JPH10268042A - 補償回路、補償方法およびレーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 目標の移動に伴い目標のレンジ又は反射波の
ドップラー周波数が変化する場合であっても追尾誤差を
押えてレンジ追尾又はドップラー追尾を行なうこと。 【解決手段】このレーダ装置は、目標に高周波パルスを
照射し、受信したエコーをパルス圧縮して距離方向に高
分解能なデータ列（レンジプロフィール）を得る処理を
複数回繰り返し、結果として得られるレンジプロフィー
ルの距離追尾を行い、その結果を用いて同じ反射点から
の受信信号を同じレンジに並べるレンジ補償を行う。レ
ンジ追尾手段５０１では、レンジプロフィールのヒスト
リをヒット−レンジの二軸を持つ二次元画像とみなし、
これをシフト量推定回路１１５に入力する。シフト量推
定回路１１５では、入力された画像内に存在する同じ傾
きを有する複数の線分の傾きを推定して、その結果を出
力する。レンジ追尾手段５０１では、シフト量推定回路
１１５より出力された傾きを目標までの距離の時間変化
として出力する。

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、目標とレーダ装
置との間の相対位置関係の変化に基づく反射信号の変
化、及び送信周波数の変化に基づく反射信号の変化を利
用することにより、高い分解能を得ることのできるレー
ダ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のレーダ装置は、一般に高
分解能レーダ装置と呼ばれ、例えば、Donald R. Wehne
r,■■High Resolution Radar■■,Artech House,INC.1
987,pp273-339に記載されているISAR(Inverse Syntheti
c Aperture Radar)、及び、特開平７−９２２５７号に
記載のものがある。

【０００３】図１７は、上記文献に従って構成したレー
ダ装置のブロック構成図である。図において、１は送信
機、２は送受切換器、３は送受信アンテナ、４は受信
機、５はレンジ圧縮手段、６はレンジ補償回路、７は位
相補償回路、８はクロスレンジ圧縮手段、９はモニタ・
テレビ（以下、モニタＴＶと呼ぶ）である。

【０００４】図１８は、図１７のレーダ装置のブロック
構成図におけるレンジ補償回路６の内容を記した構成図
である。図において、５０１はレンジ追尾手段、５０２
は振幅最大レンジビン検出回路、５０３は平滑化回路、
５０４はレンジ補償量算出手段、５０５レンジ補償手段
である。６は図１７のそれと同一である。

【０００５】図１９は、図１７のレーダ装置のブロック
構成図における位相補償回路７の内容を記した構成図で
ある。図において、５０６は注目レンジビン決定手段、
５０７は区分周波数分析手段、５０８はドップラー追尾
手段、５０９は振幅最大周波数検出回路、５１０は位相
補償量算出手段、５１１は位相補償手段である。７は図
１７のそれと、５０３は図１８のそれと、それぞれ同一
である。

【０００６】図２０は、回転運動を行なう目標を観測す
るジオメトリである。図において、５２０は目標、５２
１はレーダ装置である。図２１は、図２０のジオメトリ
で観測した結果得られたＩＳＡＲ画像の一例である。図
において、５２２は目標のＩＳＡＲ画像である。

【０００７】図２２は、並進運動を行なう目標を観測す
るジオメトリである。図において、５２０、５２１は、
図２０のそれと、それぞれ同一である。図２３は、レン
ジプロフィールのヒストリの最大振幅検出結果の一例で
ある。図２４は、レンジ補償処理を施した後のレンジプ
ロフィールにおける最大振幅検出結果のヒストリの一例
である。

【０００８】図２５は、区分周波数分析手段５０７の処
理内容を説明する図である。図において、５３０は、注
目レンジビンの受信信号列、５３１は、区分周波数分布
のヒストリである。図２６は、区分周波数分布のヒスト
リの最大振幅検出結果の一例である。

【０００９】次に、図１７、１８、１９、２０、２１、
２２、２３、２４、２５、２６を用いて、上記従来のレ
ーダ装置の動作原理について説明する。まず、ＩＳＡＲ
の画像再生の原理について説明する。図２０に示す通
り、ｘ−ｙ平面の原点に設置されたレーダ装置５２１
で、レンジｒ０の点ｏを通り紙面に垂直な軸を中心に角
速度ωで半時計周りで回転する目標５２０を観測するジ
オメトリを考える。まず、送信機１では、時間とともに
周波数が変化する信号（チャープ信号）に変調された高
周波パルスを発生し、送受切換器２を介して送受信アン
テナ３に供給する。送受信アンテナ３は、供給された高
周波パルスを送信する。

【００１０】送信した高周波パルスは目標５２０で反射
され、この反射された信号（エコー）は、送受信アンテ
ナ３に入り、送受切換器２を介して受信機４で復調され
る。受信機４で復調された信号は、送信信号の瞬時周波
数に対しレーダ装置５２１と目標５２０の間の電波伝搬
の往復に要する時間分遅延したものであるから、レンジ
圧縮手段５において、送信信号ｓ（ｔ）を用いて受信信
号ｒ（ｔ）にマッチドフィルターをかけること、すなわ
ち、式（１）に示すように、送信信号ｓ（ｔ）の共役信
号ｓ*（ｔ）と受信信号ｒ（ｔ）とのコンボリューショ
ンを求めることにより、遅延に相当した時間にインパル
スｖ（ｔ）（以下では、レンジプロフィールと呼ぶ。）
を得ることができる。このことにより、レンジ分解能が
向上する。

【００１１】

【数１】

【００１２】レーダが送信を繰り返すごとに上記レンジ
圧縮された信号が得られるから、レーダの送信ごと、即
ちヒットごとにレンジ圧縮された信号をまとめることに
より、レンジｒとヒットｈを軸とする二次元複素信号ｖ
（ｈ、ｒ）（以下では、レンジプロフィールのヒストリ
と呼ぶ。）が得られる。尚、レンジｒと時間ｔの間に
は、ｒ＝（Δｒ／Δｔ）・ｔなる関係がある。ここで、
Δｔはサンプリング間隔（＝１／Ｂ、Ｂは送信帯域）、
Δｒはレンジ分解能（＝Ｃ／２Ｂ、Ｃは光速）である。

【００１３】目標５２０が図２２に示すような運動、す
なわち並進運動を行なう場合には、レーダ装置５２１か
ら目標５２０までの距離の変化の影響を補償することに
より、並進運動を行なう目標５２０を、等価的に、図２
０に示すような回転運動を行なう目標５２０とみなすこ
とができる。この点については、後で述べる。レーダ５
２１と目標５２０の間の距離の変化を補償するレンジ補
償回路６、位相補償回路７の動作は後述することにし、
以下では、目標５２０が回転運動を行なうもの、もしく
は、なんらかの方法で、レーダ装置５２１から目標５２
０までの距離の変化の影響を補償されたものとする。

【００１４】クロスレンジ圧縮手段８では、レンジプロ
フィールのヒストリｖ（ｈ、ｒ）を、式（２）に従っ
て、各レンジごとに、ヒット方向にフーリエ変換するこ
とにより、レンジ、クロスレンジの両方について圧縮さ
れた複素信号ｕ（ｃ、ｒ）を得る。ここに、ｃはクロス
レンジ（方位）方向を示す。

【００１５】

【数２】

【００１６】上式で、ｈｎｕｍはヒット数、ｒｎｕｍは
レンジビン数である。この処理は、クロスレンジ方向の
分解能を改善する効果がある。以下、この原理を説明す
る。

【００１７】図２０に示す運動を行なう目標上のある部
位（例えば点ａ）で反射した信号のドップラー周波数ｆ
ｄは次の式で表される。

【００１８】

【数３】

【００１９】ここに、λは送信波長、Ｌは反射を生じた
部位の回転半径、θは観測の基準となるＬＯＳ（Ｌｉｎ
ｅ Ｏｆ Ｓｉｇｈｔ）を基準としたときの目標物の角
度を示している。目標５２０が図２２に示すような並進
運動を行なう場合には、上述の角度θはｔ＝ｔ０〜ｔ２
に変わるにつれて変化することになる。このことから、
レーダ装置５２１から目標５２０までの距離の変化の影
響を補償すれば、並進運動を行なう目標５２０を、等価
的に角度θが変化する回転運動を行なう目標５２０とみ
なすことができることがわかる。また、式（３）によ
り、同じ角度θ上の点では、回転軸からの距離Ｌに比例
して、目標上のそれぞれの部位からの反射信号のドップ
ラー周波数が変わるといつ特性を有する。

【００２０】レンジ圧縮手段５とクロスレンジ圧縮手段
８により、レンジ方向、クロスレンジ方向の両方につい
て分解能が向上した複素信号ｕ（ｃ、ｒ）は、その絶対
値が目標のレーダ反射断面積に対応するから、モニタＴ
Ｖ９上のレンジｒ、クロスレンジｃの二次元平面にｕ
（ｃ、ｒ）の絶対値またはその二乗に応じた輝度で表示
を行なうことにより、図２１に示すような、レンジとク
ロスレンジの両方について高分解能化された目標のＩＳ
ＡＲ画像５２２を表示することができる。ここで、画像
５２２上で、例えばａ点は、目標上で、レーダに近い位
置にあるので、レンジが小さく、かつ、回転運動により
レーダから遠ざかる運動をしているのでドップラー周波
数が小さくなっている。

【００２１】次に、上記説明で省略した、目標の並進運
動の影響を補償する処理について説明する。観測時間内
の、ｔ０、ｔ１、ｔ２という時間において、並進運動に
より、図２２のように位置が変化する目標５２０のＩＳ
ＡＲ画像を生成する場合、各ヒットごとに得られたレン
ジプロフィールのヒストリｖ（ｈ，ｒ）をそのままヒッ
ト方向にフーリエ変換するだけでは、目標上の各点（例
えば点ａ）が観測時間中にレンジ方向に移動するため、
レンジ、クロスレンジ方向にきちんと圧縮されず、結果
として画像にぼけが生じてしまうのは、式（２）におい
て、各レンジごとにフーリエ変換を行なうというその処
理内容より明らかである。従って、ぼけのない鮮明な画
像を得るためには、目標上の各々の点を観測時間中、同
一レンジビン内に固定するための補償処理を必要とす
る。この処理をレンジ補償処理と呼ぶ。

【００２２】レンジ補償処理を行なうレンジ補償処理回
路６の処理内容について説明する。目標が図２２に示す
運動を行う場合について考える。ここで、電波の反射を
する点は、図中ａ、ｂ、ｃの三点のみとし、このうち、
ｂ点とｃ点は常に同じレンジビンにあるものとする。ま
ず、レンジ追尾手段５０１によりレンジ追尾を行なう。
レンジ追尾手段５０１の中の振幅最大レンジビン検出回
路５０２では、各ヒットごとに、レンジプロフィールの
振幅が最大となるレンジビンを検出する。その結果の例
を図２３に示す。同図で横軸はヒット、縦軸はレンジで
あり、図中太実線で示した部分が、各ヒットのレンジプ
ロフィールで振幅が最大となるレンジビンを示している
ものとする。ａ、ｂ、ｃは同一目標上の点であり、実際
は、図中の点線に示されるように、同じ変化率でレンジ
が変化しているはずであるが、見込み角の変化に従う各
点のレーダ断面積の変化や、同一レンジビン内に複数の
反射点が存在する場合の干渉などの影響で、観測時間中
に各点の存在するレンジビンの振幅が変動するため、振
幅最大レンジビンの位置の変化に不連続な部分が発生す
る。

【００２３】この振幅最大レンジビンの位置の時間変化
に対して平滑化回路５０３では、例えば最小二乗法など
を用いて平滑化する。具体的には、平滑化回路５０３
は、図２３における一点鎖線で示すような平滑化直線を
得る。そして、得られた平滑化直線の傾きを示すシフト
量ｓを算出する。そして、得られたシフト量をレンジ補
償算出手段５０４に対して通知する。レンジ補償量算出
手段５０４では、レンジ追尾手段５０１の平滑化回路５
０３で得られたシフト量から、各ヒットにおけるレンジ
補償量ｓｆ（ｈ）を式（４）により得る。

【００２４】

【数４】

【００２５】レンジ補償手段５０５では、式（４）で得
られたレンジ補償量ｓｆ（ｈ）を用いて、各ヒットｈに
おけるレンジプロフィールのヒストリｖ（ｈ、ｒ）をレ
ンジ方向に補償し、レンジ補償後のレンジプロフィール
のヒストリｖ２（ｈ、ｒ）を得る。レンジ補償後のレン
ジプロフィールのヒストリｖ２（ｈ、ｒ）で、各ヒット
ごとに、レンジプロフィールの振幅が最大となるレンジ
ビンを検出した結果は、図２４に示すようにそれぞれの
点の反射信号が同一レンジビンに並ぶ。

【００２６】上記レンジ補償処理により、観測時間中の
各点のレンジビンを超えた距離変化については除去する
ことができたが、レンジビン内の距離変化については除
去できていない。一般に、目標が加速運動、旋回運動を
する時は勿論の事、等速直線運動を行なう場合でも、進
行方向がＬＯＳ軸に沿った方向で無い限り、その距離変
化は、線形な成分に加えて、非線形な加速度成分も含
む。このうちの加速度成分の影響で、各点よりの反射信
号のドップラー周波数（クロスレンジ）に広がりが生じ
るため、結果として生成した画像がクロスレンジ方向に
ぼけてしまう。上記加速度成分を除去するための補償処
理が位相補償処理である。

【００２７】以下では、この位相補償処理を行なう位相
補償回路７の処理内容について説明する。並進運動に伴
う上記加速度成分は、すべてのレンジビンに対してほぼ
等しく加わるため、ある一つのレンジビンに着目して、
そのレンジビンに加わる加速度成分を推定し、その推定
結果を用いて、すべてのレンジビンの位相補償を行な
う。

【００２８】注目レンジビン決定手段５０６では、レン
ジ補償後のレンジプロフィールｖ２（ｈ、ｒ）の各レン
ジｒにおける平均電力を算出し、その値を最大とするレ
ンジビンを注目レンジビンとして、そのレンジビンの受
信信号列ｗ（ｈ）を出力する。例えば図２２のジオメト
リの例では、点ｂ、ｃを含むレンジビンが注目レンジビ
ンとして選択されたものとする。

【００２９】区分周波数分析手段５０７では、式（５）
に従い、図２５に示した注目レンジビンの受信信号列ｗ
（ｈ）５３０を長さΔｈで区分フーリエ変換して周波数
分布のヒストリｆｓ（ｈ’，ｆ）５３１を求める。

【００３０】

【数５】

【００３１】ドップラー追尾手段５０８では、得られた
周波数分布のヒストリｆｓ（ｈ’，ｆ）の追尾を行な
う。まず、振幅最大周波数検出回路５０９では、各ヒッ
トｈ’ごとに、周波数分布の振幅が最大となるドップラ
ービンを検出する。その結果の例を図２６に示す。同図
で横軸はヒット、縦軸はドップラービンであり、図中太
実線で示した部分が、各ヒットの周波数分布で振幅が最
大となるドップラーを示しているものとする。見込み角
の変化に従うレーダ断面積の変化のため、振幅最大周波
数の位置が変動すること、および、周波数の折り返しの
影響で、その位置の変化に不連続な部分が発生する。

【００３２】これに対し、レンジ追尾手段５０１と同
様、平滑化回路５０３により平滑化を行なうことにより
図２６に一点鎖線で示すような平滑化直線を得る。そし
て、得られた平滑化直線の傾きを示すシフト量ｓを位相
補償量算出手段５１０に対して通知する。位相補償量算
出手段５１０では、式（６）に従い、位相補償量ｐｈ
（ｈ）を計算する。

【００３３】

【数６】

【００３４】位相補償手段５１１では、位相補償量算出
手段５１０で得られた位相補償量ｐｈ（ｈ）を用いて、
式（７）により、レンジ補償後のレンジプロフィールの
ヒストリｖ２（ｈ、ｒ）の位相補償を行ない、最終的な
レンジプロフィールのヒストリｖＬ（ｈ、ｒ）を得る。

【００３５】

【数７】

【００３６】以上の処理を経る事により、並進運動を行
なう目標に関して、目標上の各点のレンジビンを超える
移動、位相の二次の変動を補償することができるため、
並進運動を伴わず、回転運動のみを行なう目標と同様に
鮮明な高分解能画像が得られる。

【００３７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のレ
ーダ装置では、レーダ断面積の角度特性や干渉の影響の
ために各ヒットにおけるレンジプロフィールの最大点が
急に移動するという現象が起こった場合には、単純に平
滑を行うと図２３の一点鎖線に示すように実際の目標の
距離の時間変化を表す直線とは傾きの異なった平滑化直
線を得ることになる。したがって、得られた平滑化直線
によって得られるシフト量を基にレンジ補償を行った場
合には、レンジ補償量に誤差が生じて、再生画像がぼけ
るという問題が有った。

【００３８】また、区分周波数分析の結果得られた周波
数分布のヒストリにおいて、各ヒットにおける振幅最大
周波数がレーダ断面積の角度特性や周波数の折り返しの
影響で急に移動するという現象が起こった場合には、単
純に平滑を行うと図２６の一点鎖線に示すように実際の
目標上の各点のドップラー周波数の時間変化を表す直線
とは傾きの異なった平滑化直線を得ることになる。した
がって、得られた平滑化直線によって得られるシフト量
を基に位相補償を行った場合には、位相補償量に誤差が
生じて、再生画像がぼけるという問題が有った。

【００３９】また、雑音が多い環境では、レンジ追尾に
おける振幅最大レンジビン、ドップラー追尾における、
振幅最大ドップラービンとして、雑音により振幅が大き
くなったセルを選択してしまう場合がある。この場合に
は、雑音部分のセルの影響によって平滑化直線が実際の
目標の距離の時間変化を表す直線又は実際の目標上の各
点のドップラー周波数の時間変化を表す直線とは異なっ
た傾きをもつことになる。このような平滑化直線を用い
てレンジ補償又は位相補償を行うと、当該各補償量に誤
差が生じて、再生画像がぼけるという問題点があった。

【００４０】また、目標の加速度運動成分が大きく、レ
ンジプロフィールのヒストリ、もしくは、区分周波数分
布のヒストリにおける振幅最大点のビンの移動が、時間
に対して非線形になる場合に、非線形変動成分まで含め
て追尾を行なうことができないため、この影響で再生画
像がぼけるという問題点が有った。

【００４１】また、ドップラー追尾において、区分周波
数分析の点数を少なくすると、ドップラー周波数の分解
能が劣化するため、これに基づく追尾誤差が発生する、
区分周波数分析の点数を多くすると、ドップラーの分解
能は向上するものの、時間の分解能が劣化するため、信
号のチャープ成分によりドップラーが広がって、これに
基づく追尾誤差が発生するという理由で、追尾誤差が発
生し、結果として、再生画像がぼけるという問題点が有
った。

【００４２】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたもので、目標の移動に伴い目標のレンジが変
化する場合であってもレンジ追尾誤差を押さえてレンジ
追尾を行なうこと、又は目標の移動に伴い反射波のドッ
プラー周波数が変化する場合であっても追尾誤差を抑え
てドップラー追尾を行うことを共通の目的としている。

【００４３】

【課題を解決するための手段】この発明に係る補償回路
は、移動する目標に対して電波を送信し、前記目標から
の反射波を受信して前記目標の画像を得るため、前記目
標の移動に伴う前記目標のレンジの変化を補償する補償
回路であって、前記反射波の受信信号列を基に、移動に
伴う前記目標のレンジの変化を示す原画像を作成する原
画像作成手段と、複数の補正量によって前記原画像を補
正することにより複数の補正画像を作成する補正手段
と、前記補正手段によって作成された複数の補正画像を
評価するための評価値を算出する評価値算出手段と、前
記評価値算出手段によって前記複数の補正画像に対応し
て算出された評価値に基づき前記原画像を補正するのに
適した補正量を決定し、この決定した補正量により前記
目標の移動に伴う前記目標のレンジの変化量を推定する
変化量推定手段と、前記変化量推定手段によって推定し
た前記目標のレンジの変化量に応じて前記受信信号列の
レンジ補償を行うレンジ補償手段とを有するものであ
る。

【００４４】この発明に係る補償回路は、移動する目標
に対して電波を送信し、前記目標からの反射波を受信し
て前記目標の画像を得るため、前記目標の移動に伴う前
記反射波の位相の変化を補償する補償回路であって、前
記反射波の受信信号列を基に、前記目標の移動に伴う前
記反射波のドップラー周波数の変化を示す原画像を作成
する原画像作成手段と、前記原画像を複数の補正量によ
って補正することにより複数の補正画像を作成する補正
手段と、前記補正手段によって作成された複数の補正画
像を評価するための評価値を算出する評価値算出手段
と、前記評価値算出手段によって前記複数の補正画像に
対応して算出された評価値に基づき前記原画像を補正す
るのに適した補正量を決定し、この決定した補正量によ
り前記目標の移動に伴う前記反射波のドップラー周波数
の変化量を推定する変化量推定手段と、前記変化量推定
手段によって推定された前記反射波のドップラー周波数
の変化量に応じて、前記受信信号列の位相補償を行う位
相補償手段とを有するものである。

【００４５】また、前記評価値算出手段が、前記補正画
像の各レンジ毎に、同一のレンジに存在している複数の
画素の値を積分し、当該積分値の分布を示す指標を評価
値として算出するものである。

【００４６】さらに、前記評価値算出手段が、前記補正
画像の各ドップラー周波数毎に、同一のドップラー周波
数に対して存在している複数の画素の値を積分し、当該
積分値の分布を示す指標を評価値として算出するもので
ある。

【００４７】この発明に係る補償回路は、移動する目標
に対して電波を送信し、前記目標からの反射波を受信し
て前記目標の画像を得るため、前記目標の移動に伴う前
記目標のレンジの変化を補償する補償回路であって、前
記反射波の受信信号列を基に、移動に伴う前記目標のレ
ンジの変化を示す原画像を作成する原画像作成手段と、
前記原画像作成手段によって作成された原画像を二値化
することによりニ値化画像を作成する画像二値化手段
と、前記二値化画像を複数の補正量によって補正するこ
とにより複数の補正ニ値化画像を作成する補正手段と、
前記補正手段によって作成された複数の補正二値化画像
を射影することにより複数の射影画像を作成し、この複
数の射影画像に対する評価値を算出する評価値算出手段
と、前記評価値算出手段によって前記複数の射影画像に
対応して算出された評価値に基づき前記原画像を補正す
るのに適した補正量を決定し、この決定した補正量によ
り前記目標の移動に伴う前記目標のレンジの変化量を推
定する変化量推定手段と、前記変化量推定手段によって
推定した前記目標のレンジの変化量に応じて、前記受信
信号列のレンジ補償を行うレンジ補償手段とを有するも
のである。

【００４８】この発明に係る補償回路は、移動する目標
に対して電波を送信し、前記目標からの反射波を受信し
て前記目標の画像を得るため、前記目標の移動に伴う前
記反射波の位相の変化を補償する補償回路であって、前
記反射波の受信信号列を基に、移動に伴う前記反射波の
ドップラー周波数の変化を示す原画像を作成する原画像
作成手段と、前記原画像作成手段によって作成された原
画像を二値化することによりニ値化画像を作成する画像
二値化手段と、前記二値化画像を複数の補正量によって
補正することにより複数の補正ニ値化画像を作成する補
正手段と、前記複数の補正二値化画像を射影することに
より複数の射影画像を作成し、この複数の射影画像に対
する評価値を算出する評価値算出手段と、前記評価値算
出手段によって前記複数の射影画像に対応して算出され
た評価値に基づいて前記原画像を補正するのに適した補
正量を決定し、この決定した補正量により前記目標の移
動に伴う前記目標のレンジの変化量を推定する変化量推
定手段と、前記変化量推定手段によって推定した前記反
射波のドップラー周波数の変化量に応じて、前記受信信
号列の位相補償を行う位相補償手段とを有するものであ
る。

【００４９】また、前記評価値算出手段が、前記射影画
像内の特定の値を有する画素の画素数を評価値として算
出するものである。

【００５０】さらに、前記補正手段が、前記複数の補正
量に応じて前記原画像を線形補正するものである。

【００５１】さらにまた、前記補正手段が、前記複数の
補正量に応じて前記原画像を非線形補正するものであ
る。

【００５２】この発明に係る補償方法は、移動する目標
に対して電波を送信し、前記目標からの反射波を受信し
て前記目標の画像を得るため、前記目標の移動に伴う前
記目標のレンジの変化を補償する補償方法であって、前
記反射波の受信信号列を基に、移動に伴う前記目標のレ
ンジの変化を示す原画像を作成する原画像作成ステップ
と、前記原画像を複数の補正量によって補正することに
より複数の補正画像を作成する補正ステップと、前記補
正ステップにおいて作成された複数の補正画像を評価す
るための評価値を算出する評価値算出ステップと、前記
評価値算出ステップにおいて前記複数の補正画像に対応
して算出された評価値に基づき前記原画像を補正するの
に適した補正量を決定し、この決定した補正量により前
記目標の移動に伴う前記目標のレンジの変化量を推定す
る変化量推定ステップと、前記変化量推定ステップにお
いて推定した前記目標のレンジの変化量に応じて、前記
受信信号列のレンジ補償を行うレンジ補償ステップとを
有するものである。

【００５３】この発明に係る補償方法は、移動する目標
に対して電波を送信し、前記目標からの反射波を受信し
て前記目標の画像を得るため、前記目標の移動に伴う前
記反射波の位相の変化を補償する補償方法であって、前
記反射波の受信信号列を基に、前記目標の移動に伴う前
記反射波のドップラー周波数の変化を示す原画像を作成
する原画像作成ステップと、前記原画像を複数の補正量
によって補正することにより複数の補正画像を作成する
補正ステップと、前記補正ステップにおいて作成された
複数の補正画像を評価するための評価値を算出する評価
値算出ステップと、前記評価値算出ステップにおいて前
記複数の補正画像に対応して算出された評価値に基づき
前記原画像を補正するのに適した補正量を決定し、この
決定した補正量により前記目標の移動に伴う前記反射波
のドップラー周波数の変化量を推定する変化量推定ステ
ップと、前記変化量推定ステップにおいて推定した前記
反射波のドップラー周波数の変化量に応じて、前記受信
信号列の位相補償を行う位相補償ステップとを有するも
のである。

【００５４】この発明に係るレーダ装置は、移動する目
標に対して電波を送信する送信手段と、前記目標からの
反射波を受信する受信手段と、前記受信手段により受信
された反射波から得られた受信信号列をレンジ圧縮する
レンジ圧縮手段と、前記レンジ圧縮手段においてレンジ
圧縮された受信信号列を基に、前記目標の移動に伴う前
記目標のレンジの変化を示す原画像を作成する原画像作
成手段と、前記原画像を複数の補正量によって補正する
ことにより複数の補正画像を作成する補正手段と、前記
補正手段によって作成された複数の補正画像を評価する
ための評価値を算出する評価値算出手段と、前記評価値
算出手段によって前記複数の補正画像に対応して算出さ
れた評価値に基づき前記原画像を補正するのに適した補
正量を決定し、前記決定した補正量により前記目標の移
動に伴う前記目標のレンジの変化量を推定する変化量推
定手段と、前記変化量推定手段によって推定された前記
目標のレンジの変化量に応じて、前記レンジ圧縮手段に
よってレンジ圧縮された受信信号列のレンジ補償を行う
レンジ補償手段と、前記レンジ補償手段によりレンジ補
償がなされた信号列の中から、注目するレンジビンの信
号列を抽出する信号列抽出手段と、前記信号列抽出手段
において抽出された信号列をクロスレンジ圧縮するクロ
スレンジ圧縮手段とを有するものである。

【００５５】この発明に係るレーダ装置は、移動する目
標に対して電波を送信する送信手段と、前記目標からの
反射波を受信する受信手段と、前記受信手段により受信
された反射波から得られた受信信号列をレンジ圧縮する
レンジ圧縮手段と、前記レンジ圧縮手段によりレンジ圧
縮された受信信号列の内、注目するレンジビンの信号列
を抽出する信号列抽出手段と、前記信号列抽出ステップ
により抽出された信号列に基づき、前記目標の移動に伴
う前記反射波のドップラー周波数の変化を示す原画像を
作成する原画像作成手段と、前記原画像を複数の補正量
によって補正することにより複数の補正画像を作成する
補正手段と、前記補正手段によって作成された複数の補
正画像を評価するための評価値を算出する評価値算出手
段と、前記評価値算出手段によって前記複数の補正画像
に対応して算出された評価値に基づいて前記原画像を補
正するのに適した補正量を決定し、この決定した補正量
により前記目標の移動に伴う前記反射波のドップラー周
波数の変化量を推定する変化量推定手段と、前記変化量
推定手段によって推定した前記反射波のドップラー周波
数の変化量に応じて、前記信号列抽出手段により抽出さ
れた信号列の位相補償を行う位相補償手段と、前記位相
補償手段により位相補償された信号列をクロスレンジ圧
縮するクロスレンジ圧縮手段とを有するものである。

【００５６】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は、レンジ追尾手段の実施の一形態
を示す図である。図１において、１１１はレンジ圧縮手
段５から出力された信号を入力するピーク画像生成手段
であり、１１２はピーク画像生成手段１１１の出力側に
設けられた画像線形補正手段であり、１１３は画像線形
補正手段１１２の出力側に設けられた射影セル数算出手
段であり、１１４は射影セル数算出手段１１３の出力側
に設けられた推定シフト量算出手段である。

【００５７】１１５は、ピーク画像生成手段１１１、画
像線形補正手段１１２、射影セル数算出手段１１３、推
定シフト量算出手段１１４を含んで構成される上記シフ
ト量推定回路である。この実施の形態におけるレンジ追
尾手段５０１は、従来における振幅最大レンジビン検出
回路５０２、平滑化回路５０３の代わりにシフト量推定
回路１１５を備えている点で相違している。このシフト
量推定回路１１５は、二次元画像中に存在する同じ傾き
を有する直線群の傾きを推定する回路であり、図２３で
示したシフト量ｓを推定する。

【００５８】図２は、ピーク画像生成手段１１１の処理
内容を説明するための原理図である。図において、１１
６は原画像、１１７はピーク画像である。原画像および
ピーク画像については、後で詳述する。

【００５９】図３は、画像線形補正手段１１２の処理内
容を説明するための原理図である。図３において、１１
８は補正量０の時の補正後のピーク画像、１１９は補正
量−４の時の補正後のピーク画像、１２０は補正量−８
の時の補正後のピーク画像、１２１は補正量−１０の時
の補正後のピーク画像である。

【００６０】図４は、射影セル数算出手段１１３で得ら
れる射影図である。図において、１２２は、補正量０の
時の射影図、１２３は、補正量−４の時の射影図、１２
４は、補正量−８の時の射影図、１２５は、補正量−１
０の時の射影図である。

【００６１】図５は、射影セル数算出手段１１３で算出
した、各補正量に対する射影セル数を示す図である。次
に、図１、２、３、４、５、１７、１８、２３を用い
て、本実施の形態の内容を説明する。

【００６２】送信機１で高周波パルスを生成し、目標に
照射し、受信信号をレンジ圧縮手段５でレンジ圧縮する
までの処理、及び、レンジ追尾手段５０１で得られた追
尾結果であるシフト量を用いて、レンジ補償量算出手段
５０４で、レンジ補償量を算出する部分から、目標のＩ
ＳＡＲ画像をモニタＴＶ９に表示するまでの処理は、従
来の技術と同一である。

【００６３】以下、レンジ追尾手段５０１の処理内容に
ついて、順を追って説明する。まず、シフト量推定回路
１１５の内容について説明する。 ＜ＳＴ０１：原画像作成ステップ＞ピーク画像生成手段
１１１は、レンジ圧縮手段５でレンジ圧縮を行うことに
よって得られた画像信号を入力する。レンジ圧縮手段５
によるレンジ圧縮によって得られる画像信号は、複素信
号であるためピーク画像生成手段１１１は各画素の振幅
値を検出することにより図２（ａ）に示す原画像１１６
を作成する。

【００６４】ここで、原画像１１６は、横軸ｘ方向にｘ
ｎｕｍ、縦軸ｙ方向にｙｎｕｍの大きさを持つ二次元画
像であり、画像中の各画素についての振幅を濃淡表示
（白→黒になるに従って振幅が大きくなる）している。
この振幅は、各画素の複素信号の絶対値を表すものであ
る。そして、レンジプロフィールのヒストリを考える場
合には、ｘ軸がレンジ方向の軸に対応し、ｙ軸がヒット
方向の軸に対応する。即ち、原画像ｇ（ｘ，ｙ）は目標
物の移動に伴うレンジ方向の変化の様子を示しているこ
とになる。また、原画像１１６中に含まれる直線の傾き
は、目標物のレンジの変化量であるシフト量で与えてお
り、このシフト量を推定する必要がある。

【００６５】本実施の形態では、以降の処理により、原
画像１１６に含まれる直線のレンジ方向のシフト量を推
定する、即ち、図２（ａ）におけるｘ軸方向のシフト量
を推定する。 ＜ＳＴ０２：ピーク画像作成ステップ＞ピーク画像生成
手段１１１は、原画像１１６のピーク画像１１７を生成
する。ここで、ピーク画像１１７とは、各ｙごとに、原
画像１１６の振幅を最大とするセル（以下では、ピーク
セルと呼ぶ。）の値を１、それ以外のセルを０とした二
値化画像のことを指す。図２（ｂ）に示したピーク画像
１１７においては、各ｙごとに選ばれたピークセルを黒
で示し、ピークセル以外の部分を白で示している。１１
７からわかるように、ある一定の傾きを持った複数の直
線が現れることになる。

【００６６】＜ＳＴ０３：補正ステップ＞次に、画像線
形補正手段１１２は、ピーク画像生成手段１１１によっ
て得られたピーク画像１１７について、図中に存在する
複数の直線の傾きを変えるための補正処理を施す。画像
線形補正手段１１２では、ｙ＝ｙｎｕｍ─１セルにおけ
るｘ方向の補正量をｈｓとすると、各ｙにおける補正量
ｈｘ（ｙ）を、式（８）で計算する。

【００６７】

【数８】

【００６８】ここで、式（８）中のＡは適当な自然数と
し、通常は１〜２程度の値を用いれば良い。画像線形補
正手段１１２は、仮の補正量ｈｓを複数設定し、仮の補
正量ｈｓそれぞれを用いた場合のピーク画像１１７の補
正結果（以下、補正画像と記す）を得る。仮の補正量ｈ
ｓをそれぞれ、０、―４、−８、─１０とした場合の補
正画像を図３の１１８、１１９、１２０、１２１に示
す。

【００６９】＜ＳＴ０４：射影ステップ＞各補正量ｈｓ
に従い補正した後の各ピーク画像に対して、射影セル数
算出手段１１３では、まず、射影図を生成する。射影図
とは、補正後の各ピーク画像を、各セルｘごとに分析
し、各セルｘにおいて、ピークセルが一つでも存在した
場合には１、一つも存在しなかった場合には０とするよ
うな処理を施した結果得られる図をいう。以降の図４で
は、ピークセルが一つでも存在した場合を黒（１に対
応）で示し、ピークセルが一つも存在しなかった場合を
白（０に対応）で示している。

【００７０】図４は、各補正量０、─４、─８、─１０
に対応して生成された射影図１２２、１２３、１２４、
１２５を示している。ここで、射影図において、値が１
となるセル（すなわち、ピークセルが一つでも射影され
たセル）の数が少なければ少ないほど、ピーク画像中の
各直線がｘ軸に垂直になるように補正されていると考え
られる。

【００７１】＜ＳＴ０５：評価値算出ステップ＞そこ
で、射影セル数算出手段１１３は、作成した各射影図の
内値が１となったセル数を評価値として算出する。図４
に示した射影図１２２、１２３、１２４、１２５におい
ては、射影図１２２はセル数１１になり、射影図１２３
はセル数７になり、射影図１２４はセル数３になり、射
影図１２５はセル数５となる。射影セル数算出手段１１
３は、算出したセル数および対応する補正量を推定シフ
ト量算出手段１１４に対して通知する。

【００７２】＜ＳＴ０６：変化量推定ステップ＞推定シ
フト量算出手段１１４では、最もセル数の少ない射影図
に対応する補正量に基づいてシフト量を算出する。具体
的には、推定シフト量算出手段１１４は射影セル数算出
手段１１３から通知された算出したセル数および対応す
る補正量とから、図５に示すようなグラフを作成する。
図５における縦軸の評価指標とは、射影セル数算出手段
１１３によって算出されたセル数を示しており、横軸は
対応する補正量を示している。

【００７３】推定シフト量算出手段１１４は、図５に示
したグラフから評価指標を最小とする補正量が−８であ
ることを認識し、この補正量に―の符号をかけた値であ
る８をシフト量として算出する。このようにして得られ
たシフト量が、原画像１１６中の各直線の傾きの推定結
果であり、こうして目標物のレンジの変化量が推定され
る。推定シフト量算出手段１１４は、算出したシフト量
をレンジ補償量算出手段５０４に対して出力する

【００７４】＜ＳＴ０７：レンジ補償ステップ＞そし
て、レンジ補償量算出手段５０４は、入力したシフト量
に応じ、式（４）を使ってレンジ補償量を算出する。以
降の処理については、従来技術と同様である。

【００７５】以上の処理を用いることにより、レンジ追
尾を行なう際に、目標上の各点の反射信号の振幅値が時
間の経過に伴い変動することによって、振幅最大点がレ
ンジ軸で急に移動した場合であっても、これらの影響に
よって生じるレンジ追尾誤差を抑えてレンジ追尾を行う
ことができ、より鮮明なレーダ画像を得ることができ
る。

【００７６】また、推定シフト量算出手段１１４は、射
影セル数算出手段１１３から通知された算出したセル数
および対応する補正量とから、図５に示すようなグラフ
を作成し、評価指標である射影されたセル数の変化に基
づいて補正量を得るようにしているので、適正な補正量
を選ぶことができる。

【００７７】尚、図５では、射影されたセル数をプロッ
トして各プロットを直線で結ぶことにより適切な補正量
を選んでいるが、評価指標のグラフのピーク近傍の数点
をスプライン補間することにより、評価指標を最小とす
る補正量をより精度良く求めることがもできる。

【００７８】また尚、この実施の形態においては画像線
形補正手段１１２は、仮の補正量ｈｓを複数設定し、仮
の補正量ｈｓそれぞれを用いた場合のピーク画像１１７
の補正結果に基づいて最適な補正量を得ることとしてい
るが、次にようにして最適な補正量を得るようにしても
よい。まず、粗めに仮の補正量ｈｓを複数設定し、この
補正量それぞれに応じたピーク画像１１７に基づいて、
設定した補正量の中から適切な補正量ｈｓを得る。次
に、この補正量ｈｓに近い値の補正量を細かく設定し、
この細かく設定した補正量ｈｓについてピーク画像を補
正し、最適な補正量を得る。このように、始めは粗く、
次第に細かく段階的に補正量を設定することによって、
補正量を算出するために必要な処理数を削減することが
できる。

【００７９】尚、この実施の形態においては、レンジプ
ロフィールのヒストリをヒットとレンジの二次元画像で
示しているが、一般にヒットは時間に比例するため、時
間とレンジの二次元画像で示すようにすることもでき
る。

【００８０】尚、この実施の形態におけるピーク画像作
成手段１１１の内の振幅検出を行う部分は原画像作成手
段の一例であり、ピーク画像作成手段１１１のピーク画
像を作成する部分はニ値化画像作成手段の一例である。
また、射影セル数算出手段１１３は評価値算出手段の一
例であり、推定シフト量算出手段１１４は変化量推定手
段の一例である。また、この実施の形態では補正画像毎
に射影されたセル数を算出するようにしているが、この
射影されたセル数は補正画像を評価するための評価値の
一例である。したがって、補正画像を評価する評価値と
して他の値を算出するようにしてもよい。

【００８１】実施の形態２．図６は、ドップラー追尾手
段の実施の一形態を示す図である。図において、１１５
は図１に示したシフト量推定回路と同様であり、５０８
は図１９に示したドップラー追尾手段と同様であるの
で、具体的構成については説明を省略する。

【００８２】次に図２、６、１７、１９を用いて本実施
の形態の内容を説明する。送信機１で高周波パルスを生
成し、目標に照射し、受信信号をレンジ圧縮手段５でレ
ンジ圧縮し、これをレンジ補償回路６でレンジ補償する
までの処理は、従来例もしくは実施の形態１と同一であ
る。

【００８３】また、レンジ補償後のレンジプロフィール
のヒストリに対して、注目レンジビン決定手段５０６で
注目レンジビンの受信データ列を抽出し、区分周波数分
析手段５０７で、区分周波数分布のヒストリを算出する
までの処理と、ドップラー追尾手段５０８で得られたド
ップラー周波数のシフト量の推定結果から、位相補償量
算出手段５１０で位相補償量を算出し、これを用いて、
レンジ補償後のレンジプロフィールのヒストリを位相補
償手段５１１で位相補償し、クロスレンジ圧縮手段８で
ＩＳＡＲ画像を生成しモニタＴＶ９に表示するまでの処
理は、従来例と同一であるので説明は省略する。

【００８４】ドップラー追尾手段５０８には、実施の形
態１で説明したシフト量推定回路１１５が含まれてい
る。ピーク画像生成手段１１１には、区分周波数分析手
段５０７による周波数分析によって得られた周波数分布
のヒストリを示す信号が入力される。この入力された信
号は複素信号であるため、ピーク画像作成手段１１１が
各画素ごとに振幅を検出することにより図２（ａ）に示
すような原画像１１６を作成する。ただし、得られる原
画像１１６におけるＸ軸がドップラー周波数であり、ｙ
軸がヒットとなる。即ち、原画像１１６は反射波のドッ
プラー周波数の変化の様子を示すものである。

【００８５】本実施の形態では、原画像１１６における
ｘ軸をドップラー周波数、ｙ軸をヒットとすることによ
り、実施の形態１でレンジプロフィールのヒストリのシ
フト量を推定したのと同様に、区分周波数分布のヒスト
リのシフト量を推定する。即ち、実施の形態１で説明し
た通り、シフト量推定回路１１５は、入力した原画像１
１６に対して、この画像中に存在する直線群の傾きを推
定する。区分周波数分布のヒストリのシフト量を推定す
る手順については、先の実施の形態と同様であるので説
明は省略する。

【００８６】以上の処理を用いることにより、ドップラ
ー追尾を行なう際に、目標上の各点の反射信号の振幅が
時間の経過に伴い変動したり、ドップラー周波数の折り
返しが生じたりした場合であっても、これらの影響によ
って生じるドップラー追尾誤差を抑えてドップラー追尾
を行うことができ、より鮮明なレーダ画像を得ることが
できる。

【００８７】また尚、この実施の形態においては、区分
周波数分布ののヒストリをヒットとドップラー周波数の
二次元画像で示しているが、一般にヒットは時間に比例
するため、時間とドップラー周波数の二次元画像で示す
ようにすることもできる。尚、実施の形態１ではレンジ
補償のみについて説明し、実施の形態２では位相補償の
みについて説明したが、実施の形態１におけるレンジ補
償と実施の形態２における位相補償の両方を行うように
レーダを構成することも可能であることはいうまでもな
い。

【００８８】実施の形態３．図７は、本実施の形態のシ
フト量推定回路の構成図である。図において、１３１は
多点ピーク画像生成手段である。１１２、１１３、１１
４、１１５は、図１と同一である。図８は、多点ピーク
画像生成手段１３１で得られた多点ピーク画像である。
図において、１３２は多点ピーク画像である。ここで、
多点ピークとは、各ｙに対して選択される点の振幅が最
大振幅からＮ番目以内に入っている点をいい、このＮは
適宜設定される。即ち、多点ピークは、振幅値が大きい
方からＮ番目以内にあることを示すものである。

【００８９】次に、図２、７、８を用いて、本実施の形
態の処理内容を説明する。図７のシフト量推定回路にお
いて、画像線形補正手段１１２、射影セル数算出手段１
１３、推定シフト量算出手段１１４の処理内容は実施の
形態１、２と同一である。多点ピーク画像生成手段１３
１は、入力されたレンジプロフィールのヒストリや、ド
ップラー周波数分布のヒストリより原画像１１６を生成
し、各ｙごとに、最大振幅より順にＮ個のピークセルを
選択する。そして、選択されたピークセルに基づいて図
８に示す多点ピーク画像１３２を生成する。ただし、図
８の例では、Ｎ＝２の場合を示しており、多点ピークと
して選択されたセルの値を１、選択されなかったセルの
値を０としたニ値化画像である。

【００９０】以降は、多点ピーク画像生成手段１３１に
よって作成された多点ピーク画像１３２を用いて、画像
線形補正手段１１２による処理、射影セル数算出手段１
１３による処理、推定シフト量算出手段１１４による処
理を行う。

【００９１】多点ピーク画像１３２を用いた場合には、
射影セル数算出手段１１３で得られた評価指標の各補正
量に対する特性が、ピーク画像１１７を用いた場合に比
べて、画像中の複数の直線がｘ軸と直交する補正量近傍
でより急峻な変化となる。したがって、評価指標の最小
点をより精度良く求めることができる。すなわち、図１
や図６のシフト量推定回路で本実施の形態の処理を行な
うことにより、実施の形態１、２の効果が得られるのみ
ならず、さらに、上記理由でレンジ追尾、ドップラー追
尾の精度を向上させることができる。

【００９２】実施の形態４．図９は、本実施の形態のシ
フト量推定回路の構成図である。図において、１４１は
画像の各セルの総和算出手段、１４２はエントロピー算
出手段である。１１１、１１２、１１４、１１５は図１
と同一である。

【００９３】図１０は、画像の各セルの総和算出手段１
４１の処理内容を示す図である。図において、１４３は
補正量０の場合のｙ方向の総和を計算する過程の図、１
４４は補正量─４の場合のｙ方向の総和を計算する過程
の図、１４５は補正量─８の場合のｙ方向の総和を計算
する過程の図、１４６は補正量─１０の場合のｙ方向の
総和を計算する過程の図である。

【００９４】図１１は推定シフト量算出手段１１４でシ
フト量を算出するための評価指標の補正量に対する変化
を示す図である。次に、図２、３、９、１０、１１を用
いて本実施の形態の処理内容を説明する。図９のシフト
量推定回路１１５において、ピーク画像生成手段１１１
でレンジプロフィールのヒストリやドップラー周波数分
布のヒストリなどを表す原画像１１６を作成し、さらに
ピーク画像１１７を生成する処理、得られたピーク画像
１１７に対して、想定した各補正量ごとに、画像線形補
正手段１１２で補正を行なう処理は、実施の形態１．と
同一である。補正結果が、図３における１１８、１１
９、１２０、１２１に対応する。

【００９５】画像の各セルの総和算出手段１４１では、
ピーク画像の各補正後の画像１１８、１１９、１２０、
１２１について、各ｘごとに、ｙ方向の全セルの電力の
総和の計算を行なう。画像の各セルの総和算出手段１４
１によって算出された電力の総和の結果を図１０に示
す。このｘ軸は、レンジ又はドップラー周波数を示して
おり、したがって、この図は各レンジでの総電力又は各
ドップラー周波数での総電力を示していることになる。
図１０における１４３、１４４、１４５、１４６は、各
補正量に対応した各ｘセル毎の電力（ピーク画像の場合
はピークセル数）の総和の分布ｔ（ｘ）を示している。

【００９６】ところで、分布の偏りを評価する指標にエ
ントロピーがある。エントロピーは、画像の情報量を定
量的に示す指標としてしばしば用いられ、ディジタル画
像を、その情報量を損なわずに符号化するために必要な
最も短い符号長を与えることが知られている。その定義
は式（９）で与えられる。

【００９７】

【数９】

【００９８】ここで、ＰＷＲは入力したピーク画像の総
電力、すなわち、ピークセルの数である。エントロピー
はその定義からもわかるように、分布が一様であれば、
エントロピーが大きな値を示し、逆に分布に偏りが有る
とエントロピーが減少する。従って、エントロピーを指
標として、これを最小とする補正量を探索することで、
各点の反射信号列とｘ軸が直交している場合をみつける
事ができる。そして、このときの補正量に―をかけるこ
とにより、シフト量を得ることができる。

【００９９】エントロピー算出手段１４２は、図１０で
得られた各補正量に対するピーク画像の総和の分布ｔ
（ｘ）に対して式（９）によりエントロピーＨを算出す
る。各補正量に対するエントロピーを算出した結果を図
１１に示す。ここで、横軸は補正量、縦軸は評価指標で
あるエントロピーを示す。エントロピー算出手段１４２
は、算出結果を推定シフト量算出手段１１４に対して通
知する。

【０１００】推定シフト量算出手段１１４は、エントロ
ピー算出手段１４２から通知された算出結果から評価指
標を最小とする補正量が−８であることを認識し、シフ
ト量の推定結果を８を得る。これは、原画像１１６に与
えたシフト量の値と等しい。そして、推定シフト量算出
手段１１４は、得られた推定シフト量をレンジ補償量算
出手段５０４又は位相補償量算出手段５１０に対して出
力する。

【０１０１】以上の処理を行なうことにより、雑音が多
い環境で、レンジ追尾における振幅最大レンジビン、も
しくはドップラー追尾における振幅最大ドップラービン
として、雑音により振幅が大きくなったセルを選択して
しまう確率が高くなる結果、これらを用いて平滑化処理
を行なう際の平滑誤差が生じる、すなわち、レンジ追
尾、ドップラ─追尾の精度が劣化してしまうと言う問題
点を除去できる。

【０１０２】尚、この実施の形態では、式（９）を用い
てエントロピーＨを算出するようにしているが、この式
以外を用いてもよい。明細書において、エントロピーと
は、分布の偏りを評価する一つの指標であり、分布の偏
りを評価することができるものであれば式（９）以外の
式を用いて算出してもよい。

【０１０３】尚、この実施の形態における画像の各セル
の総和算出手段１４１及びエントロピー算出手段１４２
は、評価値算出手段の一例である。また、ピーク画像作
成手段１１１の内の振幅検出を行い原画像を作成する部
分は、原画像作成手段に相当する。

【０１０４】実施の形態５．図１２は、本実施の形態の
シフト量推定回路の構成図である。図において、１１
２、１１４、１１５、１４１、１４２は図９と同一であ
る。次に、図１２を用いて、本実施の形態の処理内容を
説明する。実施の形態４では、入力信号に対して、ま
ず、ピーク画像生成手段１１１によってピーク画像を生
成し、このピーク画像を用いて画像線形補正手段１１２
で補正処理を施していたが、この実施の形態では振幅検
出手段１１０によって入力した信号の振幅値を検出する
ことにより二次元の原画像を作成し、画像線形補正手段
１１２で補正処理する。そして、画像の各セルの総和算
出手段１４１では、各補正量に対して得られた補正後の
画像について、各セルｘにおけるｙ方向の電力の総和を
計算する。

【０１０５】得られた各補正量に対する電力分布に対し
て、エントロピー算出手段１４２で評価指標であるエン
トロピーを算出する処理、各補正量に対して得られた評
価指標から、推定シフト量算出手段１１４でシフト量を
推定する処理は実施の形態５と同一である。

【０１０６】すなわち、実施の形態４ではピークセルの
分布に注目して追尾を行なったのに対して、本実施の形
態では、より情報量の多い画像の電力分布に注目して追
尾を行なうので、追尾精度がさらに向上する。尚、この
実施の形態では、式（９）を用いてエントロピーＨを算
出するようにしているが、この式以外を用いてもよい。
明細書において、エントロピーとは、分布の偏りを評価
する指標であり、分布の偏りを評価することができるも
のであれば式（９）以外の式を用いて算出してもよい。

【０１０７】尚、この実施の形態では振幅検出手段１１
０によって入力信号の振幅値を検出してから画像線形補
正手段１１２による補正を行う旨説明したが、画像線形
補正手段１１２によって入力信号に補正処理を施した後
に振幅検出手段１１０で振幅検出を行い、さらに画像の
各セルの総和算出を行うように構成することも可能であ
る。

【０１０８】実施の形態６．図１３は、本実施の形態の
レンジ補償回路の構成図である。図において、１６１は
ピーク画像生成手段１１１の出力側であり、かつ射影セ
ル数算出手段１１３の入力側に設けられた画像非線形補
正手段である。１６２は射影セル数算出手段１１３の出
力側に設けられた推定シフト量非線形算出手段であり、
１６３は推定シフト量非線形算出手段１６２の出力側お
よびレンジ補償手段５０５の入力側に設けられたレンジ
補償量非線形算出手段である。図において、６、５０５
は図１８と、１１１、１１３は図１と同様であるので説
明は省略する。

【０１０９】図１４は、画像非線形補正手段１６１の処
理内容を示す図である。図において、１６４は非線形補
正前のピーク画像、１６５は非線形補正後のピーク画像
を示す。

【０１１０】次に、図１３、１４を用いて、本実施の形
態の処理内容を説明する。レンジ補償回路６において、
ピーク画像生成手段１１１でピーク画像を生成する処理
は、実施の形態１と同一である。画像非線形補正手段１
６１には、図１４に示すピークセルのｘ座標がｙの変化
に対して非線形に変化するようなピーク画像１６４が入
力するものとする。このピーク画像１６４に対して、画
像非線形補正手段１６１では、非線形な補正を行なう。
すなわち、補正を行なう際に、ピーク画像１６４に示す
ような、非線形な補正量を仮定する。例えば、二次元の
補正を行なう場合には、補正量ｓｆ（ｙ）を次式で定義
する。

【０１１１】

【数１０】

【０１１２】画像非線形補正手段１６１は、式（１０）
のパラメータａ、ｂを様々に変えて補正後のピーク画像
を生成する。射影セル数算出手段１１３では、実施の形
態１と同様に、各補正後のピーク画像１６５に対して、
射影図を作成し、これから、評価指標の値を算出する。
推定シフト量非線形算出手段１６２では、評価指標を最
小とする式（１０）の係数ａ、ｂの組（ａｅ、ｂｅ）を
決定する。

【０１１３】レンジ補償量非線形算出手段１６３は、式
（１０）に上記（ａｅ、ｂｅ）を代入して、レンジ補償
量ｓｅ（ｙ）を決定する。レンジ補償手段５０５は、以
上で得られたレンジ補償量ｓｅ（ｙ）を用いて、レンジ
プロフィールのヒストリのレンジ補償を行なう。

【０１１４】以上の処理を行なうことにより、目標が加
速度を持ち、レンジの移動が非線形になる場合にもレン
ジ追尾が行なえる。また、上記処理は、位相補償回路に
も同様に適用できることは言うまでもない。この実施の
形態において述べた補正方法は非線形補正をよばれるも
のであり、この非線形補正は先の実施の形態で説明した
すべてに適用可能である。

【０１１５】実施の形態７．従来のレーダ装置において
は、位相補償回路７で区分周波数分析の点数を決定する
場合に次のような問題が生じていた。 (a)区分周波数分析の点数を少なくすると、ドップラー
周波数の分解能が劣化するため、これに基づく追尾誤差
が発生する。 (b)区分周波数分析の点数を多くすると、ドップラーの
分解能は向上するものの、時間の分解能が劣化するた
め、信号のチャープ成分によりドップラーが広がって、
これに基づく追尾誤差が発生する。 この実施の形態では、上記従来の問題を解消するため
に、最初は区分周波数分析の点数を少なくしてドップラ
ー追尾を粗く行ない、注目レンジビンのデータ列の位相
補償を行なう。次に、次第に区分周波数分析の点数を増
やしていきドップラー追尾処理を繰り返していくもので
ある。

【０１１６】まず、この実施の形態における位相補償回
路７の構成について説明する。図１５は、この実施の形
態における位相補償回路７の内部構成を示すブロック図
である。注目レンジビン決定手段５０６、区分周波数分
析手段５０７、位相補償量算出手段５１０、位相補償手
段５１１は従来例と同様であるので説明は省略する。

【０１１７】１７１は注目レンジビン決定手段５０６の
出力側であり、かつ区分周波分析手段５０７の入力側に
設けられた区分周波数分析点数更新手段であり、この区
分周波数分布点数更新手段１７１には区分周波数分析点
数決定用の初期値Ｎｓｔｔが入力される。この実施の形
態における位相補償回路７内には、位相補償手段５１１
が２つ設けられている点、各回路及び手段相互間の接続
関係が従来の位相補償回路とは異なっている。

【０１１８】１７２は位相補償量算出手段５１０の出力
側であり、かつ位相補償手段５１１の入力側に設けられ
ている位相補償量蓄積手段である。尚、この実施の形態
におけるシフト量推定回路１１６は、先の実施の形態に
おいて示したシフト量推定回路１１６のいずれを用いて
もよい。

【０１１９】図１６は、本実施の形態の処理内容を示す
フローチャートである。注目レンジビン決定手段５０６
は、入力したレンジ補償後のレンジプロフィールのヒス
トリｖ２（ｈ、ｒ）の中から、従来技術と同じ方式で、
注目レンジビンのデータ列ｗ（ｈ）を出力する。区分周
波数分析点数更新手段１７１には、注目レンジビンのデ
ータ列ｗ（ｈ）と、区分周波数分析点数決定用の初期値
Ｎｓｔｔが入力される。この初期値Ｎｓｔｔは予め設定
された値である。

【０１２０】＜ＳＴ０１＞区分周波数分析点数更新手段
１７１では、区分周波数分析点数決定用数値Ｎに対して
Ｎｓｔｔを代入するとともに、位相補償量蓄積手段５１
０で総位相補償量ＰＴ（ｈ）を０にセットする。

【０１２１】＜ＳＴ０２＞区分周波数分析点数更新手段
１７１は、区分周波数分析点数Ｍを式（１１）により決
定する。ただし、ここで、ｈｎｕｍは総データ長であ
る。

【０１２２】

【数１１】

【０１２３】＜ＳＴ０３＞区分周波数分析手段５０７
で、注目レンジビンのデータ列ｗ（ｈ）に対してＭ点の
区分周波数分析を行ない、区分周波数分布のヒストリを
得る。

【０１２４】＜ＳＴ０４＞区分周波数分析手段５０７に
よって得られた区分周波数分布のヒストリに対して、シ
フト量推定回路１１５は、実施の形態１〜６と同様にそ
の周波数のシフト量を推定する。そして、得られた推定
シフト量を位相補償量算出手段５１０に対して通知す
る。位相補償量算出手段５１０は、シフト量推定回路１
１５で得られたシフト量から、位相補償量Ｐ（ｈ）を計
算する。

【０１２５】＜ＳＴ０５＞位相補償手段５１１は、位相
補償量算出手段５１０によって算出された位相補償量Ｐ
（ｈ）によって注目レンジビンのデータ列ｗ（ｈ）を位
相補償する。 ＜ＳＴ０６＞位相補償量蓄積手段１７２は、位相補償量
算出手段５１０によって算出された位相補償量Ｐ（ｈ）
を式（１２）に代入して、総位相補償量ＰＴ（ｈ）に加
算する。

【０１２６】

【数１２】

【０１２７】＜ＳＴ０７＞区分周波数分析点数更新手段
１７１は、現在の区分周波数分析点数決定用数値Ｎを調
べ、もし、Ｎが１ならば、＜ＳＴ０９＞へ進む。現在の
区分周波数分析点数決定用数値Ｎが１でなければ＜ＳＴ
０８＞へ進む。

【０１２８】＜ＳＴ０８＞現在の区分周波数分析点数決
定用数値Ｎが１でない場合には、Ｎの値を一つ減らし、
＜ＳＴ０２＞へ戻り、再度ＳＴ０３〜ＳＴ０５の処理を
実行する。

【０１２９】＜ＳＴ０９＞位相補償手段５１１で、レン
ジ補償後のレンジプロフィールのヒストリを、位相補償
量蓄積手段１７２に蓄えられた総位相補償量ＰＴ（ｈ）
を用いてレンジ補償後のレンジプロフィールのヒストリ
ｖ２（ｈ、ｒ）を位相補償する。

【０１３０】この実施の形態では、最初は少ない区分周
波数分析の点数でドップラー追尾を粗く行なって注目レ
ンジビンのデータ列の位相補償を行ない、次第に区分周
波数分析の点数を増やして同様の処理を繰り返し、ドッ
プラーの時間変化を逐次的に推定するということによ
り、上述のような問題を克服することができるため、よ
り鮮明な画像が得られるようになる。尚、この実施の形
態では、ＳＴ０５の後にＳＴ０６を行っているが、ＳＴ
０６の後にＳＴ０５を行うようにしてもよい。また尚、
この実施の形態のＳＴ０４において位相補償量を算出す
る方法としては、先の実施の形態において説明した方法
以外の方法、例えば従来の方法等を適用することもでき
る。

【０１３１】

【発明の効果】この発明は、以上に説明したように構成
されているので、以下に記載されるような効果を奏す
る。この発明に係る補償回路は、移動する目標に対して
電波を送信し、前記目標からの反射波を受信して前記目
標の画像を得るため、前記目標の移動に伴う前記目標の
レンジの変化を補償する補償回路であって、前記反射波
の受信信号列を基に、移動に伴う前記目標のレンジの変
化を示す原画像を作成する原画像作成手段と、複数の補
正量によって前記原画像を補正することにより複数の補
正画像を作成する補正手段と、前記補正手段によって作
成された複数の補正画像を評価するための評価値を算出
する評価値算出手段と、前記評価値算出手段によって前
記複数の補正画像に対応して算出された評価値に基づき
前記原画像を補正するのに適した補正量を決定し、この
決定した補正量により前記目標の移動に伴う前記目標の
レンジの変化量を推定する変化量推定手段と、前記変化
量推定手段によって推定した前記目標のレンジの変化量
に応じて前記受信信号列のレンジ補償を行うレンジ補償
手段とを有するため、目標の移動に伴い目標のレンジが
変化する場合であってもレンジ追尾誤差を押さえてレン
ジ追尾を行なうことができる。

【０１３２】この発明に係る補償回路は、移動する目標
に対して電波を送信し、前記目標からの反射波を受信し
て前記目標の画像を得るため、前記目標の移動に伴う前
記反射波の位相の変化を補償する補償回路であって、前
記反射波の受信信号列を基に、前記目標の移動に伴う前
記反射波のドップラー周波数の変化を示す原画像を作成
する原画像作成手段と、前記原画像を複数の補正量によ
って補正することにより複数の補正画像を作成する補正
手段と、前記補正手段によって作成された複数の補正画
像を評価するための評価値を算出する評価値算出手段
と、前記評価値算出手段によって前記複数の補正画像に
対応して算出された評価値に基づき前記原画像を補正す
るのに適した補正量を決定し、この決定した補正量によ
り前記目標の移動に伴う前記反射波のドップラー周波数
の変化量を推定する変化量推定手段と、前記変化量推定
手段によって推定された前記反射波のドップラー周波数
の変化量に応じて、前記受信信号列の位相補償を行う位
相補償手段とを有するため、目標の移動に伴いドップラ
ー周波数が変化する場合であっても、追尾誤差を押さえ
てドップラー追尾を行なうことができる。

【０１３３】また、前記評価値算出手段が、前記補正画
像の各レンジ毎に、同一のレンジに存在している複数の
画素の値を積分し、当該積分値の分布を示す指標を評価
値として算出するため、雑音の影響をより低減して精度
良い追尾か可能となる。

【０１３４】さらに、前記評価値算出手段が、前記補正
画像の各ドップラー周波数毎に、同一のドップラー周波
数に対して存在している複数の画素の値を積分し、当該
積分値の分布を示す指標を評価値として算出するため、
画素の値を用いてドップラー追尾を行なえるので、追尾
精度が向上する。

【０１３５】この発明に係る補償回路は、移動する目標
に対して電波を送信し、前記目標からの反射波を受信し
て前記目標の画像を得るため、前記目標の移動に伴う前
記目標のレンジの変化を補償する補償回路であって、前
記反射波の受信信号列を基に、移動に伴う前記目標のレ
ンジの変化を示す原画像を作成する原画像作成手段と、
前記原画像作成手段によって作成された原画像を二値化
することによりニ値化画像を作成する画像二値化手段
と、前記二値化画像を複数の補正量によって補正するこ
とにより複数の補正ニ値化画像を作成する補正手段と、
前記補正手段によって作成された複数の補正二値化画像
を射影することにより複数の射影画像を作成し、この複
数の射影画像に対する評価値を算出する評価値算出手段
と、前記評価値算出手段によって前記複数の射影画像に
対応して算出された評価値に基づき前記原画像を補正す
るのに適した補正量を決定し、この決定した補正量によ
り前記目標の移動に伴う前記目標のレンジの変化量を推
定する変化量推定手段と、前記変化量推定手段によって
推定した前記目標のレンジの変化量に応じて、前記受信
信号列のレンジ補償を行うレンジ補償手段とを有するた
め、観測時間中に振幅最大反射点の移動が生じても精度
良いレンジ追尾を行うことができる。

【０１３６】この発明に係る補償回路は、移動する目標
に対して電波を送信し、前記目標からの反射波を受信し
て前記目標の画像を得るため、前記目標の移動に伴う前
記反射波の位相の変化を補償する補償回路であって、前
記反射波の受信信号列を基に、移動に伴う前記反射波の
ドップラー周波数の変化を示す原画像を作成する原画像
作成手段と、前記原画像作成手段によって作成された原
画像を二値化することによりニ値化画像を作成する画像
二値化手段と、前記二値化画像を複数の補正量によって
補正することにより複数の補正ニ値化画像を作成する補
正手段と、前記複数の補正二値化画像を射影することに
より複数の射影画像を作成し、この複数の射影画像に対
する評価値を算出する評価値算出手段と、前記評価値算
出手段によって前記複数の射影画像に対応して算出され
た評価値に基づいて前記原画像を補正するのに適した補
正量を決定し、この決定した補正量により前記目標の移
動に伴う前記目標のレンジの変化量を推定する変化量推
定手段と、前記変化量推定手段によって推定した前記反
射波のドップラー周波数の変化量に応じて、前記受信信
号列の位相補償を行う位相補償手段とを有するため、観
測時間中に振幅最大反射点の移動が生じても精度良いド
ップラー追尾を行うことができる。

【０１３７】また、前記評価値算出手段が、前記射影画
像内の特定の値を有する画素の画素数を評価値として算
出するため、評価値を容易に算出することができる。

【０１３８】さらに、前記補正手段が、前記複数の補正
量に応じて前記原画像を線形補正するため、目標の移動
に伴うレンジ又はドップラー周波数の変化が線形になる
場合に精度よいレンジ追尾やドップラー追尾が行なえ
る。

【０１３９】さらにまた、前記補正手段が、前記複数の
補正量に応じて前記原画像を非線形補正するため、目標
の移動に伴うレンジ又はドップラー周波数の変化が非線
形になる場合に精度よいレンジ追尾やドップラー追尾が
行なえる。

【０１４０】この発明に係る補償方法は、移動する目標
に対して電波を送信し、前記目標からの反射波を受信し
て前記目標の画像を得るため、前記目標の移動に伴う前
記目標のレンジの変化を補償する補償方法であって、前
記反射波の受信信号列を基に、移動に伴う前記目標のレ
ンジの変化を示す原画像を作成する原画像作成ステップ
と、前記原画像を複数の補正量によって補正することに
より複数の補正画像を作成する補正ステップと、前記補
正ステップにおいて作成された複数の補正画像を評価す
るための評価値を算出する評価値算出ステップと、前記
評価値算出ステップにおいて前記複数の補正画像に対応
して算出された評価値に基づき前記原画像を補正するの
に適した補正量を決定し、この決定した補正量により前
記目標の移動に伴う前記目標のレンジの変化量を推定す
る変化量推定ステップと、前記変化量推定ステップにお
いて推定した前記目標のレンジの変化量に応じて、前記
受信信号列のレンジ補償を行うレンジ補償ステップとを
有するため、目標の移動に伴い目標のレンジが変化する
場合であってもレンジ追尾誤差を押さえてレンジ追尾を
行なうことができる。

【０１４１】この発明に係る補償方法は、移動する目標
に対して電波を送信し、前記目標からの反射波を受信し
て前記目標の画像を得るため、前記目標の移動に伴う前
記反射波の位相の変化を補償する補償方法であって、前
記反射波の受信信号列を基に、前記目標の移動に伴う前
記反射波のドップラー周波数の変化を示す原画像を作成
する原画像作成ステップと、前記原画像を複数の補正量
によって補正することにより複数の補正画像を作成する
補正ステップと、前記補正ステップにおいて作成された
複数の補正画像を評価するための評価値を算出する評価
値算出ステップと、前記評価値算出ステップにおいて前
記複数の補正画像に対応して算出された評価値に基づき
前記原画像を補正するのに適した補正量を決定し、この
決定した補正量により前記目標の移動に伴う前記反射波
のドップラー周波数の変化量を推定する変化量推定ステ
ップと、前記変化量推定ステップにおいて推定した前記
反射波のドップラー周波数の変化量に応じて、前記受信
信号列の位相補償を行う位相補償ステップとを有するた
め、目標の移動に伴い反射波のドップラー周波数が変化
する場合であっても追尾誤差を押さえてドップラー追尾
を行なうことができる。

【０１４２】この発明に係るレーダ装置は、移動する目
標に対して電波を送信する送信手段と、前記目標からの
反射波を受信する受信手段と、前記受信手段により受信
された反射波から得られた受信信号列をレンジ圧縮する
レンジ圧縮手段と、前記レンジ圧縮手段においてレンジ
圧縮された受信信号列を基に、前記目標の移動に伴う前
記目標のレンジの変化を示す原画像を作成する原画像作
成手段と、前記原画像を複数の補正量によって補正する
ことにより複数の補正画像を作成する補正手段と、前記
補正手段によって作成された複数の補正画像を評価する
ための評価値を算出する評価値算出手段と、前記評価値
算出手段によって前記複数の補正画像に対応して算出さ
れた評価値に基づき前記原画像を補正するのに適した補
正量を決定し、前記決定した補正量により前記目標の移
動に伴う前記目標のレンジの変化量を推定する変化量推
定手段と、前記変化量推定手段によって推定された前記
目標のレンジの変化量に応じて、前記レンジ圧縮手段に
よってレンジ圧縮された受信信号列のレンジ補償を行う
レンジ補償手段と、前記レンジ補償手段によりレンジ補
償がなされた信号列の中から、注目するレンジビンの信
号列を抽出する信号列抽出手段と、前記信号列抽出手段
において抽出された信号列をクロスレンジ圧縮するクロ
スレンジ圧縮手段とを有するため、目標の移動に伴い目
標のレンジが変化する場合であってもレンジ追尾誤差を
押さえてレンジ追尾を行なうことができる。

【０１４３】この発明に係るレーダ装置は、移動する目
標に対して電波を送信する送信手段と、前記目標からの
反射波を受信する受信手段と、前記受信手段により受信
された反射波から得られた受信信号列をレンジ圧縮する
レンジ圧縮手段と、前記レンジ圧縮手段によりレンジ圧
縮された受信信号列の内、注目するレンジビンの信号列
を抽出する信号列抽出手段と、前記信号列抽出ステップ
により抽出された信号列に基づき、前記目標の移動に伴
う前記反射波のドップラー周波数の変化を示す原画像を
作成する原画像作成手段と、前記原画像を複数の補正量
によって補正することにより複数の補正画像を作成する
補正手段と、前記補正手段によって作成された複数の補
正画像を評価するための評価値を算出する評価値算出手
段と、前記評価値算出手段によって前記複数の補正画像
に対応して算出された評価値に基づいて前記原画像を補
正するのに適した補正量を決定し、この決定した補正量
により前記目標の移動に伴う前記反射波のドップラー周
波数の変化量を推定する変化量推定手段と、前記変化量
推定手段によって推定した前記反射波のドップラー周波
数の変化量に応じて、前記信号列抽出手段により抽出さ
れた信号列の位相補償を行う位相補償手段と、前記位相
補償手段により位相補償された信号列をクロスレンジ圧
縮するクロスレンジ圧縮手段とを有するため、目標の移
動に伴い反射波のドップラー周波数が変化する場合であ
っても追尾誤差を押さえてドップラー追尾を行なうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１におけるレンジ追尾
手段の構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態１におけるピーク画像
生成手段の処理内容を説明するための原理図である。

【図３】 この発明の実施の形態１における画像線形補
正手段の処理内容を説明するための原理図である。

【図４】 この発明の実施の形態１における射影セル数
算出手段で得られる射影図である。

【図５】 この発明の実施の形態１における射影セル数
算出手段で算出した、各補正量に対する射影セル数を示
す図である。

【図６】 この発明の実施の形態２におけるドップラー
追尾手段の構成図である。

【図７】 この発明の実施の形態３におけるシフト量推
定回路の構成図である。

【図８】 この発明の実施の形態３における多点ピーク
画像生成手段で得られた多点ピーク画像である。

【図９】 この発明の実施の形態４におけるシフト量推
定回路の構成図である。

【図１０】 この発明の実施の形態４における画像の各
セルの総和算出手段の処理内容を示す図である。

【図１１】 この発明の実施の形態４における推定シフ
ト量算出手段でシフト量を算出するための評価指標の、
補正量に対する変化を示す図である。

【図１２】 この発明の実施の形態５におけるシフト量
推定回路の構成図である。

【図１３】 この発明の実施の形態６におけるレンジ補
償回路の構成図である。

【図１４】 この発明の実施の形態６における画像非線
形補正手段の処理内容を示す図である。

【図１５】 この発明の実施の形態７における位相補償
回路の構成図である。

【図１６】 この発明の実施の形態７の処理内容を示す
フローチャートである。

【図１７】 従来のレーダ装置のブロック構成図であ
る。

【図１８】 従来のレーダ装置のレンジ補償を実現する
ための構成図である。

【図１９】 従来のレーダ装置の位相補償を実現するた
めの構成図である。

【図２０】 回転運動を行なう目標を観測するジオメト
リである。

【図２１】 ＩＳＡＲ画像の一例である

【図２２】 並進運動を行なう目標を観測するジオメト
リである。

【図２３】 レンジプロフィールのヒストリの最大振幅
検出結果の一例である。

【図２４】 レンジ補償処理を施した後のレンジプロフ
ィールのヒストリにおける最大振幅検出結果の一例であ
る。

【図２５】 区分周波数分析手段の処理内容を説明する
図である。

【図２６】 区分周波数分布のヒストリの最大振幅検出
結果の一例である。

【符号の説明】

１ 送信機、２ 送受切換器、３ 送受信アンテナ、４
受信機、５ レンジ圧縮手段、６ レンジ補償回路、
７ 位相補償回路、８ クロスレンジ圧縮手段、９ モ
ニタ・テレビ、１１１ ピーク画像生成手段、１１２
画像線形補正手段、１１３ 射影セル数算出手段、１１
４ 推定シフト量算出手段、１１５ シフト量推定回
路、１１６ 原画像、１１７ ピーク画像、１１８ 補
正量０の時の補正後のピーク画像、１１９ 補正量−４
の時の補正後のピーク画像、１２０補正量−８の時の補
正後のピーク画像、１２１ 補正量−１０の時の補正後
のピーク画像、１２２ 補正量０の時の射影図、１２３
補正量−４の時の射影図、１２４ 補正量−８の時の
射影図、１２５ 補正量−１０の時の射影図、１３１
多点ピーク画像生成手段、１３２ 多点ピーク画像、１
４１ 画像の各セルの総和算出手段、１４２ エントロ
ピー算出手段、１４３ 補正量０の場合のｙ方向の総和
を計算する過程の図、１４４ 補正量─４の場合のｙ方
向の総和を計算する過程の図、１４５ 補正量─８の場
合のｙ方向の総和を計算する過程の図、１４６ 補正量
─１０の場合のｙ方向の総和を計算する過程の図、１６
１ 画像非線形補正手段、１６２ 推定シフト量非線形
算出手段、１６３ レンジ補償量非線形算出手段、１６
４ 非線形補正前のピーク画像、１６５ 非線形補正後
のピーク画像、１７１ 区分周波数分析点数更新手段、
１７２ 位相補償量蓄積手段、５０１ レンジ追尾手
段、５０２ 振幅最大レンジビン検出回路、５０３平滑
化回路、５０４ レンジ補償量算出手段、５０５ レン
ジ補償手段、５０６ 注目レンジビン決定手段、５０７
区分周波数分析手段、５０８ ドップラー追尾手段、
５０９ 振幅最大周波数検出回路、５１０ 位相補償量
算出手段、５１１ 位相補償手段、５２０ 目標、５２
１ レーダ装置、５２２ 目標のＩＳＡＲ画像、５３０
注目レンジビンの受信信号列、５３１ 区分周波数分
布のヒストリ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 臼井 隆三郎 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動する目標に対して電波を送信し、前
   記目標からの反射波を受信して前記目標の画像を得るた
   め、前記目標の移動に伴う前記目標のレンジの変化を補
   償する補償回路であって、 前記反射波の受信信号列を基に、移動に伴う前記目標の
   レンジの変化を示す原画像を作成する原画像作成手段
   と、 複数の補正量によって前記原画像を補正することにより
   複数の補正画像を作成する補正手段と、 前記補正手段によって作成された複数の補正画像を評価
   するための評価値を算出する評価値算出手段と、 前記評価値算出手段によって前記複数の補正画像に対応
   して算出された評価値に基づき前記原画像を補正するの
   に適した補正量を決定し、この決定した補正量により前
   記目標の移動に伴う前記目標のレンジの変化量を推定す
   る変化量推定手段と、 前記変化量推定手段によって推定した前記目標のレンジ
   の変化量に応じて前記受信信号列のレンジ補償を行うレ
   ンジ補償手段とを有することを特徴とする補償回路。
2. 【請求項２】 移動する目標に対して電波を送信し、前
   記目標からの反射波を受信して前記目標の画像を得るた
   め、前記目標の移動に伴う前記反射波の位相の変化を補
   償する補償回路であって、 前記反射波の受信信号列を基に、前記目標の移動に伴う
   前記反射波のドップラー周波数の変化を示す原画像を作
   成する原画像作成手段と、 前記原画像を複数の補正量によって補正することにより
   複数の補正画像を作成する補正手段と、 前記補正手段によって作成された複数の補正画像を評価
   するための評価値を算出する評価値算出手段と、 前記評価値算出手段によって前記複数の補正画像に対応
   して算出された評価値に基づき前記原画像を補正するの
   に適した補正量を決定し、この決定した補正量により前
   記目標の移動に伴う前記反射波のドップラー周波数の変
   化量を推定する変化量推定手段と、 前記変化量推定手段によって推定された前記反射波のド
   ップラー周波数の変化量に応じて、前記受信信号列の位
   相補償を行う位相補償手段とを有することを特徴とする
   補償回路。
3. 【請求項３】 前記評価値算出手段は、前記補正画像の
   各レンジ毎に、同一のレンジに存在している複数の画素
   の値を積分し、当該積分値の分布を示す指標を評価値と
   して算出することを特徴とする請求項１記載の補償回
   路。
4. 【請求項４】 前記評価値算出手段は、前記補正画像の
   各ドップラー周波数毎に、同一のドップラー周波数に対
   して存在している複数の画素の値を積分し、当該積分値
   の分布を示す指標を評価値として算出することを特徴と
   する請求項２記載の補償回路。
5. 【請求項５】 移動する目標に対して電波を送信し、前
   記目標からの反射波を受信して前記目標の画像を得るた
   め、前記目標の移動に伴う前記目標のレンジの変化を補
   償する補償回路であって、 前記反射波の受信信号列を基に、移動に伴う前記目標の
   レンジの変化を示す原画像を作成する原画像作成手段
   と、 前記原画像作成手段によって作成された原画像を二値化
   することによりニ値化画像を作成する画像二値化手段
   と、 前記二値化画像を複数の補正量によって補正することに
   より複数の補正ニ値化画像を作成する補正手段と、 前記補正手段によって作成された複数の補正二値化画像
   を射影することにより複数の射影画像を作成し、この複
   数の射影画像に対する評価値を算出する評価値算出手段
   と、 前記評価値算出手段によって前記複数の射影画像に対応
   して算出された評価値に基づき前記原画像を補正するの
   に適した補正量を決定し、この決定した補正量により前
   記目標の移動に伴う前記目標のレンジの変化量を推定す
   る変化量推定手段と、 前記変化量推定手段によって推定した前記目標のレンジ
   の変化量に応じて、前記受信信号列のレンジ補償を行う
   レンジ補償手段とを有することを特徴とする補償回路。
6. 【請求項６】 移動する目標に対して電波を送信し、前
   記目標からの反射波を受信して前記目標の画像を得るた
   め、前記目標の移動に伴う前記反射波の位相の変化を補
   償する補償回路であって、 前記反射波の受信信号列を基に、移動に伴う前記反射波
   のドップラー周波数の変化を示す原画像を作成する原画
   像作成手段と、 前記原画像作成手段によって作成された原画像を二値化
   することによりニ値化画像を作成する画像二値化手段
   と、 前記二値化画像を複数の補正量によって補正することに
   より複数の補正ニ値化画像を作成する補正手段と、 前記複数の補正二値化画像を射影することにより複数の
   射影画像を作成し、この複数の射影画像に対する評価値
   を算出する評価値算出手段と、 前記評価値算出手段によって前記複数の射影画像に対応
   して算出された評価値に基づいて前記原画像を補正する
   のに適した補正量を決定し、この決定した補正量により
   前記目標の移動に伴う前記目標のレンジの変化量を推定
   する変化量推定手段と、 前記変化量推定手段によって推定した前記反射波のドッ
   プラー周波数の変化量に応じて、前記受信信号列の位相
   補償を行う位相補償手段とを有することを特徴とする補
   償回路。
7. 【請求項７】 前記評価値算出手段は、前記射影画像内
   の特定の値を有する画素の画素数を評価値として算出す
   ることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の補償回
   路。
8. 【請求項８】 前記補正手段は、前記複数の補正量に応
   じて前記原画像を線形補正することを特徴とする請求項
   １乃至請求項７のいずれかに記載の補償回路。
9. 【請求項９】 前記補正手段は、前記複数の補正量に応
   じて前記原画像を非線形補正することを特徴とする請求
   項１乃至請求項７のいずれかに記載の補償回路。
10. 【請求項１０】 移動する目標に対して電波を送信し、
    前記目標からの反射波を受信して前記目標の画像を得る
    ため、前記目標の移動に伴う前記目標のレンジの変化を
    補償する補償方法であって、 前記反射波の受信信号列を基に、移動に伴う前記目標の
    レンジの変化を示す原画像を作成する原画像作成ステッ
    プと、 前記原画像を複数の補正量によって補正することにより
    複数の補正画像を作成する補正ステップと、 前記補正ステップにおいて作成された複数の補正画像を
    評価するための評価値を算出する評価値算出ステップ
    と、 前記評価値算出ステップにおいて前記複数の補正画像に
    対応して算出された評価値に基づき前記原画像を補正す
    るのに適した補正量を決定し、この決定した補正量によ
    り前記目標の移動に伴う前記目標のレンジの変化量を推
    定する変化量推定ステップと、 前記変化量推定ステップにおいて推定した前記目標のレ
    ンジの変化量に応じて、前記受信信号列のレンジ補償を
    行うレンジ補償ステップとを有することを特徴とする補
    償方法。
11. 【請求項１１】 移動する目標に対して電波を送信し、
    前記目標からの反射波を受信して前記目標の画像を得る
    ため、前記目標の移動に伴う前記反射波の位相の変化を
    補償する補償方法であって、 前記反射波の受信信号列を基に、前記目標の移動に伴う
    前記反射波のドップラー周波数の変化を示す原画像を作
    成する原画像作成ステップと、 前記原画像を複数の補正量によって補正することにより
    複数の補正画像を作成する補正ステップと、 前記補正ステップにおいて作成された複数の補正画像を
    評価するための評価値を算出する評価値算出ステップ
    と、 前記評価値算出ステップにおいて前記複数の補正画像に
    対応して算出された評価値に基づき前記原画像を補正す
    るのに適した補正量を決定し、この決定した補正量によ
    り前記目標の移動に伴う前記反射波のドップラー周波数
    の変化量を推定する変化量推定ステップと、 前記変化量推定ステップにおいて推定した前記反射波の
    ドップラー周波数の変化量に応じて、前記受信信号列の
    位相補償を行う位相補償ステップとを有することを特徴
    とする補償方法。
12. 【請求項１２】 移動する目標に対して電波を送信する
    送信手段と、 前記目標からの反射波を受信する受信手段と、 前記受信手段により受信された反射波から得られた受信
    信号列をレンジ圧縮するレンジ圧縮手段と、 前記レンジ圧縮手段においてレンジ圧縮された受信信号
    列を基に、前記目標の移動に伴う前記目標のレンジの変
    化を示す原画像を作成する原画像作成手段と、 前記原画像を複数の補正量によって補正することにより
    複数の補正画像を作成する補正手段と、 前記補正手段によって作成された複数の補正画像を評価
    するための評価値を算出する評価値算出手段と、 前記評価値算出手段によって前記複数の補正画像に対応
    して算出された評価値に基づき前記原画像を補正するの
    に適した補正量を決定し、前記決定した補正量により前
    記目標の移動に伴う前記目標のレンジの変化量を推定す
    る変化量推定手段と、 前記変化量推定手段によって推定された前記目標のレン
    ジの変化量に応じて、前記レンジ圧縮手段によってレン
    ジ圧縮された受信信号列のレンジ補償を行うレンジ補償
    手段と、 前記レンジ補償手段によりレンジ補償がなされた信号列
    の中から、注目するレンジビンの信号列を抽出する信号
    列抽出手段と、 前記信号列抽出手段において抽出された信号列をクロス
    レンジ圧縮するクロスレンジ圧縮手段とを有するレーダ
    装置。
13. 【請求項１３】 移動する目標に対して電波を送信する
    送信手段と、 前記目標からの反射波を受信する受信手段と、 前記受信手段により受信された反射波から得られた受信
    信号列をレンジ圧縮するレンジ圧縮手段と、 前記レンジ圧縮手段によりレンジ圧縮された受信信号列
    の内、注目するレンジビンの信号列を抽出する信号列抽
    出手段と、 前記信号列抽出ステップにより抽出された信号列に基づ
    き、前記目標の移動に伴う前記反射波のドップラー周波
    数の変化を示す原画像を作成する原画像作成手段と、 前記原画像を複数の補正量によって補正することにより
    複数の補正画像を作成する補正手段と、 前記補正手段によって作成された複数の補正画像を評価
    するための評価値を算出する評価値算出手段と、 前記評価値算出手段によって前記複数の補正画像に対応
    して算出された評価値に基づいて前記原画像を補正する
    のに適した補正量を決定し、この決定した補正量により
    前記目標の移動に伴う前記反射波のドップラー周波数の
    変化量を推定する変化量推定手段と、 前記変化量推定手段によって推定した前記反射波のドッ
    プラー周波数の変化量に応じて、前記信号列抽出手段に
    より抽出された信号列の位相補償を行う位相補償手段
    と、 前記位相補償手段により位相補償された信号列をクロス
    レンジ圧縮するクロスレンジ圧縮手段とを有するレーダ
    装置。