特許 7100533 レーダ目標検出装置及びレーダ目標検出プログラム

(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】

(24)【登録日】2022-07-05

(45)【発行日】2022-07-13

(54)【発明の名称】レーダ目標検出装置及びレーダ目標検出プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/34 20060101AFI20220706BHJP

【ＦＩ】

G01S7/34

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018152673

(22)【出願日】2018-08-14

(65)【公開番号】P2020027063

(43)【公開日】2020-02-20

【審査請求日】2021-08-05

(73)【特許権者】

【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】100115794

【弁理士】

【氏名又は名称】今下 勝博

(72)【発明者】

【氏名】田村 英樹

【審査官】梶田 真也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－１０７１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－０７７７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－２０５３８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１０８０７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１５５７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０５５９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第７５４１９７１（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２０１９－０５２９３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／００ － ７／４２

Ｇ０１Ｓ １３／００ － １３／９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地面及び／又は海面に対するレーダ装置の送受信アンテナの傾斜角度に関するレーダ傾斜情報を取得するレーダ傾斜情報取得部と、
前記レーダ装置からの距離が近い反射物体による前記レーダ装置の受信強度ほど大きく減衰させるにあたり、前記レーダ傾斜情報に基づいて、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面に向くほど、前記レーダ装置の受信強度の減衰量を大きくする一方、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面から離れるほど、前記レーダ装置の受信強度の減衰量を小さくするレーダ受信強度減衰部と、
前記レーダ受信強度減衰部が出力した前記レーダ装置の受信強度において、ドップラ処理に基づいて、地面及び／又は海面からのレーダ反射強度を抑圧し、地面及び／又は海面に対して動く目標の移動速度を計測し、測角処理に基づいて、地面及び／又は海面に対して動く目標の存在方向を計測するドップラ・測角処理部と、
を備えることを特徴とするレーダ目標検出装置。

【請求項2】

前記ドップラ・測角処理部は、前記ドップラ処理において、前記レーダ傾斜情報に基づいて、地面及び／又は海面からのレーダ反射強度の抑圧を補正し、地面及び／又は海面に対して動く目標の移動速度を補正し、前記測角処理において、前記レーダ傾斜情報に基づいて、地面及び／又は海面に対して動く目標の存在方向を補正する
ことを特徴とする、請求項１に記載のレーダ目標検出装置。

【請求項3】

地面及び／又は海面に対するレーダ装置の送受信アンテナの傾斜角度に関するレーダ傾斜情報を取得するレーダ傾斜情報取得部と、
前記レーダ装置からの距離が近い反射物体による前記レーダ装置の受信強度ほど大きく減衰させるにあたり、前記レーダ傾斜情報に基づいて、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面に向くほど、前記レーダ装置の受信強度の減衰量を大きくする一方、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面から離れるほど、前記レーダ装置の受信強度の減衰量を小さくするレーダ受信強度減衰部と、
前記レーダ受信強度減衰部が出力した前記レーダ装置の受信強度において、距離及び方位に沿った平滑化処理に基づいて、小型の目標からのレーダ反射強度を抑圧し、測角処理に基づいて、大型の目標の存在方向を計測する平滑化・測角処理部と、
を備えることを特徴とするレーダ目標検出装置。

【請求項4】

前記平滑化・測角処理部は、前記測角処理において、前記レーダ傾斜情報に基づいて、大型の目標の存在方向を補正する
ことを特徴とする、請求項３に記載のレーダ目標検出装置。

【請求項5】

地面及び／又は海面からの前記レーダ装置の送受信アンテナの高度に関するレーダ高度情報を取得するレーダ高度情報取得部、をさらに備え、
前記レーダ受信強度減衰部は、前記レーダ傾斜情報に基づいて、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面に向いていると判断したときに、前記レーダ高度情報に基づいて、前記レーダ装置の送受信アンテナの高度が地面及び／又は海面から低いほど、前記レーダ装置から反射物体までの距離の増加に対する前記レーダ装置の受信強度の減衰量の減少を速やかにする一方、前記レーダ装置の送受信アンテナの高度が地面及び／又は海面から高いほど、前記レーダ装置から反射物体までの距離の増加に対する前記レーダ装置の受信強度の減衰量の減少を緩やかにする
ことを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載のレーダ目標検出装置。

【請求項6】

地面及び／又は海面に対する前記レーダ装置の送受信アンテナの傾斜角度と、前記レーダ装置から反射物体までの距離と前記レーダ装置の受信強度の減衰量との関係と、を対応付ける減衰量テーブルを格納する減衰量テーブル格納部、をさらに備え、
前記レーダ受信強度減衰部は、前記レーダ傾斜情報及び前記減衰量テーブルに基づいて、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面に向くほど、前記レーダ装置の受信強度の減衰量を大きくする一方、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面から離れるほど、前記レーダ装置の受信強度の減衰量を小さくする
ことを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載のレーダ目標検出装置。

【請求項7】

地面及び／又は海面に対するレーダ装置の送受信アンテナの傾斜角度に関するレーダ傾斜情報を取得するレーダ傾斜情報取得ステップと、
前記レーダ装置からの距離が近い反射物体による前記レーダ装置の受信強度ほど大きく減衰させるにあたり、前記レーダ傾斜情報に基づいて、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面に向くほど、前記レーダ装置の受信強度の減衰量を大きくする一方、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面から離れるほど、前記レーダ装置の受信強度の減衰量を小さくするレーダ受信強度減衰ステップと、
前記レーダ受信強度減衰ステップで出力した前記レーダ装置の受信強度において、ドップラ処理に基づいて、地面及び／又は海面からのレーダ反射強度を抑圧し、地面及び／又は海面に対して動く目標の移動速度を計測し、測角処理に基づいて、地面及び／又は海面に対して動く目標の存在方向を計測するドップラ・測角処理ステップと、
を順にコンピュータに実行させるためのレーダ目標検出プログラム。

【請求項8】

地面及び／又は海面に対するレーダ装置の送受信アンテナの傾斜角度に関するレーダ傾斜情報を取得するレーダ傾斜情報取得ステップと、
前記レーダ装置からの距離が近い反射物体による前記レーダ装置の受信強度ほど大きく減衰させるにあたり、前記レーダ傾斜情報に基づいて、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面に向くほど、前記レーダ装置の受信強度の減衰量を大きくする一方、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面から離れるほど、前記レーダ装置の受信強度の減衰量を小さくするレーダ受信強度減衰ステップと、
前記レーダ受信強度減衰ステップで出力した前記レーダ装置の受信強度において、距離及び方位に沿った平滑化処理に基づいて、小型の目標からのレーダ反射強度を抑圧し、測角処理に基づいて、大型の目標の存在方向を計測する平滑化・測角処理ステップと、
を順にコンピュータに実行させるためのレーダ目標検出プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、クラッタによる信号を除去し目標による信号を抽出する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

クラッタによる信号を除去し目標による信号を抽出する技術が従来から存在する（例えば、特許文献１等を参照。）。ここで、レーダ装置からの距離が近いほど、背景反射による受信強度が高くなり、そこで、レーダ装置からの距離が近いほど、全体の受信強度の減衰量を大きくする。すると、背景反射による受信強度が除去され、さらに、クラッタによる受信強度が除去され、よって、目標による受信強度が抽出される。

【0003】

従来技術の受信強度の減衰方法を図１に示す。図１の上段に示したように、全体の受信強度の減衰前では、クラッタ及び目標による受信強度が背景反射による受信強度に重畳され、背景反射による受信強度に重畳されたクラッタ及び目標による受信強度が表示閾値より大きく、クラッタ及び目標がレーダ表示装置に表示される。図１の中段に示したように、レーダ装置からの距離が近いほど、全体の受信強度の減衰量を大きくする。図１の下段に示したように、全体の受信強度の減衰後では、クラッタ及び目標による受信強度が背景反射による受信強度から分離され、クラッタによる受信強度は表示閾値より小さく、クラッタはレーダ表示装置に表示されず、目標による受信強度は表示閾値より大きく、目標はレーダ表示装置に表示される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６０６１５８８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来技術の前方及び後方での受信強度の減衰方法を図２に示す。図２の第１段に示したように、レーダシステムが搭載された飛行体Ｆが、前方方向に角度θ_Ｆだけ傾斜すると、後方側の送受信ビームＢＢの指向方向は、地面及び／又は海面Ｌから離れるが、前方側の送受信ビームＢＦの指向方向は、地面及び／又は海面Ｌに向く。

【0006】

図２の第２段を用いて、全体の受信強度の減衰前について説明する。後方では、クラッタ及び飛行体ＦＢによる受信強度が背景反射による受信強度に重畳され、背景反射による受信強度に重畳されたクラッタ及び飛行体ＦＢによる受信強度が表示閾値より大きく、クラッタ及び飛行体ＦＢがレーダ表示装置に表示される。前方では、クラッタ及び飛行体ＦＦによる受信強度が背景反射による受信強度に重畳され、背景反射による受信強度に重畳されたクラッタ及び飛行体ＦＦによる受信強度が表示閾値より大きく、クラッタ及び飛行体ＦＦがレーダ表示装置に表示される。ここで、飛行体Ｆが前方方向に角度θ_Ｆだけ傾斜しているため、前方での背景反射及びクラッタによる受信強度は、後方での背景反射及びクラッタによる受信強度より高い。

【0007】

図２の第３段を用いて、全体の受信強度の減衰量について説明する。前方及び後方でも、レーダシステムからの距離が近いほど、全体の受信強度の減衰量を大きくする。

【0008】

図２の第４段を用いて、全体の受信強度の減衰後について説明する。後方では、クラッタ及び飛行体ＦＢによる受信強度が背景反射による受信強度から分離され、クラッタによる受信強度は表示閾値より小さく、クラッタはレーダ表示装置に表示されず、飛行体ＦＢによる受信強度は表示閾値より大きく、飛行体ＦＢはレーダ表示装置に表示される。前方では、クラッタ及び飛行体ＦＦによる受信強度が背景反射による受信強度から分離され、飛行体ＦＦによる受信強度は表示閾値より大きく、飛行体ＦＦはレーダ表示装置に表示され、クラッタによる受信強度も表示閾値より大きく、クラッタもレーダ表示装置に表示される。これは、飛行体Ｆが前方方向に角度θ_Ｆだけ傾斜しているが、全体の受信強度の減衰量が前方及び後方でも同様であるためである。そこで、飛行体Ｆの傾斜に応答して、アンテナの指向方向を水平にすることが考えられる。しかし、アンテナの駆動機構が必要となり、レーダシステムの装置構成が複雑になる。そして、飛行体Ｆの傾斜速度と比べて、アンテナの駆動速度が遅いときには、レーダ表示装置の表示画面が見にくくなる。

【0009】

そこで、前記課題を解決するために、本開示は、レーダ装置が地面及び／又は海面に対して傾斜したとしても、レーダ装置の傾斜に応答してアンテナの指向方向を駆動する機構を必要とすることなく、レーダ装置から見た全ての方向でほぼ同様に背景反射及びクラッタによる受信強度を除去したうえで、目標による受信強度を抽出することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前記課題を解決するために、送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面に向くほど、全体の受信強度の減衰量を大きくする一方、送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面から離れるほど、全体の受信強度の減衰量を小さくすることとした。そして、送受信ビームの指向方向の傾斜角度に応じて、ドップラ・測角処理結果を補正することとした。

【0011】

具体的には、本開示は、地面及び／又は海面に対するレーダ装置の送受信アンテナの傾斜角度に関するレーダ傾斜情報を取得するレーダ傾斜情報取得部と、前記レーダ装置からの距離が近い反射物体による前記レーダ装置の受信強度ほど大きく減衰させるにあたり、前記レーダ傾斜情報に基づいて、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面に向くほど、前記レーダ装置の受信強度の減衰量を大きくする一方、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面から離れるほど、前記レーダ装置の受信強度の減衰量を小さくするレーダ受信強度減衰部と、前記レーダ受信強度減衰部が出力した前記レーダ装置の受信強度において、ドップラ処理に基づいて、地面及び／又は海面からのレーダ反射強度を抑圧し、地面及び／又は海面に対して動く目標の移動速度を計測し、測角処理に基づいて、地面及び／又は海面に対して動く目標の存在方向を計測するドップラ・測角処理部と、を備えることを特徴とするレーダ目標検出装置である。

【0012】

また、本開示は、地面及び／又は海面に対するレーダ装置の送受信アンテナの傾斜角度に関するレーダ傾斜情報を取得するレーダ傾斜情報取得ステップと、前記レーダ装置からの距離が近い反射物体による前記レーダ装置の受信強度ほど大きく減衰させるにあたり、前記レーダ傾斜情報に基づいて、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面に向くほど、前記レーダ装置の受信強度の減衰量を大きくする一方、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面から離れるほど、前記レーダ装置の受信強度の減衰量を小さくするレーダ受信強度減衰ステップと、前記レーダ受信強度減衰ステップで出力した前記レーダ装置の受信強度において、ドップラ処理に基づいて、地面及び／又は海面からのレーダ反射強度を抑圧し、地面及び／又は海面に対して動く目標の移動速度を計測し、測角処理に基づいて、地面及び／又は海面に対して動く目標の存在方向を計測するドップラ・測角処理ステップと、を順にコンピュータに実行させるためのレーダ目標検出プログラムである。

【0013】

これらの構成によれば、レーダ装置が地面及び／又は海面に対して傾斜したとしても、レーダ装置の傾斜に応答してアンテナの指向方向を駆動する機構を必要とすることなく、レーダ装置から見た全ての方向でほぼ同様に背景反射及びクラッタによる受信強度を除去したうえで、目標による受信強度を抽出することができる。そして、背景反射及びクラッタによる受信強度を除去したうえで、ドップラ・測角処理を実行することができる。

【0014】

また、本開示は、前記ドップラ・測角処理部は、前記ドップラ処理において、前記レーダ傾斜情報に基づいて、地面及び／又は海面からのレーダ反射強度の抑圧を補正し、地面及び／又は海面に対して動く目標の移動速度を補正し、前記測角処理において、前記レーダ傾斜情報に基づいて、地面及び／又は海面に対して動く目標の存在方向を補正することを特徴とするレーダ目標検出装置である。

【0015】

この構成によれば、レーダ装置が地面及び／又は海面に対して傾斜したとしても、レーダ装置の傾斜に応答してアンテナの指向方向を駆動する機構を必要とすることなく、レーダ装置の傾斜がないかのように、ドップラ・測角処理結果を補正することができる。

【0016】

具体的には、本開示は、地面及び／又は海面に対するレーダ装置の送受信アンテナの傾斜角度に関するレーダ傾斜情報を取得するレーダ傾斜情報取得部と、前記レーダ装置からの距離が近い反射物体による前記レーダ装置の受信強度ほど大きく減衰させるにあたり、前記レーダ傾斜情報に基づいて、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面に向くほど、前記レーダ装置の受信強度の減衰量を大きくする一方、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面から離れるほど、前記レーダ装置の受信強度の減衰量を小さくするレーダ受信強度減衰部と、前記レーダ受信強度減衰部が出力した前記レーダ装置の受信強度において、距離及び方位に沿った平滑化処理に基づいて、小型の目標からのレーダ反射強度を抑圧し、測角処理に基づいて、大型の目標の存在方向を計測する平滑化・測角処理部と、を備えることを特徴とするレーダ目標検出装置である。

【0017】

また、本開示は、地面及び／又は海面に対するレーダ装置の送受信アンテナの傾斜角度に関するレーダ傾斜情報を取得するレーダ傾斜情報取得ステップと、前記レーダ装置からの距離が近い反射物体による前記レーダ装置の受信強度ほど大きく減衰させるにあたり、前記レーダ傾斜情報に基づいて、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面に向くほど、前記レーダ装置の受信強度の減衰量を大きくする一方、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面から離れるほど、前記レーダ装置の受信強度の減衰量を小さくするレーダ受信強度減衰ステップと、前記レーダ受信強度減衰ステップで出力した前記レーダ装置の受信強度において、距離及び方位に沿った平滑化処理に基づいて、小型の目標からのレーダ反射強度を抑圧し、測角処理に基づいて、大型の目標の存在方向を計測する平滑化・測角処理ステップと、を順にコンピュータに実行させるためのレーダ目標検出プログラムである。

【0018】

これらの構成によれば、レーダ装置が地面及び／又は海面に対して傾斜したとしても、レーダ装置の傾斜に応答してアンテナの指向方向を駆動する機構を必要とすることなく、レーダ装置から見た全ての方向でほぼ同様に背景反射及びクラッタによる受信強度を除去したうえで、目標による受信強度を抽出することができる。そして、背景反射及びクラッタによる受信強度を除去したうえで、平滑化・測角処理を実行することができる。

【0019】

また、本開示は、前記平滑化・測角処理部は、前記測角処理において、前記レーダ傾斜情報に基づいて、大型の目標の存在方向を補正することを特徴とするレーダ目標検出装置である。

【0020】

この構成によれば、レーダ装置が地面及び／又は海面に対して傾斜したとしても、レーダ装置の傾斜に応答してアンテナの指向方向を駆動する機構を必要とすることなく、レーダ装置の傾斜がないかのように、測角処理結果を補正することができる。

【0021】

また、本開示は、地面及び／又は海面からの前記レーダ装置の送受信アンテナの高度に関するレーダ高度情報を取得するレーダ高度情報取得部、をさらに備え、前記レーダ受信強度減衰部は、前記レーダ傾斜情報に基づいて、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面に向いていると判断したときに、前記レーダ高度情報に基づいて、前記レーダ装置の送受信アンテナの高度が地面及び／又は海面から低いほど、前記レーダ装置から反射物体までの距離の増加に対する前記レーダ装置の受信強度の減衰量の減少を速やかにする一方、前記レーダ装置の送受信アンテナの高度が地面及び／又は海面から高いほど、前記レーダ装置から反射物体までの距離の増加に対する前記レーダ装置の受信強度の減衰量の減少を緩やかにすることを特徴とするレーダ目標検出装置である。

【0022】

この構成によれば、レーダ装置が地面及び／又は海面から任意の高度にあっても、レーダ装置から見た全ての方向でほぼ同様に背景反射及びクラッタによる受信強度を除去したうえで、目標による受信強度を抽出することができる。

【0023】

また、本開示は、地面及び／又は海面に対する前記レーダ装置の送受信アンテナの傾斜角度と、前記レーダ装置から反射物体までの距離と前記レーダ装置の受信強度の減衰量との関係と、を対応付ける減衰量テーブルを格納する減衰量テーブル格納部、をさらに備え、前記レーダ受信強度減衰部は、前記レーダ傾斜情報及び前記減衰量テーブルに基づいて、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面に向くほど、前記レーダ装置の受信強度の減衰量を大きくする一方、前記レーダ装置の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面から離れるほど、前記レーダ装置の受信強度の減衰量を小さくすることを特徴とするレーダ目標検出装置である。

【0024】

この構成によれば、レーダ装置の運用前に減衰量テーブルを予め格納することにより、レーダ装置の傾斜時に全体の受信強度の減衰量を即時に設定することができる。

【発明の効果】

【0025】

このように、本開示は、レーダ装置が地面及び／又は海面に対して傾斜したとしても、レーダ装置の傾斜に応答してアンテナの指向方向を駆動する機構を必要とすることなく、レーダ装置から見た全ての方向でほぼ同様に背景反射及びクラッタによる受信強度を除去したうえで、目標による受信強度を抽出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】従来技術の受信強度の減衰方法を示す図である。

【図2】従来技術の前方及び後方での受信強度の減衰方法を示す図である。

【図3】第１実施形態のレーダシステムの構成を示す図である。

【図4】第１実施形態の減衰量テーブルの内容を示す図である。

【図5】第１実施形態のクラッタ除去の手順を示すフローチャートである。

【図6】第１実施形態の前方及び後方での受信強度の減衰方法を示す図である。

【図7】第１実施形態の前方及び後方での受信強度の減衰方法を示す図である。

【図8】第２実施形態のレーダシステムの構成を示す図である。

【図9】第２実施形態の減衰量テーブルの内容を示す図である。

【図10】第２実施形態のクラッタ除去の手順を示すフローチャートである。

【図11】第２実施形態の低高度及び高高度での受信強度の減衰方法を示す図である。

【図12】本開示のドップラ・測角処理部の構成を示す図である。

【図13】本開示のドップラ・測角処理の手順を示すフローチャートである。

【図14】本開示のドップラ・測角処理の手順を示す図である。

【図15】本開示の傾斜角度に基づくドップラ補正の内容を示す図である。

【図16】本開示の傾斜角度に基づく測角補正の内容を示す図である。

【図17】本開示の平滑化・測角処理部の構成を示す図である。

【図18】本開示の平滑化・測角処理の手順を示すフローチャートである。

【図19】本開示の平滑化・測角処理の手順を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

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。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

【0028】

（第１実施形態のクラッタ除去）
第１実施形態のレーダシステムの構成を図３に示す。レーダシステムＲは、レーダ送受信装置１、レーダ目標検出装置２、レーダ表示装置３及び傾斜・方位角検出装置４から構成される。レーダ送受信装置１は、波形生成部１１、レーダ送信部１２、サーキュレータ１３、アンテナ１４－１、１４－２、モータ駆動部１５、回転軸モータ１６、方位角回転軸１７、レーダ減衰部１８－１、１８－２及びレーダ受信部１９－１、１９－２から構成される。レーダ目標検出装置２は、傾斜・方位角情報取得部２１、減衰量テーブル格納部２２、受信強度減衰部２３、ドップラ・測角処理部２４及び平滑化・測角処理部２５から構成される。レーダ目標検出装置２は、図５、１３、１８で後述するレーダ目標検出プログラムをコンピュータにインストールすることにより、実現することができる。

【0029】

レーダ送信部１２は、波形生成部１１、サーキュレータ１３及びアンテナ１４－１を使用し、目標及びクラッタへの照射信号を送信する。レーダ受信部１９－１、１９－２は、それぞれ、アンテナ１４－１、１４－２を使用し、目標及びクラッタからの反射信号を受信する。レーダ減衰部１８－１、１８－２は、それぞれ、レーダ送受信装置１からの距離が近い反射物体によるレーダ送受信装置１の受信強度ほど大きく減衰させる。受信系統を２系統も備えているのは、位相モノパルス等による測角処理を行うためである。

【0030】

方位角回転軸１７は、アンテナ１４－１、１４－２を方位角方向に回転させる駆動機構である。回転軸モータ１６は、方位角回転軸１７を回転させるモータである。モータ駆動部１５は、回転軸モータ１６を駆動する制御部である。レーダ送受信装置１は、方位角回転軸１７及び回転軸モータ１６を備えているが、後述する理由から、ロール軸及びピッチ軸並びにロール軸モータ及びピッチ軸モータを備えなくてもよい。

【0031】

ドップラ・測角処理部２４は、図１２～１６で後述するドップラ・測角処理を実行する。平滑化・測角処理部２５は、図１７～１９で後述する平滑化・測角処理を実行する。

【0032】

傾斜・方位角検出装置４は、地面及び／又は海面に対するレーダ送受信装置１のアンテナ１４－１、１４－２の傾斜角度に関する傾斜情報と、レーダ送受信装置１のアンテナ１４－１、１４－２の方位角方向に関する方位角情報と、を生成する。傾斜・方位角検出装置４として、ロール方向及びピッチ方向の傾斜角度を検出するジャイロ装置と、方位角方向を検出する方位角回転軸１７のセンサ装置と、の組み合わせなどが挙げられる。

【0033】

傾斜・方位角情報取得部２１は、地面及び／又は海面に対するレーダ送受信装置１のアンテナ１４－１、１４－２の傾斜角度に関する傾斜情報と、レーダ送受信装置１のアンテナ１４－１、１４－２の方位角方向に関する方位角情報と、を取得する。減衰量テーブル格納部２２は、地面及び／又は海面に対するレーダ送受信装置１のアンテナ１４－１、１４－２の傾斜角度と、レーダ送受信装置１から反射物体までの距離とレーダ送受信装置１の受信強度の減衰量との関係と、を対応付ける減衰量テーブルを格納する。

【0034】

受信強度減衰部２３は、傾斜情報及び減衰量テーブルに基づいて、レーダ送受信装置１の受信強度の減衰量を設定したうえで、レーダ減衰部１８－１、１８－２を制御する。具体的には、受信強度減衰部２３は、レーダ送受信装置１の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面に向くほど、レーダ送受信装置１の受信強度の減衰量を大きくする。その一方で、受信強度減衰部２３は、レーダ送受信装置１の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面から離れるほど、レーダ送受信装置１の受信強度の減衰量を小さくする。

【0035】

まず、レーダ送受信装置１の運用前に、減衰量テーブルを予め格納する段階について説明する。第１実施形態の減衰量テーブルの内容を図４に示す。原則として、レーダ送受信装置１からの距離が近いほど、全体の受信強度の減衰量を大きくする。

【0036】

送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面に平行であり、送受信ビームの傾斜角度がθ_２＝０であるときについて説明する。送受信ビームのゲインの方向依存性及び送受信ビームの傾斜角度θ_２＝０に基づいて、（１）レーダ送受信装置１の近傍での全体の受信強度の減衰量をＡ_２に設定し、（２）全体の受信強度の減衰を行うレーダ送受信装置１からの最大距離をＲ_２に設定し、（３）（全体の受信強度の減衰量Ａ）∝１／（レーダ送受信装置１からの距離Ｒ）^ｄに設定する。ここで、指数ｄは、レーダ方程式を考慮して４程度であってもよく、地面及び／又は海面での面内反射を考慮して２程度であってもよい。

【0037】

送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面に向いており、送受信ビームの傾斜角度がθ_１＜０であるときについて説明する。送受信ビームのゲインの方向依存性及び送受信ビームの傾斜角度θ_１＜０に基づいて、（１）レーダ送受信装置１の近傍での全体の受信強度の減衰量をＡ_１に設定し、（２）全体の受信強度の減衰を行うレーダ送受信装置１からの最大距離をＲ_１に設定し、（３）（全体の受信強度の減衰量Ａ）∝１／（レーダ送受信装置１からの距離Ｒ）^ｄ－δに設定する。ここで、減衰量Ａ_１は、減衰量Ａ_２より大きく、最大距離Ｒ_１は、最大距離Ｒ_２より長く、指数ｄ－δは、指数ｄより小さい。

【0038】

送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面から離れており、送受信ビームの傾斜角度がθ_３＞０であるときについて説明する。送受信ビームのゲインの方向依存性及び送受信ビームの傾斜角度θ_３＞０に基づいて、（１）レーダ送受信装置１の近傍での全体の受信強度の減衰量をＡ_３に設定し、（２）全体の受信強度の減衰を行うレーダ送受信装置１からの最大距離をＲ_３に設定し、（３）（全体の受信強度の減衰量Ａ）∝１／（レーダ送受信装置１からの距離Ｒ）^ｄ＋δに設定する。ここで、減衰量Ａ_３は、減衰量Ａ_２より小さく、最大距離Ｒ_３は、最大距離Ｒ_２より短く、指数ｄ＋δは、指数ｄより大きい。

【0039】

次に、レーダ送受信装置１の傾斜時に、全体の受信強度の減衰量を即時に設定する段階について説明する。第１実施形態のクラッタ除去の手順を図５に示す。第１実施形態の前方及び後方での受信強度の減衰方法を図６及び図７に示す。

【0040】

図６の第１段に示したように、レーダシステムが搭載された飛行体Ｆが、前方方向に角度θ_Ｆだけ傾斜すると、後方側の送受信ビームＢＢの指向方向は、地面及び／又は海面Ｌから離れるが、前方側の送受信ビームＢＦの指向方向は、地面及び／又は海面Ｌに向く。

【0041】

図６の第２段を用いて、全体の受信強度の減衰前について説明する。後方では、クラッタ及び飛行体ＦＢによる受信強度が背景反射による受信強度に重畳され、背景反射による受信強度に重畳されたクラッタ及び飛行体ＦＢによる受信強度が表示閾値より大きく、クラッタ及び飛行体ＦＢがレーダ表示装置３に表示される。前方では、クラッタ及び飛行体ＦＦによる受信強度が背景反射による受信強度に重畳され、背景反射による受信強度に重畳されたクラッタ及び飛行体ＦＦによる受信強度が表示閾値より大きく、クラッタ及び飛行体ＦＦがレーダ表示装置３に表示される。ここで、飛行体Ｆが前方方向に角度θ_Ｆだけ傾斜しているため、前方での背景反射及びクラッタによる受信強度は、後方での背景反射及びクラッタによる受信強度より高い。

【0042】

図６の第３段を用いて、全体の受信強度の減衰量について説明する。傾斜・方位角情報取得部２１は、傾斜角度θ_Ｆに関する傾斜情報を取得する（ステップＳ１）。受信強度減衰部２３は、図４に示した減衰量テーブルを参照し（ステップＳ２）、傾斜情報及び減衰量テーブルに基づいて、全体の受信強度の減衰量を設定する（ステップＳ３）。

【0043】

後方では、送受信ビームＢＢの傾斜角度が＋θ_Ｆである。よって、図４に示した減衰量テーブルのうちの、送受信ビームの傾斜角度がθ_３（＝＋θ_Ｆ）であるときの、全体の受信強度の減衰量が参照される。そして、（１）レーダ送受信装置１の近傍での全体の受信強度の減衰量がＡ_Ｂ（＝Ａ_３）に設定され、（２）全体の受信強度の減衰を行うレーダ送受信装置１からの最大距離がＲ_Ｂ（＝Ｒ_３）に設定され、（３）（全体の受信強度の減衰量Ａ）∝１／（レーダ送受信装置１からの距離Ｒ）^ｄ＋δに設定される。

【0044】

前方では、送受信ビームＢＦの傾斜角度が－θ_Ｆである。よって、図４に示した減衰量テーブルのうちの、送受信ビームの傾斜角度がθ_１（＝－θ_Ｆ）であるときの、全体の受信強度の減衰量が参照される。そして、（１）レーダ送受信装置１の近傍での全体の受信強度の減衰量がＡ_Ｆ（＝Ａ_１）に設定され、（２）全体の受信強度の減衰を行うレーダ送受信装置１からの最大距離がＲ_Ｆ（＝Ｒ_１）に設定され、（３）（全体の受信強度の減衰量Ａ）∝１／（レーダ送受信装置１からの距離Ｒ）^ｄ－δに設定される。

【0045】

図６の第４段を用いて、全体の受信強度の減衰後について説明する。ドップラ・測角処理部２４及び／又は平滑化・測角処理部２５は、それぞれの処理を実行する。

【0046】

後方では、クラッタ及び飛行体ＦＢによる受信強度が背景反射による受信強度から分離され、クラッタによる受信強度は表示閾値より小さく、クラッタはレーダ表示装置３に表示されず、飛行体ＦＢによる受信強度は表示閾値より大きく、飛行体ＦＢはレーダ表示装置３に表示される。前方でも、クラッタ及び飛行体ＦＦによる受信強度が背景反射による受信強度から分離され、クラッタによる受信強度は表示閾値より小さく、クラッタはレーダ表示装置３に表示されず、飛行体ＦＦによる受信強度は表示閾値より大きく、飛行体ＦＦはレーダ表示装置３に表示される。

【0047】

飛行体Ｆの傾斜角度θ_Ｆは、刻々と変化する。そこで、クラッタ除去処理を続行するときには（ステップＳ４でＮＯ）、ステップＳ１～Ｓ３を繰り返す。一方で、クラッタ除去処理を終了するときには（ステップＳ４でＹＥＳ）、クラッタ除去プログラムを終了する。

【0048】

ここで、飛行体Ｆの傾斜角度θ_Ｆの変化周波数は、アンテナ１４－１、１４－２の回転周波数（数Ｈｚ程度）と比較して小さいと考えられる。よって、アンテナ１４－１、１４－２の１回転周期において、ステップＳ１～Ｓ４を何回も実行する必要はない。

【0049】

アンテナ１４－１、１４－２の回転周期Ｐ１では、飛行体Ｆの傾斜角度θ_Ｆが正の方向に小さく、全体の受信強度の減衰量を前方では後方より若干大きく設定する。アンテナ１４－１、１４－２の回転周期Ｐ２では、飛行体Ｆの傾斜角度θ_Ｆが正の方向に大きく、全体の受信強度の減衰量を前方では後方より十分大きく設定する。アンテナ１４－１、１４－２の回転周期Ｐ３では、飛行体Ｆの傾斜角度θ_Ｆが０であり、全体の受信強度の減衰量を前方と後方とで等しく設定する。アンテナ１４－１、１４－２の回転周期Ｐ４では、飛行体Ｆの傾斜角度θ_Ｆが負の方向に大きく、全体の受信強度の減衰量を後方では前方より十分大きく設定する。アンテナ１４－１、１４－２の回転周期Ｐ５では、飛行体Ｆの傾斜角度θ_Ｆが負の方向に小さく、全体の受信強度の減衰量を後方では前方より若干大きく設定する。

【0050】

第１実施形態では、レーダ送受信装置１の運用前に、減衰量テーブルを予め格納する。ここで、第１の変形例として、レーダ送受信装置１の運用時に、クラッタ及び背景反射による受信強度の減衰程度がレーダ送受信装置１から見た全ての方向でほぼ同様になるように、全体の受信強度の減衰量をフィードバック制御してもよい。或いは、第２の変形例として、レーダ送受信装置１の運用時に、地面及び／又は海面Ｌの状態（例えば、海面での波高、波長及び波速など）に応じて、全体の受信強度の減衰量を機械学習してもよい。

【0051】

（第２実施形態のクラッタ除去）
第２実施形態のレーダシステムの構成を図８に示す。レーダシステムＲは、傾斜・方位角検出装置４に代えて傾斜・高度・方位角検出装置４’を備える。レーダ目標検出装置２は、傾斜・方位角情報取得部２１に代えて傾斜・高度・方位角情報取得部２１’を備える。レーダ目標検出装置２は、図１０、１３、１８で後述するレーダ目標検出プログラムをコンピュータにインストールすることにより、実現することができる。

【0052】

傾斜・高度・方位角検出装置４’は、地面及び／又は海面に対するレーダ送受信装置１のアンテナ１４－１、１４－２の傾斜角度に関する傾斜情報と、地面及び／又は海面からのレーダ送受信装置１のアンテナ１４－１、１４－２の高度に関する高度情報と、レーダ送受信装置１のアンテナ１４－１、１４－２の方位角方向に関する方位角情報と、を生成する。傾斜・高度・方位角検出装置４’として、ロール方向及びピッチ方向の傾斜角度を検出するジャイロ装置と、レーダを用いた高度計測装置と、方位角方向を検出する方位角回転軸１７のセンサ装置と、の組み合わせなどが挙げられる。

【0053】

傾斜・高度・方位角情報取得部２１’は、地面及び／又は海面に対するレーダ送受信装置１のアンテナ１４－１、１４－２の傾斜角度に関する傾斜情報と、地面及び／又は海面からのレーダ送受信装置１のアンテナ１４－１、１４－２の高度に関する高度情報と、レーダ送受信装置１のアンテナ１４－１、１４－２の方位角方向に関する方位角情報と、を取得する。実施形態２の減衰量テーブル格納部２２は、実施形態１の減衰量テーブル格納部２２に加えて、地面及び／又は海面に対するレーダ送受信装置１のアンテナ１４－１、１４－２の傾斜角度と、地面及び／又は海面からのレーダ送受信装置１のアンテナ１４－１、１４－２の高度と、レーダ送受信装置１から反射物体までの距離とレーダ送受信装置１の受信強度の減衰量との関係と、を対応付ける減衰量テーブルを格納する。

【0054】

実施形態２の受信強度減衰部２３は、実施形態１の受信強度減衰部２３に加えて、傾斜情報、高度情報及び減衰量テーブルに基づいて、レーダ送受信装置１の受信強度の減衰量を設定したうえで、レーダ減衰部１８－１、１８－２を制御する。具体的には、受信強度減衰部２３は、レーダ送受信装置１の送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面に向いていると判断したとする。そのときに、受信強度減衰部２３は、レーダ送受信装置１のアンテナ１４－１、１４－２の高度が地面及び／又は海面から低いほど、レーダ送受信装置１から反射物体までの距離の増加に対するレーダ送受信装置１の受信強度の減衰量の減少を速やかにする。その一方で、受信強度減衰部２３は、レーダ送受信装置１のアンテナ１４－１、１４－２の高度が地面及び／又は海面から高いほど、レーダ送受信装置１から反射物体までの距離の増加に対するレーダ送受信装置１の受信強度の減衰量の減少を緩やかにする。

【0055】

まず、レーダ送受信装置１の運用前に、減衰量テーブルを予め格納する段階について説明する。第２実施形態の減衰量テーブルの内容を図９に示す。原則として、レーダ送受信装置１からの距離が近いほど、全体の受信強度の減衰量を大きくする。

【0056】

送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面に向いており、送受信ビームの傾斜角度がθ_１＜０であるとともに、アンテナ１４－１、１４－２の高度が地面及び／又は海面にほぼ等しいＨ_１であるときについて説明する。送受信ビームのゲインの方向依存性、送受信ビームの傾斜角度θ_１＜０及びアンテナ１４－１、１４－２の高度Ｈ_１に基づいて、（１）レーダ送受信装置１の近傍での全体の受信強度の減衰量をＡ_１に設定し、（２）全体の受信強度の減衰を行うレーダ送受信装置１からの最大距離をＲ_１に設定し、（３）（全体の受信強度の減衰量Ａ）∝１／（レーダ送受信装置１からの距離Ｒ）^ｄ－δに設定する。ここで、図９の左欄に示した減衰量Ａは、図４の左欄に示した減衰量Ａと同様である。

【0057】

送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面に向いており、送受信ビームの傾斜角度がθ_１＜０であるとともに、アンテナ１４－１、１４－２の高度が地面及び／又は海面から低いＨ_２であるときについて説明する。送受信ビームのゲインの方向依存性、送受信ビームの傾斜角度θ_１＜０及びアンテナ１４－１、１４－２の高度Ｈ_２に基づいて、（１）レーダ送受信装置１の近傍での全体の受信強度の減衰量をＡ_１’に設定し、（２）全体の受信強度の減衰を行うレーダ送受信装置１からの最大距離をＲ_１’に設定し、（３）（全体の受信強度の減衰量Ａ）∝１／（レーダ送受信装置１からの距離Ｒ）^ｄ－δＬに設定する。ここで、減衰量Ａ_１’は、減衰量Ａ_１より小さく、最大距離Ｒ_１’は、最大距離Ｒ_１より長く、指数ｄ－δＬは、指数ｄ－δより小さい。その理由については、図１１を用いて後述する。

【0058】

送受信ビームの指向方向が地面及び／又は海面に向いており、送受信ビームの傾斜角度がθ_１＜０であるとともに、アンテナ１４－１、１４－２の高度が地面及び／又は海面から高いＨ_３であるときについて説明する。送受信ビームのゲインの方向依存性、送受信ビームの傾斜角度θ_１＜０及びアンテナ１４－１、１４－２の高度Ｈ_３に基づいて、（１）レーダ送受信装置１の近傍での全体の受信強度の減衰量をＡ_１”に設定し、（２）全体の受信強度の減衰を行うレーダ送受信装置１からの最大距離をＲ_１”に設定し、（３）（全体の受信強度の減衰量Ａ）∝１／（レーダ送受信装置１からの距離Ｒ）^ｄ－δＨに設定する。ここで、減衰量Ａ_１”は、減衰量Ａ_１’より小さく、最大距離Ｒ_１”は、最大距離Ｒ_１’より長く、指数ｄ－δＨは、指数ｄ－δＬより小さい。その理由については、図１１を用いて後述する。

【0059】

次に、レーダ送受信装置１の傾斜時に、全体の受信強度の減衰量を即時に設定する段階について説明する。第２実施形態のクラッタ除去の手順を図１０に示す。第２実施形態の低高度及び高高度での受信強度の減衰方法を図１１に示す。

【0060】

図１１の第１段に示したように、レーダシステムが搭載された飛行体Ｆが、前方方向に角度θ_Ｆだけ傾斜すると、前方側の送受信ビームＢＤの指向方向は、地面及び／又は海面Ｌに向く。そして、レーダシステムが搭載された飛行体Ｆが、低高度Ｈ_Ｌ（高高度Ｈ_Ｈ）を飛行するときに、前方側の送受信ビームＢＤの指向性は、レーダシステムから水平方向に近距離（遠距離）で地面及び／又は海面Ｌに交差する。

【0061】

図１１の第２段を用いて、全体の受信強度の減衰前について説明する。低高度では、クラッタ及び目標Ｔによる受信強度が背景反射による受信強度に重畳され、背景反射による受信強度に重畳されたクラッタ及び目標Ｔによる受信強度が表示閾値より大きく、クラッタ及び目標Ｔがレーダ表示装置３に表示される。高高度でも、クラッタ及び目標Ｔによる受信強度が背景反射による受信強度に重畳され、背景反射による受信強度に重畳されたクラッタ及び目標Ｔによる受信強度が表示閾値より大きく、クラッタ及び目標Ｔがレーダ表示装置３に表示される。ここで、低高度での背景反射による受信信号は、高高度での背景反射による受信信号より、強度が高い。そして、低高度での地面及び／又は海面クラッタによる受信信号は、高高度での地面及び／又は海面クラッタによる受信信号より、強度が高いが距離が短い。

【0062】

図１１の第３段を用いて、全体の受信強度の減衰量について説明する。傾斜・高度・方位角情報取得部２１’は、傾斜角度θ_Ｆに関する傾斜情報と、高度Ｈに関する高度情報と、を取得する（ステップＳ１’）。受信強度減衰部２３は、図９に示した減衰量テーブルを参照し（ステップＳ２）、傾斜情報、高度情報及び減衰量テーブルに基づいて、全体の受信強度の減衰量を設定する（ステップＳ３’）。

【0063】

低高度では、送受信ビームＢＤの傾斜角度が－θ_Ｆであり、アンテナ１４－１、１４－２の高度がＨ_Ｌである。よって、図９に示した減衰量テーブルのうちの、送受信ビームの傾斜角度がθ_１（＝－θ_Ｆ）であり、アンテナ１４－１、１４－２の高度がＨ_２（＝Ｈ_Ｌ）であるときの、全体の受信強度の減衰量が参照される。そして、（１）レーダ送受信装置１の近傍での全体の受信強度の減衰量がＡ_Ｌ（＝Ａ_１’）に設定され、（２）全体の受信強度の減衰を行うレーダ送受信装置１からの最大距離がＲ_Ｌ（＝Ｒ_１’）に設定され、（３）（全体の受信強度の減衰量Ａ）∝１／（レーダ送受信装置１からの距離Ｒ）^ｄ－δＬに設定される。

【0064】

高高度では、送受信ビームＢＤの傾斜角度が－θ_Ｆであり、アンテナ１４－１、１４－２の高度がＨ_Ｈである。よって、図９に示した減衰量テーブルのうちの、送受信ビームの傾斜角度がθ_１（＝－θ_Ｆ）であり、アンテナ１４－１、１４－２の高度がＨ_３（＝Ｈ_Ｈ）であるときの、全体の受信強度の減衰量が参照される。そして、（１）レーダ送受信装置１の近傍での全体の受信強度の減衰量がＡ_Ｈ（＝Ａ_１”）に設定され、（２）全体の受信強度の減衰を行うレーダ送受信装置１からの最大距離がＲ_Ｈ（＝Ｒ_１”）に設定され、（３）（全体の受信強度の減衰量Ａ）∝１／（レーダ送受信装置１からの距離Ｒ）^ｄ－δＨに設定される。

【0065】

図１１の第４段を用いて、全体の受信強度の減衰後について説明する。ドップラ・測角処理部２４及び／又は平滑化・測角処理部２５は、それぞれの処理を実行する。

【0066】

低高度では、クラッタ及び目標Ｔによる受信強度が背景反射による受信強度から分離され、クラッタによる受信強度は表示閾値より小さく、クラッタはレーダ表示装置３に表示されず、目標Ｔによる受信強度は表示閾値より大きく、目標Ｔはレーダ表示装置３に表示される。高高度でも、クラッタ及び目標Ｔによる受信強度が背景反射による受信強度から分離され、クラッタによる受信強度は表示閾値より小さく、クラッタはレーダ表示装置３に表示されず、目標Ｔによる受信強度は表示閾値より大きく、目標Ｔはレーダ表示装置３に表示される。

【0067】

飛行体Ｆの傾斜角度θ_Ｆ及び高度Ｈは、刻々と変化する。そこで、クラッタ除去処理を続行するときには（ステップＳ４でＮＯ）、ステップＳ１’～Ｓ３’を繰り返す。一方で、クラッタ除去処理を終了するときには（ステップＳ４でＹＥＳ）、クラッタ除去プログラムを終了する。

【0068】

ここで、飛行体Ｆの傾斜角度θ_Ｆ及び高度Ｈの変化周波数は、アンテナ１４－１、１４－２の回転周波数（数Ｈｚ程度）と比較して小さいと考えられる。よって、アンテナ１４－１、１４－２の１回転周期において、図７と同様にしてステップＳ１’～Ｓ４を何回も実行する必要はない。

【0069】

第２実施形態では、レーダ送受信装置１の運用前に、減衰量テーブルを予め格納する。ここで、第１の変形例として、レーダ送受信装置１の運用時に、クラッタ及び背景反射による受信強度の減衰程度がレーダ送受信装置１から見た全ての方向でほぼ同様になるように、全体の受信強度の減衰量をフィードバック制御してもよい。或いは、第２の変形例として、レーダ送受信装置１の運用時に、地面及び／又は海面Ｌの状態（例えば、海面での波高、波長及び波速など）に応じて、全体の受信強度の減衰量を機械学習してもよい。

【0070】

（本開示のドップラ・測角処理）
第１、２実施形態のレーダ目標検出装置２のドップラ・測角処理部２４について説明する。本開示のドップラ・測角処理部の構成を図１２に示す。本開示のドップラ・測角処理の手順を図１３のフローチャート及び図１４の受信信号に示す。ドップラ・測角処理部２４は、ドップラ処理部２４１－１、２４１－２、地面・海面除去部２４２－１、２４２－２、目標検出部２４３、測角処理部２４４及びレーダ表示出力部２４５から構成される。

【0071】

自機である飛行体Ｆ１の前方に、距離が近い順序で、建造物Ｂ（飛行体Ｆ１より高度が低い。）、他機である飛行体Ｆ２（飛行体Ｆ１より高度が高い。）、地形Ｈ（飛行体Ｆ１と高度がほぼ等しい。）及び雨域Ｃ（飛行体Ｆ１より高度が高い。）が存在するとする。

【0072】

ドップラ処理部２４１－１、２４１－２は、それぞれ、クラッタ除去後のアンテナ１４－１、１４－２の受信信号を入力する。クラッタ除去後のアンテナ１４－１、１４－２の受信信号では、飛行体Ｆ１の近傍のクラッタが抑圧されている。

【0073】

ドップラ処理部２４１－１、２４１－２は、それぞれ、クラッタ除去後のアンテナ１４－１、１４－２の受信信号に基づいて、目標の移動速度を計測する。そして、地面・海面除去部２４２－１、２４２－２は、それぞれ、ドップラ処理後のアンテナ１４－１、１４－２の受信信号に基づいて、地面及び／又は海面からのレーダ反射強度を抑圧する。さらに、ドップラ処理部２４１－１、２４１－２は、それぞれ、ドップラ処理後のアンテナ１４－１、１４－２の受信信号に基づいて、地面及び／又は海面に対して動く目標の移動速度を計測する（ステップＳ１１）。ドップラ処理後のアンテナ１４－１、１４－２の受信信号では、固定目標である建造物Ｂ及び地形Ｈからの反射強度が抑圧されている。そして、移動目標である飛行体Ｆ２からの反射強度が維持されている。なお、移動目標ではあるが空間的に広がる目標でもある雨域Ｃは、検出対象の目標以外と判定されている。

【0074】

目標検出部２４３は、ドップラ処理後のアンテナ１４－２の受信信号に基づいて、地面及び／又は海面に対して動く目標の距離を計測する。目標検出後のアンテナ１４－２の受信信号では、移動目標である飛行体Ｆ２の距離が計測されている。測角処理部２４４は、ドップラ処理後のアンテナ１４－１、１４－２の受信信号に基づいて、地面及び／又は海面に対して動く目標の存在方向を計測する（ステップＳ１２）。測角処理後のアンテナ１４－１、１４－２の受信信号では、移動目標である飛行体Ｆ２の仰角（飛行体Ｆ２の高度は飛行体Ｆ１の高度より高いため、飛行体Ｆ２の仰角は正である。）が計測されている。

【0075】

レーダ表示出力部２４５は、地面及び／又は海面に対して動く目標について、ドップラ処理部２４１－１、２４１－２から移動速度の情報を取得し、目標検出部２４３から距離の情報を取得し、測角処理部２４４から仰角の情報を取得し、傾斜・高度・方位角情報取得部２１’から高度及び方位角の情報を取得し、レーダ表示装置３にこれらの情報を出力する（ステップＳ１３）。そして、ドップラ・測角処理を続行するときには（ステップＳ１４でＮＯ）、ステップＳ１１～Ｓ１３を繰り返す。一方で、ドップラ・測角処理を終了するときには（ステップＳ１４でＹＥＳ）、ドップラ・測角処理プログラムを終了する。

【0076】

ここで、ドップラ処理部２４１－１、２４１－２は、レーダ傾斜情報に基づいて、目標の移動速度を補正する。そして、地面・海面除去部２４２－１、２４２－２は、レーダ傾斜情報に基づいて、地面及び／又は海面からのレーダ反射強度の抑圧を補正する。さらに、ドップラ処理部２４１－１、２４１－２は、レーダ傾斜情報に基づいて、地面及び／又は海面に対して動く目標の移動速度を補正する（ステップＳ１１のただし書き）。

【0077】

本開示の傾斜角度に基づくドップラ補正の内容を図１５に示す。ｘ、ｙ方向を水平面内とし、ｚ方向を鉛直方向とする。ｘｙｚ座標の原点に、自機である飛行体Ｆ１が存在し、＋ｙ軸方向から仰角方向にθ_Ｆだけずれた方向に、飛行体Ｆ１の送受信ビームＢＦが指向する。＋ｙ軸上に、他機である飛行体Ｆ２が存在し、＋ｙ軸方向から水平面内でφ_Ｖだけずれた方向に、飛行体Ｆ１に対する飛行体Ｆ２の相対速度Ｖが向く。

【0078】

すると、飛行体Ｆ１に対する飛行体Ｆ２の相対速度Ｖのうち、飛行体Ｆ１から見た飛行体Ｆ２のドップラ速度は、Ｖｃｏｓφ_Ｖ（ただし、飛行体Ｆ１から見て遠ざかる方向。）となるはずである。しかし、＋ｙ軸方向から仰角方向にθ_Ｆだけずれた方向に、飛行体Ｆ１の送受信ビームＢＦが指向している。よって、飛行体Ｆ１から見た飛行体Ｆ２のドップラ速度Ｖｃｏｓφ_Ｖのうち、実際に計測される飛行体Ｆ２のドップラ速度は、Ｖｃｏｓφ_Ｖｃｏｓθ_Ｆ（ただし、飛行体Ｆ１から見て遠ざかる方向。）となってしまう。そこで、実際に計測される飛行体Ｆ２のドップラ速度Ｖｃｏｓφ_Ｖｃｏｓθ_Ｆに基づいて、事後に補正された飛行体Ｆ２のドップラ速度として、Ｖｃｏｓφ_Ｖｃｏｓθ_Ｆ／ｃｏｓθ_Ｆ＝Ｖｃｏｓφ_Ｖ（ただし、飛行体Ｆ１から見て遠ざかる方向。）を計測すればよい。

【0079】

そして、測角処理部２４４は、レーダ傾斜情報に基づいて、地面及び／又は海面に対して動く目標の存在方向を補正する（ステップＳ１２のただし書き）。

【0080】

本開示の傾斜角度に基づく測角補正の内容を図１６に示す。ｘ、ｙ方向を水平面内とし、ｚ方向を鉛直方向とする。ｘｙｚ座標の原点に、自機である飛行体Ｆ１が存在し、＋ｙ軸方向から仰角方向にθ_Ｆだけずれた方向に、飛行体Ｆ１の送受信ビームＢＦが指向する。＋ｙ軸方向から仰角方向にθ_真値だけずれた方向に、他機である飛行体Ｆ２が存在する。

【0081】

すると、飛行体Ｆ１から見た飛行体Ｆ２の仰角は、θ_真値となるはずである。しかし、＋ｙ軸方向から仰角方向にθ_Ｆだけずれた方向に、飛行体Ｆ１の送受信ビームＢＦが指向している。よって、実際に計測される飛行体Ｆ１から見た飛行体Ｆ２の仰角は、θ_計測＝θ_真値－θ_Ｆとなってしまう。そこで、実際に計測される飛行体Ｆ１から見た飛行体Ｆ２の仰角θ_計測に基づいて、事後に補正された飛行体Ｆ１から見た飛行体Ｆ２の仰角として、θ_真値＝θ_計測＋θ_Ｆを計測すればよい。なお、図１５において、飛行体Ｆ１から見た飛行体Ｆ２の仰角が０である場合を考えている。ただ、図１５と異なり、飛行体Ｆ１から見た飛行体Ｆ２の仰角が０でない場合であっても、飛行体Ｆ１から見た飛行体Ｆ２の仰角を計測したうえで（図１６を参照。）、飛行体Ｆ１から見た飛行体Ｆ２のドップラ速度を計測すればよい（図１５を参照。ただし、飛行体Ｆ１から見た飛行体Ｆ２の仰角も考慮する。）。

【0082】

（本開示の平滑化・測角処理）
第１、２実施形態のレーダ目標検出装置２の平滑化・測角処理部２５について説明する。本開示の平滑化・測角処理部の構成を図１７に示す。本開示の平滑化・測角処理の手順を図１８のフローチャート及び図１９の受信信号に示す。平滑化・測角処理部２５は、平滑処理部２５１－１、２５１－２、目標検出部２５２、測角処理部２５３及びレーダ表示出力部２５４から構成される。

【0083】

自機である飛行体Ｆ１の前方に、距離が近い順序で、建造物Ｂ（飛行体Ｆ１より高度が低い。）、他機である飛行体Ｆ２（飛行体Ｆ１より高度が高い。）、地形Ｈ（飛行体Ｆ１と高度がほぼ等しい。）及び雨域Ｃ（飛行体Ｆ１より高度が高い。）が存在するとする。

【0084】

平滑化処理部２５１－１、２５１－２は、それぞれ、クラッタ除去後のアンテナ１４－１、１４－２の受信信号を入力する。クラッタ除去後のアンテナ１４－１、１４－２の受信信号では、飛行体Ｆ１の近傍のクラッタが抑圧されている。

【0085】

平滑化処理部２５１－１、２５１－２は、それぞれ、クラッタ除去後のアンテナ１４－１、１４－２の受信信号において、距離及び方位に沿った平滑化処理（所定の距離及び方位の範囲での平均処理）を実行する。そして、平滑化処理部２５１－１、２５１－２は、それぞれ、平滑化処理後のアンテナ１４－１、１４－２の受信信号において、小型の目標からのレーダ反射強度を抑圧する（ステップＳ２１）。平滑化処理後のアンテナ１４－１、１４－２の受信信号では、小型目標である飛行体Ｆ２からの反射強度が抑圧されている。そして、大型目標である建造物Ｂ、地形Ｈ及び雨域Ｃからの反射強度が維持されている。

【0086】

目標検出部２５２は、平滑化処理後のアンテナ１４－２の受信信号に基づいて、大型の目標の距離を計測する。目標検出後のアンテナ１４－２の受信信号では、大型目標である建造物Ｂ、地形Ｈ及び雨域Ｃの距離が計測されている。測角処理部２５３は、平滑化処理後のアンテナ１４－１、１４－２の受信信号に基づいて、大型の目標の存在方向を計測する（ステップＳ２２）。測角処理後のアンテナ１４－１、１４－２の受信信号では、大型の目標である建造物Ｂ、地形Ｈ及び雨域Ｃの仰角（建造物Ｂの高度は飛行体Ｆ１の高度より低いため、建造物Ｂの仰角は負である。地形Ｈの高度は飛行体Ｆ１の高度とほぼ等しいため、地形Ｈの仰角はほぼ０である。雨域Ｃの高度は飛行体Ｆ１の高度より高いため、雨域Ｃの仰角は正である。）が計測されている。

【0087】

レーダ表示出力部２５４は、大型の目標について、目標検出部２５２から距離の情報を取得し、測角処理部２５３から仰角の情報を取得し、傾斜・高度・方位角情報取得部２１’から高度及び方位角の情報を取得し、レーダ表示装置３にこれらの情報を出力する（ステップＳ２３）。そして、平滑化・測角処理を続行するときには（ステップＳ２４でＮＯ）、ステップＳ２１～Ｓ２３を繰り返す。一方で、平滑化・測角処理を終了するときには（ステップＳ２４でＹＥＳ）、平滑化・測角処理プログラムを終了する。

【0088】

ここで、測角処理部２５３は、レーダ傾斜情報に基づいて、大型の目標の存在方向を補正する（ステップＳ２２のただし書き）。

【0089】

本開示の傾斜角度に基づく測角補正の内容を図１６に示す。ｘ、ｙ方向を水平面内とし、ｚ方向を鉛直方向とする。ｘｙｚ座標の原点に、自機である飛行体Ｆ１が存在し、＋ｙ軸方向から仰角方向にθ_Ｆだけずれた方向に、飛行体Ｆ１の送受信ビームＢＦが指向する。＋ｙ軸方向から仰角方向にθ_真値だけずれた方向に、他機である飛行体Ｆ２が存在する。

【0090】

すると、飛行体Ｆ１から見た飛行体Ｆ２の仰角は、θ_真値となるはずである。しかし、＋ｙ軸方向から仰角方向にθ_Ｆだけずれた方向に、飛行体Ｆ１の送受信ビームＢＦが指向している。よって、実際に計測される飛行体Ｆ１から見た飛行体Ｆ２の仰角は、θ_計測＝θ_真値－θ_Ｆとなってしまう。そこで、実際に計測される飛行体Ｆ１から見た飛行体Ｆ２の仰角θ_計測に基づいて、事後に補正された飛行体Ｆ１から見た飛行体Ｆ２の仰角として、θ_真値＝θ_計測＋θ_Ｆを計測すればよい。

【産業上の利用可能性】

【0091】

本開示のレーダ目標検出装置及びレーダ目標検出プログラムは、揺れの激しい飛行体及び船舶などに搭載されるレーダ装置に対して、特に有用に適用することができる。

【符号の説明】

【0092】

Ｒ：レーダシステム
Ｆ、ＦＦ、ＦＢ、Ｆ１、Ｆ２：飛行体
Ｔ：目標
Ｂ：建造物
Ｈ：地形
Ｃ：雨域
ＢＦ、ＢＢ、ＢＤ：送受信ビーム
Ｌ：地面及び／又は海面
１：レーダ送受信装置
２：レーダ目標検出装置
３：レーダ表示装置
４：傾斜・方位角検出装置
４’：傾斜・高度・方位角検出装置
１１：波形生成部
１２：レーダ送信部
１３：サーキュレータ
１４－１、１４－２：アンテナ
１５：モータ駆動部
１６：回転軸モータ
１７：方位角回転軸
１８－１、１８－２：レーダ減衰部
１９－１、１９－２：レーダ受信部
２１：傾斜・方位角情報取得部
２１’：傾斜・高度・方位角情報取得部
２２：減衰量テーブル格納部
２３：受信強度減衰部
２４：ドップラ・測角処理部
２５：平滑化・測角処理部
２４１－１、２４１－２：ドップラ処理部
２４２－１、２４２－２：地面・海面除去部
２４３：目標検出部
２４４：測角処理部
２４５：レーダ表示出力部
２５１－１、２５１－２：平滑化処理部
２５２：目標検出部
２５３：測角処理部
２５４：レーダ表示出力部

【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】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】