JPWO2013129459A1 - レーダ装置及びレーダ信号処理方法 - Google Patents

レーダ装置及びレーダ信号処理方法 Download PDF

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Abstract

パルス圧縮を利用したレーダ装置において、自動応答信号による偽像の発生を防止する。アンテナは、回転しながら、無変調パルス波を送信し、無変調パルス波の送信から第１時間Ｔ１を経過後に変調パルス波を送信すると共に、送信後の反射波または自動応答信号の受信を行うスイープを第２時間Ｔ２毎に繰り返し行っており、各スイープに対応して、変調パルス波に対応する周波数帯域を持つ第１分離受信信号と、無変調パルス波に対応する周波数帯域を持つ第２分離受信信号とに分離し、隣り合うスイープの分離後の第１分離受信信号との比較からスイープ間で連続しない非連続信号を除去し、除去処理後の第１分離受信信号に対して圧縮処理を行い、圧縮処理後の第１分離受信信号と第２分離受信信号の合成を行う。

Description

本発明は、パルス圧縮を利用したレーダ装置において、ＳＡＲＴ（探索救助用レーダトランスポンダ）やレーダビーコン（以下、レーコンという）といった自動応答装置からの自動応答信号による偽像の発生を防ぐことができるレーダ装置及びレーダ信号処理方法に関する。
従来のレーダ装置において、特に、ハードウェア等の制約により送信電力を大きくすることができない状況下では、送信電力を疑似的に向上させ、遠距離の探知性能を向上させる技術としてパルス圧縮法を利用することが知られている。パルス圧縮法として、典型的な方法は、線形ＦＭ変調波（リニアチャープ波）を送信し、ターゲット等の反射源で反射してきた反射波を受信し、送信波と同じ波形の参照波と受信波との相関をとってパルス圧縮波とする方法である。
ところで、レーダ装置で受信する信号には、ターゲット等の反射源で反射した反射波以外にも、レーダ信号を受信して自動的に応答する自動応答装置からの応答波も混在することがある。このような自動応答装置としては、ＳＡＲＴやレーコンがあり、これらからの自動応答信号はレーダ装置で表示することが義務付けられていることもある。
ＳＡＲＴは、生存艇（救命艇及び救命いかだ）の発見と位置特定のために使用されるもので、特定の周波数のレーダ信号を受けると、それに応答して信号を返信するものである。図７は、一般的なレーダ装置５０とＳＡＲＴ６０との送受信を表す具体的な説明図であり、レーダ装置５０からのレーダ信号がＳＡＲＴ６０によって受信されると（図７（ａ））、ＳＡＲＴ６０は周波数変調波を複数回繰り返して返信するようになっている（図７（ｂ）、（ｃ））。レーダ装置５０では、その受信機の受信帯域の成分のみを通過させるために（図７（ｄ））、レーダ装置の表示装置には、ＳＡＲＴの存在する位置から後方に複数個の揮点が表示される。
レーコン７０は、標識局に設置されるもので、ＳＡＲＴと同様に、レーダ装置５０からのレーダ信号がレーコン７０によって受信されると（図８（ａ））、レーコン７０は符号化された応答信号を返信するようになっており（図８（ｂ））、レーダ装置５０では、その受信機の受信帯域の成分のみを通過させるために（図８（ｃ））、レーダ装置の表示装置には、レーコンの存在する位置から後方に揮点が表示される。
レーコンには、受信したレーダ信号の搬送周波数と同じ周波数で応答する周波数アジャイル型レーコンや、レーコン内部に格納された応答設定値に基づき予め設定された搬送周波数で応答する低速掃引型レーコン等、がある。
しかしながら、パルス圧縮を利用したレーダ装置において、以上のような自動応答信号を受信すると、パルス圧縮処理によって図７（ｅ）に示すように自動応答信号が却って距離方向に拡大されてしまい偽像が発生し、正しく自動応答信号を表示することができなくなる、という問題がある。
従来、干渉を除去する方法として、ジッタ方式といった方法（特許文献１）が提案されているものの、前述のような距離方向に拡大されたパルスは、従来の干渉除去方法では十分に除去することができない。
米国特許第４，９７３，９６８号明細書
本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、パルス圧縮を利用したレーダ装置及びレーダ信号処理方法において、自動応答信号による偽像の発生を防止することをその目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、
変調パルス波を送信し反射源からの反射波及び自動応答装置からの自動応答信号を受信可能となったアンテナを備え、受信信号をパルス圧縮処理してパルス圧縮信号を得ることが可能な、パルス圧縮を利用したレーダ装置において、
前記アンテナは、回転しながら、無変調パルス波または誘引パルス波を送信し、無変調パルス波または誘引パルス波の送信から第１時間を経過後に少なくとも１つの変調パルス波を送信すると共に、送信後の反射波または自動応答信号の受信を行うスイープを第２時間毎に繰り返し行っており、
各スイープに対応して受信信号を受ける受信手段と、
各スイープの受信信号に対して、変調パルス波に対応する周波数帯域を持つ第１分離受信信号を分離する分離手段と、
隣り合うスイープの分離後の第１分離受信信号との比較からスイープ間で連続しない非連続信号を分離後の第１分離受信信号から除去する除去手段と、
除去手段による処理後の第１分離受信信号に対して圧縮処理を行う圧縮手段と、
を備え、
前記第１時間は、隣り合うスイープ間で異なるように、且つ、自動応答装置の不感帯時間以下に設定されることを特徴とする。
前記分離手段は、前記第１分離受信信号と、無変調パルス波または誘引パルス波に対応する周波数帯域を持つ第２分離受信信号と、を分離しており、
前記圧縮処理後の第１分離受信信号と前記第２分離受信信号の合成を行う合成手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
前記アンテナは、各スイープにおいて、誘引パルス波及び変調パルス波よりも前に、変調パルス波よりもパルス幅が短い短パルス波を送信しており、
前記分離手段は、前記第１分離受信信号と、短パルス波に対応する周波数帯域を持つ第２分離受信信号と、を分離しており、
前記圧縮処理後の第１分離受信信号と前記第２分離受信信号の合成を行う合成手段を、さらに備えるようにすることができる。
また、本発明は、レーダ信号処理方法において、
無変調パルス波または誘引パルス波を送信し、無変調パルス波または誘引パルス波の送信から第１時間を経過後に少なくとも１つの変調パルス波を送信して、送信後の反射波または自動応答信号の受信を行うスイープを第２時間毎に繰り返し行う工程と、
各スイープの受信信号に対して、変調パルス波に対応する周波数帯域を持つ第１分離受信信号を分離する工程と、
隣り合うスイープの分離後の第１分離受信信号との比較からスイープ間で連続しない非連続信号を分離後の第１分離受信信号から除去する工程と、
除去処理後の第１分離受信信号に対して圧縮処理を行う工程と、
を備え、前記第１時間は、隣り合うスイープ間で異なるように、且つ、自動応答装置の不感帯時間以下に設定されることを特徴とする。
前記分離工程は、前記第１分離受信信号と、無変調パルス波または誘引パルス波に対応する周波数帯域を持つ第２分離受信信号と、を分離しており、
さらに、圧縮処理後の第１分離受信信号と前記第２分離受信信号の合成を行う工程と、を備えるようにすることができる。
さらに、本発明は、レーダ信号処理方法において、
無変調パルス波または短パルス波を送信し、無変調パルス波または短パルス波の送信から第３時間を経過後に誘引パルス波を送信し、誘引パルス波の送信から第１時間を経過後に少なくとも１つの変調パルス波を送信して、送信後の反射波または自動応答信号の受信を行うスイープを第２時間毎に繰り返し行う工程と、
各スイープの受信信号に対して、変調パルス波に対応する周波数帯域を持つ第１分離受信信号を分離する工程と、
隣り合うスイープの分離後の第１分離受信信号との比較からスイープ間で連続しない非連続信号を分離後の第１分離受信信号から除去する工程と、
除去処理後の第１分離受信信号に対して圧縮処理を行う工程と、
を備え、前記第１時間及び第３時間は、隣り合うスイープ間で異なるように、且つ、第１時間は自動応答装置の不感帯時間以下に設定されることを特徴とする。
前記分離工程は、前記第１分離受信信号と、無変調パルス波または短パルス波に対応する周波数帯域を持つ第２分離受信信号と、を分離しており、
さらに、圧縮処理後の第１分離受信信号と前記第２分離受信信号の合成を行う工程と、を備えるようにすることができる。
本発明によれば、アンテナから無変調パルス波または誘引パルス波を送信後に第１時間を経過して変調パルス波を送信するようになっており、第１時間を自動応答装置の不感帯時間以下とすることにより、自動応答装置は、無変調パルスまたは誘引パルス波にのみ応答するようにすることができる。そして、第１時間を隣り合うスイープ間で異なるようにして、スイープ毎の受信信号から、変調パルス波に対応する周波数帯域を持つ第１分離受信信号を分離して、隣り合うスイープの第１分離受信信号との比較からスイープ間で連続しない非連続信号を除去すれば、自動応答信号を、第１分離受信信号から除去することができる。この除去後に、第１分離受信信号を圧縮処理すれば、自動応答信号を起因とする偽像の発生を防止することができる。
本発明によるレーダ装置のブロック図である。 図１の信号処理部のブロック図である。 信号処理部による処理を表す波形図である。 変調パルス波の一例を表す波形図である。 干渉除去の説明図である。 本発明による別実施形態における信号処理部による処理を表す波形図である。 従来のレーダ装置とＳＡＲＴとの送受信の関係を表す説明図である。 従来のレーダ装置とレーコンとの送受信の関係を表す説明図である。
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
図１に示したように、本発明によるパルス圧縮を利用したレーダ装置１０は、大まかに、回転をしながら電波の送受信を行うアンテナ１２と、半導体アンプ及び送受信を切り替えるサーキュレータ等を備えて増幅及び送受切換等を行う送受信機部１４と、Ｄ／Ａコンバータ１６と、Ａ／Ｄコンバータ１８と、信号処理部３０と、を備える。
Ｄ／Ａコンバータ１６は、信号処理部３０から出力されるディジタル送信信号をアナログ送信信号に変換して送受信機部１４へと出力し、Ａ／Ｄコンバータ１８は、送受信機部１４から出力されるアナログ受信信号をディジタル受信信号に変換して、信号処理部３０へと出力する。
信号処理部３０では、ディジタル信号をソフトウェア処理によって処理することができるようになっており、そのソフトウェア処理によって実行される機能として、大まかに、変調送信波形データに関するデータが格納された送信データ記憶手段３２と、無変調パルス送信信号及び変調パルス送信信号を生成する送信波生成手段３４と、受信信号を受信する受信手段３６と、受信信号及び処理中の信号をスイープ毎に格納する受信データ記憶手段３８と、受信信号を第１分離受信信号と第２分離受信信号とに分離する分離手段４０と、第１分離受信信号から干渉信号を除去する干渉除去手段４２と、干渉除去された第１分離受信信号に対して圧縮処理を行う圧縮手段４４と、分離された第１分離信号と第２分離信号とを合成する合成手段４６と、合成された受信信号を指示器へと送る指示手段４８と、を備える。
以下、これらの各手段における処理について図３を参照しながら説明する。
まず、送信波生成手段３４は、図３（ａ）に示すように、アンテナの送信繰り返し周期（第２時間Ｔ２）毎に、パルス幅の短い短パルス波である無変調パルス波Ｓ１と、無変調パルス波Ｓ１よりもパルス幅の長い変調パルス波Ｓ２と、の２種類の送信信号を生成する。変調パルス波は、例えば、図４に示すような、周波数が線形に変化するリニアチャープ波、または周波数が非線形に変化するノンリニアチャープ波等の周波数変調波、または符号列を用いた符号変調波とすることができ、必要に応じて送信データ記憶手段３２で格納された波形、周波数または符号列に関する送信波形データを用いて生成することができる。
無変調パルス波と変調パルス波とは、互いの周波数帯域が重ならないように設定され、パルス幅の短い無変調パルス波は、アンテナ１２から距離の短い近距離を、パルス幅の長い変調パルス波は、アンテナ１２からの距離の長い遠距離の探索を行うようにするために、無変調パルス波と変調パルス波との時間間隔（以下、第１時間Ｔ１）は、近距離を電波が往復伝搬する時間に対応して設定される。それに加えて、第１時間Ｔ１は、後述の干渉除去を行うために、スイープ毎に異なるように変化され（図３（ａ）でその差異をΔＴで表す）、且つ、自動応答装置の不感帯時間以下またはそれよりも小さくなるように設定される。
尚、一つのスイープとは、アンテナの送信繰り返し周期（Ｔ２）による１周期の掃引動作を表す。
次に、この送信波生成手段３４で生成された送信信号に基づき、送受信機部１４を介してアンテナ１２から送受信が行われると、図３（ｂ）に示すような受信信号が受信手段３６で受信され、受信データ記憶手段３８に格納される。尚、送信波は強度が強いために、送受信機部１４における回り込みにより、受信手段３６でＲ１０、Ｒ２０として受信される。
ここで、掃引範囲にあるターゲット及び自動応答装置と、受信信号との関係について説明する。
近距離にターゲットが存在する場合、無変調パルス波が近距離ターゲットに反射するので、その反射波が伝搬時間に対応する時点においてアンテナ１２で受信されることになる。一方、変調パルス波に対しては、その送信パルス幅が長いために、送信中に反射してアンテナ１２に戻る。送信中は送信波の回り込みのため、受信機が飽和しており、この期間に受信されたターゲットからの反射波は正しく表示できない。
また、遠距離にターゲットが存在する場合は、無変調パルス波と変調パルス波の両方がその遠距離ターゲットに反射するので、それらの反射波（図３（ｂ）のＲ１３、Ｒ２３）が伝搬時間に対応する時点においてアンテナ１２で受信されることになる。これらの反射波は、基本的に、送信パルス波と同じ周波数特性を持っている。
一方、自動応答装置が掃引範囲に存在する場合、自動応答装置は、無変調パルス波に応答するものの、第１時間経過後に受信される変調パルスに対しては、最初の応答後の不感帯時間に入るため、無応答となる。こうして、無変調パルス波に対応し、自動応答装置に応じて決められた周波数特性を持つ信号（図３（ｂ）のＲ１５）が、アンテナ１２で受信される。
次に、分離手段４０は、受信手段３６で受信された１スイープ分の受信信号に対して、無変調パルス波に対応する信号と、変調パルス波に対応する信号とに分離する。この分離として具体的には、図３（ｃ）に示すように、バンドパス処理によって無変調パルス波の周波数帯域を持つ信号（第２分離受信信号とする）と、変調パルス波の周波数帯域を持つ信号（第１分離受信信号とする）とに分離する。
ここで、第２分離受信信号としては、以下の信号が分離して抽出されることが考えられる。
・近距離ターゲットからの反射波
・遠距離ターゲットからの反射波（図３（ｃ）のＲ１３）
・自動応答装置からの自動応答信号が、無変調パルス波と少なくとも一部重なる周波数帯域を持つ場合、その自動応答信号（図３（ｃ）のＲ１５）
また、第１分離受信信号としては、以下の信号が分離して抽出されることが考えられる。
・遠距離ターゲットからの反射波（図３（ｃ）のＲ２３）
・自動応答装置からの自動応答信号が、変調パルス波と少なくとも一部重なる周波数帯域を持つ場合、その自動応答信号（図３（ｃ）のＲ２５）
自動応答装置に関しては、例えば、ＳＡＲＴの場合、周波数変調波であるＳＡＲＴ信号を返信してくるため、その周波数帯域が、無変調パルス波と変調パルス波のそれぞれの周波数帯域に重なる場合には、ＳＡＲＴ信号が第１分離受信信号と第２分離受信信号の両方に現れる。
また、周波数アジャイル型レーコンの場合、無変調パルス波と同じ周波数のパルスを返信してくるため、自動応答信号が第２分離受信信号のみに現れる。
また、低速掃引型レーコンの場合、その受信時の掃引周波数によって、異なる周波数のパルスを返信してくるため、自動応答信号が第１分離受信信号か第２分離受信信号のいずれか一方のみに現れる。
次に、干渉除去手段４２は、第１分離受信信号に対して干渉除去処理を行う。干渉除去処理は、隣り合うスイープ間での連続性（つまり方位連続性）を考慮することにより行うことができる。即ち、隣り合うスイープ間では、電波の送信方位と送信タイミングが異なるものの、その差異は僅かであるから、ターゲットが移動していたとしてもターゲットを反射した変調パルス波は、変調パルス波の送信からほとんど同じ時点で受信されると考えられる。一方、無変調パルス波と変調パルス波との間の間隔である第１時間は、スイープ毎に変化させているために、自動応答装置からの無変調パルス波の応答信号は、隣り合うスイープ間で、異なる時点で受信されるため、非連続となる。したがって、隣り合うスイープ間での第１分離受信信号間の受信強度の差を求めれば、その差から、図３（ｄ）に示すように、自動応答装置からの無変調パルス波の応答信号（図３（ｃ）のＲ２５）を除去することができる。
図５は、その除去判断例を示したもので、着目するスイープ（Ｚ０）に対して隣り合うスイープ（Ｚ−１、Ｚ１）の時間軸上、同じ時点での受信強度の差異|Ｚ０−Ｚ−１|及び|Ｚ０−Ｚ１|が、それぞれ|Ｚ０−Ｚ−１|＞閾値、且つ、|Ｚ０−Ｚ１|＞閾値を満足する場合に、その信号を除去するものとする。
この除去により、自動応答装置からの無変調パルス波に応答した信号を除去することができると共に、それ以外の干渉信号、例えば、他のレーダ装置からの電波が同じ周波数帯域にあり、その電波が干渉信号として混在した場合にもその電波を除去することができる。
また、第２分離受信信号についても、同様に干渉除去処理を行って、干渉信号を除去するようにしてもよい。第２分離受信信号においては、ターゲットを反射した無変調パルス波または自動応答装置からの無変調パルス波の応答信号については、隣り合うスイープ間において、連続性が保たれている筈であるので、これらは除去されないで残すことができる。
次に、圧縮手段４４は、干渉除去を行った第１分離受信信号に対して圧縮処理を行う。圧縮処理は、必要に応じて送信データ記憶手段３２から読み出された送信波形データから得られる参照信号と第１分離受信信号との相関をとることで行う。
図３（ｅ）に示すように、前記干渉除去を行った第１分離受信信号では、変調パルス波の反射である信号のみが残っているので、圧縮処理を行ったときに、圧縮されて強度が高くなったパルス圧縮信号が得られる。
次に、合成手段４６は、第２分離受信信号と、圧縮処理後の第１分離受信信号との合成を行う。このとき、無変調パルス波の送信時点と、変調パルス波の送信時点を一致させて、第１分離受信信号と第２分離受信信号のノイズレベルをあわせたのちに、１スイープの各時点における受信強度を比較して、強度の高い方を採用するようにすれば、図３（ｆ）に示すように、遠距離ターゲットからの反射波等については、パルス圧縮された受信信号（図３（ｅ）のＲ２０、Ｒ２３）が合成後の受信信号（図３（ｆ）のＹ１、Ｙ２）になる。また、第２分離受信信号については、自動応答装置からの自動応答信号（図３（ｅ）のＲ１５）が存在しているので、合成後の受信信号に自動応答信号（図３（ｆ）のＹ３）も存在することになる。
次に、指示手段４８は、この合成された受信信号を映像信号に変換して指示器へと送信する。
以上の処理により、指示器には、近距離ターゲット及び遠距離ターゲットのいずれをも表示することができると共に、自動応答装置からの自動応答信号は、パルス圧縮の影響を受けずに、正しい像として表示することができる。
尚、以上の実施形態においては、受信手段３６〜指示手段４８における各処理を、信号処理部３０においてソフトウェア上で行う場合について説明したが、これに限るものではなく、その一部または全部をハードウェア上での処理として行うこととしてもよい。
また、以上の実施形態においては、変調パルス波は、各スイープに１つ送信していたが、これに限るものではなく、複数の変調パルス波とすることも可能である。この場合であっても、無変調パルス波から各変調パルス波までの時間間隔は自動応答装置の不感帯時間以下またはそれよりも小さくなるように設定されるとよい。
また、以上の実施形態では、無変調パルス波は変調パルスの不感帯である近距離探索をするものであったが、これに限るものではなく、無変調パルス波つまり短パルスを、単に、自動応答装置に応答させるための信号（誘引パルス波）として使用することも可能である。また、自動応答信号を表示する必要がなければ合成手段も省略可能である。図６は、この誘引パルス波を利用した一つの実施形態である。
図６（ａ）に示すようにこの実施形態においては、送信波生成手段３４は、アンテナの送信繰り返し周期（第２時間Ｔ２）毎に、パルス幅の短い短パルス波Ｓ１と、同様にパルス幅の短い短パルス波である誘引パルス波Ｓ３と、短パルス波Ｓ１及び誘引パルス波Ｓ３よりもパルス幅の長い変調パルス波Ｓ２の３種類の送信信号を生成する。短パルス波Ｓ１と誘引パルス波Ｓ３は、無変調波でも変調波でもよく、互いの周波数は同じでも異なっていてもよい。短パルス波としては、例えば２μ秒以下、好ましくは、１．２μ秒以下、変調パルスとしては、例えば３０μ秒以下、好ましくは２０μ秒以下のパルス幅とするとよい。
短パルス波Ｓ１と誘引パルス波Ｓ３との間の時間間隔（第３時間Ｔ３）は、自動応答装置の不感帯時間よりも大きく設定される。第３時間Ｔ３は、例えば、指示器において表示されることが要求される距離範囲（表示距離範囲）に応じて設定されるとよい。誘引パルス波Ｓ３と変調パルス波Ｓ２との間の時間間隔（以下、第１時間Ｔ１）は、前実施形態と同様に、自動応答装置の不感帯時間以下またはそれよりも小さくなるように設定される。
また、第１時間Ｔ１、アンテナの送信繰り返し周期である第２時間Ｔ２、第３時間Ｔ３は、それぞれスイープ毎に異なるように変化させ、時間Ｔ１＋Ｔ３もスイープ毎に異なるように変化させる。
次に、この送信波生成手段３４で生成された送信信号に基づき、送受信機部１４を介してアンテナ１２から送受信が行われると、図６（ｂ）に示すような受信信号が受信手段３６で受信され、受信データ記憶手段３８に格納される。送信波は強度が強いために、送受信機部１４における回り込みにより、受信手段３６でＲ１０、Ｒ３０、Ｒ２０として受信される。
掃引範囲にターゲットが存在する場合、短パルス波Ｓ１及び誘引パルス波Ｓ３がターゲットに反射するので、その反射波が伝搬時間に対応する時点においてアンテナ１２で受信されることになる（図６（ｂ）のＲ１３、Ｒ３３）。また、同様に、変調パルス波Ｓ２についても、ターゲットに反射するので、その反射波が伝搬時間に対応する時点においてアンテナ１２で受信されることになる（図６（ｂ）のＲ２３）。
一方、自動応答装置が掃引範囲に存在する場合、自動応答装置は、短パルス波Ｓ１に応答して、自動応答装置に応じて決められた周波数特性を持つ信号（図６（ｂ）のＲ１５）が、アンテナ１２で受信される。また、誘引パルス波Ｓ３に応答して、自動応答装置に応じて決められた周波数特性を持つ信号（図６（ｂ）のＲ３５）が、アンテナ１２で受信される。しかしながら、自動応答装置は、誘引パルス波Ｓ３から第１時間経過後に受信される変調パルス波Ｓ２に対しては、応答後の不感帯時間に入るため、無応答となる。
次に、分離手段４０は、受信手段３６で受信された１スイープ分の受信信号に対して、短パルス波Ｓ１に対応する信号と、変調パルス波Ｓ２に対応する信号とに分離する。この分離として具体的には、図６（ｃ）に示すように、周波数フィルタ処理によって短パルス波Ｓ１の周波数帯域を持つ信号（第２分離受信信号とする）と、変調パルス波Ｓ２の周波数帯域を持つ信号（第１分離受信信号とする）とに分離する。ここでは、短パルス波Ｓ１と誘引パルス波Ｓ３が同じ周波数帯域にあるものとし、誘引パルス波に対応する信号が第２分離受信信号として分離されるものとする。
第２分離受信信号としては、以下の信号が分離して抽出されることが考えられる。
・送信波の回り込み（図６（ｃ）のＲ１０、Ｒ３０）
・ターゲットからの反射波（図６（ｃ）のＲ１３、Ｒ３３）
・自動応答装置からの自動応答信号が、短パルス波と少なくとも一部重なる周波数帯域を持つ場合、その自動応答信号（図６（ｃ）のＲ１５、Ｒ３５）
また、第１分離受信信号としては、以下の信号が分離して抽出されることが考えられる。
・送信波の回り込み（図６（ｃ）のＲ２０）
・ターゲットからの反射波（図６（ｃ）のＲ２３）
・自動応答装置からの自動応答信号が、変調パルス波と少なくとも一部重なる周波数帯域を持つ場合、その自動応答信号（図６（ｃ）のＲ２５１、Ｒ２５３）
次に、干渉除去手段４２は、第１分離受信信号に対して干渉除去処理を行う。短パルス波と変調パルス波との間の間隔である第３時間Ｔ３、誘引パルス波と変調パルス波との間の間隔である第１時間Ｔ１は、スイープ毎に変化させているために、自動応答装置からの短パルス波及び誘引パルス波の応答信号は、隣り合うスイープ間で、異なる時点で受信されるため、非連続となる。したがって、隣り合うスイープ間での第１分離受信信号間の受信強度の差を求めれば、その差から、図６（ｄ）に示すように、自動応答装置からの応答信号（図６（ｃ）のＲ２５１、Ｒ２５３）を除去することができる。
また、第２分離受信信号についても干渉除去処理を行う。短パルス波と誘引パルス波との間の間隔であるＴ３は、スイープ毎に変化させているために、誘引パルス波の送信波の回り込み、ターゲットを反射した誘引パルス波、誘引パルス波に応答した自動応答装置からの応答信号は、隣り合うスイープ間で、異なる時点で受信されるため、非連続となる。したがって、隣り合うスイープ間での第２分離受信信号間の受信強度の差を求めれば、その差から、図６（ｄ）に示すように、誘引パルス波の送信波の回り込み（図６（ｃ）のＲ３０）、ターゲットを反射した誘引パルス波（図６（ｃ）のＲ３３）、誘引パルス波に応答した自動応答装置からの応答信号（図６（ｃ）のＲ３５）を除去することができる。しかしながら、ターゲットを反射した短パルス波（図６（ｃ）のＲ１３）、または短パルス波に応答した自動応答装置からの応答信号（図６（ｃ）のＲ１５）は、隣り合うスイープ間において、連続性が保たれている筈であるので、これらは除去されないで残すことができる。
尚、ここで、短パルス波と誘引パルス波との周波数帯域を別としている場合には、干渉除去処理の代わりに、分離手段４０による分離処理によって、誘引パルス波の送信波の回り込み（図６（ｃ）のＲ３０）及びターゲットを反射した誘引パルス波（図６（ｃ）のＲ３３）を除去することが可能である。但し、誘引パルス波に応答した自動応答装置からの応答信号（図６（ｃ）のＲ３５）については、分離手段４０で除去できない可能性もあるので、干渉除去処理で除去するとよい。
次に、圧縮手段４４は、干渉除去を行った第１分離受信信号に対して圧縮処理を行う。圧縮処理は、必要に応じて送信データ記憶手段３２から読み出された送信波形データから得られる参照信号と第１分離受信信号との相関をとることで行う。
図６（ｅ）に示すように、前記干渉除去を行った第１分離受信信号では、変調パルス波の反射である信号のみが残っているので、圧縮処理を行ったときに、圧縮されて強度が高くなったパルス圧縮信号が得られる。
次に、合成手段４６は、第２分離受信信号と、圧縮処理後の第１分離受信信号との合成を行う。このとき、短パルス波の送信時点と、変調パルス波の送信時点を一致させて、１スイープの各時点における受信強度を比較して、強度の高い方を採用するようにすれば、図６（ｆ）に示すように、遠距離ターゲットからの反射波等については、パルス圧縮された受信信号（図６（ｅ）のＲ２０、Ｒ２３）が合成後の受信信号（図３（ｆ）のＹ１、Ｙ２）になる。また、第２分離受信信号については、自動応答装置からの自動応答信号（図６（ｅ）のＲ１５）が存在しているので、合成後の受信信号に自動応答信号（図６（ｆ）のＹ３）も存在することになる。
この実施形態によれば、短パルス波Ｓ１と誘引パルス波Ｓ３との間の時間間隔Ｔ３を十分大きくとっており、例えば、指示器において表示されることが要求される表示距離範囲に応じて設定されるために、その表示距離範囲に存在する自動応答装置を必ず表示することができる。よって、第３時間Ｔ３は、表示距離範囲が変更された場合に、それに合わせて変更するとよい。表示距離範囲が非常に短く、第３時間Ｔ３が自動応答装置の不感帯時間以下となるような場合には、前実施形態の場合と等価になるから、その場合には、誘引パルス波Ｓ３は不要であり、短パルス波Ｓ１が誘引パルス波の機能を兼ねることとなる。一方、表示距離範囲が長い場合には、第３時間Ｔ３を長くすることで、その間に、自動応答装置の応答信号を変調パルス波Ｓ２によって埋没されることなく、受信することができ、且つ、遠距離ターゲットの弱い受信信号をパルス圧縮して得ることができると共に、誘引パルス波Ｓ３を設けることで、自動応答信号が変調パルスＳ２に応答することを防ぐことができる。
１０ レーダ装置
１２ アンテナ
３６ 受信手段
４０ 分離手段
４２ 干渉除去手段
４４ 圧縮手段
４６ 合成手段
Ｔ１ 第１時間
Ｔ２ 第２時間
Ｔ３ 第３時間
Ｒ１３、Ｒ２３、Ｒ３３ 反射波
Ｒ１５、Ｒ２５、Ｒ３５ 自動応答信号

Claims (7)

  1. 変調パルス波を送信し反射源からの反射波及び自動応答装置からの自動応答信号を受信可能となったアンテナを備え、受信信号をパルス圧縮処理してパルス圧縮信号を得ることが可能な、パルス圧縮を利用したレーダ装置において、
    前記アンテナは、回転しながら、無変調パルス波または誘引パルス波を送信し、無変調パルス波または誘引パルス波の送信から第１時間を経過後に少なくとも１つの変調パルス波を送信すると共に、送信後の反射波または自動応答信号の受信を行うスイープを第２時間毎に繰り返し行っており、
    各スイープに対応して受信信号を受ける受信手段と、
    各スイープの受信信号に対して、変調パルス波に対応する周波数帯域を持つ第１分離受信信号を分離する分離手段と、
    隣り合うスイープの分離後の第１分離受信信号との比較からスイープ間で連続しない非連続信号を分離後の第１分離受信信号から除去する除去手段と、
    除去手段による処理後の第１分離受信信号に対して圧縮処理を行う圧縮手段と、
    を備え、
    前記第１時間は、隣り合うスイープ間で異なるように、且つ、自動応答装置の不感帯時間以下に設定されることを特徴とするレーダ装置。
  2. 前記分離手段は、前記第１分離受信信号と、無変調パルス波または誘引パルス波に対応する周波数帯域を持つ第２分離受信信号と、を分離しており、
    前記圧縮処理後の第１分離受信信号と前記第２分離受信信号の合成を行う合成手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
  3. 前記アンテナは、各スイープにおいて、誘引パルス波及び変調パルス波よりも前に、変調パルス波よりもパルス幅が短い短パルス波を送信しており、
    前記分離手段は、前記第１分離受信信号と、短パルス波に対応する周波数帯域を持つ第２分離受信信号と、を分離しており、
    前記圧縮処理後の第１分離受信信号と前記第２分離受信信号の合成を行う合成手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
  4. 無変調パルス波または誘引パルス波を送信し、無変調パルス波または誘引パルス波の送信から第１時間を経過後に少なくとも１つの変調パルス波を送信して、送信後の反射波または自動応答信号の受信を行うスイープを第２時間毎に繰り返し行う工程と、
    各スイープの受信信号に対して、変調パルス波に対応する周波数帯域を持つ第１分離受信信号を分離する工程と、
    隣り合うスイープの分離後の第１分離受信信号との比較からスイープ間で連続しない非連続信号を分離後の第１分離受信信号から除去する工程と、
    除去処理後の第１分離受信信号に対して圧縮処理を行う工程と、
    を備え、前記第１時間は、隣り合うスイープ間で異なるように、且つ、自動応答装置の不感帯時間以下に設定されることを特徴とするレーダ信号処理方法。
  5. 前記分離工程は、前記第１分離受信信号と、無変調パルス波または誘引パルス波に対応する周波数帯域を持つ第２分離受信信号と、を分離しており、
    さらに、圧縮処理後の第１分離受信信号と前記第２分離受信信号の合成を行う工程と、を備えることを特徴とする請求項４記載のレーダ信号処理方法。
  6. 無変調パルス波または短パルス波を送信し、無変調パルス波または短パルス波の送信から第３時間を経過後に誘引パルス波を送信し、誘引パルス波の送信から第１時間を経過後に少なくとも１つの変調パルス波を送信して、送信後の反射波または自動応答信号の受信を行うスイープを第２時間毎に繰り返し行う工程と、
    各スイープの受信信号に対して、変調パルス波に対応する周波数帯域を持つ第１分離受信信号を分離する工程と、
    隣り合うスイープの分離後の第１分離受信信号との比較からスイープ間で連続しない非連続信号を分離後の第１分離受信信号から除去する工程と、
    除去処理後の第１分離受信信号に対して圧縮処理を行う工程と、
    を備え、前記第１時間及び第３時間は、隣り合うスイープ間で異なるように、且つ、第１時間は自動応答装置の不感帯時間以下に設定されることを特徴とするレーダ信号処理方法。
  7. 前記分離工程は、前記第１分離受信信号と、無変調パルス波または短パルス波に対応する周波数帯域を持つ第２分離受信信号と、を分離しており、
    さらに、圧縮処理後の第１分離受信信号と前記第２分離受信信号の合成を行う工程と、を備えることを特徴とする請求項６記載のレーダ信号処理方法。
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