JP7017417B2 - レーダ目標探知装置及びレーダ目標探知システム - Google Patents

Description

本開示は、レーダを用いてレーダ断面積が小さい目標を探知する技術に関する。

レーダを用いてレーダ断面積が小さい目標を探知する技術が、特許文献１等に開示されている。特許文献１では、レーダ送信電力を高くすることにより、レーダ受信電力を高くすることができるため、レーダ断面積が小さい目標を探知することができる。

特開２０１６－０７５６１５号公報

しかし、特許文献１では、以下の課題がある。つまり、レーダ送信電力を高くしなければ、レーダ断面積が小さい目標を探知することができない。そして、レーダ送信電力を高くしたとしても、レーダ断面積が小さい目標を高精度に探知することができない。

そこで、前記課題を解決するために、本開示は、レーダ送信電力を高くしなくても、レーダ断面積が小さい目標を高精度に探知することを目的とする。

直進性が高いレーダビームが目標に照射されたときに、目標のレーダ断面積の大小に関わらず、レーダ映像において目標の背後に影が発生する。そこで、上記目的を達成するために、レーダ映像の動径方向の延伸影を検出し、延伸影の動径内側の先端位置を目標位置として検出し、目標のレーダ断面積の大小に関わらず、目標を高精度に探知する。そして、更に目的を達成するために、複数のレーダ送受信装置から取得した各々のレーダ映像を、複数のレーダ送受信装置の位置関係に留意して統合し、各々のレーダ送受信装置の動径方向の延伸影についての交点位置かつ動径内側の先端位置を、目標位置として検出する。

具体的には、本開示は、複数のレーダ送受信装置から各々のレーダ映像のデータを取得するレーダ映像取得部と、前記複数のレーダ送受信装置の位置関係に留意して統合された前記各々のレーダ映像内で、又は、前記レーダ映像取得部が取得したままの前記各々のレーダ映像内で、各々のレーダ送受信装置の動径方向の延伸影を検出する延伸影検出部と、前記複数のレーダ送受信装置の位置関係に留意して統合された前記各々のレーダ映像内で、前記各々のレーダ送受信装置の動径方向の延伸影についての交点位置かつ動径内側の先端位置を、目標位置として検出する目標位置検出部と、を備えることを特徴とするレーダ目標探知装置である。

この構成によれば、レーダ断面積が小さい目標でのレーダ反射強度は、その目標の背景でのレーダ反射強度より低いけれども、その目標を高精度に探知することができる。そして、レーダ断面積が大きい目標でのレーダ反射強度が、その目標の背景でのレーダ反射強度と同程度のオーダーであるときでも、その目標を高精度に探知することができる。さらに、複数のレーダ送受信装置の位置関係に留意して、各々のレーダ映像を統合することにより、複数の延伸影を根拠として、更に高精度に目標を探知することができる。

また、本開示は、前記延伸影検出部は、前記複数のレーダ送受信装置の位置関係に留意して加算された前記各々のレーダ映像内で、前記各々のレーダ送受信装置の動径方向の延伸影を検出することを特徴とするレーダ目標探知装置である。

この構成によれば、複数のレーダ送受信装置の位置関係に留意して、各々のレーダ映像を加算することにより、目標の近傍にある背景でのシグナルレベルを強調することができ、目標の近傍にある延伸影でのノイズレベルを抑圧することができる。つまり、目標の近傍にある背景でのレーダ反射強度と、目標の近傍にある延伸影でのレーダ反射強度と、のコントラストを利用して、更に高精度に目標を探知することができる。

また、本開示は、前記複数のレーダ送受信装置の位置関係に留意して統合された前記各々のレーダ映像内で、前記目標位置でのレーダ反射強度と、前記各々のレーダ送受信装置の動径方向の延伸影についての背景位置でのレーダ反射強度と、の差分に基づいて、前記目標位置における目標のレーダ断面積の大小を判別するレーダ断面積判別部、をさらに備えることを特徴とするレーダ目標探知装置である。

この構成によれば、レーダ断面積が小さい／大きい目標を判別することができる。そして、複数のレーダ送受信装置の位置関係に留意して、各々のレーダ映像を統合することにより、レーダ断面積が小さい／大きい目標を更に高精度に判別することができる。

また、本開示は、前記目標位置における目標のレーダ断面積が小さいと判別されたときに、レーダ断面積が小さい目標が探知された旨のアラームを出力するアラーム出力部、をさらに備えることを特徴とするレーダ目標探知装置である。

この構成によれば、レーダ断面積が小さい目標をユーザに報知することができる。そして、複数のレーダ送受信装置の位置関係に留意して、各々のレーダ映像を統合することにより、レーダ断面積が小さい目標を更に高精度にユーザに報知することができる。

また、本開示は、前記複数のレーダ送受信装置の位置関係に留意して統合された前記各々のレーダ映像内で、前記各々のレーダ送受信装置の動径方向の延伸影についての前記目標位置における角度方向の幅寸法と、前記目標位置の運動態様と、のうちの少なくともいずれかに基づいて、前記目標位置における目標の種類を判別する目標種類判別部、をさらに備えることを特徴とするレーダ目標探知装置である。

この構成によれば、レーダ断面積が小さい／大きい目標のそれぞれについて、目標の種類（船舶、航空機及び静止物等）を判別することができる。そして、複数のレーダ送受信装置の位置関係に留意して、各々のレーダ映像を統合することにより、様々な方向で同時に見た目標の寸法や速度に基づいて、更に高精度に目標の種類を判別することができる。

また、本開示は、以上に記載のレーダ目標探知装置と、前記複数のレーダ送受信装置と、を備えることを特徴とするレーダ目標探知システムである。

この構成によれば、レーダ断面積が小さい目標でのレーダ反射強度は、その目標の背景でのレーダ反射強度より低いけれども、その目標を高精度に探知することができる。そして、レーダ断面積が大きい目標でのレーダ反射強度が、その目標の背景でのレーダ反射強度と同程度のオーダーであるときでも、その目標を高精度に探知することができる。さらに、複数のレーダ送受信装置の位置関係に留意して、各々のレーダ映像を統合することにより、複数の延伸影を根拠として、更に高精度に目標を探知することができる。

また、本開示は、前記各々のレーダ送受信装置は、時間分割方式、周波数分割方式及び符号分割方式のうちの少なくともいずれかを用いて、自レーダ送受信装置が送信したレーダ信号を受信するモノスタティックレーダ方式と、他レーダ送受信装置が送信したレーダ信号を受信するバイスタティックレーダ方式と、を混信することなく実行し、前記レーダ目標探知装置は、各々のモノスタティックレーダ方式及びバイスタティックレーダ方式のレーダ映像のデータを用いて、前記目標位置を検出することを特徴とするレーダ目標探知システムである。

この構成によれば、モノスタティックレーダ方式を実行して、複数の延伸影を根拠として、更に高精度に目標を探知することができる。そして、バイスタティックレーダ方式を実行して、レーダ散乱強度も根拠として、更に高精度に目標を探知することができる。

このように、本開示は、レーダ送信電力を高くしなくても、レーダ断面積が小さい目標を高精度に探知することができる。

本開示のレーダ目標探知システムの構成を示す図である。 本開示のレーダ送受信装置の構成を示す図である。 本開示のレーダ目標探知処理方法の手順を示す図である。 本開示の延伸影検出部及び目標位置検出部の処理を示す図である。 本開示の延伸影検出部及び目標位置検出部の処理を示す図である。 本開示の延伸影検出部及びレーダ断面積判別部の処理を示す図である。 本開示の目標種類判別部の処理を示す図である。 本開示のレーダ送受信処理方法の手順を示す図である。

添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。

本開示のレーダ目標探知システムの構成を図１に示す。レーダ目標探知システムＳは、レーダ送受信装置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びデータ通信経路Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３から構成される。レーダ送受信装置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のレーダ覆域は、一部重複している。レーダ送受信装置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、図２に示すレーダ送受信装置Ｒと同様である。

本開示のレーダ送受信装置の構成を図２に示す。本開示のレーダ目標探知処理方法の手順を図３に示す。レーダ送受信装置Ｒは、レーダ送信部１、レーダ受信部２、データ通信部３、レーダ目標探知装置４及びレーダ映像表示部５から構成される。レーダ目標探知装置４は、レーダ映像取得部４１、延伸影検出部４２、目標位置検出部４３、レーダ断面積判別部４４、アラーム出力部４５及び目標種類判別部４６から構成される。

本開示では、以下の原理を用いる。つまり、直進性が高いレーダビームが目標Ｔに照射されたときに、目標Ｔのレーダ断面積の大小に関わらず、レーダ映像において目標Ｔの背後に影が発生する。ここで、直進性が高いレーダビームとして、目標Ｔの大きさより波長が十分に短いビーム、例えば、電波、赤外線及び可視光等が挙げられる。

レーダ送信部１は、直進性が高いレーダビームを空間に向けて照射する。レーダ受信部２は、目標Ｔにおいて反射されたレーダビームを受信する。データ通信部３は、他レーダ送受信装置Ｒから各々のレーダ映像のデータを取得する。レーダ映像取得部４１は、自レーダ送受信装置Ｒのレーダ映像のデータを取得し、他レーダ送受信装置Ｒから各々のレーダ映像のデータを取得する（ステップＳ１）。レーダ映像表示部５は、レーダ映像取得部４１が取得した各々のレーダ映像のデータを映像化して表示する。

延伸影検出部４２は、レーダ映像取得部４１が取得したままの各々のレーダ映像内で、各々のレーダ送受信装置Ｒの動径方向の延伸影を検出する（ステップＳ２）。又は、延伸影検出部４２は、複数のレーダ送受信装置Ｒの位置関係に留意して統合された各々のレーダ映像内で、各々のレーダ送受信装置Ｒの動径方向の延伸影を検出する（ステップＳ２）。目標位置検出部４３は、複数のレーダ送受信装置Ｒの位置関係に留意して統合された各々のレーダ映像内で、各々のレーダ送受信装置Ｒの動径方向の延伸影についての交点位置かつ動径内側の先端位置を、目標Ｔの位置として検出する（ステップＳ３）。レーダ映像表示部５は、目標位置検出部４３が検出した目標Ｔの位置を表示する。

本開示の延伸影検出部４２及び目標位置検出部４３の処理を図４及び図５に示す。図４では、各々のレーダ送受信装置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のレーダ映像Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を示す。図５では、レーダ送受信装置Ｒ１において統合されたレーダ映像Ｉを示す。

図４では、各々のレーダ映像Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の中心において、各々のレーダ送受信装置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の設置位置が表示されている。白色から黒色へのグラデーションを用いて、各々のレーダ映像Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の中心から遠方へと徐々に低くなる、各々の背景Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３でのレーダ反射強度が表示されている。ここで、各々の背景Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３でのレーダ反射強度として、例えば、海面クラッタによるレーダ反射強度、雨雪クラッタによるレーダ反射強度及び雲での反射によるレーダ反射強度等が挙げられる。

そして、延伸影検出部４２は、各々の背景Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３でのレーダ反射強度より低いレーダ反射強度を有する、各々のレーダ映像Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の動径方向の延伸影Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を検出する。目標位置検出部４３は、各々の延伸影Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の動径内側の先端位置を、それぞれ、各々の目標Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の位置として検出する。さらに、目標位置検出部４３は、各々のレーダ映像Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を統合することにより、各々の目標Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を同一の目標Ｔとして検出する。

図５では、統合されたレーダ映像Ｉの中心において、レーダ送受信装置Ｒ１の設置位置が表示されている。各々のレーダ送受信装置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の位置関係に留意して、各々のレーダ送受信装置Ｒ２、Ｒ３の設置位置が表示されている。なお、図５の背景Ｂでのレーダ反射強度は、図４の背景Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３でのレーダ反射強度が統合されたものであり、統合されたレーダ映像Ｉの中心から遠方へと徐々に低くなるわけではない。

そして、延伸影検出部４２は、統合後の背景Ｂでのレーダ反射強度より低いレーダ反射強度を有する、各々のレーダ送受信装置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の動径方向の延伸影Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を検出する。目標位置検出部４３は、各々の延伸影Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の交点位置かつ動径内側の先端位置を、一つの目標Ｔの位置として検出する。

このように、レーダ断面積が小さい目標Ｔでのレーダ反射強度は、その目標Ｔの背景Ｂでのレーダ反射強度より低いけれども、その目標Ｔを高精度に探知することができる。そして、レーダ断面積が大きい目標Ｔでのレーダ反射強度が、その目標Ｔの背景Ｂでのレーダ反射強度と同程度のオーダーであるときでも、その目標Ｔを高精度に探知することができる。しかも、レーダ送信電力を高くしなくても、レーダ断面積が小さい／大きい目標Ｔを高精度に探知することができる。さらに、複数のレーダ送受信装置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の位置関係に留意して、各々のレーダ映像Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を統合することにより、複数の延伸影Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を根拠として、更に高精度に目標Ｔを探知することができる。

レーダ断面積判別部４４は、複数のレーダ送受信装置Ｒの位置関係に留意して統合された各々のレーダ映像内で、目標Ｔの位置でのレーダ反射強度と、各々のレーダ送受信装置Ｒの動径方向の延伸影についての背景位置でのレーダ反射強度と、の差分に基づいて、目標Ｔの位置における目標Ｔのレーダ断面積の大小を判別する（ステップＳ４）。レーダ映像表示部５は、レーダ断面積判別部４４が判別した目標Ｔのレーダ断面積の大小を表示する。本開示の延伸影検出部４２及びレーダ断面積判別部４４の処理を図６に示す。

図６の上段には、レーダ断面積が小さい図５の目標Ｔについて、背景Ｂ内の位置Ｘ、Ｙ、Ｚから目標Ｔの位置を経て延伸影Ｓ１内の位置Ｘ’、Ｙ’、Ｚ’への線分上でのレーダ反射強度を示す。ここで、位置Ｘ、Ｙ、Ｚは、それぞれ、レーダ送受信装置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３から見て、目標Ｔの手前の位置である。そして、位置Ｘ’、Ｙ’、Ｚ’は、それぞれ、レーダ送受信装置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３から見て、目標Ｔの背後の位置である。

レーダ断面積判別部４４は、目標Ｔの位置でのレーダ反射強度（＝Ｉ_Ｂ）と延伸影Ｓ１の背景Ｂでのレーダ反射強度（～Ｉ_Ｂ）との差分が小さいことに基づいて、目標Ｔのレーダ断面積が小さいことを判別する。又は、レーダ断面積判別部４４は、背景Ｂ内の位置Ｘ、Ｙ、Ｚから延伸影Ｓ１内の位置Ｘ’、Ｙ’、Ｚ’への線分上において、レーダ反射強度が目標Ｔの近傍でピークを形成せずに背景レベルのＩ_Ｂから影レベルのＩ_Ｓへと下降することに基づいて、目標Ｔのレーダ断面積が小さいことを判別する。なお、Ｉ_Ｂ’及びＩ_Ｓ’は後述する。

図６の下段には、レーダ断面積が大きい図５の目標Ｔについて、背景Ｂ内の位置Ｘ、Ｙ、Ｚから目標Ｔの位置を経て延伸影Ｓ１内の位置Ｘ’、Ｙ’、Ｚ’への線分上でのレーダ反射強度を示す。ここで、位置Ｘ、Ｙ、Ｚは、それぞれ、レーダ送受信装置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３から見て、目標Ｔの手前の位置である。そして、位置Ｘ’、Ｙ’、Ｚ’は、それぞれ、レーダ送受信装置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３から見て、目標Ｔの背後の位置である。

レーダ断面積判別部４４は、目標Ｔの位置でのレーダ反射強度（＝Ｉ_Ｔ）と延伸影Ｓ１の背景Ｂでのレーダ反射強度（～Ｉ_Ｂ）との差分が大きいことに基づいて、目標Ｔのレーダ断面積が大きいことを判別する。又は、レーダ断面積判別部４４は、背景Ｂ内の位置Ｘ、Ｙ、Ｚから延伸影Ｓ１内の位置Ｘ’、Ｙ’、Ｚ’への線分上において、レーダ反射強度が目標Ｔの近傍でピークを形成しつつ背景レベルのＩ_Ｂから影レベルのＩ_Ｓへと下降することに基づいて、目標Ｔのレーダ断面積が大きいことを判別する。なお、Ｉ_Ｔ’、Ｉ_Ｂ’及びＩ_Ｓ’は後述する。

このように、レーダ断面積が小さい／大きい目標Ｔを判別することができる。そして、複数のレーダ送受信装置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の位置関係に留意して、各々のレーダ映像Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を統合することにより、更に高精度に目標Ｔを探知することができ、レーダ断面積が小さい／大きい目標Ｔを更に高精度に判別することができる。

ここで、延伸影検出部４２は、複数のレーダ送受信装置Ｒの位置関係に留意して「重畳」された各々のレーダ映像内で、各々のレーダ送受信装置Ｒの動径方向の延伸影を検出してもよい。又は、延伸影検出部４２は、複数のレーダ送受信装置Ｒの位置関係に留意して「加算」された各々のレーダ映像内で、各々のレーダ送受信装置Ｒの動径方向の延伸影を検出してもよい。なお、「重畳」とは、「加算」と異なり、単に重ね合わせることである。

図６のように、複数のレーダ送受信装置Ｒの位置関係に留意して、各々のレーダ映像を「加算」することにより、目標Ｔの近傍にある背景でのシグナルレベルを強調することができ、目標Ｔの近傍にある延伸影でのノイズレベルを抑圧することができる。つまり、目標Ｔの近傍にある背景でのレーダ反射強度と、目標Ｔの近傍にある延伸影でのレーダ反射強度と、のコントラストを利用して、更に高精度に目標Ｔを探知することができる。

図６の上段及び下段の「レーダ映像の加算前」では、延伸影検出部４２は、目標Ｔの近傍にある背景Ｂでのレーダ反射強度（～Ｉ_Ｂ’）と、目標Ｔの近傍にある延伸影Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３でのレーダ反射強度（＝Ｉ_Ｓ’）と、の小さい差分に基づいて、延伸影Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３をかろうじて検出している。図６の下段の「レーダ映像の加算前」では、目標Ｔの位置でのレーダ反射強度（＝Ｉ_Ｔ’）は、目標Ｔの近傍にある背景Ｂでのレーダ反射強度（～Ｉ_Ｂ’）と比べて、小さい差分しか有さない。

図６の上段及び下段の「レーダ映像の加算後」では、延伸影検出部４２は、目標Ｔの近傍にある背景Ｂでのレーダ反射強度（～Ｉ_Ｂ）と、目標Ｔの近傍にある延伸影Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３でのレーダ反射強度（＝Ｉ_Ｓ）と、の大きい差分に基づいて、延伸影Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を更に高精度に検出している。図６の下段の「レーダ映像の加算後」では、目標Ｔの位置でのレーダ反射強度（＝Ｉ_Ｔ）は、目標Ｔの近傍にある背景Ｂでのレーダ反射強度（～Ｉ_Ｂ）と比べて、大きい差分を有している。

アラーム出力部４５は、目標Ｔの位置における目標Ｔのレーダ断面積が小さいと判別されたときに（ステップＳ５において「小」）、レーダ断面積が小さい目標Ｔが探知された旨のアラームを出力する（ステップＳ６）。一方で、アラーム出力部４５は、目標Ｔの位置における目標Ｔのレーダ断面積が大きいと判別されたときに（ステップＳ５において「大」）、特にはアラームを出力しない。レーダ映像表示部５は、アラーム出力部４５が出力したレーダ断面積が小さい目標Ｔが探知された旨のアラームを表示する。

このように、レーダ断面積が小さい目標Ｔをユーザに報知することができる。そして、複数のレーダ送受信装置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の位置関係に留意して、各々のレーダ映像Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を統合することにより、更に高精度に目標Ｔを探知することができ、レーダ断面積が小さい目標Ｔを更に高精度にユーザに報知することができる。

目標種類判別部４６は、複数のレーダ送受信装置Ｒの位置関係に留意して統合された各々のレーダ映像内で、各々のレーダ送受信装置Ｒの動径方向の延伸影についての目標Ｔの位置における角度方向の幅寸法と、目標Ｔの位置の運動態様と、のうちの少なくともいずれかに基づいて、目標Ｔの位置における目標Ｔの種類を判別する（ステップＳ７）。レーダ映像表示部５は、目標種類判別部４６が判別した目標の種類を表示する。

ここで、レーダ断面積判定部４４及びアラーム出力部４５による処理であるステップＳ４～Ｓ６と、目標種類判別部４６による処理であるステップＳ７と、はいずれを先に行なっても後に行なっても構わない。本開示の目標種類判別部４６の処理を図７に示す。

目標Ｔの位置の運動態様に基づく目標Ｔの種類の判別として、例えば、以下の方法が挙げられる：（１）目標Ｔの移動速度に基づく目標Ｔの種類の判別、（２）目標Ｔの移動加速度に基づく目標Ｔの種類の判別、（３）目標Ｔの移動方位に基づく目標Ｔの種類の判別、（４）目標Ｔの挙動に基づく目標Ｔの種類の判別、（５）目標Ｔの過去から現在までの移動軌跡に基づく目標Ｔの種類の判別、（６）目標Ｔの過去から現在までの移動軌跡と、データベース等に蓄積された目標の過去の移動軌跡と、の比較結果に基づく目標Ｔの種類の判別。

図７の上段には、目標Ｔの種類が船舶であるときについて、レーダ映像Ｉの時間変化を示す。最初に、目標Ｔの位置における角度方向の幅寸法が、それぞれ～１０ｍ、～１００ｍ、～１００ｍのオーダーである、延伸影Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が検出されている。その後、この目標Ｔは、レーダ送受信装置Ｒ１に向かう方向から、レーダ送受信装置Ｒ１をかすめる方向へと、低速で方向転換したことが、様々な方向で見た速度から確認されている。

目標種類判別部４６は、目標Ｔの位置における延伸影Ｓ１の角度方向の幅寸法（～１０ｍのオーダー）と、目標Ｔの位置における延伸影Ｓ２、Ｓ３の角度方向の幅寸法（～１００ｍのオーダー）と、に基づいて、この目標Ｔの種類が船舶であることを判別する。或いは、目標種類判別部４６は、この目標Ｔの移動速度／移動加速度がそれぞれ低速／低加速度であることに基づいて、この目標Ｔの種類が船舶であることを判別する。或いは、目標種類判別部４６は、この目標Ｔの移動方位が水平面に留まっていることに基づいて、この目標Ｔの種類が船舶であることを判別する。或いは、目標種類判別部４６は、上述の（４）～（６）に従って、この目標Ｔの種類が船舶であることを判別する。むろん、目標種類判別部４６は、これらの判別の方法を併用してもよい。

図７の中段には、目標Ｔの種類が航空機であるときについて、レーダ映像Ｉの時間変化を示す。最初に、目標Ｔの位置における角度方向の幅寸法が、それぞれ～１０ｍ、～１０ｍ、～１０ｍのオーダーである、延伸影Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が検出されている。その後、この目標Ｔは、レーダ送受信装置Ｒ１に向かう方向から、レーダ送受信装置Ｒ１をかすめる方向へと、高速で方向転換したことが、様々な方向で見た速度から確認されている。

目標種類判別部４６は、目標Ｔの位置における延伸影Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の角度方向の幅寸法（すべて～１０ｍのオーダー）に基づいて、この目標Ｔの種類が航空機であることを判別する。或いは、目標種類判別部４６は、この目標Ｔの移動速度／移動加速度がそれぞれ高速／高加速度であることに基づいて、この目標Ｔの種類が航空機であることを判別する。或いは、目標種類判別部４６は、この目標Ｔの移動方位が水平面から高高度へと向いていることに基づいて、この目標Ｔの種類が航空機であることを判別する。或いは、目標種類判別部４６は、上述の（４）～（６）に従って、この目標Ｔの種類が航空機であることを判別する。むろん、目標種類判別部４６は、これらの判別の方法を併用してもよい。

図７の下段には、目標Ｔの種類が静止物であるときについて、レーダ映像Ｉの時間変化を示す。最初に、目標Ｔの位置における角度方向の幅寸法が、それぞれ～１０ｍ、～１０ｍ、～１０ｍのオーダーである、延伸影Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が検出されている。その後、この目標Ｔは、最初からその後まで静止していたことが確認されている。

目標種類判別部４６は、この目標Ｔの移動速度／移動加速度が０であることに基づいて、この目標Ｔの種類が静止物であることを判別する。或いは、目標種類判別部４６は、この目標Ｔの移動方位がいずれの方位にも向いていないことに基づいて、この目標Ｔの種類が静止物であることを判別する。或いは、目標種類判別部４６は、上述の（４）～（６）に従って、この目標Ｔの種類が静止物であることを判別する。むろん、目標種類判別部４６は、これらの判別の方法を併用してもよい。

ただし、目標種類判別部４６は、目標Ｔの位置における延伸影Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の角度方向の幅寸法（すべて～１０ｍのオーダー）のみに基づいて、この目標Ｔの種類がどのような静止物であるか（船舶、ホバリングする飛行物及び障害物等）を判別することは困難である。しかし、目標種類判別部４６は、この目標Ｔの位置がどのような位置であるか（海上、空中及び陸上等）に基づいて、この目標Ｔの種類がどのような静止物であるか（船舶、ホバリングする飛行物及び障害物等）を判別することは可能である。

このように、レーダ断面積が小さい／大きい目標Ｔのそれぞれについて、目標Ｔの種類（船舶、航空機及び静止物等）を判別することができる。そして、複数のレーダ送受信装置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の位置関係に留意して、各々のレーダ映像Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を統合することにより、更に高精度に目標Ｔを探知することができ、様々な方向で同時に見た目標Ｔの寸法や速度に基づいて、更に高精度に目標Ｔの種類を判別することができる。

ここで、各々のレーダ送受信装置Ｒは、時間分割方式、周波数分割方式及び符号分割方式のうちの少なくともいずれかを用いて、自レーダ送受信装置Ｒが送信したレーダ信号を受信するモノスタティックレーダ方式と、他レーダ送受信装置Ｒが送信したレーダ信号を受信するバイスタティックレーダ方式と、を混信することなく実行してもよい。

そして、レーダ目標探知装置４は、自他レーダ送受信装置Ｒのモノスタティックレーダ方式及びバイスタティックレーダ方式のレーダ映像のデータを用いて、目標Ｔの位置を検出してもよい。本開示のレーダ送受信処理方法の手順を図８に示す。

図８の上段では、時間分割方式を用いる。期間Ｐ１では、レーダ送受信装置Ｒ１は、モノスタティックレーダ方式を実行し、レーダ送受信装置Ｒ２、Ｒ３は、バイスタティックレーダ方式を実行する。期間Ｐ２では、レーダ送受信装置Ｒ２は、モノスタティックレーダ方式を実行し、レーダ送受信装置Ｒ１、Ｒ３は、バイスタティックレーダ方式を実行する。期間Ｐ３では、レーダ送受信装置Ｒ３は、モノスタティックレーダ方式を実行し、レーダ送受信装置Ｒ１、Ｒ２は、バイスタティックレーダ方式を実行する。以降の期間では、期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３でのレーダ送受信処理をこの順序で繰り返す。

図８の中段では、周波数分割方式を用いる。すべての期間において、レーダ送受信装置Ｒ１は、周波数Ｆ１でモノスタティックレーダ方式を実行し、周波数Ｆ２、Ｆ３でバイスタティックレーダ方式を実行する。そして、レーダ送受信装置Ｒ２は、周波数Ｆ２でモノスタティックレーダ方式を実行し、周波数Ｆ１、Ｆ３でバイスタティックレーダ方式を実行する。そして、レーダ送受信装置Ｒ３は、周波数Ｆ３でモノスタティックレーダ方式を実行し、周波数Ｆ１、Ｆ２でバイスタティックレーダ方式を実行する。

図８の下段では、符号分割方式を用いる。すべての期間において、レーダ送受信装置Ｒ１は、符号Ｃ１でモノスタティックレーダ方式を実行し、符号Ｃ２、Ｃ３でバイスタティックレーダ方式を実行する。そして、レーダ送受信装置Ｒ２は、符号Ｃ２でモノスタティックレーダ方式を実行し、符号Ｃ１、Ｃ３でバイスタティックレーダ方式を実行する。そして、レーダ送受信装置Ｒ３は、符号Ｃ３でモノスタティックレーダ方式を実行し、符号Ｃ１、Ｃ２でバイスタティックレーダ方式を実行する。

このように、モノスタティックレーダ方式を実行して、複数の延伸影を根拠として、更に高精度に目標Ｔを探知することができる。そして、バイスタティックレーダ方式を実行して、レーダ散乱強度も根拠として、更に高精度に目標Ｔを探知することができる。

図５及び図７では、すべてのレーダ送受信装置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３において、各々のレーダ映像Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を統合している。変形例として、レーダ送受信装置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３とは別の装置において、各々のレーダ映像Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を統合してもよい。

図５及び図７では、統合後のレーダ映像Ｉにおいて、延伸影Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を表示している。変形例として、統合後のレーダ映像Ｉにおいて、延伸影Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を除去してもよい。多数の目標Ｔが検出されるときに、変形例のレーダ映像Ｉが視認しやすい。

本開示のレーダ目標探知装置及びレーダ目標探知システムは、レーダ送信電力を高くしなくても、レーダ断面積が小さい目標を高精度に探知することができる。

Ｓ：レーダ目標探知システム
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３：レーダ送受信装置
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３：データ通信経路
Ｔ、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３：目標
１：レーダ送信部
２：レーダ受信部
３：データ通信部
４：レーダ目標探知装置
５：レーダ映像表示部
４１：レーダ映像取得部
４２：延伸影検出部
４３：目標位置検出部
４４：レーダ断面積判別部
４５：アラーム出力部
４６：目標種類判別部
Ｉ、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３：レーダ映像
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３：背景
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３：延伸影

Claims (7)

1. 直進性が高く目標の大きさより波長が十分に短いレーダビームが複数のレーダ送受信装置から前記目標に照射されたうえで、前記複数のレーダ送受信装置から各々のレーダ映像のデータを取得するレーダ映像取得部と、
   前記複数のレーダ送受信装置の位置関係に留意して統合された前記各々のレーダ映像内で、又は、前記レーダ映像取得部が取得したままの前記各々のレーダ映像内で、各々のレーダ送受信装置の動径方向の延伸影を検出する延伸影検出部と、
   前記複数のレーダ送受信装置の位置関係に留意して統合された前記各々のレーダ映像内で、前記各々のレーダ送受信装置の動径方向の延伸影についての交点位置かつ動径内側の先端位置を、前記目標の位置として検出する目標位置検出部と、
   を備えることを特徴とするレーダ目標探知装置。
2. 前記延伸影検出部は、前記複数のレーダ送受信装置の位置関係に留意して加算された前記各々のレーダ映像内で、前記各々のレーダ送受信装置の動径方向の延伸影を検出する
   ことを特徴とする、請求項１に記載のレーダ目標探知装置。
3. 前記複数のレーダ送受信装置の位置関係に留意して統合された前記各々のレーダ映像内で、前記目標の位置でのレーダ反射強度と、前記各々のレーダ送受信装置の動径方向の延伸影についての背景位置でのレーダ反射強度と、の差分に基づいて、前記目標の位置における前記目標のレーダ断面積の大小を判別するレーダ断面積判別部、
   をさらに備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載のレーダ目標探知装置。
4. 前記目標の位置における前記目標のレーダ断面積が小さいと判別されたときに、レーダ断面積が小さい前記目標が探知された旨のアラームを出力するアラーム出力部、
   をさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載のレーダ目標探知装置。
5. 前記複数のレーダ送受信装置の位置関係に留意して統合された前記各々のレーダ映像内で、前記各々のレーダ送受信装置の動径方向の延伸影についての前記目標の位置における角度方向の幅寸法と、前記目標の位置の運動態様と、のうちの少なくともいずれかに基づいて、前記目標の位置における前記目標の種類を判別する目標種類判別部、
   をさらに備えることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載のレーダ目標探知装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のレーダ目標探知装置と、前記複数のレーダ送受信装置と、を備えることを特徴とするレーダ目標探知システム。
7. 前記各々のレーダ送受信装置は、時間分割方式、周波数分割方式及び符号分割方式のうちの少なくともいずれかを用いて、自レーダ送受信装置が送信したレーダ信号を受信するモノスタティックレーダ方式と、他レーダ送受信装置が送信したレーダ信号を受信するバイスタティックレーダ方式と、を混信することなく実行し、
   前記レーダ目標探知装置は、各々のモノスタティックレーダ方式及びバイスタティックレーダ方式のレーダ映像のデータを用いて、前記目標の位置を検出する
   ことを特徴とする、請求項６に記載のレーダ目標探知システム。

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