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JP3242603B2 - レーダ装置 - Google Patents
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JP3242603B2 - レーダ装置 - Google Patents

レーダ装置

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JP3242603B2
JP3242603B2 JP19724197A JP19724197A JP3242603B2 JP 3242603 B2 JP3242603 B2 JP 3242603B2 JP 19724197 A JP19724197 A JP 19724197A JP 19724197 A JP19724197 A JP 19724197A JP 3242603 B2 JP3242603 B2 JP 3242603B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーダにおける
目標検出、特に最大探知距離付近での検出に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図１５は、例えば特開平３−２４８０７
５号公報に類似技術が開示されている、ＦＦＴ(Fast Fo
urier Transform)回路とＣＦＡＲ(Constant False Alar
m Rate)検出回路とを備えたＣＦＡＲ処理を行う従来の
レーダ装置の構成を示す。
【０００３】図１５において、１は入力信号の距離を検
出する距離検出回路、２は距離検出回路１の出力を周波
数に分割するドップラフィルタ回路、３はドップラフィ
ルタ回路３の出力の振幅を計算する振幅計算回路、４は
振幅計算回路３の出力を記憶するメモリ回路、５は１次
元ＣＦＡＲ検出回路、６はＭ個中Ｎ個の該当する信号が
あった場合に出力を発生するＭ中Ｎ検出回路、７は目標
追尾確立処理を行う目標追尾回路、８は検出目標を表示
する指示器である。
【０００４】次に動作について説明する。図１５におい
て、距離検出回路１は入力信号をある一定のタイミング
でサンプリングし入力信号の距離、すなわち入力信号が
どのくらいの距離にある目標からの反射波信号なのかを
検出する回路である。この出力信号は、ドッップラフィ
ルタ回路２へ入力され、各時間データ毎に周波数データ
に変換される。
【０００５】ドップラフィルタ回路２の出力は振幅計算
回路３へ入力され、ドップラ周波数毎の振幅が計算さ
れ、その結果がメモリ回路４へ記憶される。メモリ回路
４の出力は処理単位毎に１次元ＣＦＡＲ検出回路５へ入
力されＣＦＡＲ処理により目標検出がなされる。
【０００６】１次元ＣＦＡＲ検出回路５の機能および構
成を図１６を用いて説明する。メモリ回路４は例えばド
ップラ周波数に対応したセルを持ち、ここではＦ0から
ＦMまでの(Ｍ＋１)個が目標検出範囲で、Ｆ-4からＦM+4
までの(Ｍ＋９)個のセルを持つものとする。目標検出範
囲外のセル個数は、後述する平均回路２１で平均化を実
施する際のセルの個数に依存する。
【０００７】１次元ＣＦＡＲ検出回路５は目標検出範囲
であるＦ0からＦMまでのセルに対して検出処理を行う。
図１６では、目標検出範囲下限であるＦ0について検出
処理を行う場合を示している。この場合、該当セルＦ0
の両側の近傍、Ｆ2、Ｆ3、Ｆ4及びＦ-2、Ｆ-3、Ｆ-4に
対して平均回路２１が平均値を計算する。該当セルの隣
のセルであるＦ1、Ｆ-1を平均計算に含めないのは、通
常のドップラフィルタではドップラフィルタ回路２の特
性により、隣のセルには該当セルの影響が大きいためで
ある。
【０００８】また、平均対象セルの個数はこの場合、３
個の例を示したが、他の数であってもよい。２つの平均
回路２１から出力される平均値は、「大」選択回路２２
により大きい方の平均値が選択される。「大」選択回路
２２の出力は、乗算器２３により１より大きい定数が乗
算されて目標検出スレショルド(特にＣＦＡＲ検出スレ
ショルドとする)として比較検出回路２４に入力され
る。
【０００９】比較検出回路２４は該当セルであるＦ0の
振幅値と乗算器２３から入力されるＣＦＡＲ検出スレシ
ョルドとを比較し、Ｆ0の振幅値の方が検出スレショル
ドより大きい時に目標検出有りと判定し、検出目標の振
幅値を出力する。
【００１０】即ち、１次元ＣＦＡＲ検出回路５は該当セ
ルの振幅値が両側近傍平均値の大きい方よりさらに定数
倍以上大きい時に、目標有りと検出することになる。こ
のような検出回路は、グレイテスト・オブ・ＣＦＡＲ(G
reatest OF CFAR)検出回路と呼ばれている。このように
乗算器２３では、目標の検出情報(距離、速度、振幅)に
よらずある定められた一定値を乗算している。
【００１１】１次元ＣＦＡＲ検出回路５の出力は、Ｍ中
Ｎ検出回路６へ入力される。Ｍ中Ｎ検出回路の動作を図
１７を用いて説明する。送信開始から目標検出処理を行
い指示器８への目標表示までの期間をデータレートとす
る。データレートはＭ個の処理単位(バースト１〜バー
ストＭ)で構成されており、各バースト毎にＣＦＡＲ処
理が実施され、各バースト期間で検出目標と判定された
目標は、Ｍ中Ｎ検出回路６へ出力される。
【００１２】Ｍ中Ｎ検出回路６では、入力された各バー
スト毎の目標間で距離、速度、振幅における相関処理を
実施する。この相関処理の結果、相関有りと判定された
目標が、Ｍバースト中Ｎ個以上存在したときに検出目標
として目標追尾回路７へ出力する。
【００１３】次に目標追尾回路７における目標追尾処理
について図１８、図１９を用いて説明する。図１８の
(ａ)に示したのは、レーダの探知領域に目標が始め現れ
る最大探知距離(Ｒｍａｘ)付近での目標からの信号の様
子であり、(ｂ)にはその信号を拡大して示した。最大探
知距離付近からの信号はレベル変動が非常に小さいもの
となり、ノイズとの区別が難しい。
【００１４】図１９の(ａ)に示したのは、通常の目標検
出処理における目標検出状況であり、最大探知距離(Ｒ
ｍａｘ)付近では目標検出(○印)が断続的になっている
ことを示している。これは、最大探知距離付近では目標
からの受信電力がノイズレベル付近であること、及び目
標の反射断面積が変動していることによるものである。
このように目標検出は不安定ではあるものの最大探知距
離から検出することが可能である。
【００１５】図１９の(ｂ)に示したのは、追尾処理にお
ける目標検出状況であり、通常の処理と同様に目標検出
が不安定な状況を示している。しかし、追尾処理時の最
大探知距離はｔ7時点であり、通常処理時の最大探知距
離ｔ1に比べ、ｔ6遅れた時点となっている。
【００１６】これは、検出した目標が真の目標であると
いうことを断定するための処理を行っているためであ
る。図１９の(ｂ)ではこの期間を追尾確立処理期間Ｔ１
と称している。この場合、３データレート(ｔ5〜ｔ7)で
目標の追尾確立を判定している。
【００１７】次に追尾確立処理の動作について図２０を
用いて説明する。１次元ＣＦＡＲ検出回路５の出力は、
Ｍ中Ｎ検出回路６の検出結果に従って目標追尾回路７へ
出力される。図２０は、目標追尾回路７の詳細を示した
図である。
【００１８】目標追尾回路７へ入力された検出目標は、
検出目標メモリ回路３１へ入力され、データレート更新
信号毎に読み出され相関回路３２へ出力される。相関回
路３２では、現データレートの検出目標と検出目標メモ
リ回路３１から読み出された前デーダレートの検出目標
とで距離及び速度の相関処理を実施する。その結果、相
関有りの場合にはカウンタ回路３３へ相関有り信号を出
力する。
【００１９】カウンタ回路３３は入力された相関有り信
号をカウントし、カウント数が予め設定された基準値
(図１９の例ではこの値が３に設定されている)と一致し
た時に、追尾確立信号をＡＮＤ回路３４へ出力する。Ａ
ＮＤ回路３４では、追尾確立信号が入力されたデータレ
ートにおける検出目標を指示器８へ出力する。
【００２０】目標追尾回路８は以上のように動作するた
め、検出目標が数データレート連続(カウンタ回路２３
へ入力される基準値により定まる)して前データレート
の目標との相関が成り立った時のみ検出した目標を指示
器８へ出力するように動作する。そのために目標検出状
況が不安定な最大探知距離付近では、目標検出が不連続
となることが多いため、目標追尾確立が成り立たず最大
探知距離が目標追尾なしの場合に比べて劣化する。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のレ
ーダ装置では、最大探知距離付近の目標検出が不連続と
なるような状況では、追尾確立が成立せず目標検出が遅
れるため、最大探知距離が目標追尾なしの場合に比べて
短くなってしまうという問題点があった。
【００２２】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、Ｍ中Ｎ検出回路あるいはＣＦＡＲ
検出回路で目標検出処理を行う際の検出スレショルド
を、最大探知距離付近では下げることにより、目標の検
出確立を向上させ追尾確立に要す時間を短縮すると共に
最大探知距離の劣化を防止したレーダ装置を得ることを
目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】上記の目的に鑑み、この
発明の第１の発明は、レーダにおける目標追尾処理にお
いて、各時間データ毎に周波数や距離のファクタのデー
タに変換された入力信号の、着目した値とこれの近傍の
値との相関関係から検出目標であるか否かを判定するＣ
ＦＡＲ検出手段と、このＣＦＡＲ検出手段からの複数の
出力の中の目標間で距離、速度、振幅における相関処理
を実施し、相関有りと判定された目標がＭ個の出力中Ｎ
個以上に存在したときに検出目標であると判定するＭ中
Ｎ検出手段と、このＭ中Ｎ検出手段からの出力に相関処
理を行って相関関係が継続することを判定する目標追尾
手段と、上記目標の状況に従って上記ＣＦＡＲ検出手段
およびＭ中Ｎ検出手段のいずれかにおいて目標検出スレ
ショルドを変化させる検出スレショルド変更手段と、を
備え、最大探知距離付近での目標検出スレショルドを下
げて追尾処理時間を短縮したことを特徴とするレーダ装
置にある。
【００２４】この発明の第２の発明は、上記目標検出ス
レショルドを上記Ｍ中Ｎ検出手段における目標検出時の
Ｍ中Ｎ検出スレショルドとし、上記検出スレショルド変
更手段が上記Ｍ中Ｎ検出スレショルドを検出された目標
の距離に応じて変化させることにより、上記最大探知距
離付近における追尾確立に要する時間を短縮したことを
特徴とする請求項１に記載のレーダ装置にある。
【００２５】この発明の第３の発明は、上記目標検出ス
レショルドを上記Ｍ中Ｎ検出手段における目標検出時の
Ｍ中Ｎ検出スレショルドとし、上記検出スレショルド変
更手段が上記Ｍ中Ｎ検出スレショルドを検出された目標
の速度に応じて変化させることにより、上記最大探知距
離付近における追尾確立に要する時間を短縮したことを
特徴とする請求項１に記載のレーダ装置にある。
【００２６】この発明の第４の発明は、上記目標検出ス
レショルドを上記Ｍ中Ｎ検出手段における目標検出時の
Ｍ中Ｎ検出スレショルドとし、上記検出スレショルド変
更手段が上記Ｍ中Ｎ検出スレショルドを検出された目標
を示す信号の受信電力に応じて変化させることにより、
上記最大探知距離付近における追尾確立に要する時間を
短縮したことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置
にある。
【００２７】この発明の第５の発明は、上記Ｍ中Ｎ検出
スレショルドがＭ中ＮのＮの値であることを特徴とする
請求項２ないし４のいずれかに記載のレーダ装置にあ
る。
【００２８】この発明の第６の発明は、上記ＣＦＡＲ検
出手段が、ＣＦＡＲ処理をドップラ周波数方向と距離方
向についてそれぞれ実施する２次元ＣＦＡＲ検出回路か
らなることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに
記載のレーダ装置にある。
【００２９】この発明の第７の発明は、上記ＣＦＡＲ検
出手段が、着目の値の両側の近傍平均値の大きい方に定
数を掛けるグレイテスト・オブ・ＣＦＡＲ方式のもので
あることを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記
載のレーダ装置にある。
【００３０】この発明の第８の発明は、上記ＣＦＡＲ検
出手段が、着目の値の両側の近傍平均値の平均に定数を
掛けるセル・アベレージング・ＣＦＡＲ方式のものであ
ることを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記載
のレーダ装置にある。
【００３１】この発明の第９の発明は、上記目標検出ス
レショルドを上記ＣＦＡＲ検出手段の目標検出時のＣＦ
ＡＲ検出スレショルドとし、上記検出スレショルド変更
手段が上記ＣＦＡＲ検出スレショルドを検出された目標
の距離に応じて変化させることにより、上記最大探知距
離付近における追尾確立に要する時間を短縮したことを
特徴とする請求項１に記載のレーダ装置にある。
【００３２】この発明の第１０の発明は、上記目標検出
スレショルドを上記ＣＦＡＲ検出手段の目標検出時のＣ
ＦＡＲ検出スレショルドとし、上記検出スレショルド変
更手段が上記ＣＦＡＲ検出スレショルドを検出された目
標の速度に応じて変化させることにより、上記最大探知
距離付近における追尾確立に要する時間を短縮したこと
を特徴とする請求項１に記載のレーダ装置にある。
【００３３】この発明の第１１の発明は、上記目標検出
スレショルドを上記ＣＦＡＲ検出手段目標検出時のＣＦ
ＡＲ検出スレショルドとし、上記検出スレショルド変更
手段が上記ＣＦＡＲ検出スレショルドを検出された目標
を示す信号の受信電力に応じて変化させることにより、
上記最大探知距離付近における追尾確立に要する時間を
短縮したことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置
にある。
【００３４】この発明の第１２の発明は、上記ＣＦＡＲ
検出手段が、ＣＦＡＲ処理をドップラ周波数方向と距離
方向についてそれぞれ実施する２次元ＣＦＡＲ検出回路
からなり、ドップラ周波数方向と距離方向のそれぞれの
ＣＦＡＲ検出スレショルドについて変化させるようにし
たことを特徴とする請求項９ないし１１のいずれかに記
載のレーダ装置にある。
【００３５】この発明の第１３の発明は、上記ＣＦＡＲ
検出手段が、着目の値の両側の近傍平均値の大きい方に
乗数を掛けるグレイテスト・オブ・ＣＦＡＲ方式のもの
であり、この乗数を上記ＣＦＡＲ検出スレショルドとし
たことを特徴とする請求項９ないし１２のいずれかに記
載のレーダ装置にある。
【００３６】この発明の第１４の発明は、上記ＣＦＡＲ
検出手段が、着目の値の両側の近傍平均値の平均に乗数
を掛けるセル・アベレージング・ＣＦＡＲ方式のもので
あり、この乗数を上記ＣＦＡＲ検出スレショルドとした
ことを特徴とする請求項９ないし１２のいずれかに記載
のレーダ装置にある。
【００３７】この発明によれば、受信電力がノイズ及び
レーダ反射断面積の変動による影響を受けやすい最大探
知距離付近では、距離比較回路及びＭ中Ｎ係数選択回路
あるいは距離比較回路及びＣＦＡＲ係数選択回路等の組
み合わせからなる検出スレショルド変更手段により、Ｍ
中Ｎ検出時のＮ、あるいはＣＦＡＲ係数の値をそれぞれ
下げることにより、検出目標の追尾処理における追尾確
立時間を短縮し、最大探知距離の劣化を最小限にとどめ
ることが可能である。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下、この発明を各実施の形態に
従って説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の一実施の形態による
レーダ装置を示し、図において１〜８は従来のレーダ装
置と同一のものである。９は距離比較回路、１０はＭ中
Ｎ係数選択回路であり、これらが検出スレショルド変更
手段を構成する。
【００３９】図１のレーダ装置の基本的な動作は従来の
ものと同じであるが、このレーダ装置では、距離検出回
路１の出力がドップラフィルタ回路２及び距離比較回路
９へ出力される。距離比較回路９では、検出した目標の
距離Ｒが基準値ｘよりも大か小かを比較し、等しいか大
であれば「大」信号、小であれば「小」信号をＭ中Ｎ係
数選択回路１０へ出力する。
【００４０】ここで基準値ｘは、受信電力がノイズレベ
ルよりも数ｄＢ上になる距離に設定することが望まし
い。Ｍ中Ｎ係数選択回路１０では、「大」信号入力時に
は、通常のＭ中Ｎ検出回路６のＮの値よりも小さい値を
選択し、Ｍ中Ｎ検出回路６へ出力する。「小」信号入力
時には、通常のＭ中ＮのＮの値を選択し、Ｍ中Ｎ検出回
路６へ出力する。
【００４１】このように動作するため、最大探知距離付
近では目標検出時の検出スレショルド、すなわちＭ中Ｎ
検出スレショルドであるＭ中ＮのＮの値を下げるため、
目標検出性能が向上する。このため目標追尾回路７の処
理における追尾確立時間が短縮され、最大探知距離の劣
化を最小限にとどめることが可能となる。
【００４２】この様子を図１９の(ｃ)で説明する。図に
おいて、Ｔ２は追尾確立処理期間、Ｔ３はＣＦＡＲ係数
(Ｍ中ＮのＮの値)を通常の値よりも下げる期間、Ｔ４は
従来の追尾処理に比べて改善された期間を示す。
【００４３】図１９の(ｃ)では、ｔ1からｔ3までの距離
区間でＭ中ＮのＮの値を通常よりも下げることにより、
通常処理では検出されていなかったｔ2、ｔ3及びｔ4で目
標が検出されている状況を示している。これによりｔ1
からｔ4までの４データレートで連続して目標が検出さ
れていることから、追尾確立が成立し、ｔ3から検出目
標が表示されることになる(追尾確立期間を３データレ
ートに設定している場合)。このように通常の追尾処理
に比べｔ3〜ｔ7の期間(＝Ｔ４)がこの実施の形態の装置
により検出可能となり改善される。
【００４４】実施の形態２．なお上記実施の形態では、
Ｍ中Ｎ検出時の目標検出スレショルドであるＭ中ＮのＮ
の値を目標の距離に応じて変化させるようにしたが、目
標の速度に応じて変化させるようにしても同様の効果が
得られる。
【００４５】以下、このような実施の形態につき説明す
る。図２はこの発明の別の実施の形態によるレーダ装置
を示す。図２において、ドップラフィルタ回路２の出力
は速度比較回路１１へ入力される。速度比較回路１１で
は検出した目標の速度ｖが基準値ｙよりも大か小かを比
較し、等しいか大であれば「大」信号、小であれば
「小」信号をＭ中Ｎ係数選択回路１０へ出力する。
【００４６】Ｍ中Ｎ係数選択回路１０では、「小」信号
入力時には、通常のＭ中ＮのＮの値よりも小さい値を選
択し、Ｍ中Ｎ検出回路６へ出力する。「大」信号入力時
には、通常のＭ中ＮのＮの値を選択し、Ｍ中Ｎ検出回路
６へ出力する。
【００４７】一般的に接近する目標接近速度が遅い時の
方が、高速で接近する目標に比べ周囲条件(風速、風向
き)の影響を受けやすく、目標の反射断面積は変化しや
すい。このため、目標接近速度が遅い場合に最大探知距
離付近における目標検出が不連続となり、追尾確立が成
立しづらく最大探知距離が劣化する可能性がある。その
ため、目標の速度ｖがある基準値ｙ以下となった場合に
は、通常よりも小さいＭ中ＮのＮの値を選択することに
より、低接近速度の目標に対する最大探知距離の劣化を
最小限とすることが可能となる。
【００４８】実施の形態３．またさらに、Ｍ中ＮのＮの
値を目標を示す信号の受信電力すなわち信号の振幅に応
じて変化させるようにしても同様の効果が得られる。
【００４９】以下、このような実施の形態につき説明す
る。図３はこの発明の別の実施の形態によるレーダ装置
を示す。図３において振幅計算回路３の出力は、振幅比
較回路１２へ入力される。振幅比較回路１２では、検出
した目標を示す信号の振幅(受信電力)Ｐｒが基準値ｚよ
りも大か小かを比較し、等しいか大であれば「大」信
号、小であれば「小」信号をＭ中Ｎ係数選択回路１０へ
出力する。
【００５０】Ｍ中Ｎ係数選択回路１０では、「小」信号
入力時には、通常のＭ中ＮのＮの値よりも小さい値を選
択し、Ｍ中Ｎ検出回路６へ出力する。「大」信号入力時
には、通常のＭ中ＮのＮの値を選択し、Ｍ中Ｎ検出回路
６へ出力する。
【００５１】最大探知距離付近では、目標を示す信号の
振幅が小さいため雑音の影響を受けやすく、目標検出が
不連続になりやすい。そのため、検出目標を示す信号の
振幅Ｐｒが基準値ｚよりも小さくなった時には、通常よ
りも小さいＭ中ＮのＮの値を選択することにより、最大
探知距離の劣化を最小限とすることができる。
【００５２】実施の形態４．上記実施の形態では、ドッ
プラ周波数方向のみについてＣＦＡＲ検出処理を実施す
る１次元ＣＦＡＲ検出回路を設けたものについて説明し
たが、ドップラ周波数方向に加えて距離方向についても
ＣＦＡＲ検出処理を実施する２次元ＣＦＡＲ検出回路を
設けた装置にも適用可能であり同様の効果がある。
【００５３】以下、このような実施の形態につき説明す
る。図４はこの発明の別の実施の形態によるレーダ装置
を示すもので、距離によりＭ中ＮのＮの値を変化させる
実施の形態１の装置において２次元ＣＦＡＲ検出回路を
使用したものである。図４において、２次元ＣＦＡＲ検
出回路１５はドップラ周波数方向及び距離方向ともにＣ
ＦＡＲ検出処理を実施する回路である。
【００５４】図５にメモリ回路４ａと２次元ＣＦＡＲ検
出回路１５の構成を示し、これに従って動作について説
明する。メモリ回路４ａはドップラ周波数方向のデータ
セルＦ-4〜ＦM+4だけでなく距離方向のデータセルＲ-4
〜ＲM+4も備え、これらにデータを格納するものであ
る。２次元ＣＦＡＲ検出回路１５は、図１６の１次元Ｃ
ＦＡＲ検出回路５の２つの平均回路２１、「大」選択回
路２２、乗算器２３、比較検出回路２４を別に１組設
け、さらに２つの比較検出回路２４の出力のＡＮＤをと
るＡＮＤ回路２５を備える。
【００５５】そして、ドップラ速度方向のＣＦＡＲ検出
処理はある距離毎に実施し、距離方向のＣＦＡＲ検出処
理はあるドップラ周波数毎に実施し、その出力の結果が
ドップラ周波数方向と距離方向で一致したものを目標と
して検出するように動作する。
【００５６】なお図６および図７に、速度、振幅(受信
電力)によりＭ中ＮのＮの値を変化させたそれぞれ上記
実施の形態２、３の装置においてそれぞれ同様に２次元
ＣＦＡＲ検出回路１５を使用したものを示した。
【００５７】実施の形態５．また、上記各実施の形態で
は、１次元ＣＦＡＲ検出回路５および２次元ＣＦＡＲ検
出回路１５は該当セルの振幅値が両側近傍平均値の大き
い方よりさらに定数倍以上大きい時に、目標有りと検出
するグレイテスト・オブ・ＣＦＡＲ(Greatest OF CFAR)
検出回路とした場合について説明したが、該当セルの振
幅値が両側近傍平均値の平均値よりさらに定数倍以上大
きい時に、目標有りと検出するセル・アベレージング・
ＣＦＡＲ(Cell Averaging CFAR)検出回路とした場合に
ついてもこの発明を適用可能である。
【００５８】図８に一例として、セル・アベレージング
・ＣＦＡＲの２次元ＣＦＡＲ検出回路１５ａとした場合
のこの２次元ＣＦＡＲ検出回路１５ａとメモリ回路４ａ
との構成を示した。セル・アベレージング・ＣＦＡＲの
２次元ＣＦＡＲ検出回路１５ａは、図５に示すグレイテ
スト・オブ・ＣＦＡＲの２次元ＣＦＡＲ検出回路１５の
「大」選択回路２２の部分が平均回路２６になってい
る。
【００５９】実施の形態６．上記各実施の形態では、目
標検出スレショルドとしてＭ中Ｎ検出スレショルドすな
わちＭ中ＮのＮの値を変えていたが、ＣＦＡＲ検出スレ
ショルドすなわちＣＦＡＲ検出時の乗数を変えるように
してもよい。以下にそのような実施の形態を説明する。
【００６０】図９はこの発明の別の実施の形態によるレ
ーダ装置を示すもので、図において１〜８は従来のレー
ダ装置と同一のものである。９は距離比較回路、１３は
ＣＦＡＲ係数選択回路である。
【００６１】図９のレーダ装置の基本的な動作は従来の
ものと同じであるが、このレーダ装置では、距離検出回
路１の出力はドップラフィルタ回路２及び距離比較回路
９へ出力される。距離比較回路９では、検出した目標の
距離Ｒが基準値ｘよりも大か小かを比較し、等しいか大
であれば「大」信号、小であれば「小」信号をＣＦＡＲ
係数選択回路１３へ出力する。ここで基準値ｘは、受信
電力がノイズレベルよりも数ｄＢ上に相当する距離に設
定することが望ましい。
【００６２】ＣＦＡＲ係数選択回路１３では、「大」信
号入力時には、通常のＣＦＡＲ係数よりも小さい値を選
択し、１次元ＣＦＡＲ検出回路５へ出力する。「小」信
号入力時には、通常のＣＦＡＲ係数を選択し、１次元Ｃ
ＦＡＲ検出回路５へ出力する。
【００６３】ＣＦＡＲ検出処理において従来の装置と異
なるのは、図１６の乗算器２３で「大」選択回路２２の
出力へ乗算する値が、一定の基準値ではないという点で
ある。すなわち、ＣＦＡＲ係数選択回路１３の出力は、
図１６に示す１次元ＣＦＡＲ検出回路５の乗算器２３の
Ａに入力され、「大」信号入力時には乗算器２３の乗数
は通常の乗数(ＣＦＡＲ係数)よりも小さい乗算となる。
「小」信号入力時には、乗算器２３の乗数は通常の乗数
となる。
【００６４】このように動作するため、最大探知距離付
近では目標検出時のＣＦＡＲ検出スレショルドであるＣ
ＦＡＲ検出時の乗数を下げるため、目標検出性能が向上
する。このため目標追尾回路７の処理における追尾確立
時間が短縮され、最大探知距離の劣化を最小限にとどめ
ることが可能となる。この様子は実施の形態１で図１９
の(ｃ)を用いて説明したのと基本的に同じであるが、Ｍ
中ＮのＮの値を変化させるのに比べ誤目標の発生を抑え
ることができる。
【００６５】実施の形態７．なお上記実施の形態では、
ＣＦＡＲ検出時の目標検出スレショルドであるＣＦＡＲ
検出時の乗数を目標の距離に応じて変化させるようにし
たが、目標の速度に応じて変化させるようにしても同様
の効果が得られる。
【００６６】以下、このような実施の形態につき説明す
る。図１０はこの発明の別の実施の形態によるレーダ装
置を示す。図１０において、ドップラフィルタ回路２の
出力は速度比較回路１１へ入力される。速度比較回路１
１では、検出した目標の速度ｖが基準値ｙよりも大か小
かを比較し、等しいか大であれば「大」信号、小であれ
ば「小」信号をＣＦＡＲ係数選択回路１３へ出力する。
【００６７】ＣＦＡＲ係数選択回路１３では、「小」信
号入力時には、通常のＣＦＡＲ検出時の乗数(ＣＦＡＲ
係数)よりも小さい値の乗数を選択し、１次元ＣＦＡＲ
検出回路５へ出力する。「大」信号入力時には、通常の
乗数(ＣＦＡＲ係数)を選択し、１次元ＣＦＡＲ検出回路
５へ出力する。
【００６８】上記実施の形態２でも説明したように、一
般的に接近する目標接近速度が遅い時の方が、高速で接
近する目標に比べ周囲条件(風速、風向き)の影響を受け
やすく、目標の反射断面積は変化しやすい。このため、
目標接近速度が遅い場合に最大探知距離付近における目
標検出が不連続となり、追尾確立が成立しづらく最大探
知距離が劣化する可能性がある。そのため、目標の速度
ｖがある基準値ｙ以下となった場合には、通常よりも小
さいＣＦＡＲ係数を選択することにより、低接近速度の
目標に対する最大探知距離の劣化を最小限とすることが
可能となる。
【００６９】実施の形態８．またさらに、ＣＦＡＲ係数
を目標を示す信号の受信電力すなわち信号の振幅に応じ
て変化させるようにしても同様の効果が得られる。
【００７０】以下、このような実施の形態について説明
する。図１１はこの発明の別の実施の形態によるレーダ
装置を示す。図１１において振幅計算回路３の出力は、
振幅比較回路１２へ入力される。振幅比較回路１２で
は、検出した目標を示す信号の振幅(受信電力)Ｐｒが基
準値ｚよりも大か小かを比較し、等しいか大であれば
「大」信号、小であれば「小」信号をＣＦＡＲ係数選択
回路１３へ出力する。
【００７１】ＣＦＡＲ係数選択回路１３では、「小」信
号入力時には、通常のＣＦＡＲ検出時の乗数(ＣＦＡＲ
係数)よりも小さい値の乗数を選択し、１次元ＣＦＡＲ
検出回路５へ出力する。「大」信号入力時には、通常の
乗数(ＣＦＡＲ係数)を選択し、１次元ＣＦＡＲ検出回路
５へ出力する。
【００７２】上記実施の形態３でも説明したように、最
大探知距離付近では、目標を示す信号の振幅が小さいた
め雑音の影響を受けやすく、目標検出が不連続になりや
すい。そのため、検出目標を示す信号の振幅Ｐｒが基準
値ｚよりも小さくなった時には、通常よりも小さいＣＦ
ＡＲ係数を選択することにより、最大探知距離の劣化を
最小限とすることができる。
【００７３】実施の形態９．上記実施の形態では、ドッ
プラ周波数方向のみについてＣＦＡＲ検出処理を実施す
る１次元ＣＦＡＲ検出回路を設けたものについて説明し
たが、ドップラ周波数方向に加えて距離方向についても
ＣＦＡＲ検出処理を実施する２次元ＣＦＡＲ検出処理を
設けた装置にも適用可能であり同様な効果がある。
【００７４】以下、このような実施の形態につき説明す
る。図１２はこの発明の別の実施の形態によるレーダ装
置を示すもので、距離によりＣＦＡＲ検出時の乗数の値
を変化させる実施の形態６の装置において２次元ＣＦＡ
Ｒ検出回路を使用したものである。図１２において、２
次元ＣＦＡＲ検出回路１５はドップラ周波数方向及び距
離方向ともにＣＦＡＲ検出処理を実施する回路である。
【００７５】メモリ回路４ａと２次元ＣＦＡＲ検出回路
１５の構成および動作については上記実施の形態４で図
５に従って説明されているが、この実施の形態の場合、
ＣＦＡＲ係数選択回路１３の出力が、図５に示す２次元
ＣＦＡＲ検出回路１５の２つの乗算器２３のＡ１、Ａ２
にそれぞれ入力され、乗算器２３の乗数が「大」信号、
「小」信号に従って変えられる。
【００７６】なお図１３および図１４に、速度、振幅
(受信電力)によりＣＦＡＲ検出時の乗数を変化させたそ
れぞれ上記実施の形態７、８の装置においてそれぞれ同
様に２次元ＣＦＡＲ検出回路１５を使用したものを示し
た。
【００７７】実施の形態１０．また、上記実施の形態６
〜９では、１次元ＣＦＡＲ検出回路５および２次元ＣＦ
ＡＲ検出回路１５は該当セルの振幅値が両側近傍平均値
の大きい方よりさらに定数倍以上大きい時に、目標有り
と検出するグレイテスト・オブ・ＣＦＡＲ(Greatest OF
CFAR)検出回路とした場合について説明したが、該当セ
ルの振幅値が両側近傍平均値の平均値よりさらに定数倍
以上大きい時に、目標有りと検出するセル・アベレージ
ング・ＣＦＡＲ(Cell Averaging CFAR)検出回路とした
場合についてもこの発明を適用可能である。
【００７８】セル・アベレージング・ＣＦＡＲ(Cell Av
eraging CFAR)検出回路については実施の形態５で図８
に示したセル・アベレージング・ＣＦＡＲの２次元ＣＦ
ＡＲ検出回路１５ａを例に挙げて説明している。そして
この実施の形態ではＣＦＡＲ係数を変化させるために、
実施の形態６〜９(図９〜図１４参照)のＣＦＡＲ係数選
択回路１３の出力が、図８に示す２次元ＣＦＡＲ検出回
路１５ａの２つの乗算器２３のＡ１、Ａ２にそれぞれ入
力され、乗算器２３の乗数が「大」信号、「小」信号に
従って変えられる。
【００７９】
【発明の効果】以上のように、この発明の第１の発明で
は、レーダにおける目標追尾処理において、各時間デー
タ毎に周波数や距離のファクタのデータに変換された入
力信号の、着目した値とこれの近傍の値との相関関係か
ら検出目標であるか否かを判定するＣＦＡＲ検出手段
と、このＣＦＡＲ検出手段からの複数の出力の中の目標
間で距離、速度、振幅における相関処理を実施し、相関
有りと判定された目標がＭ個の出力中Ｎ個以上に存在し
たときに検出目標であると判定するＭ中Ｎ検出手段と、
このＭ中Ｎ検出手段からの出力に相関処理を行って相関
関係が継続することを判定する目標追尾手段と、上記目
標の状況に従って上記ＣＦＡＲ検出手段およびＭ中Ｎ検
出手段のいずれかにおいて目標検出スレショルドを変化
させる検出スレショルド変更手段と、を備え、最大探知
距離付近での目標検出スレショルドを下げて追尾処理時
間を短縮し、最大探知距離の劣化を抑えたレーダ装置を
提供できる等の効果が得られる。
【００８０】この発明の第２の発明では、上記目標検出
スレショルドを上記Ｍ中Ｎ検出手段における目標検出時
のＭ中Ｎ検出スレショルドとし、上記検出スレショルド
変更手段が上記Ｍ中Ｎ検出スレショルドを検出された目
標の距離に応じて変化させることにより、上記最大探知
距離付近における追尾確立に要する時間を短縮したレー
ダ装置を提供できる等の効果が得られる。
【００８１】この発明の第３の発明では、上記目標検出
スレショルドを上記Ｍ中Ｎ検出手段における目標検出時
のＭ中Ｎ検出スレショルドとし、上記検出スレショルド
変更手段が上記Ｍ中Ｎ検出スレショルドを検出された目
標の速度に応じて変化させることにより、上記最大探知
距離付近における追尾確立に要する時間を短縮したレー
ダ装置を提供できる等の効果が得られる。
【００８２】この発明の第４の発明では、上記目標検出
スレショルドを上記Ｍ中Ｎ検出手段における目標検出時
のＭ中Ｎ検出スレショルドとし、上記検出スレショルド
変更手段が上記Ｍ中Ｎ検出スレショルドを検出された目
標を示す信号の受信電力に応じて変化させることによ
り、上記最大探知距離付近における追尾確立に要する時
間を短縮したレーダ装置を提供できる等の効果が得られ
る。
【００８３】この発明の第５の発明では、上記Ｍ中Ｎ検
出スレショルドをＭ中ＮのＮの値とし、これを変えるこ
とにより上記最大探知距離付近における追尾確立に要す
る時間を短縮したレーダ装置を提供できる等の効果が得
られる。
【００８４】この発明の第６の発明では、上記ＣＦＡＲ
検出手段が、ＣＦＡＲ処理をドップラ周波数方向と距離
方向についてそれぞれ実施する２次元ＣＦＡＲ検出回路
からなるレーダ装置においても、上記最大探知距離付近
における追尾確立に要する時間を短縮することができ
る。
【００８５】この発明の第７の発明では、上記ＣＦＡＲ
検出手段が、着目の値の両側の近傍平均値の大きい方に
定数を掛けるグレイテスト・オブ・ＣＦＡＲ方式のもの
であるレーダ装置においても、上記最大探知距離付近に
おける追尾確立に要する時間を短縮することができる。
【００８６】この発明の第８の発明では、上記ＣＦＡＲ
検出手段が、着目の値の両側の近傍平均値の平均に定数
を掛けるセル・アベレージング・ＣＦＡＲ方式のもので
あるレーダ装置においても、上記最大探知距離付近にお
ける追尾確立に要する時間を短縮することができる。
【００８７】この発明の第９の発明では、上記目標検出
スレショルドを上記ＣＦＡＲ検出手段の目標検出時のＣ
ＦＡＲ検出スレショルドとし、上記検出スレショルド変
更手段が上記ＣＦＡＲ検出スレショルドを検出された目
標の距離に応じて変化させることにより、上記最大探知
距離付近における追尾確立に要する時間を短縮し、また
誤目標の発生も少ないレーダ装置を提供できる等の効果
が得られる。
【００８８】この発明の第１０の発明では、上記目標検
出スレショルドを上記ＣＦＡＲ検出手段の目標検出時の
ＣＦＡＲ検出スレショルドとし、上記検出スレショルド
変更手段が上記ＣＦＡＲ検出スレショルドを検出された
目標の速度に応じて変化させることにより、上記最大探
知距離付近における追尾確立に要する時間を短縮し、ま
た誤目標の発生も少ないレーダ装置を提供できる等の効
果が得られる。
【００８９】この発明の第１１の発明では、上記目標検
出スレショルドを上記ＣＦＡＲ検出手段目標検出時のＣ
ＦＡＲ検出スレショルドとし、上記検出スレショルド変
更手段が上記ＣＦＡＲ検出スレショルドを検出された目
標を示す信号の受信電力に応じて変化させることによ
り、上記最大探知距離付近における追尾確立に要する時
間を短縮し、また誤目標の発生も少ないレーダ装置を提
供できる等の効果が得られる。
【００９０】この発明の第１２の発明では、上記ＣＦＡ
Ｒ検出手段が、ＣＦＡＲ処理をドップラ周波数方向と距
離方向についてそれぞれ実施する２次元ＣＦＡＲ検出回
路からなり、ドップラ周波数方向と距離方向のそれぞれ
のＣＦＡＲ検出スレショルドについて変化させるように
したことにより、上記最大探知距離付近における追尾確
立に要する時間を短縮し、また誤目標の発生も少ないレ
ーダ装置を提供できる等の効果が得られる。
【００９１】この発明の第１３の発明では、上記ＣＦＡ
Ｒ検出手段が、着目の値の両側の近傍平均値の大きい方
に乗数を掛けるグレイテスト・オブ・ＣＦＡＲ方式のも
のであり、この乗数を上記ＣＦＡＲ検出スレショルドと
し、これを変えることにより上記最大探知距離付近にお
ける追尾確立に要する時間を短縮したレーダ装置を提供
できる等の効果が得られる。
【００９２】この発明の第１４の発明では、上記ＣＦＡ
Ｒ検出手段が、着目の値の両側の近傍平均値の平均に乗
数を掛けるセル・アベレージング・ＣＦＡＲ方式のもの
であり、この乗数を上記ＣＦＡＲ検出スレショルドと
し、これを変えることにより上記最大探知距離付近にお
ける追尾確立に要する時間を短縮したレーダ装置を提供
できる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるレーダ装置の
ブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態２によるレーダ装置の
ブロック図である。
【図３】 この発明の実施の形態３によるレーダ装置の
ブロック図である。
【図４】 この発明の実施の形態４によるレーダ装置の
ブロック図である。
【図５】 この発明の実施の形態４におけるメモリ回路
とグレイテスト・オブ・ＣＦＡＲ方式の２次元ＣＦＡＲ
検出回路の構成を示す図である。
【図６】 この発明の実施の形態４によるレーダ装置の
一例を示すブロック図である。
【図７】 この発明の実施の形態４によるレーダ装置の
別の例を示すブロック図である。
【図８】 この発明の実施の形態５に関するメモリ回路
とセル・アベレージング・ＣＦＡＲ方式の２次元ＣＦＡ
Ｒ検出回路の構成を示す図である。
【図９】 この発明の実施の形態６によるレーダ装置の
ブロック図である。
【図１０】 この発明の実施の形態７によるレーダ装置
のブロック図である。
【図１１】 この発明の実施の形態８によるレーダ装置
のブロック図である。
【図１２】 この発明の実施の形態９によるレーダ装置
の一例を示すブロック図である。
【図１３】 この発明の実施の形態９によるレーダ装置
の別の例を示すブロック図である。
【図１４】 この発明の実施の形態９によるレーダ装置
で使用されるセル・アベレージング・ＣＦＡＲ方式の２
次元ＣＦＡＲ検出回路とメモリ回路の構成を示す図であ
る。
【図１５】 従来のレーダ装置のブロック図である。
【図１６】 メモリ回路とグレイテスト・オブ・ＣＦＡ
Ｒ方式の１次元ＣＦＡＲ検出回路の構成を示す図であ
る。
【図１７】 Ｍ中Ｎ検出回路を説明するためのブロック
図である。
【図１８】 目標受信電力変動を説明するための図であ
る。
【図１９】 追尾確立処理の動作を説明するための図で
ある。
【図２０】 目標追尾回路の構成を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
１ 距離検出回路、２ ドップラフィルタ回路、３ 振
幅計算回路、４，４ａメモリ回路、５ １次元ＣＦＡＲ
検出回路、６ Ｍ中Ｎ検出回路、７ 目標追尾回路、８
指示器、９ 距離比較回路、１０ Ｍ中Ｎ係数選択回
路、１１ 速度比較回路、１２ 振幅比較回路、１５，
１５ａ ２次元ＣＦＡＲ検出回路、２１，２６ 平均回
路。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−145829（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−66927（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−203727（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−77573（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−43449（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−49886（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レーダにおける目標追尾処理において、
    各時間データ毎に周波数や距離のファクタのデータに変
    換された入力信号の、着目した値とこれの近傍の値との
    相関関係から検出目標であるか否かを判定するＣＦＡＲ
    検出手段と、このＣＦＡＲ検出手段からの複数の出力の
    中の目標間で距離、速度、振幅における相関処理を実施
    し、相関有りと判定された目標がＭ個の出力中Ｎ個以上
    に存在したときに検出目標であると判定するＭ中Ｎ検出
    手段と、このＭ中Ｎ検出手段からの出力に相関処理を行
    って相関関係が継続することを判定する目標追尾手段
    と、上記目標の状況に従って上記ＣＦＡＲ検出手段およ
    びＭ中Ｎ検出手段のいずれかにおいて目標検出スレショ
    ルドを変化させる検出スレショルド変更手段と、を備
    え、最大探知距離付近での目標検出スレショルドを下げ
    て追尾処理時間を短縮したことを特徴とするレーダ装
    置。
  2. 【請求項２】 上記目標検出スレショルドを上記Ｍ中Ｎ
    検出手段における目標検出時のＭ中Ｎ検出スレショルド
    とし、上記検出スレショルド変更手段が上記Ｍ中Ｎ検出
    スレショルドを検出された目標の距離に応じて変化させ
    ることにより、上記最大探知距離付近における追尾確立
    に要する時間を短縮したことを特徴とする請求項１に記
    載のレーダ装置。
  3. 【請求項３】 上記目標検出スレショルドを上記Ｍ中Ｎ
    検出手段における目標検出時のＭ中Ｎ検出スレショルド
    とし、上記検出スレショルド変更手段が上記Ｍ中Ｎ検出
    スレショルドを検出された目標の速度に応じて変化させ
    ることにより、上記最大探知距離付近における追尾確立
    に要する時間を短縮したことを特徴とする請求項１に記
    載のレーダ装置。
  4. 【請求項４】 上記目標検出スレショルドを上記Ｍ中Ｎ
    検出手段における目標検出時のＭ中Ｎ検出スレショルド
    とし、上記検出スレショルド変更手段が上記Ｍ中Ｎ検出
    スレショルドを検出された目標を示す信号の受信電力に
    応じて変化させることにより、上記最大探知距離付近に
    おける追尾確立に要する時間を短縮したことを特徴とす
    る請求項１に記載のレーダ装置。
  5. 【請求項５】 上記Ｍ中Ｎ検出スレショルドがＭ中Ｎの
    Ｎの値であることを特徴とする請求項２ないし４のいず
    れかに記載のレーダ装置。
  6. 【請求項６】 上記ＣＦＡＲ検出手段が、ＣＦＡＲ処理
    をドップラ周波数方向と距離方向についてそれぞれ実施
    する２次元ＣＦＡＲ検出回路からなることを特徴とする
    請求項２ないし５のいずれかに記載のレーダ装置。
  7. 【請求項７】 上記ＣＦＡＲ検出手段が、着目の値の両
    側の近傍平均値の大きい方に定数を掛けるグレイテスト
    ・オブ・ＣＦＡＲ方式のものであることを特徴とする請
    求項２ないし６のいずれかに記載のレーダ装置。
  8. 【請求項８】 上記ＣＦＡＲ検出手段が、着目の値の両
    側の近傍平均値の平均に定数を掛けるセル・アベレージ
    ング・ＣＦＡＲ方式のものであることを特徴とする請求
    項２ないし６のいずれかに記載のレーダ装置。
  9. 【請求項９】 上記目標検出スレショルドを上記ＣＦＡ
    Ｒ検出手段の目標検出時のＣＦＡＲ検出スレショルドと
    し、上記検出スレショルド変更手段が上記ＣＦＡＲ検出
    スレショルドを検出された目標の距離に応じて変化させ
    ることにより、上記最大探知距離付近における追尾確立
    に要する時間を短縮したことを特徴とする請求項１に記
    載のレーダ装置。
  10. 【請求項１０】 上記目標検出スレショルドを上記ＣＦ
    ＡＲ検出手段の目標検出時のＣＦＡＲ検出スレショルド
    とし、上記検出スレショルド変更手段が上記ＣＦＡＲ検
    出スレショルドを検出された目標の速度に応じて変化さ
    せることにより、上記最大探知距離付近における追尾確
    立に要する時間を短縮したことを特徴とする請求項１に
    記載のレーダ装置。
  11. 【請求項１１】 上記目標検出スレショルドを上記ＣＦ
    ＡＲ検出手段目標検出時のＣＦＡＲ検出スレショルドと
    し、上記検出スレショルド変更手段が上記ＣＦＡＲ検出
    スレショルドを検出された目標を示す信号の受信電力に
    応じて変化させることにより、上記最大探知距離付近に
    おける追尾確立に要する時間を短縮したことを特徴とす
    る請求項１に記載のレーダ装置。
  12. 【請求項１２】 上記ＣＦＡＲ検出手段が、ＣＦＡＲ処
    理をドップラ周波数方向と距離方向についてそれぞれ実
    施する２次元ＣＦＡＲ検出回路からなり、ドップラ周波
    数方向と距離方向のそれぞれのＣＦＡＲ検出スレショル
    ドについて変化させるようにしたことを特徴とする請求
    項９ないし１１のいずれかに記載のレーダ装置。
  13. 【請求項１３】 上記ＣＦＡＲ検出手段が、着目の値の
    両側の近傍平均値の大きい方に乗数を掛けるグレイテス
    ト・オブ・ＣＦＡＲ方式のものであり、この乗数を上記
    ＣＦＡＲ検出スレショルドとしたことを特徴とする請求
    項９ないし１２のいずれかに記載のレーダ装置。
  14. 【請求項１４】 上記ＣＦＡＲ検出手段が、着目の値の
    両側の近傍平均値の平均に乗数を掛けるセル・アベレー
    ジング・ＣＦＡＲ方式のものであり、この乗数を上記Ｃ
    ＦＡＲ検出スレショルドとしたことを特徴とする請求項
    ９ないし１２のいずれかに記載のレーダ装置。
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