特開 2024-166871 レーダ装置

(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】P2024166871

(43)【公開日】2024-11-29

(54)【発明の名称】レーダ装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/40 20060101AFI20241122BHJP

   G01S 13/90 20060101ALI20241122BHJP

【ＦＩ】

G01S7/40 104

G01S7/40 160

G01S13/90

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023083262

(22)【出願日】2023-05-19

(71)【出願人】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】大浦 愛菜

【テーマコード（参考）】

5J070

【Ｆターム（参考）】

5J070AB08

5J070AD05

5J070AE07

5J070AF06

5J070AF08

5J070AH35

5J070AK04

5J070BE01

(57)【要約】

【課題】補正量の未算出による補正精度の低下を防ぐことが可能なレーダ装置を得ること。
【解決手段】レーダ装置１００は、複数の送信信号のそれぞれを送信信号調整量を用いて調整した後、複数の送信チャネルを介してレーダ波として送信する送信システム１０１と、レーダ波の反射波を受信チャネルを介して受信した全ての受信信号のそれぞれを受信信号調整量を用いて調整した後、合成装置３により合成し、合成装置の複数の出力チャネル３１－１～３１－ｋから出力される信号データのそれぞれを補正して補正後の信号データを生成する受信システム１０２と、送信チャネル間の特性差を調整するための送信信号調整量と受信チャネル間の特性差を調整するための受信信号調整量とを算出する送受信系統間調整量算出装置８と、合成後の信号データから合成装置の複数の出力チャネル間の特性差を補正するための補正量を算出する受信機間特性補正値算出装置９と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の送信機が出力する複数の送信信号のそれぞれを、送信信号調整量を用いて調整した後、複数の送信チャネルを介してレーダ波として送信する送信部と、
前記レーダ波の反射波を複数の受信チャネルを介して複数の受信機により受信した全ての受信信号のそれぞれを、受信信号調整量を用いて調整した後、合成装置により合成し、前記合成装置の複数の出力チャネルから出力される合成後の複数の信号データのそれぞれを、補正量に基づいて補正して補正後の前記信号データを生成する受信部と、
前記送信部の複数の前記送信チャネル間の特性差を調整するための前記送信信号調整量と、前記受信部の複数の前記受信チャネル間の特性差を調整するための前記受信信号調整量とを算出する調整量算出部と、
前記受信部の合成後の前記信号データから前記合成装置の複数の前記出力チャネル間の特性差を補正するための前記補正量を算出する補正量算出部と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。

【請求項2】

前記調整量算出部は、前記送信機が出力する前記送信信号または前記受信機が出力する前記受信信号を入力信号とする状態と、信号モニタ装置が取得する信号であって前記レーダ装置の内部の電波経路で重畳するハードウェア特性を計測するための校正信号を前記入力信号とする状態とを任意のタイミングで切り替え可能であ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3】

前記調整量算出部は、
前記送信チャネル間の特性値の差分を算出して、前記送信チャネル間で前記特性値を平滑化するような値を前記送信信号調整量として求め、
前記受信チャネル間の特性値の差分を算出して、前記受信チャネル間で前記特性値を平滑化するような値を前記受信信号調整量として求め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】

前記調整量算出部は、前記送信信号を取得する毎に前記送信信号調整量を算出し、
前記送信部は、前記調整量算出部が算出した最新の前記送信信号調整量を用いて前記送信信号を調整し、
前記調整量算出部は、前記受信信号を取得する毎に前記受信信号調整量を算出し、
前記受信部は、前記調整量算出部が算出した最新の前記受信信号調整量を用いて前記受信信号を調整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5】

前記補正量算出部は、前記出力チャネル間の特性値のばらつきを求め、前記特性値を平滑化するような値を前記補正量として求め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6】

前記補正量算出部は、前記信号データを取得する毎に前記補正量を算出し、
前記受信部は、前記補正量算出部が算出した最新の前記補正量を用いて前記信号データを補正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7】

前記レーダ装置は、
人工衛星または航空機に搭載され、
前記受信部が生成する補正後の前記信号データを地上に設置された画像処理装置に送信することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、複数の送受信チャネルを備えるレーダ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＳＡＲ（Synthetic Aperture Radar）システムは、人工衛星または航空機などに搭載され、雲、霧などを貫通し、昼夜天候を問わず地表面を観測することが可能である。ＳＡＲシステムにおいて、高分解能と広観測幅とを両立するために、複数のアンテナ開口を使用するＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）ＳＡＲおよびＤＢＦ（Digital Beam Foaming）ＳＡＲなどに注目が集まっている。

【0003】

しかしながら、複数の送受信チャネルを搭載することにより、各チャネル間で特性差が生じ、ＳＡＲシステムの性能低下につながることがある。

【0004】

チャネル間の特性差に対する対策として、特許文献１には、複数の送受信チャネルを有し、レーダ波を反射した物標に関する情報を求めるレーダ装置において、チャネル間の特性差を補正する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５０６２０３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記従来のレーダ装置では、各受信チャネルから得られる出力信号を用いてデジタルビームフォーミングを行い、予め設定された電力閾値よりも大きいビームの数を物標の数として求めている。このため、チャネル間の特性差が存在し、補償が必要な場合であっても、生成されたビームの電力が電力閾値よりも低い場合には補正量が算出されず、補正精度が低下する場合があるという問題があった。

【0007】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、補正量の未算出による補正精度の低下を防ぐことが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】

【0008】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係るレーダ装置は、複数の送信機が出力する複数の送信信号のそれぞれを、送信信号調整量を用いて調整した後、複数の送信チャネルを介してレーダ波として送信する送信部と、レーダ波の反射波を複数の受信チャネルを介して複数の受信機により受信した全ての受信信号のそれぞれを、受信信号調整量を用いて調整した後、合成装置により合成し、合成装置の複数の出力チャネルから出力される合成後の複数の信号データのそれぞれを、補正量に基づいて補正して補正後の信号データを生成する受信部と、送信部の複数の送信チャネル間の特性差を調整するための送信信号調整量と、受信部の複数の受信チャネル間の特性差を調整するための受信信号調整量とを算出する調整量算出部と、受信部の合成後の信号データから合成装置の複数の出力チャネル間の特性差を補正するための補正量を算出する補正量算出部と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、補正量の未算出による補正精度の低下を防ぐことが可能なレーダ装置を得ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１にかかるレーダ装置の構成を示す図

【図2】図１に示す送受信系統間調整量算出装置の動作例について説明するためのフローチャート

【図3】図１に示す受信機間特性補正値算出装置の動作例について説明するためのフローチャート

【図4】図１に示す受信機間特性補正装置による補正処理の説明図

【図5】実施の形態１にかかるレーダ装置の機能を実現する制御回路の構成例を示す図

【図6】実施の形態１にかかるレーダ装置の機能を実現する専用のハードウェア回路の構成例を示す図

【図7】比較例にかかるレーダ装置の構成を示す図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に、本開示の実施の形態に係るレーダ装置を図面に基づいて詳細に説明する。

【0012】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかるレーダ装置１００の構成を示す図である。レーダ装置１００は、複数の送信機１と、複数の受信機２とを有するＳＡＲシステムである。図１の例では、レーダ装置１００は、ｎ個の送信機１－１～１－ｎと、ｍ個の受信機２－１～２－ｍとを有する。送信機１－１～１－ｎのそれぞれを区別する必要がない場合、単に送信機１と称する。同様に、受信機２－１～２－ｍのそれぞれを区別する必要がない場合、単に受信機２と称する。レーダ装置１００は、送信機１が出力する送信信号をレーダ波として送信し、レーダ波の反射波を受信機２で受信する。レーダ装置１００は、複数の受信機２で受信した複数の受信信号を合成してｋ個の出力チャネル３１－１～３１－ｋからｋ個の信号データとして出力する合成装置３をさらに有する。合成装置３が出力する信号データ＃１～＃ｋは、データ処理装置４において記録された後、画像処理装置２００の画像再生装置２１に伝送される。レーダ装置１００は、例えば、人工衛星、航空機などに搭載され、上空または宇宙空間から地表面に向けてレーダ波を送信し、レーダ波の反射波を受信して、処理後の信号データを、地上に設置された画像処理装置２００に向けて送信することができる。画像処理装置２００は、レーダ装置１００とは独立した装置であって、受信した信号データから画像データを生成し、生成した画像データを出力する。

【0013】

また、レーダ装置１００は、送信機１が出力する送信信号をレーダ波として送信する前に送信信号調整量を用いて調整する送信信号調整装置５を有する。送信信号調整装置５は、送信機１－１～１－ｎのそれぞれに対応してｎ個設けられる。ｎ個の送信信号調整装置５－１～５－ｎは、送信チャネル＃１～＃ｎのそれぞれに対して個別に算出された送信信号調整量を用いて送信信号を処理することで、送信チャネル間の特性差を調整する。

【0014】

レーダ装置１００は、受信機２が受信した受信信号を合成装置３によって合成する前に、受信信号調整量を用いて調整する受信信号調整装置６を有する。受信信号調整装置６は、受信機２－１～２－ｍのそれぞれに対応してｍ個設けられる。ｍ個の受信信号調整装置６－１～６－ｍは、受信チャネル＃１～＃ｍのそれぞれに対して個別に算出された受信信号調整量を用いて受信信号を処理することで、受信チャネル間の特性差を調整する。

【0015】

レーダ装置１００は、合成装置３による合成後の信号データ＃１～＃ｋのそれぞれを補正量に基づいて補正する受信機間特性補正装置７を有する。受信機間特性補正装置７は、合成装置３の複数の出力チャネル３１－１～３１－ｋから出力される合成後の複数の受信信号のそれぞれを補正量に基づいて補正して、補正後の信号データを生成する。

【0016】

なお、送信機１－１～１－ｎと、送信信号調整装置５－１～５－ｎとは、送信システム１０１を構成している。送信システム１０１は、複数の送信機１－１～１－ｎが出力する複数の送信信号＃１～＃ｎのそれぞれを、送信信号調整量を用いて調整した後、複数の送信チャネル＃１～＃ｎを介してレーダ波として送信する送信部の一例である。

【0017】

また、受信機２－１～２－ｍと、受信信号調整装置６－１～６－ｍと、合成装置３と、受信機間特性補正装置７と、データ処理装置４とは、受信システム１０２を構成している。受信システム１０２は、送信システム１０１が送信したレーダ波の反射波を複数の受信チャネル＃１～＃ｍを介して複数の受信機２－１～２－ｍが受信した全ての受信信号のそれぞれを、受信信号調整量を用いて調整した後、合成装置３により合成し、合成装置３の複数の出力チャネル３１－１～３１－ｋから出力される合成後の複数の信号データ＃１～＃ｋのそれぞれを、補正量に基づいて補正して補正後の信号データ＃１～＃ｋを生成する受信部の一例である。

【0018】

レーダ装置１００は、送信チャネル間の特性差を計測して、送信信号調整装置５が用いる送信信号調整量を計算し、計算した送信信号調整量を送信信号調整装置５に出力すると共に、受信チャネル間の特性差を計測して、受信信号調整装置６が用いる受信信号調整量を計算し、計算した受信信号調整量を受信信号調整装置６に出力する送受信系統間調整量算出装置８を有する。送受信系統間調整量算出装置８は、調整量算出部の一例である。

【0019】

送受信系統間調整量算出装置８は、送信システム１０１または受信システム１０２からの信号を入力として、送信信号調整量または受信信号調整量を算出する経路と、信号モニタ装置１０からの信号を用いて送信信号調整量または受信信号調整量を算出する経路とを有する。言い換えると、送受信系統間調整量算出装置８は、送信機１が出力する送信信号または受信機２が出力する受信信号を入力信号とする状態と、信号モニタ装置１０が取得する信号を入力信号とする状態とを任意のタイミングで切り替え可能である。信号モニタ装置１０は、レーダ装置１００内部の電波経路で重畳するハードウェア特性を計測するための校正信号である補正値計測用信号を取得する機能を有する。例えば、信号モニタ装置１０は、送受信アンテナ内で信号を折り返すような校正経路を有しており、空間放射されていない校正信号である補正値計測用信号を取得する。なお、送受信アンテナを除くレーダ装置１００内部の校正経路は、電波経路で代用する。そのため、補正値計測用信号は、レーダ装置１００内部のハードウェア特性を計測することが可能である。さらに、信号モニタ装置１０は、送信信号および受信信号をアンテナで空間から取得する機能を有する。このアンテナは、送信システム１０１および受信システム１０２のアンテナで代用することも可能である。信号モニタ装置１０は、複数のアンテナ間において信号レベルが均一な電波を送受信することができるように調整量を算出する。送受信系統間調整量算出装置８は、空間放射されておらずレーダ装置１００の内部のハードウェア特性を反映した補正値計測用信号を用いることが望ましい場合に、信号モニタ装置１０が取得する校正信号である補正値計測用信号を入力信号とする状態に切り替えて、信号モニタ装置１０で取得する補正値計測用信号を用いることができる。信号モニタ装置１０で取得する補正値計測用信号を用いることで、電波経路で重畳するハードウェア特性に応じて適切な送信信号調整量または受信信号調整量を算出することが可能になる。また、送受信系統間調整量算出装置８は、送信チャネル間の特性値の差分を算出して、送信チャネル間で特性値を平滑化するような値、つまり算出した差分を小さくするような値を送信信号調整量として求める。送受信系統間調整量算出装置８は、受信チャネル間の特性値の差分を算出して、受信チャネル間で特性値を平滑化するような値、つまり算出した差分を小さくするような値を受信信号調整量として求める。

【0020】

なお、ここでは送信信号調整装置５は、送受信系統間調整量算出装置８が算出した送信信号調整量を用いて送信信号を調整し、受信信号調整装置６は、送受信系統間調整量算出装置８が算出した受信信号調整量を用いて受信信号を調整することとしたが、送信信号調整装置５は、レーダ装置１００の外部から入力される送信信号調整量を用いて送信信号の調整を行ってもよいし、受信信号調整装置６は、レーダ装置１００の外部から入力される受信信号調整量を用いて受信信号の調整を行ってもよい。

【0021】

ここで、送受信系統間調整量算出装置８の動作例について説明する。

【0022】

図２は、図１に示す送受信系統間調整量算出装置８の動作例について説明するためのフローチャートである。ここでは、１番目の送信チャネル＃１の送信信号＃１を基準にして、ｉ番目の送信信号＃ｉとの特性値の差分を調整量とする。なお、ｉは２以上ｎ以下の整数である。また、ここでは特性値が遅延量である場合について説明する。また、送受信系統間調整量算出装置８への入力信号は、送信機１が出力する送信信号とする。

【0023】

送受信系統間調整量算出装置８は、送信機１－１～１－ｎが出力した送信信号を処理対象のデータとして取得する（ステップＳ１１）。送受信系統間調整量算出装置８は、ｉ＝２として（ステップＳ１２）、処理対象の信号を送信信号＃２とする。

【0024】

送受信系統間調整量算出装置８は、処理対象の信号である送信信号＃ｉに対して、基準となる送信信号＃１との差分を算出する差分算出処理を行う（ステップＳ１３）。例えば、送信信号＃１のデータ観測時刻がｔ₁で、ｉ番目の送信信号＃ｉのデータ観測時刻がｔ_iとすると、差分Δｔ_1iは、以下の数式（１）で表される。

【0025】

【数1】

【0026】

送受信系統間調整量算出装置８は、算出した差分Δｔ_1iを調整量として蓄積する（ステップＳ１４）。送受信系統間調整量算出装置８は、ｉ＝ｉ＋１としてインクリメントすると（ステップＳ１５）、「ｉ＞ｎ」であるか否か、つまり、ｉの値がｎを超えたか否かを判断する（ステップＳ１６）。

【0027】

ｉの値がｎを超えていない場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）、送受信系統間調整量算出装置８は、ステップＳ１３から処理を繰り返す。ｉの値がｎを超えた場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、送受信系統間調整量算出装置８は、蓄積した調整量を送信信号調整装置５に出力する（ステップＳ１７）。

【0028】

上記の処理により、送信信号＃１と、送信信号＃２から送信信号＃ｎのそれぞれとの特性値の差分が蓄積されることになる。

【0029】

なお、図２では、送信信号に対して送信信号調整量を算出する動作について説明したが、受信信号についても、ステップＳ１６の「ｉ＞ｎ」を「ｉ＞ｍ」に置き換えて、処理対象の信号を送信信号から受信信号に置き換え、蓄積した調整量の出力先を送信信号調整装置５から受信信号調整装置６に変更することで、上述の動作と同様に受信信号調整量を算出することができる。

【0030】

図１の説明に戻る。受信機間特性補正値算出装置９は、合成装置３の複数の出力チャネル３１－１～３１－ｋから出力される合成後の複数の信号データに基づいて、当該信号データの出力チャネル３１－１～３１－ｋ間の特性差を補正するための補正量を算出する。受信機間特性補正値算出装置９は、受信機間の特性のばらつきを求め、特性値を平滑化するような、つまり、特性のばらつきが少なくなるような補正量を算出する。受信機間特性補正値算出装置９は、算出した補正量を、受信機間特性補正装置７に出力する。なお、受信機間特性補正値算出装置９は、受信システム１０２の合成後の信号データから合成装置３の複数の出力チャネル３１－１～３１－ｋ間の特性差を補正するための補正量を算出する補正量算出部の一例である。

【0031】

ここで、受信機間特性補正値算出装置９の動作例について説明する。

【0032】

図３は、図１に示す受信機間特性補正値算出装置９の動作例について説明するためのフローチャートである。ここでは、合成後の信号データ＃１～＃ｋのうち１番目の信号データ＃１と、ｐ番目の信号データ＃ｐとの間の特性値の差分を補正量とする例について説明する。なお、ここでは補正対象の特性値は遅延量であることとする。

【0033】

合成装置３により合成された後の信号g(t)は、線形ＦＭ（Frequency Modulated）信号であり、一般的に以下の数式（２）で表される。ここでＫは、線形ＦＭ率であり、チャープ率とも呼ばれる。Ｔは継続時間であり、t₀は送信信号が受信されるまでの遅延時間である。tは時間の変数である。

【0034】

【数2】

【0035】

受信機間特性補正値算出装置９は、合成装置３が出力する合成後の信号g(t)を処理対象のデータとして取得する（ステップＳ２１）。受信機間特性補正値算出装置９は、ｐ＝２として（ステップＳ２２）、処理対象を信号データ＃ｐとする。

【0036】

受信機間特性補正値算出装置９は、処理対象である信号データ＃ｐについて、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）処理を行う（ステップＳ２３）。ＦＦＴ処理により導かれるスペクトルG(f)は、以下の数式（３）で表される。なお、fは周波数の変数である。

【0037】

【数3】

【0038】

続いて受信機間特性補正値算出装置９は、パルス圧縮処理を行う（ステップＳ２４）。ここでパルス圧縮処理に適用するマッチドフィルタH(f)は、t₀＝０とした場合、以下の数式（４）で表される。圧縮後の信号スペクトルS(f)は、以下の数式（５）で表される。

【0039】

【数4】

【0040】

【数5】

【0041】

信号スペクトルS(f)を逆フーリエ変換することにより得られる、圧縮後の信号S(t)は、以下の数式（６）で表される。

【0042】

【数6】

【0043】

受信機間特性補正値算出装置９は、圧縮後の信号S(t)から、ピーク検出処理を行う（ステップＳ２５）。なお、ステップＳ２３からステップＳ２５の処理は、最初に実行される際には、処理対象の信号データ＃ｐに加えて、基準となる信号データ＃１についても行われるものとする。ステップＳ２５のピーク検出処理は、信号S(t)が最大値となるデータ点であるピークレンジビンを検出する処理である。信号データ＃１のピークレンジビンをT₁、信号データ＃ｐのピークレンジビンをT_pとし、Xが最大点となるデータ点をmax(X)と表すと、T₁は数式（７）で表され、T_pは数式（８）で表される。

【0044】

【数7】

【0045】

【数8】

【0046】

受信機間特性補正値算出装置９は、T₁およびT_pを用いて、出力チャネル間の差分を算出する差分算出処理を行う（ステップＳ２６）。ここで算出される差分ΔT_1pは、以下の数式（９）で表される。

【0047】

【数9】

【0048】

受信機間特性補正値算出装置９は、算出した差分ΔT_1pを補正量として蓄積する（ステップＳ２７）。

【0049】

受信機間特性補正値算出装置９は、ｐ＝ｐ＋１としてインクリメントすると（ステップＳ２８）、「ｐ＞ｋ」であるか否か、つまり、ｐの値がｋを超えたか否かを判断する（ステップＳ２９）。

【0050】

ｐの値がｋを超えていない場合（ステップＳ２９：Ｎｏ）、受信機間特性補正値算出装置９は、ステップＳ２３から処理を繰り返す。ｐの値がｋを超えた場合（ステップＳ２９：Ｙｅｓ）、受信機間特性補正値算出装置９は、蓄積した補正量を受信機間特性補正装置７に出力する（ステップＳ３０）。

【0051】

図４は、図１に示す受信機間特性補正装置７による補正処理の説明図である。例えば、図３のステップＳ２６で算出される差分ΔT_1pは、図４の左図に示すように、１番目の信号データ＃１のピークレンジビンT₁と、ｐ番目の信号データ＃ｐのピークレンジビンT_pとの差分ΔT_1pである。受信機間特性補正装置７は、図４の右図に示すように、この差分ΔT_1ｐが０となるように、ｐ番目の信号データ＃ｐを補正する。つまり、差分ΔT_1pの大きさの分だけ、信号データ＃ｐをレンジ方向においてシフトさせる。

【0052】

図１の説明に戻る。上記の送受信系統間調整量算出装置８、受信機間特性補正値算出装置９および信号モニタ装置１０は、送受信系統間特性計測算出システム１０３を構成している。レーダ装置１００は、このように特性値を計測して、送信信号調整量、受信信号調整量および補正量のそれぞれを算出する機能をレーダ装置１００内に備えることで、リアルタイムにチャネル間の特性差を補正することができる。

【0053】

次に、実施の形態１にかかるレーダ装置１００の各機能部を実現するハードウェアについて説明する。レーダ装置１００の機能は、処理回路により実現される。処理回路は、プロセッサがソフトウェアを実行する回路であっても良いし、専用の回路であっても良い。

【0054】

処理回路がソフトウェアにより実現される場合、処理回路は、例えば、図５に示す制御回路である。図５は、実施の形態１にかかるレーダ装置１００の機能を実現する制御回路４０の構成例を示す図である。制御回路４０は、入力部４１、プロセッサ４２、メモリ４３および出力部４４を備える。入力部４１は、制御回路４０の外部から入力されたデータを受信してプロセッサ４２に与えるインターフェース回路である。出力部４４は、プロセッサ４２またはメモリ４３からのデータを制御回路４０の外部に送るインターフェース回路である。

【0055】

処理回路が図５に示す制御回路４０である場合、レーダ装置１００の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ４３に格納される。処理回路は、メモリ４３に記憶されたプログラムをプロセッサ４２が読み出して実行することにより、レーダ装置１００の各機能を実現する。すなわち、処理回路は、レーダ装置１００の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ４３を備える。また、これらのプログラムは、レーダ装置１００の各機能の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

【0056】

プロセッサ４２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）である。メモリ４３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスクまたはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等が該当する。

【0057】

図５は、汎用のプロセッサ４２およびメモリ４３によりレーダ装置１００の機能を実現する場合のハードウェアの例であるが、レーダ装置１００の機能は、専用のハードウェア回路により実現されても良い。図６は、実施の形態１にかかるレーダ装置１００の機能を実現する専用のハードウェア回路４５の構成例を示す図である。

【0058】

専用のハードウェア回路４５は、入力部４１、出力部４４および処理回路４６を備える。処理回路４６は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせた回路である。レーダ装置１００の機能を機能別に処理回路４６で実現しても良いし、各機能をまとめて処理回路４６で実現しても良い。なお、レーダ装置１００の機能は、制御回路４０とハードウェア回路４５とが組み合わされて実現されても良い。

【0059】

以上説明したように、実施の形態１にかかるレーダ装置１００は、複数の送信機１が出力する複数の送信信号のそれぞれを、送信信号調整量を用いて調整した後、複数の送信チャネルを介してレーダ波として送信する送信部である送信システム１０１と、レーダ波の反射波を複数の受信チャネルを介して複数の受信機２により受信した全ての受信信号のそれぞれを、受信信号調整量を用いて調整した後、合成装置３により合成し、合成装置３の複数の出力チャネル３１－１～３１－ｋから出力される合成後の複数の信号データのそれぞれを、補正量に基づいて補正して補正後の信号データを生成する受信部である受信システム１０２と、送信システム１０１の複数の送信チャネル間の特性差を調整するための送信信号調整量と、受信システム１０２の複数の受信チャネル間の特性差を調整するための受信信号調整量とを算出する調整量算出部である送受信系統間調整量算出装置８と、受信システム１０２の合成後の信号データから合成装置３の複数の出力チャネル３１－１～３１－ｋ間の特性差を補正するための補正量を算出する補正量算出部である受信機間特性補正値算出装置９と、を備える。このような構成を有することにより、レーダ装置１００は、閾値などを用いずに、受信した全ての受信信号に対して、受信信号調整量および補正量を用いた補正が行われるため、補正量の未算出による補正精度の低下を防止することが可能になる。

【0060】

また、信号合成前に受信信号調整量を用いた調整が行われるため、補正精度の低下を抑制することができる。

【0061】

ここで、比較例を用いて実施の形態１にかかるレーダ装置１００の効果について説明する。

【0062】

図７は、比較例にかかるレーダ装置９００の構成を示す図である。レーダ装置９００は、送信システム９０１と、受信システム９０２とを有する。送信システム９０１は、複数の送信機１－１～１－ｎと、送信機１－１～１－ｎのそれぞれが出力する送信信号を、送信信号調整量を用いて調整する送信信号調整装置５－１～５－ｎとを有し、複数の送信チャネル＃１～＃ｎを介して送信信号をレーダ波として送信する。受信システム９０２は、複数の受信チャネル＃１～＃ｎを介して、送信システム９０１が送信したレーダ波の反射波を受信信号＃１～＃ｍとして受信する受信機２－１～２－ｍと、受信信号調整装置６－１～６－ｍと、合成装置３と、データ処理装置４とを有する。

【0063】

レーダ装置１００と比較して、レーダ装置９００では、送信信号調整量および受信信号調整量を算出する機能を備えない。このため、レーダ装置９００では、信号データの取得とは異なるタイミングで予め算出された送信信号調整量および受信信号調整量を用いた信号調整処理が行われる。なお、レーダ装置１００，９００では、取得した信号データは、画像データに変換されるため、「信号データの取得時」のことを「撮像時」と表現することがある。また、レーダ装置９００は、受信機間特性補正装置７を、レーダ装置９００ではなく地上に設置された画像処理装置９１０が備えている。レーダ装置９００は、補正量を算出する機能も備えておらず、画像処理装置９１０では、撮像時とは異なるタイミングで予め算出された補正量を用いて、信号データ＃１～＃ｋ間の特性差が補正される。

【0064】

比較例にかかるレーダ装置９００では、合成装置３による合成後の信号データ＃１～＃ｋが出力チャネル３１－１～３１－ｋ間の特性差を補正されずにそのまま地上の画像処理装置９１０に送られる。また、送信信号調整量、受信信号調整量および補正量のそれぞれは、信号データの取得と異なる独立した計測により取得される。このため、実際の信号データの取得毎に適切な送信信号調整量、受信信号調整量および補正量を決定することができない。これに対して、実施の形態１にかかるレーダ装置１００では、レーダ装置１００自身が送信信号調整量、受信信号調整量および補正量を決定する機能を備えているため、信号データの取得毎に送信信号調整量、受信信号調整量および補正量を計算し、最新の送信信号調整量、受信信号調整量および補正量を用いて信号の調整および補正処理が行われる。

【0065】

また、送受信系統間調整量算出装置８は、送信機１が出力する送信信号または受信機２が出力する受信信号を入力信号とする状態と、信号モニタ装置１０が取得する信号を入力信号とする状態とを任意のタイミングで切り替え可能である。

【0066】

また、送受信系統間調整量算出装置８は、送信チャネル間の特性値の差分を算出して、送信チャネル間で特性値を平滑化するような値を送信信号調整量として求め、受信チャネル間の特性値の差分を算出して、受信チャネル間で特性値を平滑化するような値を受信信号調整量として求める。

【0067】

さらに、送受信系統間調整量算出装置８は、送信信号を取得する毎に送信信号調整量を算出し、送信システム１０１は、送受信系統間調整量算出装置８が算出した最新の送信信号調整量を用いて送信信号を調整し、送受信系統間調整量算出装置８は、受信信号を取得する毎に受信信号調整量を算出し、受信システム１０２は、送受信系統間調整量算出装置８が算出した最新の受信信号調整量を用いて受信信号を調整する。

【0068】

ここで、「送信信号を取得する毎」とは、画像処理装置２００において、１枚の画像データに変換される信号単位、言い換えると撮像毎であることを意味する。

【0069】

受信機間特性補正値算出装置９は、出力チャネル３１－１～３１－ｋ間の特性値のばらつきを求め、特性値を平滑化するような値を補正量として求める。

【0070】

受信機間特性補正値算出装置９は、信号データを取得する毎に補正量を算出し、受信システム１０２は、受信機間特性補正値算出装置９が算出した最新の補正量を用いて信号データを補正する。

【0071】

レーダ装置１００は、人工衛星または航空機に搭載され、受信システム１０２が生成する補正後の信号データを地上に設置された画像処理装置２００に送信してもよい。この場合、出力チャネル３１－１～３１－ｋ間の特性差についても、補正量を用いて補正された後の信号データ＃１～＃ｋが地上へ送信されることになるため、地上の画像処理装置２００においては補正処理が不要となり、レーダ装置１００と地上との間のデータ通信量を低減することが可能になる。

【0072】

以上の実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

【0073】

例えば、上記では特性値が遅延量である場合について説明したが、特性値は、各信号のチャネル毎の特性を示す値であればよく、例えば、遅延量の他に、振幅、位相などが挙げられる。

【0074】

以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。

【0075】

（付記１）
複数の送信機が出力する複数の送信信号のそれぞれを、送信信号調整量を用いて調整した後、複数の送信チャネルを介してレーダ波として送信する送信部と、
前記レーダ波の反射波を複数の受信チャネルを介して複数の受信機により受信した全ての受信信号のそれぞれを、受信信号調整量を用いて調整した後、合成装置により合成し、前記合成装置の複数の出力チャネルから出力される合成後の複数の信号データのそれぞれを、補正量に基づいて補正して補正後の信号データを生成する受信部と、
前記送信部の複数の前記送信チャネル間の特性差を調整するための前記送信信号調整量と、前記受信部の複数の前記受信チャネル間の特性差を調整するための前記受信信号調整量とを算出する調整量算出部と、
前記受信部の合成後の前記信号データから前記合成装置の複数の前記出力チャネル間の特性差を補正するための前記補正量を算出する補正量算出部と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
（付記２）
前記調整量算出部は、前記送信機が出力する前記送信信号または前記受信機が出力する前記受信信号を入力信号とする状態と、信号モニタ装置が取得する信号であって前記レーダ装置の内部の電波経路で重畳するハードウェア特性を計測するための校正信号を前記入力信号とする状態とを任意のタイミングで切り替え可能であることを特徴とする付記１に記載のレーダ装置。
（付記３）
前記調整量算出部は、
前記送信チャネル間の特性値の差分を算出して、前記送信チャネル間で前記特性値を平滑化するような値を前記送信信号調整量として求め、
前記受信チャネル間の特性値の差分を算出して、前記受信チャネル間で前記特性値を平滑化するような値を前記受信信号調整量として求めることを特徴とする付記１または２に記載のレーダ装置。
（付記４）
前記調整量算出部は、前記送信信号を取得する毎に前記送信信号調整量を算出し、
前記送信部は、前記調整量算出部が算出した最新の前記送信信号調整量を用いて前記送信信号を調整し、
前記調整量算出部は、前記受信信号を取得する毎に前記受信信号調整量を算出し、
前記受信部は、前記調整量算出部が算出した最新の前記受信信号調整量を用いて前記受信信号を調整することを特徴とする付記１から３のいずれか１つに記載のレーダ装置。
（付記５）
前記補正量算出部は、前記出力チャネル間の特性値のばらつきを求め、前記特性値を平滑化するような値を前記補正量として求めることを特徴とする付記１から４のいずれか１つに記載のレーダ装置。
（付記６）
前記補正量算出部は、前記信号データを取得する毎に前記補正量を算出し、
前記受信部は、前記補正量算出部が算出した最新の前記補正量を用いて前記信号データを補正することを特徴とする付記１から５のいずれか１つに記載のレーダ装置。
（付記７）
前記レーダ装置は、
人工衛星または航空機に搭載され、
前記受信部が生成する補正後の前記信号データを地上に設置された画像処理装置に送信することを特徴とする付記１から６のいずれか１つに記載のレーダ装置。

【符号の説明】

【0076】

１，１－１～１－ｎ 送信機、２，２－１～２－ｍ 受信機、３ 合成装置、４ データ処理装置、５，５－１～５－ｎ 送信信号調整装置、６，６－１～６－ｍ 受信信号調整装置、７ 受信機間特性補正装置、８ 送受信系統間調整量算出装置、９ 受信機間特性補正値算出装置、１０ 信号モニタ装置、２１ 画像再生装置、３１－１～３１－ｋ 出力チャネル、４０ 制御回路、４１ 入力部、４２ プロセッサ、４３ メモリ、４４ 出力部、４５ ハードウェア回路、４６ 処理回路、１００，９００ レーダ装置、１０１，９０１ 送信システム、１０２，９０２ 受信システム、１０３ 送受信系統間特性計測算出システム、２００，９１０ 画像処理装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】