特許 7596180 レーダ装置、飛しょう体および誘導プログラム

(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】2024-11-29

(45)【発行日】2024-12-09

(54)【発明の名称】レーダ装置、飛しょう体および誘導プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/68 20060101AFI20241202BHJP

   G01S 7/02 20060101ALI20241202BHJP

   G01S 3/46 20060101ALI20241202BHJP

   F41G 7/22 20060101ALI20241202BHJP

【ＦＩ】

G01S13/68

G01S7/02 218

G01S3/46

F41G7/22

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021031369

(22)【出願日】2021-03-01

(65)【公開番号】P2022132749

(43)【公開日】2022-09-13

【審査請求日】2024-01-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100140914

【弁理士】

【氏名又は名称】三苫 貴織

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100172524

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】100205350

【弁理士】

【氏名又は名称】狩野 芳正

(74)【代理人】

【識別番号】100117617

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 圭策

(72)【発明者】

【氏名】小山 卓哉

(72)【発明者】

【氏名】内山 裕貴

(72)【発明者】

【氏名】山岸 司

(72)【発明者】

【氏名】福場 真佑

(72)【発明者】

【氏名】池田 成臣

【審査官】▲高▼場 正光

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１２０９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２２３８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５５０２４４４（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／００ － Ｇ０１Ｓ ７／４２

Ｇ０１Ｓ １３／００ － Ｇ０１Ｓ １３／９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

飛しょう体に搭載され、クラッタ源表面の上にある目標に前記飛しょう体を誘導するために前記目標を検出するレーダ装置であって、
前記目標の上方からレーダ波を送信し、前記レーダ波が少なくとも前記目標で反射したレーダ反射波に含まれる第１期間反射波を受信するアンテナと、
前記レーダ波を送信してから前記第１期間反射波を受信するまでの時間と、前記第１期間反射波とに基づいて前記目標を検出する信号処理装置と
を備え、
送信された前記レーダ波が照射される照射角度の範囲は、前記クラッタ源表面の法線方向を含み、
前記第１期間反射波は、前記レーダ反射波のうち、前記レーダ波を送信してから第１時間が経過した第１時刻と、前記第１時刻から第１時間間隔が経過した第２時刻との間の第１期間に受信された部分であり、
前記アンテナは、前記レーダ反射波に含まれる、前記第１期間反射波とは別の第０期間反射波をさらに受信し、
前記第０期間反射波は、前記レーダ反射波のうち、前記第１時刻と、前記第１時刻までに前記第１時間間隔が経過する前の第０時刻との間の第０期間に受信された部分であり、
前記信号処理装置は、前記レーダ波を送信してから前記第０期間反射波を受信するまでの時間と、前記第０期間反射波とにさらに基づいて前記目標を検出し、
前記アンテナは、
第１領域に配置された第１アンテナ群と、
前記第１領域とは別の第２領域に配置された第２アンテナ群と
を備え、
前記第１アンテナ群は、前記レーダ反射波のうち、前記第１領域に到達する第１領域反射波を受信し、
前記第２アンテナ群は、前記レーダ反射波のうち、前記第２領域に到達する第２領域反射波を受信し、
前記レーダ装置は、
前記第１領域反射波と前記第２領域反射波の和を表すΣ信号と、前記第１領域反射波と前記第２領域反射波の差を表すΔ信号とを生成するモノパルスコンパレータ
をさらに備え、
前記信号処理装置は、前記Σ信号と前記Δ信号とにさらに基づいて前記目標を検出し、
前記信号処理装置は、
前記第１期間反射波のうち、前記第１アンテナ群が受信した第１期間第１領域反射波と、前記第２アンテナ群が受信した第１期間第２領域反射波との和を表す第１期間Σ信号と、
前記第１期間第１領域反射波と前記第１期間第２領域反射波との差を表す第１期間Δ信号と、
前記第０期間反射波のうち、前記第１アンテナ群が受信した第０期間第１領域反射波と、前記第２アンテナ群が受信した第０期間第２領域反射波との和を表す第０期間Σ信号と
を生成し、
前記信号処理装置は、
前記第１期間Σ信号の受信電力を表す第１期間Σ受信電力と、
前記第１期間Δ信号の受信電力を表す第１期間Δ受信電力と、
前記第０期間Σ信号の受信電力を表す第０期間Σ受信電力と
にさらに基づいて前記目標を検出し、
前記信号処理装置は、
前記第１期間Σ受信電力から所定のノイズレベルを引き算した第１電力差が第１閾値より大きく、かつ、
前記第１期間Σ受信電力から前記第０期間Σ受信電力を引き算した第２電力差が第２閾値より小さく、かつ、
前記第１期間Σ受信電力から前記第１期間Δ受信電力を引き算した第３電力差が第３閾値より大きい
ときに、前記レーダ波が前記第１期間反射波として反射された空間で前記目標を検出したと判定し、
前記第１閾値は、前記ノイズレベルと、前記レーダ反射波のうち、前記目標に由来する部分の受信電力を表す目標受信電力とに基づいて設定されており、
前記第２閾値は、前記レーダ反射波のうち、前記クラッタ源表面に由来する部分の受信電力を表すクラッタ受信電力と、前記目標受信電力とに基づいて設定されており、
前記第３閾値は、前記目標受信電力に基づいて設定されている、
レーダ装置。

【請求項2】

飛しょう体に搭載され、クラッタ源表面の上にある目標に前記飛しょう体を誘導するために前記目標を検出するレーダ装置であって、
前記目標の上方からレーダ波を送信し、前記レーダ波が少なくとも前記目標で反射したレーダ反射波に含まれる第１期間反射波を受信するアンテナと、
前記レーダ波を送信してから前記第１期間反射波を受信するまでの時間と、前記第１期間反射波とに基づいて前記目標を検出する信号処理装置と
を備え、
送信された前記レーダ波が照射される照射角度の範囲は、前記クラッタ源表面の法線方向を含み、
前記第１期間反射波は、前記レーダ反射波のうち、前記レーダ波を送信してから第１時間が経過した第１時刻と、前記第１時刻から第１時間間隔が経過した第２時刻との間の第１期間に受信された部分であり、
前記アンテナは、前記レーダ反射波に含まれる、前記第１期間反射波とは別の第０期間反射波をさらに受信し、
前記第０期間反射波は、前記レーダ反射波のうち、前記第１時刻と、前記第１時刻までに前記第１時間間隔が経過する前の第０時刻との間の第０期間に受信された部分であり、
前記信号処理装置は、前記レーダ波を送信してから前記第０期間反射波を受信するまでの時間と、前記第０期間反射波とにさらに基づいて前記目標を検出し、
前記アンテナは、
第１領域に配置された第１アンテナ群と、
前記第１領域とは別の第２領域に配置された第２アンテナ群と
を備え、
前記第１アンテナ群は、前記レーダ反射波のうち、前記第１領域に到達する第１領域反射波を受信し、
前記第２アンテナ群は、前記レーダ反射波のうち、前記第２領域に到達する第２領域反射波を受信し、
前記レーダ装置は、
前記第１領域反射波と前記第２領域反射波の和を表すΣ信号と、前記第１領域反射波と前記第２領域反射波の差を表すΔ信号とを生成するモノパルスコンパレータ
をさらに備え、
前記信号処理装置は、前記Σ信号と前記Δ信号とにさらに基づいて前記目標を検出し、
前記信号処理装置は、
前記第１期間反射波のうち、前記第１アンテナ群が受信した第１期間第１領域反射波と、前記第２アンテナ群が受信した第１期間第２領域反射波との和を表す第１期間Σ信号と、
前記第１期間第１領域反射波と前記第１期間第２領域反射波との差を表す第１期間Δ信号と、
前記第０期間反射波のうち、前記第１アンテナ群が受信した第０期間第１領域反射波と、前記第２アンテナ群が受信した第０期間第２領域反射波との和を表す第０期間Σ信号と
を生成し、
前記信号処理装置は、
前記第１期間Σ信号の受信電力を表す第１期間Σ受信電力と、
前記第１期間Δ信号の受信電力を表す第１期間Δ受信電力と、
前記第０期間Σ信号の受信電力を表す第０期間Σ受信電力と
にさらに基づいて前記目標を検出し、
前記アンテナは、前記レーダ反射波に含まれる、前記第０期間反射波とも前記第１期間反射波とも別の、前記レーダ波が少なくとも前記クラッタ源表面で反射した第２期間反射波を、前記第２時刻と、前記第２時刻から前記第１時間間隔が経過した第３時刻との間の第２期間にさらに受信し、
前記信号処理装置は、
前記第２期間反射波のうち、前記第１アンテナ群が受信した第２期間第１領域反射波と、前記第２アンテナ群が受信した第２期間第２領域反射波との和を表す第２期間Σ信号
をさらに生成し、
前記信号処理装置は、
前記第１期間Σ受信電力から所定のノイズレベルを引き算した第１電力差が第１閾値より大きく、かつ、
前記第１期間Σ受信電力から前記第０期間Σ受信電力を引き算した第２電力差が第２閾値より小さく、かつ、
前記第１期間Σ受信電力から前記第１期間Δ受信電力を引き算した第３電力差が第３閾値より大きく、かつ、
前記第２期間Σ信号の受信電力を表す第２期間Σ受信電力から前記第１期間Σ受信電力を引き算した第４電力差が第４閾値より大きい
ときに、前記レーダ波が前記第１期間反射波として反射された空間で前記目標を検出したと判定し、
前記第１閾値は、前記ノイズレベルと、前記レーダ反射波のうち、前記目標に由来する部分の受信電力を表す目標受信電力とに基づいて設定されており、
前記第２閾値は、前記レーダ反射波のうち、前記クラッタ源表面に由来する部分の受信電力を表すクラッタ受信電力と、前記目標受信電力とに基づいて設定されており、
前記第３閾値は、前記目標受信電力に基づいて設定されており、
前記第４閾値は、前記アンテナから前記クラッタ源表面までの距離と、前記レーダ波が前記第３時刻までに伝播する距離とが等しいときの、前記クラッタ受信電力と前記目標受信電力とに基づいて設定されている
レーダ装置。

【請求項3】

飛しょう体に搭載され、クラッタ源表面の上にある目標に前記飛しょう体を誘導するために前記目標を検出するレーダ装置であって、
前記目標の上方からレーダ波を送信し、前記レーダ波が少なくとも前記目標で反射したレーダ反射波に含まれる第１期間反射波を受信するアンテナと、
前記レーダ波を送信してから前記第１期間反射波を受信するまでの時間と、前記第１期間反射波とに基づいて前記目標を検出する信号処理装置と
を備え、
送信された前記レーダ波が照射される照射角度の範囲は、前記クラッタ源表面の法線方向を含み、
前記第１期間反射波は、前記レーダ反射波のうち、前記レーダ波を送信してから第１時間が経過した第１時刻と、前記第１時刻から第１時間間隔が経過した第２時刻との間の第１期間に受信された部分であり、
前記アンテナは、前記レーダ反射波に含まれる、前記第１期間反射波とは別の第０期間反射波をさらに受信し、
前記第０期間反射波は、前記レーダ反射波のうち、前記第１時刻と、前記第１時刻までに前記第１時間間隔が経過する前の第０時刻との間の第０期間に受信された部分であり、
前記信号処理装置は、前記レーダ波を送信してから前記第０期間反射波を受信するまでの時間と、前記第０期間反射波とにさらに基づいて前記目標を検出し、
前記アンテナは、
第１領域に配置された第１アンテナ群と、
前記第１領域とは別の第２領域に配置された第２アンテナ群と
を備え、
前記第１アンテナ群は、前記レーダ反射波のうち、前記第１領域に到達する第１領域反射波を受信し、
前記第２アンテナ群は、前記レーダ反射波のうち、前記第２領域に到達する第２領域反射波を受信し、
前記レーダ装置は、
前記第１領域反射波と前記第２領域反射波の和を表すΣ信号と、前記第１領域反射波と前記第２領域反射波の差を表すΔ信号とを生成するモノパルスコンパレータ
をさらに備え、
前記信号処理装置は、前記Σ信号と前記Δ信号とにさらに基づいて前記目標を検出し、
前記信号処理装置は、
前記第１期間反射波のうち、前記第１アンテナ群が受信した第１期間第１領域反射波と、前記第２アンテナ群が受信した第１期間第２領域反射波との和を表す第１期間Σ信号と、
前記第１期間第１領域反射波と前記第１期間第２領域反射波との差を表す第１期間Δ信号と、
前記第０期間反射波のうち、前記第１アンテナ群が受信した第０期間第１領域反射波と、前記第２アンテナ群が受信した第０期間第２領域反射波との和を表す第０期間Σ信号と
を生成し、
前記信号処理装置は、
前記第１期間Σ信号の受信電力を表す第１期間Σ受信電力と、
前記第１期間Δ信号の受信電力を表す第１期間Δ受信電力と、
前記第０期間Σ信号の受信電力を表す第０期間Σ受信電力と
にさらに基づいて前記目標を検出し、
前記アンテナは、前記レーダ反射波に含まれる、前記第０期間反射波とも前記第１期間反射波とも別の、前記レーダ波が少なくとも前記目標で反射した第２期間反射波を、前記第２時刻以降の第３時刻と、前記第３時刻から前記第１時間間隔が経過した第４時刻との間の第２期間にさらに受信し、
前記アンテナは、前記レーダ反射波に含まれる、前記第０期間反射波とも前記第１期間反射波とも前記第２期間反射波とも別の、前記レーダ波が少なくとも前記クラッタ源表面で反射した第３期間反射波を、前記第４時刻と、前記第４時刻から前記第１時間間隔が経過した第５時刻との間の第３期間にさらに受信し、
前記信号処理装置は、
前記第２期間反射波のうち、前記第１アンテナ群が受信した第２期間第１領域反射波と、前記第２アンテナ群が受信した第２期間第２領域反射波との和を表す第２期間Σ信号と、
前記第３期間反射波のうち、前記第１アンテナ群が受信した第３期間第１領域反射波と、前記第２アンテナ群が受信した第３期間第２領域反射波との和を表す第３期間Σ信号と
をさらに生成し、
前記信号処理装置は、
前記第１期間Σ受信電力から所定のノイズレベルを引き算した第１電力差が第１閾値より大きく、かつ、
前記第１期間Σ受信電力から前記第０期間Σ受信電力を引き算した第２電力差が第２閾値より小さく、かつ、
前記第１期間Σ受信電力から前記第１期間Δ受信電力を引き算した第３電力差が第３閾値より大きく、かつ、
前記第３期間Σ信号の受信電力を表す第３期間Σ受信電力から前記第２期間Σ信号の受信電力を表す第２期間Σ受信電力を引き算した第４電力差が第４閾値より大きい
ときに、前記レーダ波が前記第２期間反射波として反射された空間で前記目標を検出したと判定し、
前記第１閾値は、前記ノイズレベルと、前記レーダ反射波のうち、前記目標に由来する部分の受信電力を表す目標受信電力とに基づいて設定されており、
前記第２閾値は、前記レーダ反射波のうち、前記クラッタ源表面に由来する部分の受信電力を表すクラッタ受信電力と、前記目標受信電力とに基づいて設定されており、
前記第３閾値は、前記目標受信電力に基づいて設定されており、
前記第４閾値は、前記アンテナから前記クラッタ源表面までの距離と、前記レーダ波が前記第３時刻までに伝播する距離とが等しいときの、前記クラッタ受信電力と前記目標受信電力とに基づいて設定されている
レーダ装置。

【請求項4】

請求項２または３に記載のレーダ装置において、
前記信号処理装置は、
前記第４電力差が第４閾値より小さいときに、前記第１時間間隔を第２時間間隔だけ縮小し、
縮小された前記第１時間間隔を用いて前記検出の処理を繰り返す
レーダ装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載のレーダ装置において、
前記信号処理装置は、
前記第２電力差が前記第１閾値より小さいときに、前記第１時刻を前記第１時間間隔だけ遅延させ、
遅延された前記第１時刻を用いて前記検出の処理を繰り返す
レーダ装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載のレーダ装置において、
前記信号処理装置は、
前記第２電力差が第２閾値より大きいときに、前記照射角度の範囲を微調整し、
微調整された前記照射角度の範囲に前記レーダ波を送信して得られる前記Σ信号と前記Δ信号とに基づいて前記検出の処理を繰り返す
レーダ装置。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載のレーダ装置において、
前記信号処理装置は、
前記第２電力差が第３閾値より小さいときに、前記照射角度の範囲を微調整し、
微調整された前記照射角度の範囲に前記レーダ波を送信して得られる前記Σ信号と前記Δ信号とに基づいて前記検出の処理を繰り返す
レーダ装置。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか一項に記載のレーダ装置と、
前記レーダ装置が前記目標の検出に基づいて出力する信号に基づいて姿勢制御信号を生成する制御装置と、
前記姿勢制御信号に基づいて、前記飛しょう体が前記目標に向かって移動するように前記飛しょう体の姿勢を制御する姿勢制御装置と
を備える
飛しょう体。

【請求項9】

クラッタ源表面の上にある目標に飛しょう体を誘導する処理を、演算装置が実行することによって実現するためのレーダ装置の誘導プログラムであって、
前記目標の上方からレーダ波を送信し、前記レーダ波が少なくとも前記目標で反射したレーダ反射波に含まれる第１期間反射波をアンテナで受信することと、
前記レーダ波を送信してから前記第１期間反射波を受信するまでの時間と、前記第１期間反射波とに基づいて信号処理装置で前記目標を検出することと
を含み、
送信された前記レーダ波が照射される照射角度の範囲は、前記クラッタ源表面の法線方向を含み、
前記第１期間反射波は、前記レーダ反射波のうち、前記レーダ波を送信してから第１時間が経過した第１時刻と、前記第１時刻から第１時間間隔が経過した第２時刻との間の第１期間に受信された部分であり、
前記アンテナは、前記レーダ反射波に含まれる、前記第１期間反射波とは別の第０期間反射波をさらに受信し、
前記第０期間反射波は、前記レーダ反射波のうち、前記第１時刻と、前記第１時刻までに前記第１時間間隔が経過する前の第０時刻との間の第０期間に受信された部分であり、
前記信号処理装置は、前記レーダ波を送信してから前記第０期間反射波を受信するまでの時間と、前記第０期間反射波とにさらに基づいて前記目標を検出し、
前記アンテナは、
第１領域に配置された第１アンテナ群と、
前記第１領域とは別の第２領域に配置された第２アンテナ群と
を備え、
前記第１アンテナ群は、前記レーダ反射波のうち、前記第１領域に到達する第１領域反射波を受信し、
前記第２アンテナ群は、前記レーダ反射波のうち、前記第２領域に到達する第２領域反射波を受信し、
前記レーダ装置は、
前記第１領域反射波と前記第２領域反射波の和を表すΣ信号と、前記第１領域反射波と前記第２領域反射波の差を表すΔ信号とを生成するモノパルスコンパレータ
をさらに備え、
前記信号処理装置は、前記Σ信号と前記Δ信号とにさらに基づいて前記目標を検出し、
前記信号処理装置は、
前記第１期間反射波のうち、前記第１アンテナ群が受信した第１期間第１領域反射波と、前記第２アンテナ群が受信した第１期間第２領域反射波との和を表す第１期間Σ信号と、
前記第１期間第１領域反射波と前記第１期間第２領域反射波との差を表す第１期間Δ信号と、
前記第０期間反射波のうち、前記第１アンテナ群が受信した第０期間第１領域反射波と、前記第２アンテナ群が受信した第０期間第２領域反射波との和を表す第０期間Σ信号と
を生成し、
前記信号処理装置は、
前記第１期間Σ信号の受信電力を表す第１期間Σ受信電力と、
前記第１期間Δ信号の受信電力を表す第１期間Δ受信電力と、
前記第０期間Σ信号の受信電力を表す第０期間Σ受信電力と
にさらに基づいて前記目標を検出し、
前記信号処理装置は、
前記第１期間Σ受信電力から所定のノイズレベルを引き算した第１電力差が第１閾値より大きく、かつ、
前記第１期間Σ受信電力から前記第０期間Σ受信電力を引き算した第２電力差が第２閾値より小さく、かつ、
前記第１期間Σ受信電力から前記第１期間Δ受信電力を引き算した第３電力差が第３閾値より大きい
ときに、前記レーダ波が前記第１期間反射波として反射された空間で前記目標を検出したと判定し、
前記第１閾値は、前記ノイズレベルと、前記レーダ反射波のうち、前記目標に由来する部分の受信電力を表す目標受信電力とに基づいて設定されており、
前記第２閾値は、前記レーダ反射波のうち、前記クラッタ源表面に由来する部分の受信電力を表すクラッタ受信電力と、前記目標受信電力とに基づいて設定されており、
前記第３閾値は、前記目標受信電力に基づいて設定されている、
誘導プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はレーダ装置と、このレーダ装置を用いる飛しょう体と、このレーダ装置が用いる誘導プログラムに関し、例えば、飛しょう体を目標に誘導するために目標を検出するレーダ装置と、このレーダ装置を用いる飛しょう体と、このレーダ装置が用いる誘導プログラムとに好適に利用できるものである。

【背景技術】

【0002】

航空機などの飛しょう体を艦船などの目標に誘導するとき、飛しょう体に搭載されたレーダ装置で目標を捜索して追尾する手法がある。ここで、艦船の周囲の海面などの表面は、レーダ波を反射して強い電力を有するクラッタ波を生成するクラッタ源になり得る。その結果、レーダ装置が目標を検出するために鉛直下向き方向にレーダ波を送信すると、目標で反射されるレーダ反射波がクラッタ波に埋もれてしまい、検出が困難になる場合がある。

【0003】

このような問題を避けるために、海面などのクラッタ源表面との間のグレージング角を比較的小さくして、飛しょう体が艦船に対して斜めの方向から艦船を観測する手法がある。しかし、艦船にもレーダ装置が搭載されている場合には、グレージング角が比較的小さいときに飛しょう体が艦船のレーダ装置の覆域に入る。その結果、飛しょう体は艦船によって容易に発見される可能性がある。

【0004】

上記に関連して、特許文献１（特開昭６０－１５９６６８号公報）には、レーダ装置が開示されている。このレーダ装置は、モノパルス方式アンテナの和チャンネル信号とエレベーション差チャンネル信号を用いて、アンテナボアサイト軸上のアンテナから大地までの距離を測定する航空機搭載用のレーダ装置である。このレーダ装置は、距離追尾回路に高度センサからの高度信号と姿勢角センサからの機体ピッチ角信号に対応して距離ゲートの掃引範囲を制御する距離ゲート制御回路及び送信パルス幅を制御するパルス幅制御回路とを設けたことを特徴とする。

【0005】

また、特許文献２（特開２０００－３２９８４３号公報）には、レーダ高度計が開示されている。このレーダ高度計は、送受信アンテナを備える。このレーダ高度計は、送信アンテナの放射角度を変えるため複数個の送受共用の送信アンテナを各々角度をつけて取り付け、複数個の送信アンテナを順次切り替えることを特徴とする。

【0006】

また、特許文献３（特開２００５－３２６２２８号公報）には、レーダ装置が開示されている。このレーダ装置は、送受信アンテナを介して広帯域パルス信号を送信し、その反射波を受信信号として受信し、受信信号に基づいて目標を検出する。このレーダ装置は、レーダ高度推定手段と、記憶部と、制御装置と、レンジ圧縮手段と、クラッタ照射パターン算出手段と、クラッタ散乱断面積推定手段と、クラッタ抑圧手段と、目標検出手段とを備えることを特徴とする。このレーダ高度推定手段は、位置情報の入力に基づいてレーダ高度を推定する。この記憶部は、送受信アンテナの指向角度と受信信号とを対応付けて蓄積する。この制御装置は、送受信アンテナのアンテナパターンの指向角度をエレベーション方向に制御する。このレンジ圧縮手段は、送受信アンテナを介して受信した受信信号をパルス圧縮処理し、パルス圧縮処理後の受信信号を制御装置から受信した指向角度の情報と対応付けて記憶部に記憶させる。このクラッタ照射パターン算出手段は、推定されたレーダ高度と、制御装置からの指向角度の情報と、事前に計測した送受信アンテナのアンテナパターンとに基づいて、クラッタ照射パターンを算出する。このクラッタ散乱断面積推定手段は、算出されたクラッタ照射パターンと、記憶部に蓄積されたそれぞれの指向角度に対応するパルス圧縮処理後の受信信号とから、それぞれの受信信号におけるクラッタ散乱断面積を推定する。このクラッタ抑圧手段は、推定されたクラッタ散乱断面積を用いて、記憶部に蓄積されたそれぞれのパルス圧縮処理後の受信信号に対してクラッタ電力を抑圧したクラッタ抑圧信号を算出する。この目標検出手段は、算出されたクラッタ抑圧信号の中から目標を検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開昭６０－１５９６６８号公報

【文献】特開２０００－３２９８４３号公報

【文献】特開２００５－３２６２２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

クラッタ源表面の上にある目標を、目標の上方から検出することができるレーダ装置と、このレーダ装置を用いる飛しょう体と、このレーダ装置が用いる誘導プログラムとを提供する。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0009】

以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

【0010】

一実施の形態によれば、レーダ装置（２）は、飛しょう体（１）に搭載され、クラッタ源表面（９）の上にある目標（８）に飛しょう体（１）を誘導するために目標（８）を検出する。レーダ装置（２）は、アンテナ（２５）と、信号処理装置（２１）とを備える。アンテナ（２５）は、目標（８）の上方からレーダ波を送信し、レーダ波が少なくとも目標（８）で反射したレーダ反射波に含まれる第１期間反射波を受信する。信号処理装置（２１）は、レーダ波を送信してから第１期間反射波を受信するまでの時間と、第１期間反射波とに基づいて目標（８）を検出する。送信されたレーダ波が照射される照射角度の範囲（２０）は、クラッタ源表面（９）の法線方向を含む。
前記第１期間反射波は、前記レーダ反射波のうち、前記レーダ波を送信してから第１時間が経過した第１時刻と、前記第１時刻から第１時間間隔が経過した第２時刻との間の第１期間に受信された部分であり、前記アンテナは、前記レーダ反射波に含まれる、前記第１期間反射波とは別の第０期間反射波をさらに受信し、前記第０期間反射波は、前記レーダ反射波のうち、前記第１時刻と、前記第１時刻までに前記第１時間間隔が経過する前の第０時刻との間の第０期間に受信された部分であり、前記信号処理装置は、前記レーダ波を送信してから前記第０期間反射波を受信するまでの時間と、前記第０期間反射波とにさらに基づいて前記目標を検出し、前記アンテナは、第１領域に配置された第１アンテナ群と、前記第１領域とは別の第２領域に配置された第２アンテナ群とを備え、前記第１アンテナ群は、前記レーダ反射波のうち、前記第１領域に到達する第１領域反射波を受信し、前記第２アンテナ群は、前記レーダ反射波のうち、前記第２領域に到達する第２領域反射波を受信し、前記レーダ装置は、前記第１領域反射波と前記第２領域反射波の和を表すΣ信号と、前記第１領域反射波と前記第２領域反射波の差を表すΔ信号とを生成するモノパルスコンパレータをさらに備え、前記信号処理装置は、前記Σ信号と前記Δ信号とにさらに基づいて前記目標を検出し、前記信号処理装置は、前記第１期間反射波のうち、前記第１アンテナ群が受信した第１期間第１領域反射波と、前記第２アンテナ群が受信した第１期間第２領域反射波との和を表す第１期間Σ信号と、前記第１期間第１領域反射波と前記第１期間第２領域反射波との差を表す第１期間Δ信号と、前記第０期間反射波のうち、前記第１アンテナ群が受信した第０期間第１領域反射波と、前記第２アンテナ群が受信した第０期間第２領域反射波との和を表す第０期間Σ信号とを生成し、前記信号処理装置は、前記第１期間Σ信号の受信電力を表す第１期間Σ受信電力と、前記第１期間Δ信号の受信電力を表す第１期間Δ受信電力と、前記第０期間Σ信号の受信電力を表す第０期間Σ受信電力とにさらに基づいて前記目標を検出し、前記信号処理装置は、前記第１期間Σ受信電力から所定のノイズレベルを引き算した第１電力差が第１閾値より大きく、かつ、前記第１期間Σ受信電力から前記第０期間Σ受信電力を引き算した第２電力差が第２閾値より小さく、かつ、前記第１期間Σ受信電力から前記第１期間Δ受信電力を引き算した第３電力差が第３閾値より大きいときに、前記レーダ波が前記第１期間反射波として反射された空間で前記目標を検出したと判定し、前記第１閾値は、前記ノイズレベルと、前記レーダ反射波のうち、前記目標に由来する部分の受信電力を表す目標受信電力とに基づいて設定されており、前記第２閾値は、前記レーダ反射波のうち、前記クラッタ源表面に由来する部分の受信電力を表すクラッタ受信電力と、前記目標受信電力とに基づいて設定されており、前記第３閾値は、前記目標受信電力に基づいて設定されている。

【0011】

一実施の形態によれば、レーダ装置の誘導プログラムは、クラッタ源表面（９）の上にある目標（８）に飛しょう体（１）を誘導する処理を、演算装置が実行することによって実現するためのものである。誘導プログラムは、目標（８）の上方からレーダ波を送信し、レーダ波が少なくとも目標（８）で反射したレーダ反射波に含まれる第１期間反射波をアンテナで受信することと、レーダ波を送信してから第１期間反射波を受信するまでの時間と、第１期間反射波とに基づいて信号処理装置で目標（８）を検出することとを含む。送信されたレーダ波が照射される照射角度の範囲（２０）は、クラッタ源表面（９）の法線方向を含む。
前記第１期間反射波は、前記レーダ反射波のうち、前記レーダ波を送信してから第１時間が経過した第１時刻と、前記第１時刻から第１時間間隔が経過した第２時刻との間の第１期間に受信された部分であり、前記アンテナは、前記レーダ反射波に含まれる、前記第１期間反射波とは別の第０期間反射波をさらに受信し、前記第０期間反射波は、前記レーダ反射波のうち、前記第１時刻と、前記第１時刻までに前記第１時間間隔が経過する前の第０時刻との間の第０期間に受信された部分であり、前記信号処理装置は、前記レーダ波を送信してから前記第０期間反射波を受信するまでの時間と、前記第０期間反射波とにさらに基づいて前記目標を検出し、前記アンテナは、第１領域に配置された第１アンテナ群と、前記第１領域とは別の第２領域に配置された第２アンテナ群とを備え、前記第１アンテナ群は、前記レーダ反射波のうち、前記第１領域に到達する第１領域反射波を受信し、前記第２アンテナ群は、前記レーダ反射波のうち、前記第２領域に到達する第２領域反射波を受信し、前記レーダ装置は、前記第１領域反射波と前記第２領域反射波の和を表すΣ信号と、前記第１領域反射波と前記第２領域反射波の差を表すΔ信号とを生成するモノパルスコンパレータをさらに備え、前記信号処理装置は、前記Σ信号と前記Δ信号とにさらに基づいて前記目標を検出し、前記信号処理装置は、前記第１期間反射波のうち、前記第１アンテナ群が受信した第１期間第１領域反射波と、前記第２アンテナ群が受信した第１期間第２領域反射波との和を表す第１期間Σ信号と、前記第１期間第１領域反射波と前記第１期間第２領域反射波との差を表す第１期間Δ信号と、前記第０期間反射波のうち、前記第１アンテナ群が受信した第０期間第１領域反射波と、前記第２アンテナ群が受信した第０期間第２領域反射波との和を表す第０期間Σ信号とを生成し、前記信号処理装置は、前記第１期間Σ信号の受信電力を表す第１期間Σ受信電力と、前記第１期間Δ信号の受信電力を表す第１期間Δ受信電力と、前記第０期間Σ信号の受信電力を表す第０期間Σ受信電力とにさらに基づいて前記目標を検出し、前記信号処理装置は、前記第１期間Σ受信電力から所定のノイズレベルを引き算した第１電力差が第１閾値より大きく、かつ、前記第１期間Σ受信電力から前記第０期間Σ受信電力を引き算した第２電力差が第２閾値より小さく、かつ、前記第１期間Σ受信電力から前記第１期間Δ受信電力を引き算した第３電力差が第３閾値より大きいときに、前記レーダ波が前記第１期間反射波として反射された空間で前記目標を検出したと判定し、前記第１閾値は、前記ノイズレベルと、前記レーダ反射波のうち、前記目標に由来する部分の受信電力を表す目標受信電力とに基づいて設定されており、前記第２閾値は、前記レーダ反射波のうち、前記クラッタ源表面に由来する部分の受信電力を表すクラッタ受信電力と、前記目標受信電力とに基づいて設定されており、前記第３閾値は、前記目標受信電力に基づいて設定されている。

【発明の効果】

【0012】

一実施の形態によれば、クラッタ源表面の上にある目標を、目標の上方から検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、一実施の形態による飛しょう体の一構成例を示すブロック回路図である。

【図2A】図２Ａは、一関連技術による飛しょう体の目標に対するグレージング角の例を示す図である。

【図2B】図２Ｂは、一関連技術によるレーダ装置の、目標までの距離と、目標から得る反射波の受信電力との関係の一例を示すグラフである。

【図3A】図３Ａは、一実施の形態によるレーダ装置の一構成例を示すブロック回路図である。

【図3B】図３Ｂは、一実施の形態による信号処理装置の一構成例を示すブロック回路図である。

【図3C】図３Ｃは、一実施の形態によるアンテナの一構成例を示す平面図である。

【図4A】図４Ａは、一実施の形態による誘導プログラムの一構成例を示すフローチャートの前半部分である。

【図4B】図４Ｂは、一実施の形態による誘導プログラムの一構成例を示すフローチャートの後半部分である。

【図5】図５は、一実施の形態によるレーダ装置の、ビーム照射範囲とレンジ分解能との一例を示す図である。

【図6A】図６Ａは、一実施の形態によるレーダ装置が所定のレンジセルで得るレーダ反射波の反射源分布パターンの一例を示す図である。

【図6B】図６Ｂは、一実施の形態によるレーダ装置が所定のレンジセルで得るレーダ反射波の反射源分布パターンの一例を示す図である。

【図6C】図６Ｃは、一実施の形態によるレーダ装置が所定のレンジセルで得るレーダ反射波の反射源分布パターンの一例を示す図である。

【図6D】図６Ｄは、一実施の形態によるレーダ装置が所定のレンジセルで得るレーダ反射波の反射源分布パターンの一例を示す図である。

【図6E】図６Ｅは、一実施の形態によるレーダ装置が所定のレンジセルで得るレーダ反射波の反射源分布パターンの一例を示す図である。

【図7】図７は、一実施の形態によるレーダ装置の照射方向と目標との間の角度と、目標から得るレーダ反射波の受信電力との関係の一例を示すグラフである。

【図8A】図８Ａは、一実施の形態によるレーダ装置の、目標との距離と、目標から得る反射波の受信電力との関係の一例を示すグラフである。

【図8B】図８Ｂは、一実施の形態によるレーダ装置の、目標との距離と、目標から得る反射波の受信電力との関係の別の一例を示すグラフである。

【図9A】図９Ａは、一実施の形態によるレーダ装置の、目標との距離と、目標から得る反射波のΣ電力との関係の一例を示すグラフである。

【図9B】図９Ｂは、一実施の形態によるレーダ装置の、目標との角度と、目標から得るクラッタ反射波のΣクラッタ受信電力との関係の一例を示すグラフである。

【図9C】図９Ｃは、一実施の形態によるレーダ装置の、目標との角度と、目標から得るクラッタ反射波のΔクラッタ受信電力との関係の一例を示すグラフである。

【図10A】図１０Ａは、一実施の形態によるレーダ装置の、目標との距離と、目標から得る反射波のΔ電力との関係の一例を示すグラフである。

【図10B】図１０Ｂは、一実施の形態によるレーダ装置の、目標との角度と、目標から得る目標反射波のΣ目標受信電力との関係の一例を示すグラフである。

【図10C】図１０Ｃは、一実施の形態によるレーダ装置の、目標との角度と、目標から得る目標反射波のΔ目標受信電力との関係の一例を示すグラフである。

【図11A】図１１Ａは、一実施の形態による誘導プログラムの一構成例を示すフローチャートの前半部分である。

【図11B】図１１Ｂは、一実施の形態による誘導プログラムの一構成例を示すフローチャートの後半部分である。

【図12】図１２は、一実施の形態によるレーダ装置の、目標との距離と、目標から得る反射波の受信電力との関係の一例を示すグラフである。

【図13】図１３は、一実施の形態によるレーダ装置の、ビーム照射範囲とレンジ分解能との一例を示す図である。

【図14】図１４は、一実施の形態によるレーダ装置の、目標との距離と、目標から得る反射波の受信電力との関係の一例を示すグラフである。

【図15】図１５は、一実施の形態によるレーダ装置の、ビーム照射範囲とレンジ分解能との別の一例を示す図である。

【図16】図１６は、一実施の形態によるレーダ装置の、目標との距離と、目標から得る反射波の受信電力との関係の別の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

添付図面を参照して、本発明によるレーダ装置と、飛しょう体と、誘導プログラムとを実施するための形態を以下に説明する。

【0015】

（第１実施の形態）
図１に示すように、一実施の形態による飛しょう体１は、レーダ装置２と、制御装置３と、姿勢制御装置４と、推進装置５とを備えている。レーダ装置２は、目標を検出し、目標を検出したことを表す目標検出信号と、飛しょう体１に対する目標の相対位置を表す追尾角度制御信号とを生成して制御装置３に送信する。制御装置３は、追尾角度制御信号に基づいて、姿勢制御装置４を制御するための姿勢制御信号を生成して姿勢制御装置４に送信する。また、制御装置３は、目標検出信号に基づいて、推進装置５を制御するための推進制御信号を生成して推進装置５に送信する。姿勢制御装置４は、姿勢制御信号に基づいて動作し、飛しょう体１の姿勢を制御する。推進装置５は、推進制御信号に基づいて動作し、飛しょう体１の推進力を制御する。

【0016】

図２Ａに示すように、関連技術による飛しょう体１Ａは、レーダ装置２Ａを備えており、レーダ装置２Ａは目標である艦船８を検出距離Ｄ_Ａから検出し、この検出に基づいて飛しょう体１Ａは艦船８に向かって移動する。同様に、関連技術による飛しょう体１Ｂは、レーダ装置２Ｂを備えており、レーダ装置２Ｂは目標である艦船８を検出距離Ｄ_Ｂから検出し、この検出に基づいて飛しょう体１Ｂは艦船８に向かって移動する。

【0017】

図２Ａの例では、艦船８は海面９の上に存在する。厳密には、艦船８のうち、海面９の上に存在する部分が、目標として検出される対象である。

【0018】

艦船８は、飛しょう体１Ａ、１Ｂなどを検出するための、別のレーダ装置を備えている。この別のレーダ装置は、艦船レーダ覆域８１の内側に存在する飛しょう体１Ａを検出するが、艦船レーダ覆域８１の外側に存在する飛しょう体１Ｂを検出しない。この観点において、艦船８によって検出されずに艦船８に到達するためには、より低い高度Ｈ_Ａで移動する飛しょう体１Ａよりも、より高い高度Ｈ_Ｂで移動する飛しょう体１Ｂの方が有利である。ここで、飛しょう体１Ａの高度Ｈ_Ａの基準と、飛しょう体１Ｂの高度Ｈ_Ｂとの基準とは、いずれも海面９である。言い換えれば、飛しょう体１Ａから海面９までの距離を高度Ｈ_Ａと呼び、飛しょう体１Ｂから海面９までの距離を高度Ｈ_Ｂと呼ぶ。

【0019】

その一方で、飛しょう体１Ａ、１Ｂの高度Ｈ_Ａ、Ｈ_Ｂが高ければ高いほど、レーダ装置２Ａ、２Ｂによる艦船８の検出は困難である。飛しょう体１Ａ、１Ｂの高度Ｈ_Ａ、Ｈ_Ｂが高ければ高いほど、飛しょう体１Ａ、１Ｂのそれぞれと艦船８を結ぶ直線と、海面９との間のグレージング角Ａ_Ａ、Ａ_Ｂは大きい。グレージング角Ａ_Ａ、Ａ_Ｂが大きければ大きいほど、レーダ装置２Ａ、２Ｂが送信するレーダ波が海面９で反射したクラッタ反射波の受信電力が大きくなる。クラッタ反射波の受信電力が大きければ大きいほど、レーダ波が艦船８で反射した目標反射波とクラッタ反射波との区別がつきにくくなる。

【0020】

さらに、図２Ｂに示すように、レーダ装置２Ａが検出距離Ｄ_Ａから艦船８を検出し、レーダ装置２Ｂが検出距離Ｄ_Ｂから艦船８を検出するためには、目標反射波の受信電力である目標受信電力が、ノイズレベルより十分に高いことが好ましい。図２Ｂにおいて、グラフＧ_Ａは飛しょう体１Ａと艦船８の間の検出距離Ｄ_Ａと、レーダ装置２Ａが受信する海面９からのクラッタ反射波の受信電力との関係の一例を表す。同様に、グラフＧ_Ｂは飛しょう体１Ｂと艦船８の間の検出距離Ｄ_Ｂと、レーダ装置２Ｂが受信する海面９からのクラッタ反射波の受信電力との関係の一例を表す。なお、レーダ装置２Ａから海面９までの距離は高度Ｈ_Ａであるので、グラフＧ_Ａから読み取れるように、レーダ装置２Ａが検出距離Ｈ_Ａにおいて受信する電力は海面９からのクラッタ反射電力となる。同様に、レーダ装置２Ｂから海面９までの距離は高度Ｈ_Ｂであるので、グラフＧ_Ｂから読み取れるように、レーダ装置２Ｂが検出距離Ｈ_Ｂにおいて受信する電力は海面９からのクラッタ反射電力となる。

【0021】

このように、飛しょう体１Ａ、１Ｂが目標としての艦船８によって検出されないことと、飛しょう体１Ａ、１Ｂのレーダ装置２Ａ、２Ｂが目標としての艦船８を検出できることとは、トレードオフの関係にある。

【0022】

一実施の形態によれば飛しょう体１が鉛直下向き方向またはこれに近い方向にある艦船８を検出できることについて説明する。

【0023】

図３Ａに示すように、一実施の形態によるレーダ装置２は、信号処理装置２１と、送信機２２と、サーキュレータ２３と、モノパルスコンパレータ２４と、アンテナ２５と、受信機２６とを備えている。信号処理装置２１は、パルス符号発生器２１１と、目標検出処理部２１２と、追尾処理部２１３とを備えている。モノパルスコンパレータ２４は、Σ信号生成部２４１と、Δ信号生成部２４２とを備えている。アンテナ２５は、アンテナ素子２５１、２５２を備えている。

【0024】

図３Ｂに示すように、信号処理装置２１は、コンピュータなどの計算機として構成されていてもよい。図３Ｂの例では、信号処理装置２１は、バス２００と、演算装置２０１と、記憶装置２０２と、インタフェース２０５とを備えている。バス２００は、演算装置２０１、記憶装置２０２およびインタフェース２０５を、相互に通信可能に接続している。インタフェース２０５は、パルス符号発生器２１１と、制御装置３とに接続されている。

【0025】

演算装置２０１は、記憶装置２０２に格納されているプログラムを実行することによって信号処理装置２１の機能を実現する。記憶装置２０２は、目標検出処理部２１２の機能を実現するための目標検出プログラム２０３と、追尾処理部２１３の機能を実現するための追尾プログラム２０４とを格納している。目標検出プログラム２０３は、パルス符号発生器２１１を制御する機能をさらに実現してもよい。記憶装置２０２は、後述する観測処理を実現するための観測プログラムをさらに格納していてもよい。観測プログラムと、目標検出プログラム２０３と、追尾プログラム２０４との一部または全てを、レーダ装置２の機能を実現するために演算装置２０１が実行する誘導プログラムと総称してもよい。これらのプログラムは、記録媒体２０６から読み出されて記憶装置２０２に格納されてもよい。

【0026】

図３Ｃに示すように、一実施の形態によるアンテナ２５は、アンテナ素子２５１を含む第１アンテナ群２５３と、アンテナ素子２５２を含む第２アンテナ群２５４とを備えるアレイアンテナである。図３Ｃの例において、第１アンテナ群２５３は第１領域２５５に配置されており、第２アンテナ群２５４は第１領域２５５とは別の第２領域２５６に配置されている。第１領域２５５と第２領域２５６は、アンテナ２５の中心に対して点対称の位置関係にあってもよい。

【0027】

図４Ａと図４Ｂとのフローチャートを参照して、一実施の形態による飛しょう体１およびレーダ装置２の動作、すなわち一実施の形態による誘導プログラムの一構成例について説明する。なお、図４Ａと図４Ｂとは、一実施の形態による目標検出方法の一構成例を表しているとも言える。

【0028】

飛しょう体１が目標としての艦船８に十分に接近したとき、図４Ａと図４Ｂとのフローチャートが開始する。飛しょう体１が艦船８に十分に接近したことは、演算装置２０１が所定のプログラムを実行して検知してもよい。一例として、演算装置２０１が、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ：全球測位衛星システム）で測定した飛しょう体１の位置情報と、飛しょう体１に予め格納されている艦船８の位置情報とに基づいて、飛しょう体１が艦船８に十分に接近したことを検知してもよい。

【0029】

図４Ａと図４Ｂとのフローチャートが開始すると、ステップＳ０１においてレーダ装置２が観測処理を開始する。ステップＳ０１において、演算装置２０１は目標検出プログラム２０３を実行してパルス符号発生器２１１を制御する。パルス符号発生器２１１は、演算装置２０１の制御下で、パルス符号を発生する。送信機２２は、パルス符号に基づいてレーダ波を生成して出力する。レーダ波は、サーキュレータ２３と、Σ信号生成部２４１とを介してアンテナ２５に伝達され、第１アンテナ素子２５１を含む第１アンテナ群２５３と、第２アンテナ素子２５２を含む第２アンテナ群２５４とによって飛しょう体１の外部に送信される。

【0030】

レーダ波は、目標としての艦船８および／またはクラッタ源表面としての海面９で反射する。反射したレーダ波をレーダ反射波と呼ぶ。レーダ反射波は、第１アンテナ素子２５１を含む第１アンテナ群２５３と、第２アンテナ素子２５２を含む第２アンテナ群２５４とによって受信される。レーダ反射波のうち、第１アンテナ群２５３によって受信された部分を、第１領域反射波と呼ぶ。同様に、レーダ反射波のうち、第２アンテナ群２５４によって受信された部分を、第２領域反射波と呼ぶ。

【0031】

モノパルスコンパレータ２４は、第１領域反射波と第２領域反射波とをアンテナ２５から受信する。Σ信号生成部２４１は、第１領域反射波と第２領域反射波とに基づいて、第１領域反射波と第２領域反射波との和を表すΣ信号を生成する。Δ信号生成部２４２は、第１領域反射波と第２領域反射波とに基づいて、第１領域反射波と第２領域反射波との差を表すΔ信号を生成する。

【0032】

受信機２６は、Σ信号とΔ信号とを受信して信号処理装置２１に送信する。このとき、Σ信号はサーキュレータ２３を介してΣ信号生成部２４１から受信機２６に送信されてもよい。

【0033】

ステップＳ０２において、目標検出処理部２１２が目標検出処理を開始する。目標検出処理部２１２は、Σ信号を受信し、Σ信号のうち、レーダ波を送信してから所定の時間が経過した第１時刻から、この第１時刻から所定の時間間隔が経過した第２時刻までの時間間隔に受信したレーダ反射波に由来する部分を抽出する。同様に、目標検出処理部２１２は、Δ信号を受信し、Δ信号のうち、同じ時間間隔に受信したレーダ反射波に由来する部分を抽出する。

【0034】

Σ信号とΔ信号のそれぞれから一部を抽出することについて説明する。レーダ装置２と、艦船８または海面９との間で、レーダ波およびレーダ反射波が伝播する速度が一定かつ一様であるとき、レーダ波の送信時刻を基準とする所定の時間間隔に受信されたレーダ反射波とは、レーダ装置２がレーダ波を送信した位置を基準とする所定の領域で反射したレーダ反射波である。言い換えれば、レーダ波がレーダ装置２から送信された時刻から第１時刻までに伝播した距離が第１距離であり、レーダ波がレーダ装置２から送信された時刻から第２時刻までに伝播した距離が第２距離であるとき、第１時刻から第２時刻までの第１期間にレーダ装置２が受信したレーダ反射波は、第１距離の半分から第２距離の半分までの範囲に含まれる領域に存在する物体の表面で反射している。

【0035】

図５に示すように、海面９の上にある艦船８の上方に位置する飛しょう体１のレーダ装置２が艦船８に向けてレーダ波を送信するとき、レーダ波が送信される照射角度の範囲であるビーム照射範囲２０の内側の領域を、レーダ装置２からの距離に基づいて複数のレンジセルＲ_Ｎ－１、Ｒ_Ｎ、Ｒ_Ｎ＋１、Ｒ_Ｎ＋２、Ｒ_Ｎ＋３などに仮想的に分割することができる。例えば、レンジセルＲ_Ｎ－１として、ビーム照射範囲２０のうち、レーダ装置２からの距離がＤ_Ｎ－１からＤ_Ｎまでの空間を定義する。同様に、レンジセルＲ_Ｎとして、ビーム照射範囲２０のうち、レーダ装置２からの距離がＤ_ＮからＤ_Ｎ＋１までの空間を定義する。レンジセルＲ_Ｎ＋１として、ビーム照射範囲２０のうち、レーダ装置２からの距離がＤ_Ｎ＋１からＤ_Ｎ＋２までの空間を定義する。レンジセルＲ_Ｎ＋２として、ビーム照射範囲２０のうち、レーダ装置２からの距離がＤ_Ｎ＋２からＤ_Ｎ＋３までの空間を定義する。レンジセルＲ_Ｎ＋３として、ビーム照射範囲２０のうち、レーダ装置２からの距離がＤ_Ｎ＋３からＤ_Ｎ＋４までの空間を定義する。これらの定義は、例えば、信号処理装置２１の演算装置２０１が行う。このとき、それぞれのレンジセルの、レーダ装置２からの距離の方向の幅は一定であり、この幅をレンジ分解能ΔＲと呼ぶ。レンジ分解能ΔＲの値は、適宜な値が予め記憶装置２０２に格納されていてもよい。また、レンジ分解能ΔＲの適宜な初期値が予め記憶装置２０２に格納されており、演算装置２０１がレーダ反射波などに基づいてこの初期値を調節してレンジ分解能ΔＲの値を決定してもよい。なお、レンジセルの番号には、最大値Ｎｍａｘが設定されていてもよい。このとき、レーダ装置２の検索範囲は、ビーム照射範囲２０のうち、レーダ装置２からレンジセルＲ_Ｎｍａｘの外側表面までの範囲である。図５の表記にならえば、レーダ装置２の検索範囲は、ビーム照射範囲２０のうち、レーダ装置２から距離Ｄ_{Ｎｍａｘ＋１}までの範囲である。ここで、最大値Ｎｍａｘは、任意の数値に設定することができる。最大値Ｎｍａｘにより目標とクラッタ源の境界の捜索範囲が既定されるため、あらかじめ目標高度相当の適当な数値に最大値Ｎｍａｘを設定しておいても良いし、飛しょう体１の高度に応じて最大値Ｎｍａｘを制御しても良い。

【0036】

以降の説明では、各レンジセルの境界を、レーダ装置２からの距離で定義するが、これらの距離は、レーダ装置２からレーダ波が送信されてから経過した時間にそれぞれ対応し、したがってこれらの距離を対応する時間に読み替えることができることに注目されたい。例えば、距離としてのレンジ分解能ΔＲは、上記時間間隔に読み替えることができる。演算装置２０１において、受信したレーダ反射波を上記時間間隔ごとに分割することで、対応するレンジセルにおける反射電力に読み替えることができ、レンジごとの反射物の有無を分析することができる。

【0037】

なお、図５の例では、クラッタ源表面としての海面９は水平な平面に近似されており、飛しょう体１は海面９の法線方向である鉛直下向き方向に移動しており、レーダ装置２がレーダ波を送信する照射角度の範囲の中心も鉛直下向き方向であるが、一実施の形態はこの例に限定されない。一実施の形態は、例えば、クラッタ源表面が、水平方向に対して傾斜している地面であってもよい。この場合、飛しょう体１は地面の法線方向に移動していてもよい。また、レーダ装置２の照射角度の範囲にはクラッタ源表面の法線方向が含まれていることが好ましいが、照射角度の範囲の中心がクラッタ源表面の法線方向に一致していなくてもよい。このように移動することで、飛しょう体１が目標から発見されにくいことが期待される。例えば、図２Ａに示すように、艦船８の艦船レーダ覆域８１がクラッタ源表面としての海面９に対して平行な方向を中心に、海面９の法線方向に対して所定の角度の範囲まで広がっている場合、飛しょう体１が目標としての艦船８に接近するときに、艦船８の艦船レーダ覆域８１の外側を移動することができ、艦船８から発見されにくいことが期待される。また、クラッタ源表面の法線方向からレーダ波を照射することで、目標とクラッタ源表面の境界がレンジセルの境界と平行となり、目標からのレーダ反射波とクラッタ源からのレーダ反射波の分離が可能となる。

【0038】

図６Ａは、図５で示したレンジセルＲ_Ｎ－１の中に存在する反射物から得られるレーダ反射波の受信電力の分布に基づいて推定される反射源の分布を表す反射源分布パターン７０_Ｎ－１の一例を示す。ただし、図６Ａの例では、レンジセルＲ_Ｎ－１には艦船８も海面９も存在しない。したがって、レンジセルＲ_Ｎ－１ではレーダ波が艦船８または海面９で反射したレーダ反射波が得られておらず、反射源分布パターン７０_Ｎ－１は空白である。

【0039】

図６Ｂは、図５で示したレンジセルＲ_Ｎで得られるレーダ反射波の反射源分布パターン７０_Ｎの一例を示す。レンジセルＲ_Ｎには艦船８は存在するが海面９は存在しない。したがって、反射源分布パターン７０_Ｎにはレーダ波が艦船８で反射した目標反射パターン８０_Ｎが含まれている。

【0040】

図６Ｃは、図５で示したレンジセルＲ_Ｎ＋１で得られるレーダ反射波の反射源分布パターン７０_Ｎ＋１の一例を示す。レンジセルＲ_Ｎ＋１には艦船８は存在するが海面９は存在しない。したがって、反射源分布パターン７０_Ｎ＋１にはレーダ波が艦船８で反射した目標反射パターン８０_Ｎ＋１が含まれている。

【0041】

図６Ｄは、図５で示したレンジセルＲ_Ｎ＋２で得られるレーダ反射波の反射源分布パターン７０_Ｎ＋２の一例を示す。レンジセルＲ_Ｎ＋２には艦船８と海面９が存在する。したがって、反射源分布パターン７０_Ｎ＋２にはレーダ波が艦船８で反射した目標反射波の目標反射パターン８０_Ｎ＋２と、レーダ波が海面９で反射したクラッタ反射波のクラッタ反射パターン９０_Ｎ＋２とが含まれている。

【0042】

図６Ｅは、図５で示したレンジセルＲ_Ｎ＋３で得られるレーダ反射波の反射源分布パターン７０_Ｎ＋３の一例を示す。レンジセルＲ_Ｎ＋３には艦船８は存在しないが海面９は存在する。したがって、反射源分布パターン７０_Ｎ＋３にはレーダ波が海面９で反射したクラッタ反射波のクラッタ反射パターン９０_Ｎ＋３が含まれている。

【0043】

このように、レンジセルＲ_Ｎ－１、Ｒ_Ｎ、Ｒ_Ｎ＋１、Ｒ_Ｎ＋２、Ｒ_Ｎ＋３などのそれぞれに対応する成分を、目標検出処理部２１２は、Σ信号とΔ信号とのそれぞれから抽出する。

【0044】

図７は、レーダ装置２の照射方向と目標との間の角度と、目標から得るレーダ反射波の受信電力との関係の一例を示す。図７は２つのグラフＧ_１ΣとＧ_１Δとを含む。グラフＧ_１Σは、Σ信号の受信電力であるΣ電力を表す。グラフＧ_１Δは、Δ信号の受信電力であるΔ電力を表す。レーダ装置２の照射方向と目標との間の角度がゼロのとき、言い換えればレーダ装置２の照射角度の範囲の中心となる方向に目標が存在するときに、Σ電力は最大になり、Δ電力はゼロになる。

【0045】

目標検出処理部２１２は、Σ電力がノイズレベルより十分に大きいかどうかを判定する。言い換えれば、Σ電力からノイズレベルを引き算した電力差が、所定の閾値ＴＨ１より大きいかどうかを判定する。この電力差が閾値ＴＨ１より小さい場合は、Σ電力が目標としての艦船８に由来するかどうかの判定もできないと推定される。閾値ＴＨ１は、レーダ装置２などに依存するノイズレベルと、目標に由来する部分の受信電力を表す目標受信電力とに基づいて適宜に設定される。

【0046】

図４Ａに戻り、一例として、処理の対象となるレンジセルを番号ｉで示し、レンジセルＲ_ｉで得られたΣ電力をΣ_ｉと表すとき、
Σ_ｉ－ノイズレベル＞ＴＨ１
の条件が満たされない場合（ＮＯ）には、図４Ａのフローチャートの処理はステップＳ０３に進む。反対に、上記の条件が満たされる場合（ＹＥＳ）には、処理はステップＳ０４に進む。

【0047】

ステップＳ０３において、目標検出処理部２１２は、処理の対象となるレンジセルの番号ｉをインクリメントし、次のレンジセルについてステップＳ０２の処理を繰り返す。言い換えれば、目標検出処理部２１２はレンジセルの番号ｉをｉ＋１に設定し、処理はステップＳ０２に進む。判定処理の対象となるレンジセルの番号ｉは、ステップＳ０２を最初に実行する前に、例えばステップＳ０１において、初期化してもよい。

【0048】

目標検出処理部２１２は、ステップＳ０２とステップＳ０３とをこのように繰り返すことによって、ノイズレベルより十分に大きいΣ電力が得られるレンジセルを検出する。図８Ａおよび図８Ｂに示すように、レンジセルＲ_Ｎ－１、Ｒ_Ｎでは、グラフＧ_２Σが表すΣ電力からノイズレベルを引き算した電力差が閾値ＴＨ１より小さいが、レンジセルＲ_Ｎ＋１では、Σ電力からノイズレベルを引き算した電力差が閾値ＴＨ１より大きい。これらの場合、処理の対象となるレンジセルの番号ｉがＮ＋１に設定されている状態で図４Ａと図４Ｂとのフローチャートの処理はステップＳ０４に進む。

【0049】

ステップＳ０４において、目標検出処理部２１２は、現在注目しているレンジセルのΣ電力から１つ前のレンジセルのΣ電力を引き算した電力差が、所定の閾値ＴＨ２より小さいかどうかを判定する。例えば、現在注目しているレンジセルの番号がｉであるとき、このレンジセルＲ_ｉのΣ電力であるΣ_ｉから、１つ前のレンジセルＲ_ｉ－１のΣ電力であるΣ_ｉ－１を引き算した電力差が、閾値ＴＨ２より小さいかどうかを判定する。

【0050】

図９Ａに示すように、レーダ装置２からの距離が、クラッタ源表面としての海面９に到達する直後と直前とでは、Σ電力が、クラッタ受信電力から目標受信電力に、急激に落ち込む。この落ち込みを、便宜上、落ち込み電力と呼ぶ。ここで、図９ＡのグラフＧ１の曲線部分は、レーダ装置２からクラッタ源表面としての海面９までの距離と、クラッタ受信電力との関係の一例を示している。これは、図５と図６ＤのレンジセルＲ_Ｎ＋２の例に示すように、レーダ波を送信する照射角度の範囲のうちの広い範囲にクラッタ源表面としての海面９が存在するため、クラッタ源表面を含むレンジセルにおいては、図９Ｂに示すように、Σ電力が全体的に大きいからである。なお、図９Ｃに示すように、同じ条件においてはΔ電力も全体的に大きい。

【0051】

目標検出処理部２１２は、図９Ａに示した落ち込み電力を検出することで、注目しているレンジセルにクラッタ源表面としての海面９が含まれているかどうかを判定することができる。したがって、Σ_ｉからΣ_ｉ－１を引き算した電力差が閾値ＴＨ２以上である場合は、現在注目しているレンジセルのレーダ反射波はクラッタ源表面としての海面９に由来すると推定でき、目標としての艦船８に由来するレーダ反射波を受信できていない可能性がある。閾値ＴＨ２は、クラッタ源表面に由来する受信電力を表すクラッタ受信電力と、目標に由来する受信電力を表す目標受信電力とに基づいて適宜に設定されている。

【0052】

図４Ａに戻り、一例として、現在注目しているレンジセルの番号がｉであるとき、
Σ_ｉ－Σ_ｉ－１＜ＴＨ２
の条件が満たされない場合（ＮＯ）には、図４Ａのフローチャートの処理はステップＳ０５に進む。図８Ｂの例において、現在注目しているレンジセルの番号ｉがＮ＋１である場合には、レンジセルＲ_Ｎ＋１のΣ信号の電力であるΣ_Ｎ＋１から、レンジセルＲ_ＮのΣ信号の電力であるΣ_Ｎを引き算した電力差は閾値ＴＨ２以上であると判定され、処理はステップＳ０５に進む。反対に、上記の条件が満たされる場合（ＹＥＳ）には、処理はステップＳ０６に進む。図８Ａの例において、現在注目しているレンジセルの番号がＮ＋１である場合には、レンジセルＲ_Ｎ＋１のΣ信号の電力であるΣ_Ｎ＋１から、レンジセルＲ_ＮのΣ信号の電力であるΣ_Ｎを引き算した電力差は閾値ＴＨ２より小さいと判定され、処理はステップＳ０６に進む。

【0053】

ステップＳ０５において、目標検出処理部２１２は、レーダ波を送信する照射角度の範囲内に目標としての艦船８を捉えられるようにレーダ波のビームを照射する方向を微調整し、図４Ａと図４Ｂとのフローチャートの処理はステップＳ０１に戻って繰り返される。

【0054】

ステップＳ０６において、目標検出処理部２１２は、現在注目しているレンジセルにおける、Σ電力からΔ電力を引き算した電力差が、所定の閾値ＴＨ３より大きいかどうかを判定する。図８Ａおよび図８Ｂの例では、グラフＧ_２ΣがΣ電力を表し、グラフＧ_２ΔがΔ電力を表している。

【0055】

図１０Ａに示すように、注目しているレンジセルに、クラッタ源表面としての海面９が含まれておらず、かつ、目標としての艦船８が含まれているときに、もしレーダ波を送信する照射角度の範囲の中心で目標を捉えていれば、このレンジセルのΣ電力からΔ電力を引き算した電力差は十分に大きくなる。これは、図１０Ｂと図１０Ｃとに示すように、レーダ波を送信する照射角度の範囲の中心部分の狭い範囲に目標としての艦船８が存在し、かつ、クラッタ源表面としての海面９を含まないレンジセルにおいては、Σ電力は高く、Δ電力は低いからである。

【0056】

目標検出処理部２１２は、図１０Ａに示した電力差が、図８Ａおよび図８ＢのレンジセルＲ_Ｎ＋１に示した閾値ＴＨ３より大きいかどうかを判定することで、注目しているレンジセルにおいて、レーダ波を送信する照射角度の範囲の中心部分に艦船８が存在するかどうかを判定することができる。したがって、注目しているレンジセルのΣ電力からΔ電力を引き算した電力差が閾値ＴＨ３より大きい場合は、そのレンジセルにおいて目標としての艦船８はレーダ波を送信する照射角度の範囲の中心部分にあると推定できる。反対に、この電力差が閾値ＴＨ３以下である場合は、そのレンジセルにおいて目標としての艦船８はレーダ波を送信する照射角度の範囲の中心部分から外れている、または何らかの誤検出がされた、などと推定できる。閾値ＴＨ３は、目標に由来する受信電力を表す目標受信電力に基づいて適宜に設定されている。

【0057】

図４Ｂに戻り、一例として、現在注目しているレンジセルの番号がｉであるとき、
Σ_ｉ－Δ_ｉ＞ＴＨ３
の条件が満たされない場合（ＮＯ）には、図４Ｂのフローチャートの処理はステップＳ０７に進む。反対に、上記の条件が満たされる場合（ＹＥＳ）には、処理はステップＳ０８に進む。

【0058】

ステップＳ０７の処理は、前述したステップＳ０５の処理と同様である。

【0059】

ステップＳ０８において、信号処理装置２１がモノパルス追尾処理を行う。ここで、目標検出処理部２１２は、目標としての艦船８を検出したことを表す目標検出信号を生成して制御装置３へ送信する。また、目標検出処理部２１２は、検出した目標としての艦船８が存在するレンジセルを表す角度追尾レンジセル情報を生成して追尾処理部２１３へ送信する。さらに、追尾処理部２１３は、角度追尾レンジセル情報に基づいて、飛しょう体１に対する目標の相対位置を表す追尾角度制御信号を生成して制御装置３へ送信する。

【0060】

ステップＳ０９において、制御装置３が追尾角度制御を行う。ここで、制御装置３は、目標検出信号と追尾角度制御信号とに基づいて、飛しょう体１が目標としての艦船８に到達するように、姿勢制御装置４と推進装置５とを制御して飛しょう体１の終末制御を行う。

【0061】

ステップＳ０９が完了すると、図４Ａと図４Ｂとのフローチャートは終了する。

【0062】

このように、一実施の形態によるレーダ装置２と、飛しょう体１と、誘導プログラムとによれば、クラッタ源表面としての海面９の上に存在する目標としての艦船８を、この艦船８の上方から、例えば鉛直下向き方向に移動しながら検出することができる。

【0063】

（第２実施の形態）
本実施の形態では、上述の第１実施の形態に以下の変更を加える。すなわち、いずれか２つの隣接するレンジセルの間の境界を、クラッタ源表面としての海面９に一致させる処理を追加する。これは、レンジセルの境界が海面９からずれているとき、艦船８と海面９とが存在するレンジセルが存在し、このようなレンジセルでは、クラッタ受信電力と目標受信電力との電力差が十分に大きくないために目標の検出が困難になる可能性があり、このような可能性を抑制するためである。

【0064】

図１１Ａと図１１Ｂとは、本実施形態による誘導プログラムの一構成例を示すフローチャートである。図１１Ａと図１１Ｂとのフローチャートは、図４Ａと図４Ｂとのフローチャートに、ステップＳ１６、Ｓ１７、Ｓ１８およびＳ１９を追加したものである。言い換えれば、図１１Ａと図１１ＢとのフローチャートのステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ２０、Ｓ２１、Ｓ２２およびＳ２３は、それぞれ、図４Ａと図４ＢとのフローチャートのステップＳ０１、Ｓ０２、Ｓ０３、Ｓ０４、Ｓ０５、Ｓ０６、Ｓ０７、Ｓ０８およびＳ０９と同じである。ただし、図１１Ａと図１１Ｂとのフローチャートでは、ステップＳ１４において、
Σ_ｉ－Σ_ｉ－１＜ＴＨ２
の条件が満たされない場合（ＮＯ）には処理がステップＳ１５に進み、反対に上記の条件が満たされる場合（ＹＥＳ）には処理がステップＳ１６に進む。

【0065】

ステップＳ１６において、目標検出処理部２１２は、現在注目しているレンジセルのΣ電力を、１つの後のレンジセルのΣ電力から引き算した電力差が、閾値ＴＨ４より大きいかどうかを判定する。

【0066】

図１２に示すように、レンジセルＲ_Ｎ＋２とレンジセルＲ_Ｎ＋３との間の境界がクラッタ源表面としての海面９に等しいとき、レンジセルＲ_Ｎ＋２とレンジセルＲ_Ｎ＋３とのΣ電力の間の電力差は十分に大きくなり、閾値ＴＨ４より大きくなる。閾値ＴＨ４は、レンジセルの境界がクラッタ源表面としての海面９に等しいときのクラッタ受信電力と目標受信電力とに基づいて適宜に設定されている。図１２の例では、グラフＧ_３ΣがΣ電力を表し、グラフＧ_３ΔがΔ電力を表している。

【0067】

一例として、現在注目しているレンジセルの番号がｉであるとき、
Σ_ｉ＋１－Σ_ｉ＞ＴＨ４
の条件が満たされない場合（ＮＯ）には、図１１Ａと図１１Ｂとのフローチャートの処理はステップＳ１７に進む。反対に、上記の条件が満たされる場合（ＹＥＳ）には、処理はステップＳ２０に進む。

【0068】

図１３に示すように、レンジセルの境界がクラッタ源表面としての海面９に十分一致しないとき、特にレンジセルＲ_Ｎ＋２には目標としての艦船８とクラッタ源表面としての海面９とが含まれるため、図１４に示すように、レンジセルＲ_Ｎ＋２とこれに隣接するレンジセルＲ_Ｎ＋３のΣ電力の電力差が十分に大きくなく、閾値ＴＨ４に係る上記の条件が満たされない。図１４の例では、グラフＧ_４ΣがΣ電力を表し、グラフＧ_４ΔがΔ電力を表している。

【0069】

ステップＳ１７において、レンジセルの番号ｉをインクリメントし、処理はステップＳ１８に進む。ステップＳ１８において、インクリメントしたレンジセルの番号ｉが、レンジセルの番号の最大値Ｎｍａｘに達したかどうかを判定する。レンジセルの番号ｉが、レンジセルの番号の最大値Ｎｍａｘより小さい場合（ＹＥＳ）、ｉ番のレンジセルについてステップＳ１６の処理を繰り返す。反対に、レンジセルの番号ｉが、レンジセルの番号の最大値Ｎｍａｘに達している場合（ＮＯ）、処理はステップＳ１９に進む。

【0070】

ステップＳ１９において、目標検出処理部２１２は、レンジ分解能ΔＲを、微量のレンジ分解能調整値αだけ縮小し、ステップＳ１１から処理を繰り返す。この繰り返し処理は、上記の条件が満たされるまで、すなわち、注目しているレンジセルの境界がクラッタ源表面としての海面９に十分近づくまで、継続されてもよい。

【0071】

図１５に示すように、レンジ分解能ΔＲを微量のレンジ分解能調整値αだけ縮小した結果、レンジセルＲ_Ｎ＋２とレンジセルＲ_Ｎ＋３との間の境界が、クラッタ源表面としての海面９に対して十分に一致するとき、図１６に示すように、レンジセルＲ_Ｎ＋２とレンジセルＲ_Ｎ＋３とのΣ電力の電力差が十分に大きくなり、閾値ＴＨ４に係る上記の条件が満たされる。図１６の例では、グラフＧ_５ΣがΣ電力を表し、グラフＧ_５ΔがΔ電力を表している。

【0072】

図１１Ａと図１１Ｂとのフローチャートのその他のステップについては、対応する図４Ａと図４Ｂとの各ステップと同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。

【0073】

このように、本実施の形態によれば、目標の検出を、第１の実施の形態より精度よく行うことができる。

【0074】

以上、発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。また、各実施の形態に説明したそれぞれの特徴は、技術的に矛盾しない範囲で自由に組み合わせることが可能である。

【0075】

各実施形態に記載のレーダ装置２は、例えば以下のように把握される。

【0076】

（１）第１の態様に係るレーダ装置２は、飛しょう体１に搭載され、クラッタ源表面９の上にある目標８に飛しょう体１を誘導するために目標８を検出するレーダ装置２である。このレーダ装置２は、アンテナ２５と、信号処理装置２１とを備える。このアンテナ２５は、目標８の上方からレーダ波を送信し、レーダ波が少なくとも目標８で反射したレーダ反射波に含まれる第１期間反射波を受信する。この信号処理装置２１は、レーダ波を送信してから第１期間反射波を受信するまでの時間と、第１期間反射波とに基づいて目標８を検出する。レーダ波を照射する照射角度の範囲２０は、クラッタ源表面９の法線方向を含む。

【0077】

第１の態様に係るレーダ装置２は、目標８の上方から目標８を検出できる、という効果を奏する。

【0078】

（２）第２の態様に係るレーダ装置２は、第１の態様に係るレーダ装置２であって、第１期間反射波は、レーダ反射波のうち、レーダ波を送信してから第１時間が経過した第１時刻と、第１時刻から第１時間間隔が経過した第２時刻との間の第１期間に受信された部分である。

【0079】

第２の態様に係るレーダ装置２は、レーダ反射波を、レーダ波を送信してからレーダ反射波を受信するまでの時間で分割して処理することによって目標８を検出できる、という効果を奏する。

【0080】

（３）第３の態様に係るレーダ装置２は、第２の態様に係るレーダ装置２であって、アンテナ２５は、レーダ反射波に含まれる、第１期間反射波とは別の第２期間反射波をさらに受信する。第０期間反射波は、レーダ反射波のうち、第１時刻と、第１時刻までに第１時間間隔が経過する前の第０時刻との間の第０期間に受信された部分である。信号処理装置２１は、レーダ波を送信してから第０期間反射波を受信するまでの時間と、第０期間反射波とにさらに基づいて目標８を検出する。

【0081】

第３の態様に係るレーダ装置２は、レーダ反射波を複数の部分に分割して処理することによって、ノイズなどによる影響を抑制して目標８を検出できる、という効果を奏する。

【0082】

（４）第４の態様に係るレーダ装置２は、第３の態様に係るレーダ装置２であって、アンテナ２５は、第１領域２５５に配置された第１アンテナ群２５３と、第１領域２５５とは別の第２領域２５６に配置された第２アンテナ群２５４とを備える。第１アンテナ群２５３は、レーダ反射波のうち、第１領域２５５に到達する第１領域反射波を受信する。第２アンテナ群２５４は、レーダ反射波のうち、第２領域２５６に到達する第２領域反射波を受信する。レーダ装置２は、モノパルスコンパレータ２４をさらに備える。モノパルスコンパレータ２４は、第１領域反射波と第２領域反射波の和を表すΣ信号と、第１領域反射波と第２領域反射波の差を表すΔ信号とを生成する。信号処理装置２１は、Σ信号とΔ信号とにさらに基づいて目標を検出する。

【0083】

第４の態様に係るレーダ装置２は、２つのアンテナ群のそれぞれで受信したレーダ反射波の和と差とをそれぞれ表すΣ信号とΔ信号とに基づいて、レーダ波の反射角度の範囲の中心で目標８を捉えられているかどうかを検出できる、という効果を奏する。

【0084】

（５）第５の態様に係るレーダ装置２は、第４の態様に係るレーダ装置２であって、信号処理装置２１は、第１期間Σ信号と、第１期間Δ信号と、第２期間Σ信号とを生成する。第１期間Σ信号は、第１期間反射波のうち、第１アンテナ群２５３が受信した第１期間第１領域反射波と、第２アンテナ群２５４が受信した第１期間第２領域反射波との和を表す。第１期間Δ信号は、第１期間第１領域反射波と第１期間第２領域反射波との差を表す。第０期間Σ信号は、第０期間反射波のうち、第１アンテナ群２５３が受信した第０期間第１領域反射波と、第２アンテナ群２５４が受信した第０期間第２領域反射波との和を表す。信号処理装置２１は、第１期間Σ信号の受信電力を表す第１期間Σ受信電力と、第１期間Δ信号の受信電力を表す第１期間Δ受信電力と、第０期間Σ信号の受信電力を表す第０期間Σ受信電力とにさらに基づいて目標８を検出する。

【0085】

第５の態様に係るレーダ装置２は、同じ期間のΣ信号およびΔ信号の電力と、隣接する期間のΣ信号の電力とに基づいて、レーダ波の反射角度の範囲の中心で目標８を捉えられているかどうかを検出でき、かつ、クラッタ源表面９から区別して目標８を検出できる、という効果を奏する。

【0086】

（６）第６の態様に係るレーダ装置２は、第５の態様に係るレーダ装置２であって、信号処理装置２１は、第１期間Σ受信電力から所定のノイズレベルを引き算した第１電力差が第１閾値ＴＨ１より大きく、かつ、第１期間Σ受信電力から第０期間Σ受信電力を引き算した第２電力差が第２閾値ＴＨ２より小さく、かつ、第１期間Σ受信電力から第１期間Δ受信電力を引き算した第３電力差が第３閾値ＴＨ３より大きいときに、レーダ波が第１期間反射波として反射された空間で目標８を検出したと判定する。第１閾値ＴＨ１は、ノイズレベルと、レーダ反射波のうち、目標８に由来する部分の受信電力を表す目標受信電力とに基づいて設定されている。第２閾値ＴＨ２は、レーダ反射波のうち、クラッタ源表面９に由来する部分の受信電力を表すクラッタ受信電力と、目標受信電力とに基づいて設定されている。第３閾値ＴＨ３は、目標受信電力に基づいて設定されている。

【0087】

第６の態様に係るレーダ装置２は、注目する期間のΣ電力がノイズレベルより十分に大きく、かつ、注目する期間のΣ電力がクラッタ源表面９に由来しないと推定され、かつ、レーダ波を送信する照射角度の範囲の中心部分に目標８が存在すると推定されるときに、目標８を検出したと判定できる、という効果を奏する。

【0088】

（７）第７の態様に係るレーダ装置２は、第５の態様に係るレーダ装置２であって、アンテナ２５は、レーダ反射波に含まれる、第０期間反射波とも第１期間反射波とも別の、レーダ波が少なくともクラッタ源表面９で反射した第２期間反射波を、第２時刻と、第２時刻から第１時間間隔が経過した第３時刻との間の第２期間にさらに受信する。信号処理装置２１は、第２期間反射波のうち、第１アンテナ群２５３が受信した第２期間第１領域反射波と、第２アンテナ群２５４が受信した第２期間第２領域反射波との和を表す第２期間Σ信号をさらに生成する。信号処理装置２１は、第１期間Σ受信電力から所定のノイズレベルを引き算した第１電力差が第１閾値ＴＨ１より大きく、かつ、第１期間Σ受信電力から第０期間Σ受信電力を引き算した第２電力差が第２閾値ＴＨ２より小さく、かつ、第１期間Σ受信電力から第１期間Δ受信電力を引き算した第３電力差が第３閾値ＴＨ３より大きく、かつ、第２期間Σ信号の受信電力を表す第２期間Σ受信電力から第１期間Σ受信電力を引き算した第４電力差が第４閾値ＴＨ４より大きいときに、レーダ波が第１期間反射波として反射された空間で目標８を検出したと判定する。第１閾値ＴＨ１は、ノイズレベルと、レーダ反射波のうち、目標８に由来する部分の受信電力を表す目標受信電力とに基づいて設定されている。第２閾値ＴＨ２は、レーダ反射波のうち、クラッタ源表面９に由来する部分の受信電力を表すクラッタ受信電力と、目標受信電力とに基づいて設定されている。第３閾値ＴＨ３は、目標受信電力に基づいて設定されている。第４閾値ＴＨ４は、アンテナ２５からクラッタ源表面９までの距離と、レーダ波が第３時刻までに伝播する距離とが等しいときの、クラッタ受信電力と目標受信電力とに基づいて設定されている。

【0089】

第７の態様に係るレーダ装置２は、注目する期間のΣ電力がノイズレベルより十分に大きく、かつ、注目する期間のΣ電力がクラッタ源表面９に由来しないと推定され、かつ、レーダ波を送信する照射角度の範囲の中心部分に目標８が存在すると推定され、かつ、注目する期間のΣ電力が目標８に由来し、注目する期間の次の期間のΣ電力がクラッタ源表面９に由来すると推定されるときに、目標８を検出したと判定できる、という効果を奏する。

【0090】

（８）第８の態様に係るレーダ装置２は、第５の態様に係るレーダ装置２であって、アンテナ２５は、レーダ反射波に含まれる、第０期間反射波とも第１期間反射波とも別の、レーダ波が少なくとも目標８で反射した第２期間反射波を、第２時刻以降の第３時刻と、第３時刻から第１時間間隔が経過した第４時刻との間の第２期間にさらに受信する。アンテナ２５は、レーダ反射波に含まれる、第０期間反射波とも第１期間反射波とも第２期間反射波とも別の、レーダ波が少なくともクラッタ源表面９で反射した第３期間反射波を、第４時刻と、第４時刻から第１時間間隔が経過した第５時刻との間の第３期間にさらに受信する。信号処理装置２１は、第２期間反射波のうち、第１アンテナ群２５３が受信した第２期間第１領域反射波と、第２アンテナ群２５４が受信した第２期間第２領域反射波との和を表す第２期間Σ信号と、第３期間反射波のうち、第１アンテナ群２５３が受信した第３期間第１領域反射波と、第２アンテナ群２５４が受信した第３期間第２領域反射波との和を表す第３期間Σ信号とをさらに生成する。信号処理装置２１は、第１期間Σ受信電力から所定のノイズレベルを引き算した第１電力差が第１閾値ＴＨ１より大きく、かつ、第１期間Σ受信電力から前記第０期間Σ受信電力を引き算した第２電力差が第２閾値ＴＨ２より小さく、かつ、第１期間Σ受信電力から第１期間Δ受信電力を引き算した第３電力差が第３閾値ＴＨ３より大きく、かつ、第３期間Σ信号の受信電力を表す第３期間Σ受信電力から第２期間Σ信号の受信電力を表す第２期間Σ受信電力を引き算した第４電力差が第４閾値ＴＨ４より大きいときに、レーダ波が第２期間反射波として反射された空間で目標８を検出したと判定する。第１閾値ＴＨ１は、ノイズレベルと、レーダ反射波のうち、目標８に由来する部分の受信電力を表す目標受信電力とに基づいて設定されている。第２閾値ＴＨ２は、レーダ反射波のうち、クラッタ源表面９に由来する部分の受信電力を表すクラッタ受信電力と、目標受信電力とに基づいて設定されている。第３閾値ＴＨ３は、目標受信電力に基づいて設定されている。第４閾値ＴＨ４は、アンテナ２５からクラッタ源表面９までの距離と、レーダ波が第３時刻までに伝播する距離とが等しいときの、クラッタ受信電力と目標受信電力とに基づいて設定されている。

【0091】

第８の態様に係るレーダ装置２は、注目する期間のΣ電力がノイズレベルより十分に大きく、かつ、注目する期間のΣ電力がクラッタ源表面９に由来しないと推定され、かつ、レーダ波を送信する照射角度の範囲の中心部分に目標８が存在すると推定され、かつ、この注目する期間より後の期間のΣ電力が目標８に由来し、この後の期間の次の期間のΣ電力がクラッタ源表面９に由来すると推定されるときに、目標８を検出したと判定できる、という効果を奏する。

【0092】

（９）第９の態様に係るレーダ装置２は、第７または８の態様に係るレーダ装置２であって、信号処理装置２１は、第４電力差が第４閾値ＴＨ４より小さいときに、第１時間間隔を第２時間間隔だけ縮小し、縮小された前記第１時間間隔を用いて検出の処理を繰り返す。

【0093】

第９の態様に係るレーダ装置２は、注目する期間のΣ電力が目標８に由来し、注目する期間の次の期間のΣ電力がクラッタ源表面９に由来する状態が得られるまで、時間間隔を微調整することができる、という効果を奏する。

【0094】

（１０）第１０の態様に係るレーダ装置２は、第６～第９の態様に係るレーダ装置２であって、信号処理装置２１は、第２電力差が第１閾値ＴＨ１より小さいときに、第１時刻を第１時間間隔だけ遅延させ、遅延された第１時刻を用いて検出の処理を繰り返す。

【0095】

第１０の態様に係るレーダ装置２は、Σ電力がノイズレベルより十分に大きい期間を探すことができる、という効果を奏する。

【0096】

（１１）第１１の態様に係るレーダ装置２は、第６～第１０の態様に係るレーダ装置２であって、信号処理装置２１は、第２電力差が第２閾値ＴＨ２より大きいときに、照射角度の範囲を微調整し、微調整された照射角度の範囲にレーダ波を送信して得られるΣ信号とΔ信号とに基づいて検出の処理を繰り返す。

【0097】

第１１の態様に係るレーダ装置２は、注目する期間のΣ電力がクラッタ源表面９に由来しないと推定されるまで、照射角度の範囲を微調整することができる、という効果を奏する。

【0098】

（１２）第１２の態様に係るレーダ装置２は、第６～第１１の態様に係るレーダ装置２であって、信号処理装置２１は、第２電力差が第３閾値ＴＨ３より小さいときに、照射角度の範囲を微調整し、微調整された照射角度の範囲にレーダ波を送信して得られるΣ信号とΔ信号とに基づいて検出の処理を繰り返す。

【0099】

第１２の態様に係るレーダ装置２は、目標８が照射角度の範囲２０の中心部分にあると推定されるまで照射角度の範囲２０を微調整できる、という効果を奏する。

【0100】

（１３）第１３の態様に係る飛しょう体１は、第１～第１２の態様に係るレーダ装置２と、制御装置３と、姿勢制御装置４とを備える。この制御装置３は、レーダ装置２が目標８の検出に基づいて出力する信号に基づいて姿勢制御信号を生成する。この姿勢制御装置４は、姿勢制御信号に基づいて、飛しょう体１が目標８に向かって移動するように飛しょう体１の姿勢を制御する。

【0101】

第１３の態様に係る飛しょう体１は、第１～第１２の態様に係るレーダ装置２による目標８の検出に基づいて目標８に誘導することができる、という効果を奏する。

【0102】

（１４）第１４の態様に係る誘導プログラムは、クラッタ源表面９の上にある目標８に飛しょう体１を誘導する処理を、演算装置２０１が実行することによって実現するための誘導プログラムである。この誘導プログラムは、目標８の上方からレーダ波を送信し、レーダ波が少なくとも目標８で反射したレーダ反射波に含まれる第１期間反射波を受信することと、レーダ波を送信してから第１期間反射波を受信するまでの時間と、第１期間反射波とに基づいて目標８を検出することとを含む。レーダ波を照射する照射角度の範囲２０は、クラッタ源表面９の法線方向を含む。

【0103】

第１の態様に係る誘導プログラムは、目標８の上方から目標８を検出できる、という効果を奏する。

【符号の説明】

【0104】

１、１Ａ、１Ｂ 飛しょう体
２、２Ａ、２Ｂ レーダ装置
２０ ビーム照射範囲（照射角度の範囲）
２１ 信号処理装置
２００ バス
２０１ 演算装置
２０２ 記憶装置
２０３ 目標検出プログラム
２０４ 追尾プログラム
２０５ インタフェース
２０６ 記録媒体
２１１ パルス符号発生器
２１２ 目標検出処理部
２１３ 追尾処理部
２２ 送信機
２３ サーキュレータ
２４ モノパルスコンパレータ
２４１ Σ信号生成部
２４２ Δ信号生成部
２５ アンテナ
２５１ アンテナ素子
２５２ アンテナ素子
２５３ 第１アンテナ群
２５４ 第２アンテナ群
２５５ 第１領域
２５６ 第２領域
２６ 受信機
３ 制御装置
４ 姿勢制御装置
５ 推進装置
７０_Ｎ－１、７０_Ｎ、７０_Ｎ＋１、７０_Ｎ＋２、７０_Ｎ＋３ 反射源分布パターン
８ 艦船（目標）
８０_Ｎ、８０_Ｎ＋１、８０_Ｎ＋２ 目標反射パターン
８１ 艦船レーダ覆域
９ 海面（クラッタ源表面）
９０_Ｎ＋２、９０_Ｎ＋３ クラッタ反射パターン
Ａ_Ａ、Ａ_Ｂ グレージング角
Ｄ_Ａ、Ｄ_Ｂ 検出距離
Ｇ_Ａ、Ｇ_Ｂ、Ｇ_１Σ、Ｇ_１Δ、Ｇ_２Σ、Ｇ_２Δ、Ｇ_３Σ、Ｇ_３Δ、Ｇ_４Σ、Ｇ_４Δ、Ｇ_５Σ、Ｇ_５Δ グラフ
Ｈ_Ａ、Ｈ_Ｂ 高度
Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_Ｎ－１、Ｒ_Ｎ、Ｒ_Ｎ＋１、Ｒ_Ｎ＋２、Ｒ_Ｎ＋３ レンジセル
ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４ 閾値
α レンジ分解能調整値
ΔＲ レンジ分解能

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図6E】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】