JP5247069B2 - レーダ装置 - Google Patents

Description

この発明は、パルス変調された電波を目標に向けて放射し、その目標により反射されて戻り受信された電波を受信信号とするレーダ装置に関するものである。

従来のレーダ装置は、パルス内が交互にアップチャープ変調とダウンチャープ変調を繰り返した送信信号を送信し、目標で反射してきた送信信号を受信信号として受信し、受信信号をディジタル複素ビデオ信号に変換する手段と、ディジタル複素ビデオ信号をドップラ補正し、かつパルス圧縮する複数の信号処理手段と、パルス圧縮することにより生成された信号の振幅をもとに、その信号のレンジ補正をする複数の補正手段と、レンジ補正されたパルス圧縮することで生成された信号にコヒーレント積分を施して目標の検出を行う手段とを備えている。そして、複数のコヒーレント積分結果から振幅の最大値を検出することで、目標の検出性能を改善する（例えば、特許文献１参照）。

この従来のレーダ装置では、ドップラーレンジ補正量が異なる複数のパルス圧縮回路とコヒーレント積分器を利用するため、ノンコヒーレント積分に代表される振幅情報のみを用いる積分方式に比べ、信号対雑音電力比（Signal to Noise Ratio：ＳＮＲ）の改善により、目標検出性能の改善が期待できる。

特開２０００−２７５３３２号公報

しかし、このレーダ装置では、予め目標を等速運動と想定しドップラーレンジ補正量が異なる複数のパルス圧縮回路とコヒーレント積分器を用意する必要があり、ハードウェアが大きくなり、処理量が増大するという問題がある。
また、想定外の運動目標に対する目標検出性能の改善は困難という問題がある。

この発明の目的は、ハードウェアが大きくならず、処理量が少なく、かつ予め運動を想定することが困難な高機動目標に対する目標検出性能の改善を行うことのできるレーダ装置を提供することである。

この発明に係わるレーダ装置は、キャリア信号が所定の時間間隔でパルス変調され、パルス内が交互にアップチャープ変調とダウンチャープ変調されて生成された送信信号を放射し、目標で反射して戻った上記送信信号を受信信号として受信するレーダ装置において、上記受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段と、上記パルス圧縮することで生成された信号の強度に基づく目標との距離を算出する測距手段と、上記３つ以上の異なる時刻のアップチャープ変調およびダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号をパルス圧縮することにより生成された各信号の強度に基づく目標との距離をそれぞれ表す３つ以上の式の連立方程式を解くことにより目標との相対距離および目標との基準相対速度並びに目標との相対加速度を同時に算出する相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段と、上記アップチャープ変調およびダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号をパルス圧縮することにより生成された各信号の目標までの距離が上記受信信号の位相を補償すると同一になるように、上記相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段からの上記目標との基準相対速度および上記目標との相対加速度または上記目標との基準相対速度および上記目標との相対加速度および上記目標との相対距離を用いて位相補償量を算出し、該位相補償量を用いて上記受信信号の位相を補償し、上記位相補償された受信信号をパルス圧縮する補償手段と、複数の上記所定の時間間隔で上記位相補償された受信信号をパルス圧縮することにより生成された信号を加算する積分手段と、
上記目標との基準相対速度を用いて上記積分手段の出力信号の周波数の折り返しを補正し、目標の相対速度を算出する速度算出手段と、を有する。

この発明に係わるレーダ装置によれば、目標との基準相対速度および目標との相対加速度を求め、それらを用いてアップチャープ変調およびダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号をパルス圧縮することにより生成された各信号の目標までの距離が同一になるような位相補償量を算出し、その位相補償量を用いて受信信号の位相補償を行うので、ハードウェアや処理量が少なく、予め運動を想定することが困難な高機動目標に対する目標検出性能の改善したレーダ装置を提供することができる。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係わるレーダ装置は、図１に示すように、空中線１、送信機２、チャープ信号発生器３、送受切替器４、受信機５、信号処理器６、表示器７を備える。
チャープ信号発生器３は、アップチャープ信号およびダウンチャープ信号を生成し、送信機２に出力する。
送信機２は、キャリア信号を所定のパルス繰り返し周期でパルス変調し、さらにアップチャープ信号およびダウンチャープ信号に従ってパルス毎交互にパルス内をアップチャープ変調およびダウンチャープ変調することを繰り返して送信ＲＦ(Radio Frequency)信号を生成し、送受切替器４に出力する。
送受切替器４は、送信機２から入力された送信ＲＦ信号を空中線１に出力する。そして、空中線１から送信ＲＦ信号が空中に放射される。

空中に放射された送信ＲＦ信号は、目標で反射され、反射ＲＦ信号として空中線１に入射する。そこで、空中線１は、入射してきた反射ＲＦ信号を受信し、受信ＲＦ信号として送受切替器４に出力する。
送受切替器４は、空中線１から入力された受信ＲＦ信号を受信機５に出力する。
受信機５は、送受切替器４から入力された受信ＲＦ信号を増幅、位相検波の後、受信ビデオ信号に変換し、信号処理器６に出力する。

なお、パルス内がアップチャープ変調された送信ＲＦ信号は、目標で反射され、反射ＲＦ信号として空中線１に入射し受信されて受信ＲＦ信号が生成され、その受信ＲＦ信号が受信ビデオ信号に変換されるが、以下の説明においては、この受信ビデオ信号をアップチャープ受信ビデオ信号と称す。
また、パルス内がダウンチャープ変調された送信ＲＦ信号は、目標で反射され、反射ＲＦ信号として空中線１に入射し受信されて受信ＲＦ信号が生成され、その受信ＲＦ信号が受信ビデオ信号に変換されるが、以下の説明においては、この受信ビデオ信号をダウンチャープ受信ビデオ信号と称す。
また、以下の説明において、時間間隔をパルス変調の所定のパルス繰り返し周期（Pulse Repetition Interval）と称し、ＰＲＩと略記する。

この実施の形態１に係わる信号処理器６は、図１に示すように、パルス圧縮手段１１、測距手段１２、相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３、位相補償手段１４、第２パルス圧縮手段１５、積分手段１６、速度算出手段１７を備えている。なお、位相補償手段１４および第２パルス圧縮手段１５をまとめて補償手段と称す。信号処理器６は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(read-only memory)、インターフェース回路を有するコンピュータから構成され、ＲＯＭに記憶されるプログラムに従ってＣＰＵで演算処理が行われる。

次に、実施の形態１に係わる信号処理器６の処理動作について説明する。図２は信号処理器６の処理動作を図解したものである。
パルス圧縮手段１１は、入力されたＡ／Ｄ変換後の受信ビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）と、送信ＲＦ信号の変調成分に対して複素共役の関係にある参照信号Ｅｘ（ｎ、ｍ、ｍ_τ）とを相関演算し、レンジ方向に分散した信号をパルス圧縮する。

パルス圧縮手段１１に入力される受信ビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）は、式（１）で表される。この受信ビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）は、ｎ番目の送信ＲＦ信号に対するものである。ここで、Nはパルス数、Mは1PRI内のA/Dサンプリング点数を表す。

また、パルス圧縮手段１１で用いる参照信号Ｅｘ（ｎ、ｍ，ｍ_τ）は、式（２）で表される。ここで、ｍ_τΔｔは各パルスでの任意の時間シフト、A'''は参照信号の振幅を表す。

パルス圧縮手段１１は、パルス圧縮として、式（１）で表された受信ビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）と、式（２）で表された参照信号Ｅｘ（ｎ、ｍ，ｍ_τ）との相関演算を式（３）に従って行い、結果Ｒ_Ｖ・Ｅｘ（ｎ，ｍ_τ）を算出する。パルス圧縮することにより生成された信号とは、この相関演算結果Ｒ_Ｖ・Ｅｘ（ｎ，ｍ_τ）のことである。
以下の説明において、受信ビデオ信号がパルス圧縮されることにより生成された信号をパルス圧縮後の信号と記述し、アップチャープ受信ビデオ信号がパルス圧縮することにより生成された信号をアップチャープパルス圧縮後の信号、ダウンチャープ受信ビデオ信号がパルス圧縮することにより生成された信号をダウンチャープパルス圧縮後の信号と記述する。

移動している目標からの反射ＲＦ信号を受信した場合、アップチャープパルス圧縮後の信号の振幅が最大を示す目標移動の影響を受けた目標までの距離と、ダウンチャープパルス圧縮後の信号の振幅が最大を示す目標移動の影響を受けた目標までの距離が、真の目標との相対距離Ｒ_０に対して異なる方向に変化する。以下の説明において、この現象を距離シフトと記述する。
測距手段１２は、パルス圧縮手段１１の出力であるｎ回目に受信された受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離Ｒ_ｐｅａｋ（ｎ）を、式（４）に従って算出する。

ここで、ｍａｘ＿Ｒ（Ｒ_Ｖ・Ｅｘ（ｎ，ｍ_τ））は、相関演算結果Ｒ_Ｖ・ＥＸ（ｎ，ｍ_τ）の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離を表す。

周知のように、同時刻にパルス内がアップチャープ変調された送信ＲＦ信号とダウンチャープ変調された送信ＲＦ信号とが送信されるときは、アップチャープパルス圧縮後の信号の振幅が最大を示す目標移動の影響を受けた目標までの距離r_uとダウンチャープパルス圧縮後の信号の振幅が最大を示す目標移動の影響を受けた目標までの距離r_ｄは、近似的に式（５）で表される。図３にその様子を図示する。

したがって、式（６）、式（７）により、目標との相対距離と相対速度を算出することができる。算出した目標との相対距離と相対速度は、真の目標との相対距離Ｒ_０と相対速度ｖと区別するために、記号にドットをつけて表記している。

しかし、パルス内がアップチャープ変調された送信信号とダウンチャープ変調された送信信号が異なる時刻に送信された場合、この発明のようにアップチャープ変調された送信信号とダウンチャープ変調された送信信号が交互に繰り返し送信される場合、時刻間の目標移動によって目標との相対速度と、目標との相対距離の算出精度が劣化するという問題がある。また、目標との相対加速度が算出されないため、正確な目標諸元を得ることが困難であるという問題がある。
そこで、この発明では、３つの異なる時刻のパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標移動の影響を受けた目標までの距離を用いて、時刻間の目標移動と目標との相対加速度を考慮することにより、精度の高い目標との相対加速度と目標との基準相対速度と目標との相対距離の算出を実現する。
図４に、３つの異なる時刻t(1),t(2),t(3)に受信されたパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標移動の影響を受けた加速度を有する目標までの距離ｒ_１,ｒ_２,ｒ_３を示す。ただし、t(n)は時刻t(1)を基準とした時刻であり式（８）により表される。

図４より、時刻が異なる3つのパルス圧縮後のピーク距離ｒ_１,ｒ_２,ｒ_３は、式（９）により表される。

したがって、未知数(Ｒ_０，ａ、ｖ_０)が3つに対して、式（９）による３つの式の連立方程式を解く事により算出する事が可能になる。また、式（9）は、式（10）、式（11）のように表すことができる。ただし、Ａ’，Ｘ’，Ｂ’は式（12）によって表される。

式（１１）を解くことによって、目標との相対距離Ｒ_０と目標との基準相対速度ｖ_０と目標との相対加速度ａを得ることが可能になる。
相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３は、式（９）の関係を用いて、測距手段１２の出力である３つの異なる時刻のパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした加速度を有する目標までの距離から、式（１３）に従って、目標との相対距離Ｒ'_０と、目標との基準相対速度ｖ'_０と、目標との相対加速度ａ’を算出する。ただし、Ｚ^−１は行列Ｚの逆行列を示す。
式（１３）に従って算出した目標との相対距離Ｒ'_０と、目標との基準相対速度ｖ'_０と、目標との相対加速度ａ’は、真の目標との相対距離Ｒ_０と目標との基準相対速度ｖ_０と
目標との相対加速度ａと区別するために、サフィックスをつけて表記している。

位相補償手段１４は、相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３から入力される目標との基準相対速度ｖ'_０と、目標との相対加速度ａ’を用いて、パルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるように式（１４）を用いて位相補償量φ_ｃｏｒ（ｎ，ｍ）を算出する。そして、位相補償手段１４は、位相補償量φ_ｃｏｒ（ｎ，ｍ）を用いて受信機５からの受信ビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）の位相補償を式（１５）に従って行い、位相補償後の受信ビデオ信号Ｖ'（ｎ，ｍ）を出力する。

第２パルス圧縮手段１５は、位相補償手段１４の出力である位相補償後の受信ビデオ信号Ｖ'（ｎ，ｍ）を、式（１６）を用いてパルス圧縮手段１１と同様に、パルス圧縮を行い、パルス圧縮することにより生成された信号Ｒ'_Ｖ・Ｅｘ（ｎ，ｍ_τ）を出力する。

このような処理を行うことによって、図５に示すように異なる時刻に受信した位相補償されたパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの各距離が同一になる。

積分手段１６は、パルス間での積分を行うものであり、第２パルス圧縮手段１５の出力であるパルス圧縮することにより生成された信号Ｒ'_Ｖ・Ｅｘ（ｎ，ｍ_τ）を入力とし、例えば、高速フーリエ変換処理等を行い、レンジビン毎の信号成分、即ち、周波数スペクトルＦ（ｋ，ｍ_τ）を式（１７）に従って求めることにより、各周波数ビンの積分を行う。

ここで、ｋは周波数ビン番号、ＦＦＴ＿ｎｕｍはＦＦＴポイント数を表す。ＮがＦＦＴポイント数未満の場合は、Ｒ'_Ｖ・Ｅｘ（ｎ，ｍ_τ）に０を補充する。

速度算出手段１７は、積分手段１６の出力である周波数スペクトルに対し、相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３の出力である目標との基準相対速度から周波数の折り返しを考慮して、高精度な目標との相対速度を求める。
速度算出手段１７は、式（１８）を用いて速度帯域ｖ_ｂａｎｄを算出する。また、速度算出手段１７は、式（１９）を用いて周波数ビンの速度分解能Δｖを算出する。

また、速度算出手段１７は、式（１８）、式（１９）の結果に基づき、周波数の折り返しを考慮した各周波数ビンの速度ｖ_ｂｉｎ（ｋ）を式（２０）を用いて求める。したがって、ＦＦＴポイント数を多くすることにより、より速度分解能を上げることが可能になる。

速度算出手段１７は、周波数スペクトルと周波数の折り返しを考慮した各周波数ビンの速度を表示器７に出力する。
表示器７は、速度算出手段１７からの周波数スペクトルと周波数の折り返しを考慮した各周波数ビンの速度を表示する。

このように、実施の形態１に係わるレーダ装置は、受信ビデオ信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段１１と、パルス圧縮されることで生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離を算出する測距手段１２と、３つの異なる時刻のアップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された各信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離の差と時刻間の目標移動を考慮して目標との相対距離および目標との基準相対速度および目標との相対加速度を算出する相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３と、受信ビデオ信号の位相補償を行うことにより、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるように、目標との基準相対速度および目標との相対加速度を用いて位相補償量を算出し、その位相補償量を用いて受信ビデオ信号の位相を補償する位相補償手段１４と、位相補償された受信ビデオ信号をパルス圧縮する第２パルス圧縮手段１５と、第２パルス圧縮手段１５でパルス圧縮することにより生成された信号を複数加算する積分手段１６と、積分手段１６からの出力である周波数スペクトルに対して周波数の折り返しを考慮して目標との相対速度を算出する速度算出手段１７と、を有するので、簡単な演算で目標の諸元である目標との相対距離および目標との基準相対速度および目標との相対加速度を算出することが可能になり、得られた目標の諸元を用いることにより加速度を有する移動目標に対する目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係わるレーダ装置は、実施の形態１に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｂの信号処理が異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態２に係わる信号処理器６Ｂは、図６に示すように、実施の形態１に係わる信号処理器６の位相補償手段１４および第２パルス圧縮手段１５の代わりに補償手段としてレンジ補正手段１８と加速度補償手段１９を有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。

次に、実施の形態２に係わる信号処理器６Ｂの処理動作について説明する。図７は信号処理器６Ｂの処理動作を図解したものである。
レンジ補正手段１８は、相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３の出力である目標との基準相対速度ｖ'_０および目標との相対加速度ａ’を用いて、式（２１）に従って、レンジ補正量Ｒ_ｃｏｒ（ｎ）を算出する。ただし、ｖ'(n)はｎ回目のパルスを送信した時刻の目標との相対速度であり、式（２２）に従い、算出する。

また、レンジ補正手段１８は、式（２３）に従い、レンジ補正量Ｒ_ｃｏｒ（ｎ）をレンジビン単位で表すレンジ補正量Ｒ_{ｃｏｒ＿ｂｉｎ}（ｎ）に変換する。

ここで、Δｒ（＝ｃΔｔ／２）はA/Dサンプリング間隔を表す。
そして、レンジ補正手段１８は、算出されたレンジ補正量Ｒ_{ｃｏｒ＿ｂｉｎ}（ｎ）を用いて、式（２４）に従って、パルス圧縮することにより生成された信号Ｒ_Ｖ・Ｅｘ（ｎ，ｍ_τ）のレンジ補正を行い、レンジ補正された信号Ｒ_{Ｖ・Ｅｘ＿ｃｏｒ}（ｎ，ｍ_τ）を出力する。このような処理を行うことによって、図８に示すように、パルス圧縮により生成され、レンジ補正された各信号の振幅が最大を示す目標までの距離を同一にすることができる。

移動目標がパルス間で加速度を有している場合、レンジ補正された信号は、目標検出性能と相対速度計測精度が劣化する可能性がある。そのため、加速度補償手段１９は、レンジ補正された信号に対して、加速度補償を行い、加速度を有する移動目標に対する目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図る。
加速度補償手段１９は、相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３の出力である目標との相対加速度ａ’を用いて、式（２５）に従い、レンジ補正手段１８の出力であるレンジ補正された信号Ｒ_{Ｖ・Ｅｘ＿ｃｏｒ}（ｎ，ｍ_τ）に対して加速度補償を行い、加速度補償された信号Ｒ'_{Ｖ・Ｅｘ＿ｃｏｒ}（ｎ，ｍ_τ）を出力する。

このように、実施の形態２に係わるレーダ装置は、実施の形態１に係わる位相補償手段１４および第２パルス圧縮手段１５に代えて、相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３の出力である目標との基準相対速度および目標との相対加速度を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号あるいはダウンチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された各信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるようにレンジ補正量を算出し、そのレンジ補正量を用いてパルス圧縮することにより生成された信号のレンジ補正を行うレンジ補正手段１８と、レンジ補正された信号に対し、加速度を有する移動目標に対する目標検出性能と相対速度計測精度の劣化を防ぐ加速度補償を行う加速度補償手段１９を備えたので、加速度を有する移動目標に対する目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。また、実施の形態１と比べ、各パルスの受信ビデオ信号に対してパルス圧縮を２回行う必要がなく、構成が簡素になり、処理時間の短縮も可能となる。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係わるレーダ装置は、実施の形態１に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｃが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態３に係わる信号処理器６Ｃは、図９に示すように、実施の形態１に係わる信号処理器６の位相補償手段１４の代わりに、位相補償手段１４Ｂを有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。なお、図１０は信号処理器６Ｃの処理動作を図解したものである。

位相補償手段１４Ｂは、相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３の出力である目標との相対距離Ｒ'_０、目標との基準相対速度ｖ'_０、目標との相対加速度ａ’を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるように、式（２６）に従い、位相補償量φ_ｃｏｒ（ｎ，ｍ）を算出する。そして、位相補償手段１４Ｂは、位相補償量φ_ｃｏｒ（ｎ，ｍ）を用いて、式（１５）に従い、受信ビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）の位相補償を行い、位相補償後の受信ビデオ信号Ｖ'（ｎ，ｍ）を出力する。

このように、実施の形態３に係わるレーダ装置は、受信ビデオ信号を位相補償する補償項に目標との相対距離を含めたことによって、遠距離の移動目標に対する目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。

実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係わるレーダ装置は、実施の形態１に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｄが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態４に係わる信号処理器６Ｄは、図１１に示すように、実施の形態１に係わる信号処理器６の相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３と位相補償手段１４の代わりに、相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３Ｂと位相補償手段１４Ｃを有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。

次に、実施の形態４に係わる信号処理器６Ｄの処理動作について説明する。図１２は信号処理器６Ｄの処理動作を図解したものである。
測距手段１２の出力である３つの異なる時刻に得られたパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離Ｒ_ｐｅａｋ（ｎ）に測距誤差がある場合、相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３の出力である目標との基準相対速度ｖ'_０と、目標との相対加速度ａ'と、目標との相対距離Ｒ'_０の算出精度が劣化する可能性がある。
そこで、本実施の形態では、３つ以上の異なる時刻に得られたパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離Ｒ_ｐｅａｋ（ｎ）を用いて、測距誤差を考慮して目標との相対距離Ｒ_０と目標との基準相対速度ｖ_０と目標との相対加速度ａを算出する。ここでは、多数の異なる時刻に得られたパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離を用いた方が、より高精度に算出することが可能なため、パルス数分のパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離を用いる。

相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３Ｂには、測距手段１２からパルス数分のパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離Ｒ_ｐｅａｋ（ｎ）が入力される。
図４より、ｎ回目に受信された受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした加速度を有する目標までの距離Ｒ_ｐｅａｋ（ｎ）は、式（２７）によって表される。

したがって、パルス数分のパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした加速度を有する目標までの距離Ｒ_ｐｅａｋ（ｎ）は、式（２８）によって表される。また、式（２８）は、式（２９）のように表すことができる。

式（２９）を解くことによって、目標との相対距離Ｒ_０と目標との基準相対速度ｖ_０と目標との相対加速度ａを得ることが可能になる。
相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３Ｂは、パルス数分の受信された受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした加速度を有する目標までの距離から、最小二乗法である式（３１）に従って、目標との相対距離と目標との基準相対速度と目標との相対加速度を算出する。

位相補償手段１４Ｃは、相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３Ｂの出力である目標との相対距離と目標との基準相対速度と目標との相対加速度を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された各信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるように、式（３２）に従い、位相補償量φ_ｃｏｒ（ｎ，ｍ）を算出する。そして、位相補償手段１４Ｃは、位相補償量φ_ｃｏｒ（ｎ，ｍ）を用いて、式（１５）に従い、受信ビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）の位相補償を行い、位相補償後の受信ビデオ信号Ｖ'（ｎ，ｍ）を出力する。

このように、実施の形態４に係わるレーダ装置は、測距手段１２の出力であるパルス数分のパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離から最小二乗法により目標との相対距離、目標との基準相対速度、目標との相対加速度を高精度に算出する相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３Ｂと、受信ビデオ信号に対し、加速度を考慮した位相補償を行い、加速度を含めた位相補償後の信号を出力する位相補償手段１４Ｃを備えたので、測距手段１２の測距誤差を考慮して、加速度を有する移動目標に対する安定した目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。

実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係わるレーダ装置は、実施の形態２に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｅが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態５に係わる信号処理器６Ｅは、図１３に示すように、実施の形態２に係わる信号処理器６Ｂの相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３とレンジ補正手段１８と加速度補償手段１９の代わりに、相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３Ｂとレンジ補正手段１８Ｂと加速度補償手段１９Ｂを有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。

次に、実施の形態５に係わる信号処理器６Ｅの処理動作について説明する。図１４は信号処理器６Ｅの処理動作を図解したものである。
相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３Ｂは、パルス数分の受信された受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離から、最小二乗法である式（３１）に従って、目標との相対距離と目標との基準相対速度と目標との相対加速度を算出する。

レンジ補正手段１８Ｂは、相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３Ｂの出力である目標との基準相対速度および目標との相対加速度を用いて、式（３３）に従って、レンジ補正量Ｒ_ｃｏｒ（ｎ）を算出する。

また、レンジ補正手段１８Ｂは、式（２３）に従い、レンジ補正量Ｒ_ｃｏｒ（ｎ）をレンジビン単位で表すレンジ補正量Ｒ_{ｃｏｒ＿ｂｉｎ}（ｎ）に変換する。
そして、レンジ補正手段１８Ｂは、算出されたレンジ補正量Ｒ_{ｃｏｒ＿ｂｉｎ}（ｎ）を用いて、式（２４）に従って、パルス圧縮することにより生成された信号Ｒ_Ｖ・Ｅｘ（ｎ，ｍ_τ）のレンジ補正を行い、レンジ補正された信号Ｒ_{Ｖ・Ｅｘ＿ｃｏｒ}（ｎ，ｍ_τ）を出力する。

加速度補償手段１９Ｂは、相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３Ｂの出力である目標との相対加速度を用いて、式（３５）に従い、レンジ補正手段１８Ｂの出力であるレンジ補正されたパルス圧縮することにより生成された信号Ｒ_{Ｖ・Ｅｘ＿ｃｏｒ}（ｎ，ｍ_τ）に対して加速度補償を行い、加速度補償後の信号Ｒ'_{Ｖ・Ｅｘ＿ｃｏｒ}（ｎ，ｍ_τ）を出力する。

このように、実施の形態５に係わるレーダ装置は、測距手段１２の出力であるパルス数分のパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離から最小二乗法により目標との相対距離と目標との基準相対速度と目標との相対加速度を高精度に算出する相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３Ｂと、相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３Ｂの出力である目標との基準相対速度および目標との相対加速度を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された各信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるようにレンジ補正量を算出し、そのレンジ補正量を用いてパルス圧縮することにより生成された信号のレンジ補正を行うレンジ補正手段１８Ｂと、レンジ補正された信号に対し、加速度を有する移動目標に対する目標検出性能と相対速度計測精度の劣化を防ぐ加速度補償を行う加速度補償手段１９Ｂを備えたので、測距手段１２の測距誤差を考慮して、加速度を有する移動目標に対する安定した目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。また、実施の形態４と比べ、各パルスの受信ビデオ信号に対してパルス圧縮を２回行う必要がなく、構成が簡素になり、処理時間の短縮も可能となる。

実施の形態６．
この発明の実施の形態６に係わるレーダ装置は、実施の形態４に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｆが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態６に係わる信号処理器６Ｆは、図１５に示すように、実施の形態４に係わる信号処理器６Ｄの位相補償手段１４Ｃの代わりに位相補償手段１４Ｄを有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。

次に、実施の形態６に係わる信号処理器６Ｆの処理動作について説明する。図１６は信号処理器６Ｆの処理動作を図解したものである。
位相補償手段１４Ｄは、相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３Ｂの出力である目標との相対距離、目標との基準相対速度、目標との相対加速度を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された各信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるように、式（３６）に従い、位相補償量φ_ｃｏｒ（ｎ，ｍ）を算出する。そして、位相補償手段１４Ｄは、位相補償量φ_ｃｏｒ（ｎ，ｍ）を用いて、式（１５）に従い、受信ビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）の位相補償を行い、位相補償後の受信ビデオ信号Ｖ'（ｎ，ｍ）を出力する。

このように、実施の形態６に係わるレーダ装置は、実施の形態４の位相補償手段１４Ｃに代えて、受信ビデオ信号を位相補償する補償項に目標との相対距離を含めた位相補償を行う位相補償手段１４Ｄを備えたので、遠距離の加速度を有する移動目標に対する安定した目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。

実施の形態７．
この発明の実施の形態７に係わるレーダ装置は、実施の形態１に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｇが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態７に係わる信号処理器６Ｇは、図１７に示すように、実施の形態１に係わる信号処理器６の相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３と位相補償手段１４の代わりに、相対距離・基準相対速度・相対加速度・相対加速度変化率算出手段２０と位相補償手段１４Ｅを有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。

次に、実施の形態７に係わる信号処理器６Ｇの処理動作について説明する。図１８は信号処理器６Ｇの処理動作を図解したものである。
実施の形態７に係わる相対距離・基準相対速度・相対加速度・相対加速度変化率算出手段２０は、４つの異なる時刻のパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標移動の影響を受けた目標までの距離を用いて、時刻間の目標移動と目標との相対加速度と目標との相対加速度変化率を考慮することにより、精度の高い目標との相対距離と目標との基準相対速度と目標との相対加速度と目標との相対加速度変化率を算出する。図１９に、４つの異なる時刻t(1), t(2), t(3), t(4)に送受信されたパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標移動の影響を受けた加速度変化率を有する目標までの距離r_1,ｒ_2，r_3, r₄を示す。ただし、Ｒ(n)は各時刻の真の目標との相対距離、v(n)は各時刻の目標との相対距離、Ｒ_０は時刻t(1)の目標との相対距離、ｖ_０は時刻t(1)の目標との基準相対速度、ａは目標との相対加速度、Δａは目標との相対加速度変化率、t(n)は時刻t(1)を基準とした時刻であり式（３７）により表される。

図１９より、時刻が異なる4つのパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標移動の影響を受けた加速度変化率を有する目標までの距離r_１,ｒ_2，r_3,r₄ は、式（３８）により表される。

したがって、未知数(Ｒ_０, Δａ,ａ, ｖ_０)が4つに対して、式（３８）の連立方程式(式（３８）中は４つの式)を解く事により算出する事が可能になる。また、式（３８）は、式（３９）、式（４０）のように表すことができる。ただし、Ａ”、Ｘ”、Ｂ”は式（４１）によって表される。

式（４１）を解くことによって、目標との相対距離Ｒ_０と目標との基準相対速度ｖ_０と目標との相対加速度ａと目標との相対加速度変化率Δａを得ることが可能になる。
相対距離・基準相対速度・相対加速度・加速度変化率算出手段２０は、式（３８）の関係を用いて、測距手段１２の出力である４つの異なる時刻のパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした加速度変化率を有する目標までの距離から、式（４２）に従って、目標との相対距離Ｒ"_０と目標との基準相対速度ｖ"_０と目標との相対加速度ａ"と目標との相対加速度変化率Δａ"を算出する。式（４２）に従って算出した目標との相対距離Ｒ"_０と目標との基準相対速度ｖ"_０と目標との相対加速度ａ"と目標との相対加速度変化率Δａ"は、真の目標との相対距離Ｒ_０と目標との基準相対速度ｖ_０と目標との相対加速度ａと目標との相対加速度変化率Δａと区別するために、ダブルサフィックスをつけて表記している。

位相補償手段１４Ｅは、相対距離・基準相対速度・相対加速度・相対加速度変化率算出手段２０から入力される目標との基準相対速度ｖ"_０と目標との相対加速度ａ"と目標との相対加速度変化率Δａ"を用いて、パルス圧縮することにより生成された各信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるように式（４３）を用いて位相補償量φ_ｃｏｒ（ｎ，ｍ）を算出する。そして、位相補償手段１４Ｅは、この位相補償量φ_ｃｏｒ（ｎ，ｍ）を用いて受信ビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）の位相補償を式（１５）に従って行い、位相補償後の受信ビデオ信号Ｖ'（ｎ，ｍ）を出力する。

このように、実施の形態７に係わるレーダ装置は、4つの異なる時刻のアップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離の差と時刻間の目標移動を考慮して目標との相対距離および目標との基準相対速度および目標との相対加速度および目標との相対加速度変化率を算出する相対距離・基準相対速度・相対加速度・相対加速度変化率算出手段２０と、受信ビデオ信号の位相補償を行うことにより、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるように、目標との基準相対速度および目標との相対加速度および目標との相対加速度変化率を用いて位相補償量を算出し、その位相補償量を用いて受信ビデオ信号の位相を補償する位相補償手段１４Ｅを備えたので、加速度変化率を有する移動目標に対する目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。

また、実施の形態７では、４つの異なる時刻のアップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離の差を用いたが、さらに異なる時刻のアップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離の差数を増やす事ことにより、目標との相対加速度変化率の変化率を算出する事が可能であり、同様な効果を得る事が可能である。

実施の形態８．
この発明の実施の形態８に係わるレーダ装置は、実施の形態２に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｈが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
そして、実施の形態８に係わる信号処理器６Ｈは、図２０に示すように、実施の形態２に係わる信号処理器６Ｂの相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３とレンジ補正手段１８と加速度補償手段１９の代わりに、相対距離・基準相対速度・相対加速度・相対加速度変化率算出手段２０とレンジ補正手段１８Ｃと加速度・加速度変化率補償手段２１とを有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。

次に、実施の形態８に係わる信号処理器６Ｈの処理動作について説明する。図２１は信号処理器６Ｈの処理動作を図解したものである。
相対距離・基準相対速度・相対加速度・相対加速度変化率算出手段２０は、式（３８）の関係を用いて、測距手段１２の出力である４つの異なる時刻のパルス圧縮することにより生成された信号の最大を示す目標移動の影響を受けた目標までの距離Ｒ_peak(n)から、式（３９）、式（４０）、式（４１）、式（４２）に従い、目標との相対加速度変化率Δａ"と目標との相対加速度ａ"と目標との基準相対速度ｖ"と目標との相対距離Ｒ"_０を算出する。

レンジ補正手段１８Ｃは、相対距離・基準相対速度・相対加速度・相対加速度変化率算出手段２０の出力である目標との基準相対速度ｖ"_０、目標との相対加速度ａ"および目標との相対加速度変化率Δａ"を用いて、式（４４）に従って、レンジ補正量Ｒ_ｃｏｒ（ｎ）を算出する。ただし、ｖ"(n)はｎ回目のパルスを送信した時刻の目標との相対速度であり、式（４５）に従い、算出する。

また、レンジ補正手段１８Ｃは、式（２３）に従い、レンジ補正量Ｒ_ｃｏｒ（ｎ）をレンジビン単位で表すレンジ補正量Ｒ_{ｃｏｒ＿ｂｉｎ}（ｎ）に変換する。そして、レンジ補正手段１８Ｃは、算出されたレンジ補正量Ｒ_{ｃｏｒ＿ｂｉｎ}（ｎ）を用いて、式（２４）に従って、パルス圧縮することにより生成された信号Ｒ_Ｖ・Ｅｘ（ｎ，ｍ_τ）のレンジ補正を行い、レンジ補正された信号Ｒ_{Ｖ・Ｅｘ＿ｃｏｒ}（ｎ，ｍ_τ）を出力する。

移動目標がパルス間で加速度および加速度変化率を有している場合、目標検出性能と相対速度計測精度が劣化する可能性がある。そのため、加速度・加速度変化率補償手段２１は、レンジ補正された信号に対して、加速度・加速度変化率補償を行い、加速度および加速度変化率を有する移動目標に対する目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図る。
加速度・加速度変化率補償手段２１は、相対距離・基準相対速度・相対加速度・相対加速度変化率算出手段２０の出力である目標との相対加速度ａ"および目標との相対加速度変化率Δａ"を用いて、式（４６）に従い、レンジ補正手段１８Ｃの出力であるレンジ補正された信号Ｒ_{Ｖ・Ｅｘ＿ｃｏｒ}（ｎ，ｍ_τ）に対して加速度・加速度変化率補償を行い、加速度・加速度変化率補償された信号Ｒ'_{Ｖ・Ｅｘ＿ｃｏｒ}（ｎ，ｍ_τ）を出力する。

このように、実施の形態８に係わるレーダ装置は、実施の形態２に係わる信号処理器６Ｂの相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３とレンジ補正手段１８と加速度補償手段１９の代わりに、４つの異なる時刻のパルス圧縮することにより生成された信号の最大を示す目標移動の影響を受けた目標までの距離から、目標との相対加速度変化率と目標との相対加速度と目標との基準相対速度と目標との相対距離を算出する相対距離・基準相対速度・相対加速度・相対加速度変化率算出手段２０と、相対距離・基準相対速度・相対加速度・相対加速度変化率算出手段２０の出力である目標との基準相対速度および目標との相対加速度および目標との相対加速度変化率を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された各信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるようにレンジ補正量を算出し、そのレンジ補正量を用いてパルス圧縮することにより生成された信号のレンジ補正を行うレンジ補正手段１８Ｃと、レンジ補正された信号に対し、加速度および加速度変化率を有する移動目標に対する目標検出性能と相対速度計測精度の劣化を防ぐ加速度・加速度変化率補償を行う加速度・加速度変化率補償手段２１を備えたので、加速度および加速度変化率を有する移動目標に対する目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。

実施の形態９．
この発明の実施の形態９に係わるレーダ装置は、実施の形態７に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｇが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態９に係わる信号処理器６Ｉは、図２２に示すように、実施の形態７に係わる信号処理器６Ｇの位相補償手段１４Ｅの代わりに、位相補償手段１４Ｆを有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。

次に、実施の形態９に係わる信号処理器６Ｉの処理動作について説明する。図２３は信号処理器６Ｉの処理動作を図解したものである。
位相補償手段１４Ｆは、相対距離・基準相対速度・相対加速度・相対加速度変化率算出手段２０の出力である目標との相対加速度変化率Δａ"と目標との相対加速度ａ"と目標との基準相対速度ｖ"_０と目標との相対距離Ｒ"_０を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるように、式（４７）に従い、位相補償量φ_ｃｏｒ（ｎ，ｍ）を算出する。そして、位相補償手段１４Ｅは、位相補償量φ_ｃｏｒ（ｎ，ｍ）を用いて、式（１５）に従い、受信ビデオ信号の位相補償を行い、位相補償後の受信ビデオ信号Ｖ'（ｎ，ｍ）を出力する。

このように、実施の形態９に係わるレーダ装置は、目標との相対加速度変化率と目標との相対加速度と目標との基準相対速度と目標との相対距離を用いて、受信ビデオ信号を位相補償する位相補償手段１４Ｆを備えたので、目標との相対距離の大きさによらず、高精度に位相補償を行うことができ、遠距離の加速度変化率を有する移動目標に対する目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。

実施の形態１０．
この発明の実施の形態１０に係わるレーダ装置は、実施の形態７に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｊが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態１０に係わる信号処理器６Ｊは、図２４に示すように、実施の形態７に係わる信号処理器６Ｇの相対距離・基準相対速度・相対加速度・加速度変化率算出手段２０と位相補償手段１４Ｅの代わりに相対距離・基準相対速度・相対加速度・加速度変化率算出手段２０Ｂと位相補償手段１４Ｇを有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。

次に、実施の形態１０に係わる信号処理器６Ｊの処理動作について説明する。図２５は信号処理器６Ｊの処理動作を図解したものである。
測距手段１２の出力である４つの異なる時刻に得られたパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離Ｒ_ｐｅａｋ（ｎ）に測距誤差がある場合、相対距離・基準相対速度・相対加速度・加速度変化率算出手段２０の出力である目標との相対距離Ｒ"_０と目標との基準相対速度ｖ"_０と目標との相対加速度ａ"と目標との相対加速度変化率Δａ"の算出精度が劣化する可能性がある。
そこで、本実施の形態では、４つ以上の異なる時刻に得られたパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離Ｒ_ｐｅａｋ（ｎ）を用いて、測距誤差を考慮して目標との相対距離と目標との基準相対速度と目標との相対加速度と目標との相対加速度変化率を算出する。ここでは、多数の異なる時刻に得られたパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離を用いた方が、より高精度に算出することが可能なため、パルス数分のパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離を用いる。
相対距離・基準相対速度・相対加速度・加速度変化率算出手段２０Ｂには、測距手段１２からパルス数分のパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離Ｒ_ｐｅａｋ（ｎ）が入力される。
図１９より、ｎ回目に受信された受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした加速度変化率を有する目標までの距離Ｒ_ｐｅａｋ（ｎ）は、式（４８）によって表される。

したがって、パルス数分のパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした加速度変化率を有する目標までの距離Ｒ_ｐｅａｋ（ｎ）は、式（４９）によって表される。また、式（４９）は、式（５０）のように表すことができる。

式（５０）を解くことによって、目標との相対距離Ｒ_０と目標との基準相対速度ｖ_０と目標との相対加速度ａと目標との相対加速度変化率Δａを得ることが可能になる。
相対距離・基準相対速度・相対加速度・加速度変化率算出手段２０Ｂは、パルス数分の受信された受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした加速度変化率を有する目標までの距離から、最小二乗法である式（５２）に従って、目標との相対距離と目標との基準相対速度と目標との相対加速度と目標との相対加速度変化率を算出する。式（５２）に従って算出した目標との相対距離と目標との基準相対速度と目標との相対加速度と目標との相対加速度変化率は、式（３９）、式（４０）、式（４１）、式（４２）に従って算出した目標との相対距離Ｒ"_０と目標との基準相対速度ｖ"_０と目標との相対加速度ａ"と目標との相対加速度変化率Δａ"と区別するために、記号にチルダをつけて表記している。

位相補償手段１４Ｇは、相対距離・基準相対速度・相対加速度・加速度変化率算出手段２０Ｂの出力である目標との基準相対速度と目標との相対加速度と目標との相対加速度変化率を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるように、式（５３）に従い、位相補償量φ_ｃｏｒ（ｎ，ｍ）を算出する。そして、位相補償手段１４Ｇは、位相補償量φ_ｃｏｒ（ｎ，ｍ）を用いて、式（１５）に従い、受信ビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）の位相補償を行い、位相補償後の受信ビデオ信号Ｖ'（ｎ，ｍ）を出力する。

このように、実施の形態１０に係わるレーダ装置は、測距手段１２の出力であるパルス数分のパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした加速度変化率を有する目標までの距離から最小二乗法により目標との相対距離と目標との基準相対速度と目標との相対加速度と目標との相対加速度変化率を高精度に算出する相対距離・基準相対速度・相対加速度・加速度変化率算出手段２０Ｂと、受信ビデオ信号に対し、加速度変化率を考慮した位相補償を行い、加速度変化率を含めた位相補償後の信号を出力する位相補償手段１４Ｇを備えたので、測距手段１２の測距誤差を考慮して、加速度変化率を有する移動目標に対する目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。

実施の形態１１．
この発明の実施の形態１１に係わるレーダ装置は、実施の形態８に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｋが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態１１に係わる信号処理器６Ｋは、図２６に示すように、実施の形態８に係わる信号処理器６Ｈの相対距離・基準相対速度・相対加速度・加速度変化率算出手段２０とレンジ補正手段１８Ｃと加速度・加速度変化率補償手段２１の代わりに相対距離・基準相対速度・相対加速度・加速度変化率算出手段２０Ｂとレンジ補正手段１８Ｄと加速度・加速度変化率補償手段２１Ｂを有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。

次に、実施の形態１１に係わる信号処理器６Ｋの処理動作について説明する。図２７は信号処理器６Ｋの処理動作を図解したものである。
相対距離・基準相対速度・相対加速度・加速度変化率算出手段２０Ｂは、パルス数分の受信された受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした加速度を有する目標までの距離から、最小二乗法である式（５３）に従って、目標との相対距離と目標との基準相対速度と目標との相対加速度と目標との相対加速度変化率を算出する。

レンジ補正手段１８Ｄは、相対距離・基準相対速度・相対加速度・加速度変化率算出手段２０Ｂの出力である目標との基準相対速度と目標との相対加速度と目標との相対加速度変化率を用いて、式（５４）に従って、レンジ補正量Ｒ_ｃｏｒ（ｎ）を算出する。

また、レンジ補正手段１８Ｄは、式（２３）に従い、レンジ補正量Ｒ_ｃｏｒ（ｎ）をレンジビン単位で表すレンジ補正量Ｒ_{ｃｏｒ＿ｂｉｎ}（ｎ）に変換する。
そして、レンジ補正手段１８Ｃは、算出されたレンジ補正量Ｒ_{ｃｏｒ＿ｂｉｎ}（ｎ）を用いて、式（２４）に従って、パルス圧縮することにより生成された信号Ｒ_Ｖ・Ｅｘ（ｎ，ｍ_τ）のレンジ補正を行い、レンジ補正された信号Ｒ_{Ｖ・Ｅｘ＿ｃｏｒ}（ｎ，ｍ_τ）を出力する。

加速度・加速度変化率補償手段２１Ｂは、相対距離・基準相対速度・相対加速度・加速度変化率算出手段２０Ｂの出力である目標との相対加速度および目標との相対加速度変化率を用いて、式（５６）に従い、レンジ補正手段１８Ｄの出力であるレンジ補正された信号Ｒ_{Ｖ・Ｅｘ＿ｃｏｒ}（ｎ，ｍ_τ）に対して加速度・加速度変化率補償を行い、加速度・加速度変化率補償された信号Ｒ'_{Ｖ・Ｅｘ＿ｃｏｒ}（ｎ，ｍ_τ）を出力する。

このように、実施の形態１１に係わるレーダ装置は、実施の形態８に係わる信号処理器６Ｈの相対距離・基準相対速度・相対加速度・相対加速度変化率算出手段２０とレンジ補正手段１８Ｃと加速度・加速度変化率補償手段２１の代わりに、４つ以上の異なる時刻のパルス圧縮することにより生成された信号の最大を示す目標移動の影響を受けた加速度変化率を有する目標までの距離から、目標との相対加速度変化率と目標との相対加速度と目標との基準相対速度と目標との相対距離を算出する相対距離・基準相対速度・相対加速度・相対加速度変化率算出手段２０Ｂと、相対距離・基準相対速度・相対加速度・相対加速度変化率算出手段２０Ｂの出力である目標との基準相対速度および目標との相対加速度および目標との相対加速度変化率を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号をパルス圧縮することにより生成された各信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるようにレンジ補正量を算出し、そのレンジ補正量を用いてパルス圧縮することにより生成された信号のレンジ補正を行うレンジ補正手段１８Ｄと、レンジ補正された信号に対し、加速度および加速度変化率を有する移動目標に対する目標検出性能と相対速度計測精度の劣化を防ぐ加速度・加速度変化率補償を行う加速度・加速度変化率補償手段２１Ｂを備えたので、加速度および加速度変化率を有する移動目標に対する目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。また、実施の形態１０と比べ、各パルスの受信ビデオ信号に対してパルス圧縮を２回行う必要がなく、構成が簡素になり、処理時間の短縮も可能となる。

実施の形態１２．
この発明の実施の形態１２に係わるレーダ装置は、実施の形態１０に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｌが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態１２に係わる信号処理器６Ｌは、図２８に示すように、実施の形態１０に係わる信号処理器６Ｊの位相補償手段１４Ｇの代わりに位相補償手段１４Ｈが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。

次に、実施の形態１２に係わる信号処理器６Ｌの処理動作について説明する。図２９は信号処理器６Ｌの処理動作を図解したものである。
位相補償手段１４Ｈは、相対距離・基準相対速度・相対加速度・相対加速度変化率算出手段２０Ｂの出力である目標との相対距離と目標との基準相対速度と目標との相対加速度と目標との相対加速度変化率を用いて、アップチャープ受信ビデオ信号およびダウンチャープ受信ビデオ信号それぞれをパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるように、式（５７）に従い、位相補償量φ_ｃｏｒ（ｎ，ｍ）を算出する。そして、位相補償手段１４Ｅは、位相補償量φ_ｃｏｒ（ｎ，ｍ）を用いて、式（１５）に従い、受信ビデオ信号の位相補償を行い、位相補償後の受信ビデオ信号Ｖ'（ｎ，ｍ）を出力する。

このように、実施の形態１２に係わるレーダ装置は、実施の形態１０の位相補償手段１４Ｇに代えて、受信ビデオ信号を位相補償する補償項に目標との相対距離を含めた位相補償を行う位相補償手段１４Ｈを備えたので、遠距離の加速度変化率を有する移動目標に対する安定した目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。

実施の形態１３．
この発明の実施の形態１３に係わるレーダ装置は、実施の形態４に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｍが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態１３に係わる信号処理器６Ｍは、図３０に示すように、実施の形態４に係わる信号処理器６Ｄのパルス圧縮手段１１の後段にPDI（Post Detection Integration）手段２２が追加され、また、測距手段１２の代わりにディスクリ距離算出手段２３を有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。

次に、実施の形態１３に係わる信号処理器６Ｍの処理動作について説明する。図３１は信号処理器６Ｍの処理動作を図解したものである。ただし、PDI（Post Detection Integration）回数を２回としている。
図３２に示すように、低S/N環境では、雑音の振幅がパルス圧縮することにより生成された信号の振幅より大きくなり、雑音までの距離をパルス圧縮することにより生成された信号の距離として誤って算出する可能性がある。そのため、PDI手段２２は、パルス圧縮することにより生成された信号に対しPDI処理を行い、雑音の影響を低減させる。
PDI手段２２にはパルス圧縮することにより生成された信号が入力され、同じ傾きのチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号をパルス圧縮することにより生成された信号に対して、式（５８）に従い、PDI処理を行い、PDI処理により生成された信号Ｒ_ＰＤＩ（ｎ，ｍ_τ）を出力する。ここで、Ｎ_ＰＤＩはPDI回数を示す。

A/Dサンプリング周波数が低い場合、測距手段１２では、図３３に示すように必ずしもパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離あるいはPDI処理により生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離をサンプリングするとは限らない。測距手段１２では、高精度に距離算出精度を行うためにA/Dサンプリング周波数を高くする必要があった。そこで、測距手段１２に代えて、ディスクリ距離算出手段２３で、A/Dサンプリング周波数が低い場合のパルス圧縮することにより生成された信号あるいはPDI処理により生成された信号の距離算出精度を向上するためにディスクリ距離算出処理を用いる。この処理は、入力された信号から振幅の大きい隣接する２信号を取り出し、それらの振幅値の差（Δ）を、それらの２信号の和（Σ）で割った値をΔ/Σ値として生成する。このΔ/Σ値と、予め求めたΔ/Σ値と図３３に示す距離補正量との関係に基づいて、生成したΔ/Σ値に相当する距離補正量Ｒ_{Δ/Σ−ｃｏｒ}を算出し、その距離補正量Ｒ_{Δ/Σ−ｃｏｒ}で補正した距離を真の入力された信号の目標までの距離として算出し、距離を求めるものである。以下、ディスクリ距離算出処理の具体的な処理内容を示す。

ディスクリ距離算出手段２３には、PDI処理により生成された信号Ｒ_ＰＤＩ（ｎ，ｍ_τ）が入力される。
次に、ディスクリ距離算出手段２３は、図３３の入力された信号の振幅が最大を示す距離Ｒ_Δ/Σと各サンプル点（Ｒ_ｉ，Ｐ_ｉ）（i＝a,b,c,d）との関係に示すように距離の真値が信号の振幅の大きい隣接する２点（Ｒ_ｂ，Ｐ_ｂ）、（Ｒ_ｃ，Ｐ_ｃ）の間にあるものと仮定し、式（５９）に従い、Δ/Σ値Ｄを算出する。ただし、図中の丸印はサンプル点、Ｐ_ｉはサンプル点に対する振幅値、Ｒ_ｉはサンプル点に対する距離を示している。

次に、図３４に示すような予め精度良く算出された距離補正量とΔ/Σ値Ｄとの関係（＝Δ/Σ曲線）から、距離補正量Ｒ_{Δ/Σ−ｃｏｒ}を求めることで、真の入力された信号の振幅が最大を示す距離Ｒ_Δ/Σを式(６０)により算出する。以下の説明において、振幅が最大を示す距離をピーク距離と記述する。

相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３Ｂには、ディスクリ測距手段２３が出力するＲ_Δ/ΣをＲ_ｐｅａｋ(n)として入力される。そして、相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段１３Ｂは、実施の形態４と同様に、式（２８）、式（２９）、式（３０）、式（３１）に従い、目標との相対加速度と目標との基準相対速度と目標との相対距離を算出する。

このように、実施の形態１３に係わるレーダ装置は、PDI処理により生成された信号を出力するPDI手段２２を備えたので、雑音をパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す距離シフトした目標までの距離と誤って選択することがなくなり、また、実施の形態１に係わる測距手段１２に代えて、ディスクリ測距手段２３を備えたので、低いA/Dサンプリング周波数でも高精度にパルス圧縮することにより生成された信号のピーク距離を算出することができ、かつ、H/W規模が縮小され、より低S/N環境での目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。
また、実施の形態１から１２の場合も、PDI手段２２を追加し、測距手段１２の代わりにディスクリ距離算出手段２３を用いる事により、同様な効果を得る事が可能になる。

実施の形態１４．
この発明の実施の形態１４に係わるレーダ装置は、実施の形態１３に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｎが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態１４に係わる信号処理器６Ｎは、図３５に示すように、実施の形態１３に係わる信号処理器６Ｍにピーク距離範囲算出手段２４と第２ディスクリ距離算出手段２３Ｂを有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。

次に、実施の形態１４に係わる信号処理器６Ｎの処理動作について説明する。図３６は信号処理器６Ｎの処理動作を図解したものである。ただし、PDI回数を２回としている。
ピーク距離範囲算出手段２４には、PDI処理により生成された信号のピーク距離Ｒ_Δ/Σが入力される。
図３７に示すように、ピーク距離範囲算出手段２４は、ディスクリ距離算出手段２３から入力されるPDIにより生成された信号のピーク距離Ｒ_Δ/Σを中心にして、予め設定したピーク距離を求める設定範囲gateを用いて、式（６１）に従い、ピーク距離を求める範囲の上限gate_uｐを算出する。また、ピーク距離範囲算出手段２４は、ディスクリ距離算出手段２３から入力されるPDIにより生成された信号のピーク距離Ｒ_Δ/Σを中心にして、予め設定したピーク距離を求める設定範囲gateを用いて、式（６２）に従い、ピーク距離を求める範囲の下限gate_downを算出する。

第２ディスクリ距離算出手段２３Ｂは、式（６１）と式（６２）で算出したピーク距離を求める範囲内で、式（５９）と式（６０）に従い、各パルスのパルス圧縮することにより生成された信号のピーク距離Ｒ_ＰＤＩ（ｎ，ｍ_τ）を算出する。したがって、図３７に示すように、ピーク距離を求める範囲を限定することにより、誤って雑音を選択することがなくなり、各パルスのパルス圧縮することにより生成された信号のピーク距離算出精度の向上が可能になる。

このように、実施の形態１４に係わるレーダ装置は、ピーク距離を求める範囲を算出するピーク距離範囲算出手段２４と、ピーク距離範囲内でピーク距離を算出する第２ディスクリ距離算出手段２３Ｂを備えたので、誤って雑音を選択することがなくなり、ピーク距離算出精度の向上が可能になり、より低S/N環境での目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。
また、実施の形態１から１２の場合も、PDI手段２２を追加し、測距手段１２の代わりにディスクリ距離算出手段２３とピーク距離範囲算出手段２４と第２ディスクリ距離算出手段２３Ｂを用いる事により、同様な効果を得る事が可能になる。

実施の形態１５．
この発明の実施の形態１５に係わるレーダ装置は、実施の形態１４に係わるレーダ装置と送信機２Ｂ、信号処理器６Ｏが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態１５に係わる信号処理器６Ｏは、図３８に示すように、実施の形態１４に係わる信号処理器６Ｎに、PDI手段２２の代わりにPDI手段２２Ｂを有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。

次に、実施の形態１５に係わる信号処理器６Ｏの処理動作について説明する。図３９は信号処理器６Ｏの処理動作を図解したものである。ただし、PDI回数を２回としている。
送信機２Ｂは、キャリア信号をＰＲＩ毎にパルス変調し、連続した複数パルス毎に交互にパルス内をアップチャープ変調およびダウンチャープ変調することを繰り返して送信ＲＦ信号を生成し、送受切替器４に出力する。例えば、PDI回数が２回に設定された場合は、１回目と２回目のパルス変調された信号のパルスに対してはアップチャープ変調を行い、３回目と４回目のパルス変調された信号のパルスに対してはダウンチャープ変調を行い、５回目と６回目のパルス変調された信号のパルスに対してはアップチャープ変調を行う。送信機２Ｂは、この操作を繰り返して送信ＲＦ信号を生成し、送受切替器４に出力する。以下の説明において、送信機２の場合を交互送信、送信機２Ｂの場合を連続送信と記述する。図４０に示したように、連続送信の場合、PDI処理に用いられるパルス圧縮することにより生成された信号間のピーク距離のレンジウォーク量が、交互送信の場合に比べ、小さくなる。したがって、PDI処理に用いられるパルス圧縮することにより生成された信号のピーク距離が互いに近くなり、PDI処理により生成された信号の振幅の劣化が小さくなり、PDI処理により生成された信号のピーク距離の算出精度が向上する。

PDI手段２２Ｂには、連続してＰＲＩ毎に同じ傾きのチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号をパルス圧縮することにより生成された信号が入力される。
PDI手段２２Ｂは、同じ傾きのチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号をパルス圧縮することにより生成された信号に対して、式（６３）に従い、PDI処理を行い、PDI処理により生成された信号Ｒ_ＰＤＩ（ｎ，ｍ_τ）を出力する。

このように、実施の形態１５に係わるレーダ装置は、実施の形態１４の送信機２に代えて、キャリア信号をＰＲＩ毎にパルス変調し、連続した複数パルス毎に交互にパルス内をアップチャープ変調およびダウンチャープ変調することを繰り返して送信ＲＦ信号を生成し、送受切替器４に出力する送信機２Ｂを備えたので、PDI処理に用いられるパルス圧縮することにより生成された信号のピーク距離が互いに近くなり、PDI処理により生成された信号の振幅の劣化が小さくなり、第２ディスクリ距離算出手段２３ＢのPDI処理により生成された信号のピーク距離算出精度の向上が可能になり、より低S/N環境での目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能となる。
また、実施の形態１から１３の場合も、PDI手段２２Ｂを追加し、送信機２と測距手段１２に代えて送信機２Ｂとディスクリ距離算出手段２３とピーク距離範囲算出手段２４と第2ディスクリ距離算出手段２３Ｂを用いる事により、同様な効果を得る事が可能になる。

実施の形態１６．
この発明の実施の形態１６に係わるレーダ装置は、図４１に示すように、実施の形態１５に係わるレーダ装置と送信機２Ｃが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。

次に、実施の形態１６に係わるレーダ装置の処理動作について説明する。図４２はレーダ装置の処理動作を図解したものである。ただし、PDI回数を２回としている。
送信機２Ｃは、キャリア信号をPRI毎にパルス変調し、パルス内をアップチャープ変調することを繰り返して送信ＲＦ信号を生成し、送受切替器４に出力する。図４２に示したように、アップチャープ変調のみのため、送信機の規模が小さくなるという利点がある。

このように、実施の形態１６に係わるレーダ装置は、実施の形態１５の送信機２Ｂに代えて、キャリア周波数をＰＲＩ毎にパルス変調し、パルス内をアップチャープ変調することを繰り返して送信ＲＦ信号を生成し、送受切替器４に出力する送信機２Ｃを備えたので、送信機の規模を小さくすることが可能になる。また、実施の形態１６の送信機２Ｃはアップチャープ変調のみを行ったが、ダウンチャープ変調のみの場合も同様な効果を得る事が可能になる。
また、実施の形態１から１２の場合も、送信機２と測距手段１２に代えて送信機２Ｃとディスクリ距離算出手段２３とピーク距離範囲算出手段２４と第２ディスクリ距離算出手段２３Ｂを用いる事により、同様な効果を得る事が可能になる。

実施の形態１７．
この発明の実施の形態１７に係わるレーダ装置は、実施の形態１に係わるレーダ装置と信号処理器６Ｐが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。そして、実施の形態１７に係わる信号処理器６Ｐは、図４３に示すように、実施の形態１に係わる信号処理器６のパルス圧縮手段１１および第２パルス圧縮手段１５の代わりに、パルス圧縮手段１１Ｂと第２パルス圧縮手段１５Ｂを有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。

次に、実施の形態１７に係わる信号処理器６Ｐの処理動作について説明する。図４４は信号処理器６Ｐの処理動作を図解したものである。図４５はパルス圧縮手段１１Ｂの処理動作を図解したものである。
パルス圧縮手段１１Ｂで用いる参照信号Ｅｘ’(ｎ、ｍ)は、式（６４）で表される。

パルス圧縮手段１１Ｂは、式（１）で表された受信ビデオ信号Ｖ（ｎ，ｍ）と、式（６４）で表された参照信号Ｅｘ’（ｎ、ｍ）をそれぞれ高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform：以下、FFTと記述する）する事によって、式（６５）で表される周波数領域に変換された受信ビデオ信号Fv(n,kr)と、式（６６）で表される周波数領域に変換された参照信号F_EX’(n,kr)を出力する。ここで、FFT_numは、受信ビデオ信号と参照信号を時間領域から周波数領域に変換する際のFFT点数(FFT_numM)を表す。ただし、FFT_num＞Mの場合は、Ｖ（ｎ，ｍ）とＥｘ’（ｎ、ｍ）に０を設定する。

次に、パルス圧縮手段１１Ｂは、式（６７）に従い、周波数領域に変換された受信ビデオ信号Fv(n,kr)と周波数領域に変換された参照信号F_EX’(n,kr)を乗算し、乗算結果F_v・EX ’(n,kr)を出力する。

最後に、パルス圧縮手段１１Ｂは、式（６８）に従い、乗算結果F_v・EX ’(n,kr)を逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform：以下、IFFTと記述する）する事によって、パルス圧縮することにより生成された信号Ｒ_Ｖ・Ｅｘ（ｎ，ｍ_τ）を出力する。ここで、IFFT_numは、乗算結果F_v・EX ’(n,kr)を周波数領域から時間領域に変換する際のIFFT点数(IFFT_numM)を表す。ただし、IFFT_num＞Mの場合は、F_v・EX ’(n,kr)に０を設定する。

パルス圧縮手段１１Ｂは、IFFT点数IFFT_numをFFT点数FFT_numより多くする事により、パルス圧縮することにより生成された信号がA/Dサンプリング間隔よりも高精度にサンプリングされる。例えば、パルス圧縮することにより生成された信号のサンプリング間隔は、IFFT_num=FFT_numの場合、A/Dサンプリング間隔に等しいΔｒであるのに対し、IFFT_num=2FFT_numの場合、Δｒ/２となり、高精度にサンプリングを行う事が可能になる事が分かる。したがって、低いA/Dサンプリング周波数においても、パルス圧縮手段１１Ｂを用いることにより、低いA/Dサンプリング周波数でも高精度にパルス圧縮することにより生成された信号のピーク距離を算出することが可能になる。

第２パルス圧縮手段１５Ｂは、位相補償手段１４の出力である位相補償後の受信ビデオ信号Ｖ'（ｎ，ｍ）を高速フーリエ変換する事によって、式（６９）で表される周波数領域に変換された位相補償後の受信ビデオ信号Fv’(n,kr)を出力する。また、第２パルス圧縮手段１５Ｂは、式（６６）に従い、式（６４）で表された参照信号Ｅｘ’（ｎ、ｍ）をFFTする事によって、周波数領域に変換された参照信号F_EX ’（n,kr）を出力する。ここで、FFT_numMである。ただし、FFT_num＞Mの場合は、Ｖ’（ｎ，ｍ）とＥｘ’（ｎ、ｍ）に０を設定する。

次に、第２パルス圧縮手段１５Ｂは、式（７０）に従い、周波数領域に変換された位相補償後の受信ビデオ信号Fv’(n,kr)と周波数領域に変換された参照信号F_EX ’(n,kr)を乗算し、乗算結果F_v・EX ”(n,kr)を出力する。

最後に、第２パルス圧縮手段１５Ｂは、式（７１）に従い、乗算結果F_v・EX ”(n,kr)を逆フーリエ変換する事によって、パルス圧縮することにより生成された信号Ｒ'_Ｖ・Ｅｘ（ｎ，ｍ_τ）を出力する。ここで、IFFT_numMである。ただし、IFFT_num＞Mの場合は、F_v・EX ”(n,kr)に０を設定する。

第２パルス圧縮手段１５Ｂは、IFFT点数IFFT_numをFFT点数FFT_numより多くする事により、パルス圧縮することにより生成された信号のA/Dサンプリング間隔よりも高精度にサンプリングする事が可能になる。

このように、実施の形態１７に係わるレーダ装置は、実施の形態１に係わる信号処理器６のパルス圧縮手段１１および第２パルス圧縮手段１５に代えて、パルス圧縮手段１１Ｂと第２パルス圧縮手段１５Ｂを用いて、高精度にサンプリングするためにFFT点数よりも多いIFFT点数を用いてパルス圧縮を行う事によって、低いA/Dサンプリング周波数でも高精度にパルス圧縮することにより生成された信号のピーク距離を算出することができ、より低S/N環境での目標検出性能の改善と目標の相対速度計測精度の向上を図ることが可能になる。
また、実施の形態２から１２の場合も、パルス圧縮手段１１の代わりにパルス圧縮手段１１Ｂ、第２パルス圧縮手段１５の代わりに第２パルス圧縮手段１５Ｂを用いる事により、同様な効果を得る事が可能になる。

この発明はレーダ装置に適用され、ハードウェアや処理量が少なく、予め運動を想定することが困難な高機動目標に対する目標検出性能の改善が行える。

この発明の実施の形態１に係わるレーダ装置の構成図である。 実施の形態１に係わる信号処理器６の処理動作を示す図解図である。 距離シフトを利用した従来の目標との相対距離算出方法を示す説明図である。 距離シフトした加速度を有する目標までの距離を説明するための図である。 パルス圧縮の処理動作を示す説明図である。 この発明の実施の形態２に係わる信号処理器６Ｂの構成図である。 実施の形態２に係わる信号処理器６Ｂの処理動作を示す図解図である。 レンジ補正の処理動作を示す説明図である。 この発明の実施の形態３に係わる信号処理器６Ｃの構成図である。 実施の形態３に係わる信号処理器６Ｃの処理動作を示す図解図である。 この発明の実施の形態４に係わる信号処理器６Ｄの構成図である。 実施の形態４に係わる信号処理器６Ｄの処理動作を示す図解図である。 この発明の実施の形態５に係わる信号処理器６Ｅの構成図である。 実施の形態５に係わる信号処理器６Ｅの処理動作を示す図解図である。 この発明の実施の形態６に係わる信号処理器６Ｆの構成図である。 実施の形態６に係わる信号処理器６Ｆの処理動作を示す図解図である。 この発明の実施の形態７に係わる信号処理器６Ｇの構成図である。 実施の形態７に係わる信号処理器６Ｇの処理動作を示す図解図である。 距離シフトした加速度変化率を有する目標までの距離を説明するための図である。 この発明の実施の形態８に係わる信号処理器６Ｈの構成図である。 実施の形態８に係わる信号処理器６Ｈの処理動作を示す図解図である。 この発明の実施の形態９に係わる信号処理器６Ｉの構成図である。 実施の形態９に係わる信号処理器６Ｉの処理動作を示す図解図である。 この発明の実施の形態１０に係わる信号処理器６Ｊの構成図である。 実施の形態１０に係わる信号処理器６Ｊの処理動作を示す図解図である。 この発明の実施の形態１１に係わる信号処理器６Ｋの構成図である。 実施の形態１１に係わる信号処理器６Ｋの処理動作を示す図解図である。 この発明の実施の形態１２に係わる信号処理器６Ｌの構成図である。 実施の形態１２に係わる信号処理器６Ｌの処理動作を示す図解図である。 この発明の実施の形態１３に係わる信号処理器６Ｍの構成図である。 実施の形態１３に係わる信号処理器６Ｍの処理動作を示す図解図である PDI処理の効果を説明するための図である。 サンプル点と真のピーク位置の関係を説明するための図である。 距離補正量とΔ／Σ値Ｄとの関係を説明するための図である。 この発明の実施の形態１４に係わる信号処理器６Ｎの構成図である。 実施の形態１４に係わる信号処理器６Ｎの処理動作を示す図解図である。 信号のピーク距離算出範囲を説明するための図である。 この発明の実施の形態１５に係わる信号処理器６Ｏの構成図である。 実施の形態１５に係わる信号処理器６Ｏの処理動作を示す図解図である。 交互送信と連続送信の処理動作を説明するための図である。 この発明の実施の形態１６に係わるレーダ装置の構成図である。 実施の形態１６に係わるレーダ装置の処理動作を示す図解図である。 この発明の実施の形態１７に係わるレーダ装置の構成図である。 実施の形態１７に係わるレーダ装置の処理動作を示す図解図である。 パルス圧縮手段１１Ｂの処理動作を示す図解図である。

符号の説明

１ 空中線、２、２Ｂ、２Ｃ 送信機、３ チャープ信号発生器、４ 送受切替器、５ 受信機、６、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ、６Ｆ、６Ｇ、６Ｈ、６Ｉ、６Ｊ、６Ｋ、６Ｌ、６Ｍ、６Ｎ、６Ｏ 信号処理器、７ 表示器、１１、１１Ｂ パルス圧縮手段、１２ 測距手段、１３、１３Ｂ 相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段、１４、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｅ、１４Ｆ、１４Ｇ、１４Ｈ 位相補償手段、１５、１５Ｂ 第２パルス圧縮手段、１６ 積分手段、１７ 速度算出手段、１８、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄ レンジ補正手段、１９、１９Ｂ 加速度補償手段、２０、２０Ｂ 相対距離・基準相対速度・相対加速度・相対加速度変化率算出手段、２１、２１Ｂ 加速度・加速度変化率補償手段、２２、２２Ｂ ＰＤＩ手段、２３、２３Ｂ ディスクリ距離算出手段、２４ ピーク距離範囲算出手段。

Claims (11)

1. キャリア信号が所定の時間間隔でパルス変調され、パルス内が交互にアップチャープ変調とダウンチャープ変調されて生成された送信信号を放射し、目標で反射して戻った上記送信信号を受信信号として受信するレーダ装置において、
   上記受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段と、
   上記パルス圧縮することにより生成された信号の強度に基づく目標との距離を算出する測距手段と、
   上記３つ以上の異なる時刻のアップチャープ変調およびダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号をパルス圧縮することにより生成された信号の強度に基づく目標との距離をそれぞれ表す３つ以上の式の連立方程式を解くことにより目標との相対距離と目標との基準相対速度と目標との相対加速度を同時に算出する相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段と、
   上記アップチャープ変調およびダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号をパルス圧縮することにより生成された各信号の目標までの距離が上記受信信号の位相を補償すると同一になるように、上記相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段からの上記目標との基準相対速度および上記目標との相対加速度、または上記目標との基準相対速度および上記目標との相対加速度および上記目標との相対距離を用いて位相補償量を算出し、該位相補償量を用いて上記受信信号の位相を補償し、上記位相補償された受信信号をパルス圧縮する補償手段と、
   複数の上記所定の時間間隔で上記位相補償された受信信号をパルス圧縮することにより生成された信号を加算する積分手段と、
   上記目標との基準相対速度を用いて上記積分手段の出力信号の周波数の折り返しを補正し、目標の相対速度を算出する速度算出手段と、
   を備えたことを特徴とするレーダ装置。
2. キャリア信号が所定の時間間隔でパルス変調され、パルス内が交互にアップチャープ変調とダウンチャープ変調されて生成された送信信号を放射し、目標で反射して戻った上記送信信号を受信信号として受信するレーダ装置において、
   上記受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段と、
   上記パルス圧縮することにより生成された信号の強度に基づく目標との距離を算出する測距手段と、
   上記４つ以上の異なる時刻のアップチャープ変調およびダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号をパルス圧縮することにより生成された信号の強度に基づく目標との距離をそれぞれ表す４つ以上の式の連立方程式を解くことにより目標との相対距離と目標との基準相対速度と目標との相対加速度と目標との相対加速度変化率を同時に算出する相対距離・基準相対速度・相対加速度・相対加速度変化率算出手段と、
   上記アップチャープ変調およびダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号をパルス圧縮することにより生成された各信号の目標までの距離が上記受信信号の位相を補償すると、同一になるように、上記目標との基準相対速度および上記目標との相対加速度および上記目標との相対加速度変化率、または上記目標との基準相対速度および上記目標との相対加速度および上記目標との相対加速度変化率および上記目標との相対距離を用いて位相補償量を算出し、該位相補償量を用いて上記受信信号の位相を補償し、上記位相補償された受信信号をパルス圧縮する補償手段と、
   複数の上記時間間隔で上記位相補償された受信信号をパルス圧縮することにより生成された信号を加算する積分手段と、
   上記目標との基準相対速度を用いて上記積分手段の出力信号の周波数の折り返しを補正し、目標の相対速度を算出する速度算出手段と、
   を備えたことを特徴とするレーダ装置。
3. 上記連立方程式を最小二乗法で解くことを特徴とする請求項１または２に記載のレーダ装置。
4. 上記相対距離・基準相対速度・相対加速度算出手段は、３つ以上の異なる時刻のアップチャープ変調およびダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号または３つ以上の異なる時刻のアップチャープ変調あるいはダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号をパルス圧縮することにより生成された信号の強度に基づいて目標との相対距離と目標との基準相対速度と目標との相対加速度を算出することを特徴とする請求項１または３に記載のレーダ装置。
5. 上記相対距離・基準相対速度・相対加速度・相対加速度変化率算出手段は、４つ以上の異なる時刻のアップチャープ変調およびダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号または４つ以上の異なる時刻のアップチャープ変調あるいはダウンチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号をパルス圧縮することにより生成された信号の強度に基づいて目標との相対距離と目標との基準相対速度と目標との相対加速度と目標との相対加速度変化率を算出することを特徴とする請求項２または３に記載のレーダ装置。
6. 上記パルス圧縮手段は、フーリエ変換により周波数領域で受信信号と参照信号を乗算した後、フーリエ変換点数より多い逆フーリエ変換点数を用いて逆フーリエ変換を行うことによって、パルス圧縮された信号を生成することを特徴とする請求項１及至５のいずれか一項に記載のレーダ装置。
7. 上記測距手段に代えて、上記パルス圧縮することにより生成された信号から強度の大きい隣接する2信号の振幅値の差（Δ）を当該２信号の和（Σ）で除算した値、商（Δ／Σ）を生成し、距離補正量との関係から予め求められたΔ／Σ値に基づいて、前記生成したΔ／Σ値に相当する距離補正量を算出し、当該距離補正量で補正した距離を算出するディスクリ距離算出手段を備えたことを特徴とする請求項１及至６のいずれか一項に記載のレーダ装置。
8. 上記パルス圧縮手段と上記測距手段の間に、同じ傾きでチャープ変調された送信信号が送受信されて得られた受信信号をパルス圧縮することにより生成された信号に対してPDI処理を行うPDI手段を備えたことを特徴とする請求項１及至７のいずれか一項に記載のレーダ装置。
9. 上記PDI処理により生成された信号から得られた距離を用いて、各パルスのパルス圧縮することにより生成された信号のピーク距離を求める範囲を算出するピーク距離範囲算出手段を備えたことを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置。
10. 目標で反射されて戻り受信される受信信号は、キャリア信号が所定の時間間隔でパルス変調され、連続した複数パルス毎に交互にパルス内をアップチャープ変調とダウンチャープ変調されて生成された送信信号を放射し、目標で反射して戻った上記送信信号であることを特徴とする請求項１及至９のいずれか一項に記載のレーダ装置。
11. 目標で反射されて戻り受信される受信信号は、キャリア信号が所定の時間間隔でパルス変調され、パルス内が交互にアップチャープ変調あるいはダウンチャープ変調されて生成された送信信号の代わりに、パルス内が連続してアップチャープ変調あるいはダウンチャープ変調されて生成された送信信号を放射し、目標で反射して戻った上記送信信号であることを特徴とする請求項１及至９のいずれか一項に記載のレーダ装置。

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