レーダ信号処理装置およびレーダ信号処理方法
【課題】同一の目標物に対して処理が重複する冗長性をなくす。
【解決手段】受信信号を時間方向でフーリエ変換しドップラー周波数次元のデータに変換する時間フーリエ変換部１６と、変換後のデータからピーク信号を検出するピーク検出部１７と、ピーク信号に相当するドップラー周波数次元のデータから共分散行列を生成する共分散行列生成手段と、共分散行列に含まれる波の数を抽出する波数推定部１９と、波数推定部１９による演算結果を用いて高分解能により目標物までの距離を算出する距離算出部２２と、当該距離から隣接する距離ゲートからの漏れ込み波かどうかの判定を行う漏れ込み波判定部２３と、漏れ込み波と判定されたデータの処理の優先度を下げる優先度判定部２０とを備えたレーダ信号処理装置で、これらの一連の処理の処理時間が制限時間を超えた場合に途中でその処理を打ち切る。
【解決手段】受信信号を時間方向でフーリエ変換しドップラー周波数次元のデータに変換する時間フーリエ変換部１６と、変換後のデータからピーク信号を検出するピーク検出部１７と、ピーク信号に相当するドップラー周波数次元のデータから共分散行列を生成する共分散行列生成手段と、共分散行列に含まれる波の数を抽出する波数推定部１９と、波数推定部１９による演算結果を用いて高分解能により目標物までの距離を算出する距離算出部２２と、当該距離から隣接する距離ゲートからの漏れ込み波かどうかの判定を行う漏れ込み波判定部２３と、漏れ込み波と判定されたデータの処理の優先度を下げる優先度判定部２０とを備えたレーダ信号処理装置で、これらの一連の処理の処理時間が制限時間を超えた場合に途中でその処理を打ち切る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーダ信号処理装置およびレーダ信号処理方法に関し、特に、複数のアンテナで受信した信号から目標物体の距離または角度を算出するためのレーダ信号処理装置およびレーダ信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーダ装置は、複数の受信アンテナから構成される受信アレーアンテナをもち、空間方向に複数のビームを形成するビーム合成処理を行うことで、到来するレーダ反射波のビーム方向ごとの信号処理を行うことができる。また、到来反射波の方向ごとに受信信号の積分効果を得ることができる。
【０００３】
また、他の従来のレーダ装置として、時分割で複数周波数のパルス波を送信し、目標物からの反射波を受信する、多周波パルス方式を用いたレーダ装置が提案されており（例えば、非特許文献１参照）、該レーダ装置においては、規定の幅をもつ距離範囲ごとに信号を処理することができる（この距離範囲を距離ゲートと呼ぶ）。
【０００４】
ここで、目標の相対的な角度や距離を高い分解能で算出する方法として、ＭＵＳＩＣ（MUltiple SIgnal Classification）（例えば、非特許文献２参照）やＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）（例えば、非特許文献３参照）といった高分解能処理が知られている。この高分解能処理では、受信信号に複数の反射波の情報が混在する、多重波環境となる場合においても複数の波の分離が可能である。
【０００５】
上述の従来のレーダ装置において、非特許文献２や３に記載の高分解能処理を用いることで、レーダの捜索範囲の空間を分割し、分割した領域ごとに高い分解能で目標の距離や角度を求めることができる。
【０００６】
ただし、高分解能処理は高い分解能を達成できる一方で、処理の負荷が大きく、レーダ装置で要求されるリアルタイム処理を達成するためには、装置の規模が大きくなってしまうという課題がある。そのため、この課題に対して、高分解能処理を行うか否かの選定手段をもち、選定された信号にのみ高分解能処理を施す手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【非特許文献１】稲葉敬之著，「多周波ステップＩＣＷレーダによる多目標分離法」，電子情報通信学会論文誌，B Vol. J89-B No.3,pp.373-383
【非特許文献２】R. O. Schmidt,“Multiple Emitter Location and Signal Parameter Estimation”, IEEE Trans, vol.AP-34, No.3, pp.276-280（Mar. 1986）
【非特許文献３】R. Roy and T. Kailath,“ESPRIT Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques”, IEEE Trans, vol.ASSP-37, pp.984-995（July. 1989）
【特許文献１】特開２００６−９１０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の従来のレーダ装置においては、ビームや距離ゲートといった、空間上の異なる領域ごとの処理が可能である。しかしながら、ここで、隣り合う２つの領域の一方の領域にある目標物からの反射波が一方の領域でも検出され、かつ、他方の領域に漏れこんで検出される場合、同一の目標物からの反射波を２つの領域で扱うことになり、処理に冗長性が存在するという問題点がある。
【０００９】
上述した特許文献１に記載の手法においても、この処理の冗長性の解決はなされていないため、高分解能処理を行うに当たって、演算器やメモリといった処理装置のリソースを有効に活用し切れないという問題点があった。
【００１０】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、同一の目標物に対して処理が重複する冗長性をなくし、演算器およびメモリのリソースを有効に活用し、リアルタイム処理を達成することが可能なレーダ信号処理装置およびレーダ信号処理方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、送信信号を空間に向けて放出する送信手段と、上記空間に存在した目標物によって上記送信信号が反射して発生する反射信号を受信信号として受信する受信手段と、上記受信信号を時間方向でフーリエ変換し、時間次元の受信信号をドップラー周波数次元のデータに変換する時間フーリエ変換手段と、上記ドップラー周波数次元のデータの中から、所定の閾値を超えるピーク信号を検出するピーク検出手段と、上記ピーク信号に相当するドップラー周波数次元のデータから距離算出用の共分散行列を生成する共分散行列生成手段と、上記共分散行列を固有値分解して、上記共分散行列に含まれる波の数を抽出する波数推定手段と、上記波数推定手段による上記共分散行列の演算結果を用いて高分解能アルゴリズムにより上記目標物までの距離の算出を行う距離算出手段と、上記距離算出手段により算出された上記距離と隣接する距離ゲートまでの距離とを比較して、上記波が隣接する距離ゲートからの漏れ込み波かどうかの判定を行う漏れ込み波判定手段と、上記漏れ込み波判定手段による判定結果を参照し、漏れ込み波と判定されたデータの処理の優先度を下げて、上記距離算出手段による処理を行う順位を決定する優先度判定手段と、上記受信手段による受信信号の受信から上記距離算出手段による距離算出までの処理時間をカウントし、当該処理時間が予め設定された制限時間を超えた場合には、途中でその処理を打ち切るタイムアウト手段とを備えたレーダ信号処理装置である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、送信信号を空間に向けて放出する送信手段と、上記空間に存在した目標物によって上記送信信号が反射して発生する反射信号を受信信号として受信する受信手段と、上記受信信号を時間方向でフーリエ変換し、時間次元の受信信号をドップラー周波数次元のデータに変換する時間フーリエ変換手段と、上記ドップラー周波数次元のデータの中から、所定の閾値を超えるピーク信号を検出するピーク検出手段と、上記ピーク信号に相当するドップラー周波数次元のデータから距離算出用の共分散行列を生成する共分散行列生成手段と、上記共分散行列を固有値分解して、上記共分散行列に含まれる波の数を抽出する波数推定手段と、上記波数推定手段による上記共分散行列の演算結果を用いて高分解能アルゴリズムにより上記目標物までの距離の算出を行う距離算出手段と、上記距離算出手段により算出された上記距離と隣接する距離ゲートまでの距離とを比較して、上記波が隣接する距離ゲートからの漏れ込み波かどうかの判定を行う漏れ込み波判定手段と、上記漏れ込み波判定手段による判定結果を参照し、漏れ込み波と判定されたデータの処理の優先度を下げて、上記距離算出手段による処理を行う順位を決定する優先度判定手段と、上記受信手段による受信信号の受信から上記距離算出手段による距離算出までの処理時間をカウントし、当該処理時間が予め設定された制限時間を超えた場合には、途中でその処理を打ち切るタイムアウト手段とを備えたレーダ信号処理装置であるので、同一の目標物に対して処理が重複する冗長性をなくし、演算器およびメモリのリソースを有効に活用し、リアルタイム処理を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るレーダ信号処理装置の構成を示す構成図である。図１において、１１は空間に向けて放出するための送信信号（送信波）を生成する送信部、１１ａは送信部１１に設けられた発振器、１１ｂは送信部１１に設けられた周波数逓倍器、１１ｃは送信部１１に設けられた低雑音増幅器、１２は送信部１１に接続されて送信信号を放出する送信アンテナである。また、１３は複数の受信アンテナから構成されて、送信信号が目標物で反射した反射波を受信する受信アレーアンテナ、１４は受信アレーアンテナ１４の受信アンテナの個数分だけ設けられた受信部、１４ａは受信部１４に設けられた低雑音増幅器、１４ｂは受信部１４に設けられたミキサ、１５は各受信部１４に接続され、アナログ信号による受信信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、１６は複数のＡ／Ｄ変換器１５に接続された時間フーリエ変換部、１７は時間フーリエ変換部１６からの信号が入力されるピーク検出部、１８は時間フーリエ変換部１６およびピーク検出部１７からの信号が入力される共分散行列生成部、１９は共分散行列生成部１８からの信号が入力される波数推定部、２０は波数推定部１９からの信号が入力される優先度判定部、２１は優先度判定部２０による演算結果が一時的に保存される一時データ保存部、２２は優先度判定部２０からの信号が入力される距離算出部、２３は距離算出部２２からの信号が入力され、演算結果を優先度判定部２０に出力する漏れ込み波判定部である。
【００１４】
次に動作について説明する。本実施の形態に係るレーダ信号処理装置は、送信アンテナ１２から空間に向けて送信信号を放出し、目標物にあたって反射してくる反射波を受信信号として受信アレーアンテナ１３で受信して、当該受信信号に基づいて、目標物までの距離を算出するものである。本実施の形態は、上記の非特許文献１の多周波ステップレーダ方式に基づき、高分解能アルゴリズムを用いて、目標物までの距離を算出するものであり、全体の処理は、あらかじめ設定された制限時間内で処理を終えるリアルタイム処理である。
【００１５】
送信部１１の内部では、周波数逓倍器１１ｂは発振器１１ａから出力された送信用信号の周波数を逓倍して送信レーダ波を生成し、低雑音増幅器１１ｃにおいて強度を増幅して、送信アンテナ１２を介してアンテナ面前方に放出する。この周波数逓倍器１１ｂでは一定時間間隔で逓倍率が切り替わり、一定の周波数ステップ幅の送信波が生成される。その結果、送信されるレーダ波は一定時間で周波数がステップ状に切り替わることになる。
【００１６】
送信アンテナ１２から放出された送信信号は、送信波の進行方向前方に目標物があった場合、当該目標物によって反射される。反射波は受信アレーアンテナ１３によって受信され、当該受信信号は、この時点ではアナログ信号であるため、受信アンテナ、低雑音増幅器１４ａおよびミキサ１４ｂから構成される受信系ごとに、Ａ／Ｄ変換器１５でディジタル信号に変換される。
【００１７】
ディジタル化された各受信系の受信信号は、それぞれ、時間フーリエ変換部１６において、受信信号の時間次元（時間方向）で高速フーリエ変換され、受信信号の次元は時間次元からドップラー周波数次元に変換される。
【００１８】
ドップラー周波数次元に変換された受信信号は、ピーク検出部１７において、当該受信信号の電力または振幅強度に関して閾値処理され、すなわち、予め設定された所定の閾値と受信信号の電力または振幅強度とが比較され、当該閾値を超える電力または振幅強度を有する受信信号だけを抽出し、それらをピーク信号として検出する。ピーク信号のドップラー周波数は、目標物と自機（すなわち、本実施の形態によるレーダ信号処理装置）との相対速度を表す。
【００１９】
共分散行列生成部１８は、時間フーリエ変換部１６の出力から、ピーク検出部１７で検出されたピーク信号のドップラー周波数成分の信号（ドップラー周波数次元の受信信号）を取り出し、それに基づいて共分散行列を生成する。共分散行列は、ピーク検出部１７で検出されたピーク信号ごとに当該ピーク信号の数だけ生成される。
【００２０】
波数推定部１９では、共分散行列生成部１８で生成された共分散行列を固有値展開し、共分散行列に含まれる波の数を決定する。
【００２１】
優先度判定部２０では、波数推定部１９の出力である高分解能処理の途中結果と推定された波の数を受け取る。推定された波の数が複数個の場合は、それらの波のデータの処理の優先度を高いものと決定し、当該途中結果を後段の距離算出部２２に受け渡す。一方、推定された波の数が１個の場合は、その波のデータの処理の優先度を低いものと決定し、優先度を下げるとともに、当該途中結果と波の数を一時データ保存部２１に保存しておく。
【００２２】
距離算出部２２では、優先度が高いものとしてこのようにして優先度判定部２０から受け取った高分解能処理の途中結果を用いて、高分解能アルゴリズムによる処理の続きを行って、目標物までの距離を算出する。
【００２３】
漏れ込み波判定部２３は、距離算出部２２で算出した距離と隣接する距離ゲートまでの距離とを比較して、距離算出部２２で算出した距離が、隣接する距離ゲート内の距離に相当する場合は、漏れ込み波と判定して、隣接する距離ゲートを漏れ込み波の存在する領域と判定する。漏れ込み波の情報は、漏れ込み波判定部２３内の記憶域に保存する。
【００２４】
上記までの処理で、波数推定部１９で波の数が複数個であると判定された共分散行列の距離算出が終了する。
【００２５】
次は、波の数が１個であると判定された共分散行列の処理である。上述のように、優先度判定部２０では、波の数が１個と判定された場合には、そのデータを優先度の低いものと決定して一時データ保存部２１にデータを記憶しているので、波の数が複数個であると判定された共分散行列の距離算出が終了した時点で、一時データ保存部２１に記憶されたデータを取り出し、漏れ込み波判定部２３に蓄えられた漏れ込み波の情報を参照する。そして、共分散行列のもとになっているピーク信号の距離ゲートが漏れ込み波の存在する領域とは異なる場合は、漏れ込み波ではないと判定し、距離算出部２２に途中処理結果を受け渡し、距離算出部２２により距離を算出する。距離算出後の漏れ込み波判定部２３の動作は上述と同じであり、すなわち、距離算出部２２で算出した距離と隣接する距離ゲートまでの距離とを比較して、距離算出部２２で算出した距離が、隣接する距離ゲート内の距離に相当する場合は、漏れ込み波と判定して、隣接する距離ゲートを漏れ込み波の存在する領域と判定し、当該漏れ込み波の情報が漏れ込み波判定部２３内の記憶域に追加保存され、漏れ込み波の情報が更新される。
【００２６】
一方、優先度判定部２０で、漏れ込み波判定部２３の情報を参照した結果、漏れ込み波と判定された場合は、優先度判定部２０は、その処理の優先度を下げ、その処理は後回しにされる。すなわち、優先度判定部２０で決定される処理の優先度は、推定された波の数が複数個の場合で、かつ、漏れ込み波でないものが優先度が１番高く、推定された波の数が１個の場合で、かつ、漏れ込み波でないものが２番目に高く、次が、推定された波の数が複数個の場合で、かつ、漏れ込み波のもので、最後が、推定された波の数が１個の場合で、かつ、漏れ込み波のものの順となる。
【００２７】
また、本実施の形態では、受信アレーアンテナ１３による受信信号の受信から距離算出部２２による距離算出までの処理時間をカウントし、当該処理時間が予め設定された制限時間を越えた場合には、途中でその処理を打ち切るタイムアウト機能が距離算出部２２に設けられている。このようにして処理が打ち切られる処理は、後回しにされた優先度の低い漏れ込み波の処理である。また、制限時間内であれば、漏れ込み波についても残りの処理が実行される。よって、漏れ込み波判定部２３による判定で誤判定が生じた場合でも修正が可能である。
【００２８】
以上のように、本実施の形態１においては、このように、漏れ込み波かどうかを判定する判定手段としての漏れ込み波判定部２３を設け、漏れ込み波に対する処理の優先度を下げて実行するので、同一の目標物に対して重複して処理が生じる冗長性を削減することができ、処理のための演算器やリソースをより有効に活用し、リアルタイム処理を達成することができるという効果が得られる。
【００２９】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２に係るレーダ信号処理装置の構成を示す構成図である。図２において、２４は、時間フーリエ変換部１６とピーク検出部１７との間に設けられたビーム形成部である。２５は、図１の距離算出部２２の代わりに設けられた角度算出部である。他の構成は図１と同じであるため、ここではその説明は省略する。但し、本実施の形態においては、共分散行列生成部１８が角度算出用の共分散行列を生成する点と、漏れ込み波判定部２３が角度算出部２５の出力に対応して、漏れ込み波の判定を行う点が、図１に示した実施の形態１と異なっている。その他の動作については実施の形態１と同じである。
【００３０】
動作について説明する。送信アンテナ１２による送信信号の送信から時間フーリエ変換部１６による時間フーリエ変換までの処理は、実施の形態１と全く同一の動作である。本実施の形態においては、時間フーリエ変換後、ビーム形成部２４が、空間方向に複数の受信ビームを形成する。
【００３１】
ピーク検出部１７では、受信ビームの張る方向の次元と、ドップラー周波数の２次元でピーク検出を行う。すなわち、ビーム形成部２４によりビーム形成されたドップラー周波数次元のデータの中から所定の閾値を超えるピーク信号を検出する。共分散行列生成部１８では、時間フーリエ変換部１６の出力信号からピーク信号のドップラー周波数成分（ドップラー周波数次元のデータ）を取り出し、角度算出用の共分散行列を生成する。
【００３２】
以降の、波数推定部１９および一時データ保存部２１の動作・機能は実施の形態１と同一である。角度算出部２５は、優先度判定部２０から、高分解能処理の途中結果を受け取り、続きの処理によって角度を算出する。
【００３３】
漏れ込み波判定部２３の動作を説明する。本実施の形態では、角度算出部２５により角度を算出する。そのため、漏れ込み波判定部２３は、あるビームで検出されたピーク信号に対して算出された角度と隣接するビームの張る角度範囲とを比較して、当該角度が隣接するビームの張る角度範囲に存在する場合、漏れ込み波と判定し、その隣接ビームの領域を漏れ込み波が存在する領域と判定する。漏れ込み波が存在する領域の情報は、漏れ込み波判定部２３内の記憶域に保存する。
【００３４】
優先度判定部２０は、ビーム間の漏れ込みに対応して、処理優先度を決定する。優先度判定部２０の処理については実施の形態１と基本的に同じであるため、ここでは説明を省略する。
【００３５】
以上のように、本実施の形態においても、隣り合うビームの間での漏れ込みを判定し、漏れ込みと判定された共分散行列の処理は後回しになるように優先度を下げて処理を実行うるようにしたので、同一の目標物に対して重複して処理が生じる冗長性を削減することができ、処理のための演算器やリソースを有効に活用して、リアルタイムの処理を達成することができるという効果が得られる。
【００３６】
実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態１または実施の形態２と同一の装置構成であって、優先度判定部の動作のみが異なるものであるため、図１または図２を参照することとし、ここでは構成についての説明は省略する。
【００３７】
本実施の形態においては、優先度判定部２０で、漏れ込み波判定部２３の結果を参照して、漏れ込み波と判定された共分散行列について、もとの信号のドップラー周波数との比較を行う。あらかじめ設定された周波数幅の範囲でドップラー周波数が一致する場合には、漏れ込み波と確定し、処理の優先度を下げる。一致しない場合には、漏れ込み波判定部２３の判定を破棄し、処理を続行させる。
【００３８】
以上のように、本実施の形態においては、実施の形態１および２と同様の効果が得られるとともに、さらに、漏れ込み波判定部２３において、実施の形態１および２で示した空間上での判定に加え、ドップラー周波数上での判定を行うようにしたので、漏れ込み波の判定の確度を高めることができる。その結果、誤判定によって処理の優先度を下げられ、距離や角度が算出されない信号の数を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の実施の形態１を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１ 送信部、１１ａ 発振器、１１ｂ 周波数逓倍器、１１ｃ 低雑音増幅器、１２ 送信アンテナ、１３ 受信アレーアンテナ、１４ 受信部、１４ａ 低雑音増幅器、１４ｂ ミキサ、１５ Ａ／Ｄ、１６ 時間フーリエ変換部、１７ ピーク検出部、１８ 共分散行列生成部、１９ 波数推定部、２０ 優先度判定部、２１ 一時データ保存部、２２ 距離算出部、２３ 漏れ込み波判定部、２４ ビーム形成部、２５ 角度算出部。
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーダ信号処理装置およびレーダ信号処理方法に関し、特に、複数のアンテナで受信した信号から目標物体の距離または角度を算出するためのレーダ信号処理装置およびレーダ信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーダ装置は、複数の受信アンテナから構成される受信アレーアンテナをもち、空間方向に複数のビームを形成するビーム合成処理を行うことで、到来するレーダ反射波のビーム方向ごとの信号処理を行うことができる。また、到来反射波の方向ごとに受信信号の積分効果を得ることができる。
【０００３】
また、他の従来のレーダ装置として、時分割で複数周波数のパルス波を送信し、目標物からの反射波を受信する、多周波パルス方式を用いたレーダ装置が提案されており（例えば、非特許文献１参照）、該レーダ装置においては、規定の幅をもつ距離範囲ごとに信号を処理することができる（この距離範囲を距離ゲートと呼ぶ）。
【０００４】
ここで、目標の相対的な角度や距離を高い分解能で算出する方法として、ＭＵＳＩＣ（MUltiple SIgnal Classification）（例えば、非特許文献２参照）やＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）（例えば、非特許文献３参照）といった高分解能処理が知られている。この高分解能処理では、受信信号に複数の反射波の情報が混在する、多重波環境となる場合においても複数の波の分離が可能である。
【０００５】
上述の従来のレーダ装置において、非特許文献２や３に記載の高分解能処理を用いることで、レーダの捜索範囲の空間を分割し、分割した領域ごとに高い分解能で目標の距離や角度を求めることができる。
【０００６】
ただし、高分解能処理は高い分解能を達成できる一方で、処理の負荷が大きく、レーダ装置で要求されるリアルタイム処理を達成するためには、装置の規模が大きくなってしまうという課題がある。そのため、この課題に対して、高分解能処理を行うか否かの選定手段をもち、選定された信号にのみ高分解能処理を施す手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【非特許文献１】稲葉敬之著，「多周波ステップＩＣＷレーダによる多目標分離法」，電子情報通信学会論文誌，B Vol. J89-B No.3,pp.373-383
【非特許文献２】R. O. Schmidt,“Multiple Emitter Location and Signal Parameter Estimation”, IEEE Trans, vol.AP-34, No.3, pp.276-280（Mar. 1986）
【非特許文献３】R. Roy and T. Kailath,“ESPRIT Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques”, IEEE Trans, vol.ASSP-37, pp.984-995（July. 1989）
【特許文献１】特開２００６−９１０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の従来のレーダ装置においては、ビームや距離ゲートといった、空間上の異なる領域ごとの処理が可能である。しかしながら、ここで、隣り合う２つの領域の一方の領域にある目標物からの反射波が一方の領域でも検出され、かつ、他方の領域に漏れこんで検出される場合、同一の目標物からの反射波を２つの領域で扱うことになり、処理に冗長性が存在するという問題点がある。
【０００９】
上述した特許文献１に記載の手法においても、この処理の冗長性の解決はなされていないため、高分解能処理を行うに当たって、演算器やメモリといった処理装置のリソースを有効に活用し切れないという問題点があった。
【００１０】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、同一の目標物に対して処理が重複する冗長性をなくし、演算器およびメモリのリソースを有効に活用し、リアルタイム処理を達成することが可能なレーダ信号処理装置およびレーダ信号処理方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、送信信号を空間に向けて放出する送信手段と、上記空間に存在した目標物によって上記送信信号が反射して発生する反射信号を受信信号として受信する受信手段と、上記受信信号を時間方向でフーリエ変換し、時間次元の受信信号をドップラー周波数次元のデータに変換する時間フーリエ変換手段と、上記ドップラー周波数次元のデータの中から、所定の閾値を超えるピーク信号を検出するピーク検出手段と、上記ピーク信号に相当するドップラー周波数次元のデータから距離算出用の共分散行列を生成する共分散行列生成手段と、上記共分散行列を固有値分解して、上記共分散行列に含まれる波の数を抽出する波数推定手段と、上記波数推定手段による上記共分散行列の演算結果を用いて高分解能アルゴリズムにより上記目標物までの距離の算出を行う距離算出手段と、上記距離算出手段により算出された上記距離と隣接する距離ゲートまでの距離とを比較して、上記波が隣接する距離ゲートからの漏れ込み波かどうかの判定を行う漏れ込み波判定手段と、上記漏れ込み波判定手段による判定結果を参照し、漏れ込み波と判定されたデータの処理の優先度を下げて、上記距離算出手段による処理を行う順位を決定する優先度判定手段と、上記受信手段による受信信号の受信から上記距離算出手段による距離算出までの処理時間をカウントし、当該処理時間が予め設定された制限時間を超えた場合には、途中でその処理を打ち切るタイムアウト手段とを備えたレーダ信号処理装置である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、送信信号を空間に向けて放出する送信手段と、上記空間に存在した目標物によって上記送信信号が反射して発生する反射信号を受信信号として受信する受信手段と、上記受信信号を時間方向でフーリエ変換し、時間次元の受信信号をドップラー周波数次元のデータに変換する時間フーリエ変換手段と、上記ドップラー周波数次元のデータの中から、所定の閾値を超えるピーク信号を検出するピーク検出手段と、上記ピーク信号に相当するドップラー周波数次元のデータから距離算出用の共分散行列を生成する共分散行列生成手段と、上記共分散行列を固有値分解して、上記共分散行列に含まれる波の数を抽出する波数推定手段と、上記波数推定手段による上記共分散行列の演算結果を用いて高分解能アルゴリズムにより上記目標物までの距離の算出を行う距離算出手段と、上記距離算出手段により算出された上記距離と隣接する距離ゲートまでの距離とを比較して、上記波が隣接する距離ゲートからの漏れ込み波かどうかの判定を行う漏れ込み波判定手段と、上記漏れ込み波判定手段による判定結果を参照し、漏れ込み波と判定されたデータの処理の優先度を下げて、上記距離算出手段による処理を行う順位を決定する優先度判定手段と、上記受信手段による受信信号の受信から上記距離算出手段による距離算出までの処理時間をカウントし、当該処理時間が予め設定された制限時間を超えた場合には、途中でその処理を打ち切るタイムアウト手段とを備えたレーダ信号処理装置であるので、同一の目標物に対して処理が重複する冗長性をなくし、演算器およびメモリのリソースを有効に活用し、リアルタイム処理を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るレーダ信号処理装置の構成を示す構成図である。図１において、１１は空間に向けて放出するための送信信号（送信波）を生成する送信部、１１ａは送信部１１に設けられた発振器、１１ｂは送信部１１に設けられた周波数逓倍器、１１ｃは送信部１１に設けられた低雑音増幅器、１２は送信部１１に接続されて送信信号を放出する送信アンテナである。また、１３は複数の受信アンテナから構成されて、送信信号が目標物で反射した反射波を受信する受信アレーアンテナ、１４は受信アレーアンテナ１４の受信アンテナの個数分だけ設けられた受信部、１４ａは受信部１４に設けられた低雑音増幅器、１４ｂは受信部１４に設けられたミキサ、１５は各受信部１４に接続され、アナログ信号による受信信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、１６は複数のＡ／Ｄ変換器１５に接続された時間フーリエ変換部、１７は時間フーリエ変換部１６からの信号が入力されるピーク検出部、１８は時間フーリエ変換部１６およびピーク検出部１７からの信号が入力される共分散行列生成部、１９は共分散行列生成部１８からの信号が入力される波数推定部、２０は波数推定部１９からの信号が入力される優先度判定部、２１は優先度判定部２０による演算結果が一時的に保存される一時データ保存部、２２は優先度判定部２０からの信号が入力される距離算出部、２３は距離算出部２２からの信号が入力され、演算結果を優先度判定部２０に出力する漏れ込み波判定部である。
【００１４】
次に動作について説明する。本実施の形態に係るレーダ信号処理装置は、送信アンテナ１２から空間に向けて送信信号を放出し、目標物にあたって反射してくる反射波を受信信号として受信アレーアンテナ１３で受信して、当該受信信号に基づいて、目標物までの距離を算出するものである。本実施の形態は、上記の非特許文献１の多周波ステップレーダ方式に基づき、高分解能アルゴリズムを用いて、目標物までの距離を算出するものであり、全体の処理は、あらかじめ設定された制限時間内で処理を終えるリアルタイム処理である。
【００１５】
送信部１１の内部では、周波数逓倍器１１ｂは発振器１１ａから出力された送信用信号の周波数を逓倍して送信レーダ波を生成し、低雑音増幅器１１ｃにおいて強度を増幅して、送信アンテナ１２を介してアンテナ面前方に放出する。この周波数逓倍器１１ｂでは一定時間間隔で逓倍率が切り替わり、一定の周波数ステップ幅の送信波が生成される。その結果、送信されるレーダ波は一定時間で周波数がステップ状に切り替わることになる。
【００１６】
送信アンテナ１２から放出された送信信号は、送信波の進行方向前方に目標物があった場合、当該目標物によって反射される。反射波は受信アレーアンテナ１３によって受信され、当該受信信号は、この時点ではアナログ信号であるため、受信アンテナ、低雑音増幅器１４ａおよびミキサ１４ｂから構成される受信系ごとに、Ａ／Ｄ変換器１５でディジタル信号に変換される。
【００１７】
ディジタル化された各受信系の受信信号は、それぞれ、時間フーリエ変換部１６において、受信信号の時間次元（時間方向）で高速フーリエ変換され、受信信号の次元は時間次元からドップラー周波数次元に変換される。
【００１８】
ドップラー周波数次元に変換された受信信号は、ピーク検出部１７において、当該受信信号の電力または振幅強度に関して閾値処理され、すなわち、予め設定された所定の閾値と受信信号の電力または振幅強度とが比較され、当該閾値を超える電力または振幅強度を有する受信信号だけを抽出し、それらをピーク信号として検出する。ピーク信号のドップラー周波数は、目標物と自機（すなわち、本実施の形態によるレーダ信号処理装置）との相対速度を表す。
【００１９】
共分散行列生成部１８は、時間フーリエ変換部１６の出力から、ピーク検出部１７で検出されたピーク信号のドップラー周波数成分の信号（ドップラー周波数次元の受信信号）を取り出し、それに基づいて共分散行列を生成する。共分散行列は、ピーク検出部１７で検出されたピーク信号ごとに当該ピーク信号の数だけ生成される。
【００２０】
波数推定部１９では、共分散行列生成部１８で生成された共分散行列を固有値展開し、共分散行列に含まれる波の数を決定する。
【００２１】
優先度判定部２０では、波数推定部１９の出力である高分解能処理の途中結果と推定された波の数を受け取る。推定された波の数が複数個の場合は、それらの波のデータの処理の優先度を高いものと決定し、当該途中結果を後段の距離算出部２２に受け渡す。一方、推定された波の数が１個の場合は、その波のデータの処理の優先度を低いものと決定し、優先度を下げるとともに、当該途中結果と波の数を一時データ保存部２１に保存しておく。
【００２２】
距離算出部２２では、優先度が高いものとしてこのようにして優先度判定部２０から受け取った高分解能処理の途中結果を用いて、高分解能アルゴリズムによる処理の続きを行って、目標物までの距離を算出する。
【００２３】
漏れ込み波判定部２３は、距離算出部２２で算出した距離と隣接する距離ゲートまでの距離とを比較して、距離算出部２２で算出した距離が、隣接する距離ゲート内の距離に相当する場合は、漏れ込み波と判定して、隣接する距離ゲートを漏れ込み波の存在する領域と判定する。漏れ込み波の情報は、漏れ込み波判定部２３内の記憶域に保存する。
【００２４】
上記までの処理で、波数推定部１９で波の数が複数個であると判定された共分散行列の距離算出が終了する。
【００２５】
次は、波の数が１個であると判定された共分散行列の処理である。上述のように、優先度判定部２０では、波の数が１個と判定された場合には、そのデータを優先度の低いものと決定して一時データ保存部２１にデータを記憶しているので、波の数が複数個であると判定された共分散行列の距離算出が終了した時点で、一時データ保存部２１に記憶されたデータを取り出し、漏れ込み波判定部２３に蓄えられた漏れ込み波の情報を参照する。そして、共分散行列のもとになっているピーク信号の距離ゲートが漏れ込み波の存在する領域とは異なる場合は、漏れ込み波ではないと判定し、距離算出部２２に途中処理結果を受け渡し、距離算出部２２により距離を算出する。距離算出後の漏れ込み波判定部２３の動作は上述と同じであり、すなわち、距離算出部２２で算出した距離と隣接する距離ゲートまでの距離とを比較して、距離算出部２２で算出した距離が、隣接する距離ゲート内の距離に相当する場合は、漏れ込み波と判定して、隣接する距離ゲートを漏れ込み波の存在する領域と判定し、当該漏れ込み波の情報が漏れ込み波判定部２３内の記憶域に追加保存され、漏れ込み波の情報が更新される。
【００２６】
一方、優先度判定部２０で、漏れ込み波判定部２３の情報を参照した結果、漏れ込み波と判定された場合は、優先度判定部２０は、その処理の優先度を下げ、その処理は後回しにされる。すなわち、優先度判定部２０で決定される処理の優先度は、推定された波の数が複数個の場合で、かつ、漏れ込み波でないものが優先度が１番高く、推定された波の数が１個の場合で、かつ、漏れ込み波でないものが２番目に高く、次が、推定された波の数が複数個の場合で、かつ、漏れ込み波のもので、最後が、推定された波の数が１個の場合で、かつ、漏れ込み波のものの順となる。
【００２７】
また、本実施の形態では、受信アレーアンテナ１３による受信信号の受信から距離算出部２２による距離算出までの処理時間をカウントし、当該処理時間が予め設定された制限時間を越えた場合には、途中でその処理を打ち切るタイムアウト機能が距離算出部２２に設けられている。このようにして処理が打ち切られる処理は、後回しにされた優先度の低い漏れ込み波の処理である。また、制限時間内であれば、漏れ込み波についても残りの処理が実行される。よって、漏れ込み波判定部２３による判定で誤判定が生じた場合でも修正が可能である。
【００２８】
以上のように、本実施の形態１においては、このように、漏れ込み波かどうかを判定する判定手段としての漏れ込み波判定部２３を設け、漏れ込み波に対する処理の優先度を下げて実行するので、同一の目標物に対して重複して処理が生じる冗長性を削減することができ、処理のための演算器やリソースをより有効に活用し、リアルタイム処理を達成することができるという効果が得られる。
【００２９】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２に係るレーダ信号処理装置の構成を示す構成図である。図２において、２４は、時間フーリエ変換部１６とピーク検出部１７との間に設けられたビーム形成部である。２５は、図１の距離算出部２２の代わりに設けられた角度算出部である。他の構成は図１と同じであるため、ここではその説明は省略する。但し、本実施の形態においては、共分散行列生成部１８が角度算出用の共分散行列を生成する点と、漏れ込み波判定部２３が角度算出部２５の出力に対応して、漏れ込み波の判定を行う点が、図１に示した実施の形態１と異なっている。その他の動作については実施の形態１と同じである。
【００３０】
動作について説明する。送信アンテナ１２による送信信号の送信から時間フーリエ変換部１６による時間フーリエ変換までの処理は、実施の形態１と全く同一の動作である。本実施の形態においては、時間フーリエ変換後、ビーム形成部２４が、空間方向に複数の受信ビームを形成する。
【００３１】
ピーク検出部１７では、受信ビームの張る方向の次元と、ドップラー周波数の２次元でピーク検出を行う。すなわち、ビーム形成部２４によりビーム形成されたドップラー周波数次元のデータの中から所定の閾値を超えるピーク信号を検出する。共分散行列生成部１８では、時間フーリエ変換部１６の出力信号からピーク信号のドップラー周波数成分（ドップラー周波数次元のデータ）を取り出し、角度算出用の共分散行列を生成する。
【００３２】
以降の、波数推定部１９および一時データ保存部２１の動作・機能は実施の形態１と同一である。角度算出部２５は、優先度判定部２０から、高分解能処理の途中結果を受け取り、続きの処理によって角度を算出する。
【００３３】
漏れ込み波判定部２３の動作を説明する。本実施の形態では、角度算出部２５により角度を算出する。そのため、漏れ込み波判定部２３は、あるビームで検出されたピーク信号に対して算出された角度と隣接するビームの張る角度範囲とを比較して、当該角度が隣接するビームの張る角度範囲に存在する場合、漏れ込み波と判定し、その隣接ビームの領域を漏れ込み波が存在する領域と判定する。漏れ込み波が存在する領域の情報は、漏れ込み波判定部２３内の記憶域に保存する。
【００３４】
優先度判定部２０は、ビーム間の漏れ込みに対応して、処理優先度を決定する。優先度判定部２０の処理については実施の形態１と基本的に同じであるため、ここでは説明を省略する。
【００３５】
以上のように、本実施の形態においても、隣り合うビームの間での漏れ込みを判定し、漏れ込みと判定された共分散行列の処理は後回しになるように優先度を下げて処理を実行うるようにしたので、同一の目標物に対して重複して処理が生じる冗長性を削減することができ、処理のための演算器やリソースを有効に活用して、リアルタイムの処理を達成することができるという効果が得られる。
【００３６】
実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態１または実施の形態２と同一の装置構成であって、優先度判定部の動作のみが異なるものであるため、図１または図２を参照することとし、ここでは構成についての説明は省略する。
【００３７】
本実施の形態においては、優先度判定部２０で、漏れ込み波判定部２３の結果を参照して、漏れ込み波と判定された共分散行列について、もとの信号のドップラー周波数との比較を行う。あらかじめ設定された周波数幅の範囲でドップラー周波数が一致する場合には、漏れ込み波と確定し、処理の優先度を下げる。一致しない場合には、漏れ込み波判定部２３の判定を破棄し、処理を続行させる。
【００３８】
以上のように、本実施の形態においては、実施の形態１および２と同様の効果が得られるとともに、さらに、漏れ込み波判定部２３において、実施の形態１および２で示した空間上での判定に加え、ドップラー周波数上での判定を行うようにしたので、漏れ込み波の判定の確度を高めることができる。その結果、誤判定によって処理の優先度を下げられ、距離や角度が算出されない信号の数を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の実施の形態１を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１ 送信部、１１ａ 発振器、１１ｂ 周波数逓倍器、１１ｃ 低雑音増幅器、１２ 送信アンテナ、１３ 受信アレーアンテナ、１４ 受信部、１４ａ 低雑音増幅器、１４ｂ ミキサ、１５ Ａ／Ｄ、１６ 時間フーリエ変換部、１７ ピーク検出部、１８ 共分散行列生成部、１９ 波数推定部、２０ 優先度判定部、２１ 一時データ保存部、２２ 距離算出部、２３ 漏れ込み波判定部、２４ ビーム形成部、２５ 角度算出部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号を空間に向けて放出する送信手段と、
上記空間に存在した目標物によって上記送信信号が反射して発生する反射信号を受信信号として受信する受信手段と、
上記受信信号を時間方向でフーリエ変換し、時間次元の受信信号をドップラー周波数次元のデータに変換する時間フーリエ変換手段と、
上記ドップラー周波数次元のデータの中から、所定の閾値を超えるピーク信号を検出するピーク検出手段と、
上記ピーク信号に相当するドップラー周波数次元のデータから距離算出用の共分散行列を生成する共分散行列生成手段と、
上記共分散行列を固有値分解して、上記共分散行列に含まれる波の数を抽出する波数推定手段と、
上記波数推定手段による上記共分散行列の演算結果を用いて高分解能アルゴリズムにより上記目標物までの距離の算出を行う距離算出手段と、
上記距離算出手段により算出された上記距離と隣接する距離ゲートまでの距離とを比較して、上記波が隣接する距離ゲートからの漏れ込み波かどうかの判定を行う漏れ込み波判定手段と、
上記漏れ込み波判定手段による判定結果を参照し、漏れ込み波と判定されたデータの処理の優先度を下げて、上記距離算出手段による処理を行う順位を決定する優先度判定手段と、
上記受信手段による受信信号の受信から上記距離算出手段による距離算出までの処理時間をカウントし、当該処理時間が予め設定された制限時間を超えた場合には、途中でその処理を打ち切るタイムアウト手段と
を備えたことを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項２】
送信信号を空間に向けて放出する送信手段と、
上記空間に存在した目標物によって上記送信信号が反射して発生する反射信号を受信信号として受信する受信手段と、
上記受信信号を時間方向でフーリエ変換し、時間次元の受信信号をドップラー周波数次元のデータに変換する時間フーリエ変換手段と、
上記空間方向に複数の受信ビームを形成するビーム形成手段と、
上記ビーム形成手段によりビーム形成された上記ドップラー周波数次元のデータの中から、所定の閾値を超えるピーク信号を検出するピーク検出手段と、
上記ピーク信号に相当するドップラー周波数次元のデータから角度算出用の共分散行列を生成する共分散行列生成手段と、
上記共分散行列を固有値分解して、上記共分散行列に含まれる波の数を抽出する波数推定手段と、
上記波数推定手段による上記共分散行列の演算結果を用いて高分解能アルゴリズムにより上記目標物が存在する方角の角度の算出を行う角度算出手段と、
上記角度算出手段により算出された上記角度と隣接するビームの張る角度範囲とを比較して、上記波が隣接するビームからの漏れ込み波かどうかの判定を行う漏れ込み波判定手段と、
上記漏れ込み波判定手段による判定結果を参照し、漏れ込み波と判定されたデータの処理の優先度を下げて、上記角度算出手段による処理を行う順位を決定する優先度判定手段と、
上記受信手段による受信信号の受信から上記角度算出手段による角度算出までの処理時間をカウントし、当該処理時間が予め設定された制限時間を超えた場合には、途中でその処理を打ち切るタイムアウト手段と
を備えたことを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項３】
送信信号を空間に向けて放出する送信ステップと、
上記空間に存在した目標物によって上記送信信号が反射して発生する反射信号を受信信号として受信する受信ステップと、
上記受信信号を時間方向でフーリエ変換し、時間次元の受信信号をドップラー周波数次元のデータに変換する時間フーリエ変換ステップと、
上記ドップラー周波数次元のデータの中から、所定の閾値を超えるピーク信号を検出するピーク検出ステップと、
上記ピーク信号に相当するドップラー周波数次元のデータから距離算出用の共分散行列を生成する共分散行列生成ステップと、
上記共分散行列を固有値分解して、上記共分散行列に含まれる波の数を抽出する波数推定ステップと、
上記波数推定ステップによる上記共分散行列の演算結果を用いて高分解能アルゴリズムにより上記目標物までの距離の算出を行う距離算出ステップと、
上記距離算出ステップにより算出された上記距離と隣接する距離ゲートまでの距離とを比較して、上記波が隣接する距離ゲートからの漏れ込み波かどうかの判定を行う漏れ込み波判定ステップと、
上記漏れ込み波判定ステップによる判定結果を参照し、漏れ込み波と判定されたデータの処理の優先度を下げて、上記距離算出ステップによる処理を行う順位を決定する優先度判定ステップと、
上記受信ステップによる受信信号の受信から上記距離算出ステップによる距離算出までの処理時間をカウントし、当該処理時間が予め設定された制限時間を超えた場合には、途中でその処理を打ち切るタイムアウトステップと
を備えたことを特徴とするレーダ信号処理方法。
【請求項４】
送信信号を空間に向けて放出する送信ステップと、
上記空間に存在した目標物によって上記送信信号が反射して発生する反射信号を受信信号として受信する受信ステップと、
上記受信信号を時間方向でフーリエ変換し、時間次元の受信信号をドップラー周波数次元のデータに変換する時間フーリエ変換ステップと、
上記空間方向に複数の受信ビームを形成するビーム形成ステップと、
上記ビーム形成ステップによりビーム形成された上記ドップラー周波数次元のデータの中から、所定の閾値を超えるピーク信号を検出するピーク検出ステップと、
上記ピーク信号に相当するドップラー周波数次元のデータから角度算出用の共分散行列を生成する共分散行列生成ステップと、
上記共分散行列を固有値分解して、上記共分散行列に含まれる波の数を抽出する波数推定ステップと、
上記波数推定ステップによる上記共分散行列の演算結果を用いて高分解能アルゴリズムにより上記目標物が存在する方角の角度の算出を行う角度算出ステップと、
上記角度算出ステップにより算出された上記角度と隣接するビームの張る角度範囲とを比較して、上記波が隣接するビームからの漏れ込み波かどうかの判定を行う漏れ込み波判定ステップと、
上記漏れ込み波判定ステップによる判定結果を参照し、漏れ込み波と判定されたデータの処理の優先度を下げて、上記角度算出ステップによる処理を行う順位を決定する優先度判定ステップと、
上記受信ステップによる受信信号の受信から上記角度算出ステップによる角度算出までの処理時間をカウントし、当該処理時間が予め設定された制限時間を超えた場合には、途中でその処理を打ち切るタイムアウトステップと
を備えたことを特徴とするレーダ信号処理方法。
【請求項１】
送信信号を空間に向けて放出する送信手段と、
上記空間に存在した目標物によって上記送信信号が反射して発生する反射信号を受信信号として受信する受信手段と、
上記受信信号を時間方向でフーリエ変換し、時間次元の受信信号をドップラー周波数次元のデータに変換する時間フーリエ変換手段と、
上記ドップラー周波数次元のデータの中から、所定の閾値を超えるピーク信号を検出するピーク検出手段と、
上記ピーク信号に相当するドップラー周波数次元のデータから距離算出用の共分散行列を生成する共分散行列生成手段と、
上記共分散行列を固有値分解して、上記共分散行列に含まれる波の数を抽出する波数推定手段と、
上記波数推定手段による上記共分散行列の演算結果を用いて高分解能アルゴリズムにより上記目標物までの距離の算出を行う距離算出手段と、
上記距離算出手段により算出された上記距離と隣接する距離ゲートまでの距離とを比較して、上記波が隣接する距離ゲートからの漏れ込み波かどうかの判定を行う漏れ込み波判定手段と、
上記漏れ込み波判定手段による判定結果を参照し、漏れ込み波と判定されたデータの処理の優先度を下げて、上記距離算出手段による処理を行う順位を決定する優先度判定手段と、
上記受信手段による受信信号の受信から上記距離算出手段による距離算出までの処理時間をカウントし、当該処理時間が予め設定された制限時間を超えた場合には、途中でその処理を打ち切るタイムアウト手段と
を備えたことを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項２】
送信信号を空間に向けて放出する送信手段と、
上記空間に存在した目標物によって上記送信信号が反射して発生する反射信号を受信信号として受信する受信手段と、
上記受信信号を時間方向でフーリエ変換し、時間次元の受信信号をドップラー周波数次元のデータに変換する時間フーリエ変換手段と、
上記空間方向に複数の受信ビームを形成するビーム形成手段と、
上記ビーム形成手段によりビーム形成された上記ドップラー周波数次元のデータの中から、所定の閾値を超えるピーク信号を検出するピーク検出手段と、
上記ピーク信号に相当するドップラー周波数次元のデータから角度算出用の共分散行列を生成する共分散行列生成手段と、
上記共分散行列を固有値分解して、上記共分散行列に含まれる波の数を抽出する波数推定手段と、
上記波数推定手段による上記共分散行列の演算結果を用いて高分解能アルゴリズムにより上記目標物が存在する方角の角度の算出を行う角度算出手段と、
上記角度算出手段により算出された上記角度と隣接するビームの張る角度範囲とを比較して、上記波が隣接するビームからの漏れ込み波かどうかの判定を行う漏れ込み波判定手段と、
上記漏れ込み波判定手段による判定結果を参照し、漏れ込み波と判定されたデータの処理の優先度を下げて、上記角度算出手段による処理を行う順位を決定する優先度判定手段と、
上記受信手段による受信信号の受信から上記角度算出手段による角度算出までの処理時間をカウントし、当該処理時間が予め設定された制限時間を超えた場合には、途中でその処理を打ち切るタイムアウト手段と
を備えたことを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項３】
送信信号を空間に向けて放出する送信ステップと、
上記空間に存在した目標物によって上記送信信号が反射して発生する反射信号を受信信号として受信する受信ステップと、
上記受信信号を時間方向でフーリエ変換し、時間次元の受信信号をドップラー周波数次元のデータに変換する時間フーリエ変換ステップと、
上記ドップラー周波数次元のデータの中から、所定の閾値を超えるピーク信号を検出するピーク検出ステップと、
上記ピーク信号に相当するドップラー周波数次元のデータから距離算出用の共分散行列を生成する共分散行列生成ステップと、
上記共分散行列を固有値分解して、上記共分散行列に含まれる波の数を抽出する波数推定ステップと、
上記波数推定ステップによる上記共分散行列の演算結果を用いて高分解能アルゴリズムにより上記目標物までの距離の算出を行う距離算出ステップと、
上記距離算出ステップにより算出された上記距離と隣接する距離ゲートまでの距離とを比較して、上記波が隣接する距離ゲートからの漏れ込み波かどうかの判定を行う漏れ込み波判定ステップと、
上記漏れ込み波判定ステップによる判定結果を参照し、漏れ込み波と判定されたデータの処理の優先度を下げて、上記距離算出ステップによる処理を行う順位を決定する優先度判定ステップと、
上記受信ステップによる受信信号の受信から上記距離算出ステップによる距離算出までの処理時間をカウントし、当該処理時間が予め設定された制限時間を超えた場合には、途中でその処理を打ち切るタイムアウトステップと
を備えたことを特徴とするレーダ信号処理方法。
【請求項４】
送信信号を空間に向けて放出する送信ステップと、
上記空間に存在した目標物によって上記送信信号が反射して発生する反射信号を受信信号として受信する受信ステップと、
上記受信信号を時間方向でフーリエ変換し、時間次元の受信信号をドップラー周波数次元のデータに変換する時間フーリエ変換ステップと、
上記空間方向に複数の受信ビームを形成するビーム形成ステップと、
上記ビーム形成ステップによりビーム形成された上記ドップラー周波数次元のデータの中から、所定の閾値を超えるピーク信号を検出するピーク検出ステップと、
上記ピーク信号に相当するドップラー周波数次元のデータから角度算出用の共分散行列を生成する共分散行列生成ステップと、
上記共分散行列を固有値分解して、上記共分散行列に含まれる波の数を抽出する波数推定ステップと、
上記波数推定ステップによる上記共分散行列の演算結果を用いて高分解能アルゴリズムにより上記目標物が存在する方角の角度の算出を行う角度算出ステップと、
上記角度算出ステップにより算出された上記角度と隣接するビームの張る角度範囲とを比較して、上記波が隣接するビームからの漏れ込み波かどうかの判定を行う漏れ込み波判定ステップと、
上記漏れ込み波判定ステップによる判定結果を参照し、漏れ込み波と判定されたデータの処理の優先度を下げて、上記角度算出ステップによる処理を行う順位を決定する優先度判定ステップと、
上記受信ステップによる受信信号の受信から上記角度算出ステップによる角度算出までの処理時間をカウントし、当該処理時間が予め設定された制限時間を超えた場合には、途中でその処理を打ち切るタイムアウトステップと
を備えたことを特徴とするレーダ信号処理方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−２５７８８２（Ｐ２００９−２５７８８２Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０５９０９（Ｐ２００８−１０５９０９）
【出願日】平成２０年４月１５日（２００８．４．１５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１５日（２００８．４．１５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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