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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023100340
(43)【公開日】2023-07-19
(54)【発明の名称】レーダシステム及びレーダ信号処理方法
(51)【国際特許分類】
G01S 7/292 20060101AFI20230711BHJP
【ＦＩ】
G01S7/292 202
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022000915
(22)【出願日】2022-01-06
(71)【出願人】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(71)【出願人】
【識別番号】598076591
【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001737
【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】栗原 秀輔
(72)【発明者】
【氏名】中川 陽介
(72)【発明者】
【氏名】竹谷 晋一
【テーマコード（参考）】
5J070
【Ｆターム（参考）】
5J070AB01
5J070AC02
5J070AC06
5J070AC11
5J070AD02
5J070AD09
5J070AG01
5J070AG04
5J070AH02
5J070AH12
5J070AH31
5J070AH35
5J070AK22
5J070AK28
(57)【要約】
【課題】 長時間積分時にも、少ない処理規模で実現する。
【解決手段】 実施形態によれば、送信系統から送信される単パルスまたは変調したＮ（Ｎ≧１）ヒットのパルス信号の反射波を受信し、その受信信号から目標信号を抽出するレーダシステムであって、slow-time軸にＮs（Ｎs≧２）セル、fast-time軸にＮf（Ｎf≧１）セルある信号を用いて、前記受信信号の前記slow-time軸をＬs（Ｌs≧１）セル毎にＭs（Ｍs≧２）分割して、各々の分割単位でslow-time軸でＭs回第１ＦＦＴ処理を行ってドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）を取得し、前記分割単位でドップラセル毎にＭsポイントの第２ＦＦＴ処理を行い、その処理結果を元のドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）毎に配列した信号を長時間積分して目標を検出する。
【選択図】図１
【解決手段】 実施形態によれば、送信系統から送信される単パルスまたは変調したＮ（Ｎ≧１）ヒットのパルス信号の反射波を受信し、その受信信号から目標信号を抽出するレーダシステムであって、slow-time軸にＮs（Ｎs≧２）セル、fast-time軸にＮf（Ｎf≧１）セルある信号を用いて、前記受信信号の前記slow-time軸をＬs（Ｌs≧１）セル毎にＭs（Ｍs≧２）分割して、各々の分割単位でslow-time軸でＭs回第１ＦＦＴ処理を行ってドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）を取得し、前記分割単位でドップラセル毎にＭsポイントの第２ＦＦＴ処理を行い、その処理結果を元のドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）毎に配列した信号を長時間積分して目標を検出する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
送信系統から送信される単パルスまたは変調したＮ（Ｎ≧１）ヒットのパルス信号の反射波を受信し、その受信信号から目標信号を抽出するレーダシステムであって、
slow-time軸にＮs（Ｎs≧２）セル、fast-time軸にＮf（Ｎf≧１）セルある信号を用いて、前記受信信号の前記slow-time軸をＬs（Ｌs≧１）セル毎にＭs（Ｍs≧２）分割して、各々の分割単位でslow-time軸でＭs回第１ＦＦＴ処理を行ってドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）を得る第１ＦＦＴ処理手段と、
前記分割単位でドップラセル毎にＭsポイントの第２ＦＦＴ処理を行う第２ＦＦＴ処理手段と、
前記第２ＦＦＴ処理手段の処理結果を元のドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）毎に配列した信号を長時間積分して目標を検出する検出手段と
を具備するレーダシステム。
slow-time軸にＮs（Ｎs≧２）セル、fast-time軸にＮf（Ｎf≧１）セルある信号を用いて、前記受信信号の前記slow-time軸をＬs（Ｌs≧１）セル毎にＭs（Ｍs≧２）分割して、各々の分割単位でslow-time軸でＭs回第１ＦＦＴ処理を行ってドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）を得る第１ＦＦＴ処理手段と、
前記分割単位でドップラセル毎にＭsポイントの第２ＦＦＴ処理を行う第２ＦＦＴ処理手段と、
前記第２ＦＦＴ処理手段の処理結果を元のドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）毎に配列した信号を長時間積分して目標を検出する検出手段と
を具備するレーダシステム。
【請求項2】
送信系統から送信される単パルスまたは変調したＮ（Ｎ≧１）ヒットのパルス信号の反射波を受信し、その受信信号から目標信号を抽出するレーダシステムであって、
slow-time軸にＬs（Ｌs≧１）セル、fast-time軸にＮf（Ｎf≧１）セルある信号を、分割単位として順次入力して、各々の単位でslow-time軸で第１ＦＦＴ処理を行ってドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）を得る第１ＦＦＴ処理手段と、
既に処理したＭs（Ｍs≧２）個の分割単位を用いて、前記ドップラセル毎にＭsポイントの第２ＦＦＴ処理を行う第２ＦＦＴ処理手段と、
前記第２ＦＦＴ処理手段の処理結果を元のドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）毎に配列した信号を長時間積分して目標を検出する検出手段と
を具備するレーダシステム。
slow-time軸にＬs（Ｌs≧１）セル、fast-time軸にＮf（Ｎf≧１）セルある信号を、分割単位として順次入力して、各々の単位でslow-time軸で第１ＦＦＴ処理を行ってドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）を得る第１ＦＦＴ処理手段と、
既に処理したＭs（Ｍs≧２）個の分割単位を用いて、前記ドップラセル毎にＭsポイントの第２ＦＦＴ処理を行う第２ＦＦＴ処理手段と、
前記第２ＦＦＴ処理手段の処理結果を元のドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）毎に配列した信号を長時間積分して目標を検出する検出手段と
を具備するレーダシステム。
【請求項3】
送信系統から送信される単パルスまたは変調したＮ（Ｎ≧１）ヒットのパルス信号の反射波を受信し、その受信信号から目標信号を抽出するレーダシステムであって、
slow-time軸にＮs（Ｎs≧１）セル、fast-time軸にＮf（Ｎf≧１）セルある信号を用いて、fast-time軸でＦＦＴしてレンジ周波数軸にした後、レンジ周波数をＭf（Ｍf≧１）分割し、slow-time軸をＭs（Ｍs≧１）分割し、Ｍf×Ｍs分割した信号をそれ以外のＮf×Ｎs領域のうち、fast-time軸は０埋めし、slow-timeは０埋めしない信号を用いて、fast-time軸はレンジ圧縮し、slow-time軸はＦＦＴ処理したＭf×Ｍsの信号を振幅積分して、仮検出してＰt（Ｐt≧１）個のレンジセルＲt、ドップラセルＦtを抽出する手段と、
レンジ周波数の全帯域の信号を用いてレンジ圧縮し、slow-time軸は、Ｍs分割した後、各々の分割単位でＭs回第２ＦＦＴし、各分割単位のドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）毎に、Ｍsポイントのslow-time軸のデータに対して、仮検出したＰt個のセルを中心に、所定の探索範囲の速度（sv通り）及び加速度（sa通り）とレンジセルのバイアス分（sb通り）を用いて、slow-time軸に沿った積分系列（sv×sa×sb）を設定し、各積分系列をレンジ軸でＲtセルになるように、レンジシフト量を、レンジ周波数軸の位相勾配で設定するにより、レンジウォーク補正して、slow-time軸で並べ替えた後にslow-time軸で第２ＦＦＴ（Ｍsポイント）したsv×sa×sb通りの結果の最大値が最大となるＭsポイントの積分系列（slow-time軸ＦＦＴ前）を選定し、Ｍsポイントのslow-time軸で第２ＦＦＴした結果を、ドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）に置き換える手段と、
前記ドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）を仮検出Ｐt毎に繰り返したレンジ－ドップラデータを用いて検出する手段と
を具備するレーダシステム。
slow-time軸にＮs（Ｎs≧１）セル、fast-time軸にＮf（Ｎf≧１）セルある信号を用いて、fast-time軸でＦＦＴしてレンジ周波数軸にした後、レンジ周波数をＭf（Ｍf≧１）分割し、slow-time軸をＭs（Ｍs≧１）分割し、Ｍf×Ｍs分割した信号をそれ以外のＮf×Ｎs領域のうち、fast-time軸は０埋めし、slow-timeは０埋めしない信号を用いて、fast-time軸はレンジ圧縮し、slow-time軸はＦＦＴ処理したＭf×Ｍsの信号を振幅積分して、仮検出してＰt（Ｐt≧１）個のレンジセルＲt、ドップラセルＦtを抽出する手段と、
レンジ周波数の全帯域の信号を用いてレンジ圧縮し、slow-time軸は、Ｍs分割した後、各々の分割単位でＭs回第２ＦＦＴし、各分割単位のドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）毎に、Ｍsポイントのslow-time軸のデータに対して、仮検出したＰt個のセルを中心に、所定の探索範囲の速度（sv通り）及び加速度（sa通り）とレンジセルのバイアス分（sb通り）を用いて、slow-time軸に沿った積分系列（sv×sa×sb）を設定し、各積分系列をレンジ軸でＲtセルになるように、レンジシフト量を、レンジ周波数軸の位相勾配で設定するにより、レンジウォーク補正して、slow-time軸で並べ替えた後にslow-time軸で第２ＦＦＴ（Ｍsポイント）したsv×sa×sb通りの結果の最大値が最大となるＭsポイントの積分系列（slow-time軸ＦＦＴ前）を選定し、Ｍsポイントのslow-time軸で第２ＦＦＴした結果を、ドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）に置き換える手段と、
前記ドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）を仮検出Ｐt毎に繰り返したレンジ－ドップラデータを用いて検出する手段と
を具備するレーダシステム。
【請求項4】
送信系統から送信される単パルスまたは変調したＮ（Ｎ≧１）ヒットのパルス信号の反射波を受信し、その受信信号から目標信号を抽出するレーダ信号処理方法であって、
slow-time軸にＮs（Ｎs≧２）セル、fast-time軸にＮf（Ｎf≧１）セルある信号を用いて、前記受信信号の前記slow-time軸をＬs（Ｌs≧１）セル毎にＭs（Ｍs≧２）分割して、各々の分割単位でslow-time軸でＭs回第１ＦＦＴ処理を行ってドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）を取得し、
前記分割単位でドップラセル毎にＭsポイントの第２ＦＦＴ処理を行い、
前記第２ＦＦＴ処理の処理結果を元のドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）毎に配列した信号を長時間積分して目標を検出する
レーダ信号処理方法。
slow-time軸にＮs（Ｎs≧２）セル、fast-time軸にＮf（Ｎf≧１）セルある信号を用いて、前記受信信号の前記slow-time軸をＬs（Ｌs≧１）セル毎にＭs（Ｍs≧２）分割して、各々の分割単位でslow-time軸でＭs回第１ＦＦＴ処理を行ってドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）を取得し、
前記分割単位でドップラセル毎にＭsポイントの第２ＦＦＴ処理を行い、
前記第２ＦＦＴ処理の処理結果を元のドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）毎に配列した信号を長時間積分して目標を検出する
レーダ信号処理方法。
【請求項5】
送信系統から送信される単パルスまたは変調したＮ（Ｎ≧１）ヒットのパルス信号の反射波を受信し、その受信信号から目標信号を抽出するレーダ信号処理方法であって、
slow-time軸にＬs（Ｌs≧１）セル、fast-time軸にＮf（Ｎf≧１）セルある信号を、分割単位として順次入力して、各々の単位でslow-time軸で第１ＦＦＴ処理を行ってドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）を取得し、
既に処理したＭs（Ｍs≧２）個の分割単位を用いて、前記ドップラセル毎にＭsポイントの第２ＦＦＴ処理を行い、
前記第２ＦＦＴ処理の処理結果を元のドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）毎に配列した信号を長時間積分して目標を検出する
レーダ信号処理方法。
slow-time軸にＬs（Ｌs≧１）セル、fast-time軸にＮf（Ｎf≧１）セルある信号を、分割単位として順次入力して、各々の単位でslow-time軸で第１ＦＦＴ処理を行ってドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）を取得し、
既に処理したＭs（Ｍs≧２）個の分割単位を用いて、前記ドップラセル毎にＭsポイントの第２ＦＦＴ処理を行い、
前記第２ＦＦＴ処理の処理結果を元のドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）毎に配列した信号を長時間積分して目標を検出する
レーダ信号処理方法。
【請求項6】
送信系統から送信される単パルスまたは変調したＮ（Ｎ≧１）ヒットのパルス信号の反射波を受信し、その受信信号から目標信号を抽出するレーダ信号処理方法であって、
slow-time軸にＮs（Ｎs≧１）セル、fast-time軸にＮf（Ｎf≧１）セルある信号を用いて、fast-time軸でＦＦＴしてレンジ周波数軸にした後、レンジ周波数をＭf（Ｍf≧１）分割し、slow-time軸をＭs（Ｍs≧１）分割し、Ｍf×Ｍs分割した信号をそれ以外のＮf×Ｎs領域のうち、fast-time軸は０埋めし、slow-timeは０埋めしない信号を用いて、fast-time軸はレンジ圧縮し、slow-time軸はＦＦＴ処理したＭf×Ｍsの信号を振幅積分して、仮検出してＰt（Ｐt≧１）個のレンジセルＲt、ドップラセルＦtを抽出し、
レンジ周波数の全帯域の信号を用いてレンジ圧縮し、slow-time軸は、Ｍs分割した後、各々の分割単位でＭs回第２ＦＦＴし、各分割単位のドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）毎に、Ｍsポイントのslow-time軸のデータに対して、仮検出したＰt個のセルを中心に、所定の探索範囲の速度（sv通り）及び加速度（sa通り）とレンジセルのバイアス分（sb通り）を用いて、slow-time軸に沿った積分系列（sv×sa×sb）を設定し、各積分系列をレンジ軸でＲtセルになるように、レンジシフト量を、レンジ周波数軸の位相勾配で設定するにより、レンジウォーク補正して、slow-time軸で並べ替えた後にslow-time軸で第２ＦＦＴ（Ｍsポイント）したsv×sa×sb通りの結果の最大値が最大となるＭsポイントの積分系列（slow-time軸ＦＦＴ前）を選定し、Ｍsポイントのslow-time軸で第２ＦＦＴした結果を、ドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）に置き換え、
前記ドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）を仮検出Ｐt毎に繰り返したレンジ－ドップラデータを用いて検出する
レーダ信号処理方法。
slow-time軸にＮs（Ｎs≧１）セル、fast-time軸にＮf（Ｎf≧１）セルある信号を用いて、fast-time軸でＦＦＴしてレンジ周波数軸にした後、レンジ周波数をＭf（Ｍf≧１）分割し、slow-time軸をＭs（Ｍs≧１）分割し、Ｍf×Ｍs分割した信号をそれ以外のＮf×Ｎs領域のうち、fast-time軸は０埋めし、slow-timeは０埋めしない信号を用いて、fast-time軸はレンジ圧縮し、slow-time軸はＦＦＴ処理したＭf×Ｍsの信号を振幅積分して、仮検出してＰt（Ｐt≧１）個のレンジセルＲt、ドップラセルＦtを抽出し、
レンジ周波数の全帯域の信号を用いてレンジ圧縮し、slow-time軸は、Ｍs分割した後、各々の分割単位でＭs回第２ＦＦＴし、各分割単位のドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）毎に、Ｍsポイントのslow-time軸のデータに対して、仮検出したＰt個のセルを中心に、所定の探索範囲の速度（sv通り）及び加速度（sa通り）とレンジセルのバイアス分（sb通り）を用いて、slow-time軸に沿った積分系列（sv×sa×sb）を設定し、各積分系列をレンジ軸でＲtセルになるように、レンジシフト量を、レンジ周波数軸の位相勾配で設定するにより、レンジウォーク補正して、slow-time軸で並べ替えた後にslow-time軸で第２ＦＦＴ（Ｍsポイント）したsv×sa×sb通りの結果の最大値が最大となるＭsポイントの積分系列（slow-time軸ＦＦＴ前）を選定し、Ｍsポイントのslow-time軸で第２ＦＦＴした結果を、ドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）に置き換え、
前記ドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）を仮検出Ｐt毎に繰り返したレンジ－ドップラデータを用いて検出する
レーダ信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本実施形態は、レーダシステム及びレーダ信号処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来のレーダシステムでは、積分ヒット数が多い場合や、ＰＲＩ（Pulse Repetition Interval：パルス繰り返し周期）が長く、ＣＰＩ（Coherent Pulse Interval：コヒーレントパルス周期）が長い長時間積分を行う場合に、１回のＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）のポイント数が増えすぎてしまい、ＦＦＴを実装できないことがあった。また、長時間観測の場合は、レンジウォークやドップラウォークにより、積分ロスが生じる課題があった。
【0003】
一方、長時間積分処理として、積分系列最大化（速度・加速度補正）の手法がある（特許文献１参照）。この手法は、速度及び加速度の探索法により、積分系列を最大化する手法であるが、長時間積分の場合は、長時間のＦＦＴを探索範囲にわたって処理する必要があり、全体の処理規模が増えることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第５０２５４０３号公報
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】レンジ圧縮、大内、‘リモートセンシングのための合成開口レーダの基礎’、東京電機大学出版局、pp.131-149(2003)
【非特許文献2】CFAR（Constant False Alarm Rate）、吉田、‘改訂レーダ技術’、電子情報通信学会、pp.87-89(1996)
【非特許文献3】FFT、日野、‘スペクトル解析’、朝倉書店、pp.193-198（1977）
【非特許文献4】DBF（Digital Beam Forming）、吉田、‘改訂レーダ技術’、電子情報通信学会、pp.289-291(1996)
【非特許文献5】MIMO（Multi-Input Multi-Output），JIAN LI, PETER STOICA, ‘MIMO RADAR SIGNAL PROCESSING’, WILEY, pp.1-5(2009)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
以上述べたように、従来のレーダシステムには、速度及び加速度の探索法により、積分系列を最大化する手法があるが、長時間積分の場合は、長時間のＦＦＴを探索範囲にわたって処理する必要があり、全体の処理規模が増大してしまう課題がある。
【0007】
本実施形態の課題は、長時間積分時にも、少ない処理規模で実現でき、またレンジウォーク及びドップラウォークによる積分ロスを低減することのできるレーダシステム及びレーダ信号処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の課題を解決するために、実施形態に係るレーダシステムは、送信系統から送信される単パルスまたは変調したＮ（Ｎ≧１）ヒットのパルス信号の反射波を受信し、その受信信号から目標信号を抽出するもので、第１ＦＦＴ処理手段と、第２ＦＦＴ処理手段と、検出手段とを備える。第１ＦＦＴ処理手段は、slow-time軸にＮs（Ｎs≧２）セル、fast-time軸にＮf（Ｎf≧１）セルある信号を用いて、前記受信信号の前記slow-time軸をＬs（Ｌs≧１）セル毎にＭs（Ｍs≧２）分割して、各々の分割単位でslow-time軸でＭs回第１ＦＦＴ処理を行ってドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）を取得する。第２ＦＦＴ処理手段は、前記分割単位でドップラセル毎にＭsポイントの第２ＦＦＴ処理を行う。検出手段は、前記第２ＦＦＴ処理手段の処理結果を元のドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）毎に配列した信号を長時間積分して目標を検出する。
【0009】
すなわち、２段ＦＦＴによる少ないポイント数（データ長）のＦＦＴ処理により、長時間ＦＦＴを実現することができる。
【0010】
また、実施形態に係るレーダシステムは、送信系統から送信される単パルスまたは変調したＮ（Ｎ≧１）ヒットのパルス信号の反射波を受信し、その受信信号から目標信号を抽出するもので、第１ＦＦＴ処理手段と、第２ＦＦＴ処理手段と、検出手段とを備える。第１ＦＦＴ処理手段は、slow-time軸にＬs（Ｌs≧１）セル、fast-time軸にＮf（Ｎf≧１）セルある信号を、分割単位として順次入力して、各々の単位でslow-time軸で第１ＦＦＴ処理を行ってドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）を得る。第２ＦＦＴ処理手段は、既に処理したＭs（Ｍs≧２）個の分割単位を用いて、前記ドップラセル毎にＭsポイントの第２ＦＦＴ処理を行う。検出手段は、前記第２ＦＦＴ処理手段の処理結果を元のドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）毎に配列した信号を長時間積分して目標を検出する。
【0011】
すなわち、順次入力する分割単位の第１ＦＦＴ処理と既に処理済みの複数の分割単位を用いて第２ＦＦＴ処理を行うことにより、処理規模を低減して、長時間のＦＦＴ処理を実現できる。
【0012】
また、実施形態に係るレーダシステムは、送信系統から送信される単パルスまたは変調したＮ（Ｎ≧１）ヒットのパルス信号の反射波を受信し、その受信信号から目標信号を抽出するもので、まず、slow-time軸にＮs（Ｎs≧１）セル、fast-time軸にＮf（Ｎf≧１）セルある信号を用いて、fast-time軸でＦＦＴしてレンジ周波数軸にした後、レンジ周波数をＭf（Ｍf≧１）分割し、slow-time軸をＭs（Ｍs≧１）分割し、Ｍf×Ｍs分割した信号をそれ以外のＮf×Ｎs領域のうち、fast-time軸は０埋めし、slow-timeは０埋めしない信号を用いて、fast-time軸はレンジ圧縮し、slow-time軸はＦＦＴ処理したＭf×Ｍsの信号を振幅積分して、仮検出してＰt（Ｐt≧１）個のレンジセルＲt、ドップラセルＦtを抽出する。次に、レンジ周波数の全帯域の信号を用いてレンジ圧縮し、slow-time軸は、Ｍs分割した後、各々の分割単位でＭs回第２ＦＦＴし、各分割単位のドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）毎に、Ｍsポイントのslow-time軸のデータに対して、仮検出したＰt個のセルを中心に、所定の探索範囲の速度（sv通り）及び加速度（sa通り）とレンジセルのバイアス分（sb通り）を用いて、slow-time軸に沿った積分系列（sv×sa×sb）を設定し、各積分系列をレンジ軸でＲtセルになるように、レンジシフト量を、レンジ周波数軸の位相勾配で設定するにより、レンジウォーク補正して、slow-time軸で並べ替えた後にslow-time軸で第２ＦＦＴ（Ｍsポイント）したsv×sa×sb通りの結果の最大値が最大となるＭsポイントの積分系列（slow-time軸ＦＦＴ前）を選定し、Ｍsポイントのslow-time軸で第２ＦＦＴした結果を、ドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）に置き換える。続いて、前記ドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）を仮検出Ｐt毎に繰り返したレンジ－ドップラデータを用いて検出する。
【0013】
すなわち、レンジ周波数軸狭帯域及びslow-time軸制限により、レンジ分解能及びドップラ分解能を制限し、レンジウォーク及びドップラウォークの影響を軽減した上で、ＣＦＡＲにより仮検出し、広帯域のレンジ高分解能データと、２段ＦＦＴによる高分解能ドップラデータを用いて、仮検出によるサーチ範囲を限定して処理規模を低減した上で、レンジウォーク（速度によるレンジセルずれ）とドップラウォーク（加速度によるドップラセルずれ）を補正して、レンジ高分解能及びドップラ高分解能に目標を検出できる。
【0014】
上記方式を用いると、長時間積分時にも、少ない処理規模で実現でき、またレンジウォーク及びドップラウォークによるロスを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
【0017】
【0018】
図１は第１の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、（ａ）が送信系統の構成を示すブロック図、（ｂ）が受信系統の構成を示すブロック図である。
【0019】
図１（ａ）に示す送信系統では、信号生成器１１で送信種信号を生成し、変調器１２で送信種信号に伝送情報を変調多重し、周波数変換器１３で変調信号を高周波信号に変換し、パルス変調器１４で高周波信号をパルス変調して送信パルス列を生成し、送信アンテナ１５でＮ（Ｎ≧２）ヒットのパルスを送信する。
【0020】
図１（ｂ）に示す受信系統では、送信アンテナ１５から送信されたパルス信号の反射波を受信アンテナ２１で受信し、その受信信号を周波数変換器２２でベースバンドに周波数変換し、ＡＤ変換器２３でディジタル信号に変換して受信信号を得る。次に、受信信号に対して、レンジ圧縮器２４によるレンジ圧縮、slow-time軸分割器２５によるslow-time軸のＣＰＩ分割、slow-time軸第１ＦＦＴ処理器２６によるslow-time軸の第１ＦＦＴ処理、slow-time軸第２ＦＦＴ処理器２７によるslow-time軸の第２ＦＦＴ処理を行い、ＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate：定誤警報率、非特許文献２参照）検出器２８により観測値を検出して目標を判定し、測距、測速、測角を行って目標情報として出力する。
【0021】
なお、上記レーダシステムにおいて、送信系統と受信系統は、一体であってもよいし、互いに離れた場所に設置されていてもよい。
【0022】
上記構成によるレーダシステムにおいて、図２乃至図５を参照して受信系統の受信データ取得後の処理動作を説明する。ここで、図２は第１の実施形態の受信系統の処理の流れを示すフローチャート、図３は第１の実施形態のslow-time軸における分割単位２段ＦＦＴ処理について説明するための図、図４は第１の実施形態の２段ＦＦＴ処理結果を第１ＦＦＴのバンク毎に配列する様子を示す図、図５は第１の実施形態においてslow-time軸全体の第１ＦＦＴ処理結果と第２ＦＦＴ処理結果を比較して示す図である。
【0023】
まず、図１（ａ）に示した送信系統から送信されるＮ（Ｎ≧２）ヒットの送信パルスが目標等で反射した信号は、受信アンテナ２１で受信され、周波数変換器２でベースバンドに周波数変換されて、ＡＤ変換器２３によりディジタル信号に変換され、これによって受信データが取得される。このように、Ｎ（Ｎ≧２）ヒットの送信パルスを受信して得られた受信データをＰＲＩ（Pulse Repetition Interval：パルス繰り返し周期）データによるＣＰＩ（Coherent Pulse Interval：コヒーレントパルス周期）データと呼ぶ。このＣＰＩデータは、レンジセル毎のfast-time軸とＰＲＩ間のslow-time軸の２次元データである。
【0024】
図２において、まず、受信データを入力して、slow-time軸の分割を行って分割ＣＰＩを形成し、分割単位でＣＰＩを順次パルス圧縮した後、slow-time軸のＦＦＴ処理（第１ＦＦＴ）を実行して、分割ＣＰＩのＦＦＴ処理結果を保存する（２４～２６、ステップＳ１１～Ｓ１６）。ステップＳ１５で全分割ＣＰＩの第１ＦＦＴ処理が完了した場合には、ドップラセルについて順次slow-time軸ＦＦＴ処理（第２ＦＦＴ）を実行し（２７、ステップＳ１７～Ｓ２０）、さらにレンジセルについても同様に、順次slow-time軸ＦＦＴ処理（第２ＦＦＴ）を実行し（２７、ステップＳ２１～Ｓ２２）、ＣＦＡＲ検出により観測値を検出して目標を判定し、測距、測速、測角を行って目標情報として出力する（２８、ステップＳ２３）。
【0025】
上記構成において、本実施形態のレーダシステムに採用される２段ＦＦＴ（第１ＦＦＴと第２ＦＦＴ）について説明する。
【0026】
まず、slow-time軸ＦＦＴ処理する場合、長時間ＦＦＴを行うと、ＦＦＴポイント数（データ長）が増えるため、処理規模が増え（非特許文献３参照）、実装できなくなる場合がある。この対策として、図２のフローチャートに示すように、slow-time軸を分割することを考える。
【0027】
図３を参照して、２段ＦＦＴ処理について説明する。図３において、（ａ）はＣＰＩ分割の様子を示し、（ｂ）は第１ＦＦＴによる１段ドップラ軸の様子を示し、（ｃ）は１段ドップラ軸におけるＣＰＩ分割単位での並べ替えの様子を示し、（ｄ）は第２ＦＦＴによる２段ドップラ軸の様子を示している。
【0028】
上記２段ＦＦＴについて定式化すると、以下のように表される。
【0029】
【数1】
【0030】
【数2】
【0031】
次に、図３（ｄ）に示すように、slow-time軸で分割単位の第２ＦＦＴを実施する。
【0032】
【数3】
【0033】
このＦＦＴ処理結果を図４（ａ）に示す第１ＦＦＴのバンク毎に配列すると、第２ＦＦＴでは、図４（ｂ）に示すように、slow-time軸全体のＦＦＴと同一の結果が得られる。この様子を図５に示す。図５において、（ａ）は、Ｍs個の分割ＣＰＩから得られるドップラ（Ｌsバンク）軸－レンジＮfセル軸の第１ＦＦＴ＃１～＃Ｍs（データ長Ｌs）の処理結果でそれぞれ仮検出セル１が得られる様子を示し、（ｂ）は、ドップラ（Ｎs＝１Ｌs×Ｍsバンク）軸－レンジＮfセル軸でＭsポイントの第２ＦＦＴの処理結果で仮検出セル１が得られる様子を示している。
【0034】
以上のように、本実施形態に係るレーダシステムでは、送信系統から送信される単パルスまたは変調したＮ（Ｎ≧２）パルス信号の反射波を受信し、その受信信号について、slow-time軸にＮs（Ｎs≧２）セル、fast-time軸にＮf（Ｎf≧１）セルある信号を用いて、slow-time軸をＬs（Ｌs≧１）セル毎にＭs（Ｍs≧２）分割して、各々の分割単位でslow-time軸でＭs回第１ＦＦＴ処理を行い、次に、分割単位でドップラセル毎にＭsポイントの第２ＦＦＴ処理を行い、その結果を元のドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）毎に配列した信号を用いて目標を検出する。このように、２段ＦＦＴによる少ないポイント数（データ長）のＦＦＴ処理により、長時間ＦＦＴを実現することができる。
【0035】
（第２の実施形態）
続いて、図６乃至図８を参照して、第２の実施形態について説明する。図６は、第２の実施形態の受信系統受信系統の処理の流れを示すフローチャート、図７は、第２の実施形態において、送信ファンビーム、受信ＤＢＦによるマルチビームの場合の様子を示す図、図８は、第２の実施形態において、ＦＦＴ範囲を観測フレーム単位でスライディングさせて長時間積分する様子を示す図である。第１の実施形態では、２段ＦＦＴ処理について述べた。本実施形態では、この２段ＦＦＴ処理を用いて運用した具体的な処理について提案する。なお、送信系統、受信系統のシステム構成については、図１と同様であるので、その説明を割愛する。
続いて、図６乃至図８を参照して、第２の実施形態について説明する。図６は、第２の実施形態の受信系統受信系統の処理の流れを示すフローチャート、図７は、第２の実施形態において、送信ファンビーム、受信ＤＢＦによるマルチビームの場合の様子を示す図、図８は、第２の実施形態において、ＦＦＴ範囲を観測フレーム単位でスライディングさせて長時間積分する様子を示す図である。第１の実施形態では、２段ＦＦＴ処理について述べた。本実施形態では、この２段ＦＦＴ処理を用いて運用した具体的な処理について提案する。なお、送信系統、受信系統のシステム構成については、図１と同様であるので、その説明を割愛する。
【0036】
図６において、図２に示すフローチャートと異なる点は、ステップＳ１５、Ｓ１６のＣＰＩ分割変更ループを外し、代わって、ステップＳ２３のＣＦＡＲによる検出処理後、観測終了か判断し（ステップＳ２４）、観測終了までＣＰＩ分割入力を継続する（ステップＳ２５）ようにしたことにある。
【0037】
以上のように、本実施形態に係るレーダシステムでは、分割ＣＰＩ信号を順次入力する毎に、分割ＣＰＩの信号をパルス圧縮し、slow-time軸で第１ＦＦＴ処理し、その結果を分割ＣＰＩ毎に保存しておく（ステップＳ１１～Ｓ１４）。次に、保存していたＣＰＩ結果を用いて、slow-time軸で第２ＦＦＴ処理を実行する（ステップＳ１７）。第１ＦＦＴドップラセルを第２ＦＦＴ処理のドップラセルに置き換える（ステップＳ１８）。第１ＦＦＴ処理の結果は、レンジセル数×ドップラセル数分あるので、各々のセル毎に処理する（ステップＳ１９～Ｓ２２）。これにより、高分解能のドップラセルによる信号が得られるので、ＣＦＡＲ等により目標を検出する（ステップＳ２３）。この処理を、順次入力する分割ＣＰＩ毎に行えば（ステップＳ２４，Ｓ２５）、分割ＣＰＩ単位の高データレートで観測値を出力することができる。
【0038】
上記処理系統において、本実施形態に係るレーダシステムでは、観測空間に送信ファンビームを形成して、受信はＤＢＦ（Digital Beam Forming：デジタルビーム形成）（非特許文献４参照）によるマルチビームを形成するか、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output:マルチ入力マルチ出力）（非特許文献５参照）による送受信マルチビームを形成する場合は、観測空間に常時送受信ビームを形成できるため、長時間積分が可能である。図７（ａ）の上面図、（ｂ）の側面図に、送信ファンビーム形成と受信ＤＢＦによるマルチビーム形成の様子を示す。
【0039】
ところで、観測空間を時分割ではなく、常時観測すると、受信ビーム幅が広くて測角精度が低い場合でも、観測回数を増やすことによる平均化効果により、測角精度を向上することができる。このためには、捜索フレームタイムを短縮化する（捜索レートを向上する）ことが有効である。
【0040】
常時観測で、高いＳＮ（信号対雑音電力）を確保しつつ、観測空間全体の捜索フレ－ムタイムを短くするためには、図８に示すように、ＦＦＴ処理範囲を観測フレーム単位でスライディングさせて長時間積分する必要がある。これを実施する際には、同じ時間のデータを重複して何度も積分することになるため、処理規模が増大してしまう。
【0041】
そこで、処理規模の増大対策として、前述の２段ＦＦＴ、すなわち、全フレームタイムを分割し、各々の分割単位で第１ＦＦＴ処理した結果をスライディングさせて第２ＦＦＴ処理を実施する。具体的には、図８に示すように、ds（ds＝１～Ds）番目の観測フレームにおいては、分割単位ds番目のLsポイントの第１ＦＦＴ処理と、分割数Ｍs（Ｍs≧１）ポイントの第２ＦＦＴ処理を行えばよい。
【0042】
この２段ＦＦＴ方式と通常の全ポイントのＦＦＴ方式について、１観測フレーム当たりの演算量の比較をしてみると次の通りである。ここでは、ＮポイントのデータのＦＦＴの演算量は、Ｎlog2Ｎに比例することを用いている（非特許文献３参照）。
【0043】
【数4】
【0044】
【数5】
【0045】
わかりやすいように、md=16、mdiv＝1024、rngcell＝1000の場合で定量化すると、全ポイントのＦＦＴ処理の場合は、
16・1024・log2(16・1024)・1000＝229376000
となるのに対して、２段ＦＦＴ処理方式の場合は、
1024・log2(1024)＋16・log2(16)・1024・1000＝65546240
と算出することができる。このときの比率は65546240／229376000＝0.29となるので、２段ＦＦＴ方式により、演算量を大幅に削減可能となる。この結果、２段ＦＦＴを用いて、長時間積分でＳＮ（信号対雑音比）を向上させ、かつ高データレート（フレ－ムタイムが短い）の処理を実現することができる。
16・1024・log2(16・1024)・1000＝229376000
となるのに対して、２段ＦＦＴ処理方式の場合は、
1024・log2(1024)＋16・log2(16)・1024・1000＝65546240
と算出することができる。このときの比率は65546240／229376000＝0.29となるので、２段ＦＦＴ方式により、演算量を大幅に削減可能となる。この結果、２段ＦＦＴを用いて、長時間積分でＳＮ（信号対雑音比）を向上させ、かつ高データレート（フレ－ムタイムが短い）の処理を実現することができる。
【0046】
以上のように、本実施形態に係るレーダシステムでは、受信信号の信号処理として、slow-time軸にＬs（Ｌs≧１）セル、fast-time軸にＮf（Ｎf≧１）セルある信号を、分割単位として順次入力して、各々の単位でslow-time軸で第１ＦＦＴ処理を行い、次に、既に処理したＭs（Ｍs≧２）個の分割単位を用いて、ドップラセル毎にＭsポイントの第２ＦＦＴ処理した結果を、元のドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）毎に配列した結果を用いて目標を検出する。すなわち、順次入力する分割単位の第１ＦＦＴ処理と、既に処理済みの複数の分割単位を用いて第２ＦＦＴ処理を行うことにより、処理規模を低減して、長時間のＦＦＴ処理を実現することができる。
【0047】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。ここで、第１の実施形態及び第２の実施形態では、２段ＦＦＴによる長時間積分処理について述べた。本実施形態では、２段ＦＦＴを用いて、レンジウォーク及びドップラウォークを補正して、高効率に積分処理する手法について、図９～図１７を参照して説明する。
次に、第３の実施形態について説明する。ここで、第１の実施形態及び第２の実施形態では、２段ＦＦＴによる長時間積分処理について述べた。本実施形態では、２段ＦＦＴを用いて、レンジウォーク及びドップラウォークを補正して、高効率に積分処理する手法について、図９～図１７を参照して説明する。
【0048】
図９は、第３の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、（ａ）が送信系統の構成を示すブロック図、（ｂ）が受信系統の構成を示すブロック図である。図９（ａ）に示す送信系統については、図１（ａ）に示した第１の実施形態、第２の実施形態の送信系統と同じである。図９（ｂ）に示す受信系統について、図１（ｂ）に示す第１の実施形態、第２の実施形態の受信系統の構成と異なる点は、ＡＤ変換器２３より後段の長時間積分方式を用いた信号処理構成にある。すなわち、第３の実施形態では、ＡＤ変換器２３で得られた受信データを狭帯域レンジ圧縮器２９、slow-time軸分割器３０、slow-time軸ＦＦＴ処理器３１、仮検出器３２による目標仮検出処理系統と、広帯域レンジ圧縮器３３、レンジウォーク・ドップラウォーク補正器３４、slow-time２段ＦＦＴ処理器３５、ＣＦＡＲ検出器３６の目標決定系統とを備えることにある。
【0049】
本実施形態で用いる長時間積分方式について述べる。ＰＲＩ（Pulse Repetition Interval）間隔で送信したパルス毎に、ＰＲＩ内のレンジセル単位でデータを取得する。この取得データを用いて長時間積分処理を実施する。長時間積分の場合には、目標の速度及び加速度により、slow-time軸に対して、レンジセル及びドップラセルが動くため、高分解能なレンジ圧縮及びslow-time軸ＦＦＴすると、目標ＳＮ（信号対雑音比）が低下する。この対策として、レンジ分解能とドップラ分解能を低下させて、仮検出することを考える。
【0050】
本実施形態に係るレーダシステムでは、送信系統において、信号生成器１１で送信種信号を生成し、変調器１２で変調信号を生成し、周波数変換器１３で高周波信号に変換して、パルス変調器１４でパルス変調し、送信アンテナ１５から、Ｎ（Ｎ≧２）ヒットのパルスを送信する。
【0051】
また、受信系統において、受信アンテナ２１で受信した信号は、周波数変換器２２で周波数変換され、ＡＤ変換器２３でディジタル信号に変換され、受信信号として出力される。次に、受信信号がレンジ圧縮（非特許文献１参照）信号の場合は、帯域制限した狭帯域でレンジ圧縮し（２９）、slow-time軸（ＮヒットのＰＲＩ軸）を分割し（３０）、分割したslow-time軸でＦＦＴ処理して（３１）、CFAR等により反射点を仮検出する（３２）。狭帯域信号にするのは、レンジ分解能を低下してレンジウォークの影響を抑圧するためであり、slow-time軸を分割するのは、ドップラ分解能を低下して、ドップラウォークの影響を抑圧するためである。なお、レンジ周波数帯域の分割や、slow-time軸の分割により、ＳＮが低下するため、分割単位毎の処理結果を振幅積分することにより、ＳＮ低下を防いで、仮検出する。
【0052】
一方、ＡＤ変換器２３からのディジタル信号は、送信したチャープ帯域で広帯域レンジ圧縮し（３３）、仮検出した反射点を元に、レンジウォーク・ドップラウォーク補正して仮検出点を通るslow-time軸信号を置き換えた後（３４）、slow-time軸２段ＦＦＴ処理を行い（３５）、ＣＦＡＲ等により目標を検出して目標情報を得る（３６）。
【0053】
上記構成において、図１０Ａ及び図１０Ｂ、図１１を参照して、本実施形態の受信系統の処理について説明する。図１０Ａ及び図１０Ｂは、第３の実施形態の受信系統の処理の流れを示すフローチャートである。また、図１１は、第３の実施形態の受信系統の処理の様子を示す図である。
【0054】
本実施形態のレーダシステムでは、図１０Ａに示すように、広帯域のパルス信号を送受信して（ステップＳ３１）、ＡＤ変換器２３からのＣＰＩ（Coherent Pulse Interval）信号（fast-time及びslow-time信号、図１１（ａ））を用いて、fast-time軸でＦＦＴして、レンジ周波数軸に変換する（ステップＳ３２、図１１（ｂ））。この信号を用いて、レンジ周波数軸及びslow-time軸の信号をそれぞれ、Mf及びMs分割し、Mf×Ms通りの信号を得る（ステップＳ３３，Ｓ３４、図１１（ｃ））。レンジ周波数軸では分割信号以外は、０埋めとする。一方、slow-time軸では、ＦＦＴポイント数を減らすために、０埋めしない。このMf×Ms通りの信号の各々で、fast-time軸でパルス圧縮（ステップＳ３５）、slow-time軸でＦＦＴして（ステップＳ３６）、レンジ軸及びドップラ軸で低分解能の信号を得て、更にMf×Ms通りの信号を振幅積分し（ステップＳ３７～Ｓ４１）、ＣＦＡＲ等により仮検出点を求める（ステップＳ４２、図１１（ｄ））。
【0055】
この部分を定式化する。わかりやすくするために、レンジ圧縮とslow-time軸ＦＦＴについて、各々説明する。実際には、レンジ圧縮後、slow-time軸ＦＦＴまたは、その逆の順で処理を行う。
【0056】
まず、図１２を参照して、狭帯域レンジ圧縮について述べる（非特許文献１参照）。図１２は、第３の実施形態で用いられる狭帯域レンジ圧縮処理の様子を示す図である。レンジ圧縮は、入力信号とレンジ圧縮用信号の相関処理であり、これを周波数領域で行う場合について定式化すると次の通りである。
【0057】
【0058】
【数6】
【0059】
【0060】
【数8】
【0061】
【0062】
【0063】
【0064】
以上により、狭帯域レンジ圧縮と広帯域レンジ圧縮のレンジセルの分解能を同じにでき、狭帯域レンジ圧縮で仮検出したセルをそのまま広帯域レンジ圧縮に対応させることができる。
【0065】
【0066】
まず、入力信号（図１３（ａ））は次式となる。
【0067】
【0068】
【数13】
【0069】
（１３）式のfastd×slowdのレンジ－ドップラ信号を用いて、振幅積分してＳＮを向上した後（図１３（ｄ））、ＣＦＡＲ等により仮検出し、レンジセルを抽出して、レンジセルＲt（ｔ＝１～Ｐt：Ｐtは仮検出数）を得る。
【0070】
仮検出後の処理について、図１０Ｂ及び図１４を参照して説明する。
図１０Ｂにおいて、仮検出後は、fast-time軸の広帯域でのレンジ圧縮を行い（ステップＳ４３）、slow-time軸を分割して第１ＦＦＴ処理を行い（ステップＳ４４）、積分系列探索法によりレンジ及びドップラの積分系列を補正し（ステップＳ４５）、slow-time軸第２ＦＦＴ処理を行って（ステップＳ４６）、その結果を保存する（ステップＳ４７）。この時点で速度数を判断し（ステップＳ４８）、所定の速度数に達していない場合には、速度を変更して（ステップＳ４９）ステップＳ４５～Ｓ４８の処理を繰り返す。所定の速度数を超えた場合には、所定の加速度に達したか判断し（ステップＳ５０）、達していなければ加速度を変更して（ステップＳ５１）、ステップＳ４５～Ｓ５０の処理を繰り返す。所定の加速度に達した場合には、レンジバイアスの調整が終了したか判断し（ステップＳ５２）、調整が終了していなければ、レンジバイアスを変更して（ステップＳ５３）、ステップＳ４５～Ｓ５２の処理を繰り返す。レンジバイアスの調整が終了している場合には、第２ＦＦＴ処理結果から最大系列を抽出し（ステップＳ５４）、最大系列の置き換えを行って（ステップＳ５５）、仮検出数が最大値に到達したか判断し（ステップＳ５６）、達していなければ、仮検出数を変更してステップＳ４５～Ｓ５６の処理を繰り返し実行する。仮検出数が最大値に達した場合には、slow-time軸のＦＦＴ処理を行い（ステップＳ４５８）、ＣＦＡＲ等により目標となるセルを検出する（ステップＳ５９）。
図１０Ｂにおいて、仮検出後は、fast-time軸の広帯域でのレンジ圧縮を行い（ステップＳ４３）、slow-time軸を分割して第１ＦＦＴ処理を行い（ステップＳ４４）、積分系列探索法によりレンジ及びドップラの積分系列を補正し（ステップＳ４５）、slow-time軸第２ＦＦＴ処理を行って（ステップＳ４６）、その結果を保存する（ステップＳ４７）。この時点で速度数を判断し（ステップＳ４８）、所定の速度数に達していない場合には、速度を変更して（ステップＳ４９）ステップＳ４５～Ｓ４８の処理を繰り返す。所定の速度数を超えた場合には、所定の加速度に達したか判断し（ステップＳ５０）、達していなければ加速度を変更して（ステップＳ５１）、ステップＳ４５～Ｓ５０の処理を繰り返す。所定の加速度に達した場合には、レンジバイアスの調整が終了したか判断し（ステップＳ５２）、調整が終了していなければ、レンジバイアスを変更して（ステップＳ５３）、ステップＳ４５～Ｓ５２の処理を繰り返す。レンジバイアスの調整が終了している場合には、第２ＦＦＴ処理結果から最大系列を抽出し（ステップＳ５４）、最大系列の置き換えを行って（ステップＳ５５）、仮検出数が最大値に到達したか判断し（ステップＳ５６）、達していなければ、仮検出数を変更してステップＳ４５～Ｓ５６の処理を繰り返し実行する。仮検出数が最大値に達した場合には、slow-time軸のＦＦＴ処理を行い（ステップＳ４５８）、ＣＦＡＲ等により目標となるセルを検出する（ステップＳ５９）。
【0071】
図１４は、第３の実施形態で用いられる広帯域レンジ圧縮処理の様子を示す図である。すなわち、仮検出後は、元の入力信号（図１４（ａ１））と参照信号（図１４（ａ２））を用いて、fast-time軸の広帯域レンジ圧縮を行って、fast-time軸でＦＦＴを行い（図１４（ｂ１）、（図１４（ｂ２）））、両者の複素共役乗算を行う（図１４（ｃ））。この時の処理は次式となる。
【0072】
【数14】
【0073】
【数15】
【0074】
【0075】
【数17】
【0076】
次に、図１５Ａ及び図１５Ｂを用いて、レンジウォーク及びドップラウォーク補正について説明する。図１５Ａ及び図１５Ｂは、第３の実施形態で用いられるレンジウォーク及びドップラウォーク補正処理の様子を示す図である。
【0077】
まず、補正する単位として、slow-time軸で分割した信号を生成し、分割した信号毎にslow-time軸で第１ＦＦＴ処理を行う（図１５Ａ（ａ））。
【0078】
【数18】
次に、仮検出したＲtセルを中心に、所定のサーチ（探索）範囲の速度（sv通り）及び加速度（sa通り）とレンジセルのバイアス分（sb通り）を用いて、分割したslow-time軸のslowdに沿った積分系列（sv×sa×sb）を設定する（図１５Ａ（ｂ））。
【0079】
【数19】
【0080】
各積分系列を、レンジ軸でＲtセルになるようにレンジウォーク補正して、slow-time軸slowdで並べ替える。このレンジウォーク補正では、レンジ周波数軸でシフトする手法（図１５Ａ（ｃ））があり、後述する。この系列を全slow-time軸でＦＦＴしたsv×sa×sb通りの結果の最大値が最大となるＭsポイントの積分系列(slow-time軸第２ＦＦＴ処理前)を選定し（図１５Ｂ（ｄ））、Ｍsポイントのslow-time軸ＦＦＴ処理をした結果を、ドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）に置き換える（図１５Ｂ（ｅ））。これを仮検出Ｐt毎に繰り返したレンジ－ドップラデータを用いて、ＣＦＡＲ等により検出する（図１５Ｂ（ｆ））。
【0081】
【数20】
【0082】
以上の処理により、仮検出によりサーチ範囲を限定して処理規模を低減した上で、レンジウォーク補正及びドップラウォーク補正をして、高いＳＮで処理できるため、誤検出は抑圧しつつ、目標を検出できる。
【0083】
以上、レンジウォーク及びドップラウォーク補正の手法について述べた。ここで、レンジウォーク補正をレンジ周波数軸で実施する手法について述べる。各目標Ptの積分系列の候補（sv×sa×sb通り）の各々について、レンジウォーク及びドップラウォーク補正するには、図１５Ａ（ｃ）に示すように、slow-time軸のセル毎に、レンジ軸のシフトを補正する必要がある。この際、レンジセル単位でシフト量を決めると、シフト量に量子化誤差が発生し、slow-time軸でＦＦＴ処理する際のドップラ軸サイドローブが劣化し、ＳＮ（信号対雑音比）も低下し、誤検出が発生する。本実施形態では、この対策について述べる。
【0084】
【0085】
図１６において、レンジ圧縮後のslow-time軸データを入力して（ステップＳ６１）、fast-time軸でＦＦＴ処理して、レンジ周波数－slow-time軸に変換する（ステップＳ６２）。次に、積分系列（sv×sa×sb通り）毎に、slow-time軸のセル毎にレンジシフト量を算出する（ステップＳ６３、図１７（ａ））。さらに、slow-time軸のセル毎に、レンジシフト量に応じた位相勾配を次式により算出する（ステップＳ６４、図１７（ｂ））。
【0086】
【数21】
繰り返したレンジ－ドップラデータを用いて、ＣＦＡＲ等によりセルを検出する。
【0087】
【数22】
【0088】
slow-time軸のセル毎に位相勾配によりレンジ周波数軸を補正し（ステップＳ６５）、そのレンジ周波数軸を逆ＦＦＴして、レンジ圧縮－slow-time軸の信号を得る（ステップＳ６６）。
【0089】
【数23】
この結果を積分系列毎（sv×sa×sb通り）に繰り返して、slow－time軸第２ＦＦＴ処理の結果が最大となる積分系列を抽出すれば、レンジウォーク及びドップラウォーク補正結果（図１７（ｃ））を得ることができる。
【0090】
なお、実施形態では、レーダ波を送受信するシステムについて述べたが、他のシステム（通信等を含む）の送信源を利用するパッシブレーダの場合にも適用できる。
【0091】
以上のように、本実施形態では、受信信号の信号処理として、slow-time軸にＮs（Ｎs≧１）セル、fast-time軸にＮf（Ｎf≧１）セルある信号を用いて、まず、fast-time軸でＦＦＴを行ってレンジ周波数軸に変換した後、レンジ周波数をＭf（Ｍf≧１）分割し、またslow-time軸をＭs（Ｍs≧１）分割し、Ｍf×Ｍｓ分割した信号をそれ以外のＮf×Ｎs領域のうち、fast-time軸は０埋めし、slow-timeは０埋めしない信号を用いて、fast-time軸はレンジ圧縮し、slow-time軸はＦＦＴ処理したＭf×Ｍsの信号を振幅積分して、ＣＦＡＲにより仮検出してＰt（Ｐt≧１）個のレンジセルＲt、ドップラセルＦtを抽出する。次に、レンジ周波数の全帯域の信号を用いてレンジ圧縮し、slow-time軸は、Ｍs分割した後、各々の分割単位でＭs回第２ＦＦＴ処理を行い、各分割単位のドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）毎に、Ｍsポイントのslow-time軸のデータに対して、仮検出したＰt個のセルを中心に、所定の探索範囲の速度（sv通り）及び加速度（sa通り）とレンジセルのバイアス分（sb通り）を用いて、slow-time軸に沿った積分系列（sv×sa×sb）を設定し、各積分系列をレンジ軸でＲtセルになるように、レンジシフト量を、レンジ周波数軸の位相勾配で設定する等により、レンジウォーク補正して、slow-time軸で並べ替えた後にslow-time軸で第２ＦＦＴ処理（Ｍsポイント）したsv×sa×sb通りの結果の最大値が最大となるＭsポイントの積分系列（slow-time軸ＦＦＴ処理前）を選定し、Ｍsポイントのslow-time軸で第２ＦＦＴ処理を行った結果を、ドップラセル（ｌs＝１～Ｌs）に置き換える。これを仮検出されたＰt毎に繰り返したレンジ－ドップラデータを用いて、ＣＦＡＲ等により目標を検出する。
【0092】
すなわち、レンジ周波数軸狭帯域及びslow-time軸制限により、レンジ分解能及びドップラ分解能を制限し、レンジウォーク及びドップラウォークの影響を軽減した上で、ＣＦＡＲにより仮検出し、広帯域のレンジ高分解能データと、２段ＦＦＴによる高分解能ドップラデータを用いて、仮検出によるサーチ範囲を限定して処理規模を低減した上で、レンジウォーク（速度によるレンジセルずれ）とドップラウォーク（加速度によるドップラセルずれ）を補正する。これにより、レンジ高分解能及びドップラ高分解能に目標を検出できる。
【0093】
なお、本発明は上記実施形態をそのまま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構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【0094】
１１…信号生成器、１２…変調器、１３…周波数変換器、１４…パルス変調器、１５…送信アンテナ、
２１…受信アンテナ、２２…周波数変換器、２３…ＡＤ変換器、２４…レンジ圧縮器、２５…slow-time軸分割器、２６…slow-time軸第１ＦＦＴ処理器、２７…slow-time軸第２ＦＦＴ処理器、２８…ＣＦＡＲ検出器、
２９…狭帯域レンジ圧縮器、３０…slow-time軸分割器、３１…slow-time軸ＦＦＴ処理器、３２…仮検出器、３３…広帯域レンジ圧縮器、３４…レンジウォーク・ドップラウォーク補正器、３５…slow-time２段ＦＦＴ処理器、３６…ＣＦＡＲ検出器。
２１…受信アンテナ、２２…周波数変換器、２３…ＡＤ変換器、２４…レンジ圧縮器、２５…slow-time軸分割器、２６…slow-time軸第１ＦＦＴ処理器、２７…slow-time軸第２ＦＦＴ処理器、２８…ＣＦＡＲ検出器、
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【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図16】
【図17】