JP7383204B2 - レーダ装置 - Google Patents

Description

本開示技術はレーダ装置及びレーダ装置の信号処理器に関する。

レーダ装置は、物標を検出する目的のほか、特定の物標の動きを観測し監視する目的でも使用される。監視対象の物標の動きが複雑な場合、観測周期が十分に短くないと追尾に失敗するおそれがある。

観測周期の短縮を実現するため、様々な方法が提案されている。提案されている方法には、複数のレーダ間で送信周波数の異なる信号を同時送受信するものがある。同時送受信を行うと、送信機から受信機に漏れ込む送信波（「自己干渉波」と称される）により所望の受信信号のＳＩＲ（ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉｏ、信号対干渉波比ともいわれる）が劣化することが知られている。

ところで単一のレーダに対しては、受信信号のＳＩＲの劣化に対する検討が多くなされている。例えば特許文献１は、干渉波と所望波とのレベル差に関わらず、干渉波を抑圧し、所望波を得る技術を開示している。特許文献１に係る送受信装置は、送信アンテナ素子から受信アンテナ素子に入る干渉波について、送信信号の一部を分配させた出力を遅延させ、減算により干渉波を除去する。

特開平１１－１２５６７０号公報

本開示技術は、特許文献１に例示される先行技術をさらに改良することを目的としている。より具体的に本開示技術は、先行技術で想定していた単一のレーダにおける干渉波という課題設定の範囲を、同時送受信するレーダを扱えるように拡張し、拡張された課題に対する解決策を提案する。

本開示技術に係るレーダ装置は、自己干渉波を受信する第１受信部と、他レーダが放射し物標で反射された信号を受信する第２受信部と、第２受信部で受信した信号から自己干渉波の成分を抑圧する信号処理器と、を備え、信号処理器は、自己干渉波を抑圧するための射影行列を、干渉波の振幅位相情報から生成する射影行列推定部と、第１受信部からの参照信号と第２受信部からの反射ＲＦ信号との相互相関を計算し、複数の周波数スペクトル積をベクトルで表現した受信信号ベクトルを算出する相互相関計算部と、射影行列推定部が生成した行列を受信信号ベクトルに乗算する射影行列乗算部と、を含み、射影行列は、不要波に係るベクトルをａ _１ としたときに、

で表されるＰ _ｎｕｌｌ である、ただし上付きのＨは、エルミート転置を表す、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、送信周波数の異なる信号の干渉を抑圧しつつ所望波のパルス圧縮をすることができる。この作用により本開示技術に係るレーダ装置は、複数のレーダ間で送信周波数の異なる信号を同時送受信するシステムに適用できる。

図１は、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。 図２は、実施の形態１に係るレーダ装置の信号処理器の機能を示す機能ブロック図である。 図３は、実施の形態１に係る信号処理器のハードウエア構成図である。図３Ａは、信号処理器をハードウエアで実現する場合のハードウエア構成図である。図３Ｂは、信号処理器をソフトウエアで実現する場合のハードウエア構成図である。 図４は、実施の形態１に係るレーダ装置の信号処理器の処理フローを示すフローチャートである。 図５は、本開示技術が想定する他レーダ２００からの電波を受信したときの信号を時系列グラフに表した模式図である。

本開示技術に係るレーダ装置１００及びレーダ装置１００用の信号処理器７０は、以下の実施の形態ごとの図面に沿った説明により明らかとなる。

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は、本開示技術が前提としているレーダシステム５００が、レーダ装置１００と、他レーダ２００と、を含むことを示している。
図１に示されるとおり実施の形態１に係るレーダ装置１００は、送信部１０と、分配器２０と、サーキュレータ３０と、送受信アンテナ４０と、第１受信部５０と、第２受信部６０と、信号処理器７０と、を備える。
図１に示される他レーダ２００は、他レーダ送信部２１０と、他レーダアンテナ２４０と、を備える。

レーダ装置１００の送信部１０は、信号発生手段１２と、送信部送信機１４と、を含む。信号発生手段１２は、第１信号を発生させる。第１信号は、送信部送信機１４を介して分配器２０へ出力される。

分配器２０は、入力された第１信号を２つに分岐し、１つをサーキュレータ３０へ、もう１つを第１受信部５０へ、それぞれ出力する。

サーキュレータ３０は図１に示されるとおり、具体的には３ポートサーキュレータである。３ポートサーキュレータにおいて、ポート１に入力された信号はポート２へ、ポート２に入力された信号はポート３へ、ポート３に入力された信号はポート１へ、それぞれ出力される。サーキュレータ３０は、分配器２０からの信号を送受信アンテナ４０へ出力する。またサーキュレータ３０は、後述する送受信アンテナ４０からの信号を、第２受信部６０へ出力する。なお、第２受信部６０からサーキュレータ３０へは信号がなく、サーキュレータ３０から分配器２０へ出力される信号もないものとする。

送受信アンテナ４０は、他レーダアンテナ２４０から出力された信号の反射ＲＦ信号を、受信ＲＦ信号として受信する。この送受信アンテナ４０の受信ＲＦ信号が、上記サーキュレータ３０により第２受信部６０へ出力される信号である。
このように本開示技術に係るレーダ装置１００は、他レーダ２００が放射する電波を受信することを前提としている。すなわち本開示技術は、他レーダアンテナ２４０から出力された放射信号が空中へ放射され、監視対象の物標に反射され、反射ＲＦ信号を所望波としてレーダ装置１００の送受信アンテナ４０で受信される、という前提に基づいて構成される。

レーダ装置１００の第１受信部５０は、第１受信部受信器５２と、第１ＡＤ変換器５４と、を含む。第１ＡＤ変換器５４は、アナログ信号をデジタル信号に変換する機器である。第１受信部５０は、簡単に言えば、分岐して取り出されたレーダ装置１００の第１信号の一部をデジタル変換し参照信号として信号処理器７０へ出力するための機能ブロックである。なお、図１は、参照信号を分配器２０というハードウエアを用いて生成したことを示しているが、本開示技術はこれに限定されない。本開示技術に係るレーダ装置１００は、ソフトウエア又はファームウエア等によって参照信号の情報生成が実現されてもよい。

レーダ装置１００の第２受信部６０は、第２受信部受信器６２と、第２ＡＤ変換器６４と、を含む。第２ＡＤ変換器６４も第１ＡＤ変換器５４と同様、アナログ信号をデジタル信号に変換する機器である。第２受信部６０は、簡単に言えば、前述の所望波である反射ＲＦ信号をデジタル変換し信号処理器７０へ出力するための機能ブロックである。

信号処理器７０は、レーダ装置１００の司令塔として機能する部分である。信号処理器７０の詳細は、後述の説明により明らかになる。

図１に示される他レーダ２００は、他レーダ送信部２１０と、他レーダアンテナ２４０と、を備える。

他レーダ送信部２１０は、他レーダ信号発生手段２１２と、他レーダ送信機２１４と、を含む。他レーダ信号発生手段２１２は、送信ＲＦ信号を生成する。生成された送信ＲＦ信号は、他レーダ送信機２１４を介して他レーダアンテナ２４０へ出力される。

他レーダアンテナ２４０は、他レーダ送信部２１０で生成された送信ＲＦ信号を、空中へと放射する。

実施の形態１に係るレーダ装置１００は、図１に示されているとおり表示器１１０と接続されている。このように本開示技術に係るレーダ装置１００は、外部の表示器１１０と接続されていてもよい。また本開示技術に係るレーダ装置１００は、外部の表示器１１０に代えて、装置自体にディスプレイ等の表示機能が備えられていてもよい。

図２は、実施の形態１に係るレーダ装置１００の信号処理器７０の機能を示す機能ブロック図である。図２に示されるとおりレーダ装置１００の信号処理器７０は、第１フーリエ変換部７１と、第２フーリエ変換部７２と、相互相関計算部７３と、射影行列推定部７４と、射影行列乗算部７５と、スペクトル除算部７６と、信号生成部７７と、第３フーリエ変換部７８と、パルス圧縮計算部７９と、を含む。信号処理器７０の役割は、第１受信部５０からの参照信号を利用して、自己干渉成分を含んだ第２受信部６０の信号に対して信号処理をし、自己干渉成分が抑圧された所望波を得ることである。自己干渉成分そのものは、自己干渉波である。自己干渉成分、及び自己干渉波の詳細は、後述の数式等により明らかになる。

第１フーリエ変換部７１と第２フーリエ変換部７２とは、相互相関計算部７３で行われる相互相関計算を周波数ドメインで実施するための機能ブロックである。相互相関計算を周波数ドメインで実施することは、相互相関計算の高速化に寄与する。そのため第１フーリエ変換部７１と第２フーリエ変換部７２とは、同期がとれるように構成される。例えば信号処理器７０は同期クロックを備え、同期クロックの同期信号に基づいて、第１フーリエ変換部７１と第２フーリエ変換部７２とが信号処理を行ってもよい。
第１フーリエ変換部７１は、第１受信部５０からの参照信号をフーリエ変換し、周波数スペクトル信号を生成する。生成されたスペクトル信号は、相互相関計算部７３へ出力される。
第２フーリエ変換部７２は、第２受信部６０からの反射ＲＦ信号をフーリエ変換し、周波数スペクトル信号を生成する。ここで生成されたスペクトル信号も、相互相関計算部７３へ出力される。

相互相関計算部７３は、第１受信部５０からの参照信号と第２受信部６０からの反射ＲＦ信号との相互相関を計算する。相互相関計算の詳細は、後述の数式等により明らかになる。

相互相関の計算結果から、干渉波の振幅位相情報が得られる。射影行列推定部７４は、干渉波の振幅位相情報から、射影行列を生成する。干渉波の振幅位相情報が得られる原理、及び射影行列の詳細は、後述の数式等により明らかになる。

射影行列乗算部７５は、相互相関計算部７３の出力に、射影行列推定部７４の出力である射影行列を乗算する。この乗算により、干渉波の抑圧が実現される。干渉波の抑圧が実現される原理等については、後述により明らかになる。

スペクトル除算部７６は、射影行列乗算部７５の出力結果を、第１フーリエ変換部７１の出力結果の共役複素数で除算する、という操作を行う。この除算により得られる情報の詳細は、後述の数式等により明らかになる。

信号生成部７７は、パルス圧縮計算部７９で実施されるパルス圧縮操作のための信号を生成する。生成された信号は、第３フーリエ変換部７８へ出力される。信号生成部７７で生成される信号は、アナログ信号である必要はない。信号生成部７７で生成される信号は、デジタル信号でよい。

第３フーリエ変換部７８は、信号生成部７７で生成される信号をフーリエ変換し、周波数スペクトル信号を生成する。生成された周波数スペクトル信号は、パルス圧縮計算部７９へ出力される。

パルス圧縮計算部７９は、第３フーリエ変換部７８からの周波数スペクトル信号を利用して、スペクトル除算部７６からの出力結果にパルス圧縮の処理を施す。パルス圧縮された結果は、表示器１１０へ出力される。パルス圧縮処理の詳細は、後述の数式等により明らかになる。

図３は、実施の形態１に係る信号処理器７０のハードウエア構成図である。図３Ａは、信号処理器７０をハードウエアで実現する場合のハードウエア構成図である。図３Ｂは、信号処理器７０をソフトウエアで実現する場合のハードウエア構成図である。このように信号処理器７０の各機能は、ハードウエアによって実現されてもソフトウエアによって実現されてもよい。図３Ａに示された処理回路１０４は、専用のハードウエアを例示している。図３Ｂは、メモリ１０８に格納されるプログラムを実行する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１０６、ＤＳＰともいう）により信号処理器７０の各機能が実現された場合のハードウエア構成図を示している。なお、図３Ｂでは、ＣＰＵはプロセッサ１０６として示されている。

図３Ａに示されるとおり専用のハードウエアで信号処理器７０が実現された場合、処理回路１０４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ー、並列プログラム化したプロセッサー、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、又はこれらを組み合わせたものであってよい。信号処理器７０の各部の機能は、それぞれを別個の処理回路１０４で実現されてもよいし、まとめて１つの処理回路１０４で実現されてもよい。

図３Ｂに示されるとおり信号処理器７０は、専用ハードウエアの処理回路１０４に代えて、汎用のプロセッサ１０６とメモリ１０８とで実現されてもよい。この場合に信号処理器７０の各機能は、ソフトウエア、ファームウエア、又はソフトウエアとハードウエアとの組合せにより実現される。ソフトウエアの場合もファームウエアの場合も実行命令はプログラムとして記述され、メモリ１０８に格納される。プロセッサ１０６は、メモリ１０８に記憶されたプログラムを読み出して実行し、各部の機能が実現される。別の表現を用いればこれらのプログラムは、信号処理器７０の手順及び方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。ここでメモリ１０８は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリで実現されることが考えられる。さらにメモリ１０８は、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、又はＤＶＤ、等のディスクで実現されてもよい。

図４は、実施の形態１に係るレーダ装置１００の信号処理器７０の処理フローを示すフローチャートである。図４に示されるとおり信号処理器７０は、ＳＴ７１で示される第１フーリエ変換部７１の処理ステップと、ＳＴ７２で示される第２フーリエ変換部７２の処理ステップと、ＳＴ７３で示される相互相関計算部７３の処理ステップと、ＳＴ７４で示される射影行列推定部７４の処理ステップと、ＳＴ７５で示される射影行列乗算部７５の処理ステップと、ＳＴ７６で示されるスペクトル除算部７６の処理ステップと、ＳＴ７７で示される信号生成部７７の処理ステップと、ＳＴ７８で示される第３フーリエ変換部７８の処理ステップと、ＳＴ７９で示されるパルス圧縮計算部７９の処理ステップと、を含む。

信号処理器７０の実現の態様として専用ハードウエアを用いる場合と汎用のＣＰＵを用いる場合が考えられたが、参照信号についても実現の態様は少なくとも２通り考えらえる。１つ目の態様は、図１に沿った説明のとおり現実の信号の一部を分配器２０により取得するものである。２つ目の態様は、参照信号の波形をソフトウエア又はファームウエアによって作成し、ＣＰＵが扱える仮想的な信号として実現する態様である。本開示技術に係るレーダ装置１００は、どちらの方法で参照信号が実現されてもよい。

前述のとおり本開示技術に係るレーダ装置１００は、他レーダ２００が放射する電波を受信することを前提としている。具体的に、他レーダ２００が放射する電波を受信する第２受信部６０の受信信号がどのような信号であるかは、以下の数式のようだとモデル化できる。

ただし、式（１）の上の行において、ｙ_１（ｔ）は送信部１０から漏れ込む自己干渉波を、ｙ_２（ｔ）は送受信アンテナ４０が本来受信したい純粋な反射ＲＦ信号すなわち所望波を、ｎ（ｔ）はノイズを、それぞれ表す。反射ＲＦ信号は、他レーダアンテナ２４０から放射され、監視対象である物標で反射した信号である。ｔはｆａｓｔ－ｔｉｍｅすなわちレンジ方向の時間を表す。
式（１）の下の行において、ｂ１（）は自己干渉波の時間関数を、ｂ２（）は他レーダ２００の送信ＲＦ信号すなわちレーダ波の時間関数を、それぞれ表す。ｔ_１及びｔ_２は、それぞれの遅延時間を表す。またα_１及びα_２は、それぞれの減衰係数を表す。減衰係数は、レンジが遠くなるほど信号の振幅が小さくなる現象を表す。

図５は、本開示技術が想定する他レーダ２００からの電波を受信したときの信号を時系列グラフに表した模式図である。図５に示された例は、他レーダ２００からパルス状の電波が空中へ放射されたと仮定している。パルス状の電波は、チャープパルスであってもよい。図５に示されたＴ_ｗ１は自己干渉波のパルス幅を、Ｔ_ｗ２は所望波のパルス幅を、それぞれ表している。また図５に示されたＴ_ｐはパルス圧縮の積分時間を、Ｔ_ｇは最大遅延時間を、それぞれ表している。実際に第２受信部６０で受信される信号は式（１）で表されるようにｙ_１（ｔ）とｙ_２（ｔ）とが混ざっているが、図５のグラフでは、分離した形で表されている。

図５のグラフに示されるとおり、ｙ_１（ｔ）とｙ_２（ｔ）とは、時間軸上で重なることがある。レーダ装置１００の目的は、純粋な反射ＲＦ信号すなわち所望波の情報を取り出すことであるが、自己干渉波があるとその影響を受ける。レーダ装置１００は、例えばＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）等の処理を行って、誤警報確率を一定に保つことが考えられる。この場合も第２受信部６０で受信される信号中に含まれる自己干渉成分は悪影響を及ぼすため、自己干渉成分を抑圧することが望まれる。

次に第１受信部５０で受信される参照信号についてであるが、参照信号はｙ_ｒｅｆ１（ｔ）で表されるとする。

前述のとおり第１フーリエ変換部７１は、第１受信部５０からの参照信号をフーリエ変換し、周波数スペクトル信号を生成する（図４のＳＴ７１で示されるステップ）。具体的に第１フーリエ変換部７１は、時間領域で表された参照信号のｙ_ｒｅｆ１（ｔ）を、周波数領域で表されたＹ_ref１（ω）に変換する。

前述のとおり第２フーリエ変換部７２は、第２受信部６０からの反射ＲＦ信号をフーリエ変換し、周波数スペクトル信号を生成する（図４のＳＴ７２で示されるステップ）。具体的に第２フーリエ変換部７２は、時間領域で表された式（１）の信号を、周波数領域で表された以下の周波数スペクトルに変換する。

ただし、Ｂ_１（ω）はｂ_１（ｔ）ではなくｂ_１（ｔ－ｔ_１）の周波数スペクトルであり、Ｂ_２（ω）はｂ_２（ｔ）ではなくｂ_２（ｔ－ｔ_２）の周波数スペクトルであることに留意する。Ｎ（ω）は、ｎ（ｔ）の周波数スペクトルである。

前述のとおり相互相関計算部７３は、第１受信部５０からの参照信号と第２受信部６０からの反射ＲＦ信号との相互相関を計算する（図４のＳＴ７３で示されるステップ）。具体的に相互相関計算部７３は、以下の式に示す演算を実施する。

ここで上付きの＊は、複素共役の操作を表す。式（３）に示されるように相互相関計算部７３は、周波数領域において、受信信号であるＹ（ω）と参照信号の共役複素数であるＹ^＊ _ｒｅｆ１（ω）との積であるＸ（ω）を計算する。Ｘ（ω）は、周波数スペクトル積と称される。なお関連するフーリエ変換の性質として、周波数領域での畳込み積分（たたみこみせきぶん）は、時間領域では単純な積となることが知られている。畳込み積分は、単に「たたみ込み」と称されることもある。

周波数スペクトル積であるＸ（ω）を求めるには、式（３）に示されるように同じωにおけるＹ（ω）とＹ^＊ _ｒｅｆ１（ω）とが求まらなければならない。図５に示されるようにパルス圧縮の積分時間のＴ_ｐと最大遅延時間のＴ_ｇとを考慮すると、フーリエ変換の積分区間は［０，Ｔ_ｐ＋Ｔ_ｇ］である。あるサンプリング周期を想定した場合、Ｔ_ｐにおける点数をＭ_Ｐと、Ｔ_ｇにおける点数をＭ_Ｇとそれぞれおくと、フーリエ変換の積分区間におけるサンプル点数Ｍは、以下の式で表される。

すなわち第１フーリエ変換部７１と第２フーリエ変換部７２とは、それぞれＭ個の周波数スペクトルを算出する。また相互相関計算部７３は、Ｍ個の周波数スペクトル積を算出する。

相互相関計算部７３によって算出されたＭ個の周波数スペクトル積は、以下のように縦ベクトルで表すことができる。

ただし上付きのＴは、転置の操作を表す。

式（５）で導入したベクトル表現を用いると、式（３）は以下のように表される。

ただし、ベクトルのａ_１、ａ_２、ｎは、それぞれ以下である。

式（６）で定義したベクトルｘは、ここでは受信信号ベクトルと称される。

ｂ１（）が自己干渉波の時間関数であり、Ｂ_１（ω）がｂ_１（ｔ－ｔ_１）の周波数スペクトルであることから、式（６）において抑圧したい不要な成分はα_１ａ_１であることがわかる。したがって、式（７）でベクトル表現されているａ_１は、不要波に係るベクトルである。本開示技術は、不要波のレプリカを作成し、そのレプリカにより不要波を抑圧する、という作用原理に基づく。

前述のとおり射影行列推定部７４は、干渉波の振幅位相情報から、射影行列を生成する（図４のＳＴ７４で示されるステップ）。さて、Ｂ_１（ω）がｂ_１（ｔ－ｔ_１）の周波数スペクトルであること、さらにｂ１（）は自己干渉波の時間関数を表しすなわち参照信号のｙ_ｒｅｆ１（ｔ）と同じ波形であることから、Ｂ_１（ω）は、以下のように表すことができる。

ただし式（１０）の右辺の最初の項のｅ^-ｊωｔ１は、無駄時間ｔ_１の作用を周波数領域で表したものである。ここで無駄時間ｔ_１は、自身のレーダ波の送信スケジュール等から干渉波の受信される遅延時間として求めてもよいし、式（３）のパルス圧縮処理の計算により求めてもよい。よってＢ_１（ω）は、式（１０）で示されたとおりに分解できる。

式（１０）の関係を用いれば、式（７）でベクトル表現されているａ_１は、以下のように分解して表現できる。

ここで行列Ｄは対角成分に電力スペクトルの大きさの二乗を有する対角行列である。ここでは行列Ｄは、電力スペクトル行列と称される。縦ベクトルのＡ_１は、遅延時間項に関するベクトルである。

射影行列推定部７４は、ベクトル表現されているａ_１を用いて射影行列のＰ_ｎｕｌｌを生成してもよい。

ただし上付きのＨは、エルミート転置の操作を表す。

前述のとおり射影行列乗算部７５は、相互相関計算部７３の出力に、射影行列推定部７４の出力である射影行列を乗算する（図４のＳＴ７５で示されるステップ）。
式（１２）に示される射影行列のＰ_ｎｕｌｌは、以下の式に示される作用素として用いられて干渉信号の抑圧が実行されてもよい。

前述のとおり本開示技術に係るレーダ装置１００は、他レーダ２００が放射する電波を受信することを前提としている。この前提は、所望波と自己干渉波とのＰＲＩ（Ｐｕｌｓｅ Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）が異なることを許容する。ＰＲＩが異なることで複数の自己干渉成分が受信信号に含まれる場合が生じるが、そうすると自己干渉成分を抑圧するために必要な射影行列は列数が増え、演算に必要な負荷も時間も増加する。

演算負荷を減らす目的で、式（５）で定義した受信信号ベクトルのｘに、以下の行列演算を施すことが考えられる。

ｘに代えてｘ’を導入することにより自己干渉成分は、式（１１）で定義した遅延時間項に関するベクトルのＡ_１で表現できる。

ｘ’を導入することにより射影行列推定部７４は、ベクトルのＡ_１を用いた別の射影行列のＰ_{ｎｕｌｌ＿２}を生成してもよい。

ここでも式（１２）と同様に上付きのＨは、エルミート転置の操作を表す。

ｘ’を導入した場合の自己干渉成分の抑圧は、以下の演算により実現できる。

自己干渉成分の抑圧のための射影行列はＰ_ｎｕｌｌ又はＰ_{ｎｕｌｌ＿２}のいずれかが用いられればよいが、この選択はプロセッサ１０６のスペック、レーダ装置１００の使用目的、等により決定されればよい。

前述のとおりスペクトル除算部７６は、射影行列乗算部７５の出力結果を、第１フーリエ変換部７１の出力結果の共役複素数で除算する、という操作を行う。ここでは射影行列はＰ_{ｎｕｌｌ＿２}が用いられたとする。

ただし式（１７）において、円の中に斜め線で示した演算記号は、アダマール除算を示す。アダマール除算は、同じサイズのベクトル又は行列同士に対して要素ごとの除算を行うものである。

前述のとおり信号生成部７７は、パルス圧縮計算部７９で実施されるパルス圧縮操作のための信号を生成する（図４のＳＴ７７で示されるステップ）。パルス圧縮操作のための信号は、具体的には他レーダ２００の送信信号の参照信号である。本開示技術に係るレーダシステム５００において、所望波となる他レーダアンテナ２４０から放射された信号の波形は、既知であるとする。他レーダ２００の送信信号の参照信号は、ｙ_ｒｅｆ２（ｔ）で表されるとする。ｙ_ｒｅｆ２（ｔ）はｙ_ｒｅｆ１（ｔ）と同様に、波形をソフトウエア又はファームウエアによって作成し、ＣＰＵが扱える仮想的な信号として実現する、という態様でもよい。

前述のとおり第３フーリエ変換部７８は、信号生成部７７で生成される信号をフーリエ変換し、周波数スペクトル信号を生成する（図４のＳＴ７８で示されるステップ）。具体的には第３フーリエ変換部７８は、他レーダ２００に係る参照信号であるｙ_ｒｅｆ２（ｔ）をフーリエ変換し、周波数スペクトルのＹ_ｒｅｆ２（ω）を算出する。

前述のとおりパルス圧縮計算部７９は、第３フーリエ変換部７８からの周波数スペクトル信号を利用して、スペクトル除算部７６からの出力結果にパルス圧縮の処理を施す（図４のＳＴ７９で示されるステップ）。

ただし式（１８）において、円の中に点で示した演算記号は、アダマール積を示す。アダマール積は、同じサイズのベクトル又は行列同士に対して要素ごとの積算を行うものである。
さらにパルス圧縮計算部７９は、式（１８）で得られたスペクトル積のＹ_ｎｕｌｌを逆フーリエ変換することにより、パルス圧縮後の出力であるｙ_ｎｕｌｌ（ｔ）を算出する。

以上のように実施の形態１に係るレーダ装置１００は上記構成を備えるため、複数のレーダにおける干渉波について、抑圧することができる。この作用により本開示技術に係るレーダ装置１００は、複数のレーダ間で送信周波数の異なる信号を同時送受信するレーダシステム５００に適用できる。

本開示技術は特定の物標の動きを観測し監視するレーダシステムに適用できるため、産業上の利用可能性を有する。

１０ 送信部、１２ 信号発生手段、１４ 送信部送信機、２０ 分配器、３０ サーキュレータ、４０ 送受信アンテナ、５０ 第１受信部、５２ 第１受信部受信器、５４ 第１ＡＤ変換器、６０ 第２受信部、６２ 第２受信部受信器、６４ 第２ＡＤ変換器、７０ 信号処理器、７１ 第１フーリエ変換部、７２ 第２フーリエ変換部、７３ 相互相関計算部、７４ 射影行列推定部、７５ 射影行列乗算部、７６ スペクトル除算部、７７ 信号生成部、７８ 第３フーリエ変換部、７９ パルス圧縮計算部、１００ レーダ装置、１０２ 受信装置、１０４ 処理回路、１０６ プロセッサ、１０８ メモリ、１１０ 表示器、１１０Ｂ ディスプレイ、２００ 他レーダ、２１０ 他レーダ送信部、２１２ 他レーダ信号発生手段、２１４ 他レーダ送信機、２４０ 他レーダアンテナ、５００ レーダシステム。

Claims (2)

1. 自己干渉波を受信する第１受信部と、
   他レーダが放射し物標で反射された信号を受信する第２受信部と、
   前記第２受信部で受信した信号から前記自己干渉波の成分を抑圧する信号処理器と、を備え、
   前記信号処理器は、
   前記自己干渉波を抑圧するための射影行列を、干渉波の振幅位相情報から生成する射影行列推定部と、
   前記第１受信部からの参照信号と前記第２受信部からの反射ＲＦ信号との相互相関を計算し、複数の周波数スペクトル積をベクトルで表現した受信信号ベクトルを算出する相互相関計算部と、
   前記射影行列推定部が生成した行列を前記受信信号ベクトルに乗算する射影行列乗算部と、を含み、
   前記射影行列は、不要波に係るベクトルをａ _１ としたときに、
   

   

   で表されるＰ _ｎｕｌｌ である、ただし上付きのＨは、エルミート転置を表す、
   レーダ装置。
2. 前記信号処理器は、さらにスペクトル除算部を含み、
   前記スペクトル除算部は、前記射影行列乗算部の出力結果を、前記自己干渉波の周波数スペクトルの共役複素数から成るベクトルでアダマール除算する、
   請求項１に記載のレーダ装置。

Images