JP2020122687A - レーダー装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】レーコンのようなトランスポンダからの応答信号をより確実に受信し、これをレーダー映像上に表示する。【解決手段】レーダー装置は、第１パルス信号と、前記第１パルス信号よりもパルス幅の広い第２パルス信号とを送信する送信部と、前記第１パルス信号の反射信号を含む第１受信信号と、前記第２パルス信号の反射信号を含む第２受信信号とを受信する受信部と、距離方向の少なくとも一部の第１区間において、前記第１受信信号の信号強度と前記第２受信信号の信号強度とを比較し、前記比較の結果に基づいて、表示信号を生成する映像生成部とを備える。【選択図】図５

Description

本発明は、レーダー装置、並びにレーダー映像生成方法及びプログラムに関する。
近年、電波資源の有効利用の観点から、マグネトロン等の電子管の代わりに、半導体増幅器（固体素子）を使用した固体化レーダー装置が開発されている。固体化レーダー装置は、狭帯域化の他に、小型化、メンテナンスフリー等の利点があることから、今後、普及することが想定される。固体化レーダー装置は、電子管を使用したレーダー装置に比べて送信電力が小さいので、遠位からの反射信号のＳ／Ｎ（信号対ノイズ）比が低下する（探知性能が劣化する）。この点を補うため、周波数変調されたパルス幅の大きいパルス信号（以下、「変調パルス信号」という）を送信し、目標からの反射信号をパルス圧縮処理することにより、遠位からの反射信号のＳ／Ｎ比を改善する処理が施される（非特許文献１）。
一方、１つのアンテナで送受信を切り替える方式のレーダー装置の場合、送信パルス信号が直接受信機に回り込むので、送信中に受信を行うことができない。また、パルス幅が広いと、その分反射信号を受信できない不感地帯がレーダー装置の近傍領域に生じる。そこで、この近傍領域における探知性能を改善するため、パルス幅の広い変調パルス信号とパルス幅の狭い無変調パルス信号とを周期的に交互に送信する方法が考案されている。このようなレーダー装置の場合、自身から近距離の区間においては無変調パルス信号の反射信号に基づいてレーダー映像が生成され、自身から遠距離の区間においては変調パルス信号の反射信号に基づいてレーダー映像が生成される。
ところで、狭水道や陸岸に接近した主要航路の航路ブイ等には、レーダビーコン（以下、「レーコン」という）が設置されている。レーコンは、船舶に搭載されたレーダー装置からパルス信号を受信すると、受信したパルス信号と同じ周波数の応答信号を送信する。この応答信号は、振幅変調によりモールス符号化されており、レーダー映像には、レーコンのエコーと共に、当該エコーから距離方向に当該モールス符号化された応答信号が表示される（図１Ａ参照）。そのため、船員は、輻輳する海況においても、レーダー映像から航路ブイ等を正確に把握することができる。以上のように、レーコンは、船舶の航行を補助する重要な役割を担っている。
しかし、上記した変調パルス信号に対するレーコンからの応答信号に基づくエコーは、パルス圧縮処理によりレーダー映像上で距離方向に延びてしまい、正常に表示されない傾向がある。そのため、特許文献１に記載の固体化レーダー装置では、以下の手法を提案している。この固体化レーダー装置は、受信信号に含まれるレーコンからの応答信号の有無を検出し、レーコンの応答信号が含まれる方位に対しては、レーダー映像上でパルス幅の狭い無変調パルス信号に基づく領域を延長することで、レーコンの応答信号を正常表示させる。
吉田孝監修、「改訂 レーダ技術」、社団法人電気通信学会、平成１１年５月２５日発行、ｐ２７５−２８０
国際公開第２０１４／４２１３４号
ところで、レーコンは、仕様にもよるが、パルス幅の広いパルス信号、典型的には２μｓ以上のパルス幅を有するパルス信号には反応しないことがある。そのため、レーコンは、比較的パルス幅の狭い無変調パルス信号には反応するが、これよりもパルス幅の広い変調パルス信号には反応しないことがしばしばある。このような場合には、図１Ｂに示すように、レーダー映像上の変調パルス信号に対応する遠距離領域において、レーコンの応答信号が得られず、これが表示されない事態となる。なお、特許文献１に記載の固体化レーダー装置は、受信信号からレーコンの応答信号を検出することにより、レーコンの応答信号を正常表示させる技術であるため、そもそもレーコンから応答信号が返ってこないことで生じる以上の問題を解決することができない。
本発明の目的の１つは、レーコンのようなトランスポンダからの応答信号をより確実に受信し、これをレーダー映像上に表示することができるレーダー装置、並びにレーダー映像生成方法及びプログラムを提供することにある。
レーダー装置が提供される。前記レーダー装置は、第１パルス信号と、前記第１パルス信号よりもパルス幅の広い第２パルス信号とを送信する送信部と、前記第１パルス信号の反射信号を含む第１受信信号と、前記第２パルス信号の反射信号を含む第２受信信号とを受信する受信部と、距離方向の少なくとも一部の第１区間において、前記第１受信信号の信号強度と前記第２受信信号の信号強度とを比較し、前記比較の結果に基づいて、表示信号を生成する映像生成部とを備える。
前記映像生成部は、前記第１区間において、前記第１受信信号及び前記第２受信信号のうち信号強度の大きい方に基づいて、前記表示信号を生成してもよい。
前記映像生成部は、前記第１区間よりも送信位置に近い第２区間において、前記第１受信信号と前記第２受信信号との合成信号の信号強度と、前記第１受信信号の信号強度とを比較し、前記比較の結果に基づいて、前記表示信号を生成してもよい。
前記映像生成部は、前記第２区間において、前記合成信号及び前記第１受信信号のうち信号強度の大きい方に基づいて、前記表示信号を生成してもよい。
前記第１パルス信号は、トランスポンダが応答信号を返す２μｓ未満のパルス幅を有し、前記第２パルス信号は、２μｓ以上のパルス幅を有していてもよい。
前記送信部は、設置面上に設置され、前記設置面に対して平行な面内を回転するアンテナを介して送信してもよい。
前記レーダー装置は、固体化レーダーであってもよい。
以下のことを含むレーダー映像生成方法、及び以下のことをコンピュータに実行させるレーダー映像生成プログラムが提供される。
・第１パルス信号と、前記第１パルス信号よりもパルス幅の広い第２パルス信号とを送信すること
・前記第１パルス信号の反射信号を含む第１受信信号と、前記第２パルス信号の反射信号を含む第２受信信号とを受信すること
・距離方向の少なくとも一部の第１区間において、前記第１受信信号の信号強度と前記第２受信信号の信号強度とを比較すること
・前記比較の結果に基づいて、表示信号を生成すること
レーコンのようなトランスポンダは、パルス信号のパルス幅によっては、受信したパルス信号に反応せず、応答信号を発信しないことがある。この場合、レーダー装置は、トランスポンダからの応答信号を受信することができず、応答信号をレーダー映像上に表示することができない。しかし、本発明によれば、パルス幅の異なるパルス信号が送信され、それぞれの反射信号を含む受信信号どうしの信号強度が比較され、その比較の結果に基づいてレーダー映像の表示信号が生成される。つまり、レーダー装置が送信するパルス幅の異なるパルス信号に、レーコンのようなトランスポンダが反応しないものが含まれるとしても、トランスポンダからの応答信号を含む受信信号に基づいて表示信号を生成することができる。よって、レーダー装置において、レーコンのようなトランスポンダからの応答信号をより確実に受信し、これをレーダー映像上に表示することができる。
従来技術に係るレーコンの応答信号を表すレーダー映像を説明する図。 別の従来技術に係るレーコンの応答信号を表すレーダー映像を説明する図。 本発明の一実施形態に係るレーダー装置の全体構成図。 レーダー映像の生成処理に係る主要部分の構成図。 第１映像データに基づくレーダー映像を示す図。 （Ａ）第１エコーデータの波形のグラフ。（Ｂ）第２エコーデータの波形のグラフ。（Ｃ）第１映像データの波形のグラフ。（Ｄ）第２映像データの波形のグラフ。 第２映像データに基づくレーダー映像を示す図。 レーダー映像の生成処理の流れを示すフローチャート。 変形例に係る第１映像データを生成するための第１エコーデータ及び第２エコーデータの混合割合を説明するグラフ。
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係るレーダー装置、並びにレーダー映像生成方法及びプログラムについて説明する。
＜１．レーダー装置の構成＞
図２に、本実施形態に係るレーダー装置１の全体構成図を示す。レーダー装置１は、船舶の航行を支援するための装置であり、船舶に搭載される。本実施形態のレーダー装置１は、マグネトロン等の電子管の代わりに、半導体増幅器（固体素子）を使用した固体化レーダー装置であり、狭帯域化、小型化、メンテナンスフリー等の利点を有する。
図２に示すように、レーダー装置１は、レーダーアンテナ１０と、これにサーキュレータ１１を介して接続される送信機２及び受信機３と、送信機２及び受信機３にさらに接続されるレーダー指示器２０とを備える。レーダーアンテナ１０は、レーダー装置１の設置面に対して平行な面内を回転しながら、パルス状の電波を送信してその物標での反射波を受信する動作を繰り返し行い、これにより自船の周囲を３６０°スキャンする。レーダーアンテナ１０は、送受信で共用され、サーキュレータ１１の３つのポートには、送信機２、レーダーアンテナ１０、及び受信機３が接続される。レーダー指示器２０は、表示部２１、入力部２２、記憶部２３及び制御部２４を備える。これらの部２１〜２４は、相互にバス線を介して通信可能に接続されている。
表示部２１は、主として船員であるユーザーに対し各種情報を提示するための画面を表示するユーザーインターフェースであり、本実施形態では、液晶ディスプレイから構成される。入力部２２は、ユーザーからのレーダー指示器２０に対する各種操作を受け付けるユーザーインターフェースであり、キーボード、トラックボール及び表示部２１上に重ねられるタッチパネル等から構成される。
記憶部２３は、ハードディスクやフラッシュメモリ等から構成される不揮発性の記憶装置である。制御部２４は、ＣＰＵ３０、ＲＯＭ３１及びＲＡＭ３２等から構成される。ＲＯＭ３１内には、ＣＰＵ３０に各種動作を実行させるプログラム４０が格納されている。ＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３１内のプログラム４０を読み出して実行することにより、仮想的に送信制御部２４ａ、信号処理部２４ｂ、パルス合成部２４ｃ、比較部２４ｄ及び描画部２４ｅ（図３参照）として動作する。これらの部２４ａ〜２４ｅの動作の詳細については、後述する。なお、プログラム４０は、ＲＯＭ３１内ではなく記憶部２３内に格納されていてもよいし、記憶部２３及びＲＯＭ３１の両方に分散して記憶されていてもよい。
固体化レーダー装置であるレーダー装置１は、電子管を使用したレーダー装置に比べて送信電力が小さい。よって、レーダー装置１は、遠位からの反射信号のＳ／Ｎ比が低下するのを補うため、周波数変調されたパルス幅の広い変調パルス信号を送信し、それによって得られた受信信号に対してパルス圧縮処理を施す。より具体的には、受信信号に対して変調パルス信号に対応したマッチドフィルタによって相関がとられ、相関値のピーク波形が検出される。ただし、パルス幅が広い変調パルス信号では、レーダー装置１の近傍が不感地帯になる。レーダー装置１は、この領域での探知性能を確保するため、パルス幅の広い変調パルス信号と、周波数変調されておらずこれよりもパルス幅の狭い無変調パルス信号とを周期的に交互に送信する。これに限定されないが、本実施形態では、無変調パルス信号は、Ｐ０Ｎと呼ばれる型式の電波として実装され、変調パルス信号は、Ｑ０Ｎと呼ばれる型式の電波として実装される。これに限定されないが、本実施形態では、無変調パルス信号のパルス幅は、０．１μ秒から１μ秒程度であり、変調パルス信号のパルス幅は、数μ秒から数十μ秒程度である。例えば、変調パルス信号のパルス幅が１０μ秒であれば、レーダー装置１から約１５００ｍの範囲が不感地帯となる。詳細は後述するが、本実施形態で生成されるレーダー映像は、近距離領域については、主として無変調パルス信号の反射信号の信号強度に基づき、遠距離領域については、主として変調パルス信号の反射信号の信号強度に基づく。なお、ここでの説明において、「近い」及び「遠い」は、特に断らない限り、レーダー装置１（パルス信号の送信位置）を基準とする。
図３は、レーダー映像の生成処理を行う主要部分の構成図である。送信制御部２４ａは、送信機２の動作を制御して、変調パルス信号の送受信期間と無変調パルス信号の送受信期間とを制御する。送信機２は、Ｄ／Ａ変換器、送信信号を所望の周波数帯域までアップコンバートするミキサ及びこれを増幅するアンプ等から構成される。送信機２により生成されたパルス信号は、サーキュレータ１１を介してレーダーアンテナ１０へ供給される。レーダーアンテナ１０は、ビーム指向性を持って回転する。これにより、送信機２は、レーダーアンテナ１０を介して、変調パルス信号と無変調パルス信号とを、レーダー装置１を中心とする周方向の様々な方位に順次交互に送信する。
受信機３は、受信信号を増幅するアンプ、受信信号に含まれる所望の周波数帯域の信号をダウンコンバートするミキサ、ダウンコンバートされた信号を直交検波して複素信号を出力する各種フィルタ（ＬＰＦ）及びＡ／Ｄ変換器等から構成される。受信機３は、レーダーアンテナ１０を介して、無変調パルス信号の受信期間（以下、第１受信期間という）に受信される無変調パルス信号の反射信号を含む受信信号（以下、第１受信信号という）と、変調パルス信号の受信期間（以下、第２受信期間という）に受信される変調パルス信号の反射信号を含む受信信号（以下、第２受信信号という）とを、レーダー装置１を中心とする周方向の様々な方位から順次交互に受信する。なお、レーダーアンテナ１０からのパルス信号を受信したレーコンが応答信号を発信した場合、受信機３へ入力される受信信号には、レーコンの応答信号が含まれる。ここで、周波数アジャイル型のレーコンは、レーダー装置からパルス信号を受信すると、受信したパルス信号と同じ周波数の応答信号を送信する。この応答信号は、振幅変調によりモールス符号化されている。レーコンは、仕様にもよるが、主として、典型的には２μｓ未満の狭いパルス幅を有するパルス信号には反応するが、２μｓ以上の広いパルス幅を有するパルス信号には反応しない。このようなレーコンは、本実施形態に係る無変調パルス信号には応答信号を返すが、これよりもパルス幅の広い変調パルス信号には応答信号を返さない。よって、第１受信期間の第１受信信号には、レーコンの応答信号が含まれるが、第２受信期間の第２受信信号の受信信号には、レーコンの応答信号が含まれないことが起こり得る。
信号処理部２４ｂは、無変調パルス信号のパルス幅の逆数程度に相当する周波数幅の通過帯域を有するフィルタ等（例えば、ＬＰＦ又はＢＰＦ）を含む。信号処理部２４ｂは、以上のフィルタ等により第１受信期間の第１受信信号に対し信号処理を施し、エコーデータを抽出する。第１受信信号に基づくエコーデータ（以下、第１エコーデータという）は、主として近距離領域の映像データを生成するために使用される。しかしながら、無変調パルス信号は、近距離領域だけでなく遠距離領域もカバーするように送受信され、第１エコーデータは、近距離領域だけでなく遠距離領域にも相当する長さ分、抽出される。
また、信号処理部２４ｂは、変調パルス信号と相関の高い係数が設定されたマッチドフィルタを含む。信号処理部２４ｂは、マッチドフィルタ等により第２受信期間の第２受信信号に対しパルス圧縮を含む信号処理を施し、エコーデータを抽出する。第２受信信号に基づくエコーデータ（以下、第２エコーデータという）は、主として遠距離領域の映像データを生成するために使用される。パルス圧縮される第２受信信号は、変調パルス信号の反射波であるので、マッチドフィルタによって変調パルス信号のエコーに対してピークを示す。すなわち、変調パルス信号のパルス幅に相当する長いパルス幅を有するエコーがパルス圧縮された１つのピーク波形に変換される。パルス圧縮されたピーク波形は、変調パルス信号のパルス幅に応じたピークレベルを示す。変調パルス信号は、無変調パルスに比べてパルス幅が長いので、Ｓ／Ｎ比が改善される。
パルス合成部２４ｃは、信号処理部２４ｂから出力される第１エコーデータと、第２エコーデータとを合成する。このとき、第１エコーデータが近距離領域用の映像データを形成し、第２エコーデータが遠距離領域用の映像データを形成するように、この２種類のエコーデータが合成される。パルス合成部２４ｃは、各方位について、第１エコーデータ及び第２エコーデータのうち、距離方向の所定の近距離の区間においては第１エコーデータのみを用いて、距離方向に所定の遠距離の区間においては第２エコーデータのみを用いて、映像データＶ１（レーダー映像の表示信号）を生成する（図４参照）。ここでいう所定の近距離の区間とは、レーダー映像の中心を含む区間であり、凡そ変調パルス信号の不感地帯に一致するように設定される。一方、ここでいう所定の遠距離の区間とは、所定の近距離の区間に重ならず、距離方向に所定の近距離の区間の外側に隣接する区間である。以下、パルス合成部２４ｃにより生成される映像データを、第１映像データＶ１という。図４のレーダー映像では、船舶のエコーがＥ１として表され、レーコンのエコーがＥ２として表され、レーコンの応答信号がＥ３として表されている。
図５（Ｃ）は、レーダー装置１を中心として図４に矢印Ｄ１で示される方位の第１映像データＶ１の波形を示している。また、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、それぞれ、図５（Ｃ）の第１映像データＶ１の基になった第１エコーデータ及び第２エコーデータの波形を示している。既に説明したとおりであるが、図５（Ｂ）に示すように、第２エコーデータでは、近距離領域に存在する物標を捉えることができず、さらにレーコンの応答信号を捉えることができない。一方、図５（Ａ）に示すように、第１エコーデータでは、第２エコーデータに比べ、遠距離領域においてＳ／Ｎ比が低下し、物標が小さく写る。これに対し、第１映像データＶ１では、近距離領域の物標を写すことができるとともに、遠距離領域におけるＳ／Ｎ比が改善される。
しかしながら、第１映像データＶ１では、図４及び図５（Ｃ）に示すとおり、遠距離領域においてレーコンの応答信号を捉えることができてない。図４及び図５（Ｃ）では、レーコンが応答信号を返していた場合に写ったはずの応答信号を点線で示している。よって、このままでは、遠位におけるレーコンの存在を船員が正確に把握することができない。
そのため、本実施形態では、第１映像データＶ１と第１エコーデータとを合成した第２映像データＶ２（レーダー映像の表示信号）が生成される。より具体的には、比較部２４ｄは、各方位について、遠距離の区間においては、第１映像データＶ１の信号強度と第１エコーデータの信号強度とを比較し、この比較の結果に基づいて、第２映像データＶ２を生成する。このとき、遠距離の区間における距離方向の各位置について、第１映像データＶ１の信号強度と第１エコーデータの信号強度とが比較され、両者のうち大きい方に基づいて表示信号が生成される。すなわち、遠距離の区間における距離方向の各位置について、第１映像データＶ１の信号強度又は第１エコーデータの信号強度のいずれが大きいかを判断し、大きい方の信号強度のデータを距離方向に連結することにより、遠距離の区間における第２映像データＶ２が生成される。一方、近距離の区間における第２映像データＶ２としては、同区間における第１映像データＶ１がそのまま流用される。
なお、ここで比較される信号強度は、必ずしも絶対的な信号強度を意味するのではなく、エコー映像に変換したときのエコー映像の強さを基準とする相対的な信号強度を意味し得る。すなわち、無変調パルス信号と変調パルス信号とは、たとえ尖頭電力が同じであっても、後者はパルス圧縮される。例えばこのような事情から、異なる種類の信号間で絶対的な信号強度を比較しても、エコー映像の強さは比較できない。これに対し、ここでいう信号強度とは、比較される信号から変換される表示信号が表すエコー映像の強さを基準とする信号強度である。例えば、比較される信号を、０〜２５５の表示信号に変換する場合を例にすると、この０〜２５５の値により示されるエコー映像の強さに基づき比較することができる。また、Ｓ／Ｎ比のよりよい方を、信号強度が強いと判断することもできる。
図５（Ｄ）は、図５（Ａ）及び（Ｃ）の第１エコーデータと第１映像データＶ１とを合成したときの第２映像データＶ２の波形を示す。また、図６は、図４の第１映像データＶ１に以上の処理を施した後の第２映像データＶ２に基づくレーダー映像を示す。図５（Ｄ）及び図６から分かるように、第２映像データＶ２では、第１エコーデータに基づいて近距離領域に存在する物標を捉えることができており、さらに近距離領域であるか遠距離領域であるかに関わらず、第１エコーデータに基づいてレーコンの応答信号を捉えることに成功している。一方、遠距離領域に存在する物標は第２エコーデータに基づいて捉えられるため、遠距離領域におけるＳ／Ｎ比が向上している。
以上のとおり、第２映像データＶ２は、近距離領域においては、第１映像データＶ１に基づいて、遠距離領域においては、第１映像データＶ１及び第１エコーデータのうち信号強度が大きい方のデータに基づいて、生成される。なお、近距離の区間における第１映像データＶ１とは、第１エコーデータに他ならない。よって、実質的に、近距離の区間においては、第２エコーデータが使用されることなく、第１エコーデータの信号強度に基づいて、第２映像データＶ２が生成される。既に述べた通り、近距離の区間は、第２エコーデータの不感地帯に相当するからである。また、遠距離領域における第１映像データＶ１とは、第２エコーデータに他ならない。よって、実質的に、遠距離領域においては、第１エコーデータと第２エコーデータとが比較され、第１エコーデータと第２エコーデータのうち信号強度が大きい方に基づいて第２映像データＶ２が生成される。
第２映像データＶ２が生成されると、描画部２４ｅは、比較部２４ｄから出力される第２映像データＶ２を、極座標系（ｒθ座標系）から直交座標系（ＸＹ座標系）のデータに変換しながら表示部２１へ転送する。表示部２１は、描画部２４ｅから入力される第２映像データＶ２に基づいて、レーダー映像を表示する。
＜２．レーダー映像の生成処理＞
以上のとおり、信号処理部２４ｂ、パルス合成部２４ｃ、比較部２４ｄ及び描画部２４ｅは、協働して、受信機３により受信された第１受信信号及び第２受信信号に基づき、レーダー映像を生成する映像生成部２６として動作する。以下、図７を参照しつつ、上述した映像生成部２６によるレーダー映像の生成処理の流れについてまとめる。
まず、ステップＳ１として、信号処理部２４ｂは、ある方位Ｄｔに対応する第１受信期間に受信された第１受信信号を取得し、これに適宜信号処理を施し、第１エコーデータを生成する。ステップＳ１と実質的に並列に実行されるステップＳ２では、信号処理部２４ｂは、実質的に同じ方位Ｄｔに対応する第２受信期間に受信された第２受信信号を取得し、これに適宜信号処理を施し、第２エコーデータを生成する。
続くステップＳ３では、パルス合成部２４ｃが、方位Ｄｔに対応する第１エコーデータ及び第２エコーデータに基づいて、方位Ｄｔの距離方向に沿って延びる第１映像データＶ１を生成する。第１映像データＶ１のうち、方位Ｄｔの距離方向に沿って近距離の区間に相当する表示信号は、第１エコーデータの信号強度に応じて決定される。一方、第１映像データＶ１のうち、方位Ｄｔの距離方向に沿って遠距離の区間に相当する表示信号は、第２エコーデータの信号強度に応じて決定される。なお、表示信号の値は、その基になるエコーデータの信号強度が大きい程、画面上にはっきりと又は濃く表示されるように決定される。なお、既に述べたとおり、表示信号が同じ値になるとしても、その基になる第１エコーデータの信号強度と、第２エコーデータの信号強度の絶対値が同じであるとは限らない。
続くステップＳ４では、比較部２４ｄが、方位Ｄｔに対応する第１映像データＶ１及び第１エコーデータに基づいて、方位Ｄｔの距離方向に沿って延びる第２映像データＶ２を生成する。第２映像データＶ２のうち、方位Ｄｔの距離方向に沿って近距離の区間に相当する部分は、同区間の第１映像データＶ１、すなわち、同区間の第１エコーデータが流用される。すなわち、第２映像データＶ２のうち、方位Ｄｔの距離方向に沿って近距離の区間に相当する表示信号は、第１映像データＶ１の信号強度、すなわち、第１エコーデータの信号強度に応じて決定される値となる。一方、第２映像データＶ２のうち、方位Ｄｔの距離方向に沿って遠距離の区間に相当する表示信号は、第１映像データＶ１の信号強度、すなわち、第２エコーデータの信号強度と、第１エコーデータの信号強度との比較により決定される。より具体的には、同表示信号は、両信号強度の比較の結果、より大きい方の信号強度に応じて決定される。なお、表示信号の値は、その基になる映像データの信号強度が大きい程、画面上にはっきりと又は濃く表示されるように決定される。
続くステップＳ５では、描画部２４ｅが、ステップＳ４で生成された方位Ｄｔの第２映像データＶ２を、極座標系のデータから直交座標系のデータに変換する。そして、続くステップＳ６において、描画部２４ｅは、変換後の方位Ｄｔの第２映像データＶ２に基づいて、表示部２１上に表示されるレーダー映像のうち方位Ｄｔに沿って延びる領域の映像を更新する。
以上のステップＳ１〜Ｓ６の処理は、例えば入力部２２を介してユーザーからレーダー映像の表示の終了が命令されるまで、次の方位に対して繰り返し実行される（ステップＳ７及びステップＳ８）。なお、次の方位とは、現在の方位からレーダーアンテナ１０の回転方向に隣接する方位である。レーダー映像の表示の終了が命令されると、本処理は終了する。
＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。また、以下の変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。
＜３−１＞
上記実施形態では、映像生成部２６によるレーダー映像の生成処理は、プログラム４０を実行するＣＰＵ３０によりデジタル処理された。しかしながら、これらの全部又は一部の処理は、ＣＰＵに限らず、ＦＰＧＡ(field-programmable gate array)により実行することもできるし、アナログ回路によりアナログ処理してもよい。
＜３−２＞
上記実施形態では、近距離領域においては、第１エコーデータに基づいて第２映像データＶ２が生成され、遠距離領域においては、第１エコーデータと第２エコーデータとが比較され、第１エコーデータと第２エコーデータのうち信号強度が大きい方に基づいて第２映像データＶ２が生成された。しかしながら、距離方向の全区間において、第１エコーデータと第２エコーデータとが比較され、第１エコーデータと第２エコーデータのうち信号強度が大きい方に基づいて第２映像データＶ２が生成されてもよい。近距離領域においては、通常、第１エコーデータの信号強度が第２エコーデータの信号強度を上回るため、この場合も、最終的に実質的に同様のレーダー映像が得られる。
＜３−３＞
上記実施形態では、第１映像データＶ１が、近距離の区間においては、第１エコーデータに基づき、遠距離の区間においては、第２エコーデータに基づき生成された。しかしながら、レーダー映像上で第１エコーデータに基づく映像と第２エコーデータに基づく映像とを突然切り替えると、両映像の境目が目立ち、全体として不自然なレーダー映像が生成され得る。そこで、この不自然な境目をなくするために、第１映像データＶ１を以下のように生成することができる。すなわち、第１映像データＶ１を、近距離の区間においては、第１エコーデータに基づき、中距離の区間においては、第１エコーデータと第２エコーデータとの合成信号に基づき、遠距離の区間においては、第２エコーデータに基づき生成することができる。なお、ここでいう中距離の区間は、距離方向に遠距離の区間よりもレーダー映像の中心に近く、近距離の区間よりもレーダー映像の中心から遠い区間であり、これらの３つの区間は互いに隣接しており、重ならない。中距離の区間用の第１エコーデータと第２エコーデータとの合成信号は、距離に応じた重みを付けて両データを加算することにより生成することができる。図８は、この重み付け加算に使用可能な重み（混合比率）を表すグラフである。
本変形例において、各方位の第２映像データＶ２（レーダー映像の表示信号）を生成するに際しては、例えば、比較部２４ｄは、遠距離及び中距離の区間において、第１映像データＶ１の信号強度と第１エコーデータの信号強度とを比較し、大きい方の信号強度に基づいて、表示信号を生成することができる。この場合、中距離の区間においては、第１映像データＶ１の信号強度、すなわち、第１エコーデータと第２エコーデータとの合成信号の信号強度と、第１エコーデータの信号強度とのうち、大きい方に応じて第２映像データＶ２の表示信号が生成されることになる。一方、遠距離の区間においては、実質的に、上記実施形態と同様に、第１エコーデータの信号強度と、第２エコーデータの信号強度のうち、大きい方に応じて第２映像データＶ２の表示信号が生成されることになる。
＜３−４＞
上記実施形態では、各方位の遠距離の区間の（変形例３−３では、これと中距離の区間の）第２映像データＶ２を生成するに際し、第１エコーデータと第１映像データＶ１の信号強度を比較し、大きい方取りを行うことにより表示信号が生成された。しかしながら、各方位の同区間について、第１エコーデータと第１映像データＶ１とを比較し、この比較の結果、大きい方の混合割合が大きくなるように両データを加算することにより、第２映像データＶ２の表示信号を生成してもよい。
１ レーダー装置
２ 送信機（送信部）
３ 受信機（受信部）
１０ レーダーアンテナ
１１ サーキュレータ
２０ レーダー指示器
２１ 表示部
２２ 入力部
２３ 記憶部
２４ 制御部
３０ ＣＰＵ
３１ ＲＯＭ
３２ ＲＡＭ
２４ａ 送信制御部
２４ｂ 信号処理部
２４ｃ パルス合成部
２４ｄ 比較部
２４ｅ 描画部
２６ 映像生成部
Ｅ１ 船舶のエコー
Ｅ２ レーコンのエコー
Ｅ３ レーコンの応答信号
Ｖ１ 第１映像データ
Ｖ２ 第２映像データ

Claims (9)

  1. 第１パルス信号と、前記第１パルス信号よりもパルス幅の広い第２パルス信号とを送信する送信部と、
    前記第１パルス信号の反射信号を含む第１受信信号と、前記第２パルス信号の反射信号を含む第２受信信号とを受信する受信部と、
    距離方向の少なくとも一部の第１区間において、前記第１受信信号の信号強度と前記第２受信信号の信号強度とを比較し、前記比較の結果に基づいて、表示信号を生成する映像生成部と
    を備える、レーダー装置。
  2. 前記映像生成部は、前記第１区間において、前記第１受信信号及び前記第２受信信号のうち信号強度の大きい方に基づいて、前記表示信号を生成する、
    請求項１に記載のレーダー装置。
  3. 前記映像生成部は、前記第１区間よりも送信位置に近い第２区間において、前記第１受信信号と前記第２受信信号との合成信号の信号強度と、前記第１受信信号の信号強度とを比較し、前記比較の結果に基づいて、前記表示信号を生成する、
    請求項１又は２に記載のレーダー装置。
  4. 前記映像生成部は、前記第２区間において、前記合成信号及び前記第１受信信号のうち信号強度の大きい方に基づいて、前記表示信号を生成する、
    請求項３に記載のレーダー装置。
  5. 前記第１パルス信号は、トランスポンダが応答信号を返す２μｓ未満のパルス幅を有し、前記第２パルス信号は、２μｓ以上のパルス幅を有する、
    請求項１から４のいずれかに記載のレーダー装置。
  6. 前記送信部は、設置面上に設置され、前記設置面に対して平行な面内を回転するアンテナを介して送信する、
    請求項１から５のいずれかに記載のレーダー装置。
  7. 前記レーダー装置は、固体化レーダーである、
    請求項１から６のいずれかに記載のレーダー装置。
  8. 第１パルス信号と、前記第１パルス信号よりもパルス幅の広い第２パルス信号とを送信することと、
    前記第１パルス信号の反射信号を含む第１受信信号と、前記第２パルス信号の反射信号を含む第２受信信号とを受信することと、
    距離方向の少なくとも一部の第１区間において、前記第１受信信号の信号強度と前記第２受信信号の信号強度とを比較することと、
    前記比較の結果に基づいて、表示信号を生成することと
    を含む、レーダー映像生成方法。
  9. 第１パルス信号と、前記第１パルス信号よりもパルス幅の広い第２パルス信号とを送信することと、
    前記第１パルス信号の反射信号を含む第１受信信号と、前記第２パルス信号の反射信号を含む第２受信信号とを受信することと、
    距離方向の少なくとも一部の第１区間において、前記第１受信信号の信号強度と前記第２受信信号の信号強度とを比較することと、
    前記比較の結果に基づいて、表示信号を生成することと
    をコンピュータに実行させる、レーダー映像生成プログラム。
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