JP3080589B2

JP3080589B2 - レーダ装置

Info

Publication number: JP3080589B2
Application number: JP08226926A
Authority: JP
Inventors: 寛弘高尾; 冬樹福島; 泰吉上等; 貴彦藤坂
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-08-28
Filing date: 1996-08-28
Publication date: 2000-08-28
Anticipated expiration: 2016-08-28
Also published as: JPH1068771A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーダ受信信号
から目標検出処理を行なうレーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２１は従来の目標検出処理を行うレー
ダ装置の構成を示した図であり、１は送信アンテナ、２
はこの送信アンテナ１に接続され送信ビームを形成する
送信機、３は受信アンテナ、４は帯域制限、位相検波、
増幅を行なう受信機、５は受信機４から出力された受信
信号をアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換器、６はＡ／Ｄ変換器５の出力信号をある一定の
時間ＣＰＩ（Coherent Pulse Interval）だけ蓄え、Ｃ
ＰＩ間隔で蓄えていた信号を出力するメモリ回路、７は
メモリ回路６の出力信号の信号対雑音電力比を改善し、
周波数成分ごとにｎ分割してｎ個のセルとして出力する
コヒーレント積分回路、８はコヒーレント積分回路７の
出力信号について振幅検波を行なう振幅検波回路であ
る。

【０００３】また、９は振幅検波回路８から出力される
信号をｎＣＰＩ単位で蓄え、このＣＰＩ単位の信号を所
定の回数Ｎ回記憶した後、それらをまとめて出力するメ
モリ回路、５１はメモリ回路９から出力された信号につ
いて、同一周波数帯のセルについて、各周波数帯毎に和
をとり、その結果を出力するインコヒーレント積分回
路、５２はこの結果に基づき、目標有無の判定を行なう
目標検出回路である。この目標検出回路５２は、対象と
なるセル（注目セル）と、その近辺のセル（リファレン
スセル）を設定し、注目セルの電力とリファレンスセル
の平均電力を比較し注目セルについて目標の有無を判定
する。１６は目標検出回路５２が目標有りと判定した場
合には警報を発生する警報回路である。なお、この明細
書中にでいうセルは、別名ドップラーセルとも呼ばれ
る。

【０００４】図２２は、例えばMcGRAW-HILL BOOK COM
PANY RADAR DESIGNPRINCIPLESＰ７５図３−２に示
された目標検出機能をもつレーダ装置の構成図であり、
５３は受信アンテナが受信した信号を所定の帯域で通過
するマッチトフィルタ回路であり、８はこのマッチトフ
ィルタ回路５３の出力信号の振幅を検波する振幅検波回
路、５１は図２２と同様のインコヒーレント積分回路で
ある。

【０００５】また、図２３は、図２１のコヒーレント積
分回路７の詳細を説明する図である。このコヒーレント
積分回路７は、ｎ帯域の信号を得るために、通過周波数
帯域の異なるｎ個のマッチトフィルタ回路によって構成
されている。７１は、メモリ回路６に接続され、このメ
モリ回路６の出力信号のうち周波数帯域ｆ１の成分を通
過させるマッチトフィルタ回路である。７２から７ｎも
同様に、それぞれｆ２〜ｆｎの周波数帯域の成分を通過
させるマッチトフィルタ回路である。

【０００６】次に動作について説明する。送信機２と送
信アンテナ１によって発射された電波が飛行機等に反射
して生成される目標信号が受信アンテナ３で受信され
る。受信アンテナ３で受信された信号は受信機４により
帯域制限され、さらに位相検波、及び増幅される。この
受信機４により出力される信号は、振幅値及び位相を含
む信号であり複素信号と呼ばれる。また、受信機４によ
り受信信号の受信機雑音が重畳される。

【０００７】Ａ／Ｄ変換器５は受信機４より入力された
アナログ信号をディジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換
器５によりディジタル信号に変換された信号は、メモリ
回路６に入力される。メモリ回路６は入力信号を所定の
時間（ＣＰＩ）ごとに蓄え、まとめて次の振幅検波回路
８へ出力する。メモリ回路６から出力された信号はコヒ
ーレント積分回路７に入力される。コヒーレント積分回
路７は、図２３に示すように複数のマッチトフィルタ回
路７１〜７ｎから構成されており、各マッチトフィルタ
回路７１〜７ｎにはそれぞれ異なる通過帯域が割り当て
られている。従って、このマッチトフィルタ回路７１〜
７ｎに入力された信号はｎ個のマッチトフィルタ回路７
１〜７ｎにより、マッチトフィルタ回路７１〜７ｎの個
数（ｎ）分にだけ分割される。各マッチトフィルタ回路
７１〜７ｎはそれぞれ割り当てられた帯域の信号成分を
次の振幅検波回路８へ出力する。コヒーレント積分回路
７から出力されたｎ個の信号は振幅検波回路８により振
幅検波され、その振幅値がメモリ回路９に蓄えられる。
メモリ回路９はあらかじめ設定された回数Ｎだけ、振幅
検波回路８の出力信号を蓄える動作を繰り返した後、蓄
えていた信号を出力する。従って、メモリ回路９から出
力される信号Ｓ９は、図２１に示したようにｎ×Ｎのマ
トリクスで表現される振幅値のデータとなる。ＩＣＰＩ
における、Ｊセルの信号振幅値をｓ（Ｉ、Ｊ）と表記す
る時、メモリ回路９は信号ｓ（Ｉ、Ｊ）（Ｉ＝１、２、
…、Ｎ）（Ｊ＝１、２、…、ｎ）の２次元信号を出力す
る。インコヒーレント積分回路５１は次の式によりＪセ
ルの信号振幅ｐｓ（Ｊ）（Ｊ＝１、２、…、ｎ）を計算
する。

【０００８】

【数１】

【０００９】インコヒーレント積分回路５１は上式によ
り各セルにおける信号振幅を計算した後、結果を出力す
る。従って、インコヒーレント積分回路５１の出力は、
各周波数帯域（セル）について、各セル毎にＮＣＰＩ分
の振幅値の合計をとった値となる。

【００１０】目標検出回路５２では、インコヒーレント
積分回路５１から出力された信号について目標有無の判
定を行なう対象となるセル（注目セル）と、その近辺の
セル（リファレンスセル）を設定し、リファレンスセル
の平均電力からスレッショルドを設定し、注目セルの電
力がスレッショルド以上の場合は目標有り、以下の場合
は目標なしとして目標有無の判定を行なう。全部のドッ
プラーセルを注目セルとして、目標有無の判定を行な
い、警報回路１６に伝達する。警報回路１６では、目標
ありと判定されたドップラーセルについて目標有りの警
報を発生する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来のレーダ装置は上
記のように構成されているので、目標が加速度運動して
いる場合、ＣＰＩごとにドップラー周波数が変化するた
め、同一のドップラーセルについて和をとる処理では目
標信号成分が積分されない問題点があった。即ち、目標
から反射してくる電波の周波数は刻々と変化するため、
その電波が現れるセルは、例えば、２番セル、３番セル
…ｎ番セルと変化する。従って、２番セルを全ＣＰＩに
ついて加算するのみでは、目標を十分にとらえきれない
という問題があった。

【００１２】この発明は上記の問題点を解消するために
なされたもので、加速度目標が存在しても目標の検出が
できることを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるレーダ
装置においては、予め定められた時間間隔でレーダ受信
信号を周波数成分毎の複数のセルに分解して出力するコ
ヒーレント積分手段と、コヒーレント積分手段より出力
されたセルについて振幅検波又は二乗検波を行う検波手
段と、検出すべき目標の予測加速度を予め設定する加速
度設定手段と、時間間隔に対応した初期セルを順次選択
し、初期セルと予測加速度とから目標が存在すると予想
されるセルを選択することで積分路を設定し、積分路上
にあるセルの振幅値の和又は電力和を算出するインコヒ
ーレント積分手段と、インコヒーレント積分手段から出
力された結果に基づき目標を検出する検出手段とを備え
たものである。

【００１４】また、予測加速度は時間に応じて変化する
ものである。

【００１５】また、インコヒーレント積分手段は、時間
間隔に対応した初期セルを順次選択し、初期セルと予測
加速度とから目標が存在すると予想されるセルを選択す
ることで積分路を設定する積分路設定手段と、積分路上
におけるセルのうち、１つの注目するセルを注目セルと
し、この注目セルよりも小さい電力を持つセルの平均電
力と、この注目セルの電力との電力比率を検出し、この
検出結果により不要信号成分として棄却するセルと必要
な信号成分として出力するセルとを判別する不要信号検
出手段と、この不要信号検出手段により出力されたセル
について、電力和を算出する積分手段とを備えたもので
ある。

【００１６】また、インコヒーレント積分手段は、時間
間隔に対応した初期セルを順次選択し、初期セルと予測
加速度とから目標が存在すると予想されるセルを選択す
ることで積分路を設定する積分路設定手段と、積分路上
におけるセルのうち、１つの注目するセルの持つ電力以
下のセルの集合である第１の集合と、注目するセルより
も大きな電力を持つセルの集合である第２の集合とに分
割し、第１の集合と第２の集合の平均電力の差に基づ
き、第２の信号を不要信号成分としてセルから棄却する
か否かを判断することにより、セルのうちの不要信号成
分を棄却して残りのセルを出力する不要信号検出手段
と、この不要信号検出手段により出力されたセルについ
て、電力和を算出する積分手段とを備えたものである。

【００１７】また、インコヒーレント積分手段は、時間
間隔に対応した初期セルを順次選択し、初期セルと予測
加速度とから目標が存在すると予想されるセルを選択す
ることで積分路を設定する積分路設定手段と、積分路上
におけるセルを電力の大きさに従って順番に並び替える
ソート手段と、このソート手段によって並び替えられた
セルについて、隣りあうセル同士の電力比率を検出し、
この検出結果により不要信号成分として棄却するセルと
必要な信号成分として出力するセルと判別する不要信号
検出手段と、この不要信号検出手段により出力されたセ
ルについて、電力和を算出する積分手段とを備えたもの
である。

【００１８】また、積分路設定手段は、セルの電力に基
づいて積分路を選択するものである。

【００１９】また、レーダ受信信号に予め定められた重
みを乗算する重み付け手段をさらに備え、加速度設定手
段は、重みに基づき、インコヒーレント積分手段から出
力される信号の劣化が予め定められた値以下となるよう
に、予測加速度の設定間隔を設定し、この設定間隔によ
り複数の予測加速度を出力し、インコヒーレント積分手
段は、複数の予測加速度ごとに積分路を設定するもので
ある。

【００２０】また、予め定められた時間間隔でレーダ受
信信号を周波数成分毎の複数のセルに分解して出力する
コヒーレント積分手段と、検出すべき目標の予測加速度
を予め設定する加速度設定手段と、上記予測加速度に基
づき、上記予め定められた時間間隔毎に対応して、上記
複数のセルのうちで上記目標の信号が存在すると予想さ
れるセルを選択セルとして選択することにより探索路を
設定する探索路設定手段と、受信時間順に並べられた上
記選択セルの隣り合う選択セル同士の位相差を計測位相
差として検出する計測位相差検出手段と、上記予測加速
度に基づき、上記選択セル同士の位相差の理論値を基準
位相差として算出する理論位相差算出手段と、対応する
上記計測位相差と上記基準位相差との誤差に基づいて目
標を検出する検出手段とを備えたものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の一実施例について説明
する。図１は、この実施の形態１のレーダ装置の全体構
成を示した図である。１は送信アンテナ、２はこの送信
アンテナ１に接続され送信ビームを形成する送信機、３
は受信アンテナ、４は帯域制限、位相検波、増幅を行な
う受信機、５は受信機４から出力された受信信号をアナ
ログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、
６はＡ／Ｄ変換器５の出力信号をある一定の時間ＣＰＩ
（Coherent Pulse Interval）だけ蓄え、ＣＰＩ間隔で
蓄えていた信号を出力するメモリ回路、７はメモリ回路
６の出力信号の信号対雑音電力比を改善し、周波数成分
ごとにｎ分割してｎ個のセルとして出力するコヒーレン
ト積分回路、８はコヒーレント積分回路７の出力信号に
ついて振幅検波を行なう振幅検波回路である。

【００２２】また、９は振幅検波回路８から出力される
信号をＣＰＩ単位で蓄え、このＣＰＩ単位の信号を所定
の回数Ｎ回記憶した後、それらをまとめて出力するメモ
リ回路、１０は目標の加速度が等加速度であると仮定し
て、補償する加速度と初期セルを設定し、その加速度に
基づいてＣＰＩごとに変化するドップラー周波数を計算
し、加速度によるドップラー周波数の変動が補償される
ようにインコヒーレント積分の積分路を設定する加速度
補償設定回路、１１は加速度補償設定回路１０により設
定された初期セルと積分路に沿ってインコヒーレント積
分を行なう加速度補償積分回路である。

【００２３】１２は加速度補償積分回路１１から伝達さ
れた信号を蓄えておき、設定された初期セルにつき想定
した加速度全部についてインコヒーレント積分を行なっ
た場合は、蓄えていた信号を出力するメモリ回路、１３
はメモリ回路１２から伝達された信号をそのまま出力
し、全部の初期セルについてインコヒーレント積分処理
が終了した場合は、終了信号を出力する終了判定回路、
１４はメモリ回路１２から出力され、終了判定回路１３
を通過した信号を蓄えておき、蓄えている信号を出力す
る終了信号が終了判定回路１３から伝達された場合は蓄
えている信号を出力するメモリ回路である。

【００２４】１５はメモリ回路１４から出力された信号
について目標有無の判定を行なう対象となるセル（注目
セル）と、その近辺のセル（リファレンスセル）を初期
ドップラー周波数方向、加速度方向にそれぞれ設定し、
注目セルの電力とリファレンスセルの平均電力を比較し
注目セルについて目標の有無を判定する目標検出回路で
ある。１６は目標検出回路１５が目標有りと判定した場
合には警報を発生する警報回路である。

【００２５】次に動作について説明する。送信機２と送
信アンテナ１によって発射された電波が飛行機等の目標
物に反射して生成される目標信号が受信アンテナ３によ
り受信される。受信アンテナ３により受信された信号は
受信機４により帯域制限、位相検波、増幅され、Ａ／Ｄ
変換器５によりアナログ信号からディジタル信号に変換
された後、メモリ回路６に入力される。ある一定の時間
ＣＰＩが経過すると、メモリ回路６は蓄えていたディジ
タル信号を出力する。メモリ回路６から出力された信号
はコヒーレント積分回路７に入力され、信号対雑音電力
比を改善されて、周波数成分にセル単位で分割される。
コヒーレント積分回路７の出力信号は振幅検波回路８で
振幅検波された後、メモリ回路９に蓄えられる。メモリ
回路９はＣＰＩ単位で処理されている振幅検波回路８の
出力信号を蓄える動作をＮ回繰り返した後、蓄えている
信号をまとめて出力する。メモリ回路９から出力された
信号は加速度補償設定回路１０に入力される。

【００２６】加速度補償設定回路１０では、想定した目
標の初期速度と加速度から、インコヒーレント積分を行
なう際の目標信号の初期セルと各ＣＰＩにおいてインコ
ヒーレント積分の対象となるセル（積分路）を設定し、
この積分路上のセルの信号Ｓ１０を加速度補償積分回路
１１へ伝達する。ここで、図１に示した加速度設定回路
の出力信号Ｓ１０では、斜線部分を積分路上のセルとし
て設定し出力している。

【００２７】加速度補償積分回路１１では、伝達された
積分路に沿ってインコヒーレント積分を行ない、その結
果をメモリ回路１２に伝達する。また同時に、初期セル
につき想定した加速度全部についてインコヒーレント積
分を行なった場合は、全加速度終了信号をメモリ回路１
２に伝達する。また、全部の初期セルについても終了し
た場合は全セル終了信号をメモリ回路１２に伝達する。
この全加速度終了信号及び全セル終了信号の伝達はメモ
リ回路を介して、加速度補償設定回路１０に伝達され
る。

【００２８】メモリ回路１２では、加速度補償積分回路
１１からインコヒーレント積分した結果が伝達された場
合はその信号を蓄える。そして、全加速度終了信号が伝
達された場合は、蓄えていた信号と全加速度終了信号を
出力する。また、全セル終了信号が伝達された場合はメ
モリ回路１２に蓄えていた信号と全セル終了信号を出力
する。

【００２９】終了判定回路１３は、メモリ回路１２から
蓄えられていた信号のみが出力された場合には、その出
力をメモリ回路１４へ出力する。また、メモリ回路１２
に蓄えられていた信号と全セル終了信号が伝達された場
合は、メモリ回路１２に蓄えられていた信号と全セル終
了をメモリ回路１４に出力し、加速度補償設定回路１０
に初期セルを初期化して、再び、全初期セルについて加
速度補償回路１０及び加速度補償積分回路１１の処理を
行うように伝達する。

【００３０】メモリ回路１４では、メモリ回路１２に蓄
えられていた信号のみが伝達された場合はその信号を蓄
え、その信号と同時に全セル終了信号も伝達された場合
は、蓄えていた信号を目標検出回路１５へ出力する。メ
モリ回路１４には初期セルごとに加速度を変えてインコ
ヒーレント積分した結果が入力されるので、初期セル方
向と加速度方向の２次元信号が蓄えられている。

【００３１】目標検出回路１５には、初期セル方向と加
速度方向の２次元データＳ１４が入力される。目標検出
回路１５では、メモリ回路１４から出力された信号につ
いて目標有無の判定を行なう対象となるセル（注目セ
ル）と、その近辺のセル（リファレンスセル）を初期セ
ル方向と加速度方向にそれぞれ設定し、リファレンスセ
ルの平均電力からスレッショルドを設定し、注目セルの
電力がスレッショルド以上の場合は目標有り、以下の場
合は目標なしとして目標有無の判定を行なう。ここで、
メモリ回路１４から出力された全部のドップラーセルに
ついて、目標有無の判定を行ない、警報回路１６に伝達
する。警報回路１６では、目標ありと判定されたセルに
ついて目標有りの警報を発生する。

【００３２】図２は、図１の加速度補償設定回路１０、
加速度補償積分回路１１、メモリ回路１２、及び、終了
判定回路１３の働きを、図示しない汎用プロセッサを用
いてソフトウェアで実現した場合のフローチャートであ
る。ここで、このフローチャートによって実現される処
理は基本的に図１に示した回路と同様のものである。

【００３３】まず、図１のメモリ回路９にｎ（セル）×
Ｎ（ＣＰＩ）のデータが蓄積されると、図２のステップ
Ｓ０から処理を開始し、ステップＳ１００において、初
期セルを設定する。初期セルは、図３に示したように、
１ＣＰＩのセルが順番に割り当てられる。図３では、ｎ
＝７の場合を図示しており、この場合、最初に１番目の
セルが初期セルが選択され(（ａ）の場合)、ステップＳ
１０６から再びこのステップＳ１００へ戻ってきたとき
は、次の２番目のセルが初期セルとして選択される。同
様に、順次ｎ番目のセルまでが初期セルとして選択され
る。（ｂ）は、初期セルとして４番目のセルが、（ｃ）
には、７番目のセルが初期セルとして選択されている。
この図３において、Ｎcell0は選択された初期セルを示
す。なお、この図３において、縦軸は時間軸（ＣＰ
Ｉ）、横軸は周波数軸（所定の周波数帯域毎に分割）で
あり、黒く塗られたセルは目標がいると予想されるセル
を表している。これらのセルがインコヒーレント積分に
おける積分路となる。

【００３４】どのような目標がこの積分路によって検出
できるか図３の（ａ）を用いて説明する。目標から反射
されるドップラー周波数は目標の速度に依存する。そこ
で、１ＣＰＩにおいてある速度Ｖ１で移動する目標があ
ったとすると、この速度Ｖ１に対応したｎ＝１のセルに
大きなピークが現れる。この目標が正の加速度を持って
移動してきた場合には速度が次第に速くなり、３ＣＰＩ
のとき速度Ｖ２となる。ここで、目標がレーダに向かっ
て移動しているときは、反射波のドップラー周波数は速
度Ｖ２に従って高くなる。そして、隣りのセル（ｎ＝
２）に大きなピークが現われ、元のセル（ｎ＝１）のピ
ークは小さくなる。以下、同様に５ＣＰＩでは、目標の
速度が速度Ｖ２よりも速くなり、次のセル（ｎ＝３）に
大きなピークが現われ、元のセル（ｎ＝２）のピークが
小さくなる。図３の（ａ）に示した積分路では上述のよ
うな目標からの反射波のピークと一致するため、反射波
からの信号を漏れなくとらえることができる。

【００３５】次に、ステップＳ１０１に移り、目標加速
度Ａｊ（ｊ＝１，２，・・・，Ａ）を設定し、この目標
加速度Ａｊと初期セルから求められる積分路を算出す
る。そして、この積分路上にあるセルＳｊｋ（ｋ＝１，
２，・・・，Ｎ）を抽出する。この積分路の計算は、以
下の式によって求めることができる。

【００３６】

【数２】

【００３７】ここで、ａは、目標加速度Ａｊより求める
ことができる。図４は、初期セルＮcell0＝１のときの
３つの目標加速度Ａ１、Ａ２、Ａ３の積分路を示した図
である。格子状に並べられたセルのうち、黒く塗られた
セルが設定された積分路である。各目標加速度Ａｊの間
には、Ａ１＜Ａ２＜Ａ３の関係があり、それぞれａは
１，２，５となる。つまり、目標物が加速するとドップ
ラー効果により反射波の周波数も刻々と変化するため、
その目標物の存在するセルも移動していく。この積分路
の設定は、セルの移動を予測して目標物からの反射波に
追従するために行われる。そして、選択された積分路上
のセルのデータ(反射波の当該周波数成分の電力)を順に
Ｓｊｋとして記憶して行く。

【００３８】次に、ステップＳ１０２で、Ｓｊｋの電力
和Ｐｉｊを求める。この電力和Ｐｉｊは、以下の式で計
算される。

【００３９】

【数３】

【００４０】続いて、ステップＳ１０３に移り、ステッ
プＳ１０２で計算したＰｉｊをメモリに記憶する。そし
て、ステップＳ１０４にて、想定された全ての加速度に
ついて処理が終了したかが判断される。この判断は、あ
らかじめ設定された加速度のパターン数を表す変数Ａ
が、現在処理している加速度のカウンタである変数ｊよ
りも大きいか否かで判断され、大きいときはまだ全ての
加速度について処理が終了していないことになる。全て
の加速度について、まだ処理が終了していない場合はス
テップＳ１０５に移り、加速度のカウンタであるｊに１
を加算した後、ステップＳ１０１に戻り、次の加速度Ａ
ｊについての処理が行われる。一方、全ての加速度につ
いて処理が終了したと判断されたときは、次のステップ
Ｓ１０６に移る。

【００４１】ステップＳ１０６では、全ての初期セルに
ついて、ステップＳ１００〜Ｓ１０４までの処理を終了
したかを判断する。この判断は、現在処理している初期
セルの番号を表す変数ｉが、全初期セル数ｎ以上か否か
で行う。もし、まだ全初期セルについて終了していない
と判断された場合には、ステップＳ１０７に移り、ｉに
１を加算し、加速度のカウンタｊを初期化(ｉ＝１)した
後、ステップＳ１００に戻る。そして、次の初期セルに
ついて、再びステップＳ１００からの処理を開始する。
一方、全初期セルについて終了したと判断されたとき
は、次のステップＳｅに移り、この加速度を考慮したイ
ンコヒーレント積分処理を終了する。

【００４２】ステップＳｅに到達したとき、図１のメモ
リ回路１４にはＳ１４に示したような初期セルと加速度
についての二次元データが蓄えられる。以降は、図１を
用いて説明したように、処理される。この実施の形態１
は以上のように構成されているため、加速度運動により
ドップラー周波数が時間と共に変化しても、ドップラー
周波数の変化を補償してインコヒーレント積分を行なう
ため、加速度運動による目標検出性能の劣化を防止でき
る。

【００４３】実施の形態２.実施の形態２は、非等加速
度で移動する目標物からの反射波をも正確にとらえるこ
とのできるレーダ装置の実施の形態である。

【００４４】この発明の実施の形態２を図５を用いて説
明する。図５において、図１と同一の符号は同一または
相当の部分を表す。１７は目標の加速度が非等加速度で
あると仮定して、補償する非加速度と初期セルを設定
し、その加速度に基づいてＣＰＩごとに変化するドップ
ラー周波数を計算し、加速度によるドップラー周波数の
変動が補償されるようにインコヒーレント積分の積分路
を設定する加速度補償設定回路、１８は非等加速度補償
設定回路１７により設定されたパスに沿ってインコヒー
レント積分を行ない、積分路に沿ったインコヒーレント
積分が終了した場合は、積分結果をメモリ回路１２に出
力する非等加速度補償積分回路である。

【００４５】次に動作について説明する。基本的な動作
は、実施の形態１と同様である。従って、インコヒーレ
ント積分処理も図２に示したフローチャートと同様であ
る。異なるのは、実施の形態１の加速度補償回路１０と
加速度補償積分回路１１が、実施の形態２では非等加速
度補償設定回路１７と非等加速度補償積分回路１８にそ
れぞれ置き換わっている点である。

【００４６】そこで、非等加速度補償設定回路１７と非
等加速度補償積分回路１８の動作について説明する。非
等加速度補償設定回路１７は、非等加速度で移動する目
標物を捕らえるために、非等加速度で推移する積分路を
さまざまなパターンで設定する。この積分路のパターン
は、実施の形態１で示したようにあらかじめ与えられた
数式により求める。例えば、初期セルＮcell0と加速度
の変動率から求める。又は、あらかじめ設定したパター
ンをメモリに記憶し、順番に非等加速度補償積分回路へ
出力してもよい。

【００４７】図６は、非等加速度補償設定回路１７が出
力する積分路の例であり、黒いセルが積分路として設定
されたセルである。（ａ）では、目標物の加速度が次第
に減少しているときに対応する積分路、（ｂ）が目標物
の加速度が次第に増加しているときに対応する積分路、
（ｃ）は目標物が急激に加速度を変化させた場合に対応
する積分路である。

【００４８】なお、非等加速度補償設定回路１７が出力
する積分路には、実施の形態１で説明したような等加速
度で目標物が移動する場合に対応する積分路を含めても
よい。

【００４９】非等加速度補償設定回路１７は、上述のよ
うな積分路を設定し、この積分路上にあるセルのデータ
を非等加速度補償積分回路１８に出力する。非等加速度
補償積分回路１８は、非等加速度補償設定回路１７から
セルのデータを受け取ると、これらのデータの和を計算
して、メモリ回路１２へ出力する。以降、実施の形態１
と同様に動作し、非等加速度の目標の検出を行う。

【００５０】この実施の形態２では、以上のように構成
されているため、非等加速度運動による目標検出性能の
劣化を防止でき、非等加速度で移動する目標物をも捕ら
えることができる。

【００５１】実施の形態３．実施の形態３は、想定した
加速度以外で移動する目標物からの反射波データを棄却
することによって、当該想定した加速度で移動する目標
物からの反射波を正確にとらえようとするレーダ装置の
実施の形態である。

【００５２】この発明の実施の形態３を図７を用いて説
明する。図７はこの実施の形態３のレーダ装置の構成を
表す機能ブロック図であり、図７において、図１と同一
の符号は同一又は相当の部分を表す。１９は加速度補償
設定回路１０から出力された信号を電力の小さい順にソ
ートするソート回路、２０はソート回路１９によりソー
トされた信号について電力の小さい順に一つずつ加算し
て平均値を求め、ある設定レベル以上の電力の信号成分
を検出、棄却し、残りの信号成分を出力する平均値変動
検出回路である。

【００５３】また、このレーダ装置の動作を説明するた
めに、図９と図１０を示す。図９は、インコヒーレント
積分の積分路の例を示した図である。各セルはそれぞれ
振幅値の二乗のデータ、すなわち、電力の大きさのデー
タが入力されており、周波数帯域毎に設けられたセルの
列とＣＰＩによって二次元のマトリクスを構成してい
る。この点は、図３、４と同様であるが、説明の都合上
積分路はＲ１で示した直線で示し、黒いセルは電力が大
きいことを表し、白いセルは電力が小さいことを表して
いるとする。

【００５４】図１０は図９の積分路におけるソート回路
１９の出力値等を説明するグラフである。（ａ）は加速
度補償設定回路１０の出力、（ｂ）はソート回路１９の
出力、（ｃ）は平均値変動検出回路２０の出力を示して
いる。

【００５５】図９のような場合、目標物の加速度は小さ
く、これに比べ反射波加速度補償設定回路１０が想定し
た加速度は大きくなっており、両者の加速度は異なる。
しかし、上記想定した加速度による積分路Ｒ１上には上
記目標物の反射波のデータが含まれており（かつ、その
電力が大きい）、積分路Ｒ１上のデータの総和を単に取
った場合には想定した加速度を持つ目標物がないにも関
わらず比較的大きな値が得られ好ましくない。この実施
の形態３は、かかる状況を改善することを目的としてい
る。

【００５６】次に動作について説明する。基本的な動作
は実施の形態１と同様であるので、この実施の形態３の
特徴的な動作についてのべる。加速度補償設定回路１０
から出力される積分路上のセルのデータは、ソート回路
１９に入力され、電力の小さい順番に並び替えられる。
例えば、加速度補償設定回路１０が図９のＲ１で示され
るような積分路を設定し、図１０（ａ）に示すような値
を出力した場合では、ソート回路出力は図１０（ｂ）に
示すようになる。各棒グラフに記載された符号Ｓｊｋ
（ｋ＝１，・・・，６）は、加速度補償設定回路１０が
出力したセルの番号であり、図２のフローチャート中の
Ｓｊｋと同様である。そして、ソート回路１９はソート
結果に基づき、Ｓｊ１，Ｓｊ２，Ｓｊ５，Ｓｊ６，Ｓｊ
３，Ｓｊ４の順番で出力する。ここで、図９の白いセル
の電力の大きさを１としたとき、黒いセルはその６倍の
大きさの電力である。

【００５７】続いて、このソート回路出力を用いて、平
均値変動検出回路２０が当該加速度で移動している目標
物からの反射波を抽出し、それ以外の反射波を除去す
る。図８は、ソート回路１９と平均値変動検出回路２０
の処理を示すフローチャートである。ステップＳ２００
はソート回路１９が行う処理、ステップＳ２０１〜２０
７は平均値変動検出回路２０が行う処理である。まず、
ステップＳ０からスタートし、ステップＳ２００にて加
速度補償設定回路１０の出力をソートする。ソート処理
結果は、Ｓｋ（ｋ＝1,2,・・・,N）として出力される。

【００５８】次に、ステップＳ２０１にて変数ｋを１に
初期化し、ステップＳ２０２にて不要な反射波を除去す
るためのしきい値を以下の式で計算する。

【００５９】

【数４】

【００６０】ここで、Ｋ１は定数であり除去の感度に応
じて、適切に設定される。Ｋ１の値が大きいときは、目
標の加速度が加速度補償設定回路１０が設定した加速度
と大きく異なる場合であっても当該目標からの反射波を
捕らえやすくなり、反対にＫ１の値が小さいときは、目
標の加速度と加速度補償設定回路１０が設定した加速度
との差が小さくても、当該目標からの反射波が除去され
やすくなる。

【００６１】次に、ステップＳ２０３に進み、ｋ＜Ｎか
どうかを判断する。Ｎはソート回路１９が出力したデー
タの数に相当するので、除去する反射波があるかどうか
最後まで調べたかが分かる。もし、ｋ＜Ｎではないと判
断されると、ステップＳ２０６でｋに１を加算した後、
ステップＳ２０７の処理に移る。一方、ｋ＜Ｎのとき
は、ステップＳ２０４に移る。

【００６２】ステップＳ２０４では、Ｔｈ１＞Ｓｋ＋１
かどうかを判断する。Ｓｋ＋１はステップＳ２０２でし
きい値を計算したデータの次のデータであり、しきい値
とＴｈ１、次のデータＳｋ＋１を比較することにより、
電力が大きく変化する点を調べることができる。例え
ば、図１０（ｂ）では、Ｓｊ１、Ｓｊ２、Ｓｊ５、Ｓｊ
６までは電力の変化がほとんどなく、従って電力の平均
値も一定である。一方、Ｓｊ３からは電力が急激に大き
くなる。ステップＳ２０４ではこの変化点を発見し、続
くステップＳ２０７でこの変化点以降のデータを除去す
る処理を行う。Ｓｊ３、Ｓｊ４は、図９を見ても分かる
ように６ＣＰＩのうちにセルの４、５番目を移動するよ
うな加速度をもつ目標物からの反射波のデータと考えら
れ、現在設定されている積分路Ｒ１で想定された加速度
とは異なるデータである。したがって、上記変化点を調
べることで、加速度補償設定回路１０が想定した加速度
以外の加速度を持つ目標物の反射波のデータ（以下、不
要信号成分という）を除去することができる。

【００６３】もしＴｈ１＞Ｓｋ＋１であるときは、次の
データも想定した加速度の反射波であると考えられるの
で、さらに次のデータを調べるべく、ステップＳ２０５
で変数ｋに１を加算し、ステップＳ２０２に戻って、同
様の処理を行う。一方、Ｔｈ１＞Ｓｋ＋１でないとき
は、次のデータは不要信号成分と考えられるので、ステ
ップＳ２０７に移る。

【００６４】ステップＳ２０７では、Ｓ１，・・・，Ｓｋ
までのデータを出力する。変数ｋは、ステップＳ２０４
までの処理によって想定した加速度のデータとそれ以外
のデータとの境に設定されており、また、全データから
不要信号成分が見つからなかったときは、ステップＳ２
０６において全データを出力するように設定されている
ため、Ｓ１，・・・，Ｓｋのデータを出力すれば、想定し
た加速度のデータのみを出力することができる。例え
ば、図１０（ｃ）では、ｋ＝４となり、Ｓｊ３、Ｓｊ４
のデータ（それぞれ、Ｓ５、Ｓ６に記憶されていたデー
タ）は除去され、Ｓｊ１，Ｓｊ２，Ｓｊ５，Ｓｊ６のデ
ータ（それぞれ、Ｓ１〜Ｓ４に記憶されていたデータ）
のみが出力される。そして、最後にステップＳｅで終了
する。

【００６５】上述のような不要信号棄却処理の処理結果
は、平均値変動検出回路２０から加速度補償積分回路１
１へ出力され、以降実施の形態１と同様に動作する。

【００６６】この実施の形態３では、図８を用いて説明
した処理をソート回路１９及び平均値変動検出回路２０
の処理として説明したが、汎用プロセッサによるソフト
ウェア処理としてもよい。その場合には、実施の形態１
で説明した図２の処理ステップＳ１０１とステップＳ１
０２の間に図８の処理を挿入し、ステップＳ２０７の出
力値Ｓ１，・・・，Ｓｋは、図２のＳｊｋ（ｋ＝１，・・
・，Ｎ）として用いられる。

【００６７】この実施の形態３では、想定した加速度以
外で移動する目標物からの反射波のデータ、すなわち不
要信号成分を含まずに積分路上の電力和Ｐｉｊを得るこ
とができるため、より正確に想定した加速度で移動する
目標物からの反射波を検知することができる。

【００６８】実施の形態４．実施の形態４は、実施の形
態３とは異なる方法により、不要信号成分を棄却し、想
定した加速度で移動する目標物からの反射波を正確にと
らえようとするレーダ装置の実施の形態である。

【００６９】この発明の実施の形態４を図１１を用いて
説明する。図１１はこの実施の形態４のレーダ装置の構
成を表す機能ブロック図であり、図１１において、図１
又は図７と同一の符号は同一又は相当の部分を表す。２
１はソート回路１９によりソートされた複数のセルを二
つの領域に分割し、それぞれの領域の平均電力の比を計
算することにより、棄却するセルを決定する電力比変動
検出回路である。

【００７０】次に動作について説明する。基本的な動作
は、実施の形態３で説明したものと同様であるので、こ
の実施の形態４の特徴的な動作について図１２を用いて
説明する。図１２は、図１１のソート回路１９、電力比
変動検出回路２１の動作を説明するフローチャートであ
る。ステップＳ３０１がソート回路１９の行う処理、ス
テップＳ３０２〜Ｓ３０９が電力比変動検出回路２１の
行う処理である。

【００７１】まず、ソート回路１９が加速度補償設定回
路１０から積分路上にあるセルを受け取ると、ステップ
Ｓ０から処理を開始し、ステップＳ３０１にて、電力の
小さい順にソートし、その結果を次の電力比変動検出回
路２１へ出力する。次に、ステップＳ３０２に移り、２
つの領域電力比を計算する境界を表す変数ｊを１に初期
化する。

【００７２】次のステップＳ３０３では、ｊ番目のセル
で分割される２つの領域の平均電力比Ｐ（ｊ）を計算す
る。例えば、図１０（ｂ）のソート回路出力を用いてこ
の処理を説明すると、ｊ＝４のとき、１つの領域はＳ１
〜Ｓ４までのセル、他方の領域はＳ５〜Ｓ６までの領域
に分けられ、両領域の平均電力の比を計算する。

【００７３】具体的には、１〜ｊ番目のセル（Ｓ１〜
Ｓｊ）の平均電力Ｐ０１（ｊ）と、ｊ＋１〜Ｎ番目のセ
ル（Ｓj＋１〜ＳＮ）の平均電力Ｐ０２（ｊ）を以下
の式で求め、最終的に電力比Ｐ（ｊ）を求める。

【００７４】

【数５】

【００７５】次に、ステップＳ３０４に移り、ｊ＜Ｎか
どうかを判断する。ｊ＜Ｎのときは、ステップＳ３０５
でｊに１を加算した後、ステップＳ３０３に戻って、次
の境界ｊについて同様の処理を繰り返す。一方、ｊ＜Ｎ
でないときは、次のステップＳ３０６に移る。結果とし
て、ステップＳ３０６に移るときには、ステップＳ３０
３の繰り返しにより、Ｎ−１個の電力比Ｐ（ｊ）が計算
されている。

【００７６】ステップＳ３０６では、ステップＳ３０３
で計算したＮ−１個の電力比Ｐ（ｊ）のうち、電力比が
最も大きいものを選択し、そのときの電力比をＰ、その
境界セルの番号をｊとして記憶する。

【００７７】次に、ステップＳ３０７に移り、ステップ
Ｓ３０６で得られた最大電力比Ｐとしきい値Ｔｈ２を比
較し、Ｔｈ２＞Ｐかどうかを調べる。ステップＳ３０６
までの処理では、得られたセルを２つの領域に分割する
ため、得られる境界セルｊの最大値はＮ−１である。従
って、Ｎ番目のセルが不要成分信号であるか否かは判断
されていない。このステップＳ３０７の処理は、この判
断を行うための処理である。最大電力比Ｐが大きい場合
には、不要信号成分である可能性が大きく、逆に小さい
場合には、不要信号成分である可能性が小さいため、し
きい値Ｔｈ２はこの点を考慮し、Ｎ番目のセルが不要信
号成分か否かを判断するために適切な値が設定される。
Ｔｈ２＞Ｐであるときは、不要信号成分でない可能性が
高いため、ステップＳ３０８で境界を表す変数ｊにＮ
（すなわち、Ｎ番目のセルも棄却せずに出力する）を代
入し、ステップＳ３０９に移る。一方、Ｔｈ２＞Ｐでな
いときは、不要信号成分である可能性が高いため、その
まセルテップＳ３０９に移る。

【００７８】ステップＳ３０９では、１〜ｊ番目のセル
のデータ（Ｓ１〜Ｓｊ）を次の加速度補償積分回路１１
へ出力する。このとき、ｊ＋１番目以降のデータは、ス
テップＳ３０７までの処理において、不要信号成分であ
ると判断されたため、出力されず棄却される。そして、
最後にステップＳｅで以上説明した不要信号棄却処理が
終了する。

【００７９】この実施の形態４では、図１２を用いて説
明した処理をソート回路１９及び電力比変動検出回路２
１の処理として説明したが、汎用プロセッサによるソフ
トウェア処理としてもよい。その場合には、実施の形態
１で説明した図２の処理ステップＳ１０１とステップＳ
１０２の間に図１２の処理を挿入し、ステップＳ３０９
の出力値Ｓ１，・・・，Ｓｊは、図２のＳｊｋ（ｋ＝１，
・・・，Ｎ）として用いられる。

【００８０】この実施の形態４では、想定した加速度以
外で移動する目標物からの反射波のデータ、すなわち不
要信号成分を含まずに積分路上の電力和Ｐｉｊを得るこ
とができるため、より正確に想定した加速度で移動する
目標物からの反射波を検知することができる。

【００８１】実施の形態５.実施の形態５は、上記の実
施の形態とは異なる方法により、不要信号成分を棄却
し、想定した加速度で移動する目標物からの反射波を正
確にとらえようとするレーダ装置の実施の形態である。

【００８２】この発明の実施の形態５を図１３を用いて
説明する。図１３はこの実施の形態５のレーダ装置の構
成を表す機能ブロック図であり、図１３において、図１
又は図７と同一の符号は同一又は相当の部分を表す。２
２はソート回路１９によりソートされた複数のセルにつ
いて、電力の小さいセルから順に隣り合う二つの信号の
電力比を計算していき、その電力比に基づき棄却するセ
ルを決定し、残りのセルを出力するピーク値変動検出回
路である。

【００８３】次に動作について説明する。基本的な動作
は、実施の形態３で説明したものと同様であるので、こ
の実施の形態５の特徴的な動作について図１４を用いて
説明する。図１４は、図１３のソート回路１９、ピーク
値変動検出回路２２の動作を説明するフローチャートで
ある。ステップＳ４０１がソート回路１９の行う処理、
ステップＳ４０２〜Ｓ４０７がピーク値変動検出回路２
２の行う処理である。

【００８４】まず、ソート回路１９が加速度補償設定回
路１０から積分路上にあるセルを受け取ると、ステップ
Ｓ０から処理を開始し、ステップＳ４０１にて、電力の
小さい順にソートし、その結果を次のピーク値変動検出
回路２２へ出力する。次に、ステップＳ４０２に移り、
比較するセルを示す変数ｊを１に初期化する。

【００８５】次に、ステップＳ４０３に移り、ｊ番目の
セルとｊ＋１番目のセルを比較する。比較はＳｊ＋１＞
Ｋ３・Ｓｊの式を用いて行う。ここで、係数Ｋ３は不要
信号成分が出力されないようにすることを考慮し、適切
な値を設定する。係数Ｋ３が大きすぎると不要信号成分
が出力されやすくなり、逆に小さすぎると不要信号成分
のみならず必要な信号成分まで除去されてしまう。Ｓｊ
＋１＞Ｋ３・Ｓｊでないときは、ｊ＋１番目のセルは不
要信号成分ではないと判断され、次のステップＳ４０４
に移る。一方、Ｓｊ＋１＞Ｋ３・Ｓｊであるときは、ｊ
＋１番目のセルは不要信号成分であると判断されるた
め、ループを抜けステップＳ４０６に移る。

【００８６】ステップＳ４０４は、すべてのセルについ
て調べたかどうかを判断する。ｊ＜Ｎのときは、ステッ
プＳ４０５で変数ｊに１を加算後、ステップＳ４０３に
戻り次のセルについて同様の処理を行う。一方、ｊ＜Ｎ
でないときは、ループ処理をやめ、次のステップＳ４０
６に移る。

【００８７】ステップＳ４０６では、変数ｊにＮを代入
する。すなわち、ステップＳ４０４により全セルが不要
信号成分ではないと判断されため、次のステップＳ４０
７で全セルを出力するように指定するためである。

【００８８】次に、ステップＳ４０７に進み、１〜ｊ番
目のセルを出力する。ここまでの処理により、ｊ番目の
セルまでには不要信号成分が含まれていないと判断され
ており、これらのセルのデータを加速度補償積分回路１
１へ出力する。一方、ｊ＋１番目以降のセルのデータは
不要信号成分であるため出力しない。そして、最後にス
テップＳｅに移って不要信号成分棄却処理が完了する。

【００８９】この実施の形態５では、図１４を用いて説
明した処理をソート回路１９及び電力比変動検出回路２
１の処理として説明したが、汎用プロセッサによるソフ
トウェア処理としてもよい。その場合には、実施の形態
１で説明した図２の処理ステップＳ１０１とステップＳ
１０２の間に図１４の処理を挿入し、ステップＳ４０７
の出力値Ｓ１，・・・，Ｓｊは、図２のＳｊｋ（ｋ＝１，
・・・，Ｎ）として用いられる。

【００９０】この実施の形態５では、想定した加速度以
外で移動する目標物からの反射波のデータ、すなわち不
要信号成分を含まずに積分路上の電力和Ｐｉｊを得るこ
とができるため、より正確に想定した加速度で移動する
目標物からの反射波を検知することができる。

【００９１】実施の形態６.実施の形態６は、位相差の
検出結果に基づいて目標の有無を判断するレーダ装置の
実施の形態である。

【００９２】この発明の実施の形態６を図１５を用いて
説明する。図１５はこの実施の形態６のレーダ装置の構
成を表す機能ブロック図であり、図１と同一の符号は同
一又は相当の部分を表す。９は図１のメモリ回路９と同
様のものであるが、記憶するデータが異なりコヒーレン
ト積分回路７から出力されるＣＰＩ単位で処理された複
素信号を蓄える。すなわち、複素信号を蓄える動作を所
定の回数繰り返したら、その蓄えていた信号を出力する
メモリ回路である。メモリ回路９には、Ｎ（ＣＰＩ）×
ｎ（ドップラーセル）の複素信号が蓄えられる。また、
この複素信号は、実部と虚部により、振幅及び位相の情
報が含まれる。

【００９３】２３は目標の加速度が等加速度であると仮
定して補償する加速度を設定し、その加速度に基づいて
ＣＰＩごとに変化するドップラー周波数を計算し、Ｎ
（ＣＰＩ）×ｎ（ドップラーセル）の複素信号の位相変
動量を計算する探索路を設定する加速度補償設定回路、
２４は加速度補償設定回路が設定した探索路に基づき位
相変動量を計算する位相変動量検出回路である。メモリ
回路１２、終了判定回路１３、メモリ回路１４は実施の
形態１と同様のものであるが、記憶されるデータが振幅
値に基づく積分結果ではなく、上記の位相変動量である
点で異なる。２５は、メモリ回路１４に記憶されたｎ
（ドップラーセル）×Ａ(加速度)の位相変動量につい
て、予め定められたしきい値Ｔｈ３よりも小さい位相変
動量を検出することによって目標を検出する目標検出回
路である。

【００９４】次に動作について説明する。まず、メモリ
回路９は、コヒーレント積分回路７によって出力された
複素信号を予め定められた量（ｎ×Ｎ）だけ蓄える。そ
して、この複素信号は加速度設定回路２３に伝えられ
る。加速度補償設定回路２３では、初期セルｉと加速度
Ａｊを設定し、位相変動量計算の探索路を初期セルｉ及
び加速度Ａｊから求める。そして、この探索路上の複素
信号、初期セルｉ及び加速度Ａｊを次の位相変動量検出
回路２４へ出力する。

【００９５】位相変動量検出回路２４では、受け取った
複素信号より隣り合う探索路上のセルの位相差（測定
値）と初期セルｉ及び加速度Ａｊより求まる位相差の理
論値を求める。そして、両者の値より位相変動量σij²
を算出する。目標が設定された条件（初期セルｉ，加速
度Ａｊ）で移動している場合には、測定値は上記理論値
と同じになるため、位相変動量σij²が小さいほど、設
定された条件に目標がある可能性が高い。

【００９６】この位相変動量σij²は、メモリ回路１２
に蓄えられ、ｊ個の位相変動量σij²を蓄えた後、次の
終了判定回路１３に出力する。終了判定回路１３では、
ｎ×Ａ個の位相変動量σij²を蓄えた後、まとめて次の
メモリ回路１４へ出力する。次の目標検出回路２５で
は、ｎ×Ａ個の位相変動量σij²についてしきい値Ｔｈ
３よりも小さいものを目標として検出する。

【００９７】図１６は、上記の加速度補償設定回路１
０、位相変動量検出回路２４、目標検出回路２５等の処
理を説明するフローチャートである。このフローチャー
トにおいて、ステップＳ５０１及びＳ５０２は加速度補
償設定回路２３、ステップＳ５０３〜Ｓ５０５は位相変
動量検出回路２４、ステップＳ５１０は目標検出回路２
５がそれぞれ行う処理である。

【００９８】メモリ回路９に、ｎ×Ｎの複素信号が蓄え
られると、ステップＳ５０１に移り、初期セルを設定
し、処理中の加速度の番号を表す変数ｊを１に初期化す
る。初期セルＮcell0は変数ｉで表される番号のセルで
あり、最初にこのステップＳ５０１を実行するときはｉ
＝１に設定される。

【００９９】次に、ステップＳ５０２に移り、目標加速
度Ａｊを設定し、初期セルｉと加速度Ａｊから探索路を
求める。そして、この探索路上にあるのセルＳｊｋの複
素信号を抽出する。初期セルの設定法及び加速度の設定
法は、実施の形態１又は２で示したのと同様の方法で行
うことができる。

【０１００】続いて、ステップＳ５０３に移り、探索路
上の隣り合うセル間の計測位相差ｄΦ_k＝Φ_k+1−Φ_k （ｋ＝１，・・・，Ｎ−１）を算出する。ここで、Φ_kはｋ番目のセルの位相であ
る。その結果、Ｎ−１個の計測位相差ｄΦ_kを得る。

【０１０１】次に、ステップＳ５０４に移り、想定した
加速度Ａｊの理論位相差ｄΦ_0kを算出する。ステップＳ
５０５では、位相変動量を算出する。位相変動量は以下
の式で求めることができる。

【０１０２】

【数６】

【０１０３】続いて、ステップＳ５０６では、全ての加
速度について処理が終了したかが判断され、ｊ≧Ａでは
ないと判断されたときは、ステップＳ５０７でｊに１を
加算した後、ステップＳ５０２に戻り次の加速度につい
て同様の処理を行う。ｊ≧Ａのときは、次のステップＳ
５０８に移る。ステップＳ５０８では、全ての初期セル
について処理を終了したかが判断される。ｉ≧Ｎではな
いと判断されたときは、ステップＳ５０９で、ｉに１を
加算した後、ステップＳ５０１に戻り次の初期セルにつ
いて同様の処理を行う。ｉ≧Ｎのときは、次のステップ
Ｓ５１０に移る。

【０１０４】ステップＳ５１０では、ステップＳ５０８
までの処理によって得られた位相変動量に基づき、目標
検出を行う。目標検出の方法は、ｎ×Ａ個の（全ての）
位相変動量から、予め設定されたしきい値Ｔｈ３以下の
位相変動量を探し、その位相変動量を持つ探索路に目標
があると判断することによって行う。最終的にステップ
Ｓｅで、以上の目標検出処理が終了し、その結果が警報
回路１６に出力される。

【０１０５】警報回路１６では、目標ありと判定された
ドップラーセルについて目標有りの警報を発生する。

【０１０６】この実施の形態６では、目標検出処理を加
速度設定回路２３、位相変動量検出回路２４、目標検出
回路２５によって行ったが、汎用プロセッサによるソフ
トウェア処理として、図１６に示した処理を行ってもよ
い。また、加速度補償設定回路２３で設定される加速度
は、等加速度だけでなく、実施の形態２で説明したよう
な非等加速度であってもよい。

【０１０７】この実施の形態６は以上のように構成され
るため、加速度運動による目標検出性能の劣化を防止で
き、加速度目標であっても正確にとらえることができ
る。

【０１０８】実施の形態７.実施の形態７は、不要と思
われる積分路を棄却することにより、演算量を減らし高
速処理を実現する実施の形態である。

【０１０９】図１７は、この実施の形態７のレーダ装置
の構成を示す機能ブロック図である。図１７において、
図５と同一の符号は同一又は相当の部分を表す。２６は
セルの電力に基づき不要な積分路を棄却しながら、積分
路を設定する積分路選択回路である。

【０１１０】次に動作について説明する。基本的な動作
は実施の形態２と同様であるので、この実施の形態７に
特徴的な部分について説明する。図１８は、積分路選択
回路２６の積分路選択処理を説明するフローチャートで
ある。まず、振幅検波回路８からの振幅値データがメモ
リ回路９に蓄積されると、ステップＳ０から処理が開始
され、ステップＳ６００において、ｊ＝１，ｍ０＝１の
初期化を行う。ここで、ｊはＣＰＩ番号、ｍ０は積分路
の番号を表している。ステップＳ６０１において、１Ｃ
ＰＩにおける初期セルをＰＡＴＨ（ｊ，ｍ０）に代入す
る。ＰＡＴＨ（ｊ，ｍ０）はｊＣＰＩ目まで積分路の設
定されているｍ０番目の積分路を表している。

【０１１１】ステップＳ６０２において、ｊＣＰＩにお
いて選択されているセルを取り出し、Ｓ０（ｊ，ｍ０）
とおく。ステップＳ６０３において、Ｓ０（ｊ，ｍ０）
を初期セルとするｊＣＰＩからｊ＋１までの積分路の候
補を選択する。ステップＳ６０４において、ステップＳ
６０３により選択された積分路の各候補について積分の
対象となるセルＳ（ｊ＋１，ｍ０，ｋ）（ｋ＝１，
２，・・・）を設定する。ステップＳ６０５において、
Ｓ（ｊ＋１，ｍ０，ｋ）の電力の大きい方から予め定め
られた数Ｌだけ選択する。

【０１１２】ステップＳ６０６において、ＰＡＴＨ
（ｊ，ｍ０，ｋ）に続くｊ＋１ＣＰＩ目まで設定されて
いる積分路として新たにＬ個生成されたので、ｊ＋１Ｃ
ＰＩまで設定されている積分路ＰＡＴＨ（ｊ＋１，ｍ１
０）（ｍ１０は現時点でｊ＋１ＣＰＩ目まで決定されて
いる積分路を表す番号）の他に新たにＬ個用意して、用
意したＬ個の積分路にｊ＋１ＣＰＩの選択セルＳ（ｊ＋
１，ｍ０，ｋ）をそれぞれ付加し、積分路ＰＡＴＨ（ｊ
＋１，ｍ１）を生成する。一般にｊＣＰＩでは、ｊ−１
ＣＰＩまでに設定されたそれぞれの積分路に、新たにＬ
個の新しい積分路が設定されるから、ｊＣＰＩまでは積
分路の個数はＬのｊ−１乗となる。

【０１１３】ステップＳ６０７では、ｍ０がＬをｊ−１
乗したものに等しいとき、ステップＳ６０９に移行す
る。それ以下の個数ではステップＳ６０８でｍ０に１を
加算し、ステップＳ６０２に戻り、次の積分路について
ｊ＋１ＣＰＩまでの積分路を設定する。ステップＳ６０
９においては、ｊ＝Ｎのときは積分路が決定したものと
してステップＳ６１１に移行する。それ以外では、ｊ＋
１ＣＰＩまでの積分路を設定するため、ステップＳ６１
０でｊに１を加算するとともにｍ０を１に初期化し、ス
テップＳ６０２へ戻り、次のセルについて同様の処理を
繰り返す。

【０１１４】ステップＳ６１１において、全ての初期セ
ルについて以上のステップＳ６００〜６１０までの処理
が終わったかどうかを判断し、終わっていないときに
は、ステップＳ６００に戻り、次の初期セルについて同
様の処理を行う。一方、全ての初期セルについて終了し
たと判断されたときには、ステップＳｅに移り、積分路
設定処理を終了する。

【０１１５】以降、実施の形態２と同様に動作する。た
だし、ステップＳ６１１の処理が終了した時点で全ての
積分路が設定済みであるため、一回のパスで目標検出ま
で行われ、実施の形態２で行われていた全セル終了及び
全加速度終了信号の送受信は不要になる。

【０１１６】この実施の形態７では、ステップＳ６０５
において示したように不要と思われる積分路を棄却して
いるため、爆発的に増大する積分路の数を抑制し、目標
検出を高速に行うことができる。

【０１１７】実施の形態８.実施の形態８は、積分路の
設定間隔を適切に設定することにより、目標信号の劣化
を防止する実施の形態である。

【０１１８】図１９は、この発明の実施の形態８による
レーダ装置の構成を説明する機能ブロック図である。図
１９において、図１と同一の符号は同一または相当の部
分を表す。２７はコヒーレント積分回路７において使用
される重みを設定する重み回路、５０は重み回路２７に
より設定された重みのフィルタ形状をもとに、加速度補
償設定回路１０において補償する加速度の間隔を設定
し、その間隔を加速度補償設定回路１０に伝達する積分
間隔設定回路である。

【０１１９】次に動作について説明する。送信機２と送
信アンテナ１によって発射された電波が飛行機等に反射
して生成される目標信号が受信アンテナ３により受信さ
れる。その後、実施の形態１と同様に動作し、ＣＰＩ単
位でメモリ回路６から重み回路２７に信号が伝達され
る。重み回路２７は信号対雑音電力比の改善効果、他の
ドップラー周波数の漏れ込み成分等を制御するため重み
を設定して入力信号に乗算した後出力する。

【０１２０】重み回路２７で設定された重みは加速度補
償積分回路１１の特性に影響する。図２０は重み回路２
７で設定された重みと加速度補償積分回路１１の特性の
関係について示している。横軸は目標の加速度、縦軸は
インコヒーレント積分した結果の電力を表している。加
速度の補償間隔をｄとする時、目標加速度ａを想定して
インコヒーレント積分を行なった特性と目標加速度ａ＋
ｄを想定してインコヒーレント積分を行なった特性か
ら、どちらの積分を行なってもｐｄだけ電力が劣化する
目標加速度ｂが計算される。

【０１２１】加速度補償積分回路１１の特性は重み回路
２７で設定された重みと対応するため、補償間隔ｄと電
力の劣化の最大値ｐｄは重みを設定すると一意的に対応
する。積分間隔設定回路２８は、あらかじめ設定された
インコヒーレント積分による電力劣化の許容度ｐｄと重
み回路２７において使用されている重みから補償間隔ｄ
を設定し、加速度補償設定回路１０と終了判定回路１３
に伝達する。加速度補償設定回路１０と終了判定回路１
３は伝達された補償間隔ｄにより積分路を設定し、以
降、実施例１と同様に動作する。

【０１２２】この実施の形態８では、加速度補償間隔を
適切に設定することにより、信号の劣化を許容度内に抑
えることができるため、加速度運動による目標検出性能
の劣化を確実に防止することができる。

【０１２３】ところで、上述の実施の形態１〜５、７、
８では、振幅検波器８を使用して検波を行なっている
が、二乗検波器等を用いても検波が行なえる。また、目
標検出処理を行なう際、目標検出の対象となる注目セル
の近辺のセルの平均電力からスレッショルドを計算して
いるが、固定されたスレッショルドを使用した処理、ピ
ーク電力を検出する処理等の他の処理によっても目標検
出処理が行なえる。

【０１２４】

【発明の効果】この発明は、以上に説明したように構成
されているので、以下に記載されるような効果を奏す
る。予め定められた時間間隔でレーダ受信信号を周波数
成分毎の複数のセルに分解して出力するコヒーレント積
分手段と、コヒーレント積分手段より出力されたセルに
ついて振幅検波又は二乗検波を行う検波手段と、検出す
べき目標の予測加速度を予め設定する加速度設定手段
と、時間間隔に対応した初期セルを順次選択し、初期セ
ルと予測加速度とから目標が存在すると予想されるセル
を選択することで積分路を設定するとともに、この積分
路上にあるセルの振幅値の和又は電力和を算出するイン
コヒーレント積分手段と、インコヒーレント積分手段か
ら出力された結果に基づき目標を検出する検出手段とを
備えたため、加速している目標が存在しても目標の検出
ができる。

【０１２５】また、予測加速度は時間に応じて変化する
ため、非等加速度で加速していない目標が存在しても目
標の検出ができる。

【０１２６】また、インコヒーレント積分手段は、時間
間隔に対応した初期セルを順次選択し、初期セルと予測
加速度とから目標が存在すると予想されるセルを選択す
ることで積分路を設定する積分路設定手段と、積分路上
におけるセルのうち、１つの注目するセルを注目セルと
し、この注目セルよりも小さい電力を持つセルの平均電
力と、この注目セルの電力との電力比率を検出し、この
検出結果により不要信号成分として棄却するセルと必要
な信号成分として出力するセルとを判別する不要信号検
出手段と、この不要信号検出手段により出力されたセル
について、電力和を算出する積分手段とを備えたため、
加速度設定手段により設定された加速度以外で移動する
目標が存在しても、当該目標からの信号はインコヒーレ
ント積分手段において、積分されないため正確に目標を
とらえることができ、また、誤警報を防止することがで
きる。

【０１２７】また、インコヒーレント積分手段は、時間
間隔に対応した初期セルを順次選択し、初期セルと予測
加速度とから目標が存在すると予想されるセルを選択す
ることで積分路を設定する積分路設定手段と、積分路上
におけるセルのうち、１つの注目するセルの持つ電力以
下のセルの集合である第１の集合と、注目するセルより
も大きな電力を持つセルの集合である第２の集合とに分
割し、第１の集合と第２の集合の平均電力の差に基づ
き、第２の信号を不要信号成分としてセルから棄却する
か否かを判断することによって、セルのうちの不要信号
成分を棄却して残りのセルを出力する不要信号検出手段
と、この不要信号検出手段により出力されたセルについ
て、電力和を算出する積分手段とを備えたため、加速度
設定手段により設定された加速度以外で移動する目標が
存在しても、当該目標からの信号はインコヒーレント積
分手段において、積分されないため正確に目標をとらえ
ることができ。また、誤警報を防止することができる。

【０１２８】また、インコヒーレント積分手段は、時間
間隔に対応した初期セルを順次選択し、初期セルと予測
加速度とから目標が存在すると予想されるセルを選択す
ることで積分路を設定する積分路設定手段と、積分路上
におけるセルを電力の大きさに従って順番に並び替える
ソート手段と、このソート手段によって並び替えられた
セルについて、隣りあうセル同士の電力比率を検出し、
この検出結果により不要信号成分として棄却するセルと
必要な信号成分として出力するセルとを判別する不要信
号検出手段と、この不要信号検出手段により出力された
セルについて、電力和を算出する積分手段とを備えたた
め、加速度設定手段により設定された加速度以外で移動
する目標が存在しても。当該目標からの信号はインコヒ
ーレント積分手段において、積分されないため正確に目
標をとらえることができ、また、誤警報を防止すること
ができる。

【０１２９】また、積分路設定手段は、セルの電力に基
づいて積分路を選択することにより、積分路を設定する
際に目標が存在する可能性が高いセルをその電力で判断
し動的にセルを選択するため、積分路の設定数を減らす
ことができ、高速に処理を行うことができる。

【０１３０】また、レーダ受信信号に予め定められた重
みを乗算する重み付け手段をさらに備え、加速度設定手
段は、重みに基づき、インコヒーレント積分手段から出
力される信号の劣化が予め定められた値以下となるよう
に、予測加速度の設定間隔を設定し、この設定間隔によ
り複数の予測加速度を出力し、インコヒーレント積分手
段は、複数の予測加速度ごとに積分路を設定することに
より、重みを考慮して加速度の間隔を設定するため、重
みが変化した場合にも信号の劣化を予め定められた範囲
内に抑えることができ、目標の検出精度を向上すること
ができる。

【０１３１】また、予め定められた時間間隔でレーダ受
信信号を周波数成分毎の複数のセルに分解して出力する
コヒーレント積分手段と、検出すべき目標の予測加速度
を予め設定する加速度設定手段と、上記予測加速度に基
づき、上記予め定められた時間間隔毎に対応して、上記
複数のセルのうちで上記目標の信号が存在すると予想さ
れるセルを選択セルとして選択することにより探索路を
設定する探索路設定手段と、受信時間順に並べられた上
記選択セルの隣り合う選択セル同士の位相差を計測位相
差として検出する計測位相差検出手段と、上記予測加速
度に基づき、上記選択セル同士の位相差の理論値を基準
位相差として算出する理論位相差算出手段と、対応する
上記計測位相差と基準位相差との誤差に基づいて目標を
検出する検出手段とを備えたため、加速している目標が
存在しても目標の検出ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１におけるレーダ装置
の構成を示す機能ブロック図である。

【図２】この発明の実施の形態１における加速度補償
の積分処理を説明するフローチャートである。

【図３】この発明の実施の形態１において、初期セル
を変化させたときのセルの積分路を示す図である。

【図４】この発明の実施の形態１において、加速度を
変化させたときのセルの積分路を示す図である。

【図５】この発明の実施の形態２におけるレーダ装置
の構成を示す機能ブロック図である。

【図６】この発明の実施の形態２において、非等加速
度で変化させたときのセルの積分路を示す図である。

【図７】この発明の実施の形態３におけるレーダ装置
の構成を示す機能プロック図である。

【図８】この発明の実施の形態３における不要信号棄
却処理を説明するフローチャートである。

【図９】この発明の実施の形態３におけるインコヒー
レント積分の積分路と電力の強さを説明する図である。

【図１０】この発明の実施の形態３におけるソート回
路等の出力値を説明するグラフである。

【図１１】この発明の実施の形態４におけるレーダ装
置の構成を示す機能プロック図である。

【図１２】この発明の実施の形態４における不要信号
棄却処理を説明するフローチャートである。

【図１３】この発明の実施の形態５におけるレーダ装
置の構成を示す機能ブロック図である。

【図１４】この発明の実施の形態５における不要信号
棄却処理を説明するフローチャートである。

【図１５】この発明の実施の形態６におけるレーダ装
置の構成を示す機能ブロック図である。

【図１６】この発明の実施の形態６における目標検出
処理を説明するフローチャートである。

【図１７】この発明の実施の形態７におけるレーダ装
置の構成を示す機能ブロック図である。

【図１８】この発明の実施の形態７における積分路設
定処理を説明するフローチャートである。

【図１９】この発明の実施の形態８におけるレーダ装
置の構成を示す機能ブロック図である。

【図２０】この発明の実施の形態８におけるインコヒ
ーレント積分の特性を表す図である。

【図２１】従来のレーダ装置の構成を示す機能ブロッ
ク図である。

【図２２】従来のインコヒーレント積分を行なう装置
の構成を示す機能プロック図である。

【図２３】従来のコヒーレント積分装置の構成を示す
機能ブロック図である。

【符号の説明】

１送信アンテナ、２送信機、３受信アンテ
ナ、４受信機、５Ａ／Ｄ変換器、６メモリ回
路、７コヒーレント積分回路、８振幅検波回
路、９メモリ回路、１０加速度補償設定回路、
１１加速度補償積分回路、１２メモリ回路、
１３終了判定回路、１４メモリ回路、１５目
標検出回路、１６警報回路、１７非等加速度補
償設定回路、１８非等加速度補償積分回路、１９
ソート回路、２０平均値変動検出回路、２１
電力比変動検出回路、２２ピーク値変動検出回路、
２４位相変動量検出回路、２５目標検出回路、
２６積分路選択回路、２７重み回路、２８積
分間隔設定回路、５１インコヒーレント積分回路、
５２目標検出回路、５３マッチトフィルタ回路

フロントページの続き (72)発明者上等泰吉東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者藤坂貴彦東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (56)参考文献特開平８−179037（ＪＰ，Ａ) 特開平４−264285（ＪＰ，Ａ) 特開平７−248373（ＪＰ，Ａ) 特開平７−43449（ＪＰ，Ａ) 特開平５−223918（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−220880（ＪＰ，Ａ) 特開平３−89187（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】予め定められた時間間隔でレーダ受信信
号を周波数成分毎の複数のセルに分解して出力するコヒ
ーレント積分手段と、上記コヒーレント積分手段より出
力されたセルについて振幅検波又は二乗検波を行う検波
手段と、検出すべき目標の予測加速度を予め設定する加
速度設定手段と、時間間隔に対応した初期セルを順次選
択し、上記初期セルと予測加速度とから上記目標が存在
すると予想されるセルを選択することで積分路を設定
し、上記積分路上にあるセルの振幅値の和又は電力和を
算出するインコヒーレント積分手段と、上記インコヒー
レント積分手段から出力された結果に基づき目標を検出
する検出手段とを備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】予測加速度は時間に応じて変化すること
を特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】インコヒーレント積分手段は、時間間隔
に対応した初期セルを順次選択し、上記初期セルと予測
加速度とから目標が存在すると予想されるセルを選択す
ることで積分路を設定する積分路設定手段と、上記積分
路上におけるセルのうち、１つの注目するセルを注目セ
ルとし、この注目セルよりも小さい電力を持つセルの平
均電力と、この注目セルの電力との電力比率を検出し、
この検出結果により不要信号成分として棄却するセルと
必要な信号成分として出力するセルとを判別する不要信
号検出手段と、この不要信号検出手段により出力された
セルについて、電力和を算出する積分手段とを備えたこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載のレーダ装置。
【請求項４】インコヒーレント積分手段は、時間間隔
に対応した初期セルを順次選択し、上記初期セルと予測
加速度とから目標が存在すると予想されるセルを選択す
ることで積分路を設定する積分路設定手段と、上記積分
路上におけるセルのうち、１つの注目するセルの持つ電
力以下のセルの集合である第１の集合と、上記注目する
セルよりも大きな電力を持つセルの集合である第２の集
合とに分割し、上記第１の集合と上記第２の集合の平均
電力の差に基づき、上記第２の信号を不要信号成分とし
てセルから棄却するか否かを判断することにより、上記
セルのうちの不要信号成分を棄却して残りのセルを出力
する不要信号検出手段と、この不要信号検出手段により
出力されたセルについて、電力和を算出する積分手段と
を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のレー
ダ装置。
【請求項５】インコヒーレント積分手段は、時間間隔
に対応した初期セルを順次選択し、上記初期セルと予測
加速度とから目標が存在すると予想されるセルを選択す
ることで積分路を設定する積分路設定手段と、上記積分
路上におけるセルを電力の大きさに従って順番に並び替
えるソート手段と、このソート手段によって並び替えら
れたセルについて、隣りあうセル同士の電力比率を検出
し、この検出結果により不要信号成分として棄却するセ
ルと必要な信号成分として出力するセルとを判別する不
要信号検出手段と、この不要信号検出手段により出力さ
れたセルについて、電力和を算出する積分手段とを備え
たことを特徴とする請求項１又は２に記載のレーダ装
置。
【請求項６】積分路設定手段は、セルの電力に基づい
て積分路を選択することを特徴とする請求項３から５の
いずれかに記載のレーダ装置。
【請求項７】レーダ受信信号に予め定められた重みを
乗算する重み付け手段をさらに備え、加速度設定手段
は、上記重みに基づき、インコヒーレント積分手段から
出力される信号の劣化が予め定められた値以下となるよ
うに、予測加速度の設定間隔を設定し、この設定間隔に
より複数の上記予測加速度を出力し、上記インコヒーレ
ント積分手段は、複数の上記予測加速度ごとに積分路を
設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のレー
ダ装置。
【請求項８】予め定められた時間間隔でレーダ受信信
号を周波数成分毎の複数のセルに分解して出力するコヒ
ーレント積分手段と、検出すべき目標の予測加速度を予
め設定する加速度設定手段と、上記予測加速度に基づ
き、上記予め定められた時間間隔毎に対応して、上記複
数のセルのうちで上記目標の信号が存在すると予想され
るセルを選択セルとして選択することにより探索路を設
定する探索路設定手段と、受信時間順に並べられた上記
選択セルの隣り合う選択セル同士の位相差を計測位相差
として検出する計測位相差検出手段と、上記予測加速度
に基づき、上記選択セル同士の位相差の理論値を基準位
相差として算出する理論位相差算出手段と、対応する上
記計測位相差と上記基準位相差との誤差に基づいて目標
を検出する検出手段とを備えたことを特徴とするレーダ
装置。