JP6952939B1 - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

レーダ装置（１００）における送受信部（１０１）は、複数の送信信号のうちの何れか１つの送信信号を送信している間、当該送信信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域の受信信号を目標検出用受信信号として取得し、当該送信信号の周波数帯域と同じ周波数帯域の受信信号を阻止する。

Description

本開示は、レーダ装置に関する。

レーダ装置では、送信信号を目標に送信し、目標によって反射された反射信号を受信することにより受信信号を取得する。
例えば、特許文献１には、目標までの距離、及び目標の速度を測定するレーダ装置が記載されている。当該レーダ装置は、パルス列を符号化変調することにより送信信号を生成し、生成した送信信号を目標に送信し、目標によって反射された反射信号を受信することにより符号化パルス列を取得する。

特開２０１４−１８２０１０号公報

上記のような従来の技術では、送信信号を送信している間は、目標から反射された反射信号を受信できないため、取得した受信信号にエクリプス（受信信号の欠如）が発生するという問題がある。例えば、送信信号がパルス波である場合、エクリプスを低減するためには、送信パルス幅を制限する必要があり、ＣＰＩ（Coherent Processing Interval）によっては、送信電力を十分に大きくすることが困難となってしまう。
本開示は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、エクリプスを低減する技術を提供することを目的とする。

本開示に係るレーダ装置は、それぞれが異なる周波数帯域を有するパルス波である複数の送信信号を、それぞれ異なるタイミングで目標に送信し、当該目標から反射された反射信号を受信することにより受信信号を取得する送受信部と、送受信部が取得した受信信号に基づいて、目標を検出する目標検出部と、を備え、送受信部は、複数の送信信号のうちの何れか１つの送信信号を送信している間、当該送信信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域の受信信号を目標検出用受信信号として取得し、当該送信信号の周波数帯域と同じ周波数帯域の受信信号を阻止し、目標検出部は、送受信部が取得した目標検出用受信信号をダウンコンバートするミキサと、ミキサがダウンコンバートした目標検出用受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、アナログデジタル変換器がデジタル信号に変換した目標検出用受信信号に基づいて、目標の速度、及び目標までの距離を示すレンジドップラー信号を算出するレンジドップラー処理部と、レンジドップラー処理部が算出したレンジドップラー信号に基づいて、目標の有無を判定する目標判定処理部と、を備え、送受信部が取得した目標検出用受信信号に基づいて、目標を検出し、レンジドップラー処理部は、アナログデジタル変換器がデジタル信号に変換した目標検出用受信信号において、目標の移動に起因するパルス内の位相回転と、目標までの距離、及び送信周波数の差によって定まる位相回転とを補正し、補正した目標検出用受信信号に対してコヒーレント積分を行うことにより、レンジドップラー信号を算出する。

本開示によれば、エクリプスを低減することができる。

実施の形態１に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。 送受信パルスと阻止帯域可変フィルタが阻止する周波数帯域との関係を示す図である。 実施の形態１に係るレンジドップラー処理部の処理手順を示すフローチャートである。 実施の形態２に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。 送受信パルスと多周波用阻止帯域可変フィルタが阻止する周波数帯域との関係を示す図である。 実施の形態２に係る多周波用レンジドップラー処理部の処理手順を示すフローチャートである。 実施の形態３に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態３に係る高速型レンジドップラー処理部におけるレンジドップラー信号の算出手順を示すフローチャートである。 実施の形態１に係るレーダ装置の前提となる技術内容を説明するためのレーダ装置の構成を示すブロック図である。 図９が示すレーダ装置のパルス圧縮処理部の詳細な構成を示すブロック図である。 アナログデジタル変換器によるサンプリングを示すグラフである。 エクリプスを説明するための図である。 図１３Ａは、各実施形態の送受信部又は目標検出部の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。図１３Ｂは、各実施形態の送受信部又は目標検出部の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。

まず、実施の形態１に係るレーダ装置の構成を説明する前に、実施の形態１に係るレーダ装置の前提となる技術内容について説明する。図９は、実施の形態１に係るレーダ装置の前提となる技術内容を説明するためのレーダ装置１０８の構成を示すブロック図である。図９が示すように、レーダ装置１０８は、送受信部１０９（送受信装置）、及び目標検出部１１０を備えている。送受信部１０９は、送信機１３、送信アンテナ１４、受信アンテナ１５、及び受信機４を備えている。目標検出部１１０は、ミキサ５、Ａ／Ｄ変換器６、パルスヒット方向ＦＦＴ部１６、パルス圧縮処理部１７、及び目標判定処理部８を備えている。

送信機１３は、送信パルス信号をパルスヒット間隔で生成する。送信機１３は、生成した送信パルス信号を送信アンテナ１４に出力する。また、送信機１３は、ダウンコンバート用信号をミキサ５に出力する。

送信アンテナ１４は、送信機１３が生成した送信パルス信号を電波として目標に送信する。
受信アンテナ１５は、送信アンテナ１４が送信パルス信号を目標に送信し、当該目標によって反射された反射パルス信号を受信することにより受信パルス信号を取得する。受信アンテナ１５は、取得した受信パルス信号を受信機４に出力する。
受信機４は、受信アンテナ１５が取得した受信パルス信号に対して帯域制限及び位相検波を行う。受信機４は、帯域制限及び位相検波を行った受信パルス信号をミキサ５に出力する。

ミキサ５は、受信機４が帯域制限及び位相検波を行った受信パルス信号に対して周波数変換を行う。その際、ミキサ５は、送信機１３が出力したダウンコンバート用信号を用いて受信パルス信号をベースバンドに周波数変換する。ミキサ５は、周波数変換した受信パルス信号をＡ／Ｄ変換器６に出力する。

Ａ／Ｄ変換器６は、ミキサ５が周波数変換を行った受信パルス信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器６は、デジタル信号に変換した受信パルス信号をパルスヒット方向ＦＦＴ部１６に出力する。

パルスヒット方向ＦＦＴ部１６は、Ａ／Ｄ変換器６がデジタル信号に変換した受信パルス信号をパルスヒット間隔で抽出して、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）（高速フーリエ変換）によりドップラー方向の信号を生成する。パルスヒット方向ＦＦＴ部１６が生成したドップラー方向の信号をパルス圧縮処理部１７に出力する。

パルス圧縮処理部１７は、パルスヒット方向ＦＦＴ部１６が生成したドップラー方向の信号と送信パルス信号との相関を取ることにより、レンジ方向の信号を生成する。当該レンジ方向の信号は、送信帯域幅から定まるレンジ分解能を単位とする。パルス圧縮処理部１７は、生成したレンジ方向の信号を目標判定処理部８に出力する。

目標判定処理部８は、パルス圧縮処理部１７が生成したレンジ方向の信号と、閾値（スレッショルド）とに基づいて目標信号を検出する。当該閾値は、ドップラー方向とレンジ方向との２次元データにおいて雑音を目標信号と誤って判定する誤警報確率を基準として定めたものである。

図１０は、レーダ装置１０８のパルス圧縮処理部１７の詳細な構成を示すブロック図である。図１０が示すように、パルス圧縮処理部１７は、受信パルス用ＦＦＴ部１８、参照パルス生成処理部１９、参照パルス用ＦＦＴ部２０、乗算処理部２１、及びＩＦＦＴ処理部２２を備えている。

受信パルス用ＦＦＴ部１８は、パルスヒット方向ＦＦＴ部１６が生成したドップラー方向の信号に対してＦＦＴ処理（高速フーリエ変換処理）を行う。受信パルス用ＦＦＴ部１８は、ＦＦＴ処理を行った信号を乗算処理部２１に出力する。

参照パルス生成処理部１９は、パルス圧縮処理を行う際に使用される参照パルスを生成する。参照パルス生成処理部１９は、生成した参照パルスを参照パルス用ＦＦＴ部２０に出力する。

参照パルス用ＦＦＴ部２０は、参照パルス生成処理部１９が生成した参照パルスのＡ／Ｄ変換信号に対してＦＦＴ処理（高速フーリエ変換処理）を行う。参照パルス用ＦＦＴ部２０は、ＦＦＴ処理を行った信号を乗算処理部２１に出力する。

乗算処理部２１は、受信パルス用ＦＦＴ部１８がＦＦＴ処理を行った信号と、参照パルス用ＦＦＴ部２０がＦＦＴ処理を行った信号とを乗算する。乗算処理部２１は、乗算した信号をＩＦＦＴ処理部２２に出力する。

ＩＦＦＴ処理部２２は、乗算処理部２１が乗算した信号に対してＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）（逆高速フーリエ変換）を行うことによりパルス圧縮信号を生成する。ＩＦＦＴ処理部２２は、生成したパルス圧縮信号を目標判定処理部８に出力する。

以下で、レーダ装置１０８の動作について説明する。まず、送信機１３は、送信パルス信号を生成し、送信アンテナ１４は、送信機１３が生成した送信パルス信号を目標に電波として送信する。なお、当該送信パルス信号は、例えば、周波数変調又は符号変調等の変調が施されている。当該送信パルス信号は、送信アンテナ１４によって、ＣＰＩ（Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）の間、所定のパルスヒット間隔で繰り返し送信される。

受信アンテナ１５は、当該送信パルス信号が目標によって反射された反射パルス信号を受信することにより受信パルス信号を取得する。受信機４は、当該受信パルス信号に対して帯域制限及び位相検波を行い、帯域制限及び位相検波を行った受信パルス信号をミキサ５に出力する。

ミキサ５は、送信機１３からのダウンコンバート用信号を用いて当該受信パルス信号をベースバンドに周波数変換する。このミキサ５が周波数変換した信号（ミキサ出力信号）をｓ_ｊ（ｔ）とする。なお、ｔは、時間を示す。ミキサ５は、ミキサ出力信号ｓ_ｊ（ｔ）をＡ／Ｄ変換器６に出力する。
Ａ／Ｄ変換器６は、ミキサ出力信号ｓ_ｊ（ｔ）を所定の時間間隔でサンプリングすることにより、ミキサ出力信号ｓ_ｊ（ｔ）をアナログ信号からデジタル信号に変換する。

図１１は、Ａ／Ｄ変換器６によるサンプリングを示す。図１１が示すように、送信パルス信号は、パルスヒット間隔Ｔ_ｈでＣＰＩの間にＮ_ｈヒット送信される。目標によって反射された受信パルス信号は、時間遅延τで受信されている。各ヒットでは、Ｎ_ｓ点サンプリングされている。ｎ_ｈ（１≦ｎ_ｈ≦Ｎ_ｈ）ヒットにおけるｎ_ｓ（１≦ｎ_ｓ≦Ｎ_ｓ）サンプリング目のサンプリング時刻をｔ_{ｎｓ，ｎｈ}として（ｎの右側に示されたｓ、ｈは、それぞれｎの下付き文字）、Ａ／Ｄ変換器６からはＡ／Ｄ変換信号ｓ_ｊ（ｔ_{ｎｓ，ｎｈ}）が出力される。Ａ／Ｄ変換器６は、Ａ／Ｄ変換信号ｓ_ｊ（ｔ_{ｎｓ，ｎｈ}）をパルスヒット方向ＦＦＴ部１６に出力する。

パルスヒット方向ＦＦＴ部１６は、Ａ／Ｄ変換信号ｓ_ｊ（ｔ_{ｎｓ，ｎｈ}）に対してパルスヒット方向にＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を行う。より具体的には、パルスヒット方向ＦＦＴ部１６は、Ａ／Ｄ変換信号ｓ_ｊ（ｔ_ｎｓ，１），…，ｓ_ｊ（ｔ_{ｎｓ，Ｎｈ}）に対して（以下、Ｎの右側に示されたｈは、Ｎの下付き文字）、ＦＦＴ処理を行うことにより、パルスヒット方向ＦＦＴ信号ｓ_ｆ（ｎ_ｓ，１），ｓ_ｆ（ｎ_ｓ，２），…，ｓ_ｆ（ｎ_ｓ，Ｎ_ｄ）を生成する。この際、必要に応じて、パルスヒット方向ＦＦＴ部１６は、パルスヒット方向ＦＦＴ信号に０を付加してからＦＦＴを行う補間処理等により、Ｎ_ｄ点のパルスヒット方向ＦＦＴ信号を生成する。

パルスヒット方向ＦＦＴ信号ｓ_ｆ（ｎ_ｓ，１），…，ｓ_ｆ（ｎ_ｓ，Ｎ_ｄ）は、各ヒットにおいてｎ_ｓサンプリング目にサンプリングされる信号のドップラー周波数をドップラービン単位で表している。１ドップラービンの大きさは、ＣＰＩ及びＦＦＴ点数Ｎ_ｄ等から定まる。パルスヒット方向ＦＦＴ部１６は、生成したパルスヒット方向ＦＦＴ信号ｓ_ｆ（ｎ_ｓ，ｎ_ｄ）（１≦ｎ_ｓ≦Ｎ_ｓ，１≦ｎ_ｄ≦Ｎ_ｄ）をパルス圧縮処理部１７に出力する。
パルス圧縮処理部１７は、パルスヒット方向ＦＦＴ信号に対してパルス圧縮処理を行うことにより、レンジドップラー信号を生成する。

パルス圧縮処理部１７の受信パルス用ＦＦＴ部１８は、パルスヒット方向ＦＦＴ信号ｓ_ｆ（１，ｎ_ｄ），ｓ_ｆ（２，ｎ_ｄ），…，ｓ_ｆ（Ｎ_ｓ，ｎ_ｄ）に対してＦＦＴ処理を行うことにより、受信パルス用ＦＦＴ出力信号ｓ_ｆ２（１，ｎ_ｄ），ｓ_ｆ２（２，ｎ_ｄ），…，ｓ_ｆ２（Ｎ_ｒ，ｎ_ｄ）を生成する。ここで必要に応じて、受信パルス用ＦＦＴ部１８は、パルスヒット方向ＦＦＴ信号に対して０を付加してからＦＦＴ処理を行う補間処理等によりＮ_ｒ点の受信パルス用ＦＦＴ出力信号を生成する。受信パルス用ＦＦＴ部１８は、生成した受信パルス用ＦＦＴ出力信号ｓ_ｆ２（ｎ_ｒ，ｎ_ｄ）（１≦ｎ_ｒ≦Ｎ_ｒ，１≦ｎ_ｄ≦Ｎ_ｄ）を乗算処理部２１に出力する。

参照パルス生成処理部１９は、パルス圧縮処理に使用される参照パルス信号ｓ_ｓ（ｔ_ｎｓ）（１≦ｎ_ｓ≦Ｎ_ｓ）を生成する（ｎの右側に示されたｓは、ｎの下付き文字）。参照パルス信号は、距離零の目標からの反射パルス信号を想定したもので、送信パルス信号をベースバンドに周波数変換したパルス信号を参照パルス信号とすることもできる。参照パルス用ＦＦＴ部２０は、参照パルスｓ_ｓ（ｔ_ｎｓ）に対してＦＦＴ処理を行うことにより（ｎの右側に示されたｓは、ｎの下付き文字）、ｓ_ｓｆ（１），ｓ_ｓｆ（２），…，ｓ_ｓｆ（Ｎ_ｒ）を生成する。参照パルス生成処理部１９は、生成した参照パルス用ＦＦＴ出力信号ｓ_ｓｆ（ｎ_ｒ）（１≦ｎ_ｒ≦Ｎ_ｒ）を乗算処理部２１に出力する。

乗算処理部２１は、以下の式（１）により、乗算信号ｓ_ｓｆ２（ｎ_ｒ，ｎ_ｄ）（１≦ｎ_ｈ≦Ｎ_ｈ，１≦ｎ_ｓ≦Ｎ_ｓ）を生成する。

式（１）において、ｓ_ｓｆ ^＊（ｎ_ｒ）は、ｓ_ｓｆ（ｎ_ｒ）の複素共役を表している。乗算処理部２１は、生成した乗算信号ｓ_ｓｆ２（ｎ_ｒ，ｎ_ｄ）をＩＦＦＴ処理部２２に出力する。

ＩＦＦＴ処理部２２は、乗算信号ｓ_ｓｆ２（１，ｎ_ｄ），ｓ_ｓｆ２（２，ｎ_ｄ），…，ｓ_ｓｆ２（Ｎ_ｒ，ｎ_ｄ）に対してＩＦＦＴ処理を行うことにより、レンジドップラー信号ｓ_ｒｄ（ｎ_ｒ，ｎ_ｄ）を生成する。ここで、ｎ_ｒは、レンジビンを単位とする距離を表しており、１レンジビンの大きさは送信周波数帯域又はＦＦＴ点数Ｎ_ｒ等により定まる。ＩＦＦＴ処理部２２は、生成したレンジドップラー信号ｓ_ｒｄ（ｎ_ｒ，ｎ_ｄ）を目標判定処理部８に伝達する。

目標判定処理部８は、レンジドップラー信号ｓ_ｒｄ（ｎ_ｒ，ｎ_ｄ）と閾値（スレッショルド）とを比較することにより目標の有無を判定する。当該閾値は、雑音を目標信号と誤って判定する誤警報確率を基に定められている。

上記のようなレーダ装置１０８において、上述のように、パルス信号を送信している間は目標からの反射パルス信号を受信できないため、受信パルス信号にエクリプスが発生するという問題がある。図１２は、エクリプスを説明するための図である。図１２が示すように、上記のようなレーダ装置１０８では、送信パルス♯１を送信している時間帯では、受信パルス♯１を受信できない。これにより、受信パルス信号にエクリプスが発生してしまう。
また、エクリプスを低減する観点から送信パルス幅に制限があり、ＣＰＩによっては送信電力を十分に大きくすることが困難になるという問題がある。
以下で説明する実施の形態１では、上記のような問題を解決するためになされたものである。

以下、本開示をより詳細に説明するため、本開示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に係るレーダ装置１００の構成を示すブロック図である。図１が示すように、レーダ装置１００は、送受信部１０１、及び目標検出部１０２を備えている。送受信部１０１は、２周波用送信機１、送受信アンテナ２、阻止帯域可変フィルタ３、及び受信機４を備えている。目標検出部１０２は、ミキサ５、Ａ／Ｄ変換器６（アナログデジタル変換器）、レンジドップラー処理部７、及び目標判定処理部８を備えている。

送受信部１０１は、それぞれが異なる周波数帯域を有する複数の送信信号を、それぞれ異なるタイミングで目標に送信し、当該目標から反射された反射信号を受信することにより受信信号を取得する。なお、実施の形態１では、送受信部１０１が送信する複数の送信信号は、それぞれ、パルス波である。

より詳細には、送受信部１０１は、複数の送信信号のうちの何れか１つの送信信号を送信している間、当該送信信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域の受信信号を目標検出用受信信号として取得し、当該送信信号の周波数帯域と同じ周波数帯域の受信信号を阻止する。

さらに詳細には、実施の形態１では、２周波用送信機１、及び送受信アンテナ２は、送信部（送信装置）を構成する。当該送信部は、複数の送信信号をそれぞれ異なるタイミングで発生させ、発生させた複数の送信信号をそれぞれ目標に送信する。また、送受信アンテナ２、阻止帯域可変フィルタ３、及び受信機４は、受信部（受信装置）を構成する。当該受信部は、送信部が送信した複数の送信信号がそれぞれ目標によって反射された反射信号を受信することにより受信信号を取得する。当該受信部は、阻止する受信信号の周波数帯域を予め設定する。当該送信部は、受信部が予め設定した周波数帯域と同じ周波数帯域の送信信号を発生させ、発生させた送信信号を目標に送信する。

より詳細には、実施の形態１では、２周波用送信機１は、それぞれが異なる周波数帯域を有する複数の送信信号をそれぞれ異なるタイミングで発生させる。さらに詳細には、実施の形態１では、２周波用送信機１は、それぞれが異なる周波数帯域を有する２つの送信信号をそれぞれ異なるタイミングで発生させる。２周波用送信機１は、発生させた送信信号を送受信アンテナ２に出力する。また、２周波用送信機１は、ダウンコンバート用信号をミキサ５に出力する。

送受信アンテナ２は、２周波用送信機１が発生させた複数の送信信号をそれぞれ目標に送信する。より詳細には、実施の形態１では、送受信アンテナ２は、２周波用送信機１が発生させた２つの送信信号をそれぞれ目標に送信する。

また、送受信アンテナ２は、送信した複数の送信信号がそれぞれ目標によって反射された反射信号を受信することにより受信信号を取得する。より詳細には、実施の形態１では、送受信アンテナ２は、送信した２つの送信信号がそれぞれ目標によって反射された反射信号を受信することにより受信信号を取得する。送受信アンテナ２は、取得した受信信号を阻止帯域可変フィルタ３に出力する。

阻止帯域可変フィルタ３は、送受信アンテナ２が複数の送信信号のうちの何れか１つの送信信号を送信している間、当該送信信号の周波数帯域と同じ周波数帯域の受信信号を抑圧し、当該送信信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域の受信信号を通過させることにより目標検出用受信信号を取得する。阻止帯域可変フィルタ３は、取得した目標検出用受信信号を受信機４に出力する。

より詳細には、実施の形態１では、阻止帯域可変フィルタ３は、送受信アンテナ２が２つの送信信号のうちの何れか１つの送信信号を送信している間、当該送信信号の周波数帯域と同じ周波数帯域の受信信号を抑圧し、当該送信信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域の受信信号を通過させることにより目標検出用受信信号を取得する。

さらに詳細には、実施の形態１では、阻止帯域可変フィルタ３は、阻止する受信信号の周波数帯域を予め設定する。阻止帯域可変フィルタ３は、予め設定した周波数帯域を示す周波数帯域情報を２周波用送信機１に出力する。２周波用送信機１は、当該周波数帯域情報が示す周波数帯域と同じ周波数帯域の送信信号を発生させる。

一方で、レーダ装置１００は、以上のような、受信部が、阻止する受信信号の周波数帯域を予め設定し、送信部が当該周波数帯域と同じ周波数帯域の送信信号を発生させる構成の代わりに、以下のような構成を有していてもよい。つまり、送信部は、複数の送信信号のうちから、発生させる送信信号を予め選択し、受信部は、送信部が予め選択した送信信号を送信している間、当該送信信号の周波数帯域と同じ周波数帯域の受信信号を抑圧し、当該送信信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域の受信信号を通過させてもよい。

その場合、２周波用送信機１は、複数の送信信号のうちから、発生させる送信信号を予め選択する。２周波用送信機１は、予め選択した送信信号の周波数帯域を示す周波数帯域情報を阻止帯域可変フィルタ３に出力する。阻止帯域可変フィルタ３は、当該周波数帯域情報が示す周波数帯域と同じ周波数帯域の受信信号を抑圧し、当該周波数帯域情報が示す周波数帯域とは異なる周波数帯域の受信信号を目標検出用受信信号として通過させる。

受信機４は、目標検出用受信信号に対して帯域制限及び位相検波を行う。受信機４は、帯域制限及び位相検波を行った目標検出用受信信号をミキサ５に出力する。
目標検出部１０２は、送受信部１０１が取得した受信信号に基づいて、目標を検出する。より詳細には、目標検出部１０２は、送受信部１０１が取得した目標検出用受信信号に基づいて、目標を検出する。

さらに詳細には、実施の形態１では、ミキサ５は、送受信部１０１が取得した目標検出用受信信号をダウンコンバートする。換言すれば、ミキサ５は、２周波用送信機１が出力したダウンコンバート用信号を用いて目標検出用受信信号をベースバンドに周波数変換する。ミキサ５は、ダウンコンバートした目標検出用受信信号をＡ／Ｄ変換器６に出力する。

Ａ／Ｄ変換器６（アナログデジタル変換器）は、ミキサ５がダウンコンバートした目標検出用受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器６は、デジタル信号に変換した目標検出用受信信号をレンジドップラー処理部７に出力する。

レンジドップラー処理部７は、Ａ／Ｄ変換器６がデジタル信号に変換した目標検出用受信信号に基づいて、目標の速度、及び目標までの距離を示すレンジドップラー信号を算出する。レンジドップラー処理部７は、算出したレンジドップラー信号を目標判定処理部８に出力する。

より詳細には、実施の形態１では、レンジドップラー処理部７は、パルス内の位相回転を基にドップラー周波数を推定し、目標距離及び送信周波数に依存して定まる位相回転の差を用いて目標距離を測距する。

さらに詳細には、実施の形態１では、レンジドップラー処理部７は、Ａ／Ｄ変換器６がデジタル信号に変換した目標検出用受信信号において、目標の移動に起因するパルス内の位相回転と、目標までの距離、及び送信周波数の差によって定まる位相回転とを補正する。また、レンジドップラー処理部７は、補正した目標検出用受信信号に対して、コヒーレント積分を行うことにより、レンジドップラー信号を算出する。
目標判定処理部８は、レンジドップラー処理部７が算出したレンジドップラー信号に基づいて、目標の有無を判定する。これにより、目標判定処理部８は、目標を検出する。

以下で、実施の形態１に係るレーダ装置１００の動作について説明する。まず、２周波用送信機１は、送信周波数ｆ_ａのパルスａと送信周波数ｆ_ｂのパルスｂとを交互に発生させ、送受信アンテナ２は、当該パルスａと当該パルスｂとを電波として交互に目標に送信する。そして、送信パルスａ及び送信パルスｂは、それぞれ目標によって反射される。送受信アンテナ２は、目標に反射された送信パルスａ及び送信パルスｂをそれぞれ異なるタイミングで受信することにより、受信パルスａと受信パルスｂを取得する。送受信アンテナ２は、取得した受信パルスａ及び受信パルスｂをそれぞれ異なるタイミングで阻止帯域可変フィルタ３に出力する。

図２は、送受信パルスと阻止帯域可変フィルタ３が阻止する周波数帯域との関係を示す図である。図２が示すように、送受信アンテナ２は、送信パルスａを送信している時間帯では、受信パルスｂを受信している。また、阻止帯域可変フィルタ３は、当該時間帯において、送信パルスａの受信機４への漏れこみを防止するために、送信パルスａの周波数帯域を阻止帯域としている。ここで、例えば、２周波用送信機１は、発生させる送信信号を送信パルスａとして予め選択し、阻止帯域可変フィルタ３は、２周波用送信機１から周波数帯域情報を取得し、当該周波数帯域情報が示す送信パルスａの周波数帯域を阻止帯域とし、受信パルスｂの周波数帯域を通過帯域とする。または、例えば、阻止帯域可変フィルタ３は、受信パルスａの周波数帯域を阻止帯域として予め設定し、２周波用送信機１は、阻止帯域可変フィルタ３から周波数帯域情報を取得し、当該周波数帯域情報が示す周波数帯域と同じ周波数帯域の送信パルスａを発生させる。

一方で、送受信アンテナ２は、送信パルスｂを送信している時間帯では、受信パルスａを受信している。また、阻止帯域可変フィルタ３は、当該時間帯において、送信パルスｂの周波数帯域を阻止帯域としている。ここで、例えば、２周波用送信機１は、発生させる送信信号を送信パルスｂとして予め選択し、阻止帯域可変フィルタ３は、２周波用送信機１から周波数帯域情報を取得し、当該周波数帯域情報が示す送信パルスｂの周波数帯域を阻止帯域とし、受信パルスａの周波数帯域を通過帯域とする。または、例えば、阻止帯域可変フィルタ３は、受信パルスｂの周波数帯域を阻止帯域として予め設定し、２周波用送信機１は、阻止帯域可変フィルタ３から周波数帯域情報を取得し、当該周波数帯域情報が示す周波数帯域と同じ周波数帯域の送信パルスｂを発生させる。
阻止帯域可変フィルタ３を通過した受信パルスａ又は受信パルスｂは、受信機４に伝達される。受信機４で処理された受信パルスａ又は受信パルスｂは、ミキサ５に伝達される。

ミキサ５は、受信パルスａを受信する時間ｔ（Ｔ_ｈ≦ｔ≦２Ｔ_ｈ，３Ｔ_ｈ≦ｔ≦４Ｔ_ｈ，…）に、送信周波数ｆ_ａに対応するダウンコンバート用信号を２周波用送信機１から取得し、当該ダウンコンバート用信号を用いて受信パルスａをベースバンドに周波数変換することにより、ミキシング信号ｓ_ｊａ（ｔ）を生成する。一方で、ミキサ５は、受信パルスｂを受信する時間ｔ（２Ｔ_ｈ≦ｔ≦３Ｔ_ｈ，４Ｔ_ｈ≦ｔ≦５Ｔ_ｈ，…）に、送信周波数ｆ_ｂに対応するダウンコンバート用信号を２周波用送信機１から取得し、当該ダウンコンバート用信号を用いて受信パルスｂをベースバンドに周波数変換することにより、ミキシング信号ｓ_ｊｂ（ｔ）を生成する。

Ａ／Ｄ変換器６は、送信パルスａのｎ_ｈヒット目におけるｎ_ｓ番目のサンプリング時刻をｔ_{ａ．ｎｈ，ｎｓ}（１≦ｎ_ｓ≦Ｎ_ｓ）として（ｎの右側に示されたｈ、ｓは、それぞれｎの下付き文字）、ミキシング信号ｓ_ｊｂ（ｔ）を時刻ｔ_{ａ．ｎｈ，ｎｓ}でサンプリングすることにより、Ａ／Ｄ変換信号ｓ_ｊａ（ｔ_{ａ，ｎｈ，ｎｓ}）を生成する。一方で、Ａ／Ｄ変換器６は、送信パルスｂのｎ_ｈヒット目におけるｎ_ｓ番目のサンプリング時刻をｔ_{ｂ．ｎｈ，ｎｓ}（１≦ｎ_ｓ≦Ｎ_ｓ）として、ミキシング信号ｓ_ｊｂ（ｔ）を時刻ｔ_{ｂ．ｎｈ，ｎｓ}でサンプリングすることにより、Ａ／Ｄ変換信号ｓ_ｊｂ（ｔ_{ｂ，ｎｈ，ｎｓ}）を生成する。

Ａ／Ｄ変換器６は、生成したＡ／Ｄ変換信号ｓ_ｊａ（ｔ_{ａ，ｎｈ，ｎｓ}）をレンジドップラー処理部７に出力する。また、２周波用送信機１は、送信周波数ｆ_ｂの送信パルスｂを発生させ、送受信アンテナ２は、当該送信パルスｂを目標に送信する。以降は同様に動作して、Ａ／Ｄ変換器６は、Ａ／Ｄ変換信号ｓ_ｊｂ（ｔ_{ｂ，ｎｈ，ｎｓ}）（１≦ｎ_ｓ≦Ｎ_ｓ）を生成する。Ａ／Ｄ変換信号ｓ_ｊａ（ｔ_{ａ，ｎｈ，ｎｓ}）とｓ_ｊｂ（ｔ_{ｂ，ｎｈ，ｎｓ}）は、レンジドップラー処理部７に伝達される。

図３は、実施の形態１に係るレンジドップラー処理部７の処理手順を示すフローチャートである。まず、レンジドップラー処理部７は、想定する目標速度の集合、及び想定する目標距離の集合を設定する（ステップＳＴ１）。ここで、想定した目標速度の集合をｖ_ｃ，１…ｖ_ｃ，Ｎｄとする（Ｎの右側に示されたｄは、Ｎの下付き文字）。また、想定した目標距離の集合をＲ_ｃ，１…Ｒ_ｃ，Ｎｒとする（Ｎの右側に示されたｒは、Ｎの下付き文字）。
次に、レンジドップラー処理部７は、ｎ_ｄ＝１として、想定目標速度ｖ_ｃ，ｎｄを選択する（ステップＳＴ２）（ｎの右側に示されたｄは、ｎの下付き文字）。

次に、ステップＳＴ３において、レンジドップラー処理部７は、以下の式（２）に従って、Ａ／Ｄ変換信号ｓ_ｊａ（ｔ_{ａ，ｎｈ，ｎｓ}）の位相を補正することにより位相補正信号ｓ_{ｃａ，ｎｈ，ｎｓ}（ｎ_ｄ）を算出する。なお、式（２）においてｃは光速を表している。

また、ステップＳＴ３において、レンジドップラー処理部７は、以下の式（３）に従って、Ａ／Ｄ変換信号ｓ_ｊｂ（ｔ_{ｂ，ｎｈ，ｎｓ}）の位相を補正することにより位相補正信号ｓ´_{ｃｂ，ｎｈ，ｎｓ}（ｎ_ｄ）を算出する。

以上のステップＳＴ３の処理により、レンジドップラー処理部７は、Ａ／Ｄ変換信号ｓ_ｊａ（ｔ_{ａ，ｎｈ，ｎｓ}）及びｓ_ｊｂ（ｔ_{ｂ，ｎｈ，ｎｓ}）において、目標の移動（目標速度ｖ_ｃ，ｎｄ）に起因するパルス内の位相回転（ドップラー効果によるパルス内の位相回転）を補正する。

次に、レンジドップラー処理部７は、ｎ_ｒ＝１として想定目標距離Ｒ_ｃ，ｎｒを選択する（ステップＳＴ４）。
次に、レンジドップラー処理部７は、以下の式（４）に従って、Ａ／Ｄ変換器出力信号ｓ´_ｊｂ（ｔ_{ｂ，ｎｈ，ｎｓ}）の位相を補正することにより、位相補正信号ｓ_{ｃｂ，ｎｈ，ｎｓ}（ｎ_ｒ，ｎ_ｄ）を算出する（ステップＳＴ５）。

上記のステップＳＴ５の処理により、レンジドップラー処理部７は、Ａ／Ｄ変換器出力信号ｓ´_ｊｂ（ｔ_{ｂ，ｎｈ，ｎｓ}）において、目標までの距離（目標距離Ｒ_ｃ，ｎｒ）、及び送信周波数の差（周波数差ｆ_ｂ―ｆ_ａ）によって定まる位相回転を補正する。

次に、レンジドップラー処理部７は、以下の式（５）に従って、レンジドップラー信号ｓ_ｒｄ（ｎ_ｒ，ｎ_ｄ）を算出する（ステップＳＴ６）。

次に、レンジドップラー処理部７は、ｎ_ｒ＝Ｎ_ｒが満たされているか否かを判定する（ステップＳＴ７）。これにより、レンジドップラー処理部７は、選択していない想定目標距離があるか否かを判定する。レンジドップラー処理部７は、ｎ_ｒ＝Ｎ_ｒが満たされていないと判定した場合（ステップＳＴ７のＮＯ）、ステップＳＴ８の処理に進み、ｎ_ｒ＝Ｎ_ｒが満たされていると判定した場合（ステップＳＴ７のＹＥＳ）、ステップＳＴ９の処理に進む。

ステップＳＴ８において、レンジドップラー処理部７は、ｎ_ｒに１を加算し、ステップＳＴ５の処理に戻る。そして、レンジドップラー処理部７は、ステップＳＴ７において、ｎ_ｒ＝Ｎ_ｒが満たされていると判定するまで、ステップＳＴ５からステップＳＴ８までの各処理を繰り返し実行する。

ステップＳＴ９において、レンジドップラー処理部７は、ｎ_ｄ＝Ｎ_ｄが満たされているか否かを判定する。これにより、レンジドップラー処理部７は、選択していない想定目標速度があるか否かを判定する。

レンジドップラー処理部７は、ｎ_ｄ＝Ｎ_ｄが満たされていないと判定した場合（ステップＳＴ９のＮＯ）、ｎ_ｄに１を加算し、ステップＳＴ３の処理に戻る。そして、レンジドップラー処理部７は、ステップＳＴ９において、ｎ_ｄ＝Ｎ_ｄが満たされていると判定するまで、ステップＳＴ３からステップＳＴ７までの各処理並びにステップＳＴ９及びステップＳＴ１０の各処理を繰り返し実行する。

レンジドップラー処理部７は、ステップＳＴ９においてｎ_ｄ＝Ｎ_ｄが満たされていると判定した場合（ステップＳＴ９のＹＥＳ）、処理を終了する。レンジドップラー処理部７は、算出したレンジドップラー信号ｓ_ｒｄ（ｎ_ｒ，ｎ_ｄ）を目標判定処理部８に出力する。
目標判定処理部８は、レンジドップラー処理部７が算出したレンジドップラー信号ｓ_ｒｄ（ｎ_ｒ，ｎ_ｄ）と、閾値（スレッショルド）とを比較することにより、目標の有無を判定する。

実施の形態１では、レーダ装置１００が以上のように構成されているため、目標によって反射されたパルスを受信している間に次のパルスを送信できる。これにより、受信信号におけるエクリプスを低減することができる。また、パルス幅を長くできるため比較的短いＣＰＩでも十分に大きい電力で送信できる。

以上のように、実施の形態１に係るレーダ装置１００は、それぞれが異なる周波数帯域を有する複数の送信信号を、それぞれ異なるタイミングで目標に送信し、当該目標から反射された反射信号を受信することにより受信信号を取得する送受信部１０１と、送受信部１０１が取得した受信信号に基づいて、目標を検出する目標検出部１０２と、を備え、送受信部１０１は、複数の送信信号のうちの何れか１つの送信信号を送信している間、当該送信信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域の受信信号を目標検出用受信信号として取得し、当該送信信号の周波数帯域と同じ周波数帯域の受信信号を阻止し、目標検出部１０２は、送受信部１０１が取得した目標検出用受信信号に基づいて、目標を検出する。

上記の構成によれば、送信信号を送信している間、当該送信信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域の受信信号を目標検出用受信信号として取得する。よって、エクリプスを低減することができる。また、これにより、比較的短いＣＰＩでも十分に大きい電力で送信信号を送信できる。

実施の形態１に係るレーダ装置１００における送受信部１０１は、複数の送信信号をそれぞれ異なるタイミングで発生させ、発生させた複数の送信信号をそれぞれ目標に送信する送信部と、送信部が送信した複数の送信信号がそれぞれ目標によって反射された反射信号を受信することにより受信信号を取得する受信部と、を備え、受信部は、阻止する受信信号の周波数帯域を予め設定し、送信部は、受信部が予め設定した周波数帯域と同じ周波数帯域の送信信号を発生させ、発生させた送信信号を目標に送信する。

上記の構成によれば、受信部が予め設定した周波数帯域とは異なる周波数帯域の送信信号を送信部が送信している間、受信部が予め設定した周波数帯域の目標検出用受信信号を取得する。よって、エクリプスを低減することができる。

または、実施の形態１に係るレーダ装置１００における送信部は、複数の送信信号のうちから、発生させる送信信号を予め選択し、受信部は、送信部が予め選択した送信信号を送信している間、当該送信信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域の受信信号を目標検出用受信信号として取得する。

上記の構成によれば、送信部が予め選択した周波数帯域の送信信号を送信している間、送信部が予め選択した周波数帯域とは異なる周波数帯域の目標検出用受信信号を受信部が取得する。よって、エクリプスを低減することができる。

実施の形態１に係るレーダ装置１００における送受信部１０１は、複数の送信信号のうちの何れか１つの送信信号を送信している間、当該送信信号の周波数帯域と同じ周波数帯域の受信信号を抑圧し、当該送信信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域の受信信号を通過させることにより目標検出用受信信号を取得する阻止帯域可変フィルタを備えている。

上記の構成によれば、送信信号を送信している間、当該送信信号の周波数帯域と同じ周波数帯域の受信信号を抑圧し、当該送信信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域の受信信号を目標検出用受信信号として取得する。よって、エクリプスを低減することができる。

実施の形態１に係るレーダ装置１００における目標検出部１０２は、送受信部１０１が取得した目標検出用受信信号をダウンコンバートするミキサ５と、ミキサ５がダウンコンバートした目標検出用受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器６（アナログデジタル変換器）と、Ａ／Ｄ変換器６がデジタル信号に変換した目標検出用受信信号に基づいて、目標の速度、及び目標までの距離を示すレンジドップラー信号を算出するレンジドップラー処理部７と、レンジドップラー処理部７が算出したレンジドップラー信号に基づいて、目標の有無を判定する目標判定処理部８と、を備えている。
上記の構成によれば、上述の方法により取得した目標検出用受信信号に基づいて、目標を検出することができる。

実施の形態１に係るレーダ装置１００における複数の送信信号は、それぞれ、パルス波であり、レンジドップラー処理部７は、Ａ／Ｄ変換器６がデジタル信号に変換した目標検出用受信信号において、目標の移動に起因するパルス内の位相回転と、目標までの距離、及び送信周波数の差によって定まる位相回転とを補正し、補正した目標検出用受信信号に対してコヒーレント積分を行うことにより、レンジドップラー信号を算出する。
上記の構成によれば、レンジドップラー信号を好適に算出することができる。よって、目標を好適に検出することができる。

実施の形態２．
以下で、実施の形態２について図面を参照して説明する。なお、実施の形態１で説明した構成と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図４は、実施の形態２に係るレーダ装置１０３の構成を示すブロック図である。図４が示すように、レーダ装置１０３は、実施の形態１に係るレーダ装置１００と比較して、送受信部１０４が、２周波用送信機１の代わりに多周波用送信機９を備え、阻止帯域可変フィルタ３の代わりに、多周波用阻止帯域可変フィルタ１０を備え、目標検出部１０５が、レンジドップラー処理部７の代わりに、多周波用レンジドップラー処理部１１を備えている。

多周波用送信機９は、それぞれが異なる周波数帯域を有する３つ以上の送信信号をそれぞれ異なるタイミングで発生させる。より詳細には、実施の形態２では、多周波用送信機９は、それぞれが異なる周波数帯域を有する３つの送信信号をそれぞれ異なるタイミングで発生させる。多周波用送信機９は、発生させた送信信号を送受信アンテナ２に出力する。また、多周波用送信機９は、ダウンコンバート用信号をミキサ５に出力する。

多周波用阻止帯域可変フィルタ１０は、３つの周波数帯域の間で、阻止帯域を変更できるフィルタである。多周波用阻止帯域可変フィルタ１０は、送受信アンテナ２が３つの送信信号のうちの何れか１つの送信信号を送信している間、当該送信信号の周波数帯域と同じ周波数帯域の受信信号を抑圧し、当該送信信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域の受信信号を通過させることにより目標検出用受信信号を取得する。阻止帯域可変フィルタ３は、取得した目標検出用受信信号を受信機４に出力する。

多周波用レンジドップラー処理部１１は、Ａ／Ｄ変換器６がデジタル信号に変換した３つの目標検出用受信信号（３つの送信信号に対応する）に基づいて、目標の速度、及び目標までの距離を示すレンジドップラー信号を算出する。多周波用レンジドップラー処理部１１は、算出したレンジドップラー信号を目標判定処理部８に出力する。

以下で、実施の形態２に係るレーダ装置１０３の動作について説明する。まず、多周波用送信機９は、送信周波数ｆ_ａのパルスａと送信周波数ｆ_ｂのパルスｂと送信周波数ｆ_ｃのパルスｃとを順に繰り返し発生させ、送受信アンテナ２は、当該パルスａと当該パルスｂと当該パルスｃとを、電波として目標に順に繰り返し送信する。そして、送信パルスａ、送信パルスｂ、及び送信パルスｃは、それぞれ目標によって反射される。送受信アンテナ２は、目標によって反射された送信パルスａ、送信パルスｂ及び送信パルスｃをそれぞれ異なるタイミングで受信することにより、受信パルスａ、受信パルスｂ及び受信パルスｃを取得する。送受信アンテナ２は、取得した受信パルスａ、受信パルスｂ及び受信パルスｃをそれぞれ異なるタイミングで多周波用阻止帯域可変フィルタ１０に出力する。

図５は、送受信パルスと多周波用阻止帯域可変フィルタ１０が阻止する周波数帯域（阻止帯域）との関係を示す図である。図５が示すように。送受信アンテナ２は、送信パルスｂを送信している時間帯では、受信パルスａを受信している。また、多周波用阻止帯域可変フィルタ１０は、当該時間帯において、送信パルスｂの受信機４への漏れこみ防止のため多周波用阻止帯域可変フィルタ１０で送信パルスｂの周波数帯域を阻止帯域としている。ここで、例えば、多周波用送信機９は、発生させる送信信号を送信パルスｂとして予め選択し、多周波用阻止帯域可変フィルタ１０は、多周波用送信機９から周波数帯域情報を取得し、当該周波数帯域情報が示す送信パルスｂの周波数帯域を阻止帯域とし、受信パルスａ及び受信パルスｃの各周波数帯域を通過帯域とする。または、例えば、多周波用阻止帯域可変フィルタ１０は、受信パルスｂの周波数帯域を阻止帯域として予め設定し、多周波用送信機９は、多周波用阻止帯域可変フィルタ１０から周波数帯域情報を取得し、当該周波数帯域情報が示す周波数帯域と同じ周波数帯域の送信パルスｂを発生させる。

一方で、送受信アンテナ２は、送信パルスｃを送信している時間帯では、受信パルスｂを受信している。また、多周波用阻止帯域可変フィルタ１０は、当該時間帯において、送信パルスｃの周波数帯域を阻止帯域としている。ここで、例えば、多周波用送信機９は、発生させる送信信号を送信パルスｃとして予め選択し、多周波用阻止帯域可変フィルタ１０は、多周波用送信機９から周波数帯域情報を取得し、当該周波数帯域情報が示す送信パルスｃの周波数帯域を阻止帯域とし、受信パルスａ及び受信パルスｂの各周波数帯域を通過帯域とする。または、例えば、多周波用阻止帯域可変フィルタ１０は、受信パルスｃの周波数帯域を通過帯域として予め設定し、多周波用送信機９は、多周波用阻止帯域可変フィルタ１０から周波数帯域情報を取得し、当該周波数帯域情報が示す周波数帯域と同じ周波数帯域の送信パルスｃを発生させる。

多周波用阻止帯域可変フィルタ１０を通過した受信パルスａ、受信パルスｂ又は受信パルスｃは、受信機４に伝達される。受信機４で処理された受信パルスａ、受信パルスｂ又は受信パルスｃは、ミキサ５に伝達される。

以降は、レーダ装置１０３は、実施の形態１に係るレーダ装置１００と同様に動作し、結果として、Ａ／Ｄ変換器６がＡ／Ｄ変換信号ｓ_ｊａ（ｔ_{ａ，ｎｈ，ｎｓ}）、ｓ_ｊｂ（ｔ_{ｂ，ｎｈ，ｎｓ}）、ｓ_ｊｃ（ｔ_{ｃ，ｎｈ，ｎｓ}）を生成し（ｎの右側に示されたｈ、ｓは、それぞれｎの下付き文字）、当該Ａ／Ｄ変換信号を多周波用レンジドップラー処理部１１に出力する。

図６は、実施の形態２に係る多周波用レンジドップラー処理部１１の処理手順を示すフローチャートである。まず、多周波用レンジドップラー処理部１１は、想定する目標速度の集合、及び想定する目標距離の集合を設定する（ステップＳＴ２０）。ここで、想定した目標速度の集合をｖ_ｃ，１…ｖ_ｃ，Ｎｄとする（Ｎの右側に示されたｄは、Ｎの下付き文字）。また、想定した目標距離の集合をＲ_ｃ，１…Ｒ_ｃ，Ｎｒとする。
次に、多周波用レンジドップラー処理部１１は、ｎ_ｄ＝１として、想定目標速度ｖ_ｃ，ｎｄを選択する（ステップＳＴ２１）（ｎの右側に示されたｄは、ｎの下付き文字）。

次に、ステップＳＴ２２において、多周波用レンジドップラー処理部１１は、以下の式（６）に従って、Ａ／Ｄ変換信号ｓ_ｊａ（ｔ_{ａ，ｎｈ，ｎｓ}）の位相を補正することにより、位相補正信号ｓ_{ｃａ，ｎｈ，ｎｓ}（ｎ_ｄ）を算出する。なお、式（６）においてｃは光速を表している。

また、ステップＳＴ２２において、多周波用レンジドップラー処理部１１は、以下の式（７）に従って、Ａ／Ｄ変換信号ｓ_ｊｂ（ｔ_{ｂ，ｎｈ，ｎｓ}）の位相を補正することにより、位相補正信号ｓ´_{ｃｂ，ｎｈ，ｎｓ}（ｎ_ｄ）を算出する。

また、ステップＳＴ２２において、多周波用レンジドップラー処理部１１は、さらに、以下の式（８）に従って、Ａ／Ｄ変換信号ｓ_ｊｃ（ｔ_{ｃ，ｎｈ，ｎｓ}）の位相を補正することにより、位相補正信号ｓ´_{ｃｃ，ｎｈ，ｎｓ}（ｎ_ｄ）を算出する。

以上のステップＳＴ２２の処理により、多周波用レンジドップラー処理部１１は、Ａ／Ｄ変換信号ｓ_ｊａ（ｔ_{ａ，ｎｈ，ｎｓ}）、ｓ_ｊｂ（ｔ_{ｂ，ｎｈ，ｎｓ}）及びｓ_ｊｃ（ｔ_{ｃ，ｎｈ，ｎｓ}）において、目標の移動（目標速度ｖ_ｃ，ｎｄ）に起因するパルス内の位相回転（ドップラー効果によるパルス内の位相回転）を補正する。

次に、多周波用レンジドップラー処理部１１は、ｎ_ｒ＝１として想定目標距離Ｒ_ｃ，ｎｒを選択する（ステップＳＴ２３）。
次に、ステップＳＴ２４において、多周波用レンジドップラー処理部１１は、以下の式（９）に従って、Ａ／Ｄ変換器出力信号ｓ´_{ｃｂ，ｎｈ，ｎｓ}（ｎ_ｄ）の位相を補正することにより、位相補正信号ｓ_{ｃｂ，ｎｈ，ｎｓ}（ｎ_ｒ，ｎ_ｄ）を算出する。

また、ステップＳＴ２４において、多周波用レンジドップラー処理部１１は、以下の式（１０）に従って、Ａ／Ｄ変換器出力信号ｓ´_{ｃｃ，ｎｈ，ｎｓ}（ｎ_ｄ）の位相を補正することにより、位相補正信号ｓ_{ｃｃ，ｎｈ，ｎｓ}（ｎ_ｒ，ｎ_ｄ）を算出する。

上記のステップＳＴ２４の処理により、多周波用レンジドップラー処理部１１は、Ａ／Ｄ変換器出力信号ｓ´_{ｃｂ，ｎｈ，ｎｓ}（ｎ_ｄ）及びｓ´_{ｃｃ，ｎｈ，ｎｓ}（ｎ_ｄ）において、目標までの距離（目標距離Ｒ_ｃ，ｎｒ）、及び送信周波数の差（周波数差ｆ_ｂ―ｆ_ａ、周波数差ｆ_ｃ−ｆ_ａ）によって定まる位相回転を補正する。

次に、多周波用レンジドップラー処理部１１は、以下の式（１１）に従って、レンジドップラー信号ｓ_ｒｄ（ｎ_ｒ，ｎ_ｄ）を算出する（ステップＳＴ２５）。

次に、多周波用レンジドップラー処理部１１は、ｎ_ｒ＝Ｎ_ｒが満たされているか否かを判定する（ステップＳＴ２６）。これにより、多周波用レンジドップラー処理部１１は、選択していない想定目標距離があるか否かを判定する。多周波用レンジドップラー処理部１１は、ｎ_ｒ＝Ｎ_ｒが満たされていないと判定した場合（ステップＳＴ２６のＮＯ）、ステップＳＴ２７の処理に進み、ｎ_ｒ＝Ｎ_ｒが満たされていると判定した場合（ステップＳＴ２６のＹＥＳ）、ステップＳＴ２８の処理に進む。

ステップＳＴ２７において、多周波用レンジドップラー処理部１１は、ｎ_ｒに１を加算し、ステップＳＴ２４の処理に戻る。そして、多周波用レンジドップラー処理部１１は、ステップＳＴ２６において、ｎ_ｒ＝Ｎ_ｒが満たされていると判定するまで、ステップＳＴ２４からステップＳＴ２７までの各処理を繰り返し実行する。

ステップＳＴ２８において、多周波用レンジドップラー処理部１１は、ｎ_ｄ＝Ｎ_ｄが満たされているか否かを判定する。これにより、多周波用レンジドップラー処理部１１は、選択していない想定目標速度があるか否かを判定する。

多周波用レンジドップラー処理部１１は、ｎ_ｄ＝Ｎ_ｄが満たされていないと判定した場合（ステップＳＴ２８のＮＯ）、ｎ_ｄに１を加算し、ステップＳＴ２２の処理に戻る。そして、多周波用レンジドップラー処理部１１は、ステップＳＴ２８において、ｎ_ｄ＝Ｎ_ｄが満たされていると判定するまで、ステップＳＴ２２からステップＳＴ２６までの各処理並びにステップＳＴ２８及びステップＳＴ２９の各処理を繰り返し実行する。

多周波用レンジドップラー処理部１１は、ステップＳＴ２８においてｎ_ｄ＝Ｎ_ｄが満たされていると判定した場合（ステップＳＴ２８のＹＥＳ）、処理を終了する。多周波用レンジドップラー処理部１１は、算出したレンジドップラー信号ｓ_ｒｄ（ｎ_ｒ，ｎ_ｄ）を目標判定処理部８に出力する。

目標判定処理部８は、多周波用レンジドップラー処理部１１が算出したレンジドップラー信号ｓ_ｒｄ（ｎ_ｒ，ｎ_ｄ）と、閾値（スレッショルド）とを比較することにより、目標の有無を判定する。

実施の形態２に係るレーダ装置１０３は、以上のように構成されているため、デューティ比を上げて送信電力を大きくすることにより目標検出性能改善が期待される。一例として、デューティ比最大の１００％としたとき、受信パルス♯１は、送信パルス♯２の送信開始時刻から送信パルス♯３の送信終了時刻までの間の時間範囲で受信可能であり、その時間範囲に対応する距離範囲の目標が検出される。また、受信パルス♯２及び受信パルス♯３も同様にして上記距離範囲の目標が検出される。２つの送信周波数帯域を用いた場合では、単一の送信パルスの送信開始時刻から送信終了時刻までの時間範囲に対応する距離範囲が検出可能な目標の距離範囲となるため、３つの送信周波数帯域を用いることにより、検出できる距離範囲が広がり、高いＳ／Ｎで目標検出が可能となる。

実施の形態３．
以下で、実施の形態３について図面を参照して説明する。なお、実施の形態１で説明した構成と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図７は、実施の形態３に係るレーダ装置１０６の構成を示すブロック図である。図７が示すように、レーダ装置１０６は、実施の形態１に係るレーダ装置１００と比較して、目標検出部１０７が、レンジドップラー処理部７の代わりに、高速型レンジドップラー処理部１２を備えている。

高速型レンジドップラー処理部１２は、Ａ／Ｄ変換器６がデジタル信号に変換した目標検出用受信信号に対して、チャープｚ変換を行うことにより、レンジドップラー信号を算出する。より詳細には、実施の形態３では、高速型レンジドップラー処理部１２は、Ａ／Ｄ変換器６がデジタル信号に変換した目標検出用受信信号に基づいて、目標の測距値と測速度値をチャープz変換処理により高速に推定する。

以下で、レーダ装置１０６の動作について説明する。２周波用送信機１は、送信周波数ｆ_ａのパルスａと送信周波数ｆ_ｂのパルスｂとを交互に発生させ、送受信アンテナ２は、当該パルスａと当該パルスｂとを電波として交互に目標に送信する。そして、送信パルスａ及び送信パルスｂは、それぞれ目標によって反射される。送受信アンテナ２は、目標に反射された送信パルスａ及び送信パルスｂをそれぞれ異なるタイミングで受信することにより、受信パルスａと受信パルスｂを取得する。送受信アンテナ２は、取得した受信パルスａ及び受信パルスｂをそれぞれ異なるタイミングで阻止帯域可変フィルタ３に出力する。

以降は、レーダ装置１０６は、実施の形態１に係るレーダ装置１００と同様に動作し、結果として、Ａ／Ｄ変換器６がＡ／Ｄ変換信号ｓ_ｊａ（ｔ_{ａ，ｎｈ，ｎｓ}）、ｓ_ｊｂ（ｔ_{ｂ，ｎｈ，ｎｓ}）を生成し（ｎの右側に示されたｈ、ｓは、それぞれｎの下付き文字）、当該Ａ／Ｄ変換信号を高速型レンジドップラー処理部１２に出力する。

高速型レンジドップラー処理部１２では、Ｎ_ｄ種類の速度ｖ_ｃ，１…ｖ_ｃ，Ｎｄが想定されている（Ｎの右側に示されたｄは、Ｎの下付き文字）。想定速度ｖ_ｃ，ｎｄ（ｎ_ｄ＝１，２，…，Ｎ_ｄ）は、以下の式（１２）により表される。なお、式（１２）においてΔｖ_ｃは、隣接する速度の間隔を表している。

図８は、チャープｚ変換処理を用いて高速に処理する高速型レンジドップラー処理部１２におけるレンジドップラー信号ｓ_ｒｄ（ｎ_ｒ，ｎ_ｄ）の算出手順を示すフローチャートである。まず、高速型レンジドップラー処理部１２は、以下の式（１３）に従って、関数ｆ_ａ，ｎｓ（ｎ_ｈ）を算出し（ｎの右側に示されたｓは、ｎの下付き文字）、以下の式（１４）に従って、関数ｇ_ａ，ｎｓ（ｎ_ｈ）を算出する（ステップＳＴ３０）。

式（１３）及び式（１４）におけるＷ_ａは、以下の式（１５）によって示される。

次に、高速型レンジドップラー処理部１２は、以下の式（１６）に従って、関数ｆ_ａ，ｎｓ（ｎ_ｈ）に対してＦＦＴを行うことにより、スペクトルＦ_ａ，ｎｓ（ｎ_ｈｆ）を算出する（ステップＳＴ３１）。なお、式（１６）においてＦＦＴ［ ］は、括弧の中の関数に対してＦＦＴを行う関数を表している。

次に、高速型レンジドップラー処理部１２は、以下の式（１７）に従って、関数ｇ_ａ，ｎｓ（ｎ_ｈ）に対してＦＦＴを行うことにより、スペクトルＧ_ａ，ｎｓ（ｎ_ｈｆ）を算出する（ステップＳＴ３２）。

次に、高速型レンジドップラー処理部１２は、以下の式（１８）、式（１９）及び式（２０）に従って、速度ｖ_ｃ，ｎｄを想定した場合の積分値ｕ_ａ（ｎ_ｄ）を算出する（ステップＳＴ３３）（ｎの右側に示されたｄは、ｎの下付き文字）。なお、式（１８）において、ＩＦＦＴ［ ］は、括弧の中の関数に対してＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）を行う関数を表している。

次に、高速型レンジドップラー処理部１２は、以下の式（２１）に従って、関数ｆ_ｂ，ｎｓ（ｎ_ｈ）を算出し、式（２２）に従って、関数ｇ_ｂ，ｎｓ（ｎ_ｈ）を算出する（ステップＳＴ３４）。

式（２１）及び式（２２）におけるＷ_ｂは、以下の式（２３）によって示される。

次に、高速型レンジドップラー処理部１２は、以下の式（２４）に従って、関数ｆ_ｂ，ｎｓ（ｎ_ｈ）に対してＦＦＴを行うことにより、スペクトルＦ_ｂ，ｎｓ（ｎ_ｈｆ）を算出する（ステップＳＴ３５）。

次に、高速型レンジドップラー処理部１２は、以下の式（２５）に従って、関数ｇ_ｂ，ｎｓ（ｎ_ｈ）に対してＦＦＴを行うことにより、スペクトルＧ_ｂ，ｎｓ（ｎ_ｈｆ）を算出する（ステップＳＴ３６）。

次に、高速型レンジドップラー処理部１２は、以下の式（２６）、式（２７）及び式（２８）に従って、速度ｖ_ｃ，ｎｄを想定した積分値ｕ_ｂ（ｎ_ｄ）を算出する（ステップＳＴ３７）。

次に、高速型レンジドップラー処理部１２は、以下の式（２９）に従って、レンジドップラー信号ｓ_ｒｄ（ｎ_ｒ，ｎ_ｄ）を算出する（ステップＳＴ３８）。

実施の形態３に係る高速型レンジドップラー処理部１２は、以上のように、チャープｚ変換を用いてレンジドップラー信号を算出する。これにより、処理負荷を低減することができる。実施の形態１では、全てのレンジビンｎ_ｒと全てのドップラービンｎ_ｄに関して、式（５）を繰り返し演算する必要があるため処理負荷が高くなってしまう。一方で、実施の形態３では、繰り返し演算を行わずにレンジドップラー信号を算出しており処理負荷を低減することができる。

以上のように、実施の形態３に係るレーダ装置１０６における複数の送信信号は、それぞれ、パルス波であり、高速型レンジドップラー処理部１２（レンジドップラー処理部）は、Ａ／Ｄ変換器６がデジタル信号に変換した目標検出用受信信号に対して、チャープｚ変換を行うことにより、レンジドップラー信号を算出する。
上記の構成によれば、チャープｚ変換を用いるため、レンジドップラー信号を算出する処理負荷を低減することができる。よって、目標を好適に検出することができる。

実施の形態１に係るレーダ装置１００におけるレンジドップラー処理部７及び目標判定処理部８の各機能、実施の形態２に係るレーダ装置１０３における多周波用レンジドップラー処理部１１及び目標判定処理部８の各機能、実施の形態３に係るレーダ装置１０６における高速型レンジドップラー処理部１２及び目標判定処理部８の各機能は、それぞれ、処理回路により実現される。すなわち、レーダ装置１００、レーダ装置１０３及びレーダ装置１０６は、それぞれ、図３、図６又は図８に示した各ステップの処理を実行するための処理回路を備える。この処理回路は、専用のハードウェアであってもよいが、メモリに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であってもよい。

図１３Ａは、各実施形態の送受信部又は目標検出部の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。図１３Ｂは、各実施形態の送受信部又は目標検出部の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。

上記処理回路が図１３Ａに示す専用のハードウェアの処理回路２００である場合、処理回路２００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。

実施の形態１に係るレーダ装置１００におけるレンジドップラー処理部７及び目標判定処理部８の各機能を別々の処理回路で実現してもよいし、これらの機能をまとめて１つの処理回路で実現してもよい。実施の形態２に係るレーダ装置１０３における多周波用レンジドップラー処理部１１及び目標判定処理部８の各機能を別々の処理回路で実現してもよいし、これらの機能をまとめて１つの処理回路で実現してもよい。実施の形態３に係るレーダ装置１０６における高速型レンジドップラー処理部１２及び目標判定処理部８の各機能を別々の処理回路で実現してもよいし、これらの機能をまとめて１つの処理回路で実現してもよい。

上記処理回路が図１３Ｂに示すプロセッサ２０１である場合、実施の形態１に係るレーダ装置１００におけるレンジドップラー処理部７及び目標判定処理部８の各機能は、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によって実現される。実施の形態２に係るレーダ装置１０３における多周波用レンジドップラー処理部１１及び目標判定処理部８の各機能は、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によって実現される。実施の形態３に係るレーダ装置１０６における高速型レンジドップラー処理部１２及び目標判定処理部８の各機能は、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によって実現される。
なお、ソフトウェア又はファームウェアは、プログラムとして記述されてメモリ２０２に記憶される。

プロセッサ２０１は、メモリ２０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、実施の形態１に係るレーダ装置１００におけるレンジドップラー処理部７及び目標判定処理部８の各機能を実現する。すなわち、目標検出部１０２は、これらの各機能がプロセッサ２０１によって実行されるときに、図３に示した各ステップの処理が結果的に実行されるプログラムを記憶するためのメモリ２０２を備える。プロセッサ２０１は、メモリ２０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、実施の形態２に係るレーダ装置１０３における多周波用レンジドップラー処理部１１及び目標判定処理部８の各機能を実現する。すなわち、目標検出部１０５は、これらの各機能がプロセッサ２０１によって実行されるときに、図６に示した各ステップの処理が結果的に実行されるプログラムを記憶するためのメモリ２０２を備える。実施の形態３に係るレーダ装置１０６における高速型レンジドップラー処理部１２及び目標判定処理部８の各機能を実現する。すなわち、目標検出部１０７は、これらの各機能がプロセッサ２０１によって実行されるときに、図８に示した各ステップの処理が結果的に実行されるプログラムを記憶するためのメモリ２０２を備える。

これらのプログラムは、実施の形態１に係るレーダ装置１００におけるレンジドップラー処理部７及び目標判定処理部８の各手順又は方法をコンピュータに実行させる。メモリ２０２は、コンピュータを、実施の形態１に係るレーダ装置１００におけるレンジドップラー処理部７及び目標判定処理部８として機能させるためのプログラムが記憶されたコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。これらのプログラムは、実施の形態２に係るレーダ装置１０３における多周波用レンジドップラー処理部１１及び目標判定処理部８の各手順又は方法をコンピュータに実行させる。メモリ２０２は、コンピュータを、実施の形態２に係るレーダ装置１０３における多周波用レンジドップラー処理部１１及び目標判定処理部８として機能させるためのプログラムが記憶されたコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。これらのプログラムは、実施の形態３に係るレーダ装置１０６における高速型レンジドップラー処理部１２及び目標判定処理部８の各手順又は方法をコンピュータに実行させる。メモリ２０２は、コンピュータを、実施の形態３に係るレーダ装置１０６における高速型レンジドップラー処理部１２及び目標判定処理部８として機能させるためのプログラムが記憶されたコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。

プロセッサ２０１には、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、処理装置、演算装置、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などが該当する。

メモリ２０２には、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ−ＥＰＲＯＭ）などの不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、ハードディスク、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などが該当する。

実施の形態１に係るレーダ装置１００におけるレンジドップラー処理部７及び目標判定処理部８の各機能について一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現してもよい。実施の形態２に係るレーダ装置１０３における多周波用レンジドップラー処理部１１及び目標判定処理部８の各機能について一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現してもよい。実施の形態３に係るレーダ装置１０６における高速型レンジドップラー処理部１２及び目標判定処理部８の各機能について一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現してもよい。

例えば、レンジドップラー処理部７の機能は、専用のハードウェアとしての処理回路２００で機能を実現する。目標判定処理部８については、プロセッサ２０１がメモリ２０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより機能を実現してもよい。
このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの組み合わせにより上記機能のそれぞれを実現することができる。
なお、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。

本開示に係るレーダ装置は、エクリプスを低減することができるため、受信信号に基づいて目標を検出する技術に利用可能である。

１ ２周波用送信機、２ 送受信アンテナ、３ 阻止帯域可変フィルタ、４ 受信機、５ ミキサ、６ Ａ／Ｄ変換器、７ レンジドップラー処理部、８ 目標判定処理部、９ 多周波用送信機、１０ 多周波用阻止帯域可変フィルタ、１１ 多周波用レンジドップラー処理部、１２ 高速型レンジドップラー処理部、１３ 送信機、１４ 送信アンテナ、１５ 受信アンテナ、１６ パルスヒット方向ＦＦＴ部、１７ パルス圧縮処理部、１８ 受信パルス用ＦＦＴ部、１９ 参照パルス生成処理部、２０ 参照パルス用ＦＦＴ部、２１ 乗算処理部、２２ ＩＦＦＴ処理部、１００ レーダ装置、１０１ 送受信部、１０２ 目標検出部、１０３ レーダ装置、１０４ 送受信部、１０５ 目標検出部、１０６ レーダ装置、１０７ 目標検出部、１０８ レーダ装置、１０９ 送受信部、１１０ 目標検出部、２００ 処理回路、２０１ プロセッサ、２０２ メモリ。

Claims (1)

1. それぞれが異なる周波数帯域を有するパルス波である複数の送信信号を、それぞれ異なるタイミングで目標に送信し、当該目標から反射された反射信号を受信することにより受信信号を取得する送受信部と、
   前記送受信部が取得した受信信号に基づいて、前記目標を検出する目標検出部と、を備え、
   前記送受信部は、前記複数の送信信号のうちの何れか１つの送信信号を送信している間、当該送信信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域の受信信号を目標検出用受信信号として取得し、当該送信信号の周波数帯域と同じ周波数帯域の受信信号を阻止し、
   前記目標検出部は、
   前記送受信部が取得した目標検出用受信信号をダウンコンバートするミキサと、
   前記ミキサがダウンコンバートした目標検出用受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、
   前記アナログデジタル変換器がデジタル信号に変換した目標検出用受信信号に基づいて、目標の速度、及び目標までの距離を示すレンジドップラー信号を算出するレンジドップラー処理部と、
   前記レンジドップラー処理部が算出したレンジドップラー信号に基づいて、目標の有無を判定する目標判定処理部と、を備え、前記送受信部が取得した目標検出用受信信号に基づいて、前記目標を検出し、
   前記レンジドップラー処理部は、前記アナログデジタル変換器がデジタル信号に変換した目標検出用受信信号において、前記目標の移動に起因するパルス内の位相回転と、前記目標までの距離、及び送信周波数の差によって定まる位相回転とを補正し、補正した目標検出用受信信号に対してコヒーレント積分を行うことにより、前記レンジドップラー信号を算出することを特徴とする、レーダ装置。

Images