特開 2024-112072 レーダ装置及びレーダ信号受信装置

(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】P2024112072

(43)【公開日】2024-08-20

(54)【発明の名称】レーダ装置及びレーダ信号受信装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/02 20060101AFI20240813BHJP

   H01Q 21/06 20060101ALI20240813BHJP

   H01Q 3/38 20060101ALI20240813BHJP

【ＦＩ】

G01S7/02 210

H01Q21/06

H01Q3/38

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023016913

(22)【出願日】2023-02-07

(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】中川 陽介

(72)【発明者】

【氏名】竹谷 晋一

【テーマコード（参考）】

5J021

5J070

【Ｆターム（参考）】

5J021AA05

5J021AA09

5J021DB03

5J021EA05

5J021FA26

5J021FA33

5J021GA05

5J021GA06

5J021HA04

5J070AB01

5J070AC02

5J070AC06

5J070AC11

5J070AD07

5J070AD09

5J070AH12

5J070AH31

5J070AH35

5J070AK40

(57)【要約】

【課題】 不要波環境下でも、比較的少ない処理規模で不要波を抑圧して、高精度な観測値を出力する。
【解決手段】 実施形態に係るレーダ装置によれば、アンテナ開口をＮ個のサブアレイアンテナに分割し、それぞれの受信信号を周波数変換及びディジタル変換してサブアレイＤＢＦによりビームを形成し、Ｎ個のサブアレイアンテナのうちｎ番目以外のサブアレイアンテナの出力信号を用いて補助ビームを形成し、補助ビームによるＳＬＣ処理によってｎ番目のサブアレイアンテナに入力される不要波を抑圧し、Ｎ個のサブアレイアンテナの不要波抑圧後の信号を用いてＤＢＦによりΣビームを形成し、Σビームの信号から目標を検出し、検出された目標のレンジ－ドップラ軸の検出セルを抽出して測距・測速し、さらに検出セルを用いてＤＢＦによりΔビームを形成し、Σ及びΔビームによりモノパルス測角を行って、目標の３次元の位置を観測値として出力する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンテナ開口をＮ（Ｎ≧２）個のサブアレイアンテナに分割し、前記Ｎ個のサブアレイアンテナのそれぞれでレーダ信号を送信し、前記Ｎ個のサブアレイアンテナで受信されるレーダ信号を周波数変換及びディジタル変換してビームを形成するサブアレイＤＢＦ（Digital Beam Forming）アンテナと、
前記Ｎ個のサブアレイアンテナのうち、ｎ（ｎ＝１～Ｎ）番目以外のサブアレイアンテナの出力信号を用いて補助ビームを形成し、前記補助ビームによるＳＬＣ（Sidelobe Canceller）処理によってｎ番目のサブアレイアンテナに入力される不要波を抑圧する不要波抑圧手段と、
前記Ｎ個のサブアレイアンテナの前記不要波の抑圧後の信号を用いて、ＤＢＦによりΣビームを形成し、前記Σビームの信号から目標を検出し、検出された目標のレンジ－ドップラ軸の検出セルを抽出して測距・測速し、さらに前記検出セルを用いて、ＤＢＦによりΔビームを形成し、前記Σビーム及び前記Δビームによりモノパルス測角を行って、前記目標の３次元の位置を観測値として出力する目標検出手段と
を具備するレーダ装置。

【請求項2】

上記不要波抑圧手段は、さらに前記検出セルに対して、前記Ｎ個のサブアレイアンテナの一部または全部を用いて、検出用のΣビームのサイドローブを覆う補助チャンネルのビームを形成し、前記Σビームと前記補助チャンネルのビームによりＳＬＢ（Sidelobe Blanker）処理して、誤検出を抑圧する請求項１記載のレーダ装置。

【請求項3】

アンテナ開口をＮ（Ｎ≧２）個のサブアレイアンテナに分割し、前記Ｎ個のサブアレイアンテナのそれぞれで受信されるレーダ信号を周波数変換及びディジタル変換してビームを形成するサブアレイＤＢＦ（Digital Beam Forming）アンテナと、
前記Ｎ個のサブアレイアンテナのうち、ｎ（ｎ＝１～Ｎ）番目以外のサブアレイアンテナの出力信号を用いて補助ビームを形成し、前記補助ビームによるＳＬＣ（Sidelobe Canceller）処理によってｎ番目のサブアレイアンテナに入力される不要波を抑圧する不要波抑圧手段と、
前記Ｎ個のサブアレイアンテナの前記不要波の抑圧後の信号を用いて、ＤＢＦによりΣビームを形成し、前記Σビームの信号から目標を検出し、検出された目標のレンジ－ドップラ軸の検出セルを抽出して測距・測速し、さらに前記検出セルを用いて、ＤＢＦによりΔビームを形成し、前記Σビーム及び前記Δビームによりモノパルス測角を行って、前記目標の３次元の位置を観測値として出力する目標検出手段と
を具備するレーダ信号受信装置。

【請求項4】

上記不要波抑圧手段は、さらに前記検出セルに対して、前記Ｎ個のサブアレイアンテナの一部または全部を用いて、検出用のΣビームのサイドローブを覆う補助チャンネルのビームを形成し、前記Σビームと前記補助チャンネルのビームによりＳＬＢ（Sidelobe Blanker）処理して、誤検出を抑圧する請求項３記載のレーダ信号受信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、レーダ装置及びレーダ信号受信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

捜索用として採用されているＳＩＭＯ（Single Input Multiple Output）型のレーダ装置は、捜索範囲に送信ファンビームを形成し、受信はマルチビームにより観測する構成であり、高データレートに目標を観測できる長所がある。ただし、同時に形成する受信ビーム数がサブアレイ数よりも多くなると、クラッタ、長パルスや短パルスの干渉波等の不要波が発生する環境下では、モノパルス測角に必要なΔビ－ム（ΔＡＺ,ΔＥＬ）を含めて、ビーム毎に不要波抑圧処理が必要になり、処理規模が大幅に増える問題があった。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】ＳＬＣ（sidelobe canceller）、ＳＬＢ（sidelobe blanker）：吉田、‘改訂レーダ技術’、電子情報通信学会、pp.295-296(1996)

【非特許文献2】ＭＳＮ（最大ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）法）、ＳＭＩ（Sampled Matrix Inversion）：菊間、‘アレーアンテナによる適応信号処理’、科学技術出版、pp.67-86（2004）

【非特許文献3】パルス圧縮：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4】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5】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6】モノパルス測角：吉田、‘改訂レーダ技術’、電子情報通信学会、pp. 260-264(1996)

【非特許文献7】周波数サンプリング法：中村、‘デジタルフイルタ’、東京電機大学出版局、pp.79-84(1989)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本実施形態の課題は、不要波環境下でも、比較的少ない処理規模で不要波を抑圧して、高精度な観測値を出力することのできるレーダ装置及びレーダ信号受信装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記の課題を解決するために、実施形態に係るレーダ装置は、
アンテナ開口をＮ（Ｎ≧２）個のサブアレイアンテナに分割し、前記Ｎ個のサブアレイアンテナのそれぞれでレーダ信号を送信し、前記Ｎ個のサブアレイアンテナのそれぞれで受信されるレーダ信号を周波数変換及びディジタル変換してビームを形成するサブアレイＤＢＦ（Digital Beam Forming）アンテナと、
前記Ｎ個のサブアレイアンテナのうち、ｎ（ｎ＝１～Ｎ）番目以外のサブアレイアンテナの出力信号を用いて補助ビームを形成し、前記補助ビームによるＳＬＣ（Sidelobe Canceller）処理によってｎ番目のサブアレイアンテナに入力される不要波を抑圧する不要波抑圧手段と、
前記Ｎ個のサブアレイアンテナの前記不要波の抑圧後の信号を用いて、ＤＢＦによりΣビームを形成し、前記Σビームの信号から目標を検出し、検出された目標のレンジ－ドップラ軸の検出セルを抽出して測距・測速し、さらに前記検出セルを用いて、ＤＢＦによりΔビームを形成し、前記Σビーム及び前記Δビームによりモノパルス測角を行って、前記目標の３次元の位置を観測値として出力する目標検出手段と
を具備する。

【0006】

上記構成によれば、サブアレイアンテナ毎に不要波を抑圧した後、測角に必要なΔビームを形成することで、サブアレイアンテナ数より多いビーム数を形成する場合でも、処理規模を低減することができる。

【0007】

さらに、上記不要波抑圧手段は、検出セルに対して、Ｎ個のサブアレイアンテナの一部または全部を用いて、検出用のΣビームのサイドローブを覆う補助チャンネルのビームを形成し、Σビームと補助チャンネルのビームによりＳＬＢ（Sidelobe Blanker）処理して、誤検出を抑圧する。

【0008】

上記構成によれば、長パルスの不要波はサブアレイ毎のＳＬＣ処理により抑圧した上で、短パルスの干渉波に対して、全体のレンジ－ドップラセルに対する補助チャンネルのビームを形成することなく、検出セルのみの補助チャンネルのビームを形成することで、処理規模を低減して、長パルス及び短パルスの不要波に対してもＳＬＢ処理により不要波を抑圧することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１の実施形態に係るレーダ装置の送信系統及び受信系統の構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、図１に示すレーダ装置のアンテナ開口をＮ（Ｎ≧２）個に分割したサブアレイアンテナの配列構成を示す概念図である。

【図3】図３は、図２に示すサブアレイアンテナの送受共用構成を示すブロック図である。

【図4】図４は、図１に示すレーダ装置に適用されるＳＬＣ処理の構成を説明するための概念図である。

【図5】図５は、図４に示すＳＬＣ処理によってサイドローブが抑圧される様子を示す波形図である。

【図6】図６は、図４に示すＳＬＣ処理によって不要波が抑圧される様子を示す波形図である。

【図7】図７は、図１に示すレーダ装置に適用される補助ビームの形成によって不要波が抑圧される様子を示す波形図である。

【図8】図８は、図１に示すレーダ装置に適用されるモノパルス測角処理を説明するための波形図である。

【図9】図９は、図１に示すレーダ装置に適用されるサブアレイアンテナのビーム方向を空間座標系に示す図である。

【図10】図１０は、第２の実施形態に係るレーダ装置の受信系統の構成を示すブロック図である。

【図11】図１１は、図１０に示すレーダ装置に適用されるＳＬＢ処理の構成を説明するための概念図である。

【図12】図１２は、図１１に示すＳＬＢ処理によって不要波が抑圧される様子を示す波形図である。

【図13】図１３は、図１１に示すＳＬＢ処理によってΣビームのサイドローブからの目標誤検出を抑圧する様子を示す波形図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施形態について、図面を参照して説明する。

【0011】

（第１の実施形態）
図１乃至図９を参照して、第１の実施形態について説明する。

【0012】

図１は第１の実施形態に係るレーダ装置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。また、図２は図１に示すレーダ装置に用いられるサブアレイアンテナが送受共用の構成を示す概念図、図３は図２に示すサブアレイアンテナの送受共用構成を示すブロック図である。ここで、図１、図２、図３では、送信系統、受信系統の構成が、同一地点で送信系統のサブアレイアンテナと受信系統のサブアレイアンテナを共用するものとして説明するが、送信系統のサブアレイアンテナと受信系統のサブアレイアンテナを分離して、互い離れた地点に配置することも可能である。

【0013】

まず、図１（ａ）に示すレーダ装置の送信系統では、信号生成器１１で送信種信号を生成し、変調器１２で送信種信号から変調信号を生成し、周波数変換器１３で変調信号を高周波信号に変換した後、パルス変調器１４でパルス変調して送信信号を生成し、図２に示すようにアンテナ開口をＮ分割したＮ系統のサブアレイアンテナ（１～Ｎ）１５１～１５Ｎに入力する。

【0014】

ここで、サブアレイアンテナ１５ｉ（ｉ＝１～Ｎ）は、図３に示すように、送信給電回路Ａ１、Ｎs個の送受信モジュールＡ２１～Ａ２Ｎs、受信給電回路Ａ３を備える。

【0015】

上記送信給電回路Ａ１は、送信系統からの送信信号をｌ個の送受信モジュールＡ２(1)～Ａ２(l)に分配する。

【0016】

上記送受信モジュールＡ２(i)（i＝1～l）は、送信給電回路Ａ１からの送信信号を移相器ａ１で位相制御し、高出力増幅器ａ２で高出力増幅し、サーキュレータａ３を経由して、アンテナ素子ａ４から送出する。また、アンテナ素子ａ４で受信された信号を、サーキュレータａ３を経由して、低雑音増幅器ａ５により低雑音で増幅し、移相器ａ６で位相制御して、受信給電回路Ａ３に送る。

【0017】

上記受信給電回路Ａ３は、Ｎs個の送受信モジュールＡ２１～Ａ２Ｎsからの受信信号を合成して、受信サブアレイ信号として図１（ｂ）に示す受信系統に出力する。

【0018】

図１（ｂ）に示す受信系統では、Ｎ系統のサブアレイアンテナ（１～Ｎ）１５ｉ（ｉ＝１～Ｎ）で受信された信号を周波数変換器１６ｉでベースバンドに周波数変換し、ＡＤ変換器１７ｉでディジタル信号に変換する。次に、レンジ圧縮器１８ｉでレンジ方向にパルス圧縮（非特許文献３）し、slow-time軸ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）処理器１９ｉでドップラ軸（周波数領域）の信号に変換して、Ｎ（Ｎ≧２）チャンネル（以下、ｃｈ）のサブアレイアンテナ毎にレンジ－ドップラセルの信号（以下、ＲＤデータ）を得る。

【0019】

このＲＤデータには、クラッタや干渉波が発生する環境下では、不要信号が含まれている。これを抑圧するために、ＳＬＣ処理（非特許文献１参照）を用いる。このＳＬＣ処理について、図４乃至図６を参照して説明する。図４は図１に示すレーダ装置に適用されるＳＬＣ処理の構成を説明するための概念図、図５は図４に示すＳＬＣ処理によってサイドローブが抑圧される様子を示す波形図、図６は図４に示すＳＬＣ処理によって不要波が抑圧される様子を示す波形図である。

【0020】

すなわち、ＳＬＣ処理では、図４に示すように、主アンテナ（主ｃｈ）４１の出力Ｙ０、補助アンテナ（補助ｃｈ）４２の入力Ｘ、制御ウェイト生成器４３で生成される制御ウェイトＷを用いて、減算器４４で主アンテナ３１の出力Ｙ０から補助アンテナ４２の出力Ｗ・Ｘを減算してアンテナ出力Ｙとし、相関器４５でアンテナ出力Ｙと補助アンテナ４２の入力Ｘとの相関をとって、相関結果を制御ウェイト生成器４３にフィードバック演算することにより、角度軸サイドローブから到来する不要波を抑圧する。種々のアルゴリズムがあるが、例えば、ＭＳＮ（最大ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）法）による最急降下法を用いる場合は、アダプティブウェイトは次式となる（非特許文献２参照）。

【0021】

【数1】

【0022】

（１）式は、反復演算によりアダプティブウェイトを算出する手法であり、ウェイトが最適化されるまでに過渡応答が生じる。これを防ぐためには、ＳＭＩ（Sampled Matrix Inversion：非特許文献２参照）手法がある。また、ＳＭＩでは不要信号の短時間の時間変化に対応できない場合には、例えばＳＭＩで算出したウェイトを（１）式の初期ウェイトＷ（０，ｍ）として、（１）式によるウェイト演算する手法がある。

【0023】

本実施形態では、図１（ｂ）の受信系統に示すように、補助ビーム形成器２０ｉでサブアレイアンテナ１５ｉ毎に補助アンテナによる補助ビームを形成し（図５（ａ））、ＳＬＣ処理器２１ｉでサブアレイアンテナ１５ｉ毎にＳＬＣ処理によるウェイト収束（図５（ｂ））とヌル形成（図５（ｃ））を行う。この場合、主ｃｈは各サブアレイアンテナであり、観測範囲全体を観測する。一方、補助ｃｈは、主ｃｈ以外のサブアレイアンテナを用いる。サブアレイアンテナが同一のアンテナの場合は、主ｃｈのビーム形状と補助ｃｈのビーム形状が図６（ａ）に示すように類似である。この場合、サブアレイアンテナ１ｃｈでは、主ｃｈ＜補助ｃｈの条件を満足できない場合があるが、複数のサブアレイアンテナを用いることにより、図６（ｂ）に示すように、不要波方向にヌルを形成して不要波を抑圧することができる。

【0024】

また、サブアレイアンテナ１５ｉは主ｃｈのメインローブ方向に応答を持つため、不要波方向にヌルを形成する際に、メインローブのレベル変動が生じる場合がある。これを避けるためには、補助ｃｈ用の複数のサブアレイアンテナを用いて、図１（ｂ）の補助ビーム形成器２０ｉにより、主ｃｈのメインローブ方向にヌルを形成した補助ビームを用いればよい。図７に、補助ビームの形成によって不要波が抑圧される様子を示す。すなわち、主ｃｈのメインローブ方向にヌルを形成するためには、例えば、各サブアレイアンテナでは、図７（ａ）に示すように、メインローブ方向に向ける位相を設定した後、主ｃｈ以外のサブアレイアンテナを２ｃｈ選定して、２ｃｈの差の演算をすればよい。２ｃｈでは不要波方向の振幅レベルが不足する場合は、モノパルスビームの開口２分割によるΔビームの演算と同様に、サブアレイアンテナを複数選定して、合成した信号の差の演算をすればよい。この場合は、不要波方向にヌルを形成する場合にも、図７（ｂ）に示すように、主ｃｈのメインローブ方向のレベル変動が小さくすることができる。

【0025】

以上は、サブアレイアンテナの受信信号（以下、サブアレイ信号）を用いて、主ｃｈと補助ｃｈによる空間軸（角度軸）のサイドローブで不要波を抑圧する手法について述べた。メインローブのクラッタを抑圧するには、空間軸では抑圧できないため、slow-time軸ＦＦＴ後のドップラ軸で抑圧すればよい。

【0026】

そこで、図１（ｂ）に示すように、ＳＬＣ処理器２１ｉの出力をＤＢＦΣビーム形成器２２に入力し、不要波を抑圧後のサブアレイ信号を用いて、ＤＢＦ（非特許文献５参照）によりΣビームを形成し、そのΣビーム受信信号をＣＦＡＲ検出器２３に入力して、ＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）（非特許文献４参照）処理による目標検出を行い、検出されたセル番号をセル選定器２４ｉに出力する。セル選定器２４ｉは、対応チャンネルのＳＬＣ処理器２１ｉから出力されるサブアレイ信号のレンジ－ドップラ軸の検出レンジセルを選定し、選定された検出レンジセルの信号をＤＢＦΔビーム形成器２５に出力する。ＤＢＦΔビーム形成器２５は、選定された検出レンジセルの信号を用いてＤＢＦ処理によりΔ（ΔＡＺとΔＥＬ）ビームを形成し、Δビームの受信信号をモノパルス測角器２６に出力する。

【0027】

モノパルス測角器２６は、ΣビームとΔ（ΔＡＺ、ΔＥＬ）ビームの受信信号からモノパルス測角（非特許文献６参照）を行う。これは、ΣビームとΔビームにより、次式で示す誤差電圧εを算出し、予め取得した誤差電圧テーブルを用いて測角する手法である。図８（ａ）にΣビーム及びΔビームの振幅／角度波形図、図８（ｂ）に誤差曲線（Real[Δ/Σ]）の角度／誤差電圧波形図を示す。

【0028】

【数2】

【0029】

以上の測角値と検出レンジセルの信号を測距・測速演算器２７に入力して、次式により測距値を算出し、図９に示す目標の３次元の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を観測値として算出する。

【0030】

【数3】

【0031】

また、ＰＲＦ（Pulse Repetition Frequency）で決まる速度以下の場合は、検出レンジセルに対応する検出ドップラセルにより目標速度を算出する。

【0032】

以上のように、本実施形態に係るレーダ装置によれば、同時に形成する受信ビーム数がサブアレイアンテナの個数よりも多くなったとしても、サブアレイアンテナ毎に不要波を抑圧した後に、モノパルス測角に必要なΔビーム（ΔＡＺ,ΔＥＬ）を形成するため、不要波が発生する環境下において、ビーム毎の不要波抑圧処理が不要となり、不要波環境下でも、比較的少ない処理規模で不要波を抑圧して、高精度な観測値を出力することができる。

【0033】

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、サブアレイアンテナ毎にＳＬＣ処理して、不要波を抑圧する手法について述べた。ただし、ＳＬＣ処理は、ウェイトを算出するために不要波が連続波や長パルスを持つ必要があり、短パルスの不要波は抑圧することができない。また、アンテナサイドローブが高い場合には、サイドロ－ブで受信した目標信号が、短パルスと同様に、不要波として誤検出になる場合がある。本実施形態では、この短パルスの不要波に対する対策について、図１０乃至図１３を参照して説明する。

【0034】

図１０は第２の実施形態に係るレーダ装置の受信系統の構成を示すブロック図、図１１は図１０に示すレーダ装置に適用されるＳＬＢ処理の構成を説明するための概念図、図１２は図１１に示すＳＬＢ処理によって不要波が抑圧される様子を示す波形図、図１３は図１１に示すＳＬＢ処理によってΣビームのサイドローブからの目標誤検出を抑圧する様子を示す波形図である。なお、図１０において、図１（ｂ）と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは異なる部分について説明する。

【0035】

本実施形態の受信系統は、図１０に示すように、最も厳しい長パルスと短パルスの複合環境下において、第１の実施形態の手法で、サブアレイアンテナ毎に補助ビーム形成器２０ｉ及びＳＬＣ処理器２１ｉにより長パルスの不要波を抑圧し、ＤＢＦΣビーム形成器２２でΣビームを形成した後、ＣＦＡＲ検出器１２により目標検出を行う。目標が検出されたレンジセルには、Σビームのサイドロ－ブが高い場合には、サイドローブからの不要波信号が含まれる場合がある。これを抑圧するために、本実施形態ではＳＬＢ（非特許文献２参照）を行う。このＳＬＢ処理の原理を図１１及び図１２で説明する。

【0036】

ＳＬＢ処理は、図１１において、主アンテナ（主ｃｈ）５１の受信信号Ｙ１と補助アンテナ（補助ｃｈ）５２の受信信号Ｘ１とを比較器５３で比較し、受信信号レベルが主ｃｈ＜補助ｃｈの場合に、不要波がサイドローブから受信したと判定して、スイッチ５４で受信信号出力をオフすることにより、不要波を抑圧する。これは、図１２（ａ）に示すように、主ｃｈのサイドロ－ブを覆うように補助ｃｈを選定しておき、受信信号レベルが主ｃｈ＞補助ｃｈの場合には、受信オンとして主ｃｈ受信信号を出力し、図１２（ｂ）に示すように、受信信号レベルが主ｃｈ＜補助ｃｈの場合には、不要波がサイドローブから受信したと判定して、受信オフとすることにより、不要波を抑圧する処理である。このように検出セル毎にＳＬＢ判定を行うことで、誤検出を抑圧することができる。

【0037】

ここで、図１０に示す受信系統では、ＤＢＦ補助ビーム形成器２８で補助ビーム（Σ、ΔＡＺ,ΔＥＬ）を形成して、ＣＦＡＲ検出器２３からの検出セルの指定を受けて、ビーム選定器２９で補助ｃｈを選定し、ＳＬＢ処理器３０でＳＬＢ処理を行い、検出セル選定器３１で目標の検出セルを選定した後、モノパルス測角器２６で測角し、測距・測速演算器２７で測距値を算出し、目標の３次元の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を観測値として算出する。

【0038】

すなわち、本実施形態では、不要波の到来方向が未知の場合で、サイドローブが比較的低い場合には、図１３（ａ）に示すように、主ｃｈのサイドローブ全体を覆うように、ＤＢＦ補助ビーム形成器２８で補助ビーム（Σ、ΔＡＺ,ΔＥＬ）を形成して、ビーム選定器２９で補助ｃｈを選定する。一方、主ｃｈのサイドローブが高い方向が予めわかっている場合には、図１３（ｂ）に示すように、その方向の補助ｃｈのレベルを主ｃｈのサイドローブよりも高くなるように補助ビーム（Σ、ΔＡＺ,ΔＥＬ）ビーム形成する。一般に、主ｃｈのサイドローブ全体を覆う補助ｃｈを生成することが困難な場合は、サイドローブが高い方向を予め確認しておくことにより補助ｃｈを形成しやすくなる。この補助ｃｈ用のビームは、レンジ－ドップラ軸の検出セルのみについて行うことで、処理規模を低減できる。

【0039】

補助ビームｙを定式化すると次の通りである。

【0040】

【数4】

【0041】

補助ウェイトＷは、主ｃｈサイドローブが高い方向に指向性の高いビームを形成するように設定する。主ｃｈのサイドローブが高い方向が広範囲の場合は、周波数フィルタの設計で用いる周波数サンプリング法（非特許文献７参照）を用いて、主ｃｈのサイドローブを覆う補助ビームの指向性を空間周波数軸で設定し、その逆フーリエ変換により、補助ｃｈの複素ウェイトＷを算出することができる。

【0042】

以上のＳＬＢ処理によりΣビームのサイドローブからの誤検出を抑圧できるため、ＣＦＡＲ検出した信号の中から目標信号のみを抽出して、モノパルス測角及び測距・測速を演算し、（５）式の演算により、３次元の観測値を出力することができる。

【0043】

以上のＳＬＣ処理及びＳＬＢ処理は、レーダ装置に適用する場合について述べたが、送信機能のない受信装置の場合で、長パルスや短パルスの不要波に対して同様の処理により、不要波を抑圧できるのは言うまでもない。

【0044】

以上実施形態のビーム形成は、簡単のために、１次元のサブアレイについて述べたが、２次元のサブアレイの場合でも、同様の方式を拡張できる。

【0045】

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】

【0046】

１１…信号生成器、１２…変調器、１３…周波数変換器、１４…パルス変調器、１５１～１５Ｎ…サブアレイアンテナ（１～Ｎ）、１６１～１６Ｎ…周波数変換器、１７１～１７Ｎ…ＡＤ変換器、１８１～１８Ｎ…レンジ圧縮器、１９１～１９Ｎ…slow-time軸ＦＦＴ処理器、２０１～２０Ｎ…補助ビーム形成器、２１１～２１Ｎ…ＳＬＣ処理器、２２…ＤＢＦΣビーム形成器、２３…ＣＦＡＲ検出器、２４１～２４Ｎ…セル選定器、２５…ＤＢＦΔビーム形成器、２６…モノパルス測角器、２７…測距・測速演算器、２８…ＤＢＦ補助ビーム形成器、２９…ビーム選定器、３０…ＳＬＢ処理器、３１…検出セル選定器、
４１…主アンテナ（主ｃｈ）、４２…補助アンテナ（補助ｃｈ）、４３…制御ウェイト生成器、４４…減算器、４５…相関器、
Ａ１…送信給電回路、Ａ２(1)～Ａ２(l)…送受信モジュール、Ａ３…受信給電回路、
ａ１…移相器、ａ２…高出力増幅器、ａ３…サーキュレータ、ａ４…アンテナ素子、ａ５…低雑音増幅器、ａ６…移相器、
５１…主アンテナ（主ｃｈ）、５２…補助アンテナ（補助ｃｈ）、５３…比較器、５４…スイッチ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】