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公開番号2025176525
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-04
出願番号2024082740
出願日2024-05-21
発明の名称物標角度検出装置及び物標角度検出プログラム
出願人JRCモビリティ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01S 7/02 20060101AFI20251127BHJP(測定;試験)
要約【課題】本開示は、レーダを用いた物標検出にあたり、サイドローブによる偽像の誤検出を減らすとともに、角度分解能の劣化を小さく抑えることを、窓関数を適切に用いて両立させることを目的とする。
【解決手段】本開示は、レーダアレーアンテナの同一の受信信号に対して、サイドローブ抑圧レベルの異なる第1、2の窓関数を用いて、デジタルビームフォーミングを実行し、それぞれ第1、2の角度スペクトルを計算する角度スペクトル計算部21と、第1、2の角度スペクトルに対して、強度の差分スペクトルを計算する差分スペクトル計算部22と、強度の差分スペクトルに対して、スペクトル強度が所定区間内であるスペクトル角度において、物標を検出し、スペクトル強度が所定区間外であるスペクトル角度において、物標ではなく偽像と判断する物標角度検出部23と、を備える物標角度検出装置2である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
レーダアレーアンテナの同一の受信信号に対して、サイドローブ抑圧レベルの異なる第１の窓関数及び第２の窓関数を用いて、デジタルビームフォーミングを実行し、それぞれ第１の角度スペクトル及び第２の角度スペクトルを計算する角度スペクトル計算部と、
前記角度スペクトル計算部が計算した前記第１の角度スペクトル及び前記第２の角度スペクトルに対して、強度の差分スペクトルを計算する差分スペクトル計算部と、
前記差分スペクトル計算部が計算した前記強度の差分スペクトルに対して、（１）スペクトル強度が所定区間内であるスペクトル角度において、物標を検出し、（２）スペクトル強度が前記所定区間外であるスペクトル角度において、物標ではなく偽像と判断する物標角度検出部と、
を備えることを特徴とする物標角度検出装置。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記物標角度検出部は、前記差分スペクトル計算部が計算した前記強度の差分スペクトルに対して、（１）スペクトル強度が前記所定区間内であるとともに、ピーク又はボトムを成しているスペクトル角度において、物標を検出し、（２）スペクトル強度が前記所定区間内であるものの、ピーク又はボトムを成していないスペクトル角度において、物標ではなく偽像と判断する
ことを特徴とする、請求項１に記載の物標角度検出装置。
【請求項３】
前記差分スペクトル計算部は、前記角度スペクトル計算部が計算した前記第１の角度スペクトル及び前記第２の角度スペクトルに対して、それぞれ同一の閾値未満のヌルスペクトル強度をそれぞれ異なる固定値に変更したうえで、前記強度の差分スペクトルを計算する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の物標角度検出装置。
【請求項４】
前記差分スペクトル計算部は、前記角度スペクトル計算部が計算した前記第１の角度スペクトル及び前記第２の角度スペクトルに対して、それぞれ最大スペクトル強度をそれぞれ等しい値に規格化したうえで、又は、それぞれ前記第１の窓関数及び前記第２の窓関数によるＳ／Ｎ劣化分を補償したうえで、前記強度の差分スペクトルを計算し、
前記物標角度検出部は、前記差分スペクトル計算部が計算した前記強度の差分スペクトルに対して、（１）スペクトル強度が前記所定区間（０ｄＢを中心として、正及び負の方向にそれぞれ等しい幅を有する。）内であるスペクトル角度において、物標を検出し、（２）スペクトル強度が前記所定区間外であるスペクトル角度において、物標ではなく偽像と判断する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の物標角度検出装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の物標角度検出装置が備える各処理部が実行する各処理ステップを、順にコンピュータに実行させるための物標角度検出プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーダを用いて、偽像を抑圧したうえで、物標を検出する技術に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
ミリ波レーダ、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－ＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉｐｌｅ－Ｏｕｔｐｕｔ）レーダ及び／又はＫＲ（Ｋｈａｔｒｉ－Ｒａｏ）積拡張レーダ等を用いて、偽像を抑圧したうえで、物標を検出する技術が、特許文献１、２等に開示されている。
【０００３】
特許文献１、２では、レーダアレーアンテナの受信信号に対して、窓関数（テーラー窓、ハニング窓又はハミング窓等）を用いて、デジタルビームフォーミング（フーリエ変換によるマルチビーム形成）を実行し、角度スペクトルを計算する。そして、角度スペクトルに対して、スペクトル強度が所定閾値以上であるスペクトル角度において、物標を検出し、スペクトル強度が所定閾値未満であるスペクトル角度において、物標ではなく偽像と判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第７３４１３７２号公報
特開２０１９－０７０５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術の物標角度検出処理の課題を図１に示す。レーダを用いた物標検出にあたり、サイドローブによる偽像の誤検出を減らすとともに、角度分解能の劣化を小さく抑えたいが、これらの要求を両立させる単一の窓関数は存在していない。
【０００６】
図１の上段では、レーダアレーアンテナの受信信号に対して、第１の窓関数（サイドローブ抑圧レベルが大きい）を用いて、デジタルビームフォーミングを実行し、第１の角度スペクトルを計算すると、サイドローブによる偽像の誤検出を減らすことができるが、角度分解能の劣化を小さく抑えることができない。
【０００７】
図１の下段では、レーダアレーアンテナの受信信号に対して、第２の窓関数（サイドローブ抑圧レベルが小さい）を用いて、デジタルビームフォーミングを実行し、第２の角度スペクトルを計算すると、角度分解能の劣化を小さく抑えることができるが、サイドローブによる偽像の誤検出を減らすことができない。
【０００８】
そこで、前記課題を解決するために、本開示は、レーダを用いた物標検出にあたり、サイドローブによる偽像の誤検出を減らすとともに、角度分解能の劣化を小さく抑えることを、窓関数を適切に用いて両立させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、レーダアレーアンテナの同一の受信信号に対して、サイドローブ抑圧レベルの異なる複数の窓関数を用いて、デジタルビームフォーミング（フーリエ変換によるマルチビーム形成）を実行し、各々の角度スペクトルを計算する。
【００１０】
ここで、サイドローブ抑圧レベルが大きい窓関数と、サイドローブ抑圧レベルが小さい窓関数と、を用いれば、前者の窓関数の利点（サイドローブによる偽像の誤検出を減らす）と、後者の窓関数の利点（角度分解能の劣化を小さく抑える）と、を両立させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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