レーダ装置
【課題】目標検出性能を低下させずに２次エコーを抑圧したレーダ装置を得る。
【解決手段】受信信号を生成する受信部６と、受信信号の位相補正を行う第１の２次エコー位相補正部７と、位相補正後の受信信号から第１のドップラ周波数成分を除去する第１の２次エコー除去部８と、除去電力を算出する２次エコー電力推定部１６と、第１の２次エコー除去部８の出力信号の位相補正を行う第１の１次エコー位相補正部９と、位相補正後の受信信号から第２のドップラ周波数成分を除去する第１の地形エコー除去部１０と、受信信号の位相補正を行う第２の１次エコー位相補正部１１と、第３のドップラ周波数成分を除去する第２の地形エコー除去部１２と、除去電力を算出する１次地形エコー電力推定部１７と、不要波除去後の受信信号の位相補正を行う第２の２次エコー位相補正部１３と、第４のドップラ周波数成分を除去する第２の２次エコー除去部１４とを備える。
【解決手段】受信信号を生成する受信部６と、受信信号の位相補正を行う第１の２次エコー位相補正部７と、位相補正後の受信信号から第１のドップラ周波数成分を除去する第１の２次エコー除去部８と、除去電力を算出する２次エコー電力推定部１６と、第１の２次エコー除去部８の出力信号の位相補正を行う第１の１次エコー位相補正部９と、位相補正後の受信信号から第２のドップラ周波数成分を除去する第１の地形エコー除去部１０と、受信信号の位相補正を行う第２の１次エコー位相補正部１１と、第３のドップラ周波数成分を除去する第２の地形エコー除去部１２と、除去電力を算出する１次地形エコー電力推定部１７と、不要波除去後の受信信号の位相補正を行う第２の２次エコー位相補正部１３と、第４のドップラ周波数成分を除去する第２の２次エコー除去部１４とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、遠隔に存在する目標の距離および速度を計測するためのレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、遠隔に存在する目標の距離および速度を計測する手法として、パルスドップラレーダ技術が知られている。この計測手法においては、送信波にパルス変調を施し、パルスの送受信間の時間差から距離を算出する。また、パルス繰り返し周期でサンプルされた受信信号に周波数解析を施すことにより、目標のドップラ周波数を算出する。
【０００３】
このとき、目標の距離を曖昧さなく計測するためには、パルス繰り返し周期を送受信パルスの時間差よりも長く設定する必要がある。
一方、高速に運動する目標の速度を曖昧さなく計測するためには、受信信号を高速にサンプルする（パルス繰り返し周期を十分短くする）必要がある。
【０００４】
したがって、距離の曖昧さの解消と、ドップラ周波数の曖昧さの解消とを、パルス繰り返し周期の調整のみよって同時に実現することはできない。
そこで、各パルスに擬似ランダム符号位相変調を施し、２次エコーに合わせた位相補償により２次エコー成分を抽出し、２次エコー成分を除去する方法が提案されている（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、上記方式による２次エコー除去処理には、以下のような問題がある。
２次エコー除去処理において、除去される信号の大半は２次エコー成分であるが、拡散された１次エコーの一部成分も合わせて除去される。
【０００６】
このように、１次エコーの一部が除去されると、１次エコーの位相が乱されることになり、１次エコーのうちの地形エコー成分の位相が乱されると、ドップラ周波数が本来０である地形エコー成分が、他のドップラ周波数へと漏れ出す。
【０００７】
この結果、２次エコー除去後に、１次エコーに合わせた位相補償を行い、ドップラスペクトルを算出すると、地形エコーの漏れにより、ドップラスペクトルの雑音レベルが上昇した場合と同様の状況となる。
【０００８】
地形エコーは、大きな受信電力を持ち得るので、少しの漏れであっても、最終的に検出する必要のある気象エコーの検出性能が低下することになる。すなわち、気象エコーの検出確率が低下するか、または、以外のドップラ周波数に漏れ出した地形エコーを誤検出する確率が増加する、という問題が生じる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｒ．Ｊ．Ｄｏｖｉａｋ ａｎｄ Ｄ．Ｓ．Ｚｒｎｉｃ，Ｄｏｐｐｌｅｒ Ｒａｄａｒ ａｎｄ Ｗｅａｔｈｅｒ Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ，Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄ．，ｐ．１６７−１７０，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，Ｉｎｃ．，１９９３．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のレーダ装置は、２次エコー除去処理において、１次エコーに含まれる地形エコーの除去性能が低下するので、目標検出性能が低下するという課題があった。
【００１１】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、目標検出性能を低下させずに２次エコー抑圧処理を実現可能なレーダ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係るレーダ装置は、空間にパルス状の波動を放射するとともに、空間に存在する物体で散乱された反射波動を受信し、受信信号に信号処理を施すことにより物体の計測を行うレーダ装置において、送信ごとに初期位相が変化するようなパルス波動を生成する位相変調波生成部と、パルス波動を送信波として空間に放射するとともに、空間から到来した反射波動を受信波として取得する空中線と、受信波を検波することにより受信信号を生成する受信部と、受信部から生成された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の２次エコー位相補正部と、第１の２次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第１のドップラ周波数成分を推定して、第１のドップラ周波数成分の電力を除去する第１の多次エコー除去部と、第１の多次エコー除去部で除去された電力を算出する多次エコー電力推定部と、第１の多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の１次エコー位相補正部と、第１の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第２のドップラ周波数成分を除去する第１の１次不要波成分除去部と、受信部から生成された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の１次エコー位相補正部と、第２の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第３のドップラ周波数成分の電力を除去する第２の１次不要波成分除去部と、第２の１次不要波成分除去部で除去した電力を算出する１次不要波電力推定部と、第２の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の多次エコー位相補正部と、第２の多次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第４のドップラ周波数成分を推定し、第４のドップラ周波数成分を除去する第２の多次エコー除去部と、第２の多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第３の１次エコー位相補正部と、１次不要波電力推定部で推定された１次不要波電力および多次エコー電力推定部で推定された多次エコー電力に基づき、第３の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号または第１の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号のいずれか一方を選択して出力する受信信号切替部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、目標検出性能を低下させずに、２次エコー抑圧処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１内の２次エコー除去部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】図１内の地形エコー除去部の内部構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の構成を示すブロック図である。
図１において、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置は、空間にパルス状の波動を放射するとともに、空間に存在する物体で散乱された反射波動を受信し、受信信号に信号処理を施すことにより物体の計測を行うために、基準信号発生部１と、位相変調部２と、パルス変調部３と、送受切替部４と、空中線５と、受信部６とを備えている。
【００１６】
基準信号発生部１は、送信波の元となる基準信号を発生し、位相変調部２は、基準信号発生部１で得られた基準信号に位相変調を施し、パルス変調部３は、位相変調後の送信信号をパルス化する。
送受切替部４は、パルス変調部３でパルス化された送信波を空中線へと出力するとともに、空中線から受信波を取り込む。
【００１７】
基準信号発生部１、位相変調部２およびパルス変調部３は、送信ごとに初期位相が変化するようなパルス波動を生成する位相変調波生成部を構成している。
空中線５は、パルス波動を送信波として空間に放射するとともに、空間中に存在する物体で反射されて到来した電波（反射波動）を受信波として取得する。
受信部６は、空中線５で受信して送受切替部４を経由した受信波を取り込み、受信波を検波することにより受信信号を生成する。
【００１８】
また、図１のレーダ装置は、第１の２次エコー位相補正部７と、第１の２次エコー除去部８（第１の多次エコー除去部）と、２次エコー電力推定部１６（多次エコー電力推定部）と、第１の１次エコー位相補正部９と、第１の地形エコー除去部１０（第１の１次不要波成分除去部）とを備えている。
【００１９】
第１の２次エコー位相補正部７は、受信部６から生成された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すように、２次エコーに合わせて位相補正を行うことにより、２次エコー領域受信信号を生成する。
第１の２次エコー除去部８は、第１の２次エコー位相補正部７で位相補正された２次エコー受信信号から、２次エコー成分（卓越した電力を有する第１のドップラ周波数成分）を推定により検出して、これを除去するとともに、検出した２次エコー成分の中心ドップラ周波数を算出する。
【００２０】
２次エコー電力推定部１６は、第１の２次エコー除去部８の前後での受信信号電力の差異から、２次エコー強度（第１の２次エコー除去部８で除去された電力）を推定により算出する。
【００２１】
第１の１次エコー位相補正部９は、第１の２次エコー除去部８から出力された２次エコー除去後の２次エコー領域受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すように、１次エコーに合わせて位相補正を行うことにより、１次エコー領域受信信号を得る。
第１の地形エコー除去部１０は、第１の１次エコー位相補正部９で位相補正された受信信号から、地形エコーと見なせる周波数範囲の低周波成分（不要波の存在が想定される第２のドップラ周波数成分）を除去する。
【００２２】
さらに、図１のレーダ装置は、第２の１次エコー位相補正部１１と、第２の地形エコー除去部１２（第２の１次不要波成分除去部）と、１次地形エコー電力推定部１７（１次不要波電力推定部）と、第２の２次エコー位相補正部１３（第２の多次エコー位相補正部）と、第２の２次エコー除去部１４（第２の多次エコー除去部）と、第３の１次エコー位相補正部１５と、受信信号切替部１９と、目標検出部２０とを備えている。
【００２３】
第２の１次エコー位相補正部１１は、受信部６から生成された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すように、１次エコーに合わせて位相補正を行うことにより、１次エコー領域受信信号を得る。
第２の地形エコー除去部１２は、第２の１次エコー位相補正部１１で位相補正された受信信号に対して、地形エコー（不要波の存在が想定される第３のドップラ周波数成分の電力）の除去処理を行う。
【００２４】
１次地形エコー電力推定部１７は、第２の地形エコー除去部１２の前後での受信信号電力の差異から、地形エコー強度（第２の１次不要波成分除去部で除去した電力）を推定により算出する。
【００２５】
第２の２次エコー位相補正部１３は、第２の地形エコー除去部１２で不要波除去された１次エコー領域の受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すように、２次エコーに合わせた位相補正を行うことにより、２次エコー領域受信信号を得る。
【００２６】
第２の２次エコー除去部１４は、第２の２次エコー位相補正部１３で位相補正された受信信号から、２次エコー（卓越した電力を有する第４のドップラ周波数成分）を推定し、２次エコーの除去処理を行う。
第３の１次エコー位相補正部１５は、第２の２次エコー除去部１４から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すように、１次エコーに合わせて位相補正を行うことにより、１次エコー領域受信信号を得る。
【００２７】
受信信号切替部１９は、処理選択判定部として機能する強度比較部１８を有し、１次地形エコー電力推定部１７（１次不要波電力推定部）で推定された１次不要波電力、または２次エコー電力推定部１６（多次エコー電力推定部）で推定された２次エコー電力に基づき、第３の１次エコー位相補正部１５で位相補正された受信信号、または第１の地形エコー除去部１０（第１の１次不要波成分除去部）で不要波除去された受信信号のいずれか一方を選択して出力する。
【００２８】
強度比較部１８は、２次エコー電力推定部１６で推定された２次エコー強度と、１次地形エコー電力推定部１７で推定された地形エコー強度とを比較し、両者の大小関係を示す情報を出力する。
受信信号切替部１９は、強度比較部１８からの出力情報に基づいて、第１の地形エコー除去部１０または第３の１次エコー位相補正部１５のいずれか一方からの受信信号を選択して出力する。
目標検出部２０は、受信信号切替部１９から出力された受信信号に基づき、空間中に存在する物体に対応した目標信号を検出する。
【００２９】
なお、ここでは、１次エコー領域の不要波が「地形エコー」である場合を示しているので、第１および第２の地形エコー除去部１０、１２は、第１および第２の１次不要波成分除去部となり、１次地形エコー電力推定部１７は、１次不要波電力推定部となっている。
また、多次エコーとして「２次エコー」を例にとっているので、第１および第２の２次エコー除去部８、１４は、第１および第２の多次エコー除去部となり、第１および第２の２次エコー位相補正部７、１３は、第１および第２の多次エコー位相補正部となり、２次エコー電力推定部１６は、多次エコー電力推定部となっている。
【００３０】
次に、図１に示したこの発明の実施の形態１による具体的な動作について説明する。
まず、基準信号発生部１は、送信信号の元となる基準信号を発生し、位相変調部２は、基準信号に対して位相変調を施す。このとき、位相変調においては、擬似ランダム符号が用いられるが、擬似ランダム符号は公知の符号選択部で選択される。
【００３１】
パルス変調部３は、位相変調部２で位相変調された信号に対して、パルス変調を施すとともに、増幅処理も行う。ここでは、パルス変調後および増幅後の送信信号を「送信波」と呼ぶことにする。
なお、位相変調部２における位相変調は、パルス変調部３から出力されるパルス波動ごとに、初期位相が変化するように行われる。
【００３２】
基準信号発生部１から発生される基準信号は、パルス変調部３から複数のパルス波動が出力される時間にわたって、安定した周波数の信号となっている。
これにより、複数のパルス波動が送信される時間区間で得られる受信信号に対して、位相を考慮した信号処理、すなわちコヒーレントな信号処理を施すことが可能となる。
【００３３】
また、送信波のパルス幅は、レーダ装置に要求される距離分解能に応じて設定され、たとえば、１マイクロ秒のパルス幅とした場合には、１５０ｍの距離分解能が得られることになる。
【００３４】
一方、送信パルスが生成される時間間隔は、距離の曖昧さを決めるパラメータとなり、たとえば、パルス繰り返し周波数が１ｋＨｚの送信パルスを空中線５から放射する場合、１５０ｋｍの距離区間で曖昧さなく距離計測を行うことが可能になる。
【００３５】
すなわち、１５０ｋｍを超える距離に反射物体が存在し、物体からの反射波が受信される場合に、距離に曖昧さが生じる。たとえば、２００ｋｍの距離に反射物体が存在する場合、物体からの受信波の遅延時間から計測される距離は、５０ｋｍ、２００ｋｍ、３５０ｋｍ、・・・の可能性がある。したがって、このような曖昧さを低減することを目的として、位相変調部２における位相変調が行われる。
【００３６】
パルス変調部３でパルス化された送信波は、送受切替部４および空中線５を経由して、空間中に放射される。空間に放射される際には、空中線５の指向特性にしたがって、或る特定の方向（ビーム方向）のみに電力が集中した状態で送信波の放射が行われる。
このとき、送信波の放射が行われるビーム方向を時間とともに変化させることにより、観測方向を変化させることができる。
【００３７】
たとえば、空中線５として開口面アンテナを用いる場合には、空中線５を機械的に回転させることにより、ビーム走査を行うことができる。
また、空中線５としてフェーズドアレーアンテナを用いる場合には、空中線５を構成する素子の位相を制御することにより、電子的なビーム走査が行われる。
【００３８】
空間に放射された電波（波動）は、ビーム方向に存在する物体により反射され、反射波の一部電力は、レーダ装置の存在する方向へと戻ってくる。
空中線５は、レーダ装置まで到達した反射波を受信波として取り込み、送受切替部４を経由して受信部６に入力する。
【００３９】
受信部６は、受信波に検波処理を施すことにより受信信号を生成する。
図１のレーダ装置では、受信信号の位相情報を抽出する必要があることから、受信部６において位相検波処理が行われる。この位相検波処理では、送受切替部４を経由して入力される受信波と、基準信号発生部１から発生された基準信号の一部とを混合することにより、受信波を低周波へと周波数変換した受信信号を生成する。
【００４０】
この際、受信部６は、受信部６に入力された基準信号を２つに分割し、一方はそのまま受信波と混合し、他方は位相を９０度回転させた後で受信波と混合する。こうして生成された２つの受信信号の一方を実部、他方を虚部と見なすことにより、複素数で表される受信信号が得られることになる。
【００４１】
受信信号の位相は、反射物体のドップラ周波数と、位相変調部２による位相変調とによって決まるような、パルスごとの位相変化を有する。
第１の２次エコー位相補正部７は、２次エコーの受信を想定して、位相変調部２で行われた位相変調にともなう位相変化を元に戻すような位相補正処理を行う。
【００４２】
いま、ｉ番目のパルス送信の後であって、かつｉ＋１番目のパルス送信が行われる前の一定時刻後に受信された受信信号をｓｉとする。また、位相変調部２におけるｉ番目の送信パルスの位相変調量をφｉとする。
このとき、受信信号ｓｉに対して、２回前のパルス送信（最も直前のパルス送信を１回前と定義する）における位相変調量φｉ−１を用いて位相補正を行うことにより、以下の式（１）で表される信号ｓ２ｎｄ，ｉを得る。
【００４３】
【数１】
【００４４】
式（１）で得られる信号ｓ２ｎｄ，ｉを「２次エコー領域受信信号」と呼ぶことにする。２次エコー領域受信信号ｓ２ｎｄ，ｉは、第１の２次エコー除去部８に入力される。
第１の２次エコー除去部８は、ドップラ周波数解析により２次エコーを検出し、これを除去する処理を行う。
【００４５】
ここで、図２を参照しながら、第１の２次エコー除去部８について、さらに具体的に説明する。図２は第１の２次エコー除去部８の内部構成を示すブロック図である。
図２において、第１の２次エコー除去部８は、フーリエ変換部１０１と、ピーク検出部１０２と、ピーク除去部１０３と、逆フーリエ変換部１０４とを備えている。
【００４６】
第１の２次エコー除去部８において、まず、フーリエ変換部１０１は、２次エコー領域受信信号（第１の２次エコー位相補正部７で位相補正された受信信号）にフーリエ変換を施す。
このとき、２次エコーが存在する場合には、２次エコー源となる反射物体の相対速度に対応したドップラ周波数において振幅が卓越する。
【００４７】
続いて、ピーク検出部１０２は、上記のような振幅の卓越した電力を有するドップラ周波数成分を、ピークとして検出してピーク除去部１０３に入力する。
ピーク除去部１０３は、フーリエ変換部１０１から入力されるフーリエ変換後の２次エコー領域受信信号から、ピーク検出部１０２でピーク検出されたドップラ周波数を含む近傍の周波数領域の信号を除去する処理を行い、ピーク検出された周波数領域の振幅を０にする。
【００４８】
こうして２次エコーが除去されたフーリエ変換後の受信信号は、逆フーリエ変換１０４に入力され、逆フーリエ変換１０４において逆フーリエ変換が施される。
これにより、第１の２次エコー位相補正部７からの２次エコー領域受信信号は、時間領域の受信信号に復帰されて、第１の１次エコー位相補正部９および２次エコー電力推定部１６に入力される。
【００４９】
第１の２次エコー除去部８から第１の１次エコー位相補正部９に入力された２次エコー除去後の時間領域受信信号ｓ’２ｎｄ，ｉは、第１の１次エコー位相補正部９において、以下のような処理が施される。
まず、以下の式（２）のように、２次エコー位相補正部７での２次エコーに合わせた位相補正を元に戻す処理が行われる。
【００５０】
【数２】
【００５１】
式（２）の処理により、位相変調部２で付加された位相変化が再現される。
次に、１次エコーに合わせた位相補正処理が行われる。すなわち、以下の式（３）の処理により、受信信号ｓ１ｓｔ，ｉを得る。
【００５２】
【数３】
【００５３】
式（３）の処理により、１次エコーについては、反射物体の運動に起因する位相変化のみが受信信号に残ることになる。この受信信号ｓ１ｓｔ，ｉを「１次エコー領域受信信号」と呼ぶことにする。
【００５４】
続いて、第１の地形エコー除去部１０は、周波数が０近傍のドップラ周波数成分を除去することにより、地形エコー成分を取り除く。
ここで、図３を参照しながら、第１の地形エコー除去部１０について、さらに具体的に説明する。図３は第１の地形エコー除去部１０の内部構成を示すブロック図である。
図３において、第１の地形エコー除去部１０は、フーリエ変換部２０１と、低周波除去部２０２と、逆フーリエ変換部２０３とを備えている。
【００５５】
ここでは、周波数領域で地形エコーを除去する例を示している。
第１の地形エコー除去部１０において、第１の１次エコー位相補正部９から入力された１次エコー領域の受信信号は、まず、フーリエ変換部２０１で周波数領域の信号に変換される。
【００５６】
続いて、低周波除去部２０２は、地形エコーが存在するドップラ周波数成分として、周波数０の近傍の成分を除去する。
この理由は、レーダ装置が地上に固定されている場合に、地形エコー成分は、周波数０の近傍に存在するからである。
【００５７】
最後に、逆フーリエ変換部２０３で逆フーリエ変換を行うことにより、時間領域の受信信号に復帰させ、受信信号切替部１９内の強度比較部１８に入力する。
なお、図３においては、周波数領域での地形エコー除去処理の例を示したが、時間領域で低周波成分を除去する処理を実行してもよい。
【００５８】
以上のように、第１の２次エコー位相補正部７〜第１の地形エコー除去部１０の機能ブロックを用いた処理においては、まず、２次エコーを除去した後に、１次地形エコーを除去する。
【００５９】
一方、上記処理と並行して、第２の１次エコー位相補正部１１〜第３の１次エコー位相補正部１５の機能ブロックを用いた処理においては、まず、１次地形エコーを除去した後に、２次エコーを除去する。
以下、第２の１次エコー位相補正部１１〜第３の１次エコー位相補正部１５による処理内容について説明する。
【００６０】
まず、第２の１次エコー位相補正部１１は、受信部６から生成された受信信号に対して、１次エコーに合わせた位相補正を行う。
具体的には、受信信号ｓｉに対して、位相変調量φｉを用いて位相補正を行い、１次エコー領域受信信号ｓ１ｓｔ，ｊを得る。すなわち、以下の式（４）の処理を行う。
【００６１】
【数４】
【００６２】
続いて、第２の地形エコー除去部１２は、１次エコー領域受信信号ｓ１ｓｔ，ｊに対して、地形エコー除去処理を行う。この動作は、入力信号が異なる点を除けば、前述の第１の地形エコー除去部１０の動作と同じである。
次に、第２の２次エコー位相補正部１３は、第２の地形エコー除去部１２からの入力信号ｓ'１ｓｔ，ｊに対して、２次エコーに合わせた位相補正を行い、以下の式（５）のように、位相補正後の受信信号ｓ"２ｎｄ，ｊを生成する。
【００６３】
【数５】
【００６４】
また、第２の２次エコー除去部１４は、式（５）で得られた受信信号ｓ"２ｎｄ，ｊに対して、２次エコー除去処理を行う。この動作は、入力信号が異なる点を除けば、前述の第１の２次エコー除去部８の動作と同じである。
【００６５】
さらに、第３の１次エコー位相補正部１５は、第２の２次エコー除去部１４の出力信号に対して、１次エコーに合わせた再度の位相補正を行う。
第３の１次エコー位相補正部１５による再度の位相補正後の受信信号ｓ"１ｓｔ，ｊは、第２の２次エコー除去部１４の出力信号ｓ'"２ｎｄ，ｊを用いて、以下の式（６）のように表される。
【００６６】
【数６】
【００６７】
以上のように、２次エコーの除去および１次地形エコーの除去の順に不要波を除去した受信信号（第１の地形エコー除去部１０の出力信号）と、１次地形エコーの除去および２次エコーの除去の順に不要波を除去した受信信号（第３の１次エコー位相補正部１５の出力信号）と、の２つの処理結果が得られる。
【００６８】
上記２つの処理結果のいずれを採用するかは、２次エコー電力推定部１６で算出された２次エコー電力と、１次地形エコー電力推定部１７で算出された１次地形エコー電力との大小関係によって決定される。
このため、２次エコー電力推定部１６は２次エコーの電力を推定し、１次地形エコー電力推定部１７は１次地形エコーの電力を推定する。
【００６９】
具体的には、第１の２次エコー除去部８で除去された２次エコー電力、すなわち入力電力と出力電力との差分から２次エコー電力を推定する。
また、１次地形エコー電力推定部１７は、第２の地形エコー除去部１２の入力電力と出力電力との差分から１次地形エコーの電力を推定する。
【００７０】
受信信号切替部１９内において、強度比較部１８は、推定された２次エコー電力と１次地形エコー電力との大小関係を比較する。
受信信号切替部１９は、強度比較部１８の比較結果にしたがって、１次地形エコー電力の方が大きい場合には、１次地形エコー除去処理の特性劣化がない処理結果を選択し、２次地形エコー電力の方が大きい場合には、２次エコー除去処理の特性劣化がない処理結果を選択する。
【００７１】
すなわち、受信信号切替部１９は、１次地形エコー電力が２次エコー電力よりも大きければ、第３の１次エコー位相補正部１５で得られた受信信号を選択して出力する。
これにより、２次エコー除去処理の影響を受けることなく、１次地形エコー除去処理を行うことが可能になり、１次地形エコー除去の性能劣化を防ぐことができる。
【００７２】
一方、受信信号切替部１９は、２次エコー電力が１次地形エコー電力よりも大きければ、第１の地形エコー除去部１０で得られた受信信号を選択して出力する。
これにより、１次地形エコー除去処理の影響を受けることなく、２次エコー除去処理を行うことが可能になり、２次エコー除去の性能の劣化を防ぐことができる。
【００７３】
なお、ここでは、２次エコー電力と１次地形エコー電力との比較結果に応じて受信信号を選択したが、これに限らず、たとえば１次地形エコー電力のみに注目して、推定された１次地形エコー電力があらかじめ設定した閾値よりも高い場合には、第３の１次エコー位相補正部１５の出力信号を選択し、閾値以下の場合には第１の地形エコー除去部１０の出力信号を選択するようにしてもよい。
【００７４】
上記のように、１次地形エコー電力のみに注目して受信信号を選択する手法は、近距離に存在する１次地形エコーの電力が特に高くなることが多い、と想定される場合に有効である。この場合、２次エコー電力推定部１６を省略することができる。
【００７５】
また、第３の１次エコー位相補正部１５は、目標検出部２０への入力信号を、１次エコーに合わせた位相補正を施した受信信号とするために挿入されているが、その目的は、目標検出部２０において、１次エコーに対するドップラ周波数解析が行われることを前提条件としている。
【００７６】
したがって、たとえば、目標検出部２０において、ドップラ周波数解析が行われず、電力算出のみが行われる場合には、第３の１次エコー位相補正部１５は不要となり、これを省略することができる。
この場合、第３の１次エコー位相補正部１５の出力信号に代えて、第２の２次エコー除去部１４の出力信号を、受信信号切替部１９への入力信号として利用すればよい。
【００７７】
また、強度比較部１８による比較処理は、第１の２次エコー位相補正部７から第１の２次エコー除去部８までの処理、および第２の１次エコー位相補正部１１から第２の地形エコー除去部１２までの処理が完了していれば、実行可能である。
したがって、第１の１次エコー位相補正部９から第１の地形エコー除去部１０までの処理、および第２の２次エコー位相補正部１３から第３の１次エコー位相補正部１５までの処理は、同時に並列的に実行する必要はなく、強度比較部１８の比較結果により処理実行の必要性の有無が確定した時点で、いずれか一方の必要な処理のみを実行するようにしてもよい。
【００７８】
また、以上の説明では、多次エコーとして「２次エコー」を想定した処理の例を説明したが、２次エコーに限定されることはなく、３次以上の任意の多次（ｋ次）エコーを除去するようにしてもよい。
この場合、ｋ次エコーへの位相補正を行うために、前述の位相変調量φｉ−１に代えて、位相変調量φｉ−１＋ｋを用いるようにすればよい。
【００７９】
また、１次エコー領域の不要波として「地形エコー」を想定した例を示したが、不要波が「気象エコー」である場合を想定してもよい。
この場合、気象エコー（気象クラッタ）のドップラ周波数を推定する手段が必要となるが、格別に新規な手段は必要ではなく、従来の気象クラッタ抑圧と同様の手法を用いればよい。
【００８０】
最後に、目標検出部２０においては、受信信号切替部１９から出力された受信信号に基づき目標信号を検出するが、目標検出部２０への入力信号は、１次地形エコーおよび２次エコーが除去されており、かつ元の受信信号に含まれる不要波の状況に応じて、不要波の消え残りが少なくなる不要波除去処理が選択されているので、誤検出の少ない正確な検出が可能になる。
【００８１】
以上のように、この発明の実施の形態１（図１〜図３）に係るレーダ装置は、空間にパルス状の波動を放射するとともに、空間に存在する物体で散乱された反射波動を受信し、受信信号に信号処理を施すことにより物体の計測を行うために、送信ごとに初期位相が変化するようなパルス波動を生成する位相変調波生成部（基準信号発生部１〜パルス変調部３）と、パルス波動を送信波として空間に放射するとともに、空間から到来した反射波動を受信波として取得する空中線５と、受信波を検波することにより受信信号を生成する受信部６とを備えている。
【００８２】
また、受信部６から生成された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の２次エコー位相補正部７と、第１の２次エコー位相補正部７で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第１のドップラ周波数成分を推定して、第１のドップラ周波数成分の電力を除去する第１の多次エコー除去部（第１の２次エコー除去部８）と、第１の多次エコー除去部で除去された電力を算出する多次エコー電力推定部（２次エコー電力推定部１６）と、第１の多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の１次エコー位相補正部９と、第１の１次エコー位相補正部９で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第２のドップラ周波数成分を除去する第１の１次不要波成分除去部（第１の地形エコー除去部１０）とを備えている。
【００８３】
また、受信部６から生成された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の１次エコー位相補正部１１と、第２の１次エコー位相補正部１１で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第３のドップラ周波数成分の電力を除去する第２の１次不要波成分除去部（第２の地形エコー除去部１２）と、第２の１次不要波成分除去部で除去した電力を算出する１次不要波電力推定部（１次地形エコー電力推定部１７）と、第２の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の多次エコー位相補正部（第２の２次エコー位相補正部１３）と、第２の多次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第４のドップラ周波数成分を推定し、第４のドップラ周波数成分を除去する第２の多次エコー除去部（第２の２次エコー除去部１４）と、第２の多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第３の１次エコー位相補正部１５とを備えている。
【００８４】
さらに、１次不要波電力推定部で推定された１次不要波電力および多次エコー電力推定部で推定された多次エコー電力に基づき、第３の１次エコー位相補正部１５で位相補正された受信信号または第１の１次不要波成分除去部（第１の地形エコー除去部１０）で不要波除去された受信信号のいずれか一方を選択して出力する受信信号切替部１９とを備えている。
これにより、目標検出性能を低下させずに、２次エコー抑圧処理を実現することができる。
【００８５】
受信信号切替部１９は、１次不要波電力が多次エコー電力よりも大きい場合には、第３の１次エコー位相補正部１５で位相補正された受信信号を選択し、多次エコー電力が１次不要波電力よりも大きい場合には、第１の１次不要波成分除去部（第１の地形エコー除去部１０）で不要波除去された受信信号を選択する。
【００８６】
また、１次地形エコー電力のみに注目すれば、多次エコー電力推定部（２次エコー電力推定部１６）は省略することが可能であり、この場合、受信信号切替部１９は、１次不要波電力があらかじめ設定した閾値よりも高い場合には、第３の１次エコー位相補正部１５で位相補正された受信信号を選択し、１次不要波電力が閾値以下の場合には、第１の１次不要波成分除去部（第１の地形エコー除去部１０）で不要波除去された受信信号を選択する。
【００８７】
また、第３の１次エコー位相補正部１５は、目標検出部２０の処理内容に応じて省略することが可能であり、この場合、受信信号切替部１９は、１次不要波電力が多次エコー電力よりも大きい場合には、第２の多次エコー除去部（第２の２次エコー除去部１４）から出力された受信信号を選択し、多次エコー電力が１次不要波電力よりも大きい場合には、第１の１次不要波成分除去部（第１の地形エコー除去部１０）で不要波除去された受信信号を選択する。
【００８８】
さらに、第３の１次エコー位相補正部１５および多次エコー電力推定部（２次エコー電力推定部１６）の両方を省略した場合、受信信号切替部１９は、１次不要波電力があらかじめ設定した閾値よりも高い場合には、第２の多次エコー除去部（第２の２次エコー除去部１４）から出力された受信信号を選択し、１次不要波電力が閾値以下の場合には、第１の１次不要波成分除去部（第１の地形エコー除去部１０）で不要波除去された受信信号を選択することになる。
【００８９】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１（図１〜図３）では、不要波である２次エコーおよび１次地形エコーの電力の大小に応じて、不要波除去性能の劣化が少ない処理を選択するように構成したが、実際には、２次エコーの電力よりも１次地形エコーの電力の方が大きい場合が多いと考えられるので、図４のように、図１内の第１の２次エコー位相補正部７〜第１の地形エコー除去部１０、および２次エコー電力推定部１６〜受信信号切替部１９を省略することができる。
【００９０】
図４はこの発明の実施の形態２に係るレーダ装置の構成を示すブロック図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ａ」を付して詳述を省略する。
この発明の実施の形態２においては、１次地形エコー電力の除去性能を優先するように、処理が固定されている。
【００９１】
図４において、受信部６には、前述（図１）の第２の１次エコー位相補正部１１〜第３の１次エコー位相補正部１５に対応する構成として、第１の１次エコー位相補正部１１Ａと、地形エコー除去部１２Ａと、２次エコー位相補正部１３Ａと、２次エコー除去部１４Ａと、第２の１次エコー位相補正部１５Ａとが接続されている。
この場合、第２の１次エコー位相補正部１５Ａの出力信号は、目標検出部２０に直接入力されている。
【００９２】
ここで、２次エコーの電力よりも１次地形エコーの電力の方が大きいことの頻度が高い理由について説明する。
一般に、地形エコーは、ビルなどの人工構造物や山地などの電波の反射率の高い対象物で発生し、かつ１次エコー領域で発生した反射波であり、比較的近距離からの反射波であることから、電波の減衰が少ない。
【００９３】
一方、２次エコーは、遠距離からの反射波であり、距離減衰が大きいうえ、反射源が降雨などであることから、電力が小さくなる。また、遠距離からは、地球の曲率などの影響によって、人工構造物や山地などの地表面近傍からの反射波が含まれることがあまりないので、大きい電力になることはない。
【００９４】
次に、図４に示したこの発明の実施の形態２による具体的な動作について説明する。
まず、送信波を空間に放射し、受信した反射波から受信部６にて受信信号を得る処理までは、前述と同様である。
その後、前述（図１）では２通りの不要波除去の信号処理を実行したが、図４においては、第１の１次エコー位相補正部１１Ａ〜第２の１次エコー位相補正部１５Ａからなる１通りの不要波除去処理のみを実行する。
【００９５】
図４の処理機能構成は、２次エコーの電力よりも１次地形エコーの電力の方が大きい場合が多いことを想定して、１次地形エコーの除去（性能劣化が低い不要波除去）を固定的に実行することを意味する。
第１の１次エコー位相補正部１１Ａ〜第２の１次エコー位相補正部１５Ａの動作は、前述（図１）の第２の１次エコー位相補正部１１〜第３の１次エコー位相補正部１５の動作と同様である。
【００９６】
また、前述と同様に、第２の１次エコー位相補正部１５Ａは、目標検出部２０がドップラ周波数解析を行わない場合には、不要となるので省略することができる。
この場合、第２の１次エコー位相補正部１５Ａの出力信号に代えて、２次エコー除去部１４Ａの出力信号を目標検出部２０に直接入力すればよい。
【００９７】
ここで、この発明の実施の形態２（図４）の構成と、前述の非特許文献１に記載の従来の信号処理構成とを比較すると、従来の信号処理構成においては、２次エコーへの位相補正を施して２次エコー除去し、続いて、１次エコーへの位相補正を施して１次地形エコーを除去し、１次エコー領域の目標検出を行うので、位相補正回数は、２次エコーへの位相補正と１次エコーへの位相補正との２回となる。
【００９８】
一方、この発明の実施の形態２（図４）による信号処理においては、１次エコーへの位相補正および２次エコーへの位相補正に加えて、さらに再度の１次エコーへの位相補正を施しており、３回の位相補正が必要となる。
よって、この発明の実施の形態２（図４）によれば、従来の処理よりも位相補正の回数が多い分だけ演算処理量が多くなるが、大きな電力である１次地形エコーの消え残りが従来処理の場合よりも低減するという効果を得ることができる。
【００９９】
また、前述の実施の形態１（図１）と比較した場合には、前述（図１）よりも信号処理の演算量が低下するので、信号処理のハードウェアコストを低減することができるうえ、多くの場合に従来手法よりも不要波の消え残りが少なく、良好な目標検出性能を得ることが可能となる。
【０１００】
以上のように、この発明の実施の形態２（図４）に係るレーダ装置は、受信部６から生成された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の１次エコー位相補正部１１Ａと、第１の１次エコー位相補正部１１Ａで位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第１のドップラ周波数成分の電力を除去する１次不要波成分除去部（地形エコー除去部１２Ａ）と、１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う多次エコー位相補正部（２次エコー位相補正部１３Ａ）と、多次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第２のドップラ周波数成分を推定し、第２のドップラ周波数成分の電力を除去する多次エコー除去部（２次エコー除去部１４Ａ）とを備えている。
【０１０１】
また、目標検出部２０の処理内容に応じて、多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の１次エコー位相補正部１５Ａを備えたている。
これにより、前述と同様の作用効果を奏するとともに、前述の実施の形態１（図１）よりも信号処理の演算量が低下するので、信号処理のハードウェアコストを低減することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１ 基準信号発生部（位相変調波生成部）、２ 位相変調部（位相変調波生成部）、３ パルス変調部（位相変調波生成部）、４ 送受切替部、５ 空中線、６ 受信部、７ 第１の２次エコー位相補正部（第１の多次エコー除去部）、８ 第１の２次エコー除去部、９ 第１の１次エコー位相補正部、１０ 第１の地形エコー除去部（第１の１次不要波成分除去部）、１１ 第２の１次エコー位相補正部、１１Ａ １次エコー位相補正部、１２ 第２の地形エコー除去部（第２の１次不要波成分除去部）、１２Ａ 地形エコー除去部（１次不要波成分除去部）、１３ 第２の２次エコー位相補正部（第２の多次エコー位相補正部）、１３Ａ ２次エコー位相補正部（多次エコー位相補正部）、１４ 第２の２次エコー除去部（第２の多次エコー除去部）、１４Ａ ２次エコー除去部（多次エコー除去部）、１５ 第３の１次エコー位相補正部、１５Ａ 第２の１次エコー位相補正部、１６ ２次エコー電力推定部（多次エコー電力推定部）、１７ １次地形エコー電力推定部（１次不要波電力推定部）、１８ 強度比較部、１９ 受信信号切替部、２０ 目標検出部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、遠隔に存在する目標の距離および速度を計測するためのレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、遠隔に存在する目標の距離および速度を計測する手法として、パルスドップラレーダ技術が知られている。この計測手法においては、送信波にパルス変調を施し、パルスの送受信間の時間差から距離を算出する。また、パルス繰り返し周期でサンプルされた受信信号に周波数解析を施すことにより、目標のドップラ周波数を算出する。
【０００３】
このとき、目標の距離を曖昧さなく計測するためには、パルス繰り返し周期を送受信パルスの時間差よりも長く設定する必要がある。
一方、高速に運動する目標の速度を曖昧さなく計測するためには、受信信号を高速にサンプルする（パルス繰り返し周期を十分短くする）必要がある。
【０００４】
したがって、距離の曖昧さの解消と、ドップラ周波数の曖昧さの解消とを、パルス繰り返し周期の調整のみよって同時に実現することはできない。
そこで、各パルスに擬似ランダム符号位相変調を施し、２次エコーに合わせた位相補償により２次エコー成分を抽出し、２次エコー成分を除去する方法が提案されている（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、上記方式による２次エコー除去処理には、以下のような問題がある。
２次エコー除去処理において、除去される信号の大半は２次エコー成分であるが、拡散された１次エコーの一部成分も合わせて除去される。
【０００６】
このように、１次エコーの一部が除去されると、１次エコーの位相が乱されることになり、１次エコーのうちの地形エコー成分の位相が乱されると、ドップラ周波数が本来０である地形エコー成分が、他のドップラ周波数へと漏れ出す。
【０００７】
この結果、２次エコー除去後に、１次エコーに合わせた位相補償を行い、ドップラスペクトルを算出すると、地形エコーの漏れにより、ドップラスペクトルの雑音レベルが上昇した場合と同様の状況となる。
【０００８】
地形エコーは、大きな受信電力を持ち得るので、少しの漏れであっても、最終的に検出する必要のある気象エコーの検出性能が低下することになる。すなわち、気象エコーの検出確率が低下するか、または、以外のドップラ周波数に漏れ出した地形エコーを誤検出する確率が増加する、という問題が生じる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｒ．Ｊ．Ｄｏｖｉａｋ ａｎｄ Ｄ．Ｓ．Ｚｒｎｉｃ，Ｄｏｐｐｌｅｒ Ｒａｄａｒ ａｎｄ Ｗｅａｔｈｅｒ Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ，Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄ．，ｐ．１６７−１７０，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，Ｉｎｃ．，１９９３．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のレーダ装置は、２次エコー除去処理において、１次エコーに含まれる地形エコーの除去性能が低下するので、目標検出性能が低下するという課題があった。
【００１１】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、目標検出性能を低下させずに２次エコー抑圧処理を実現可能なレーダ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係るレーダ装置は、空間にパルス状の波動を放射するとともに、空間に存在する物体で散乱された反射波動を受信し、受信信号に信号処理を施すことにより物体の計測を行うレーダ装置において、送信ごとに初期位相が変化するようなパルス波動を生成する位相変調波生成部と、パルス波動を送信波として空間に放射するとともに、空間から到来した反射波動を受信波として取得する空中線と、受信波を検波することにより受信信号を生成する受信部と、受信部から生成された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の２次エコー位相補正部と、第１の２次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第１のドップラ周波数成分を推定して、第１のドップラ周波数成分の電力を除去する第１の多次エコー除去部と、第１の多次エコー除去部で除去された電力を算出する多次エコー電力推定部と、第１の多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の１次エコー位相補正部と、第１の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第２のドップラ周波数成分を除去する第１の１次不要波成分除去部と、受信部から生成された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の１次エコー位相補正部と、第２の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第３のドップラ周波数成分の電力を除去する第２の１次不要波成分除去部と、第２の１次不要波成分除去部で除去した電力を算出する１次不要波電力推定部と、第２の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の多次エコー位相補正部と、第２の多次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第４のドップラ周波数成分を推定し、第４のドップラ周波数成分を除去する第２の多次エコー除去部と、第２の多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第３の１次エコー位相補正部と、１次不要波電力推定部で推定された１次不要波電力および多次エコー電力推定部で推定された多次エコー電力に基づき、第３の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号または第１の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号のいずれか一方を選択して出力する受信信号切替部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、目標検出性能を低下させずに、２次エコー抑圧処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１内の２次エコー除去部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】図１内の地形エコー除去部の内部構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の構成を示すブロック図である。
図１において、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置は、空間にパルス状の波動を放射するとともに、空間に存在する物体で散乱された反射波動を受信し、受信信号に信号処理を施すことにより物体の計測を行うために、基準信号発生部１と、位相変調部２と、パルス変調部３と、送受切替部４と、空中線５と、受信部６とを備えている。
【００１６】
基準信号発生部１は、送信波の元となる基準信号を発生し、位相変調部２は、基準信号発生部１で得られた基準信号に位相変調を施し、パルス変調部３は、位相変調後の送信信号をパルス化する。
送受切替部４は、パルス変調部３でパルス化された送信波を空中線へと出力するとともに、空中線から受信波を取り込む。
【００１７】
基準信号発生部１、位相変調部２およびパルス変調部３は、送信ごとに初期位相が変化するようなパルス波動を生成する位相変調波生成部を構成している。
空中線５は、パルス波動を送信波として空間に放射するとともに、空間中に存在する物体で反射されて到来した電波（反射波動）を受信波として取得する。
受信部６は、空中線５で受信して送受切替部４を経由した受信波を取り込み、受信波を検波することにより受信信号を生成する。
【００１８】
また、図１のレーダ装置は、第１の２次エコー位相補正部７と、第１の２次エコー除去部８（第１の多次エコー除去部）と、２次エコー電力推定部１６（多次エコー電力推定部）と、第１の１次エコー位相補正部９と、第１の地形エコー除去部１０（第１の１次不要波成分除去部）とを備えている。
【００１９】
第１の２次エコー位相補正部７は、受信部６から生成された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すように、２次エコーに合わせて位相補正を行うことにより、２次エコー領域受信信号を生成する。
第１の２次エコー除去部８は、第１の２次エコー位相補正部７で位相補正された２次エコー受信信号から、２次エコー成分（卓越した電力を有する第１のドップラ周波数成分）を推定により検出して、これを除去するとともに、検出した２次エコー成分の中心ドップラ周波数を算出する。
【００２０】
２次エコー電力推定部１６は、第１の２次エコー除去部８の前後での受信信号電力の差異から、２次エコー強度（第１の２次エコー除去部８で除去された電力）を推定により算出する。
【００２１】
第１の１次エコー位相補正部９は、第１の２次エコー除去部８から出力された２次エコー除去後の２次エコー領域受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すように、１次エコーに合わせて位相補正を行うことにより、１次エコー領域受信信号を得る。
第１の地形エコー除去部１０は、第１の１次エコー位相補正部９で位相補正された受信信号から、地形エコーと見なせる周波数範囲の低周波成分（不要波の存在が想定される第２のドップラ周波数成分）を除去する。
【００２２】
さらに、図１のレーダ装置は、第２の１次エコー位相補正部１１と、第２の地形エコー除去部１２（第２の１次不要波成分除去部）と、１次地形エコー電力推定部１７（１次不要波電力推定部）と、第２の２次エコー位相補正部１３（第２の多次エコー位相補正部）と、第２の２次エコー除去部１４（第２の多次エコー除去部）と、第３の１次エコー位相補正部１５と、受信信号切替部１９と、目標検出部２０とを備えている。
【００２３】
第２の１次エコー位相補正部１１は、受信部６から生成された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すように、１次エコーに合わせて位相補正を行うことにより、１次エコー領域受信信号を得る。
第２の地形エコー除去部１２は、第２の１次エコー位相補正部１１で位相補正された受信信号に対して、地形エコー（不要波の存在が想定される第３のドップラ周波数成分の電力）の除去処理を行う。
【００２４】
１次地形エコー電力推定部１７は、第２の地形エコー除去部１２の前後での受信信号電力の差異から、地形エコー強度（第２の１次不要波成分除去部で除去した電力）を推定により算出する。
【００２５】
第２の２次エコー位相補正部１３は、第２の地形エコー除去部１２で不要波除去された１次エコー領域の受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すように、２次エコーに合わせた位相補正を行うことにより、２次エコー領域受信信号を得る。
【００２６】
第２の２次エコー除去部１４は、第２の２次エコー位相補正部１３で位相補正された受信信号から、２次エコー（卓越した電力を有する第４のドップラ周波数成分）を推定し、２次エコーの除去処理を行う。
第３の１次エコー位相補正部１５は、第２の２次エコー除去部１４から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すように、１次エコーに合わせて位相補正を行うことにより、１次エコー領域受信信号を得る。
【００２７】
受信信号切替部１９は、処理選択判定部として機能する強度比較部１８を有し、１次地形エコー電力推定部１７（１次不要波電力推定部）で推定された１次不要波電力、または２次エコー電力推定部１６（多次エコー電力推定部）で推定された２次エコー電力に基づき、第３の１次エコー位相補正部１５で位相補正された受信信号、または第１の地形エコー除去部１０（第１の１次不要波成分除去部）で不要波除去された受信信号のいずれか一方を選択して出力する。
【００２８】
強度比較部１８は、２次エコー電力推定部１６で推定された２次エコー強度と、１次地形エコー電力推定部１７で推定された地形エコー強度とを比較し、両者の大小関係を示す情報を出力する。
受信信号切替部１９は、強度比較部１８からの出力情報に基づいて、第１の地形エコー除去部１０または第３の１次エコー位相補正部１５のいずれか一方からの受信信号を選択して出力する。
目標検出部２０は、受信信号切替部１９から出力された受信信号に基づき、空間中に存在する物体に対応した目標信号を検出する。
【００２９】
なお、ここでは、１次エコー領域の不要波が「地形エコー」である場合を示しているので、第１および第２の地形エコー除去部１０、１２は、第１および第２の１次不要波成分除去部となり、１次地形エコー電力推定部１７は、１次不要波電力推定部となっている。
また、多次エコーとして「２次エコー」を例にとっているので、第１および第２の２次エコー除去部８、１４は、第１および第２の多次エコー除去部となり、第１および第２の２次エコー位相補正部７、１３は、第１および第２の多次エコー位相補正部となり、２次エコー電力推定部１６は、多次エコー電力推定部となっている。
【００３０】
次に、図１に示したこの発明の実施の形態１による具体的な動作について説明する。
まず、基準信号発生部１は、送信信号の元となる基準信号を発生し、位相変調部２は、基準信号に対して位相変調を施す。このとき、位相変調においては、擬似ランダム符号が用いられるが、擬似ランダム符号は公知の符号選択部で選択される。
【００３１】
パルス変調部３は、位相変調部２で位相変調された信号に対して、パルス変調を施すとともに、増幅処理も行う。ここでは、パルス変調後および増幅後の送信信号を「送信波」と呼ぶことにする。
なお、位相変調部２における位相変調は、パルス変調部３から出力されるパルス波動ごとに、初期位相が変化するように行われる。
【００３２】
基準信号発生部１から発生される基準信号は、パルス変調部３から複数のパルス波動が出力される時間にわたって、安定した周波数の信号となっている。
これにより、複数のパルス波動が送信される時間区間で得られる受信信号に対して、位相を考慮した信号処理、すなわちコヒーレントな信号処理を施すことが可能となる。
【００３３】
また、送信波のパルス幅は、レーダ装置に要求される距離分解能に応じて設定され、たとえば、１マイクロ秒のパルス幅とした場合には、１５０ｍの距離分解能が得られることになる。
【００３４】
一方、送信パルスが生成される時間間隔は、距離の曖昧さを決めるパラメータとなり、たとえば、パルス繰り返し周波数が１ｋＨｚの送信パルスを空中線５から放射する場合、１５０ｋｍの距離区間で曖昧さなく距離計測を行うことが可能になる。
【００３５】
すなわち、１５０ｋｍを超える距離に反射物体が存在し、物体からの反射波が受信される場合に、距離に曖昧さが生じる。たとえば、２００ｋｍの距離に反射物体が存在する場合、物体からの受信波の遅延時間から計測される距離は、５０ｋｍ、２００ｋｍ、３５０ｋｍ、・・・の可能性がある。したがって、このような曖昧さを低減することを目的として、位相変調部２における位相変調が行われる。
【００３６】
パルス変調部３でパルス化された送信波は、送受切替部４および空中線５を経由して、空間中に放射される。空間に放射される際には、空中線５の指向特性にしたがって、或る特定の方向（ビーム方向）のみに電力が集中した状態で送信波の放射が行われる。
このとき、送信波の放射が行われるビーム方向を時間とともに変化させることにより、観測方向を変化させることができる。
【００３７】
たとえば、空中線５として開口面アンテナを用いる場合には、空中線５を機械的に回転させることにより、ビーム走査を行うことができる。
また、空中線５としてフェーズドアレーアンテナを用いる場合には、空中線５を構成する素子の位相を制御することにより、電子的なビーム走査が行われる。
【００３８】
空間に放射された電波（波動）は、ビーム方向に存在する物体により反射され、反射波の一部電力は、レーダ装置の存在する方向へと戻ってくる。
空中線５は、レーダ装置まで到達した反射波を受信波として取り込み、送受切替部４を経由して受信部６に入力する。
【００３９】
受信部６は、受信波に検波処理を施すことにより受信信号を生成する。
図１のレーダ装置では、受信信号の位相情報を抽出する必要があることから、受信部６において位相検波処理が行われる。この位相検波処理では、送受切替部４を経由して入力される受信波と、基準信号発生部１から発生された基準信号の一部とを混合することにより、受信波を低周波へと周波数変換した受信信号を生成する。
【００４０】
この際、受信部６は、受信部６に入力された基準信号を２つに分割し、一方はそのまま受信波と混合し、他方は位相を９０度回転させた後で受信波と混合する。こうして生成された２つの受信信号の一方を実部、他方を虚部と見なすことにより、複素数で表される受信信号が得られることになる。
【００４１】
受信信号の位相は、反射物体のドップラ周波数と、位相変調部２による位相変調とによって決まるような、パルスごとの位相変化を有する。
第１の２次エコー位相補正部７は、２次エコーの受信を想定して、位相変調部２で行われた位相変調にともなう位相変化を元に戻すような位相補正処理を行う。
【００４２】
いま、ｉ番目のパルス送信の後であって、かつｉ＋１番目のパルス送信が行われる前の一定時刻後に受信された受信信号をｓｉとする。また、位相変調部２におけるｉ番目の送信パルスの位相変調量をφｉとする。
このとき、受信信号ｓｉに対して、２回前のパルス送信（最も直前のパルス送信を１回前と定義する）における位相変調量φｉ−１を用いて位相補正を行うことにより、以下の式（１）で表される信号ｓ２ｎｄ，ｉを得る。
【００４３】
【数１】
【００４４】
式（１）で得られる信号ｓ２ｎｄ，ｉを「２次エコー領域受信信号」と呼ぶことにする。２次エコー領域受信信号ｓ２ｎｄ，ｉは、第１の２次エコー除去部８に入力される。
第１の２次エコー除去部８は、ドップラ周波数解析により２次エコーを検出し、これを除去する処理を行う。
【００４５】
ここで、図２を参照しながら、第１の２次エコー除去部８について、さらに具体的に説明する。図２は第１の２次エコー除去部８の内部構成を示すブロック図である。
図２において、第１の２次エコー除去部８は、フーリエ変換部１０１と、ピーク検出部１０２と、ピーク除去部１０３と、逆フーリエ変換部１０４とを備えている。
【００４６】
第１の２次エコー除去部８において、まず、フーリエ変換部１０１は、２次エコー領域受信信号（第１の２次エコー位相補正部７で位相補正された受信信号）にフーリエ変換を施す。
このとき、２次エコーが存在する場合には、２次エコー源となる反射物体の相対速度に対応したドップラ周波数において振幅が卓越する。
【００４７】
続いて、ピーク検出部１０２は、上記のような振幅の卓越した電力を有するドップラ周波数成分を、ピークとして検出してピーク除去部１０３に入力する。
ピーク除去部１０３は、フーリエ変換部１０１から入力されるフーリエ変換後の２次エコー領域受信信号から、ピーク検出部１０２でピーク検出されたドップラ周波数を含む近傍の周波数領域の信号を除去する処理を行い、ピーク検出された周波数領域の振幅を０にする。
【００４８】
こうして２次エコーが除去されたフーリエ変換後の受信信号は、逆フーリエ変換１０４に入力され、逆フーリエ変換１０４において逆フーリエ変換が施される。
これにより、第１の２次エコー位相補正部７からの２次エコー領域受信信号は、時間領域の受信信号に復帰されて、第１の１次エコー位相補正部９および２次エコー電力推定部１６に入力される。
【００４９】
第１の２次エコー除去部８から第１の１次エコー位相補正部９に入力された２次エコー除去後の時間領域受信信号ｓ’２ｎｄ，ｉは、第１の１次エコー位相補正部９において、以下のような処理が施される。
まず、以下の式（２）のように、２次エコー位相補正部７での２次エコーに合わせた位相補正を元に戻す処理が行われる。
【００５０】
【数２】
【００５１】
式（２）の処理により、位相変調部２で付加された位相変化が再現される。
次に、１次エコーに合わせた位相補正処理が行われる。すなわち、以下の式（３）の処理により、受信信号ｓ１ｓｔ，ｉを得る。
【００５２】
【数３】
【００５３】
式（３）の処理により、１次エコーについては、反射物体の運動に起因する位相変化のみが受信信号に残ることになる。この受信信号ｓ１ｓｔ，ｉを「１次エコー領域受信信号」と呼ぶことにする。
【００５４】
続いて、第１の地形エコー除去部１０は、周波数が０近傍のドップラ周波数成分を除去することにより、地形エコー成分を取り除く。
ここで、図３を参照しながら、第１の地形エコー除去部１０について、さらに具体的に説明する。図３は第１の地形エコー除去部１０の内部構成を示すブロック図である。
図３において、第１の地形エコー除去部１０は、フーリエ変換部２０１と、低周波除去部２０２と、逆フーリエ変換部２０３とを備えている。
【００５５】
ここでは、周波数領域で地形エコーを除去する例を示している。
第１の地形エコー除去部１０において、第１の１次エコー位相補正部９から入力された１次エコー領域の受信信号は、まず、フーリエ変換部２０１で周波数領域の信号に変換される。
【００５６】
続いて、低周波除去部２０２は、地形エコーが存在するドップラ周波数成分として、周波数０の近傍の成分を除去する。
この理由は、レーダ装置が地上に固定されている場合に、地形エコー成分は、周波数０の近傍に存在するからである。
【００５７】
最後に、逆フーリエ変換部２０３で逆フーリエ変換を行うことにより、時間領域の受信信号に復帰させ、受信信号切替部１９内の強度比較部１８に入力する。
なお、図３においては、周波数領域での地形エコー除去処理の例を示したが、時間領域で低周波成分を除去する処理を実行してもよい。
【００５８】
以上のように、第１の２次エコー位相補正部７〜第１の地形エコー除去部１０の機能ブロックを用いた処理においては、まず、２次エコーを除去した後に、１次地形エコーを除去する。
【００５９】
一方、上記処理と並行して、第２の１次エコー位相補正部１１〜第３の１次エコー位相補正部１５の機能ブロックを用いた処理においては、まず、１次地形エコーを除去した後に、２次エコーを除去する。
以下、第２の１次エコー位相補正部１１〜第３の１次エコー位相補正部１５による処理内容について説明する。
【００６０】
まず、第２の１次エコー位相補正部１１は、受信部６から生成された受信信号に対して、１次エコーに合わせた位相補正を行う。
具体的には、受信信号ｓｉに対して、位相変調量φｉを用いて位相補正を行い、１次エコー領域受信信号ｓ１ｓｔ，ｊを得る。すなわち、以下の式（４）の処理を行う。
【００６１】
【数４】
【００６２】
続いて、第２の地形エコー除去部１２は、１次エコー領域受信信号ｓ１ｓｔ，ｊに対して、地形エコー除去処理を行う。この動作は、入力信号が異なる点を除けば、前述の第１の地形エコー除去部１０の動作と同じである。
次に、第２の２次エコー位相補正部１３は、第２の地形エコー除去部１２からの入力信号ｓ'１ｓｔ，ｊに対して、２次エコーに合わせた位相補正を行い、以下の式（５）のように、位相補正後の受信信号ｓ"２ｎｄ，ｊを生成する。
【００６３】
【数５】
【００６４】
また、第２の２次エコー除去部１４は、式（５）で得られた受信信号ｓ"２ｎｄ，ｊに対して、２次エコー除去処理を行う。この動作は、入力信号が異なる点を除けば、前述の第１の２次エコー除去部８の動作と同じである。
【００６５】
さらに、第３の１次エコー位相補正部１５は、第２の２次エコー除去部１４の出力信号に対して、１次エコーに合わせた再度の位相補正を行う。
第３の１次エコー位相補正部１５による再度の位相補正後の受信信号ｓ"１ｓｔ，ｊは、第２の２次エコー除去部１４の出力信号ｓ'"２ｎｄ，ｊを用いて、以下の式（６）のように表される。
【００６６】
【数６】
【００６７】
以上のように、２次エコーの除去および１次地形エコーの除去の順に不要波を除去した受信信号（第１の地形エコー除去部１０の出力信号）と、１次地形エコーの除去および２次エコーの除去の順に不要波を除去した受信信号（第３の１次エコー位相補正部１５の出力信号）と、の２つの処理結果が得られる。
【００６８】
上記２つの処理結果のいずれを採用するかは、２次エコー電力推定部１６で算出された２次エコー電力と、１次地形エコー電力推定部１７で算出された１次地形エコー電力との大小関係によって決定される。
このため、２次エコー電力推定部１６は２次エコーの電力を推定し、１次地形エコー電力推定部１７は１次地形エコーの電力を推定する。
【００６９】
具体的には、第１の２次エコー除去部８で除去された２次エコー電力、すなわち入力電力と出力電力との差分から２次エコー電力を推定する。
また、１次地形エコー電力推定部１７は、第２の地形エコー除去部１２の入力電力と出力電力との差分から１次地形エコーの電力を推定する。
【００７０】
受信信号切替部１９内において、強度比較部１８は、推定された２次エコー電力と１次地形エコー電力との大小関係を比較する。
受信信号切替部１９は、強度比較部１８の比較結果にしたがって、１次地形エコー電力の方が大きい場合には、１次地形エコー除去処理の特性劣化がない処理結果を選択し、２次地形エコー電力の方が大きい場合には、２次エコー除去処理の特性劣化がない処理結果を選択する。
【００７１】
すなわち、受信信号切替部１９は、１次地形エコー電力が２次エコー電力よりも大きければ、第３の１次エコー位相補正部１５で得られた受信信号を選択して出力する。
これにより、２次エコー除去処理の影響を受けることなく、１次地形エコー除去処理を行うことが可能になり、１次地形エコー除去の性能劣化を防ぐことができる。
【００７２】
一方、受信信号切替部１９は、２次エコー電力が１次地形エコー電力よりも大きければ、第１の地形エコー除去部１０で得られた受信信号を選択して出力する。
これにより、１次地形エコー除去処理の影響を受けることなく、２次エコー除去処理を行うことが可能になり、２次エコー除去の性能の劣化を防ぐことができる。
【００７３】
なお、ここでは、２次エコー電力と１次地形エコー電力との比較結果に応じて受信信号を選択したが、これに限らず、たとえば１次地形エコー電力のみに注目して、推定された１次地形エコー電力があらかじめ設定した閾値よりも高い場合には、第３の１次エコー位相補正部１５の出力信号を選択し、閾値以下の場合には第１の地形エコー除去部１０の出力信号を選択するようにしてもよい。
【００７４】
上記のように、１次地形エコー電力のみに注目して受信信号を選択する手法は、近距離に存在する１次地形エコーの電力が特に高くなることが多い、と想定される場合に有効である。この場合、２次エコー電力推定部１６を省略することができる。
【００７５】
また、第３の１次エコー位相補正部１５は、目標検出部２０への入力信号を、１次エコーに合わせた位相補正を施した受信信号とするために挿入されているが、その目的は、目標検出部２０において、１次エコーに対するドップラ周波数解析が行われることを前提条件としている。
【００７６】
したがって、たとえば、目標検出部２０において、ドップラ周波数解析が行われず、電力算出のみが行われる場合には、第３の１次エコー位相補正部１５は不要となり、これを省略することができる。
この場合、第３の１次エコー位相補正部１５の出力信号に代えて、第２の２次エコー除去部１４の出力信号を、受信信号切替部１９への入力信号として利用すればよい。
【００７７】
また、強度比較部１８による比較処理は、第１の２次エコー位相補正部７から第１の２次エコー除去部８までの処理、および第２の１次エコー位相補正部１１から第２の地形エコー除去部１２までの処理が完了していれば、実行可能である。
したがって、第１の１次エコー位相補正部９から第１の地形エコー除去部１０までの処理、および第２の２次エコー位相補正部１３から第３の１次エコー位相補正部１５までの処理は、同時に並列的に実行する必要はなく、強度比較部１８の比較結果により処理実行の必要性の有無が確定した時点で、いずれか一方の必要な処理のみを実行するようにしてもよい。
【００７８】
また、以上の説明では、多次エコーとして「２次エコー」を想定した処理の例を説明したが、２次エコーに限定されることはなく、３次以上の任意の多次（ｋ次）エコーを除去するようにしてもよい。
この場合、ｋ次エコーへの位相補正を行うために、前述の位相変調量φｉ−１に代えて、位相変調量φｉ−１＋ｋを用いるようにすればよい。
【００７９】
また、１次エコー領域の不要波として「地形エコー」を想定した例を示したが、不要波が「気象エコー」である場合を想定してもよい。
この場合、気象エコー（気象クラッタ）のドップラ周波数を推定する手段が必要となるが、格別に新規な手段は必要ではなく、従来の気象クラッタ抑圧と同様の手法を用いればよい。
【００８０】
最後に、目標検出部２０においては、受信信号切替部１９から出力された受信信号に基づき目標信号を検出するが、目標検出部２０への入力信号は、１次地形エコーおよび２次エコーが除去されており、かつ元の受信信号に含まれる不要波の状況に応じて、不要波の消え残りが少なくなる不要波除去処理が選択されているので、誤検出の少ない正確な検出が可能になる。
【００８１】
以上のように、この発明の実施の形態１（図１〜図３）に係るレーダ装置は、空間にパルス状の波動を放射するとともに、空間に存在する物体で散乱された反射波動を受信し、受信信号に信号処理を施すことにより物体の計測を行うために、送信ごとに初期位相が変化するようなパルス波動を生成する位相変調波生成部（基準信号発生部１〜パルス変調部３）と、パルス波動を送信波として空間に放射するとともに、空間から到来した反射波動を受信波として取得する空中線５と、受信波を検波することにより受信信号を生成する受信部６とを備えている。
【００８２】
また、受信部６から生成された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の２次エコー位相補正部７と、第１の２次エコー位相補正部７で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第１のドップラ周波数成分を推定して、第１のドップラ周波数成分の電力を除去する第１の多次エコー除去部（第１の２次エコー除去部８）と、第１の多次エコー除去部で除去された電力を算出する多次エコー電力推定部（２次エコー電力推定部１６）と、第１の多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の１次エコー位相補正部９と、第１の１次エコー位相補正部９で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第２のドップラ周波数成分を除去する第１の１次不要波成分除去部（第１の地形エコー除去部１０）とを備えている。
【００８３】
また、受信部６から生成された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の１次エコー位相補正部１１と、第２の１次エコー位相補正部１１で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第３のドップラ周波数成分の電力を除去する第２の１次不要波成分除去部（第２の地形エコー除去部１２）と、第２の１次不要波成分除去部で除去した電力を算出する１次不要波電力推定部（１次地形エコー電力推定部１７）と、第２の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の多次エコー位相補正部（第２の２次エコー位相補正部１３）と、第２の多次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第４のドップラ周波数成分を推定し、第４のドップラ周波数成分を除去する第２の多次エコー除去部（第２の２次エコー除去部１４）と、第２の多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第３の１次エコー位相補正部１５とを備えている。
【００８４】
さらに、１次不要波電力推定部で推定された１次不要波電力および多次エコー電力推定部で推定された多次エコー電力に基づき、第３の１次エコー位相補正部１５で位相補正された受信信号または第１の１次不要波成分除去部（第１の地形エコー除去部１０）で不要波除去された受信信号のいずれか一方を選択して出力する受信信号切替部１９とを備えている。
これにより、目標検出性能を低下させずに、２次エコー抑圧処理を実現することができる。
【００８５】
受信信号切替部１９は、１次不要波電力が多次エコー電力よりも大きい場合には、第３の１次エコー位相補正部１５で位相補正された受信信号を選択し、多次エコー電力が１次不要波電力よりも大きい場合には、第１の１次不要波成分除去部（第１の地形エコー除去部１０）で不要波除去された受信信号を選択する。
【００８６】
また、１次地形エコー電力のみに注目すれば、多次エコー電力推定部（２次エコー電力推定部１６）は省略することが可能であり、この場合、受信信号切替部１９は、１次不要波電力があらかじめ設定した閾値よりも高い場合には、第３の１次エコー位相補正部１５で位相補正された受信信号を選択し、１次不要波電力が閾値以下の場合には、第１の１次不要波成分除去部（第１の地形エコー除去部１０）で不要波除去された受信信号を選択する。
【００８７】
また、第３の１次エコー位相補正部１５は、目標検出部２０の処理内容に応じて省略することが可能であり、この場合、受信信号切替部１９は、１次不要波電力が多次エコー電力よりも大きい場合には、第２の多次エコー除去部（第２の２次エコー除去部１４）から出力された受信信号を選択し、多次エコー電力が１次不要波電力よりも大きい場合には、第１の１次不要波成分除去部（第１の地形エコー除去部１０）で不要波除去された受信信号を選択する。
【００８８】
さらに、第３の１次エコー位相補正部１５および多次エコー電力推定部（２次エコー電力推定部１６）の両方を省略した場合、受信信号切替部１９は、１次不要波電力があらかじめ設定した閾値よりも高い場合には、第２の多次エコー除去部（第２の２次エコー除去部１４）から出力された受信信号を選択し、１次不要波電力が閾値以下の場合には、第１の１次不要波成分除去部（第１の地形エコー除去部１０）で不要波除去された受信信号を選択することになる。
【００８９】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１（図１〜図３）では、不要波である２次エコーおよび１次地形エコーの電力の大小に応じて、不要波除去性能の劣化が少ない処理を選択するように構成したが、実際には、２次エコーの電力よりも１次地形エコーの電力の方が大きい場合が多いと考えられるので、図４のように、図１内の第１の２次エコー位相補正部７〜第１の地形エコー除去部１０、および２次エコー電力推定部１６〜受信信号切替部１９を省略することができる。
【００９０】
図４はこの発明の実施の形態２に係るレーダ装置の構成を示すブロック図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ａ」を付して詳述を省略する。
この発明の実施の形態２においては、１次地形エコー電力の除去性能を優先するように、処理が固定されている。
【００９１】
図４において、受信部６には、前述（図１）の第２の１次エコー位相補正部１１〜第３の１次エコー位相補正部１５に対応する構成として、第１の１次エコー位相補正部１１Ａと、地形エコー除去部１２Ａと、２次エコー位相補正部１３Ａと、２次エコー除去部１４Ａと、第２の１次エコー位相補正部１５Ａとが接続されている。
この場合、第２の１次エコー位相補正部１５Ａの出力信号は、目標検出部２０に直接入力されている。
【００９２】
ここで、２次エコーの電力よりも１次地形エコーの電力の方が大きいことの頻度が高い理由について説明する。
一般に、地形エコーは、ビルなどの人工構造物や山地などの電波の反射率の高い対象物で発生し、かつ１次エコー領域で発生した反射波であり、比較的近距離からの反射波であることから、電波の減衰が少ない。
【００９３】
一方、２次エコーは、遠距離からの反射波であり、距離減衰が大きいうえ、反射源が降雨などであることから、電力が小さくなる。また、遠距離からは、地球の曲率などの影響によって、人工構造物や山地などの地表面近傍からの反射波が含まれることがあまりないので、大きい電力になることはない。
【００９４】
次に、図４に示したこの発明の実施の形態２による具体的な動作について説明する。
まず、送信波を空間に放射し、受信した反射波から受信部６にて受信信号を得る処理までは、前述と同様である。
その後、前述（図１）では２通りの不要波除去の信号処理を実行したが、図４においては、第１の１次エコー位相補正部１１Ａ〜第２の１次エコー位相補正部１５Ａからなる１通りの不要波除去処理のみを実行する。
【００９５】
図４の処理機能構成は、２次エコーの電力よりも１次地形エコーの電力の方が大きい場合が多いことを想定して、１次地形エコーの除去（性能劣化が低い不要波除去）を固定的に実行することを意味する。
第１の１次エコー位相補正部１１Ａ〜第２の１次エコー位相補正部１５Ａの動作は、前述（図１）の第２の１次エコー位相補正部１１〜第３の１次エコー位相補正部１５の動作と同様である。
【００９６】
また、前述と同様に、第２の１次エコー位相補正部１５Ａは、目標検出部２０がドップラ周波数解析を行わない場合には、不要となるので省略することができる。
この場合、第２の１次エコー位相補正部１５Ａの出力信号に代えて、２次エコー除去部１４Ａの出力信号を目標検出部２０に直接入力すればよい。
【００９７】
ここで、この発明の実施の形態２（図４）の構成と、前述の非特許文献１に記載の従来の信号処理構成とを比較すると、従来の信号処理構成においては、２次エコーへの位相補正を施して２次エコー除去し、続いて、１次エコーへの位相補正を施して１次地形エコーを除去し、１次エコー領域の目標検出を行うので、位相補正回数は、２次エコーへの位相補正と１次エコーへの位相補正との２回となる。
【００９８】
一方、この発明の実施の形態２（図４）による信号処理においては、１次エコーへの位相補正および２次エコーへの位相補正に加えて、さらに再度の１次エコーへの位相補正を施しており、３回の位相補正が必要となる。
よって、この発明の実施の形態２（図４）によれば、従来の処理よりも位相補正の回数が多い分だけ演算処理量が多くなるが、大きな電力である１次地形エコーの消え残りが従来処理の場合よりも低減するという効果を得ることができる。
【００９９】
また、前述の実施の形態１（図１）と比較した場合には、前述（図１）よりも信号処理の演算量が低下するので、信号処理のハードウェアコストを低減することができるうえ、多くの場合に従来手法よりも不要波の消え残りが少なく、良好な目標検出性能を得ることが可能となる。
【０１００】
以上のように、この発明の実施の形態２（図４）に係るレーダ装置は、受信部６から生成された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の１次エコー位相補正部１１Ａと、第１の１次エコー位相補正部１１Ａで位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第１のドップラ周波数成分の電力を除去する１次不要波成分除去部（地形エコー除去部１２Ａ）と、１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う多次エコー位相補正部（２次エコー位相補正部１３Ａ）と、多次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第２のドップラ周波数成分を推定し、第２のドップラ周波数成分の電力を除去する多次エコー除去部（２次エコー除去部１４Ａ）とを備えている。
【０１０１】
また、目標検出部２０の処理内容に応じて、多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の１次エコー位相補正部１５Ａを備えたている。
これにより、前述と同様の作用効果を奏するとともに、前述の実施の形態１（図１）よりも信号処理の演算量が低下するので、信号処理のハードウェアコストを低減することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１ 基準信号発生部（位相変調波生成部）、２ 位相変調部（位相変調波生成部）、３ パルス変調部（位相変調波生成部）、４ 送受切替部、５ 空中線、６ 受信部、７ 第１の２次エコー位相補正部（第１の多次エコー除去部）、８ 第１の２次エコー除去部、９ 第１の１次エコー位相補正部、１０ 第１の地形エコー除去部（第１の１次不要波成分除去部）、１１ 第２の１次エコー位相補正部、１１Ａ １次エコー位相補正部、１２ 第２の地形エコー除去部（第２の１次不要波成分除去部）、１２Ａ 地形エコー除去部（１次不要波成分除去部）、１３ 第２の２次エコー位相補正部（第２の多次エコー位相補正部）、１３Ａ ２次エコー位相補正部（多次エコー位相補正部）、１４ 第２の２次エコー除去部（第２の多次エコー除去部）、１４Ａ ２次エコー除去部（多次エコー除去部）、１５ 第３の１次エコー位相補正部、１５Ａ 第２の１次エコー位相補正部、１６ ２次エコー電力推定部（多次エコー電力推定部）、１７ １次地形エコー電力推定部（１次不要波電力推定部）、１８ 強度比較部、１９ 受信信号切替部、２０ 目標検出部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間にパルス状の波動を放射するとともに、前記空間に存在する物体で散乱された反射波動を受信し、受信信号に信号処理を施すことにより前記物体の計測を行うレーダ装置において、
送信ごとに初期位相が変化するようなパルス波動を生成する位相変調波生成部と、
前記パルス波動を送信波として前記空間に放射するとともに、前記空間から到来した反射波動を受信波として取得する空中線と、
前記受信波を検波することにより受信信号を生成する受信部と、
前記受信部から生成された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の２次エコー位相補正部と、
前記第１の２次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第１のドップラ周波数成分を推定して、前記第１のドップラ周波数成分の電力を除去する第１の多次エコー除去部と、
前記第１の多次エコー除去部で除去された電力を算出する多次エコー電力推定部と、
前記第１の多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の１次エコー位相補正部と、
前記第１の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第２のドップラ周波数成分を除去する第１の１次不要波成分除去部と、
前記受信部から生成された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の１次エコー位相補正部と、
前記第２の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第３のドップラ周波数成分の電力を除去する第２の１次不要波成分除去部と、
前記第２の１次不要波成分除去部で除去した電力を算出する１次不要波電力推定部と、
前記第２の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の多次エコー位相補正部と、
前記第２の多次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第４のドップラ周波数成分を推定し、前記第４のドップラ周波数成分を除去する第２の多次エコー除去部と、
前記第２の多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第３の１次エコー位相補正部と、
前記１次不要波電力推定部で推定された１次不要波電力および前記多次エコー電力推定部で推定された多次エコー電力に基づき、前記第３の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号または前記第１の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号のいずれか一方を選択して出力する受信信号切替部と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
空間にパルス状の波動を放射するとともに、前記空間に存在する物体で散乱された反射波動を受信し、受信信号に信号処理を施すことにより前記物体の計測を行うレーダ装置において、
送信ごとに初期位相が変化するようなパルス波動を生成する位相変調波生成部と、
前記パルス波動を送信波として前記空間に放射するとともに、前記空間から到来した反射波動を受信波として取得する空中線と、
前記受信波を検波することにより受信信号を生成する受信部と、
前記受信部から生成された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の２次エコー位相補正部と、
前記第１の２次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第１のドップラ周波数成分を推定して、前記第１のドップラ周波数成分の電力を除去する第１の多次エコー除去部と、
前記第１の多次エコー除去部で除去された電力を算出する多次エコー電力推定部と、
前記第１の多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の１次エコー位相補正部と、
前記第１の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第２のドップラ周波数成分を除去する第１の１次不要波成分除去部と、
前記受信部から生成された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の１次エコー位相補正部と、
前記第２の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第３のドップラ周波数成分の電力を除去する第２の１次不要波成分除去部と、
前記第２の１次不要波成分除去部で除去した電力を算出する１次不要波電力推定部と、
前記第２の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の多次エコー位相補正部と、
前記第２の多次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第４のドップラ周波数成分を推定し、前記第４のドップラ周波数成分を除去する第２の多次エコー除去部と、
前記１次不要波電力推定部で推定された１次不要波電力および前記多次エコー電力推定部で推定された多次エコー電力に基づき、前記第２の多次エコー除去部から出力された受信信号または前記第１の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号のいずれか一方を選択して出力する受信信号切替部と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項３】
前記受信信号切替部は、
前記１次不要波電力が前記多次エコー電力よりも大きい場合には、前記第３の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号を選択し、
前記多次エコー電力が前記１次不要波電力よりも大きい場合には、前記第１の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号を選択することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記受信信号切替部は、
前記１次不要波電力が前記多次エコー電力よりも大きい場合には、前記第２の多次エコー除去部から出力された受信信号を選択し、
前記多次エコー電力が前記１次不要波電力よりも大きい場合には、前記第１の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号を選択することを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項５】
空間にパルス状の波動を放射するとともに、前記空間に存在する物体で散乱された反射波動を受信し、受信信号に信号処理を施すことにより前記物体の計測を行うレーダ装置において、
送信ごとに初期位相が変化するようなパルス波動を生成する位相変調波生成部と、
前記パルス波動を送信波として前記空間に放射するとともに、前記空間から到来した反射波動を受信波として取得する空中線と、
前記受信波を検波することにより受信信号を生成する受信部と、
前記受信部から生成された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の２次エコー位相補正部と、
前記第１の２次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第１のドップラ周波数成分を推定して、前記第１のドップラ周波数成分の電力を除去する第１の多次エコー除去部と、
前記第１の多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の１次エコー位相補正部と、
前記第１の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第２のドップラ周波数成分を除去する第１の１次不要波成分除去部と、
前記受信部から生成された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の１次エコー位相補正部と、
前記第２の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第３のドップラ周波数成分の電力を除去する第２の１次不要波成分除去部と、
前記第２の１次不要波成分除去部で除去した電力を算出する１次不要波電力推定部と、
前記第２の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の多次エコー位相補正部と、
前記第２の多次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第４のドップラ周波数成分を推定し、前記第４のドップラ周波数成分を除去する第２の多次エコー除去部と、
前記第２の多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第３の１次エコー位相補正部と、
前記１次不要波電力推定部で推定された１次不要波電力に基づき、前記第３の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号または前記第１の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号のいずれか一方を選択して出力する受信信号切替部と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項６】
空間にパルス状の波動を放射するとともに、前記空間に存在する物体で散乱された反射波動を受信し、受信信号に信号処理を施すことにより前記物体の計測を行うレーダ装置において、
送信ごとに初期位相が変化するようなパルス波動を生成する位相変調波生成部と、
前記パルス波動を送信波として前記空間に放射するとともに、前記空間から到来した反射波動を受信波として取得する空中線と、
前記受信波を検波することにより受信信号を生成する受信部と、
前記受信部から生成された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の２次エコー位相補正部と、
前記第１の２次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第１のドップラ周波数成分を推定して、前記第１のドップラ周波数成分の電力を除去する第１の多次エコー除去部と、
前記第１の多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の１次エコー位相補正部と、
前記第１の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第２のドップラ周波数成分を除去する第１の１次不要波成分除去部と、
前記受信部から生成された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の１次エコー位相補正部と、
前記第２の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第３のドップラ周波数成分の電力を除去する第２の１次不要波成分除去部と、
前記第２の１次不要波成分除去部で除去した電力を算出する１次不要波電力推定部と、
前記第２の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の多次エコー位相補正部と、
前記第２の多次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第４のドップラ周波数成分を推定し、前記第４のドップラ周波数成分を除去する第２の多次エコー除去部と、
前記１次不要波電力推定部で推定された１次不要波電力に基づき、前記第２の多次エコー除去部から出力された受信信号または前記第１の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号のいずれか一方を選択して出力する受信信号切替部と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項７】
前記受信信号切替部は、
前記１次不要波電力があらかじめ設定した閾値よりも高い場合には、前記第３の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号を選択し、
前記１次不要波電力が前記閾値以下の場合には、前記第１の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号を選択することを特徴とする請求項５に記載のレーダ装置。
【請求項８】
前記受信信号切替部は、
前記１次不要波電力があらかじめ設定した閾値よりも高い場合には、前記第２の多次エコー除去部から出力された受信信号を選択し、
前記１次不要波電力が前記閾値以下の場合には、前記第１の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号を選択することを特徴とする請求項６に記載のレーダ装置。
【請求項９】
空間にパルス状の波動を放射するとともに、前記空間に存在する物体で散乱された反射波動を受信し、受信信号に信号処理を施すことにより前記物体の計測を行うレーダ装置において、
送信ごとに初期位相が変化するようなパルス波動を生成する位相変調波生成部と、
前記パルス波動を送信波として前記空間に放射するとともに、前記空間から到来した反射波動を受信波として取得する空中線と、
前記受信波を検波することにより受信信号を生成する受信部と、
前記受信部から生成された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の１次エコー位相補正部と、
前記第１の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第１のドップラ周波数成分の電力を除去する１次不要波成分除去部と、
前記１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う多次エコー位相補正部と、
前記多次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第２のドップラ周波数成分を推定し、前記第２のドップラ周波数成分の電力を除去する多次エコー除去部と、
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項１０】
前記多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の１次エコー位相補正部を備えたことを特徴とする請求項９に記載のレーダ装置。
【請求項１】
空間にパルス状の波動を放射するとともに、前記空間に存在する物体で散乱された反射波動を受信し、受信信号に信号処理を施すことにより前記物体の計測を行うレーダ装置において、
送信ごとに初期位相が変化するようなパルス波動を生成する位相変調波生成部と、
前記パルス波動を送信波として前記空間に放射するとともに、前記空間から到来した反射波動を受信波として取得する空中線と、
前記受信波を検波することにより受信信号を生成する受信部と、
前記受信部から生成された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の２次エコー位相補正部と、
前記第１の２次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第１のドップラ周波数成分を推定して、前記第１のドップラ周波数成分の電力を除去する第１の多次エコー除去部と、
前記第１の多次エコー除去部で除去された電力を算出する多次エコー電力推定部と、
前記第１の多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の１次エコー位相補正部と、
前記第１の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第２のドップラ周波数成分を除去する第１の１次不要波成分除去部と、
前記受信部から生成された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の１次エコー位相補正部と、
前記第２の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第３のドップラ周波数成分の電力を除去する第２の１次不要波成分除去部と、
前記第２の１次不要波成分除去部で除去した電力を算出する１次不要波電力推定部と、
前記第２の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の多次エコー位相補正部と、
前記第２の多次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第４のドップラ周波数成分を推定し、前記第４のドップラ周波数成分を除去する第２の多次エコー除去部と、
前記第２の多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第３の１次エコー位相補正部と、
前記１次不要波電力推定部で推定された１次不要波電力および前記多次エコー電力推定部で推定された多次エコー電力に基づき、前記第３の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号または前記第１の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号のいずれか一方を選択して出力する受信信号切替部と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
空間にパルス状の波動を放射するとともに、前記空間に存在する物体で散乱された反射波動を受信し、受信信号に信号処理を施すことにより前記物体の計測を行うレーダ装置において、
送信ごとに初期位相が変化するようなパルス波動を生成する位相変調波生成部と、
前記パルス波動を送信波として前記空間に放射するとともに、前記空間から到来した反射波動を受信波として取得する空中線と、
前記受信波を検波することにより受信信号を生成する受信部と、
前記受信部から生成された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の２次エコー位相補正部と、
前記第１の２次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第１のドップラ周波数成分を推定して、前記第１のドップラ周波数成分の電力を除去する第１の多次エコー除去部と、
前記第１の多次エコー除去部で除去された電力を算出する多次エコー電力推定部と、
前記第１の多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の１次エコー位相補正部と、
前記第１の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第２のドップラ周波数成分を除去する第１の１次不要波成分除去部と、
前記受信部から生成された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の１次エコー位相補正部と、
前記第２の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第３のドップラ周波数成分の電力を除去する第２の１次不要波成分除去部と、
前記第２の１次不要波成分除去部で除去した電力を算出する１次不要波電力推定部と、
前記第２の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の多次エコー位相補正部と、
前記第２の多次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第４のドップラ周波数成分を推定し、前記第４のドップラ周波数成分を除去する第２の多次エコー除去部と、
前記１次不要波電力推定部で推定された１次不要波電力および前記多次エコー電力推定部で推定された多次エコー電力に基づき、前記第２の多次エコー除去部から出力された受信信号または前記第１の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号のいずれか一方を選択して出力する受信信号切替部と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項３】
前記受信信号切替部は、
前記１次不要波電力が前記多次エコー電力よりも大きい場合には、前記第３の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号を選択し、
前記多次エコー電力が前記１次不要波電力よりも大きい場合には、前記第１の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号を選択することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記受信信号切替部は、
前記１次不要波電力が前記多次エコー電力よりも大きい場合には、前記第２の多次エコー除去部から出力された受信信号を選択し、
前記多次エコー電力が前記１次不要波電力よりも大きい場合には、前記第１の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号を選択することを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項５】
空間にパルス状の波動を放射するとともに、前記空間に存在する物体で散乱された反射波動を受信し、受信信号に信号処理を施すことにより前記物体の計測を行うレーダ装置において、
送信ごとに初期位相が変化するようなパルス波動を生成する位相変調波生成部と、
前記パルス波動を送信波として前記空間に放射するとともに、前記空間から到来した反射波動を受信波として取得する空中線と、
前記受信波を検波することにより受信信号を生成する受信部と、
前記受信部から生成された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の２次エコー位相補正部と、
前記第１の２次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第１のドップラ周波数成分を推定して、前記第１のドップラ周波数成分の電力を除去する第１の多次エコー除去部と、
前記第１の多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の１次エコー位相補正部と、
前記第１の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第２のドップラ周波数成分を除去する第１の１次不要波成分除去部と、
前記受信部から生成された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の１次エコー位相補正部と、
前記第２の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第３のドップラ周波数成分の電力を除去する第２の１次不要波成分除去部と、
前記第２の１次不要波成分除去部で除去した電力を算出する１次不要波電力推定部と、
前記第２の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の多次エコー位相補正部と、
前記第２の多次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第４のドップラ周波数成分を推定し、前記第４のドップラ周波数成分を除去する第２の多次エコー除去部と、
前記第２の多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第３の１次エコー位相補正部と、
前記１次不要波電力推定部で推定された１次不要波電力に基づき、前記第３の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号または前記第１の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号のいずれか一方を選択して出力する受信信号切替部と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項６】
空間にパルス状の波動を放射するとともに、前記空間に存在する物体で散乱された反射波動を受信し、受信信号に信号処理を施すことにより前記物体の計測を行うレーダ装置において、
送信ごとに初期位相が変化するようなパルス波動を生成する位相変調波生成部と、
前記パルス波動を送信波として前記空間に放射するとともに、前記空間から到来した反射波動を受信波として取得する空中線と、
前記受信波を検波することにより受信信号を生成する受信部と、
前記受信部から生成された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の２次エコー位相補正部と、
前記第１の２次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第１のドップラ周波数成分を推定して、前記第１のドップラ周波数成分の電力を除去する第１の多次エコー除去部と、
前記第１の多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の１次エコー位相補正部と、
前記第１の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第２のドップラ周波数成分を除去する第１の１次不要波成分除去部と、
前記受信部から生成された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の１次エコー位相補正部と、
前記第２の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第３のドップラ周波数成分の電力を除去する第２の１次不要波成分除去部と、
前記第２の１次不要波成分除去部で除去した電力を算出する１次不要波電力推定部と、
前記第２の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の多次エコー位相補正部と、
前記第２の多次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第４のドップラ周波数成分を推定し、前記第４のドップラ周波数成分を除去する第２の多次エコー除去部と、
前記１次不要波電力推定部で推定された１次不要波電力に基づき、前記第２の多次エコー除去部から出力された受信信号または前記第１の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号のいずれか一方を選択して出力する受信信号切替部と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項７】
前記受信信号切替部は、
前記１次不要波電力があらかじめ設定した閾値よりも高い場合には、前記第３の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号を選択し、
前記１次不要波電力が前記閾値以下の場合には、前記第１の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号を選択することを特徴とする請求項５に記載のレーダ装置。
【請求項８】
前記受信信号切替部は、
前記１次不要波電力があらかじめ設定した閾値よりも高い場合には、前記第２の多次エコー除去部から出力された受信信号を選択し、
前記１次不要波電力が前記閾値以下の場合には、前記第１の１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号を選択することを特徴とする請求項６に記載のレーダ装置。
【請求項９】
空間にパルス状の波動を放射するとともに、前記空間に存在する物体で散乱された反射波動を受信し、受信信号に信号処理を施すことにより前記物体の計測を行うレーダ装置において、
送信ごとに初期位相が変化するようなパルス波動を生成する位相変調波生成部と、
前記パルス波動を送信波として前記空間に放射するとともに、前記空間から到来した反射波動を受信波として取得する空中線と、
前記受信波を検波することにより受信信号を生成する受信部と、
前記受信部から生成された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第１の１次エコー位相補正部と、
前記第１の１次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、不要波の存在が想定される第１のドップラ周波数成分の電力を除去する１次不要波成分除去部と、
前記１次不要波成分除去部で不要波除去された受信信号に対して、２回以上の所定回数前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う多次エコー位相補正部と、
前記多次エコー位相補正部で位相補正された受信信号から、卓越した電力を有する第２のドップラ周波数成分を推定し、前記第２のドップラ周波数成分の電力を除去する多次エコー除去部と、
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項１０】
前記多次エコー除去部から出力された受信信号に対して、最も直前に送信したパルス波動の初期位相を打ち消すような位相補正を行う第２の１次エコー位相補正部を備えたことを特徴とする請求項９に記載のレーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−８３２３５（Ｐ２０１２−８３２３５Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３０１７６（Ｐ２０１０−２３０１７６）
【出願日】平成２２年１０月１３日（２０１０．１０．１３）
【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２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１３日（２０１０．１０．１３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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