特許 6945309 信号処理装置及び信号処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6945309

(24)【登録日】2021年9月16日

(45)【発行日】2021年10月6日

(54)【発明の名称】信号処理装置及び信号処理方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/28 20060101AFI20210927BHJP

   G01S 13/10 20060101ALI20210927BHJP

   G01S 15/10 20060101ALN20210927BHJP

【ＦＩ】

   G01S13/28 200

   G01S13/10

   !G01S15/10

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-55254(P2017-55254)

(22)【出願日】2017年3月22日

(65)【公開番号】特開2018-159552(P2018-159552A)

(43)【公開日】2018年10月11日

【審査請求日】2020年2月12日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000166247

【氏名又は名称】古野電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118784

【弁理士】

【氏名又は名称】桂川 直己

(72)【発明者】

【氏名】田中 恵祐

(72)【発明者】

【氏名】後藤 英公

【審査官】 梶田 真也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２２０４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２５５３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４０２１８０５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ １／７２ − １／８２

Ｇ０１Ｓ ３／８０ − ３／８６

Ｇ０１Ｓ ５／１８ − ７／６４

Ｇ０１Ｓ １３／００ − １７／９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部に送信した送信信号の反射波である受信信号にパルス圧縮処理を行ったパルス圧縮信号を生成するパルス圧縮部と、
前記受信信号の移動平均値又は加重平均値である平均値信号を生成する平均値信号生成部と、
前記パルス圧縮処理が行われた前記受信信号と同一の前記受信信号に基づいて、前記パルス圧縮信号のメインローブに相当する擬似メインローブ部の信号レベルが、前記パルス圧縮信号のサイドローブに相当する擬似サイドローブ部の信号レベルよりも小さい擬似信号を、前記平均値信号と前記パルス圧縮信号とに基づいて生成する擬似信号生成部と、
前記パルス圧縮信号から前記擬似信号を除去するサイドローブ除去部と、
を備えることを特徴とする信号処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の信号処理装置であって、
前記パルス圧縮信号のメインローブのピーク値が存在する方位を基準方位としたときに、
前記擬似サイドローブ部は、前記基準方位から離れるに従って信号レベルが徐々に低下しており、
前記擬似メインローブ部は、前記基準方位及び方位方向の端部において信号レベルが略一定であることを特徴とする信号処理装置。

【請求項3】

請求項２に記載の信号処理装置であって、
前記擬似メインローブ部は、前記基準方位及び方位方向の端部において信号レベルがゼロ以上ノイズフロア近傍以下であることを特徴とする信号処理装置。

【請求項4】

請求項１に記載の信号処理装置であって、
前記パルス圧縮信号のメインローブを抽出した抽出信号を生成する抽出信号生成部を備え、
前記擬似信号生成部は、前記平均値信号から前記抽出信号を除去することで、前記擬似信号を生成することを特徴とする信号処理装置。

【請求項5】

請求項４に記載の信号処理装置であって、
前記抽出信号生成部は、前記パルス圧縮信号から前記平均値信号を除去することで、前記抽出信号を生成することを特徴とする信号処理装置。

【請求項6】

請求項１から５までの何れか一項に記載の信号処理装置と、
少なくとも前記送信信号の反射波を受信するレーダアンテナと、
を備えることを特徴とするレーダ装置。

【請求項7】

外部に送信した送信信号の反射波である受信信号にパルス圧縮処理を行ったパルス圧縮信号を生成するパルス圧縮工程と、
前記受信信号の移動平均値又は加重平均値である平均値信号を生成する平均値信号生成工程と、
前記パルス圧縮処理が行われた前記受信信号と同一の前記受信信号に基づいて、前記パルス圧縮信号のメインローブに相当する擬似メインローブ部の信号レベルが、前記パルス圧縮信号のサイドローブに相当する擬似サイドローブ部の信号レベルよりも小さい擬似信号を、前記平均値信号と前記パルス圧縮信号とに基づいて生成する擬似信号生成工程と、
前記パルス圧縮信号から前記擬似信号を除去するサイドローブ除去工程と、
を含むことを特徴とする信号処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、主として、受信信号にパルス圧縮処理を行って解析を行う信号処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、レーダ装置及び水中探知装置等において、送信信号を送信するとともに受信信号を受信して解析することで、周囲を探知する信号処理装置が知られている。また、この種の信号処理装置では、受信信号に対してパルス圧縮処理を行ってＳ／Ｎ比を向上させる処理が行われることがある。特許文献１は、この種の信号処理装置を開示する。

【0003】

特許文献１の信号処理装置は、レーダアンテナから受信した受信信号に対してパルス圧縮処理を行ってパルス圧縮信号を生成する。また、この信号処理装置は、受信信号の包絡線の移動平均値を演算して、パルス圧縮信号のサイドローブの擬似信号を生成する。信号処理装置は、パルス圧縮信号からサイドローブの擬似信号を除去する。これにより、パルス圧縮信号に含まれるサイドローブを除去することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−２２０４４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１に開示されている処理では、パルス圧縮信号から、上記のように算出したサイドローブの擬似信号を除去することで、パルス圧縮信号のメインローブの信号レベルが低下し、Ｓ／Ｎ比が低下する。

【0006】

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、パルス圧縮信号からサイドローブを除去しつつ、メインローブのＳ／Ｎ比の低下を抑制可能な信号処理装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段及び効果】

【0007】

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

【0008】

本発明の第１の観点によれば、以下の構成の信号処理装置が提供される。即ち、この信号処理装置は、パルス圧縮部と、平均値信号生成部と、擬似信号生成部と、サイドローブ除去部と、を備える。前記パルス圧縮部は、外部に送信した送信信号の反射波である受信信号にパルス圧縮処理を行ったパルス圧縮信号を生成する。平均値信号生成部は、前記受信信号の移動平均値又は加重平均値である平均値信号を生成する。前記擬似信号生成部は、前記パルス圧縮処理が行われた前記受信信号と同一の前記受信信号に基づいて、前記パルス圧縮信号のメインローブに相当する擬似メインローブ部の信号レベルが、前記パルス圧縮信号のサイドローブに相当する擬似サイドローブ部の信号レベルよりも小さい擬似信号を、前記平均値信号と前記パルス圧縮信号とに基づいて生成する。前記サイドローブ除去部は、前記パルス圧縮信号から前記擬似信号を除去する。

【0009】

本発明の第２の観点によれば、以下の信号処理方法が提供される。即ち、この信号処理方法は、パルス圧縮工程と、平均値信号生成工程と、擬似信号生成工程と、サイドローブ除去工程と、を含む。前記パルス圧縮工程では、外部に送信した送信信号の反射波である受信信号にパルス圧縮処理を行ったパルス圧縮信号を生成する。平均値信号生成工程では、前記受信信号の移動平均値又は加重平均値である平均値信号を生成する。前記擬似信号生成工程では、前記パルス圧縮処理が行われた前記受信信号と同一の前記受信信号に基づいて、前記パルス圧縮信号のメインローブに相当する擬似メインローブ部の信号レベルが、前記パルス圧縮信号のサイドローブに相当する擬似サイドローブ部の信号レベルよりも小さい擬似信号を、前記平均値信号と前記パルス圧縮信号とに基づいて生成する。前記サイドローブ除去工程では、前記パルス圧縮信号から前記擬似信号を除去する。

【0010】

これにより、擬似信号の擬似メインローブ部の信号レベルが擬似サイドローブ部よりも小さいため、パルス圧縮信号から擬似信号を除去することで、サイドローブを除去しつつ、メインローブの信号レベルの低下を抑制できる。これにより、パルス圧縮信号のメインローブのＳ／Ｎ比の低下を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る信号処理装置を備えるレーダ装置のブロック図。

【図2】データ処理部の詳細な構成を示すブロック図。

【図3】パルス圧縮信号、平均値信号、及び抽出信号の信号レベル、距離方向及び方位方向への広がりを示す図。

【図4】擬似信号及び処理後信号の信号レベル、距離方向及び方位方向への広がりを示す図。

【図5】サイドローブ除去機能を使用しない従来例のレーダ映像に表示されるエコーを示す図。

【図6】サイドローブ除去機能を使用した従来例のレーダ映像に表示されるエコーを示す図。

【図7】本実施形態におけるレーダ映像に表示されるエコーを示す図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る信号処理装置１３を備えるレーダ装置１０の構成を示すブロック図である。

【0013】

本実施形態のレーダ装置１０は、船舶用レーダ装置である。レーダ装置１０は、半導体素子により生成されたパルス状の送信信号（パルス信号、電磁波）を外部に送信する。また、レーダ装置１０は、この送信信号の反射波を受信して、パルス圧縮等を行って解析することで、物標の位置等を検出する。なお、送信信号は、半導体素子ではなくマグネトロン等によって生成されていても良い。

【0014】

図１に示すように、レーダ装置１０は、レーダアンテナ１１と、送受信部１２と、信号処理装置１３と、表示装置１４と、を備える。

【0015】

レーダアンテナ１１は、送信信号を外部に送信するとともに、周囲の物標からの反射波を受信する。以下では、レーダアンテナ１１が受信した反射波を受信信号と称する。レーダアンテナ１１は、水平面内を所定周期で回転しながら送受信を繰り返している。これにより、レーダ装置１０は自船周囲の物標を検出できる。

【0016】

なお、レーダアンテナを回転させない構成のレーダ装置を用いても良い。例えば、全周方向にアンテナ素子を有する構成のレーダ装置や、前方等の特定の方向のみを探知するレーダ装置等は、レーダアンテナを回転させる必要がない。また、レーダ装置１０は、電波の送受信を１つのレーダアンテナで行う構成であっても良いし、送信用と受信用のレーダアンテナをそれぞれ持つ構成であっても良い。

【0017】

送受信部１２及び信号処理装置１３は、レーダ装置１０に関する制御（送信制御、受信制御、及び解析制御等）等の処理を行う。本実施形態では、送受信部１２を構成する各部は、レーダアンテナ１１の筐体内（空中線側）に配置されており、信号処理装置１３を構成する各部は、表示装置１４の筐体内（指示ユニット側）に配置されている。なお、送受信部１２及び信号処理装置１３を構成する各部は、レーダアンテナ１１及び表示装置１４の何れの筐体内に配置されていても良いし、レーダアンテナ１１及び表示装置１４とは別の筐体内に配置されていても良い。

【0018】

送受信部１２は、信号生成部３１と、送信用ミキサ３２と、局部発振器３３と、送受切替器３４と、受信用ミキサ３５と、を備える。

【0019】

信号生成部３１は、パルス幅及び変調態様（周波数変調幅、周波数の変化態様）等を指定して、所定の波形の送信信号を生成する。この送信信号は、Ｄ／Ａコンバータ等によりデジタル信号からアナログ信号に変換された後に送信用ミキサ３２へ出力される。なお、信号生成部３１は、送信信号を送信する送信区間と、受信信号を受信する受信区間と、を規定する信号である送信トリガ信号を生成する。

【0020】

送信用ミキサ３２には、局部発振器３３から局部発振信号が供給されている。送信用ミキサ３２は、この局部発振信号と送信信号とを混合することで、送信信号の周波数を送信周波数まで引き上げる。送信用ミキサ３２によって、周波数が引き上げられた送信信号は、図略の増幅器等によって信号レベルが増幅された後に、送受切替器３４へ出力される。

【0021】

送受切替器３４は、送信信号の送信と受信信号の受信を切替可能に構成されている。具体的には、送受切替器３４は、送信信号を外部へ送信するときは、送信用ミキサ３２が出力する送信信号をレーダアンテナ１１へ出力する。これにより、送信信号が外部に送信される。一方、送受切替器３４は、反射波を外部から受信するときは、レーダアンテナ１１から入力された反射波（受信信号）を受信側の回路へ出力する。

【0022】

送受切替器３４が出力する受信信号は、増幅器等によって増幅された後に、受信用ミキサ３５へ出力される。受信用ミキサ３５は、送信用ミキサ３２と同様に、局部発振器３３から局部発振信号が入力されている。受信用ミキサ３５は、受信信号と局部発振信号とを混合することで、受信信号の周波数を引き下げる。受信用ミキサ３５によって周波数が引き下げられた受信信号は、信号処理装置１３へ出力される。

【0023】

図１に示すように、信号処理装置１３は、Ａ／Ｄ変換器４１と、直交検波部４２と、データ処理部４３と、映像生成部４４と、を備える。

【0024】

Ａ／Ｄ変換器４１は、送受信部１２の受信用ミキサ３５から入力された受信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換して直交検波部４２へ出力する。

【0025】

直交検波部４２は、入力された受信信号を２系統に分岐し、一方の信号のみの位相を９０°変化させることにより、１つの信号から、Ｉ信号とＱ信号からなる複素信号を生成する。直交検波部４２は、生成したＩ信号及びＱ信号をデータ処理部４３へ出力する。

【0026】

データ処理部４３は、上記のＩ信号及びＱ信号に対して所定の処理を行うことで、パルス幅を圧縮したり、サイドローブを除去したりする（詳細は後述）。データ処理部４３は、処理済みの受信信号である処理後信号を映像生成部４４へ出力する。

【0027】

映像生成部４４は、データ処理部４３から入力された処理後信号に基づいてレーダ映像を生成する。具体的には、映像生成部４４は、レーダアンテナ１１がパルス信号を送信したタイミングと、反射波を受信したタイミングと、の時間差に基づいて物標までの距離を取得する。また、映像生成部４４は、パルス信号を送信したときのレーダアンテナ１１の向きに基づいて、物標が存在する方向を取得する。以上により、映像生成部４４は、自船の周囲に存在する物標の位置をグラフィカルに示すレーダ映像を生成する。映像生成部４４は、生成したレーダ映像を表示装置１４へ出力する。

【0028】

ここで、送受信部１２及び信号処理装置１３を構成する一部（例えば、信号生成部３１、データ処理部４３、及び映像生成部４４）は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、又はＣＰＵ等の演算処理部により実現される。具体的には、信号生成部３１等は、プログラム等が記憶されたＲＯＭ等の記憶部を備えており、演算処理部が記憶部に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、信号生成部３１等の機能が実現される。また、信号生成部３１等は、それぞれ別々のハードウェアで構成されていても良いし、少なくとも一部が同じハードウェアで構成されていても良い。

【0029】

表示装置１４は、電子データを表示可能に構成されている。表示装置１４は、映像生成部４４から入力されたレーダ映像を表示する。表示装置１４は、液晶ディスプレイであるが、異なる形式のディスプレイ（有機ＥＬディスプレイ）であっても良い。

【0030】

次に、データ処理部４３が行う処理について、図２から図４を参照して説明する。図２は、データ処理部４３の詳細な構成を示すブロック図である。図３及び図４は、データ処理部４３が生成する各信号について、信号レベル、距離方向及び方位方向への広がりを示す図である。

【0031】

図２に示すように、データ処理部４３は、パルス圧縮部５１と、平均値信号生成部５２と、抽出信号生成部５３と、擬似信号生成部５４と、サイドローブ除去部５５と、を備える。

【0032】

パルス圧縮部５１は、上記のＩ信号及びＱ信号を取り込んで、パルス幅を圧縮する処理（パルス圧縮処理）を行い、パルス圧縮信号を生成する。これにより、信号レベルが低いパルス信号を送信する場合であっても、Ｓ／Ｎ比が高いデータを得ることができる。

【0033】

図３には、パルス圧縮信号の信号レベル、距離方向及び方位方向への広がりが示されている。図３に示すように、パルス圧縮処理を行うことで、メインローブに加え、信号が距離方向に広がるサイドローブが生成される。メインローブは、所定の方位において信号レベルのピーク値を有している（以下、この方位を基準方位と称する）。メインローブは、基準方位から方位方向に離れることで、信号レベルが低下する形状である。一方、サイドローブは、メインローブが存在する箇所から距離方向に延びるように存在している。サイドローブは、基準方位から方位方向に離れるに従って、信号レベルが徐々に低下する形状である。サイドローブはレーダ映像を生成した際にエコーが広がって表示されたり、偽像が表示されたりする原因となる。従って、パルス圧縮信号からサイドローブを除去しつつメインローブを残すことが好ましい。

【0034】

平均値信号生成部５２は、上記のＩ信号及びＱ信号を取り込んで、例えばＩ信号及びＱ信号の絶対値を算出することにより、包絡線を算出する。なお、包絡線の算出方法は任意であり、例えばアナログの受信信号を検波することで包絡線を出力するエンベロープ検波器を用いても良い。平均値信号生成部５２は、算出した絶対値（包絡線）に以下に示す演算を行うことにより、移動平均値を算出する。なお、ｘ（ｔ）は上記の絶対値を示す関数であり、Ｔはパルス幅であり、αは所定の係数（パルス幅に対する移動平均の割合）である。また、本実施形態では、移動平均（単純移動平均）を計算することで平均値を算出するが、サイドローブの波形に更に近づけるように加重平均を計算することで平均値を算出しても良い。このとき、直近の信号ほど重みを大きくすることが好ましい。なお、加重平均を用いて算出した平均値に対しては、移動平均を用いて算出した平均値と同様の処理が行われる。

【数1】

【0035】

平均値信号生成部５２は、このようにして平均値を算出し、必要に応じて信号処理を行うことで、平均値信号を生成する。図３には、平均値信号の信号レベル、距離方向及び方位方向への広がりが示されている。図３に示すように、平均値信号は、パルス圧縮信号からメインローブを除去した信号に近似している。具体的には、平均値信号は、距離方向の全体にわたって、パルス圧縮信号のサイドローブと同様に、基準方位から離れるに従って、信号レベルが徐々に低下する形状である。そのため、特許文献１ではこの平均値信号をサイドローブの擬似信号として用いている。ただし、平均値信号は、パルス圧縮信号のメインローブに相当する部分においても、サイドローブに相当する部分と同様の信号レベルを有している。

【0036】

抽出信号生成部５３には、パルス圧縮部５１からパルス圧縮信号が入力されるとともに、平均値信号生成部５２から平均値信号が入力されている。なお、パルス圧縮部５１及び平均値信号生成部５２の少なくとも一方には遅延器が含まれており、この遅延器により、パルス圧縮信号と平均値信号のタイミングが合わせられている。抽出信号生成部５３は、パルス圧縮信号から平均値信号を除去する処理を行うことで、抽出信号を生成する。なお、パルス圧縮信号及び平均値信号の信号レベルは、対数（デシベル）で示されているため、抽出信号生成部５３が行う処理は、除算処理である（以下の信号を除去する処理についても同様）。

【0037】

図３には、抽出信号の信号レベル、距離方向及び方位方向への広がりが示されている。図３に示すように、平均値信号はパルス圧縮信号のサイドローブに近似した信号であるため、パルス圧縮信号から平均値信号を除去することで、サイドローブが除去される。つまり、抽出信号は、パルス圧縮信号からメインローブを抽出した信号である。特許文献１では、このような処理を行うことにより、パルス圧縮信号からサイドローブを除去している。

【0038】

しかし、平均値信号は、パルス圧縮信号のメインローブに相当する部分においても所定の信号レベルを有している。従って、抽出信号のメインローブの信号レベルは、パルス圧縮信号のメインローブの信号レベルよりも低い。従って、受信信号のＳ／Ｎ比が低下する。更に、平均値信号は、基準方位から離れるに従って、信号レベルが徐々に低下する形状であるため、抽出信号のメインローブのピークは、パルス圧縮信号のメインローブのピークよりも方位方向に広がる。従って、本実施形態では、更に以下の処理を行う。

【0039】

擬似信号生成部５４には、抽出信号生成部５３から抽出信号が入力されるとともに、平均値信号生成部５２から平均値信号が入力されている。擬似信号生成部５４は、平均値信号から抽出信号を除去することで、擬似信号を生成する。ここで、平均値信号及び抽出信号は、受信信号から（パルス圧縮信号等を介して）生成される信号である。従って、擬似信号は、受信信号に基づいて生成されていることとなる。また、抽出信号はパルス圧縮信号を用いて生成されている。従って、擬似信号は、パルス圧縮信号及び平均値信号に基づいて生成されていることとなる。

【0040】

図４には、擬似信号の信号レベル、距離方向及び方位方向への広がりが示されている。また、擬似信号のうち、パルス圧縮信号のメインローブに相当する部分を擬似メインローブ部と称し、パルス圧縮信号のサイドローブに相当する部分を擬似サイドローブ部と称する。抽出信号は、メインローブが抽出された信号であるため、擬似サイドローブ部は、平均値信号と同様の形状である。即ち、基準方位から離れるに従って、信号レベルが徐々に低下する形状である。一方、抽出信号は、メインローブが抽出された信号であるため、信号レベルが高い。このような抽出信号が除去されているため、擬似メインローブ部の信号レベルは、非常に低くなり、例えばゼロ以上ノイズフロア近傍以下となる。従って、擬似メインローブ部は、前記基準方位及び方位方向の端部において信号レベルが略一定（信号レベルの変化量がノイズフロア程度）である。

【0041】

サイドローブ除去部５５には、擬似信号生成部５４から擬似信号が入力されるとともに、パルス圧縮部５１からパルス圧縮信号が入力されている。サイドローブ除去部５５は、パルス圧縮信号から擬似信号を除去することで、処理後信号を生成する。

【0042】

図４には、処理後信号の信号レベル、距離方向及び方位方向への広がりが示されている。擬似信号は、擬似メインローブ部の信号レベルが略ゼロであるため、処理後信号のメインローブの信号レベルは、パルス圧縮信号のメインローブの信号レベルと同様である。また、擬似メインローブ部は、パルス圧縮信号のサイドローブと同様の形状の信号であるため、処理後信号は、サイドローブが略除去されている。このように、本実施形態の処理を行うことにより、パルス圧縮信号のメインローブを劣化させることなく、サイドローブを除去することができる。本実施形態では、この処理後信号を用いて、レーダ映像が作成される。

【0043】

次に、本実施形態の効果について、従来例と比較しながら説明する。初めに、図５を参照して、サイドローブを除去する機能を有していない（又はＯＦＦにしている）レーダ装置において作成したレーダ映像について説明する。図５は、サイドローブ除去機能を使用しない従来例のレーダ映像に表示されるエコーを示す図である。

【0044】

なお、図５から図７では、他船等を示すエコー６１がレーダ映像上に表示されている様子が示されている。また、図５から図７のエコー６１は、信号レベルの高さを映像の濃淡（詳細にはドットの大きさ及び密度）で表現している。図５に表示されるエコー６１には距離方向に延びるサイドローブが含まれている。サイドローブの信号レベルはメインローブよりも低いため、距離方向に延びている部分は淡く表示されている。

【0045】

次に、図６を参照して、従来の方法でサイドローブを除去するレーダ装置（特許文献１のレーダ装置）において作成したレーダ映像について説明する。図６は、サイドローブ除去機能を使用した従来例のレーダ映像に表示されるエコーを示す図である。

【0046】

特許文献１のレーダ装置では、図３に示す抽出信号を処理後信号として用いて、レーダ映像が作成する。しかし、上述したように、抽出信号のメインローブは、パルス圧縮信号のメインローブよりも信号レベルが低い。従って、メインローブのＳ／Ｎ比が低下してしまう。更に、抽出信号のメインローブは、パルス圧縮信号のメインローブよりも方位方向に延びるため、エコー６１も同様に方位方向に延びた形状となっている。このように、方位方向の分解能が低下している。なお、図６に示すエコー６１は、サイドローブが除去されているため、図５に示すようなサイドローブは表示されていない。

【0047】

次に、図７を参照して、本実施形態のレーダ装置１０において作成したレーダ映像について説明する。図７は、本実施形態におけるレーダ映像に表示されるエコーを示す図である。

【0048】

本実施形態では、パルス圧縮信号から擬似信号を除去することで、サイドローブを除去しつつ、メインローブの信号レベル及びピーク形状の劣化を抑制できる。従って、図７に示すエコー６１には、図５に示すようなサイドローブが表示されていない。更に、図７に示すエコー６１は、パルス圧縮信号のメインローブのピーク形状が方位方向に広がっていないため、図６に示すような方位方向に延びた形状となっていない。従って、本実施形態の方法でエコー６１を表示することで、物標の正確な位置を表示できる、更に、例えば２つの物標が方位方向に隣接している場合であっても、これらのエコーが重なりにくいため、２つの物標が存在することを把握し易くなる。

【0049】

次に、各種の信号の別の生成方法について説明する。

【0050】

上記では、擬似信号は、抽出信号及び平均値信号から生成されている。これに対し、擬似信号をパルス圧縮信号から直接生成することもできる。例えば、パルス圧縮信号について、信号レベルが所定の閾値以下である部分は信号レベルを維持し、信号レベルが所定の閾値を超えている部分は信号レベルをゼロ（サイドローブの信号レベルより低い値）にする処理を行うことで、擬似信号を生成できる。

【0051】

また、同様の処理を行うことにより、パルス圧縮信号のみから抽出信号を生成することもできる。例えば、パルス圧縮信号から、信号レベルが所定の閾値以上の部分を抽出する（所定の閾値の信号レベルの信号を除去する）ことで、抽出信号を生成できる。

【0052】

また、上記では、擬似信号＝平均値信号／抽出信号、抽出信号＝パルス圧縮信号／平均値信号である。従って、擬似信号＝（平均値信号）²／パルス圧縮信号となる。この式を実現する回路を用いることで、抽出信号を途中で作成することなく、擬似信号を作成できる。

【0053】

また、上記では、擬似信号の擬似メインローブ部の信号レベルは、方位方向にわたって略一定（変化量がノイズフロア程度）であるが、擬似サイドローブ部よりも信号レベルが低ければ、方位方向で信号レベルが変化していても良い。この場合であっても、受信信号のＳ／Ｎ比の低下を抑制できるという効果を発揮できる。

【0054】

以上に説明したように、本実施形態の信号処理装置１３は、パルス圧縮部５１と、擬似信号生成部５４と、サイドローブ除去部５５と、を備え、以下の信号処理方法を行う。パルス圧縮部５１は、外部に送信した送信信号の反射波である受信信号にパルス圧縮処理を行ったパルス圧縮信号を生成する（パルス圧縮工程）。擬似信号生成部５４は、前記受信信号に基づいて、前記パルス圧縮信号のメインローブに相当する擬似メインローブ部の信号レベルが、前記パルス圧縮信号のサイドローブに相当する擬似サイドローブ部の信号レベルよりも小さい擬似信号を生成する（擬似信号生成工程）。サイドローブ除去部５５は、パルス圧縮信号から擬似信号を除去する（サイドローブ除去工程）。

【0055】

これにより、擬似信号の擬似メインローブ部の信号レベルが擬似サイドローブ部よりも小さいため、パルス圧縮信号から擬似信号を除去することで、サイドローブを除去しつつ、メインローブの信号レベルの低下を抑制できる。これにより、パルス圧縮信号のメインローブのＳ／Ｎ比の低下を抑制できる。

【0056】

また、本実施形態の信号処理装置１３において、パルス圧縮信号のメインローブのピーク値が存在する方位を基準方位としたときに、擬似サイドローブ部は、基準方位から離れるに従って信号レベルが徐々に低下している。擬似メインローブ部は、基準方位及び方位方向の端部において信号レベルが略一定である。

【0057】

これにより、パルス圧縮信号から擬似信号を除去した場合であっても、方位方向のピーク形状を残すことができるので、方位方向の分解能を向上させることができる。

【0058】

また、本実施形態の信号処理装置１３において、擬似メインローブ部は、基準方位及び方位方向の端部において信号レベルがゼロ以上ノイズフロア近傍以下である。

【0059】

これにより、パルス圧縮信号から擬似信号を除去したときに、メインローブの信号レベルが小さくならないので、パルス圧縮信号のメインローブのＳ／Ｎ比及び方位方向の分解能の低下を一層確実に抑制できる。

【0060】

また、本実施形態の信号処理装置１３は、受信信号の移動平均値又は加重平均値である平均値信号を生成する平均値信号生成部５２を備える。擬似信号生成部５４は、平均値信号とパルス圧縮信号とに基づいて、擬似信号を生成する。

【0061】

これにより、平均値信号を用いることで、精度の高い擬似信号を生成できる。

【0062】

また、本実施形態の信号処理装置１３は、パルス圧縮信号のメインローブを抽出した抽出信号を生成する抽出信号生成部５３を備える。擬似信号生成部５４は、平均値信号から抽出信号を除去することで、擬似信号を生成する。

【0063】

これにより、簡単な処理で擬似信号を生成できる。

【0064】

また、本実施形態の信号処理装置１３において、抽出信号生成部５３は、パルス圧縮信号から平均値信号を除去することで、抽出信号を生成する。

【0065】

これにより、簡単な処理でパルス圧縮信号からメインローブを抽出できる。

【0066】

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

【0067】

上記実施形態では、データ処理部４３は、１つのハードウェアであるが、パルス圧縮部５１から擬似信号生成部５４のうち少なくとも１つが別のハードウェアから構成されていても良い。

【0068】

上記実施形態では、本発明を船舶用のレーダ装置に適用する例を説明したが、船舶以外の移動体（例えば航空機）に搭載されるレーダ装置にも本発明を適用することができる。また、移動体ではなく建物等に設置されるレーダ装置にも本発明を適用することができる。更に、本発明は、電磁波を送受信して周囲を探知する探知装置に限られず、超音波を送受信して周囲を探知する探知装置（例えば、魚群探知機及びソナー等の水中探知装置）にも適用することができる。

【符号の説明】

【0069】

１０ レーダ装置
１１ レーダアンテナ
１２ 送受信部
１３ 信号処理装置
４３ データ処理部
５１ パルス圧縮部
５２ 平均値信号生成部
５３ 抽出信号生成部
５４ 擬似信号生成部
５５ サイドローブ除去部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】