特開 2024-176251 ＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置及びプログラム

(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】P2024176251

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】ＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/40 20060101AFI20241212BHJP

   G01S 13/34 20060101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

G01S7/40 121

G01S13/34

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023094678

(22)【出願日】2023-06-08

(71)【出願人】

【識別番号】000004330

【氏名又は名称】日本無線株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100119677

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 賢治

(74)【代理人】

【識別番号】100160495

【弁理士】

【氏名又は名称】畑 雅明

(74)【代理人】

【識別番号】100173716

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 真理

(74)【代理人】

【識別番号】100115794

【弁理士】

【氏名又は名称】今下 勝博

(72)【発明者】

【氏名】島本 拓也

【テーマコード（参考）】

5J070

【Ｆターム（参考）】

5J070AB18

5J070AC02

5J070AC06

5J070AF06

5J070AK04

(57)【要約】      （修正有）

【課題】本開示は、飛翔体等の移動体に搭載されるジャイロセンサとは独立して、ＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置の機能として、受信波のドップラシフトを考慮して、地表面等の目標距離を補正することを目的とする。
【解決手段】本開示は、地表面等の目標距離の所定期間の時間変化に基づいて、ＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置１が搭載される飛翔体等の移動体の速度成分のうちの、ＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置１の電波発射方向と平行な速度成分を算出する移動体速度算出部２２を備え、移動体速度算出部２２は、飛翔体等の移動体の電波発射方向と平行な速度成分による受信波のドップラシフトが、地表面等の目標距離の算出（そして飛翔体等の移動体の電波発射方向と平行な速度成分の算出）に及ぼす影響を考慮することを特徴とするＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置２である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ－Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ－Ｗａｖｅ）サーボスロープ方式を用いて、目標物とＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置との間の目標距離を測定するＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置であって、
前記ＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置からの送信波と前記目標物からの受信波との間の遅延時間に基づいて、前記目標距離を算出する目標距離算出部と、
前記目標距離の所定期間の時間変化に基づいて、前記ＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置が搭載される移動体の速度成分のうちの、前記ＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置の電波発射方向と平行な速度成分を算出する移動体速度算出部と、
を備え、前記移動体速度算出部は、前記移動体の前記電波発射方向と平行な速度成分による前記受信波のドップラシフトが、前記目標距離の算出に及ぼす影響を考慮する
ことを特徴とするＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置。

【請求項2】

前記移動体速度算出部は、前記目標距離ｈ_Ｍの所定期間Δｔの時間変化Δｈ_Ｍ／Δｔに基づいて、前記移動体の前記電波発射方向と平行な速度成分Ｖを

【数13】

のように算出する（ただし、λは、前記送信波の波長であり、ｆ_ｂ０は、一定周波数にフィードバック制御される前記送信波と前記受信波との間のビート周波数である。）
ことを特徴とする、請求項１に記載のＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置。

【請求項3】

前記移動体の前記電波発射方向と平行な速度成分による前記受信波のドップラシフトを考慮して、前記目標距離を補正する目標距離補正部、をさらに備える
ことを特徴とする、請求項１に記載のＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置。

【請求項4】

前記目標距離補正部は、前記移動体の前記電波発射方向と平行な速度成分Ｖによる前記受信波のドップラシフトを考慮して、前記目標距離を補正前のｈ_Ｍから補正後のｈ_Ｃへと

【数14】

のように補正する（ただし、λは、前記送信波の波長であり、ｆ_ｂ０は、一定周波数にフィードバック制御される前記送信波と前記受信波との間のビート周波数である。）
ことを特徴とする、請求項３に記載のＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置。

【請求項5】

前記移動体速度算出部は、前記移動体の前記電波発射方向と平行な速度成分が、前記移動体の前記電波発射方向と平行な想定速度の範囲外であるときに、前記移動体の前記電波発射方向と平行な速度成分をマスキングする又はスムージングする
ことを特徴とする、請求項１に記載のＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれかに記載のＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置が備える各処理部の各処理ステップを、前記ＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置としてのコンピュータに実行させるためのＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ－Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ－Ｗａｖｅ）サーボスロープ方式を用いて、目標物とＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置との間の目標距離を測定する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

ＦＭＣＷサーボスロープ方式を用いて、目標物とＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置との間の目標距離を測定する技術が、特許文献１、２等に開示されている。特許文献１、２では、特に地表面等の目標距離を測定する電波高度計が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－１８５６６１号公報

【特許文献2】特開平０６－１６８０２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来技術のＦＭＣＷサーボスロープレーダシステムの構成を図１に示す。従来技術のＦＭＣＷサーボスロープレーダシステムＲは、ＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置１、ＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置２及びＦＭＣＷサーボスロープレーダ上位装置３を備える。ＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置１は（ＦＭＣＷサーボスロープレーダシステムＲ全体も）、飛翔体等の移動体に搭載される。ＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置２は、目標距離算出部２１を備える。ＦＭＣＷサーボスロープレーダ上位装置３は、ジャイロセンサ３１及び目標距離補正部３２を備える。

【0005】

目標距離算出部２１は、ＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置１からの送信波と地表面等の目標物からの受信波との間の遅延時間τ_Ｍ［ｎ］に基づいて、地表面等の目標距離ｈ_Ｍ［ｎ］を算出する（後述の数４を参照）。ジャイロセンサ３１は、飛翔体等の移動体の速度成分のうちの、ＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置１の電波発射方向と平行な速度成分Ｖ［ｎ］を算出する。目標距離補正部３２は、飛翔体等の移動体の電波発射方向と平行な速度成分Ｖ［ｎ］による受信波のドップラシフトを考慮して、地表面等の目標距離をｈ_Ｍ［ｎ］からｈ_Ｃ［ｎ］へと補正する（後述の数１２を参照）。

【0006】

しかし、ジャイロセンサ３１が飛翔体等の移動体に搭載されるとしても、ジャイロセンサ３１とは独立して、ＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置２の機能として、受信波のドップラシフトを考慮して、地表面等の目標距離を補正する要望が考えられる。

【0007】

そこで、前記課題を解決するために、本開示は、飛翔体等の移動体に搭載されるジャイロセンサとは独立して、ＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置の機能として、受信波のドップラシフトを考慮して、地表面等の目標距離を補正することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題を解決するために、地表面等の目標距離の所定期間の時間変化に基づいて、飛翔体等の移動体の速度成分のうちの、ＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置の電波発射方向と平行な速度成分を算出する。ここで、飛翔体等の移動体の電波発射方向と平行な速度成分による受信波のドップラシフトが、地表面等の目標距離の算出（そして飛翔体等の移動体の電波発射方向と平行な速度成分の算出）に及ぼす影響を考慮する。

【0009】

具体的には、本開示は、ＦＭＣＷサーボスロープ方式を用いて、目標物とＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置との間の目標距離を測定するＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置であって、前記ＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置からの送信波と前記目標物からの受信波との間の遅延時間に基づいて、前記目標距離を算出する目標距離算出部と、前記目標距離の所定期間の時間変化に基づいて、前記ＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置が搭載される移動体の速度成分のうちの、前記ＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置の電波発射方向と平行な速度成分を算出する移動体速度算出部と、を備え、前記移動体速度算出部は、前記移動体の前記電波発射方向と平行な速度成分による前記受信波のドップラシフトが、前記目標距離の算出に及ぼす影響を考慮することを特徴とするＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置である。

【0010】

この構成によれば、飛翔体等の移動体に搭載されるジャイロセンサとは独立して、ＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置の機能として、受信波のドップラシフトを考慮して、飛翔体等の移動体の電波発射方向と平行な速度成分を算出することができる。

【0011】

また、本開示は、前記移動体速度算出部は、前記目標距離ｈ_Ｍの所定期間Δｔの時間変化Δｈ_Ｍ／Δｔに基づいて、前記移動体の前記電波発射方向と平行な速度成分Ｖを

【数1】

のように算出する（ただし、λは、前記送信波の波長であり、ｆ_ｂ０は、一定周波数にフィードバック制御される前記送信波と前記受信波との間のビート周波数である。）ことを特徴とするＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置である。

【0012】

この構成によれば、実際に測定された地表面等の目標距離ｈ_Ｍの所定期間Δｔの時間変化Δｈ_Ｍ／Δｔを考慮するのみならず、受信波のドップラシフトも考慮して、飛翔体等の移動体の電波発射方向と平行な速度成分Ｖを算出することができる。

【0013】

また、本開示は、前記移動体の前記電波発射方向と平行な速度成分による前記受信波のドップラシフトを考慮して、前記目標距離を補正する目標距離補正部、をさらに備えることを特徴とするＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置である。

【0014】

この構成によれば、飛翔体等の移動体に搭載されるジャイロセンサとは独立して、ＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置の機能として、受信波のドップラシフトを考慮して、地表面等の目標距離を補正前の値から補正後の値へと補正することができる。

【0015】

また、本開示は、前記目標距離補正部は、前記移動体の前記電波発射方向と平行な速度成分Ｖによる前記受信波のドップラシフトを考慮して、前記目標距離を補正前のｈ_Ｍから補正後のｈ_Ｃへと

【数2】

のように補正する（ただし、λは、前記送信波の波長であり、ｆ_ｂ０は、一定周波数にフィードバック制御される前記送信波と前記受信波との間のビート周波数である。）ことを特徴とするＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置である。

【0016】

この構成によれば、実際に測定された地表面等の目標距離ｈ_Ｍの所定期間Δｔの時間変化Δｈ_Ｍ／Δｔを考慮するのみならず、受信波のドップラシフトも考慮して、地表面等の目標距離を補正前のｈ_Ｍから補正後のｈ_Ｃへと補正することができる。

【0017】

また、本開示は、前記移動体速度算出部は、前記移動体の前記電波発射方向と平行な速度成分が、前記移動体の前記電波発射方向と平行な想定速度の範囲外であるときに、前記移動体の前記電波発射方向と平行な速度成分をマスキングする又はスムージングすることを特徴とするＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置である。

【0018】

実際に測定された地表面等の目標距離の所定期間の時間変化は、飛翔体等の移動体の電波発射方向と平行な速度成分の影響を受けるのみならず、地表面等の目標の凹凸形状の影響も受ける。この構成によれば、そのような場合であっても、飛翔体等の移動体の電波発射方向と平行な速度成分として、想定の範囲内の速度を出力することができる。

【0019】

また、本開示は、以上に記載のＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置が備える各処理部の各処理ステップを、前記ＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置としてのコンピュータに実行させるためのＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理プログラムである。

【0020】

この構成によれば、以上の効果を有するプログラムを提供することができる。

【0021】

なお、上記各開示の発明は、可能な限り組み合わせることができる。

【発明の効果】

【0022】

このように、本開示は、飛翔体等の移動体に搭載されるジャイロセンサとは独立して、ＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置の機能として、受信波のドップラシフトを考慮して、地表面等の目標距離を補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】従来技術のＦＭＣＷサーボスロープレーダシステムの構成を示す図である。

【図2】本開示のＦＭＣＷサーボスロープレーダシステムの構成を示す図である。

【図3】本開示のＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理の手順を示す図である。

【図4】本開示のＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理の原理を示す図である。

【図5】本開示のＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理の原理を示す図である。

【図6】本開示のＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理の詳細を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。

【0025】

（本開示のＦＭＣＷサーボスロープレーダシステムの構成）
本開示では、ＦＭＣＷサーボスロープ方式を用いて、目標物とＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置との間の目標距離を測定する。特に地表面等の目標距離を測定する電波高度計に適用しているが、一般的な目標距離を測定する電波測距計に適用してもよい。

【0026】

本開示のＦＭＣＷサーボスロープレーダシステムの構成を図２に示す。本開示のＦＭＣＷサーボスロープレーダシステムＲは、ＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置１及びＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置２を備える。ＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置１は、飛翔体等の移動体に搭載される。ＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置２は、目標距離算出部２１、移動体速度算出部２２、目標距離記憶部２３、更新間隔測定部２４及び目標距離補正部２５を備える。ＦＭＣＷサーボスロープレーダ上位装置３も、飛翔体等の移動体に搭載されるが、本開示では使用されなくてもよい。

【0027】

本開示のＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理の手順を図３に示す。ＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置２は、図３に示したＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理プログラムを、コンピュータにインストールし実現することができる。

【0028】

目標距離算出部２１は、ＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置１からの送信波と地表面等の目標物からの受信波との間の遅延時間τ_Ｍ［ｎ］に基づいて、地表面等の目標距離ｈ_Ｍ［ｎ］を算出する（ステップＳ１、後述の数４を参照）。

【0029】

移動体速度算出部２２は、地表面等の目標距離ｈ_Ｍ［ｎ］の所定期間Δｔ（時刻Ｔ［ｎ－１］、Ｔ［ｎ］の間）の時間変化（ｈ_Ｍ［ｎ］－ｈ_Ｍ［ｎ－１］）／Δｔに基づいて、飛翔体等の移動体の速度成分のうちの、ＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置１の電波発射方向と平行な速度成分Ｖ［ｎ］を算出する（ステップＳ２、後述の数１１を参照）。

【0030】

ここで、移動体速度算出部２２は、飛翔体等の移動体の電波発射方向と平行な速度成分による受信波のドップラシフトが、地表面等の目標距離ｈ_Ｍ［ｎ］の算出（そして飛翔体等の移動体の電波発射方向と平行な速度成分Ｖ［ｎ］の算出）に及ぼす影響を考慮する。

【0031】

目標距離記憶部２３は、移動体速度算出部２２の処理に備えて、地表面等の目標距離ｈ_Ｍ［ｎ－１］を記憶する。更新間隔測定部２４は、移動体速度算出部２２の処理に備えて、時刻Ｔ［ｎ－１］、Ｔ［ｎ］の間の所定期間Δｔ［ｎ］を測定する。

【0032】

目標距離補正部２５は、ジャイロセンサ３１を使用せず、飛翔体等の移動体の電波発射方向と平行な速度成分による受信波のドップラシフトを考慮して、地表面等の目標距離をｈ_Ｍ［ｎ］からｈ_Ｃ［ｎ］へと補正する（ステップＳ３、後述の数１２を参照）。

【0033】

よって、飛翔体等の移動体に搭載されるジャイロセンサ３１とは独立して、ＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置２の機能として、受信波のドップラシフトを考慮して、飛翔体等の移動体の電波発射方向と平行な速度成分Ｖを算出することができる。

【0034】

そして、飛翔体等の移動体に搭載されるジャイロセンサ３１とは独立して、ＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置２の機能として、受信波のドップラシフトを考慮して、地表面等の目標距離を補正前のｈ_Ｍから補正後のｈ_Ｃへと補正することができる。

【0035】

（本開示のＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理の原理）
本開示のＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理の原理を図４に示す。図４の上段では、地表面等の真の目標距離がある距離ｈであり、受信波ＲＸのドップラシフトｆ_ｄの影響がない場合を示す。図４の下段では、図４の上段と比べて、地表面等の真の目標距離が同じ距離ｈであるが、受信波ＲＸｄのドップラシフトｆ_ｄの影響がある場合を示す。

【0036】

図４の上段では、送信波ＴＸの周波数変調範囲が、一定範囲ΔＦに制御され、送信波ＴＸと受信波ＲＸ（ドップラシフトｆ_ｄの影響を受けない）との間のビート周波数が、一定周波数ｆ_ｂ０にフィードバック制御される。よって、送信波ＴＸの周波数変調周期が、可変周期Ｔに制御され、送信波ＴＸと受信波ＲＸとの間の遅延時間τが、数３の第１式で表わされ、地表面等の目標距離ｈが、数３の第２式で表わされる（ｃは光速）。

【数3】

【0037】

図４の下段では、送信波ＴＸの周波数変調範囲が、一定範囲ΔＦに制御され、送信波ＴＸと受信波ＲＸｄ（ドップラシフトｆ_ｄの影響を受ける）との間のビート周波数が、一定周波数ｆ_ｂ０にフィードバック制御される。よって、送信波ＴＸの周波数変調周期が、可変周期Ｔ_ｄに制御され、送信波ＴＸと受信波ＲＸｄとの間の遅延時間τ_ｄが、数４の第１式で表わされ、地表面等の目標距離ｈ_ｄが、数４の第２式で表わされる（ｃは光速）。

【数4】

【0038】

すると、送信波ＴＸと受信波ＲＸとの間の遅延時間τと、送信波ＴＸと受信波ＲＸｄとの間の遅延時間τ_ｄと、の間に、数５の第１式が成り立つ。そして、地表面等の目標距離ｈと、地表面等の目標距離ｈ_ｄと、の間に、数５の第２式が成り立つ。

【数5】

【0039】

ところで、飛翔体等の移動体の電波発射方向と平行な速度成分が、ある速度Ｖであるときに、受信波ＲＸｄのドップラシフトｆ_ｄは、数６で表わされる（λは送信波の波長）。よって、地表面等の目標距離ｈと、地表面等の目標距離ｈ_ｄと、の間に、数７が成り立つ。ここで、Ａ＝（２・Ｖ）／（λ・ｆ_ｂ０）は、地表面等の算出した目標距離ｈ_ｄから、地表面等の真の目標距離ｈへと、目標距離を補正するための補正係数である。

【数6】

【数7】

【0040】

本開示のＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理の原理を図５にも示す。時刻ｔ_１では、地表面Ｇの真の目標距離はｈ_１であり、地表面Ｇの算出した目標距離はｈ_ｄ１である。時刻ｔ_２では、地表面Ｇの真の目標距離はｈ_２であり、地表面Ｇの算出した目標距離はｈ_ｄ２である。時刻ｔ_１から時刻ｔ_２では、飛翔体ＦのビームＢ発射方向と平行な真の速度成分はＶであり、飛翔体ＦのビームＢ発射方向と平行な算出した速度成分はＶ_ｄである。

【0041】

飛翔体ＦのビームＢ発射方向と平行な真の速度成分Ｖは、数８の第１式で表わされ、飛翔体ＦのビームＢ発射方向と平行な算出した速度成分Ｖ_ｄは、数８の第２式で表わされる。

【数8】

【0042】

すると、飛翔体ＦのビームＢ発射方向と平行な真の速度成分Ｖと、飛翔体ＦのビームＢ発射方向と平行な算出した速度成分Ｖ_ｄと、の間に、数７の補正係数Ａを用いて数９が成り立ち、数６のドップラシフトｆ_ｄを用いて数１０の第１、２辺の等式が成り立つ。よって、数１０の第１、３辺の等式のように、飛翔体ＦのビームＢ発射方向と平行な算出した速度成分Ｖ_ｄは、飛翔体ＦのビームＢ発射方向と平行な真の速度成分Ｖへと補正される。

【数9】

【数10】

【0043】

図５の左欄では、地表面Ｇの算出した目標距離ｈ_ｄの所定期間Δｔの時間変化Δｈ_ｄ／Δｔは、飛翔体ＦのビームＢ発射方向と平行な真の速度成分Ｖの影響を受けるが、地表面Ｇの平坦な凹凸形状の影響をほぼ受けない。図５の右欄では、地表面Ｇの算出した目標距離ｈ_ｄの所定期間Δｔの時間変化Δｈ_ｄ／Δｔは、飛翔体ＦのビームＢ発射方向と平行な真の速度成分Ｖの影響を受けるのみならず、地表面Ｇの緩やかな凹凸形状の影響も受ける。

【0044】

しかし、図５の右欄の場合であっても、時刻ｔ_１、ｔ_２の間の所定期間Δｔをｍｓｅｃ又はμｓｅｃ程度としている。よって、図５の右欄の場合であっても、受信波のドップラシフトのみを考慮して、地表面Ｇの緩やかな凹凸形状をほぼ考慮せず、飛翔体ＦのビームＢ発射方向と平行な真の速度成分Ｖとして、想定の範囲内の速度を出力することができる。

【0045】

（本開示のＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理の詳細）
図４、５で説明した原理に基づいて、図２、３で保留した詳細を説明する。図４に示したτ_ｄは、図２、３に示したτ_Ｍ［ｎ］に相当し、図５に示したＶは、図２、３に示したＶ［ｎ］に相当し、図５に示したｈ_１ｄ、ｈ_２ｄは、図２、３に示したｈ_Ｍ［ｎ－１］、ｈ_Ｍ［ｎ］に相当し、図５に示したｈ_１、ｈ_２は、図２、３に示したｈ_Ｃ［ｎ］に相当する。

【0046】

移動体速度算出部２２は、地表面等の目標距離ｈ_Ｍ［ｎ］の所定期間Δｔ（時刻Ｔ［ｎ－１］、Ｔ［ｎ］の間）の時間変化（ｈ_Ｍ［ｎ］－ｈ_Ｍ［ｎ－１］）／Δｔに基づいて、飛翔体等の移動体の速度成分のうちの、ＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置１の電波発射方向と平行な速度成分Ｖ［ｎ］を算出する（ステップＳ２、数１０に基づく数１１）。

【数11】

【0047】

目標距離補正部２５は、ジャイロセンサ３１を使用せず、飛翔体等の移動体の電波発射方向と平行な速度成分による受信波のドップラシフトを考慮して、地表面等の目標距離をｈ_Ｍ［ｎ］からｈ_Ｃ［ｎ］へと補正する（ステップＳ３、数７に基づく数１２）。

【数12】

【0048】

よって、実際に測定された地表面等の目標距離ｈ_Ｍ［ｎ］の所定期間Δｔの時間変化Δｈ_Ｍ［ｎ］／Δｔを考慮するのみならず、受信波のドップラシフトも考慮して、飛翔体等の移動体の電波発射方向と平行な速度成分Ｖ［ｎ］を算出することができる。

【0049】

そして、実際に測定された地表面等の目標距離ｈ_Ｍ［ｎ］の所定期間Δｔの時間変化Δｈ_Ｍ［ｎ］／Δｔを考慮するのみならず、受信波のドップラシフトも考慮して、地表面等の目標距離を補正前のｈ_Ｍ［ｎ］から補正後のｈ_Ｃ［ｎ］へと補正することができる。

【0050】

本開示のＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理のさらなる詳細を図６に示す。図６の左欄では、地表面Ｇの算出した目標距離ｈ_ｄの所定期間Δｔの時間変化Δｈ_ｄ／Δｔは、飛翔体ＦのビームＢ発射方向と平行な真の速度成分Ｖの影響を受けるが、地表面Ｇの平坦な凹凸形状の影響をほぼ受けない。図６の右欄では、地表面Ｇの算出した目標距離ｈ_ｄの所定期間Δｔの時間変化Δｈ_ｄ／Δｔは、飛翔体ＦのビームＢ発射方向と平行な真の速度成分Ｖの影響を受けるのみならず、地表面Ｇの急峻な凹凸形状の影響も受ける。

【0051】

よって、図６の左欄の場合であれば、飛翔体ＦのビームＢ発射方向と平行な真の速度成分Ｖは、飛翔体ＦのビームＢ発射方向と平行な想定速度の範囲内である。そこで、飛翔体ＦのビームＢ発射方向と平行な真の速度成分Ｖを、そのまま出力すればよい。一方で、図６の右欄の場合であれば、飛翔体ＦのビームＢ発射方向と平行な真の速度成分Ｖは、飛翔体ＦのビームＢ発射方向と平行な想定速度の範囲外である。そこで、飛翔体ＦのビームＢ発射方向と平行な真の速度成分Ｖを、マスキング又はスムージングすればよい。よって、図６の左欄及び右欄のいずれの場合であっても、飛翔体ＦのビームＢ発射方向と平行な真の速度成分Ｖとして、想定の範囲内の速度を出力することができる。

【産業上の利用可能性】

【0052】

本開示のＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置及びプログラムは、ＦＭＣＷサーボスロープ方式を用いて、目標物とＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置との間の目標距離を測定することができ、特に地表面等の目標距離を測定する電波高度計に適用することができるが、一般的な目標距離を測定する電波測距計に適用することもできる。

【符号の説明】

【0053】

Ｒ：ＦＭＣＷサーボスロープレーダシステム
１：ＦＭＣＷサーボスロープレーダ送受信装置
２：ＦＭＣＷサーボスロープレーダ信号処理装置
３：ＦＭＣＷサーボスロープレーダ上位装置
２１：目標距離算出部
２２：移動体速度算出部
２３：目標距離記憶部
２４：更新間隔測定部
２５：目標距離補正部
３１：ジャイロセンサ
３２：目標距離補正部
Ｆ：飛翔体
Ｇ：地表面
Ｂ：ビーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】