干渉波検出装置、レーダ装置及び干渉波検出方法
【課題】レーダ受信信号から干渉波による影響を高精度に検出する。
【解決手段】対象点選択部１７３は、観測対象から反射された所定ヒット数のレーダ受信信号から、少なくとも１つの受信信号を選択する。平均電力算出部１７４は、当該所定ヒット数のレーダ受信信号から、当該レーダ受信信号の受信電力の平均値を算出する。選択された受信信号の電力値と、当該平均値との差分が算出され、当該差分が所定の閾値以上である場合に、干渉判定部１７５が、選択された受信信号に干渉波が混入していると判定する。
【解決手段】対象点選択部１７３は、観測対象から反射された所定ヒット数のレーダ受信信号から、少なくとも１つの受信信号を選択する。平均電力算出部１７４は、当該所定ヒット数のレーダ受信信号から、当該レーダ受信信号の受信電力の平均値を算出する。選択された受信信号の電力値と、当該平均値との差分が算出され、当該差分が所定の閾値以上である場合に、干渉判定部１７５が、選択された受信信号に干渉波が混入していると判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ受信信号から干渉波を検出する干渉波検出装置、レーダ装置及び干渉波検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば気象レーダは、雲や雨の降雨粒子によって反射されるエコーの強さを検出し、気象状況を観測あるいは予測するために用いられている。近年では、反射波のドップラー効果を利用して雨や雲の動的な変化を捉えることができるドップラーレーダ等も、気象レーダとして用いられるようになっている。
【０００３】
気象レーダ等のレーダを用いた観測の際には、他のレーダサイト等からの信号が干渉波として受信信号に混信することがある。また、マルチパスによる干渉が生じて、受信信号に不要な信号が混信することもある。このような干渉波を除去する技術として、非特許文献１には、３つのパルスヒットに基づいて干渉波を判定する技術が記載されている。この干渉波除去では、他のパルスよりも充分に大きな電力値を有する受信パルスを干渉波であると判定して、当該電力値を他のパルスの電力値で置き換えている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】気象庁，「空港気象ドップラーレーダー製作仕様書（鹿児島空港）」，平成１８年５月，ｐ．１９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の技術では、目標からの受信パルスには電力値のバラツキがあるにも関わらず、わずか３つの電力値から干渉波を判定しているため、検出された電力値が目標からの強い受信波なのか、他局からの干渉波であるのかの判定が難しい。このため、受信波を干渉波として除去してしまったり、干渉波を受信波として処理してしまうなどの問題が生じてしまう。
【０００６】
本発明は前記のような問題に鑑みなされたもので、レーダ受信信号から干渉波による影響を高精度に検出することが可能な干渉波検出装置、レーダ装置及び干渉波検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る干渉波検出装置は、観測対象から反射されるレーダ受信信号の信号レベルの平均値を算出する平均算出手段であって、前記平均値の算出に用いられるレーダ受信信号のヒット数は、前記平均値が、前記観測対象が従う確率分布の平均値を与えるように定められている平均算出手段と、前記観測対象から反射されるレーダ受信信号のうち少なくとも１つの受信信号の信号レベルと前記平均値との差分を算出する差分算出手段と、前記差分が所定の閾値以上である場合に、前記少なくとも１つの受信信号に干渉波が混入していると判定する干渉判定手段とを具備する。
【０００８】
また、本発明の一実施形態にかかるレーダ装置は、観測対象から反射される受信信号を受信する受信手段と、前記受信手段が受信した前記観測対象から反射される受信信号の信号レベルの平均値を算出する平均算出手段であって、前記平均値の算出に用いられる受信信号のヒット数は、前記平均値が、前記観測対象が従う確率分布の平均値を与えるように定められている平均算出手段と、前記観測対象から反射される受信信号のうち少なくとも１つの受信信号の信号レベルと前記平均値との差分を算出する差分算出手段と、前記差分が所定の閾値以上である場合に、前記少なくとも１つの受信信号に干渉波が混入していると判定する干渉判定手段とを具備する。
【０００９】
また、本発明の一実施形態に係る干渉波検出方法は、観測対象から反射されるレーダ受信信号の信号レベルの平均値を算出する平均算出ステップであって、前記平均値の算出に用いられるレーダ受信信号のヒット数は、前記平均値が、前記観測対象が従う確率分布の平均値を与えるように定められている平均算出ステップと、前記観測対象から反射されるレーダ受信信号のうち少なくとも１つの受信信号の信号レベルと前記平均値との差分を算出する差分算出ステップと、前記差分が所定の閾値以上である場合に、前記少なくとも１つの受信信号に干渉波が混入していると判定する干渉判定ステップとを具備する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る干渉波検出装置によれば、受信信号の信号レベルの平均値からの差分が所定の閾値以上である受信信号に干渉波が混入していると判定される。このため、レーダ受信信号から干渉波による影響を高精度に検出することができる。
【００１１】
本発明の一実施形態に係るレーダ装置によれば、受信信号の信号レベルの平均値からの差分が所定の閾値以上である受信信号に干渉波が混入していると判定される。このため、レーダ受信信号から干渉波による影響を高精度に検出することができる。
【００１２】
本発明の一実施形態に係る干渉波検出方法によれば、受信信号の信号レベルの平均値からの差分が所定の閾値以上である受信信号に干渉波が混入していると判定される。このため、レーダ受信信号から干渉波による影響を高精度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーダシステムの構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態に係る信号処理装置の詳細構成を示すブロック図。
【図３】レイリー確率分布曲線の一例を示す図。
【図４】レーダシステムにおいて観測される受信電力のグラフの一例を示す図。
【図５】本発明の一実施形態にかかる干渉波検出及び除去処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の干渉波検出装置の一実施形態に係るレーダシステムの構成を示すブロック図である。このレーダシステムは、空中線装置（アンテナ）１１、送信装置１２、受信装置１３、周波数変換装置１６、信号処理装置１７、監視制御装置１８、データ変換装置１９、データ表示装置２０、データ蓄積装置２１、データ通信装置２２、遠隔監視制御装置２３、遠隔表示装置２４から構成される。
【００１６】
このうち遠隔監視制御装置２３及び遠隔表示装置２４は、レーダサイトに設けられた他の装置からは遠方に設けられており、システムを遠隔監視及び遠隔制御するために用いられる。
【００１７】
システムを監視又は制御するための監視制御信号は、遠隔監視制御装置２３から監視制御装置１８に送られる。監視制御装置１８は、監視制御信号に応じて制御信号を信号処理装置１７に送信する。また、監視制御装置１８は、信号処理装置１７からの監視信号を受信して遠隔監視制御装置２３に転送する。
【００１８】
信号処理装置１７は、監視制御装置１８からのデジタル制御信号に応じてアナログの送信ＩＦ（中間周波数）信号を周波数変換装置１６に出力する。周波数変換装置１６は、送信ＩＦ信号を送信ＲＦ（無線周波数）信号に変換（アップコンバート）し、送信装置１２に出力する。送信装置１２は、送信ＲＦ信号を遠距離での観測が可能な送信電力の送信電波に増幅し、空中線装置１１に出力する。
【００１９】
送信電波は空中線装置１１から空中に放射され、観測対象によって反射される。一例として、気象レーダシステムにおける観測対象は、所定の有効反射面積内に存在する降雨粒子である。
【００２０】
観測対象からの反射波（受信電波）は、空中線装置１１によって捕捉され、受信装置１３に受信される。受信装置１３は、受信した受信電波を復調し、受信ＲＦ信号として周波数変換装置１６に出力する。周波数変換装置１６は、受信ＲＦ信号を受信ＩＦ信号に周波数変換（ダウンコンバート）して信号処理装置１７に出力する。
【００２１】
信号処理装置１７は、周波数変換装置１６から出力された受信ＩＦ信号に対して、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換、ＩＱ検波、受信電力算出、干渉波検出と干渉波除去（後述）、及びドップラー速度算出等の所要の信号処理を施す。
【００２２】
信号処理装置１７によってデジタル信号処理された信号処理データ（降水強度やドップラー速度）は、データ変換装置１９に出力される。データ変換装置１９は、信号処理装置１７が算出した受信電力に基づいて、受信データを解析しレーダ反射因子等を検出する。データ表示装置２０は、例えばＣＲＴディスプレイ等の表示装置であり、データ変換装置１９によって解析されたデータを表示する。データ蓄積装置２１は、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の記憶装置を有し、データ変換装置１９で解析されたデータを蓄積する。
【００２３】
データ通信装置２２は、当該解析データを、無線又は有線の通信ネットワークを介してレーダサイト外の遠隔表示装置２４に転送する。遠隔表示装置２４は、例えばＬＣＤ等の表示装置を有し、データ通信装置２２から転送されてきたデータを表示する。
【００２４】
遠隔表示装置２４に表示されたデータに基づいて、遠隔地からレーダサイトの状態を解析し、遠隔監視制御装置２３によってレーダサイトを監視及び制御することができる。
【００２５】
次に、本実施形態に係る信号処理装置１７による干渉波検出及び除去処理について説明する。
【００２６】
図２は、本実施形態に係る信号処理装置１７の詳細な構成を示すブロック図である。図２では、干渉波検出及び除去処理に係る各部が図示されている。
【００２７】
図２に示すように、信号処理装置１７は、ＩＱ検波部１７１、電力算出部１７２、対象点選択部１７３、平均電力算出部１７４、干渉判定部１７５、及び干渉波除去部１７６をそなえている。
【００２８】
ＩＱ検波部１７１は、受信信号を２系統に分配して、互いに９０°位相オフセットした基準中間周波数発信信号（ＣＯＨＯ信号）によって直交検波（ＩＱ検波）する。これによって、Ｉ(同相；In-phase)データ及びＱ(直交；Quadrature)データが生成される。Ｉデータ及びＱデータは、Ａ／Ｄ変換回路（図示せず）よってＡ／Ｄ変換されて電力算出部１７２に出力される。
【００２９】
電力算出部１７２は、Ｉデータ及びＱデータに基づいて、パルスヒット毎の受信電力を算出する。ｉ番目のヒット（ｉは任意の整数）による受信信号から検出されたＩデータＩ（ｉ）及びＱデータＱ（ｉ）から、受信電力Ｐ（ｉ）＝（Ｉ（ｉ）２＋Ｑ（ｉ）２）１／２が算出される。
【００３０】
例えば観測対象が降雨粒子である場合、受信電力Ｐ（ｉ）の確率分布は、図３に示すようなレイリー確率分布に従う。他のレーダサイトからの送信電波等の干渉波が受信データに含まれている場合、当該干渉波を含む受信データは、このレイリー分布曲線から大きく外れる。
【００３１】
図４は、電力算出部１７２が算出する受信電力Ｐ（ｉ）のグラフの一例を示す。図４に示すグラフでは、横軸がヒット数（時間）を表し、縦軸は受信電力レベルを表す。図４では、一例として、１観測単位（１セクタ＝３２パルスヒット）における受信電力Ｐ（ｉ）の観測結果が示されている。
【００３２】
対象点選択部１７３は、このような１セクタ分の受信電力の観測結果から、干渉判定の対象となる対象点αを選択する。例えば対象点として、図４において点α１で示されるようにセクタの中で最も電力値が大きい点が選択される。あるいは、図４において点α１と点α２で表されるように、セクタにおいて電力値の大きい方から複数の点が対象点αとして選択されてもよい。選択される対象点の数は、予め任意に定めておくことができる。
【００３３】
平均電力算出部１７４は、１セクタ中の電力値の平均値Ａｖを算出する。観測対象がレイリー分布に従う場合、平均値Ａｖは、図３に示すように分布曲線のピークに一致する。平均電力算出部１７４は、１セクタ中の３２個の電力値全ての平均値を求めてもよいが、対象点選択部１７３が選択した対象点αの電力値Ｐ（α）を除いて、平均電力値Ａｖを求めてもよい。
【００３４】
干渉判定部１７５は、対象点選択部１７３が選択した対象点αの電力値Ｐ(α)と、平均電力算出部１７４が算出した平均電力値Ａｖの関係に基づいて、当該対象点の電力値に干渉波の影響が生じているか否かを判定する。具体的には、干渉判定部１７５は、対象点αの電力値Ｐ(α)と平均電力値Ａｖの差ｄαが所定の閾値Ｃより大きいか否かを判定する。Ｐ(α)とＡｖの差ｄαが閾値Ｃより大きい場合、当該受信電力Ｐ(α)には干渉波の影響が混入していると判定される。例えば図４に示す例では、点α１について、Ｐ(α１)とＡｖの差ｄα１が閾値Ｃより大きいため、干渉波の混入があると判定される
干渉判定部１７５によって干渉波の混入が判定されると、干渉波除去部１７６は、干渉波の影響を除去する除去処理を行う。例えば干渉波除去部１７６は、干渉波の混入した対象点αに関する受信データ（ＩデータＩ（α）、ＱデータＱ（α）、及び受信電力Ｐ（α））を無効化して、これらのデータが後段に転送されないように設定する。
【００３５】
また干渉波除去部１７６は、干渉波の混入した受信データを、前後のヒットの受信データの平均によって置き換えてもよい。
【００３６】
レイリー確率分布曲線図において電力値がＡｖ＋Ｃ以上となる領域（誤識別領域；図３の斜線部）では、干渉波の混入が無くても、干渉波除去部１７６が受信データを除去する可能性がある。この誤識別領域の面積Ａ＝Σ（受信電力×確率）は、干渉波ではない受信データが干渉波除去部１７６によって除去されてしまう確率を示す。
【００３７】
誤識別領域の面積Ａは、閾値Ｃの定め方に応じて予め算出することができ、従って、受信データを誤って干渉波として認識してしまう確率（誤識別率）を予め定義しておくことができる。また、観測において許容可能な誤識別率に応じて閾値Ｃの値を定めることもできる。
【００３８】
次に、以上のように構成された信号処理装置１７による干渉波検出及び除去処理の手順について説明する。
図５は、信号処理装置１７が実行する干渉波除去処理を示すフローチャートである。
【００３９】
まず、周波数変換装置１６から入力する受信ＩＦ信号に対して、ＩＱ検波部１７１がＩＱ検波を行い、ＩデータＩ（ｉ）及びＱデータＱ（ｉ）を生成する（ステップＳ１）。
【００４０】
次に、電力算出部１７２が受信電力Ｐ（ｉ）＝（Ｉ（ｉ）２＋Ｑ（ｉ）２）１／２を算出する（ステップＳ２）。電力算出部１７２によって算出された受信電力Ｐ（ｉ）は、信号処理装置１７内に設けられた図示しないバッファに、１セクタ分保持されてもよい。また、１セクタ分の受信電力値Ｐ（ｉ）が蓄積されるまで、ステップＳ１及びＳ２の処理が繰り返されてもよい。
【００４１】
対象点選択部１７３は、１セクタ分の受信電力データから、干渉判定の対象となる対象点αを選択する（ステップＳ３）。対象点としては、１セクタにおいて電力値が最大の点、あるいは電力値の大きい方から複数の点が選択される。選択する対象点の数は、レーダシステムの観測対象や設置場所、電波状況に応じて予め定められている。
【００４２】
平均電力算出部１７４は、１セクタの平均電力値Ａｖを算出する（ステップＳ４）。平均電力算出部１７４は、１セクタ中の全電力値を用いて平均値を算出してもよいが、対象点選択部１７３が選択した対象点αの電力値Ｐ（α）を除いた平均電力値Ａｖを求めてもよい。
【００４３】
干渉判定部１７５は、対象点αの電力値Ｐ（α）と平均電力値Ａｖの差ｄαを算出し（ステップＳ５）、差ｄαが閾値Ｃより大きいか否かを判定する（ステップＳ６）。
【００４４】
差ｄαの値が閾値Ｃより大きいと干渉判定部１７５が判定すると（ステップＳ６でＹｅｓ）、干渉波が混入しているとされ、干渉波除去部１７６によって干渉波除去が行なわれる（ステップＳ７）。干渉波除去部１７６は、干渉波の混入した対象点αに対応する受信データ（ＩデータＩ（α）、ＱデータＱ（α）、及び受信電力Ｐ（α））を無効化して、後段に転送されないように設定する。また、干渉波除去部１７６は、干渉波の混入した受信電力Ｐ（α）を、前後数ヒット分の受信電力の平均によって置き換えてもよい。
【００４５】
一方、差ｄαの値が閾値Ｃ以下であり、干渉波の混入がないと判定されると（ステップＳ６のＮｏ）、干渉波除去部１７６による干渉波除去は行なわずに処理が終了する。
【００４６】
以上述べたように、本実施形態に係る干渉判定部１７５は、平均電力値Ａｖと対象点αの電力Ｐ（α）の差ｄαに基づいて、干渉波の影響が生じているか否かを判定する。平均受信電力Ａｖは１観測単位における受信電力Ｐ（ｉ）の平均値として算出される。対象点選択部１７３によって選択された対象点αの受信電力Ｐ（α）が平均電力値Ａｖから大きく離れている場合に、干渉波の影響が検出される。このため、例えば３パルスヒット間の相対的な電力差から干渉波を検出する場合に比べて、受信データの統計的な性質を考慮して干渉波を検出することができる。平均受信電力との差分に基づいて干渉波を検出することで、パルスヒット毎の確率的なばらつきによる影響を抑制し、安定した検出結果が得られる。また、干渉波の影響が生じている場合、干渉波除去部１７６は受信データを無効化して、後段に伝達しないようにすることができる。更に、干渉波除去部１７６は、干渉波の影響を受けた受信データを補間することもできる。
【００４７】
干渉判定部１７５は、受信電力Ｐ（α）が平均電力値Ａｖから所定の閾値Ｃ以上はなれている場合に、干渉波の混入を検出する。この閾値Ｃの定め方に応じて、正常な受信データが誤って干渉波として識別されてしまう確率を求めることができる。すなわち、受信データが誤識別される確率を予め定量化しておくことができる。
【００４８】
また、対象点選択部１７３は、干渉判定の対象となる対象点を電力値の大きい順に任意の数だけ選択した。このため、受信電力が大きい受信データについて、特に精度良く干渉波の混入を検出することができる。
【００４９】
平均電力算出部１７４は、対象点αの電力値Ｐ（α）を除いて、平均電力値Ａｖを算出してもよい。対象点αの電力値Ｐ（α）は、図３のレイリー確率分布の曲線から、電力値の大きい側に外れていると強く推定される。従って、平均電力値の算出からＰ（α）を除外することで、算出される平均電力値Ａｖの精度を向上させることができる。
【００５０】
上述の実施形態では、平均電力算出部１７４は、１観測単位（１セクタ＝３２パルスビット）の受信電力値の平均電力値Ａｖを算出するとした。しかしながら、平均値の算出単位は１観測単位に限定されない。更に多くの受信電力値を用いて、平均電力値Ａｖを算出し、平均電力値Ａｖの算出制度を向上させることができる。また、観測対象のばらつきが小さいと予めわかっているような場合には、平均電力値の算出に用いられる受信電力値のサンプル数を減らして、必要とされるバッファメモリ容量を削減することもできる。ただし、平均値を算出に用いられるサンプル数は、観測対象が従う確率分布の平均値が推定できる程度の数であることが望ましい。
【００５１】
上述の実施形態では、対象点選択部１７３によって干渉判定の対象となる少なくとも１つの対象点を選択し、当該対象点の電力値について平均電力値との関係を判断した。しかしながら、対象点の選択（図５のステップＳ３）を行わずに平均電力値Ａｖを算出し、平均電力値Ａｖとの差が閾値以上となる受信電力を与えるパルスヒットについて、干渉波の混入があると判定してもよい。
【００５２】
上述の実施形態では、受信電力の信号レベルに基づいて干渉波の検出を行なったが、同様の干渉波検出処理を、Ｉデータ及びＱデータそれぞれの信号レベルに基づいて行ってもよい。すなわち、所定数ヒット分のＩデータ及びＱデータの信号レベルの平均値を算出し、その平均値からの差分に基づいて、干渉判定を行ってもよい。
【００５３】
上述の実施形態では、観測対象がレイリー分布に従う場合について説明した。しかしながら、他の確率分布に従う観測対象に対しても同様の処理を行うことができる。例えば観測対象が正規分布に従う場合は、電力値の大きい側だけではなく、分布曲線から小電力値側に大きく外れた点についても、干渉波が検出できる。
【００５４】
上述の実施形態では、一例として、降雨量等を観測するための気象レーダにおける干渉波除去について説明した。しかしながら、上述の実施形態は、航空機を検出する空港監視レーダ等、他の１次レーダにも適用可能である。
【００５５】
上述のように、信号処理によって電波干渉の影響を除去することで、密な周波数配置や同一周波数の再利用等による周波数の有効利用を進展させることができるようになる。
【００５６】
本願発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、前記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、１つの実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されたり、幾つかの実施形態に示される構成要件が組み合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除されたり組み合わされた構成が発明として抽出され得るものである。
【符号の説明】
【００５７】
１１…空中線装置（アンテナ）、１２…送信装置、１３…受信装置、１６…周波数変換装置、１７…信号処理装置、１８…監視制御装置、１９…データ変換装置、２０…データ表示装置、２１…データ蓄積装置、２２…データ通信装置、２３…遠隔監視制御装置、２４…遠隔表示装置、１７１…ＩＱ検波部、１７２…電力算出部、１７３…対象点選択部、１７４…平均電力算出部、１７５…干渉判定部、１７６…干渉波除去部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ受信信号から干渉波を検出する干渉波検出装置、レーダ装置及び干渉波検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば気象レーダは、雲や雨の降雨粒子によって反射されるエコーの強さを検出し、気象状況を観測あるいは予測するために用いられている。近年では、反射波のドップラー効果を利用して雨や雲の動的な変化を捉えることができるドップラーレーダ等も、気象レーダとして用いられるようになっている。
【０００３】
気象レーダ等のレーダを用いた観測の際には、他のレーダサイト等からの信号が干渉波として受信信号に混信することがある。また、マルチパスによる干渉が生じて、受信信号に不要な信号が混信することもある。このような干渉波を除去する技術として、非特許文献１には、３つのパルスヒットに基づいて干渉波を判定する技術が記載されている。この干渉波除去では、他のパルスよりも充分に大きな電力値を有する受信パルスを干渉波であると判定して、当該電力値を他のパルスの電力値で置き換えている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】気象庁，「空港気象ドップラーレーダー製作仕様書（鹿児島空港）」，平成１８年５月，ｐ．１９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の技術では、目標からの受信パルスには電力値のバラツキがあるにも関わらず、わずか３つの電力値から干渉波を判定しているため、検出された電力値が目標からの強い受信波なのか、他局からの干渉波であるのかの判定が難しい。このため、受信波を干渉波として除去してしまったり、干渉波を受信波として処理してしまうなどの問題が生じてしまう。
【０００６】
本発明は前記のような問題に鑑みなされたもので、レーダ受信信号から干渉波による影響を高精度に検出することが可能な干渉波検出装置、レーダ装置及び干渉波検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る干渉波検出装置は、観測対象から反射されるレーダ受信信号の信号レベルの平均値を算出する平均算出手段であって、前記平均値の算出に用いられるレーダ受信信号のヒット数は、前記平均値が、前記観測対象が従う確率分布の平均値を与えるように定められている平均算出手段と、前記観測対象から反射されるレーダ受信信号のうち少なくとも１つの受信信号の信号レベルと前記平均値との差分を算出する差分算出手段と、前記差分が所定の閾値以上である場合に、前記少なくとも１つの受信信号に干渉波が混入していると判定する干渉判定手段とを具備する。
【０００８】
また、本発明の一実施形態にかかるレーダ装置は、観測対象から反射される受信信号を受信する受信手段と、前記受信手段が受信した前記観測対象から反射される受信信号の信号レベルの平均値を算出する平均算出手段であって、前記平均値の算出に用いられる受信信号のヒット数は、前記平均値が、前記観測対象が従う確率分布の平均値を与えるように定められている平均算出手段と、前記観測対象から反射される受信信号のうち少なくとも１つの受信信号の信号レベルと前記平均値との差分を算出する差分算出手段と、前記差分が所定の閾値以上である場合に、前記少なくとも１つの受信信号に干渉波が混入していると判定する干渉判定手段とを具備する。
【０００９】
また、本発明の一実施形態に係る干渉波検出方法は、観測対象から反射されるレーダ受信信号の信号レベルの平均値を算出する平均算出ステップであって、前記平均値の算出に用いられるレーダ受信信号のヒット数は、前記平均値が、前記観測対象が従う確率分布の平均値を与えるように定められている平均算出ステップと、前記観測対象から反射されるレーダ受信信号のうち少なくとも１つの受信信号の信号レベルと前記平均値との差分を算出する差分算出ステップと、前記差分が所定の閾値以上である場合に、前記少なくとも１つの受信信号に干渉波が混入していると判定する干渉判定ステップとを具備する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る干渉波検出装置によれば、受信信号の信号レベルの平均値からの差分が所定の閾値以上である受信信号に干渉波が混入していると判定される。このため、レーダ受信信号から干渉波による影響を高精度に検出することができる。
【００１１】
本発明の一実施形態に係るレーダ装置によれば、受信信号の信号レベルの平均値からの差分が所定の閾値以上である受信信号に干渉波が混入していると判定される。このため、レーダ受信信号から干渉波による影響を高精度に検出することができる。
【００１２】
本発明の一実施形態に係る干渉波検出方法によれば、受信信号の信号レベルの平均値からの差分が所定の閾値以上である受信信号に干渉波が混入していると判定される。このため、レーダ受信信号から干渉波による影響を高精度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーダシステムの構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態に係る信号処理装置の詳細構成を示すブロック図。
【図３】レイリー確率分布曲線の一例を示す図。
【図４】レーダシステムにおいて観測される受信電力のグラフの一例を示す図。
【図５】本発明の一実施形態にかかる干渉波検出及び除去処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の干渉波検出装置の一実施形態に係るレーダシステムの構成を示すブロック図である。このレーダシステムは、空中線装置（アンテナ）１１、送信装置１２、受信装置１３、周波数変換装置１６、信号処理装置１７、監視制御装置１８、データ変換装置１９、データ表示装置２０、データ蓄積装置２１、データ通信装置２２、遠隔監視制御装置２３、遠隔表示装置２４から構成される。
【００１６】
このうち遠隔監視制御装置２３及び遠隔表示装置２４は、レーダサイトに設けられた他の装置からは遠方に設けられており、システムを遠隔監視及び遠隔制御するために用いられる。
【００１７】
システムを監視又は制御するための監視制御信号は、遠隔監視制御装置２３から監視制御装置１８に送られる。監視制御装置１８は、監視制御信号に応じて制御信号を信号処理装置１７に送信する。また、監視制御装置１８は、信号処理装置１７からの監視信号を受信して遠隔監視制御装置２３に転送する。
【００１８】
信号処理装置１７は、監視制御装置１８からのデジタル制御信号に応じてアナログの送信ＩＦ（中間周波数）信号を周波数変換装置１６に出力する。周波数変換装置１６は、送信ＩＦ信号を送信ＲＦ（無線周波数）信号に変換（アップコンバート）し、送信装置１２に出力する。送信装置１２は、送信ＲＦ信号を遠距離での観測が可能な送信電力の送信電波に増幅し、空中線装置１１に出力する。
【００１９】
送信電波は空中線装置１１から空中に放射され、観測対象によって反射される。一例として、気象レーダシステムにおける観測対象は、所定の有効反射面積内に存在する降雨粒子である。
【００２０】
観測対象からの反射波（受信電波）は、空中線装置１１によって捕捉され、受信装置１３に受信される。受信装置１３は、受信した受信電波を復調し、受信ＲＦ信号として周波数変換装置１６に出力する。周波数変換装置１６は、受信ＲＦ信号を受信ＩＦ信号に周波数変換（ダウンコンバート）して信号処理装置１７に出力する。
【００２１】
信号処理装置１７は、周波数変換装置１６から出力された受信ＩＦ信号に対して、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換、ＩＱ検波、受信電力算出、干渉波検出と干渉波除去（後述）、及びドップラー速度算出等の所要の信号処理を施す。
【００２２】
信号処理装置１７によってデジタル信号処理された信号処理データ（降水強度やドップラー速度）は、データ変換装置１９に出力される。データ変換装置１９は、信号処理装置１７が算出した受信電力に基づいて、受信データを解析しレーダ反射因子等を検出する。データ表示装置２０は、例えばＣＲＴディスプレイ等の表示装置であり、データ変換装置１９によって解析されたデータを表示する。データ蓄積装置２１は、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の記憶装置を有し、データ変換装置１９で解析されたデータを蓄積する。
【００２３】
データ通信装置２２は、当該解析データを、無線又は有線の通信ネットワークを介してレーダサイト外の遠隔表示装置２４に転送する。遠隔表示装置２４は、例えばＬＣＤ等の表示装置を有し、データ通信装置２２から転送されてきたデータを表示する。
【００２４】
遠隔表示装置２４に表示されたデータに基づいて、遠隔地からレーダサイトの状態を解析し、遠隔監視制御装置２３によってレーダサイトを監視及び制御することができる。
【００２５】
次に、本実施形態に係る信号処理装置１７による干渉波検出及び除去処理について説明する。
【００２６】
図２は、本実施形態に係る信号処理装置１７の詳細な構成を示すブロック図である。図２では、干渉波検出及び除去処理に係る各部が図示されている。
【００２７】
図２に示すように、信号処理装置１７は、ＩＱ検波部１７１、電力算出部１７２、対象点選択部１７３、平均電力算出部１７４、干渉判定部１７５、及び干渉波除去部１７６をそなえている。
【００２８】
ＩＱ検波部１７１は、受信信号を２系統に分配して、互いに９０°位相オフセットした基準中間周波数発信信号（ＣＯＨＯ信号）によって直交検波（ＩＱ検波）する。これによって、Ｉ(同相；In-phase)データ及びＱ(直交；Quadrature)データが生成される。Ｉデータ及びＱデータは、Ａ／Ｄ変換回路（図示せず）よってＡ／Ｄ変換されて電力算出部１７２に出力される。
【００２９】
電力算出部１７２は、Ｉデータ及びＱデータに基づいて、パルスヒット毎の受信電力を算出する。ｉ番目のヒット（ｉは任意の整数）による受信信号から検出されたＩデータＩ（ｉ）及びＱデータＱ（ｉ）から、受信電力Ｐ（ｉ）＝（Ｉ（ｉ）２＋Ｑ（ｉ）２）１／２が算出される。
【００３０】
例えば観測対象が降雨粒子である場合、受信電力Ｐ（ｉ）の確率分布は、図３に示すようなレイリー確率分布に従う。他のレーダサイトからの送信電波等の干渉波が受信データに含まれている場合、当該干渉波を含む受信データは、このレイリー分布曲線から大きく外れる。
【００３１】
図４は、電力算出部１７２が算出する受信電力Ｐ（ｉ）のグラフの一例を示す。図４に示すグラフでは、横軸がヒット数（時間）を表し、縦軸は受信電力レベルを表す。図４では、一例として、１観測単位（１セクタ＝３２パルスヒット）における受信電力Ｐ（ｉ）の観測結果が示されている。
【００３２】
対象点選択部１７３は、このような１セクタ分の受信電力の観測結果から、干渉判定の対象となる対象点αを選択する。例えば対象点として、図４において点α１で示されるようにセクタの中で最も電力値が大きい点が選択される。あるいは、図４において点α１と点α２で表されるように、セクタにおいて電力値の大きい方から複数の点が対象点αとして選択されてもよい。選択される対象点の数は、予め任意に定めておくことができる。
【００３３】
平均電力算出部１７４は、１セクタ中の電力値の平均値Ａｖを算出する。観測対象がレイリー分布に従う場合、平均値Ａｖは、図３に示すように分布曲線のピークに一致する。平均電力算出部１７４は、１セクタ中の３２個の電力値全ての平均値を求めてもよいが、対象点選択部１７３が選択した対象点αの電力値Ｐ（α）を除いて、平均電力値Ａｖを求めてもよい。
【００３４】
干渉判定部１７５は、対象点選択部１７３が選択した対象点αの電力値Ｐ(α)と、平均電力算出部１７４が算出した平均電力値Ａｖの関係に基づいて、当該対象点の電力値に干渉波の影響が生じているか否かを判定する。具体的には、干渉判定部１７５は、対象点αの電力値Ｐ(α)と平均電力値Ａｖの差ｄαが所定の閾値Ｃより大きいか否かを判定する。Ｐ(α)とＡｖの差ｄαが閾値Ｃより大きい場合、当該受信電力Ｐ(α)には干渉波の影響が混入していると判定される。例えば図４に示す例では、点α１について、Ｐ(α１)とＡｖの差ｄα１が閾値Ｃより大きいため、干渉波の混入があると判定される
干渉判定部１７５によって干渉波の混入が判定されると、干渉波除去部１７６は、干渉波の影響を除去する除去処理を行う。例えば干渉波除去部１７６は、干渉波の混入した対象点αに関する受信データ（ＩデータＩ（α）、ＱデータＱ（α）、及び受信電力Ｐ（α））を無効化して、これらのデータが後段に転送されないように設定する。
【００３５】
また干渉波除去部１７６は、干渉波の混入した受信データを、前後のヒットの受信データの平均によって置き換えてもよい。
【００３６】
レイリー確率分布曲線図において電力値がＡｖ＋Ｃ以上となる領域（誤識別領域；図３の斜線部）では、干渉波の混入が無くても、干渉波除去部１７６が受信データを除去する可能性がある。この誤識別領域の面積Ａ＝Σ（受信電力×確率）は、干渉波ではない受信データが干渉波除去部１７６によって除去されてしまう確率を示す。
【００３７】
誤識別領域の面積Ａは、閾値Ｃの定め方に応じて予め算出することができ、従って、受信データを誤って干渉波として認識してしまう確率（誤識別率）を予め定義しておくことができる。また、観測において許容可能な誤識別率に応じて閾値Ｃの値を定めることもできる。
【００３８】
次に、以上のように構成された信号処理装置１７による干渉波検出及び除去処理の手順について説明する。
図５は、信号処理装置１７が実行する干渉波除去処理を示すフローチャートである。
【００３９】
まず、周波数変換装置１６から入力する受信ＩＦ信号に対して、ＩＱ検波部１７１がＩＱ検波を行い、ＩデータＩ（ｉ）及びＱデータＱ（ｉ）を生成する（ステップＳ１）。
【００４０】
次に、電力算出部１７２が受信電力Ｐ（ｉ）＝（Ｉ（ｉ）２＋Ｑ（ｉ）２）１／２を算出する（ステップＳ２）。電力算出部１７２によって算出された受信電力Ｐ（ｉ）は、信号処理装置１７内に設けられた図示しないバッファに、１セクタ分保持されてもよい。また、１セクタ分の受信電力値Ｐ（ｉ）が蓄積されるまで、ステップＳ１及びＳ２の処理が繰り返されてもよい。
【００４１】
対象点選択部１７３は、１セクタ分の受信電力データから、干渉判定の対象となる対象点αを選択する（ステップＳ３）。対象点としては、１セクタにおいて電力値が最大の点、あるいは電力値の大きい方から複数の点が選択される。選択する対象点の数は、レーダシステムの観測対象や設置場所、電波状況に応じて予め定められている。
【００４２】
平均電力算出部１７４は、１セクタの平均電力値Ａｖを算出する（ステップＳ４）。平均電力算出部１７４は、１セクタ中の全電力値を用いて平均値を算出してもよいが、対象点選択部１７３が選択した対象点αの電力値Ｐ（α）を除いた平均電力値Ａｖを求めてもよい。
【００４３】
干渉判定部１７５は、対象点αの電力値Ｐ（α）と平均電力値Ａｖの差ｄαを算出し（ステップＳ５）、差ｄαが閾値Ｃより大きいか否かを判定する（ステップＳ６）。
【００４４】
差ｄαの値が閾値Ｃより大きいと干渉判定部１７５が判定すると（ステップＳ６でＹｅｓ）、干渉波が混入しているとされ、干渉波除去部１７６によって干渉波除去が行なわれる（ステップＳ７）。干渉波除去部１７６は、干渉波の混入した対象点αに対応する受信データ（ＩデータＩ（α）、ＱデータＱ（α）、及び受信電力Ｐ（α））を無効化して、後段に転送されないように設定する。また、干渉波除去部１７６は、干渉波の混入した受信電力Ｐ（α）を、前後数ヒット分の受信電力の平均によって置き換えてもよい。
【００４５】
一方、差ｄαの値が閾値Ｃ以下であり、干渉波の混入がないと判定されると（ステップＳ６のＮｏ）、干渉波除去部１７６による干渉波除去は行なわずに処理が終了する。
【００４６】
以上述べたように、本実施形態に係る干渉判定部１７５は、平均電力値Ａｖと対象点αの電力Ｐ（α）の差ｄαに基づいて、干渉波の影響が生じているか否かを判定する。平均受信電力Ａｖは１観測単位における受信電力Ｐ（ｉ）の平均値として算出される。対象点選択部１７３によって選択された対象点αの受信電力Ｐ（α）が平均電力値Ａｖから大きく離れている場合に、干渉波の影響が検出される。このため、例えば３パルスヒット間の相対的な電力差から干渉波を検出する場合に比べて、受信データの統計的な性質を考慮して干渉波を検出することができる。平均受信電力との差分に基づいて干渉波を検出することで、パルスヒット毎の確率的なばらつきによる影響を抑制し、安定した検出結果が得られる。また、干渉波の影響が生じている場合、干渉波除去部１７６は受信データを無効化して、後段に伝達しないようにすることができる。更に、干渉波除去部１７６は、干渉波の影響を受けた受信データを補間することもできる。
【００４７】
干渉判定部１７５は、受信電力Ｐ（α）が平均電力値Ａｖから所定の閾値Ｃ以上はなれている場合に、干渉波の混入を検出する。この閾値Ｃの定め方に応じて、正常な受信データが誤って干渉波として識別されてしまう確率を求めることができる。すなわち、受信データが誤識別される確率を予め定量化しておくことができる。
【００４８】
また、対象点選択部１７３は、干渉判定の対象となる対象点を電力値の大きい順に任意の数だけ選択した。このため、受信電力が大きい受信データについて、特に精度良く干渉波の混入を検出することができる。
【００４９】
平均電力算出部１７４は、対象点αの電力値Ｐ（α）を除いて、平均電力値Ａｖを算出してもよい。対象点αの電力値Ｐ（α）は、図３のレイリー確率分布の曲線から、電力値の大きい側に外れていると強く推定される。従って、平均電力値の算出からＰ（α）を除外することで、算出される平均電力値Ａｖの精度を向上させることができる。
【００５０】
上述の実施形態では、平均電力算出部１７４は、１観測単位（１セクタ＝３２パルスビット）の受信電力値の平均電力値Ａｖを算出するとした。しかしながら、平均値の算出単位は１観測単位に限定されない。更に多くの受信電力値を用いて、平均電力値Ａｖを算出し、平均電力値Ａｖの算出制度を向上させることができる。また、観測対象のばらつきが小さいと予めわかっているような場合には、平均電力値の算出に用いられる受信電力値のサンプル数を減らして、必要とされるバッファメモリ容量を削減することもできる。ただし、平均値を算出に用いられるサンプル数は、観測対象が従う確率分布の平均値が推定できる程度の数であることが望ましい。
【００５１】
上述の実施形態では、対象点選択部１７３によって干渉判定の対象となる少なくとも１つの対象点を選択し、当該対象点の電力値について平均電力値との関係を判断した。しかしながら、対象点の選択（図５のステップＳ３）を行わずに平均電力値Ａｖを算出し、平均電力値Ａｖとの差が閾値以上となる受信電力を与えるパルスヒットについて、干渉波の混入があると判定してもよい。
【００５２】
上述の実施形態では、受信電力の信号レベルに基づいて干渉波の検出を行なったが、同様の干渉波検出処理を、Ｉデータ及びＱデータそれぞれの信号レベルに基づいて行ってもよい。すなわち、所定数ヒット分のＩデータ及びＱデータの信号レベルの平均値を算出し、その平均値からの差分に基づいて、干渉判定を行ってもよい。
【００５３】
上述の実施形態では、観測対象がレイリー分布に従う場合について説明した。しかしながら、他の確率分布に従う観測対象に対しても同様の処理を行うことができる。例えば観測対象が正規分布に従う場合は、電力値の大きい側だけではなく、分布曲線から小電力値側に大きく外れた点についても、干渉波が検出できる。
【００５４】
上述の実施形態では、一例として、降雨量等を観測するための気象レーダにおける干渉波除去について説明した。しかしながら、上述の実施形態は、航空機を検出する空港監視レーダ等、他の１次レーダにも適用可能である。
【００５５】
上述のように、信号処理によって電波干渉の影響を除去することで、密な周波数配置や同一周波数の再利用等による周波数の有効利用を進展させることができるようになる。
【００５６】
本願発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、前記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、１つの実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されたり、幾つかの実施形態に示される構成要件が組み合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除されたり組み合わされた構成が発明として抽出され得るものである。
【符号の説明】
【００５７】
１１…空中線装置（アンテナ）、１２…送信装置、１３…受信装置、１６…周波数変換装置、１７…信号処理装置、１８…監視制御装置、１９…データ変換装置、２０…データ表示装置、２１…データ蓄積装置、２２…データ通信装置、２３…遠隔監視制御装置、２４…遠隔表示装置、１７１…ＩＱ検波部、１７２…電力算出部、１７３…対象点選択部、１７４…平均電力算出部、１７５…干渉判定部、１７６…干渉波除去部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観測対象から反射されるレーダ受信信号の信号レベルの平均値を算出する平均算出手段であって、前記平均値の算出に用いられるレーダ受信信号のヒット数は、前記平均値が、前記観測対象が従う確率分布の平均値を与えるように定められている平均算出手段と、
前記観測対象から反射されるレーダ受信信号のうち少なくとも１つの受信信号の信号レベルと前記平均値との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分が所定の閾値以上である場合に、前記少なくとも１つの受信信号に干渉波が混入していると判定する干渉判定手段と、
を具備することを特徴とする干渉波検出装置。
【請求項２】
前記差分算出手段は、前記観測対象から反射されるレーダ受信信号のうち、信号レベルの大きさ順に少なくとも１つの受信信号を選択し、当該選択された少なくとも１つの受信信号の信号レベルと、前記平均値との差分を算出することを特徴とする請求項１に記載の干渉波検出装置。
【請求項３】
前記平均算出手段は、前記観測対象から反射されるレーダ受信信号から、信号レベルの大きさ順に少なくとも１つの受信信号を除外して、前記レーダ受信信号の信号レベルの平均値を算出し、
前記差分算出手段は、前記少なくとも１つの受信信号の信号レベルと前記平均値との差分を算出することを特徴とする請求項１に記載の干渉波検出装置。
【請求項４】
前記平均算出手段は、前記レーダ受信信号の受信電力レベルの平均値を算出し、
前記差分算出手段は、前記少なくとも１つの受信信号の受信電力レベルと前記受信電力レベルの平均値との差分を算出することを特徴とする請求項１に記載の干渉波検出装置。
【請求項５】
前記干渉判定手段が、前記少なくとも１つの受信信号に干渉波が混入していると判定した場合に、前記受信信号を受信データから除去する干渉波除去手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の干渉波検出装置。
【請求項６】
前記閾値は、前記観測対象からの受信信号が干渉波として誤識別される確率に基づいて定義されることを特徴とする請求項１に記載の干渉波検出装置。
【請求項７】
前記観測対象は、レイリー分布に従う降雨粒子であることを特徴とする請求項１に記載の干渉波検出装置。
【請求項８】
観測対象から反射される受信信号を受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した前記観測対象から反射される受信信号の信号レベルの平均値を算出する平均算出手段であって、前記平均値の算出に用いられる受信信号のヒット数は、前記平均値が、前記観測対象が従う確率分布の平均値を与えるように定められている平均算出手段と、
前記観測対象から反射される受信信号のうち少なくとも１つの受信信号の信号レベルと前記平均値との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分が所定の閾値以上である場合に、前記少なくとも１つの受信信号に干渉波が混入していると判定する干渉判定手段と、
を具備することを特徴とするレーダ装置。
【請求項９】
前記差分算出手段は、前記観測対象から反射される受信信号のうち、信号レベルの大きさ順に少なくとも１つの受信信号を選択し、当該選択された少なくとも１つの受信信号の信号レベルと、前記平均値との差分を算出することを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１０】
前記平均算出手段は、前記観測対象から反射される受信信号から、信号レベルの大きさ順に少なくとも１つの受信信号を除外して、前記受信信号の信号レベルの平均値を算出し、
前記差分算出手段は、前記少なくとも１つの受信信号の信号レベルと前記平均値との差分を算出することを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１１】
前記平均算出手段は、前記受信信号の受信電力レベルの平均値を算出し、
前記差分算出手段は、前記少なくとも１つの受信信号の受信電力レベルと前記受信電力レベルの平均値との差分を算出することを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１２】
前記干渉判定手段が、前記少なくとも１つの受信信号に干渉波が混入していると判定した場合に、前記受信信号を受信データから除去する干渉波除去手段を更に備えることを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１３】
前記閾値は、前記観測対象からの受信信号が干渉波として誤識別される確率に基づいて定義されることを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１４】
前記観測対象は、レイリー分布に従う降雨粒子であることを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１５】
観測対象から反射されるレーダ受信信号の信号レベルの平均値を算出する平均算出ステップであって、前記平均値の算出に用いられるレーダ受信信号のヒット数は、前記平均値が、前記観測対象が従う確率分布の平均値を与えるように定められている平均算出ステップと、
前記観測対象から反射されるレーダ受信信号のうち少なくとも１つの受信信号の信号レベルと前記平均値との差分を算出する差分算出ステップと、
前記差分が所定の閾値以上である場合に、前記少なくとも１つの受信信号に干渉波が混入していると判定する干渉判定ステップと、
を具備することを特徴とする干渉波検出方法。
【請求項１６】
前記差分算出ステップは、前記観測対象から反射されるレーダ受信信号のうち、信号レベルの大きさ順に少なくとも１つの受信信号を選択し、当該選択された少なくとも１つの受信信号の信号レベルと、前記平均値との差分を算出することを特徴とする請求項１５に記載の干渉波検出方法。
【請求項１７】
前記平均算出ステップは、前記観測対象から反射されるレーダ受信信号から、信号レベルの大きさ順に少なくとも１つの受信信号を除外して、前記レーダ受信信号の信号レベルの平均値を算出し、
前記差分算出ステップは、前記少なくとも１つの受信信号の信号レベルと前記平均値との差分を算出することを特徴とする請求項１５に記載の干渉波検出方法。
【請求項１８】
前記平均算出ステップは、前記レーダ受信信号の受信電力レベルの平均値を算出し、
前記差分算出ステップは、前記少なくとも１つの受信信号の受信電力レベルと前記受信電力レベルの平均値との差分を算出することを特徴とする請求項１５に記載の干渉波検出方法。
【請求項１９】
前記干渉判定ステップにおいて、前記少なくとも１つの受信信号に干渉波が混入していると判定された場合に、前記受信信号を受信データから除去する干渉波除去ステップを更に備えることを特徴とする請求項１５に記載の干渉波検出方法。
【請求項２０】
前記閾値は、前記観測対象からの受信信号が干渉波として誤識別される確率に基づいて定義されることを特徴とする請求項１５に記載の干渉波検出ステップ。
【請求項２１】
前記観測対象は、レイリー分布に従う降雨粒子であることを特徴とする請求項１５に記載の干渉波検出装置。
【請求項１】
観測対象から反射されるレーダ受信信号の信号レベルの平均値を算出する平均算出手段であって、前記平均値の算出に用いられるレーダ受信信号のヒット数は、前記平均値が、前記観測対象が従う確率分布の平均値を与えるように定められている平均算出手段と、
前記観測対象から反射されるレーダ受信信号のうち少なくとも１つの受信信号の信号レベルと前記平均値との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分が所定の閾値以上である場合に、前記少なくとも１つの受信信号に干渉波が混入していると判定する干渉判定手段と、
を具備することを特徴とする干渉波検出装置。
【請求項２】
前記差分算出手段は、前記観測対象から反射されるレーダ受信信号のうち、信号レベルの大きさ順に少なくとも１つの受信信号を選択し、当該選択された少なくとも１つの受信信号の信号レベルと、前記平均値との差分を算出することを特徴とする請求項１に記載の干渉波検出装置。
【請求項３】
前記平均算出手段は、前記観測対象から反射されるレーダ受信信号から、信号レベルの大きさ順に少なくとも１つの受信信号を除外して、前記レーダ受信信号の信号レベルの平均値を算出し、
前記差分算出手段は、前記少なくとも１つの受信信号の信号レベルと前記平均値との差分を算出することを特徴とする請求項１に記載の干渉波検出装置。
【請求項４】
前記平均算出手段は、前記レーダ受信信号の受信電力レベルの平均値を算出し、
前記差分算出手段は、前記少なくとも１つの受信信号の受信電力レベルと前記受信電力レベルの平均値との差分を算出することを特徴とする請求項１に記載の干渉波検出装置。
【請求項５】
前記干渉判定手段が、前記少なくとも１つの受信信号に干渉波が混入していると判定した場合に、前記受信信号を受信データから除去する干渉波除去手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の干渉波検出装置。
【請求項６】
前記閾値は、前記観測対象からの受信信号が干渉波として誤識別される確率に基づいて定義されることを特徴とする請求項１に記載の干渉波検出装置。
【請求項７】
前記観測対象は、レイリー分布に従う降雨粒子であることを特徴とする請求項１に記載の干渉波検出装置。
【請求項８】
観測対象から反射される受信信号を受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した前記観測対象から反射される受信信号の信号レベルの平均値を算出する平均算出手段であって、前記平均値の算出に用いられる受信信号のヒット数は、前記平均値が、前記観測対象が従う確率分布の平均値を与えるように定められている平均算出手段と、
前記観測対象から反射される受信信号のうち少なくとも１つの受信信号の信号レベルと前記平均値との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分が所定の閾値以上である場合に、前記少なくとも１つの受信信号に干渉波が混入していると判定する干渉判定手段と、
を具備することを特徴とするレーダ装置。
【請求項９】
前記差分算出手段は、前記観測対象から反射される受信信号のうち、信号レベルの大きさ順に少なくとも１つの受信信号を選択し、当該選択された少なくとも１つの受信信号の信号レベルと、前記平均値との差分を算出することを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１０】
前記平均算出手段は、前記観測対象から反射される受信信号から、信号レベルの大きさ順に少なくとも１つの受信信号を除外して、前記受信信号の信号レベルの平均値を算出し、
前記差分算出手段は、前記少なくとも１つの受信信号の信号レベルと前記平均値との差分を算出することを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１１】
前記平均算出手段は、前記受信信号の受信電力レベルの平均値を算出し、
前記差分算出手段は、前記少なくとも１つの受信信号の受信電力レベルと前記受信電力レベルの平均値との差分を算出することを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１２】
前記干渉判定手段が、前記少なくとも１つの受信信号に干渉波が混入していると判定した場合に、前記受信信号を受信データから除去する干渉波除去手段を更に備えることを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１３】
前記閾値は、前記観測対象からの受信信号が干渉波として誤識別される確率に基づいて定義されることを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１４】
前記観測対象は、レイリー分布に従う降雨粒子であることを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１５】
観測対象から反射されるレーダ受信信号の信号レベルの平均値を算出する平均算出ステップであって、前記平均値の算出に用いられるレーダ受信信号のヒット数は、前記平均値が、前記観測対象が従う確率分布の平均値を与えるように定められている平均算出ステップと、
前記観測対象から反射されるレーダ受信信号のうち少なくとも１つの受信信号の信号レベルと前記平均値との差分を算出する差分算出ステップと、
前記差分が所定の閾値以上である場合に、前記少なくとも１つの受信信号に干渉波が混入していると判定する干渉判定ステップと、
を具備することを特徴とする干渉波検出方法。
【請求項１６】
前記差分算出ステップは、前記観測対象から反射されるレーダ受信信号のうち、信号レベルの大きさ順に少なくとも１つの受信信号を選択し、当該選択された少なくとも１つの受信信号の信号レベルと、前記平均値との差分を算出することを特徴とする請求項１５に記載の干渉波検出方法。
【請求項１７】
前記平均算出ステップは、前記観測対象から反射されるレーダ受信信号から、信号レベルの大きさ順に少なくとも１つの受信信号を除外して、前記レーダ受信信号の信号レベルの平均値を算出し、
前記差分算出ステップは、前記少なくとも１つの受信信号の信号レベルと前記平均値との差分を算出することを特徴とする請求項１５に記載の干渉波検出方法。
【請求項１８】
前記平均算出ステップは、前記レーダ受信信号の受信電力レベルの平均値を算出し、
前記差分算出ステップは、前記少なくとも１つの受信信号の受信電力レベルと前記受信電力レベルの平均値との差分を算出することを特徴とする請求項１５に記載の干渉波検出方法。
【請求項１９】
前記干渉判定ステップにおいて、前記少なくとも１つの受信信号に干渉波が混入していると判定された場合に、前記受信信号を受信データから除去する干渉波除去ステップを更に備えることを特徴とする請求項１５に記載の干渉波検出方法。
【請求項２０】
前記閾値は、前記観測対象からの受信信号が干渉波として誤識別される確率に基づいて定義されることを特徴とする請求項１５に記載の干渉波検出ステップ。
【請求項２１】
前記観測対象は、レイリー分布に従う降雨粒子であることを特徴とする請求項１５に記載の干渉波検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−５９０２４（Ｐ２０１１−５９０２４Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１１０９１（Ｐ２００９−２１１０９１）
【出願日】平成２１年９月１１日（２００９．９．１１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１１日（２００９．９．１１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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