JPWO2014142087A1 - 探知装置、レーダ装置、探知方法、および探知プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】大物標が抑圧されない探知画像を得る。【解決手段】ドップラ処理部２０は、スイープバッファ２１、ドップラフィルタバンク２２、Ｌｏｇ検波部２３Ａ−２３Ｎ、ＣＦＡＲ処理部２４Ａ−２４Ｎ、合成部２５、大物標識別部２６、および合成部２７を備える。ドップラフィルタバンク２２は、スイープバッファ２１からの複数のスイープデータから複数のドップラ周波数成分を生成する。ＣＦＡＲ処理部２４Ａ−２４Ｎは、Ｌｏｇ検波後の複数のドップラ周波数成分を用いてＣＦＡＲ処理を行う。合成部２５はＣＦＡＲ処理後のドップラ周波数成分を合成し、ＣＦＡＲ処理後スイープデータを生成する。大物標識別部２６はスイープデータのデータ値から大物標を検出し、検出結果に応じてデータ値を補正した補完スイープデータを生成する。合成部２７はＣＦＡＲ処理後スイープデータと補完スイープデータとを合成（ＭＡＸ抽出処理）し、出力する。【選択図】図３

Description

本発明は、パルス状の探知信号を送信し、物標からの反射による受信信号から物標探知データを生成する探知装置に関する。特に、ドップラ処理を用いて物標探知データを生成する探知装置に関する。

従来、特許文献１に示すようなパルスドップラレーダが各種考案されている。このようなパルスドップラレーダは、例えば、所定の相対速度で移動する移動体等の目的物標の周波数成分は抑圧せず、他の周波数成分を抑圧する処理を実行している。これにより、目的物標のみが残る物標探知データを得ている。

また、従来、クラッタの抑圧には、所謂ＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理が利用されている。ＣＦＡＲ処理では、受信信号の移動平均値を算出し、当該受信信号から移動平均値を減算する。これにより、広い範囲で受信信号の振幅（強度）が平均的に高いクラッタを抑圧し、局所的に受信信号の振幅（強度）が高い目的の物標を抑圧しないようにしている。

特開２００１−９１６４４号公報

しかしながら、上述のパルスドップラレーダにおいてＣＦＡＲ処理を行った場合、広い範囲で受信信号の振幅（強度）が平均的に高い陸地等の大物標も抑圧されてしまう。

したがって、本発明の目的は、大物標が抑圧されない探知装置を提供することにある。

この発明は、送信信号の反射信号から得られた受信信号に基づいて物標を探知する探知装置に関するものであり、次の特徴を有する。探知装置は、ドップラ周波数成分生成部、領域識別部、第２のドップラ周波数成分抑圧部、および、合成部を備える。ドップラ周波数成分生成部は、受信信号に基づいて、少なくとも一つのドップラ周波数に対する、受信信号の振幅レベルを示すドップラ周波数成分を取得する。領域識別部は、振幅レベルの増加率と振幅レベルの値に基づいて、第１の領域と該第１の領域以外の第２の領域に識別する。第２のドップラ周波数成分抑圧部は、第２の領域に対応するドップラ周波数成分のうち、不要信号のドップラ周波数成分を抑圧する。合成部は、領域識別部から出力される第１の領域に対応するドップラ周波数成分と、第２のドップラ周波数成分抑圧部の出力とを合成する。

この構成では、抑圧処理が必要な第２の領域と、該第２の領域で行う抑圧処理を行うべきでない第１の領域とを、領域識別部で確実に識別できる。そして、この領域識別部による領域の識別結果を用いることで、抑圧したくない第１の領域の受信信号を不要に抑圧せず、第２の領域の受信信号に含まれる抑圧すべき不要信号成分を抑圧できる。

また、この発明の探知装置は、さらに、第１の領域に対応するドップラ周波数成分に対して、第２の領域に対する抑圧よりも、より小さく抑圧する第１のドップラ周波数成分抑圧部を備える。合成部は、第１のドップラ周波数成分抑圧部の出力と第２のドップラ周波数成分抑圧部の出力とを合成する。

この構成では、第１の領域のドップラ周波数成分に対する具体的な処理を実現するための構成例を示している。このような構成とすることで、第１の領域のドップラ周波数成分は不要に抑圧されない。

また、この発明の探知装置では、領域識別部は、ドップラ周波数成分の振幅レベルの増加率が所定値以上となる位置を検出し、位置またはその近傍位置からより遠方に向かって振幅レベルが所定範囲にわたってあらかじめ定めた値以上である場合、この位置を第１の領域と第２の領域を識別する、第１の近端位置として検出する。

この構成では、第１の領域と第２の領域を識別する第１の領域の近端位置を確実に検出できる。

また、この発明の探知装置では、領域識別部は、互いに時定数の異なる第１のフィルタと第２のフィルタを備え、ドップラ周波数成分の該第１のフィルタと該第２のフィルタそれぞれからの出力レベルの差分値に基づいて第１の領域の端部を検出する第１の領域検出部を有する。

この構成では、近端位置のより具体的な検出の構成を示しており、この構成により、さらに確実に近端位置を検出できる。

また、この発明の探知装置のドップラ周波数成分抑圧部は、ドップラ周波数成分の値に対してＣＦＡＲ処理をするＣＦＡＲ処理部を有する。

この構成では、抑圧処理の具体的例を示しており、この抑圧処理を用いることで、抑圧すべき不要信号成分を確実に抑圧できる。

また、この発明の探知装置では、領域識別部は、ドップラ周波数成分の振幅レベルと近端位置のドップラ周波数成分の振幅レベルを比較して、第１の領域の遠端位置を検出する。

この構成では、第１の領域の遠端位置を確実に検出できる。

また、この発明の探知装置では、ドップラ周波数成分は複数成分である。

この構成では、より高精度な抑圧処理および抑圧回避処理を行うことができる。

また、この発明の探知装置では、領域識別部は、第１ドップラ周波数成分抑圧部に第１の領域を与える。第１ドップラ周波数成分抑圧部は、領域識別部からの第１の領域のドップラ周波数成分に対して第１抑圧処理を行う。第２ドップラ周波数成分抑圧部は、全ての領域のドップラ周波数成分に対して第２抑圧処理を行う。合成部は、第１領域に対しては第１抑圧処理されたドップラ周波数成分を選択するように、第１抑圧処理されたドップラ周波数成分と第２抑圧処理されたドップラ周波数成分を合成する。

また、この発明の探知装置では、ドップラ周波数成分毎に、第１ドップラ周波数成分抑圧部と第２ドップラ周波数成分抑圧部とを有する抑圧処理部を備える。各抑圧処理部は、第１の領域では第１抑圧処理を行い、第２の領域では第２抑圧処理を行う。

また、この発明の探知装置では、ドップラ周波数成分毎に、領域識別部と第１ドップラ周波数成分抑圧部と第２ドップラ周波数成分抑圧部とを有する領域識別機能付き抑圧処理部を備える。各領域識別機能付きの抑圧処理部は、個別に第１の領域および第２の領域の識別を行い、第１の領域では第１抑圧処理を行い、第２の領域では前記第２抑圧処理を行う。

また、この発明の探知装置では、特定のドップラ周波数成分に対しては、領域識別部と第１ドップラ周波数成分抑圧部と第２ドップラ周波数成分抑圧部とを有する領域識別機能付き抑圧処理部を備える。特定のドップラ周波数成分以外のドップラ周波数成分に対しては、第２ドップラ周波数成分抑圧部を備える。

また、この発明の探知装置では、特定のドップラ周波数成分に対しては、第１ドップラ周波数成分抑圧部と第２ドップラ周波数成分抑圧部とを有する抑圧処理部を備える。特定のドップラ周波数成分以外のドップラ周波数成分に対しては、第２ドップラ周波数成分抑圧部を備える。

これらの構成では、探知装置の具体的な構成例を示している。

また、この発明のレーダ装置は、所定回転周期で回転するアンテナと、該回転周期よりも短い繰り返し周期で探知信号をアンテナから外部へ送信する送信部と、アンテナが外部から受信した信号を反射信号として受信する探知装置と、を備える。

この構成では、上述の探知装置を備えていることにより、レーダ探知性能が向上する。

この発明によれば、クラッタを抑圧しながら、陸地等の大物標や移動体が抑圧されない探知画像を形成することができる。

本発明の第１の実施形態に係る探知装置を含むレーダ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る探知装置の受信部の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る探知装置のドップラ処理部の構成を示すブロック図である。 １スイープ上に並ぶエコーデータ値の変化とフィルタ処理後のエコーデータ値の変化を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る探知画像生成方法を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る探知装置のドップラ処理部の構成を示すブロック図である。 スイープデータ（エコーレベル）ＳＥ、大物標検出フラグＳＦ、閾値Ｓｔｈ、補完スイープデータＳｏｕｔの波形を示す図である。 第２の実施形態に係るドップラ処理部を用いた場合のスイープデータのデータ値の遷移状態を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る探知画像生成方法を示すフローチャートである。 大物標用の補完スイープデータの形成方法を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係るドップラ処理部の構成を示すブロック図、および大物標識別部の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る探知画像生成フローを示すフローチャートである。 本発明の第４の実施形態に係るドップラ処理部の構成を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態に係る探知画像生成フローを示すフローチャートである。 本発明の第５の実施形態に係るドップラ処理部の構成を示すブロック図である。 本発明の第５の実施形態に係る探知画像生成フローを示すフローチャートである。 本発明の第６の実施形態に係るドップラ処理部の構成を示すブロック図である。 本発明の第６の実施形態に係る探知画像生成フローを示すフローチャートである。 本発明の第７の実施形態に係るドップラ処理部の構成を示すブロック図である。

本発明の第１の実施形態に係る探知装置１について、図を参照して説明する。なお、本実施形態および後述の各実施形態に示す探知装置は、レーダ装置やスキャニングソナーに適用できる。また、探知領域に探知信号を送信し、探知領域内の物標等からの反射信号を極座標系で受信してエコーデータを生成し、当該エコーデータから探知画像データを生成する他の装置にも適用することができる。

図１は第１の実施形態に係る探知装置１を含むレーダ装置２の構成を示すブロック図である。レーダ装置２は、探知装置１、送信部３、送受切替部４、アンテナＡＮＴを備える。

送信部３は、探知信号を、方位分解能に応じて設定された繰り返し周期（１／ＰＲＦ（送信の繰り返し周波数））で、順次出力する。探知信号は、所定のパルス長およびパルスの高さからなるパルスバースト信号で構成されている。パルス長およびパルスの高さは、距離分解能、探知距離等に応じて設定されている。探知信号は、送受切替部４を介してアンテナＡＮＴへ供給される。

アンテナＡＮＴは、船舶上の所定位置に設置されており、前記繰り返し周期（１／ＰＲＦ）よりも十分に長い周期（スキャン周期）で回転しながら、探知信号（探知波）を外部（探知領域）へ送波する。アンテナＡＮＴは、探知波が探知領域内の物標（陸等の大物標や高速で移動する移動物標等）や海面等に反射して得られる反射波を受波する。アンテナＡＮＴは、送受切替部４を介して受信信号を探知装置１へ出力する。この際、アンテナＡＮＴは、送受波方向を示すスイープ角度データを、受信信号とともに探知装置１へ出力する。

探知装置１は、受信部１０、ドップラ処理部２０、画像データ生成部３０を備える。

図２は受信部１０の構成を示すブロック図である。受信部１０は、増幅部１０１、Ａ／Ｄ変換部１０２、パルス圧縮部１０３を備える。増幅部１０１は、受信信号をＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）等で増幅し、Ａ／Ｄ変換部１０２へ出力する。Ａ／Ｄ変換部１０２は、アナログ信号である受信信号を所定のサンプリング周波数ｆｓでサンプリングして、デジタルデータであるエコーデータを生成し、パルス圧縮部１０３へ出力する。エコーデータは、時間軸上に離散的に受信信号の振幅に応じたデータ値が並ぶデータである。パルス圧縮部１０３は、既知の方法を用いて受信信号のパルス幅を狭くする処理をする。なお、パルス圧縮部１０３は省略することもできる。探知信号に周波数変調パルスを用いる場合には、パルス圧縮部１０３を使用し、探知信号に無変調パルスを用いる場合には、パルス圧縮部１０３を使用しない。このようにパルス圧縮処理されたエコーデータは、１スイープ分を一つのデータグループとするスイープデータとしてドップラ処理部２０へ出力される。ここで、１スイープ分のスイープデータとは、１回の探知信号による受信信号から得られたエコーデータ群のことを意味する。

ドップラ処理部２０は、具体的な構成および処理は後述するが、注目位置を含む注目スイープのスイープデータと当該注目スイープ近傍のスイープデータとからなる複数のスイープデータを複数のドップラ周波数成分に分解する。ドップラ処理部２０は、複数のドップラ周波数成分を用いてＣＦＡＲ処理を行う。これにより、注目スイープのスイープデータは、クラッタ等エコーが抑圧され移動物標のエコーが残るように補正される。

さらに、ドップラ処理部２０は、ＣＦＡＲ処理で抑圧されてしまう陸等の大物標のエコーを検出する。言い換えれば、ドップラ処理部２０は、領域識別処理を行う。ドップラ処理部２０は、当該大物標のエコーが存在する注目スイープに対しては、大物標のエコーが残るようにスイープデータを補正する。このように、ドップラ処理部２０は、大物標の領域とそれ以外の領域でスイープデータに対して異なる処理を行う。ドップラ処理後の注目スイープのスイープデータは、画像データ生成部３０へ出力される。画像データ生成部３０は、既知の方法により、探知画像データを生成する。

次に、ドップラ処理部２０の具体的な構成および処理について説明する。図３はドップラ処理部２０の構成を示すブロック図である。

ドップラ処理部２０は、ドップラ周波数成分生成部２２０、ドップラ周波数成分抑圧部２４０、領域識別部２６０、および合成部２７０を備える。ドップラ周波数成分生成部２２０は、注目位置のドップラ周波数成分を生成する。具体的には、ドップラ周波数成分生成部２２０は、注目位置を含む注目スイープのスイープデータと当該注目スイープ近傍のスイープデータとからなる複数のスイープデータを取得する。ドップラ周波数成分生成部２２０は、これら複数のスイープデータからフーリエ変換を行うことで、注目スイープの注目位置のエコーデータを複数のドップラ周波数成分に分解する。ドップラ周波数成分生成部２２０は、生成したドップラ周波数成分を、ドップラ周波数成分抑圧部２４０に出力する。

ドップラ周波数成分抑圧部２４０は、ＣＦＡＲ処理等を行うことで、各ドップラ周波数成分に含まれる不要信号成分を抑圧する。なお、このＣＦＡＲ処理では、不要信号成分にはクラッタによるエコーが含まれるが、大物標によるエコーも含まれてしまう。したがって、ドップラ周波数成分抑圧部２４０から出力されるデータは、移動体等の小型物標のエコーが残るものとなる。ドップラ周波数成分抑圧部２４０は、抑圧処理後のデータを合成部２７０に出力する。このように、本実施形態のドップラ周波数成分抑圧部２４０は、本発明の「第２のドップラ周波数成分抑圧部」として機能する。

領域識別部２６０は、次に示す方法を用いて、大物標の領域（本発明の「第１の領域」に相当する。）とそれ以外の領域を識別する。

領域識別部２６０は、時定数の異なる第１フィルタおよび第２フィルタと演算部とを備える。第１フィルタと第２フィルタは、例えば特性の異なるローパスフィルタからなる。第１フィルタは、エコーデータをフィルタ処理して、第１フィルタデータＦ１ＯＵＴを出力する。第１フィルタデータＦ１ＯＵＴは、第１フィルタの時定数（応答速度）に応じた波形となる。第２フィルタは、エコーデータをフィルタ処理して、第２フィルタデータＦ２ＯＵＴを出力する。第２フィルタデータＦ２ＯＵＴは、第２フィルタの時定数（応答速度）に応じた波形となる。

第１フィルタデータＦ１ＯＵＴと第２フィルタデータＦ２ＯＵＴは、演算部に入力される。演算部は、この第１フィルタデータの波形と第２フィルタデータの波形とが、物標の種類に応じて異なることを利用し、大物標を検出する。

図４は、１スイープ上に並ぶエコーデータ値の変化とフィルタ処理後のエコーデータ値の変化を示す図である。図４（Ａ）は大物標の場合、図４（Ｂ）は移動する船舶等の小型の移動体の場合、図４（Ｃ）はクラッタ（レインクラッタ）の場合を示している。

大物標の場合、図４（Ａ）に示すように、スイープデータは、データ値が急峻に高くなり、大物標の距離方向の長さに応じて、データ値が一定して高い期間が続き、急峻に低下する。この場合、第１フィルタから出力されるスイープデータは、第１フィルタの時定数に応じて遅れながらデータ値が高くなり、その後データ値が高い期間が継続する。第２フィルタから出力されるスイープデータは、第２フィルタの時定数に応じて遅れながらデータ値が高くなり、その後データ値が高い期間が継続する。この際、第２フィルタから出力される第２フィルタデータＦ２ＯＵＴは、第１フィルタから出力される第１フィルタデータＦ１ＯＵＴよりも立ち上がり速度が遅くなる。

したがって、図４（Ａ）に示すように、スイープデータの立ち上がりタイミングから所定時間後で、両方のフィルタから出力されるスイープデータが安定したデータ値になるまでの期間では、第１フィルタから出力されるスイープデータの値と、第２フィルタから出力されるスイープデータの値との差ΔＬｆ１は大きくなる。

小型の移動体の場合、図４（Ｂ）に示すように、スイープデータは、データ値が急峻に高くなり、すぐに急峻に低下する。この場合、第１フィルタから出力されるスイープデータは、第１フィルタの時定数に応じて遅れながらデータ値が高くなり、移動体の距離方向の長さに応じた非常に短い時間で頭打ちし、データ値は比較的に高くならない。第２フィルタから出力されるスイープデータは、第２フィルタの時定数に応じて遅れながらデータ値が高くなり、移動体の距離方向の長さに応じた非常に短い時間で頭打ちし、データ値は比較的に高くならない。この際、第２フィルタから出力される第２フィルタデータＦ２ＯＵＴは、第１フィルタから出力される第１フィルタデータＦ１ＯＵＴよりも立ち上がり速度が遅くなるが、データ値が上昇する時間が短いため、到達するデータ値は大物標の場合ほど大きく変わらない。

したがって、図４（Ｂ）に示すように、スイープデータの立ち上がりタイミングから所定時間後では、第１フィルタから出力されるスイープデータの値と、第２フィルタから出力されるスイープデータの値との差ΔＬｆ２は、大物標の場合の差ΔＬｆ１よりも小さくなる。すなわち、ΔＬｆ１＞ΔＬｆ２の関係となる。

クラッタの場合、図４（Ｃ）に示すように、スイープデータは、データ値が緩やかに高くなり、緩やかに低下する。この場合、第１フィルタから出力されるスイープデータは、第１フィルタの時定数に応じて遅れながらデータ値が高くなる。第２フィルタから出力されるスイープデータは、第２フィルタの時定数に応じて遅れながらデータ値が高くなる。この際、第２フィルタから出力されるスイープデータは、第１フィルタから出力されるスイープデータよりも立ち上がり速度が遅くなる。しかしながら、入力されるスイープデータの立ち上がりが緩やかなため、第１フィルタから出力される第１フィルタデータＦ１ＯＵＴの立ち上がりも、第２フィルタから出力される第２フィルタデータＦ２ＯＵＴの立ち上がりも同じように緩やかになる。

したがって、図４（Ｃ）に示すように、スイープデータの立ち上がりタイミングから所定時間後では、第１のフィルタ回路から出力されるスイープデータの値と、第２のフィルタ回路から出力されるスイープデータの値との差ΔＬｆ３は非常に小さくなる。すなわち、ΔＬｆ１＞ΔＬｆ２＞ΔＬｆ３の関係となる。

このような関係を利用し、領域識別部２６０は、第１フィルタデータＦ１ＯＵＴの値と第２フィルタデータＦ２ＯＵＴの値との差ΔＬｆに閾値を設定する。閾値は、ΔＬｆ１とΔＬｆ２との間に設定する。これは、事前に実験等により適宜設定することができる。

領域識別部２６０は、第１フィルタデータＦ１ＯＵＴの値と第２フィルタデータＦ２ＯＵＴとの差ΔＬｆが閾値以上になったタイミング以降のエコーデータを、大物標のエコーであると判断する。すなわち、領域識別部２６０は、このタイミングのエコーデータの位置を、当該エコーデータを含むスイープデータにおける大物標の領域の近端位置として検出する。そして、この第１のフィルタ回路および第２のフィルタ回路を含む領域識別部２６０が、本発明の「第１の領域検出部」として機能する。

領域識別部２６０は、第１フィルタデータＦ１ＯＵＴの値と第２フィルタデータＦ２ＯＵＴとの差ΔＬｆが閾値以上になったタイミングのエコーデータのレベル（エコーレベル）ＳＥを判定値ＬｖＤとして記憶する。そして、領域識別部２６１は、同じスイープ上のこのタイミング以降のエコーデータに対しては、エコーレベルＳＥと判定値ＬｖＤとを比較する。領域識別部２６０は、エコーレベルＳＥが判定値ＬｖＤ以下になったことを検出すると、大物標のエコーではなくなったと判断する。すなわち、領域識別部２６０は、このタイミングのエコーデータの位置を、当該エコーデータを含むスイープデータにおける大物標の領域の遠端位置として検出する。

領域識別部２６０は、スイープデータをそのまま合成部２７０に出力するとともに、大物標の領域と大物標以外の領域を識別する情報を、合成部２７０に出力する。

合成部２７０は、領域識別部２６０からの領域識別情報に基づいて、ドップラ周波数成分抑圧部２４０から抑圧処理後のデータと、領域識別部２６０からのスイープデータとを合成して出力する。具体的には、合成部２７０は、大物標の領域（本発明の「第１の領域」に相当する。）に対しては、領域識別部２６０から出力されたスイープデータが選択され、大物標領域以外の領域（本発明の「第２の領域」に相当する。）に対しては、ドップラ周波数成分抑圧部２４０から出力された抑圧処理後のデータが選択されるように合成処理される。言い換えれば、大物標の領域（第１の領域）のスイープデータが大物標領域以外の領域（第２の領域）のスイープデータに対して優先されるように、合成処理が行われる。

このような構成とすることで、移動物標等の小物標と陸等の大物標との両方を抑圧せず、クラッタを抑圧した探知画像データを得ることができる。

以上のようなドップラ処理を含む探知画像生成処理はプログラム化してコンピュータで実行することも可能である。図５は、本発明の第１の実施形態に係る探知画像生成方法を示すフローチャートである。

まず、注目スイープを含む所定数（複数）のスイープのスイープデータを取得し、それぞれに異なる周波数帯域に対応する複数のドップラ周波数成分を算出する（Ｓ１１）。

次に、各ドップラ周波数成分に対してＣＦＡＲ処理を行う（Ｓ１２）。これにより、小物標（移動物標等）のエコーのデータ値のみが抑圧されず、クラッタや大物標（陸地等）のエコーのデータ値が抑圧される。このようなＣＦＡＲ処理が行われた複数のドップラ周波数成分を合成して、注目スイープのＣＦＡＲ処理後のスイープデータを生成する。

このようなＣＦＡＲ処理とは別に、注目スイープのスイープデータを構成する各エコーデータのデータ値に基づいて大物標の領域を識別する（Ｓ１３）。

次に、大物標の領域の識別結果を用い、ＣＦＡＲ処理後のスイープデータと、受信信号そのままのスイープデータとを合成して、探知画像データを生成する（Ｓ１４）。具体的には、大物標の領域では受信信号そのままのスイープデータを用い、大物標の領域以外ではＣＦＡＲ処理後のスイープデータを用いる。

このような処理を実行することで、移動物標等の小物標と陸等の大物標との両方を抑圧せず、クラッタを抑圧した探知画像データを得ることができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る探知装置のドップラ処理部について、図を参照して説明する。図５は本発明の第２の実施形態に係るドップラ処理部の構成を示すブロック図である。

ドップラ処理部２０Ａは、スイープバッファ２１、ドップラフィルタバンク２２、Ｌｏｇ検波部２３Ａ−２３Ｎ、ＣＦＡＲ処理部２４Ａ−２４Ｎ、合成部２５、補完データ生成部２６、および合成部２７を備える。スイープバッファ２１、ドップラフィルタバンク２２が、本発明の「ドップラ周波数成分生成部」に相当する。ＣＦＡＲ処理部２４Ａ−２４Ｎが、本発明の「ドップラ周波数成分抑圧部」、特に「第２のドップラ周波数成分抑圧部」に相当する。

スイープバッファ２１は、予め設定したスイープ数のスイープデータを記憶するメモリである。スイープバッファ２１は、受信部１０から出力されたスイープデータを順次記憶する。スイープバッファ２１は、記憶した複数のスイープデータを、ドップラフィルタバンク２２へ出力する。

ドップラフィルタバンク２２は、複数のスイープデータに対して離散フーリエ変換処理（ＤＦＴ処理）を実行し、複数のドップラ周波数成分に分解する。なお、本実施形態では、Ｎ（Ｎは必要とする速度分解能に応じた整数）個のドップラ周波数成分に分解する例を示す。Ｎ個のドップラ周波数成分は、それぞれＬｏｇ検波部２３Ａ−２３Ｎにそれぞれ出力される。

Ｌｏｇ検波部２３Ａ−２３Ｎは、入力されたドップラ周波数成分をＬｏｇ検波し、それぞれにＣＦＡＲ処理部２４Ａ−２４Ｎへ出力する。Ｌｏｇ検波とは、入力されたドップラ周波数成分のデータ値を対数変換して検波する方法である。

ＣＦＡＲ処理部２４Ａ−２４Ｎは、Ｌｏｇ検波されたドップラ周波数成分の値の移動平均値を算出する。ＣＦＡＲ処理２４Ａ−２４Ｎは、ドップラ周波数成分の値から移動平均値を減算することで、ＣＦＡＲ処理を実行する。このようなＣＦＡＲ処理を用いれば、広い範囲においてデータ値（ドップラ周波数成分の値）が殆ど変動しない場合や変動が少ない場合には、これらの範囲のデータ値が抑圧される。これにより、例えば、クラッタや陸地等の大物標のデータ値が抑圧される。そして、このようなＣＦＡＲ処理を用いれば、データ値が局所的に急激に変動する場合には、この変動するデータ値を抑圧しない。これにより、クラッタや陸等と異なる速度からなる比較的小さな物標（移動物標等）のデータ値を抑圧することなく残すことができる。

合成部２５は、ＣＦＡＲ処理部２４Ａ−２４Ｎのそれぞれから出力された各ＣＦＡＲ処理後のドップラ周波数成分を合成して、注目スイープのＣＦＡＲ処理後のスイープデータを生成する。ＣＦＡＲ処理後のスイープデータは、移動体等の小型物標のデータ値（エコーレベル）は抑圧されず、陸等の大物標やクラッタのデータ値（エコーレベル）は抑圧されたデータとなる。

補完データ生成部２６は、大物標の範囲を検出し、当該大物標の範囲でデータ値（エコーレベル）が抑圧されないように、スイープデータの処理を行い、補完スイープデータを出力する。なお、補完データ生成部２６の具体的な構成、および、補完スイープデータの具体的な生成方法については、後述する。

合成部２７は、ＣＦＡＲ処理後のスイープデータの各エコーデータと補完スイープデータとに対してＭＡＸ抽出処理を行い、ＭＡＸ抽出処理後のスイープデータを、探知画像データの生成用のスイープデータとして、画像データ生成部３０へ出力する。ここで、ＭＡＸ処理とは、同じ距離位置にあるＣＦＡＲ処理後のスイープデータのエコーデータと補完スイープデータのエコーデータとを比較し、データ値の高い方を採用して出力する処理である。

このような処理を行うことで、移動物標等の小物標のエコーのみが残されたＣＦＡＲ処理後のスイープデータと、大物標のエコーが残された補完スイープデータとが合成される。これにより、クラッタ等の不要成分は抑圧され、移動物標等の小物標のエコーと大物標のエコーとがともに残る画像データを得ることができる。

次に、補完データ生成部の具体的な構成、および補完スイープデータの具体的な生成方法について説明する。

補完データ生成部２６は、領域識別部２６１、閾値生成部２６２、減算器（加算器）２６３を備える。領域識別部２６１にはエコーデータが入力され、領域識別部２６１は、入力されたエコーデータに基づいて、大物標検出フラグＳＦを出力する。

領域識別部２６１は、上述の第１の実施形態と同様の方法を用いて、スイープデータから大物標の領域を検出する。領域識別部２６１は、大物標が検出されていない範囲では"Ｌｏｗ"の大物標検出フラグＳＦを閾値生成部２６２に出力し、大物標が検出されていない範囲では"Ｈｉ"の大物標検出フラグＳＦを閾値生成部２６２に出力する。また、領域識別部２６１は、大物標検出フラグＳＦが"Ｌｏｗ"から"Ｈｉ"に切り替わったタイミングのエコーレベルＳＥすなわち判定値ＬｖＤを閾値生成部２６２に出力する。

閾値生成部２６２は、大物標検出フラグＳＦが"Ｌｏｗ"の場合には、エコーレベルＳＥを、閾値Ｓｔｈとして出力する。閾値生成部２６２は、大物標検出フラグＳＦが"Ｈｉ"の場合には、領域識別部２６１からの判定値ＬｖＤを、閾値Ｓｔｈとして出力する。そして、閾値生成部２６２は、大物標検出フラグＳＦが"Ｈｉ"から"Ｌｏｗ"に切り替わると、このタイミングのエコーレベルＳＥを閾値Ｓｔｈとして出力する。

減算器２６３は、エコーレベルＳＥから閾値Ｓｔｈを減算して、補完スイープデータＳｏｕｔを生成し、出力する。このような構成により、閾値生成部２６２と減算器２６３の組み合わせが本発明の「第１のドップラ周波数成分抑圧部」として機能する。そして、これにより、単にエコーレベルＳＥを閾値Ｓｔｈで減算するだけの処理になるので、本発明の「第１のドップラ周波数成分抑圧部」で行われる抑圧処理は、ＣＦＡＲ処理を用いた本発明の「第２のドップラ周波数成分抑圧部」で行われる抑圧処理よりも、低い抑圧効果が得られる。したがって、必要以上にエコーレベルＳＥが抑圧されない。

このような構成および処理を行うことで、大物標を含む補完スイープデータは、図７次に示すように、生成される。図７は、スイープデータ（エコーレベル）ＳＥ、大物標検出フラグＳＦ、閾値Ｓｔｈ、補完スイープデータＳｏｕｔの波形を示す図である。

図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、大物標が存在しない範囲から大物標が存在する範囲に移る時、大物標検出フラグＳＦは"Ｌｏｗ"から"Ｈｉ"に移行する。また、大物標が存在する範囲から大物標が存在しない範囲に移る時、大物標検出フラグＳＦは"Ｈｉ"から"Ｌｏｗ"に移行する。

図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、大物標検出フラグＳＦが"Ｌｏｗ"の期間（大物標の範囲外）は、閾値ＳｔｈはエコーレベルＳＥとなる。大物標検出フラグＳＦが"Ｈｉ"の期間（大物標の範囲内）は、閾値Ｓｔｈは判定値ＬｖＤとなる。

補完スイープデータＳｏｕｔは、エコーレベルＳＥから閾値Ｓｔｈを減算したものである。したがって、図７（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、大物標検出フラグＳＦが"Ｌｏｗ"の期間（大物標の範囲外）は、エコーレベルＳＥと閾値Ｓｔｈが同じであるので、エコーが抑圧される。一方、大物標検出フラグＳＦが"Ｈｉ"の期間（大物標の範囲内）は、閾値ＳｔｈがエコーレベルＳＥよりも大幅に低いので、エコーレベルＳＥが抑圧されず大物標のエコーが残る。

このように本実施形態の補完データ生成部２６を用いることで、補完スイープデータは、大物標のエコーのみが残るスイープデータとなる。なお、大物標の検出処理や閾値設定処理は、上述のようなフィルタ係数の異なるフィルタ回路を用いたものに限らない。たとえば、自船位置を取得する機能を有し、海図がある場合には、陸等の大物標の位置が予め分かるので、この大物標の位置情報から閾値の設定や補完スイープデータの形成を行ってもよい。また、高いデータ値が連続するスイープを検出できる他の方法を用いてもよい。

図８は第２の実施形態に係るドップラ処理部を用いた場合のスイープデータのデータ値の遷移状態を示す図である。図８において、細い実線はＬｏｇ検波後のスイープデータを示し、細い破線はＣＦＡＲ処理後のスイープデータを示す。太い破線は補完スイープデータを示し、太い実線は探知画像データの生成用のスイープデータを示す。

図８に示すように、本実施形態のドップラ処理部２０Ａを用いれば、海面反射を抑圧し、海面反射内の移動物標（小物標）を抑圧しない。また、本実施形態のドップラ処理部２０を用いれば、陸地等の大物標も抑圧しない。

このように本実施形態の構成を用いれば、移動物標等の小物標と陸等の大物標との両方が抑圧されず、クラッタが抑圧されたスイープデータを得ることができる。

以上のようなドップラ処理を含む探知画像生成処理はプログラム化してコンピュータで実行することも可能である。この処理をフローで表すと、図９、図１０に示すようなフローになる。図９は、本発明の第２の実施形態に係る探知画像生成方法を示すフローチャートである。

まず、注目スイープを含む所定数（複数）のスイープのスイープデータを取得する（Ｓ１０１）。次に、複数のスイープデータに対して離散フーリエ変換処理を実行する（Ｓ１０２）。これにより、それぞれに異なる周波数帯域に対応する複数のドップラ周波数成分が算出される。

次に、各ドップラ周波数成分に対してＬｏｇ検波処理を実行する（Ｓ１０３）。次に、Ｌｏｇ検波後のドップラ周波数成分に対して、上述のＣＦＡＲ処理を行う（Ｓ１０４）。これにより、小物標（移動物標等）のエコーのデータ値のみが抑圧されず、クラッタや大物標（陸地等）のエコーのデータ値が抑圧される。

このようなＣＦＡＲ処理が行われた複数のドップラ周波数成分を合成して、注目スイープのＣＦＡＲ処理後のスイープデータを生成する。

このようなＣＦＡＲ処理とは別に、注目スイープのスイープデータに対してＬｏｇ検波処理を実行する（Ｓ１１１）。次に、Ｌｏｇ検波後のスイープデータを構成する各エコーデータのデータ値に基づいて大物標の領域を識別し、大物標用の補完スイープデータを生成する（Ｓ１１２）。

ここで、大物標用の補完スイープデータを生成方法について、図１０を参照して説明する。図１０は、大物標用の補完スイープデータの形成方法を示すフローチャートである。

まず、大物標検出フラグＳＦが"Ｌｏｗ"であるかを確認する。大物標検出フラグＳＦが"Ｌｏｗ"であれば（Ｓ３３１：Ｙｅｓ）、第１フィルタデータＦ１ＯＵＴと第２フィルタデータＦ２ＯＵＴとを取得する（Ｓ３３２）。第１フィルタデータＦ１ＯＵＴと第２フィルタデータＦ２ＯＵＴとの差ΔＬｆを算出する。

差ΔＬｆが大物標検出に用いる差分閾値Ｔｈよりも大きければ（Ｓ３３３：Ｙｅｓ）、大物標検出フラグＳＦを"Ｈｉ"に設定する（Ｓ３３４）。そして、差ΔＬｆが差分閾値Ｔｈより大きくなったタイミングでのエコーレベルＳＥを判定値ＬｖＤに設定する（Ｓ３３５）。さらに、この判定値ＬｖＤを閾値Ｓｔｈに設定する（Ｓ３３６）。すなわち、大物標の近端を検出すると、これより遠方の大物標の範囲では閾値Ｓｔｈを判定値ＬｖＤに設定する。

差ΔＬｆが大物標検出に用いる差分閾値Ｔｈ以下であれば（Ｓ３３３：Ｎｏ）、大物標検出フラグＳＦを"Ｈｉ"に変更することなく、エコーレベルＳＥを閾値Ｔｈに設定する（Ｓ３３７）。すなわち、大物標の範囲でなければ（大物標を検出するまでは）、閾値ＴｈをエコーレベルＳＥで設定する。

大物標検出フラグＳＦが"Ｈｉ"の場合、すなわち大物標検出フラグＳＦが"Ｌｏｗ"の場合（Ｓ３３１：Ｎｏ）、エコーレベルＳＥが判定値ＬｖＤよりも小さくなったかどうかを確認する。

エコーレベルＳＥが判定値ＬｖＤ以上であれば（Ｓ３４１：Ｎｏ）、判定値ＬｖＤを閾値Ｓｔｈに設定する（Ｓ３４５）。すなわち、まだ大物標の範囲内であれば、閾値Ｓｔｈを判定値ＬｖＤのまま維持する。

エコーレベルＳＥが判定値ＬｖＤ未満であれば（Ｓ３４１：Ｙｅｓ）、大物標検出フラグＳＦを"Ｌｏｗ"に設定し（Ｓ３４２）、判定値ＬｖＤを０で初期化する（Ｓ３４３）。そして、エコーレベルＳＥが判定値ＬｖＤ未満になったタイミングでのエコーレベルＳＥを閾値Ｓｔｈに設定する（Ｓ３４４）。すなわち、大物標の遠端を検出すると、これより遠方の大物標の範囲では閾値ＳｔｈをエコーレベルＳＥに設定する。

このように場合分けされた閾値ＳｔｈをエコーレベルＳＥから減算することで、補完スイープデータＳｏｕｔを生成する（Ｓ３５０）。これにより、大物標のエコーのみが抑圧されることなく残るスイープデータとなる。

次に、ＣＦＡＲ処理後のスイープデータ（ＣＦＡＲ結果）のデータ値と補完スイープデータのデータ値とを比較する（Ｓ１２０）。この際、同じ距離位置のデータ値を比較する。

ＣＦＡＲ処理後のスイープデータ（ＣＦＡＲ結果）のデータ値が補完スイープデータのデータ値以上であれば（Ｓ１２１：ＹＥＳ）、エコーデータ値に、ＣＦＡＲ結果のデータ値を採用する（Ｓ１２２）。ＣＦＡＲ処理後のスイープデータ（ＣＦＡＲ結果）のデータ値が補完スイープデータのデータ値未満であれば（Ｓ１２１：ＮＯ）、エコーデータ値に、補完スイープデータのデータ値を採用する（Ｓ１２３）。

このような処理により、移動物標等の小物標と陸等の大物標との両方を抑圧せず、クラッタを抑圧したスイープデータを得ることができる。

次に、第３の実施形態に係る探知装置について、図を参照して説明する。図１１は、本発明の第３の実施形態に係るドップラ処理部の構成を示すブロック図である。

本実施形態の探知装置は、ドップラ処理部２０Ｂの構成および処理が、第２の実施形態に示したドップラ処理部２０Ａと異なるものであり、他の構成および処理は同じである。したがって、異なる箇所（ドップラ処理部２０Ｂ）の構成および処理についてのみ詳細に説明する。

ドップラ処理部２０Ｂは、スイープバッファ２１、ドップラフィルタバンク２２、Ｌｏｇ検波部２３Ａ−２３Ｎ、補完機能付きＣＦＡＲ処理部２４１Ａ−２４１Ｎ、合成部２５Ａ、および領域識別部２６１を備える。スイープバッファ２１、ドップラフィルタバンク２２、Ｌｏｇ検波部２３Ａ−２３Ｎの構成および処理は第１の実施形態と同じであり説明は省略する。補完機能付きＣＦＡＲ処理部２４１Ａ−２４１Ｎが、本発明の「第１のドップラ周波数成分抑圧部」および「第２のドップラ周波数成分抑圧部」として機能する。合成部２５Ａが、本発明の「合成部」に相当する。

領域識別部２６１は、第１の実施形態に示した領域識別部と同じ構成および同じ処理を行い、大物標検出フラグＳＦを生成する。領域識別部２６１は、大物標検出フラグＳＦを、補完機能付きＣＦＡＲ処理部２４１Ａ−２４１Ｎに出力する。

補完機能付きＣＦＡＲ処理部２４１Ａ−２４１Ｎは、大物標検出フラグＳＦが"Ｌｏｗ"の場合には、Ｌｏｇ検波されたドップラ周波数成分の値の移動平均値を算出する。

補完機能付きＣＦＡＲ処理部２４１Ａ−２４１Ｎは、大物標検出フラグＳＦが"Ｈｉ"の場合には、移動平均値の算出を一時停止し、大物標検出フラグＳＦが"Ｈｉ"の場合には、大物標検出フラグＳＦが"Ｌｏｗ"から"Ｈｉ"に切り替わったタイミングのドップラ周波数成分の値を閾値Ｓｔｈに設定する。

補完機能付きＣＦＡＲ処理部２４１Ａ−２４１Ｎは、大物標検出フラグＳＦが"Ｌｏｗ"の期間ではドップラ周波数成分の値から移動平均値を減算（ＣＦＡＲ処理）する。補完機能付きＣＦＡＲ処理部２４１Ａ−２４１Ｎは、大物標検出フラグＳＦが"Ｈｉ"の期間ではドップラ周波数成分の値から閾値Ｓｔｈを減算する。減算結果は、合成部２５に出力される。

このような補完機能付きＣＦＡＲ処理を用いれば、広い範囲においてデータ値（ドップラ周波数成分の値）が殆ど変動しない大物標（陸地等）の場合、ドップラ周波数成分の値を低い閾値Ｓｔｈ（Ｌｏｗレベル）で減算することになる。したがって、大物標のエコーのデータ値は抑圧されない。また、データ値が局所的に急激に変動する小物標（移動物標等）の場合、ドップラ周波数成分の値を低い値の移動平均値で、減算することになる。したがって、小物標のエコーのデータ値も抑圧されない。さらに、クラッタの場合、ドップラ周波数成分の値を、クラッタの大きさに応じた値の移動平均値で減算することになる。したがって、クラッタのエコーのデータ値は抑圧される。

合成部２５は、補完機能付きＣＦＡＲ処理部２４１Ａ−２４１Ｎのそれぞれから出力されたドップラ周波数成分に対して逆フーリエ変換処理を実行し、注目スイープのスイープデータを生成する。このスイープデータが探知画像形成用のスイープデータとなり、画像データ生成部３０へ出力される。

本実施形態に示すドップラ処理を含む探知画像生成処理もプログラム化してコンピュータで実行することも可能である。この処理をフローで表すと、図１２に示すようなフローになる。図１２は、本発明の第３の実施形態に係る探知画像生成フローを示すフローチャートである。

まず、各ドップラ周波数成分の算出から移動平均値の算出までは、第２の実施形態と同様の方法で行われる。

このような移動平均値の算出処理とは別に、注目スイープのスイープデータに対してＬｏｇ検波処理を実行し、Ｌｏｇ検波後のスイープデータを構成する各エコーデータのデータ値に基づいて大物標の領域を識別する（Ｓ２０１）。

大物標の範囲内でなければ（Ｓ２０２：ＮＯ）、ドップラ周波数成分の値から移動平均値を減算する（Ｓ２０３）。この処理により、大物標の検出されていない領域において、小物標（移動物標）のエコーのデータ値を抑圧することなく、クラッタのエコーのデータ値を抑圧することができる。

大物標の範囲内であれば（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、ドップラ周波数成分の値から閾値Ｓｔｈを設定する（Ｓ２０４）。そして、ドップラ周波数成分の値から閾値Ｓｔｈを減算する（Ｓ２０５）。この処理により、大物標の検出されている領域において、大物標（陸地等）のエコーのデータ値を抑圧しないようにすることができる。

このようなドップラ周波数成分の値に対して減算する値を選択しながら実行するＣＦＡＲ処理を、補完機能付きＣＦＡＲ処理と称する。

そして、補完機能付きＣＦＡＲ処理後の複数のドップラ周波数成分を合成することで、注目スイープの補完機能付きＣＦＡＲ処理後のスイープデータが得られる（Ｓ２０６）。

このような処理を用いることにより、移動物標等の小物標と陸等の大物標との両方を抑圧せず、クラッタを抑圧したスイープデータを得ることができる。

このように、第３の実施形態の構成および処理を用いることにより、第２の実施形態と同様に、移動物標等の比較的小さな物標と陸等の大物標のエコーを抑圧せず、クラッタを抑圧することができる。

次に、本発明の第４の実施形態に係る探知装置について、図を参照して説明する。図１３は、本発明の第４の実施形態に係るドップラ処理部の構成を示すブロック図である。本実施形態の探知装置は、ドップラ処理部２０Ｃの構成および処理が、第１、第２の実施形態に示したドップラ処理部２０Ａ，２０Ｂと異なるものであり、他の構成および処理は同じである。したがって、異なる箇所（ドップラ処理部２０Ｃ）の構成および処理についてのみ詳細に説明する。

ドップラ処理部２０Ｃは、スイープバッファ２１、ドップラフィルタバンク２２、Ｌｏｇ検波部２３Ａ−２３Ｎ、識別機能付きＣＦＡＲ処理部２４２Ａ−２４２Ｎ、および合成部２５Ａを備える。スイープバッファ２１、ドップラフィルタバンク２２、Ｌｏｇ検波部２３Ａ−２３Ｎの構成および処理は第２、第３の実施形態と同じであり説明は省略する。識別機能付きＣＦＡＲ処理部２４２Ａ−２４２Ｎのそれぞれが、本発明の「領域識別部」、「第１のドップラ周波数成分抑圧部」、および「第２のドップラ周波数成分抑圧部」として機能する。

識別機能付きＣＦＡＲ処理部２４２Ａ−２４２Ｎは、Ｌｏｇ検波されたドップラ周波数成分の値の移動平均値を算出する。識別機能付きＣＦＡＲ処理部２４２Ａ−２４２Ｎは、大物標の領域を検出する。識別機能付きＣＦＡＲ処理部２４２Ａ−２４２Ｎは、大物標の領域外では、ドップラ周波数成分の値から移動平均値を減算する。識別機能付きＣＦＡＲ処理部２４２Ａ−２４２Ｎは、大物標の領域内では、ドップラ周波数成分の値に基づいて決定された閾値Ｓｔｈをドップラ周波数成分から減算する。閾値Ｓｔｈの決定方法は、上述の第２、第３の実施形態のドップラ処理部と同じである。

この処理により、大物標の領域外では、移動物標等の小物標のエコーのデータ値が抑圧されず、クラッタのエコーのデータ値が抑圧される。また、大物標の領域内では、陸地等の大物標のエコーのデータ値が抑圧されずに残る。このように、大物標を検出して検出結果に応じて実行したＣＦＡＲ処理を、識別機能付きＣＦＡＲ処理と称する。

合成部２５は、識別機能付きＣＦＡＲ処理部２４２Ａ−２４２Ｎのそれぞれから出力された各識別機能付きＣＦＡＲ処理後のドップラ周波数成分を合成して、注目スイープのスイープデータを生成する。このスイープデータが探知画像形成用のスイープデータとなり、画像データ生成部３０へ出力される。

本実施形態に示すドップラ処理を含む探知画像生成処理もプログラム化してコンピュータで実行することも可能である。この処理をフローで表すと、図１４に示すようなフローになる。図１４は、本発明の第４の実施形態に係る探知画像生成フローを示すフローチャートである。

まず、各ドップラ周波数成分の算出から移動平均値の算出までは、第２、第３の実施形態と同様の方法で行われる。

このような移動平均値の算出処理とともに、各ドップラ周波数成分の値に基づいて大物標の領域を識別する（Ｓ３０１）。

大物標の範囲内でなければ（Ｓ３０２：ＮＯ）、ドップラ周波数成分の値から移動平均値を減算する（Ｓ３０３）。この処理により、大物標の検出されていない領域において、小物標（移動物標）のエコーのデータ値を抑圧することなく、クラッタのエコーのデータ値を抑圧することができる。

大物標の範囲内であれば（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、ドップラ周波数成分の値から閾値Ｓｔｈを設定する（Ｓ３０４）。そして、ドップラ周波数成分の値から閾値Ｓｔｈを減算する（Ｓ３０５）。この処理により、大物標の検出されている領域において、大物標（陸地等）のエコーのデータ値を抑圧しないようにすることができる。

このような処理を用いても、移動物標等の小物標と陸等の大物標との両方を抑圧せず、クラッタを抑圧したスイープデータを得ることができる。

次に、本発明の第５の実施形態に係る探知装置について、図を参照して説明する。図１５は、本発明の第５の実施形態に係るドップラ処理部の構成を示すブロック図である。本実施形態の探知装置は、ドップラ処理部２０Ｄの構成および処理が、第４の実施形態に示したドップラ処理部２０Ｃと異なるものであり、他の構成および処理は同じである。したがって、異なる箇所（ドップラ処理部２０Ｄ）の構成および処理についてのみ詳細に説明する。

ドップラ処理部２０Ｄは、スイープバッファ２１、ドップラフィルタバンク２２、Ｌｏｇ検波部２３Ａ−２３Ｎ、識別機能付きＣＦＡＲ処理部２４２Ａ、ＣＦＡＲ処理部２４Ｂ−２４Ｎ、および合成部２５Ａを備える。

スイープバッファ２１、ドップラフィルタバンク２２、Ｌｏｇ検波部２３Ａ−２３Ｎ、ＣＦＡＲ処理部２４Ｂ−２４Ｎの構成および処理は第２、第４の実施形態と同じである。識別機能付きＣＦＡＲ処理部２４２Ａおよび合成部２５の構成おび処理は第４の実施形態と同じである。

すなわち、本実施形態のドップラ処理部２０Ｄは、特定のドップラ周波数成分に対してのみ識別機能付きＣＦＡＲ処理を実行し、他のドップラ周波数成分に対しては通常のＣＦＡＲ処理を実行するものである。

この際、特定のドップラ周波数成分は、自船に対する大物標（陸地）の相対速度に対応するドップラ周波数成分に設定されている。

このような構成を用いることで、大物標の相対速度に対応したドップラ周波数成分にのみ大物標の識別機能付きＣＦＡＲ処理が実行されるので、上述の移動物標等の小物標と陸等の大物標との両方を抑圧せず、クラッタを抑圧したスイープデータを得るという効果とともに、リソースを低減することができる。

なお、図１５では、一つのドップラ周波数成分に対してのみ識別機能付きＣＦＡＲ処理部を設定する例を示したが、複数のドップラ周波数成分に識別機能付きＣＦＡＲ処理部を設定するようにしてもよい。例えば、相対速度のドップラ周波数の範囲がドップラフィルタバンクの周波数分解能に基づく一つのドップラ周波数成分の周波数範囲よりも広ければ、連続する複数のドップラ周波数成分に亘り識別機能付きＣＦＡＲ処理部を設定すればよい。また、陸地でない大物標、すなわち通常のＣＦＡＲ処理で抑圧されてしまう程度の大きさを有する物標が異なる速度で存在するような場合には、それぞれの速度に応じたドップラ周波数成分に識別機能付きＣＦＡＲ処理部を設定すればよい。

本実施形態に示すドップラ処理を含む探知画像生成処理もプログラム化してコンピュータで実行することも可能である。この処理をフローで表すと、図１６に示すようなフローになる。図１６は、本発明の第５の実施形態に係る探知画像生成フローを示すフローチャートである。

まず、各ドップラ周波数成分の算出から移動平均値の算出までは、第２、第３、第４の実施形態と同様の方法で行われる。

特定のドップラ周波数成分でない場合（Ｓ４０１：Ｎｏ）、移動平均値を用いたＣＦＡＲ処理を行う（Ｓ４０２）。

特定のドップラ周波数成分の場合（Ｓ４０１：Ｙｅｓ）、特定ドップラ周波数成分の値に基づいて大物標の領域を識別する（Ｓ４０３）。

大物標の範囲内でなければ（Ｓ４０４：ＮＯ）、ドップラ周波数成分の値から移動平均値を減算する（Ｓ４０５）。この処理により、大物標の検出されていない領域において、小物標（移動物標）のエコーのデータ値を抑圧することなく、クラッタのエコーのデータ値を抑圧することができる。

大物標の範囲内であれば（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、ドップラ周波数成分の値から閾値Ｓｔｈを設定する（Ｓ４０６）。そして、ドップラ周波数成分の値から閾値Ｓｔｈを減算する（Ｓ４０７）。この処理により、大物標の検出されている領域において、大物標（陸地等）のエコーのデータ値を抑圧しないようにすることができる。

次に、このように生成されたＣＦＡＲ処理もしくは閾値Ｓｔｈによる減算処理を用いた特定のドップラ周波数成分とその他の通常のＣＦＡＲ処理後のドップラ周波数成分とを合成する（Ｓ４０８）。これにより、注目スイープの識別機能付きＣＦＡＲ処理後のスイープデータが得られる。

このような処理を用いても、移動物標等の小物標と陸等の大物標との両方を抑圧せず、クラッタを抑圧したスイープデータを得ることができる。

次に、本発明の第６の実施形態に係る探知装置について、図を参照して説明する。図１７は、本発明の第６の実施形態に係るドップラ処理部２０Ｅの構成を示すブロック図である。本実施形態の探知装置は、ドップラ処理部２０Ｅの構成および処理が、第３の実施形態に示したドップラ処理部２０Ｂと異なるものであり、他の構成および処理は同じである。したがって、異なる箇所（ドップラ処理部２０Ｅ）の構成および処理についてのみ詳細に説明する。

ドップラ処理部２０Ｅは、スイープバッファ２１、ドップラフィルタバンク２２、Ｌｏｇ検波部２３Ａ−２３Ｎ、補完機能付きＣＦＡＲ処理部２４１Ａ、ＣＦＡＲ処理部２４Ｂ−２４Ｎ、および合成部２５Ａを備える。

スイープバッファ２１、ドップラフィルタバンク２２、Ｌｏｇ検波部２３Ａ−２３Ｎ、ＣＦＡＲ処理部２４Ｂ−２４Ｎの構成および処理は第２、第３の実施形態と同じである。補完機能付きＣＦＡＲ処理部２４２Ａおよび合成部２５の構成および処理は第３の実施形態と同じである。

すなわち、本実施形態のドップラ処理部２０Ｅは、特定のドップラ周波数成分に対してのみ補完機能付きＣＦＡＲ処理を実行し、他のドップラ周波数成分に対しては通常のＣＦＡＲ処理を実行するものである。

この際、特定のドップラ周波数成分は、自船に対する大物標（陸地）の相対速度に対応するドップラ周波数成分に設定されている。なお、自船に対する大物標の相対速度は、適宜設定すればよい。

このような構成を用いることで、大物標の相対速度に対応したドップラ周波数成分にのみ補完機能付きＣＦＡＲ処理が実行されるので、上述の移動物標等の小物標と陸等の大物標との両方を抑圧せず、クラッタを抑圧したスイープデータを得るという効果とともに、リソースを低減することができる。

なお、図１７では、一つのドップラ周波数成分に対してのみ補完機能付きＣＦＡＲ処理部を設定する例を示したが、複数のドップラ周波数成分に亘り補完機能付きＣＦＡＲ処理部を設定するようにしてもよい。例えば、相対速度のドップラ周波数の範囲がドップラフィルタバンクの周波数分解能に基づく一つのドップラ周波数成分の周波数範囲よりも広ければ、連続する複数のドップラ周波数成分に亘り補完機能付きＣＦＡＲ処理部を設定すればよい。また、陸地でない大物標、すなわち通常のＣＦＡＲ処理で抑圧されてしまう程度の大きさを有する物標が異なる速度で存在するような場合には、それぞれの速度に応じたドップラ周波数成分に補完機能付きＣＦＡＲ処理部を設定すればよい。

本実施形態に示すドップラ処理を含む探知画像生成処理もプログラム化してコンピュータで実行することも可能である。この処理をフローで表すと、図１８に示すようなフローになる。図１８は、本発明の第６の実施形態に係る探知画像生成フローを示すフローチャートである。

まず、各ドップラ周波数成分の算出から移動平均値の算出までは、第２、第３、第４、第５の実施形態と同様の方法で行われる。

このような移動平均値の算出処理とは別に、注目スイープのスイープデータに対してＬｏｇ検波処理を実行し、Ｌｏｇ検波後のスイープデータを構成する各エコーデータのデータ値に基づいて大物標の領域を識別する（Ｓ５０１）。

特定のドップラ周波数成分でない場合（Ｓ５０２：Ｎｏ）、移動平均値を用いたＣＦＡＲ処理を行う（Ｓ５０３）。

特定のドップラ周波数成分の場合（Ｓ５０２：Ｙｅｓ）、大物標の範囲内であるかどうかを確認する。

大物標の範囲内でなければ（Ｓ５０４：ＮＯ）、ドップラ周波数成分の値から移動平均値を減算する（Ｓ５０５）。この処理により、大物標の検出されていない領域において、小物標（移動物標）のエコーのデータ値を抑圧することなく、クラッタのエコーのデータ値を抑圧することができる。

大物標の範囲内であれば（Ｓ５０４：ＹＥＳ）、ドップラ周波数成分の値から閾値Ｓｔｈを設定する（Ｓ５０６）。そして、ドップラ周波数成分の値から閾値Ｓｔｈを減算する（Ｓ５０７）。この処理により、大物標の検出されている領域において、大物標（陸地等）のエコーのデータ値を抑圧しないようにすることができる。

次に、このように生成されたＣＦＡＲ処理もしくは閾値Ｓｔｈによる減算処理を用いた特定のドップラ周波数成分とその他の通常のＣＦＡＲ処理後のドップラ周波数成分とを合成する（Ｓ５０８）。これにより、注目スイープの補完機能付きＣＦＡＲ処理後のスイープデータが得られる。

このような処理を用いることにより、移動物標等の小物標と陸等の大物標との両方を抑圧せず、クラッタを抑圧したスイープデータを得ることができる。

次に、本発明の本発明の第７の実施形態に係る探知装置について、図を参照して説明する。図１９は、本発明の第７の実施形態に係るドップラ処理部２０Ｆの構成を示すブロック図である。本実施形態の探知装置は、ドップラ処理部２０Ｆの構成および処理が、第１の実施形態に示したドップラ処理部２０と異なるものであり、他の構成および処理は同じである。したがって、異なる箇所（ドップラ処理部２０Ｆ）の構成および処理についてのみ詳細に説明する。

ドップラ処理部２０Ｆでは、受信信号に基づくスイープデータが領域識別部２６０に入力される。領域識別部２６０は、上述の方法を用いて、注目位置を含む注目スイープのスイープデータから、当該スイープデータ上で大物標の領域と大物標以外の領域を識別し、ドップラ周波数成分抑圧部２４０Ｆに与える。また、領域識別部２６０は、入力されたスイープデータをそのままドップラ周波数成分抑圧部２２０に出力する。

ドップラ周波数成分生成部２２０は、これら複数のスイープデータからフーリエ変換を行うことで、注目スイープの注目位置のエコーデータを複数のドップラ周波数成分に分解する。ドップラ周波数成分生成部２２０は、生成したドップラ周波数成分を、ドップラ周波数成分抑圧部２４０Ｆに出力する。

ドップラ周波数成分抑圧部２４０Ｆは、領域識別部２６０からの領域識別情報に基づいて、大物標の領域と大物標以外の領域で、ドップラ周波数成分に対して異なる処理を行う。具体的には、ドップラ周波数成分抑圧部２４０Ｆは、大物標の領域では、ドップラ周波数成分（ドップラ周波数成分のデータ値）を、そのまま合成部２７０に出力する。ドップラ周波数成分抑圧部２４０Ｆは、大物標以外の領域では、ドップラ周波数成分（ドップラ周波数成分のデータ値）に対してＣＦＡＲ処理を行って、合成部２７０に出力する。このような構成により、ドップラ周波数成分抑圧部２４０Ｆは、本発明の「第１のドップラ周波数成分抑圧部」および「第２のドップラ周波数成分抑圧部」として機能する。

合成部２７０は、ドップラ周波数成分抑圧部２４０Ｆから出力される各ドップラ周波数成分の合成処理を行う。

このような構成であって、第１の実施形態と同様に、移動物標等の小物標と陸等の大物標との両方を抑圧せず、クラッタを抑圧した探知画像データを得ることができる。

なお、上述の各実施形態では、大物標の領域（第１の領域）では、ドップラ周波数成分のデータ値をそのまま出力する例を示したが、大物標以外の領域（第２の領域）で行うＣＦＡＲ処理よりも、不要信号の抑圧効果が低い処理を行って出力するようにしてもよい。

１：探知装置、
１０：受信部、
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆ：ドップラ処理部、
２１：スイープバッファ、
２２：ドップラフィルタバンク、
２３Ａ−２３Ｎ：Ｌｏｇ検波部、
２４Ａ−２４Ｎ：ＣＦＡＲ処理部、
２４１Ａ−２４１Ｎ：補完機能付きＣＦＡＲ処理部、
２４２Ａ−２４２Ｎ：識別機能付きＣＦＡＲ処理部、
２５，２５Ａ，２７，２７０：合成部、
２６：大物標識別部、
３０：画像データ生成部、
４０：描画アドレス発生部、
５０：画像メモリ、１０１：増幅部、
１０２：Ａ／Ｄ変換部、
１０３：パルス圧縮部、
２２０：ドップラ周波数成分生成部、
２４０，２４０Ｆ：ドップラ周波数成分抑圧部、
２６０，２６１：領域識別部、
２６２：閾値生成部、
２６３：減算器

Claims (26)

1. 送信信号の反射信号から得られた受信信号に基づいて物標を探知する探知装置であって、
   前記受信信号に基づいて、少なくとも一つのドップラ周波数に対する、受信信号の振幅レベルを示すドップラ周波数成分を取得するドップラ周波数成分生成部と、
   前記振幅レベルの増加率と前記振幅レベルの値に基づいて、第１の領域と該第１の領域以外の第２の領域に識別する領域識別部と、
   前記第２の領域に対応する前記ドップラ周波数成分のうち、不要信号のドップラ周波数成分を抑圧する第２のドップラ周波数成分抑圧部と、
   前記領域識別部から出力される第１の領域に対応する前記ドップラ周波数成分と、前記第２のドップラ周波数成分抑圧部の出力とを合成する合成部と、
   を備えた探知装置。
2. 請求項１に記載の探知装置であって、さらに、
   前記第１の領域に対応する前記ドップラ周波数成分に対して、前記第２の領域に対する抑圧よりも、より小さく抑圧する第１のドップラ周波数成分抑圧部を備え、
   前記合成部は、前記第１のドップラ周波数成分抑圧部の出力と前記第２のドップラ周波数成分抑圧部の出力とを合成する、探知装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の探知装置であって、
   前記領域識別部は、前記ドップラ周波数成分の振幅レベルの増加率が所定値以上となる位置を検出し、前記位置またはその近傍位置からより遠方に向かって前記振幅レベルが所定範囲にわたってあらかじめ定めた値以上である場合、前記位置を前記第１の領域と前記第２の領域を識別する、前記第１の近端位置として検出する、探知装置。
4. 請求項３記載の探知装置であって、
   前記領域識別部は、
   互いに時定数の異なる第１のフィルタと第２のフィルタを備え、前記ドップラ周波数成分の該第１のフィルタと該第２のフィルタそれぞれからの出力レベルの差分値に基づいて前記第１の領域の端部を検出する第１の領域検出部を有する、
   探知装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の探知装置であって、
   前記ドップラ周波数成分抑圧部は、前記ドップラ周波数成分の値に対してＣＦＡＲ処理をするＣＦＡＲ処理部を有する、
   探知装置。
6. 請求項３または請求項４に記載の探知装置であって、
   前記領域識別部は、ドップラ周波数成分の振幅レベルと近端位置のドップラ周波数成分の振幅レベルを比較して、第１の領域の遠端位置を検出する、
   探知装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の探知装置であって、
   前記ドップラ周波数成分は複数成分である、探知装置。
8. 請求項２に記載の探知装置であって、
   ドップラ周波数成分毎に、前記第１ドップラ周波数成分抑圧部と前記第２ドップラ周波数成分抑圧部とを有する抑圧処理部を備え、
   前記領域識別部は、前記第１の領域と前記第２の領域の区分を各抑圧処理部に与え、
   各抑圧処理部は、前記第１の領域では前記第１抑圧処理を行い、前記第２の領域では前記第２抑圧処理を行う、探知装置。
9. 請求項２に記載の探知装置であって、
   ドップラ周波数成分毎に、前記領域識別部と前記第１ドップラ周波数成分抑圧部と前記第２ドップラ周波数成分抑圧部とを有する領域識別機能付き抑圧処理部を備え、
   各領域識別機能付きの抑圧処理部は、個別に前記第１の領域および前記第２の領域の識別を行い、前記第１の領域では前記第１抑圧処理を行い、前記第２の領域では前記第２抑圧処理を行う、探知装置。
10. 請求項２に記載の探知装置であって、
    特定のドップラ周波数成分に対しては、前記領域識別部と前記第１ドップラ周波数成分抑圧部と前記第２ドップラ周波数成分抑圧部とを有する領域識別機能付き抑圧処理部を備え、
    前記特定のドップラ周波数成分以外のドップラ周波数成分に対しては、前記第２ドップラ周波数成分抑圧部を備える、探知装置。
11. 請求項２に記載の探知装置であって、
    特定のドップラ周波数成分に対しては、前記第１ドップラ周波数成分抑圧部と前記第２ドップラ周波数成分抑圧部とを有する抑圧処理部を備え、
    前記領域識別部は、前記第１の領域と前記第２の領域の区分を、前記特定のドップラ周波数成分に対する抑圧処理部に与え、
    前記特定のドップラ周波数成分以外のドップラ周波数成分に対しては、前記第２ドップラ周波数成分抑圧部を備える、探知装置。
12. 所定回転周期で回転するアンテナと、
    該回転周期よりも短い繰り返し周期で、前記探知信号を前記アンテナから外部へ送信する送信部と、
    前記アンテナが外部から受信した信号を前記反射信号として受信する請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の探知装置と、を備えたレーダ装置。
13. 送信信号の反射信号から得られた受信信号に基づいて物標を探知する探知方法であって、
    前記受信信号に基づいて、少なくとも一つのドップラ周波数に対する、受信信号の振幅レベルを示すドップラ周波数成分を取得するドップラ周波数成分生成工程と、
    前記振幅レベルの増加率と前記振幅レベルの値に基づいて、第１の領域と該第１の領域以外の第２の領域に識別する領域識別工程と、
    前記第２の領域に対応する前記ドップラ周波数成分のうち、不要信号のドップラ周波数成分を抑圧する第２のドップラ周波数成分抑圧工程と、
    前記領域識別部から出力される第１の領域に対応する前記ドップラ周波数成分と、前記第２のドップラ周波数成分抑圧部の出力とを合成する合成工程と、
    を有する探知方法。
14. 請求項１３に記載の探知方法であって、さらに、
    前記第１の領域に対応する前記ドップラ周波数成分に対して、前記第２の領域に対する抑圧よりも、より小さく抑圧する第１のドップラ周波数成分抑圧工程を有し、
    前記合成工程は、前記第１のドップラ周波数成分抑圧部の出力と前記第２のドップラ周波数成分抑圧部の出力とを合成する、探知方法。
15. 請求項１３または請求項１４に記載の探知方法であって、
    前記領域識別工程は、前記ドップラ周波数成分の振幅レベルの増加率が所定値以上となる位置を検出し、前記位置またはその近傍位置からより遠方に向かって前記振幅レベルが所定範囲にわたってあらかじめ定めた値以上である場合、前記位置を前記第１の領域と前記第２の領域を識別する、前記第１の近端位置として検出する、探知方法。
16. 請求項１５に記載の探知方法であって、
    前記領域識別工程は、
    互いに時定数の異なる第１のフィルタと第２のフィルタを備え、前記ドップラ周波数成分の該第１のフィルタと該第２のフィルタそれぞれからの出力レベルの差分値に基づいて前記第１の領域の端部を検出する第１の領域検出工程を有する、
    探知装置。
17. 請求項１３乃至請求項１６のいずれかに記載の探知方法であって、
    前記ドップラ周波数成分抑圧工程は、前記ドップラ周波数成分の値に対してＣＦＡＲ処理をするＣＦＡＲ処理部を有する、
    探知方法。
18. 請求項１３乃至請求項１７のいずれかに記載の探知方法であって、
    前記ドップラ周波数成分は複数成分である、探知方法。
19. 請求項１５または請求項１６に記載の探知方法であって、
    前記領域識別工程は、ドップラ周波数成分の振幅レベルと近端位置のドップラ周波数成分の振幅レベルを比較して、第１の領域の遠端位置を検出する、
    探知方法。
20. 送信信号の反射信号から得られた受信信号に基づいて物標を探知する探知処理をコンピュータに実行させる探知プログラムであって、
    前記コンピュータは、
    前記受信信号に基づいて、少なくとも一つのドップラ周波数に対する、受信信号の振幅レベルを示すドップラ周波数成分を取得するドップラ周波数成分生成処理と、
    前記振幅レベルの増加率と前記振幅レベルの値に基づいて、第１の領域と該第１の領域以外の第２の領域に識別する領域識別処理と、
    前記第２の領域に対応する前記ドップラ周波数成分のうち、不要信号のドップラ周波数成分を抑圧する第２のドップラ周波数成分抑圧処理と、
    前記領域識別部から出力される第１の領域に対応する前記ドップラ周波数成分と、前記第２のドップラ周波数成分抑圧部の出力とを合成する合成処理と、
    を実行する、探知プログラム。
21. 請求項２０に記載の探知プログラムであって、
    前記コンピュータは、
    さらに、
    前記第１の領域に対応する前記ドップラ周波数成分に対して、前記第２の領域に対する抑圧よりも、より小さく抑圧する第１のドップラ周波数成分抑圧処理を実行し、
    前記合成処理で、前記第１のドップラ周波数成分抑圧部の出力と前記第２のドップラ周波数成分抑圧部の出力とを合成する、探知プログラム。
22. 請求項２０または請求項２１に記載の探知プログラムであって、
    前記コンピュータは、
    前記領域識別処理で、前記ドップラ周波数成分の振幅レベルの増加率が所定値以上となる位置を検出し、前記位置またはその近傍位置からより遠方に向かって前記振幅レベルが所定範囲にわたってあらかじめ定めた値以上である場合、前記位置を前記第１の領域と前記第２の領域を識別する、前記第１の近端位置として検出する、探知プログラム。
23. 請求項２２に記載の探知プログラムであって、
    前記コンピュータは、
    前記領域識別処理において、
    互いに時定数の異なる第１のフィルタと第２のフィルタを備え、前記ドップラ周波数成分の該第１のフィルタと該第２のフィルタそれぞれからの出力レベルの差分値に基づいて前記第１の領域の端部を検出する第１の領域検出処理を実行する、
    探知プログラム。
24. 請求項２０乃至請求項２３のいずれかに記載の探知プログラムであって、
    前記コンピュータは、
    前記ドップラ周波数成分抑圧処理として、前記ドップラ周波数成分の値に対してＣＦＡＲ処理を実行する、
    探知プログラム。
25. 請求項２０乃至請求項２４のいずれかに記載の探知プログラムであって、
    前記コンピュータが処理する前記ドップラ周波数成分は複数成分である、探知プログラム。
26. 請求項２２または請求項２３に記載の探知プログラムであって、
    前記コンピュータは、
    前記領域識別処理として、ドップラ周波数成分の振幅レベルと近端位置のドップラ周波数成分の振幅レベルを比較して、第１の領域の遠端位置を検出する、
    探知プログラム。

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