JP7205014B2 - 信号処理装置、レーダ装置、レーダ運用方法およびレーダ運用プログラム - Google Patents

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Description

本開示は、対象物を検出するレーダに関するものである。
レーダは、対象物に電波を照射し、対象物からの反射波を測定することにより、レーダと対象物との相対距離およびレーダと対象物との相対速度等を計測するための装置である。
ＦＭＣＷ方式は、レーダ計測の一方式であり、安価でありながら距離及び速度を計測する能力が優れている。特に、ファストＦＭＣＷ方式は、従来のスローＦＭＣＷ方式よりも高い分解能を持つ。ファストＦＭＣＷ方式は、チャープ信号の掃引時間が数マイクロ秒と比較的短い。
ＦＭＣＷは、Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅの略称である。
レーダを運用する際の電子攻撃は脅威である。電子攻撃は、レーダの電波に対して計測を妨害する電波を外部から挿入することによって本来存在する物体の検出を妨げる攻撃である。
非特許文献１では、従来の電子攻撃に加えて高度な電子攻撃が提案されている。
従来の電子攻撃はファストチャープに対してスローチャープを送信する攻撃であり、ＣＦＡＲと呼ばれる対象検出アルゴリズムにより電子攻撃の影響がある程度抑圧される。
ＣＦＡＲは、Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅの略称である。
一方で、高度な電子攻撃とは、妨害したい電波に合わせて徐々に周波数をずらしていくことで本来存在する物体に起因するパワーを覆い隠すような電波を送信する攻撃である。このような電子攻撃をカバーチャープ妨害と呼ぶ。
カバーチャープ妨害は、ＣＦＡＲを騙すことを目的としており、これまでに議論されていない新しい電子攻撃である。
そのため、カバーチャープ妨害に対して従来の対策は有効でない。
梨本、福永等、"ファストＦＭＣＷ方式のＭＩＭＯレーダの攻撃評価シミュレーション"、ＳＣＩＳ２０２０ ２０２０ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｃｒｙｐｔｏｇｒａｒｈｙ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｋｏｃｈｉ，Ｊａｐａｎ，Ｊａｎ．２８－３１、２０２０、Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ．
本開示は、カバーチャープ妨害が行われている場合であっても対象物の相対距離および対象物の相対速度を算出できるようにすることを目的とする。
本開示の信号処理装置は、
対象物を検出するために送信されるローカル波と、前記ローカル波に対応する反射波として受信される受信波と、をミキシングして得られるミキシング信号から得られるデジタル信号であるビート信号をフレーム単位で蓄積する波形蓄積部と、
フレーム単位のビート信号を使ってレンジビンのヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムの中のピークに対応するレンジビン番号に基づく距離を前記対象物の相対距離として算出する距離算出部と、
フレーム単位のビート信号を使って時間帯別またはレンジビン別のドップラビンのパワースペクトルを生成し、パワースペクトル同士の差分の統計量を示す差分統計グラフを生成し、前記差分統計グラフの中のピークに対応するドップラビン番号に基づく速度を前記対象物の相対速度として算出する速度算出部と、を備える。
本開示によれば、カバーチャープ妨害が行われている場合であっても対象物の相対距離および対象物の相対速度を算出できる。
実施の形態１におけるレーダ装置１００の構成図。 実施の形態１における信号処理装置２００の構成図。 実施の形態１におけるレーダ運用方法のフローチャート。 実施の形態１におけるステップＳ１１０のフローチャート。 実施の形態１におけるステップＳ１２０のフローチャート。 実施の形態１におけるステップＳ１３０のフローチャート。 実施の形態１におけるステップＳ１４０のフローチャート。 実施の形態１におけるＲＤマップ３００の画像を示す図。 実施の形態１におけるＲＤマップ３００の模式図。 実施の形態１におけるＲＤマップ３００および走査窓３０１を示す図。 実施の形態１におけるメディアン処理結果３０２の画像を示す図。 実施の形態１におけるメディアン処理結果３０２の模式図。 実施の形態１におけるステップＳ１６０のフローチャート。 実施の形態１におけるステップＳ１７０のフローチャート。 実施の形態１におけるビート信号Ｓ９の模式図。 実施の形態１におけるパワースペクトル３１０を示す図。 実施の形態１におけるレンジピークグラフ３１１の画像を示す図。 実施の形態１におけるレンジピークグラフ３１１の模式図。 実施の形態１におけるヒストグラム３１２を示す図。 実施の形態１におけるステップＳ１８０のフローチャート。 実施の形態１におけるビート信号Ｓ９の模式図。 実施の形態１における２つのパワースペクトル３２０を示す図。 実施の形態１における差分グラフ３２１を示す図。 実施の形態１における差分統計グラフ３２２を示す図。 実施の形態２（変形例１）におけるレーダ装置１００の構成図。 実施の形態２（変形例１）におけるレーダ運用方法のフローチャート。 実施の形態２（変形例２）におけるレーダ装置１００の構成図。 実施の形態２（変形例２）におけるレーダ運用方法のフローチャート。 実施の形態における信号処理装置２００のハードウェア構成図。
実施の形態および図面において、同じ要素または対応する要素には同じ符号を付している。説明した要素と同じ符号が付された要素の説明は適宜に省略または簡略化する。
図中の矢印は信号の流れ、データの流れ又は処理の流れを主に示している。また、信号またはデータが複数の方向へ流れる分岐箇所に黒丸を記している。
実施の形態１．
レーダ装置１００について、図１から図２４に基づいて説明する。
レーダ装置１００は、レーダ計測によって対象物の相対距離と対象物の相対速度とを算出する。
対象物は、レーダ計測によって検出する対象である。
対象物の相対距離は、レーダ装置１００から対象物までの距離である。
対象物の相対速度は、レーダ装置１００に対する対象物の速度である。レーダ装置１００がレーダ計測中に移動しない場合、対象物の相対速度は単に対象物の速度を意味する。
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１に基づいて、レーダ装置１００の構成を説明する。
レーダ装置１００は、アナログフロントエンド１１０と、信号処理装置２００と、を備える。
アナログフロントエンド１１０は、アナログ回路であり、波形発生器１１１とＶＣＯ１１２と送信アンテナ１１３と受信アンテナ１１４とミキサ１１５とローパスフィルタ１１６とＡＤＣ１１７といった回路を備える。これらの回路は、信号線を介して互いに接続されている。
ＶＣＯは、電圧制御発振器（Ｖｏｌｔａｇｅ―Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｃｉｌｌａｔｏｒ）の略称である。
ＡＤＣは、アナログ－デジタルコンバータ（Ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）の略称である。
図２に基づいて、信号処理装置２００の構成を説明する。
信号処理装置２００は、プロセッサ２０１とメモリ２０２と入出力インタフェース２０３といったハードウェアを備えるコンピュータである。これらのハードウェアは、信号線を介して互いに接続されている。
プロセッサ２０１は、演算処理を行うＩＣであり、他のハードウェアを制御する。例えば、プロセッサ２０１は、ＣＰＵ、ＤＳＰまたはＧＰＵである。
ＩＣは、Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略称である。
ＣＰＵは、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔの略称である。
ＤＳＰは、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒの略称である。
ＧＰＵは、Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔの略称である。
メモリ２０２は、揮発性の記憶装置と不揮発性の記憶装置との少なくともいずれかである。揮発性の記憶装置の具体例は、ＲＡＭである。不揮発性の記憶装置の具体例は、ＲＯＭ、ＨＤＤまたはフラッシュメモリである。
ＲＡＭは、Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙの略称である。
ＲＯＭは、Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙの略称である。
ＨＤＤは、Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅの略称である。
入出力インタフェース２０３は、入出力のためのインタフェースである。例えば、入出力インタフェース２０３は、シリアル通信インタフェースである。シリアル通信インタフェースの具体例は、ＳＰＩ、ＵＡＲＴまたはＩ２Ｃである。
ＳＰＩは、Ｓｅｒｉａｌ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅの略称である。
ＵＡＲＴは、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒの略称である。
Ｉ２Ｃは、Ｉｎｔｅｒ－Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略称である。
信号処理装置２００は、波形制御部２１０と波形整形部２２０と波形蓄積部２３０と情報算出部２４０と攻撃対策部２５０といった要素を備える。攻撃対策部２５０は、攻撃判定部２５１と距離算出部２５２と速度算出部２５３といった要素を備える。これらの要素はソフトウェアで実現される。
メモリ２０２には、波形制御部２１０と波形整形部２２０と波形蓄積部２３０と情報算出部２４０と攻撃対策部２５０としてコンピュータを機能させるためのレーダ運用プログラムが記憶されている。レーダ運用プログラムはプロセッサ２０１によって実行される。
メモリ２０２には、さらに、ＯＳが記憶されている。ＯＳはプロセッサ２０１によって実行される。
プロセッサ２０１は、ＯＳを実行しながら、レーダ運用プログラムを実行する。
ＯＳは、Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍの略称である。
レーダ運用プログラムの入出力データはメモリ２０２に記憶される。
信号処理装置２００は、プロセッサ２０１を代替する複数のプロセッサを備えてもよい。
レーダ運用プログラムは、光ディスクまたはフラッシュメモリ等の不揮発性の記録媒体にコンピュータ読み取り可能に記録（格納）することができる。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
レーダ装置１００の動作の手順はレーダ運用方法に相当し、信号処理装置２００の動作の手順は信号処理方法に相当する。また、信号処理装置２００の動作の手順はレーダ運用プログラムによる処理の手順に相当する。
図３に基づいて、レーダ運用方法を説明する。
ステップＳ１１０において、アナログフロントエンド１１０は、ローカル波Ｓ３を送信する。
図４に基づいて、ステップＳ１１０の手順を説明する。
ステップＳ１１１において、波形制御部２１０は制御信号Ｓ１を生成し、生成した制御信号Ｓ１を出力する。制御信号Ｓ１は、ランプ信号Ｓ２の生成を指示するための信号である。
出力された制御信号Ｓ１は、波形発生器１１１に入力される。
ステップＳ１１２において、波形発生器１１１は、制御信号Ｓ１にしたがってランプ信号Ｓ２を生成し、生成したランプ信号Ｓ２を出力する。ランプ信号Ｓ２は、傾斜した電圧波形を表す信号である。
レーダ計測の方式にＦＭＣＷと呼ばれる方式がある。ＦＭＣＷが使用される場合、ランプ信号Ｓ２の電圧波形の傾きは「Ｂｗ／Ｔｓ」と表される。「Ｂｗ」は帯域幅を意味し、「Ｔｓ」は掃引時間を意味する。
出力されたランプ信号Ｓ２は、ＶＣＯ１１２に入力される。
ステップＳ１１３において、ＶＣＯ１１２は、ランプ信号Ｓ２に基づく発振周波数でローカル波Ｓ３を生成し、生成したローカル波Ｓ３を出力する。ローカル波Ｓ３は、ランプ信号Ｓ２の波形に対応する周波数の波形を有する信号である。
出力されたローカル波Ｓ３は、送信アンテナ１１３とミキサ１１５とのそれぞれに入力される。
ステップＳ１１４において、送信アンテナ１１３は、対象物を検出するために、ローカル波Ｓ３を電波として送信する。
図３に戻り、ステップＳ１２０から説明を続ける。
ステップＳ１２０において、アナログフロントエンド１１０は、受信波Ｓ４を得て、ビート信号Ｓ７を生成する。
図５に基づいて、ステップＳ１２０の手順を説明する。
ステップＳ１２１において、受信アンテナ１１４は、電波を受信波Ｓ４として受信し、受信した受信波Ｓ４を出力する。
受信波Ｓ４は、対象物などに反射したローカル波Ｓ３（電波）に相当する。電波が対象物に反射した場合、電波の周波数が変化する。そのため、受信波Ｓ４には、対象物の相対距離および対象物の相対速度に起因して生じた周波数変化の情報が含まれる。
出力された受信波Ｓ４は、ミキサ１１５に入力される。
ステップＳ１２２において、ミキサ１１５は、受信波Ｓ４とステップＳ１１３で入力されたローカル波Ｓ３とをミキシングする。
ミキシングは、信号の乗算に相当し、式（１）で表すことができる。
ｃｏｓ（ｆｓｔ）・ｃｏｓ（ｆｒｔ）＝［ｃｏｓ｛（ｆｓ－ｆｒ）ｔ｝＋ｃｏｓ｛（ｆｓ＋ｆｒ）ｔ｝］／２ 式（１）
「ｆｓ」はローカル波Ｓ３の周波数を表す。「ｆｒ」は受信波Ｓ４の周波数を表す。「ｃｏｓ」は余弦関数を表す。「ｔ」は時間を表す。「ｆｓ」と「ｆｒ」は、典型的には、時間の経過と共に変化する周波数を表す。具体的には、「ｆｓ」と「ｆｒ」は、チャープ信号に対応する周波数を表す。
このミキシングによって生成される信号をミキシング信号Ｓ５と称する。
ミキサ１１５は、生成したミキシング信号Ｓ５を出力する。
出力されたミキシング信号Ｓ５は、ローパスフィルタ１１６に入力される。
ステップＳ１２３において、ローパスフィルタ１１６は、ミキシング信号Ｓ５の低周波成分以外をフィルタリングする。これによって生成される信号をフィルタ信号Ｓ６と称する。フィルタ信号Ｓ６は、ミキシング信号Ｓ５から抽出される低周波成分に相当する。
低周波成分は、予め決められた周波数より低い周波数の成分であり、低域成分ともいう。具体的には、周波数が（ｆｓ－ｆｒ）以下である成分が低周波成分である。また、周波数が（ｆｓ＋ｆｒ）以上である成分は低周波成分ではない。
フィルタ信号Ｓ６は、式（１）に基づいて式（２）で表すことができる。
ｃｏｓ｛（ｆｓ－ｆｒ）ｔ｝／２ 式（２）
つまり、フィルタ信号Ｓ６は、ローカル波Ｓ３と受信波Ｓ４との周波数の差分の情報を持つ。
ローパスフィルタ１１６は、生成したフィルタ信号Ｓ６を出力する。
出力されたフィルタ信号Ｓ６は、ＡＤＣ１１７に入力される。
ステップＳ１１７において、ＡＤＣ１１７は、アナログ信号であるフィルタ信号Ｓ６をデジタル信号に変換する。具体的には、ＡＤＣ１１７はフィルタ信号Ｓ６を量子化する。
これによって生成されるデジタル信号をビート信号Ｓ７と称する。ビート信号Ｓ７は、デジタル化されたフィルタ信号Ｓ６に相当する。
ＡＤＣ１１７は、生成したビート信号Ｓ７を出力する。
出力されたビート信号Ｓ７は、信号処理装置２００に入力される。
図３に戻り、ステップＳ１３０から説明を続ける。
ステップＳ１３０において、波形蓄積部２３０は、ビート信号Ｓ８をフレーム単位で蓄積する。
図６に基づいて、ステップＳ１３０の手順を説明する。
ステップＳ１３１において、波形整形部２２０はビート信号Ｓ７を整形する。
整形の具体例はブランキングと呼ばれる処理である。ブランキングは、信号の両端をサンプル時間ずつ削る処理である。ブランキングにより、ビート信号Ｓ７の繰り返し区間において周波数の差分が大きい箇所が除外され、（ｆｓ－ｆｒ）の周波数にのみ着目することができる。
整形されたビート信号Ｓ７をビート信号Ｓ８と称する。
ステップＳ１３２において、波形蓄積部２３０は、ビート信号Ｓ８をフレーム単位でメモリ２０２に蓄積する。蓄積されたビート信号Ｓ８は、フレーム単位のビート信号Ｓ８として扱われる。
フレーム単位のビート信号Ｓ８について説明する。
レーダ計測の方式にファストＦＭＣＷと呼ばれる方式がある。ファストＦＭＣＷでは、あるまとまった複数の波形に基づいて相対距離および相対速度が算出される。この複数の波形が１つのフレームを構成する。
フレーム単位のビート信号Ｓ８をビート信号Ｓ９と称する。
図３に戻り、ステップＳ１４０から説明を続ける。
ステップＳ１４０において、攻撃判定部２５１は、ビート信号Ｓ９に基づいてカバーチャープ妨害の有無を判定し、攻撃判定結果Ｓ１０を出力する。
カバーチャープ妨害は電子攻撃の一種である。
ステップＳ１４０の詳細について後述する。
攻撃判定結果Ｓ１０がカバーチャープ妨害が有ることを示す場合、処理はステップＳ１６０に進む。
攻撃判定結果Ｓ１０がカバーチャープ妨害が無いことを示す場合、処理はステップＳ１５０に進む。
ステップＳ１５０において、情報算出部２４０は、ビート信号Ｓ９に基づいて対象物の相対距離と対象物の相対速度とを算出する。
具体的には、情報算出部２４０は、ビート信号Ｓ９に対して２Ｄ－ＦＦＴを行うことによって、対象物の相対距離と対象物の相対速度とを算出する。
２Ｄ－ＦＦＴは、２次元高速フーリエ変換（２ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ－Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）の略称である。２Ｄ－ＦＦＴは、後述のレンジＦＦＴと後述のドップラーＦＦＴを両方適用するＦＦＴ処理方式を指す。
ＦＦＴは、フーリエ変換の一種である。
ステップＳ１６０において、距離算出部２５２は、ビート信号Ｓ９に基づいて対象物の相対距離を算出する。但し、算出方法は、ステップＳ１５０における方法とは異なる。
また、速度算出部２５３は、ビート信号Ｓ９に基づいて対象物の相対速度を算出する。但し、算出方法は、ステップＳ１５０における方法とは異なる。
ステップＳ１６０の詳細について後述する。
図７に基づいて、攻撃判定処理（Ｓ１４０）を説明する。
ステップＳ１４１において、攻撃判定部２５１は、ビート信号Ｓ９に対して２Ｄ－ＦＦＴを行う。これにより、ＲＤマップが生成される。
ＲＤは、レンジ－ドップラーを意味する。
図８および図９に、ＲＤマップ３００を示す。図８はＲＤマップ３００の画像を示し、図９はＲＤマップ３００の模式図である。ＲＤマップ３００はＲＤマップの具体例である。
ＲＤマップ３００において、縦軸は連続するドップラビンを示し、横軸は連続するレンジビンを示す。ドップラビンはドップラーの範囲の単位であり、レンジビンはレンジの範囲の単位である。ＦＦＴでは信号が２冪の単位（ＮＦＦＴと言われる）で処理され、この単位に従ってレンジ（距離）とドップラー（速度）が分解される。ビンはヒストグラムを描くときに使う等間隔の区間と同じである。
より具体的には、ドップラビンは、ＦＦＴにより周波数領域に変換した際の周波数（ドップラ周波数）を、式（３）に基づいてドップラ情報に変換したものである。同様に、レンジビンは、ＦＦＴにより周波数領域に変換した際の周波数（レンジ周波数）を、式（４）に基づいてレンジ情報に変換したものである。
ｆｄ＝２ｖｄ／λ 式（３）
ｆｒ＝２Ｒ／ｃ×Ｂｗ／Ｔｓ 式（４）
ここで、ｆｄはドップラ周波数、ｖｄは相対速度（ドップラ情報）、λは波長、ｆｒはレンジ周波数、Ｒは距離（レンジ情報）、ｃは光速である。
各ドップラビンの識別子をドップラビン番号と称し、各レンジビンの識別子をレンジビン番号と称する。
ＲＤマップ３００が得られる状況では、２つの対象物が存在し、片方の対象物に対してカバーチャープ妨害が行われている。
図９において、（Ａ）部分はカバーチャープ妨害の影響を受けた範囲を表しており、（Ｔ）部分は対象物が位置する箇所を表している。もう一つの対象物の位置は（Ａ）部分に含まれている。
図７に戻り、ステップＳ１４２から説明を続ける。
ステップＳ１４２において、攻撃判定部２５１は、ＲＤマップに対して走査窓を設定する。例えば、走査窓はＲＤマップの左上隅に設定される。
走査窓は特定の大きさを有する枠である。例えば、走査窓の大きさは、ドップラビンの解像度およびレンジビンの解像度に基づいて決められる。走査窓はドップラビンの解像度およびレンジビンの解像度に対して十分に大きい。
図１０に、左上隅に走査窓３０１が設定されたＲＤマップ３００を示す。
ステップＳ１４３において、攻撃判定部２５１は、走査窓内の領域に対して平滑化処理を行う。走査窓内の領域を「走査領域」と称する。
具体的な平滑化処理はメディアンを求める処理（メディアン処理）である。但し、相加平均値を求める処理（相加平均処理）など、他の平滑化処理が行われてもよい。
ステップＳ１４４において、攻撃判定部２５１は、平滑化処理の結果に基づいて、走査領域の代表値を算出する。
例えば、代表値は、最大値、相加平均値、メディアン、分散または標準偏差などの値である。
ステップＳ１４５において、攻撃判定部２５１は、ＲＤマップの全ての領域に対して走査窓を用いた走査が完了したか判定する。
走査が完了した場合、処理はステップＳ１４７に進む。
走査が完了していない場合、処理はステップＳ１４６に進む。
ステップＳ１４６において、攻撃判定部２５１は走査窓の位置を更新する。
具体的には、攻撃判定部２５１は、ＲＤマップにおいて走査窓をレンジビン方向とドップラビン方向との少なくとも一方に特定量だけずらす（図１０を参照）。例えば、レンジビン方向の特定量はレンジビン方向の１単位であり、ドップラビン方向の特定量はドップラビン方向の１単位である。但し、走査窓は例えば５単位ずつ大きくずらしてもよい。
ステップＳ１４６の後、処理はステップＳ１４３に進む。
ステップＳ１４７において、攻撃判定部２５１は、各走査領域の代表値に基づいて、カバーチャープ妨害の有無を判定する。
例えば、攻撃判定部２５１は、各走査領域の代表値に基づいて、ＲＤマップの全体の代表値を算出する。そして、攻撃判定部２５１は全体の代表値を閾値と比較する。全体の代表値が閾値より大きい場合、攻撃判定部２５１は、カバーチャープ妨害が有ると判定する。
例えば、攻撃判定部２５１は、各走査領域の代表値を第１閾値と比較し、第１閾値よりも大きい代表値の数を数える。そして、攻撃判定部２５１は、数えた数を第２閾値と比較する。数えた数が第２閾値より大きい場合、攻撃判定部２５１は、カバーチャープ妨害が有ると判定する。
図１１および図１２に、メディアン処理結果３０２を示す。図１１はメディアン処理結果３０２の画像を示し、図１２はメディアン処理結果３０２の模式図である。メディアン処理結果３０２は、メディアン処理されたＲＤマップ３００（図８から図１０を参照）に相当する。
ＲＤマップ３００では、カバーチャープ妨害のパワーが対象物のパワーよりも広がって見える。そのため、カバーチャープ妨害の影響を受けている領域（Ａ）に走査窓３０１がある場合、走査窓３０１の全域にカバーチャープ妨害のパワーが存在することになり、メディアンが大きい値となる。一方、カバーチャープ妨害の影響を受けていない領域に走査窓３０１がある場合、対象物が存在していたとしても、走査窓３０１が十分に大きければ、メディアンは小さい値となる。
そのため、ＲＤマップ３００の全領域に対して走査窓３０１をずらしながらメディアンを求めると、図１１および図１２に示すようなメディアン処理結果３０２が得られる。
そして、メディアン処理結果３０２の各領域の代表値と閾値を比較することにより、カバーチャープ妨害の影響を受けている領域を検出することができる。
図１３に基づいて、ステップＳ１６０を説明する。
ステップＳ１７０において、距離算出部２５２は、ビート信号Ｓ９に基づいて対象物の相対距離を算出する。
図１４に基づいて、距離算出処理（Ｓ１７０）の手順を説明する。
ステップＳ１７１において、距離算出部２５２は、ビート信号Ｓ９から１波形のビート信号を選択する。選択されたビート信号を「選択ビート信号」と称する。
ステップＳ１７２において、距離算出部２５２は、選択ビート信号に対してレンジＦＦＴを行う。レンジＦＦＴとは、ビート信号をサンプリング時間方向にＦＦＴすることでレンジ（距離）を求めるためのＦＦＴのことを指す。レンジＦＦＴにより、往復時間に起因する周波数変化が分かり、距離が求まる。
そして、距離算出部２５２は、レンジＦＦＴによって得られたデータに対してレンジビンごとにパワーを算出し、レンジビンのパワースペクトルを生成する。
図１５に、ビート信号Ｓ９の模式図を示す。
ビート信号Ｓ９は、波形別のビート信号を複数含む。つまり、ビート信号Ｓ９は、波形が異なる複数のビート信号を含んでいる。
距離算出部２５２は、ビート信号Ｓ９から１波形ずつビート信号を選択し（Ｓ１７１）、１波形のビート信号ずつレンジＦＦＴを行う（Ｓ１７２）。
図１４に戻り、ステップＳ１７３から説明を続ける。
ステップＳ１７３において、距離算出部２５２は、レンジビンのパワースペクトルの中の各ピークを特定し、各ピークに対応するレンジビンを特定し、各ピークに対応するレンジビン番号を記憶する。
各ピークは局所ピークまたはレンジピークともいう。
各ピークは山登り法などの方法によって特定される。例えば、距離算出部２５２は、単調増加が単調減少に転じる点を局所ピークとして特定する。
図１６に、パワースペクトル３１０を示す。パワースペクトル３１０は、レンジビンのパワースペクトルの具体例である。
パワースペクトル３１０は、各レンジビンのパワーを示している。下向きの黒三角は局所ピークを指している。局所ピーク（Ａ）はカバーチャープ妨害に対応する局所ピークであり、局所ピーク（Ｔ１）（Ｔ２）は対象物に対応する局所ピークである。
パワースペクトル３１０が表す状況は、ＲＤマップ３００（図８および図９を参照）が表す状況と同じである。つまり、２つの対象物が存在し、片方の対象物に対してカバーチャープ妨害が行われている。そして、カバーチャープ妨害のパワーが支配的であり、片方の対象物に対応する局所ピーク（Ｔ２）が埋もれている。
図１４に戻り、ステップＳ１７４から説明を続ける。
ステップＳ１７４において、距離算出部２５２は、未選択の波形のビート信号があるか判定する。
未選択の波形のビート信号がある場合、処理はステップＳ１７１に進む。
未選択の波形のビート信号がない場合、処理はステップＳ１７５に進む。
図１８に、レンジピークグラフ３１１を示す。
レンジピークグラフ３１１は、各波形のビート信号から得られたパワースペクトルの中の各局所ピークに対応するレンジビンを表すグラフの具体例であり、ステップＳ１７３の結果を用いて生成される。
レンジビン（Ｔ１）（Ｔ２）は、対象物に対応する局所ピークのレンジビンであり、波形によって変化しない。そのため、レンジピークグラフ３１１において、各対象物に対応する点群が波形方向に並んでいる。
レンジビン（Ａ）は、カバーチャープ妨害に対応する局所ピークのレンジビンであり、波形に応じて変化する。レンジピークグラフ３１１において、カバーチャープ妨害に対応する点群は斜め方向に直線状に並んでいる。これは、カバーチャープ妨害では、周波数が徐々にずらされるためである。
図１４に戻り、ステップＳ１７５から説明を続ける。
ステップＳ１７５において、距離算出部２５２は、レンジビンごとにピークに対応するレンジビンとして特定された回数を算出する。具体的には、距離算出部２５２は、レンジビンごとにステップＳ１７３でレンジビン番号が記憶された回数を算出する。
算出される回数は、総和または相加平均を意味し、「ピーク回数」「出現回数」または「局所ピーク出現回数」と称する。
そして、距離算出部２５２は、各レンジビンのピーク回数を示すヒストグラムを生成する。生成されるヒストグラムを「暫定ヒストグラム」と称する。
ステップＳ１７６において、距離算出部２５２は、暫定ヒストグラムに対して平滑化処理を行う。平滑化処理の具体例は移動平均を求める処理（移動平均処理）である。
平滑化処理された暫定ヒストグラムをレンジビンのヒストグラムと称する。
ステップＳ１７７において、距離算出部２５２は、レンジビンのヒストグラムの中のピークを特定し、ピークに対応するレンジビンを特定する。
そして、距離算出部２５２は、ピークに対応するレンジビン番号に基づいて、対象物の相対距離を算出する。
図１９に、ヒストグラム３１２を示す。ヒストグラム３１２は、レンジビンのヒストグラムの具体例である。
ヒストグラム３１２を使うことにより、カバーチャープ妨害の強いパワーを無視し、ピークの出現頻度に着目し、対象物（Ｔ１）（Ｔ２）に対応するレンジビン番号を特定することができる。
図１３に戻り、ステップＳ１８０を説明する。
ステップＳ１８０において、速度算出部２５３は、ビート信号Ｓ９に基づいて対象物の相対速度を算出する。
図２０に基づいて、速度算出処理（Ｓ１８０）の手順を説明する。
ステップＳ１８１において、速度算出部２５３は、ビート信号Ｓ９から１サンプル時間のビート信号を抽出する。サンプル時間は予め決められた時間であり、１サンプル時間のビート信号は１つの時間帯のビート信号である。
抽出されたビート信号を「抽出ビート信号」と称する。
ステップＳ１８２において、速度算出部２５３は、抽出ビート信号に対してドップラＦＦＴを行う。ドップラＦＦＴとは、ビート信号を波形方向にＦＦＴすることでドップラー（速度）を求めるためのＦＦＴのことを指す。ドップラＦＦＴにより、１チャープごとの位相変化が分かり、速度が求まる。つまり、相対速度があれば少しずつビート信号がズレていくので、そのズレを正弦波の位相変化としてドップラＦＦＴによって観測する。
そして、速度算出部２５３は、ドップラＦＦＴによって得られたデータに対してドップラビンごとにパワーを算出し、ドップラビンのパワースペクトルを生成する。
図２１に、ビート信号Ｓ９の模式図を示す。
ビート信号Ｓ９は、波形が異なる複数のビート信号を含み、一定の時間長を有する
速度算出部２５３は、ビート信号Ｓ９から１サンプル時間ずつビート信号を抽出し（Ｓ１８１）、１サンプル時間のビート信号ずつドップラＦＦＴを行う（Ｓ１８２）。
図２０に戻り、ステップＳ１８３から説明を続ける。
ステップＳ１８３において、速度算出部２５３は、連続する２つの時間帯のパワースペクトルを比較し、連続する２つの時間帯のパワースペクトルの差分を算出し、算出した差分を記憶する。これにより、時間変化に伴って急激に速度が変化している攻撃に起因するピークと速度が大きく変化しない検出対象のピークとを振り分けることができる。
具体的には、速度算出部２５３は、ステップＳ１８２で今回生成したパワースペクトルとステップＳ１８２で前回生成したパワースペクトルの差分を算出する。
なお、１巡目のステップＳ１８３では比較対象が無いため、１巡目のステップＳ１８３の実行は不要である。
図２２に、ｘサンプル時間目のパワースペクトル３２０と（ｘ＋１）サンプル時間目のパワースペクトル３２０を示す。この２つのパワースペクトル３２０は連続する２つの時間帯のドップラビンのパワースペクトルの具体例である。
パワースペクトル３２０は、各ドップラビンのパワーを示している。局所ピーク（Ａ）はカバーチャープ妨害に対応する局所ピークであり、局所ピーク（Ｔ１）（Ｔ２）は対象物に対応する局所ピークである。
各パワースペクトル３２０が表す状況は、ＲＤマップ３００（図８および図９を参照）が表す状況と同じである。つまり、２つの対象物が存在し、片方の対象物に対してカバーチャープ妨害が行われている。そして、カバーチャープ妨害のパワーが支配的であり、片方の対象物に対応する局所ピーク（Ｔ２）が埋もれている。
速度算出部２５３は、２つのパワースペクトル３２０を比較して差分を算出する。
図２３に、差分グラフ３２１を示す。差分グラフ３２１は、ｘサンプル時間目のパワースペクトル３２０と（ｘ＋１）サンプル時間目のパワースペクトル３２０の差分を示す。
差分グラフ３２１では、２つのパワースペクトル３２０の局所ピークに対応するドップラビンのパワーが小さい。
パワー（Ｔ１）（Ｔ２）は対象物に対応する局所ピークのパワーの差分であり、いずれの連続する２つの時間帯であってもパワー（Ｔ１）（Ｔ２）に対応するドップラビンは変化しない。
パワー（Ａ）はカバーチャープ妨害に対応する局所ピークのパワーの差分であり、連続する２つの時間帯によってパワー（Ａ）に対応するドップラビンは変化する。これは、カバーチャープ妨害では、周波数が徐々にずらされるためである。
図２０に戻り、ステップＳ１８４から説明を続ける。
ステップＳ１８４において、速度算出部２５３は、未選択の時間帯のビート信号があるか判定する。
未選択の時間帯のビート信号がある場合、処理はステップＳ１８１に進む。
未選択の時間帯のビート信号がない場合、処理はステップＳ１８５に進む。
ステップＳ１８５において、速度算出部２５３は、ステップＳ１８３で記憶された差分に対して、ドップラビンごとに差分のばらつきを算出する。
具体的には、速度算出部２５３は、ドップラビンごとに差分の標準偏差または分散を算出する。
ステップＳ１８６において、速度算出部２５３は、各ドップラビンのばらつきに基づいて差分統計グラフを生成する。
差分統計グラフは、ドップラビン同士の差分の統計量を示すグラフである。統計量の具体例は、標準偏差、平滑化された標準偏差、分散または平滑化された分散である。
具体的には、速度算出部２５３は、各ドップラビンのばらつきに対して平滑化処理を行う。平滑化処理の具体例は移動平均を求める処理（移動平均処理）である。そして、速度算出部２５３は、平滑化された各ドップラビンのばらつきを示すグラフを生成する。生成されるグラフが差分統計グラフである。
ステップＳ１８７において、速度算出部２５３は、差分統計グラフの中のピークを特定する。このとき、ドップラビンの変化が小さい対象物を検出するため、速度算出部２５３は負のピークを特定する。
次に、速度算出部２５３は、ピークに対応するドップラビンを特定する。
そして、速度算出部２５３は、ピークに対応するドップラビン番号に基づいて、対象物の相対速度を算出する。
図２４に、差分統計グラフ３２２を示す。差分統計グラフ３２２は、各ドップラビンの標準偏差の移動平均を示す。
差分統計グラフ３２２を使うことにより、カバーチャープ妨害の急激な位相ずれを無視し、緩やかな位相変化に着目し、対象物（Ｔ１）（Ｔ２）に対応するドップラビン番号を特定することができる。
＊＊＊実施例の説明＊＊＊
距離算出処理（図１４のＳ１７０）において、ステップＳ１７５からステップＳ１７７は以下のような処理であってもよい。
距離算出部２５２は、各レンジビンに対して、ピークに対応するレンジビンとして特定された回数のばらつきを算出する。ばらつきの具体例は、分散または標準偏差などである。
次に、距離算出部２５２は。各レンジビンのばらつきに対してＣＦＡＲを求める処理を行う。
そして、距離算出部２５２は、この処理によって得られたデータにおいて変化が閾値よりも小さいレンジビンを特定し、特定したレンジビンのレンジビン番号に基づいて相対距離を算出する。
ＣＦＡＲは、Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅの略称である。
距離算出処理（図１４のＳ１７０）において、ステップＳ１７１からステップＳ１７４は以下のような処理であってもよい。
距離算出部２５２は、ビート信号Ｓ９に対してドップラＦＦＴを行う。そして、距離算出部２５２は、ドップラＦＦＴで得られたデータに対してドップラビンごとにレンジＦＦＴを行うことによって、ドップラビンごとにレンジビンのパワースペクトルを生成する。
つまり、ステップＳ１７２以降の処理がＲＤマップに対して適用されてもよい。
速度算出処理（図２０のＳ１８０）において、ステップＳ１８５からステップＳ１８７は以下のような処理であってもよい。
速度算出部２５３は、ドップラビンごとに差分の総和または相加平均を算出する。
次に、速度算出部２５３は、ドップラビンごとの総和またはドップラビンごとの相加平均に対してＣＦＡＲを求める処理を行う。
そして、速度算出部２５３は、この処理によって得られたデータにおいて変化が閾値よりも小さいドップラビンを特定し、特定したドップラビンのドップラビン番号に基づいて相対速度を算出する。
速度算出処理（図２０のＳ１８０）において、ステップＳ１８１からステップＳ１８４は以下のような処理であってもよい。
速度算出部２５３は、ビート信号Ｓ９に対してレンジＦＦＴを行う。そして、速度算出部２５３は、レンジＦＦＴで得られたデータに対してレンジビンごとにドップラＦＦＴを行うことによって、レンジビンごとにドップラビンのパワースペクトルを生成する。
つまり、ステップＳ１８２以降の処理がＲＤマップに対して適用されてもよい。
距離算出部２５２と速度算出部２５３の処理は、互いに入れ替えても良い。
すなわち、距離算出処理（図１４のＳ１７０）の１波形を１サンプル時間に、レンジＦＦＴをドップラＦＦＴに、レンジビンをドップラビンに置き換えることで速度算出処理としても良い。
また、速度算出処理（図２０のＳ１８０）の１サンプル時間を１波形に、ドップラＦＦＴをレンジＦＦＴに、時間帯を波形に、ドップラビンをレンジビンに置き換えることで距離算出処理としても良い。
その場合、距離算出部２５２は、ビート信号Ｓ９を使って時間帯別またはドップラビン別のレンジビンのパワースペクトルを生成し、パワースペクトル同士の差分の統計量を示す差分統計グラフを生成し、差分統計グラフの中のピークに対応するレンジビン番号に基づく距離を対象物の相対距離として算出する。
具体的には、距離算出部２５２は、ビート信号Ｓ９から各時間帯のビート信号を抽出し、各時間帯のビート信号に対してフーリエ変換を行って時間帯別のパワースペクトルを生成し、連続する２つの時間帯の組ごとにパワースペクトル同士を比較して各レンジビンのパワーの差分を算出し、算出した差分に基づいて差分統計グラフを生成する。
具体的には、距離算出部２５２は、ビート信号Ｓ９に対してフーリエ変換を行って得られるドップラー－レンジマップを使ってドップラビン別のパワースペクトルを生成し、連続する２つのドップラビンの組ごとにパワースペクトル同士を比較して各レンジビンのパワーの差分を算出し、算出した差分に基づいて差分統計グラフを生成する。
具体的には、距離算出部２５２は、レンジビンごとに差分の標準偏差または差分の分散を算出し、各レンジビンの標準偏差または各レンジビンの分散に対して平滑化処理を行って差分統計グラフを生成する。
また、速度算出部２５３は、ビート信号Ｓ９を使ってドップラビンのヒストグラムを生成し、ヒストグラムの中のピークに対応するドップラビン番号に基づく速度を対象物の相対速度として算出する。
具体的には、速度算出部２５３は、波形ごとにビート信号に対してフーリエ変換を行ってドップラビンのパワースペクトルを生成し、波形ごとにパワースペクトルの中のピークに対応するドップラビンを特定し、各ドップラビンの特定された回数に基づいてヒストグラムを生成する。
具体的には、速度算出部２５３は、ビート信号Ｓ９に対してフーリエ変換を行って得られるドップラー－レンジマップを使ってレンジビンごとにドップラビンのパワースペクトルを生成し、レンジビンごとにパワースペクトルの中のピークに対応するドップラビンを特定し、各ドップラビンの特定された回数に基づいてヒストグラムを生成する。
具体的には、速度算出部２５３は、ドップラビンごとにドップラビンが特定された回数を算出してドップラビンの暫定ヒストグラムを生成し、暫定ヒストグラムに対して平滑化処理を行ってヒストグラムを生成する。
レーダ装置１００はＭＩＭＯレーダであってもよい。
その場合、レーダ装置１００は、送信アンテナ１１３と受信アンテナ１１４とのそれぞれを複数備える。また、レーダ装置１００は、ローパスフィルタ１１６とＡＤＣ１１７とのそれぞれを受信アンテナ１１４の数と同じ数備える。
ＭＩＭＯは、Ｍｕｌｔｉ－Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ－Ｏｕｔｐｕｔの略称である。
レーダ装置１００の構成は、距離算出部２５２と速度算出部２５３とのいずれか一方を備えない構成であってもよい。
＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
レーダ装置１００は、従来のＦＭＣＷ方式の枠組みの中でビート信号Ｓ９から情報を抽出する信号処理を工夫したことにより、以下のような効果を奏する。
攻撃判定部２５１は、フレーム単位のビート信号Ｓ８であるビート信号Ｓ９に基づいて攻撃判定を行い、攻撃判定結果Ｓ１０を得る。
そして、攻撃判定結果Ｓ１０に応じて、情報算出部２４０あるいは距離算出部２５２および速度算出部２５３が動作する。
これにより、対象物の相対距離と対象物の相対速度が得られる。
攻撃判定部２５１は、カバーチャープ妨害がＲＤマップ上で比較的大きな領域にパワーを生じさせることを利用して、カバーチャープ妨害を検出することができる。
さらに、カバーチャープ妨害によるパワーの強いノイズに対象物のパワーが埋もれてしまっても、距離算出部２５２は対象物の相対距離を算出でき、速度算出部２５３は対象物の相対速度を算出できる。
実施の形態２．
レーダ装置１００の変形例について、主に実施の形態１と異なる点を図２５から図２８に基づいて説明する。
＊＊＊変形例１について＊＊＊
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図２５に基づいて、レーダ装置１００の構成を説明する。
レーダ装置１００は、実施の形態１の構成に含まれる情報算出部２４０と攻撃判定部２５１とを備えない。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図２６に基づいて、レーダ運用方法を説明する。
ステップＳ１１０からステップＳ１３０は、実施の形態１で説明した通りである。
ステップＳ１３０の後、処理はステップＳ１７０およびステップＳ１８０に進む。
ステップＳ１７０において、距離算出部２５２は、ビート信号Ｓ９に基づいて対象物の相対距離を算出する。ステップＳ１７０は実施の形態１で説明した通りである。
ステップＳ１８０において、速度算出部２５３は、ビート信号Ｓ９に基づいて対象物の相対速度を算出する。ステップＳ１８０は実施の形態１で説明した通りである。
＊＊＊変形例１の効果＊＊＊
レーダ装置１００は、より小さな構成で対象物の相対距離および対象物の相対速度を算出することができる。
＊＊＊実施例１の補足＊＊＊
レーダ装置１００の構成は、距離算出部２５２と速度算出部２５３とのいずれか一方を備えない構成であってもよい。
＊＊＊変形例２について＊＊＊
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図２７に基づいて、レーダ装置１００の構成を説明する。
レーダ装置１００は、実施の形態１の構成に加えて情報選択部２６０を備える。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図２８に基づいて、レーダ運用方法を説明する。
ステップＳ１１０からステップＳ１３０は、実施の形態１で説明した通りである。
ステップＳ１３０の後、処理はステップＳ１４０、ステップＳ１５０およびステップＳ１６０に進む。
ステップＳ１４０において、攻撃判定部２５１は、ビート信号Ｓ９に基づいてカバーチャープ妨害の有無を判定する。ステップＳ１４０は実施の形態１で説明した通りである。
ステップＳ１５０において、情報算出部２４０は、ビート信号Ｓ９に基づいて対象物の相対距離と対象物の相対速度とを算出する。ステップＳ１５０は実施の形態１で説明した通りである。
ステップＳ１５０で算出された相対距離および相対速度を対象情報Ｓ１１と称する。
ステップＳ１６０において、距離算出部２５２はビート信号Ｓ９に基づいて対象物の相対距離を算出し、速度算出部２５３はビート信号Ｓ９に基づいて対象物の相対速度を算出する。ステップＳ１６０は実施の形態１で説明した通りである。
ステップＳ１６０で算出された相対距離を相対距離Ｓ１２と称し、ステップＳ１６０で算出された相対速度を相対速度Ｓ１３と称する。
ステップＳ１４０、ステップＳ１５０およびステップＳ１６０の後、処理はステップＳ１９１に進む。
ステップＳ１９１において、情報選択部２６０は、攻撃判定結果Ｓ１０を参照してカバーチャープ妨害の有無を確認する。
カバーチャープ妨害が無い場合、処理はステップＳ１９２に進む。
カバーチャープ妨害が有る場合、処理はステップＳ１９３に進む。
ステップＳ１９２において、情報選択部２６０は、対象情報Ｓ１１を選択して出力する。
ステップＳ１９３において、情報選択部２６０は、相対距離Ｓ１２および相対速度Ｓ１３して出力する。
＊＊＊変形例２の効果＊＊＊
レーダ装置１００は、実施の形態１と同じく、対象物の相対距離および対象物の相対速度を算出することができる。
＊＊＊実施の形態の補足＊＊＊
図２９に基づいて、信号処理装置２００のハードウェア構成を説明する。
信号処理装置２００は処理回路２０９を備える。
処理回路２０９は、波形制御部２１０と波形整形部２２０と波形蓄積部２３０と情報算出部２４０と攻撃対策部２５０と情報選択部２６０とを実現するハードウェアである。
処理回路２０９は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリ２０２に格納されるプログラムを実行するプロセッサ２０１であってもよい。
処理回路２０９が専用のハードウェアである場合、処理回路２０９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、ＦＰＧＡまたはこれらの組み合わせである。
ＡＳＩＣは、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略称である。
ＦＰＧＡは、Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略称である。
信号処理装置２００は、処理回路２０９を代替する複数の処理回路を備えてもよい。
処理回路２０９において、一部の機能が専用のハードウェアで実現されて、残りの機能がソフトウェアまたはファームウェアで実現されてもよい。
このように、信号処理装置２００の機能はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせで実現することができる。
各実施の形態は、好ましい形態の例示であり、本開示の技術的範囲を制限することを意図するものではない。各実施の形態は、部分的に実施してもよいし、他の形態と組み合わせて実施してもよい。フローチャート等を用いて説明した手順は、適宜に変更してもよい。
信号処理装置２００の要素である「部」は、「処理」、「工程」、「回路」または「サーキットリ」と読み替えてもよい。
１００ レーダ装置、１１０ アナログフロントエンド、１１１ 波形発生器、１１２ ＶＣＯ、１１３ 送信アンテナ、１１４ 受信アンテナ、１１５ ミキサ、１１６ ローパスフィルタ、１１７ ＡＤＣ、２００ 信号処理装置、２０１ プロセッサ、２０２ メモリ、２０３ 入出力インタフェース、２０９ 処理回路、２１０ 波形制御部、２２０ 波形整形部、２３０ 波形蓄積部、２４０ 情報算出部、２５０ 攻撃対策部、２５１ 攻撃判定部、２５２ 距離算出部、２５３ 速度算出部、２６０ 情報選択部、３００ ＲＤマップ、３０１ 走査窓、３０２ メディアン処理結果、３１０ パワースペクトル、３１１ レンジピークグラフ、３１２ ヒストグラム、３２０ パワースペクトル、３２１ 差分グラフ、３２２ 差分統計グラフ、Ｓ１ 制御信号、Ｓ２ ランプ信号、Ｓ３ ローカル波、Ｓ４ 受信波、Ｓ５ ミキシング信号、Ｓ６ フィルタ信号、Ｓ７ ビート信号、Ｓ８ ビート信号、Ｓ９ ビート信号、Ｓ１０ 攻撃判定結果、Ｓ１１ 対象情報、Ｓ１２ 相対距離、Ｓ１３ 相対速度。

Claims (25)

  1. 対象物を検出するために送信されるローカル波と、前記ローカル波に対応する反射波として受信される受信波と、をミキシングして得られるミキシング信号から得られるデジタル信号であるビート信号をフレーム単位で蓄積する波形蓄積部と、
    フレーム単位のビート信号を使ってレンジビンのヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムの中のピークに対応するレンジビン番号に基づく距離を前記対象物の相対距離として算出する距離算出部と、
    フレーム単位のビート信号を使って時間帯別またはレンジビン別のドップラビンのパワースペクトルを生成し、パワースペクトル同士の差分の統計量を示す差分統計グラフを生成し、前記差分統計グラフの中のピークに対応するドップラビン番号に基づく速度を前記対象物の相対速度として算出する速度算出部と、
    を備える信号処理装置。
  2. フレーム単位のビート信号は、波形別のビート信号を複数含み、
    前記距離算出部は、波形ごとにビート信号に対してフーリエ変換を行ってレンジビンのパワースペクトルを生成し、波形ごとに前記パワースペクトルの中のピークに対応するレンジビンを特定し、各レンジビンの特定された回数に基づいて前記ヒストグラムを生成する
    請求項１に記載の信号処理装置。
  3. 前記距離算出部は、フレーム単位のビート信号に対してフーリエ変換を行って得られるレンジ－ドップラーマップを使ってドップラビンごとにレンジビンのパワースペクトルを生成し、ドップラビンごとに前記パワースペクトルの中のピークに対応するレンジビンを特定し、各レンジビンの特定された回数に基づいて前記ヒストグラムを生成する
    請求項１に記載の信号処理装置。
  4. 前記距離算出部は、レンジビンごとにレンジビンが特定された回数を算出してレンジビンの暫定ヒストグラムを生成し、前記暫定ヒストグラムに対して平滑化処理を行って前記ヒストグラムを生成する
    請求項２または請求項３に記載の信号処理装置。
  5. 前記速度算出部は、フレーム単位のビート信号から各時間帯のビート信号を抽出し、各時間帯のビート信号に対してフーリエ変換を行って時間帯別の前記パワースペクトルを生成し、連続する２つの時間帯の組ごとにパワースペクトル同士を比較して各ドップラビンのパワーの差分を算出し、算出した差分に基づいて前記差分統計グラフを生成する
    請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の信号処理装置。
  6. 前記速度算出部は、フレーム単位のビート信号に対してフーリエ変換を行って得られるレンジ－ドップラーマップを使ってレンジビン別の前記パワースペクトルを生成し、連続する２つのレンジビンの組ごとにパワースペクトル同士を比較して各ドップラビンのパワーの差分を算出し、算出した差分に基づいて前記差分統計グラフを生成する
    請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の信号処理装置。
  7. 前記速度算出部は、ドップラビンごとに前記差分の標準偏差または前記差分の分散を算出し、各ドップラビンの前記標準偏差または各ドップラビンの前記分散に対して平滑化処理を行って前記差分統計グラフを生成する
    請求項５または請求項６に記載の信号処理装置。
  8. フレーム単位のビート信号に対してフーリエ変換を行ってレンジ－ドップラーマップを生成し、前記レンジ－ドップラーマップに基づいてカバーチャープ妨害の有無を判定する攻撃判定部を備える
    請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の信号処理装置。
  9. 前記攻撃判定部は、前記レンジ－ドップラーマップの中の領域ごとに平滑化処理を行って前記レンジ－ドップラーマップの中の領域ごとに代表値を算出し、各領域の代表値に基づいてカバーチャープ妨害の有無を判定する
    請求項８に記載の信号処理装置。
  10. フレーム単位のビート信号に対してフーリエ変換を行って前記対象物の相対距離と前記対象物の相対速度とを算出する情報算出部を備える
    請求項８から請求項９のいずれか１項に記載の信号処理装置。
  11. 前記距離算出部は、カバーチャープ妨害が有ると判定された場合に前記相対距離を算出し、
    前記速度算出部は、カバーチャープ妨害が有ると判定された場合に前記相対速度を算出し、
    前記情報算出部は、カバーチャープ妨害が無いと判定された場合に前記相対距離と前記相対速度とを算出する
    請求項１０に記載の信号処理装置。
  12. カバーチャープ妨害が有ると判定された場合に、前記距離算出部によって算出された前記相対距離と前記速度算出部によって算出された前記相対速度とを選択し、カバーチャープ妨害が無いと判定された場合に、前記情報算出部によって算出された前記相対距離と前記情報算出部によって算出された前記相対速度とを選択する情報選択部を備える
    請求項１０に記載の信号処理装置。
  13. 対象物を検出するために送信されるローカル波と、前記ローカル波に対応する反射波として受信される受信波と、をミキシングして得られるミキシング信号から得られるデジタル信号であるビート信号をフレーム単位で蓄積する波形蓄積部と、
    フレーム単位のビート信号を使って時間帯別またはレンジビン別のドップラビンのパワースペクトルを生成し、パワースペクトル同士の差分の統計量を示す差分統計グラフを生成し、前記差分統計グラフの中のピークに対応するドップラビン番号に基づく速度を前記対象物の相対速度として算出する速度算出部と、
    を備える信号処理装置。
  14. ローカル波を送信し、前記ローカル波に対応する反射波を受信波として受信し、前記ローカル波と前記受信波とをミキシングしてミキシング信号を生成し、前記ミキシング信号に対応するデジタル信号であるビート信号を生成するアナログフロントエンドと、
    請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の信号処理装置と、
    を備えるレーダ装置。
  15. 波形蓄積部が、対象物を検出するために送信されるローカル波と、前記ローカル波に対応する反射波として受信される受信波と、をミキシングして得られるミキシング信号から得られるデジタル信号であるビート信号をフレーム単位で蓄積し、
    距離算出部が、フレーム単位のビート信号を使ってレンジビンのヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムの中のピークに対応するレンジビン番号に基づく距離を前記対象物の相対距離として算出し、
    速度算出部が、フレーム単位のビート信号を使って時間帯別またはレンジビン別のドップラビンのパワースペクトルを生成し、パワースペクトル同士の差分の統計量を示す差分統計グラフを生成し、前記差分統計グラフの中のピークに対応するドップラビン番号に基づく速度を前記対象物の相対速度として算出する
    レーダ運用方法。
  16. 波形蓄積部が、対象物を検出するために送信されるローカル波と、前記ローカル波に対応する反射波として受信される受信波と、をミキシングして得られるミキシング信号から得られるデジタル信号であるビート信号をフレーム単位で蓄積し、
    速度算出部が、フレーム単位のビート信号を使って時間帯別またはレンジビン別のドップラビンのパワースペクトルを生成し、パワースペクトル同士の差分の統計量を示す差分統計グラフを生成し、前記差分統計グラフの中のピークに対応するドップラビン番号に基づく速度を前記対象物の相対速度として算出する
    レーダ運用方法。
  17. 対象物を検出するために送信されるローカル波と、前記ローカル波に対応する反射波として受信される受信波と、をミキシングして得られるミキシング信号から得られるデジタル信号であるビート信号をフレーム単位で蓄積する波形蓄積処理と、
    フレーム単位のビート信号を使ってレンジビンのヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムの中のピークに対応するレンジビン番号に基づく距離を前記対象物の相対距離として算出する距離算出処理と、
    フレーム単位のビート信号を使って時間帯別またはレンジビン別のドップラビンのパワースペクトルを生成し、パワースペクトル同士の差分の統計量を示す差分統計グラフを生成し、前記差分統計グラフの中のピークに対応するドップラビン番号に基づく速度を前記対象物の相対速度として算出する速度算出処理と、
    をコンピュータに実行させるためのレーダ運用プログラム。
  18. 対象物を検出するために送信されるローカル波と、前記ローカル波に対応する反射波として受信される受信波と、をミキシングして得られるミキシング信号から得られるデジタル信号であるビート信号をフレーム単位で蓄積する波形蓄積処理と、
    フレーム単位のビート信号を使って時間帯別またはレンジビン別のドップラビンのパワースペクトルを生成し、パワースペクトル同士の差分の統計量を示す差分統計グラフを生成し、前記差分統計グラフの中のピークに対応するドップラビン番号に基づく速度を前記対象物の相対速度として算出する速度算出処理と、
    をコンピュータに実行させるためのレーダ運用プログラム。
  19. 対象物を検出するために送信されるローカル波と、前記ローカル波に対応する反射波として受信される受信波と、をミキシングして得られるミキシング信号から得られるデジタル信号であるビート信号をフレーム単位で蓄積する波形蓄積部と、
    フレーム単位のビート信号を使ってドップラビンのヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムの中のピークに対応するドップラビン番号に基づく速度を前記対象物の相対速度として算出する速度算出部と、
    フレーム単位のビート信号を使って時間帯別またはドップラビン別のレンジビンのパワースペクトルを生成し、パワースペクトル同士の差分の統計量を示す差分統計グラフを生成し、前記差分統計グラフの中のピークに対応するレンジビン番号に基づく距離を前記対象物の相対距離として算出する距離算出部と、
    を備える信号処理装置。
  20. 対象物を検出するために送信されるローカル波と、前記ローカル波に対応する反射波として受信される受信波と、をミキシングして得られるミキシング信号から得られるデジタル信号であるビート信号をフレーム単位で蓄積する波形蓄積部と、
    フレーム単位のビート信号を使って時間帯別またはドップラビン別のレンジビンのパワースペクトルを生成し、パワースペクトル同士の差分の統計量を示す差分統計グラフを生成し、前記差分統計グラフの中のピークに対応するレンジビン番号に基づく距離を前記対象物の相対距離として算出する距離算出部と、
    を備える信号処理装置。
  21. ローカル波を送信し、前記ローカル波に対応する反射波を受信波として受信し、前記ローカル波と前記受信波とをミキシングしてミキシング信号を生成し、前記ミキシング信号に対応するデジタル信号であるビート信号を生成するアナログフロントエンドと、
    請求項１９または請求項２０に記載の信号処理装置と、
    を備えるレーダ装置。
  22. 波形蓄積部が、対象物を検出するために送信されるローカル波と、前記ローカル波に対応する反射波として受信される受信波と、をミキシングして得られるミキシング信号から得られるデジタル信号であるビート信号をフレーム単位で蓄積し、
    速度算出部が、フレーム単位のビート信号を使ってドップラビンのヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムの中のピークに対応するドップラビン番号に基づく速度を前記対象物の相対速度として算出し、
    距離算出部が、フレーム単位のビート信号を使って時間帯別またはドップラビン別のレンジビンのパワースペクトルを生成し、パワースペクトル同士の差分の統計量を示す差分統計グラフを生成し、前記差分統計グラフの中のピークに対応するレンジビン番号に基づく距離を前記対象物の相対距離として算出する
    レーダ運用方法。
  23. 波形蓄積部が、対象物を検出するために送信されるローカル波と、前記ローカル波に対応する反射波として受信される受信波と、をミキシングして得られるミキシング信号から得られるデジタル信号であるビート信号をフレーム単位で蓄積し、
    距離算出部が、フレーム単位のビート信号を使って時間帯別またはドップラビン別のレンジビンのパワースペクトルを生成し、パワースペクトル同士の差分の統計量を示す差分統計グラフを生成し、前記差分統計グラフの中のピークに対応するレンジビン番号に基づく距離を前記対象物の相対距離として算出する
    レーダ運用方法。
  24. 対象物を検出するために送信されるローカル波と、前記ローカル波に対応する反射波として受信される受信波と、をミキシングして得られるミキシング信号から得られるデジタル信号であるビート信号をフレーム単位で蓄積する波形蓄積処理と、
    フレーム単位のビート信号を使ってドップラビンのヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムの中のピークに対応するドップラビン番号に基づく速度を前記対象物の相対速度として算出する速度算出処理と、
    フレーム単位のビート信号を使って時間帯別またはドップラビン別のレンジビンのパワースペクトルを生成し、パワースペクトル同士の差分の統計量を示す差分統計グラフを生成し、前記差分統計グラフの中のピークに対応するレンジビン番号に基づく距離を前記対象物の相対距離として算出する距離算出処理と、
    をコンピュータに実行させるためのレーダ運用プログラム。
  25. 対象物を検出するために送信されるローカル波と、前記ローカル波に対応する反射波として受信される受信波と、をミキシングして得られるミキシング信号から得られるデジタル信号であるビート信号をフレーム単位で蓄積する波形蓄積処理と、
    フレーム単位のビート信号を使って時間帯別またはドップラビン別のレンジビンのパワースペクトルを生成し、パワースペクトル同士の差分の統計量を示す差分統計グラフを生成し、前記差分統計グラフの中のピークに対応するレンジビン番号に基づく距離を前記対象物の相対距離として算出する距離算出処理と、
    をコンピュータに実行させるためのレーダ運用プログラム。
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