JP3383255B2 - レーダ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は航空機などの対空
目標を複数の周波数帯域の送信波を用いて探知追尾する
レーダ装置に関し、特に送信波を周波数変調することに
より発生する目標距離の偏移に基づいて対空目標の接近
速度成分（以下、単に「接近速度」という）を算出し、
接近速度を有効利用することにより探知追尾能力を向上
させたレーダ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３はビーム照射技術を用いた一般的
なレーダ装置の運用状態を示す説明図である。図１３に
おいて、１は対空目標（以下、単に「目標」ともいう）
であり、ここでは、目標１が飛行中の航空機の場合を示
している。

【０００３】２はレーダ装置の要部を構成するレーダで
あり、目標１に対してビーム３を周期的に照射する。一
般的に、レーダ装置は図１３のように構成されており、
ビーム３の反射波を受信することにより、目標１の探知
追尾を実行するようになっている。

【０００４】すなわち、レーダ装置は信号処理装置およ
び演算装置を含み、受信された目標１からの反射波に対
して信号処理を行い、目標１の観測値を検出する。

【０００５】また、目標１の観測値に基づき、追尾フィ
ルタを用いて目標平滑位置および速度を算出するととも
に、目標予測位置を求め、次のサンプリング時刻におけ
る観測値を用いて目標平滑位置および速度を更新する。
以下、上記処理を繰り返すことにより、目標１の追尾を
継続する。

【０００６】このとき、ビーム３の送信波に直線的な周
波数変調をかけている場合、目標１が距離方向に移動す
ると、その観測距離が送信変調波の影響により偏移する
ことが知られている。

【０００７】したがって、ビーム３の送信波に大きく変
調をかけた場合や、目標１が高速で距離方向に移動した
場合には、観測距離の偏移が増大し、この結果として、
追尾誤差となって検出される。

【０００８】図１４は従来のレーダ装置の概略構成を示
すブロック図である。図１４において、４はビーム３
（図１３参照）を送信して目標１からの反射波を受信す
るためのアンテナ、５はアンテナ４を駆動して反射波を
受信する送受信器、６は送受信器５からの受信信号を検
出する信号検出器である。

【０００９】７は信号検出器６の出力信号に基づいて目
標１を追尾するための追尾フィルタであり、一般にカル
マン（ｋａｌｍａｎ）フィルタと呼ばれるものである。

【００１０】次に、図１３、図１５および図１６を参照
しながら、図１４に示した従来のレーダ装置の動作につ
いて説明する。図１５は周波数変調のかかったビーム３
の送信波形の一例を示す説明図であり、図１６は単一の
周波数帯域における目標距離の観測状況を示す説明図で
ある。

【００１１】図１５において、横軸は時間Ｔ、縦軸は送
信周波数ｆであり、Ｔｐはビーム３が送信される時間す
なわち送信パルス幅、Ｔｑは目標１からの反射波が受信
される時間、ｆ１は変調波の送信開始周波数、ｆ０は送
信中心周波数、ｆ２は変調波の送信終了周波数である。

【００１２】図１６において、１３は目標１の真の位
置、１４は目標１の距離方向を示すライン、１５は目標
１の接近速度ＤＭｒｔ（ｋ）による観測距離の偏移、Ｒ
ｏ（ｋ）は観測された距離である。なお、観測距離Ｒｏ
（ｋ）内のｋは、サンプリング時刻である。

【００１３】図１４において、まず、レーダ装置内の送
受信器５は、周波数変調をかけた送信波形をアンテナ４
に出力する。これにより、アンテナ４から目標１に対し
て、図１３のようにビーム３が照射される。

【００１４】このとき、変調波の送信波形のパラメータ
は、図１５のように、送信パルス幅Ｔｐ、送信中心周波
数ｆ０、送信開始周波数ｆ１、送信終了周波数ｆ２に設
定されている。

【００１５】一方、アンテナ４から受信された反射波
は、送受信器５に転送され、増幅および周波数変調の復
調が行われた後、信号検出器６に入力される。信号検出
器６は、入力信号から目標信号の検出処理を実行し、目
標１に関する観測値Ｚｋとして、距離Ｒｏ（ｋ）、仰角
Ｅｏ（ｋ）およびアジマス角Ａｚｏ（ｋ）を求め、これ
らを追尾フィルタ７に入力する。

【００１６】ここで、観測される目標１の観測距離Ｒｏ
（ｋ）は、周波数変調信号が復調された後のサンプリン
グ時刻ｋにおいて、目標１の運動諸元である距離変化率
すなわち接近速度ＤＭｒｔ（ｋ）により変化するので、
図１６のように偏移１５が現れる。

【００１７】図１６において、目標１の真の位置１３
と、接近速度ＤＭｒｔ（ｋ）による観測距離の偏移１５
と、観測距離Ｒｏ（ｋ）との関係は、以下の（１）式の
ように表わされる。

【００１８】

【数１】

【００１９】（１）式において、Ｒｔ（ｋ）は目標１の
真の距離、δＴは送信波の定数により決定される偏移時
間成分である。ここで、偏移時間成分δＴは、送信パル
ス幅Ｔｐ、送信中心周波数ｆ０、送信開始周波数ｆ１、
送信終了周波数ｆ２に影響され、以下の（２）式のよう
に表わされる。

【００２０】

【数２】

【００２１】次に、追尾フィルタ７は、距離および角度
からなる観測値Ｚｋに基づいて、以下の（３）式のよう
に、次のサンプリング時刻における目標予測位置および
目標速度を算出する。

【００２２】

【数３】

【００２３】（３）式において、観測値Ｚｋは、距離Ｒ
ｏ（ｋ）、仰角Ｅｏ（ｋ）およびアジマス角Ａｚｏ
（ｋ）の各成分を含む３行１列のベクトルからなる。

【００２４】また、Ｘｋ（＋）は平滑値のベクトル、Ｘ
ｋ（−）は追尾フィルタ７の出力諸元となる予測値のベ
クトルであり、いずれも距離Ｒｏ（ｋ）、仰角Ｅｏ
（ｋ）および方位角Ａｚｏ（ｋ）と、それぞれの速度成
分とを含む６行１列のベクトルからなる。

【００２５】また、Ｋｋは平滑の係数となる６行６列の
カルマンゲイン行列、Ｈは観測値Ｚｋを変換する３行６
列の行列、Ｐｋ（＋）は平滑誤差共分散を示す６行６列
の行列、Ｐｋ（−）は予測誤差共分散を示す６行６列の
行列、Φ（ｋ）は予測時間の遷移を示す６行３列の行列
である。

【００２６】また、Ｑｋは目標運動の不安定さを示す駆
動雑音定数（あらかじめ設定される）であり、Γ
₁（ｋ）は駆動雑音を変換する６行６列の行列である。
Ｒｋはレーダによるランダムな観測雑音の大きさを示す
６行６列の行列（あらかじめ設定される）であり、Γ₂
（ｋ）は観測雑音を変換する行列である。

【００２７】なお、上記（３）式においては、追尾フィ
ルタ７の入力諸元となる観測値Ｚｋが、距離Ｒｏ
（ｋ）、方位Ａｚｏ（ｋ）および仰角Ｅｏ（ｋ）の３次
元からなる場合を想定しているが、距離Ｒｏ（ｋ）およ
び方位Ａｚｏ（ｋ）の２次元であっても実行可能であ
る。

【００２８】このような追尾フィルタ７の平滑値算出動
作により、観測距離のランダム誤差は抑制される。しか
しながら、距離偏移を抑圧することができないので、追
尾フィルタ７は、距離偏移による誤差を残したまま、目
標１の位置や速力を算出することになる。

【００２９】上記のように、従来のレーダ装置は、目標
１の観測および追尾を実行する。また、上記追尾継続処
理は、観測値Ｚｋが入力される毎に実行され、目標１の
予測位置および平滑速度が算出される。

【００３０】また、従来より、２つの周波数帯域を用い
たレーダ装置も提案されている。図１７は２つの周波数
帯域における目標距離の観測状況を示す説明図であり、
１３および１４は前述（図１６参照）と同様のものであ
る。

【００３１】図１７において、２５は第１の周波数帯域
における観測距離の偏移、２７は第２の周波数帯域にお
ける観測距離の偏移、Ｒｏ１（ｋ）は第１の周波数帯域
における観測距離であり、Ｒｏ２（ｋ）は第２の周波数
帯域における観測距離である。

【００３２】しかしながら、従来のレーダ装置において
は、図１７のように２つの周波数帯域を用いたとして
も、各周波数帯域における観測値に基づいて相関処理な
どを実行することは考慮されていないので、目標１の接
近速度を算出して、これを有効利用することはできな
い。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】従来のレーダ装置は以
上のように、高速移動する目標１に対して、送信波に周
波数変調信号を用いながら追尾する場合に、距離偏移に
よる誤差を残したまま目標１の位置や速力を算出してい
るので、正しい距離を観測することができないという問
題点があった。

【００３４】また、従来のレーダ装置において、送信波
に周波数変調信号を使用しない場合には、探知性能の低
下や距離分解能の低下を招くという問題点があった。

【００３５】また、従来のレーダ装置においては、通常
観測可能な諸元すなわち観測値Ｚｋは、距離Ｒｏ
（ｋ）、角度Ｅｏ（ｋ）およびＡｚｏ（ｋ）のみであ
り、目標１の接近速度ＤＭｒｔ（ｋ）を直接観測するた
めには、パルスドップラフィルタなど、特殊な回路装置
を必要とするという問題点があった。

【００３６】さらに、従来のレーダ装置において、図１
７のように２つの周波数帯域を用いて運用した場合に
は、各周波数帯域における観測値に基づく相関処理を実
行していないので、各観測値に基づく目標１の接近速度
ＤＭｒ（ｋ）を算出してこれを有効利用することができ
ないという問題点があった。

【００３７】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、２つの周波数帯域により得られ
る観測値に基づいて目標の接近速度を算出し、接近速度
を用いて距離の偏移を補正することにより、探知追尾性
能を向上させたレーダ装置を得ることを目的とする。

【００３８】また、この発明は、２つの周波数帯域によ
り得られる観測値に基づいて目標の接近速度を算出する
とともに、観測値に含まれるドップラ情報に基づいて目
標の細部接近速度を推定し、細部推定接近速度と接近速
度とを組合せて細部接近速度を算出し、細部接近速度を
用いて観測距離の偏移を補正することにより、探知追尾
性能を向上させたレーダ装置を得ることを目的とする。

【００３９】また、この発明は、さらに目標追尾諸元の
うち速度諸元の初期値として用いることにより、速度諸
元を安定させて追尾性能を向上させたレーダ装置を得る
ことを目的とする。

【００４０】また、この発明は、さらに追尾中の目標速
度に基づいて複数目標検出時の最適な組合せ判定を行
い、この判定結果を用いて観測距離の偏移を補正するこ
とにより、探知追尾性能を向上させたレーダ装置を得る
ことを目的とする。

【００４１】また、この発明は、さらに追尾フィルタに
より算出された目標速度と観測された接近速度とに基づ
いて旋回判定し、追尾フィルタの平滑係数であるカルマ
ンゲイン行列の設定を変化させて追従性を確保すること
により、探知追尾性能を向上させたレーダ装置を得るこ
とを目的とする。

【００４２】また、この発明は、さらに多目標追尾フィ
ルタにおける航跡と観測値間の相関処理を実行し、クラ
ッタ環境における追尾継続性を向上させたレーダ装置を
得ることを目的とする。

【００４３】また、この発明は、さらに多重運動モデル
追尾フィルタ３６における観測値と運動モデル間の相関
処理を実行することにより、旋回目標に対する追尾性能
を向上させたレーダ装置を得ることを目的とする。

【００４４】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るレーダ装置は、航空機などの対空目標を探知追尾する
ためのレーダ装置において、対空目標に対してビームの
送受信を行うための第１および第２の周波数帯域を有す
る第１および第２のアンテナと、第１および第２のアン
テナに対して周波数変調をかけた送受信信号を入出力す
る第１および第２の送受信器と、第１および第２の送受
信器からの受信信号に基づいて、対空目標に対する観測
距離および観測角度を観測値としてそれぞれ算出する第
１および第２の信号検出器と、第１および第２の周波数
帯域でそれぞれ周波数変調の影響を受けた各観測距離に
基づいて、対空目標に対する接近速度を算出する接近速
度算出器と、接近速度に基づいて観測距離を補正して補
正観測距離を算出する観測距離補正器と、観測角度およ
び補正観測距離に基づいて対空目標の追尾計算を実行す
る追尾フィルタとを備えたものである。

【００４５】また、この発明の請求項２に係るレーダ装
置は、航空機などの対空目標を探知追尾するためのレー
ダ装置において、対空目標に対してビームの送受信を行
うための第１および第２の周波数帯域を有する第１およ
び第２のアンテナと、第１および第２のアンテナに対し
て周波数変調をかけた送受信信号を入出力する第１およ
び第２の送受信器と、第１および第２の送受信器からの
受信信号に基づいて、対空目標に対する観測距離および
観測角度を観測値としてそれぞれ算出する第１および第
２の信号検出器と、第１および第２の周波数帯域でそれ
ぞれ周波数変調の影響を受けた各観測距離に基づいて、
対空目標に対する接近速度を算出する接近速度算出器
と、第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数変調
の影響を受けた各観測値から求まるドップラ情報に基づ
いて、対空目標に対する細部推定接近速度を算出する接
近速度推定器と、細部推定接近速度および接近速度に基
づいて対空目標に対する細部接近速度を算出する速度細
部算出器と、細部接近速度に基づいて観測距離を補正し
て補正観測距離を算出する観測距離補正器と、観測角度
および補正観測距離に基づいて対空目標の追尾計算を実
行する追尾フィルタとを備えたものである。

【００４６】また、この発明の請求項３に係るレーダ装
置は、航空機などの対空目標を探知追尾するためのレー
ダ装置において、対空目標に対してビームの送受信を行
うための第１および第２の周波数帯域を有する第１およ
び第２のアンテナと、第１および第２のアンテナに対し
て周波数変調をかけた送受信信号を入出力する第１およ
び第２の送受信器と、第１および第２の送受信器からの
受信信号に基づいて、対空目標に対する観測距離および
観測角度を観測値としてそれぞれ算出する第１および第
２の信号検出器と、第１および第２の周波数帯域でそれ
ぞれ周波数変調の影響を受けた各観測値が複数発生した
場合に、第１および第２の周波数帯域における各観測値
の組合せを観測値組合せ情報として生成する観測値組合
せ生成器と、観測値組合せ情報に含まれる観測距離に基
づいて対空目標に対する接近速度を算出する接近速度算
出器と、接近速度に基づいて観測値組合せ情報を対空目
標の検出位置の関係から判定する観測値組合せ判定器
と、接近速度および観測値組合せ判定器の判定結果に基
づいて観測距離を補正して補正観測距離を算出する観測
距離補正器と、観測角度および補正観測距離に基づいて
対空目標の追尾計算を実行する追尾フィルタとを備えた
ものである。

【００４７】また、この発明の請求項４に係るレーダ装
置は、航空機などの対空目標を探知追尾するためのレー
ダ装置において、対空目標に対してビームの送受信を行
うための第１および第２の周波数帯域を有する第１およ
び第２のアンテナと、第１および第２のアンテナに対し
て周波数変調をかけた送受信信号を入出力する第１およ
び第２の送受信器と、第１および第２の送受信器からの
受信信号に基づいて、対空目標に対する観測距離および
観測角度を観測値としてそれぞれ算出する第１および第
２の信号検出器と、第１および第２の周波数帯域でそれ
ぞれ周波数変調の影響を受けた各観測値が複数発生した
場合に、第１および第２の周波数帯域における各観測値
の組合せを観測値組合せ情報として生成する観測値組合
せ生成器と、観測値組合せ情報に含まれる観測距離に基
づいて対空目標に対する接近速度を算出する接近速度算
出器と、接近速度に基づいて、観測値組合せ情報が追尾
対象とする対空目標の情報であるか否かを判定する観測
値組合せ判定器と、接近速度に基づいてクラッタなどの
追尾不要な固定目標からの観測値を判定して除去するク
ラッタ判定除去器と、接近速度およびクラッタ判定除去
器の判定結果に基づいて観測距離を補正して補正観測距
離を算出する観測距離補正器と、観測角度および補正観
測距離に基づいて対空目標の追尾計算を実行する追尾フ
ィルタとを備えたものである。

【００４８】また、この発明の請求項５に係るレーダ装
置は、航空機などの対空目標を探知追尾するためのレー
ダ装置において、対空目標に対してビームの送受信を行
うための第１および第２の周波数帯域を有する第１およ
び第２のアンテナと、第１および第２のアンテナに対し
て周波数変調をかけた送受信信号を入出力する第１およ
び第２の送受信器と、第１および第２の送受信器からの
受信信号に基づいて、対空目標に対する観測距離および
観測角度を観測値としてそれぞれ算出する第１および第
２の信号検出器と、第１および第２の周波数帯域でそれ
ぞれ周波数変調の影響を受けた各観測値が複数発生した
場合に、第１および第２の周波数帯域における各観測値
の組合せを観測値組合せ情報として生成する観測値組合
せ生成器と、観測値組合せ情報に含まれる距離情報に基
づいて対空目標に対する接近速度を算出する接近速度算
出器と、観測値組合せ情報から求まるドップラ情報に基
づいて、対空目標に対する細部推定接近速度を算出する
接近速度推定器と、細部推定接近速度と接近速度との比
較に基づいて、観測値組合せ情報の中から対応する観測
値組合せ情報を選定する観測値組合せ選定器と、接近速
度および観測値組合せ選定器の選定結果に基づいて観測
距離を補正して補正観測距離を算出する観測距離補正器
と、観測角度および補正観測距離に基づいて対空目標の
追尾計算を実行する追尾フィルタとを備えたものであ
る。

【００４９】また、この発明の請求項６に係るレーダ装
置は、航空機などの対空目標を探知追尾するためのレー
ダ装置において、対空目標に対してビームの送受信を行
うための第１および第２の周波数帯域を有する第１およ
び第２のアンテナと、第１および第２のアンテナに対し
て周波数変調をかけた送受信信号を入出力する第１およ
び第２の送受信器と、第１および第２の送受信器からの
受信信号に基づいて、対空目標に対する観測距離および
観測角度を観測値としてそれぞれ算出する第１および第
２の信号検出器と、第１および第２の周波数帯域でそれ
ぞれ周波数変調の影響を受けた各観測距離に基づいて、
対空目標に対する接近速度を算出する接近速度算出器
と、接近速度に基づいて観測距離を補正して補正観測距
離を算出する観測距離補正器と、観測角度および補正観
測距離に基づいて対空目標の追尾計算を実行する追尾フ
ィルタとを備え、追尾フィルタは、接近速度に基づいて
追尾フィルタ計算における対空目標の速度初期値を設定
する速度初期値設定器を含むものである。

【００５０】また、この発明の請求項７に係るレーダ装
置は、航空機などの対空目標を探知追尾するためのレー
ダ装置において、対空目標に対してビームの送受信を行
うための第１および第２の周波数帯域を有する第１およ
び第２のアンテナと、第１および第２のアンテナに対し
て周波数変調をかけた送受信信号を入出力する第１およ
び第２の送受信器と、第１および第２の送受信器からの
受信信号に基づいて、対空目標に対する観測距離および
観測角度を観測値としてそれぞれ算出する第１および第
２の信号検出器と、第１および第２の周波数帯域でそれ
ぞれ周波数変調の影響を受けた各観測距離に基づいて、
対空目標に対する接近速度を算出する接近速度算出器
と、第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数変調
の影響を受けた各観測値から求まるドップラ情報に基づ
いて、対空目標に対する細部推定接近速度を算出する接
近速度推定器と、細部推定接近速度および接近速度に基
づいて対空目標に対する細部接近速度を算出する速度細
部算出器と、細部接近速度に基づいて観測距離を補正し
て補正観測距離を算出する観測距離補正器と、観測角度
および補正観測距離に基づいて対空目標の追尾計算を実
行する追尾フィルタとを備え、追尾フィルタは、細部接
近速度に基づいて追尾フィルタ計算における対空目標の
速度初期値を設定する速度初期値設定器を含むものであ
る。

【００５１】また、この発明の請求項８に係るレーダ装
置は、航空機などの対空目標を探知追尾するためのレー
ダ装置において、対空目標に対してビームの送受信を行
うための第１および第２の周波数帯域を有する第１およ
び第２のアンテナと、第１および第２のアンテナに対し
て周波数変調をかけた送受信信号を入出力する第１およ
び第２の送受信器と、第１および第２の送受信器からの
受信信号に基づいて、対空目標に対する観測距離および
観測角度を観測値としてそれぞれ算出する第１および第
２の信号検出器と、第１および第２の周波数帯域でそれ
ぞれ周波数変調の影響を受けた各観測値が複数発生した
場合に、第１および第２の周波数帯域における各観測値
の組合せを観測値組合せ情報として生成する観測値組合
せ生成器と、観測値組合せ情報に含まれる観測距離に基
づいて対空目標に対する接近速度を算出する接近速度算
出器と、接近速度に基づいて、観測値組合せ情報が追尾
中の対空目標の情報であるか否かを判定する速度相関判
定器と、接近速度および速度相関判定器の判定結果に基
づいて観測距離を補正して補正観測距離を算出する観測
距離補正器と、観測角度および補正観測距離に基づいて
対空目標の追尾計算を実行する追尾フィルタとを備えた
ものである。

【００５２】また、この発明の請求項９に係るレーダ装
置は、航空機などの対空目標を探知追尾するためのレー
ダ装置において、対空目標に対してビームの送受信を行
うための第１および第２の周波数帯域を有する第１およ
び第２のアンテナと、第１および第２のアンテナに対し
て周波数変調をかけた送受信信号を入出力する第１およ
び第２の送受信器と、第１および第２の送受信器からの
受信信号に基づいて、対空目標に対する観測距離および
観測角度を観測値としてそれぞれ算出する第１および第
２の信号検出器と、第１および第２の周波数帯域でそれ
ぞれ周波数変調の影響を受けた各観測値が複数発生した
場合に、第１および第２の周波数帯域における各観測値
の組合せを観測値組合せ情報として生成する観測値組合
せ生成器と、観測値組合せ情報に含まれる観測距離に基
づいて対空目標に対する接近速度を算出する接近速度算
出器と、観測値組合せ情報から求まるドップラ情報に基
づいて対空目標に対する細部推定接近速度を算出する接
近速度推定器と、細部推定接近速度と接近速度との比較
に基づいて観測値組合せ情報の中から対応する観測値組
合せ情報を選定する観測値組合せ選定器と、細部推定接
近速度に基づいて、観測値組合せ情報が追尾中の対空目
標の情報であるか否かを判定する速度相関判定器と、細
部推定接近速度および速度相関判定器の判定結果に基づ
いて観測距離を補正して補正観測距離を算出する観測距
離補正器と、観測角度および補正観測距離に基づいて対
空目標の追尾計算を実行する追尾フィルタとを備えたも
のである。

【００５３】また、この発明の請求項１０に係るレーダ
装置は、航空機などの対空目標を探知追尾するためのレ
ーダ装置において、対空目標に対してビームの送受信を
行うための第１および第２の周波数帯域を有する第１お
よび第２のアンテナと、第１および第２のアンテナに対
して周波数変調をかけた送受信信号を入出力する第１お
よび第２の送受信器と、第１および第２の送受信器から
の受信信号に基づいて、対空目標に対する観測距離およ
び観測角度を観測値としてそれぞれ算出する第１および
第２の信号検出器と、第１および第２の周波数帯域でそ
れぞれ周波数変調の影響を受けた各観測距離に基づい
て、対空目標に対する接近速度を算出する接近速度算出
器と、接近速度に基づいて観測距離を補正して補正観測
距離を算出する観測距離補正器と、接近速度の変化に基
づいて、追尾中の対空目標が旋回したか否かを判定する
旋回判定器と、対空目標が旋回中と判定された場合に、
追尾フィルタのゲインを設定変更するフィルタゲイン選
択器と、観測角度および補正観測距離とフィルタゲイン
選択器により設定されたゲインとに基づいて、対空目標
の追尾計算を実行する追尾フィルタとを備えたものであ
る。

【００５４】また、この発明の請求項１１に係るレーダ
装置は、航空機などの対空目標を探知追尾するためのレ
ーダ装置において、対空目標に対してビームの送受信を
行うための第１および第２の周波数帯域を有する第１お
よび第２のアンテナと、第１および第２のアンテナに対
して周波数変調をかけた送受信信号を入出力する第１お
よび第２の送受信器と、第１および第２の送受信器から
の受信信号に基づいて、対空目標に対する観測距離およ
び観測角度を観測値としてそれぞれ算出する第１および
第２の信号検出器と、第１および第２の周波数帯域でそ
れぞれ周波数変調の影響を受けた各観測値が複数発生し
た場合に、第１および第２の周波数帯域における観測値
の組合せを観測値組合せ情報として生成する観測値組合
せ生成器と、観測値組合せ情報に含まれる観測距離に基
づいて対空目標に対する接近速度を算出する接近速度算
出器と、接近速度に基づいて観測距離を補正して補正観
測距離を算出する観測距離補正器と、複数の対空目標に
対応した観測角度および補正観測距離に基づいて航跡相
関処理および追尾計算を実行する多目標追尾フィルタと
を備えたものである。

【００５５】また、この発明の請求項１２に係るレーダ
装置は、航空機などの対空目標を探知追尾するためのレ
ーダ装置において、対空目標に対してビームの送受信を
行うための第１および第２の周波数帯域を有する第１お
よび第２のアンテナと、第１および第２のアンテナに対
して周波数変調をかけた送受信信号を入出力する第１お
よび第２の送受信器と、第１および第２の送受信器から
の受信信号に基づいて、対空目標に対する観測距離およ
び観測角度を観測値としてそれぞれ算出する第１および
第２の信号検出器と、第１および第２の周波数帯域でそ
れぞれ周波数変調の影響を受けた各観測距離に基づい
て、対空目標に対する接近速度を算出する接近速度算出
器と、接近速度に基づいて観測距離を補正して補正観測
距離を算出する観測距離補正器と、接近速度の変化に基
づいて、追尾中の対空目標が旋回したか否かを判定する
旋回判定器と、対空目標が旋回中と判定された場合に、
多重運動モデル追尾フィルタの多重運動モデルを設定変
更する運動モデル設定選択器と、観測角度および補正観
測距離と運動モデル設定選択器により設定された多重運
動モデルとに基づいて、対空目標の追尾計算を多重運動
モデルの予測法を用いて実行する多重運動モデル追尾フ
ィルタとを備えたものである。

【００５６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、図１７のよ
うに２つの周波数帯域に基づく各観測値を用いたこの発
明の実施の形態１を図について説明する。図１はこの発
明の実施の形態１を示すブロック図であり、７は前述
（図１４参照）と同様の追尾フィルタである。

【００５７】図１において、１７は周波数帯域１（第１
の周波数帯域）のアンテナ（以下、「第１のアンテナ」
という）、１８は第１のアンテナ１７に接続された第１
の送受信器、１９は第１の送受信器１８に接続された第
１の信号検出器である。

【００５８】同様に、２０は周波数帯域２（第２の周波
数帯域）のアンテナ（以下、「第２のアンテナ」とい
う）、２１は第２のアンテナ２０に接続された第２の送
受信器、２２は第２の送受信器２１に接続された第２の
信号検出器である。

【００５９】第１、第２のアンテナ１７、２０、第１、
第２の送受信器１８、２１、第１、第２の信号検出器２
２、２２は、それぞれ、前述（図１４参照）のアンテナ
４、送受信器５、信号検出器６に対応している。

【００６０】第１および第２のアンテナ１７、２０は、
それぞれ、目標１（図１３参照）に対してビームの送受
信を行う。第１および第２の送受信器１８、２１は、そ
れぞれ、第１および第２のアンテナ１７、２０に対して
周波数変調をかけた送受信信号を入出力する。

【００６１】また、第１および第２の信号検出器２２、
２２は、それぞれ、第１および第２の送受信器１８、２
１からの受信信号に基づいて、それぞれ、目標１に対す
る観測距離Ｒｏ１（ｋ）、Ｒｏ２（ｋ）と、観測角度Ｅ
ｏ１（ｋ）、Ｅｏ２（ｋ）、Ａｚｏ１（ｋ）、Ａｚｏ２
（ｋ）とを観測値として算出する。

【００６２】２３は第１および第２の信号検出器２２、
２２に接続された接近速度算出器であり、第１および第
２の周波数帯域でそれぞれ周波数変調の影響を受けた各
観測距離Ｒｏ１（ｋ）およびＲｏ２（ｋ）に基づいて、
目標１に対する接近速度ＤＭｒ（ｋ）を算出する。

【００６３】２４は接近速度算出器２３に接続された観
測距離補正器であり、接近速度算出器２３で算出された
接近速度ＤＭｒ（ｋ）に基づいて、観測距離を補正して
補正観測距離Ｒ（ｋ）を算出する。

【００６４】追尾フィルタ７は、観測距離補正器２４に
接続され、観測角度Ｅｏ１（ｋ）、Ｅｏ２（ｋ）、Ａｚ
ｏ１（ｋ）、Ａｚｏ２（ｋ）と、補正観測距離Ｒ（ｋ）
とに基づいて、目標１の追尾計算を実行する。

【００６５】次に、図１３および図１７を参照しなが
ら、図１のように構成されたこの発明の実施の形態１に
よるレーダ装置の動作原理について説明する。この発明
の実施の形態１は、図１７に示した原理を応用したもの
である。

【００６６】まず、第１の送受信器１８は、周波数変調
をかけた送信波形を第１のアンテナ１７に出力する。こ
のとき、第１のアンテナ１７に関する変調波の送信波形
を示すパラメータは、送信パルス幅Ｔｐ、送信中心周波
数ｆ０１、送信開始周波数ｆ１１、送信終了周波数ｆ２
１により表わされる。

【００６７】第１のアンテナ１７は、ビーム３（図１３
参照）として第１の送信波を空間に放射し、目標１から
の反射波を受信する。第１の送受信器１８は、受信され
た信号を増幅して復調した後、第１の信号検出器１９に
入力する。

【００６８】第１の信号検出器１９は、目標１の検出を
行い、目標１の距離Ｒｏ１（ｋ）（図１７参照）、仰角
Ｅｏ１（ｋ）およびアジマス角Ａｚｏ１（ｋ）を観測
し、これらを接近速度算出器２３に入力する。

【００６９】このとき、前述と同様に、周波数変調信号
の復調後に観測される目標１の観測距離Ｒｏ１（ｋ）
は、目標１の接近速度ＤＭｒｔ（ｋ）により変化するの
で、上記（１）式と同様に、以下の（４）式のように偏
移が現れる。

【００７０】

【数４】

【００７１】（４）式において、δＴ１は送信波の定数
により決定される時間の成分であり、偏移時間成分δＴ
１は、上記（２）式と同様に、以下の（５）式のように
表わされる。

【００７２】

【数５】

【００７３】（５）式において、ｆ０１は送信中心周波
数、ｆ１１は送信開始周波数、ｆ２１は送信終了周波数
である。

【００７４】一方、第２のアンテナ２０、送受信器２１
および信号検出器２２は、第１のアンテナ１７、送受信
器１８および信号検出器１９と同様に、第２の周波数帯
域の変調波信号を送信して目標１からの反射波を受信
し、受信信号を増幅し且つ復調して目標１の検出を行
う。

【００７５】このとき、第２のアンテナ２０に関する変
調波の送信波形を示すパラメータは、送信パルス幅Ｔ
ｐ、送信中心周波数ｆ０２、送信開始周波数ｆ１２、送
信終了周波数ｆ２２により表わされる。

【００７６】すなわち、第２の信号検出器２２は、目標
１の距離Ｒｏ２（ｋ）、仰角Ｅｏ２（ｋ）およびアジマ
ス角Ａｚｏ２（ｋ）を観測し、接近速度算出器２３に入
力する。

【００７７】ここで、観測される目標１の観測距離Ｒｏ
２（ｋ）は、周波数変調信号の復調後、目標１の接近速
度ＤＭｒｔ（ｋ）により変化するので、上記（４）式と
同様に、以下の（６）式のように偏移が現れる。

【００７８】

【数６】

【００７９】（６）式において、δＴ２は送信波の定数
により決定される時間の成分であり、偏移時間成分δＴ
２は、上記（５）式と同様に、以下の（７）式のように
表わされる。

【００８０】

【数７】

【００８１】以下、接近速度算出器２３は、上記観測距
離Ｒｏ１（ｋ）およびＲｏ２（ｋ）のシフト量が２つの
周波数帯域で異なる点に着目し、２つの送信周波数帯域
での各観測値から、目標１の接近速度ＤＭｒ（ｋ）を算
出する。

【００８２】すなわち、接近速度算出器２３は、２つの
観測距離Ｒｏ１（ｋ）およびＲｏ２（ｋ）から、目標１
の接近速度ＤＭｒ（ｋ）を、以下の（８）式のように算
出する。

【００８３】

【数８】

【００８４】続いて、観測距離補正器２４は、目標１の
接近速度ＤＭｒ（ｋ）と、２つの送信周波数帯域におけ
る観測値（目標１の距離Ｒｏ１（ｋ）およびＲｏ２
（ｋ）、仰角Ｅｏ１（ｋ）およびＥｏ２（ｋ）、アジマ
ス角Ａｚｏ１（ｋ）およびＡｚｏ２（ｋ））とから、以
下の（９）式のように、補正された観測値Ｒ（ｋ）、Ｅ
（ｋ）およびＡｚ（ｋ）を算出する。

【００８５】

【数９】

【００８６】（９）式のように補正された観測値Ｒ
（ｋ）、Ｅ（ｋ）およびＡｚ（ｋ）は、追尾フィルタ７
に入力され、追尾フィルタ７は、前述の（３）式にした
がって、目標１に対する追尾フィルタ計算を実行する。

【００８７】上記追尾フィルタ処理は、観測値が入力さ
れる毎に実行され、追尾フィルタ７は、目標１の予測位
置および平滑速度を算出して、追尾を継続する。

【００８８】このように、図１に示したこの発明の実施
の形態１によるレーダ装置は、離隔された２つの周波数
帯域で周波数変調をかけたビーム３（送信信号）を各ア
ンテナ１７、２０から同時に送信して目標１に照射し、
目標１からの各反射波（受信信号）に基づく観測距離Ｒ
ｏ１（ｋ）、Ｒｏ２（ｋ）を用いて目標１の接近速度Ｄ
Ｍｒ（ｋ）を算出し、接近速度ＤＭｒ（ｋ）を用いて観
測距離を補正する。

【００８９】このとき、補正された観測距離Ｒ（ｋ）に
おいては、観測距離Ｒｏ１（ｋ）、Ｒｏ２（ｋ）の偏移
が補正される。

【００９０】したがって、送信周波数に変調をかけた場
合に、高速で移動する目標１に対して距離観測値の偏移
が大きく発生しても、追尾フィルタ７に入力される前に
観測距離が補正されるので、目標１の追尾性能および追
尾精度を向上させることができる。

【００９１】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、各信号検出器１９、２２と観測距離補正器２４との
間に、接近速度算出器２３のみを挿入したが、さらに接
近速度推定器および速度細部算出器を追加挿入してもよ
い。

【００９２】図２は上記実施の形態１に接近速度推定器
および速度細部算出器を追加挿入したこの発明の実施の
形態２を示すブロック図であり、７および１７〜２４は
前述（図１参照）と同様のものである。

【００９３】図２において、３８は各信号検出器１９、
２２に接続された接近速度推定器、３９は接近速度算出
器２３および接近速度推定器３８に接続された速度細部
算出器である。接近速度推定器３８および速度細部算出
器３９は、各信号検出器１９、２２と観測距離補正器２
４との間に挿入されている。

【００９４】接近速度推定器３８は、第１および第２の
周波数帯域で、それぞれ周波数変調の影響を受けた各観
測値から求まるドップラ情報に基づいて、目標１に対す
る細部推定接近速度Ｖｓ（ｋ，ｍ，ｎ）を算出する。

【００９５】速度細部算出器３９は、接近速度算出器２
３で算出された接近速度ＤＭｒ（ｋ）と、接近速度推定
器３８で算出された細部推定接近速度Ｖｓ（ｋ，ｍ，
ｎ）とに基づいて、目標１に対する細部接近速度Ｖｓ
（ｋ）を算出する。

【００９６】したがって、観測距離補正器２４は、細部
接近速度Ｖｓ（ｋ）に基づいて、観測距離を補正して補
正観測距離を算出し、追尾フィルタ７は、観測角度およ
び補正観測距離に基づいて目標１の追尾計算を実行する
ようになっている。

【００９７】次に、図２のように構成されたこの発明の
実施の形態２によるレーダ装置の動作原理について説明
する。なお、第１のアンテナ１７〜観測距離補正器２４
の動作については、前述と同様なのでここでは詳述しな
い。

【００９８】この場合、第１の信号検出器１９は、目標
１を検出して、目標１の距離Ｒｏ１（ｋ）、仰角Ｅｏ１
（ｋ）およびアジマス角Ａｚｏ１（ｋ）を観測し、これ
らを接近速度算出器２３に入力するとともに、これらの
観測値に対して観測周波数シフト量ｆｄ１（ｋ）を加え
た値を接近速度推定器３８に入力する。観測周波数シフ
ト量ｆｄ１（ｋ）は、目標１の移動速度ｖ（ｋ）に対応
したドップラ情報に相当する。

【００９９】同様に、第２の信号検出器２２は、第２の
周波数帯域に基づく観測値すなわち目標１の距離Ｒｏ２
（ｋ）、仰角Ｅｏ２（ｋ）およびアジマス角Ａｚｏ２
（ｋ）を接近速度算出器２３に入力するとともに、これ
らにドップラ情報すなわち観測周波数シフト量ｆｄ２
（ｋ）を加えた値を接近速度推定器３８に入力する。

【０１００】この場合も、周波数変調信号の復調後に観
測される各観測距離Ｒｏ１（ｋ）、Ｒｏ２（ｋ）は、そ
れぞれ、目標１の接近速度ＤＭｒｔ（ｋ）により変化
し、前述の（４）式、（６）式のように偏移が現れる。

【０１０１】接近速度算出器２３は、２つの観測距離Ｒ
ｏ１（ｋ）、Ｒｏ２（ｋ）から、前述の（８）式によ
り、目標１の接近速度ＤＭｒ（ｋ）を算出し、これを速
度細部算出器３９に入力する。

【０１０２】ここで、周波数変調信号の復調後に観測さ
れる目標１の信号は、目標１の移動速度ｖ（ｋ）に対応
して周波数がシフトされる。一般に、このときの周波数
シフト量ｆｄ（ｋ）は、送信信号の波長をλとすると、
以下の（１０）式で与えられる。

【０１０３】

【数１０】

【０１０４】ただし、（１０）式において、周波数シフ
ト量ｆｄ（ｋ）は、パルス繰り返し周波数ＰＲＦで折り
返される。

【０１０５】したがって、第１および第２の周波数帯域
での周波数シフト量ｆｄ１（ｋ）、ｆｄ２（ｋ）と、第
１および第２の周波数帯域で観測される見かけ上の周波
数シフト量ｆｄｏ１（ｋ）、ｆｄｏ２との関係は、以下
の（１１）式のように表される。

【０１０６】

【数１１】

【０１０７】また、第１の周波数帯域（波長λ１）の送
信信号に関し、接近速度推定器３８により算出される細
部推定接近速度Ｖｓ（ｋ，ｍ，ｎ）は、上記（１１）式
を満たす整数ｍ、ｎを用いて、以下の（１２）式により
求められる。

【０１０８】

【数１２】

【０１０９】また、第２の周波数帯域（波長λ２）の送
信信号に関し、接近速度推定器３８により算出される細
部推定接近速度Ｖｓ（ｋ，ｍ，ｎ）は、上記（１１）式
を満たす整数ｍ、ｎを用いて、以下の（１３）式により
求められる。

【０１１０】

【数１３】

【０１１１】接近速度推定器３８は、上記整数ｍ、ｎの
組を求めて、（１２）式、（１３）式のように、細部推
定接近速度Ｖｓ（ｋ，ｍ，ｎ）を算出し、これを速度細
部算出器３９に入力する。

【０１１２】また、速度細部算出器３９は、細部推定接
近速度Ｖｓ（ｋ，ｍ，ｎ）と接近速度ＤＭｒ（ｋ）との
比較に基づいて、（１２）式および（１３）式の細部推
定接近速度Ｖｓ（ｋ，ｍ，ｎ）を定める整数ｍ、ｎを求
め、以下の（１４）式のように細部接近速度Ｖｓ（ｋ）
を求める。

【０１１３】

【数１４】

【０１１４】続いて、観測距離補正器２４は、目標１の
細部接近速度Ｖｓ（ｋ）と、２つの送信周波数帯域にお
ける目標１の距離Ｒｏ１（ｋ）、Ｒｏ２（ｋ）と、仰角
Ｅｏ１（ｋ）、Ｅｏ２（ｋ）およびアジマス角Ａｚｏ１
（ｋ）、Ａｚｏ２（ｋ）との観測値から、以下の（１
５）式のように補正された観測値Ｒ（ｋ）、Ｅ（ｋ）お
よびＡｚ（ｋ）を算出する。

【０１１５】

【数１５】

【０１１６】（１５）式により補正された観測値Ｒ
（ｋ）、Ｅ（ｋ）およびＡｚ（ｋ）は、追尾フィルタ７
に入力され、追尾フィルタ７は、前述の（３）式にした
がって追尾フィルタ計算を実行する。

【０１１７】以下、観測値が入力される毎に上記追尾フ
ィルタ処理が実行され、追尾フィルタ７は、目標１の予
測位置および平滑速度を算出して追尾を継続する。

【０１１８】このように、図２に示したこの発明の実施
の形態２によるレーダ装置は、各周波数帯域毎の反射波
（受信信号）に基づく観測距離Ｒｏ１（ｋ）、Ｒｏ２
（ｋ）から算出された接近速度ＤＭｒ（ｋ）と、受信信
号のドップラ情報から算出された細部推定接近速度Ｖｓ
（ｋ，ｍ，ｎ）とを用いて、細部接近速度Ｖｓ（ｋ）を
算出し、細部接近速度Ｖｓ（ｋ）を用いて補正された観
測距離Ｒ（ｋ）を算出する。

【０１１９】このとき、補正された観測距離Ｒ（ｋ）
は、観測距離Ｒｏ１（ｋ）、Ｒｏ２（ｋ）の偏移が補正
される。

【０１２０】したがって、送信周波数に変調をかけた場
合に、高速で移動する目標１に対して距離観測値の偏移
が大きく発生しても、正確な目標速度の算出に基づく観
測距離の正確な補正を追尾フィルタ７に入力する前に実
行するので、目標１の追尾性能および追尾精度を向上さ
せることができる。

【０１２１】実施の形態３．なお、上記実施の形態１で
は、各信号検出器１９、２２の出力側に、接近速度算出
器２３を直接接続したが、各周波数帯域毎の観測値が複
数発生した場合を考慮して、接近速度算出器２３の入力
側および出力側に観測値組合せ生成器および観測値組合
せ判定器を追加挿入してもよい。

【０１２２】図３は上記実施の形態１に観測値組合せ生
成器および観測値組合せ判定器を追加挿入したこの発明
の実施の形態３を示すブロック図であり、７および１７
〜２４は前述（図１参照）と同様のものである。

【０１２３】ここでは、第１および第２の周波数帯域で
それぞれ周波数変調の影響を受けた各観測値が複数発生
した場合、たとえば、目標１が複数存在した場合に個別
の目標１を区別する必要が生じた場合に対処することを
想定している。

【０１２４】図３において、２９は各信号検出器１９、
２２に接続された観測値組合せ生成器であり、観測値組
合せ生成器２９には接近速度算出器２３が接続されてい
る。３０は接近速度算出器２３に接続された観測値組合
せ判定器であり、観測値組合せ判定器３０には観測距離
補正器２４が接続されている。

【０１２５】観測値組合せ生成器２９は、第１および第
２の周波数帯域における各観測値の組合せを観測値組合
せ情報として生成する。

【０１２６】したがって、接近速度算出器２３は、観測
値組合せ情報に含まれる観測距離に基づいて目標１に対
する接近速度ＤＭｒ（ｋ）を算出する。

【０１２７】また、観測値組合せ判定器３０は、接近速
度ＤＭｒ（ｋ）に基づいて、観測値組合せ情報を目標の
検出位置の関係から判定する。

【０１２８】したがって、観測距離補正器２４は、接近
速度ＤＭｒ（ｋ）と観測値組合せ判定器３０の判定結果
とに基づいて、観測距離を補正して補正観測距離を算出
し、追尾フィルタ７は、観測角度および補正観測距離に
基づいて目標１の追尾計算を実行する。

【０１２９】次に、図３のように構成されたこの発明の
実施の形態３によるレーダ装置の作動原理について説明
する。まず、前述と同様に検出された受信信号に基づ
き、第１の信号検出器１９は、目標１の検出を行い、目
標１の観測値（距離Ｒｏ１（ｋ）、仰角Ｅｏ１（ｋ）、
アジマス角Ａｚｏ１（ｋ））を観測値組合せ生成器２９
に入力する。

【０１３０】同様に、第２の信号検出器２２は、目標１
の検出を行い、観測値（距離Ｒｏ２（ｋ）、仰角Ｅｏ２
（ｋ）、アジマス角Ａｚｏ２（ｋ））を観測値組合せ生
成器２９に入力する。

【０１３１】ここで、周波数変調信号の復調後に観測さ
れる観測距離Ｒｏ１（ｋ）、Ｒｏ２（ｋ）には、前述の
（４）式、（６）式のように偏移が現れる。

【０１３２】観測値組合せ生成器２９は、各送信周波数
帯域における観測値が複数発生した場合に、可能性のあ
る観測値の組合せを観測値組合せ情報として生成する。
たとえば、第１の周波数帯域で２つの観測値が得られ、
また、第２の周波数帯域で２つの観測値が得られた場合
には、４つの観測値組合せ情報が生成される。

【０１３３】観測値組合せ情報は接近速度算出器２３に
入力され、接近速度算出器２３は、２つの観測値の組み
合わされた距離を用いて、目標１の接近速度ＤＭｒ
（ｋ）を前述の（８）式にしたがって算出する。

【０１３４】観測値組合せ判定器３０は、２つの周波数
帯域による観測値の組合せを、角度差の最も小さいもの
を同一目標からの観測値として採用し、これを観測距離
補正器２４に入力する。

【０１３５】観測距離補正器２４は、目標１の接近速度
ＤＭｒ（ｋ）と、２つの送信周波数帯域における目標１
の距離、仰角およびアジマス角の観測値とを用いて、補
正された観測値を前述の（９）式にしたがって算出す
る。

【０１３６】補正された観測値は追尾フィルタ７に入力
され、追尾フィルタ７は、前述の（３）式にしたがって
追尾フィルタ計算を実行する。以下、追尾フィルタ７
は、観測値が検出される毎に処理を継続する。

【０１３７】このように、図３に示したこの発明の実施
の形態３によるレーダ装置は、受信信号により検出され
た目標１の観測距離に基づいて、複数目標検出時におけ
る組合せ判定を実行するとともに接近速度を算出して、
距離の偏移の補正する。

【０１３８】これにより、複数の受信信号が検出された
場合においても、追尾処理前に補正を実行して、複数の
観測値の中から所要の観測値を選択するので、目標１の
探知追尾性能および追尾精度を向上させることができ
る。

【０１３９】実施の形態４．なお、上記実施の形態３で
は、観測値組合せ判定器３０の出力側に、観測距離補正
器２４を直接接続したが、目標１とクラッタ（雲などの
静止対象）とを区別するために、クラッタ判定除去器を
追加挿入してもよい。

【０１４０】図４は上記実施の形態３にクラッタ判定除
去器を追加挿入したこの発明の実施の形態４を示すブロ
ック図であり、７、１７〜２４、２９および３０は前述
（図３参照）と同様のものである。

【０１４１】ここでは、第１および第２の周波数帯域で
それぞれ周波数変調の影響を受けた各観測値が複数発生
した場合、たとえば、目標１の他にクラッタが存在した
場合に対処することを想定している。

【０１４２】図４において、３１は観測値組合せ判定器
３０に接続されたクラッタ判定除去器であり、クラッタ
判定除去器３１には観測距離補正器２４が接続されてい
る。観測値組合せ判定器３０は、接近速度ＤＭｒ（ｋ）
に基づいて、観測値組合せ情報が追尾対象とする目標１
の情報であるか否かを判定する。

【０１４３】クラッタ判定除去器３１は、接近速度ＤＭ
ｒ（ｋ）に基づく観測値組合せ判定器３０の判定結果か
ら、クラッタなどの追尾不要な固定目標からの観測値を
判定して除去する。

【０１４４】観測距離補正器２４は、接近速度ＤＭｒ
（ｋ）とクラッタ判定除去器３１の判定結果とに基づい
て、観測距離を補正して補正観測距離を算出し、追尾フ
ィルタ７は、観測角度および補正観測距離に基づいて目
標の追尾計算を実行する。

【０１４５】次に、図４のように構成されたこの発明の
実施の形態４によるレーダ装置の作動原理について説明
する。まず、前述と同様に、観測値組合せ生成器２９
は、観測値組合せ情報を接近速度算出器２３に入力し、
接近速度算出器２３は、目標１の接近速度ＤＭｒ（ｋ）
を（８）式にしたがって算出する。

【０１４６】また、観測値組合せ判定器３０は、２つの
周波数帯域による観測値の組合せを、角度差の小さいも
のを同一目標１からの観測値として採用し、これをクラ
ッタ判定除去器３１に入力する。

【０１４７】クラッタ判定除去器３１は、算出された接
近速度ＤＭｒ（ｋ）のうちの接近速度の値が低い観測値
組合せ情報を、固定目標からの反射波によるクラッタ信
号と判定し、クラッタと判定された観測値組合せ情報を
除去して観測距離補正器２４に入力する。

【０１４８】以下、観測距離補正器２４は、補正された
観測値を（９）式にしたがって算出し、追尾フィルタ７
は、（３）式にしたがって追尾フィルタ計算を実行す
る。

【０１４９】このように、目標１の接近速度ＤＭｒ
（ｋ）の算出とともに、複数目標検出時における観測値
の組合せ判定を実行して、クラッタなどの固定目標から
の不要な観測値を除去した後に、距離の偏移の補正を実
行することにより、複数の観測値の中から所要の観測値
を選択して固定目標からの誤警報を防止するとともに、
目標１の探知追尾性能および追尾精度を向上させること
ができる。

【０１５０】実施の形態５．なお、上記実施の形態３で
は、観測値組合せ生成器２９の出力側に、接近速度算出
器２３および観測値組合せ判定器３０を接続したが、接
近速度推定器および観測値組合せ選定器を追加挿入して
もよい。

【０１５１】図５は上記実施の形態３の観測値組合せ判
定器３０に代えて接近速度推定器および観測値組合せ選
定器を追加挿入したこの発明の実施の形態５を示すブロ
ック図であり、７、１７〜２４、２９および３８は前述
（図２、図３参照）と同様のものである。

【０１５２】図５において、接近速度推定器３８は、観
測値組合せ生成器２９に接続され、接近速度算出器２３
に並列に配設されており、観測値組合せ情報から求まる
ドップラ情報に基づいて、目標１に対する細部推定接近
速度を算出する。

【０１５３】４０は観測値組合せ選定器であり、接近速
度算出器２３および接近速度推定器３８に接続され、観
測値組合せ情報の選定および速度算出を行う。観測値組
合せ選定器４０は、細部推定接近速度Ｖｓ（ｋ，ｍ，
ｎ）と接近速度ＤＭｒ（ｋ）との比較に基づいて、観測
値組合せ情報の中から対応する観測値組合せ情報を選定
する。

【０１５４】観測距離補正器２４は、接近速度ＤＭｒ
（ｋ）と観測値組合せ選定器４０の選定結果とに基づい
て、観測距離を補正して補正観測距離を算出し、追尾フ
ィルタ７は、観測角度および補正観測距離に基づいて目
標１の追尾計算を実行する。

【０１５５】次に、図５のように構成されたこの発明の
実施の形態５によるレーダ装置の作動原理について説明
する。まず、前述と同様に、第１の信号検出器１９は、
目標１の距離Ｒｏ１（ｋ）、仰角Ｅｏ１（ｋ）、アジマ
ス角Ａｚｏ１（ｋ）、および、接近速度に対応したドッ
プラによる周波数シフトｆｄ１（ｋ）を観測し、これら
を観測値組合せ生成器２９に入力する。

【０１５６】また、第２の信号検出器２２は、目標１の
距離Ｒｏ２（ｋ）、仰角Ｅｏ２（ｋ）、アジマス角Ａｚ
ｏ１（ｋ）および周波数シフトｆｄ２（ｋ）を観測し、
これらを観測値組合せ生成器２９に入力する。

【０１５７】観測値組合せ生成器２９は、観測値組合せ
情報を接近速度算出器２３および接近速度推定器３８に
入力する。接近速度算出器２３は、２つの観測値の組み
合わされた距離を用いて、目標１の接近速度ＤＭｒ
（ｋ）を（８）式にしたがって算出する。

【０１５８】また、接近速度推定器３８は、２つの観測
値の組み合わされた周波数シフト量を用いて、細部推定
接近速度Ｖｓ（ｋ，ｍ，ｎ）の整数ｍ、ｎを、（１２）
式にしたがって算出する。

【０１５９】観測値組合せ選定器４０は、各周波数帯域
による観測値の組合せを、接近速度ＤＭｒ（ｋ）と細部
推定接近速度Ｖｓ（ｋ，ｍ，ｎ）との対応を用いて、
（１２）式の整数ｍ、ｎを選定することにより選定し、
また、細部接近速度Ｖｓ（ｋ）を算出して、観測距離補
正器２４に入力する。

【０１６０】以下、観測距離補正器２４は、目標１の細
部接近速度Ｖｓ（ｋ）と各送信周波数帯域での目標１の
距離、仰角およびアジマス角の観測値を用いて、補正さ
れた観測値を（９）式にしたがって算出する。また、追
尾フィルタ７は、補正された観測値を用いて、（３）式
にしたがって追尾フィルタ計算を実行する。

【０１６１】このように、各受信信号から検出された目
標１の観測距離に基づいて接近速度ＤＭｒ（ｋ）を算出
し、また、受信信号から検出されたドップラ情報に基づ
いて細部推定接近速度Ｖｓ（ｋ、ｍ，ｎ）を推定演算
し、接近速度ＤＭｒ（ｋ）および細部推定接近速度Ｖｓ
（ｋ、ｍ，ｎ）から細部接近速度Ｖｓ（ｋ）を算出し、
複数目標検出時における観測値組合せ選定器４０の選定
結果を用いて距離の偏移を補正する。

【０１６２】これにより、追尾処理前に、正確な目標速
度に基づき観測距離の正確な補正を実行し、複数の観測
値の中から所要の観測値を選択することができ、目標１
の探知追尾性能および追尾精度を向上させることができ
る。

【０１６３】実施の形態６．なお、上記実施の形態１で
は、目標１の接近速度の初期値について考慮しなかった
が、接近速度の初期値として速度初期値を設定するため
の速度初期値設定器を追尾フィルタ７に設けてもよい。

【０１６４】図６は上記実施の形態１の追尾フィルタ７
に速度初期値設定器を設けたこの発明の実施の形態６を
示すブロック図であり、７および１７〜２４は前述（図
１参照）と同様のものである。

【０１６５】図６において、追尾フィルタ７は速度初期
値設定器を含み、速度初期値設定器は、接近速度ＤＭｒ
（ｋ）に基づいて、追尾フィルタ計算における目標１の
接近速度の初期値（速度初期値）を設定する。

【０１６６】次に、図６のように構成されたこの発明の
実施の形態６によるレーダ装置の作動原理について説明
する。まず、前述と同様に、各信号検出器１９、２２
は、目標１の距離Ｒｏ１（ｋ）、Ｒｏ２（ｋ）、仰角Ｅ
ｏ１（ｋ）、Ｅｏ２（ｋ）、アジマス角Ａｚｏ１
（ｋ）、Ａｚｏ２（ｋ）を観測して接近速度算出器２３
に入力する。

【０１６７】接近速度算出器２３は、各観測距離Ｒｏ１
（ｋ）、Ｒｏ２（ｋ）から、（８）式にしたがって目標
１の接近速度ＤＭｒ（ｋ）を算出し、観測距離補正器２
４および追尾フィルタ７に入力する。

【０１６８】観測距離補正器２４は、目標１の接近速度
ＤＭｒ（ｋ）と各送信周波数帯域における目標１の距
離、仰角およびアジマス角の観測値とを用いて、補正さ
れた観測値を（９）式にしたがって算出する。

【０１６９】こうして補正された観測値および２つの観
測値より算出された接近速度ＤＭｒ（ｋ）は追尾フィル
タ７に入力され、追尾フィルタ７は、（３）式にしたが
って追尾フィルタ計算を実行する。

【０１７０】このとき、追尾フィルタ７内の速度初期値
設定器は、目標１の距離方向の接近速度の初期値とし
て、速度初期値を以下の（１６）式にしたがって設定す
る。

【０１７１】

【数１６】

【０１７２】（１６）式において、ｄＲｋ（＋）は目標
１の速度初期値である。以下、追尾フィルタ７は、観測
値が入力される毎に上記処理を実行し、目標１の予測位
置および平滑速度を算出して追尾を継続する。

【０１７３】このように、目標１の接近速度を算出して
距離の偏移を補正するとともに、追尾フィルタ７内の速
度初期値設定器において目標１の速度初期値を設定する
ことにより、目標追尾諸元のうち速度諸元の初期値とし
て用いることができる。

【０１７４】したがって、目標速度の算出が不安定とな
り易い場合でも、追尾処理前に観測距離の補正を実行す
ることにより、追尾フィルタ７で算出される速度諸元を
安定化させることができ、目標１の追尾性能および追尾
精度を向上させることができる。

【０１７５】実施の形態７．同様に、上記実施の形態２
では、目標１の速度初期値について考慮しなかったが、
速度初期値を設定するための速度初期値設定器を追尾フ
ィルタ７に設けてもよい。

【０１７６】図７は上記実施の形態２の追尾フィルタ７
に速度初期値設定器を設けたこの発明の実施の形態７を
示すブロック図であり、７、１７〜２４、３８および３
９は前述（図２参照）と同様のものである。

【０１７７】図７において、追尾フィルタ７は速度初期
値設定器を含み、追尾フィルタ７内の速度初期値設定器
は、細部接近速度Ｖｓ（ｋ）に基づいて、追尾フィルタ
計算における目標１の接近速度の初期値（速度初期値）
を設定する。

【０１７８】次に、図７のように構成されたこの発明の
実施の形態７によるレーダ装置の作動原理について説明
する。まず、前述と同様に、各信号検出器１９、２２
は、目標１の距離Ｒｏ１（ｋ）、Ｒｏ２（ｋ）、仰角Ｅ
ｏ１（ｋ）、Ｅｏ２（ｋ）、アジマス角Ａｚｏ１
（ｋ）、Ａｚｏ２（ｋ）を観測して接近速度算出器２３
に入力する。

【０１７９】また、各信号検出器１９、２２は、目標１
の移動速度に対応したドップラ効果による観測周波数シ
フト量ｆｄ１（ｋ）、ｆｄ２（ｋ）を加えて、接近速度
推定器３８に入力する。

【０１８０】接近速度算出器２３は、各観測距離Ｒｏ１
（ｋ）、Ｒｏ２（ｋ）から、（８）式にしたがって目標
１の接近速度ＤＭｒ（ｋ）を算出し、これを速度細部算
出器３９、観測距離補正器２４および追尾フィルタ７に
入力する。

【０１８１】また、接近速度推定器３８は、（１２）式
を満たす整数ｍ、ｎを求めて細部推定接近速度Ｖｓ
（ｋ，ｍ，ｎ）を算出し、これを速度細部算出器３９に
入力する。

【０１８２】速度細部算出器３９は、細部推定接近速度
Ｖｓ（ｋ，ｍ，ｎ）と接近速度ＤＭｒ（ｋ）との比較に
より、（１２）式の細部推定接近速度Ｖｓ（ｋ，ｍ，
ｎ）を定める整数ｍ、ｎを求め、細部接近速度Ｖｓ
（ｋ）を求める。

【０１８３】観測距離補正器２４は、目標１の細部接近
速度Ｖｓ（ｋ）と、各送信周波数帯域における目標１の
距離、仰角およびアジマス角の観測値とを用いて、
（９）式にしたがって補正された観測値を算出する。

【０１８４】追尾フィルタ７は、補正された観測値およ
び２つの観測値より算出された接近速度を用いて、
（３）式にしたがって追尾フィルタ計算を実行する。こ
のとき、距離方向の接近速度の初期値を、速度初期値と
して（１６）式にしたがって設定する。

【０１８５】この処理を観測値が入力される毎に行い、
目標１の予測位置と平滑速度を算出し、追尾を継続す
る。

【０１８６】このように、細部接近速度Ｖｓ（ｋ）を算
出して距離の偏移の補正を実行するとともに、追尾フィ
ルタ７で算出する目標１の接近速度の初期値を設定する
ことにより、目標１の追尾諸元のうち速度諸元の初期値
として用いることができる。

【０１８７】したがって、目標速度の算出が不安定とな
り易い場合でも、追尾処理前に観測距離の補正を実行す
ることにより、追尾フィルタ７で算出される速度諸元を
安定化させて、追尾性能および追尾精度を向上させるこ
とができる。

【０１８８】実施の形態８．なお、上記実施の形態３で
は、接近速度算出器２３と観測距離補正器２４との間に
観測値組合せ判定器３０を挿入したが、追尾フィルタ７
と関連する速度相関判定器を挿入してもよい。

【０１８９】図８は上記実施の形態３の観測値組合せ判
定器３０に代えて速度相関判定器を設けたこの発明の実
施の形態８を示すブロック図であり、７、１７〜２４お
よび２９は前述（図３参照）と同様のものである。

【０１９０】図８において、３２はフィルタ７と関連す
る速度相関判定器であり、接近速度算出器２３と観測距
離補正器２４との間に挿入されている。速度相関判定器
３２は、接近速度ＤＭｒ（ｋ）と追尾フィルタ７の速度
算出結果とに基づいて、観測値組合せ情報が追尾中の目
標１の情報であるか否かを判定する。

【０１９１】したがって、観測距離補正器２４は、接近
速度ＤＭｒ（ｋ）と速度相関判定器３２の判定結果とに
基づいて、観測距離を補正して補正観測距離を算出し、
これを追尾フィルタ７に入力する。

【０１９２】次に、図８のように構成されたこの発明の
実施の形態８によるレーダ装置の作動原理について説明
する。まず、前述と同様に、各信号検出器１９、２２
は、目標１の距離Ｒｏ１（ｋ）、Ｒｏ２（ｋ）、仰角Ｅ
ｏ１（ｋ）、Ｅｏ２（ｋ）、アジマス角Ａｚｏ１
（ｋ）、Ａｚｏ２（ｋ）を観測して観測値組合せ生成器
２９に入力する。

【０１９３】観測値組合せ生成器２９は、各送信周波数
帯域における観測値が複数発生した場合に、可能性のあ
る観測値の組合せを観測値組合せ情報として生成し、こ
れを接近速度算出器２３に入力する。

【０１９４】接近速度算出器２３は、２つの観測値の組
み合わされた距離から、目標１の接近速度ＤＭｒ（ｋ）
を（８）式にしたがって算出し、これを速度相関判定器
３２に入力する。

【０１９５】速度相関判定器３２は、各周波数帯域によ
る観測値の組合せを、前回サンプリング時刻に追尾フィ
ルタ７で算出された目標１の接近速度に基づいて比較
し、速度差の少ない観測値の組合せを、同一目標からの
観測値として採用し、これを観測距離補正器２４に入力
する。

【０１９６】観測距離補正器２４は、目標１の接近速度
ＤＭｒ（ｋ）と各送信周波数帯域における距離と仰角と
アジマス角の観測値とを用いて、（９）式にしたがって
補正された観測値を算出する。

【０１９７】以下、追尾フィルタ７は、補正された観測
値を用いて、（３）式にしたがう追尾フィルタ計算を観
測値の入力毎に実行し、目標１の予測位置および平滑速
度を算出して追尾を継続する。

【０１９８】このように、追尾中の目標１の接近速度に
基づいて複数目標検出時の最適な組合せ判定を実行する
とともに、追尾処理前に観測距離の偏移を補正すること
により、複数の観測値の中から追尾中の目標速度に見合
った観測値を選択することができ、追尾性能および追尾
精度を向上させることができる。

【０１９９】実施の形態９．なお、上記実施の形態５で
は、観測値組合せ選定器４０に観測距離補正器２４を直
接接続したが、観測値組合せ選定器４０と観測距離補正
器２４との間に追尾フィルタ７と関連する速度相関判定
器を挿入してもよい。

【０２００】図９は上記実施の形態５に速度相関判定器
を追加挿入したこの発明の実施の形態９を示すブロック
図であり、７、１７〜２４、２９、３２、３８および４
０は前述（図５、図８参照）と同様のものである。

【０２０１】図９において、フィルタ７と関連する速度
相関判定器３２は、観測値組合せ選定器４０と観測距離
補正器２４との間に挿入されている。観測値組合せ選定
器４０は、細部推定接近速度と接近速度ＤＭｒ（ｋ）と
の比較に基づいて、観測値組合せ情報の中から対応する
観測値組合せ情報を選定する。

【０２０２】速度相関判定器３２は、接近速度ＤＭｒ
（ｋ）および細部推定接近速度に基づいて、観測値組合
せ情報が追尾中の対空目標の情報であるか否かを判定す
る。観測距離補正器２４は、細部推定接近速度と速度相
関判定器の判定結果とに基づいて、観測距離を補正して
補正観測距離を算出する。

【０２０３】次に、図９のように構成されたこの発明の
実施の形態９によるレーダ装置の作動原理について説明
する。まず、前述と同様に、接近速度算出器２３は、目
標１の接近速度ＤＭｒ（ｋ）を（８）式にしたがって算
出し、接近速度推定器３８は、（１２）式による細部推
定接近速度Ｖｓ（ｋ，ｍ，ｎ）の整数ｍ、ｎを求める。

【０２０４】観測値組合せ選定器４０は、２つの周波数
帯域による観測値の組合せを、接近速度ＤＭｒ（ｋ）と
細部推定接近速度Ｖｓ（ｋ，ｍ，ｎ）との対応により選
定し、（１２）式の整数ｍ、ｎを求めて細部接近速度Ｖ
ｓ（ｋ）を算出し、速度相関判定器３２に入力する。

【０２０５】速度相関判定器３２は、２つの周波数帯域
による観測値の組合せを、前回サンプリング時刻におい
て追尾フィルタ７で算出された目標１の接近速度に基づ
いて比較し、速度差の少ない観測値の組合せを、同一目
標からの観測値として採用し、これを観測距離補正器２
４に入力する。

【０２０６】観測距離補正器２４は、目標１の細部接近
速度Ｖｓ（ｋ）および２つの送信周波数帯域における目
標１の距離、仰角およびアジマス角の観測値から（９）
式にしたがって補正された観測値を算出する。

【０２０７】以下、前述と同様に、追尾フィルタ７は、
補正された観測値を用いて、（３）式にしたがう追尾フ
ィルタ計算を観測値が入力される毎に実行し、目標１の
予測位置および平滑速度を算出して追尾を継続する。

【０２０８】このように、追尾中の目標１の接近速度に
基づいて複数目標検出時の最適な組合せ判定を実行する
とともに、追尾処理前に観測距離の偏移を補正すること
により、複数の目標１が検出された場合でも、複数の観
測値の中から追尾中の目標速度に見合った観測値を選択
して、追尾性能および追尾精度を向上させることができ
る。

【０２０９】実施の形態１０．なお、上記実施の形態１
では、目標１の旋回判定について考慮しなかったが、接
近速度算出器２３と追尾フィルタ７との間に、追尾フィ
ルタ７と関連する旋回判定器およびフィルタゲイン選択
器を追加挿入してもよい。

【０２１０】図１０は上記実施の形態１に旋回判定器お
よびフィルタゲイン選択器を追加挿入したこの発明の実
施の形態１０を示すブロック図であり、７および１７〜
２４は前述（図１参照）と同様のものである。

【０２１１】図１０において、３３は追尾フィルタ７に
関連する旋回判定器であり、接近速度算出器２３に接続
されている。３４はフィルタゲイン選択器であり、旋回
判定器３３と追尾フィルタ７との間に挿入されている。

【０２１２】旋回判定器３３は、接近速度ＤＭｒ（ｋ）
の変化に基づいて、追尾中の目標１が旋回したか否かを
判定する。フィルタゲイン選択器３４は、目標１が旋回
中と判定された場合に、追尾フィルタ７のゲインを設定
変更する。

【０２１３】したがって、追尾フィルタ７は、観測角度
および補正観測距離と、フィルタゲイン選択器３４によ
り設定されたゲインとに基づいて、目標１の追尾計算を
実行する。

【０２１４】次に、図１０のように構成されたこの発明
の実施の形態１０によるレーダ装置の作動原理について
説明する。まず、前述と同様に、接近速度算出器２３
は、目標１の接近速度ＤＭｒ（ｋ）を（８）式にしたが
って算出する。

【０２１５】旋回判定器３３は、接近速度算出器２３に
より算出された接近速度ＤＭｒ（ｋ）と、前回サンプリ
ング時刻において追尾フィルタ７で算出された接近速度
とを比較して、その差に基づいて目標１が旋回している
か否か判定し、判定結果をフィルタゲイン選択器３４に
入力する。

【０２１６】フィルタゲイン選択器３４は、目標１が旋
回中であるか、または直進中であるかの状況に合わせ
て、追尾フィルタ７の駆動雑音パラメータの設定値（フ
ィルタゲイン）を適宜変更する。

【０２１７】観測距離補正器２４は、目標１の接近速度
ＤＭｒ（ｋ）と、２つの送信周波数帯域における距離お
よび角度の観測値とを用いて、（９）式にしたがって補
正された観測値を算出する。

【０２１８】以下、追尾フィルタ７は、補正された観測
値と２つの観測値より算出された接近速度ＤＭｒ（ｋ）
とを用いて、速度初期値を設定した後、（３）にしたが
って追尾フィルタ計算を実行する。

【０２１９】なお、目標１が旋回中の場合においては、
駆動雑音の設定変更により、追尾フィルタ７のフィルタ
ゲインが増加するので、自動的に追従性が向上する。

【０２２０】このように、追尾フィルタ７により算出さ
れた目標速度と観測された接近速度とに基づいて旋回判
定を行い、追尾フィルタ７の平滑係数であるカルマンゲ
イン行列の設定を増減させて追従性を確保するととも
に、追尾処理前に観測距離の偏移を補正する。

【０２２１】したがって、目標１が旋回運動を行う場合
でも、目標１の旋回運動の判定結果より追尾フィルタゲ
インを選択して、正確な目標速度を適用することがで
き、目標１の追尾性能および追尾精度を向上させること
ができる。

【０２２２】実施の形態１１．なお、上記実施の形態３
では、接近速度算出器２３と観測距離補正器２４との間
に観測値組合せ判定器３０を挿入したが、観測値組合せ
判定器３０を除去するとともに、追尾フィルタ７に代え
て多目標追尾フィルタを設けてもよい。

【０２２３】図１１は上記実施の形態３の観測値組合せ
判定器３０に代えて多目標追尾フィルタを設けたこの発
明の実施の形態１１を示すブロック図であり、１７〜２
４および２９は前述（図３参照）と同様のものである。

【０２２４】図１１において、３５はゲート相関追尾フ
ィルタからなる多目標追尾フィルタであり、観測距離補
正器２４に接続されている。多目標追尾フィルタ３５
は、複数の目標１に対応した観測角度および補正観測距
離に基づいて、航跡相関処理および追尾計算を実行す
る。

【０２２５】次に、図１１のように構成されたこの発明
の実施の形態１１によるレーダ装置の作動原理について
説明する。まず、前述と同様に、観測値組合せ生成器２
９は、各送信周波数帯域における観測値が複数発生した
場合に、可能性のある観測値の組合せを観測値組合せ情
報として生成し、これを接近速度算出器２３に入力す
る。

【０２２６】接近速度算出器２３は、２つの観測値の組
み合わされた距離から、目標１の接近速度ＤＭｒ（ｋ）
を（８）式にしたがって算出する。

【０２２７】また、観測距離補正器２４は、目標１の接
近速度ＤＭｒ（ｋ）と、各送信周波数帯域における距
離、仰角およびアジマス角の観測値とを用いて、（９）
式にしたがって補正された観測値を算出し、これを多目
標追尾フィルタ３５に入力する。

【０２２８】この場合、補正された観測値は組合せられ
た数だけ存在し、全ての補正観測値が多目標追尾フィル
タ３５に入力される。以下、多目標追尾フィルタ３５
は、補正された観測値の組合せを用いて、以下の（１
７）式にしたがって追尾フィルタ計算を行う。

【０２２９】

【数１７】

【０２３０】（１７）式において、前述の（３）式と同
様に、Ｚｋは入力諸元である観測値であり、距離Ｒｏ
（ｋ）と仰角Ｅｏ（ｋ）とアジマス角Ａｚ（ｋ）の成分
を含む３行１列のベクトルである。

【０２３１】また、Ｓｋは相関ゲートの範囲を示す３行
３列の行列、Ｐｄは探知確率の設定値、βｋ，ｉは相関
処理により算出される観測値の信頼度、ｍｋは入力され
る観測値の数、ＤＭｒ（ｋ），ｉは観測値の組合せ毎の
接近速度成分、ＤＭｒｐは接近速度の予測値、σＤＭｒ
は接近速度観測精度である。

【０２３２】また、ｇ（Ａ；Ｂ，Ｃ）は、正規分布によ
る確率密度関数を示し、予測値Ｂを中心とし、観測値の
存在範囲を標準偏差Ｃとして、観測値Ａの確率密度を求
めることを意味している。

【０２３３】また、観測位置と予測位置との相関の項
は、距離、仰角およびアジマス角の３次元空間上におけ
る正規分布による確率密度関数を示し、接近速度の項
は、１次元の正規分布による確率密度関数を示してい
る。

【０２３４】したがって、多目標追尾フィルタ３５は、
上記相関ゲートにより、複数入力される観測値を確率密
度に応じた重み付けを行い統合し、追尾フィルタ計算を
実行する。

【０２３５】また、（１７）式において、Ｘｋ（＋）は
平滑値のベクトル、Ｘｋ（−）は多目標追尾フィルタ３
５の出力諸元である予測値のベクトルであり、いずれ
も、距離、仰角および方位角と、それぞれの速度成分を
含む６行１列のベクトルでからなる。

【０２３６】また、Ｋｋは平滑の係数となる６行３列の
カルマンゲイン行列、Ｈは観測値を変換する３行６列の
行列、Ｐｋ（＋）は平滑誤差共分散を示す６行６列の行
列、Ｐｋ（−）は予測誤差共分散を示す６行６列の行
列、Φ（ｋ）は予測時間の遷移を示す６行３列の行列で
ある。

【０２３７】また、Ｑｋは目標運動の不安定さを示す駆
動雑音定数であり、あらかじめ設定する値である。Γ₁
（ｋ）は上記駆動雑音を変換する６行６列の行列であ
る。

【０２３８】また、Ｒｋはレーダによるランダムな観測
雑音の大きさを示す６行６列の行列であり、あらかじめ
設定される定数からなる。さらに、Γ₂（ｋ）はこの観
測雑音を変換する行列である。

【０２３９】上記（１７）式に基づいて、多目標追尾フ
ィルタ３５は、複数入力される観測値の位置および接近
速度を、追尾予測位置および平滑速度に基づいて相関処
理し、追尾対象とする目標１と思われる観測値を算出す
る。すなわち、観測値の信頼度による重み付け統合によ
り、観測値の代表値を算出する。

【０２４０】また、この処理を観測値が入力される毎に
行い、目標１の予測位置および平滑速度を算出して追尾
を継続する。このように、目標１の接近速度を算出して
観測距離の偏移を補正するとともに、多目標追尾フィル
タ３５を用いて、航跡と観測値との間で位置情報および
接近速度情報による相関処理を実行する。

【０２４１】これにより、複数の目標１が検出されるク
ラッタ環境においても、追尾処理前に観測距離を補正す
ることにより、複数の観測値の中から追尾中の目標予測
位置と速度に見合った観測値を選択することができ、目
標１の追尾継続性能および追尾精度を向上させることが
できる。

【０２４２】実施の形態１２．なお、上記実施の形態１
０では、追尾フィルタ７に関連したフィルタゲイン選択
器３４を設けたが、追尾フィルタ７およびフィルタゲイ
ン選択器３４に代えて多重運動モデル追尾フィルタおよ
び運動モデル設定選択器を設けてもよい。

【０２４３】図１２は上記実施の形態１０の追尾フィル
タ７およびフィルタゲイン選択器３４に代えて多重運動
モデル追尾フィルタおよび運動モデル設定選択器を設け
たこの発明の実施の形態１２を示すブロック図であり、
１７〜２４および３３は前述（図１０参照）と同様のも
のである。

【０２４４】図１２において、３６は多重運動モデル追
尾フィルタであり、前述の追尾フィルタ７に代えて、観
測距離補正器２４に接続されている。３７は多重運動モ
デル追尾フィルタ３６に関連した運動モデル設定選択器
であり、前述のフィルタゲイン選択器３４に代えて、旋
回判定器３３に接続されている。

【０２４５】運動モデル設定選択器３７は、旋回判定器
３３において目標１が旋回中と判定された場合に、多重
運動モデル追尾フィルタ３６の多重運動モデルを設定変
更する。

【０２４６】多重運動モデル追尾フィルタ３６は、観測
角度および補正観測距離と、運動モデル設定選択器３７
により設定された多重運動モデルに基づいて、目標１の
追尾計算を多重運動モデルの予測法を用いて実行する。

【０２４７】次に、図１２のように構成されたこの発明
の実施の形態１２によるレーダ装置の作動原理について
説明する。まず、前述と同様に、接近速度算出器２３
は、２つの観測された距離から目標１の接近速度ＤＭｒ
（ｋ）を（８）式にしたがって算出し、旋回判定器３３
は、接近速度ＤＭｒ（ｋ）と前回サンプリング時刻にお
いて追尾フィルタで算出された接近速度との差に基づい
て目標１が旋回しているか否かを判定する。

【０２４８】旋回判定器３３の判定結果は運動モデル設
定選択器３７に入力され、運動モデル設定選択器３７
は、目標旋回中または直進中の状況に合わせて、多重運
動モデル追尾フィルタ３６の多重運動モデルパラメータ
の設定値を適宜変更する。

【０２４９】観測距離補正器２４は、目標１の接近速度
ＤＭｒ（ｋ）および２つの送信周波数帯域における距
離、仰角およびアジマス角の観測値を用いて、（９）式
にしたがって補正された観測値を算出する。

【０２５０】補正された観測値および２つの観測値より
算出された接近速度は、多重運動モデル追尾フィルタ３
６に入力され、多重運動モデル追尾フィルタ３６は、以
下の（１８）式にしたがって多重運動モデル追尾フィル
タ計算を実行する。

【０２５１】

【数１８】

【０２５２】（１８）式において、Ｚｋは入力諸元であ
る観測値であり、距離Ｒｏ（ｋ）、仰角Ｅｏ（ｋ）およ
びアジマス角Ａｚ（ｋ）の成分を含む３行１列のベクト
ルである。

【０２５３】多重運動モデル追尾フィルタ３６は、「目
標１が直進している」または「１Ｇ旋回している」など
の運動モデルを複数仮定し、予測位置の算出に加味する
ことにより予測精度を向上させている。

【０２５４】また、（１８）式において、Ｓｋは運動モ
デル相関ゲートの範囲を示す３行３列の行列であり、Ｕ
ｋ，ｎそれぞれの運動モデルにおける定数加速度ベクト
ル、Γ（ｋ）は運動モデルの定数加速度ベクトルの変換
行列である。

【０２５５】また、ＤＭｒ，ｎ（ｋ）は運動モデル毎の
予測接近速度、ＤＭｒ（ｋ）は接近速度観測値、σＤＭ
ｒは接近速度の観測精度、Βｋｐは運動モデルの相関処
理により算出される運動モデルの信頼度、ｎは運動モデ
ル数である。

【０２５６】また、ｇ（Ａ；Ｂ，Ｃ）は、正規分布によ
る確率密度関数を示し、各運動モデル毎の予測値Ｂを中
心とし、予測値の存在範囲を標準偏差Ｃとして、観測値
Ａの確率密度を求めることを意味しており、結果とし
て、運動モデルの信頼度を得ている。

【０２５７】多重運動モデル追尾フィルタ３６は、上記
相関ゲートにより、複数の運動モデルにより算出される
予測値に対し、確率密度に応じた重み付けを行い統合
し、追尾フィルタ計算を実行する。

【０２５８】また、（１８）式において、Ｘｋ（＋）は
平滑値のベクトル、Ｘｋ（−）は追尾フィルタの出力諸
元である予測値のベクトルであり、いずれも、距離、仰
角および方位角と、それぞれの速度成分を含む６行１列
のベクトルからなる。

【０２５９】また、Ｋｋは平滑の係数となる６行３列の
カルマンゲイン行列、Ｈは観測値を変換する３行６列の
行列、Ｐｋ（＋）は平滑誤差共分散を示す６行６列の行
列、Ｐｋ（−）は予測誤差共分散を示す６行６列の行
列、Φ（ｋ）は予測時間の遷移を示す６行３列の行列で
ある。

【０２６０】Ｑｋは目標運動の不安定さを示す駆動雑音
定数であり、あらかじめ設定される値である。また、Γ
₁（ｋ）は上記駆動雑音を変換する６行６列の行列であ
る。

【０２６１】さらに、Ｒｋはレーダによるランダムな観
測雑音の大きさを示す６行６列の行列であり、あらかじ
め設定される定数である。また、Γ₂（ｋ）は上記観測
雑音を変換する行列である。

【０２６２】なお、目標１の旋回中においては、多重運
動モデル法による予測位置が目標運動に適応した設定と
なるので、自動的に予測精度が向上する。多重運動モデ
ル追尾フィルタ３６は、上記処理を観測値が入力される
毎に実行し、目標１の予測位置および平滑速度を算出し
て追尾を継続する。

【０２６３】このように、目標１の接近速度を算出して
観測距離の偏移の補正を実行するとともに、多重運動モ
デルの予測法に基づく多重運動モデル追尾フィルタ３６
を用いて、観測値と運動モデルとの間で位置情報および
接近速度情報による相関処理を実行する。

【０２６４】これにより、目標１が旋回運動を行う場合
でも、追尾処理前に観測距離の補正を実行し、目標１の
旋回運動の判定結果から目標運動に適した追尾フィルタ
予測法を選択することにより、予測位置が正確に算出す
ることができ、旋回中の目標１に対する追尾性能および
追尾精度を向上させることができる。

【０２６５】なお、上記各実施の形態１〜１２では、２
つの送信周波数帯域を用いるレーダ装置について説明し
たが、２つ以上の複数の送信周波数帯域を使用するレー
ダ装置にも適用可能なことは言うまでもない。

【０２６６】

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、航空機などの対空目標を探知追尾するためのレー
ダ装置において、対空目標に対してビームの送受信を行
うための第１および第２の周波数帯域を有する第１およ
び第２のアンテナと、第１および第２のアンテナに対し
て周波数変調をかけた送受信信号を入出力する第１およ
び第２の送受信器と、第１および第２の送受信器からの
受信信号に基づいて、対空目標に対する観測距離および
観測角度を観測値としてそれぞれ算出する第１および第
２の信号検出器と、第１および第２の周波数帯域でそれ
ぞれ周波数変調の影響を受けた各観測距離に基づいて、
対空目標に対する接近速度を算出する接近速度算出器
と、接近速度に基づいて観測距離を補正して補正観測距
離を算出する観測距離補正器と、観測角度および補正観
測距離に基づいて対空目標の追尾計算を実行する追尾フ
ィルタとを設け、観測距離補正を追尾フィルタへの入力
前に実行するようにしたので、送信周波数変調をかけた
場合に高速移動する対空目標に対して距離観測値の偏移
が大きく発生しても、正確な目標速度に基づく正確な観
測距離補正を実現することができ、目標探知追尾性能お
よび追尾精度を向上させたレーダ装置が得られる効果が
ある。

【０２６７】また、この発明の請求項２によれば、航空
機などの対空目標を探知追尾するためのレーダ装置にお
いて、対空目標に対してビームの送受信を行うための第
１および第２の周波数帯域を有する第１および第２のア
ンテナと、第１および第２のアンテナに対して周波数変
調をかけた送受信信号を入出力する第１および第２の送
受信器と、第１および第２の送受信器からの受信信号に
基づいて、対空目標に対する観測距離および観測角度を
観測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号検
出器と、第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数
変調の影響を受けた各観測距離に基づいて、対空目標に
対する接近速度を算出する接近速度算出器と、第１およ
び第２の周波数帯域でそれぞれ周波数変調の影響を受け
た各観測値から求まるドップラ情報に基づいて、対空目
標に対する細部推定接近速度を算出する接近速度推定器
と、細部推定接近速度および接近速度に基づいて対空目
標に対する細部接近速度を算出する速度細部算出器と、
細部接近速度に基づいて観測距離を補正して補正観測距
離を算出する観測距離補正器と、観測角度および補正観
測距離に基づいて対空目標の追尾計算を実行する追尾フ
ィルタとを設け、正確な目標速度に基づく正確な観測距
離補正を追尾フィルタ処理前に実行するようにしたの
で、送信周波数変調をかけた場合に高速移動する対空目
標に対して距離観測値の偏移が大きく発生しても、目標
探知追尾性能および追尾精度を向上させたレーダ装置が
得られる効果がある。

【０２６８】また、この発明の請求項３によれば、航空
機などの対空目標を探知追尾するためのレーダ装置にお
いて、対空目標に対してビームの送受信を行うための第
１および第２の周波数帯域を有する第１および第２のア
ンテナと、第１および第２のアンテナに対して周波数変
調をかけた送受信信号を入出力する第１および第２の送
受信器と、第１および第２の送受信器からの受信信号に
基づいて、対空目標に対する観測距離および観測角度を
観測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号検
出器と、第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数
変調の影響を受けた各観測値が複数発生した場合に、第
１および第２の周波数帯域における各観測値の組合せを
観測値組合せ情報として生成する観測値組合せ生成器
と、観測値組合せ情報に含まれる観測距離に基づいて、
対空目標に対する接近速度を算出する接近速度算出器
と、接近速度に基づいて観測値組合せ情報を対空目標の
検出位置の関係から判定する観測値組合せ判定器と、接
近速度および観測値組合せ判定器の判定結果に基づいて
観測距離を補正して補正観測距離を算出する観測距離補
正器と、観測角度および補正観測距離に基づいて対空目
標の追尾計算を実行する追尾フィルタとを設け、正確な
目標速度に基づく正確な観測距離補正を追尾フィルタ処
理前に実行するようにしたので、送信周波数変調をかけ
た場合に高速移動する対空目標に対して距離観測値の偏
移が大きく発生し且つ複数目標が検出されても、複数の
観測値の中から所要の観測値を選択して、目標探知追尾
性能および追尾精度を向上させたレーダ装置が得られる
効果がある。

【０２６９】また、この発明の請求項４によれば、航空
機などの対空目標を探知追尾するためのレーダ装置にお
いて、対空目標に対してビームの送受信を行うための第
１および第２の周波数帯域を有する第１および第２のア
ンテナと、第１および第２のアンテナに対して周波数変
調をかけた送受信信号を入出力する第１および第２の送
受信器と、第１および第２の送受信器からの受信信号に
基づいて、対空目標に対する観測距離および観測角度を
観測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号検
出器と、第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数
変調の影響を受けた各観測値が複数発生した場合に、第
１および第２の周波数帯域における各観測値の組合せを
観測値組合せ情報として生成する観測値組合せ生成器
と、観測値組合せ情報に含まれる観測距離に基づいて、
対空目標に対する接近速度を算出する接近速度算出器
と、接近速度に基づいて、観測値組合せ情報が追尾対象
とする対空目標の情報であるか否かを判定する観測値組
合せ判定器と、接近速度に基づいてクラッタなどの追尾
不要な固定目標からの観測値を判定して除去するクラッ
タ判定除去器と、接近速度およびクラッタ判定除去器の
判定結果に基づいて観測距離を補正して補正観測距離を
算出する観測距離補正器と、観測角度および補正観測距
離に基づいて対空目標の追尾計算を実行する追尾フィル
タとを設け、正確な目標速度に基づく正確な観測距離補
正を追尾フィルタ処理前に実行するようにしたので、送
信周波数変調をかけた場合に高速移動する対空目標に対
して距離観測値の偏移が大きく発生し且つクラッタを含
む複数目標が検出されても、複数の観測値の中から所要
の観測値を選択して、目標探知追尾性能および追尾精度
を向上させたレーダ装置が得られる効果がある。

【０２７０】また、この発明の請求項５によれば、航空
機などの対空目標を探知追尾するためのレーダ装置にお
いて、対空目標に対してビームの送受信を行うための第
１および第２の周波数帯域を有する第１および第２のア
ンテナと、第１および第２のアンテナに対して周波数変
調をかけた送受信信号を入出力する第１および第２の送
受信器と、第１および第２の送受信器からの受信信号に
基づいて、対空目標に対する観測距離および観測角度を
観測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号検
出器と、第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数
変調の影響を受けた各観測値が複数発生した場合に、第
１および第２の周波数帯域における各観測値の組合せを
観測値組合せ情報として生成する観測値組合せ生成器
と、観測値組合せ情報に含まれる距離情報に基づいて、
対空目標に対する接近速度を算出する接近速度算出器
と、観測値組合せ情報から求まるドップラ情報に基づい
て対空目標に対する細部推定接近速度を算出する接近速
度推定器と、細部推定接近速度と接近速度との比較に基
づいて観測値組合せ情報の中から対応する観測値組合せ
情報を選定する観測値組合せ選定器と、接近速度および
観測値組合せ選定器の選定結果に基づいて観測距離を補
正して補正観測距離を算出する観測距離補正器と、観測
角度および補正観測距離に基づいて対空目標の追尾計算
を実行する追尾フィルタとを設け、正確な目標速度に基
づく正確な観測距離補正を追尾フィルタ処理前に実行す
るようにしたので、送信周波数変調をかけた場合に高速
移動する対空目標に対して距離観測値の偏移が大きく発
生し且つクラッタを含む複数目標が検出されても、複数
の観測値の中から所要の観測値を選択して、目標探知追
尾性能および追尾精度を向上させたレーダ装置が得られ
る効果がある。

【０２７１】また、この発明の請求項６によれば、航空
機などの対空目標を探知追尾するためのレーダ装置にお
いて、対空目標に対してビームの送受信を行うための第
１および第２の周波数帯域を有する第１および第２のア
ンテナと、第１および第２のアンテナに対して周波数変
調をかけた送受信信号を入出力する第１および第２の送
受信器と、第１および第２の送受信器からの受信信号に
基づいて、対空目標に対する観測距離および観測角度を
観測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号検
出器と、第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数
変調の影響を受けた各観測距離に基づいて、対空目標に
対する接近速度を算出する接近速度算出器と、接近速度
に基づいて観測距離を補正して補正観測距離を算出する
観測距離補正器と、観測角度および補正観測距離に基づ
いて対空目標の追尾計算を実行する追尾フィルタとを備
え、追尾フィルタは、接近速度に基づいて追尾フィルタ
計算における対空目標の速度初期値を設定する速度初期
値設定器を含み、正確な目標速度に基づく正確な観測距
離補正を追尾フィルタ処理前に実行するようにしたの
で、送信周波数変調をかけた場合に高速移動する対空目
標に対して距離観測値の偏移が大きく発生し且つ目標速
度算出が不安定な状況になっても、追尾フィルタにより
算出される速度諸元を安定化させて、目標探知追尾性能
および追尾精度を向上させたレーダ装置が得られる効果
がある。

【０２７２】また、この発明の請求項７によれば、航空
機などの対空目標を探知追尾するためのレーダ装置にお
いて、対空目標に対してビームの送受信を行うための第
１および第２の周波数帯域を有する第１および第２のア
ンテナと、第１および第２のアンテナに対して周波数変
調をかけた送受信信号を入出力する第１および第２の送
受信器と、第１および第２の送受信器からの受信信号に
基づいて、対空目標に対する観測距離および観測角度を
観測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号検
出器と、第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数
変調の影響を受けた各観測距離に基づいて、対空目標に
対する接近速度を算出する接近速度算出器と、第１およ
び第２の周波数帯域でそれぞれ周波数変調の影響を受け
た各観測値から求まるドップラ情報に基づいて、対空目
標に対する細部推定接近速度を算出する接近速度推定器
と、細部推定接近速度および接近速度に基づいて対空目
標に対する細部接近速度を算出する速度細部算出器と、
細部接近速度に基づいて観測距離を補正して補正観測距
離を算出する観測距離補正器と、観測角度および補正観
測距離に基づいて対空目標の追尾計算を実行する追尾フ
ィルタとを備え、追尾フィルタは、細部接近速度に基づ
いて追尾フィルタ計算における対空目標の速度初期値を
設定する速度初期値設定器を含み、正確な目標速度に基
づく正確な観測距離補正を追尾フィルタ処理前に実行す
るようにしたので、送信周波数変調をかけた場合に高速
移動する対空目標に対して距離観測値の偏移が大きく発
生し且つ目標速度算出が不安定な状況になっても、追尾
フィルタにより算出される速度諸元を安定化させて、目
標探知追尾性能および追尾精度を向上させたレーダ装置
が得られる効果がある。

【０２７３】また、この発明の請求項８によれば、航空
機などの対空目標を探知追尾するためのレーダ装置にお
いて、対空目標に対してビームの送受信を行うための第
１および第２の周波数帯域を有する第１および第２のア
ンテナと、第１および第２のアンテナに対して周波数変
調をかけた送受信信号を入出力する第１および第２の送
受信器と、第１および第２の送受信器からの受信信号に
基づいて、対空目標に対する観測距離および観測角度を
観測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号検
出器と、第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数
変調の影響を受けた各観測値が複数発生した場合に、第
１および第２の周波数帯域における各観測値の組合せを
観測値組合せ情報として生成する観測値組合せ生成器
と、観測値組合せ情報に含まれる観測距離に基づいて対
空目標に対する接近速度を算出する接近速度算出器と、
接近速度に基づいて、観測値組合せ情報が追尾中の対空
目標の情報であるか否かを判定する速度相関判定器と、
接近速度および速度相関判定器の判定結果に基づいて観
測距離を補正して補正観測距離を算出する観測距離補正
器と、観測角度および補正観測距離に基づいて対空目標
の追尾計算を実行する追尾フィルタとを設け、正確な目
標速度に基づく正確な観測距離補正を追尾フィルタ処理
前に実行するようにしたので、送信周波数変調をかけた
場合に高速移動する対空目標に対して距離観測値の偏移
が大きく発生し且つ複数目標が検出されても、複数の観
測値の中から追尾中の目標速度に見合った観測値を選択
して、目標探知追尾性能および追尾精度を向上させたレ
ーダ装置が得られる効果がある。

【０２７４】また、この発明の請求項９によれば、航空
機などの対空目標を探知追尾するためのレーダ装置にお
いて、対空目標に対してビームの送受信を行うための第
１および第２の周波数帯域を有する第１および第２のア
ンテナと、第１および第２のアンテナに対して周波数変
調をかけた送受信信号を入出力する第１および第２の送
受信器と、第１および第２の送受信器からの受信信号に
基づいて、対空目標に対する観測距離および観測角度を
観測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号検
出器と、第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数
変調の影響を受けた各観測値が複数発生した場合に、第
１および第２の周波数帯域における各観測値の組合せを
観測値組合せ情報として生成する観測値組合せ生成器
と、観測値組合せ情報に含まれる観測距離に基づいて対
空目標に対する接近速度を算出する接近速度算出器と、
観測値組合せ情報から求まるドップラ情報に基づいて対
空目標に対する細部推定接近速度を算出する接近速度推
定器と、細部推定接近速度と接近速度との比較に基づい
て観測値組合せ情報の中から対応する観測値組合せ情報
を選定する観測値組合せ選定器と、細部推定接近速度に
基づいて、観測値組合せ情報が追尾中の対空目標の情報
であるか否かを判定する速度相関判定器と、細部推定接
近速度および速度相関判定器の判定結果に基づいて観測
距離を補正して補正観測距離を算出する観測距離補正器
と、観測角度および補正観測距離に基づいて対空目標の
追尾計算を実行する追尾フィルタとを設け、正確な目標
速度に基づく正確な観測距離補正を追尾フィルタ処理前
に実行するようにしたので、送信周波数変調をかけた場
合に高速移動する対空目標に対して距離観測値の偏移が
大きく発生し且つ複数目標が検出されても、複数の観測
値の中から追尾中の目標速度に見合った観測値を選択し
て、目標探知追尾性能および追尾精度を向上させたレー
ダ装置が得られる効果がある。

【０２７５】また、この発明の請求項１０によれば、航
空機などの対空目標を探知追尾するためのレーダ装置に
おいて、対空目標に対してビームの送受信を行うための
第１および第２の周波数帯域を有する第１および第２の
アンテナと、第１および第２のアンテナに対して周波数
変調をかけた送受信信号を入出力する第１および第２の
送受信器と、第１および第２の送受信器からの受信信号
に基づいて、対空目標に対する観測距離および観測角度
を観測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号
検出器と、第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波
数変調の影響を受けた各観測距離に基づいて、対空目標
に対する接近速度を算出する接近速度算出器と、接近速
度に基づいて観測距離を補正して補正観測距離を算出す
る観測距離補正器と、接近速度の変化に基づいて、追尾
中の対空目標が旋回したか否かを判定する旋回判定器
と、対空目標が旋回中と判定された場合に、追尾フィル
タのゲインを設定変更するフィルタゲイン選択器と、観
測角度および補正観測距離とフィルタゲイン選択器によ
り設定されたゲインとに基づいて、対空目標の追尾計算
を実行する追尾フィルタとを設け、正確な目標速度に基
づく正確な観測距離補正を追尾フィルタ処理前に実行す
るようにしたので、送信周波数変調をかけた場合に高速
移動する対空目標に対して距離観測値の偏移が大きく発
生し且つ目標が旋回運動しても、旋回運動の判定結果か
ら追尾フィルタゲインを選択して正確な目標速度を適用
することができ、追従性を確保して目標探知追尾性能お
よび追尾精度を向上させたレーダ装置が得られる効果が
ある。

【０２７６】また、この発明の請求項１１によれば、航
空機などの対空目標を探知追尾するためのレーダ装置に
おいて、対空目標に対してビームの送受信を行うための
第１および第２の周波数帯域を有する第１および第２の
アンテナと、第１および第２のアンテナに対して周波数
変調をかけた送受信信号を入出力する第１および第２の
送受信器と、第１および第２の送受信器からの受信信号
に基づいて、対空目標に対する観測距離および観測角度
を観測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号
検出器と、第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波
数変調の影響を受けた各観測値が複数発生した場合に、
第１および第２の周波数帯域における観測値の組合せを
観測値組合せ情報として生成する観測値組合せ生成器
と、観測値組合せ情報に含まれる観測距離に基づいて対
空目標に対する接近速度を算出する接近速度算出器と、
接近速度に基づいて観測距離を補正して補正観測距離を
算出する観測距離補正器と、複数の対空目標に対応した
観測角度および補正観測距離に基づいて航跡相関処理お
よび追尾計算を実行する多目標追尾フィルタとを設け、
正確な目標速度に基づく正確な観測距離補正を追尾フィ
ルタ処理前に実行するようにしたので、送信周波数変調
をかけた場合に高速移動する対空目標に対して距離観測
値の偏移が大きく発生し且つ複数目標が検出されても、
複数の観測値の中から追尾中の目標速度に見合った観測
値を選択して、目標探知追尾性能および追尾精度を向上
させたレーダ装置が得られる効果がある。

【０２７７】また、この発明の請求項１２によれば、航
空機などの対空目標を探知追尾するためのレーダ装置に
おいて、対空目標に対してビームの送受信を行うための
第１および第２の周波数帯域を有する第１および第２の
アンテナと、第１および第２のアンテナに対して周波数
変調をかけた送受信信号を入出力する第１および第２の
送受信器と、第１および第２の送受信器からの受信信号
に基づいて、対空目標に対する観測距離および観測角度
を観測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号
検出器と、第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波
数変調の影響を受けた各観測距離に基づいて、対空目標
に対する接近速度を算出する接近速度算出器と、接近速
度に基づいて観測距離を補正して補正観測距離を算出す
る観測距離補正器と、接近速度の変化に基づいて、追尾
中の対空目標が旋回したか否かを判定する旋回判定器
と、対空目標が旋回中と判定された場合に、多重運動モ
デル追尾フィルタの多重運動モデルを設定変更する運動
モデル設定選択器と、観測角度および補正観測距離と運
動モデル設定選択器により設定された多重運動モデルと
に基づいて、対空目標の追尾計算を多重運動モデルの予
測法を用いて実行する多重運動モデル追尾フィルタとを
設け、正確な目標速度に基づく正確な観測距離補正を追
尾フィルタ処理前に実行するようにしたので、送信周波
数変調をかけた場合に高速移動する対空目標に対して距
離観測値の偏移が大きく発生し且つ目標が旋回運動して
も、旋回運動の判定結果から目標運動に適した追尾フィ
ルタ予測法を選択することができ、予測位置を正確に算
出して目標探知追尾性能および追尾精度を向上させたレ
ーダ装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示すブロック図で
ある。

【図２】 この発明の実施の形態２を示すブロック図で
ある。

【図３】 この発明の実施の形態３を示すブロック図で
ある。

【図４】 この発明の実施の形態４を示すブロック図で
ある。

【図５】 この発明の実施の形態５を示すブロック図で
ある。

【図６】 この発明の実施の形態６を示すブロック図で
ある。

【図７】 この発明の実施の形態７を示すブロック図で
ある。

【図８】 この発明の実施の形態８を示すブロック図で
ある。

【図９】 この発明の実施の形態９を示すブロック図で
ある。

【図１０】 この発明の実施の形態１０を示すブロック
図である。

【図１１】 この発明の実施の形態１１を示すブロック
図である。

【図１２】 この発明の実施の形態１２を示すブロック
図である。

【図１３】 ビーム照射技術を用いた一般的なレーダ装
置の運用状態を示す説明図である。

【図１４】 従来のレーダ装置を概略的に示すブロック
図である。

【図１５】 周波数変調のかかったビーム送信波形の一
例を示す説明図である。

【図１６】 単一の周波数帯域における目標距離の観測
状況を示す説明図である。

【図１７】 ２つの周波数帯域における目標距離の観測
状況を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 目標（対空目標）、２ レーダ、３ ビーム、７
追尾フィルタ、１３真の目標位置、１７ 第１のアンテ
ナ、１８ 第１の送受信器、１９ 第１の信号検出器、
２０ 第２のアンテナ、２１ 第２の送受信器、２２
第２の信号検出器、２３ 接近速度算出器、２４ 観測
距離補正器、２５ 第１の周波数帯域における距離偏
移、２７ 第２の周波数帯域における距離偏移、２９
観測値組合せ生成器、３０ 観測値組合せ判定器、３１
クラッタ判定除去器、３２ 速度相関判定器、３３
旋回判定器、３４ フィルタゲイン選択器、３５ 多目
標追尾フィルタ、３６ 多重運動モデル追尾フィルタ、
３７ 運動モデル設定選択器、３８ 接近速度推定器、
３９ 速度細部算出器、４０ 観測値組合せ選定器、ｆ
０ 変調波の送信中心周波数、ｆ１ 送信開始周波数、
ｆ２ 送信終了周波数、Ｒｏ１（ｋ） 第１の周波数帯
域における観測距離、Ｒｏ２（ｋ） 第２の周波数帯域
における観測距離、Ｔｐ ビーム送信時間（送信パルス
幅）、Ｔｑ反射波の受信時間。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−23702（ＪＰ，Ａ) 特開2000−2760（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−236400（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−75847（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−20239（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−52945（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−160831（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 (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 航空機などの対空目標を探知追尾するた
   めのレーダ装置において、 前記対空目標に対してビームの送受信を行うための第１
   および第２の周波数帯域を有する第１および第２のアン
   テナと、 前記第１および第２のアンテナに対して周波数変調をか
   けた送受信信号を入出力する第１および第２の送受信器
   と、 前記第１および第２の送受信器からの受信信号に基づい
   て、前記対空目標に対する観測距離および観測角度を観
   測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号検出
   器と、 前記第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数変調
   の影響を受けた各観測距離に基づいて、前記対空目標に
   対する接近速度を算出する接近速度算出器と、 前記接近速度に基づいて前記観測距離を補正して補正観
   測距離を算出する観測距離補正器と、 前記観測角度および前記補正観測距離に基づいて前記対
   空目標の追尾計算を実行する追尾フィルタとを備えたこ
   とを特徴とするレーダ装置。
2. 【請求項２】 航空機などの対空目標を探知追尾するた
   めのレーダ装置において、 前記対空目標に対してビームの送受信を行うための第１
   および第２の周波数帯域を有する第１および第２のアン
   テナと、 前記第１および第２のアンテナに対して周波数変調をか
   けた送受信信号を入出力する第１および第２の送受信器
   と、 前記第１および第２の送受信器からの受信信号に基づい
   て、前記対空目標に対する観測距離および観測角度を観
   測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号検出
   器と、 前記第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数変調
   の影響を受けた各観測距離に基づいて、前記対空目標に
   対する接近速度を算出する接近速度算出器と、 前記第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数変調
   の影響を受けた各観測値から求まるドップラ情報に基づ
   いて、前記対空目標に対する細部推定接近速度を算出す
   る接近速度推定器と、 前記細部推定接近速度および前記接近速度に基づいて前
   記対空目標に対する細部接近速度を算出する速度細部算
   出器と、 前記細部接近速度に基づいて前記観測距離を補正して補
   正観測距離を算出する観測距離補正器と、 前記観測角度および前記補正観測距離に基づいて前記対
   空目標の追尾計算を実行する追尾フィルタとを備えたこ
   とを特徴とするレーダ装置。
3. 【請求項３】 航空機などの対空目標を探知追尾するた
   めのレーダ装置において、 前記対空目標に対してビームの送受信を行うための第１
   および第２の周波数帯域を有する第１および第２のアン
   テナと、 前記第１および第２のアンテナに対して周波数変調をか
   けた送受信信号を入出力する第１および第２の送受信器
   と、 前記第１および第２の送受信器からの受信信号に基づい
   て、前記対空目標に対する観測距離および観測角度を観
   測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号検出
   器と、 前記第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数変調
   の影響を受けた各観測値が複数発生した場合に、前記第
   １および第２の周波数帯域における各観測値の組合せを
   観測値組合せ情報として生成する観測値組合せ生成器
   と、 前記観測値組合せ情報に含まれる観測距離に基づいて前
   記対空目標に対する接近速度を算出する接近速度算出器
   と、 前記接近速度に基づいて前記観測値組合せ情報を前記対
   空目標の検出位置の関係から判定する観測値組合せ判定
   器と、 前記接近速度および前記観測値組合せ判定器の判定結果
   に基づいて前記観測距離を補正して補正観測距離を算出
   する観測距離補正器と、 前記観測角度および前記補正観測距離に基づいて前記対
   空目標の追尾計算を実行する追尾フィルタとを備えたこ
   とを特徴とするレーダ装置。
4. 【請求項４】 航空機などの対空目標を探知追尾するた
   めのレーダ装置において、 前記対空目標に対してビームの送受信を行うための第１
   および第２の周波数帯域を有する第１および第２のアン
   テナと、 前記第１および第２のアンテナに対して周波数変調をか
   けた送受信信号を入出力する第１および第２の送受信器
   と、 前記第１および第２の送受信器からの受信信号に基づい
   て、前記対空目標に対する観測距離および観測角度を観
   測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号検出
   器と、 前記第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数変調
   の影響を受けた各観測値が複数発生した場合に、前記第
   １および第２の周波数帯域における各観測値の組合せを
   観測値組合せ情報として生成する観測値組合せ生成器
   と、 前記観測値組合せ情報に含まれる観測距離に基づいて前
   記対空目標に対する接近速度を算出する接近速度算出器
   と、 前記接近速度に基づいて、前記観測値組合せ情報が追尾
   対象とする前記対空目標の情報であるか否かを判定する
   観測値組合せ判定器と、 前記接近速度に基づいてクラッタなどの追尾不要な固定
   目標からの観測値を判定して除去するクラッタ判定除去
   器と、 前記接近速度および前記クラッタ判定除去器の判定結果
   に基づいて前記観測距離を補正して補正観測距離を算出
   する観測距離補正器と、 前記観測角度および前記補正観測距離に基づいて前記対
   空目標の追尾計算を実行する追尾フィルタとを備えたこ
   とを特徴とするレーダ装置。
5. 【請求項５】 航空機などの対空目標を探知追尾するた
   めのレーダ装置において、 前記対空目標に対してビームの送受信を行うための第１
   および第２の周波数帯域を有する第１および第２のアン
   テナと、 前記第１および第２のアンテナに対して周波数変調をか
   けた送受信信号を入出力する第１および第２の送受信器
   と、 前記第１および第２の送受信器からの受信信号に基づい
   て、前記対空目標に対する観測距離および観測角度を観
   測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号検出
   器と、 前記第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数変調
   の影響を受けた各観測値が複数発生した場合に、前記第
   １および第２の周波数帯域における各観測値の組合せを
   観測値組合せ情報として生成する観測値組合せ生成器
   と、 前記観測値組合せ情報に含まれる距離情報に基づいて前
   記対空目標に対する接近速度を算出する接近速度算出器
   と、 前記観測値組合せ情報から求まるドップラ情報に基づい
   て前記対空目標に対する細部推定接近速度を算出する接
   近速度推定器と、 前記細部推定接近速度と前記接近速度との比較に基づい
   て、前記観測値組合せ情報の中から対応する観測値組合
   せ情報を選定する観測値組合せ選定器と、 前記接近速度および前記観測値組合せ選定器の選定結果
   に基づいて、前記観測距離を補正して補正観測距離を算
   出する観測距離補正器と、 前記観測角度および前記補正観測距離に基づいて前記対
   空目標の追尾計算を実行する追尾フィルタとを備えたこ
   とを特徴とするレーダ装置。
6. 【請求項６】 航空機などの対空目標を探知追尾するた
   めのレーダ装置において、 前記対空目標に対してビームの送受信を行うための第１
   および第２の周波数帯域を有する第１および第２のアン
   テナと、 前記第１および第２のアンテナに対して周波数変調をか
   けた送受信信号を入出力する第１および第２の送受信器
   と、 前記第１および第２の送受信器からの受信信号に基づい
   て、前記対空目標に対する観測距離および観測角度を観
   測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号検出
   器と、 前記第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数変調
   の影響を受けた各観測距離に基づいて、前記対空目標に
   対する接近速度を算出する接近速度算出器と、 前記接近速度に基づいて前記観測距離を補正して補正観
   測距離を算出する観測距離補正器と、 前記観測角度および前記補正観測距離に基づいて前記対
   空目標の追尾計算を実行する追尾フィルタとを備え、 前記追尾フィルタは、前記接近速度に基づいて、追尾フ
   ィルタ計算における前記対空目標の速度初期値を設定す
   る速度初期値設定器を含むことを特徴とするレーダ装
   置。
7. 【請求項７】 航空機などの対空目標を探知追尾するた
   めのレーダ装置において、 前記対空目標に対してビームの送受信を行うための第１
   および第２の周波数帯域を有する第１および第２のアン
   テナと、 前記第１および第２のアンテナに対して周波数変調をか
   けた送受信信号を入出力する第１および第２の送受信器
   と、 前記第１および第２の送受信器からの受信信号に基づい
   て、前記対空目標に対する観測距離および観測角度を観
   測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号検出
   器と、 前記第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数変調
   の影響を受けた各観測距離に基づいて、前記対空目標に
   対する接近速度を算出する接近速度算出器と、 前記第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数変調
   の影響を受けた各観測値から求まるドップラ情報に基づ
   いて、前記対空目標に対する細部推定接近速度を算出す
   る接近速度推定器と、 前記細部推定接近速度および前記接近速度に基づいて前
   記対空目標に対する細部接近速度を算出する速度細部算
   出器と、 前記細部接近速度に基づいて前記観測距離を補正して補
   正観測距離を算出する観測距離補正器と、 前記観測角度および前記補正観測距離に基づいて前記対
   空目標の追尾計算を実行する追尾フィルタとを備え、 前記追尾フィルタは、前記細部接近速度に基づいて追尾
   フィルタ計算における前記対空目標の速度初期値を設定
   する速度初期値設定器を含むことを特徴とするレーダ装
   置。
8. 【請求項８】 航空機などの対空目標を探知追尾するた
   めのレーダ装置において、 前記対空目標に対してビームの送受信を行うための第１
   および第２の周波数帯域を有する第１および第２のアン
   テナと、 前記第１および第２のアンテナに対して周波数変調をか
   けた送受信信号を入出力する第１および第２の送受信器
   と、 前記第１および第２の送受信器からの受信信号に基づい
   て、前記対空目標に対する観測距離および観測角度を観
   測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号検出
   器と、 前記第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数変調
   の影響を受けた各観測値が複数発生した場合に、前記第
   １および第２の周波数帯域における各観測値の組合せを
   観測値組合せ情報として生成する観測値組合せ生成器
   と、 前記観測値組合せ情報に含まれる観測距離に基づいて前
   記対空目標に対する接近速度を算出する接近速度算出器
   と、 前記接近速度に基づいて、前記観測値組合せ情報が追尾
   中の前記対空目標の情報であるか否かを判定する速度相
   関判定器と、 前記接近速度および前記速度相関判定器の判定結果に基
   づいて前記観測距離を補正して補正観測距離を算出する
   観測距離補正器と、 前記観測角度および前記補正観測距離に基づいて前記対
   空目標の追尾計算を実行する追尾フィルタとを備えたこ
   とを特徴とするレーダ装置。
9. 【請求項９】 航空機などの対空目標を探知追尾するた
   めのレーダ装置において、 前記対空目標に対してビームの送受信を行うための第１
   および第２の周波数帯域を有する第１および第２のアン
   テナと、 前記第１および第２のアンテナに対して周波数変調をか
   けた送受信信号を入出力する第１および第２の送受信器
   と、 前記第１および第２の送受信器からの受信信号に基づい
   て、前記対空目標に対する観測距離および観測角度を観
   測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号検出
   器と、 前記第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数変調
   の影響を受けた各観測値が複数発生した場合に、前記第
   １および第２の周波数帯域における各観測値の組合せを
   観測値組合せ情報として生成する観測値組合せ生成器
   と、 前記観測値組合せ情報に含まれる観測距離に基づいて前
   記対空目標に対する接近速度を算出する接近速度算出器
   と、 前記観測値組合せ情報から求まるドップラ情報に基づい
   て前記対空目標に対する細部推定接近速度を算出する接
   近速度推定器と、 前記細部推定接近速度と前記接近速度との比較に基づい
   て、前記観測値組合せ情報の中から対応する観測値組合
   せ情報を選定する観測値組合せ選定器と、 前記細部推定接近速度に基づいて、前記観測値組合せ情
   報が追尾中の前記対空目標の情報であるか否かを判定す
   る速度相関判定器と、 前記細部推定接近速度および前記速度相関判定器の判定
   結果に基づいて前記観測距離を補正して補正観測距離を
   算出する観測距離補正器と、 前記観測角度および前記補正観測距離に基づいて前記対
   空目標の追尾計算を実行する追尾フィルタとを備えたこ
   とを特徴とするレーダ装置。
10. 【請求項１０】 航空機などの対空目標を探知追尾する
    ためのレーダ装置において、 前記対空目標に対してビームの送受信を行うための第１
    および第２の周波数帯域を有する第１および第２のアン
    テナと、 前記第１および第２のアンテナに対して周波数変調をか
    けた送受信信号を入出力する第１および第２の送受信器
    と、 前記第１および第２の送受信器からの受信信号に基づい
    て、前記対空目標に対する観測距離および観測角度を観
    測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号検出
    器と、 前記第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数変調
    の影響を受けた各観測距離に基づいて、前記対空目標に
    対する接近速度を算出する接近速度算出器と、 前記接近速度に基づいて前記観測距離を補正して補正観
    測距離を算出する観測距離補正器と、 前記接近速度の変化に基づいて、追尾中の前記対空目標
    が旋回したか否かを判定する旋回判定器と、 前記対空目標が旋回中と判定された場合に、後記追尾フ
    ィルタのゲインを設定変更するフィルタゲイン選択器
    と、 前記観測角度および前記補正観測距離と前記フィルタゲ
    イン選択器により設定されたゲインとに基づいて、前記
    対空目標の追尾計算を実行する追尾フィルタとを備えた
    ことを特徴とするレーダ装置。
11. 【請求項１１】 航空機などの対空目標を探知追尾する
    ためのレーダ装置において、 前記対空目標に対してビームの送受信を行うための第１
    および第２の周波数帯域を有する第１および第２のアン
    テナと、 前記第１および第２のアンテナに対して周波数変調をか
    けた送受信信号を入出力する第１および第２の送受信器
    と、 前記第１および第２の送受信器からの受信信号に基づい
    て、前記対空目標に対する観測距離および観測角度を観
    測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号検出
    器と、 前記第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数変調
    の影響を受けた各観測値が複数発生した場合に、前記第
    １および第２の周波数帯域における前記観測値の組合せ
    を観測値組合せ情報として生成する観測値組合せ生成器
    と、 前記観測値組合せ情報に含まれる観測距離に基づいて前
    記対空目標に対する接近速度を算出する接近速度算出器
    と、 前記接近速度に基づいて前記観測距離を補正して補正観
    測距離を算出する観測距離補正器と、 複数の対空目標に対応した前記観測角度および前記補正
    観測距離に基づいて航跡相関処理および追尾計算を実行
    する多目標追尾フィルタとを備えたことを特徴とするレ
    ーダ装置。
12. 【請求項１２】 航空機などの対空目標を探知追尾する
    ためのレーダ装置において、 前記対空目標に対してビームの送受信を行うための第１
    および第２の周波数帯域を有する第１および第２のアン
    テナと、 前記第１および第２のアンテナに対して周波数変調をか
    けた送受信信号を入出力する第１および第２の送受信器
    と、 前記第１および第２の送受信器からの受信信号に基づい
    て、前記対空目標に対する観測距離および観測角度を観
    測値としてそれぞれ算出する第１および第２の信号検出
    器と、 前記第１および第２の周波数帯域でそれぞれ周波数変調
    の影響を受けた各観測距離に基づいて、前記対空目標に
    対する接近速度を算出する接近速度算出器と、 前記接近速度に基づいて前記観測距離を補正して補正観
    測距離を算出する観測距離補正器と、 前記接近速度の変化に基づいて、追尾中の前記対空目標
    が旋回したか否かを判定する旋回判定器と、 前記対空目標が旋回中と判定された場合に、後記多重運
    動モデル追尾フィルタの多重運動モデルを設定変更する
    運動モデル設定選択器と、 前記観測角度および前記補正観測距離と前記運動モデル
    設定選択器により設定された多重運動モデルとに基づい
    て、前記対空目標の追尾計算を多重運動モデルの予測法
    を用いて実行する多重運動モデル追尾フィルタとを備え
    たことを特徴とするレーダ装置。