JP7286050B1

JP7286050B1 - レーダ装置

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Publication number: JP7286050B1
Application number: JP2023509362A
Authority: JP
Inventors: 万莉絵川合; 洋酒巻; 聡影目
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2022-10-24
Filing date: 2022-10-24
Publication date: 2023-06-02
Anticipated expiration: 2042-10-24
Also published as: WO2024089722A1

Abstract

本開示技術に係るレーダ装置は、複素数の符号系列を用いて、基準信号に位相変調を実施する位相変調部（２）と、あらかじめ設定された閾値と受信信号のスペクトルピーク値とを比較する干渉検出部（７）と、干渉検出部（７）が実施する比較により得られる情報に基づいて、干渉信号に影響を受けた領域の部分を０（ゼロ）にする干渉除去部（８）と、干渉除去部（８）により０（ゼロ）にされた部分に対し、基準信号の情報と符号系列の偏角情報とを用いて、所望信号復元を実施する所望信号復元部（９）と、を備えるものである。

Description

本開示技術はレーダ装置に関する。

レーダ装置は、その用途に応じて、使用してよい周波数が決められている。例えば、気象レーダの場合、使用可能な周波数帯域はＣバンド又はＸバンドと決められている。気象レーダは、使用可能な周波数帯域において、２．５［ＭＨｚ］間隔の周波数のうち、免許制により使用してよい周波数が割り当てられる。

このように、意図的に同一周波数を使用するレーダを複数設置する場合を除き、制度上、自局と他局とで送信周波数が同じになることはない。しかし、自局と他局とで送信周波数が異なっていても、設置場所が近い場合、お互いの受信信号に電波干渉を与えることがある。
また、違法電波により、自局が用いる送信周波数と非常に近い電波が入り、電波干渉が生じることもあり得る。

レーダの技術分野において、レーダ装置間の電波干渉を回避する様々な試みがなされている。例えば特許文献１には、複数のレーダ装置を設置して観測を行うレーダシステムに適用され、生成した所定のタイミング信号を用いて他レーダ装置の送受信動作時に自己の送信装置及び受信装置の動作をブランク制御するレーダ装置において、タイミング信号と自装置のレーダアンテナの角度信号に基づいて、他のレーダ装置の方向に対して、自装置の送受信時に自己のレーダ覆域を部分的に広くするよう送信電波出力を大きくするよう自己の送信装置を制御するとともに、他のレーダ装置の送受信動作時に自己の受信利得を小さくするように自己の受信装置を制御する技術が開示されている。

特開２００４－３２５１３０号公報

従来のレーダ装置間の干渉回避技術は、干渉側の諸元を事前に入手可能であるという前提のものであるか、干渉の諸元を得るために本来の観測を一旦停止し干渉波を観測するというものである。しかし、干渉側の諸元を事前に入手可能であるという状況は稀であり、干渉の諸元を得るために本来の観測を一旦停止し干渉波を観測しなければならない、という課題がある。

本開示技術は、上記課題を解決し、干渉側の諸元が事前に入手不可能な場合においても本来の観測を停止させることなく干渉成分のみを抑圧し、抑圧した部分を復元できるレーダ装置を提供することを目的とする。

本開示技術に係るレーダ装置は、複素数の符号系列を用いて、基準信号に位相変調を実施する位相変調部と、あらかじめ設定された閾値と受信信号のスペクトルピーク値とを比較する干渉検出部と、干渉検出部が実施する比較により得られる情報に基づいて、干渉信号に影響を受けた領域の部分を０（ゼロ）にする干渉除去部と、干渉除去部により０（ゼロ）にされた部分に対し、基準信号の情報と符号系列の偏角情報とを用いて、所望信号復元を実施する所望信号復元部と、を備え、所望信号復元部は、符号系列をｄ _Ａ（ｋ）としたとき、以下のｄ _Ａ（ｋ）に関する参照テーブルを用い、

参照テーブルから偏角についての誤差が最も小さい複素数列を選択し、選択した複素数列における偏角の情報を用いて干渉除去部によって０（ゼロ）にされた部分に所望信号を復元する、ただし、デコンボリューションを実施するものを除く、というものである。

本開示技術に係るレーダ装置は上記構成を備えるため、干渉側の諸元が事前入手不可の場合においても本来の観測を停止させることなく干渉成分のみを抑圧し、抑圧した部分を復元できる。

図１は、実施の形態１に係るレーダ装置の機能構成を示すブロック図である。図２は、実施の形態１に係るレーダ装置の処理工程を示すフローチャートである。図３は、実施の形態３に係るレーダ装置の機能構成を示すブロック図である。図４は、実施の形態３に係るレーダ装置の処理工程を示すフローチャートである。図５は、本開示技術に係るレーダ装置の一部の機能のハードウエア構成を示したハードウエア構成図である。

気象レーダの技術分野において、複数のレーダが協調して動作する協調制御型レーダシステムも知られている（例えば、特開２０１６－１６６８３６号公報）。協調制御型レーダシステムは、他レーダの諸元を通知等により事前に入手可能なため、干渉回避が容易である。
しかし、自レーダの近隣に設置されている他レーダは、他社により管理されていることが一般的である。したがって、本開示技術は、干渉側の諸元は、事前に入手できないという前提に立つ。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るレーダ装置の機能構成を示すブロック図である。図１に示されるとおり、実施の形態１に係るレーダ装置は、基準信号発生部１と、位相変調部２と、パルス変調部３と、送受切替部４と、空中線５と、受信部６と、干渉検出部７と、干渉除去部８と、所望信号復元部９と、所望信号復調部１０と、所望参照信号生成部１１と、を含む。

《基準信号発生部１》
基準信号発生部１は、送信信号の元となる基準信号を発生する構成要素である。基準信号発生部１が発生する基準信号は、後述するパルス変調部３から複数のパルス波動が出力される時間にわたって、周波数が安定している、という性質を有する。基準信号発生部１が発生する基準信号は、後に実施される信号処理において、位相情報を用いた信号処理、すなわち、コヒーレントな信号処理が可能な信号である。

《位相変調部２》
位相変調部２は、基準信号発生部１が発生する基準信号に位相変調を実施する構成要素である。位相変調部２が実施する位相変調は、後述するパルス変調部３が出力するパルス波動ごとに、すなわち送信ごとに、初期位相が変化する態様のものである。位相変調部２は、例えば、パルス間変調符号を使用する。
位相変調部２が実施する位相変調の詳細は、後述する具体例に沿った説明により明らかとなる。位相変調部２が使用する符号の詳細も、後述する具体例に沿った説明により明らかとなる。

《パルス変調部３》
パルス変調部３は、位相変調部２により位相変調された送信信号を、パルス化する構成要素である。パルス変調部３は、具体的には、位相変調部２により位相変調された送信信号に対してパルス間変調を施し、さらに増幅処理を行う。
パルス変調部３によりパルス化された複数の信号は、複数のパルス波動として出力される。前述のとおり、パルス変調部３から出力されるパルス波動は、それぞれ初期位相が異なっている。パルス変調部３から出力されるパルス波動は、「送信波」とも称される。

本明細書において、基準信号発生部１、位相変調部２、及びパルス変調部３は、まとめて「位相変調波生成部」と称されるものとする。
位相変調波生成部は、送信ごとに初期位相が変化するパルス波動を生成する。

《送受切替部４》
送受切替部４は、位相変調波生成部により生成されたパルス波動の送信と、後述する空中線５からの受信と、を切り替える構成要素である。別の言い方をすれば、送受切替部４は、パルス変調部３によりパルス化された送信波を空中線５へと出力するとともに、空中線５から受信波を取り込む、中継点の役割を担う構成要素である。送受切替部４は、例えば、３つのポートを有するサーキュレータにより実現されてよい。

《空中線５》
空中線５は、パルス波動を送信波として空間に放射するとともに、空間中に存在する物体で反射されて到来した電波（反射波動）を受信波として取得する構成要素である。空中線５は、別の言い方をすれば、アンテナである。空中線５は、指向特性を有し、ある特定の方向（「ビーム方向」と称される）に、送信波の放射を集中させることができる。空中線５を備えるレーダ装置は、例えば、デジタルビームフォーミングにより、観測方向を時間とともに変化させることもできる。
空中線５が受信する受信波には、自レーダに起因するもの（以降、「所望波」と称する）のほか、他レーダに起因するもの（以降、「干渉波」と称する）が含まれることがある。

《受信部６》
受信部６は、空中線５で受信され送受切替部４を経由して送られる受信波を取り込み、受信波を検波することにより受信信号を生成する構成要素である。受信部６が実施する検波処理は、振幅検波のみならず、受信信号の位相情報を抽出する必要がある場合、位相検波も含まれる。受信部６が実施する検波の方法は、例えば、ヘテロダイン検波であってよい。ヘテロダイン検波とは、受信した電波の周波数と受信装置内で発生させた第二の周波数とを混合し、より低い第三の周波数を合成する検波方法である。受信部６がヘテロダイン検波を行う場合、具体的に言えば受信部６は、送受切替部４を経由して入力される受信波と、基準信号発生部１により生成された基準信号の一部とを混合し、両信号の周波数の差として得られる中間周波数を取得する。
本明細書において、受信部６が生成する受信信号のうち、所望波に由来する成分は「所望信号」と、干渉波に由来する成分は「干渉信号」と、それぞれ称されるものとする。

受信部６は、入力された基準信号を２系統に分割し、一方はそのままの形で使用し、もう一方は位相を９０度遅らせて（又は進めて）使用してもよい。互いの位相差が９０度である信号は、複素数で表される信号として扱うことができる。互いの位相差が９０度である基準信号を用いることにより、受信信号を実部と虚部とに分けて検波することができる。

《干渉検出部７》
干渉検出部７は、受信部６から出力される受信信号をフーリエ変換し、周波数領域でみた極大値、すなわちスペクトルのピーク値（以降、単に「スペクトルピーク値」と称する）を算出する構成要素である。干渉検出部７は、あらかじめ設定された閾値とスペクトルピーク値とを比較する。この閾値は、受信信号に干渉信号が含まれているか否かの判断に使用される。本明細書において、受信信号に干渉信号が含まれているか否かを判断する処理は、「干渉検出」と称されるものとする。スペクトルピーク値が閾値よりも大きい場合、受信信号には干渉信号が含まれている可能性が大きい、と判断できる。スペクトルピーク値が閾値よりも大きい場合、レーダ装置の処理フローは、干渉除去部８の処理フローへと進められる。一方、スペクトルピーク値が閾値以下の場合、レーダ装置の処理フローは、所望信号に対する処理フローへと進められる。レーダ装置が実施する処理フローの詳細は、後述により明らかとなる。

《干渉除去部８》
干渉除去部８は、簡単に言えば、周波数領域でみた受信信号において、干渉信号の影響を受けた領域に対応する部分を０（ゼロ）にする構成要素である。本明細書において、干渉信号の影響を受けた領域に対応する部分を０（ゼロ）にすることは、単に「干渉除去」と称されるものとする。
本来実施したいことは、周波数領域でみた受信信号から、干渉信号成分のみを除去することである。本開示技術は、まず、干渉信号の影響を受けた領域に対応する部分を０（ゼロ）にし、次に、干渉信号の影響を受けた領域に対応する部分に本来あるべき値に戻す、という２段階を踏む。すなわち本開示技術は、まず「干渉除去」をし、次に「所望信号復元」をする、という２段階を踏む。
干渉除去部８が行う干渉除去の範囲は、周波数領域でみたときに、閾値を超えたスペクトルピークに対し、例えばガウス分布曲線等の統計分布曲線をフィッティングさせ、「閾値を超え、かつ、ガウス分布の範囲内」と定義してもよい。このときにフィッティングさせるガウス分布は、閾値を超えた部分のスペクトルピーク値、スペクトル幅、及び推定できる干渉物のドップラ速度に基づいて決めるとよい。

《所望信号復元部９》
所望信号復元部９は、干渉信号の影響を受けた領域に対応する部分に本来あるべき値に戻す構成要素である。本来あるべき値に戻す操作は、「復元」と称される。所望信号復元部９は、干渉信号の影響を受けた領域に対応する部分に対し、所望信号復元を実施する。
本開示技術の大きな特徴の一つは、所望信号復元部９が、位相変調部２が使用するパルス間変調符号に基づいて、所望信号復元を実施する点にある。パルス間変調符号に基づく所望信号復元の詳細は、後述の説明により明らかとなる。

《所望信号復調部１０》
所望信号復調部１０は、所望信号復元部９により部分的に復元された信号を、後述する参照信号に基づいて、復調する構成要素である。ここで、「復調」とは、電気技術用語であり、変調信号からもとの信号を取り出す操作を意味する。「復調」の用語は、「変調」の対義語である。すなわち所望信号復調部１０は、位相変調部２及びパルス変調部３と対をなす構成要素だ、とも言える。
所望信号復調部１０が復調に用いる参照信号は、後述する所望参照信号生成部１１により生成される。
所望信号復調部１０は、復調した信号に対し、逆フーリエ変換を行う。逆フーリエ変換された信号は、レーダ装置の使用目的に応じた方法で利用される。

《所望参照信号生成部１１》
所望参照信号生成部１１は、自レーダの送信波形情報に基づき、所望信号の参照信号を生成する構成要素である。

図２は、実施の形態１に係るレーダ装置の処理工程を示すフローチャートである。
図２に示される「受信信号入力」（ＳＴ１）と記載された部分は、受信部６が実施する処理ステップである。
図２に示される「フーリエ変換」（ＳＴ２）、「スペクトルピーク値算出」（ＳＴ３）、及び「ピーク値＞閾値？」（ＳＴ４）と記載された部分は、いずれも干渉検出部７が実施する処理ステップである。
図２に示される「干渉位置・抑圧点数推定」（ＳＴ５）、及び「干渉抑圧」（ＳＴ６）と記載された部分は、いずれも干渉除去部８が実施する処理ステップである。
図２に示される「所望信号位相推定」（ＳＴ７）、及び「所望信号復元」（ＳＴ８）と記載された部分は、いずれも所望信号復元部９が実施する処理ステップである。
図２に示される「所望参照信号復調」（ＳＴ９）、及び「逆フーリエ変換」（ＳＴ１０）と記載された部分は、いずれも所望信号復調部１０が実施する処理ステップである。

前述のとおり、位相変調部２は、基準信号発生部１が発生する基準信号に位相変調を実施する。位相変調部２は、位相変調の実施に際し、擬似ランダム符号、又はＳＺ符号、等の符号を使用する。

《符号の具体例その１、ＣｕｂｉｃＰｈａｓｅＣｏｄｅ》
ＣｕｂｉｃＰｈａｓｅＣｏｄｅは、擬似ランダム符号の一つである。ＣｕｂｉｃＰｈａｓｅＣｏｄｅを使用した場合の多次元系列（ｃ_Ａ（ｋ））は、以下の数式により与えられる。

ここで、数式（１）に登場するｉは虚数を表す（本明細書に記載される他の数式に登場するｉについても同じ）。Ｎは、符号長であり、奇素数である。ｋは、０からＮ－１までを取る整数である。また、数式（１）に用いられる変数のＡは、以下範囲で与えられる。

数式（１）に示される符号は、符号長がＮであり有限長であるが、これを連続して繰返し利用するのが一般的である。つまり、符号は、特徴的なパターンが繰り返される、周期性を有するものである。

数式（１）に登場するωは、複素平面における単位円上の点（単位円をＮ等分したときの角度順でみた１番目の点）と考えられる。複素平面におけるωと実軸とがなす角度、すなわちωの偏角は２π／Ｎ［ｒａｄ］であるがこれをθ［ｒａｄ］とすると、或る別の複素数、例えばα、にωを乗算することは、複素平面においてこのαをθ［ｒａｄ］だけ回転させることと同義となる。本明細書は、複素平面においてωの偏角の分だけ回転させることを、便宜上、複素数のωを使って「ａｒｇ（ω）回転」と称するものとする。Ａを自然数ととれば写像関数であるｆ_Ａ（ｋ）の値も自然数となる。すなわちｆ_Ａ（ｋ）の値は、何回このａｒｇ（ω）回転をさせるか、ということを表すものである。
ａｒｇ（ω）回転が２π／Ｎ［ｒａｄ］回転させること、及び２π［ｒａｄ］回転が0［ｒａｄ］回転と結局は同じことだということに着目すれば、以下の関係式が成立することが理解できる。

ここで、数式（３）に登場するｍｏｄは、剰余を表す。ｍｏｄは、剰余を意味するｍｏｄｕｌｏという単語に由来する。

ところで、本開示技術に係るレーダ装置は、気象レーダの装置として応用することが考えられる。気象レーダの装置として応用する場合、雨雲に反射して返ってくる信号の強度は微小であるため、コヒーレント積分が実施される。
反射波に用いる符号長（以降、「反射符号長」と称する）は、自レーダのコヒーレント積分数、すなわちヒット数に対応させるとよい。例えばヒット数が３２の場合、数式（１）においてＮ＝３１として与えられる擬似ランダム符号系列の最初又は最後の０を付加することで、ヒット数＝３２に対応した符号系列を作成できる。

数式（１）で与えられた写像ｆ_Ａ（ｋ）に関連し、以下の数式を満たす写像ｇ（ｋ）が与えられる。

数式（４）で与えられる写像ｇ（ｋ）の初期値であるｇ（０）は、０であってよい。数式（４）に示される写像ｇ（ｋ）のように、擬似ランダム符号系列は、絶対値として使うのではなく相対値（差分値）として使うことも考えられる。

位相変調部２が位相変調に用いる複素数の符号系列は、例えば、写像ｇ（ｋ）を用いた以下のものであってもよい。

位相変調部２は、例えば数式（５）で与えられたｄ_Ａ（ｋ）等の符号系列で、送信パルスを位相変調する。この場合、所望信号復調部１０が行う位相復調は、ｄ_Ａ（ｋ）の複素共役が用いられる。
このように、位相変調部２が位相変調に用いる複素数の符号系列は、その複素共役という形で所望信号復調部１０が行う位相復調で用いられるため、共有される。位相変調部２が位相変調に用いる複素数の符号系列は、記憶装置に格納する（保存する）という方法で共有されてもよい。

本開示技術は、数式（５）で与えられたｄ_Ａ（ｋ）等の符号系列の情報を、所望信号復元部９が実施する「所望信号位相推定」（ＳＴ７）、及び「所望信号復元」（ＳＴ８）においても利用する。
時間領域の信号列に対して、時間に依存しない定数である複素数を乗算することの意味は、ラプラス変換の線形性を表す以下の数式により明らかとなる。

ここで、スクリプト書体のＬは、ラプラス変換を表す。この線形性の性質は、ｓ＝ｉωと置いて得られるフーリエ変換にも見られる性質である。
数式（６）は、時間領域の信号列に対して、時間に依存しない定数である複素数を乗算することは、その信号列を周波数領域に変換した結果に対して、同じ定数である複素数を乗算することを意味する。
前述のとおり、基準信号発生部１が発生する基準信号は位相がそろった信号、すなわちコヒーレントな信号であるため、所望信号復元部９は、位相情報に基づいた信号処理を実施することができる。

前述のとおり、符号は、特徴的なパターンが繰り返される、周期性を有するものである。この性質を利用し、所望信号復元部９は、「所望信号位相推定」（ＳＴ７）、及び「所望信号復元」（ＳＴ８）を実施する。
所望信号復元部９は、以下のような参照テーブルを用いてもよい。

所望信号復元部９は、参照テーブルにあるＮ個の複素数列と、干渉除去部８により干渉除去された周波数領域上の受信信号とを比較する。特に、参照テーブルにあるＮ個の複素数列の偏角が重要となる。所望信号復元部９は、参照テーブルから偏角についての誤差が最も小さい複素数列を選択し、偏角の情報を用いて干渉除去部８によって干渉除去された部分に所望信号を復元する。
所望信号復元部９がこのように符号そのものを利用して所望信号を復元できる背景には、物体で反射されて到来する反射波動は、ＴＯＦ（ＴｉｍｅｏｆＴｒａｖｅｌ）による時間差、ドップラ効果、及び空間伝搬による減衰はあるものの、送信波であるパルス波動と同じ波形をしている、という性質による。すなわち、理想的な状態において、送信波と受信波との間には、アナロジーがある。したがって、自レーダにおいて近隣の他レーダでは用いられていない特徴的な位相パターンの符号を用いることが、所望信号復元部９による所望信号復元を確実なものにする。

《符号の具体例その２、ＳＺ符号》
ＳＺ符号は、ドップラ気象レーダ用に開発された位相コードである。ＳＺ符号の名称は、提唱者であるＭ．Ｓａｃｈｉｄａｎａｎｄａ、ＤｕｓａｎＳ．ＺＲＮＩＣの頭文字に由来する。ＳＺ符号を用いた信号処理技術は、例えば、米国特許第６０８１２２１号公報に開示されている。
ＳＺ符号系列は、以下の数式により与えられる。

ここで、Ｎは符号長であり、ｍは分割数である。ＳＺ符号は、「ＳＺ（ｍ／Ｎ）」と表現される。Ｎとｍとは、ともに正の整数であるが、Ｎがｍの倍数となるように選択される。例えば、Ｎ＝６４であれば、ｍ＝４、８、１６等が使用される。例えば、Ｎ＝３２であれば、ｍ＝４、８等が使用される。

ＳＺ符号を相対値（差分値）として使うため、以下の系列が定義される。

位相変調部２が位相変調に用いる複素数の符号系列は、例えば、以下のものであってもよい。

位相変調部２は、例えば数式（９）で与えられたα_ｋ等の符号系列で、送信パルスを位相変調する。この場合、所望信号復調部１０が行う位相復調は、α_ｋの複素共役が用いられる。位相変調部２が位相変調に用いる複素数の符号系列は、記憶装置に格納する（保存する）という方法で共有されてもよい。

所望信号復元部９は、以下のような参照テーブルを用いてもよい。

このように所望信号復元部９は、基準信号の情報、及び複素数である符号系列の偏角情報を用いて、所望信号を復元する。

前述のとおり、理想的な状態において、送信波と受信波との間には、アナロジーがある。本開示技術は、このアナロジーの性質を利用したものだと言える。ＳＺ符号は、まだ多くのレーダでは用いられていないため、所望信号復元に適した符号であると言える。

実施の形態１に係るレーダ装置の優れた効果は、干渉側の諸元が事前入手不可の場合においても本来の観測を停止させることなく干渉のみを抑圧し、抑圧した部分を復元できる、というものである。

実施の形態２．
実施の形態２に係るレーダ装置は、本開示技術に係るレーダ装置の変形例である。実施の形態２に係るレーダ装置の機能構成は、実施の形態１に示したものと同じである。実施の形態２においては、特に明記する場合を除き、実施の形態１で用いた符号と同じものが使用される。実施の形態２において、実施の形態１と重複する説明は、適宜、省略される。

実施の形態１は、レーダ装置の送信波形にパルス間変調を行う本開示技術のベーシックな実施態様を明らかにした。本開示技術に係るレーダ装置は、送信波形に対して、パルス間変調だけではなく、さらにパルス内変調を実施するものであってもよい。

送信波形に対して、パルス間変調だけではなくパルス内変調を実施する場合、所望信号復調部１０は、パルス圧縮と復調とを実施し、逆フーリエ変換を実施する。図２に示されるフローチャートを参照して言えば、実施の形態２に係る所望信号復調部１０は、パルス圧縮を含む「所望参照信号復調」（ＳＴ９）と、「逆フーリエ変換」（ＳＴ１０）とを実施する。

実施の形態２に係るレーダ装置の有利な効果は、パルス内変調が実施されることによって、パルス内変調を実施しない場合と比較して、より分解能の高い測距が行えることである。

実施の形態３．
実施の形態３に係るレーダ装置は、本開示技術に係るレーダ装置の応用例である。実施の形態３においては、特に明記する場合を除き、既出の実施の形態で用いた符号と同じものが使用される。実施の形態３において、既出の実施の形態と重複する説明は、適宜、省略される。

前述のとおり、本開示技術は、干渉波の諸元が事前入手不可の場合においても本来の観測を停止させることなく干渉波のみを抑圧し、抑圧した部分を復元できるレーダ装置を提供するものである。
実施の形態３は、事前には干渉波の諸元を入手できないが、観測等によりその後に一部の他レーダ信号の諸元を知り得た場合に、特にその他レーダ信号にパルス内変調が施されている場合に、対応する態様を示すものである。

図３は、実施の形態３に係るレーダ装置の機能構成を示すブロック図である。図３に示さるとおり実施の形態３に係るレーダ装置は、実施の形態１に係る図１で示される構成要素に加え、干渉信号パルス圧縮部１２と、干渉信号情報保存部１３と、を備える。
図３に示されるとおり、干渉信号パルス圧縮部１２を示す機能ブロックは、受信部６の後段に位置する。干渉信号情報保存部１３の出力は、干渉信号パルス圧縮部１２及び所望信号復元部９へと送られる。

図４は、実施の形態３に係るレーダ装置の処理工程を示すフローチャートである。
図４に示される「干渉波パルス圧縮」（ＳＴ２０）と記載された部分は、干渉信号パルス圧縮部１２が実施する処理ステップである。

《干渉信号情報保存部１３》
干渉信号情報保存部１３は、後に他レーダ信号の諸元を入手できた場合に、その情報を保存するための構成要素である。干渉信号情報保存部１３に保存される情報は、特に、他レーダ信号にパルス内変調が実施されているときのパルス内変調に関するものである。

《干渉信号パルス圧縮部１２》
干渉信号パルス圧縮部１２は、他レーダ信号にパルス圧縮を実施する構成要素である。

図４に示されるとおり、干渉信号情報保存部１３に保存される情報は、所望信号復元部９が参照してもよい。また、図４に矢印は示されていないが、干渉信号情報保存部１３に保存される情報は、所望信号復調部１０が参照してもよい。

実施の形態３に係るレーダ装置の有利な効果は、後に一部の他レーダ信号の諸元を入手できた場合に、干渉波による影響を緩和してターゲットの推定が可能である点にある。

なお、実施の形態３に示した技術は、協調制御型レーダシステムに適用することもできる。

実施の形態４．
実施の形態４に係るレーダ装置は、本開示技術に係るレーダ装置の変形例である。実施の形態４に係るレーダ装置の機能構成は、実施の形態３に示したものと同じである。実施の形態４においては、特に明記する場合を除き、既出の実施の形態で用いた符号と同じものが使用される。実施の形態４において、既出の実施の形態と重複する説明は、適宜、省略される。

前述のとおり本開示技術に係るレーダ装置は、送信波形に対してパルス間変調だけではなく、さらにパルス内変調を実施するものであってもよい。

送信波形に対して、パルス間変調だけではなくパルス内変調を実施する場合、所望信号復調部１０は、パルス圧縮と復調とを実施し、逆フーリエ変換を実施する。図４に示されるフローチャートを参照して言えば、実施の形態４に係る所望信号復調部１０は、パルス圧縮を含む「所望参照信号復調」（ＳＴ９）と、「逆フーリエ変換」（ＳＴ１０）とを実施する。

実施の形態４に係るレーダ装置の有利な効果は、パルス内変調が実施されることによって、パルス内変調を実施しない場合と比較して、より分解能の高い測距が行えることである。

実施の形態５．
図５は、本開示技術に係るレーダ装置の一部の機能のハードウエア構成を示したハードウエア構成図である。
本開示技術に係るレーダ装置における基準信号発生部１、位相変調部２、パルス変調部３、受信部６、干渉検出部７、干渉除去部８、所望信号復元部９、所望信号復調部１０、所望参照信号生成部１１、及び干渉信号パルス圧縮部１２の各機能は、処理回路１２０、又はプロセッサ１２２とメモリ１２４により実現される。
簡単のため、本明細書において、レーダ装置における基準信号発生部１、位相変調部２、パルス変調部３、受信部６、干渉検出部７、干渉除去部８、所望信号復元部９、所望信号復調部１０、所望参照信号生成部１１、及び干渉信号パルス圧縮部１２の各部は、「レーダ信号処理装置」と称されるものとする。

図５Ａは、本開示技術に係るレーダ信号処理装置の機能が専用のハードウエアで実行される場合のハードウエア構成を示したハードウエア構成図である。図５Ａに示されるとおり、専用のハードウエアで実行される場合のハードウエア構成には、入力インタフェース１１０と、処理回路１２０と、出力インタフェース１３０と、が含まれる。
処理回路１２０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、ＦＰＧＡ、又はこれらを組み合わせたものが該当する。レーダ装置の各機能は、それぞれ別個の処理回路１２０により実現されてもよいし、まとめてひとつの処理回路１２０により実現されてもよい。

図５Ｂは、本開示技術に係るレーダ信号処理装置の機能がソフトウエアで実行される場合のハードウエア構成を示したハードウエア構成図である。図５Ｂに示されるとおり、ソフトウエアで実行される場合のハードウエア構成には、入力インタフェース１１０と、プロセッサ１２２と、メモリ１２４と、出力インタフェース１３０と、が含まれる。
プロセッサ１２２は、一般に、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、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、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）とも称される。

レーダ信号処理装置のハードウエア構成が図５Ｂに示されたものである場合、レーダ信号処理装置の上記各機能は、ソフトウエア、ファームウエア、又はソフトウエアとファームウエアとの組合せにより実現される。ソフトウエア及びファームウエアはプログラムとして記述され、メモリ１２４に格納される。プロセッサ１２２は、メモリ１２４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、上記各機能を実現する。すなわちレーダ信号処理装置は、プロセッサ１２２により実行されるときに、図２又は図４に示される各処理ステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ１２４を備える。また、これらのプログラムは、レーダ信号処理装置の手順及び方法をプロセッサ１２２に実行させるものであるとも言える。ここでメモリ１２４は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ等の不揮発性又は揮発性の半導体メモリであってよい。またメモリ１２４は、磁器ディスク、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、ＤＶＤ等のディスクを備えるものであってもよい。さらにメモリ１２４は、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）の態様であってもよい。

なお、本開示技術に係るレーダ信号処理装置の各機能は、一部が専用のハードウエアで実現され、残りがソフトウエア又はファームウエアで実現されてもよい。
このように本開示技術に係るレーダ信号処理装置は、ハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア、又はこれらの組合せによって、上記各機能が実現される。

以上のとおり本開示技術に係るレーダ装置は、その一部であるレーダ信号処理装置においてハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア、又はこれらの組合せによって各機能を実現し、既出の実施の形態に記載された効果を奏するものである。

本開示技術に係るレーダ装置は、例えば気象レーダとして応用でき、産業上の利用可能性を有する。

１基準信号発生部、２位相変調部、３パルス変調部、４送受切替部、５空中線、６受信部、７干渉検出部、８干渉除去部、９所望信号復元部、１０所望信号復調部、１１所望参照信号生成部、１２干渉信号パルス圧縮部、１３干渉信号情報保存部、１１０入力インタフェース、１２０処理回路、１２２プロセッサ、１２４メモリ、１３０出力インタフェース。

Claims

複素数の符号系列を用いて、基準信号に位相変調を実施する位相変調部と、
あらかじめ設定された閾値と受信信号のスペクトルピーク値とを比較する干渉検出部と、
前記干渉検出部が実施する比較により得られる情報に基づいて、干渉信号に影響を受けた領域の部分を０（ゼロ）にする干渉除去部と、
前記干渉除去部により０（ゼロ）にされた部分に対し、前記基準信号の情報と前記符号系列の偏角情報とを用いて、所望信号復元を実施する所望信号復元部と、を備え、
前記所望信号復元部は、前記符号系列をｄ_Ａ（ｋ）としたとき、以下のｄ_Ａ（ｋ）に関する参照テーブルを用い、

前記参照テーブルから偏角についての誤差が最も小さい複素数列を選択し、選択した前記複素数列における偏角の情報を用いて前記干渉除去部によって０（ゼロ）にされた部分に所望信号を復元する、
ただし、デコンボリューションを実施するものを除く、
レーダ装置。
複素数の符号系列を用いて、基準信号に位相変調を実施する位相変調部と、
あらかじめ設定された閾値と受信信号のスペクトルピーク値とを比較する干渉検出部と、
前記干渉検出部が実施する比較により得られる情報に基づいて、干渉信号に影響を受けた領域の部分を０（ゼロ）にする干渉除去部と、
前記干渉除去部により０（ゼロ）にされた部分に対し、前記基準信号の情報と前記符号系列の偏角情報とを用いて、所望信号復元を実施する所望信号復元部と、を備え、
前記所望信号復元部は、前記符号系列をα _ｋとしたとき、以下のα _ｋに関する参照テーブルを用い、

前記参照テーブルから偏角についての誤差が最も小さい複素数列を選択し、選択した前記複素数列における偏角の情報を用いて前記干渉除去部によって０（ゼロ）にされた部分に所望信号を復元する、
ただし、デコンボリューションを実施するものを除く、
レーダ装置。
前記位相変調部により位相変調された送信信号をパルス化するパルス変調部と、
前記所望信号復元部により復元された信号を、参照信号に基づいて復調する所望信号復調部と、をさらに備える、
請求項１に記載のレーダ装置。
他レーダ信号の諸元を保存する干渉信号情報保存部と、
前記干渉信号情報保存部に保存された情報に基づいて、前記他レーダ信号にパルス圧縮を実施する干渉信号パルス圧縮部と、をさらに備える、
請求項１から３のいずれか１項に記載のレーダ装置。