JP6567226B2 - レーダ装置 - Google Patents

Description

この発明は、目標を測距するレーダ装置に関するものである。

送信信号の送信周波数を所定の間隔で変化させながら、送信信号を送信する送信レーダと、送信レーダから送信されたのち、目標に反射された送信信号である反射信号を受信する受信レーダとを備えたレーダ装置が以下の非特許文献１に開示されている。
このレーダ装置では、複数の送信信号における送信周波数の間隔が等間隔になるように、送信周波数を変化させている。
このレーダ装置は、送信周波数が異なる複数の送信信号に対応する受信信号のそれぞれを距離ゲート毎に受信する。
そして、このレーダ装置は、同一距離ゲート内の複数の受信信号を帯域合成することで、目標を測距している。

稲葉敬之、"多周波ステップICWレーダによる多目標分離法"、信学論Ｂ、Vol.J89-B No.3 pp.373-383

従来のレーダ装置は、複数の送信信号における送信周波数の間隔が等間隔になるように、送信周波数を変化させている。このため、同一距離ゲート内の複数の受信信号を帯域合成しても、目標までの距離以外の距離への不要なピークの発生が抑えられるので、目標を高精度に測距することができる。
しかし、使用不可能な周波数帯域が点在している場合、複数の送信信号における送信周波数の間隔を等間隔に設定することができないことがある。このような場合に、複数の送信信号における送信周波数の間隔を不等間隔に設定すると、同一距離ゲート内の複数の受信信号を帯域合成することで、目標までの距離以外の距離へ不要なピークが多数発生してしまうため、目標を測距することができなくなってしまう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、使用不可能な周波数帯域が点在している場合でも、目標を測距することができるレーダ装置を得ることを目的とする。

この発明に係るレーダ装置は、複数の周波数帯域のそれぞれを、分割後の各々の周波数帯域における中心周波数の間の差分が等しくなるように分割し、分割後の各々の周波数帯域における中心周波数が送信周波数である送信信号を時分割で送信する送信レーダと、送信レーダから時分割で送信されたのち、目標に反射された送信信号である反射信号をそれぞれ受信し、各々の反射信号を受信ビデオ信号に変換する受信レーダと、送信レーダにより分割される前の複数の周波数帯域に対応する受信ビデオ信号の組が一列に並ぶように、受信レーダにより変換された各々の受信ビデオ信号を並び替える並び替え処理部と、並び替え処理部により並び替えられた各々の受信ビデオ信号を帯域合成する帯域合成処理部とを設け、目標検出部が、帯域合成処理部により帯域合成された受信ビデオ信号から目標を測距するようにしたものである。

この発明によれば、送信レーダが、複数の周波数帯域のそれぞれを、分割後の各々の周波数帯域における中心周波数の間の差分が等しくなるように分割し、分割後の各々の周波数帯域における中心周波数が送信周波数である送信信号を時分割で送信し、並び替え処理部が、送信レーダにより分割される前の複数の周波数帯域に対応する受信ビデオ信号の組が一列に並ぶように、受信レーダにより変換された各々の受信ビデオ信号を並び替え、帯域合成処理部が、並び替え処理部により並び替えられた各々の受信ビデオ信号を帯域合成するように構成したので、使用不可能な周波数帯域が点在している場合でも、目標を測距することができる効果がある。

この発明の実施の形態１によるレーダ装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１によるレーダ装置の信号処理器８を示すハードウェア構成図である。 この発明の実施の形態１によるレーダ装置の送信部３を示す構成図である。 この発明の実施の形態１によるレーダ装置の受信部７を示す構成図である。 信号処理器８がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。 図６Ａは、帯域分割部２により分割される前の周波数帯域の一例を示す説明図、図６Ｂは、帯域分割部２により分割された後の周波数帯域の一例を示す説明図である。 図７Ａは、Ｎ個の周波数帯域（ｎ）における中心周波数の間隔が等間隔である場合の帯域合成結果を示す説明図、図７Ｂは、Ｎ個の周波数帯域（ｎ）における中心周波数の間隔が不等間隔である場合の帯域合成結果を示す説明図である。 送信レーダ１の送信部３の処理内容を示すフローチャートである。 図９Ａは、各ヒット番号ｈにおける周波数帯域の中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）の遷移を表す説明図、図９Ｂは、１ヒット番号内での中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）と送信パルス（ｎ_Ｔｘ）の関係を示す説明図である。 受信レーダ５の処理内容を示すフローチャートである。 信号処理器８の処理内容を示すフローチャートである。 中心周波数差Δｆが大きい場合又は目標の速度が高速である場合の高速フーリエ変換結果を示す説明図である。 図１３Ａは、中心周波数差Δｆが大きい場合又は目標の速度が高速である場合の周波数領域の信号の積分結果を示す説明図、図１３Ｂは、中心周波数差Δｆが小さい場合又は目標の速度が低速である場合の周波数領域の信号の積分結果を示す説明図である。 受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）のチャープｚ変換結果を示す説明図である。 周波数領域変換部９の変換処理における入出力関係を示す説明図である。 受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）のスペクトルと、周波数領域信号Ｆ_ＣＺＴ（ｎ_Ｔｘ，ｈ_ｃｚｔ，ｍ）のスペクトルとを示す説明図である。 積分部１０の積分処理における入出力関係を示す説明図である。 目標候補検出部１２及び並び替え処理部１３における入出力関係を示す説明図である。 積分後の周波数領域信号Ｆ_{ＣＺＴ，ＰＤＩ}（ｈ_ｃｚｔ，ｍ）と測距対象ビンＸ（ｈ’_ｃｚｔ，ｍ’）を示す説明図である。 並び替え処理部１３による信号選択処理、位相補償処理及び並び替え処理を示す説明図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるレーダ装置を示す構成図であり、図２は、この発明の実施の形態１によるレーダ装置の信号処理器８を示すハードウェア構成図である。
図１及び図２において、送信レーダ１は、帯域分割部２、送信部３及び空中線４を備えている。
送信レーダ１は、複数の周波数帯域のそれぞれを、分割後の各々の周波数帯域における中心周波数の間の差分が等しくなるように分割し、分割後の各々の周波数帯域における中心周波数が送信周波数である送信信号を時分割で送信する。
送信レーダ１の帯域分割部２は、複数の周波数帯域のそれぞれを、分割後の各々の周波数帯域における中心周波数の間の差分が等しくなるように分割し、分割後の各々の周波数帯域における中心周波数を送信部３に出力する。
また、帯域分割部２は、複数の周波数帯域のそれぞれを、どのように分割したかを示す分割情報を帯域合成部１１の並び替え処理部１３に出力する。

送信レーダ１の送信部３は、帯域分割部２から出力された各々の中心周波数を送信パルスの送信周波数に設定し、送信周波数が異なる複数の送信パルスを送信ＲＦ信号（送信信号）として空中線４に時分割で出力する。
送信レーダ１の空中線４は、送信部３から出力された各々の送信ＲＦ信号を空中に放射するアンテナである。

受信レーダ５は、空中線６及び受信部７を備えている。
受信レーダ５は、送信レーダ１から時分割で送信されたのち、目標に反射された送信ＲＦ信号である反射ＲＦ信号（反射信号）をそれぞれ受信し、各々の反射ＲＦ信号を受信ビデオ信号に変換する。
受信レーダ５の空中線６は、送信レーダ１の空中線４から放射されたのち、目標に反射されて戻ってきた送信ＲＦ信号である反射ＲＦ信号を受信し、受信した反射ＲＦ信号を受信ＲＦ信号として受信部７に出力する。
図１では、送信レーダ１の空中線４と、受信レーダ５の空中線６とが別個に設けられている例を示しているが、送信レーダ１と受信レーダ５が共通の空中線を１つ備えるようにしてもよい。この場合、例えば、送受切換器を用いて、空中線における送信ＲＦ信号の放射と、空中線における反射ＲＦ信号の受信とを時分割で切り替えるようにすればよい。
受信レーダ５の受信部７は、空中線６から出力された各々の受信ＲＦ信号を受信ビデオ信号に変換し、各々の受信ビデオ信号を信号処理器８に出力する。

信号処理器８は、周波数領域変換部９、積分部１０、帯域合成部１１及び目標検出部１５を備えている。
信号処理器８は、送信レーダ１により分割される前の複数の周波数帯域に対応する受信ビデオ信号の組が一列に並ぶように、受信レーダ５により変換された各々の受信ビデオ信号を並び替える並び替え処理を実施する。
また、信号処理器８は、並び替え処理後の各々の受信ビデオ信号を帯域合成する帯域合成処理を実施する。
さらに、信号処理器８は、帯域合成後の受信ビデオ信号から目標を測距する処理などを実施する。

信号処理器８の周波数領域変換部９は、例えば図２に示す周波数領域変換回路２１で実現される。
周波数領域変換部９は、受信レーダ５から出力された各々の受信ビデオ信号を高速フーリエ変換することで、各々の受信ビデオ信号を速度と距離に基づく周波数領域の信号である周波数領域信号に変換する処理を実施する。
あるいは、周波数領域変換部９は、送信レーダ１から時分割で送信された送信ＲＦ信号の送信周波数が異なっていても、目標のドップラ周波数が同一の速度ビンに属するように、受信レーダから出力された各々の受信ビデオ信号を離散フーリエ変換又はチャープｚ変換することで、各々の受信ビデオ信号を周波数領域信号に変換する処理を実施する。

信号処理器８の積分部１０は、例えば図２に示す積分回路２２で実現される。
積分部１０は、周波数領域変換部９により変換された各々の周波数領域信号のそれぞれを積分し、積分後の各々の周波数領域信号を帯域合成部１１に出力する処理を実施する。
信号処理器８の帯域合成部１１は、例えば図２に示す帯域合成回路２３で実現され、目標候補検出部１２、並び替え処理部１３及び帯域合成処理部１４を備えている。
帯域合成部１１は、送信レーダ１の帯域分割部２から出力された分割情報を参照して、帯域分割部２により分割される前の複数の周波数帯域に対応する周波数領域信号の組が一列に並ぶように、積分部１０から出力された積分後の各々の周波数領域信号を並び替える処理を実施する。
また、帯域合成部１１は、並び替えた各々の周波数領域信号を帯域合成する処理を実施する。

帯域合成部１１の目標候補検出部１２は、積分部１０から出力された積分後の各々の周波数領域信号から目標の候補を検出する処理を実施する。
帯域合成部１１の並び替え処理部１３は、積分部１０から出力された積分後の各々の周波数領域信号の中から、目標候補検出部１２により検出された目標の候補に対応するビンである測距対象ビンをそれぞれ選択する処理を実施する。
並び替え処理部１３は、送信レーダ１の帯域分割部２から出力された分割情報を参照して、帯域分割部２により分割される前の複数の周波数帯域に対応する測距対象ビンの組が一列に並ぶように、選択した各々の測距対象ビンを並び替える処理を実施する。
帯域合成部１１の帯域合成処理部１４は、並び替え処理部１３により並び替えられた各々の測距対象ビンを帯域合成する処理を実施する。
帯域合成処理部１４は、帯域合成結果において、ピークが発生している目標距離を特定し、目標距離に対応するサンプリング番号と、目標候補検出部１２により検出された目標候補の速度ビン番号とを目標検出部１５に出力する処理を実施する。

目標検出部１５は、例えば図２に示す目標検出回路２４で実現される。
目標検出部１５は、帯域合成処理部１４から出力された目標距離に対応するサンプリング番号を用いて、目標を測距する処理を実施する。
目標検出部１５は、帯域合成処理部１４から出力された目標候補の速度ビン番号を用いて、目標の相対速度を算出する処理を実施する。
表示器１６は、目標検出部１５による目標の測距結果などを表示する。

図３は、この発明の実施の形態１によるレーダ装置の送信部３を示す構成図である。
図３において、周波数制御器３１は、帯域分割部２から出力された各々の中心周波数を局部発振器３２に設定する。
局部発振器３２は、周波数制御器３１により設定された各々の中心周波数の局部発振信号を生成し、各々の局部発振信号をパルス変調器３３及び受信部７の受信機４１のそれぞれに出力する。
パルス変調器３３は、局部発振器３２から出力された各々の局部発振信号をパルス変調してパルス信号を生成し、各々のパルス信号を送信機３４に出力する。
送信機３４は、パルス変調器３３から出力された各々のパルス信号を用いて、予め設定されている各々の周波数帯域間のパルス繰り返し周期だけ時間がずれている送信ＲＦ信号をそれぞれ生成し、各々の送信ＲＦ信号を空中線４に出力する。

図４は、この発明の実施の形態１によるレーダ装置の受信部７を示す構成図である。
図４において、受信機４１は、送信部３の局部発振器３２から出力された局部発振信号を用いて、空中線６から出力された各々の受信ＲＦ信号の周波数をダウンコンバートし、周波数をダウンコンバートした受信ＲＦ信号を受信ビデオ信号に変換する。
アナログデジタル変換器であるＡ／Ｄ変換器４２は、受信機４１により変換された受信ビデオ信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、デジタルの受信ビデオ信号を信号処理器８の周波数領域変換部９に出力する。

図１では、信号処理器８の構成要素である周波数領域変換部９、積分部１０、帯域合成部１１及び目標検出部１５のそれぞれが、図２に示すような専用のハードウェア、即ち、周波数領域変換回路２１、積分回路２２、帯域合成回路２３及び目標検出回路２４で実現されるものを想定している。
ここで、周波数領域変換回路２１、積分回路２２、帯域合成回路２３及び目標検出回路２４は、例えば、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ものが該当する。

信号処理器８の構成要素は、専用のハードウェアで実現されるものに限るものではなく、信号処理器８がソフトウェア、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で実現されるものであってもよい。
ソフトウェア又はファームウェアはプログラムとして、コンピュータのメモリに格納される。コンピュータは、プログラムを実行するハードウェアを意味し、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、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、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などが該当する。

図５は、信号処理器８がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
信号処理器８がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合、周波数領域変換部９、積分部１０、帯域合成部１１及び目標検出部１５の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムをメモリ５１に格納し、コンピュータのプロセッサ５２がメモリ５１に格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
また、図２では、信号処理器８の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアで実現される例を示し、図５では、信号処理器８がソフトウェアやファームウェアなどで実現される例を示しているが、信号処理器８における一部の構成要素が専用のハードウェアで実現され、残りの構成要素がソフトウェアやファームウェアなどで実現されるものであってもよい。

次に動作について説明する。
送信レーダ１の帯域分割部２は、Ｎ（Ｎは１以上の整数）個の使用可能な周波数帯域（ｎ）（ｎ＝１，・・・，Ｎ）のそれぞれを、分割後の周波数帯域（ｎ−１）における中心周波数と周波数帯域（ｎ−２）における中心周波数との間の差分である中心周波数差Δｆが等しくなるように分割する。
図６は、帯域分割部２による周波数帯域の分割処理を示す説明図である。
図６Ａは、帯域分割部２により分割される前の周波数帯域の一例を示し、図６Ｂは、帯域分割部２により分割された後の周波数帯域の一例を示している。
周波数帯域（１）の中心周波数と、周波数帯域（２）の中心周波数との中心周波数差がΔｆ_１、周波数帯域（２）の中心周波数と、周波数帯域（３）の中心周波数との中心周波数差がΔｆ_２、・・・、周波数帯域（Ｎ−１）の中心周波数と、周波数帯域（Ｎ）の中心周波数との中心周波数差がΔｆ_Ｎ−１であるすると、使用不可能な周波数帯域が点在している場合、Δｆ_１〜Δｆ_Ｎ−１が常に等しいとは限らない。
図６Ａの例では、使用不可能な周波数帯域が点在しているため、Ｎ個の周波数帯域（ｎ）における中心周波数の間隔が不等間隔になっている。

ここで、図７は、送信周波数が異なる複数の送信信号に対応する受信ビデオ信号が帯域合成された場合の帯域合成結果を示す説明図である。送信信号における送信周波数は、周波数帯域（ｎ）の中心周波数に対応している。
図７Ａは、Ｎ個の周波数帯域（ｎ）における中心周波数の間隔が等間隔である場合の帯域合成結果を示し、図７Ｂは、Ｎ個の周波数帯域（ｎ）における中心周波数の間隔が不等間隔である場合の帯域合成結果を示している。
Ｎ個の周波数帯域（ｎ）における中心周波数の間隔が等間隔である場合、複数の送信信号に対応する受信ビデオ信号が帯域合成されると、図７Ａに示すように、目標までの距離（以下、目標距離と称する）にピークが立ち、目標距離以外の距離への不要なピークの発生が抑えられる。したがって、帯域合成結果から目標を測距することが可能である。
Ｎ個の周波数帯域（ｎ）における中心周波数の間隔が不等間隔である場合、複数の送信信号に対応する受信ビデオ信号が帯域合成されると、図７Ｂに示すように、目標距離以外の距離への不要なピークが多数発生する。したがって、帯域合成結果から目標を測距することが困難である。

この実施の形態１では、使用不可能な周波数帯域が点在している場合でも、目標を測距できるようにするため、帯域分割部２が、図６Ｂに示すように、Ｎ個の周波数帯域（ｎ）のそれぞれを、分割後の周波数帯域（ｎ−１）における中心周波数と周波数帯域（ｎ−２）における中心周波数との間の中心周波数差Δｆが等しくなるように分割している。
図６Ｂにおいて、ｎ_Ｔｘ（ｎ_Ｔｘ＝１，・・・，Ｎ_Ｔｘ）は、帯域分割番号、ｆ（ｎ_Ｔｘ）は、帯域分割番号ｎ_Ｔｘが示す分割後の周波数帯域における中心周波数、Ｎ_Ｔｘは、分割後の周波数帯域の数である。
図６Ｂでは、Ｎ個の周波数帯域（ｎ）の分割数Ｋが２である例を示しているが、分割後の周波数帯域の間の中心周波数差のそれぞれがΔｆで等しければ、分割数Ｋは３以上であってもよい。
図６Ｂの例では、分割後の周波数帯域（ｎ−１）と周波数帯域（ｎ−２）との一部が重複するように分割されているが、分割後の周波数帯域（ｎ−１）と周波数帯域（ｎ−２）との一部が重複しないように分割されていてもよい。

分割後の周波数帯域（ｎ−１），（ｎ−２）の帯域幅は、任意の値に設定することが可能であり、全ての分割後の周波数帯域（ｎ−１），（ｎ−２）の帯域幅を揃えてもよいし、全ての分割後の周波数帯域（ｎ−１），（ｎ−２）の帯域幅が異なっていてもよい。
図６Ｂでは、例えば、周波数帯域（１）が分割された周波数帯域（１−１），（１−２）の帯域幅と、周波数帯域（２）が分割された周波数帯域（２−１），（２−２）の帯域幅とが異なる例を示している。
また、全ての分割後の周波数帯域（ｎ−１），（ｎ−２）の帯域幅を揃えるために、使用可能な周波数帯域の一部を使用しないようにしてもよい。
なお、帯域分割部２が、全ての分割後の周波数帯域（ｎ−１），（ｎ−２）の帯域幅が等しくなるように分割すると、分割後の周波数帯域（ｎ−１），（ｎ−２）での距離分解能を等しくすることができる。

帯域分割部２によって、Ｎ個の周波数帯域（ｎ）が分割されることで、分割前の使用可能な周波数帯域が連続している帯域として扱うことができる。
また、帯域分割部２によって、分割後の周波数帯域（ｎ−１）における中心周波数と周波数帯域（ｎ−２）における中心周波数との間の中心周波数差Δｆが等しくなるように分割されている。このため、周波数帯域（ｎ−１）における中心周波数に対応する受信レーダ５の受信信号と、周波数帯域（ｎ−２）における中心周波数に対応する受信レーダ５の受信信号と位相差φは、以下の式（１）のように表される。
したがって、例えば、周波数帯域（１）が分割された周波数帯域（ｎ−１），（ｎ−２）に係る位相差φと、周波数帯域（Ｎ）が分割された周波数帯域（Ｎ−１），（Ｎ−２）に係る位相差φとが、同じになる。このため、各々の使用可能な周波数帯域をスナップショットとして扱うことができる。

式（１）において、ｒは、レーダ装置から目標までの距離、ｃは光速である。

帯域分割部２は、分割後の各々の周波数帯域における中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）を送信部３に出力する。
また、帯域分割部２は、Ｎ個の周波数帯域（ｎ）のそれぞれを、どのように分割したかを示す分割情報を帯域合成部１１の並び替え処理部１３に出力する。

送信レーダ１の送信部３は、帯域分割部２から出力された各々の中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）を送信パルスの送信周波数に設定し、送信周波数が異なる複数の送信パルスを送信ＲＦ信号として空中線４に出力する。
図８は、送信レーダ１の送信部３の処理内容を示すフローチャートである。
以下、図８を参照しながら、送信部３の処理内容を具体的に説明する。
送信部３の周波数制御器３１は、帯域分割部２から出力された各々の中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）を局部発振器３２に設定する（図８のステップＳＴ１）。

局部発振器３２は、以下の式（２）に示すように、周波数制御器３１により設定された各々の中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）の局部発振信号Ｌ_０（ｎ_Ｔｘ，ｔ）を生成し、各々の局部発振信号Ｌ_０（ｎ_Ｔｘ，ｔ）をパルス変調器３３に出力する（図８のステップＳＴ２）。

式（２）において、Ａ_Ｌは局部発振信号の振幅、φ_０は、局部発振信号の初期位相、Ｔ_ｏｂｓは、観測時間である。

パルス変調器３３は、予め設定された全周波数帯域のパルス繰り返し周期Ｔ_ｓ及びパルス幅Ｔ_０に基づいて、以下の式（３）に示すように、局部発振器３２から出力された各々の局部発振信号Ｌ_０（ｎ_Ｔｘ，ｔ）をパルス変調してパルス信号Ｌ_ｐｌｓ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）を生成する（図８のステップＳＴ３）。
パルス変調器３３は、生成したパルス信号Ｌ_ｐｌｓ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）を送信機３４に出力する。

式（３）において、ｈは、ヒット番号、Ｈは、ヒット数であり、以下の式（４）で表される。

式（４）において、ｆｌｏｏｒ（Ｘ）は、変数Ｘの小数点以下を切り捨てた整数を帰す関数である

ここで、図９は、レーダの送受信タイミングを示す説明図である。
図９Ａは、各ヒット番号ｈにおける周波数帯域の中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）の遷移を表している。
各ヒット番号ｈでの中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）は、使用不可能な周波数帯域を避けて不等間隔のステップ状に変化され、中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）の送信パルス（ｎ_Ｔｘ）は、時分割で送信される。
図９Ｂは、１ヒット番号内での中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）と送信パルス（ｎ_Ｔｘ）の関係を示しており、各々の周波数帯域間のパルス繰り返し周期Ｔ_ｐｒｉ毎に、中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）を変えながらパルス幅Ｔ_０で送信パルス（ｎ_Ｔｘ）が送信されている。
図９Ｂでは、送信パルス（ｎ_Ｔｘ）を送信してから、次の送信パルス（ｎ_Ｔｘ）を送信するまでの時間において、各レンジゲートサンプリングで、目標に反射された送信パルス（ｎ_Ｔｘ）である反射パルスが受信されている。

送信機３４は、以下の式（５）に示すように、パルス変調器３３から出力されたパルス信号Ｌ_ｐｌｓ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）を用いて、パルス繰り返し周期Ｔ_ｐｒｉだけ時間がずれている送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）を生成する（図８のステップＳＴ４）。
送信機３４は、生成した送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）を空中線４に出力する。

これにより、空中線４から送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）が空中に放射される（図８のステップＳＴ５）。

この実施の形態１では、１つの送信機３４が、送信周波数である中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）が異なる送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）を時分割に送信する例を示しているが、Ｎ_Ｔｘ個の送信機３４が、中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）が異なる送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）を同一のタイミングで送信するようにしてもよい。

受信レーダ５は、送信レーダ１から時分割で送信されたのち、目標に反射された送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）である反射ＲＦ信号を受信し、受信した反射ＲＦ信号を受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）に変換する。
図１０は、受信レーダ５の処理内容を示すフローチャートである。
以下、図１０を参照しながら、受信レーダ５の処理内容を具体的に説明する。
送信レーダ１の空中線４から空中に放射された送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）は、目標で反射される。目標に反射されて戻ってきた送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）は、反射ＲＦ信号として空中線６に入射される。

受信レーダ５の空中線６は、入射された反射ＲＦ信号を受信し、受信した反射ＲＦ信号を以下の式（６）で表される受信ＲＦ信号Ｒｘ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）として受信部７に出力する（図１０のステップＳＴ１１）。

式（６）において、Ａ_Ｒは、反射ＲＦ信号の振幅、Ｒ_０は、初期目標相対距離、ｖは、目標相対速度、ｔ’は、１ヒット内の時間である。

受信部７の受信機４１は、上記の式（２）で表される局部発振器３２から出力された帯域分割番号ｎ_Ｔｘに対応する中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）の局部発振信号Ｌ_０（ｎ_Ｔｘ，ｔ）を用いて、空中線６から出力された各々の受信ＲＦ信号Ｒｘ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）の周波数をダウンコンバートする（図１０のステップＳＴ１２）。

受信機４１は、周波数をダウンコンバートした受信ＲＦ信号Ｒｘ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）を帯域フィルタに通したのち、受信ＲＦ信号Ｒｘ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）に対する増幅処理及び位相検波を実施することで、以下の式（７）で表される受信ビデオ信号Ｖ’（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）を生成する。
受信機４１は、生成した受信ビデオ信号Ｖ’（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）をＡ／Ｄ変換器４２に出力する。

式（７）において、Ａ_Ｖ’は、受信ビデオ信号の振幅、添字の＊は、複素共役である。

受信部７のＡ／Ｄ変換器４２は、受信機４１から出力された受信ビデオ信号Ｖ’（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）をアナログ信号からデジタル信号に変換することで、以下の式（８）で表されるデジタルの受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）を生成する（図１０のステップＳＴ１３）。
Ａ／Ｄ変換器４２は、生成した受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）を信号処理器８の周波数領域変換部９に出力する。

式（８）において、ｍは、ＰＲＩ内のサンプリング番号、Ｍは、ＰＲＩ内のサンプリング数である。

図１１は、信号処理器８の処理内容を示すフローチャートである。
以下、図１１を参照しながら、信号処理器８の処理内容を説明する。
信号処理器８の周波数領域変換部９には、受信部７のＡ／Ｄ変換器４２から出力された各々の受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）が入力される。
Ａ／Ｄ変換器４２から出力された各々の受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）は、送信周波数である中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）が異なるため、同一の目標に反射された反射ＲＦ信号に係る受信ビデオ信号であっても、目標との相対速度がｖであれば、以下の式（９）に示すように、異なるドップラ周波数ｆ_ｄ（ｎ_Ｔｘ）を有する信号となる。

受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）をヒット方向に周波数領域の信号へ変換することでドップラ周波数が得られる。
送信周波数である中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）が異なる受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）を高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）することで、受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）を周波数領域の信号に変換する。このとき、帯域分割部２による分割後の周波数帯域における中心周波数差Δｆが大きい場合又は目標の速度が高速である場合、図１２に示すように、等ドップラ周波数間隔Δｆ_ＦＦＴでサンプリングされることになる。そのため、中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）毎にドップラ周波数ビンが異なることになる。
図１２は、中心周波数差Δｆが大きい場合又は目標の速度が高速である場合の高速フーリエ変換結果を示す説明図である。
中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）毎にドップラ周波数ビンが異なる状態で、周波数領域の信号を積分すると、図１３Ａに示すように、同一のドップラ周波数で信号が積分されない。このため、積分損失が発生し、目標候補の検出処理及び帯域合成処理が困難になる。

中心周波数差Δｆが小さい場合又は目標の速度が低速である場合、中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）が異なる受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）を高速フーリエ変換することで、受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）を周波数領域の信号に変換しても、ドップラ周波数ビンが概ね同じビンになる。
このため、周波数領域の信号を積分すると、図１３Ｂに示すように、同一のドップラ周波数で信号が積分される。このため、積分損失が小さくなり、目標候補の検出処理及び帯域合成処理が可能になる。
図１３は、周波数領域の信号の積分結果を示す説明図である。
図１３Ａは、中心周波数差Δｆが大きい場合又は目標の速度が高速である場合の周波数領域の信号の積分結果を示し、図１３Ｂは、中心周波数差Δｆが小さい場合又は目標の速度が低速である場合の周波数領域の信号の積分結果を示している。

したがって、中心周波数差Δｆが小さい場合又は目標の速度が低速である場合など、中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）が異なっていても、ドップラ周波数ビンが同じビンになることが分かっていれば、中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）が異なる受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）を高速フーリエ変換することで、受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）を周波数領域の信号に変換してもよい。
この実施の形態１では、中心周波数差Δｆが大きい場合又は目標の速度が高速である場合でも、ドップラ周波数ビンが同じビンになるように、周波数領域変換部９が、送信周波数である中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）が異なる受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）をチャープｚ変換（ＣＺＴ：Ｃｈｉｒｐ Ｚ−Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）する例を説明する。

チャープｚ変換は、異なる中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）毎に、ドップラ周波数の間隔を変えながら、受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）を周波数領域の信号に変換する変換方式である。
図１４は、受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）のチャープｚ変換結果を示す説明図である。
受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）は、１ヒットにパルス幅だけサンプリングされるが、図１４では、説明の簡単化のため、１サンプルのみを示している。
図１４において、Δｖ_ＣＺＴは、周波数領域における等ドップラ速度のサンプル間隔である。
高速フーリエ変換では、等ドップラ周波数の間隔で変換するため、中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）が異なると、ドップラ周波数ビンが異なっているが、チャープｚ変換では、中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）毎に、チャープｚ変換の変換関数を変化させることで、等ドップラ速度間隔となっている。このため、中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）が異なっても、変換後の周波数領域の信号のドップラ速度ビンが同じになる。

周波数領域変換部９は、以下の式（１０）に示すように、受信部７のＡ／Ｄ変換器４２から出力された受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）をチャープｚ変換することで、受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）を、速度と距離に基づく周波数領域信号Ｆ_ＣＺＴ（ｎ_Ｔｘ，ｈ_ｃｚｔ，ｍ）に変換する（図１１のステップＳＴ２１）。
周波数領域変換部９は、速度と距離に基づく周波数領域信号Ｆ_ＣＺＴ（ｎ_Ｔｘ，ｈ_ｃｚｔ，ｍ）を積分部１０に出力する。

式（１０）において、ｚ_ｎＴｘ ^−ｈは、中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）に対応するチャープｚ変換の変換関数である。
Ａ_ｎＴｘは、中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）に対応する変換開始位相であり、以下の式（１１）で表される。
Ｗ_ｎＴｘ ^{−ｈｃｚｔ}は、中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）に対応するチャープｚ変換の変換範囲関数であり、以下の式（１２）で表される。

式（１１）及び式（１２）において、ｖ_ｓｔは変換開始速度、ｖ_ｅｎは変換終了速度、Ｈ_ＣＺＴはチャープｚ変換後のサンプリング数である。
ｆ_ｓａｍｐは、サンプリング周波数であり、以下の式（１３）で表される。
周波数領域に変換された後の速度ビン番号ｈ_ｃｚｔの相対速度ｖ_ＣＺＴ（ｈ_ｃｚｔ）は、以下の式（１４）で表される。

式（１０）〜式（１２）による周波数領域変換部９の変換処理によって、どの中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）であっても、図１４に示すように、速度と距離に基づく周波数領域信号Ｆ_ＣＺＴ（ｎ_Ｔｘ，ｈ_ｃｚｔ，ｍ）が、変換開始速度ｖ_ｓｔから変換終了速度ｖ_ｅｎに至るまで、同じドップラ速度のサンプリング間隔Δｖ_ＣＺＴで、周波数方向にサンプリングされる。これにより、目標が同じドップラ速度ビンにサンプリングされる。
また、チャープｚ変換後のサンプリング数Ｈ_ＣＺＴを任意に設定することができるため、ドップラ速度のサンプリング間隔Δｖ_ＣＺＴを任意に設定することが可能である。また、変換開始速度ｖ_ｓｔ及び変換終了速度ｖ_ｅｎは、想定される相対速度から任意に設定することが可能である。

この実施の形態１では、周波数領域変換部９が、受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）をチャープｚ変換する例を示しているが、これに限るものではない。
例えば、周波数領域変換部９が、以下の式（１５）に示すように、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）と、高速フーリエ逆変換（ＩＦＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ ＦＦＴ）とを用いた周波数領域での畳み込み積分で、チャープｚ変換を実現するようにしてもよい。この場合、離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）と比べて、高速に処理することが可能になる。

式（１５）において、＊は畳み込みを表す記号である。

図１５は、周波数領域変換部９の変換処理における入出力関係を示す説明図である。
図１５は、受信部７のＡ／Ｄ変換器４２から出力された受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）が、帯域分割番号ｎ_Ｔｘに対応する中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）でチャープｚ変換が行われて、速度と距離に基づく周波数領域信号Ｆ_ＣＺＴ（ｎ_Ｔｘ，ｈ_ｃｚｔ，ｍ）が出力されることを示している。
図１６は、受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）のスペクトルと、周波数領域信号Ｆ_ＣＺＴ（ｎ_Ｔｘ，ｈ_ｃｚｔ，ｍ）のスペクトルとを示す説明図である。
図１６では、目標からの受信ビデオ信号が各ヒットｈにわたって、受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）として表れているが、周波数領域信号Ｆ_ＣＺＴ（ｎ_Ｔｘ，ｈ_ｃｚｔ，ｍ）は、受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）が変換処理されることで、目標相対速度ビンにスペクトルのピークが現れている。

周波数領域変換部９は、速度と距離に基づく周波数領域信号Ｆ_ＣＺＴ（ｎ_Ｔｘ，ｈ_ｃｚｔ，ｍ）が、クラッタなどのサイドローブに埋もれることが懸念される場合、以下の式（１６）に示すような窓関数処理を実施して、窓関数処理後の受信ビデオ信号Ｖ_ｗ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）を生成する。
そして、周波数領域変換部９は、受信ビデオ信号Ｖ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）の代わりに、窓関数処理後の受信ビデオ信号Ｖ_ｗ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｍ）を式（１０）又は式（１５）を代入することで、速度と距離に基づく周波数領域信号Ｆ_ＣＺＴ（ｎ_Ｔｘ，ｈ_ｃｚｔ，ｍ）を生成する。
窓関数処理を行うことで、変換後の周波数領域の信号における速度方向のサイドローブが低減され、目標がサイドローブに埋もれることを回避することができる。

式（１６）において、ｗ_ｈａｍ（ｈ）は、以下の式（１７）で表わされるハミング窓である。ここでは、ハミング窓ｗ_ｈａｍ（ｈ）を用いて、窓関数処理を実施しているが、変換後の周波数領域の信号における速度方向のサイドローブを低減することができれば、ハミング窓以外の窓関数を用いてもよい。

信号処理器８の積分部１０は、以下の式（１８）に示すように、周波数領域変換部９から出力された速度と距離に基づく周波数領域信号Ｆ_ＣＺＴ（ｎ_Ｔｘ，ｈ_ｃｚｔ，ｍ）を積分し、積分後の周波数領域信号Ｆ_{ＣＺＴ，ＰＤＩ}（ｈ_ｃｚｔ，ｍ）を帯域合成部１１に出力する（図１１のステップＳＴ２２）。

図１７は、積分部１０の積分処理における入出力関係を示す説明図である。
図１７は、周波数領域変換部９から出力された周波数領域信号Ｆ_ＣＺＴ（１，ｈ_ｃｚｔ，ｍ）〜Ｆ_ＣＺＴ（Ｎ_Ｔｘ，ｈ_ｃｚｔ，ｍ）が積分されて、積分後の周波数領域信号Ｆ_{ＣＺＴ，ＰＤＩ}（ｈ_ｃｚｔ，ｍ）が出力されることを示している。
積分部１０の積分処理では、複数の中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）のスペクトルの位相を除去して電力のみにしてから、周波数毎にノンコヒーレントに加算している。
これにより、受信ＲＦ信号Ｒｘ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）の受信電力が小さく、１つの中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）のパルス列のみからでは、精度良く目標の速度を推定することが不可能であっても、積分部１０が積分処理を実施することで、速度の推定精度が向上する。

この実施の形態１では、信号処理器８が積分部１０を備えている例を示しているが、目標のドップラ周波数を検出する際、受信ＲＦ信号Ｒｘ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）の受信電力が十分に大きく、１つの中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）のパルス列のみから精度良く目標の速度を推定することが可能であれば、積分部１０を省略するようにしてもよい。
積分部１０を省略する場合、帯域分割番号ｎ_Ｔｘに対応する周波数領域信号Ｆ_ＣＺＴ（ｎ_Ｔｘ，ｈ_ｃｚｔ，ｍ）が帯域合成部１１に出力される。

信号処理器８の帯域合成部１１は、送信レーダ１の帯域分割部２から出力された分割情報を参照して、帯域分割部２により分割される前の複数の周波数帯域に対応する周波数領域信号の組が一列に並ぶように、積分部１０から出力された積分後の各々の周波数領域信号Ｆ_{ＣＺＴ，ＰＤＩ}（ｈ_ｃｚｔ，ｍ）を並び替える処理を実施する。
以下、帯域合成部１１の処理内容を具体的に説明する。

帯域合成部１１の目標候補検出部１２は、積分部１０から出力された積分後の周波数領域信号Ｆ_{ＣＺＴ，ＰＤＩ}（ｈ_ｃｚｔ，ｍ）の信号強度に基づいて、目標の候補を検出する（図１１のステップＳＴ２３）。
目標候補の検出処理としては、例えば、ＣＡ−ＣＦＡＲ（Ｃｅｌｌ Ａｖｅｒａｇｅ Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理が考えられる。
目標候補検出部１２は、検出した目標候補の速度ビン番号ｈ’_ｃｚｔと距離方向のサンプリング番号ｍ’とを並び替え処理部１３に出力する。

図１８は、目標候補検出部１２及び並び替え処理部１３における入出力関係を示す説明図である。
帯域合成部１１の並び替え処理部１３は、以下の式（１９）に示すように、積分部１０から出力された積分後の周波数領域信号Ｆ_{ＣＺＴ，ＰＤＩ}（ｈ_ｃｚｔ，ｍ）の中から、目標候補検出部１２から出力された速度ビン番号ｈ’_ｃｚｔ及びサンプリング番号ｍ’に該当する信号を、測距対象ビンＸ（ｈ’_ｃｚｔ，ｍ’）として選択する。測距対象ビンＸ（ｈ’_ｃｚｔ，ｍ’）は、目標候補検出部１２により検出された目標の候補に対応するビンである。

ここで、図１９は、積分後の周波数領域信号Ｆ_{ＣＺＴ，ＰＤＩ}（ｈ_ｃｚｔ，ｍ）と測距対象ビンＸ（ｈ’_ｃｚｔ，ｍ’）を示す説明図である。
図１９において、速度ビン番号ｈ’_ｃｚｔ及びサンプリング番号ｍ’に該当する測距対象ビンＸ（ｈ’_ｃｚｔ，ｍ’）は、ハッチングされている測距対象ビンである。

送信レーダ１では、分割後の周波数帯域に対応する送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）を時分割に送信しているため、各々の送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）の送信開始時間が、帯域分割番号ｎ_Ｔｘ毎に異なる。
このため、観測対象の目標が静止目標であれば、各々の送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）における中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）の間に位相差が発生することはないが、観測対象の目標が移動目標であれば、送信開始時間差の影響で、各々の送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）における中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）の間に位相差が発生する。
したがって、観測対象の目標が移動目標である場合、測距対象ビンＸ（ｈ’_ｃｚｔ，ｍ’）の帯域合成を行う際に測距対象ビンＸ（ｈ’_ｃｚｔ，ｍ’）の位相を補償する必要がある。

並び替え処理部１３は、分割後の周波数帯域の中心周波数ｆ（ｎ_Ｔｘ）、各々の送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）の送信開始時間差及び速度ビン番号ｈ’_ｃｚｔが既知であるため、以下の式（２０）及び式（２１）を用いて、測距対象ビンＸ（ｈ’_ｃｚｔ，ｍ’）の位相を補償することが可能である。
式（２０）のＸ_ｃｏｒ（ｈ’_ｃｚｔ，ｍ’）は、位相補償後の測距対象ビン、式（２１）のｖ_ｃｏｒ（ｎ_Ｔｘ）は、位相補償量である。

ここでは、並び替え処理部１３が、測距対象ビンＸ（ｈ’_ｃｚｔ，ｍ’）の位相を補償しているが、例えば、複数の送信レーダが、各々の送信ＲＦ信号Ｔｘ（ｎ_Ｔｘ，ｈ，ｔ）を同時に送信する構成であれば、測距対象ビンＸ（ｈ’_ｃｚｔ，ｍ’）の位相補償処理を省略することができる。

並び替え処理部１３は、送信レーダ１の帯域分割部２から出力された分割情報を参照して、帯域分割部２により分割される前の複数の周波数帯域（１）〜（Ｎ）に対応する測距対象ビンの組が一列に並ぶように、各々の測距対象ビンＸ_ｃｏｒ（ｈ’_ｃｚｔ，ｍ’）を並び替える処理を行う（図１１のステップＳＴ２４）。
並び替え処理部１３による並び替え処理は、Ｎ_Ｔｘ個の測距対象ビンＸ（ｈ’_ｃｚｔ，ｍ’）を、分割前の周波数帯域（ｎ）毎に分類する。そして、同じ周波数帯域（ｎ）に属するＫ個の測距対象ビンＸ（ｈ’_ｃｚｔ，ｍ’）の組が一列に並ぶように、行列の形に並び替える。
図２０は、並び替え処理部１３による信号選択処理、位相補償処理及び並び替え処理を示す説明図である。
図２０では、送信レーダ１の帯域分割部２が、使用可能な周波数帯域（１）〜（Ｎ）のそれぞれを２分割しているため、並び替え処理部１３が２×Ｎの行列に並び替えを行っている。
即ち、図２０の例では、並び替え処理部１３は、以下の式（２２）に示すように、測距対象ビンＸ（ｈ’_ｃｚｔ，ｍ’）の並び替えを行っており、並び替え処理後の測距対象ビンＸ’（ｈ’_ｃｚｔ，ｍ’）を帯域合成処理部１４に出力する。

帯域合成部１１の帯域合成処理部１４は、並び替え処理部１３により並び替えられた各々の測距対象ビンＸ’（ｈ’_ｃｚｔ，ｍ’）の帯域合成を行う（図１１のステップＳＴ２５）。
帯域合成処理としては、例えば、全距離にわたって一様に、並び替えられた各々の測距対象ビンＸ’（ｈ’_ｃｚｔ，ｍ’）をたし合わせるＢＦ（Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｒ）法を用いることができる。
この実施の形態１では、周波数帯域間の中心周波数差Δｆを全て等しくしているため、図７Ａに示すように、帯域合成結果に不要なピークが発生せずに、目標距離にピークが発生する。
帯域合成処理部１４は、帯域合成結果に対する一次元超解像度処理を実施することで、帯域合成結果において、ピークが発生している目標距離を特定する。
そして、帯域合成処理部１４は、特定した目標距離に対応するサンプリング番号ｌ’と、目標候補検出部１２により検出された目標候補の速度ビン番号ｈ’_ｃｚｔとを目標検出部１５に出力する。

ここでは、帯域合成処理部１４が、帯域合成処理としてＢＦ法を用いている例を示しているが、ＢＦ法を改善したＣａｐｏｎ法を用いるようにしてもよい。
また、距離方向に対して一次元超解像度処理を用いた帯域合成処理として、ＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法などを用いるようにしてもよい。
ＭＵＳＩＣ法は、相関関数の固有展開に基づき、雑音部分空間と信号部分空間が直交していることを利用しており、各々の測距対象ビンＸ’（ｈ’_ｃｚｔ，ｍ’）の帯域合成処理と、ピークが発生している目標距離の特定処理とを一緒に行うことができる。

信号処理器８の目標検出部１５は、以下の式（２３）に示すように、帯域合成処理部１４から出力された目標距離に対応するサンプリング番号ｌ’を用いて、レーダ装置から目標まで距離である目標相対距離Ｒ’_ｔｇｔを算出する（図１１のステップＳＴ２６）。

式（２３）において、Δｒ_ｓｂは、一次元超解像度処理における距離方向のサンプリング間隔である。

また、目標検出部１５は、以下の式（２４）に示すように、帯域合成処理部１４から出力された目標候補の速度ビン番号ｈ’_ｃｚｔを用いて、レーダ装置に対する目標の相対速度である目標相対速度ｖ’_ｔｇｔを算出する（図１１のステップＳＴ２６）。

目標検出部１５は、算出した目標相対距離Ｒ’_ｔｇｔと目標相対速度ｖ’_ｔｇｔを表示器１６に出力する。
表示器１６は、信号処理器８の信号処理結果として、目標検出部１５から出力された目標相対距離Ｒ’_ｔｇｔと目標相対速度ｖ’_ｔｇｔを画面上に表示する。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、送信レーダ１が、複数の周波数帯域のそれぞれを、分割後の各々の周波数帯域における中心周波数の間の差分が等しくなるように分割し、分割後の各々の周波数帯域における中心周波数が送信周波数である送信信号を時分割で送信し、並び替え処理部１３が、送信レーダ１により分割される前の複数の周波数帯域に対応する受信ビデオ信号の組が一列に並ぶように、受信レーダ５により変換された各々の受信ビデオ信号を並び替え、帯域合成処理部１４が、並び替え処理部１３により並び替えられた各々の受信ビデオ信号を帯域合成するように構成したので、使用不可能な周波数帯域が点在している場合でも、目標を測距することができる効果を奏する。

この実施の形態１では、並び替え処理部１３において、積分後の周波数領域信号Ｆ_{ＣＺＴ，ＰＤＩ}（ｎ_Ｔｘ，ｈ_ｃｚｔ，ｍ）の中から、測距対象ビンＸ（ｈ’_ｃｚｔ，ｍ’）を選択できるようにするために、目標候補検出部１２が、目標候補の速度ビン番号ｈ’_ｃｚｔを検出するようにしている。
並び替え処理部１３が、測距対象ビンＸ（ｈ’_ｃｚｔ，ｍ’）だけでなく、全てのビンを対象にして帯域合成処理を実施するなど、目標を検出する必要がない場合、目標候補検出部１２を省略するようにしてもよい。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

この発明は、目標を測距するレーダ装置に適している。

１ 送信レーダ、２ 帯域分割部、３ 送信部、４ 空中線、５ 受信レーダ、６ 空中線、７ 受信部、８ 信号処理器、９ 周波数領域変換部、１０ 積分部、１１ 帯域合成部、１２ 目標候補検出部、１３ 並び替え処理部、１４ 帯域合成処理部、１５ 目標検出部、１６ 表示器、２１ 周波数領域変換回路、２２ 積分回路、２３ 帯域合成回路、２４ 目標検出回路、３１ 周波数制御器、３２ 局部発振器、３３ パルス変調器、３４ 送信機、４１ 受信機、４２ Ａ／Ｄ変換器、５１ メモリ、５２ プロセッサ。

Claims (12)

1. 複数の周波数帯域のそれぞれを、分割後の各々の周波数帯域における中心周波数の間の差分が等しくなるように分割し、分割後の各々の周波数帯域における中心周波数が送信周波数である送信信号を時分割で送信する送信レーダと、
   前記送信レーダから時分割で送信されたのち、目標に反射された送信信号である反射信号をそれぞれ受信し、各々の反射信号を受信ビデオ信号に変換する受信レーダと、
   前記送信レーダにより分割される前の複数の周波数帯域に対応する受信ビデオ信号の組が一列に並ぶように、前記受信レーダにより変換された各々の受信ビデオ信号を並び替える並び替え処理部と、
   前記並び替え処理部により並び替えられた各々の受信ビデオ信号を帯域合成する帯域合成処理部と、
   前記帯域合成処理部により帯域合成された受信ビデオ信号から前記目標を測距する目標検出部と
   を備えたレーダ装置。
2. 前記目標検出部は、前記帯域合成処理部により帯域合成された受信ビデオ信号から前記目標を測距するとともに、前記帯域合成処理部により帯域合成された受信ビデオ信号から前記目標の相対速度を算出することを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
3. 前記送信レーダは、複数の周波数帯域のそれぞれを、分割後の各々の周波数帯域における中心周波数の間の差分が等しくなり、かつ、分割後の各々の周波数帯域の帯域幅が等しくなるように分割することを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
4. 前記受信レーダにより変換された各々の受信ビデオ信号を、速度と距離に基づく周波数領域の信号である周波数領域信号に変換する周波数領域変換部を備え、
   前記並び替え処理部は、前記受信レーダにより変換された各々の受信ビデオ信号として、前記周波数領域変換部により変換された各々の周波数領域信号を並び替えることを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
5. 前記受信レーダにより変換された各々の受信ビデオ信号から前記目標の候補を検出する目標候補検出部を備え、
   前記並び替え処理部は、前記受信レーダにより変換された各々の受信ビデオ信号の中から、前記目標候補検出部により検出された目標の候補に対応するビンである測距対象ビンをそれぞれ選択し、前記受信レーダにより変換された各々の受信ビデオ信号として、選択した各々の測距対象ビンを並び替えることを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
6. 前記受信レーダにより変換された各々の受信ビデオ信号のそれぞれを積分し、積分後の各々の受信ビデオ信号を前記目標候補検出部に出力する積分部を備えたことを特徴とする請求項５記載のレーダ装置。
7. 前記周波数領域変換部は、前記受信レーダにより変換された各々の受信ビデオ信号を高速フーリエ変換することで、各々の受信ビデオ信号を周波数領域信号に変換することを特徴とする請求項４記載のレーダ装置。
8. 前記周波数領域変換部は、前記送信レーダから時分割で送信された送信信号の送信周波数が異なっていても、前記目標のドップラ周波数が同一の速度ビンに属するように、前記受信レーダにより変換された各々の受信ビデオ信号を周波数領域信号に変換することを特徴とする請求項４記載のレーダ装置。
9. 前記周波数領域変換部は、前記受信レーダにより変換された各々の受信ビデオ信号を離散フーリエ変換することで、各々の受信ビデオ信号を周波数領域信号に変換することを特徴とする請求項８記載のレーダ装置。
10. 前記周波数領域変換部は、前記受信レーダにより変換された各々の受信ビデオ信号をチャープｚ変換することで、各々の受信ビデオ信号を周波数領域信号に変換することを特徴とする請求項８記載のレーダ装置。
11. 前記周波数領域変換部は、前記受信レーダにより変換された各々の受信ビデオ信号に対する窓関数処理を実施し、窓関数処理後の各々の受信ビデオ信号を周波数領域信号に変換することを特徴とする請求項４記載のレーダ装置。
12. 前記並び替え処理部は、前記送信レーダから時分割で送信された各々の送信信号の間の送信開始時間差と、前記目標候補検出部により検出された目標の候補の速度とに従って、選択した各々の測距対象ビンの位相を補償し、位相補償後の各々の測距対象ビンを並び替えることを特徴とする請求項５記載のレーダ装置。

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