JP2010038832A

JP2010038832A - パルスレーダ装置

Info

Publication number: JP2010038832A
Application number: JP2008204532A
Authority: JP
Inventors: Teruyuki Hara; 照幸原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-08-07
Filing date: 2008-08-07
Publication date: 2010-02-18

Abstract

【課題】目標数が多数の場合であっても、少ない数のＰＲＩを用いて目標までの相対距離を求めることのできるパルスレーダ装置を得る。
【解決手段】ＰＲＩ設定器１、複数のＰＲＩごとにパルス列Ｂを目標Ａの方向に送信し、反射信号Ｃを受信してレンジビンごとの受信ビデオ信号を生成する送受信部１００と、複数のＰＲＩごとに、複数の受信ビデオ信号を同じレンジビンごとにフーリエ変換して、複数の距離速度マップを生成する複数距離速度マップ生成器１７と、複数のＰＲＩごとに生成された複数の距離速度マップごとに目標を検出する目標検出器１８と、異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された複数の目標の間の同一性を、複数の目標の速度情報を用いて判定する同一目標判定器１９と、同一目標に対するＰＲＩごとに生成された距離速度マップのレンジビン情報とＰＲＩ情報とを用いて、同一目標の相対距離を求める測距器２０とを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数のＰＲＩ（ＰｕｌｓｅＲｅｐｅｔｉｔｉｏｎＩｎｔｅｒｖａｌ：パルス繰返周期）を用いて、目標までの相対距離を計測するパルスレーダ装置に関するものである。

従来から、複数のＰＲＩを用いて目標との相対距離を計測するパルスレーダ装置は、よく知られている（たとえば、非特許文献１参照）。

Ｍ．Ｓｋｏｌｎｉｋ，"ＲａｄａｒＨａｎｄｂｏｏｋＳｅｃｏｎｄＥｄｉｔｉｏｎ，"ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ，１７．２０〜１７．２５

従来のパルスレーダ装置では、目標との相対距離を計測するために、少なくとも目標数よりも多い数（目標数＋１）のＰＲＩを用いる必要があったので、目標数の増加にともない、必要なＰＲＩの数が増えるという課題があった。
また、ＰＲＩの数が増えると、目標との相対距離の計測に要する時間が長くなり、移動目標に対して、正しく測距することができないという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、目標数が多数の場合であっても、少ない数のＰＲＩを用いて目標までの相対距離を求めることのできるパルスレーダ装置を得ることを目的とする。

この発明によるパルスレーダ装置は、想定する１つ以上の目標の相対速度を曖昧さなく計測可能な複数のＰＲＩを設定するＰＲＩ設定器と、複数のＰＲＩごとに、あらかじめ定めた時間間隔でパルス列を目標の方向に送信し、目標からの反射信号を受信してレンジビンごとの複数の受信ビデオ信号を生成する送受信部と、複数のＰＲＩごとに、複数の受信ビデオ信号を同じレンジビンごとにフーリエ変換することによって、複数の距離速度マップを生成する複数距離速度マップ生成器と、複数のＰＲＩごとに生成された複数の距離速度マップごとに目標を検出する目標検出器と、異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された複数の目標の間の同一性を、複数の目標の速度情報を用いて判定する同一目標判定器と、同一目標判定器で同一と判定された同一目標に対するＰＲＩごとに生成された距離速度マップのレンジビン情報とＰＲＩ情報とを用いて、同一目標の相対距離を求める測距器とを備えたものである。

この発明によれば、想定する目標の速度が曖昧さ（アンビギュイティ）なく計測可能な複数のＰＲＩにより時分割で電波を送信し、各ＰＲＩの送信信号に対する受信信号を用いて、ＰＲＩごとに距離速度マップを生成して目標検出を行い、ＰＲＩごとに得られた距離速度マップから求まる目標の相対速度情報のＰＲＩ間の整合性を利用して、目標の相対距離を求めることにより、多数の目標の場合でも少ないＰＲＩで、各目標の相対距離を求めることができる。

実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係るパルスレーダ装置の機能構成を示すブロック図である。
図１において、パルスレーダ装置は、目標Ａに対向する送受信部１００と、ビデオ信号保存用メモリ１６と、複数距離速度マップ生成器１７と、目標検出器１８と、同一目標判定器１９と、測距器２０とを備えている。

送受信部１００は、ＰＲＩ設定器１と、タイミング発生器２と、局部発振器３と、基準中間周波数信号生成器４と、周波数変換器５、６と、パルス変調器７と、電力増幅器８と、送受切替器９と、送受信用のアンテナ１０と、中間周波数増幅器１１と、分配器１２と、９０度ハイブリッド器１３と、位相検波器１４ａ、１４ｂと、Ａ／Ｄ変換器１５ａ、１５ｂとを備えている。

ＰＲＩ設定器１、タイミング発生器２、局部発振器３、基準中間周波数信号生成器４、周波数変換器５、パルス変調器７、電力増幅器８、送受切替器９およびアンテナ１０は、送信部を構成している。
また、ＰＲＩ設定器１、タイミング発生器２、局部発振器３、基準中間周波数信号生成器４、周波数変換器６、送受切替器９、アンテナ１０、中間周波数増幅器１１、分配器１２、９０度ハイブリッド器１３、位相検波器１４ａ、１４ｂおよびＡ／Ｄ変換器１５ａ、１５ｂは、受信部を構成している。

ＰＲＩ設定器１は、あらかじめ定めた時間間隔で、想定する１つ以上の目標Ａの相対速度を曖昧さ（アンビギュイティ）なく計測可能な複数のＰＲＩ（パルス繰返し周期）を設定する。

送受信部１００は、複数のＰＲＩごとに、あらかじめ定めた時間間隔でパルス列Ｂを目標Ａの方向に送信し、目標Ａからの反射信号Ｃを受信してレンジビンごとの複数の受信ビデオ信号（後述するディジタルビデオ信号Ｄｉ、Ｄｑ）を生成する。

ビデオ信号保存用メモリ１６は、送受信部１００からの受信ビデオ信号を保存し、複数距離速度マップ生成器１７は、複数のＰＲＩごとに、複数の受信ビデオ信号を同じレンジビンごとにフーリエ変換することによって、複数の距離速度マップを生成する。
目標検出器１８は、複数のＰＲＩごとに生成された複数の距離速度マップごとに複数の目標を検出する。

同一目標判定器１９は、速度情報の整合性を判定する速度整合器として機能し、異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された複数の目標の間の同一性を、各距離速度マップで検出された目標の速度情報を用いて判定する。
測距器２０は、同一目標判定器１９で同一と判定された同一目標に対するＰＲＩごとに生成された距離速度マップのレンジビン情報とＰＲＩ情報とを用いて、同一目標の相対距離を求める。

以下、図２〜図５を参照しながら、図１に示したこの発明の実施の形態１の各部の機能について、さらに詳細に説明する。
ここでは、ＰＲＩをＴ_ｐｒｉ１と表し、ＰＲＩ（Ｔ_ｐｒｉ１）は、送信パルス幅Ｔ_ｐの５倍に設定されているものとする。

送受信部１００において、タイミング発生器２は、ＰＲＩ設定器１からのＰＲＩ（Ｔ_ｐｒｉ１）の間隔で、タイミング信号を発生してパルス変調器７および送受切替器９に入力する。タイミング信号は、パルス変調器７ではパルス変調信号として使用され、送受切替器９では送受切替信号として使用される。

局部発振器３は、局部発振信号を生成して周波数変換器５、６に入力し、基準中間周波数信号生成器４は、基準中間周波数信号を生成して周波数変換器５および９０度ハイブリッド器１３に入力する。
周波数変換器５は、局部発振器３からの局部発振信号の周波数と、基準中間周波数信号生成器５からの基準中間周波数信号の周波数との和の周波数の送信キャリア信号を生成する。

パルス変調器７は、周波数変換器５からの送信キャリア信号に対して、タイミング発生器２からのタイミング信号（パルス変調信号に相当）を用いて、パルス繰り返し周期ＰＲＩ１ごとに、あらかじめ定めたパルス幅Ｔ_ｐのパルス変調を施す。
電力増幅器８は、パルス変調器７からの出力信号を取り込み、電力増幅して送受切替器９に入力する。

送受切替器９は、タイミング発生器２からのタイミング信号（送受切替信号に相当）に応答して、ＰＲＩ（Ｔ_ｐｒｉ１）ごとに、あらかじめ定めた時間間隔で、電力増幅器８からの入力信号を送信用の信号としてアンテナ１０に入力する。
アンテナ１０は、送受切替器９からの入力信号を、パルス列Ｂ（送信信号）として空間に放射する。

送信されたパルス列Ｂは、目標Ａおよび背景に反射して、反射信号Ｃとなってアンテナ１０で受信され、アンテナ１０からの受信信号（反射信号Ｃ）は、送受切替器９に入力される。
受切替器９は、タイミング発生器２からのタイミング信号（送受切替信号に相当）に応答して、ＰＲＩ（Ｔ_ｐｒｉ）ごとに、あらかじめ定めた時間間隔で、アンテナ１０から入力される受信信号を周波数変換器６に入力する。

周波数変換器６には、中間周波数信号の生成用として、局部発振器３からの局部発振信号も入力されており、周波数変換器６は、受信信号の周波数と局部発振信号の周波数との差の周波数からなる中間周波数信号を生成し、これを中間周波数増幅器１１に入力する。

中間周波数増幅器１１は、中間周波数信号を電力増幅して分配器１２に入力する。
分配器１２は、中間周波数増幅器１１で増幅された中間周波数信号を２分配して、それぞれを個別に位相検波器１４ａ、１４ｂに入力する。

一方、９０度ハイブリッド器１３は、基準中間周波数信号生成器５からの基準中間周波数信号を、互いに９０度の位相差を有する２つの信号に分離し、それぞれ個別に位相検波器１４ａ、１４ｂに入力する。

位相検波器１４ａ、１４ｂは、分配器４ｂからの入力信号と９０度ハイブリッド器１３からの入力信号とから、中間周波数信号の周波数と基準中間周波数信号の周波数との差の周波数を有し、互いに９０度の位相差を有するＩ成分およびＱ成分のビデオ信号Ｉ、Ｑを生成する。

位相検波器１４ａ、１４ｂで生成されたビデオ信号Ｉ、Ｑは、サンプリング周波数が１／Ｔ_ｐ（送信パルス幅Ｔ_ｐの逆数に相当）のＡ／Ｄ変換器１５ａ、１５ｂに入力される。
Ａ／Ｄ変換器１５ａ、１５ｂは、ビデオ信号Ｉ、Ｑを、送信パルス幅Ｔ_ｐと同じ間隔のレンジビンごとのディジタルビデオ信号Ｄｉ、Ｄｑに変換し、受信ビデオ信号としてビデオ信号保存用メモリ１６に記憶させる。

ビデオ信号保存用メモリ１６は、ＰＲＩ設定器１であらかじめ定めた時間間隔のすべてのレンジビン番号のディジタルビデオ信号Ｄｉを実部とし、ディジタルビデオ信号Ｄｑを虚部とした複素ディジタルビデオ信号を保存する。

次に、ＰＲＩ設定器１は、あらかじめ定めた時間間隔において、想定する目標Ａの相対速度がアンビギュイティなく計測可能なＰＲＩであって、かつＰＲＩ（Ｔ_ｐｒｉ１）に対して互いに素の関係となるＰＲＩを設定する。ここでは、新たなＰＲＩをＴ_ｐｒｉ２と表し、ＰＲＩ（Ｔ_ｐｒｉ２）は、送信パルス幅Ｔ_ｐの４倍に設定されているものとする。
以下、ＰＲＩをＴ_ｐｒｉ２として、タイミング発生器２〜ビデオ信号保存用メモリ１６による上述の動作を繰返し実行する。

図２はＰＲＩ設定器１で設定されるＰＲＩを示す説明図であり、ＰＲＩをＴ_ｐｒｉ１、Ｔ_ｐｒｉ２とした場合のレンジビンと真のレンジビンとの関係を示している。
図２においては、真の目標Ａとの相対距離を示す真のレンジビン（０、１、２、・・・、２０）と、ＰＲＩをＴ_ｐｒｉ１（送信パルス幅Ｔ_ｐの５倍）に設定した場合のレンジビン（０、１、２、３、４）と、ＰＲＩをＴ_ｐｒｉ２（送信パルス幅Ｔ_ｐの４倍）に設定した場合のレンジビン（０、１、２、３）との関係を示している。

図２から明らかなように、ＰＲＩ（Ｔ_ｐｒｉ１）を送信パルス幅Ｔ_ｐの５倍に設定し、ＰＲＩ（Ｔ_ｐｒｉ２）を送信パルス幅Ｔ_ｐの４倍に設定した場合には、送信パルス幅Ｔ_ｐの２０倍の距離まで、曖昧さなく目標の相対距離の計測が可能となる。

以下、複数距離速度マップ生成器１７は、ビデオ信号保存用メモリ１６内の保存データ（複素ディジタルビデオ信号）から、Ｔ_ｐｒｉ１で送信時の同じレンジビン番号の複素ディジタルビデオ信号を用いて、レンジビンごとにフーリエ変換し、その結果の振幅を求めることによって、距離速度マップを生成する。

また、複数距離速度マップ生成器１７は、Ｔ_ｐｒｉ２で送信時の同じレンジビン番号の複素ディジタルビデオ信号を用いて、レンジビンごとにフーリエ変換し、その結果の振幅を求めることによって、距離速度マップを生成する。

図３は距離速度マップの例を示す説明図であり、横方向はレンジビン、縦方向は速度ビンを示している。
図３（ａ）はＴ_ｐｒｉ１を送信パルス幅Ｔ_ｐの５倍としたときの距離速度マップであり、フーリエ変換として１６点のＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いた場合を示している。
図３（ｂ）はＴ_ｐｒｉ２を送信パルス幅Ｔ_ｐの４倍としたときの距離速度マップであり、フーリエ変換として、同様に１６点のＦＦＴを用いた場合を示している。

図３（ａ）においては、Ｔ_ｐｒｉ１を送信パルス幅Ｔ_ｐの５倍としているので、Ｔ_ｐｒｉ１に対する距離速度マップは、５個のレンジビン（０、１、２、３、４）と１６個の速度ビン（０、１、・・・、１５）とにより形成される。
一方、図３（ｂ）においては、Ｔ_ｐｒｉ２を送信パルス幅Ｔ_ｐの４倍としているので、Ｔ_ｐｒｉ２に対する距離速度マップは、４個のレンジビン（０、１、２、３）と１６個速度ビン（０、１、・・・、１５）とにより形成される。

目標検出器１８は、図３（ａ）に示すＴ_ｐｒｉ１に対する距離速度マップと、図３（ｂ）に示すＴ_ｐｒｉ２に対する距離速度マップとのそれぞれに対し、ＣＦＡＲ（ＣｏｎｓｔａｎｔＦａｌｓｅＡｌａｒｍＲａｔｅ）を用いて、目標Ａの検出を行う。

図４は、図２の説明図に対して、複数の目標Ａ１、Ａ２、Ａ３に関する速度ビン番号の各相対速度と真のレンジビンとを具体的に対応付けて示した説明図である。
また、図５は、図３（ａ）、（ｂ）の距離速度マップに対して、図４内の各目標Ａ１〜Ａ３に関連して各レンジビンに検出される目標を、具体的に記入した説明図である。

図４においては、真のレンジビン番号「２」の相対距離に、速度ビン番号「７」の相対速度を有する目標Ａ１があり、真のレンジビン番号「７」の相対距離に、速度ビン番号「３」の相対速度を有する目標Ａ２があり、真のレンジビン番号「９」の相対距離に、速度ビン番号「１４」の相対速度を有する目標Ａ３がある場合を想定している。

図５において、Ｔ_ｐｒｉ１に対する距離速度マップでは、レンジビン番号「２」に２つの目標（Ｔ１＿１）、（Ｔ１＿２）が検出され、レンジビン番号「４」に１つの目標（Ｔ１＿３）が検出される。
一方、Ｔ_ｐｒｉ２に対する距離速度マップ上では、レンジビン番号「１」に１つの目標（Ｔ２＿１）が検出され、レンジビン番号「２」に１つの目標（Ｔ２＿２）が検出され、レンジビン番号「３」に１つの目標（Ｔ２＿３）が検出される。

同一目標判定器１９は、図５において、Ｔ_{ｐｒｉｔ１}に対する距離速度マップとＴ_ｐｒｉ２に対する距離速度マップとにおいて検出された目標に対し、同じ速度ビンの目標を同一目標と判定する。
図５の例では、速度ビン番号「３」で同じとなる（Ｔ１＿１）と（Ｔ２＿３）とを同一目標と判定し、速度ビン番号「７」で同じとなる（Ｔ１＿２）と（Ｔ２＿２）とを同一目標と判定し、速度ビン番号「１４」で同じとなる（Ｔ１＿３）と（Ｔ２＿１）とを同一目標と判定する。

測距器２０は、同一目標判定器１９で同一目標と判定されたＴ_ｐｒｉ１に対する距離速度マップとＴ_ｐｒｉ２に対する距離速度マップとの目標のレンジビンの情報を用いて、以下の式（１）〜（５）により、同一目標と判定された目標の存在する真のレンジビン番号Ｎ_ｔを求める。

ただし、式（１）、（４）、（５）内のｍｏｄ（Ｘ，Ｙ）は、ＸをＹで割った残余を示す。
また、式（１）において、Ｎ_ｐｒｉ１は、同一目標判定器１９で同一目標と判定された目標のＴ_ｐｒｉ１に対する距離速度マップ（図５）上のレンジビン番号を示し、Ｎ_{ｐｒｉ１２}は、同一目標判定器１９で同一目標と判定された目標のＴ_ｐｒｉ２に対する距離速度マップ上のレンジビン番号を示す。
さらに、式（２）〜（５）内の係数Ｋ_１、Ｋ_２は、式（４）、（５）を満足する最小の自然数（正の整数）を示し、Ｔ_ｐｒｉ１、Ｔ_ｐｒｉ２の値によって、事前に求めることのできる値である。

たとえば、図５内の検出目標（Ｔ１＿１）、（Ｔ２＿３）の場合を例にあげると、レンジビン番号Ｎ_ｐｒｉ１、Ｎ_ｐｒｉ２は、Ｎ_ｐｒｉ１＝２、Ｎ_ｐｒｉ２＝３となる。
また、前述のように、Ｔ_ｐｒｉ１＝５Ｔ_ｐ、Ｔ_ｐｒｉ２＝４Ｔ_ｐであるので、係数Ｋ_１、Ｋ_２は、Ｋ_１＝４、Ｋ_２＝１となる。

上記値を式（１）〜（３）に代入して目標の存在する真のレンジビン番号Ｎ_ｔを求めると、Ｎ_ｔ＝７となり、正しく目標の存在する真のレンジ分番号を求めることができる。
最後に、測距器２０は、同一目標判定器１９で同一と判定された同一目標に対するＰＲＩごとに生成された距離速度マップのレンジビン情報とＰＲＩ情報とを用いて、同一目標の相対距離を求める。

以上のように、この発明の実施の形態１に係るパルスレーダ装置（図１）は、想定する１つ以上の目標Ａの相対速度を曖昧さ（アンビギュイティ）なく計測可能な複数のＰＲＩを設定するＰＲＩ設定器１と、複数のＰＲＩごとに、あらかじめ定めた時間間隔でパルス列Ｂを目標Ａの方向に送信し、目標Ａからの反射信号Ｃを受信してレンジビンごとの複数の受信ビデオ信号（ディジタルビデオ信号Ｄｉ、Ｄｑ）を生成する送受信部１００と、複数のＰＲＩごとに、複数の受信ビデオ信号を同じレンジビンごとにフーリエ変換することによって、複数の距離速度マップ（図５）を生成する複数距離速度マップ生成器１７と、複数のＰＲＩごとに生成された複数の距離速度マップごとに目標Ａを検出する目標検出器１８と、異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された複数の目標の間の同一性を、複数の目標の速度情報を用いて判定する同一目標判定器１９と、同一目標判定器１９で同一と判定された同一目標に対するＰＲＩごとに生成された距離速度マップのレンジビン情報とＰＲＩ情報とを用いて、同一目標の相対距離を求める測距器２０とを備えている。

具体的には、図５に示すように、同一目標判定器１９は、異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された複数の目標の間で、相対速度が同じ目標を同一目標と判定する。
これにより、目標数が複数の場合においても、目標Ａの相対速度情報を用いて、ＰＲＩごとに検出された目標の同一性を判定することができるので、少ない複数ＰＲＩを用いて、目標Ａまでの相対距離を求めることが可能となる。
また、ここでは、図示を省略するが、パルス内で変調を行うパルス圧縮を併用した場合にでも、同様の作用効果を奏する。さらに、求まった目標Ａまでの相対距離をパルス圧縮や合成帯域処理等を用い、より高い分解能、高い精度で測距することも可能である。

実施の形態２．
なお、上記実施の形態１（図１〜図５）では、異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された複数の目標の間で相対速度が同じ目標を同一目標と判定したが、図６に示すように、異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された複数の目標の間で、相対速度が最も近い目標を同一目標と判定してもよい。

以下、図１とともに図６の説明図を参照しながら、この発明の実施の形態２に係る同一目標判定器１９の処理動作について説明する。
この発明の実施の形態２の構成は図１に示した通りであり、同一目標判定器１９の一部動作が異なるのみである。

図６において、同一目標判定器１９は、Ｔ_ｐｒｉ１に対する距離速度マップとＴ_ｐｒｉ２に対する距離速度マップとで検出された目標に対し、最も近い相対速度の目標を同一目標と判定する。

図６の例では、速度ビン番号「３」の目標（Ｔ１＿１）と速度ビン番号「２」の目標（Ｔ２＿３）とを同一目標と判定し、速度ビン番号「７」の目標（Ｔ１＿２）と速度ビン番号「８」の目標（Ｔ２＿２）とを同一目標と判定し、速度ビン番号「１４」の目標（Ｔ１＿３）と速度ビン番号「１５」の目標（Ｔ２＿１）とを同一目標と判定する。
送受信部１００、ビデオ信号保存用メモリ１６〜目標検出器１８および測距器２０の処理は、前述の実施の形態１と同様である。

以上のように、この発明の実施の形態２に係る同一目標判定器１９は、異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された複数の目標の間で、相対速度が最も近い目標を同一目標と判定するので、前述と同様に、目標数が複数の場合でも、目標Ａの相対速度情報を用いて、ＰＲＩごとに検出された目標の同一性を判定することができ、少ない複数ＰＲＩを用いて、目標Ａまでの相対距離を求めることが可能となる。
さらに、ＰＲＩごとに検出された目標の相対速度が異なる場合にも対処が可能となる。
また、ここでは、図示を省略するが、パルス内で変調を行うパルス圧縮を併用した場合にでも、同様の作用効果を奏する。さらに、求まった目標Ａまでの相対距離をパルス圧縮や合成帯域処理等を用い、より高い分解能、高い精度で測距することも可能である。

実施の形態３．
なお、上記実施の形態１（図１〜図５）では、異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された複数の目標の間で相対速度が同じ目標を同一目標と判定したが、図７に示すように、異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された複数の目標の間で、相対速度が同じで、かつ強度が最も近い目標を同一目標と判定してもよい。

以下、図１とともに図７の説明図を参照しながら、この発明の実施の形態３に係る同一目標判定器１９の処理動作について説明する。
この発明の実施の形態３の構成は図１に示した通りであり、同一目標判定器１９の一部動作が異なるのみである。

図７において、黒丸の大きさは、目標の強度を示している。
この場合、同一目標判定器１９は、Ｔ_ｐｒｉ１に対する距離速度マップとＴ_ｐｒｉ２に対する距離速度マップとで検出された目標に対し、相対速度が同じで、かつ強度が最も近い目標を同一目標と判定する。

図７の例では、Ｔ_ｐｒｉ１に対する距離速度マップの速度ビン番号「３」に２つの目標（Ｔ１＿１）、（Ｔ１＿３）が存在し、Ｔ_ｐｒｉ２に対する距離速度マップの速度ビン番号「３」に２つの目標（Ｔ２＿１）、（Ｔ２＿３）が存在する。
また、速度ビン番号「３」において、各目標の強度は、（Ｔ１＿１）と（Ｔ２＿３）とが近似し、（Ｔ１＿３）と（Ｔ２＿１）とが近似している。

したがって、同じ速度ビン番号「３」で、強度の近い目標（Ｔ１＿１）と（Ｔ２＿３）とを同一目標と判定し、目標（Ｔ１＿３）と（Ｔ２＿１）とを同一目標と判定する。
さらに、速度ビン番号「７」で同じとなる目標（Ｔ１＿２）と（Ｔ２＿２）とを同一目標と判定する。

以上のように、この発明の実施の形態３に係る同一目標判定器１９は、異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された複数の目標の間で、相対速度が同じで、かつ強度が最も近い目標を同一目標と判定するので、前述と同様に、目標数が複数の場合でも、目標Ａの相対速度情報を用いて、ＰＲＩごとに検出された目標の同一性を判定することができ、少ない複数ＰＲＩを用いて目標Ａまでの相対距離を求めることが可能となる。
さらに、同じ速度ビンに複数の目標が存在する場合にも対応可能となる。
また、ここでは、図示を省略するが、パルス内で変調を行うパルス圧縮を併用した場合にでも、同様の作用効果を奏する。さらに、求まった目標Ａまでの相対距離をパルス圧縮や合成帯域処理等を用い、より高い分解能、高い精度で測距することも可能である。

実施の形態４．
なお、上記実施の形態３（図７）では、異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された複数の目標の間で、相対速度が同じで、かつ強度が最も近い目標を同一目標と判定したが、図８に示すように、異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された複数の目標の間で、相対速度が最も近く、かつ強度が最も近い目標を同一目標と判定してもよい。

以下、図１とともに図８の説明図を参照しながら、この発明の実施の形態４に係る同一目標判定器１９の処理動作について説明する。
この発明の実施の形態４の構成は図１に示した通りであり、同一目標判定器１９の一部動作が異なるのみである。

図８において、前述（図７）と同様に、黒丸の大きさは、目標の強度を示している。
この場合、同一目標判定器１９は、Ｔ_ｐｒｉ１に対する距離速度マップとＴ_ｐｒｉ２に対する距離速度マップとで検出された目標に対し、相対速度が最も近く、かつ強度が最も近い目標を同一目標と判定する。

図８の例では、Ｔ_ｐｒｉ１に対する距離速度マップの速度ビン番号「３」の目標（Ｔ１＿１）と、Ｔ_ｐｒｉ２に対する距離速度マップの速度ビン番号「２」の目標（Ｔ２＿３）とが、互いに相対速度が最も近く、かつ強度も最も近いので、同一目標と判定される。
同様に、Ｔ_ｐｒｉ１に対する距離速度マップの速度ビン番号「３」の目標（Ｔ１＿３）と、Ｔ_ｐｒｉ２に対する距離速度マップの速度ビン番号「２」の目標（Ｔ２＿１）とが、同一目標と判定される。
さらに、Ｔ_ｐｒｉ１に対する距離速度マップの速度ビン番号「７」の目標（Ｔ１＿２）と、Ｔ_ｐｒｉ２に対する距離速度マップの速度ビン番号「８」の目標（Ｔ２＿２）とが、同一目標と判定される。

以上のように、この発明の実施の形態４に係る同一目標判定器１９は、異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された複数の目標の間で、相対速度が最も近く、かつ強度が最も近い目標を同一目標と判定するので、前述と同様に、目標数が複数の場合でも、目標Ａの相対速度情報を用いて、ＰＲＩごとに検出された目標の同一性をとることができ、少ない複数ＰＲＩを用いて目標までの相対距離を求めることが可能となる。
さらに、複数の相対速度の近接した目標に対しても対処が可能となる。
また、ここでは、図示を省略するが、パルス内で変調を行うパルス圧縮を併用した場合にでも、同様の作用効果を奏する。さらに、求まった目標Ａまでの相対距離をパルス圧縮や合成帯域処理等を用い、より高い分解能、高い精度で測距することも可能である。

実施の形態５．
なお、上記実施の形態１〜４（図１〜図８）では、測距器２０の測距結果に応じた再判定処理について言及しなかったが、図９に示すように、測距器２０の測距結果に応答する同一目標再判定器２１を設け、異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された複数の目標のすべてに対する測距器２０の測距結果が、複数のＰＲＩから求められる測距可能な距離と一致していない場合は、前回とは異なる判定基準で複数の目標の間の同一性の判定処理を再度実行するように構成してもよい。

以下、図９とともに図１０〜図１２の説明図を参照しながら、この発明の実施の形態５に係るパルスレーダ装置の理動作について説明する。
図９において、送受信部１００およびビデオ信号保存用メモリ１６〜測距器２０は、前述（図１参照）と同様のものであり、同一目標再判定器２１が追加された点が前述と異なる。

また、この場合、ＰＲＩ設定器１は、前述（Ｔ_ｐの５倍、４倍）のＰＲＩに加えて、あらかじめ定めた時間間隔において、想定する目標Ａの相対速度がアンビギュイティなく計測可能なＰＲＩであって、かつＴ_ｐｒｉ１、Ｔ_ｐｒｉ２と互いに素となる送信パルス幅Ｔ_ｐの３倍のＰＲＩを、Ｔ_ｐｒｉ３として新たに設定する。
図１０はＰＲＩをＴ_ｐｒｉ１、Ｔ_ｐｒｉ２とした場合のレンジビンに加えて、ＰＲＩをＴ_ｐｒｉ３とした場合のレンジビン（０、１、２）と真のレンジビン（０、１、・・・、４３、・・・）との関係を示す説明図である。

図１０に示すように、送信パルス幅Ｔ_ｐの６０倍の距離まで、曖昧さなく目標の相対距離の計測が可能となる。ただし、図面を簡略化するために、図１０では、送信パルス幅Ｔ_ｐの４３倍までしか表記していない。

図１１は同一目標再判定器２１の動作を示す説明図であり、図１２（ａ）〜（ｄ）は同一目標の可能性Ｃａｓｅ１〜Ｃａｓｅ４を示す説明図である。
図１１において、速度ビン番号「３」の２つの目標は、Ｔ_ｐｒｉ１に対する距離速度マップでは、レンジビン番号「３」の（Ｔ１＿１）とレンジビン番号「４」の（Ｔ１＿２）として検出され、Ｔ_ｐｒｉ２に対する距離速度マップ上では、レンジビン番号「１」の（Ｔ２＿１）とレンジビン番号「２」の（Ｔ２＿２）として検出され、さらに、Ｔ_ｐｒｉ３に対する距離速度マップ上では、レンジビン番号「１」の（Ｔ３＿１）とレンジビン番号「２」の（Ｔ３＿２）として検出されている。

この場合、同一目標の可能性として、図１２（ａ）〜（ｄ）に示す４つの可能性Ｃａｓｅ１〜Ｃａｓｅ４があるが、その中で、図１０に示す真のレンジビン番号を示す組み合わせは、第１の可能性Ｃａｓｅ１のみである。
すなわち、Ｔ_ｐｒｉ１、Ｔ_ｐｒｉ２、Ｔ_ｐｒｉ３に対する距離速度マップ上でレンジビン番号「３」、「１」、「１」（真のレンジビン番号「１３」）の目標が同一目標と判定され、Ｔ_ｐｒｉ１、Ｔ_ｐｒｉ２、Ｔ_ｐｒｉ３に対する距離速度マップ上でレンジビン番号「４」、「２」、「２」（真のレンジビン番号「１４」）の目標が同一目標と判定される。

したがって、一度は、同一目標判定器１９において、たとえば第２の可能性Ｃａｓｅ２の組み合わせと判定されても、同一目標再判定器２１において、真のレンジビン番号が存在しない距離を示した場合は、すべての目標に対して、真のレンジビン番号が存在する組み合わせ（図１１、図１２の例では、第１の可能性Ｃａｓｅ１の組み合わせ）になるまで、同一性の判定処理を繰り返し実行する。

以上のように、この発明の実施の形態５（図８）に係るパルスレーダ装置は、測距器２０の測距結果に応答する同一目標再判定器２１を備えている。
同一目標再判定器２１は、異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された複数の目標のすべてに対する測距器２０の測距結果が、複数のＰＲＩから求められる測距可能な距離と一致しているか否かを判定し、一致していない場合は、前回とは異なる判定基準で複数の目標の間の同一性の判定処理を再度実行する。

これにより、前述と同様に、目標数が複数の場合でも、目標の相対速度情報を用いて、ＰＲＩごとに検出された目標の同一性をとることができ、少ない複数ＰＲＩを用いて目標までの相対距離を求めることが可能となる。
さらに、同じ速度ビンに同様の強度の複数目標が存在する場合にも対応可能となる。
また、ここでは、図示を省略するが、パルス内で変調を行うパルス圧縮を併用した場合にでも、同様の作用効果を奏する。さらに、求まった目標Ａまでの相対距離をパルス圧縮や合成帯域処理等を用い、より高い分解能、高い精度で測距することも可能である。

この発明の実施の形態１に係るパルスレーダ装置を示すブロック図である。図１内のＰＲＩ設定器の動作を示す説明図である。図１内の複数距離速度マップ生成器の動作を示す説明図である。図１内の目標検出器の動作を示す説明図である。図１内の同一目標判定器の動作を示す説明図である。この発明の実施の形態２に係る同一目標判定器の動作を示す説明図である。この発明の実施の形態３に係る同一目標判定器の動作を示す説明図である。この発明の実施の形態４に係る同一目標判定器の動作を示す説明図である。この発明の実施の形態５に係るパルスレーダ装置を示すブロック図である。図９内のＰＲＩ設定器の動作を示す説明図である。図９内の目標検出器の動作を示す説明図である。図９内の同一目標再判定器の動作を示す説明図である。

符号の説明

１ＰＲＩ設定器、１６ビデオ信号保存用メモリ、１７複数距離速度マップ生成器、１８目標検出器、１９同一目標判定器、２０測距器、２１同一目標再判定器、１００送受信部、Ａ目標、Ｂパルス列、Ｃ反射信号、Ｄｉ、Ｄｑディジタルビデオ信号（受信ビデオ信号）。

Claims

想定する１つ以上の目標の相対速度を曖昧さなく計測可能な複数のＰＲＩ（ＰｕｌｓｅＲｅｐｅｔｉｔｉｏｎＩｎｔｅｒｖａｌ：パルス繰返し周期）を設定するＰＲＩ設定器と、
前記複数のＰＲＩごとに、あらかじめ定めた時間間隔でパルス列を前記目標の方向に送信し、前記目標からの反射信号を受信してレンジビンごとの複数の受信ビデオ信号を生成する送受信部と、
前記複数のＰＲＩごとに、前記複数の受信ビデオ信号を同じレンジビンごとにフーリエ変換することによって、複数の距離速度マップを生成する複数距離速度マップ生成器と、
前記複数のＰＲＩごとに生成された前記複数の距離速度マップごとに前記目標を検出する目標検出器と、
異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された複数の目標の間の同一性を、前記複数の目標の速度情報を用いて判定する同一目標判定器と、
前記同一目標判定器で同一と判定された同一目標に対する前記ＰＲＩごとに生成された距離速度マップのレンジビン情報とＰＲＩ情報とを用いて、前記同一目標の相対距離を求める測距器と
を備えたことを特徴とするパルスレーダ装置。
前記同一目標判定器は、異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された前記複数の目標の間で、相対速度が同じ目標を前記同一目標と判定することを特徴とする請求項１に記載のパルスレーダ装置。
前記同一目標判定器は、異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された前記複数の目標の間で、相対速度が最も近い目標を前記同一目標と判定することを特徴とする請求項１に記載のパルスレーダ装置。
前記同一目標判定器は、異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された前記複数の目標の間で、相対速度が同じで、かつ強度が最も近い目標を前記同一目標と判定することを特徴とする請求項１に記載のパルスレーダ装置。
前記同一目標判定器は、異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された前記複数の目標の間で、相対速度が最も近く、かつ強度が最も近い目標を前記同一目標と判定することを特徴とする請求項１に記載のパルスレーダ装置。
前記測距器の測距結果に応答する同一目標再判定器を備え、
前記同一目標再判定器は、異なるＰＲＩに対する距離速度マップで検出された前記複数の目標のすべてに対する前記測距器の測距結果が、前記複数のＰＲＩから求められる測距可能な距離と一致しているか否かを判定し、一致していない場合は、前回とは異なる判定基準で前記複数の目標の間の同一性の判定処理を再度実行することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のパルスレーダ装置。