は、目標検出部２０で検出された各々の目標＃１〜＃Ｍの位置に応じて、時分割ビーム形成部１４において各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した受信ビームを形成する際の、受信タイミングおよび受信ビーム方向を決定する。これらの情報（つまり、受信タイミング情報および受信ビーム方向情報）は、受信ビーム情報５２として時分割ビーム形成部１４に供給される。

また、制御部２１は、受信部１５に送信周波数情報５１を、逐次積分処理部１８に積分パルス数情報５５を、それぞれ供給する。

図５は、本実施の形態にかかるレーダ装置２が備える制御部２１の一例を示すブロック図である。図５に示すように、制御部２１は、追尾処理部３５と、リソース配分処理部３６と、ビーム制御部３７とを備える。追尾処理部３５は、目標検出部２０で検出された各々の目標＃１〜＃Ｍの位置に基づき、各々の目標＃１〜＃Ｍの位置を継続して把握する追尾処理を行う。

リソース配分処理部３６は、目標＃１〜＃Ｍの数と当該目標＃１〜＃Ｍの位置とに応じて、送信アレイアンテナ１０_２から送信する送信パルスの幅、送信パルスの数、及び逐次積分処理部１８で積分する受信信号のパルス数（つまり、積分範囲）を決定する。ビーム制御部３７は、リソース配分処理部３６で決定されたリソース配分に基づき、受信部１５に供給する送信周波数情報５１、時分割ビーム形成部１４に供給する受信ビーム情報５２（受信タイミング情報および受信ビーム方向情報）、送信パルス生成部１１に供給する送信パルス情報５３、時分割ビーム方向制御部１２に供給する送信方向情報５４、及び逐次積分処理部１８に供給する積分パルス数情報５５をそれぞれ生成する。

次に、図１、図２に示すレーダ装置の動作（つまり、レーダ装置の制御方法）について、図６に示すフローチャート及び図７〜図９を用いて説明する。図６に示す処理の前に、前処理として予め目標＃１〜＃Ｍのおおよその位置を検出しておく。この検出処理は、レーダ装置２を用いて全域を走査することで実施することができる。また、他のレーダ装置から目標＃１〜＃Ｍのおおよその位置情報を取得するようにしてもよい。

図６に示すように、まず、送信パルス生成部１１および時分割ビーム方向制御部１２（以下、送信パルス生成部１１および時分割ビーム方向制御部１２を送信部１３と記載する）は、送信アレイアンテナ１０_２から各々の目標＃１〜＃Ｍに送信パルスを送信する（ステップＳ１）。このとき、送信部１３は、図７、図８に示すように、各々の目標＃１〜＃Ｍに順次、送信パルス６０_１〜６０_Ｍを送信する。例えば、図８に示す場合は、送信部１３は、目標＃１、目標＃２、・・・、目標＃Ｍの順に、送信パルス６０_１〜６０_Ｍを送信している。なお、各々の目標＃１〜＃Ｍに送信パルスを送信する順番はこの順番に限定されることはなく、各々の目標＃１〜＃Ｍの位置などを考慮して任意に決定することができる。

例えば、図８に示すタイミングｔ１において、送信部１３に、目標＃１に対応した送信タイミング情報（送信パルス情報５３に含まれる情報であり、以下、送信タイミング情報５３とも記載する）および目標＃１の方向に関する送信方向情報５４が供給されると、送信部１３は、目標＃１に送信パルス６０_１を送信する。同様に、タイミングｔ２において、送信部１３に、目標＃２に対応した送信タイミング情報５３および目標＃２の方向に関する送信方向情報５４が供給されると、送信部１３は、目標＃２に送信パルス６０_２を送信する。

各々の送信パルス６０_１〜６０_Ｍは、単位ＰＲＩ内（つまり、１ＰＲＩ内）に、目標＃１〜＃Ｍに送信される。このように本実施の形態では、送信パルスを短い送信パルスに分解し、短い送信パルス毎に送信パルスの送信方向を変更している。

次に、図７に示すように、各々の送信パルス６０_１〜６０_Ｍが各々の目標＃１〜＃Ｍで反射して戻ってきた各々の受信パルス６１_１〜６１_Ｍを受信し、当該各々の受信パルス６１_１〜６１_Ｍを用いて受信信号（ビーム形成後）を生成する（図６のステップＳ２）。このとき、時分割ビーム形成部１４は、受信アレイアンテナ１０_１で受信した受信信号（ビーム形成前）４３_１〜４３_Ｎを用いて、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した受信ビームをそれぞれ形成する。そして、時分割ビーム形成部１４において受信ビームを形成した後、受信部１５および積分前信号処理部１７において所定の処理を行うことで受信信号４６を生成する。

本実施の形態にかかるレーダ装置２では、前回の処理により検出した各々の目標＃１〜＃Ｍの位置を用いて、次に各々の目標＃１〜＃Ｍから戻ってくる受信パルス６１_１〜６１_Ｍの受信タイミングと受信方向とを想定して、受信ビーム情報５２（受信タイミング情報および受信ビーム方向情報）を生成している。時分割ビーム形成部１４は、受信タイミング情報および受信ビーム方向情報に基づいて、時分割で受信ビームを形成する。

例えば、図８に示すタイミングｔ３において、時分割ビーム形成部１４に、目標＃１の受信タイミング情報および目標＃１の受信ビーム方向情報が供給されると、時分割ビーム形成部１４は、目標＃１に対応した受信ビームを形成する。同様に、タイミングｔ４において、時分割ビーム形成部１４に、目標＃２の受信タイミング情報および目標＃２の受信ビーム方向情報が供給されると、時分割ビーム形成部１４は、目標＃２に対応した受信ビームを形成する。なお、図８に示す矢印６２_１〜６２_Ｍは、各々の目標＃１〜＃Ｍに送信パルス６０_１〜６０_Ｍを送信してから、受信パルス６１_１〜６１_Ｍを受信するまでの時間（＝目標までの距離×２／光速）を示している。

各々の受信パルス６１_１〜６１_Ｍは、単位ＰＲＩ内（つまり、１ＰＲＩ内）に、受信される。すなわち、本実施の形態では、単位ＰＲＩ内に、送信パルス６０_１〜６０_Ｍの送信と受信パルス６１_１〜６１_Ｍの受信を行っている。

次に、逐次積分処理部１８において、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した受信信号４６を目標＃１〜＃Ｍ毎に積分する（ステップＳ３）。つまり、図９に示すように、今回受信した受信パルス＃１〜＃Ｍ（符号６４で示す）を含めて、過去に受信した受信パルス＃１〜＃Ｍを所定の数だけ積分する。図９に示す場合は、Ｐヒット分の受信パルスを目標＃１〜＃Ｍ毎に積分している（このときの積分時間（積分範囲）を符号６３_１で示す）。換言すると、目標＃１に対応した受信パルスを、今回受信した受信パルス＃１（符号６４で示す）を含めてＰヒット分、積分している。同様に、目標＃２に対応した受信パルスを、今回受信した受信パルス＃２（符号６４で示す）を含めてＰヒット分、積分している。

その後、逐次積分処理部１８で積分された各々の受信信号を用いて、各々の目標＃１〜＃Ｍを検出する（ステップＳ４）。そして、検出された各々の目標＃１〜＃Ｍの位置に応じて、送信部１３が各々の目標＃１〜＃Ｍに送信する送信パルスの送信タイミングおよび送信方向を決定する（ステップＳ５）。これらの情報、つまり、送信タイミング情報５３および送信方向情報５４は、送信部１３に供給される。また、検出された各々の目標＃１〜＃Ｍの位置に応じて、時分割ビーム形成部１４において各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した受信ビームを形成する際の受信タイミングおよび受信ビーム方向を決定する（ステップＳ６）。これらの情報（つまり、受信タイミング情報および受信ビーム方向情報）は、受信ビーム情報５２として時分割ビーム形成部１４に供給される。

その後、ステップＳ１に戻り、再度、各々の目標＃１〜＃Ｍに送信パルスを送信する。このとき、送信部１３は、前回のステップＳ５で決定された、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した送信タイミング情報および各々の目標＃１〜＃Ｍの方向に関する送信方向情報（つまり、最新の送信タイミング情報および送信方向情報）を用いて、各々の目標＃１〜＃Ｍに送信パルス６０_１〜６０_Ｍを送信する。

次に、各々の目標＃１〜＃Ｍで反射して戻ってきた受信パルス６１_１〜６１_Ｍを受信し、当該各々の受信パルス６１_１〜６１_Ｍを用いて受信信号を生成する（ステップＳ２）。このとき、時分割ビーム形成部１４は、前回のステップＳ６で決定された、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した受信タイミング情報および受信ビーム方向情報（つまり、最新の受信タイミング情報および受信ビーム方向情報）を用いて、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した受信ビームを形成する。そして、時分割ビーム形成部１４において受信ビームを形成した後、受信部１５および積分前信号処理部１７において所定の処理を行うことで受信信号を生成する。

次に、逐次積分処理部１８において、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した受信信号を目標＃１〜＃Ｍ毎に積分する（ステップＳ３）。つまり、図９に示すように、今回受信した受信パルス＃１〜＃Ｍ（符号６５で示す）を含めて、過去に受信した受信パルス＃１〜＃Ｍを所定の数だけ積分する（このときの積分時間（積分範囲）を符号６３_２で示す）。このように、本実施の形態にかかるレーダ装置では、逐次積分処理部１８で各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した所定の数の受信パルス（受信信号）を積分する際に、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した最新の受信信号を含めて積分している。換言すると、受信信号の積分範囲をスライドさせながら積分処理を実施している。

以降、ステップＳ４〜Ｓ６の動作を繰り返し、更にステップＳ１へと戻り、ステップＳ１〜Ｓ６の動作を更に繰り返して、各々の目標＃１〜＃Ｍの位置を更新し続ける。

このとき、逐次積分処理部１８は、単位ＰＲＩ毎に目標＃１〜＃Ｍ毎の受信信号の積分結果を出力し、目標検出部２０は、単位ＰＲＩ毎に各々の目標＃１〜＃Ｍの検出処理を実施している。また、制御部２１は、送信部１３が送信する送信パルスの送信タイミングおよび送信方向を、単位ＰＲＩ毎に決定している。更に、制御部２１は、時分割ビーム形成部１４において受信ビームを形成する際の受信タイミングおよび受信ビーム方向を、単位ＰＲＩ毎に決定している。すなわち、図６に示すステップＳ１〜Ｓ６の処理は、単位ＰＲＩ当たりの処理に対応している。

このように、本実施の形態にかかるレーダ装置では、単位ＰＲＩ内に、アレイアンテナから各々の目標＃１〜＃Ｍに順次、送信パルスを送信し、当該各々の送信パルスが各々の目標＃１〜＃Ｍで反射した信号をアレイアンテナでそれぞれ受信している。そして、アレイアンテナで受信した信号を用いて、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した受信ビームをそれぞれ形成して受信信号を生成し、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した受信信号を目標毎に積分している。このとき、逐次積分処理部１８は、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した積分範囲をスライドさせながら更新して、当該積分範囲の受信信号を積分（逐次積分）している。

すなわち、本実施の形態にかかるレーダ装置では、送信パルスを短いパルスに分解し、単位ＰＲＩ内に、短い送信パルスを各々の目標＃１〜＃Ｍに送信している。そして、逐次積分処理部１８において、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した受信信号の積分範囲をスライドさせながら更新して、当該積分範囲に含まれる受信信号を積分（逐次積分）している。つまり、最新の受信信号を含む所定の数の受信信号を積分している。よって、各々の目標＃１〜＃Ｍの位置情報の更新を短い間隔（単位ＰＲＩ毎）で行うことができるので、レーダ装置の更新頻度を向上させることができる。

次に、比較例について図１０、図１１を用いて説明する。図１０に示すように、比較例にかかるレーダ装置１０１は、アレイアンテナ１１０、送信部１１３、受信信号生成部１１６、積分処理部１１８、目標検出部１２０、及び制御部１２１を備える。

ここで、送信部１１３、受信信号生成部１１６、積分処理部１１８、目標検出部１２０、及び制御部１２１は、図１に示したレーダ装置１が備える送信部１３、受信信号生成部１６、逐次積分処理部１８、目標検出部２０、及び制御部２１と比べて一部の動作が異なる。更に、比較例にかかるレーダ装置１０１では、制御部１２１が受信信号生成部１１６に受信ビーム情報を出力していない点、また制御部１２１が積分処理部１１８に積分パルス数情報を出力していない点が、図１、図２に示したレーダ装置と異なる。

図１１は、比較例にかかるレーダ装置１０１の動作を説明するためのタイミングチャートである。図１１に示すように、レーダ装置１０１は、各々の目標＃１〜＃Ｍの位置を検出する際に、まず目標＃１に対して所定の数の送信パルスを連続して送信し、当該送信パルスが目標＃１で反射して戻ってきた受信パルスを連続して受信する。

つまり、レーダ装置１０１は、送信パルス＃１_１を目標＃１（送信方向＃１）に送信し、その後、目標＃１に対応した受信パルス＃１_１を受信する。そして、受信信号生成部１１６において、受信パルス＃１_１を用いて、目標＃１に対応した受信ビーム（受信方向＃１）を形成して受信信号を生成する。更に、積分処理部１１８において、受信パルス＃１_１に対応した受信信号を積分する。

次に、レーダ装置１０１は、送信パルス＃１_２を目標＃１（送信方向＃１）に送信し、その後、目標＃１に対応した受信パルス＃１_２を受信する。そして、受信信号生成部１１６において、受信パルス＃１_２を用いて、目標＃１に対応した受信ビーム（受信方向＃１）を形成して受信信号を生成する。更に、積分処理部１１８において、受信パルス＃１_２に対応した受信信号を積分する。

このように、レーダ装置１０１は、各々の目標＃１〜＃Ｍの位置を検出する際に、まず目標＃１に対して複数の送信パルス＃１_１〜＃１_Ｐを送信し、受信パルス＃１_１〜＃１_Ｐを受信し、受信パルス＃１_１〜＃１_Ｐに対応した受信信号を積分している。このとき、レーダ装置１０１は、単位ＰＲＩ内に、送信パルス＃１_１を目標＃１に送信し、受信パルス＃１_１を受信している。よって、目標＃１の検出に必要な時間は、Ｐヒット×ＰＲＩとなる。

次に、レーダ装置１０１は、目標＃２の位置を検出するために、目標＃２に対して複数の送信パルス＃２_１〜＃２_Ｐを送信し、受信パルス＃２_１〜＃２_Ｐを受信し、受信パルス＃２_１〜＃２_Ｐに対応した受信信号を積分する。この場合も、目標＃２の検出に必要な時間は、Ｐヒット×ＰＲＩとなる。

以降、同様の動作を繰り返すことで、各々の目標＃１〜＃Ｍの位置を検出する。すなわち、比較例にかかるレーダ装置１０１では、図１３に示すように、各々の目標＃１〜＃Ｍを検出する際に、各々の目標を１つずつ順番に検出している。このとき、全ての目標＃１〜＃Ｍの位置を検出するために必要な時間、つまり１スキャンに必要な時間は、Ｍ（目標数）×Ｐヒット×ＰＲＩとなる（図１１参照）。換言すると、比較例にかかるレーダ装置１０１では、目標＃１〜＃Ｍの位置の更新に必要な時間は、Ｍ（目標数）×Ｐヒット×ＰＲＩとなる。

これに対して本実施の形態にかかるレーダ装置では、単位ＰＲＩ内に、各々の目標＃１〜＃Ｍに順次、送信パルスを送信し、当該各々の送信パルスが各々の目標＃１〜＃Ｍで反射した各々の受信パルスをそれぞれ受信している。

つまり、図１２に示すように、比較例にかかるレーダ装置１０１では、単位ＰＲＩ内において、１つの目標＃１のみに送信パルス＃１_１を送信し、１つの目標＃１に対応した受信パルス＃１_１を受信している。これに対して、本実施の形態にかかるレーダ装置では、送信パルスを短い送信パルスに分解し、単位ＰＲＩ内に、短い送信パルスをそれぞれの目標＃１〜＃Ｍに送信している。また、単位ＰＲＩ内に、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した受信パルスを受信している。そして、図９に示すように、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した所定の数の受信信号を更新して積分している。つまり、最新の受信信号を含むように積分範囲をスライドさせながら積分している。

このとき、本実施の形態にかかるレーダ装置における積分時間は、Ｍ（目標数）×Ｐヒット×ＰＲＩであり、比較例にかかるレーダ装置１０１において、全ての目標＃１〜＃Ｍの位置を検出するために必要な時間（図１０の１スキャンに必要な時間）と同程度である。

このように、本実施の形態にかかるレーダ装置では、図１４に示すように、各々の目標＃１〜＃Ｍを検出する際に、全ての目標＃１〜＃Ｍに短い送信パルスを送信し、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した受信信号を積分している。このとき、逐次積分処理部１８において、各々の目標に対応した受信信号の積分範囲をスライドさせながら更新して、当該積分範囲に含まれる受信信号を積分している。よって、本実施の形態にかかるレーダ装置では、各々の目標の位置情報の更新を短い間隔で行うことができるので、レーダ装置の更新頻度を向上させることができる。

図１５に示すように、比較例にかかるレーダ装置１０１では各々の目標の位置情報の更新に時間がかかるので、目標の更新間隔７１が長くなる。このため、目標が高速で移動している際に急旋回した場合は、目標の実際の位置が位置７３であるのに対して、レーダ装置１０１では目標の位置を位置７２と予測するため、レーダ装置１０１は目標を追尾できなくなる。

これに対して、本実施の形態にかかるレーダ装置では、図１６に示すように、比較例にかかるレーダ装置１０１と比べて目標の更新間隔７５が短いので、目標が高速で移動している際に急旋回した場合であっても、目標を追尾することができる。

また、本実施の形態にかかるレーダ装置では、更新頻度を切り替えることができるように構成してもよい。例えば、目標の移動速度が速い場合は単位ＰＲＩ毎に積分処理を行うことで更新回数を増やし、目標の移動速度が遅い場合は所定の数のＰＲＩ毎に積分処理を行うことで更新回数を少なくしてもよい。

近年のレーダ装置では、探知距離の延伸等の要求に伴い、１つの目標を検出するために必要なパルス数が増大し、１つの目標の検出に必要な時間が長くなってきている。このため、各々の目標の位置情報の更新頻度が低下し、例えば、高速で移動する目標を正確に追尾することができない場合があった。このような問題を解決する方法として、例えば、送信パルスの送信電力を増大させることで、目標の検出に必要なパルス数を減少させて測定時間を短くする方法や、送信系統を複数準備し同時に複数の送信パルスを形成する方法が考えられる。しかし、これらの方法はいずれもハードウェア規模の増大を招く。

一方、上記で説明した本実施の形態にかかるレーダ装置では、送信パルスの送信電力を増大させる必要がなく、また、送信系統を複数準備する必要もないため、ハードウェア規模を増大させることなく、レーダ装置の更新頻度を向上させることができる。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図１７は、実施の形態２にかかるレーダ装置３を示すブロック図である。図１７に示すように、本実施の形態にかかるレーダ装置３は、受信アレイアンテナ１０_１、送信アレイアンテナ１０_２、送信パルス生成部１１、時分割ビーム方向制御部１２、受信部８１、時分割ＤＢＦ処理部８２、積分前信号処理部１７、逐次積分処理部１８、積分後信号処理部１９、目標検出部２０、及び制御部２１を備える。受信アレイアンテナ１０_１、送信アレイアンテナ１０_２、時分割ビーム方向制御部１２は、一般的に空中線部２２’を構成する。積分前信号処理部１７、逐次積分処理部１８、積分後信号処理部１９、及び目標検出部２０は、一般的に信号処理部２３を構成する。

また、図１７に示す受信アレイアンテナ１０_１および送信アレイアンテナ１０_２は、図１に示すアレイアンテナ１０に対応している。図１７に示す送信パルス生成部１１および時分割ビーム方向制御部１２は、図１に示す送信部１３に対応している。図１７に示す受信部８１および時分割ＤＢＦ処理部８２は、図１に示す受信信号生成部１６に対応している。

本実施の形態にかかるレーダ装置３は、実施の形態１で説明したレーダ装置２（図２参照）と比べて、受信部８１および時分割ＤＢＦ処理部８２を備える点が異なる。これ以外は実施の形態１で説明したレーダ装置２と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。

受信部８１は、受信アレイアンテナ１０_１で受信した受信信号（ビーム形成前）４３_１〜４３_Ｎに対してダウンコンバート処理等の所定の処理を行う。図１８は、本実施の形態にかかるレーダ装置が備える受信部８１の一例を示すブロック図である。図１８に示すように、受信部８１は、ダウンコンバータ８５_１〜８５_Ｎ、帯域通過フィルタ８６_１〜８６_Ｎ、及びＡＤ変換器８７_１〜８７_Ｎを備える。

ダウンコンバータ８５_１、帯域通過フィルタ８６_１、及びＡＤ変換器８７_１は、受信信号（ビーム形成前）４３_１を処理して受信信号（ＡＤ変換後）９１_１を生成する。ダウンコンバータ８５_２、帯域通過フィルタ８６_２、及びＡＤ変換器８７_２は、受信信号（ビーム形成前）４３_２を処理して受信信号（ＡＤ変換後）９１_２を生成する。このように、ダウンコンバータ８５_１〜８５_Ｎ、帯域通過フィルタ８６_１〜８６_Ｎ、及びＡＤ変換器８７_１〜８７_Ｎは、受信信号（ビーム形成前）４３_１〜４３_Ｎと対応するように設けられている。

ダウンコンバータ８５_１は、受信信号（ビーム形成前）４３_１の周波数を中間周波数に変換するダウンコンバート処理を行う。帯域通過フィルタ８６_１は、ダウンコンバート処理後の信号に含まれる不要な周波数帯域の信号を除去し、必要な周波数帯域の信号のみを出力する。

ダウンコンバータ８５_１および帯域通過フィルタ８６_１には、制御部２１から送信周波数情報５１が供給される。つまり、ダウンコンバータ８５_１は、送信パルス４１_１〜４１_Ｎの周波数に応じたダウンコンバート処理を行う。このとき、ダウンコンバータ８５_１は、送信パルスの送信周波数情報５１を用いて、ダウンコンバート処理をする際の目標周波数を決定する。また、帯域通過フィルタ８６_１は、送信パルス４１_１〜４１_Ｎの周波数に応じて、不要な周波数帯域の信号を除去する。このとき、帯域通過フィルタ８６_１は、送信パルスの送信周波数情報５１を用いて、必要な周波数帯域（換言すると、不要な周波数帯域）を決定する。

ＡＤ変換器８７_１は、帯域通過フィルタ８６_１から出力された信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換する。ＡＤ変換後の信号は、受信パルス９１_１として時分割ＤＢＦ処理部８２に出力される。

ダウンコンバータ８５_２〜８５_Ｎ、帯域通過フィルタ８６_２〜８６_Ｎ、及びＡＤ変換器８７_２〜８７_Ｎについても、上記の場合と同様である。

時分割ＤＢＦ処理部８２は、受信信号（ＡＤ変換後）９１_１〜９１_Ｎを用いて、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した受信ビームをそれぞれ形成するＤＢＦ（Digital Beam Forming）処理を実施する。

このとき、時分割ＤＢＦ処理部８２は、受信ビーム情報５２（受信タイミング情報および受信ビーム方向情報）に応じて、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した受信ビームをそれぞれ形成して受信信号９２を生成する。例えば、時分割ＤＢＦ処理部８２に、目標＃１に対応した受信ビーム情報５２（受信タイミング情報および受信ビーム方向情報）が供給された場合、時分割ＤＢＦ処理部８２は、受信タイミング情報に対応したタイミングに供給された受信信号（ＡＤ変換後）９１_１〜９１_Ｎを用いて受信ビームを形成する。このとき、時分割ＤＢＦ処理部８２は、目標＃１に対応した受信ビーム方向情報に基づいて、受信信号（ＡＤ変換後）９１_１〜９１_Ｎに重み付けを行うことで、目標＃１に対応した方向に受信ビームを形成する。このような処理により、時分割ＤＢＦ処理部８２は、各々の目標＃１〜＃Ｍに対応した受信ビームを形成する。

このように、本実施の形態にかかるレーダ装置３では、時分割ＤＢＦ処理部８２を用いて受信信号（ビーム形成後）９２を生成している。時分割ＤＢＦ処理部８２は、デジタル信号を処理しているので、同時に複数の受信ビームを形成することができる。このため、複数の目標に対応した受信パルスが重なることを許容することができ、送信アレイアンテナ１０_２から送信する送信パルスの配置の自由度を向上させることができる。

例えば、図１９に示すように、目標＃１〜＃Ｍに対して送信パルス＃１〜＃Ｍを送信した場合、目標＃１、＃２の位置によっては、目標＃１で反射した受信パルス＃１と目標＃２で反射した受信パルス＃２とが重なる場合がある。受信パルス＃１と受信パルス＃２の受信タイミングが重なっている部分を符号９５で示す。なお、図１９では、説明のために目標＃１の受信パルスの高さを低く記載している。このように、複数の受信パルスが重なっていると、実施の形態１で説明したレーダ装置２では時分割ビーム形成部１４において受信信号を生成することができない。このため、受信パルス＃１〜＃Ｍが重ならないように送信パルス＃１〜＃Ｍを生成する必要があった。

これに対して本実施の形態にかかるレーダ装置３では、時分割ＤＢＦ処理部８２を用いて受信信号を生成している。時分割ＤＢＦ処理部８２は、デジタル処理を行っているので、同時に複数の受信ビームを形成することができる。よって、複数の目標に対応した受信パルスが重なることを許容することができ、送信パルスの配置の自由度を向上させることができる。

また、複数の目標を同時に検出することができるため、目標の総数や目標の更新レートに関係なく、目標がレーダ装置に対して一定距離であるとみなせる限界まで積分時間を延ばすことができる。よって、積分するパルス数を増加させることができ、ドップラ分解能や積分利得を向上させることができる。

以上、本発明を上記実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。

１、２、３ レーダ装置
１０ アレイアンテナ
１０_１ 受信アレイアンテナ
１０_２ 送信アレイアンテナ
１１ 送信パルス生成部
１２ 時分割ビーム方向制御部
１３ 送信部
１４ 時分割ビーム形成部
１５ 受信部
１６ 受信信号生成部
１７ 積分前信号処理部
１８ 逐次積分処理部
１９ 積分後信号処理部
２０ 目標検出部
２１ 制御部
２２、２２’ 空中線部
２３ 信号処理部
２５_１〜２５_Ｎ 移相器
３１ ダウンコンバータ
３２ 帯域通過フィルタ
３３ ＡＤ変換器
３５ 追尾処理部
３６ リソース配分処理部
３７ ビーム制御部
４１_１〜４１_Ｎ 送信パルス（方向制御前）
４２_１〜４２_Ｎ 送信パルス（方向制御後）
４３_１〜４３_Ｎ 受信信号（ビーム形成前）
４４ 受信信号（ビーム形成後）
４５、４６、４７、４８ 受信信号
４９ 検出信号
５１ 送信周波数情報
５２ 受信ビーム情報
５３ 送信パルス情報
５４ 送信方向情報
５５ 積分パルス数情報
６０_１〜６０_Ｍ 送信パルス
６１_１〜６１_Ｍ 受信パルス
６３_１、６３_２ 積分時間（積分範囲）
７１ 更新間隔
７２ 目標の位置
７３ 目標の実際の位置
７５ 更新間隔
８１ 受信部
８２ 時分割ＤＦＢ処理部
８５_１〜８５_Ｎ ダウンコンバータ
８６_１〜８６_Ｎ 帯域通過フィルタ
８７_１〜８７_Ｎ ＡＤ変換器
９１_１〜９１_Ｎ 受信信号（ＡＤ変換後）
９２ 受信信号（ビーム形成後）

Claims (10)

1. アレイアンテナと、
   単位ＰＲＩ内に、前記アレイアンテナから各々の目標に順次、送信パルスを送信する送信部と、
   前記各々の送信パルスが前記各々の目標で反射した各々の受信パルスを、前記単位ＰＲＩ内に前記アレイアンテナを用いて受信し、当該受信した各々の受信パルスをアナログ信号からデジタル信号に変換する受信部と、
   前記受信部でデジタル信号に変換された受信パルスに対して時分割でＤＢＦ処理を実施して前記各々の目標に対応した受信ビームをそれぞれ形成し、前記各々の目標に対応した受信信号を生成する時分割ＤＢＦ処理部と、
   前記各々の目標に対応した受信信号を前記目標毎に積分する逐次積分処理部と、
   前記逐次積分処理部で積分された各々の受信信号を用いて前記各々の目標を検出する目標検出部と、
   前記送信部および前記時分割ＤＢＦ処理部を制御する制御部と、を備え、
   前記逐次積分処理部は、前記各々の目標に対応した前記受信信号の積分範囲をスライドさせながら更新して、当該積分範囲に含まれる受信信号を積分し、
   前記制御部は、前記目標検出部で検出された前記各々の目標の位置に応じて、前記送信部が前記各々の目標に送信する送信パルスの送信タイミングおよび送信方向を決定し、且つ、前記目標検出部で検出された前記各々の目標の位置に応じて、前記時分割ＤＢＦ処理部において前記各々の目標に対応した受信ビームをそれぞれ形成する際の受信タイミングおよび受信ビーム方向を決定する、
   レーダ装置。
2. 前記制御部は、前記受信タイミングに関する受信タイミング情報および前記受信ビーム方向に関する受信ビーム方向情報を前記時分割ＤＢＦ処理部に供給し、
   前記時分割ＤＢＦ処理部は、所定の目標に対応した前記受信タイミング情報および前記受信ビーム方向情報が供給された際、前記受信タイミング情報に対応したタイミングに供給された各々の受信パルスに対して、前記受信ビーム方向情報に基づいて重み付けを行うことで、前記所定の目標に対応した受信ビームを形成する、
   請求項１に記載のレーダ装置。
3. 前記受信部は、
   前記各々の受信パルスと対応するように設けられ、前記アレイアンテナで受信した各々の受信パルスに対してダウンコンバート処理を行うダウンコンバータと、
   前記各々の受信パルスと対応するように設けられ、前記ダウンコンバート処理後の信号に含まれる不要な周波数帯域の信号を除去する帯域通過フィルタと、を備える、
   請求項１または２に記載のレーダ装置。
4. 前記制御部は、前記各々のダウンコンバータおよび前記各々の帯域通過フィルタに前記送信パルスの送信周波数情報を供給し、
   前記各々のダウンコンバータは、前記送信周波数情報を用いて、前記ダウンコンバート処理をする際の目標周波数を決定し、
   前記各々の帯域通過フィルタは、前記送信周波数情報を用いて前記不要な周波数帯域を決定する、
   請求項３に記載のレーダ装置。
5. 前記各々の目標に対応した積分範囲に含まれる受信信号は、前記各々の目標に対応した最新の受信信号を含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレーダ装置。
6. 前記逐次積分処理部は、単位ＰＲＩ毎に前記目標毎の前記受信信号の積分結果を出力し、
   前記目標検出部は、単位ＰＲＩ毎に前記各々の目標の検出処理を実施する、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載のレーダ装置。
7. 前記制御部は、前記目標検出部で検出された前記目標の数と当該目標の位置とに応じて、前記送信パルスの幅、前記送信パルスの数、及び前記各々の目標に対応した積分範囲の少なくとも一つを決定する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のレーダ装置。
8. 前記制御部は、
   前記送信部が送信する送信パルスの送信タイミングおよび送信方向を単位ＰＲＩ毎に決定し、
   前記時分割ＤＢＦ処理部において受信ビームを形成する際の受信タイミングおよび受信ビーム方向を単位ＰＲＩ毎に決定する、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載のレーダ装置。
9. 前記送信部は、
   前記制御部で決定された前記送信タイミングに応じて送信パルスを生成する送信パルス生成部と、
   前記送信パルス生成部で生成された前記送信パルスの送信方向を、前記制御部で決定された前記送信方向に応じて制御する時分割ビーム方向制御部と、を備える、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載のレーダ装置。
10. 単位ＰＲＩ内に、アレイアンテナから各々の目標に順次、送信パルスを送信し、
    前記各々の送信パルスが前記各々の目標で反射した各々の受信パルスを、前記単位ＰＲＩ内に前記アレイアンテナを用いて受信し、当該受信した各々の受信パルスをアナログ信号からデジタル信号に変換し、
    前記デジタル信号に変換された受信パルスに対して時分割でＤＢＦ処理を実施して前記各々の目標に対応した受信ビームをそれぞれ形成し、前記各々の目標に対応した受信信号を生成し、
    前記各々の目標に対応した前記受信信号の積分範囲をスライドさせながら更新して、当該積分範囲に含まれる受信信号を積分し、
    前記積分された各々の受信信号を用いて前記各々の目標を検出し、
    前記検出された前記各々の目標の位置に応じて、前記各々の目標に送信する送信パルスの送信タイミングおよび送信方向を決定し、
    前記検出された前記各々の目標の位置に応じて、前記各々の目標に対応した受信ビームをそれぞれ形成する際の受信タイミングおよび受信ビーム方向を決定する、
    レーダ装置の制御方法。

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