JP6820130B2 - 目標検出装置、測角装置及びレーダ装置 - Google Patents

Description

この発明は、目標を検出する目標検出装置及びレーダ装置と、目標を測角する測角装置とに関するものである。

以下の特許文献１には、ターゲットまでの距離及びターゲットの速度を検出するＦＭＣＷレーダ装置が開示されている。
特許文献１に開示されているＦＭＣＷレーダ装置では、ターゲットに反射された受信信号に含まれているサイドローブを低減するために、受信信号に窓関数を乗算するようにしている。
受信信号に乗算する窓関数は、複数のターゲットのピーク周波数が互いに接近している場合、分解能を向上させる第１の窓関数であり、複数のターゲットのピーク周波数が離れている場合、サイドローブを低減する第２の窓関数である。

特開平１１−２７１４３２号公報

従来のレーダ装置は、受信信号に含まれているクラッタ成分を抑圧して、目標の検出性能を高めるために、一定誤警報率（ＣＦＡＲ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理を実施することがある。特許文献１に開示されているＦＭＣＷレーダ装置では、受信信号に窓関数を乗算する処理を実施していても、ＣＦＡＲ処理については実施していない。
しかし、複数の目標の間の相対距離が小さいときに、ＣＦＡＲ処理をドップラー周波数方向に実施すると、或る目標におけるドップラー周波数方向のサンプルセル内に、隣の目標の電力が漏れ込み、ＣＦＡＲ閾値を正しく算出できなくなることがある。
また、複数の目標の間の相対ドップラー周波数が小さいときに、ＣＦＡＲ処理をレンジ方向に実施すると、或る目標におけるレンジ方向のサンプルセル内に、隣の目標の電力が漏れ込み、ＣＦＡＲ閾値を正しく算出できなくなることがある。ＣＦＡＲ閾値を正しく算出できなければ、目標の誤検出を招く可能性が高くなる。
したがって、従来のレーダ装置では、ＣＦＡＲ閾値を正しく算出することができないために、ＣＦＡＲ処理を実施しても、目標の誤検出を招いてしまうことがあるという課題があった。

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、目標の誤検出を防止することができる目標検出装置及びレーダ装置を得ることを目的とする。

この発明に係る目標検出装置は、複数の目標に反射された電磁波の受信信号から、複数の目標までの距離と複数の目標のドップラー周波数とを示すレンジドップラーマップを作成するマップ作成部と、複数の目標の間の相対距離と複数の目標の間の相対ドップラー周波数とに基づいて、レンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理の実施方向を決定する方向決定部と、マップ作成部により作成されたレンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理を方向決定部により決定された方向に実施することで、レンジドップラーマップに含まれているクラッタを抑圧し、クラッタ抑圧後のレンジドップラーマップから、複数の目標を検出する目標検出部とを備えるようにしたものである。

この発明によれば、複数の目標の間の相対距離と複数の目標の間の相対ドップラー周波数とに基づいて、レンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理の実施方向を決定する方向決定部を設け、目標検出部が、マップ作成部により作成されたレンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理を方向決定部により決定された方向に実施することで、レンジドップラーマップに含まれているクラッタを抑圧するように、目標検出装置を構成した。したがって、この発明に係る目標検出装置は、目標の誤検出を防止することができる。

実施の形態１による目標検出装置１０を含むレーダ装置を示す構成図である。 実施の形態１によるレーダ装置の送受信部１を示す構成図である。 実施の形態１による目標検出装置１０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。 実施の形態１による目標検出装置１０の目標検出部２３を示す構成図である。 目標検出装置１０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。 目標検出装置１０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合の処理手順を示すフローチャートである。 複数の目標の間の相対距離Δｒと相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐとの関係を示す説明図である。 図８Ａは、パルス圧縮部２１が受信データｓ_ｒ０（τ，ｈ）にレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算する前の受信データｓ_ｒ０（τ，ｈ）のレンジ分解能、メインローブ及びサイドローブを示す説明図、図８Ｂは、パルス圧縮部２１が受信データｓ_ｒ０（τ，ｈ）にレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算した後の受信データｓ_ｒ（τ，ｈ）のレンジ分解能、メインローブ及びサイドローブを示す説明図である。 図９Ａは、パルス圧縮部２１が受信データｓ_ｒ０（τ，ｈ）にレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算する前の受信データｓ_ｒ０（τ，ｈ）のメインローブ及びサイドローブを示す説明図、図９Ｂ及び図９Ｃは、パルス圧縮部２１が受信データｓ_ｒ０（τ，ｈ）にレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算した後の受信データｓ_ｒ（τ，ｈ）のメインローブ及びサイドローブを示す説明図である。 図１０Ａは、パルス圧縮部２１が受信データｓ_ｒ０（τ，ｈ）にレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算する前の受信データｓ_ｒ０（τ，ｈ）のメインローブ及びサイドローブを示す説明図、図１０Ｂ及び図１０Ｃは、パルス圧縮部２１が受信データｓ_ｒ０（τ，ｈ）にレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算した後の受信データｓ_ｒ（τ，ｈ）のメインローブ及びサイドローブを示す説明図である。 レンジ分解能Δｒ_{ｒｅｓｏ，ｗ}が相対距離Δｒよりも大きい場合でも、互いのメインローブの干渉が少ない例を示す説明図である。 ＣＦＡＲ処理の概要を示す説明図である。 複数の目標（１）（２）が存在している場合のＣＦＡＲ処理の概要を示す説明図である。 図１４Ａは、相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐが相対距離Δｒよりも小さい場合のＣＦＡＲ処理の実施方向を示す説明図、図１４Ｂは、相対距離Δｒが相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐよりも小さい場合のＣＦＡＲ処理の実施方向を示す説明図である。 実施の形態２による測角装置６０を含むレーダ装置を示す構成図である。 実施の形態２によるレーダ装置の送受信部５０を示す構成図である。 実施の形態２による測角装置６０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による目標検出装置１０を含むレーダ装置を示す構成図である。
図２は、実施の形態１によるレーダ装置の送受信部１を示す構成図である。
図１及び図２において、送受信部１は、送信部２、送受切替器３、送受信アンテナ４及び受信部５を備えている。
送受信部１は、送信ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を生成し、送信ＲＦ信号を電磁波として空間に放射した後、目標に反射された送信ＲＦ信号を受信ＲＦ信号として受信する。

送信部２は、発振器２ａ、パルス変調器２ｂ及び送信機２ｃを備えている。
発振器２ａは、送信ＲＦ信号を発振し、送信ＲＦ信号をパルス変調器２ｂに出力する。
パルス変調器２ｂは、発振器２ａから出力された送信ＲＦ信号をパルス変調し、パルス変調後の送信ＲＦ信号を送信機２ｃに出力する。
また、パルス変調器２ｂは、受信ＲＦ信号のダウンコンバート用の信号を受信機５ａに出力する。
また、パルス変調器２ｂは、パルス圧縮に用いる信号として、参照信号をアナログデジタル変換器（以下、「Ａ／Ｄ変換器」と称する）５ｂに出力する。
送信機２ｃは、パルス変調器２ｂから出力されたパルス変調後の送信ＲＦ信号の増幅処理等を実施して、パルス変調後の送信ＲＦ信号を送受切替器３に出力する。

送受切替器３は、送信機２ｃから出力された送信ＲＦ信号を送受信アンテナ４に出力し、送受信アンテナ４により受信された受信ＲＦ信号を受信機５ａに出力する。
送受信アンテナ４は、送受切替器３から出力された送信ＲＦ信号を電磁波として空間に放射するとともに、目標に反射された送信ＲＦ信号を受信ＲＦ信号として受信し、受信ＲＦ信号を送受切替器３に出力する。

受信部５は、受信機５ａ及びＡ／Ｄ変換器５ｂを備えている。
受信機５ａは、送受切替器３から出力された受信ＲＦ信号に対する増幅処理等などの受信処理を実施する。
また、受信機５ａは、パルス変調器２ｂから出力されたダウンコンバート用の信号を用いて、受信ＲＦ信号の周波数をダウンコンバートする。
受信機５ａは、周波数をダウンコンバートした受信信号をＡ／Ｄ変換器５ｂに出力する。
Ａ／Ｄ変換器５ｂは、受信機５ａから出力された受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、当該デジタル信号を受信データとしてデータ格納部６に出力する。
Ａ／Ｄ変換器５ｂは、パルス変調器２ｂから出力された参照信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、当該デジタル信号を参照データとしてデータ格納部６に出力する。
データ格納部６は、Ａ／Ｄ変換器５ｂから出力された受信データ及び参照データのそれぞれを格納する記憶媒体である。

目標検出装置１０は、信号処理条件決定部１１及び信号処理部２０を備えている。
目標検出装置１０は、データ格納部６により格納されている受信データ及び参照データのそれぞれを用いて、経過時間毎に、射出装置１００から連続的に射出された複数の目標を検出する装置である。
射出装置１００は、複数の目標を連続的に空間に射出する装置である。
射出装置１００は、複数の目標の射出条件として、複数の目標の射出速度、射出角度及び射出時間間隔などを示す情報を目標検出装置１０に出力する。

図３は、実施の形態１による目標検出装置１０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。
信号処理条件決定部１１は、相対値算出部１２、窓関数選択部１３及び方向決定部１４を備えている。
相対値算出部１２は、例えば、図３に示す相対値算出回路３１によって実現される。
相対値算出部１２は、射出装置１００から、複数の目標の射出条件を取得する。
相対値算出部１２は、複数の目標の射出条件から、複数の目標の軌道を予測し、軌道の予測結果から、複数の目標の間の相対距離を算出する。
また、相対値算出部１２は、複数の目標の射出条件から、複数の目標の間の相対ドップラー周波数を算出する。

窓関数選択部１３は、レンジ窓関数選択部１３ａ及びドップラー窓関数選択部１３ｂを備えており、例えば、図３に示す窓関数選択回路３２によって実現される。
レンジ窓関数選択部１３ａは、複数のレンジ窓関数の中から、相対値算出部１２により算出された相対距離に対応するレンジ窓関数を選択し、選択したレンジ窓関数をパルス圧縮部２１に出力する。
ドップラー窓関数選択部１３ｂは、複数のドップラー窓関数の中から、相対値算出部１２により算出された相対ドップラー周波数に対応するドップラー窓関数を選択し、選択したドップラー窓関数をマップ作成部２２に出力する。

方向決定部１４は、例えば、図３に示す方向決定回路３３によって実現される。
方向決定部１４は、相対値算出部１２により算出された相対距離と相対ドップラー周波数とに基づいて、レンジドップラーマップに対する一定誤警報率（ＣＦＡＲ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理の実施方向を決定する。
方向決定部１４は、決定した実施方向を目標検出部２３に出力する。

信号処理部２０は、パルス圧縮部２１、マップ作成部２２及び目標検出部２３を備えている。
パルス圧縮部２１は、例えば、図３に示すパルス圧縮回路３４によって実現される。
パルス圧縮部２１は、データ格納部６により格納されている受信データに、レンジ窓関数選択部１３ａから出力されたレンジ窓関数を乗算する。
パルス圧縮部２１は、データ格納部６により格納されている参照データを用いて、レンジ窓関数乗算後の受信データのパルス圧縮を実施し、パルス圧縮後の受信データをマップ作成部２２に出力する。

マップ作成部２２は、例えば、図３に示すマップ作成回路３５によって実現される。
マップ作成部２２は、パルス圧縮部２１から出力されたパルス圧縮後の受信データに、ドップラー窓関数選択部１３ｂから出力されたドップラー窓関数を乗算する。
マップ作成部２２は、ドップラー窓関数乗算後の受信データをヒット方向の周波数領域に変換することで、レンジドップラーマップを作成し、レンジドップラーマップを目標検出部２３に出力する。
レンジドップラーマップは、複数の目標までの距離と複数の目標のドップラー周波数とを示す２次元データである。

目標検出部２３は、図４に示すように、クラッタ抑圧処理部２３ａ及びピーク検出処理部２３ｂを備えている。
目標検出部２３は、例えば、図３に示す目標検出回路３６によって実現される。
目標検出部２３は、マップ作成部２２から出力されたレンジドップラーマップから、複数の目標を検出する。

図４は、実施の形態１による目標検出装置１０の目標検出部２３を示す構成図である。
図４において、クラッタ抑圧処理部２３ａは、マップ作成部２２により作成されたレンジドップラーマップに対して、方向決定部１４により決定された方向にＣＦＡＲ処理を実施することで、クラッタを抑圧する。
クラッタ抑圧処理部２３ａは、クラッタ抑圧後のレンジドップラーマップをピーク検出処理部２３ｂに出力する。
ピーク検出処理部２３ｂは、クラッタ抑圧処理部２３ａから出力されたレンジドップラーマップに含まれているピーク値を検出することで、複数の目標を検出する。

図１では、目標検出装置１０の構成要素である相対値算出部１２、窓関数選択部１３、方向決定部１４、パルス圧縮部２１、マップ作成部２２及び目標検出部２３のそれぞれが、図３に示すような専用のハードウェアで実現されるものを想定している。即ち、目標検出装置１０が、相対値算出回路３１、窓関数選択回路３２、方向決定回路３３、パルス圧縮回路３４、マップ作成回路３５及び目標検出回路３６で実現されるものを想定している。
ここで、相対値算出回路３１、窓関数選択回路３２、方向決定回路３３、パルス圧縮回路３４、マップ作成回路３５及び目標検出回路３６は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又は、これらを組み合わせたものが該当する。

目標検出装置１０の構成要素は、専用のハードウェアで実現されるものに限るものではなく、目標検出装置１０がソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現されるものであってもよい。
ソフトウェア又はファームウェアは、プログラムとして、コンピュータのメモリに格納される。コンピュータは、プログラムを実行するハードウェアを意味し、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、あるいは、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）が該当する。
図５は、目標検出装置１０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
目標検出装置１０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合、相対値算出部１２、窓関数選択部１３、方向決定部１４、パルス圧縮部２１、マップ作成部２２及び目標検出部２３の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムがメモリ４１に格納される。そして、コンピュータのプロセッサ４２がメモリ４１に格納されているプログラムを実行する。
図６は、目標検出装置１０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合の処理手順を示すフローチャートである。

また、図３では、目標検出装置１０の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアで実現される例を示し、図５では、目標検出装置１０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される例を示している。しかし、これは一例に過ぎず、目標検出装置１０における一部の構成要素が専用のハードウェアで実現され、残りの構成要素がソフトウェア又はファームウェアなどで実現されるものであってもよい。

次に、図１に示すレーダ装置の動作について説明する。
発振器２ａは、送信ＲＦ信号ｓ_ｏｓｃ（τ）を発振し、送信ＲＦ信号ｓ_ｏｓｃ（τ）をパルス変調器２ｂに出力する。
図１に示すレーダ装置では、発振器２ａが、送信ＲＦ信号ｓ_ｏｓｃ（τ）として、時間の経過に伴って周波数が変化するチャープ信号を発振するものとする。
時間の経過に伴って周波数が変化する送信ＲＦ信号ｓ_ｏｓｃ（τ）は、以下の式（１）のように表される。

式（１）において、Ａｍｐは、送信ＲＦ信号ｓ_ｏｓｃ（τ）の振幅、τは、レンジ方向の時間、Ｋ_ｒは、チャープ率である。

パルス変調器２ｂは、発振器２ａから送信ＲＦ信号ｓ_ｏｓｃ（τ）を受けると、送信ＲＦ信号ｓ_ｏｓｃ（τ）をパルス変調し、パルス変調後の送信ＲＦ信号ｓ_ｔ（τ）を送信機２ｃに出力する。
パルス変調後の送信ＲＦ信号ｓ_ｔ（τ）は、以下の式（２）のように表される。

式（２）において、ｆ_ｃは、送信ＲＦ信号ｓ_ｔ（τ）の中心周波数である。
チャープ率Ｋ_ｒは、以下の式（３）のように表される。

式（３）において、Ｂは、送信ＲＦ信号ｓ_ｔ（τ）の周波数帯域幅、Ｔ_ｐは、送信ＲＦ信号ｓ_ｔ（τ）を構成しているパルス信号のパルス幅である。

また、パルス変調器２ｂは、受信ＲＦ信号ｓ_ｒのダウンコンバート用の信号ｓ_ｄｏｗｎ（τ）を受信機５ａに出力する。
信号ｓ_ｄｏｗｎ（τ）は、以下の式（４）のように表される。

また、パルス変調器２ｂは、パルス圧縮部２１がパルス圧縮に用いる信号として、参照信号ｓ_ｒｅｆ（τ）をＡ／Ｄ変換器５ｂに出力する。
参照信号ｓ_ｒｅｆ（τ）は、以下の式（５）に示すように、パルス変調後の送信ＲＦ信号ｓ_ｔ（τ）におけるチャープ成分の位相の複素共役がとられた信号である。

送信機２ｃは、パルス変調器２ｂからパルス変調後の送信ＲＦ信号ｓ_ｔ（τ）を受けると、送信ＲＦ信号ｓ_ｔ（τ）の増幅処理等を実施して、送信ＲＦ信号ｓ_ｔ（τ）を送受切替器３に出力する。
送受切替器３は、送信機２ｃから出力された送信ＲＦ信号ｓ_ｔ（τ）を送受信アンテナ４に出力することで、送受信アンテナ４から送信ＲＦ信号ｓ_ｔ（τ）を電磁波として空間に放射させる。
送受信アンテナ４から放射された送信ＲＦ信号ｓ_ｔ（τ）は、目標に反射されて、送受信アンテナ４に戻ってくる。
送受信アンテナ４は、目標に反射された送信ＲＦ信号ｓ_ｔ（τ）を受信ＲＦ信号ｓ_ｒ（τ）として受信し、受信ＲＦ信号ｓ_ｒ（τ）を送受切替器３に出力する。

送受切替器３は、送受信アンテナ４から出力された受信ＲＦ信号ｓ_ｒ（τ）を受信機５ａに出力する。
或る１つの目標に反射された受信ＲＦ信号ｓ_ｒ（τ）は、以下の式（６）のように表される。

式（６）において、Ａｍｐ’は、受信ＲＦ信号ｓ_ｒ（τ）の振幅であり、Ａｍｐ＞Ａｍｐ’である。
τ_ｄは、送受信アンテナ４から送信ＲＦ信号ｓ_ｔ（τ）が放射されたのち、目標に反射されて、受信ＲＦ信号ｓ_ｒ（τ）が送受信アンテナ４に戻ってくるまでの往復反射時間であり、以下の式（７）のように表される。

式（７）において、ｃは、電磁波の伝搬速度であり、Ｒ（τ）は、送受信アンテナ４から１つの目標までの距離である。

受信機５ａは、送受切替器３から受信ＲＦ信号ｓ_ｒ（τ）を受けると、受信ＲＦ信号ｓ_ｒに対する増幅処理等などの受信処理を実施する。
また、受信機５ａは、パルス変調器２ｂから出力されたダウンコンバート用の信号ｓ_ｄｏｗｎ（τ）を用いて、受信処理後の受信ＲＦ信号の周波数をダウンコンバートする。
受信機５ａは、周波数をダウンコンバートした受信信号をＡ／Ｄ変換器５ｂに出力する。

Ａ／Ｄ変換器５ｂは、パルス変調器２ｂから受信信号を受けると、受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、当該デジタル信号を受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ）としてデータ格納部６に出力する。
受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ）は、以下の式（８）のように表される。

式（８）において、Ａｍｐ’_ｈは、受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ）のヒット毎の振幅、Ｔ_ｐｒｉは、パルス繰り返し周期（ＰＲＩ）、ｎは、ＰＲＩ内のサンプリング番号、Δｔは、ＰＲＩ内のサンプリング間隔である。
ｈは、ヒット番号、Ｈは、ヒット数であり、以下の式（９）のように表される。

式（９）において、ｆｌｏｏｒは、（Ｔ_ｐ／Ｔ_ｐｒｉ）で表される値の小数点を切り捨てる関数である。
式（８）に示す受信データｓ_ｒ０（τ，ｈ）は、レンジ方向の時間τとヒット番号ｈとで表される２次元のデータとしてデータ格納部６に格納される。

Ａ／Ｄ変換器５ｂは、パルス変調器２ｂから参照信号ｓ_ｒｅｆ（τ）を受けると、参照信号ｓ_ｒｅｆ（τ）をアナログ信号からデジタル信号に変換し、当該デジタル信号を参照データｓ_ｒｅｆ（ｎ，ｈ）としてデータ格納部６に出力する。
参照データｓ_ｒｅｆ（ｎ，ｈ）は、以下の式（１０）のように表される。

射出装置１００は、複数の目標の射出速度、複数の目標の射出角度及び複数の目標の射出時間間隔などの射出条件に従って、複数の目標を連続的に空間に射出する。
射出装置１００は、射出条件を示す情報を相対値算出部１２に出力する。
ここで、図７は、複数の目標の間の相対距離Δｒと相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐとの関係を示す説明図である。
図７では、複数の目標がレーダ装置から近距離の位置に存在しているときの相対距離Δｒと相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐとの関係を示している。また、図７では、複数の目標がレーダ装置から遠距離の位置に存在しているときの相対距離Δｒと相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐとの関係を示している。

レーダ装置から近距離の位置に存在している複数の目標は、遠距離の位置に存在している複数の目標と比べて、射出速度の減衰が少ない。したがって、近距離の位置に存在している複数の目標の間の相対距離Δｒは、遠距離の位置に存在している複数の目標の間の相対距離Δｒよりも大きい。また、近距離の位置に存在している複数の目標の間の相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐについても遠距離の位置に存在している複数の目標の間の相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐよりも大きい。
なお、複数の目標が、レーダ装置から近距離の位置に存在しているか、遠距離の位置に存在しているかにかかわらず、射出装置１００から目標が出射される際の射出速度及び射出角度に応じて、相対距離Δｒ及び相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐは、共に変化する。

相対値算出部１２は、射出装置１００から、複数の目標の射出条件を取得する。
相対値算出部１２は、複数の目標の射出条件に含まれている複数の目標の射出速度及び射出角度から、複数の目標の軌道を予測する。目標の軌道を予測する処理自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
相対値算出部１２は、軌道の予測結果から複数の目標の間の相対距離Δｒを算出する。
射出装置１００から連続的に射出される複数の目標の射出時間間隔が射出条件に含まれているため、目標の軌道が分かれば、相対距離Δｒは、容易に算出することができる。
また、相対値算出部１２は、以下の式（１１）に示すように、複数の目標の間の相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐを算出する。

式（１１）において、λは、送信ＲＦ信号ｓ_ｔ（τ）の波長であり、ｖ_１−ｖ_２は、隣接する目標の間の相対の射出速度である。
相対値算出部１２は、相対距離Δｒをレンジ窓関数選択部１３ａ及び方向決定部１４のそれぞれに出力する。
また、相対値算出部１２は、相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐをドップラー窓関数選択部１３ｂ及び方向決定部１４のそれぞれに出力する。

レンジ窓関数選択部１３ａは、相対値算出部１２から相対距離Δｒを受けると、複数のレンジ窓関数の中から、相対距離Δｒに対応するレンジ窓関数ｗ_ｒを選択し、選択したレンジ窓関数ｗ_ｒをパルス圧縮部２１に出力する（図６のステップＳＴ１）。
以下、レンジ窓関数選択部１３ａによるレンジ窓関数ｗ_ｒの選択処理の具体例を説明する。

ここで、図８は、レンジ窓関数乗算前後の受信データのレンジ分解能、メインローブ及びサイドローブを示す説明図である。
図８Ａは、パルス圧縮部２１が受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ）にレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算する前の受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ）のレンジ分解能、メインローブ及びサイドローブを示している。図８Ｂは、パルス圧縮部２１が受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ）にレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算した後の受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ）のレンジ分解能、メインローブ及びサイドローブを示している。
図８Ｂに示すサイドローブのレベルは、図８Ａに示すサイドローブのレベルよりも低下している。したがって、パルス圧縮部２１が受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ）にレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算することで、受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ）のサイドローブが抑圧される。
図８Ｂに示すメインローブは、図８Ａに示すメインローブよりも広がっている。したがって、パルス圧縮部２１が受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ）にレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算することで、レンジ分解能がΔｒ_ｒｅｓｏからΔｒ_{ｒｅｓｏ，ｗ}に変化している。Δｒ_ｒｅｓｏ＜Δｒ_{ｒｅｓｏ，ｗ}である。

パルス圧縮部２１がレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算する前のレンジ分解能Δｒ_ｒｅｓｏは、以下の式（１２）で表される。

パルス圧縮部２１がレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算した後のレンジ分解能Δｒ_{ｒｅｓｏ，ｗ}は、以下の式（１３）で表される。

式（１３）において、α_ｒ，ｗは、レンジ窓関数ｗ_ｒを乗算した際のレンジ分解能Δｒ_{ｒｅｓｏ，ｗ}の補正係数である。

図９は、２つの目標（１）（２）がレーダ装置から近距離の位置に存在しているときの受信データのメインローブ及びサイドローブを示す説明図である。
図９Ａは、パルス圧縮部２１が受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ）にレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算する前の受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ）のメインローブ及びサイドローブを示している。
図９Ｂ及び図９Ｃは、パルス圧縮部２１が受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ）にレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算した後の受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ）のメインローブ及びサイドローブを示している。
図９Ｃに示す受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ）に乗算されているレンジ窓関数ｗ_ｒの形状は、図９Ｂに示す受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ）に乗算されているレンジ窓関数ｗ_ｒの形状と比べて、振幅減衰が急峻である。

即ち、図９Ｂに示す受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ）に乗算されているレンジ窓関数ｗ_ｒは、適用区間の中心から両端にかけて振幅減衰が緩やかな形状の窓関数である。振幅減衰が緩やかな形状の窓関数としては、例えばハニング窓のように、メインローブの広がりが少ない窓関数が該当する。ただし、振幅減衰が緩やかな形状の窓関数は、振幅減衰が急峻な形状の窓関数よりも、サイドローブの抑圧効果が小さい。
図９Ｃに示す受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ）に乗算されているレンジ窓関数ｗ_ｒは、適用区間の中心から両端にかけて振幅減衰が急峻な形状の窓関数である。振幅減衰が急峻な形状の窓関数としては、例えばブラックマンハリス窓のように、メインローブの広がりが大きいが、サイドローブの大幅な抑圧が期待できる窓関数が該当する。
受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ）のレンジ分解能Δｒ_{ｒｅｓｏ，ｗ}が、目標（１）と目標（２）のメインローブの間の相対距離Δｒよりも大きくなるようなレンジ窓関数ｗ_ｒが選択された場合、互いのメインローブが干渉するため、位相のずれが生じて目標の検出精度が低下してしまう。
しかし、目標（１）と目標（２）がレーダ装置から近距離の位置に存在している場合、目標（１）と目標（２）の相対距離Δｒは、比較的大きい。したがって、目標（１）と目標（２）がレーダ装置から近距離の位置に存在している場合、レンジ窓関数選択部１３ａが、振幅減衰が急峻な形状のレンジ窓関数ｗ_ｒを選択しても、互いのメインローブが干渉する可能性は低い。

図１０は、２つの目標（１）（２）がレーダ装置から遠距離の位置に存在しているときの受信データのメインローブ及びサイドローブを示す説明図である。
図１０Ａは、パルス圧縮部２１が受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ）にレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算する前の受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ）のメインローブ及びサイドローブを示している。
図１０Ｂ及び図１０Ｃは、パルス圧縮部２１が受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ）にレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算した後の受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ）のメインローブ及びサイドローブを示している。
図１０Ｃに示す受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ）に乗算されているレンジ窓関数ｗ_ｒの形状は、図１０Ｂに示す受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ）に乗算されているレンジ窓関数ｗ_ｒの形状と比べて、振幅減衰が急峻である。

即ち、図１０Ｂに示す受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ）に乗算されているレンジ窓関数ｗ_ｒは、適用区間の中心から両端にかけて振幅減衰が緩やかな形状の窓関数である。
図１０Ｃに示す受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ）に乗算されているレンジ窓関数ｗ_ｒは、適用区間の中心から両端にかけて振幅減衰が急峻な形状の窓関数である。
受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ）のレンジ分解能Δｒ_{ｒｅｓｏ，ｗ}が、目標（１）と目標（２）のメインローブの間の相対距離Δｒよりも大きくなるようなレンジ窓関数ｗ_ｒが選択された場合、互いのメインローブが干渉するため、位相のずれが生じて目標の検出精度が低下してしまう。
目標（１）と目標（２）がレーダ装置から遠距離の位置に存在している場合、目標（１）と目標（２）の相対距離Δｒは、比較的小さい。したがって、目標（１）と目標（２）がレーダ装置から遠距離の位置に存在している場合、レンジ窓関数選択部１３ａが、振幅減衰が急峻な形状のレンジ窓関数ｗ_ｒを選択すると、互いのメインローブが干渉する可能性が高い。
図１０Ｃの例では、振幅減衰が急峻な形状のレンジ窓関数ｗ_ｒが選択されており、サイドローブが大きく低減されているが、互いのメインローブが干渉している。
互いのメインローブが干渉しない範囲で、サイドローブを出来るだけ低減するには、Δｒ_{ｒｅｓｏ，ｗ}＜Δｒを満たすレンジ窓関数ｗ_ｒの中で、レンジ分解能Δｒ_{ｒｅｓｏ，ｗ}が最も大きくなるレンジ窓関数ｗ_ｒを選択することが望ましい。
なお、カイザー窓など、窓関数の形状を特徴付けるパラメータの変更が可能な窓関数を用いる場合、パラメータを変更することで、Δｒ_{ｒｅｓｏ，ｗ}＜Δｒを満たすように、窓関数の形状を変更することが可能である。

レンジ窓関数選択部１３ａは、レンジ窓関数ｗ_ｒを選択する際、事前に用意している複数のレンジ窓関数の中に、以下の式（１４）に示すように、レンジ分解能Δｒ_{ｒｅｓｏ，ｗ}が相対距離Δｒよりも小さいレンジ窓関数が存在しているか否かを判定する。

レンジ窓関数選択部１３ａは、レンジ分解能Δｒ_{ｒｅｓｏ，ｗ}が相対距離Δｒよりも小さいレンジ窓関数が存在していない場合、互いのメインローブが干渉してしまうため、レンジ窓関数ｗ_ｒを乗算しない旨をパルス圧縮部２１に通知する。
あるいは、レンジ窓関数選択部１３ａは、図１１に示すように、２つの目標（１）（２）におけるレンジ窓関数乗算後のそれぞれのＮｕｌｌ点が、隣の目標（２）（１）のメインローブのピーク位置となるようなレンジ窓関数ｗ_ｒを選択する。当該レンジ窓関数ｗ_ｒを選択した場合、互いのメインローブの干渉は少なくなる。
図１１は、レンジ分解能Δｒ_{ｒｅｓｏ，ｗ}が相対距離Δｒよりも大きい場合でも、互いのメインローブの干渉が少ない例を示す説明図である。

レンジ窓関数選択部１３ａは、レンジ分解能Δｒ_{ｒｅｓｏ，ｗ}が相対距離Δｒよりも小さいレンジ窓関数が存在している場合、レンジ窓関数ｗ_ｒとして、レンジ分解能Δｒ_{ｒｅｓｏ，ｗ}が相対距離Δｒよりも小さいレンジ窓関数を選択する。
レンジ窓関数選択部１３ａにより選択されるレンジ窓関数ｗ_ｒは、以下の式（１５）で表される。

式（１５）において、ｃａｌｃは、括弧内の条件を満足する窓関数を算出するための関数である。β_ｒは、レンジ分解能Δｒ_{ｒｅｓｏ，ｗ}が相対距離Δｒよりも小さくなるように、レンジ分解能Δｒ_{ｒｅｓｏ，ｗ}を調整するための係数である。
なお、係数β_ｒは、Δｒ_{ｒｅｓｏ，ｗ}＜Δｒを満たす範囲で、レンジ窓関数乗算後のレンジ分解能Δｒ_{ｒｅｓｏ，ｗ}が最も大きくなるような係数であることが望ましい。

ドップラー窓関数選択部１３ｂは、相対値算出部１２から相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐを受けると、複数のドップラー窓関数の中から、相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐに対応するドップラー窓関数ｗ_ｄｏｐを選択する（図６のステップＳＴ２）。
ドップラー窓関数選択部１３ｂは、選択したドップラー窓関数ｗ_ｄｏｐをマップ作成部２２に出力する。
以下、ドップラー窓関数選択部１３ｂによるドップラー窓関数ｗ_ｄｏｐの選択処理の具体例を説明する。

マップ作成部２２がドップラー窓関数ｗ_ｄｏｐを乗算する前のドップラー周波数の分解能Δｆ_{ｄｏｐ，ｒｅｓｏ}は、以下の式（１６）で表される。

式（１６）において、Ｎ_ｈｉｔはヒット数である。
マップ作成部２２がドップラー窓関数ｗ_ｄｏｐを乗算した後のドップラー周波数の分解能Δｆ_{ｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗ}は、以下の式（１７）で表される。

式（１７）において、α_{ｄｏｐ，ｗ}は、ドップラー窓関数ｗ_ｄｏｐを乗算した際のドップラー周波数の分解能Δｆ_{ｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗ}の補正係数である。

ドップラー窓関数ｗ_ｄｏｐを選択する場合でも、レンジ窓関数ｗ_ｒを選択する場合と同様に、ドップラー周波数の分解能Δｆ_{ｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗ}が、相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐよりも大きい場合、複数の目標における互いのメインローブが干渉してしまう。
そこで、ドップラー窓関数選択部１３ｂは、以下の式（１８）に示すように、事前に用意している複数のドップラー窓関数の中に、分解能Δｆ_{ｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗ}が相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐよりも小さいドップラー窓関数が存在しているか否かを判定する。

ドップラー窓関数選択部１３ｂは、分解能Δｆ_{ｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗ}が相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐよりも小さいドップラー窓関数が存在していない場合、互いのメインローブが干渉してしまうため、ドップラー窓関数ｗ_ｄｏｐを乗算しない旨をマップ作成部２２に通知する。
あるいは、ドップラー窓関数選択部１３ｂは、複数の目標におけるレンジ窓関数乗算後のそれぞれのＮｕｌｌ点が、隣の目標のメインローブのピーク位置となるようなドップラー窓関数ｗ_ｄｏｐを選択する。当該ドップラー窓関数ｗ_ｄｏｐを選択した場合、互いのメインローブの干渉は少なくなる。

ドップラー窓関数選択部１３ｂは、分解能Δｆ_{ｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗ}が相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐよりも小さいドップラー窓関数が存在している場合、ドップラー窓関数ｗ_ｄｏｐとして、式（１８）を満足するドップラー窓関数を選択する。
ドップラー窓関数選択部１３ｂにより選択されるレンジ分解能Δｒ_{ｒｅｓｏ，ｗ}は、以下の式（１９）で表される。

式（２０）において、β_ｄｏｐは、ドップラー周波数の分解能Δｆ_{ｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗ}が相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐよりも小さくなるように、分解能Δｆ_{ｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗ}を調整するための係数である。
係数β_ｄｏｐは、Δｆ_{ｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗ}＜Δｆ_ｄｏｐを満たす範囲で、ドップラー窓関数乗算後の分解能Δｆ_{ｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗ}が最も大きくなるような係数であることが望ましい。
ｃａｌｃは、括弧内の条件で窓関数を算出する関数である。

図１２は、ＣＦＡＲ処理の概要を示す説明図である。
ＣＦＡＲ処理では、図１２に示すように、目標の有無を判定する対象のセルであるテストセルの前後に存在している複数のサンプルセルにおける電力の平均値であるサンプルセル平均電力とＣＦＡＲ係数を乗算することで、ＣＦＡＲ閾値を算出する。
次に、ＣＦＡＲ処理では、テストセルの電力とＣＦＡＲ閾値とを比較し、テストセルの電力がＣＦＡＲ閾値以上であれば、目標がテストセルに存在していると判定し、テストセルの電力がＣＦＡＲ閾値未満であれば、目標がテストセルに存在していないと判定する。
ＣＦＡＲ処理では、図１２に示すように、ガードセルを設けることで、ＣＦＡＲ閾値を算出する際に、サイドローブの電力の漏れ込みを防ぐことが可能である。

図１３は、複数の目標（１）（２）が存在している場合のＣＦＡＲ処理の概要を示す説明図である。
目標（１）と目標（２）は、互いの相対距離Δｒが小さい場合がある。また、目標（１）と目標（２）は、互いの相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐが小さい場合がある。
相対距離Δｒが小さいときに、ＣＦＡＲ処理をドップラー周波数方向に実施すると、図１３に示すように、目標（１）のサンプルセルに隣の目標（２）の電力が漏れ込み、ＣＦＡＲ閾値を正しく算出できなくなることがある。
相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐが小さいときに、ＣＦＡＲ処理をレンジ方向に実施すると、同様に、ＣＦＡＲ閾値を正しく算出できなくなることがある。

したがって、相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐが、相対距離Δｒよりも小さい場合、図１４Ａに示すように、ＣＦＡＲ処理をレンジ方向に実施するよりも、ドップラー周波数方向に実施する方が、ＣＦＡＲ閾値を正しく算出できる可能性が高くなる。
相対距離Δｒが、相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐよりも小さい場合、図１４Ｂに示すように、ＣＦＡＲ処理をドップラー周波数方向に実施するよりも、レンジ方向に実施する方が、ＣＦＡＲ閾値を正しく算出できる可能性が高くなる。
図１４は、相対距離Δｒ及び相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐとＣＦＡＲ処理の実施方向との関係を示す説明図である。
図１４Ａは、相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐが相対距離Δｒよりも小さい場合のＣＦＡＲ処理の実施方向を示し、図１４Ｂは、相対距離Δｒが相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐよりも小さい場合のＣＦＡＲ処理の実施方向を示している。

方向決定部１４は、相対値算出部１２から相対距離Δｒ及び相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐを受けると、以下の式（２０）に示すように、相対距離Δｒをレンジ分解能Δｒ_{ｒｅｓｏ，ｗ}で規格化する。

式（２０）において、Δｒ_ｂｉｎは、規格化後の相対距離である。
方向決定部１４は、以下の式（２１）に示すように、相対ドップラー周波数Δｆ_ｄｏｐをドップラー周波数の分解能Δｆ_{ｄｏｐ，ｒｅｓｏ，ｗ}で規格化する。

式（２１）において、Δｆ_{ｄｏｐ，ｂｉｎ}は、規格化後の相対ドップラー周波数である。

方向決定部１４は、規格化後の相対距離Δｒ_ｂｉｎと規格化後の相対ドップラー周波数Δｆ_{ｄｏｐ，ｂｉｎ}とを比較する（図６のステップＳＴ３）。
方向決定部１４は、規格化後の相対距離Δｒ_ｂｉｎが規格化後の相対ドップラー周波数Δｆ_{ｄｏｐ，ｂｉｎ}よりも大きければ（図６のステップＳＴ３：Ｙｅｓの場合）、ＣＦＡＲ処理の実施方向をドップラー周波数方向に決定する（図６のステップＳＴ４）。
方向決定部１４は、規格化後の相対距離Δｒ_ｂｉｎが規格化後の相対ドップラー周波数Δｆ_{ｄｏｐ，ｂｉｎ}以下であれば（図６のステップＳＴ３：Ｎｏの場合）、ＣＦＡＲ処理の実施方向をレンジ方向に決定する（図６のステップＳＴ５）。
方向決定部１４は、決定した実施方向を目標検出部２３に出力する。

パルス圧縮部２１は、データ格納部６から受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ）及び参照データｓ_ｒｅｆ（ｎ，ｈ）を取得する。
パルス圧縮部２１は、レンジ窓関数選択部１３ａからレンジ窓関数ｗ_ｒを受けると、以下の式（２２）に示すように、受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ）にレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算する（図６のステップＳＴ６）。

パルス圧縮部２１は、レンジ窓関数選択部１３ａからレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算しない旨の通知を受けているときは、以下の式（２３）に示すように、受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ）にレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算しない。

次に、パルス圧縮部２１は、以下の式（２４）に示すように、受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ）に参照データｓ_ｒｅｆ（ｎ，ｈ）を時間領域で畳み込み積分を行うことで、受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ）のパルス圧縮を実施する（図６のステップＳＴ７）。

パルス圧縮部２１は、パルス圧縮後の受信データｓ_ｒｆｍ（ｎ，ｈ）をマップ作成部２２に出力する。

ここでは、パルス圧縮部２１が、受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ）に参照データｓ_ｒｅｆ（ｎ，ｈ）を時間領域で畳み込み積分を行うことで、受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ）をパルス圧縮している。しかし、これは一例に過ぎず、パルス圧縮部２１が、以下に示す方法で、受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ）のパルス圧縮を実施するようにしてもよい。
即ち、パルス圧縮部２１は、受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ）及び参照データｓ_ｒｅｆ（ｎ，ｈ）のそれぞれを周波数領域の信号に変換する。
次に、パルス圧縮部２１は、受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ）の周波数領域信号と、参照データｓ_ｒｅｆ（ｎ，ｈ）の周波数領域信号とを複素乗算することで、チャープ成分を除去する。
そして、パルス圧縮部２１は、複素乗算した信号を時間領域の信号に変換することで、パルス圧縮後の受信データｓ_ｒｆｍ（ｎ，ｈ）を得る。

マップ作成部２２は、ドップラー窓関数選択部１３ｂからドップラー窓関数ｗ_ｄｏｐを受けると、以下の式（２５）に示すように、パルス圧縮部２１から出力されたパルス圧縮後の受信データｓ_ｒｆｍ（ｎ，ｈ）にドップラー窓関数ｗ_ｄｏｐを乗算する（図６のステップＳＴ８）。

マップ作成部２２は、ドップラー窓関数選択部１３ｂからドップラー窓関数ｗ_ｄｏｐを乗算しない旨の通知を受けているときは、以下の式（２６）に示すように、受信データｓ_ｒｆｍ（ｎ，ｈ）にドップラー窓関数ｗ_ｄｏｐを乗算しない。

次に、マップ作成部２２は、以下の式（２７）に示すように、受信データｓ_{ｒｆｍ，ｗ}（ｎ，ｈ）をヒット方向の周波数領域に変換することで、レンジドップラーマップｓ_２Ｄ（ｎ，ｋ）を作成する（図６のステップＳＴ９）。

式（２６）において、Ｈ_ｆｆｔは、ヒット方向のＦＦＴデータ点数である。
なお、受信データｓ_{ｒｆｍ，ｗ}（ｎ，ｈ）をヒット方向の周波数領域に変換する方法としては、受信データｓ_{ｒｆｍ，ｗ}（ｎ，ｈ）をヒット方向に高速フーリエ変換する方法が考えられる。
また、受信データｓ_{ｒｆｍ，ｗ}（ｎ，ｈ）をヒット方向に離散フーリエ変換する方法又は受信データｓ_{ｒｆｍ，ｗ}（ｎ，ｈ）をヒット方向にチャープｚ変換する方法が考えられる。
マップ作成部２２は、レンジドップラーマップｓ_２Ｄ（ｎ，ｋ）を目標検出部２３に出力する。

クラッタ抑圧処理部２３ａは、マップ作成部２２からレンジドップラーマップｓ_２Ｄ（ｎ，ｋ）を受けると、レンジドップラーマップｓ_２Ｄ（ｎ，ｋ）に対して、方向決定部１４により決定された方向にＣＦＡＲ処理を実施することで、クラッタを抑圧する（図６のステップＳＴ１０）。
図１４Ａの例では、クラッタ抑圧処理部２３ａが、レンジドップラーマップｓ_２Ｄ（ｎ，ｋ）に対して、ドップラー周波数方向のＣＦＡＲ処理を実施している。
図１４Ｂの例では、クラッタ抑圧処理部２３ａが、レンジドップラーマップｓ_２Ｄ（ｎ，ｋ）に対して、レンジ方向のＣＦＡＲ処理を実施している。
クラッタ抑圧処理部２３ａは、ＣＦＡＲ処理後のレンジドップラーマップｓ_{２Ｄ，ＣＦＡＲ}（ｎ，ｋ）をピーク検出処理部２３ｂに出力する。

ピーク検出処理部２３ｂは、クラッタ抑圧処理部２３ａからレンジドップラーマップｓ_{２Ｄ，ＣＦＡＲ}（ｎ，ｋ）を受けると、複数の目標の検出処理として、レンジドップラーマップｓ_{２Ｄ，ＣＦＡＲ}（ｎ，ｋ）に含まれているピーク値の検出処理を実施する（図６のステップＳＴ１１）。

以上の実施の形態１は、複数の目標の間の相対距離と複数の目標の間の相対ドップラー周波数とに基づいて、レンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理の実施方向を決定する方向決定部１４を設け、目標検出部２３が、マップ作成部２２により作成されたレンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理を方向決定部１４により決定された方向に実施することで、レンジドップラーマップに含まれているクラッタを抑圧するように、目標検出装置１０を構成した。したがって、実施の形態１の目標検出装置１０は、目標の誤検出を防止することができる。

実施の形態２．
実施の形態１のレーダ装置では、目標検出装置１０を備えている。
実施の形態２では、測角装置６０を備えているレーダ装置について説明する。

図１５は、実施の形態２による測角装置６０を含むレーダ装置を示す構成図である。
図１６は、実施の形態２によるレーダ装置の送受信部５０を示す構成図である。
図１７は、実施の形態２による測角装置６０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。
図１５から図１７において、図１から図３と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
送受信部５０は、送信部２、Ｍ（Ｍは１以上の整数）個の送受切替器３−１〜３−Ｍ、Ｍ個の送受信アンテナ４−１〜４−Ｍ及び受信部５を備えている。
送受信部５０は、送信ＲＦ信号を生成し、送信ＲＦ信号を電磁波として空間に放射した後、目標に反射された送信ＲＦ信号を受信ＲＦ信号として受信する。
送受信部５０が、Ｍ個の送受切替器３−１〜３−Ｍと、Ｍ個の送受信アンテナ４−１〜４−Ｍとを備えることで、例えば、アダプティブアレーアンテナとして使用することが可能になる。

信号処理部２０は、パルス圧縮部２１、マップ作成部２２、目標検出部２３及び測角部２４を備えている。
目標検出部２３のピーク検出処理部２３ｂは、複数の目標を検出すると、複数の目標のそれぞれの位相を抽出し、それぞれの位相を測角部２４に出力する。
測角部２４は、例えば、図１７に示す測角回路３７によって実現される。
測角部２４は、ピーク検出処理部２３ｂから出力された位相を用いて、モノパルス測角方式などの測角処理を実施することで、複数の目標を測角する。

次に、図１５に示すレーダ装置の動作について説明する。ここでは、図１に示すレーダ装置と相違する部分を説明する。
図１に示すレーダ装置では、送受信部１が備える送受信アンテナ４の数が１つであるため、Ａ／Ｄ変換器５ｂから、式（８）に示すような受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ）がデータ格納部６に出力されている。

図１５に示すレーダ装置では、送受信部１が備える送受信アンテナ４−１〜４−Ｍの数がＭ個であるため、Ａ／Ｄ変換器５ｂから、以下の式（２８）に示すような受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ，ｍ）がデータ格納部６に出力される。

式（２８）において、ｍは、送受信アンテナ４−１〜４−Ｍのアンテナ番号、Ｍは、送受信アンテナ４−１〜４−Ｍの個数、ｄは、送受信アンテナ４−１〜４−Ｍの間隔、θは、送受信アンテナ４−１〜４−Ｍに対する目標の角度である。

信号処理条件決定部１１の動作は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
パルス圧縮部２１は、データ格納部６から受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ，ｍ）及び参照データｓ_ｒｅｆ（ｎ，ｈ，ｍ）を取得する。
パルス圧縮部２１は、レンジ窓関数選択部１３ａからレンジ窓関数ｗ_ｒを受けると、以下の式（２９）に示すように、受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ，ｍ）にレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算する。

パルス圧縮部２１は、レンジ窓関数選択部１３ａからレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算しない旨の通知を受けているときは、以下の式（３０）に示すように、受信データｓ_ｒ０（ｎ，ｈ，ｍ）にレンジ窓関数ｗ_ｒを乗算しない。

次に、パルス圧縮部２１は、以下の式（３１）に示すように、受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ，ｍ）に参照データｓ_ｒｅｆ（ｎ，ｈ，ｍ）を時間領域で畳み込み積分を行うことで、受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ，ｍ）のパルス圧縮を実施する。

パルス圧縮部２１は、パルス圧縮後の受信データｓ_ｒｆｍ（ｎ，ｈ，ｍ）をマップ作成部２２に出力する。

ここでは、パルス圧縮部２１が、受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ，ｍ）に参照データｓ_ｒｅｆ（ｎ，ｈ，ｍ）を時間領域で畳み込み積分を行うことで、受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ，ｍ）をパルス圧縮している。しかし、これは一例に過ぎず、パルス圧縮部２１が、以下に示す方法で、受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ，ｍ）のパルス圧縮を実施するようにしてもよい。
即ち、パルス圧縮部２１は、受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ，ｍ）及び参照データｓ_ｒｅｆ（ｎ，ｈ，ｍ）のそれぞれを周波数領域の信号に変換する。
次に、パルス圧縮部２１は、受信データｓ_ｒ（ｎ，ｈ，ｍ）の周波数領域信号と、参照データｓ_ｒｅｆ（ｎ，ｈ，ｍ）の周波数領域信号とを複素乗算することで、チャープ成分を除去する。
そして、パルス圧縮部２１は、複素乗算した信号を時間領域の信号に変換することで、パルス圧縮後の受信データｓ_ｒｆｍ（ｎ，ｈ，ｍ）を得る。

マップ作成部２２は、ドップラー窓関数選択部１３ｂからドップラー窓関数ｗ_ｄｏｐを受けると、以下の式（３２）に示すように、パルス圧縮部２１から出力されたパルス圧縮後の受信データｓ_ｒｆｍ（ｎ，ｈ，ｍ）にドップラー窓関数ｗ_ｄｏｐを乗算する。

マップ作成部２２は、ドップラー窓関数選択部１３ｂからドップラー窓関数ｗ_ｄｏｐを乗算しない旨の通知を受けているときは、以下の式（３３）に示すように、受信データｓ_ｒｆｍ（ｎ，ｈ，ｍ）にドップラー窓関数ｗ_ｄｏｐを乗算しない。

次に、マップ作成部２２は、以下の式（３４）に示すように、受信データｓ_{ｒｆｍ，ｗ}（ｎ，ｈ，ｍ）をヒット方向の周波数領域に変換することで、レンジドップラーマップｓ_２Ｄ（ｎ，ｋ，ｍ）を作成する。

なお、受信データｓ_{ｒｆｍ，ｗ}（ｎ，ｈ，ｍ）をヒット方向の周波数領域に変換する方法としては、受信データｓ_{ｒｆｍ，ｗ}（ｎ，ｈ，ｍ）をヒット方向に高速フーリエ変換する方法が考えられる。
また、受信データｓ_{ｒｆｍ，ｗ}（ｎ，ｈ，ｍ）をヒット方向に離散フーリエ変換する方法又は受信データｓ_{ｒｆｍ，ｗ}（ｎ，ｈ，ｍ）をヒット方向にチャープｚ変換する方法が考えられる。
マップ作成部２２は、レンジドップラーマップｓ_２Ｄ（ｎ，ｋ，ｍ）を目標検出部２３に出力する。

クラッタ抑圧処理部２３ａは、マップ作成部２２からレンジドップラーマップｓ_２Ｄ（ｎ，ｋ，ｍ）を受けると、レンジドップラーマップｓ_２Ｄ（ｎ，ｋ，ｍ）に対して、方向決定部１４により決定された方向にＣＦＡＲ処理を実施することで、クラッタを抑圧する。
クラッタ抑圧処理部２３ａは、ＣＦＡＲ処理後のレンジドップラーマップｓ_{２Ｄ，ＣＦＡＲ}（ｎ，ｋ，ｍ）をピーク検出処理部２３ｂに出力する。

ピーク検出処理部２３ｂは、クラッタ抑圧処理部２３ａからレンジドップラーマップｓ_{２Ｄ，ＣＦＡＲ}（ｎ，ｋ，ｍ）を受けると、複数の目標の検出処理として、レンジドップラーマップｓ_{２Ｄ，ＣＦＡＲ}（ｎ，ｋ，ｍ）に含まれているピーク値の検出処理を実施する。
ピーク検出処理部２３ｂは、複数の目標を検出すると、複数の目標のそれぞれの位相を抽出し、それぞれの位相を測角部２４に出力する。

測角部２４は、ピーク検出処理部２３ｂから複数の目標の位相を受けると、複数の目標の位相を用いて、モノパルス測角方式などの測角処理を実施することで、複数の目標を測角する。
測角部２４は、複数の目標の測角値を射出装置１００に出力する。

以下、測角部２４によるモノパルス測角方式の測角処理を具体的に説明する。
測角部２４は、モノパルス測角方式の測角処理を実施する場合、以下の式（３５）に示す和信号Σと、以下の式（３６）に示す差信号Δとを用いて、以下の式（３７）に示す角度誤差電圧εを算出する。

式（３５）〜式（３７）において、Ｇ_ｉは、送受信アンテナ４−１〜４−Ｍのうちの１つの送受信アンテナの受信ＲＦ信号についてのレンジドップラーマップにおけるｉ番目の目標信号である。例えば、１つの送受信アンテナが、送受信アンテナ４−ｍであれば、Ｇ_ｉは、レンジドップラーマップｓ_２Ｄ（ｎ，ｋ，ｍ）におけるｉ番目の目標信号である。
Ｕ_ｉは、送受信アンテナ４−１〜４−Ｍのうちの他の１つの送受信アンテナの受信ＲＦ信号についてのレンジドップラーマップにおけるｉ番目の目標信号である。例えば、他の１つの送受信アンテナが、送受信アンテナ４−（ｍ＋１）であれば、Ｇ_ｉは、レンジドップラーマップｓ_２Ｄ（ｎ，ｋ，ｍ＋１）におけるｉ番目の目標信号である。
Ψは、目標信号Ｇ_ｉと目標信号Ｕ_ｉとの位相差である。

位相差Ψは、以下の式（３８）のように表される。

式（３８）において、ｘは、目標信号Ｇ_ｉと目標信号Ｕ_ｉとの位相中心距離、θ_ｉは、目標の角度である。

式（３７）及び式（３８）より、目標の角度θ_ｉは、以下の式（３９）のように表される。

測角部２４は、複数の目標の測角値として、式（３９）を用いて、複数の目標の角度θ_ｉを算出する。

測角部２４は、複数の目標の角度θ_ｉを算出すると、以下の式（４０）に示すように、複数の目標の角度θ_ｉの平均値θバーを算出する。明細書の文書中では、電子出願の関係上、文字の上に“−”の記号を付することができないため、「θバー」のように表記している。

式（４０）において、ｎ_θは、複数の目標の測角値番号、Ｎ_θは、複数の目標の測角値の個数である。

測角部２４が複数の目標の測角値の平均値θバーを算出することで、複数の目標の測角値の分散値σ_θ ^２は、以下の式（４１）のように表される。

また、測角部２４が複数の目標の測角値の平均値θバーを算出することで、複数の目標の測角値の標準偏差σ_θは、以下の式（４２）のように表される。

測角部２４が複数の目標の測角値の平均値θバーを算出することで、分散値σ_θ ^２が小さくなり、複数の目標の測角値のばらつきが小さくなるため、測角性能が向上する。
測角部２４は、複数の目標の測角値の平均値θバーを射出装置１００に出力する。
射出装置１００は、測角部２４から測角値の平均値θバーを受けると、例えば、測角値の平均値θバーと、複数の目標の射出角度との差分を算出する。
そして、射出装置１００は、算出した差分に基づいて、複数の目標の射出角度を補正する。

以上の実施の形態２は、目標検出部２３により抽出された位相から、複数の目標を測角する測角部２４を備えるように、レーダ装置を構成した。したがって、実施の形態２のレーダ装置は、誤検出を招くことなく、検出された目標を測角することができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

この発明は、目標を検出する目標検出装置及びレーダ装置に関するものである。
また、この発明は、目標を測角する測角装置に適している。

１ 送受信部、２ 送信部、２ａ 発振器、２ｂ パルス変調器、２ｃ 送信機、３，３−１〜３−Ｍ 送受切替器、４，４−１〜４−Ｍ 送受信アンテナ、５ 受信部、５ａ 受信機、５ｂ Ａ／Ｄ変換器、６ データ格納部、１０ 目標検出装置、１１ 信号処理条件決定部、１２ 相対値算出部、１３ 窓関数選択部、１３ａ レンジ窓関数選択部、１３ｂ ドップラー窓関数選択部、１４ 方向決定部、２０ 信号処理部、２１ パルス圧縮部、２２ マップ作成部、２３ 目標検出部、２３ａ クラッタ抑圧処理部、２３ｂ ピーク検出処理部、２４ 測角部、３１ 相関値算出回路、３２ 窓関数選択回路、３３ 方向決定回路、３４ パルス圧縮回路、３５ マップ作成回路、３６ 目標検出回路、３７ 測角回路、４１ メモリ、４２ プロセッサ、５０ 送受信部、６０ 測角装置、１００ 射出装置。

Claims (14)

1. 複数の目標に反射された電磁波の受信信号から、前記複数の目標までの距離と前記複数の目標のドップラー周波数とを示すレンジドップラーマップを作成するマップ作成部と、
   前記複数の目標の間の相対距離と前記複数の目標の間の相対ドップラー周波数とに基づいて、前記レンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理の実施方向を決定する方向決定部と、
   前記マップ作成部により作成されたレンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理を前記方向決定部により決定された方向に実施することで、前記レンジドップラーマップに含まれているクラッタを抑圧し、クラッタ抑圧後のレンジドップラーマップから、前記複数の目標を検出する目標検出部と
   を備えた目標検出装置。
2. 前記目標検出部は、
   前記方向決定部により決定された方向がレンジ方向であれば、前記レンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理をレンジ方向に実施することで、前記レンジドップラーマップに含まれているクラッタを抑圧し、
   前記方向決定部により決定された方向がドップラー周波数方向であれば、前記レンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理をドップラー周波数方向に実施することで、前記レンジドップラーマップに含まれているクラッタを抑圧することを特徴とする請求項１記載の目標検出装置。
3. 複数のレンジ窓関数の中から、前記相対距離に対応するレンジ窓関数を選択し、複数のドップラー窓関数の中から、前記相対ドップラー周波数に対応するドップラー窓関数を選択する窓関数選択部と、
   前記複数の目標に反射された電磁波の受信信号に前記窓関数選択部により選択されたレンジ窓関数を乗算し、レンジ窓関数乗算後の受信信号のパルス圧縮を行うパルス圧縮部とを備え、
   前記マップ作成部は、前記パルス圧縮部によりパルス圧縮された受信信号に前記窓関数選択部により選択されたドップラー窓関数を乗算し、ドップラー窓関数乗算後の受信信号から、前記レンジドップラーマップを作成することを特徴とする請求項１記載の目標検出装置。
4. 前記複数の目標を射出する射出装置における前記複数の目標の射出条件から、前記相対距離及び前記相対ドップラー周波数のそれぞれを算出する相対値算出部を備えたことを特徴とする請求項１記載の目標検出装置。
5. 前記窓関数選択部は、前記複数のレンジ窓関数の中から、前記相対距離が大きいほど、前記レンジ窓関数乗算後の受信信号におけるメインローブの広がりが大きくなるレンジ窓関数を選択することを特徴とする請求項３記載の目標検出装置。
6. 前記窓関数選択部は、前記複数のドップラー窓関数の中から、前記相対ドップラー周波数が大きいほど、前記ドップラー窓関数乗算後の受信信号におけるメインローブの広がりが大きくなるドップラー窓関数を選択することを特徴とする請求項３記載の目標検出装置。
7. 前記マップ作成部は、前記ドップラー窓関数乗算後の受信信号をヒット方向の周波数領域に変換することで、前記レンジドップラーマップを作成することを特徴とする請求項３記載の目標検出装置。
8. 前記マップ作成部は、前記ドップラー窓関数乗算後の受信信号をヒット方向に高速フーリエ変換することで、当該受信信号をヒット方向の周波数領域に変換することを特徴とする請求項７記載の目標検出装置。
9. 前記マップ作成部は、前記ドップラー窓関数乗算後の受信信号をヒット方向に離散フーリエ変換することで、当該受信信号をヒット方向の周波数領域に変換することを特徴とする請求項７記載の目標検出装置。
10. 前記マップ作成部は、前記ドップラー窓関数乗算後の受信信号をヒット方向にチャープｚ変換することで、当該受信信号をヒット方向の周波数領域に変換することを特徴とする請求項７記載の目標検出装置。
11. 複数の目標に反射された電磁波の受信信号から、前記複数の目標までの距離と前記複数の目標のドップラー周波数とを示すレンジドップラーマップを作成するマップ作成部と、
    前記複数の目標の間の相対距離と前記複数の目標の間の相対ドップラー周波数とに基づいて、前記レンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理の実施方向を決定する方向決定部と、
    前記マップ作成部により作成されたレンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理を前記方向決定部により決定された方向に実施することで、前記レンジドップラーマップに含まれているクラッタを抑圧し、クラッタ抑圧後のレンジドップラーマップから、前記複数の目標を検出して、前記複数の目標のそれぞれの位相を抽出する目標検出部と、
    前記目標検出部により抽出された位相から、前記複数の目標を測角する測角部と
    を備えた測角装置。
12. 前記測角部は、前記複数の目標の測角値の平均値を算出することを特徴とする請求項１１記載の測角装置。
13. 電磁波を複数の目標に向けて放射したのち、前記複数の目標に反射されて戻ってきた前記電磁波を受信し、前記電磁波の受信信号を出力する送受信部と、
    前記送受信部から出力された受信信号から、前記複数の目標までの距離と前記複数の目標のドップラー周波数とを示すレンジドップラーマップを作成するマップ作成部と、
    前記複数の目標の間の相対距離と前記複数の目標の間の相対ドップラー周波数とに基づいて、前記レンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理の実施方向を決定する方向決定部と、
    前記マップ作成部により作成されたレンジドップラーマップに対する一定誤警報率処理を前記方向決定部により決定された方向に実施することで、前記レンジドップラーマップに含まれているクラッタを抑圧し、クラッタ抑圧後のレンジドップラーマップから、前記複数の目標を検出する目標検出部と
    を備えたレーダ装置。
14. 前記目標検出部は、前記複数の目標のそれぞれの位相を抽出し、
    前記目標検出部により抽出された位相から、前記複数の目標を測角する測角部を備えたことを特徴とする請求項１３記載のレーダ装置。

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