JP3734721B2 - レーダ装置、目標類別方法および目標類別プログラム - Google Patents
レーダ装置、目標類別方法および目標類別プログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP3734721B2 JP3734721B2 JP2001149829A JP2001149829A JP3734721B2 JP 3734721 B2 JP3734721 B2 JP 3734721B2 JP 2001149829 A JP2001149829 A JP 2001149829A JP 2001149829 A JP2001149829 A JP 2001149829A JP 3734721 B2 JP3734721 B2 JP 3734721B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- received signal
- doppler
- signal strength
- wing aircraft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、目標のレンジプロフィール、ドップラ分布および航跡の特徴を利用して、固定翼機／回転翼機／ミサイルの中から目標を類別するレーダ装置、目標類別方法および目標類別プログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２２は例えば特開昭６０−５６２７６号公報に開示された従来のレーダ装置の構成を示す図である。
図２２において、１０１はレーダの送信信号生成を行う送信機、１０２はレーダ電波の送受信を行うレーダアンテナ、１０３はレーダの受信信号処理を行う受信機、１０４は受信機１０３からの受信信号に対して目標検出処理を行い、目標検出情報を出力する信号処理器、１０５は信号処理器１０４からの目標検出情報の表示を行う表示器である。
【０００３】
信号処理器１０４において、１０６は受信機１０３からの受信信号に対して周波数分析を行う周波数分析部、１０７は航空機に対する目標ドップラ周波数ｆｄ，航空機ジェットエンジンのコンプレッサによるドップラ周波数ｆｍおよびそのスペクトル幅を周波数分析部１０６の周波数分析結果から抽出する信号検出部である。
【０００４】
ここで、目標のドップラ周波数ｆｄ，コンプレッサのドップラ周波数ｆｍは下記の（１），（２）式でそれぞれ与えられる。ただし、ｖは目標の速度、ｆはレーダの送信周波数、Ｃは光速であり、Ｒ，ωおよびθはコンプレッサの羽根の回転半径、回転角速度および傾き角をそれぞれ表している。
【０００５】
ｆｄ ＝ ２×ｖ×ｆ／Ｃ …（１）
ｆｍ ＝（２×ｆ／Ｃ）×Ｒ×ω×ｔａｎ（θ） …（２）
【０００６】
１０８は航空機の機種毎のコンプレッサによるドップラ偏移およびそのスペクトル幅を記憶するメモリ部、１０９は信号検出部１０７からのコンプレッサによるドップラ偏移およびそのスペクトル幅と、メモリ部１０８に記憶された航空機の機種毎のコンプレッサによるドップラ偏移およびそのスペクトル幅とを比較して、航空機の種類および敵味方の類別を行うスペクトラム比較部である。
【０００７】
このように構成されたレーダ装置を利用することによって、敵味方類別装置を用いることなく、航空機の機種の類別を行うことができる。
【０００８】
【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構成されているので、固定翼機／回転翼機／ミサイルの中から目標を類別することができないという課題があった。
【０００９】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、検出した目標を固定翼機／回転翼機／ミサイルの中から類別することが可能なレーダ装置、目標類別方法および目標類別プログラムを構成することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るレーダ装置は、送信信号を高距離分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高距離分解能受信信号をもとに、目標の大きさと目標の形状複雑度とをそれぞれ推定してレンジプロフィール推定結果を出力するレンジプロフィール解析部と、送信信号を高ドップラ分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高ドップラ分解能受信情報をもとに、目標のドップラ広がりを推定してドップラ分布推定結果を出力するドップラ分布解析部と、受信信号を受信・処理して得られる目標航跡情報をもとに、目標の高度、速度および旋回加速度に関する目標航跡の特徴を抽出して航跡推定結果を出力する航跡解析部と、レンジプロフィール推定結果、ドップラ分布推定結果および航跡推定結果をもとに、目標が固定翼機／回転翼機／ミサイルである確率を示した目標類別情報を算出する目標判定部とを備え、レンジプロフィール解析部は、受信信号強度最大値と受信信号強度最小値との比を目標の受信信号強度比として算出し、固定翼機／回転翼機／ミサイルのモデルから算出される２つの受信信号強度比判定しきい値と目標の受信信号強度比とを比較して、目標の受信信号強度比を３分類するようにしたものである。
【００２２】
この発明に係る目標類別方法は、送信信号を高距離分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高距離分解能受信信号をもとに、目標の大きさと目標の形状複雑度とをそれぞれ推定してレンジプロフィール推定結果を出力するレンジプロフィール解析ステップと、送信信号を高ドップラ分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高ドップラ分解能受信情報をもとに、目標のドップラ広がりを推定してドップラ分布推定結果を出力するドップラ分布解析ステップと、受信信号を受信・処理して得られる目標航跡情報をもとに、目標の高度、速度および旋回加速度に関する目標航跡の特徴を抽出して航跡推定結果を出力する航跡解析ステップと、レンジプロフィール推定結果、ドップラ分布推定結果および航跡推定結果をもとに、目標が固定翼機／回転翼機／ミサイルである確率を示した目標類別情報を算出する目標判定ステップとを備え、前記レンジプロフィール解析ステップは、受信信号強度最大値と受信信号強度最小値との比を目標の受信信号強度比として算出し、固定翼機／回転翼機／ミサイルのモデルから算出される２つの受信信号強度比判定しきい値と上記目標の受信信号強度比とを比較して、上記目標の受信信号強度比を３分類する受信信号強度比判定ステップを含むようにしたものである。
【００２９】
この発明に係る目標類別プログラムは、送信信号を高距離分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高距離分解能受信信号をもとに、目標の大きさと目標の形状複雑度とをそれぞれ推定してレンジプロフィール推定結果を出力するレンジプロフィール解析手順と、送信信号を高ドップラ分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高ドップラ分解能受信情報をもとに、目標のドップラ広がりを推定してドップラ分布推定結果を出力するドップラ分布解析手順と、受信信号を受信・処理して得られる目標航跡情報をもとに、目標の高度、速度および旋回加速度に関する目標航跡の特徴を抽出して航跡推定結果を出力する航跡解析手順と、レンジプロフィール推定結果、ドップラ分布推定結果および航跡推定結果をもとに、目標が固定翼機／回転翼機／ミサイルである確率を示した目標類別情報を算出する目標判定手順をコンピュータに実行させるための目標類別プログラムであって、前記レンジプロフィール解析手順は、受信信号強度最大値と受信信号強度最小値との比を目標の受信信号強度比として算出し、固定翼機／回転翼機／ミサイルのモデルから算出される２つの受信信号強度比判定しきい値と上記目標の受信信号強度比とを比較して、上記目標の受信信号強度比を３分類する受信信号強度比判定手順を含むものである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるレーダ装置の構成を示す図である。
図１において、１はオペレータの操作によって類別対象の目標が指定されると目標類別指示を出力するレーダ指示部、２はレーダ指示部１から目標類別指示を受けると高距離分解能送信指令／高ドップラ分解能送信指令と解析パラメータとをそれぞれ出力するレーダ制御部である。
【００３１】
また、図１において、３はビームマネジメント部であり、高距離分解能送信指令／高ドップラ分解能送信指令をレーダ制御部２から受けると、レーダビームの指向方向・レーダパルスの送信間隔・レーダの距離分解能、目標類別を行う目標が存在する方向へのレーダのヒット数等のレーダ送受信信号に関するパラメータを決定して各制御信号を出力する。
【００３２】
さらに、図１において、４は送信部、５は空中線部、６は受信部、７は信号処理部である。
送信部４は、ビームマネジメント部３からの送信部制御信号にしたがって、レーダパルスの送信間隔または距離分解能を決定するパルス幅およびパルス圧縮比を可変させて空中線部５へ送信信号を出力する。空中線部５は、ビームマネジメント部３からのビーム制御信号で指示される方向へ送信部４の送信信号を放射し、目標で散乱した送信信号を受信信号として受信する。
【００３３】
受信部６は、ビームマネジメント部３からの受信部制御信号をもとに、送信時可変させたレーダパルスの送信間隔、レーダのパルス幅、パルス圧縮比に応じて、空中線部５の受信信号を処理して目標を検出し、目標検出情報を信号処理部７へ出力する。信号処理部７は、ビームマネジメント部３からの信号処理部制御信号をもとに、受信部５からの目標検出情報に対して高距離分解能処理、高ドップラ分解能処理、目標航跡作成処理をそれぞれ行い、高距離分解能受信信号、高ドップラ分解能受信情報、目標航跡情報を各処理結果としてそれぞれ出力する。
【００３４】
さらに、図１において、８はレンジプロフィール解析部、９はドップラ分布解析部、１０は航跡解析部、１１は目標判定部である。
レンジプロフィール解析部８は、レーダ制御部２からの解析パラメータにしたがって、信号処理部７で処理した高距離分解能受信信号をもとに目標のレンジプロフィール解析を行い、レンジプロフィール推定結果Ｒｏｕｔを目標判定部１１へ出力する。
【００３５】
ドップラ分布解析部９は、信号処理部７で処理した高ドップラ分解能受信情報をもとに目標のドップラ分布の解析を行い、ドップラ分布推定結果Ｄｏｕｔを目標判定部１１に出力する。航跡解析部１０は、信号処理部７で処理した目標航跡情報をもとに目標航跡の特徴抽出を行い、航跡推定結果Ｐｏｕｔを目標判定部１１へ出力する。
【００３６】
そして、目標判定部１１は、レーダ制御部２からの解析パラメータにしたがって、レンジプロフィール解析部８，ドップラ分布解析部９および航跡解析部１０の各推定結果Ｒｏｕｔ，Ｄｏｕｔ，Ｐｏｕｔから目標類別情報を算出するものである。
【００３７】
次に動作について説明する。
オペレータがレーダ指示部１を操作してレーダで検出された目標を類別対象に指定すると、レーダ指示部１は指定された目標を類別処理するためにレーダ制御部２へ目標類別指示を出力する。
【００３８】
この類別処理の開始動作は、オペレータによるレーダ指示部１の操作に限定されるものではなく、類別処理を行う方位や距離などの目標類別条件をレーダ指示部１にあらかじめ設定しておき、目標類別条件を満たす目標がレーダで検出されると、レーダ指示部１がこの目標を類別対象に指定して、レーダ制御部２へ目標類別指示を自動出力するようにしても良い。このようにすることで、オペレータの負担を軽減することができる。
【００３９】
レーダ指示部１から目標類別指示を受けたレーダ制御部２は、目標の存在する領域へ高距離分解能送信／高ドップラ分解能送信を行うように、高距離分解能送信指令／高ドップラ分解能送信指令をビームマネジメント部３へ出力する。高距離分解能送信／高ドップラ分解能送信を行なう順序は特に限定されず、どちらを先に行なっても良い。
【００４０】
同時に、レーダ制御部２は、類別対象の目標を解析するために、レンジプロフィール解析部８，ドップラ分布解析部９，航跡解析部１０，目標判定部１１へ解析パラメータをそれぞれ出力する。これらの解析パラメータについては後述する。
【００４１】
＜高距離分解能送信、レンジプロフィール解析部８の動作＞
まず始めに、高距離分解能送信時における動作を説明する。
高距離分解能送信指令を受けたビームマネジメント部３は、目標の存在する方向における受信信号の距離分解能とＳ／Ｎ比とを向上させるため、以下の（ａ），（ｂ）の動作を行う。受信信号のＳ／Ｎ比の向上はレンジプロフィール推定時の精度向上のために有用である。
【００４２】
（ａ） レーダによる目標の通常検出時と比較して、類別対象の目標が存在する方向へビームの連続照射回数を増加するように空中線部５に指示する。これは、目標に対するヒット数を増やして受信信号のＳ／Ｎ比を向上させるための指示である。
【００４３】
（ｂ） 距離分解能を向上させた送信信号を生成するように送信部４へ指示を出力する。図２は通常目標検出時および高距離分解能送信時における距離分解能を比較する図であり、図２（ａ）の通常目標検出時の距離分解能と比較すると、高距離分解能送信時の場合には距離分解能が高くなる（図２（ｂ））。送信信号の距離分解能を向上するために、ビームマネジメント部３は以下の（ｂ−１）〜（ｂ−４）のようにする。
【００４４】
（ｂ−１） パルス圧縮比を通常目標検出時より大きくする。
（ｂ−２） 送信パルス幅を通常目標検出時より小さくする。
（ｂ−３） （ｂ−１），（ｂ−２）で指定したパラメータの変更を反映して受信信号処理と目標検出とを行うように受信部６へ指示を出す。
（ｂ−４） （ｂ−１），（ｂ−２）で指定したパラメータの変更を反映して距離分解能処理を行うよう信号処理部７へ指示を出す。
【００４５】
ビームマネジメント部３からの送信部制御信号にしたがって、送信部４は高距離分解能の送信信号を生成して空中線部５へ出力する。空中線部５は、ビームマネジメント部３からのビーム制御信号にしたがって送信信号を目標へ放射し、目標で散乱した送信信号を受信信号として受信する。
【００４６】
受信部６は、ビームマネジメント部３からの受信部制御信号にしたがって、空中線部５が受信した受信信号を処理して目標検出情報を出力する。受信部６から目標検出情報を受けた信号処理部７は、ビームマネジメント部３からの信号処理部制御信号にしたがって、目標検出位置を中心にレンジ方向に２０ｍ〜数１０ｍの範囲にあるレンジセル（図２（ｂ））の振幅プロファイルを算出し、レンジプロフィール解析部８へ出力する。
【００４７】
図３はレンジプロフィール解析部８の入出力関係を説明するための図であり、図４はレンジプロフィール解析部８の動作（レンジプロフィール解析ステップ）を示すフローチャートである。
図３において、レンジプロフィール解析部８は信号処理部７から得た高距離分解能受信信号に対し、レーダ制御部２から得た解析パラメータを用いて図４の処理を行い、レンジプロフィール推定結果Ｒｏｕｔを目標判定部１１へ出力する。図３に示すように、解析パラメータは、解析範囲、受信信号強度判定しきい値、目標大きさ判定しきい値（Ｌｍｉｎ，Ｌｍａｘ）、受信信号強度比判定しきい値（Ｒｍｉｎ，Ｒｍａｘ）および目標種類の尤度テーブル値からなる。
【００４８】
図５は図４の目標大きさ判定ステップＳＴ１の処理を表すフローチャートである。ここでは、固定翼機／回転翼機／ミサイルの大きさの差異に注目している。
【００４９】
図５のステップＳＴ１１において、レンジプロフィール解析部８は、信号処理部７から得た高距離分解能受信信号に対し、受信信号強度判定しきい値を解析範囲内で連続して超えるレンジ数を求め、目標の大きさＬ１を推定する。受信信号強度判定しきい値は、例えば目標検出の判定の際に用いるしきい値を使うようにする。図６はこの類別対象の目標の大きさＬ１の推定処理例を示す図であり、横軸は距離、縦軸は受信信号強度である。図６に示すように、解析範囲内の高距離分解能受信信号において、受信信号強度判定しきい値を超える部分が目標の大きさＬ１に相当する。
【００５０】
図５のステップＳＴ１１で目標の大きさＬ１を推定すると、続いてステップＳＴ１２〜ステップＳＴ１３において、レンジプロフィール解析部８は、２つの目標大きさ判定しきい値（Ｌｍｉｎ，Ｌｍａｘ）と目標の大きさＬ１とを比較して、小型目標／中型目標／大型目標の３分類判定を行う。
【００５１】
すなわち、ステップＳＴ１２において、レンジプロフィール解析部８は、目標の大きさＬ１と目標大きさ判定下限しきい値Ｌｍｉｎとを比較する。Ｌ１＜Ｌｍｉｎの場合には（ステップＳＴ１２でＹＥＳ）目標を小型と判定し、またＬｍｉｎ≦Ｌ１の場合には（ステップＳＴ１２でＮＯ）ステップＳＴ１３へ移行する。
【００５２】
ステップＳＴ１３では、レンジプロフィール解析部８は、目標の大きさＬ１と目標大きさ判定上限しきい値Ｌｍａｘとを比較する。Ｌｍｉｎ≦Ｌ１≦Ｌｍａｘの場合には（ステップＳＴ１３でＹＥＳ）目標を目標と判定し、Ｌｍａｘ＜Ｌ１の場合には（ステップＳＴ１３でＮＯ）目標を大型と判定する。小型目標はミサイルである確率が高く、大型目標は固定翼機である確率が高くなる。
【００５３】
Ｌ１＜Ｌｍｉｎ …小型目標 ⇒ミサイルの確率高
Ｌｍｉｎ≦Ｌ１≦Ｌｍａｘ …中型目標
Ｌ１＞Ｌｍａｘ …大型目標 ⇒固定翼機の確率高
【００５４】
なお、ここで用いた目標大きさ判定しきい値Ｌｍｉｎ，Ｌｍａｘは、固定翼機／回転翼機／ミサイルの種類により、例えば小型（ミサイル）を〜１０ｍ，中型（戦闘機などの小型固定翼機や回転翼機）を〜２５ｍ，大型（輸送機・大型旅客機などの大型固定翼機）を２５ｍ〜のようにそれぞれの大きさを予め想定しておき、Ｌｍｉｎ＝１０ｍ，Ｌｍａｘ＝２５ｍと設定する。
【００５５】
また、一般にレーダにとって最大脅威となるのはミサイルであり、次に戦闘機や回転翼機となるので、目標の誤判定の確率が高くなっても、Ｌｍｉｎを上記の例よりも大きな値にして戦闘機・回転翼機よりミサイルの判定確率を高くし、Ｌｍａｘを上記の例よりも大きな値にして輸送機や大型旅客機よりも戦闘機や回転翼機の判定確率を高くするようにしても良い。
【００５６】
図４の目標大きさ判定ステップＳＴ１の処理が終わると、次の受信信号強度比判定ステップＳＴ２で、レンジプロフィール解析部８は高距離分解能受信信号における受信信号強度を解析し、受信信号強度比の３分類判定を行なう。この解析は、目標の形状が複雑であるほど受信信号の最大値と受信信号の最小値との差が大きくなるという考えに基づいている。
【００５７】
図７は目標の形状の複雑度と受信信号強度比との関係性を示す図である。
例えば図７に示すように、受信信号強度比Ｒ＝（解析範囲内の受信信号最大値）÷（解析範囲内の受信信号最小値）とすると、図７（ａ）の固定翼機、図７（ｂ）の回転翼機、図７（ｃ）のミサイルの各受信信号強度比Ｒは大、中、小の傾向にある。
【００５８】
受信信号強度比Ｒの判定処理を具体的に説明する。
図８は図４の受信信号強度比ステップＳＴ２の処理を表すフローチャートである。
図８のステップＳＴ２１において、レンジプロフィール解析部８は受信信号強度比Ｒ＝（解析範囲内の受信信号最大値）÷（解析範囲内の受信信号最小値）を算出し、ステップＳＴ２２において、受信信号強度比Ｒと解析パラメータ中の受信信号強度比判定下限しきい値Ｒｍｉｎとを比較する。Ｒ＜Ｒｍｉｎの場合には（ステップＳＴ２２でＹＥＳ）受信信号強度比Ｒを小と判定し、Ｒｍｉｎ≦Ｒの場合には（ステップＳＴ２２でＮＯ）ステップＳＴ２３へ移行する。
【００５９】
ステップＳＴ２３では、レンジプロフィール解析部８は受信信号強度比Ｒと受信信号強度比判定上限しきい値Ｒｍａｘとを比較する。Ｒｍｉｎ≦Ｒ≦Ｒｍａｘの場合には（ステップＳＴ２３でＹＥＳ）受信信号強度比Ｒを中と判定し、Ｒｍａｘ＜Ｒの場合には（ステップＳＴ２３でＮＯ）受信信号強度比Ｒを大と判定する。図７で説明したように、受信信号強度比Ｒが小ならばミサイルの確率が高く、受信信号強度比Ｒが中ならば回転翼機の確率が高く、受信信号強度比Ｒが大ならば固定翼機の確率が高い。
【００６０】
Ｒ＜Ｒｍｉｎ …受信信号強度比小 ⇒ミサイルの確率高
Ｒｍｉｎ≦Ｒ≦Ｒｍａｘ …受信信号強度比中 ⇒回転翼機の確率高
Ｒ＞Ｒｍａｘ …受信信号強度比大 ⇒固定翼機の確率高
【００６１】
なお、受信信号強度比判定しきい値（Ｒｍｉｎ，Ｒｍａｘ）は、例えば目標類別対象である固定翼機／回転翼機／ミサイルのモデルからレーダ送信信号による受信信号強度比を予め以下のように算出しておいて定める。
【００６２】
ミサイルの受信信号強度比≦ミサイルのモデルから算出される受信信号強度比
回転翼機の受信信号強度比≦回転翼機のモデルから算出される受信信号強度比
固定翼機の受信信号強度比≦固定翼機のモデルから算出される受信信号強度比
【００６３】
そしてレンジプロフィール解析部８は、目標の大きさ判定ステップＳＴ１，受信信号強度比判定ステップＳＴ２の各結果をもとにして、解析パラメータ中の図９に示すような目標種類の尤度テーブル値を参照して目標の推定を行い、この推定結果をレンジプロフィール推定結果Ｒｏｕｔとして目標判定部１１へ出力する。例えば小型の場合には、図９から固定翼機：Ｘ％：回転翼機：Ｙ％：ミサイル：Ｚ％が推定結果になる。目標判定部１１の判定動作は最後に説明する。
【００６４】
＜高ドップラ分解能送信、ドップラ分布解析部９の動作＞
次に、高ドップラ分解能送信時における動作を説明する。
高ドップラ分解能送信指令をレーダ制御部２から受けたビームマネジメント部３は、目標の存在する方向に対して受信信号の周波数分解能を向上させるため、以下（ｃ），（ｄ）の動作を行う。
【００６５】
（ｃ） レーダによる目標の通常検出時と比較して、類別対象の目標が存在する方向へビームの連続照射回数を増加するように空中線部５に指示する。これは、目標に対するヒット数を増やして周波数分解能を向上させるための指示である。
図１０は通常検出時および高ドップラ分解能送信時におけるドップラ分解能を比較する図であり、横軸はドップラ周波数、縦軸は受信信号強度である。図１０（ａ）の通常検出時のドップラ分解能と比較すると、高ドップラ分解能送信時の場合にはドップラ分解能が高くなる（図１０（ｂ））。
【００６６】
（ｄ） （ｃ）で指定したパラメータの変更を反映して受信信号処理と目標検出とを行うように受信部６へ指示を出し、また高ドップラ分解能処理を行うよう信号処理部７へ指示を出す。
【００６７】
送信部４は、ビームマネジメント部３からの送信部制御信号にしたがって、高ドップラ分解能の送信信号を生成して空中線部５へ出力する。送信部４からの送信信号を受けた空中線部５は、ビームマネジメント部３からのビーム制御信号にしたがって送信信号を目標へ放射し、目標で散乱した送信信号を受信信号として受信する。
【００６８】
空中線部５の受信信号を受けた受信部６は、ビームマネジメント部３からの受信部制御信号にしたがって、受信信号を処理して目標検出情報を出力する。受信部６から目標検出情報を受けた信号処理部７は、ビームマネジメント部３からの信号処理部制御信号にしたがって、目標の存在するレンジセルに対してフーリエ変換処理を行い、高ドップラ分解能受信情報をドップラ分布解析部９へ出力する。信号処理部７の処理結果を受けると、ドップラ分布解析部９はドップラ分布解析処理を行ってドップラ分布の２分類判定を行なう。
【００６９】
図１１はドップラ分布解析部９の入出力関係を説明するための図であり、図１２はドップラ分布解析部９の動作（ドップラ分布解析ステップ）を示すフローチャートである。
図１１において、ドップラ分布解析部９は信号処理部７から得た高ドップラ分解能受信情報に対し、レーダ制御部２から得た解析パラメータを用いて目標類別を行い、ドップラ分布推定結果Ｄｏｕｔを目標判定部１１へ出力する。ここで、解析パラメータは、ドップラビン数Ｎ，受信信号強度判定しきい値、ドップラビン数判定しきい値Ｌｔｈｒからなる。
【００７０】
図１２のステップＳＴ３において、信号処理部７から得たドップラビン数Ｎの高ドップラ分解能受信情報に対し、受信信号強度判定しきい値よりも大きい受信信号強度を連続して持つドップラビン数を算出し、このドップラビン数を目標のドップラ広がり数Ｌ２とする。図１３はこの目標のドップラ広がり数Ｌ２の推定処理例を示す図であり、横軸はドップラ周波数、縦軸は受信信号強度である。図１３に示すように、ドップラビン数Ｎ内の高ドップラ分解能受信情報において、受信信号強度判定しきい値を超える部分がドップラ広がり数Ｌ２に相当する。
【００７１】
受信信号強度判定しきい値は、例えば回転翼機のモデルから回転翼機のロータ先端の受信信号強度を予め算出しておき、受信信号強度判定しきい値＝（モデルから算出されるロータ先端の受信信号強度）とする。これは、ロータによる受信信号強度がロータの中心成分（ドップラの０成分）で最も大きくなり、ロータ先端部分（ロータによるドップラ成分が最も大きい箇所）で最小となるからである。
【００７２】
図１２のステップＳＴ３でドップラ広がり数Ｌ２が算出されると、図１２のステップＳＴ４において、ドップラ分布解析部９はドップラ広がり数Ｌ２とドップラビン数判定しきい値Ｌｔｈｒとを比較する。Ｌ２≦Ｌｔｈｒの場合には（ステップＳＴ４でＹＥＳ）目標のドップラ広がり無しと判定し、Ｌｔｈｒ＜Ｌ２であれば（ステップＳＴ４でＮＯ）目標のドップラ広がり有りと判定する。
回転翼機のロータからのレーダ散乱波は幅広い周波数帯域を持つため、ドップラ広がりがあれば、目標は回転翼機と類別することができる。
【００７３】
Ｌ２≦Ｌｔｈｒ …目標のドップラは広がっていない
Ｌ２＞Ｌｔｈｒ …目標のドップラは広がっている ⇒回転翼機の確率高
【００７４】
なお、ドップラ判定しきい値Ｌｔｈｒは、回転翼機のロータ半径および回転速度を知ることにより、ロータによるドップラ成分が算出できるので、例えばこの算出値からドップラ判定しきい値Ｌｔｈｒを定めれば良い。ロータのドップラ成分ｆ［Ｈｚ］は、ｆ＝ｖ÷（２×π×ｒ）（ただしｖはロータの回転速度［ｍ／ｓ］，ｒはロータ半径［ｍ］）から算出できる。
【００７５】
図１２の処理から得られたドップラ広がり判定結果をもとにして、ドップラ分布解析部９は、解析パラメータ中の図１４に示すような目標種類の尤度テーブル値を参照して目標種類の推定を行ない、この推定結果をドップラ分布推定結果Ｄｏｕｔとして目標判定部１１へ出力する。例えばドップラ広がり無しの場合には、図１４から固定翼機またはミサイル：Ａ％，回転翼機：Ｂ％がドップラ分布推定結果Ｄｏｕｔになる。
【００７６】
＜航跡解析部１０の動作＞
レンジプロフィール解析部８，ドップラ分布解析部９の動作と平行して、航跡解析部１０も目標の類別を行う。図１５は航跡解析部１０の構成を示す図である。図１５において、１２は高度判定回路、１３は速度判定回路、１４は旋回加速度判定回路、１５は尤度算出回路である。また、高度判定しきい値Ｈｔｈｒ，速度判定しきい値Ｖｍｉｎ，Ｖｍａｘ，旋回加速度判定しきい値Ｇｍｉｎ，Ｇｍａｘ，目標種類の尤度テーブル値、重み付け係数は解析パラメータである。
【００７７】
・高度判定
航跡解析部１０の高度判定回路１２は、目標航跡情報から目標の高度Ｈを抽出し、この高度Ｈを高度判定しきい値Ｈｔｈｒと比較して目標の飛行高度の高低を２分類判定する。一般に、固定翼機やミサイルと比較すると、回転翼機は飛行可能な最大高度が低いため、高度判定しきい値Ｈｔｈｒを回転翼機で想定可能な飛行可能最大高度より大きくとれば、高度判定しきい値Ｈｔｈｒより高い高度を飛行する目標は固定翼機またはミサイルと推定される。
【００７８】
図１６は高度判定回路１２の動作（高度判定ステップ）を示すフローチャートである。
図１６のステップＳＴ５において、高度判定回路１２は目標高度Ｈと高度判定しきい値Ｈｔｈｒとを比較する。Ｈ≦Ｈｔｈｒの場合には（ステップＳＴ５でＹＥＳ）目標高度Ｈを低空飛行と判定し、Ｈ＞Ｈｔｈｒであれば（ステップＳＴ５でＮＯ）目標高度Ｈを高空飛行と判定する。
【００７９】
前述したように、低空飛行の目標は固定翼機／回転翼機／ミサイルのいずれも想定可能であり、高空飛行の目標は固定翼機／ミサイルのいずれかと考えられる。
【００８０】
Ｈ≦Ｈｔｈｒ …低空飛行 ⇒固定翼機／回転翼機／ミサイル
Ｈｔｈｒ＜Ｈ …高空飛行 ⇒固定翼機／ミサイル
【００８１】
・速度判定
航跡解析部１０の速度判定回路１３は、固定翼機／回転翼機／ミサイルの飛行速度の差異に注目して目標を類別する。つまり、速度判定回路１３は目標航跡から目標の速度Ｖを抽出し、この速度Ｖを速度判定しきい値Ｖｍａｘ，Ｖｍｉｎと以下のように比較して３分類判定する。
【００８２】
図１７は速度判定回路１３の動作（速度判定ステップ）を示すフローチャートである。
図１７のステップＳＴ６において、速度判定回路１３は速度Ｖと速度判定下限しきい値Ｖｍｉｎとを比較する。Ｖ≦Ｖｍｉｎの場合には（ステップＳＴ６でＹＥＳ）目標速度Ｖを低速度と判定し、Ｖｍｉｎ＜Ｖの場合には（ステップＳＴ６でＮＯ）ステップＳＴ７へ移行する。目標速度Ｖが低速度の場合、固定翼機あるいはミサイルはヘリコプタの飛行速度範囲での飛行が困難であるため、目標は回転翼機である確率が高くなる。
【００８３】
ステップＳＴ７では、速度判定回路１３は速度Ｖと速度判定上限しきい値Ｖｍａｘとを比較する。Ｖｍｉｎ＜Ｖ＜Ｖｍａｘの場合には（ステップＳＴ７でＹＥＳ）速度Ｖを中速度と判定し、Ｖｍａｘ≦Ｖの場合には（ステップＳＴ７でＮＯ）速度Ｖを高速度と判定する。速度判定しきい値（Ｖｍｉｎ，Ｖｍａｘ）は、Ｖｍｉｎは回転翼機の飛行可能速度の上限を、Ｖｍａｘは固定翼機の飛行可能速度の上限を設定すれば良い。
中速度の目標は固定翼機またはミサイルである確率が高くなり、高速度の目標は、ミサイルの飛行可能速度は固定翼機の飛行可能速度の上限と比較して大きいため、ミサイルである確率が高い。
【００８４】
Ｖ≦Ｖｍｉｎ 低速度 ⇒回転翼機の確率高
Ｖｍｉｎ＜Ｖ＜Ｖｍａｘ 中速度 ⇒固定翼機またはミサイルの確率高
Ｖ≧Ｖｍａｘ 高速度 ⇒ミサイルの確率高
【００８５】
・旋回加速度判定
旋回加速度判定回路１４は、固定翼機／回転翼機／ミサイルの旋回加速度の差異に注目して目標を類別する。つまり、旋回加速度判定回路１４は目標航跡から目標の旋回加速度Ｇを抽出し、この旋回加速度Ｇを旋回加速度判定しきい値Ｇｍａｘ，Ｇｍｉｎと以下のように比較して３分類判定する。
【００８６】
図１８は旋回加速度判定回路１４の動作を示すフローチャートである。
図１８のステップＳＴ８において、旋回加速度判定回路１４は旋回加速度Ｇと旋回加速度判定下限しきい値Ｇｍｉｎとを比較する。Ｇ≦Ｇｍｉｎの場合には（ステップＳＴ８でＹＥＳ）旋回加速度Ｇを低旋回加速度と判定し、Ｇｍｉｎ＜Ｇであれば（ステップＳＴ８でＮＯ）ステップＳＴ９へ移行する。低旋回加速度の目標の場合は固定翼機／回転翼機／ミサイルのいずれもが想定される。
【００８７】
ステップＳＴ９では、旋回加速度判定回路１４は旋回加速度Ｇと旋回加速度判定上限しきい値Ｇｍａｘとを比較する。Ｇｍｉｎ＜Ｇ＜Ｇｍａｘの場合には（ステップＳＴ９でＹＥＳ）旋回加速度Ｇを中旋回加速度と判定し、Ｇｍａｘ≦Ｇの場合には（ステップＳＴ９でＮＯ）旋回加速度Ｇを高旋回加速度と判定する。旋回加速度判定しきい値（Ｇｍｉｎ，Ｇｍａｘ）は、Ｇｍｉｎは回転翼機が旋回可能な加速度の上限を、Ｇｍａｘは固定翼機が旋回可能な加速度の上限を設定すれば良い。
目標旋回加速度Ｇが中旋回加速度の場合には、目標は固定翼機またはミサイルである確率が高くなり、目標旋回加速度Ｇが高旋回加速度の場合には、ミサイルが旋回可能な加速度は固定翼機が旋回可能な加速度の上限と比較して大きいため、目標はミサイルである確率が高い。
【００８８】
【００８９】
・航跡推定結果算出
高度判定回路１２の高度判定結果Ｈｏｕｔ，速度判定回路１３の速度判定結果Ｖｏｕｔ，旋回加速度判定回路１４の旋回加速度判定結果Ｇｏｕｔをもとにして、尤度算出回路１５が以下のように算出した航跡推定結果が航跡解析部１０の出力となる。
【００９０】
図１９は尤度算出回路１５の構成を示す図である。
図１９において、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３はそれぞれ解析パラメータ中の重み係数、１６，１７，１８はそれぞれ乗算器、１９は加算器、２０は規格化器である。
【００９１】
尤度算出回路２０の動作について説明する。
乗算器１６，１７，１８は、高度判定回路１２の高度判定結果Ｈｏｕｔ，速度判定回路１０２の速度判定結果Ｖｏｕｔ，旋回加速度判定回路１０３の旋回加速度判定結果Ｇｏｕｔに重み係数Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３をそれぞれ乗算する。重み係数Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３はすべて等しい値に設定しても良いし、各判定結果Ｈｏｕｔ，Ｖｏｕｔ，Ｇｏｕｔのうちのいずれかを重視したい場合は、重視する判定結果に対応した重み係数Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の値を大きくしても良い。
【００９２】
加算器１９は各乗算器１６，１７，１８の乗算結果を加算して規格化器２０へ出力する。規格化器２０は、固定翼機／回転翼機／ミサイルの確率パーセンテージ合計が１００％となるよう規格化を行う。そして、規格化器２０は、航跡解析部１０の航跡推定結果Ｐｏｕｔとしてこの規格化結果を出力する。
【００９３】
＜目標判定部１１の動作＞
レンジプロフィール解析部８のレンジプロフィール推定結果Ｒｏｕｔ，ドップラ分布解析部９のドップラ分布推定結果Ｄｏｕｔ，航跡解析部１０の航跡推定結果Ｐｏｕｔが全てそろった時点で、図１の目標判定部１１は目標の類別結果の算出および出力を行い、最終的な目標類別情報（固定翼機：Ｘ％，回転翼機：Ｙ％，ミサイル：Ｚ％）を出力する。
【００９４】
図２０は目標判定部１１の構成を示す図である。
図２０において、Ｗｒ，Ｗｄ，Ｗｐはそれぞれ解析パラメータ中の重み係数、２１，２２，２３はそれぞれ乗算器、２４は加算器、２５は規格化器である。
【００９５】
目標判定部１１の動作について説明する。
乗算器２１，２２，２３は、レンジプロフィール解析部８のレンジプロフィール推定結果Ｒｏｕｔ，ドップラ分布解析部９のドップラ分布推定結果Ｄｏｕｔ，航跡解析部１０の航跡推定結果Ｐｏｕｔに重み係数Ｗｒ，Ｗｄ，Ｗｐをそれぞれ乗算する。重み係数Ｗｒ，Ｗｄ，Ｗｐはすべて等しい値に設定しても良いし、各判定結果Ｈｏｕｔ，Ｖｏｕｔ，Ｇｏｕｔのうちのいずれかを重視したい場合は、重視する判定結果に対応した重み係数Ｗｒ，Ｗｄ，Ｗｐの値を大きくしても良い。
【００９６】
加算器２４は各乗算器１６，１７，１８の乗算結果を加算して、固定翼機／回転翼機／ミサイル毎の評価関数をそれぞれ求める。
【００９７】
固定翼機の評価関数＝Ｗｒ×Ａ＋Ｗｄ×Ｇ＋Ｗｐ×Ｐ
回転翼機の評価関数＝Ｗｒ×Ｂ＋Ｗｄ×Ｈ＋Ｗｐ×Ｑ
ミサイルの評価関数＝Ｗｒ×Ｃ＋Ｗｄ×Ｉ＋Ｗｐ×Ｒ
【００９８】
加算器２４から規格化器２５へ加算結果が出力されると、規格化器２０は固定翼機／回転翼機／ミサイルの確率パーセンテージ合計が１００％となるよう規格化を行う。そして、規格化器２５は、目標判定部１１の目標類別情報としてこの規格化結果を出力して類別処理が完了する。
【００９９】
以上のように、この実施の形態１によれば、送信信号を高距離分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高距離分解能受信信号をもとに、目標の大きさと目標の形状複雑度とをそれぞれ推定してレンジプロフィール推定結果Ｒｏｕｔを出力するレンジプロフィール解析部８と、送信信号を高ドップラ分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高ドップラ分解能受信情報をもとに、目標のドップラ広がりを推定してドップラ分布推定結果Ｄｏｕｔを出力するドップラ分布解析部９と、受信信号を受信・処理して得られる目標航跡情報をもとに、目標の高度、速度および旋回加速度に関する目標航跡の特徴を抽出して航跡推定結果Ｐｏｕｔを出力する航跡解析部１０と、レンジプロフィール推定結果Ｒｏｕｔ，ドップラ分布推定結果Ｄｏｕｔおよび航跡推定結果Ｐｏｕｔをもとに、目標が固定翼機／回転翼機／ミサイルである確率を示した目標類別情報を算出する目標判定部１１とを備えるようにしたので、固定翼機／回転翼機／ミサイルの中からレーダで検出された目標を類別することができるという効果が得られる。
【０１００】
また、この実施の形態１によれば、受信信号強度判定しきい値を超える高距離分解能受信信号をレンジプロフィール解析部８が目標の大きさＬ１とし、固定翼機／回転翼機／ミサイルの大きさから定められる２つの目標大きさ判定しきい値Ｌｍｉｎ，Ｌｍａｘと目標の大きさＬ１とをレンジプロフィール解析部８がそれぞれ比較して、目標の大きさＬ１を３分類するようにしたので、目標の大きさによって固定翼機／回転翼機／ミサイルの類別が可能になるという効果が得られる。
【０１０１】
さらに、この実施の形態１によれば、受信信号強度最大値と受信信号強度最小値との比を目標の受信信号強度比Ｒとしてレンジプロフィール解析部８が算出し、固定翼機／回転翼機／ミサイルのモデルから算出される２つの受信信号強度比判定しきい値Ｒｍｉｎ，Ｒｍａｘと目標の受信信号強度比Ｒとをレンジプロフィール解析部８がそれぞれ比較して、目標の受信信号強度比Ｒを３分類するようにしたので、目標の形状の複雑度によって固定翼機／回転翼機／ミサイルの類別が可能になるという効果が得られる。
【０１０２】
さらに、この実施の形態１によれば、受信信号強度判定しきい値を超える高ドップラ分解能受信情報をドップラ分布解析部９が目標のドップラ広がり数Ｌ２とし、回転翼機のロータ半径および回転速度から算出されるドップラビン数判定しきい値Ｌｔｈｒとドップラ広がり数Ｌ２とをドップラ分布解析部９が比較して、目標のドップラ広がり数Ｌ２を２分類するようにしたので、ドップラ広がりによって回転翼機と固定翼機／ミサイルとの類別が可能になるという効果が得られる。
【０１０３】
さらに、この実施の形態１によれば、回転翼機で想定可能な飛行可能最大高度から定められる高度判定しきい値Ｈｔｈｒと目標航跡情報から得られる目標の高度Ｈとを比較して、目標の高度Ｈを２分類する高度判定回路１２を航跡解析部１０が備えるようにしたので、目標の高度Ｈによって回転翼機と固定翼機／ミサイルとの類別が可能になるという効果が得られる。
【０１０４】
さらに、この実施の形態１によれば、固定翼機／回転翼機／ミサイルの飛行可能速度の限界値から定められる２つの速度判定しきい値Ｖｍｉｎ，Ｖｍａｘと目標航跡情報から得られる目標の速度Ｖとをそれぞれ比較して、目標の速度Ｖを３分類する速度判定回路１３を航跡解析部１０が備えるようにしたので、目標の速度Ｖによって固定翼機／回転翼機／ミサイルの類別が可能になるという効果が得られる。
【０１０５】
さらに、この実施の形態１によれば、固定翼機／回転翼機／ミサイルの旋回可能加速度の限界値から定められる２つの旋回加速度判定しきい値Ｇｍｉｎ，Ｇｍａｘと目標航跡情報から得られる目標の旋回加速度Ｇとをそれぞれ比較して、目標の旋回加速度Ｇを３分類する旋回加速度判定回路１４を航跡解析部１０が備えるようにしたので、目標の旋回加速度Ｇによって固定翼機／回転翼機／ミサイルの類別が可能になるという効果が得られる。
【０１０６】
さらに、この実施の形態１によれば、目標航跡の特徴としてそれぞれ判定された目標の高度Ｈ，速度Ｖおよび旋回加速度Ｇの各判定結果Ｈｏｕｔ，Ｖｏｕｔ，Ｇｏｕｔを重み付け加算して規格化し、この規格化された重み付け加算の結果を航跡推定結果として出力する尤度算出回路１５を航跡解析部１０が備えるようにしたので、目標の高度Ｈ，速度Ｖおよび旋回加速度Ｇによる各判定結果Ｈｏｕｔ，Ｖｏｕｔ，Ｇｏｕｔを一つにまとめて航跡推定結果Ｐｏｕｔとして出力することができ、各判定結果Ｈｏｕｔ，Ｖｏｕｔ，Ｇｏｕｔを反映させて航跡解析の信頼性を向上することができるという効果が得られる。
【０１０７】
さらに、この実施の形態１によれば、レンジプロフィール推定結果Ｒｏｕｔ，ドップラ分布推定結果Ｄｏｕｔおよび航跡推定結果Ｐｏｕｔを目標判定部１１が重み付け加算して規格化し、この規格化された重み付け加算の結果を目標類別情報として目標判定部１１が出力するようにしたので、レンジプロフィール推定結果Ｒｏｕｔ，ドップラ分布推定結果Ｄｏｕｔおよび航跡推定結果Ｐｏｕｔを一つにまとめて目標類別情報として出力することができ、各推定結果Ｒｏｕｔ，Ｄｏｕｔ，Ｐｏｕｔを反映させて目標類別情報の信頼性を向上することができるという効果が得られる。
【０１０８】
さらに、この実施の形態１によれば、予め設定した目標類別条件を満たす目標を検出すると、高距離分解能送信時の送信信号と高ドップラ分解能送信時の送信信号とを目標へ順次送信し、目標類別情報を自動的に算出するようにしたので、オペレータの負担を軽減できるという効果が得られる。
【０１０９】
さらに、この実施の形態１によれば、送信信号によって目標を検出する場合と比較して、高距離分解能送時および高ドップラ分解能送信時の場合における送信信号の目標ヒット数を増加させるようにしたので、受信信号のＳ／Ｎ比が向上して、レンジプロフィール解析の解析精度を向上することができるという効果が得られる。
【０１１０】
実施の形態２．
図２１はこの発明の実施の形態２によるレーダ装置の構成を示す図である。図１と同一符号は同一または相当する構成を示している。
この実施の形態２では、実施の形態１の構成（図１）に基づき、レーダ制御部２’からの指令によってビームマネジメント部３’が高距離分解能送信指令／高ドップラ分解能送信指令を出力する際に、レーダパルスの送信間隔を小さくするよう送信部４’に指示し、また受信部６’および信号処理部７’に対しても、レーダパルスの送信間隔の変更に対応し処理を行うように指令するものである。
【０１１１】
レーダ制御部２’はレーダパルスの送信間隔を小さくした際、レンジプロフィール解析部８，ドップラ分布解析部９，航跡解析部１０のそれぞれに対しても必要があれば解析パラメータの変更を通知する。レーダパルスの送信間隔を小さくすることにより、発明の実施の形態１に加えてさらに下記の効果が得られる。
【０１１２】
（１） 送信信号のデューティ比の向上により、レーダパルスの送信間隔を小さくしない場合と比較して送信平均電力が大きくなるため受信信号のＳ／Ｎ比が向上し、高距離分解能受信信号処理時および高ドップラ分解能受信情報処理時の推定精度が向上する。
【０１１３】
（２） 高ドップラ信号処理時におけるナイキスト周波数がレーダパルスの送信間隔を小さくしない場合よりも大きくとれるため、より広い帯域でのドップラ分布解析が可能となり、解析精度が向上する。
【０１１４】
なお、レーダパルスの送信間隔は、高距離分解能送信を行なう場合には送信部４’が許容する範囲で送信信号のデューティ比が大きくなるように、高ドップラ分解能送信を行なう場合にはナイキスト周波数が大きく得られ、かつ送信信号のデューティ比が許容する範囲で小さく選べば良い。
【０１１５】
以上のように、この実施の形態２によれば、高距離分解能送信時には送信信号のデューティ比が許容範囲内で大きくなるように、また高ドップラ分解能送信時にはナイキスト周波数が大きく得られ、かつ送信信号のデューティ比が許容する範囲で、送信信号のレーダパルスの送信間隔を小さくするようにしたので、送信平均電力が大きくなって受信信号のＳ／Ｎ比が向上し、高距離分解能送信／高ドップラ分解能送信における推定精度を向上することができるという効果が得られる。
【０１１６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、送信信号を高距離分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高距離分解能受信信号をもとに、目標の大きさと目標の形状複雑度とをそれぞれ推定してレンジプロフィール推定結果を出力するレンジプロフィール解析部と、送信信号を高ドップラ分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高ドップラ分解能受信情報をもとに、目標のドップラ広がりを推定してドップラ分布推定結果を出力するドップラ分布解析部と、受信信号を受信・処理して得られる目標航跡情報をもとに、目標の高度、速度および旋回加速度に関する目標航跡の特徴を抽出して航跡推定結果を出力する航跡解析部と、レンジプロフィール推定結果、ドップラ分布推定結果および航跡推定結果をもとに、目標が固定翼機／回転翼機／ミサイルである確率を示した目標類別情報を算出する目標判定部とを備え、レンジプロフィール解析部は、受信信号強度最大値と受信信号強度最小値との比を目標の受信信号強度比として算出し、固定翼機／回転翼機／ミサイルのモデルから算出される２つの受信信号強度比判定しきい値と目標の受信信号強度比とを比較して、目標の受信信号強度比を３分類するようにしたので、目標の形状の複雑度によって固定翼機／回転翼機／ミサイルの類別が可能になるという効果が得られる。
【０１２８】
この発明によれば、送信信号を高距離分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高距離分解能受信信号をもとに、目標の大きさと目標の形状複雑度とをそれぞれ推定してレンジプロフィール推定結果を出力するレンジプロフィール解析ステップと、送信信号を高ドップラ分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高ドップラ分解能受信情報をもとに、目標のドップラ広がりを推定してドップラ分布推定結果を出力するドップラ分布解析ステップと、受信信号を受信・処理して得られる目標航跡情報をもとに、目標の高度、速度および旋回加速度に関する目標航跡の特徴を抽出して航跡推定結果を出力する航跡解析ステップと、レンジプロフィール推定結果、ドップラ分布推定結果および航跡推定結果をもとに、目標が固定翼機／回転翼機／ミサイルである確率を示した目標類別情報を算出する目標判定ステップとを備え、前記レンジプロフィール解析ステップは、受信信号強度最大値と受信信号強度最小値との比を目標の受信信号強度比として算出し、固定翼機／回転翼機／ミサイルのモデルから算出される２つの受信信号強度比判定しきい値と上記目標の受信信号強度比とを比較して、上記目標の受信信号強度比を３分類する受信信号強度比判定ステップを含むようにしたので、目標の形状の複雑度によって固定翼機／回転翼機／ミサイルの類別が可能になるという効果が得られる。
【０１３５】
この発明によれば、送信信号を高距離分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高距離分解能受信信号をもとに、目標の大きさと目標の形状複雑度とをそれぞれ推定してレンジプロフィール推定結果を出力するレンジプロフィール解析手順と、送信信号を高ドップラ分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高ドップラ分解能受信情報をもとに、目標のドップラ広がりを推定してドップラ分布推定結果を出力するドップラ分布解析手順と、受信信号を受信・処理して得られる目標航跡情報をもとに、目標の高度、速度および旋回加速度に関する目標航跡の特徴を抽出して航跡推定結果を出力する航跡解析手順と、レンジプロフィール推定結果、ドップラ分布推定結果および航跡推定結果をもとに、目標が固定翼機／回転翼機／ミサイルである確率を示した目標類別情報を算出する目標判定手順をコンピュータに実行させるための目標類別プログラムであって、前記レンジプロフィール解析手順は、受信信号強度最大値と受信信号強度最小値との比を目標の受信信号強度比として算出し、固定翼機／回転翼機／ミサイルのモデルから算出される２つの受信信号強度比判定しきい値と上記目標の受信信号強度比とを比較して、上記目標の受信信号強度比を３分類する受信信号強度比判定手順を含むようにしたので、目標の形状の複雑度によって固定翼機／回転翼機／ミサイルの類別が可能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるレーダ装置の構成を示す図である。
【図２】 目標の通常検出時および高距離分解能送信時における距離分解能を比較する図である。
【図３】 レンジプロフィール解析部の入出力関係を説明するための図である。
【図４】 レンジプロフィール解析部の動作を示すフローチャートである。
【図５】 目標大きさ判定ステップの処理を表すフローチャートである。
【図６】 目標の大きさの推定処理例を示す図である。
【図７】 目標形状の複雑度と受信信号強度比との関係性を示す図である。
【図８】 受信信号強度比判定ステップの処理を表すフローチャートである。
【図９】 目標種類の尤度テーブルを示す図である。
【図１０】 目標の通常検出時および高ドップラ分解能送信時におけるドップラ分解能を比較する図である。
【図１１】 ドップラ分布解析部の入出力関係を説明するための図である。
【図１２】 ドップラ分布解析部の動作を示すフローチャートである。
【図１３】 目標のドップラ広がり数の推定処理例を示す図である。
【図１４】 目標種類の尤度テーブルを示す図である。
【図１５】 航跡解析部の構成を示す図である。
【図１６】 高度判定回路の動作を示すフローチャートである。
【図１７】 速度判定回路の動作を示すフローチャートである。
【図１８】 旋回加速度判定回路の動作を示すフローチャートである。
【図１９】 尤度算出回路の構成を示す図である。
【図２０】 目標判定部の構成を示す図である。
【図２１】 この発明の実施の形態２によるレーダ装置の構成を示す図である。
【図２２】 従来のレーダ装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ レーダ指示部、２ レーダ制御部、３ ビームマネジメント部、４ 送信部、５ 空中線部、６ 受信部、７ 信号処理部、８ レンジプロフィール解析部、９ ドップラ分布解析部、１０ 航跡解析部、１１ 目標判定部、１２ 高度判定回路、１３ 速度判定回路、１４ 旋回加速度判定回路、１５ 尤度算出回路、１６，１７，１８ 乗算器、１９ 加算器、２０ 規格化器、２１，２２，２３ 乗算器、２４ 加算器、２５ 規格化器、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３ 重み係数、Ｗｒ，Ｗｄ，Ｗｐ 重み係数。
【発明の属する技術分野】
この発明は、目標のレンジプロフィール、ドップラ分布および航跡の特徴を利用して、固定翼機／回転翼機／ミサイルの中から目標を類別するレーダ装置、目標類別方法および目標類別プログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２２は例えば特開昭６０−５６２７６号公報に開示された従来のレーダ装置の構成を示す図である。
図２２において、１０１はレーダの送信信号生成を行う送信機、１０２はレーダ電波の送受信を行うレーダアンテナ、１０３はレーダの受信信号処理を行う受信機、１０４は受信機１０３からの受信信号に対して目標検出処理を行い、目標検出情報を出力する信号処理器、１０５は信号処理器１０４からの目標検出情報の表示を行う表示器である。
【０００３】
信号処理器１０４において、１０６は受信機１０３からの受信信号に対して周波数分析を行う周波数分析部、１０７は航空機に対する目標ドップラ周波数ｆｄ，航空機ジェットエンジンのコンプレッサによるドップラ周波数ｆｍおよびそのスペクトル幅を周波数分析部１０６の周波数分析結果から抽出する信号検出部である。
【０００４】
ここで、目標のドップラ周波数ｆｄ，コンプレッサのドップラ周波数ｆｍは下記の（１），（２）式でそれぞれ与えられる。ただし、ｖは目標の速度、ｆはレーダの送信周波数、Ｃは光速であり、Ｒ，ωおよびθはコンプレッサの羽根の回転半径、回転角速度および傾き角をそれぞれ表している。
【０００５】
ｆｄ ＝ ２×ｖ×ｆ／Ｃ …（１）
ｆｍ ＝（２×ｆ／Ｃ）×Ｒ×ω×ｔａｎ（θ） …（２）
【０００６】
１０８は航空機の機種毎のコンプレッサによるドップラ偏移およびそのスペクトル幅を記憶するメモリ部、１０９は信号検出部１０７からのコンプレッサによるドップラ偏移およびそのスペクトル幅と、メモリ部１０８に記憶された航空機の機種毎のコンプレッサによるドップラ偏移およびそのスペクトル幅とを比較して、航空機の種類および敵味方の類別を行うスペクトラム比較部である。
【０００７】
このように構成されたレーダ装置を利用することによって、敵味方類別装置を用いることなく、航空機の機種の類別を行うことができる。
【０００８】
【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構成されているので、固定翼機／回転翼機／ミサイルの中から目標を類別することができないという課題があった。
【０００９】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、検出した目標を固定翼機／回転翼機／ミサイルの中から類別することが可能なレーダ装置、目標類別方法および目標類別プログラムを構成することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るレーダ装置は、送信信号を高距離分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高距離分解能受信信号をもとに、目標の大きさと目標の形状複雑度とをそれぞれ推定してレンジプロフィール推定結果を出力するレンジプロフィール解析部と、送信信号を高ドップラ分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高ドップラ分解能受信情報をもとに、目標のドップラ広がりを推定してドップラ分布推定結果を出力するドップラ分布解析部と、受信信号を受信・処理して得られる目標航跡情報をもとに、目標の高度、速度および旋回加速度に関する目標航跡の特徴を抽出して航跡推定結果を出力する航跡解析部と、レンジプロフィール推定結果、ドップラ分布推定結果および航跡推定結果をもとに、目標が固定翼機／回転翼機／ミサイルである確率を示した目標類別情報を算出する目標判定部とを備え、レンジプロフィール解析部は、受信信号強度最大値と受信信号強度最小値との比を目標の受信信号強度比として算出し、固定翼機／回転翼機／ミサイルのモデルから算出される２つの受信信号強度比判定しきい値と目標の受信信号強度比とを比較して、目標の受信信号強度比を３分類するようにしたものである。
【００２２】
この発明に係る目標類別方法は、送信信号を高距離分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高距離分解能受信信号をもとに、目標の大きさと目標の形状複雑度とをそれぞれ推定してレンジプロフィール推定結果を出力するレンジプロフィール解析ステップと、送信信号を高ドップラ分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高ドップラ分解能受信情報をもとに、目標のドップラ広がりを推定してドップラ分布推定結果を出力するドップラ分布解析ステップと、受信信号を受信・処理して得られる目標航跡情報をもとに、目標の高度、速度および旋回加速度に関する目標航跡の特徴を抽出して航跡推定結果を出力する航跡解析ステップと、レンジプロフィール推定結果、ドップラ分布推定結果および航跡推定結果をもとに、目標が固定翼機／回転翼機／ミサイルである確率を示した目標類別情報を算出する目標判定ステップとを備え、前記レンジプロフィール解析ステップは、受信信号強度最大値と受信信号強度最小値との比を目標の受信信号強度比として算出し、固定翼機／回転翼機／ミサイルのモデルから算出される２つの受信信号強度比判定しきい値と上記目標の受信信号強度比とを比較して、上記目標の受信信号強度比を３分類する受信信号強度比判定ステップを含むようにしたものである。
【００２９】
この発明に係る目標類別プログラムは、送信信号を高距離分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高距離分解能受信信号をもとに、目標の大きさと目標の形状複雑度とをそれぞれ推定してレンジプロフィール推定結果を出力するレンジプロフィール解析手順と、送信信号を高ドップラ分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高ドップラ分解能受信情報をもとに、目標のドップラ広がりを推定してドップラ分布推定結果を出力するドップラ分布解析手順と、受信信号を受信・処理して得られる目標航跡情報をもとに、目標の高度、速度および旋回加速度に関する目標航跡の特徴を抽出して航跡推定結果を出力する航跡解析手順と、レンジプロフィール推定結果、ドップラ分布推定結果および航跡推定結果をもとに、目標が固定翼機／回転翼機／ミサイルである確率を示した目標類別情報を算出する目標判定手順をコンピュータに実行させるための目標類別プログラムであって、前記レンジプロフィール解析手順は、受信信号強度最大値と受信信号強度最小値との比を目標の受信信号強度比として算出し、固定翼機／回転翼機／ミサイルのモデルから算出される２つの受信信号強度比判定しきい値と上記目標の受信信号強度比とを比較して、上記目標の受信信号強度比を３分類する受信信号強度比判定手順を含むものである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるレーダ装置の構成を示す図である。
図１において、１はオペレータの操作によって類別対象の目標が指定されると目標類別指示を出力するレーダ指示部、２はレーダ指示部１から目標類別指示を受けると高距離分解能送信指令／高ドップラ分解能送信指令と解析パラメータとをそれぞれ出力するレーダ制御部である。
【００３１】
また、図１において、３はビームマネジメント部であり、高距離分解能送信指令／高ドップラ分解能送信指令をレーダ制御部２から受けると、レーダビームの指向方向・レーダパルスの送信間隔・レーダの距離分解能、目標類別を行う目標が存在する方向へのレーダのヒット数等のレーダ送受信信号に関するパラメータを決定して各制御信号を出力する。
【００３２】
さらに、図１において、４は送信部、５は空中線部、６は受信部、７は信号処理部である。
送信部４は、ビームマネジメント部３からの送信部制御信号にしたがって、レーダパルスの送信間隔または距離分解能を決定するパルス幅およびパルス圧縮比を可変させて空中線部５へ送信信号を出力する。空中線部５は、ビームマネジメント部３からのビーム制御信号で指示される方向へ送信部４の送信信号を放射し、目標で散乱した送信信号を受信信号として受信する。
【００３３】
受信部６は、ビームマネジメント部３からの受信部制御信号をもとに、送信時可変させたレーダパルスの送信間隔、レーダのパルス幅、パルス圧縮比に応じて、空中線部５の受信信号を処理して目標を検出し、目標検出情報を信号処理部７へ出力する。信号処理部７は、ビームマネジメント部３からの信号処理部制御信号をもとに、受信部５からの目標検出情報に対して高距離分解能処理、高ドップラ分解能処理、目標航跡作成処理をそれぞれ行い、高距離分解能受信信号、高ドップラ分解能受信情報、目標航跡情報を各処理結果としてそれぞれ出力する。
【００３４】
さらに、図１において、８はレンジプロフィール解析部、９はドップラ分布解析部、１０は航跡解析部、１１は目標判定部である。
レンジプロフィール解析部８は、レーダ制御部２からの解析パラメータにしたがって、信号処理部７で処理した高距離分解能受信信号をもとに目標のレンジプロフィール解析を行い、レンジプロフィール推定結果Ｒｏｕｔを目標判定部１１へ出力する。
【００３５】
ドップラ分布解析部９は、信号処理部７で処理した高ドップラ分解能受信情報をもとに目標のドップラ分布の解析を行い、ドップラ分布推定結果Ｄｏｕｔを目標判定部１１に出力する。航跡解析部１０は、信号処理部７で処理した目標航跡情報をもとに目標航跡の特徴抽出を行い、航跡推定結果Ｐｏｕｔを目標判定部１１へ出力する。
【００３６】
そして、目標判定部１１は、レーダ制御部２からの解析パラメータにしたがって、レンジプロフィール解析部８，ドップラ分布解析部９および航跡解析部１０の各推定結果Ｒｏｕｔ，Ｄｏｕｔ，Ｐｏｕｔから目標類別情報を算出するものである。
【００３７】
次に動作について説明する。
オペレータがレーダ指示部１を操作してレーダで検出された目標を類別対象に指定すると、レーダ指示部１は指定された目標を類別処理するためにレーダ制御部２へ目標類別指示を出力する。
【００３８】
この類別処理の開始動作は、オペレータによるレーダ指示部１の操作に限定されるものではなく、類別処理を行う方位や距離などの目標類別条件をレーダ指示部１にあらかじめ設定しておき、目標類別条件を満たす目標がレーダで検出されると、レーダ指示部１がこの目標を類別対象に指定して、レーダ制御部２へ目標類別指示を自動出力するようにしても良い。このようにすることで、オペレータの負担を軽減することができる。
【００３９】
レーダ指示部１から目標類別指示を受けたレーダ制御部２は、目標の存在する領域へ高距離分解能送信／高ドップラ分解能送信を行うように、高距離分解能送信指令／高ドップラ分解能送信指令をビームマネジメント部３へ出力する。高距離分解能送信／高ドップラ分解能送信を行なう順序は特に限定されず、どちらを先に行なっても良い。
【００４０】
同時に、レーダ制御部２は、類別対象の目標を解析するために、レンジプロフィール解析部８，ドップラ分布解析部９，航跡解析部１０，目標判定部１１へ解析パラメータをそれぞれ出力する。これらの解析パラメータについては後述する。
【００４１】
＜高距離分解能送信、レンジプロフィール解析部８の動作＞
まず始めに、高距離分解能送信時における動作を説明する。
高距離分解能送信指令を受けたビームマネジメント部３は、目標の存在する方向における受信信号の距離分解能とＳ／Ｎ比とを向上させるため、以下の（ａ），（ｂ）の動作を行う。受信信号のＳ／Ｎ比の向上はレンジプロフィール推定時の精度向上のために有用である。
【００４２】
（ａ） レーダによる目標の通常検出時と比較して、類別対象の目標が存在する方向へビームの連続照射回数を増加するように空中線部５に指示する。これは、目標に対するヒット数を増やして受信信号のＳ／Ｎ比を向上させるための指示である。
【００４３】
（ｂ） 距離分解能を向上させた送信信号を生成するように送信部４へ指示を出力する。図２は通常目標検出時および高距離分解能送信時における距離分解能を比較する図であり、図２（ａ）の通常目標検出時の距離分解能と比較すると、高距離分解能送信時の場合には距離分解能が高くなる（図２（ｂ））。送信信号の距離分解能を向上するために、ビームマネジメント部３は以下の（ｂ−１）〜（ｂ−４）のようにする。
【００４４】
（ｂ−１） パルス圧縮比を通常目標検出時より大きくする。
（ｂ−２） 送信パルス幅を通常目標検出時より小さくする。
（ｂ−３） （ｂ−１），（ｂ−２）で指定したパラメータの変更を反映して受信信号処理と目標検出とを行うように受信部６へ指示を出す。
（ｂ−４） （ｂ−１），（ｂ−２）で指定したパラメータの変更を反映して距離分解能処理を行うよう信号処理部７へ指示を出す。
【００４５】
ビームマネジメント部３からの送信部制御信号にしたがって、送信部４は高距離分解能の送信信号を生成して空中線部５へ出力する。空中線部５は、ビームマネジメント部３からのビーム制御信号にしたがって送信信号を目標へ放射し、目標で散乱した送信信号を受信信号として受信する。
【００４６】
受信部６は、ビームマネジメント部３からの受信部制御信号にしたがって、空中線部５が受信した受信信号を処理して目標検出情報を出力する。受信部６から目標検出情報を受けた信号処理部７は、ビームマネジメント部３からの信号処理部制御信号にしたがって、目標検出位置を中心にレンジ方向に２０ｍ〜数１０ｍの範囲にあるレンジセル（図２（ｂ））の振幅プロファイルを算出し、レンジプロフィール解析部８へ出力する。
【００４７】
図３はレンジプロフィール解析部８の入出力関係を説明するための図であり、図４はレンジプロフィール解析部８の動作（レンジプロフィール解析ステップ）を示すフローチャートである。
図３において、レンジプロフィール解析部８は信号処理部７から得た高距離分解能受信信号に対し、レーダ制御部２から得た解析パラメータを用いて図４の処理を行い、レンジプロフィール推定結果Ｒｏｕｔを目標判定部１１へ出力する。図３に示すように、解析パラメータは、解析範囲、受信信号強度判定しきい値、目標大きさ判定しきい値（Ｌｍｉｎ，Ｌｍａｘ）、受信信号強度比判定しきい値（Ｒｍｉｎ，Ｒｍａｘ）および目標種類の尤度テーブル値からなる。
【００４８】
図５は図４の目標大きさ判定ステップＳＴ１の処理を表すフローチャートである。ここでは、固定翼機／回転翼機／ミサイルの大きさの差異に注目している。
【００４９】
図５のステップＳＴ１１において、レンジプロフィール解析部８は、信号処理部７から得た高距離分解能受信信号に対し、受信信号強度判定しきい値を解析範囲内で連続して超えるレンジ数を求め、目標の大きさＬ１を推定する。受信信号強度判定しきい値は、例えば目標検出の判定の際に用いるしきい値を使うようにする。図６はこの類別対象の目標の大きさＬ１の推定処理例を示す図であり、横軸は距離、縦軸は受信信号強度である。図６に示すように、解析範囲内の高距離分解能受信信号において、受信信号強度判定しきい値を超える部分が目標の大きさＬ１に相当する。
【００５０】
図５のステップＳＴ１１で目標の大きさＬ１を推定すると、続いてステップＳＴ１２〜ステップＳＴ１３において、レンジプロフィール解析部８は、２つの目標大きさ判定しきい値（Ｌｍｉｎ，Ｌｍａｘ）と目標の大きさＬ１とを比較して、小型目標／中型目標／大型目標の３分類判定を行う。
【００５１】
すなわち、ステップＳＴ１２において、レンジプロフィール解析部８は、目標の大きさＬ１と目標大きさ判定下限しきい値Ｌｍｉｎとを比較する。Ｌ１＜Ｌｍｉｎの場合には（ステップＳＴ１２でＹＥＳ）目標を小型と判定し、またＬｍｉｎ≦Ｌ１の場合には（ステップＳＴ１２でＮＯ）ステップＳＴ１３へ移行する。
【００５２】
ステップＳＴ１３では、レンジプロフィール解析部８は、目標の大きさＬ１と目標大きさ判定上限しきい値Ｌｍａｘとを比較する。Ｌｍｉｎ≦Ｌ１≦Ｌｍａｘの場合には（ステップＳＴ１３でＹＥＳ）目標を目標と判定し、Ｌｍａｘ＜Ｌ１の場合には（ステップＳＴ１３でＮＯ）目標を大型と判定する。小型目標はミサイルである確率が高く、大型目標は固定翼機である確率が高くなる。
【００５３】
Ｌ１＜Ｌｍｉｎ …小型目標 ⇒ミサイルの確率高
Ｌｍｉｎ≦Ｌ１≦Ｌｍａｘ …中型目標
Ｌ１＞Ｌｍａｘ …大型目標 ⇒固定翼機の確率高
【００５４】
なお、ここで用いた目標大きさ判定しきい値Ｌｍｉｎ，Ｌｍａｘは、固定翼機／回転翼機／ミサイルの種類により、例えば小型（ミサイル）を〜１０ｍ，中型（戦闘機などの小型固定翼機や回転翼機）を〜２５ｍ，大型（輸送機・大型旅客機などの大型固定翼機）を２５ｍ〜のようにそれぞれの大きさを予め想定しておき、Ｌｍｉｎ＝１０ｍ，Ｌｍａｘ＝２５ｍと設定する。
【００５５】
また、一般にレーダにとって最大脅威となるのはミサイルであり、次に戦闘機や回転翼機となるので、目標の誤判定の確率が高くなっても、Ｌｍｉｎを上記の例よりも大きな値にして戦闘機・回転翼機よりミサイルの判定確率を高くし、Ｌｍａｘを上記の例よりも大きな値にして輸送機や大型旅客機よりも戦闘機や回転翼機の判定確率を高くするようにしても良い。
【００５６】
図４の目標大きさ判定ステップＳＴ１の処理が終わると、次の受信信号強度比判定ステップＳＴ２で、レンジプロフィール解析部８は高距離分解能受信信号における受信信号強度を解析し、受信信号強度比の３分類判定を行なう。この解析は、目標の形状が複雑であるほど受信信号の最大値と受信信号の最小値との差が大きくなるという考えに基づいている。
【００５７】
図７は目標の形状の複雑度と受信信号強度比との関係性を示す図である。
例えば図７に示すように、受信信号強度比Ｒ＝（解析範囲内の受信信号最大値）÷（解析範囲内の受信信号最小値）とすると、図７（ａ）の固定翼機、図７（ｂ）の回転翼機、図７（ｃ）のミサイルの各受信信号強度比Ｒは大、中、小の傾向にある。
【００５８】
受信信号強度比Ｒの判定処理を具体的に説明する。
図８は図４の受信信号強度比ステップＳＴ２の処理を表すフローチャートである。
図８のステップＳＴ２１において、レンジプロフィール解析部８は受信信号強度比Ｒ＝（解析範囲内の受信信号最大値）÷（解析範囲内の受信信号最小値）を算出し、ステップＳＴ２２において、受信信号強度比Ｒと解析パラメータ中の受信信号強度比判定下限しきい値Ｒｍｉｎとを比較する。Ｒ＜Ｒｍｉｎの場合には（ステップＳＴ２２でＹＥＳ）受信信号強度比Ｒを小と判定し、Ｒｍｉｎ≦Ｒの場合には（ステップＳＴ２２でＮＯ）ステップＳＴ２３へ移行する。
【００５９】
ステップＳＴ２３では、レンジプロフィール解析部８は受信信号強度比Ｒと受信信号強度比判定上限しきい値Ｒｍａｘとを比較する。Ｒｍｉｎ≦Ｒ≦Ｒｍａｘの場合には（ステップＳＴ２３でＹＥＳ）受信信号強度比Ｒを中と判定し、Ｒｍａｘ＜Ｒの場合には（ステップＳＴ２３でＮＯ）受信信号強度比Ｒを大と判定する。図７で説明したように、受信信号強度比Ｒが小ならばミサイルの確率が高く、受信信号強度比Ｒが中ならば回転翼機の確率が高く、受信信号強度比Ｒが大ならば固定翼機の確率が高い。
【００６０】
Ｒ＜Ｒｍｉｎ …受信信号強度比小 ⇒ミサイルの確率高
Ｒｍｉｎ≦Ｒ≦Ｒｍａｘ …受信信号強度比中 ⇒回転翼機の確率高
Ｒ＞Ｒｍａｘ …受信信号強度比大 ⇒固定翼機の確率高
【００６１】
なお、受信信号強度比判定しきい値（Ｒｍｉｎ，Ｒｍａｘ）は、例えば目標類別対象である固定翼機／回転翼機／ミサイルのモデルからレーダ送信信号による受信信号強度比を予め以下のように算出しておいて定める。
【００６２】
ミサイルの受信信号強度比≦ミサイルのモデルから算出される受信信号強度比
回転翼機の受信信号強度比≦回転翼機のモデルから算出される受信信号強度比
固定翼機の受信信号強度比≦固定翼機のモデルから算出される受信信号強度比
【００６３】
そしてレンジプロフィール解析部８は、目標の大きさ判定ステップＳＴ１，受信信号強度比判定ステップＳＴ２の各結果をもとにして、解析パラメータ中の図９に示すような目標種類の尤度テーブル値を参照して目標の推定を行い、この推定結果をレンジプロフィール推定結果Ｒｏｕｔとして目標判定部１１へ出力する。例えば小型の場合には、図９から固定翼機：Ｘ％：回転翼機：Ｙ％：ミサイル：Ｚ％が推定結果になる。目標判定部１１の判定動作は最後に説明する。
【００６４】
＜高ドップラ分解能送信、ドップラ分布解析部９の動作＞
次に、高ドップラ分解能送信時における動作を説明する。
高ドップラ分解能送信指令をレーダ制御部２から受けたビームマネジメント部３は、目標の存在する方向に対して受信信号の周波数分解能を向上させるため、以下（ｃ），（ｄ）の動作を行う。
【００６５】
（ｃ） レーダによる目標の通常検出時と比較して、類別対象の目標が存在する方向へビームの連続照射回数を増加するように空中線部５に指示する。これは、目標に対するヒット数を増やして周波数分解能を向上させるための指示である。
図１０は通常検出時および高ドップラ分解能送信時におけるドップラ分解能を比較する図であり、横軸はドップラ周波数、縦軸は受信信号強度である。図１０（ａ）の通常検出時のドップラ分解能と比較すると、高ドップラ分解能送信時の場合にはドップラ分解能が高くなる（図１０（ｂ））。
【００６６】
（ｄ） （ｃ）で指定したパラメータの変更を反映して受信信号処理と目標検出とを行うように受信部６へ指示を出し、また高ドップラ分解能処理を行うよう信号処理部７へ指示を出す。
【００６７】
送信部４は、ビームマネジメント部３からの送信部制御信号にしたがって、高ドップラ分解能の送信信号を生成して空中線部５へ出力する。送信部４からの送信信号を受けた空中線部５は、ビームマネジメント部３からのビーム制御信号にしたがって送信信号を目標へ放射し、目標で散乱した送信信号を受信信号として受信する。
【００６８】
空中線部５の受信信号を受けた受信部６は、ビームマネジメント部３からの受信部制御信号にしたがって、受信信号を処理して目標検出情報を出力する。受信部６から目標検出情報を受けた信号処理部７は、ビームマネジメント部３からの信号処理部制御信号にしたがって、目標の存在するレンジセルに対してフーリエ変換処理を行い、高ドップラ分解能受信情報をドップラ分布解析部９へ出力する。信号処理部７の処理結果を受けると、ドップラ分布解析部９はドップラ分布解析処理を行ってドップラ分布の２分類判定を行なう。
【００６９】
図１１はドップラ分布解析部９の入出力関係を説明するための図であり、図１２はドップラ分布解析部９の動作（ドップラ分布解析ステップ）を示すフローチャートである。
図１１において、ドップラ分布解析部９は信号処理部７から得た高ドップラ分解能受信情報に対し、レーダ制御部２から得た解析パラメータを用いて目標類別を行い、ドップラ分布推定結果Ｄｏｕｔを目標判定部１１へ出力する。ここで、解析パラメータは、ドップラビン数Ｎ，受信信号強度判定しきい値、ドップラビン数判定しきい値Ｌｔｈｒからなる。
【００７０】
図１２のステップＳＴ３において、信号処理部７から得たドップラビン数Ｎの高ドップラ分解能受信情報に対し、受信信号強度判定しきい値よりも大きい受信信号強度を連続して持つドップラビン数を算出し、このドップラビン数を目標のドップラ広がり数Ｌ２とする。図１３はこの目標のドップラ広がり数Ｌ２の推定処理例を示す図であり、横軸はドップラ周波数、縦軸は受信信号強度である。図１３に示すように、ドップラビン数Ｎ内の高ドップラ分解能受信情報において、受信信号強度判定しきい値を超える部分がドップラ広がり数Ｌ２に相当する。
【００７１】
受信信号強度判定しきい値は、例えば回転翼機のモデルから回転翼機のロータ先端の受信信号強度を予め算出しておき、受信信号強度判定しきい値＝（モデルから算出されるロータ先端の受信信号強度）とする。これは、ロータによる受信信号強度がロータの中心成分（ドップラの０成分）で最も大きくなり、ロータ先端部分（ロータによるドップラ成分が最も大きい箇所）で最小となるからである。
【００７２】
図１２のステップＳＴ３でドップラ広がり数Ｌ２が算出されると、図１２のステップＳＴ４において、ドップラ分布解析部９はドップラ広がり数Ｌ２とドップラビン数判定しきい値Ｌｔｈｒとを比較する。Ｌ２≦Ｌｔｈｒの場合には（ステップＳＴ４でＹＥＳ）目標のドップラ広がり無しと判定し、Ｌｔｈｒ＜Ｌ２であれば（ステップＳＴ４でＮＯ）目標のドップラ広がり有りと判定する。
回転翼機のロータからのレーダ散乱波は幅広い周波数帯域を持つため、ドップラ広がりがあれば、目標は回転翼機と類別することができる。
【００７３】
Ｌ２≦Ｌｔｈｒ …目標のドップラは広がっていない
Ｌ２＞Ｌｔｈｒ …目標のドップラは広がっている ⇒回転翼機の確率高
【００７４】
なお、ドップラ判定しきい値Ｌｔｈｒは、回転翼機のロータ半径および回転速度を知ることにより、ロータによるドップラ成分が算出できるので、例えばこの算出値からドップラ判定しきい値Ｌｔｈｒを定めれば良い。ロータのドップラ成分ｆ［Ｈｚ］は、ｆ＝ｖ÷（２×π×ｒ）（ただしｖはロータの回転速度［ｍ／ｓ］，ｒはロータ半径［ｍ］）から算出できる。
【００７５】
図１２の処理から得られたドップラ広がり判定結果をもとにして、ドップラ分布解析部９は、解析パラメータ中の図１４に示すような目標種類の尤度テーブル値を参照して目標種類の推定を行ない、この推定結果をドップラ分布推定結果Ｄｏｕｔとして目標判定部１１へ出力する。例えばドップラ広がり無しの場合には、図１４から固定翼機またはミサイル：Ａ％，回転翼機：Ｂ％がドップラ分布推定結果Ｄｏｕｔになる。
【００７６】
＜航跡解析部１０の動作＞
レンジプロフィール解析部８，ドップラ分布解析部９の動作と平行して、航跡解析部１０も目標の類別を行う。図１５は航跡解析部１０の構成を示す図である。図１５において、１２は高度判定回路、１３は速度判定回路、１４は旋回加速度判定回路、１５は尤度算出回路である。また、高度判定しきい値Ｈｔｈｒ，速度判定しきい値Ｖｍｉｎ，Ｖｍａｘ，旋回加速度判定しきい値Ｇｍｉｎ，Ｇｍａｘ，目標種類の尤度テーブル値、重み付け係数は解析パラメータである。
【００７７】
・高度判定
航跡解析部１０の高度判定回路１２は、目標航跡情報から目標の高度Ｈを抽出し、この高度Ｈを高度判定しきい値Ｈｔｈｒと比較して目標の飛行高度の高低を２分類判定する。一般に、固定翼機やミサイルと比較すると、回転翼機は飛行可能な最大高度が低いため、高度判定しきい値Ｈｔｈｒを回転翼機で想定可能な飛行可能最大高度より大きくとれば、高度判定しきい値Ｈｔｈｒより高い高度を飛行する目標は固定翼機またはミサイルと推定される。
【００７８】
図１６は高度判定回路１２の動作（高度判定ステップ）を示すフローチャートである。
図１６のステップＳＴ５において、高度判定回路１２は目標高度Ｈと高度判定しきい値Ｈｔｈｒとを比較する。Ｈ≦Ｈｔｈｒの場合には（ステップＳＴ５でＹＥＳ）目標高度Ｈを低空飛行と判定し、Ｈ＞Ｈｔｈｒであれば（ステップＳＴ５でＮＯ）目標高度Ｈを高空飛行と判定する。
【００７９】
前述したように、低空飛行の目標は固定翼機／回転翼機／ミサイルのいずれも想定可能であり、高空飛行の目標は固定翼機／ミサイルのいずれかと考えられる。
【００８０】
Ｈ≦Ｈｔｈｒ …低空飛行 ⇒固定翼機／回転翼機／ミサイル
Ｈｔｈｒ＜Ｈ …高空飛行 ⇒固定翼機／ミサイル
【００８１】
・速度判定
航跡解析部１０の速度判定回路１３は、固定翼機／回転翼機／ミサイルの飛行速度の差異に注目して目標を類別する。つまり、速度判定回路１３は目標航跡から目標の速度Ｖを抽出し、この速度Ｖを速度判定しきい値Ｖｍａｘ，Ｖｍｉｎと以下のように比較して３分類判定する。
【００８２】
図１７は速度判定回路１３の動作（速度判定ステップ）を示すフローチャートである。
図１７のステップＳＴ６において、速度判定回路１３は速度Ｖと速度判定下限しきい値Ｖｍｉｎとを比較する。Ｖ≦Ｖｍｉｎの場合には（ステップＳＴ６でＹＥＳ）目標速度Ｖを低速度と判定し、Ｖｍｉｎ＜Ｖの場合には（ステップＳＴ６でＮＯ）ステップＳＴ７へ移行する。目標速度Ｖが低速度の場合、固定翼機あるいはミサイルはヘリコプタの飛行速度範囲での飛行が困難であるため、目標は回転翼機である確率が高くなる。
【００８３】
ステップＳＴ７では、速度判定回路１３は速度Ｖと速度判定上限しきい値Ｖｍａｘとを比較する。Ｖｍｉｎ＜Ｖ＜Ｖｍａｘの場合には（ステップＳＴ７でＹＥＳ）速度Ｖを中速度と判定し、Ｖｍａｘ≦Ｖの場合には（ステップＳＴ７でＮＯ）速度Ｖを高速度と判定する。速度判定しきい値（Ｖｍｉｎ，Ｖｍａｘ）は、Ｖｍｉｎは回転翼機の飛行可能速度の上限を、Ｖｍａｘは固定翼機の飛行可能速度の上限を設定すれば良い。
中速度の目標は固定翼機またはミサイルである確率が高くなり、高速度の目標は、ミサイルの飛行可能速度は固定翼機の飛行可能速度の上限と比較して大きいため、ミサイルである確率が高い。
【００８４】
Ｖ≦Ｖｍｉｎ 低速度 ⇒回転翼機の確率高
Ｖｍｉｎ＜Ｖ＜Ｖｍａｘ 中速度 ⇒固定翼機またはミサイルの確率高
Ｖ≧Ｖｍａｘ 高速度 ⇒ミサイルの確率高
【００８５】
・旋回加速度判定
旋回加速度判定回路１４は、固定翼機／回転翼機／ミサイルの旋回加速度の差異に注目して目標を類別する。つまり、旋回加速度判定回路１４は目標航跡から目標の旋回加速度Ｇを抽出し、この旋回加速度Ｇを旋回加速度判定しきい値Ｇｍａｘ，Ｇｍｉｎと以下のように比較して３分類判定する。
【００８６】
図１８は旋回加速度判定回路１４の動作を示すフローチャートである。
図１８のステップＳＴ８において、旋回加速度判定回路１４は旋回加速度Ｇと旋回加速度判定下限しきい値Ｇｍｉｎとを比較する。Ｇ≦Ｇｍｉｎの場合には（ステップＳＴ８でＹＥＳ）旋回加速度Ｇを低旋回加速度と判定し、Ｇｍｉｎ＜Ｇであれば（ステップＳＴ８でＮＯ）ステップＳＴ９へ移行する。低旋回加速度の目標の場合は固定翼機／回転翼機／ミサイルのいずれもが想定される。
【００８７】
ステップＳＴ９では、旋回加速度判定回路１４は旋回加速度Ｇと旋回加速度判定上限しきい値Ｇｍａｘとを比較する。Ｇｍｉｎ＜Ｇ＜Ｇｍａｘの場合には（ステップＳＴ９でＹＥＳ）旋回加速度Ｇを中旋回加速度と判定し、Ｇｍａｘ≦Ｇの場合には（ステップＳＴ９でＮＯ）旋回加速度Ｇを高旋回加速度と判定する。旋回加速度判定しきい値（Ｇｍｉｎ，Ｇｍａｘ）は、Ｇｍｉｎは回転翼機が旋回可能な加速度の上限を、Ｇｍａｘは固定翼機が旋回可能な加速度の上限を設定すれば良い。
目標旋回加速度Ｇが中旋回加速度の場合には、目標は固定翼機またはミサイルである確率が高くなり、目標旋回加速度Ｇが高旋回加速度の場合には、ミサイルが旋回可能な加速度は固定翼機が旋回可能な加速度の上限と比較して大きいため、目標はミサイルである確率が高い。
【００８８】
・航跡推定結果算出
高度判定回路１２の高度判定結果Ｈｏｕｔ，速度判定回路１３の速度判定結果Ｖｏｕｔ，旋回加速度判定回路１４の旋回加速度判定結果Ｇｏｕｔをもとにして、尤度算出回路１５が以下のように算出した航跡推定結果が航跡解析部１０の出力となる。
【００９０】
図１９は尤度算出回路１５の構成を示す図である。
図１９において、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３はそれぞれ解析パラメータ中の重み係数、１６，１７，１８はそれぞれ乗算器、１９は加算器、２０は規格化器である。
【００９１】
尤度算出回路２０の動作について説明する。
乗算器１６，１７，１８は、高度判定回路１２の高度判定結果Ｈｏｕｔ，速度判定回路１０２の速度判定結果Ｖｏｕｔ，旋回加速度判定回路１０３の旋回加速度判定結果Ｇｏｕｔに重み係数Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３をそれぞれ乗算する。重み係数Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３はすべて等しい値に設定しても良いし、各判定結果Ｈｏｕｔ，Ｖｏｕｔ，Ｇｏｕｔのうちのいずれかを重視したい場合は、重視する判定結果に対応した重み係数Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の値を大きくしても良い。
【００９２】
加算器１９は各乗算器１６，１７，１８の乗算結果を加算して規格化器２０へ出力する。規格化器２０は、固定翼機／回転翼機／ミサイルの確率パーセンテージ合計が１００％となるよう規格化を行う。そして、規格化器２０は、航跡解析部１０の航跡推定結果Ｐｏｕｔとしてこの規格化結果を出力する。
【００９３】
＜目標判定部１１の動作＞
レンジプロフィール解析部８のレンジプロフィール推定結果Ｒｏｕｔ，ドップラ分布解析部９のドップラ分布推定結果Ｄｏｕｔ，航跡解析部１０の航跡推定結果Ｐｏｕｔが全てそろった時点で、図１の目標判定部１１は目標の類別結果の算出および出力を行い、最終的な目標類別情報（固定翼機：Ｘ％，回転翼機：Ｙ％，ミサイル：Ｚ％）を出力する。
【００９４】
図２０は目標判定部１１の構成を示す図である。
図２０において、Ｗｒ，Ｗｄ，Ｗｐはそれぞれ解析パラメータ中の重み係数、２１，２２，２３はそれぞれ乗算器、２４は加算器、２５は規格化器である。
【００９５】
目標判定部１１の動作について説明する。
乗算器２１，２２，２３は、レンジプロフィール解析部８のレンジプロフィール推定結果Ｒｏｕｔ，ドップラ分布解析部９のドップラ分布推定結果Ｄｏｕｔ，航跡解析部１０の航跡推定結果Ｐｏｕｔに重み係数Ｗｒ，Ｗｄ，Ｗｐをそれぞれ乗算する。重み係数Ｗｒ，Ｗｄ，Ｗｐはすべて等しい値に設定しても良いし、各判定結果Ｈｏｕｔ，Ｖｏｕｔ，Ｇｏｕｔのうちのいずれかを重視したい場合は、重視する判定結果に対応した重み係数Ｗｒ，Ｗｄ，Ｗｐの値を大きくしても良い。
【００９６】
加算器２４は各乗算器１６，１７，１８の乗算結果を加算して、固定翼機／回転翼機／ミサイル毎の評価関数をそれぞれ求める。
【００９７】
固定翼機の評価関数＝Ｗｒ×Ａ＋Ｗｄ×Ｇ＋Ｗｐ×Ｐ
回転翼機の評価関数＝Ｗｒ×Ｂ＋Ｗｄ×Ｈ＋Ｗｐ×Ｑ
ミサイルの評価関数＝Ｗｒ×Ｃ＋Ｗｄ×Ｉ＋Ｗｐ×Ｒ
【００９８】
加算器２４から規格化器２５へ加算結果が出力されると、規格化器２０は固定翼機／回転翼機／ミサイルの確率パーセンテージ合計が１００％となるよう規格化を行う。そして、規格化器２５は、目標判定部１１の目標類別情報としてこの規格化結果を出力して類別処理が完了する。
【００９９】
以上のように、この実施の形態１によれば、送信信号を高距離分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高距離分解能受信信号をもとに、目標の大きさと目標の形状複雑度とをそれぞれ推定してレンジプロフィール推定結果Ｒｏｕｔを出力するレンジプロフィール解析部８と、送信信号を高ドップラ分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高ドップラ分解能受信情報をもとに、目標のドップラ広がりを推定してドップラ分布推定結果Ｄｏｕｔを出力するドップラ分布解析部９と、受信信号を受信・処理して得られる目標航跡情報をもとに、目標の高度、速度および旋回加速度に関する目標航跡の特徴を抽出して航跡推定結果Ｐｏｕｔを出力する航跡解析部１０と、レンジプロフィール推定結果Ｒｏｕｔ，ドップラ分布推定結果Ｄｏｕｔおよび航跡推定結果Ｐｏｕｔをもとに、目標が固定翼機／回転翼機／ミサイルである確率を示した目標類別情報を算出する目標判定部１１とを備えるようにしたので、固定翼機／回転翼機／ミサイルの中からレーダで検出された目標を類別することができるという効果が得られる。
【０１００】
また、この実施の形態１によれば、受信信号強度判定しきい値を超える高距離分解能受信信号をレンジプロフィール解析部８が目標の大きさＬ１とし、固定翼機／回転翼機／ミサイルの大きさから定められる２つの目標大きさ判定しきい値Ｌｍｉｎ，Ｌｍａｘと目標の大きさＬ１とをレンジプロフィール解析部８がそれぞれ比較して、目標の大きさＬ１を３分類するようにしたので、目標の大きさによって固定翼機／回転翼機／ミサイルの類別が可能になるという効果が得られる。
【０１０１】
さらに、この実施の形態１によれば、受信信号強度最大値と受信信号強度最小値との比を目標の受信信号強度比Ｒとしてレンジプロフィール解析部８が算出し、固定翼機／回転翼機／ミサイルのモデルから算出される２つの受信信号強度比判定しきい値Ｒｍｉｎ，Ｒｍａｘと目標の受信信号強度比Ｒとをレンジプロフィール解析部８がそれぞれ比較して、目標の受信信号強度比Ｒを３分類するようにしたので、目標の形状の複雑度によって固定翼機／回転翼機／ミサイルの類別が可能になるという効果が得られる。
【０１０２】
さらに、この実施の形態１によれば、受信信号強度判定しきい値を超える高ドップラ分解能受信情報をドップラ分布解析部９が目標のドップラ広がり数Ｌ２とし、回転翼機のロータ半径および回転速度から算出されるドップラビン数判定しきい値Ｌｔｈｒとドップラ広がり数Ｌ２とをドップラ分布解析部９が比較して、目標のドップラ広がり数Ｌ２を２分類するようにしたので、ドップラ広がりによって回転翼機と固定翼機／ミサイルとの類別が可能になるという効果が得られる。
【０１０３】
さらに、この実施の形態１によれば、回転翼機で想定可能な飛行可能最大高度から定められる高度判定しきい値Ｈｔｈｒと目標航跡情報から得られる目標の高度Ｈとを比較して、目標の高度Ｈを２分類する高度判定回路１２を航跡解析部１０が備えるようにしたので、目標の高度Ｈによって回転翼機と固定翼機／ミサイルとの類別が可能になるという効果が得られる。
【０１０４】
さらに、この実施の形態１によれば、固定翼機／回転翼機／ミサイルの飛行可能速度の限界値から定められる２つの速度判定しきい値Ｖｍｉｎ，Ｖｍａｘと目標航跡情報から得られる目標の速度Ｖとをそれぞれ比較して、目標の速度Ｖを３分類する速度判定回路１３を航跡解析部１０が備えるようにしたので、目標の速度Ｖによって固定翼機／回転翼機／ミサイルの類別が可能になるという効果が得られる。
【０１０５】
さらに、この実施の形態１によれば、固定翼機／回転翼機／ミサイルの旋回可能加速度の限界値から定められる２つの旋回加速度判定しきい値Ｇｍｉｎ，Ｇｍａｘと目標航跡情報から得られる目標の旋回加速度Ｇとをそれぞれ比較して、目標の旋回加速度Ｇを３分類する旋回加速度判定回路１４を航跡解析部１０が備えるようにしたので、目標の旋回加速度Ｇによって固定翼機／回転翼機／ミサイルの類別が可能になるという効果が得られる。
【０１０６】
さらに、この実施の形態１によれば、目標航跡の特徴としてそれぞれ判定された目標の高度Ｈ，速度Ｖおよび旋回加速度Ｇの各判定結果Ｈｏｕｔ，Ｖｏｕｔ，Ｇｏｕｔを重み付け加算して規格化し、この規格化された重み付け加算の結果を航跡推定結果として出力する尤度算出回路１５を航跡解析部１０が備えるようにしたので、目標の高度Ｈ，速度Ｖおよび旋回加速度Ｇによる各判定結果Ｈｏｕｔ，Ｖｏｕｔ，Ｇｏｕｔを一つにまとめて航跡推定結果Ｐｏｕｔとして出力することができ、各判定結果Ｈｏｕｔ，Ｖｏｕｔ，Ｇｏｕｔを反映させて航跡解析の信頼性を向上することができるという効果が得られる。
【０１０７】
さらに、この実施の形態１によれば、レンジプロフィール推定結果Ｒｏｕｔ，ドップラ分布推定結果Ｄｏｕｔおよび航跡推定結果Ｐｏｕｔを目標判定部１１が重み付け加算して規格化し、この規格化された重み付け加算の結果を目標類別情報として目標判定部１１が出力するようにしたので、レンジプロフィール推定結果Ｒｏｕｔ，ドップラ分布推定結果Ｄｏｕｔおよび航跡推定結果Ｐｏｕｔを一つにまとめて目標類別情報として出力することができ、各推定結果Ｒｏｕｔ，Ｄｏｕｔ，Ｐｏｕｔを反映させて目標類別情報の信頼性を向上することができるという効果が得られる。
【０１０８】
さらに、この実施の形態１によれば、予め設定した目標類別条件を満たす目標を検出すると、高距離分解能送信時の送信信号と高ドップラ分解能送信時の送信信号とを目標へ順次送信し、目標類別情報を自動的に算出するようにしたので、オペレータの負担を軽減できるという効果が得られる。
【０１０９】
さらに、この実施の形態１によれば、送信信号によって目標を検出する場合と比較して、高距離分解能送時および高ドップラ分解能送信時の場合における送信信号の目標ヒット数を増加させるようにしたので、受信信号のＳ／Ｎ比が向上して、レンジプロフィール解析の解析精度を向上することができるという効果が得られる。
【０１１０】
実施の形態２．
図２１はこの発明の実施の形態２によるレーダ装置の構成を示す図である。図１と同一符号は同一または相当する構成を示している。
この実施の形態２では、実施の形態１の構成（図１）に基づき、レーダ制御部２’からの指令によってビームマネジメント部３’が高距離分解能送信指令／高ドップラ分解能送信指令を出力する際に、レーダパルスの送信間隔を小さくするよう送信部４’に指示し、また受信部６’および信号処理部７’に対しても、レーダパルスの送信間隔の変更に対応し処理を行うように指令するものである。
【０１１１】
レーダ制御部２’はレーダパルスの送信間隔を小さくした際、レンジプロフィール解析部８，ドップラ分布解析部９，航跡解析部１０のそれぞれに対しても必要があれば解析パラメータの変更を通知する。レーダパルスの送信間隔を小さくすることにより、発明の実施の形態１に加えてさらに下記の効果が得られる。
【０１１２】
（１） 送信信号のデューティ比の向上により、レーダパルスの送信間隔を小さくしない場合と比較して送信平均電力が大きくなるため受信信号のＳ／Ｎ比が向上し、高距離分解能受信信号処理時および高ドップラ分解能受信情報処理時の推定精度が向上する。
【０１１３】
（２） 高ドップラ信号処理時におけるナイキスト周波数がレーダパルスの送信間隔を小さくしない場合よりも大きくとれるため、より広い帯域でのドップラ分布解析が可能となり、解析精度が向上する。
【０１１４】
なお、レーダパルスの送信間隔は、高距離分解能送信を行なう場合には送信部４’が許容する範囲で送信信号のデューティ比が大きくなるように、高ドップラ分解能送信を行なう場合にはナイキスト周波数が大きく得られ、かつ送信信号のデューティ比が許容する範囲で小さく選べば良い。
【０１１５】
以上のように、この実施の形態２によれば、高距離分解能送信時には送信信号のデューティ比が許容範囲内で大きくなるように、また高ドップラ分解能送信時にはナイキスト周波数が大きく得られ、かつ送信信号のデューティ比が許容する範囲で、送信信号のレーダパルスの送信間隔を小さくするようにしたので、送信平均電力が大きくなって受信信号のＳ／Ｎ比が向上し、高距離分解能送信／高ドップラ分解能送信における推定精度を向上することができるという効果が得られる。
【０１１６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、送信信号を高距離分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高距離分解能受信信号をもとに、目標の大きさと目標の形状複雑度とをそれぞれ推定してレンジプロフィール推定結果を出力するレンジプロフィール解析部と、送信信号を高ドップラ分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高ドップラ分解能受信情報をもとに、目標のドップラ広がりを推定してドップラ分布推定結果を出力するドップラ分布解析部と、受信信号を受信・処理して得られる目標航跡情報をもとに、目標の高度、速度および旋回加速度に関する目標航跡の特徴を抽出して航跡推定結果を出力する航跡解析部と、レンジプロフィール推定結果、ドップラ分布推定結果および航跡推定結果をもとに、目標が固定翼機／回転翼機／ミサイルである確率を示した目標類別情報を算出する目標判定部とを備え、レンジプロフィール解析部は、受信信号強度最大値と受信信号強度最小値との比を目標の受信信号強度比として算出し、固定翼機／回転翼機／ミサイルのモデルから算出される２つの受信信号強度比判定しきい値と目標の受信信号強度比とを比較して、目標の受信信号強度比を３分類するようにしたので、目標の形状の複雑度によって固定翼機／回転翼機／ミサイルの類別が可能になるという効果が得られる。
【０１２８】
この発明によれば、送信信号を高距離分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高距離分解能受信信号をもとに、目標の大きさと目標の形状複雑度とをそれぞれ推定してレンジプロフィール推定結果を出力するレンジプロフィール解析ステップと、送信信号を高ドップラ分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高ドップラ分解能受信情報をもとに、目標のドップラ広がりを推定してドップラ分布推定結果を出力するドップラ分布解析ステップと、受信信号を受信・処理して得られる目標航跡情報をもとに、目標の高度、速度および旋回加速度に関する目標航跡の特徴を抽出して航跡推定結果を出力する航跡解析ステップと、レンジプロフィール推定結果、ドップラ分布推定結果および航跡推定結果をもとに、目標が固定翼機／回転翼機／ミサイルである確率を示した目標類別情報を算出する目標判定ステップとを備え、前記レンジプロフィール解析ステップは、受信信号強度最大値と受信信号強度最小値との比を目標の受信信号強度比として算出し、固定翼機／回転翼機／ミサイルのモデルから算出される２つの受信信号強度比判定しきい値と上記目標の受信信号強度比とを比較して、上記目標の受信信号強度比を３分類する受信信号強度比判定ステップを含むようにしたので、目標の形状の複雑度によって固定翼機／回転翼機／ミサイルの類別が可能になるという効果が得られる。
【０１３５】
この発明によれば、送信信号を高距離分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高距離分解能受信信号をもとに、目標の大きさと目標の形状複雑度とをそれぞれ推定してレンジプロフィール推定結果を出力するレンジプロフィール解析手順と、送信信号を高ドップラ分解能送信した際の受信信号を受信・処理して得られる高ドップラ分解能受信情報をもとに、目標のドップラ広がりを推定してドップラ分布推定結果を出力するドップラ分布解析手順と、受信信号を受信・処理して得られる目標航跡情報をもとに、目標の高度、速度および旋回加速度に関する目標航跡の特徴を抽出して航跡推定結果を出力する航跡解析手順と、レンジプロフィール推定結果、ドップラ分布推定結果および航跡推定結果をもとに、目標が固定翼機／回転翼機／ミサイルである確率を示した目標類別情報を算出する目標判定手順をコンピュータに実行させるための目標類別プログラムであって、前記レンジプロフィール解析手順は、受信信号強度最大値と受信信号強度最小値との比を目標の受信信号強度比として算出し、固定翼機／回転翼機／ミサイルのモデルから算出される２つの受信信号強度比判定しきい値と上記目標の受信信号強度比とを比較して、上記目標の受信信号強度比を３分類する受信信号強度比判定手順を含むようにしたので、目標の形状の複雑度によって固定翼機／回転翼機／ミサイルの類別が可能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるレーダ装置の構成を示す図である。
【図２】 目標の通常検出時および高距離分解能送信時における距離分解能を比較する図である。
【図３】 レンジプロフィール解析部の入出力関係を説明するための図である。
【図４】 レンジプロフィール解析部の動作を示すフローチャートである。
【図５】 目標大きさ判定ステップの処理を表すフローチャートである。
【図６】 目標の大きさの推定処理例を示す図である。
【図７】 目標形状の複雑度と受信信号強度比との関係性を示す図である。
【図８】 受信信号強度比判定ステップの処理を表すフローチャートである。
【図９】 目標種類の尤度テーブルを示す図である。
【図１０】 目標の通常検出時および高ドップラ分解能送信時におけるドップラ分解能を比較する図である。
【図１１】 ドップラ分布解析部の入出力関係を説明するための図である。
【図１２】 ドップラ分布解析部の動作を示すフローチャートである。
【図１３】 目標のドップラ広がり数の推定処理例を示す図である。
【図１４】 目標種類の尤度テーブルを示す図である。
【図１５】 航跡解析部の構成を示す図である。
【図１６】 高度判定回路の動作を示すフローチャートである。
【図１７】 速度判定回路の動作を示すフローチャートである。
【図１８】 旋回加速度判定回路の動作を示すフローチャートである。
【図１９】 尤度算出回路の構成を示す図である。
【図２０】 目標判定部の構成を示す図である。
【図２１】 この発明の実施の形態２によるレーダ装置の構成を示す図である。
【図２２】 従来のレーダ装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ レーダ指示部、２ レーダ制御部、３ ビームマネジメント部、４ 送信部、５ 空中線部、６ 受信部、７ 信号処理部、８ レンジプロフィール解析部、９ ドップラ分布解析部、１０ 航跡解析部、１１ 目標判定部、１２ 高度判定回路、１３ 速度判定回路、１４ 旋回加速度判定回路、１５ 尤度算出回路、１６，１７，１８ 乗算器、１９ 加算器、２０ 規格化器、２１，２２，２３ 乗算器、２４ 加算器、２５ 規格化器、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３ 重み係数、Ｗｒ，Ｗｄ，Ｗｐ 重み係数。
Claims (3)
- 送信信号を生成して目標へ送信するとともに、上記目標で散乱した上記送信信号を受信信号として受信・処理して上記目標を検出するレーダ装置において、
上記送信信号を高距離分解能送信した際の上記受信信号を受信・処理して得られる高距離分解能受信信号をもとに、上記目標の大きさと上記目標の形状複雑度とをそれぞれ推定してレンジプロフィール推定結果を出力するレンジプロフィール解析部と、
上記送信信号を高ドップラ分解能送信した際の上記受信信号を受信・処理して得られる高ドップラ分解能受信情報をもとに、上記目標のドップラ広がりを推定してドップラ分布推定結果を出力するドップラ分布解析部と、
上記受信信号を受信・処理して得られる目標航跡情報をもとに、上記目標の高度、速度および旋回加速度に関する目標航跡の特徴を抽出して航跡推定結果を出力する航跡解析部と、
上記レンジプロフィール推定結果、上記ドップラ分布推定結果および上記航跡推定結果をもとに、上記目標が固定翼機／回転翼機／ミサイルである確率を示した目標類別情報を算出する目標判定部とを備え、
前記レンジプロフィール解析部は、受信信号強度最大値と受信信号強度最小値との比を目標の受信信号強度比として算出し、固定翼機／回転翼機／ミサイルのモデルから算出される２つの受信信号強度比判定しきい値と上記目標の受信信号強度比とを比較して、上記目標の受信信号強度比を３分類することを特徴とするレーダ装置。 - 生成した送信信号を目標へ送信し、上記目標で散乱した上記送信信号を受信信号として受信・処理して上記目標を検出し、固定翼機／回転翼機／ミサイルの中から上記目標を類別する目標類別方法において、
上記送信信号を高距離分解能送信した際の上記受信信号を受信・処理して得られる高距離分解能受信信号をもとに、上記目標の大きさと上記目標の形状複雑度とをそれぞれ推定してレンジプロフィール推定結果を出力するレンジプロフィール解析ステップと、
上記送信信号を高ドップラ分解能送信した際の上記受信信号を受信・処理して得られる高ドップラ分解能受信情報をもとに、上記目標のドップラ広がりを推定してドップラ分布推定結果を出力するドップラ分布解析ステップと、
上記受信信号を受信・処理して得られる目標航跡情報をもとに、上記目標の高度、速度および旋回加速度に関する目標航跡の特徴を抽出して航跡推定結果を出力する航跡解析ステップと、
上記レンジプロフィール推定結果、上記ドップラ分布推定結果および上記航跡推定結果をもとに、上記目標が固定翼機／回転翼機／ミサイルである確率を示した目標類別情報を算出する目標判定ステップとを備え、
前記レンジプロフィール解析ステップは、受信信号強度最大値と受信信号強度最小値との比を目標の受信信号強度比として算出し、固定翼機／回転翼機／ミサイルのモデルから算出される２つの受信信号強度比判定しきい値と上記目標の受信信号強度比とを比較して、上記目標の受信信号強度比を３分類する受信信号強度比判定ステップを含むことを特徴とする目標類別方法。 - 生成した送信信号を目標へ送信し、上記目標で散乱した上記送信信号を受信信号として受信・処理して上記目標を検出し、固定翼機／回転翼機／ミサイルの中から上記目標を類別する目標類別プログラムにおいて、
上記送信信号を高距離分解能送信した際の上記受信信号を受信・処理して得られる高距離分解能受信信号をもとに、上記目標の大きさと上記目標の形状複雑度とをそれぞれ推定してレンジプロフィール推定結果を出力するレンジプロフィール解析手順と、
上記送信信号を高ドップラ分解能送信した際の上記受信信号を受信・処理して得られる高ドップラ分解能受信情報をもとに、上記目標のドップラ広がりを推定してドップラ分布推定結果を出力するドップラ分布解析手順と、
上記受信信号を受信・処理して得られる目標航跡情報をもとに、上記目標の高度、速度および旋回加速度に関する目標航跡の特徴を抽出して航跡推定結果を出力する航跡解析手順と、
上記レンジプロフィール推定結果、上記ドップラ分布推定結果および上記航跡推定結果をもとに、上記目標が固定翼機／回転翼機／ミサイルである確率を示した目標類別情報を算出する目標判定手順をコンピュータに実行させるための目標類別プログラムであって、
前記レンジプロフィール解析手順は、受信信号強度最大値と受信信号強度最小値との比を目標の受信信号強度比として算出し、固定翼機／回転翼機／ミサイルのモデルから算出される２つの受信信号強度比判定しきい値と上記目標の受信信号強度比とを比較して、上記目標の受信信号強度比を３分類する受信信号強度比判定手順を含むことを特徴とする目標類別プログラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001149829A JP3734721B2 (ja) | 2001-05-18 | 2001-05-18 | レーダ装置、目標類別方法および目標類別プログラム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001149829A JP3734721B2 (ja) | 2001-05-18 | 2001-05-18 | レーダ装置、目標類別方法および目標類別プログラム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002341022A JP2002341022A (ja) | 2002-11-27 |
| JP3734721B2 true JP3734721B2 (ja) | 2006-01-11 |
Family
ID=18994951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001149829A Expired - Fee Related JP3734721B2 (ja) | 2001-05-18 | 2001-05-18 | レーダ装置、目標類別方法および目標類別プログラム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3734721B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7046190B2 (en) * | 2003-07-25 | 2006-05-16 | Raytheon Company | Process for phase-derived range measurements |
| JP4682535B2 (ja) * | 2004-05-26 | 2011-05-11 | 日本電気株式会社 | 目標類別方法および装置 |
| JP5627164B2 (ja) * | 2007-04-17 | 2014-11-19 | 三菱電機株式会社 | 目標類別装置 |
| JP4977042B2 (ja) * | 2008-01-10 | 2012-07-18 | 株式会社東芝 | レーダ装置および目標検出方法 |
| KR101311393B1 (ko) | 2012-01-09 | 2013-09-25 | 포항공과대학교 산학협력단 | 레이더 신호를 이용한 표적 식별 방법 및 장치 |
| JP6375744B2 (ja) * | 2014-07-16 | 2018-08-22 | 株式会社デンソー | 車載レーダ装置および報知システム |
| WO2016174929A1 (ja) * | 2015-04-28 | 2016-11-03 | 古野電気株式会社 | 信号処理装置、及びレーダ装置 |
| JP2019184391A (ja) * | 2018-04-09 | 2019-10-24 | 日本無線株式会社 | 信号処理システム及び信号処理方法 |
| JP2022502663A (ja) * | 2018-10-02 | 2022-01-11 | フォルテム テクノロジーズ，インコーポレイテッド | ドローンおよび物体の分類のためのシステムおよび方法 |
| RU2727343C1 (ru) * | 2019-07-15 | 2020-07-21 | Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" | Способ оценки эффективности интегрированных радиоэлектронных комплексов в условиях действия непреднамеренных помех и система для его реализации |
| JP7347314B2 (ja) * | 2020-04-13 | 2023-09-20 | トヨタ自動車株式会社 | センサ及びセンサシステム |
-
2001
- 2001-05-18 JP JP2001149829A patent/JP3734721B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002341022A (ja) | 2002-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2419755B1 (en) | Methods and apparatus for integration of distributed sensors and airport surveillance radar to mitigate blind spots | |
| JP3734721B2 (ja) | レーダ装置、目標類別方法および目標類別プログラム | |
| US10705198B2 (en) | System and method of monitoring an air flow using a millimeter-wave radar sensor | |
| US20220413121A1 (en) | Radar based system and method for detection of an object and generation of plots holding radial velocity data, and system for detection and classification of unmanned aerial vehicles, uavs | |
| US7528765B1 (en) | Variable loop gain and resolution pulse system and method with point target editing capability | |
| EP2033011B1 (en) | Airborne look-down doppler radar tracking of hovering helicopters using rotor features | |
| US7948429B2 (en) | Methods and apparatus for detection/classification of radar targets including birds and other hazards | |
| US7541970B1 (en) | Weather radar with spurious reflection lobe mitigation | |
| US11378673B2 (en) | Radar system and method for determining a rotational state of a moving object | |
| RU2457359C2 (ru) | Системы и способы ослабления влияния ветровых турбин на радар | |
| US20180106889A1 (en) | System and method for radar based threat determination and classification | |
| CN105242254A (zh) | 一种基于数据质量评估的对空目标识别方法 | |
| JP2007240317A (ja) | 探知距離算出方法およびこれを用いたレーダシステム | |
| WO2020107138A1 (zh) | 一种微波雷达和无人飞行器 | |
| JP3732123B2 (ja) | 飛翔体目標類別装置 | |
| CN108535710A (zh) | 一种基于目标环境特征向量的干扰抑制与目标识别方法 | |
| Greenwood | Estimating helicopter noise abatement information with machine learning | |
| JP5627164B2 (ja) | 目標類別装置 | |
| KR20190122288A (ko) | 회전익기 탐지 방법 및 회전익기 탐지 시스템 | |
| Rathi et al. | Two-level classification of radar targets using machine learning | |
| DK201770854A1 (da) | Radar based system and method for detection of an object and generation of plots holding radial velocity data | |
| JP2005140687A (ja) | 目標類別装置 | |
| WO2023234841A1 (en) | DETECTION AND CLASSIFICATION OF UAVs | |
| DK179783B1 (da) | Frequency modulated continuous wave radar based system for detection of an object and generation of plots holding radial velocity data | |
| WO2024079436A1 (en) | Improved classification using a combined confidence score |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040603 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040713 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040909 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050419 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050531 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20050704 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050726 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050825 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050920 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051019 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |