JPH0743453A

JPH0743453A - 短波レーダ装置

Info

Publication number: JPH0743453A
Application number: JP18968493A
Authority: JP
Inventors: Shojiro Inoue; 昌二郎井上; Takeo Tsukada; 健雄塚田; Ikuya Kakimoto; 生也柿元
Original assignee: Japan Steel Works Ltd; Mitsubishi Electric Corp; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Current assignee: Japan Steel Works Ltd; Mitsubishi Electric Corp; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Priority date: 1993-07-30
Filing date: 1993-07-30
Publication date: 1995-02-14
Anticipated expiration: 2014-03-10
Also published as: JP2868978B2

Abstract

(57)【要約】【目的】表面波を用いる短波レーダ装置にて、ドップ
ラ周波数軸上での海面クラッタによるブラインド領域を
除去し、目標信号を海面クラッタやそのサイドローブに
埋もれることなく検出できる短波レーダ装置を得る。【構成】同時または時分割で複数の異なる周波数で送
受信し、それらの受信信号に対して各々、フィルタ部に
よる海面クラッタ抑圧処理、分離部によるドップラ・フ
ィルタリング、検出部による目標検出処理を行い、それ
らの結果をドップラ周波数補正部にて目標のドップラ周
波数を合わせるよう補正した後、論理和演算部で論理和
をとってヒットレポートを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＨＦ帯の表面波を用
いて海上を捜索する短波レーダ装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図８は例えば、「イントロダクション
ツーレーダシステムズ（ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮ
ＴＯＲＡＤＡＲＳＹＳＴＥＭＳ）第２版」メリル
アイスコルニク（Merrill I. Skolnik）著マックグ
ロウ・ヒルインターナショナルエディションズ（Ｍ
ｃＧＲＡＷ−ＨＩＬＬＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬＥ
ＤＩＴＩＯＮＳ）１９８１年に示された、従来の短波レ
ーダ装置を示す機能ブロック図である。図において、１
はＡ／Ｄ変換されて入力されるＩ成分とＱ成分のビデオ
信号である。２はこのビデオ信号１のクラッタ信号成分
を除去する３パルス・キャンセラであり、３はその出力
を所定の数のドップラ周波数を持つ信号成分に分離す
る、フーリエ変換器で構成されたドップラ・フィルタバ
ンクである。４はドップラ・フィルタバンク３の各出力
の振幅値を検出する振幅検出部であり、５はその振幅値
信号より目標の検出を行う目標検出部である。

【０００３】また、６は前記ビデオ信号１が入力される
ローパス・フィルタであり、７はこのローパス・フィル
タ６の出力の振幅値を検出して目標検出部５に送出する
振幅検出部である。８は当該レーダ装置が現在処理して
いる領域の過去のクラッタ振幅の平均値が格納されてい
るクラッタ・マップであり、９はクラッタ・マップ８の
値を更新するとともに、新たなクラッタ・マップの値を
目標検出部５に送出する回帰フィルタである。なお、１
０は振幅検出部５が目標を検出した時に出力するヒット
レポート信号である。

【０００４】次に動作について説明する。Ａ／Ｄ変換さ
れたＩ成分およびＱ成分のビデオ信号１は２分されて３
パルス・キャンセラ２とローパス・フィルタ６に入力さ
れる。３パルス・キャンセラ２に入力されたビデオ信号
１はドップラ周波数がゼロ付近のクラッタ信号成分が除
去されてドップラ・フィルタバンク３に入力され、ドッ
プラ・フィルタバンク３で所定の数のドップラ周波数を
持つ信号成分に分離される。このドップラ・フィルタバ
ンク３の各出力は、振幅検出部４において振幅値が検出
される。検出された各ドップラ・フィルタバンク３の振
幅値信号は目標検出部５に入力され、各フィルタについ
て個々に設定されたスレッショルド・レベルと比較され
る。この時のスレッショルド・レベルは、一定の誤警報
確率を保つように設定される。スレッショルド・レベル
を越える信号は目標であると判定され、ヒットレポート
信号１０として出力される。なお、上記の３パルス・キ
ャンセラ２、ドップラ・フィルタバンク３、振幅検出部
４、目標検出部５による一連の処理は、ドップラ周波数
を有する移動目標を検出するためのものである。

【０００５】一方、位置が固定のクラッタ信号およびド
ップラ周波数がゼロ付近の目標信号はローパス・フィル
タ６によって抽出され、振幅検出部７で振幅値が検出さ
れて目標検出部５に送られる。クラッタ・マップ８に
は、現在このレーダ装置が処理している領域の過去のク
ラッタ振幅の平均値が格納されており、この平均値と振
幅検出部７の出力する振幅値信号により、回帰フィルタ
９がクラッタ・マップ８の値を更新し、同時に目標検出
部５に新たなクラッタレベルの値を送出する。目標検出
部５では振幅検出部７からの現在の振幅値と回帰フィル
タ９からのクラッタレベルの値が比較され、クラッタレ
ベル以上の振幅値信号が入力された時だけヒットとし
て、ヒットレポート信号１０を出力する。

【０００６】次に、海上を捜索するためのＨＦ帯の表面
波を用いる短波レーダ装置における、海面からの後方散
乱信号のドップラ周波数特性について説明する。ここ
で、図９は海面からの後方散乱信号を示す周波数スペク
トル図である。図において、２つのピーク３１および３
２はブラグライン（Bragg line）と呼ばれる、他と著し
く異なる海面からの反射を模式的に示したもので、海流
等によるドップラ周波数のわずかなシフトを除いて考え
ると、ブラグラインの現れるドップラ周波数ｆ_Bは、次
の（１）式で表せることが知られている。

【０００７】

【数１】

【０００８】ただし、上記（１）式において、ｇは重力
の加速度、ｆ₀ は送信中心周波数、Ｃは光速である。ま
た、ブラグラインの帯域幅は海面の状況によって著しく
変化することも知られている。

【０００９】海面からの反射信号は、目標からの反射信
号に比べて２０ｄＢ程度以上も大きいことも多く、ＨＦ
帯の表面波レーダでは、このような海面からの信号がク
ラッタとなり、目標検出を阻害する要因となる。図８に
示した短波レーダ装置では、ブラグラインを消去するこ
とができないので、ブラグラインを消去するためにはそ
のドップラ周波数ｆ_B にノッチを構成するようなフィル
タを付加する必要がある。しかしながら、たとえそのよ
うなノッチフィルタを付加したとしても、ブラグライン
のドップラ周波数と目標のドップラ周波数がほとんど同
じであれば、目標信号も同時に消去されてしまうため、
そのような目標を検出することはできない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の短波レーダ装置
は以上のように構成されているので、海面クラッタを消
去するためにノッチフィルタを付加することが必要とな
るが、その阻止帯域幅を正確に予測することは困難であ
り、阻止帯域幅を広くしすぎるとクラッタ外の目標まで
消去してしまい、逆に阻止帯域幅を狭くしすぎるとクラ
ッタの消え残りが生じ、誤目標として検出してしまい、
またドップラ周波数軸上に海面クラッタによるブライン
ド領域ができて、目標のドップラ周波数とクラッタのド
ップラ周波数がほとんど同じである場合には目標が同時
に消去され、検出することができないなどの問題点があ
った。

【００１１】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、目標信号が海面クラッタやその
サイドローブに埋もれないように海面クラッタを除去す
ると共に、海面クラッタのドップラ周波数とほぼ同一の
ドップラ周波数を持つ目標を、同時に消去してしまうこ
となく検出できる短波レーダ装置を得ることを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係る短波レーダ装置は、複数の送受信部によって中心周
波数の異なる電波を送受信し、それぞれの受信信号に対
して互いに独立に、海面クラッタ抑圧処理、ドップラフ
ィルタリングおよび目標検出処理を行い、得られた各目
標検出結果のドップラ周波数を補正した後、論理和演算
を行うようにしたものである。

【００１３】また、請求項２に記載の発明に係る短波レ
ーダ装置は、１つの送受信部によって中心周波数の異な
る複数の電波を時分割的に送受信するとともに、得られ
た目標検出結果を格納する記憶部を設け、１つの系を時
分割使用して、受信信号に対する海面クラッタ抑圧処
理、ドップラフィルタリングおよび目標検出処理を行
い、得られた各目標検出結果のドップラ周波数を補正し
た後、論理和演算を行うようにしたものである。

【００１４】また、請求項３に記載の発明に係る短波レ
ーダ装置は、１つの送受信部によって所定ビット数毎に
送信周波数を繰り返して変化させながらパルス状の電波
を送受信するとともに、得られた目標検出結果を格納す
る記憶部を設け、１つの系を時分割使用して、受信信号
に対する海面クラッタ抑圧処理、ドップラフィルタリン
グおよび目標検出処理を行い、得られた各目標検出結果
のドップラ周波数を補正した後、論理和演算を行うよう
にしたものである。

【００１５】また、請求項４に記載の発明に係る短波レ
ーダ装置は、それぞれが送信周波数の異なるパルス状の
電波を送受信する複数の送受信部を設け、各受信信号の
海面クラッタ抑圧処理、ドップラフィルタリングおよび
目標検出処理を互いに独立した系で行い、得られた各目
標検出結果のドップラ周波数を補正した後、論理和演算
を行うようにしたものである。

【００１６】

【作用】請求項１に記載の発明における短波レーダ装置
は、ドップラ周波数がブラグラインでは送信周波数の平
方根に、目標では送信周波数にそれぞれ比例することか
ら、複数の送受信部にて中心周波数の異なった電波を送
受信することにより、ある送信中心周波数の電波では海
面クラッタに埋もれてしまう目標信号も、異なる送信中
心周波数の電波によれば両者のドップラ周波数が分離す
ることを利用して、海面クラッタの除去に際して、ドッ
プラ周波数が海面クラッタのそれとほぼ等しい目標信号
を同時に消去してしまうことのない短波レーダ装置を実
現する。

【００１７】また、請求項２に記載の発明における短波
レーダ装置は、１つの送受信部で中心周波数の異なる複
数の電波を時分割的に送受信し、得られた目標検出結果
を記憶部に格納しておくことにより、受信信号に対する
海面クラッタ抑圧処理、ドップラフィルタリングおよび
目標検出処理を１系統のハードウェアで処理可能とす
る。

【００１８】また、請求項３に記載の発明における短波
レーダ装置は、１つの送受信部で所定ビット数毎に送信
周波数を繰り返して変化させながらパルス状の電波を送
受信し、得られた目標検出結果を記憶部に格納して、ド
ップラ周波数補正、論理和演算を実行することにより、
パルス方式の短波レーダにおいても、海面クラッタに埋
もれてしまう目標信号の分離を可能とする。

【００１９】また、請求項４に記載の発明における短波
レーダ装置は、複数の送受信部で送信周波数の異なるパ
ルス電波を送受信し、それぞれの受信信号に対する海面
クラッタ抑圧処理、ドップラフィルタリングおよび目標
検出処理を互いに独立した系で処理することにより、処
理時間の大幅な削減を可能とする。

【００２０】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。図１は請求項１に記載の発明の一実施例を示す機
能ブロック図である。図において、３はドップラ・フィ
ルタバンク、４は振幅検出部、５は目標検出部、１０は
ヒットレポート信号であり、図８に同一符号を付した従
来のそれらと同一、もしくは相当部分であるため詳細な
説明は省略する。

【００２１】また、１１ａ，１１ｂは時間とともに周波
数が直線状に変化する送信種信号を生成する周波数変調
器であり、周波数変調器１１ａは送信種信号の中心周波
数がｆ₁ 、周波数変調器１１ｂは送信種信号の中心周波
数がｆ₂ である点で互いに異なっている。１２はその送
信種信号の送信を行う送信機であり、１３はそれを空間
に放射する送信アンテナである。１４は送信アンテナ１
３より放射された電波の反射波を受信する受信アンテナ
であり、１５はその受信信号と送信機１２からの参照信
号とを混合する混合器である。なお、この周波数変調器
１１ａ、送信機１２、送信アンテナ１３、受信アンテナ
１４および混合器１５と、周波数変調器１１ｂ、送信機
１２、送信アンテナ１３、受信アンテナ１４および混合
器１５とはそれぞれ独立した系統の送受信部を形成して
いる。

【００２２】１６は混合器１５から出力されるベースバ
ンド信号中の多次エコーを除去するローパス・フィルタ
であり、１７はその出力をディジタル化するＡ／Ｄ変換
器である。１８はこのＡ／Ｄ変換器１７の出力をフーリ
エ変換する高速フーリエ変換部（以下、ＦＦＴ部とい
う）であり、１９はこのＦＦＴ部１８からのデータをブ
ラグライン付近の海面クラッタを抑圧して分離部として
のドップラ・フィルタバンク３に入力する、抑圧部とし
てのノッチ・フィルタである。

【００２３】２０は各々が振幅検出部４および目標検出
部５で形成され、ドップラ・フィルタバンク３からの信
号より目標の検出を行っている、２つの検出部によって
それぞれ得られた、両系の目標検出結果どうしのドップ
ラ周波数を合わせるように補正するドップラ周波数補正
部である。２１はこのドップラ周波数補正部２０より出
力される両系の目標検出結果の論理和をとって、最終的
なヒットレポート信号１０を生成する論理和演算部であ
る。

【００２４】次に動作について説明する。周波数変調器
１１ａおよび１１ｂは、時間と共に周波数が直線状に変
化するような送信種信号を生成してそれぞれ送信機１２
に送る。ただし、この時の周波数変調器１１ａおよび１
１ｂによる中心周波数ｆ₁ ，ｆ₂ は、先に述べたこの送
信周波数に起因するブラグラインのドップラ周波数ｆ_B
が互いに十分に離れるように設定するものとする。各送
信機１２では、入力された中心周波数ｆ₁ あるいはｆ₂
の送信種信号をそれぞれ送信アンテナ１３に送って空間
に放射させる。また、送信種信号の一部は、送受の周波
数差を表すベースバンド信号を作るための参照信号とし
て直接混合器１５に入力される。

【００２５】送信アンテナ１３より放射された電波は目
標や海面等で反射されて受信アンテナ１４で受信され
る。受信アンテナ１４によって受信された受信信号は混
合器１５において参照信号と混合され、ベースバンド信
号が出力される。この時の送信中心周波数ｆ₁ およびｆ
₂ による参照信号と受信信号との関係を図２に示す。図
２において、４１は参照信号、４２は受信信号を示す。
ある距離の目標から反射された受信信号は、目標距離に
相当する時間だけ参照信号に比べて周波数変化が遅れて
いるので、参照信号と受信信号の周波数の差Δｆを測定
することにより、目標までの距離を算出することができ
る。短波レーダではこのような周波数変調持続波方式
（以下、ＦＭＣＷ方式という）が採用されることが多
い。

【００２６】混合器１５から出力されるベースバンド信
号にはこの周波数Δｆの信号が含まれている。ベースバ
ンド信号は、遠距離からの多次エコーを除去するための
ローパス・フィルタ１６を通り、Ａ／Ｄ変換器１７でサ
ンプリングされた後、レンジビン形成のためのＦＦＴ部
１８でフーリエ変換され、各レンジビン毎のデータに分
離される。次に各レンジビンについて、周波数スィープ
毎に得られるデータをノッチフィルタ１９に入力し、ブ
ラグライン付近の海面クラッタを抑圧した後、ドップラ
・フィルタバンク３で所定の数のドップラ周波数成分に
分離し、振幅検出部４で振幅スペクトルを算出する。こ
こで、ノッチフィルタ１９のフィルタ係数は、送信周波
数がｆ₁ の系とｆ₂ の系とでは異なり、それぞれの送信
周波数におけるブラグラインのドップラ周波数を中心す
る信号成分を除去するようなフィルタ係数としておく。
各目標検出部５では、振幅検出部４より出力される周波
数スペクトルに対して域値処理を行い、スレッショルド
・レベルを越える信号を目標として検出する。

【００２７】ここまでの処理は送信中心周波数ｆ₁ およ
びｆ₂ の系について同様に行うのであるが、次に、両方
の系の目標検出結果を統合する操作を行う。送信中心周
波数ｆ₁ およびｆ₂ の系の目標検出部５の処理結果は送
信周波数が異なるため、ブラグラインに対しても、また
同一の目標に対してもドップラ周波数が異なっている。
そこで、ドップラ周波数補正部２０で、まず２つの系の
目標のドップラ周波数を合わせ、その後、論理和演算部
２１にて両系の目標検出結果の論理和をとり、最終的な
ヒットレポート１０を出力する。

【００２８】図３はこの実施例１の一連の処理の流れを
補足説明するための周波数スペクトル図であり、以下、
図１を参照しながらこの図３について説明する。図３
（ａ）には、上に送信中心周波数ｆ₁ 、下に送信中心周
波数ｆ₂ の系におけるＦＦＴ部１８の出力信号の周波数
スペクトルが示されている。この例では、海面クラッタ
３１および３２の他に２つの目標Ｘと目標Ｙとで反射さ
れた目標信号３３および３４が含まれている。この目標
Ｘおよび目標Ｙのラジアル速度をそれぞれｖ_X ，ｖ_Y と
すると、これらのドップラ周波数は次に示す（２）〜
（７）式のようになる。

【００２９】

【数２】

【００３０】このようなドップラ周波数成分を有してい
る信号が、送信中心周波数ｆ₁ およびｆ₂ の各系におい
てノッチフィルタ１９に入力され、各々ドップラ周波数
±ｆ_B1，±ｆ_B2を中心とする帯域の信号が除去された
後、それぞれドップラ・フィルタバンク３、振幅検出部
４により周波数スペクトルが算出される。図３（ｂ）は
この時の振幅検出部４の出力信号を示しており、上が送
信周波数ｆ₁ の系、下が送信周波数ｆ₂ の系にそれぞれ
対応している。この図からわかるように、送信中心周波
数ｆ₁ の系では目標Ｙからの目標信号３４が海面クラッ
タ３２と共に除去されてしまうが、送信中心周波数ｆ₂
の系では目標Ｙからの目標信号３４は除去されずに残っ
ている。

【００３１】図３（ｃ）はドップラ周波数補正部２０の
出力結果を示す周波数スペクトル図である。各目標検出
部５からドップラ周波数補正部２０に入力される情報
は、図３（ｂ）に示したように、同一の目標Ｘに対して
ドップラ周波数ｆ_X1，ｆ_X2が異なるので、これらの周波
数を合わせて同一目標であることを認識する必要があ
る。具体的には送信中心周波数ｆ₂ の系での周波数情報
をｆ₁ ／ｆ₂ 倍とすれば次式となり、両系のドップラ周
波数を補正することができる。

【００３２】ｆ′_X2＝ｆ_X2・ｆ₁ ／ｆ₂ ＝ｆ_X1 ・・・・・（８）

【００３３】この例では送信中心周波数ｆ₂ の系を送信
中心周波数ｆ₁ の系に合わせる例を示したが、反対に送
信中心周波数ｆ₁ の系を送信中心周波数ｆ₂ の系に合わ
せるようにしてもよい。図３（ｄ）は、論理和演算部２
１における図３（ｃ）に示したドップラ周波数補正部２
０からの出力情報の論理和を示しており、この情報から
最終的なヒットレポート信号１０が生成されて出力され
る。

【００３４】このように、この実施例１によれば、ＦＭ
ＣＷ方式にて２種の異なる中心周波数で同時に送信し、
その両方の受信信号についての海面クラッタの抑圧処
理、ドップラ・フィルタリング、目標検出処理結果の論
理和をとることにより、ドップラ周波数軸上に海面クラ
ッタによるブラインドを生じることなく目標を検出する
ことができる。

【００３５】実施例２．なお、上記実施例１では送信中
心周波数が異なった複数（２つ）の送信種信号のそれぞ
れに対応して独立に、送受信および信号処理の系を設置
したものを示したが、異なる送信中心周波数の中心種信
号を時分割的に生成することにより、送受信および信号
処理の系を１系統ですませることもできる。図４は請求
項２に記載したそのような発明の一実施例を示す機能ブ
ロック図で、相当部分には図１と同一符号を付してその
説明を省略する。図において、１１は実施例１における
周波数変調器１１ａと１１ｂがそれぞれ個別に生成して
いた、中心周波数がｆ₁ とｆ₂ の送信種信号を時分割的
に生成する周波数変調器である。２２は送信中心周波数
がｆ₁ のときに目標検出部５が出力する目標検出結果が
格納される記憶部である。

【００３６】次に動作について説明する。ここで、図５
は受信信号と参照信号の関係を示す説明図である。周波
数変調器１１は、時間と共に周波数が直線状に変化する
ような送信種信号を生成している。ただし、図５の４１
に示すように、所定の回数分の周波数スィープ毎に、そ
の中心周波数ｆ₁ ，ｆ₂ が十分離れるようにホップしな
がら、２種類の送信種信号を時分割で生成するものとす
る。送信機１２を経て送信アンテナ１３から電波が放射
され、受信波を受信アンテナ１４で受信する。受信信号
が混合器１５、ローパス・フィルタ１６、Ａ／Ｄ変換器
１７およびＦＦＴ部１８で処理される過程は、実施例１
で説明したのと全く同一である。ＦＦＴ部１８から出力
される各レンジビンの周波数スィープ毎のデータはノッ
チフィルタ１９に入力されるが、ノッチフィルタ１９の
フィルタ係数は、送受信の中心周波数ｆ₁ ，ｆ₂ がホッ
プするのに従って、その送信周波数における海面クラッ
タのドップラ周波数にノッチの中心を合わせるように変
化させる。ノッチフィルタ１９により海面クラッタ信号
が除去されたデータは、ドップラ・フィルタバンク３、
振幅検出部４を経て、目標検出部５にて域値処理され
る。

【００３７】ここで、送信中心周波数がｆ₁ の時の目標
検出部５による目標検出結果は記憶部２２に格納され、
直接ドップラ周波数補正部２０には入力されない。逆
に、送信中心周波数がｆ₂ の時の目標検出部５による目
標検出結果は記憶部２２へは入力されず、ドップラ周波
数補正部２０に直接入力され、これと同時に記憶部２２
に格納されている、直前の送信中心周波数がｆ₁ の時の
目標検出結果もドップラ周波数補正部２０に入力され
る。ドップラ周波数補正部２０では、送信中心周波数が
ｆ₁ の時の目標のドップラ周波数と送信中心周波数がｆ
₂ の時の目標のドップラ周波数を合わせ、論理和演算部
２１ではその論理和をとり、ヒットレポート１０として
出力する。

【００３８】このように、この実施例２では、実施例１
に比べてほぼ半分のハードウェア資源を時分割で使用す
るため、実施例１と同一の効果を得るためには倍の時間
を要するという欠点はあるが、送受信および信号処理系
のハードウェアを大幅に削減することができる。

【００３９】実施例３．また、上記各実施例ではＦＭＣ
Ｗ方式の短波レーダ装置に適用した場合について述べた
が、通常のパルス方式の短波レーダ装置に適用すること
もできる。図６は請求項３に記載したそのような発明の
一実施例を示す機能ブロック図で、相当部分には図４と
同一符号を付してその説明を省略する。図において、２
３は所定送信機１２をパルス動作させるための変調器で
あり、２４は送信機１２に局部発振信号を供給して送信
機１２の出力パルスの周波数を所定ビット数毎に変化さ
せるとともに、その局部発振信号を混合器１５にも送る
局部発振器である。２５は送信信号と受信信号の切り替
えを行うサーキュレータであり、２６は送信と受信で共
用される送受信アンテナである。２７は混合器１５の出
力を位相検波する位相検波器であり、２８は位相検波器
の出力をレンジビン毎の信号に分離する距離ゲートであ
る。なお、前記変調器２３、送信機１２、サーキュレー
タ２５、送受信アンテナ２６、混合器１５および局部発
振器２４によって送受信部が形成されている。

【００４０】次に動作について説明する。ここで、図７
は送受信アンテナ２６から送信される送信信号を示す説
明図である。送信機１２は変調器２３からのパルスと局
部発振器２４からの局部発振信号に基づいて、図７に示
すような、所定のビット数毎に複数種類（２種類）の周
波数を繰り返すパルスによる送信信号を生成し、サーキ
ュレータ２５を経て送受信アンテナ２６より放射する。
送受信アンテナ２６で受信される受信信号はサーキュレ
ータ２５を経て混合器１５に入力され、局部発振器２４
からの局部発振信号と混合された後、位相検波器２７に
て位相検波され、距離ゲート１８でレンジビン毎の信号
に分離される。各レンジビンのデータは、パルスビット
毎にノッチフィルタ１９で海面クラッタ信号が抑圧さ
れ、ドップラ・フィルタバンク３で所定のドップラ周波
数成分に分離された後、振幅検出部４で振幅検出の処理
が行われ、目標検出部５で目標検出の処理が行われる。

【００４１】なお、ドップラ周波数補正部２０および論
理和演算部２１での処理内容は、実施例２の場合と同一
である。すなわち、送信周波数ｆ₁ ，ｆ₂ の一方、例え
ば送信周波数ｆ₁ での目標検出結果は記憶部２２に一旦
格納され、次の送信周波数ｆ₂ での目標検出結果が目標
検出部５より出力された時、それとともにドップラ周波
数補正部２０に入力される。ドップラ周波数補正部２０
では、両方の目標検出結果のドップラ周波数を合わせる
ように補正した後、それらを論理和演算部２１に入力
し、論理和演算部２１ではその両者の論理和をとって、
最終的なヒットレポート１０として出力する。

【００４２】実施例４．また、上記実施例３では、送受
信および信号処理の系を１系統としてそれらを時分割的
に使用するものについて説明したが、それらを複数系統
用意して、各送受信部により送信周波数の異なるパルス
電波を送受信し、それぞれの受信信号に対する海面クラ
ッタ抑圧処理、ドップラフィルタリングおよび目標検出
処理などを互いに独立した系のハードウェアで処理し
て、得られた各目標検出結果のドップラ周波数を補正し
た後、論理和演算を行うようにしてもよい。このように
することにより、ハードウェアの増加はあるが、処理時
間を大幅に削減することができる。

【００４３】実施例５．なお、上記各実施例では、電波
形式がＦＭＣＷ方式、あるいはパルス方式である場合に
ついて示したが、これらの変形として送受切り替え型Ｆ
ＭＣＷ方式（ＦＭＩＣＷ：Frequency Modulated Interr
upted Continnous Wave ）や階段状に周波数が変化する
Stepped−Frequency方式（ＰＴＰＦＭ：Pulse−to−Pul
se Frequency Modulation ）、さらにはパルス圧縮方
式、符号変調方式等を用いてもよく、上記実施例と同様
の効果を奏する。

【００４４】実施例６．また、上記各実施例では、送信
周波数の種類が２種である場合について説明したが、３
種以上の送信周波数を用いてもよい。例えば、海面クラ
ッタの帯域幅が広い場合などには、送信周波数の種類を
増やすことにより、全体としてドップラ周波数軸上での
海面クラッタによるブラインド領域をなくせるという効
果がある。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、複数の送受信部で中心周波数の異なる電波の送
受信を行い、各受信信号に対して海面クラッタ抑圧処
理、ドップラフィルタリングおよび目標検出処理を互い
に独立に行い、得られた各目標検出結果のドップラ周波
数を補正した後、その論理和演算を行うように構成した
ので、ドップラ周波数軸上に海面クラッタによるブライ
ンド領域が生ずることがなくなり、クラッタのドップラ
周波数と同様のドップラ周波数成分を持っている目標
も、確実に分離・検出できる短波レーダ装置が得られる
効果がある。

【００４６】また、請求項２に記載の発明によれば、１
つの送受信部で中心周波数の異なる複数の電波を時分割
的に送受信し、得られた目標検出結果を記憶部に一時格
納しておくように構成したので、受信信号に対する海面
クラッタ抑圧処理、ドップラフィルタリングおよび目標
検出処理を１つの系で行うことが可能となり、ハードウ
ェア量を大幅に削減できる効果がある。

【００４７】また、請求項３に記載の発明によれば、１
つの送受信部で所定ビット数毎に送信周波数を繰り返し
て変化させながらパルス状の電波を送受信し、得られた
目標検出結果を記憶部に一時格納しておくように構成し
たので、クラッタと同様のドップラ周波数成分を有する
目標も確実に分離・検出することができるパルス方式の
短波レーダ装置を、少ないハードウェア量で実現できる
効果がある。

【００４８】また、請求項４に記載の発明によれば、複
数の送受信部で送信周波数の異なるパルス状の電波を送
受信し、各受信信号に対して海面クラッタ抑圧処理、ド
ップラフィルタリングおよび目標検出処理をそれぞれ独
立して行うように構成したので、パルス方式による短波
レーダ装置の処理時間を大幅に短縮することができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による短波レーダ装置を示
す機能ブロック図である。

【図２】上記実施例における受信信号と参照信号の関係
を示す説明図である。

【図３】上記実施例における処理過程を説明するための
周波数スペクトル図である。

【図４】この発明の実施例２による短波レーダ装置を示
す機能ブロック図である。

【図５】上記実施例における受信信号と参照信号の関係
を示す説明図である。

【図６】この発明の実施例３による短波レーダ装置を示
す機能ブロック図である。

【図７】上記実施例における送信信号を示す説明図であ
る。

【図８】従来の短波レーダ装置を示す機能ブロック図で
ある。

【図９】その海面からの後方散乱信号を示す周波数スペ
クトル図である。

【符号の説明】

３ドップラ・フィルタバンク（分離部）４振幅検出部（検出部）５目標検出部（検出部）１１，１１ａ，１１ｂ周波数変調器（送受信部）１２送信機（送受信部）１３送信アンテナ（送受信部）１４受信アンテナ（送受信部）１５混合器（送受信部）１９ノッチフィルタ（フィルタ部）２０ドップラ周波数補正部２１論理和演算部２２記憶部２３変調部（送受信部）２４局部発振器（送受信部）２５サーキュレータ（送受信部）２６送受信アンテナ（送受信部）

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年２月３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】図８は例えば、「イントロダクション
ツーレーダシステムズ（ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮ
ＴＯＲＡＤＡＲＳＹＳＴＥＭＳ）第２版」メリル
アイスコルニク（Merrill I. Skolnik）著マックグ
ロウ・ヒルインターナショナルエディションズ（Ｍ
ｃＧＲＡＷ−ＨＩＬＬＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬＥ
ＤＩＴＩＯＮＳ）１９８１年に示された、従来の短波レ
ーダ装置における移動目標検出装置を示す機能ブロック
図である。図において、１はＡ／Ｄ変換されて入力され
るＩ成分とＱ成分のビデオ信号である。２はこのビデオ
信号１のクラッタ信号成分を除去する３パルス・キャン
セラであり、３はその出力を所定の数のドップラ周波数
を持つ信号成分に分離する、フーリエ変換器で構成され
たドップラ・フィルタバンクである。４はドップラ・フ
ィルタバンク３の各出力の振幅値を検出する振幅検出部
であり、５はその振幅値信号より目標の検出を行う目標
検出部である。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】また、請求項３に記載の発明に係る短波レ
ーダ装置は、１つの送受信部によって所定ヒット数毎に
送信周波数を繰り返して変化させながらパルス状の電波
を送受信するとともに、得られた目標検出結果を格納す
る記憶部を設け、１つの系を時分割使用して、受信信号
に対する海面クラッタ抑圧処理、ドップラフィルタリン
グおよび目標検出処理を行い、得られた各目標検出結果
のドップラ周波数を補正した後、論理和演算を行うよう
にしたものである。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】また、請求項３に記載の発明における短波
レーダ装置は、１つの送受信部で所定ヒット数毎に送信
周波数を繰り返して変化させながらパルス状の電波を送
受信し、得られた目標検出結果を記憶部に格納して、ド
ップラ周波数補正、論理和演算を実行することにより、
パルス方式の短波レーダにおいても、海面クラッタに埋
もれてしまう目標信号の分離を可能とする。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】２０は２つの系のドップラ・フィルタバン
ク３からの信号より振幅検出部４及び目標検出部５でそ
れぞれ得られた両系の目標検出結果どうしのドップラ周
波数を合わせるように補正するドップラ周波数補正部で
ある。２１はこのドップラ周波数補正部２０より出力さ
れる両系の目標検出結果の論理和をとって、最終的なヒ
ットレポート信号１０を生成する論理和演算部である。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】実施例２．なお、上記実施例１では送信中
心周波数が異なった複数（２つ）の送信種信号のそれぞ
れに対応して独立に、送受信および信号処理の系を設置
したものを示したが、異なる送信中心周波数の送信種信
号を時分割的に生成することにより、送受信および信号
処理の系を１系統ですませることもできる。図４は請求
項２に記載したそのような発明の一実施例を示す機能ブ
ロック図で、相当部分には図１と同一符号を付してその
説明を省略する。図において、１１は実施例１における
周波数変調器１１ａと１１ｂがそれぞれ個別に生成して
いた、中心周波数がｆ₁ とｆ₂ の送信種信号を時分割的
に生成する周波数変調器である。２２は送信中心周波数
がｆ₁ のときに目標検出部５が出力する目標検出結果が
格納される記憶部である。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３９】実施例３．また、上記各実施例ではＦＭＣ
Ｗ方式の短波レーダ装置に適用した場合について述べた
が、通常のパルス方式の短波レーダ装置に適用すること
もできる。図６は請求項３に記載したそのような発明の
一実施例を示す機能ブロック図で、相当部分には図４と
同一符号を付してその説明を省略する。図において、２
３は所定送信機１２をパルス動作させるための変調器で
あり、２４は送信機１２に局部発振信号を供給して送信
機１２の出力パルスの周波数を所定ヒット数毎に変化さ
せるとともに、その局部発振信号を混合器１５にも送る
局部発振器である。２５は送信信号と受信信号の切り替
えを行うサーキュレータであり、２６は送信と受信で共
用される送受信アンテナである。２７は混合器１５の出
力を位相検波する位相検波器であり、２８は位相検波器
の出力をレンジビン毎の信号に分離する距離ゲートであ
る。なお、前記変調器２３、送信機１２、サーキュレー
タ２５、送受信アンテナ２６、混合器１５および局部発
振器２４によって送受信部が形成されている。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４０】次に動作について説明する。ここで、図７
は送受信アンテナ２６から送信される送信信号を示す説
明図である。送信機１２は変調器２３からのパルスと局
部発振器２４からの局部発振信号に基づいて、図７に示
すような、所定のヒット数毎に複数種類（２種類）の周
波数を繰り返すパルスによる送信信号を生成し、サーキ
ュレータ２５を経て送受信アンテナ２６より放射する。
送受信アンテナ２６で受信される受信信号はサーキュレ
ータ２５を経て混合器１５に入力され、局部発振器２４
からの局部発振信号と混合された後、位相検波器２７に
て位相検波され、距離ゲート１８でレンジビン毎の信号
に分離される。各レンジビンのデータは、パルスビット
毎にノッチフィルタ１９で海面クラッタ信号が抑圧さ
れ、ドップラ・フィルタバンク３で所定のドップラ周波
数成分に分離された後、振幅検出部４で振幅検出の処理
が行われ、目標検出部５で目標検出の処理が行われる。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４７】また、請求項３に記載の発明によれば、１
つの送受信部で所定ヒット数毎に送信周波数を繰り返し
て変化させながらパルス状の電波を送受信し、得られた
目標検出結果を記憶部に一時格納しておくように構成し
たので、クラッタと同様のドップラ周波数成分を有する
目標も確実に分離・検出することができるパルス方式の
短波レーダ装置を、少ないハードウェア量で実現できる
効果がある。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】海面からの後方散乱信号を示す周波数スペクト
ル図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれが互いに異なる中心周波数の電
波を送信し、その反射を受信する複数の送受信部と、前
記各送受信部で受信したそれぞれの信号の、送信中心周
波数によって特定のドップラ周波数を有する海面クラッ
タを抑圧する複数の抑圧部と、前記各抑圧部にて得られ
た信号をそれぞれ、所定の数のドップラ周波数を有する
信号成分に分離する複数の分離部と、前記各分離部にて
得られた信号より、それぞれ目標の検出を行う複数の検
出部と、前記各検出部で得られた目標検出結果どうしの
ドップラ周波数を合わせるように補正するドップラ周波
数補正部と、前記ドップラ周波数補正部にて補正された
信号の論理和演算を行う論理和演算部とを備えた短波レ
ーダ装置。
【請求項２】異なった中心周波数の電波を時分割的に
送信し、その反射を受信する送受信部と、前記送受信部
で受信した信号の、送信中心周波数によって特定のドッ
プラ周波数を有する海面クラッタを抑圧する抑圧部と、
前記抑圧部にて得られた信号を、所定の数のドップラ周
波数を有する信号成分に分離する分離部と、前記分離部
にて得られた信号より目標の検出を行う検出部と、前記
検出部で得られた目標検出結果を記憶する記憶部と、前
記記憶部に記憶された目標検出結果と前記目標検出部で
得られた目標検出結果のドップラ周波数を合わせるよう
に補正するドップラ周波数補正部と、前記ドップラ周波
数補正部にて補正された信号の論理和演算を行う論理和
演算部とを備えた短波レーダ装置。
【請求項３】パルス状の電波を所定のビット数毎に送
信周波数を繰り返し変化させて送信し、その反射を受信
する送受信部と、前記送受信部で受信した信号のパルス
ビット毎に海面クラッタを抑圧する抑圧部と、前記抑圧
部にて得られた信号を、所定の数のドップラ周波数を有
する信号成分に分離する分離部と、前記分離部にて得ら
れた信号より目標の検出を行う検出部と、前記検出部で
得られた目標検出結果を記憶する記憶部と、前記記憶部
に記憶された目標検出結果と前記目標検出部で得られた
目標検出結果のドップラ周波数を合わせるように補正す
るドップラ周波数補正部と、前記ドップラ周波数補正部
にて補正された信号の論理和演算を行う論理和演算部と
を備えた短波レーダ装置。
【請求項４】それぞれが互いに異なる送信周波数のパ
ルス状の電波を送信し、その反射を受信する複数の送受
信部と、前記各送受信部で受信したそれぞれの信号のパ
ルスビット毎に海面クラッタを抑圧する複数の抑圧部
と、前記各抑圧部にて得られた信号をそれぞれ、所定の
数のドップラ周波数を有する信号成分に分離する複数の
分離部と、前記各分離部にて得られた信号より、それぞ
れ目標の検出を行う複数の検出部と、前記各検出部で得
られた目標検出結果どうしのドップラ周波数を合わせる
ように補正するドップラ周波数補正部と、前記ドップラ
周波数補正部にて補正された信号の論理和演算を行う論
理和演算部とを備えた短波レーダ装置。