レーダ装置
【課題】探知した目標について識別処理を行い、当該目標の具体的な種類（機種名等）の推定を行うことができるレーダ装置を提供する。
【解決手段】任意の方向にビームを形成して目標からの反射波を受信し、この受信結果から目標検出を行うレーダ装置であって、空中線１と、空中線１を介して送信信号を送信するとともに到来した反射波に基づいて受信信号を受信する励振受信部２と、励振受信部２により受信された受信信号に基づいて受信ビームを形成し、ビームデータとして出力するビーム形成部３と、ビーム形成部３により出力されたビームデータに基づいて信号処理することで目標に関する情報を検出するレーダ信号処理部（検出部５、相関部６、検出情報記録部７、追尾部８、ＲＣＳ推定部１０）と、レーダ信号処理部により検出された情報と予め記憶された機体の種類ごとの特徴を示す機体識別情報とを比較することで、目標が該当する機体の種類を推定する識別部１１とを備える。
【解決手段】任意の方向にビームを形成して目標からの反射波を受信し、この受信結果から目標検出を行うレーダ装置であって、空中線１と、空中線１を介して送信信号を送信するとともに到来した反射波に基づいて受信信号を受信する励振受信部２と、励振受信部２により受信された受信信号に基づいて受信ビームを形成し、ビームデータとして出力するビーム形成部３と、ビーム形成部３により出力されたビームデータに基づいて信号処理することで目標に関する情報を検出するレーダ信号処理部（検出部５、相関部６、検出情報記録部７、追尾部８、ＲＣＳ推定部１０）と、レーダ信号処理部により検出された情報と予め記憶された機体の種類ごとの特徴を示す機体識別情報とを比較することで、目標が該当する機体の種類を推定する識別部１１とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、航空機等の移動する目標を探知し、位置情報その他の情報を用いて当該目標を識別する機能を有するレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーダ装置は、空間に電波を発射し、目標からの反射波を受信することにより目標を探知し、位置や速度情報等を得るのが一般的であり、監視を行う必要のある全領域に対して方位角や仰角等を変化させながらビーム走査を行う。監視範囲における方位方向は、レーダ装置の用途に応じて限られた方位角のみを行う場合もあれば全周捜索を行う場合もある。
【０００３】
レーダ装置の種類には、捜索用レーダや追尾用レーダ等が挙げられる。捜索用レーダは、主に探知した目標の位置情報を出力する。一方、追尾用レーダは、探知・追尾した結果に基づく航跡情報を出力する。いずれにしても、一般的な捜索用レーダや追尾用レーダ等のレーダ装置は、探知した目標の位置情報や追尾処理後の航跡情報や予測位置情報等を出力するのが通常である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−８３８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、一般的な捜索用レーダや追尾用レーダ等のレーダ装置は、探知した目標の位置情報や追尾処理後の航跡情報や予測位置情報等を出力することができるものの、目標が何であるかの判断（類別、識別）まで行うことはできない。すなわち、一般的なレーダ装置は、探知した目標が例えば航空機あるいは船舶等である場合に、その機種名までを推定することはできない。例外として、一部の画像レーダは、高分解能化が図られることにより、目標形状がある程度取得可能であるため、探知した目標が「何であるか」までを知る（類別、識別）ことができるものも存在する。しかしながら、位置や速度等の情報のみを取得する一般的な捜索用レーダや追尾用レーダ等のレーダ装置は、目標が「何であるか」までを推定することはできない。
【０００６】
なお、特許文献１に記載の目標追尾装置は、「ドップラ周波数によるドップラ速度」と「ドップラシフト差によるドップラ速度」とを比較することにより、良質なドップラ速度を算出して追尾に利用する装置であり、例えば複数の目標が混在する場合であっても正確に各目標を区別しうる旨が記載されているが、各目標の具体的な機種名等までも推定するものではない。
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するもので、探知した目標について識別処理を行い、当該目標の具体的な種類（機種名等）の推定を行うことができるレーダ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態のレーダ装置は、上記課題を解決するために、任意の方向にビームを形成して目標からの反射波を受信し、この受信結果から目標検出を行うレーダ装置であって、空中線部と、前記空中線部を介して送信信号を送信するとともに到来した前記反射波に基づいて受信信号を受信する送受信部と、前記送受信部により受信された受信信号に基づいて受信ビームを形成し、ビームデータとして出力するビーム形成部と、前記ビーム形成部により出力されたビームデータに基づいて信号処理することで前記目標に関する情報を検出するレーダ信号処理部と、前記レーダ信号処理部により検出された情報と予め記憶された機体の種類ごとの特徴を示す機体識別情報とを比較することで、前記目標が該当する機体の種類を推定する機体識別部とを備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の形態のレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施例１の形態のレーダ装置の機体識別用データベースが予め機体識別情報として記憶する速度と高度との許容範囲を示す飛行エンベロープの１例を示す図である。
【図３】実施例１の形態のレーダ装置のＲＣＳ推定部によるＲＣＳ推定のための統計処理のイメージを示す図である。
【図４】実施例１の形態のレーダ装置の機体識別用データベースが予め機体識別情報として記憶する機体別のＲＣＳ分布形状の１例を示す図である。
【図５】実施例１の形態のレーダ装置において隣接するビームと目標の位置関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のレーダ装置の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施例１のレーダ装置の構成を示すブロック図である。本実施例のレーダ装置は、任意の方向にビームを形成して目標からの反射波を受信し、この受信結果から目標検出を行うレーダ装置であり、図１に示すように、空中線１、励振受信部２、ビーム形成部３、ビーム制御部４、検出部５、相関部６、検出情報記録部７、追尾部８、表示部９、ＲＣＳ推定部１０、識別部１１、及び機体識別用データベース１２により構成される。
【００１２】
空中線１は、本発明の空中線部に対応し、例えば複数のアンテナ素子が配列されたフェーズドアレイアンテナによるアンテナ面を構成し、後述する励振受信部２による送信信号を電波として空間に放射するとともに、反射された信号を受信信号として受信する。フェーズドアレイ方式を採用したレーダ装置は、レーダの指向方位を機械回転方位に大きく依存せずに電子走査で決められるため、ある特定の目標にビームを照射し続けるような追尾処理等において自由度が大きいレーダを構成することができる。
【００１３】
励振受信部２は、本発明の送受信部に対応し、空中線１を介して送信信号を送信するとともに到来した反射波に基づいて受信信号を受信する。
【００１４】
ビーム形成部３は、励振受信部２により受信された受信信号に基づいて受信ビームを形成し、ビームデータとして出力する。なお、ビーム形成部３による受信ビームのビーム形成演算は、従来のフェーズドアレイアンテナに対して行われるものと同様であり、各アンテナ素子の位相や振幅を制御することにより任意の方位を指向する受信ビームを形成することができる。
【００１５】
ビーム制御部４は、任意の方向にビームを形成して捜索範囲を走査するための制御を行う。具体的には、ビーム制御部４は、励振受信部２とビーム形成部３とを制御することで、捜索範囲のビームスケジュールを設定することができる。
【００１６】
検出部５、相関部６、検出情報記録部７、追尾部８、及びＲＣＳ推定部１０は、全体として本発明のレーダ信号処理部に対応し、ビーム形成部３により出力されたビームデータに基づいて信号処理することで、捜索範囲内に存在する目標に関する情報を検出し、目標を検出した場合に当該目標までの距離や方位等の情報を得ることができる。ただし、検出情報記録部７とＲＣＳ推定部１０とは、ＲＣＳ（Ｒａｄａｒ Ｃｒｏｓｓ Ｓｅｃｔｉｏｎ，レーダ反射断面積）の推定を行わない場合には不要である。
【００１７】
検出部５は、ビーム形成部３により出力されたビームデータに基づいて、１スキャンの捜索範囲を複数のエリアに分割して複数のエリアの各々にビームを照射した場合におけるエリア毎の目標に関する検出情報を生成する。
【００１８】
相関部６は、検出部５により生成された検出情報に基づいて、複数のエリアの各々で検出された目標のうち同一目標による検出情報を相関づける。相関部６による相関処理には様々な方法が考えられるが、相関部６は、例えば、同一の目標に関する検出情報が多数存在する場合に、代表値（最も受信強度が大きい検出情報等）を定めて相関後の検出情報として出力し、その他の同一目標に関する検出情報は廃棄する。これにより、相関部６は、１目標につき１つの検出情報のみを取り出すことができ、後の追尾処理等において迅速且つ適切な処理を行うことができる。
【００１９】
検出情報記録部７は、検出部５により生成されたエリア毎の目標に関する検出情報をそのまま記録し、保存する。
【００２０】
追尾部８は、相関部６により相関処理が行われた検出情報に基づいて、追尾処理を行う。この追尾部８による追尾処理は、一般的なレーダと同様であり、検出した目標の位置、速度、加速度、アスペクト角、高度等の航跡情報を算出し、過去に得られた航跡情報と比較する等して所定の目標に対する追尾処理を行うものである。追尾部８は、所定の目標に対して蓄積した航跡情報を例えば航跡ビデオとして表示部９に出力するとともに、検出した各目標の航跡情報（速度、加速度、アスペクト角、高度等）を識別部１１に出力する。
【００２１】
表示部９は、例えばディスプレイ等であり、レーダ信号処理部により検出された目標に関する情報（航跡等）を画面上に表示する。具体的には、表示部９は、追尾部８により出力された航跡ビデオ等の情報に基づいて、検出した目標に関する航跡等の情報を画面上に表示する。
【００２２】
ＲＣＳ推定部１０は、相関部６により相関づけられた同一目標の検出情報に基づいて、検出した当該同一目標のＲＣＳを推定する。なお、本実施例においては、ＲＣＳ推定部１０は、相関部６から直接的に相関処理後の情報を得るわけではなく、識別部１１及び検出情報記録部７を介して相関処理後の情報を入手し、相関部６において本来廃棄されるはずの検出情報も用いてＲＣＳ推定を行うことができる。この一連の処理の流れについては後述する。
【００２３】
識別部１１は、本発明の機体識別部に対応し、レーダ信号処理部により検出された情報と予め記憶された機体の種類ごとの特徴を示す機体識別情報とを比較することで、検出した目標が該当する機体の種類を推定する。なお、レーダ信号処理部は、速度、加速度、アスペクト角、高度、受信信号強度、及びＲＣＳのうち少なくとも１つを目標に関する情報として検出する。したがって、識別部１１は、追尾部８により出力された速度、加速度、アスペクト角、高度等の航跡情報を機体識別に使用してもよいし、ＲＣＳ推定部１０により出力されたＲＣＳあるいは受信信号強度の情報を機体識別に使用してもよい。
【００２４】
なお、本実施例において、識別部１１は、機体の種類ごとの特徴を示す機体識別情報を自ら記憶しているわけではなく、機体識別用データベース１２に予め記憶された機体識別情報を参照し、機体識別に使用するものとする。
【００２５】
また、レーダ信号処理部により検出された情報（航跡情報）とは、追尾部８によるレーダの追尾処理に伴って得られる情報であり、例えば速度（最大、最小）、直進加速度（最大等）、旋回加速度（最大等）、飛行高度（最高、最低）等である。識別部１１は、これらの情報を機体識別用データベース１２に予め記憶された機体識別情報と比較することにより、検出した目標が該当する機体の種類を推定する。
【００２６】
機体識別データベース１２は、事前に対象とする航空機（固定翼、回転翼）や船舶等のデータベースを構築したものであり、機体識別情報として様々な情報を予め記憶しておくことが可能である。１例として、機体識別データベース１２は、対象とする機体の種類毎の速度と高度との関係を機体識別情報として記憶しておくことができる。
【００２７】
図２は、本実施例のレーダ装置の機体識別用データベース１２が予め機体識別情報として記憶する速度と高度との許容範囲を示す飛行エンベロープの１例を示す図である。図２に示すように、航空機等は、機体の種類に応じて実現可能な飛行高度と速度との関係が異なる。したがって、識別部１１は、レーダ信号処理部により検出された目標の速度情報及び高度情報と、図２に示すような速度・高度の許容範囲を示した機体識別情報とを比較することで、検出した目標が該当する機体の種類を推定することができる。
【００２８】
例えば、追尾部８により出力された速度・高度の情報が、図２における機体Ａと機体Ｂとが重なり合う範囲に該当するときには、いずれの機体であるかを識別することは困難であるが、機体Ａの範囲内で且つ機体Ｂの範囲外に該当する場合には、検出した目標は機体Ａである可能性が高いといえる。逆に、追尾部８により出力された情報が、図２における機体Ａの範囲外で且つ機体Ｂの範囲内に該当する場合には、検出した目標は機体Ｂである可能性が高いといえる。
【００２９】
なお、識別部１１は、必ずしも１つの機体に絞って推定する必要はなく、例えば、機体Ａである可能性が何％で機体Ｂである可能性が何％であるというような複数の候補に対する該当確率の推定を行ってもよい。この場合の識別部１１における推論処理は、例えばＤｅｍｐｓｔｅｒ−Ｓｈａｆｅｒやベイジアン・ネットワーク等の従来からある技術を利用することが考えられ、候補の列挙等を行うことができる。
【００３０】
また、別の例として、機体識別データベース１２は、対象とする機体の種類毎のＲＣＳの典型的な分布形状を機体識別情報として記憶しておくことができる。図３は、本実施例のレーダ装置のＲＣＳ推定部１０によるＲＣＳ推定のための統計処理のイメージを示す図である。ＲＣＳ推定部１０は、目標の受信強度からＲＣＳを逆算し、これを図３のようにヒストグラム表示して、累積５０％のＲＣＳ（＝３．５ｍ＾２）を推定値としている。一方、図４は、本実施例のレーダ装置の機体識別用データベース１２が予め機体識別情報として記憶する機体別のＲＣＳ分布形状の１例を示す図である。
【００３１】
ＲＣＳの推定には、多くのデータの母数から統計処理を行う必要があり、ＲＣＳ推定部１０は、同一の目標に対して多数回繰り返して測定したＲＣＳの分布形状を図３のように導き出すとともに、ＲＣＳの小さい順に度数を足し合わせていき、全てのデータについて足し合わせたときを１００％とする累積％を導き出し、累積５０％の値を代表値（推定ＲＣＳ）として出力する。
【００３２】
また、図４に示すように、航空機等は、機体の種類に応じてレーダで観測したＲＣＳの大きさや分布形状が異なる。したがって、識別部１１は、レーダ信号処理部により検出された目標のＲＣＳ推定値（すなわち図３に示すような累積５０％における推定ＲＣＳやＲＣＳの分布形状）と、図４に示すような機体固有のＲＣＳ分布形状を示した機体識別情報とを比較することで、検出した目標が該当する機体の種類を推定することができる。
【００３３】
識別部１１は、ＲＣＳの分布形状のみを比較することによっても、ある程度の機体識別を行うことができるが、それに加えて代表値たる累積５０％の推定ＲＣＳを機体識別データベース１２内の機体識別情報と比較することにより、より正確な機体識別を行うことができる。なお、ＲＣＳ推定の代表値は、必ずしも累積５０％の値に限らず、中央値や平均値を用いることも可能である。さらに、ＲＣＳの分布形状は、アスペクト角によっても変化するため、識別部１１は、追尾部８により出力された航跡情報内のアスペクト角と、ＲＣＳ推定部１０により出力された推定ＲＣＳの分布形状とに基づいて、機体識別（機体の種類の推定）を行ってもよい。
【００３４】
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。最初に、識別部１１が航跡情報（例えば図２に示すような速度及び高度の情報）のみを用いて機体識別を行う場合について説明する。したがって、この場合におけるレーダ装置は、検出情報記録部７及びＲＣＳ推定部１０が不要であるため、これらの構成は存在しないものとして説明する。
【００３５】
まず、ビーム制御部４は、励振受信部２とビーム形成部３とを制御して捜索範囲のビームスケジュールを設定することで、任意の方向にビームを形成して捜索範囲を走査するための制御を行う。励振受信部２は、空中線１を介して送信信号を送信するとともに到来した反射波に基づいて受信信号を受信する。ビーム形成部３は、励振受信部２により受信された受信信号に基づいて受信ビームを形成し、ビームデータとして出力する。
【００３６】
検出部５は、ビーム形成部３により出力されたビームデータに基づいて、１スキャンの捜索範囲を複数のエリアに分割して複数のエリアの各々にビームを照射した場合におけるエリア毎の目標に関する検出情報を生成する。相関部６は、検出部５により生成された検出情報に基づいて、複数のエリアの各々で検出された目標のうち同一目標による検出情報を相関づける。
【００３７】
追尾部８は、相関部６により相関処理が行われた検出情報に基づいて、追尾処理を行い、検出した目標の位置、速度、加速度、アスペクト角、高度等の航跡情報を算出して識別部１１に出力する。
【００３８】
識別部１１は、レーダ信号処理部により検出された情報（すなわち追尾部８により出力された航跡情報）と機体識別用データベース１２に予め記憶された機体の種類ごとの特徴を示す機体識別情報とを比較することで、検出した目標が該当する機体の種類を推定する。具体的には、識別部１１は、追尾部８により出力された航跡情報と図２に示すような飛行エンベロープとを比較し、検出した各目標について機体の種類（機種）の推定を行う。
【００３９】
最後に、表示部９は、追尾部８により出力された航跡ビデオ等の情報に基づいて、検出した目標に関する航跡等の情報を画面上に表示する。また、図示されていないが、識別部１１は、機体識別の推定結果を追尾部８経由あるいは直接的に表示部９に出力してもよい。その場合には、表示部９は、識別部１１による各目標に対する機体識別の推定結果を表示する。
【００４０】
次に、識別部１１がＲＣＳ推定値を用いて機体識別を行う場合について説明する。したがって、この場合におけるレーダ装置は、検出情報記録部７及びＲＣＳ推定部１０を備えているものとして説明する。ＲＣＳの推定には、上述したように、多くのデータの母数から統計処理を行う必要があるため、本実施例においては、データの母数を確保するための手法を２つ説明する。
【００４１】
データの母数を確保するための１つめの手法として、相関前の検出データを使用する方法が挙げられる。この方法は、レーダ装置が検出情報記録部７及びＲＣＳ推定部１０を含む図１に示す構成を備えることにより実現可能である。
【００４２】
まず、空中線１、励振受信部２、ビーム形成部３、ビーム制御部４、検出部５、相関部６、追尾部８、及び表示部９における動作の流れは上述した説明と同様である。
【００４３】
ここで、一般的なレーダでひとつの目標を検出した場合においては、レーダが照射するビームのオーバーラップ率にもよるが、ひとつの目標は方位方向及び仰角(高低)方向にスプリット(割れて)して検出されることが多い。これは、レーダが一般的に、規定の最遠方で性能を規定される（通常、探知確率=５０％）ところ、５０％以下でも探知される場合もあれば、最遠方より近傍ではそれ以上の確率で、隣接するエリアに照射したビームでも十分に検出をあげることが可能だからである。
【００４４】
図５は、隣接するビームと目標の位置関係を説明する図である。図５に示す例において、レーダ装置は、１スキャンで位置１−１〜３−３までの９つのエリアの各々にビームを照射している。目標の位置から考えると、レーダ装置は、位置２−２のエリアにビームを照射した場合に目標を検出できると考えられるが、実際には隣接するエリアにビームを照射した場合においても検出されてしまい、図５に示す例においては１スキャンで位置１−１，１−２，２−１，２−２，２−３，３−１，３−２の７つのエリアにおいて検出されている。
【００４５】
相関部６は、相関処理を行うに際し、これらの複数の検出が、同一の目標の検出情報であるかどうかを判断して、代表値（通常、最も受信強度が大きい検出情報であり、図５の例においては位置２−２における検出情報）を相関処理後データとして出力し、代表値とならなかった検出情報は棄却する。すなわち、相関部６は、通常、１スキャン毎に相関処理を行い、スプリットした検出情報をひとつにまとめてしまうが、例えば上下・左右・斜め上下左右にスプリットした場合には、図５において１スキャンで７個の母数データが得られることになる。
【００４６】
本実施例のレーダ装置は、これらの棄却されている検出情報をＲＣＳ推定の統計処理に積極的に活用するものであり、ひとつの目標のＲＣＳ推定の統計処理のために、独立した送受信に基づく受信データのそれぞれを母数データとする。
【００４７】
具体的には、検出情報記録部７は、検出部５により生成されたエリア毎の目標に関する検出情報をそのまま記録し、保存する。すなわち、検出情報記録部７は、図５の例で示す位置１−１，１−２，２−１，２−２，２−３，３−１，３−２の７つのエリアで検出された検出情報をそのまま保存する。
【００４８】
一方、相関部６は、１スキャンごとに相関処理を行うものであるが、位置１−１，１−２，２−１，２−２，２−３，３−１，３−２の７つのエリアにおいて検出された検出情報が同一の目標の検出情報であると判断し、位置２−２における検出情報を代表値として追尾部８に出力するとともに、これら７つのエリアにおいて検出された検出情報が同一の目標の検出情報であるという相関情報を識別部１１に出力する。
【００４９】
識別部１１は、相関部６により出力された相関情報に基づいて、検出情報記録部７に保存された検出情報の中から、同一の目標の検出情報（ここでは位置１−１，１−２，２−１，２−２，２−３，３−１，３−２の７つのエリアにおいて検出された検出情報）を選択する。検出情報記録部７は、識別部１１により選択された同一の目標に関する検出情報をＲＣＳ推定部１０に出力する。
【００５０】
ＲＣＳ推定部１０は、検出情報記録部７により出力された検出情報に基づいて、検出した目標のＲＣＳを推定する。すなわち、ＲＣＳ推定部１０は、結果として、相関部６により相関づけられた同一目標の検出情報に基づいて、検出した当該同一目標のＲＣＳを推定するものであり、相関部６において本来棄却されるはずの検出情報をＲＣＳ推定の統計処理に積極的に活用することができる。その後、ＲＣＳ推定部１０は、図３に示すような推定ＲＣＳの分布形状や代表値（例えば累積５０％の値）等を識別部１１に出力する。
【００５１】
最後に、識別部１１は、レーダ信号処理部により検出された情報（ここでは推定ＲＣＳ）と予め記憶された機体の種類ごとの特徴を示す機体識別情報とを比較することで、検出した目標が該当する機体の種類を推定する。なお、ＲＣＳは検出信号強度に対応した値となるため、識別部１１は、ＲＣＳの代わりに検出信号強度に基づいて、検出した目標が該当する機体の種類を推定することもできる。この場合においては、ＲＣＳ推定部１０は、ＲＣＳの推定処理を行う必要が無く、検出した信号強度をそのまま識別部１１に出力すればよい。
【００５２】
このようにして、本実施例のレーダ装置は、本来棄却されてしまう検出データを有効に活用し、図５の例で言えば１スキャンで７個の母数データが得られるため、迅速にデータの母数を確保して統計処理を行い、検出した目標の機体識別（機種の推定）を行うことができる。
【００５３】
データの母数を確保するための２つめの手法として、積極的にビームスケジューリングを組み直す方法が挙げられる。この方法を採用したレーダ装置は、通常、必要な捜索範囲を一定時間で捜索するが、ＲＣＳの推定を行う対象が決まった場合に積極的に捜索スケジュールに専用のビームを割り込ませる形で探知機会を増やす。
【００５４】
具体的には、ビーム制御部４は、レーダ信号処理部（検出部５）により目標が検出された場合に、検出した目標に対して所定の頻度で追尾を行うようにビームスケジュールを設定する。したがって、図１には図示されていないが、検出部５は、ビーム形成部３により出力されたビームデータに基づいてエリア毎の目標に関する検出情報を生成し、検出情報をビーム制御部４に出力する。ビーム制御部４は、検出部５により生成された検出情報に基づいて、目標検出の有無を判断し、現在設定されているビームスケジュールに割り込ませる形で、検出した目標を追尾するビームスケジュールを設定することができる。
【００５５】
この方法を採用したレーダ装置によれば、全捜索範囲をカバーする時間が通常時より延びるが、複雑な処理を行うことなく、比較的簡易な方法で、ＲＣＳ推定の統計処理に必要な母数を早く確保することができる。なお、専用のビームを割り込ませる頻度は、次に挙げるような条件により決定する必要がある。例えば、ＲＣＳ推定をどれだけ早く実施する必要があるか。捜索レートはどの程度まで下げて良いか。あるいは、ＲＣＳ推定の統計処理に必要な推定の精度はどれぐらいか、等である。
【００５６】
射撃管制用の追尾レーダは、探知した目標から脅威であると判定した目標に対しては、上記方法（捜索スケジュールに専用の(追尾)ビームを割り込ませる方法）により高データレートで航跡情報を更新することが多いが、上述した本実施例の母数確保のための手法は、これと本質的に同じである。
【００５７】
上述のとおり、本発明の実施例１の形態に係るレーダ装置によれば、探知した目標について識別処理を行い、当該目標の具体的な種類（機種名等）の推定を行うことができる。
【００５８】
すなわち、本実施例のレーダ装置は、レーダ信号処理部により検出された情報と予め記憶された機体の種類ごとの特徴を示す機体識別情報とを比較することで目標が該当する機体の種類を推定する識別部１１を備えていることにより、位置や速度等の航跡情報のみならず、探知した目標の具体的な種類（機種）を推定することができる。特に、本実施例のレーダ装置は、一部の画像レーダのように目標形状を取得して目標の機種を識別するものではなく、速度、加速度、アスペクト角、高度、受信信号強度、及びＲＣＳの少なくともいずれか１つの情報に基づいて機体識別を行うことができる点で画期的である。
【００５９】
また、本実施例のレーダ装置は、相関処理を行う際に従来は棄却されていた検出情報をＲＣＳ推定の統計処理に積極的に活用するＲＣＳ推定部１０を備えているため、ひとつの目標のＲＣＳ推定の統計処理のために、独立した送受信に基づく受信データのそれぞれを母数データとすることができ、迅速にデータの母数を確保して統計処理を行い、検出した目標の機体識別（機種の推定）を行うことができる。
【００６０】
また、レーダ信号処理部（検出部５）により目標が検出された場合に、検出した目標に対して所定の頻度で追尾を行うようにビームスケジュールを設定するビーム制御部４を備えている場合には、本実施例のレーダ装置は、迅速にデータの母数を確保してＲＣＳ推定の統計処理を行い、検出した目標の機体識別（機種の推定）を行うことができる。
【００６１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６２】
１ 空中線
２ 励振受信部
３ ビーム形成部
４ ビーム制御部
５ 検出部
６ 相関部
７ 検出情報記録部
８ 追尾部
９ 表示部
１０ ＲＣＳ推定部
１１ 識別部
１２ 機体識別用データベース
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、航空機等の移動する目標を探知し、位置情報その他の情報を用いて当該目標を識別する機能を有するレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーダ装置は、空間に電波を発射し、目標からの反射波を受信することにより目標を探知し、位置や速度情報等を得るのが一般的であり、監視を行う必要のある全領域に対して方位角や仰角等を変化させながらビーム走査を行う。監視範囲における方位方向は、レーダ装置の用途に応じて限られた方位角のみを行う場合もあれば全周捜索を行う場合もある。
【０００３】
レーダ装置の種類には、捜索用レーダや追尾用レーダ等が挙げられる。捜索用レーダは、主に探知した目標の位置情報を出力する。一方、追尾用レーダは、探知・追尾した結果に基づく航跡情報を出力する。いずれにしても、一般的な捜索用レーダや追尾用レーダ等のレーダ装置は、探知した目標の位置情報や追尾処理後の航跡情報や予測位置情報等を出力するのが通常である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−８３８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、一般的な捜索用レーダや追尾用レーダ等のレーダ装置は、探知した目標の位置情報や追尾処理後の航跡情報や予測位置情報等を出力することができるものの、目標が何であるかの判断（類別、識別）まで行うことはできない。すなわち、一般的なレーダ装置は、探知した目標が例えば航空機あるいは船舶等である場合に、その機種名までを推定することはできない。例外として、一部の画像レーダは、高分解能化が図られることにより、目標形状がある程度取得可能であるため、探知した目標が「何であるか」までを知る（類別、識別）ことができるものも存在する。しかしながら、位置や速度等の情報のみを取得する一般的な捜索用レーダや追尾用レーダ等のレーダ装置は、目標が「何であるか」までを推定することはできない。
【０００６】
なお、特許文献１に記載の目標追尾装置は、「ドップラ周波数によるドップラ速度」と「ドップラシフト差によるドップラ速度」とを比較することにより、良質なドップラ速度を算出して追尾に利用する装置であり、例えば複数の目標が混在する場合であっても正確に各目標を区別しうる旨が記載されているが、各目標の具体的な機種名等までも推定するものではない。
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するもので、探知した目標について識別処理を行い、当該目標の具体的な種類（機種名等）の推定を行うことができるレーダ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態のレーダ装置は、上記課題を解決するために、任意の方向にビームを形成して目標からの反射波を受信し、この受信結果から目標検出を行うレーダ装置であって、空中線部と、前記空中線部を介して送信信号を送信するとともに到来した前記反射波に基づいて受信信号を受信する送受信部と、前記送受信部により受信された受信信号に基づいて受信ビームを形成し、ビームデータとして出力するビーム形成部と、前記ビーム形成部により出力されたビームデータに基づいて信号処理することで前記目標に関する情報を検出するレーダ信号処理部と、前記レーダ信号処理部により検出された情報と予め記憶された機体の種類ごとの特徴を示す機体識別情報とを比較することで、前記目標が該当する機体の種類を推定する機体識別部とを備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の形態のレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施例１の形態のレーダ装置の機体識別用データベースが予め機体識別情報として記憶する速度と高度との許容範囲を示す飛行エンベロープの１例を示す図である。
【図３】実施例１の形態のレーダ装置のＲＣＳ推定部によるＲＣＳ推定のための統計処理のイメージを示す図である。
【図４】実施例１の形態のレーダ装置の機体識別用データベースが予め機体識別情報として記憶する機体別のＲＣＳ分布形状の１例を示す図である。
【図５】実施例１の形態のレーダ装置において隣接するビームと目標の位置関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のレーダ装置の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施例１のレーダ装置の構成を示すブロック図である。本実施例のレーダ装置は、任意の方向にビームを形成して目標からの反射波を受信し、この受信結果から目標検出を行うレーダ装置であり、図１に示すように、空中線１、励振受信部２、ビーム形成部３、ビーム制御部４、検出部５、相関部６、検出情報記録部７、追尾部８、表示部９、ＲＣＳ推定部１０、識別部１１、及び機体識別用データベース１２により構成される。
【００１２】
空中線１は、本発明の空中線部に対応し、例えば複数のアンテナ素子が配列されたフェーズドアレイアンテナによるアンテナ面を構成し、後述する励振受信部２による送信信号を電波として空間に放射するとともに、反射された信号を受信信号として受信する。フェーズドアレイ方式を採用したレーダ装置は、レーダの指向方位を機械回転方位に大きく依存せずに電子走査で決められるため、ある特定の目標にビームを照射し続けるような追尾処理等において自由度が大きいレーダを構成することができる。
【００１３】
励振受信部２は、本発明の送受信部に対応し、空中線１を介して送信信号を送信するとともに到来した反射波に基づいて受信信号を受信する。
【００１４】
ビーム形成部３は、励振受信部２により受信された受信信号に基づいて受信ビームを形成し、ビームデータとして出力する。なお、ビーム形成部３による受信ビームのビーム形成演算は、従来のフェーズドアレイアンテナに対して行われるものと同様であり、各アンテナ素子の位相や振幅を制御することにより任意の方位を指向する受信ビームを形成することができる。
【００１５】
ビーム制御部４は、任意の方向にビームを形成して捜索範囲を走査するための制御を行う。具体的には、ビーム制御部４は、励振受信部２とビーム形成部３とを制御することで、捜索範囲のビームスケジュールを設定することができる。
【００１６】
検出部５、相関部６、検出情報記録部７、追尾部８、及びＲＣＳ推定部１０は、全体として本発明のレーダ信号処理部に対応し、ビーム形成部３により出力されたビームデータに基づいて信号処理することで、捜索範囲内に存在する目標に関する情報を検出し、目標を検出した場合に当該目標までの距離や方位等の情報を得ることができる。ただし、検出情報記録部７とＲＣＳ推定部１０とは、ＲＣＳ（Ｒａｄａｒ Ｃｒｏｓｓ Ｓｅｃｔｉｏｎ，レーダ反射断面積）の推定を行わない場合には不要である。
【００１７】
検出部５は、ビーム形成部３により出力されたビームデータに基づいて、１スキャンの捜索範囲を複数のエリアに分割して複数のエリアの各々にビームを照射した場合におけるエリア毎の目標に関する検出情報を生成する。
【００１８】
相関部６は、検出部５により生成された検出情報に基づいて、複数のエリアの各々で検出された目標のうち同一目標による検出情報を相関づける。相関部６による相関処理には様々な方法が考えられるが、相関部６は、例えば、同一の目標に関する検出情報が多数存在する場合に、代表値（最も受信強度が大きい検出情報等）を定めて相関後の検出情報として出力し、その他の同一目標に関する検出情報は廃棄する。これにより、相関部６は、１目標につき１つの検出情報のみを取り出すことができ、後の追尾処理等において迅速且つ適切な処理を行うことができる。
【００１９】
検出情報記録部７は、検出部５により生成されたエリア毎の目標に関する検出情報をそのまま記録し、保存する。
【００２０】
追尾部８は、相関部６により相関処理が行われた検出情報に基づいて、追尾処理を行う。この追尾部８による追尾処理は、一般的なレーダと同様であり、検出した目標の位置、速度、加速度、アスペクト角、高度等の航跡情報を算出し、過去に得られた航跡情報と比較する等して所定の目標に対する追尾処理を行うものである。追尾部８は、所定の目標に対して蓄積した航跡情報を例えば航跡ビデオとして表示部９に出力するとともに、検出した各目標の航跡情報（速度、加速度、アスペクト角、高度等）を識別部１１に出力する。
【００２１】
表示部９は、例えばディスプレイ等であり、レーダ信号処理部により検出された目標に関する情報（航跡等）を画面上に表示する。具体的には、表示部９は、追尾部８により出力された航跡ビデオ等の情報に基づいて、検出した目標に関する航跡等の情報を画面上に表示する。
【００２２】
ＲＣＳ推定部１０は、相関部６により相関づけられた同一目標の検出情報に基づいて、検出した当該同一目標のＲＣＳを推定する。なお、本実施例においては、ＲＣＳ推定部１０は、相関部６から直接的に相関処理後の情報を得るわけではなく、識別部１１及び検出情報記録部７を介して相関処理後の情報を入手し、相関部６において本来廃棄されるはずの検出情報も用いてＲＣＳ推定を行うことができる。この一連の処理の流れについては後述する。
【００２３】
識別部１１は、本発明の機体識別部に対応し、レーダ信号処理部により検出された情報と予め記憶された機体の種類ごとの特徴を示す機体識別情報とを比較することで、検出した目標が該当する機体の種類を推定する。なお、レーダ信号処理部は、速度、加速度、アスペクト角、高度、受信信号強度、及びＲＣＳのうち少なくとも１つを目標に関する情報として検出する。したがって、識別部１１は、追尾部８により出力された速度、加速度、アスペクト角、高度等の航跡情報を機体識別に使用してもよいし、ＲＣＳ推定部１０により出力されたＲＣＳあるいは受信信号強度の情報を機体識別に使用してもよい。
【００２４】
なお、本実施例において、識別部１１は、機体の種類ごとの特徴を示す機体識別情報を自ら記憶しているわけではなく、機体識別用データベース１２に予め記憶された機体識別情報を参照し、機体識別に使用するものとする。
【００２５】
また、レーダ信号処理部により検出された情報（航跡情報）とは、追尾部８によるレーダの追尾処理に伴って得られる情報であり、例えば速度（最大、最小）、直進加速度（最大等）、旋回加速度（最大等）、飛行高度（最高、最低）等である。識別部１１は、これらの情報を機体識別用データベース１２に予め記憶された機体識別情報と比較することにより、検出した目標が該当する機体の種類を推定する。
【００２６】
機体識別データベース１２は、事前に対象とする航空機（固定翼、回転翼）や船舶等のデータベースを構築したものであり、機体識別情報として様々な情報を予め記憶しておくことが可能である。１例として、機体識別データベース１２は、対象とする機体の種類毎の速度と高度との関係を機体識別情報として記憶しておくことができる。
【００２７】
図２は、本実施例のレーダ装置の機体識別用データベース１２が予め機体識別情報として記憶する速度と高度との許容範囲を示す飛行エンベロープの１例を示す図である。図２に示すように、航空機等は、機体の種類に応じて実現可能な飛行高度と速度との関係が異なる。したがって、識別部１１は、レーダ信号処理部により検出された目標の速度情報及び高度情報と、図２に示すような速度・高度の許容範囲を示した機体識別情報とを比較することで、検出した目標が該当する機体の種類を推定することができる。
【００２８】
例えば、追尾部８により出力された速度・高度の情報が、図２における機体Ａと機体Ｂとが重なり合う範囲に該当するときには、いずれの機体であるかを識別することは困難であるが、機体Ａの範囲内で且つ機体Ｂの範囲外に該当する場合には、検出した目標は機体Ａである可能性が高いといえる。逆に、追尾部８により出力された情報が、図２における機体Ａの範囲外で且つ機体Ｂの範囲内に該当する場合には、検出した目標は機体Ｂである可能性が高いといえる。
【００２９】
なお、識別部１１は、必ずしも１つの機体に絞って推定する必要はなく、例えば、機体Ａである可能性が何％で機体Ｂである可能性が何％であるというような複数の候補に対する該当確率の推定を行ってもよい。この場合の識別部１１における推論処理は、例えばＤｅｍｐｓｔｅｒ−Ｓｈａｆｅｒやベイジアン・ネットワーク等の従来からある技術を利用することが考えられ、候補の列挙等を行うことができる。
【００３０】
また、別の例として、機体識別データベース１２は、対象とする機体の種類毎のＲＣＳの典型的な分布形状を機体識別情報として記憶しておくことができる。図３は、本実施例のレーダ装置のＲＣＳ推定部１０によるＲＣＳ推定のための統計処理のイメージを示す図である。ＲＣＳ推定部１０は、目標の受信強度からＲＣＳを逆算し、これを図３のようにヒストグラム表示して、累積５０％のＲＣＳ（＝３．５ｍ＾２）を推定値としている。一方、図４は、本実施例のレーダ装置の機体識別用データベース１２が予め機体識別情報として記憶する機体別のＲＣＳ分布形状の１例を示す図である。
【００３１】
ＲＣＳの推定には、多くのデータの母数から統計処理を行う必要があり、ＲＣＳ推定部１０は、同一の目標に対して多数回繰り返して測定したＲＣＳの分布形状を図３のように導き出すとともに、ＲＣＳの小さい順に度数を足し合わせていき、全てのデータについて足し合わせたときを１００％とする累積％を導き出し、累積５０％の値を代表値（推定ＲＣＳ）として出力する。
【００３２】
また、図４に示すように、航空機等は、機体の種類に応じてレーダで観測したＲＣＳの大きさや分布形状が異なる。したがって、識別部１１は、レーダ信号処理部により検出された目標のＲＣＳ推定値（すなわち図３に示すような累積５０％における推定ＲＣＳやＲＣＳの分布形状）と、図４に示すような機体固有のＲＣＳ分布形状を示した機体識別情報とを比較することで、検出した目標が該当する機体の種類を推定することができる。
【００３３】
識別部１１は、ＲＣＳの分布形状のみを比較することによっても、ある程度の機体識別を行うことができるが、それに加えて代表値たる累積５０％の推定ＲＣＳを機体識別データベース１２内の機体識別情報と比較することにより、より正確な機体識別を行うことができる。なお、ＲＣＳ推定の代表値は、必ずしも累積５０％の値に限らず、中央値や平均値を用いることも可能である。さらに、ＲＣＳの分布形状は、アスペクト角によっても変化するため、識別部１１は、追尾部８により出力された航跡情報内のアスペクト角と、ＲＣＳ推定部１０により出力された推定ＲＣＳの分布形状とに基づいて、機体識別（機体の種類の推定）を行ってもよい。
【００３４】
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。最初に、識別部１１が航跡情報（例えば図２に示すような速度及び高度の情報）のみを用いて機体識別を行う場合について説明する。したがって、この場合におけるレーダ装置は、検出情報記録部７及びＲＣＳ推定部１０が不要であるため、これらの構成は存在しないものとして説明する。
【００３５】
まず、ビーム制御部４は、励振受信部２とビーム形成部３とを制御して捜索範囲のビームスケジュールを設定することで、任意の方向にビームを形成して捜索範囲を走査するための制御を行う。励振受信部２は、空中線１を介して送信信号を送信するとともに到来した反射波に基づいて受信信号を受信する。ビーム形成部３は、励振受信部２により受信された受信信号に基づいて受信ビームを形成し、ビームデータとして出力する。
【００３６】
検出部５は、ビーム形成部３により出力されたビームデータに基づいて、１スキャンの捜索範囲を複数のエリアに分割して複数のエリアの各々にビームを照射した場合におけるエリア毎の目標に関する検出情報を生成する。相関部６は、検出部５により生成された検出情報に基づいて、複数のエリアの各々で検出された目標のうち同一目標による検出情報を相関づける。
【００３７】
追尾部８は、相関部６により相関処理が行われた検出情報に基づいて、追尾処理を行い、検出した目標の位置、速度、加速度、アスペクト角、高度等の航跡情報を算出して識別部１１に出力する。
【００３８】
識別部１１は、レーダ信号処理部により検出された情報（すなわち追尾部８により出力された航跡情報）と機体識別用データベース１２に予め記憶された機体の種類ごとの特徴を示す機体識別情報とを比較することで、検出した目標が該当する機体の種類を推定する。具体的には、識別部１１は、追尾部８により出力された航跡情報と図２に示すような飛行エンベロープとを比較し、検出した各目標について機体の種類（機種）の推定を行う。
【００３９】
最後に、表示部９は、追尾部８により出力された航跡ビデオ等の情報に基づいて、検出した目標に関する航跡等の情報を画面上に表示する。また、図示されていないが、識別部１１は、機体識別の推定結果を追尾部８経由あるいは直接的に表示部９に出力してもよい。その場合には、表示部９は、識別部１１による各目標に対する機体識別の推定結果を表示する。
【００４０】
次に、識別部１１がＲＣＳ推定値を用いて機体識別を行う場合について説明する。したがって、この場合におけるレーダ装置は、検出情報記録部７及びＲＣＳ推定部１０を備えているものとして説明する。ＲＣＳの推定には、上述したように、多くのデータの母数から統計処理を行う必要があるため、本実施例においては、データの母数を確保するための手法を２つ説明する。
【００４１】
データの母数を確保するための１つめの手法として、相関前の検出データを使用する方法が挙げられる。この方法は、レーダ装置が検出情報記録部７及びＲＣＳ推定部１０を含む図１に示す構成を備えることにより実現可能である。
【００４２】
まず、空中線１、励振受信部２、ビーム形成部３、ビーム制御部４、検出部５、相関部６、追尾部８、及び表示部９における動作の流れは上述した説明と同様である。
【００４３】
ここで、一般的なレーダでひとつの目標を検出した場合においては、レーダが照射するビームのオーバーラップ率にもよるが、ひとつの目標は方位方向及び仰角(高低)方向にスプリット(割れて)して検出されることが多い。これは、レーダが一般的に、規定の最遠方で性能を規定される（通常、探知確率=５０％）ところ、５０％以下でも探知される場合もあれば、最遠方より近傍ではそれ以上の確率で、隣接するエリアに照射したビームでも十分に検出をあげることが可能だからである。
【００４４】
図５は、隣接するビームと目標の位置関係を説明する図である。図５に示す例において、レーダ装置は、１スキャンで位置１−１〜３−３までの９つのエリアの各々にビームを照射している。目標の位置から考えると、レーダ装置は、位置２−２のエリアにビームを照射した場合に目標を検出できると考えられるが、実際には隣接するエリアにビームを照射した場合においても検出されてしまい、図５に示す例においては１スキャンで位置１−１，１−２，２−１，２−２，２−３，３−１，３−２の７つのエリアにおいて検出されている。
【００４５】
相関部６は、相関処理を行うに際し、これらの複数の検出が、同一の目標の検出情報であるかどうかを判断して、代表値（通常、最も受信強度が大きい検出情報であり、図５の例においては位置２−２における検出情報）を相関処理後データとして出力し、代表値とならなかった検出情報は棄却する。すなわち、相関部６は、通常、１スキャン毎に相関処理を行い、スプリットした検出情報をひとつにまとめてしまうが、例えば上下・左右・斜め上下左右にスプリットした場合には、図５において１スキャンで７個の母数データが得られることになる。
【００４６】
本実施例のレーダ装置は、これらの棄却されている検出情報をＲＣＳ推定の統計処理に積極的に活用するものであり、ひとつの目標のＲＣＳ推定の統計処理のために、独立した送受信に基づく受信データのそれぞれを母数データとする。
【００４７】
具体的には、検出情報記録部７は、検出部５により生成されたエリア毎の目標に関する検出情報をそのまま記録し、保存する。すなわち、検出情報記録部７は、図５の例で示す位置１−１，１−２，２−１，２−２，２−３，３−１，３−２の７つのエリアで検出された検出情報をそのまま保存する。
【００４８】
一方、相関部６は、１スキャンごとに相関処理を行うものであるが、位置１−１，１−２，２−１，２−２，２−３，３−１，３−２の７つのエリアにおいて検出された検出情報が同一の目標の検出情報であると判断し、位置２−２における検出情報を代表値として追尾部８に出力するとともに、これら７つのエリアにおいて検出された検出情報が同一の目標の検出情報であるという相関情報を識別部１１に出力する。
【００４９】
識別部１１は、相関部６により出力された相関情報に基づいて、検出情報記録部７に保存された検出情報の中から、同一の目標の検出情報（ここでは位置１−１，１−２，２−１，２−２，２−３，３−１，３−２の７つのエリアにおいて検出された検出情報）を選択する。検出情報記録部７は、識別部１１により選択された同一の目標に関する検出情報をＲＣＳ推定部１０に出力する。
【００５０】
ＲＣＳ推定部１０は、検出情報記録部７により出力された検出情報に基づいて、検出した目標のＲＣＳを推定する。すなわち、ＲＣＳ推定部１０は、結果として、相関部６により相関づけられた同一目標の検出情報に基づいて、検出した当該同一目標のＲＣＳを推定するものであり、相関部６において本来棄却されるはずの検出情報をＲＣＳ推定の統計処理に積極的に活用することができる。その後、ＲＣＳ推定部１０は、図３に示すような推定ＲＣＳの分布形状や代表値（例えば累積５０％の値）等を識別部１１に出力する。
【００５１】
最後に、識別部１１は、レーダ信号処理部により検出された情報（ここでは推定ＲＣＳ）と予め記憶された機体の種類ごとの特徴を示す機体識別情報とを比較することで、検出した目標が該当する機体の種類を推定する。なお、ＲＣＳは検出信号強度に対応した値となるため、識別部１１は、ＲＣＳの代わりに検出信号強度に基づいて、検出した目標が該当する機体の種類を推定することもできる。この場合においては、ＲＣＳ推定部１０は、ＲＣＳの推定処理を行う必要が無く、検出した信号強度をそのまま識別部１１に出力すればよい。
【００５２】
このようにして、本実施例のレーダ装置は、本来棄却されてしまう検出データを有効に活用し、図５の例で言えば１スキャンで７個の母数データが得られるため、迅速にデータの母数を確保して統計処理を行い、検出した目標の機体識別（機種の推定）を行うことができる。
【００５３】
データの母数を確保するための２つめの手法として、積極的にビームスケジューリングを組み直す方法が挙げられる。この方法を採用したレーダ装置は、通常、必要な捜索範囲を一定時間で捜索するが、ＲＣＳの推定を行う対象が決まった場合に積極的に捜索スケジュールに専用のビームを割り込ませる形で探知機会を増やす。
【００５４】
具体的には、ビーム制御部４は、レーダ信号処理部（検出部５）により目標が検出された場合に、検出した目標に対して所定の頻度で追尾を行うようにビームスケジュールを設定する。したがって、図１には図示されていないが、検出部５は、ビーム形成部３により出力されたビームデータに基づいてエリア毎の目標に関する検出情報を生成し、検出情報をビーム制御部４に出力する。ビーム制御部４は、検出部５により生成された検出情報に基づいて、目標検出の有無を判断し、現在設定されているビームスケジュールに割り込ませる形で、検出した目標を追尾するビームスケジュールを設定することができる。
【００５５】
この方法を採用したレーダ装置によれば、全捜索範囲をカバーする時間が通常時より延びるが、複雑な処理を行うことなく、比較的簡易な方法で、ＲＣＳ推定の統計処理に必要な母数を早く確保することができる。なお、専用のビームを割り込ませる頻度は、次に挙げるような条件により決定する必要がある。例えば、ＲＣＳ推定をどれだけ早く実施する必要があるか。捜索レートはどの程度まで下げて良いか。あるいは、ＲＣＳ推定の統計処理に必要な推定の精度はどれぐらいか、等である。
【００５６】
射撃管制用の追尾レーダは、探知した目標から脅威であると判定した目標に対しては、上記方法（捜索スケジュールに専用の(追尾)ビームを割り込ませる方法）により高データレートで航跡情報を更新することが多いが、上述した本実施例の母数確保のための手法は、これと本質的に同じである。
【００５７】
上述のとおり、本発明の実施例１の形態に係るレーダ装置によれば、探知した目標について識別処理を行い、当該目標の具体的な種類（機種名等）の推定を行うことができる。
【００５８】
すなわち、本実施例のレーダ装置は、レーダ信号処理部により検出された情報と予め記憶された機体の種類ごとの特徴を示す機体識別情報とを比較することで目標が該当する機体の種類を推定する識別部１１を備えていることにより、位置や速度等の航跡情報のみならず、探知した目標の具体的な種類（機種）を推定することができる。特に、本実施例のレーダ装置は、一部の画像レーダのように目標形状を取得して目標の機種を識別するものではなく、速度、加速度、アスペクト角、高度、受信信号強度、及びＲＣＳの少なくともいずれか１つの情報に基づいて機体識別を行うことができる点で画期的である。
【００５９】
また、本実施例のレーダ装置は、相関処理を行う際に従来は棄却されていた検出情報をＲＣＳ推定の統計処理に積極的に活用するＲＣＳ推定部１０を備えているため、ひとつの目標のＲＣＳ推定の統計処理のために、独立した送受信に基づく受信データのそれぞれを母数データとすることができ、迅速にデータの母数を確保して統計処理を行い、検出した目標の機体識別（機種の推定）を行うことができる。
【００６０】
また、レーダ信号処理部（検出部５）により目標が検出された場合に、検出した目標に対して所定の頻度で追尾を行うようにビームスケジュールを設定するビーム制御部４を備えている場合には、本実施例のレーダ装置は、迅速にデータの母数を確保してＲＣＳ推定の統計処理を行い、検出した目標の機体識別（機種の推定）を行うことができる。
【００６１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６２】
１ 空中線
２ 励振受信部
３ ビーム形成部
４ ビーム制御部
５ 検出部
６ 相関部
７ 検出情報記録部
８ 追尾部
９ 表示部
１０ ＲＣＳ推定部
１１ 識別部
１２ 機体識別用データベース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の方向にビームを形成して目標からの反射波を受信し、この受信結果から目標検出を行うレーダ装置であって、
空中線部と、
前記空中線部を介して送信信号を送信するとともに到来した前記反射波に基づいて受信信号を受信する送受信部と、
前記送受信部により受信された受信信号に基づいて受信ビームを形成し、ビームデータとして出力するビーム形成部と、
前記ビーム形成部により出力されたビームデータに基づいて信号処理することで前記目標に関する情報を検出するレーダ信号処理部と、
前記レーダ信号処理部により検出された情報と予め記憶された機体の種類ごとの特徴を示す機体識別情報とを比較することで、前記目標が該当する機体の種類を推定する機体識別部と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記レーダ信号処理部は、速度、加速度、アスペクト角、高度、受信信号強度、及びＲＣＳのうち少なくとも１つを前記目標に関する情報として検出することを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記送受信部と前記ビーム形成部とを制御することで捜索範囲のビームスケジュールを設定するとともに、前記レーダ信号処理部により目標が検出された場合に、検出した前記目標に対して所定の頻度で追尾を行うように前記ビームスケジュールを設定するビーム制御部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記レーダ信号処理部は、
前記ビーム形成部により出力されたビームデータに基づいて、１スキャンの捜索範囲を複数のエリアに分割して前記複数のエリアの各々にビームを照射した場合におけるエリア毎の目標に関する検出情報を生成する検出部と、
前記検出部により生成された検出情報に基づいて、前記複数のエリアの各々で検出された目標のうち同一目標による検出情報を相関づける相関部と、
前記相関部により相関づけられた同一目標の検出情報に基づいて、検出した当該同一目標のＲＣＳを推定するＲＣＳ推定部と、
を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のレーダ装置。
【請求項１】
任意の方向にビームを形成して目標からの反射波を受信し、この受信結果から目標検出を行うレーダ装置であって、
空中線部と、
前記空中線部を介して送信信号を送信するとともに到来した前記反射波に基づいて受信信号を受信する送受信部と、
前記送受信部により受信された受信信号に基づいて受信ビームを形成し、ビームデータとして出力するビーム形成部と、
前記ビーム形成部により出力されたビームデータに基づいて信号処理することで前記目標に関する情報を検出するレーダ信号処理部と、
前記レーダ信号処理部により検出された情報と予め記憶された機体の種類ごとの特徴を示す機体識別情報とを比較することで、前記目標が該当する機体の種類を推定する機体識別部と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記レーダ信号処理部は、速度、加速度、アスペクト角、高度、受信信号強度、及びＲＣＳのうち少なくとも１つを前記目標に関する情報として検出することを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記送受信部と前記ビーム形成部とを制御することで捜索範囲のビームスケジュールを設定するとともに、前記レーダ信号処理部により目標が検出された場合に、検出した前記目標に対して所定の頻度で追尾を行うように前記ビームスケジュールを設定するビーム制御部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記レーダ信号処理部は、
前記ビーム形成部により出力されたビームデータに基づいて、１スキャンの捜索範囲を複数のエリアに分割して前記複数のエリアの各々にビームを照射した場合におけるエリア毎の目標に関する検出情報を生成する検出部と、
前記検出部により生成された検出情報に基づいて、前記複数のエリアの各々で検出された目標のうち同一目標による検出情報を相関づける相関部と、
前記相関部により相関づけられた同一目標の検出情報に基づいて、検出した当該同一目標のＲＣＳを推定するＲＣＳ推定部と、
を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のレーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１０３１８８（Ｐ２０１２−１０３１８８Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５３５３０（Ｐ２０１０−２５３５３０）
【出願日】平成２２年１１月１２日（２０１０．１１．１２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１２日（２０１０．１１．１２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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