JP2018021784A - レーダ干渉波除去装置、レーダ物標検出装置、レーダ干渉波除去プログラム及びレーダ干渉波除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本開示は、干渉波の電力が希望波の電力より高いときのみならず、干渉波の電力が希望波の電力と同等であるときであっても、レーダ受信信号に混入している干渉波を精度よく除去することを目的とする。【解決手段】本開示は、（１）レーダ受信信号の振幅の実数データ若しくは複素数データの時間微分の絶対値、又は（２）レーダ受信信号の振幅の実数データ若しくは複素数データの時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値を算出する微分絶対値算出部１１と、（１）レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値、又は（２）レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値が所定閾値より大きい時間領域において、レーダ受信信号に混入している干渉波を除去する干渉波除去部１４と、を備えるレーダ干渉波除去装置１である。【選択図】図１

Description

本開示は、レーダ受信信号に混入している干渉波を除去する技術に関する。

レーダ受信信号に混入している干渉波を除去することにより、レーダ物標検出装置に対する物標の距離、速度及び方位を精度よく検出することができる。特許文献１では、レーダ受信信号の電力の時間平均に基づいて、レーダ受信信号が希望波及び干渉波のいずれであるかを判定するための所定閾値を設定する。そして、レーダ受信信号の電力と時間平均の差分が所定閾値より高いときに、そのレーダ受信信号は干渉波であると判定する。一方で、レーダ受信信号の電力と時間平均の差分が所定閾値より低いときに、そのレーダ受信信号は希望波であると判定する。

特開２０１１−０５９０２４号公報

ここで、希望波が物標からの反射波であり干渉波が他装置からの直接波であるときには、干渉波の電力は希望波の電力より高いため、レーダ受信信号に混入している干渉波を精度よく除去することができる。しかし、干渉波の電力が希望波の電力と同等であるときには、レーダ受信信号に混入している干渉波を精度よく除去することができない。

そこで、前記課題を解決するために、本開示は、干渉波の電力が希望波の電力より高いときのみならず、干渉波の電力が希望波の電力と同等であるときであっても、レーダ受信信号に混入している干渉波を精度よく除去することを目的とする。

上記目的を達成するために、干渉波の振幅及び位相回転の変化が希望波の振幅及び位相回転の変化より激しいことを利用して、（１）振幅の実数データ若しくは複素数データの時間微分の絶対値の大小に基づいて、又は（２）振幅の実数データ若しくは複素数データの時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値の大小に基づいて、干渉波を希望波と区別することとした。

具体的には、本開示は、（１）レーダ受信信号の振幅の実数データ若しくは複素数データの時間微分の絶対値、又は（２）前記レーダ受信信号の振幅の実数データ若しくは複素数データの時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値を算出する微分絶対値算出部と、（１）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値、又は（２）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値が所定閾値より大きい時間領域において、前記レーダ受信信号に混入している干渉波を除去する干渉波除去部と、を備えることを特徴とするレーダ干渉波除去装置である。

また、本開示は、（１）レーダ受信信号の振幅の実数データ若しくは複素数データの時間微分の絶対値、又は（２）前記レーダ受信信号の振幅の実数データ若しくは複素数データの時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値を算出する微分絶対値算出ステップと、（１）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値、又は（２）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値が所定閾値より大きい時間領域において、前記レーダ受信信号に混入している干渉波を除去する干渉波除去ステップと、をコンピュータに順に実行させるためのレーダ干渉波除去プログラムである。

また、本開示は、（１）レーダ受信信号の振幅の実数データ若しくは複素数データの時間微分の絶対値、又は（２）前記レーダ受信信号の振幅の実数データ若しくは複素数データの時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値を算出する微分絶対値算出ステップと、（１）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値、又は（２）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値が所定閾値より大きい時間領域において、前記レーダ受信信号に混入している干渉波を除去する干渉波除去ステップと、を順に備えることを特徴とするレーダ干渉波除去方法である。

ここで、希望波が物標からの反射波であり干渉波が他装置からの直接波であるときには、干渉波の電力は希望波の電力より高くかつ、干渉波の振幅の微分絶対値（又は干渉波の振幅の微分絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値）は、希望波の振幅の微分絶対値（又は希望波の振幅の微分絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値）より大きいため、レーダ受信信号に混入している干渉波を従来と比べてなお精度よく除去することができる。一方で、干渉波の電力が希望波の電力と同等であるときでも、干渉波の振幅の微分絶対値（又は干渉波の振幅の微分絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値）は、希望波の振幅の微分絶対値（又は希望波の振幅の微分絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値）より大きいため、レーダ受信信号に混入している干渉波を従来と比べて精度よく除去することができる。このように、干渉波の電力が希望波の電力より高いときのみならず、干渉波の電力が希望波の電力と同等であるときであっても、レーダ受信信号に混入している干渉波を精度よく除去することができる。

ここで、大部分の時間領域（干渉波の山及び谷以外の時間領域）では、干渉波の振幅の微分絶対値は希望波の振幅の微分絶対値より大きいが、ごく一部の時間領域（干渉波の山及び谷近傍の時間領域）では、干渉波の振幅の微分絶対値は希望波の振幅の微分絶対値と同等又はより小さい。しかし、上記の大部分の時間領域及びごく一部の時間領域のいずれの時間領域であっても、干渉波の振幅の微分絶対値についての所定時間幅における代表値又は移動平均値は、希望波の振幅の微分絶対値についての所定時間幅における代表値又は移動平均値より大きい。このように、振幅の微分絶対値についての所定時間幅における代表値又は移動平均値の大小に基づいて、干渉波を希望波と混同することを防止することができる。

また、本開示は、（１）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値の時間平均、又は（２）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値の時間平均に基づいて、前記所定閾値を初期設定し、初期設定した前記所定閾値に基づいて、（１）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値の値、又は（２）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値の値を制限し、値を制限した、（１）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値の時間平均、又は（２）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値の時間平均に基づいて、前記所定閾値を逐次更新する所定閾値設定部、をさらに備えることを特徴とするレーダ干渉波除去装置である。

この構成によれば、（１）レーダ受信信号の振幅の微分絶対値の時間平均に基づいて、又は（２）レーダ受信信号の振幅の微分絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値の時間平均に基づいて、レーダ受信信号から干渉波を除去するための所定閾値を設定するにあたり、より最適な閾値（希望波のみ含む状態における閾値）へと近づけることができる。

また、本開示は、前記所定閾値設定部は、前回更新した前記所定閾値から今回更新した前記所定閾値への減少程度が所定程度より小さいときに、今回更新した前記所定閾値を最終確定した前記所定閾値として設定することを特徴とするレーダ干渉波除去装置である。

この構成によれば、（１）レーダ受信信号の振幅の微分絶対値の時間平均に基づいて、又は（２）レーダ受信信号の振幅の微分絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値の時間平均に基づいて、レーダ受信信号から干渉波を除去するための所定閾値を設定するにあたり、処理時間を長引かせ過ぎることを防止することができる。

また、本開示は、前記干渉波除去部は、前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値が前記所定閾値より小さい時間領域であるが、持続時間が所定時間より短い時間領域において、前記レーダ受信信号に混入している干渉波を除去することを特徴とするレーダ干渉波除去装置である。

ここで、大部分の時間領域（干渉波の山及び谷以外の時間領域）では、干渉波の振幅の微分絶対値は希望波の振幅の微分絶対値より大きいが、ごく一部の時間領域（干渉波の山及び谷近傍の時間領域）では、干渉波の振幅の微分絶対値は希望波の振幅の微分絶対値と同等又はより小さい。そこで、振幅の微分絶対値が小さく持続時間が所定時間より短い時間領域では、干渉波が混入していると判定する。一方で、振幅の微分絶対値が小さく持続時間が所定時間より長い時間領域では、干渉波が混入していないと判定する。このように、振幅の微分絶対値の大小に基づいてであっても、ごく一部の時間領域の残余処理を行なうことにより、干渉波を希望波と混同することを防止することができる。

また、本開示は、上記のレーダ干渉波除去装置と、干渉波が除去された前記レーダ受信信号について、自装置に対する物標の距離、速度及び方位の少なくともいずれかに依存する受信電力の情報に変換する受信信号変換部と、変換により生成された前記受信電力の情報に基づいて、自装置に対する物標の距離、速度及び方位の少なくともいずれかの情報を生成する物標情報生成部と、を備えることを特徴とするレーダ物標検出装置である。

この構成によれば、レーダ受信信号に混入している干渉波を除去することにより、レーダ物標検出装置に対する物標の距離、速度及び方位を精度よく検出することができる。

このように、本開示によれば、干渉波の電力が希望波の電力より高いときのみならず、干渉波の電力が希望波の電力と同等であるときであっても、レーダ受信信号に混入している干渉波を精度よく除去することができる。

本開示のレーダ物標検出装置の構成を示す図である。 本開示の第１〜４の干渉波の除去処理の概略を示す図である。 本開示のＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ−Ｗａｖｅ）方式のビート周波数を示す図である。 本開示の第１の所定閾値の設定処理の流れを示す図である。 本開示の振幅の微分絶対値の算出処理の具体例を示す図である。 本開示の第１の所定閾値の設定処理の具体例を示す図である。 本開示の第２の所定閾値の設定処理の流れを示す図である。 本開示の振幅の微分絶対値の代表値又は移動平均値の算出処理の具体例を示す図である。 本開示の第２の所定閾値の設定処理の具体例を示す図である。 本開示の第１の干渉波の除去処理の流れを示す図である。 本開示の第１の干渉波の除去処理の具体例を示す図である。 本開示の第２の干渉波の除去処理の流れを示す図である。 本開示の第２の干渉波の除去処理の具体例を示す図である。 本開示の干渉波除去前の物標検出の実験結果を示す図である。 本開示の干渉波除去後の物標検出の実験結果を示す図である。

添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。

（本開示のレーダ物標検出装置の概要）
本開示のレーダ物標検出装置の構成を図１に示す。レーダ物標検出装置Ｒは、レーダ干渉波除去装置１、受信信号変換部２及び物標情報生成部３から構成される。

レーダ干渉波除去装置１は、レーダ受信信号に混入している干渉波を除去する。受信信号変換部２は、干渉波が除去されたレーダ受信信号について、自装置Ｒに対する物標の距離、速度及び方位の少なくともいずれかに依存する受信電力の情報に変換する。物標情報生成部３は、変換により生成された受信電力の情報に基づいて、自装置Ｒに対する物標の距離、速度及び方位の少なくともいずれかの情報を生成する。

レーダ干渉波除去装置１は、微分絶対値算出部１１、所定閾値設定部１２、データバッファ１３−１〜１３−Ｎ及び干渉波除去部１４−１〜１４−Ｎから構成される。ここで、レーダ干渉波除去装置１は、例えば、ＦＰＧＡ回路等を搭載することによって、又は、レーダ干渉波除去プログラムをインストールすることによって、実現される。

本開示の第１〜４の干渉波の除去処理の概略を図２に示す。第１〜４の干渉波の除去処理のうち、いずれの干渉波の除去処理を適用してもよい。

まず、第１の干渉波の除去処理について説明する。微分絶対値算出部１１は、ある１系統のレーダ受信信号の振幅の実数データ又は複素数データの時間微分の絶対値を算出する。所定閾値設定部１２は、ある１系統のレーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値の時間平均に基づいて、その１系統のレーダ受信信号が希望波及び干渉波のいずれであるかを判定するための所定閾値を設定する。なお、レーダ受信信号の振幅の微分絶対値の時間平均とは、例えば、計測時間内における振幅の微分絶対値の時間平均である。ここまでが、図４を用いて詳述するステップＳ１〜Ｓ７である。

データバッファ１３−１〜１３−Ｎは、微分絶対値算出部１１及び所定閾値設定部１２の処理終了前に、各々の系統のレーダ受信信号のデータを一時格納する。そして、干渉波除去部１４−１〜１４−Ｎは、微分絶対値算出部１１及び所定閾値設定部１２の処理終了後に、各々の系統のレーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値が所定閾値より大きい時間領域において、各々の系統のレーダ受信信号に混入している干渉波を除去する。さらに、干渉波除去部１４−１〜１４−Ｎは、各々の系統のレーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値が所定閾値より小さい時間領域であるが、持続時間が所定時間より短い時間領域において、各々の系統のレーダ受信信号に混入している干渉波を除去する。ここまでが、図１０を用いて詳述するステップＳ２１〜Ｓ２６である。

次に、第２の干渉波の除去処理について説明する。微分絶対値算出部１１は、ある１系統のレーダ受信信号の振幅の実数データ又は複素数データの時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値又は移動平均値を算出する。所定閾値設定部１２は、ある１系統のレーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値又は移動平均値の時間平均に基づいて、その１系統のレーダ受信信号が希望波及び干渉波のいずれであるかを判定するための所定閾値を設定する。なお、レーダ受信信号の振幅の微分絶対値の代表値とは、例えば、所定時間幅における振幅の微分絶対値の最大値や平均値や中央値等である。また、レーダ受信信号の振幅の微分絶対値の移動平均値とは、ある時刻における振幅の微分絶対値を、所定時間幅における振幅の微分絶対値の平均値に、置換したものである。ここまでが、図７を用いて詳述するステップＳ１１〜Ｓ１８である。

データバッファ１３−１〜１３−Ｎは、微分絶対値算出部１１及び所定閾値設定部１２の処理終了前に、各々の系統のレーダ受信信号のデータを一時格納する。そして、干渉波除去部１４−１〜１４−Ｎは、微分絶対値算出部１１及び所定閾値設定部１２の処理終了後に、各々の系統のレーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値又は移動平均値が所定閾値より大きい時間領域において、各々の系統のレーダ受信信号に混入している干渉波を除去する。ここまでが、図１２を用いて詳述するステップＳ３１〜Ｓ３５である。

次に、第３の干渉波の除去処理について説明する。微分絶対値算出部１１は、ある１系統のレーダ受信信号の振幅の実数データ又は複素数データの時間微分の絶対値を算出する。所定閾値設定部１２は、ある１系統のレーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値の時間平均に基づいて、その１系統のレーダ受信信号が希望波及び干渉波のいずれであるかを判定するための所定閾値を設定する。なお、レーダ受信信号の振幅の微分絶対値の時間平均とは、例えば、計測時間内における振幅の微分絶対値の時間平均である。ここまでが、図４を用いて詳述するステップＳ１〜Ｓ７である。

データバッファ１３−１〜１３−Ｎは、微分絶対値算出部１１及び所定閾値設定部１２の処理終了前に、各々の系統のレーダ受信信号のデータを一時格納する。そして、干渉波除去部１４−１〜１４−Ｎは、微分絶対値算出部１１及び所定閾値設定部１２の処理終了後に、各々の系統のレーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値又は移動平均値が所定閾値より大きい時間領域において、各々の系統のレーダ受信信号に混入している干渉波を除去する。ここまでが、図１２を用いて詳述するステップＳ３１〜Ｓ３５である。

次に、第４の干渉波の除去処理について説明する。微分絶対値算出部１１は、ある１系統のレーダ受信信号の振幅の実数データ又は複素数データの時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値又は移動平均値を算出する。所定閾値設定部１２は、ある１系統のレーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値又は移動平均値の時間平均に基づいて、その１系統のレーダ受信信号が希望波及び干渉波のいずれであるかを判定するための所定閾値を設定する。なお、レーダ受信信号の振幅の微分絶対値の代表値とは、例えば、所定時間幅における振幅の微分絶対値の最大値や平均値や中央値等である。また、レーダ受信信号の振幅の微分絶対値の移動平均値とは、ある時刻における振幅の微分絶対値を、所定時間幅における振幅の微分絶対値の平均値に、置換したものである。ここまでが、図７を用いて詳述するステップＳ１１〜Ｓ１８である。

データバッファ１３−１〜１３−Ｎは、微分絶対値算出部１１及び所定閾値設定部１２の処理終了前に、各々の系統のレーダ受信信号のデータを一時格納する。そして、干渉波除去部１４−１〜１４−Ｎは、微分絶対値算出部１１及び所定閾値設定部１２の処理終了後に、各々の系統のレーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値が所定閾値より大きい時間領域において、各々の系統のレーダ受信信号に混入している干渉波を除去する。さらに、干渉波除去部１４−１〜１４−Ｎは、各々の系統のレーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値が所定閾値より小さい時間領域であるが、持続時間が所定時間より短い時間領域において、各々の系統のレーダ受信信号に混入している干渉波を除去する。ここまでが、図１０を用いて詳述するステップＳ２１〜Ｓ２６である。

ここで、第１〜４の干渉波の除去処理では、微分絶対値算出部１１及び所定閾値設定部１２は、単一系統のレーダ受信信号について処理を実行し、所定閾値設定部１２が設定した単一の所定閾値は、複数系統のレーダ受信信号について共用されている。しかし、変形例の干渉波の除去処理として、微分絶対値算出部１１及び所定閾値設定部１２は、各々の系統のレーダ受信信号について処理を実行し、所定閾値設定部１２が設定した各々の所定閾値は、各々の系統のレーダ受信信号について適用されてもよい。

本開示では、ＦＭＣＷ方式、ＦＭパルス方式、他のＣＷ方式及び他のパルス方式等を適用することができる。実施形態では、ＦＭＣＷ方式を適用することとする。本開示のＦＭＣＷ方式のビート周波数を図３に示す。送信波は、周波数チャープ信号である。受信波は、送信波の遅延信号である。すると、送信波と受信波の間のビート周波数は、自装置Ｒと物標の間の距離に比例する。よって、送信波と受信波の間のビート周波数を測定することにより、自装置Ｒと物標の間の距離を測定することができる。

図３に示した送信波と受信波の間のビート信号は、本開示における「希望波」に対応する。図３に示した送信波と干渉波（周波数チャープ信号又は周波数が一定の信号）の間のビート信号は、本開示における「干渉波」に対応する。図３に示したように、同時間において「干渉波」の周波数変調帯域幅が「希望波」の周波数変調帯域幅と異なることを利用して、図４〜１５に示すように、（１）振幅の時間微分の絶対値の大小に基づいて、又は（２）振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値の大小に基づいて、「干渉波」を「希望波」と区別する。

（本開示の所定閾値の設定処理の流れ）
本開示の第１の所定閾値の設定処理の流れを図４に示す。微分絶対値算出部１１は、レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値を算出する（ステップＳ１）。ここで、図５の上段に示したように、干渉波の振幅は、希望波の振幅と同程度としかなっていない。しかし、干渉波の振幅及び位相回転の変化は、希望波の振幅及び位相回転の変化より激しい。よって、図５の下段に示したように、干渉波の振幅の微分絶対値は、希望波の振幅の微分絶対値を大きく上回ることになる。

所定閾値設定部１２は、レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値の時間平均に基づいて、所定閾値を初期設定する。具体的には、振幅の微分絶対値の時間平均に所定係数を乗算することにより、所定閾値を初期設定する（ステップＳ２）。

なお、所定係数をレーダ特性に応じて予め設定された係数より大きくし過ぎるときは、所定閾値を大きくし過ぎるため、干渉波を十分に除去することができない。一方で、所定係数をレーダ特性に応じて予め設定された係数より小さくし過ぎるときは、所定閾値を小さくし過ぎるため、希望波を誤って除去することになってしまう。そこで、所定係数をレーダ特性に応じて予め設定された係数より大き過ぎも小さ過ぎもしない値に設定することが望ましい。ここで、所定係数の設定で参照されるレーダ特性として、レーダの送信電力、ＡＤＣサンプリングレート及び周波数変調帯域幅等が挙げられる。

所定閾値設定部１２は、初期設定した所定閾値に基づいて、レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値の値を制限する。具体的には、振幅の微分絶対値が初期設定した所定閾値より大きいときは（ステップＳ３においてＹＥＳ）、振幅の微分絶対値を時間平均値又は“０”の値に置換する（ステップＳ４）。一方で、振幅の微分絶対値が初期設定した所定閾値より小さいときは（ステップＳ３においてＮＯ）、振幅の微分絶対値をそのまま維持する（ステップＳ５）。

所定閾値設定部１２は、値を制限したレーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値の時間平均に基づいて、所定閾値を逐次更新する（ステップＳ２〜Ｓ５）。具体的には、前回更新した所定閾値から今回更新した所定閾値への減少程度が所定程度より大きいときは（ステップＳ６においてＮＯ）、次回も所定閾値を更新する（ステップＳ２〜Ｓ５）。一方で、前回更新した所定閾値から今回更新した所定閾値への減少程度が所定程度より小さいときは（ステップＳ６においてＹＥＳ）、次回は所定閾値を更新せず、今回更新した所定閾値を最終確定した所定閾値として設定する（ステップＳ７）。

ここで、図６の上段に示したように、所定閾値の設定前には（ステップＳ１）、干渉波の振幅の微分絶対値は、希望波の振幅の微分絶対値を大きく上回る。そして、図６の中段に示したように、所定閾値の第１回更新後には（ステップＳ６においてＮＯ）、干渉波の振幅の微分絶対値は、十分に抑圧されておらず、希望波の振幅の微分絶対値をやはり上回る。しかし、図６の下段に示したように、所定閾値の最終回更新後には（ステップＳ６においてＹＥＳ）、干渉波の振幅の微分絶対値は、十分に抑圧されており、希望波の振幅の微分絶対値に近づいている。

なお、次回も所定閾値を更新するかどうかを判断するにあたり、（１）前回更新した所定閾値から今回更新した所定閾値への減少程度を判断基準としてもよく（ステップＳ６）、（２）所定閾値を上回る振幅の微分絶対値が存在するかどうかを判断基準としてもよく、（３）所定閾値の更新回数が十分に多くの更新回数に到達したかどうかを判断基準としてもよい。

本開示の第２の所定閾値の設定処理の流れを図７に示す。微分絶対値算出部１１は、レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値を算出する（ステップＳ１１）。そして、レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値又は移動平均値を算出する（ステップＳ１２）。ここで、図８の上段に示したように、干渉波の振幅は、希望波の振幅と同程度としかなっていない。しかし、干渉波の振幅及び位相回転の変化は、希望波の振幅及び位相回転の変化より激しい。よって、図８の下段に示したように、干渉波の振幅の微分絶対値の代表値又は移動平均値は、希望波の振幅の微分絶対値の代表値又は移動平均値を大きく上回ることになる。

所定閾値設定部１２は、レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値又は移動平均値の時間平均に基づいて、所定閾値を初期設定する。具体的には、振幅の微分絶対値の代表値又は移動平均値の時間平均に所定係数を乗算することにより、所定閾値を初期設定する（ステップＳ１３）。

なお、所定係数をレーダ特性に応じて予め設定された係数より大きくし過ぎるときは、所定閾値を大きくし過ぎるため、干渉波を十分に除去することができない。一方で、所定係数をレーダ特性に応じて予め設定された係数より小さくし過ぎるときは、所定閾値を小さくし過ぎるため、希望波を誤って除去することになってしまう。そこで、所定係数をレーダ特性に応じて予め設定された係数より大き過ぎも小さ過ぎもしない値に設定することが望ましい。ここで、所定係数の設定で参照されるレーダ特性として、レーダの送信電力、ＡＤＣサンプリングレート及び周波数変調帯域幅等が挙げられる。

所定閾値設定部１２は、初期設定した所定閾値に基づいて、レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値又は移動平均値の値を制限する。具体的には、振幅の微分絶対値の代表値又は移動平均値が初期設定した所定閾値より大きいときは（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、振幅の微分絶対値の代表値又は移動平均値を時間平均値又は“０”の値に置換する（ステップＳ１５）。一方で、振幅の微分絶対値の代表値又は移動平均値が初期設定した所定閾値より小さいときは（ステップＳ１４においてＮＯ）、振幅の微分絶対値の代表値又は移動平均値をそのまま維持する（ステップＳ１６）。

所定閾値設定部１２は、値を制限したレーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値又は移動平均値の時間平均に基づいて、所定閾値を逐次更新する（ステップＳ１３〜Ｓ１６）。具体的には、前回更新した所定閾値から今回更新した所定閾値への減少程度が所定程度より大きいときは（ステップＳ１７においてＮＯ）、次回も所定閾値を更新する（ステップＳ１３〜Ｓ１６）。一方で、前回更新した所定閾値から今回更新した所定閾値への減少程度が所定程度より小さいときは（ステップＳ１７においてＹＥＳ）、次回は所定閾値を更新せず、今回更新した所定閾値を最終確定した所定閾値として設定する（ステップＳ１８）。

ここで、図９の上段に示したように、所定閾値の設定前には（ステップＳ１２）、干渉波の振幅の微分絶対値の代表値又は移動平均値は、希望波の振幅の微分絶対値の代表値又は移動平均値を大きく上回る。そして、図９の中段に示したように、所定閾値の第１回更新後には（ステップＳ１７においてＮＯ）、干渉波の振幅の微分絶対値の代表値又は移動平均値は、十分に抑圧されておらず、希望波の振幅の微分絶対値の代表値又は移動平均値をやはり上回る。しかし、図９の下段に示したように、所定閾値の最終回更新後には（ステップＳ１７においてＹＥＳ）、干渉波の振幅の微分絶対値の代表値又は移動平均値は、十分に抑圧されており、希望波の振幅の微分絶対値の代表値又は移動平均値に近づいている。

なお、次回も所定閾値を更新するかどうかを判断するにあたり、（１）前回更新した所定閾値から今回更新した所定閾値への減少程度を判断基準としてもよく（ステップＳ１７）、（２）所定閾値を上回る振幅の微分絶対値の代表値又は移動平均値が存在するかどうかを判断基準としてもよく、（３）所定閾値の更新回数が十分に多くの更新回数に到達したかどうかを判断基準としてもよい。

（本開示の干渉波の除去処理の流れ）
本開示の第１の干渉波の除去処理の流れを図１０に示す。干渉波除去部１４−１〜１４−Ｎは、レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値を算出する（ステップＳ２１）。もっとも、本開示の所定閾値の設定処理において、すでに算出しているならば、本開示の第１の干渉波の除去処理において、改めて算出しなくてもよい。

干渉波除去部１４−１〜１４−Ｎは、第１の場合として、レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値が最終確定された所定閾値より大きい時間領域において（ステップＳ２２においてＹＥＳ）、レーダ受信信号に混入している干渉波を除去する（ステップＳ２３）。

干渉波除去部１４−１〜１４−Ｎは、第２の場合として、レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値が最終確定された所定閾値より小さい時間領域であるが（ステップＳ２２においてＮＯ）、持続時間が所定時間より短い時間領域において（ステップＳ２４においてＹＥＳ）、レーダ受信信号に混入している干渉波を除去する（ステップＳ２５）。

干渉波除去部１４−１〜１４−Ｎは、第３の場合として、レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値が最終確定された所定閾値より小さい時間領域であり（ステップＳ２２においてＮＯ）、持続時間が所定時間より長い時間領域において（ステップＳ２４においてＮＯ）、レーダ受信信号をそのまま維持する（ステップＳ２６）。

ここで、図１１の上段に示したように、ステップＳ２３、２５の実行前には、干渉波のうち、山及び谷近傍も山及び谷以外も除去されていない。そして、図１１の中段に示したように、ステップＳ２３の実行後には、干渉波のうち、山及び谷以外は除去されているが、山及び谷近傍は除去されていない。しかし、図１１の下段に示したように、ステップＳ２５の実行後には、干渉波のうち、山及び谷近傍も山及び谷以外も除去されている。

なお、所定時間はレーダ特性に応じて設定することが望ましい。ここで、所定時間の設定で参照されるレーダ特性として、ＡＤＣサンプリングレート及び周波数変調帯域幅等が挙げられる。一般に、導出方法の違いから、第２の所定閾値設定処理における所定閾値（図９の最下段を参照。）は、第１の所定閾値設定処理における所定閾値（図６の最下段を参照。）と比較して、大きくなる傾向にある。そのため、ステップＳ２４の所定時間は、第２の所定閾値設定処理を用いるときには、第１の所定閾値設定処理を用いるときより、長めに設定するのが望ましい。

本開示の第２の干渉波の除去処理の流れを図１２に示す。干渉波除去部１４−１〜１４−Ｎは、レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値を算出する（ステップＳ３１）。そして、レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値について、所定時間幅における代表値又は移動平均値を算出する（ステップＳ３２）。もっとも、本開示の所定閾値の設定処理において、すでに算出しているならば、本開示の第２の干渉波の除去処理において、改めて算出しなくてもよい。

なお、所定時間幅における代表値とは、例えば、その所定時間幅における振幅の微分絶対値の最大値や平均値や中央値等である。また、所定時間幅における移動平均値とは、ある時刻における振幅の微分絶対値を、その所定時間幅における振幅の微分絶対値の平均値に、置換したものである。そして、所定時間幅はレーダ特性に応じて設定することが望ましい。ここで、所定時間幅の設定で参照されるレーダ特性として、ＡＤＣサンプリングレート及び周波数変調帯域幅等が挙げられる。

干渉波除去部１４−１〜１４−Ｎは、第１の場合として、レーダ受信信号の振幅の微分絶対値についての所定時間幅における代表値又は移動平均値が最終確定された所定閾値より大きい時間領域において（ステップＳ３３においてＹＥＳ）、レーダ受信信号に混入している干渉波を除去する（ステップＳ３４）。

干渉波除去部１４−１〜１４−Ｎは、第２の場合として、レーダ受信信号の振幅の微分絶対値についての所定時間幅における代表値又は移動平均値が最終確定された所定閾値より小さい時間領域において（ステップＳ３３においてＮＯ）、レーダ受信信号をそのまま維持する（ステップＳ３５）。

ここで、図１３の上段に示したように、ステップＳ３４の実行前には、干渉波のうち、山及び谷近傍も山及び谷以外も除去されていない。しかし、図１３の下段に示したように、ステップＳ３４の実行後には、干渉波のうち、山及び谷近傍も山及び谷以外も除去されている。このように、図１２、１３に示した第２の方法では、図１０、１１に示した第１の方法と同じように、干渉波のうち、山及び谷近傍を除去することができる。

（本開示の干渉波除去前後の物標検出の実験結果）
本開示の干渉波除去前の物標検出の実験結果を図１４に示す。ここで、図１４の上段に示したように、レーダ受信信号のうち、時間が４００〜５００の領域において、干渉波が混入している。そして、図１４の下段に示したように、干渉波の混入の影響により、ノイズフロアが高くなっており、本来検出されるべき物標が検出されていない。

本開示の干渉波除去後の物標検出の実験結果を図１５に示す。ここで、図１５の上段に示したように、レーダ受信信号のうち、時間が４００〜５００の領域において、干渉波が除去されている。そして、図１５の下段に示したように、干渉波の除去の影響により、ノイズフロアが低くなっており、本来検出されるべき物標が検出されている。

本開示のレーダ干渉波除去装置、レーダ物標検出装置、レーダ干渉波除去プログラム及びレーダ干渉波除去方法は、同時間において干渉波の周波数変調帯域幅が希望波の周波数変調帯域幅と異なる、又は、干渉波の振幅及び位相回転の変化が希望波の振幅及び位相回転の変化より激しい、ＦＭＣＷ方式、ＦＭパルス方式、他のＣＷ方式及び他のパルス方式等に適用することができる。

Ｒ：レーダ物標検出装置
１：レーダ干渉波除去装置
２：受信信号変換部
３：物標情報生成部
１１：微分絶対値算出部
１２：所定閾値設定部
１３−１、１３−Ｎ：データバッファ
１４−１、１４−Ｎ：干渉波除去部

Claims (7)

1. （１）レーダ受信信号の振幅の実数データ若しくは複素数データの時間微分の絶対値、又は（２）前記レーダ受信信号の振幅の実数データ若しくは複素数データの時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値を算出する微分絶対値算出部と、
   （１）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値、又は（２）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値が所定閾値より大きい時間領域において、前記レーダ受信信号に混入している干渉波を除去する干渉波除去部と、
   を備えることを特徴とするレーダ干渉波除去装置。
2. （１）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値の時間平均、又は（２）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値の時間平均に基づいて、前記所定閾値を初期設定し、初期設定した前記所定閾値に基づいて、（１）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値の値、又は（２）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値の値を制限し、値を制限した、（１）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値の時間平均、又は（２）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値の時間平均に基づいて、前記所定閾値を逐次更新する所定閾値設定部、
   をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のレーダ干渉波除去装置。
3. 前記所定閾値設定部は、前回更新した前記所定閾値から今回更新した前記所定閾値への減少程度が所定程度より小さいときに、今回更新した前記所定閾値を最終確定した前記所定閾値として設定することを特徴とする、請求項２に記載のレーダ干渉波除去装置。
4. 前記干渉波除去部は、前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値が前記所定閾値より小さい時間領域であるが、持続時間が所定時間より短い時間領域において、前記レーダ受信信号に混入している干渉波を除去することを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載のレーダ干渉波除去装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のレーダ干渉波除去装置と、
   干渉波が除去された前記レーダ受信信号について、自装置に対する物標の距離、速度及び方位の少なくともいずれかに依存する受信電力の情報に変換する受信信号変換部と、
   変換により生成された前記受信電力の情報に基づいて、自装置に対する物標の距離、速度及び方位の少なくともいずれかの情報を生成する物標情報生成部と、
   を備えることを特徴とするレーダ物標検出装置。
6. （１）レーダ受信信号の振幅の実数データ若しくは複素数データの時間微分の絶対値、又は（２）前記レーダ受信信号の振幅の実数データ若しくは複素数データの時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値を算出する微分絶対値算出ステップと、
   （１）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値、又は（２）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値が所定閾値より大きい時間領域において、前記レーダ受信信号に混入している干渉波を除去する干渉波除去ステップと、
   をコンピュータに順に実行させるためのレーダ干渉波除去プログラム。
7. （１）レーダ受信信号の振幅の実数データ若しくは複素数データの時間微分の絶対値、又は（２）前記レーダ受信信号の振幅の実数データ若しくは複素数データの時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値を算出する微分絶対値算出ステップと、
   （１）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値、又は（２）前記レーダ受信信号の振幅の時間微分の絶対値についての所定時間幅における代表値若しくは移動平均値が所定閾値より大きい時間領域において、前記レーダ受信信号に混入している干渉波を除去する干渉波除去ステップと、
   を順に備えることを特徴とするレーダ干渉波除去方法。

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