JP5697877B2 - 送信装置、送信方法、物標探知装置、および物標探知方法 - Google Patents

Description

この発明は、複数種類のパルス状信号を送信する送信装置および送信方法と、送信されたパルス状信号の反射信号を受信する受信装置および受信方法と、当該送信装置および受信装置を備えた物標探知装置、および、当該送信方法および受信方法を含む物標探知方法に関するものである。

従来、所定範囲の探知領域に電波信号を送信して、その反射信号を受信することで探知領域に対する探知画像を形成する等の物標探知を行うレーダ装置等の物標探知装置が各種考案されている。このようなレーダ装置では、特許文献１や特許文献２に示すように、送信する電波信号としてパルス状信号を用いており、当該パルス状信号を所定間隔で連続的に送信している。

特許２６５６０９７号公報 特許２７８８９２６号公報

ところで、従来のレーダ装置では、送信するパルス状信号を生成する際に、大きな送信電力が容易に得られるマグネトロンを用いていた。しかしながら、昨今のスプリアス規制や小型化等に伴い、マグネトロンレーダに代わり半導体等の固体化レーダが多く実用化されている。

このような固体化レーダは、マグネトロンレーダと比較して生成可能なパルスの振幅が小さいので、遠方を探知する場合等で大きな送信電力が必要な場合には、パルス幅を広くしなければならない。しかしながら、１つのアンテナで送受信を切り替えて行うレーダ装置では、送信中に受信を行うことができず、パルス幅が広いと、その分反射信号が受信できないブラインドエリアがレーダ装置の近傍領域に生じてしまう。

このため、パルス幅が広いパルス状信号のブラインドエリアを探知するために、パルス幅の狭いパルス状信号を用いる方法が考案されている。この方法では、連続するパルス幅の広いパルス状信号の間に、パルス幅の狭いパルス状信号を送信する。

しかしながら、この方法では、自船の送信するパルス幅の異なるパルス状信号の２次エコーを受信して、実際には物標の無い位置から、物標反射以外とは思えないレベルのエコーが得られてしまうことがあり、誤検知の元になってしまうことがある。

したがって、本発明の目的は、複数種類のパルス状信号を用いて物標探知を行う場合であっても、正確且つ確実な物標探知を可能にすることである。

この発明は、物標探知用の互いにパルス幅が異なる複数種類のパルス状信号をそれぞれにエコー信号を受信する待機時間をおいて生成する信号生成部と、パルス状信号を外部へ放射するアンテナとを備えた送信装置に関するものである。１スイープ分の受信データを形成するための複数種類のパルス状信号の送信時間と複数種類のパルス状信号のエコー信号をそれぞれ受信する待機時間によって送受信繰り返し周期が決定されている。この送信装置における信号生成部で生成される複数種類のパルス状信号は、第１の送受信繰り返し周期の一周期内に含まれる複数種類のパルス状信号の順序と、第１の送受信繰り返し周期の一周期と異なる第２の送受信繰り返し周期の一周期内に含まれる複数種類のパルス状信号の順序が異なる。

また、この発明の送信装置の信号生成部で生成される複数種類のパルス状信号は、第１の送受信繰り返し周期の一周期内に含まれる複数種類のパルス状信号の組合せと、第１の送受信繰り返し周期の一周期と異なる第２の送受信繰り返し周期の一周期内に含まれる複数種類のパルス状信号の組合せが異なる。

これらの構成では、複数種類のパルス状信号が常に同じパターンで放射され続けることがない。これにより、当該複数種類のパルス状信号のエコー信号を受信する際に、異なる種類のパルス状信号のエコー信号同士の受信間隔が常に同じにならないようにできる。

また、この発明の送信装置の信号生成部で生成される複数種類のパルス状信号は、複数種類のパルス状信号を構成する各種類のパルス状信号を少なくとも一つずつ含む。

この構成では、上述のような複数種類のパルス状信号の放射を実現する、より具体的な構成を示している。この構成では、複数種類のパルス状信号の組合せからなるパルス列の概念を用いる。そして、この構成では、パルス列内でのそれぞれのパルス状信号の組合せや送信順序を、パルス列毎に異ならせる。

例えば、あるパルス列では、短パルス、中パルスの順に送信し、これに連続する次のパルス列では、中パルス、短パルスの順で送信する。これにより、例えば、同じ短パルスであっても、それぞれにパルス列の基準タイミングから短パルス送信までの時間間隔が異なる。これらにより、それぞれのパルス列の基準タイミングに対する同じ種類のパルス状信号の受信信号（エコー信号）の得られるタイミングを、意図的に異ならせることができる。

また、例えば、基本のパルス列では、短パルスと中パルスとを一つずつ含む構成であるのに対して、特定のパルス列では、短パルスを二つと中パルスを一つ含むに構成に設定する。この設定でも、同じ種類のパルス状信号に対して、それぞれのパルス列の開始タイミングからの時間的間隔を、パルス列毎に異ならせることができる。また、この方法であれば、複数種類のパルス状信号の送信タイミングをパルス列毎にシフトさせたり、パルス状信号の送信順序を変化させる必要が無く、パルス列内での特定のパルス状信号の送信回数を単に増やすだけでよい。

また、この発明の送信装置では、複数種類のパルス状信号のうちの特定の二種類のパルス状信号の送信タイミング間隔は、第１の送受信繰り返し周期と第２の送受信繰り返し周期で異なる。

この構成では、上述のパルス列毎にタイミングを異ならせる具体的な別の方法を示すものである。この方法を組み合わせても、同じ種類のパルス状信号に対して、それぞれのパルス列の開始タイミングからの時間的間隔を、パルス列毎に変化させることができる。そして、この設定を用いることで、各パルス状信号の送信タイミングを、さらに自由に設定できる。

この発明は、物標探知用の互いにパルス幅が異なる複数種類のパルス状信号をそれぞれにエコー信号を受信する待機時間をおいて放射し、エコー信号に基づく受信データを受信する物標探知装置に関するものである。この物標探知装置は、上述のいずれかに記載の送信装置と、信号生成部から与えられたパルス状信号を順次外部へ放射するとともに、パルス状信号が物標に反射して得られるエコー信号を受信するアンテナと、第１の送受信繰り返し周期の一周期において得られる前記エコー信号と異なる第２の送受信繰り返し周期の一周期において得られるエコー信号からそれぞれ受信データを生成し、パルス状信号の種類毎に各繰り返し周期で得られる受信データの基準タイミングを一致させ、パルス状信号の種類毎に前記受信データを比較して、比較結果に基づくデータを生成する受信信号処理部と、を備える。

この構成は、上述の送信装置と受信装置とを組として備えることで、物標探知装置を構成している。このような構成とすることで、複数周波数のパルス状信号を用いた物標探知における２次エコーを抑圧できる。さらに、他船から送信されるパルス状信号による干渉も抑圧できる。

また、この発明の物標探知装置は、比較結果に基づくデータを用いて画像形成を行う画像形成部を備える。この構成では、上述の比較結果に基づいて画像形成が行われることで、真の像のみが画面に表示される。これにより、正確且つ視認性の良い探知結果を、オペレータへ表示できる。

また、この発明の物標探知装置のアンテナは所定の周期で回転する。この構成では、アンテナが回転することで、物標探知装置の全周囲方向に対して、上述の物標探知を行うことができる。

なお、上述の説明では、送信装置、受信装置、物標探知装置を例に本願の作用を記載したが、送信方法、受信方法、物標探知方法や、これらの方法を実現する処理プログラムを用いても、同様の作用が得られる。

本発明によれば、複数種類のパルス状信号を送信して物標探知を行う場合にであっても、受信データにおける２次エコーの信号や干渉による影響を抑圧し、正確且つ確実な物標探知を可能にできる。

従来のレーダ装置の探知概念、送信概念、受信概念、および問題点を模式的に示した図である。 第１の実施形態に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係るレーダ装置の送信概念を示す図である。 第１の実施形態のレーダ装置の送受信のパルス状態を示す図であって、（Ａ）は送信タイミングチャート、（Ｂ）は受信信号の状態を時系列で示した図、（Ｃ）は受信信号を並び替えた状態を示す図である。 ２次エコーの除去概念を示すための図である。 干渉の除去概念を示す図であり、（Ａ）は送受信のタイミングチャート、（Ｂ）は受信信号を並び替えた状態を示す図、（Ｃ）は干渉抑圧処理後のデータ列を示す図である。 第１の実施形態のレーダ装置におけるその他の送信タイミングチャートを示す図である。 第２の実施形態に係る短パルス信号ＰＳ、中パルス信号ＰＭ、および長パルス信号ＰＬからなる三連パルスの送信タイミングチャートである。 三連パルスにおける２次エコーの除去概念を説明する図であり、（Ａ）は受信タイミングチャート、（Ｂ）は受信信号を並び替えた状態を示す図、（Ｃ）は各スイープメモリのデータ列、および、２次エコー抑圧処理後のデータ列を示す図である。

本発明の第１の実施形態に係る物標探知装置について図を参照して説明する。なお、以下では、物標探知装置としてレーダ装置を例に示すが、本実施形態の構成を、ソナー装置等パルス状信号を用いる他の装置に適用することもできる。

まず、本実施形態のレーダ装置が解決した問題について、図を用いて詳細に説明する。

図１は、従来のレーダ装置の探知概念、送信概念、受信概念、および問題点を模式的に示した図である。

一般的なレーダ装置は、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、所定範囲内の自船１０から比較的遠い中距離領域を探知するための中パルス信号ＰＭと、当該中パルス信号ＰＭでブラインドエリアとなる近距離領域を探知するための短パルス信号ＰＳとを、繰り返し送信する。具体的には、図１（Ｂ）に示すように、従来のレーダ装置は、短パルス信号ＰＳと中パルス信号ＰＭとが所定の時間間隔で送信されるように設定されたパルス列ＰＧを、予め設定したパルス列繰り返し周期ＰＲＩで順次送信する送信制御を行っている。この際、各パルス列の構成および短パルス信号ＰＳと中パルス信号ＰＭとの時間的関係、短パルス信号ＰＳの待機期間ＲＴ_Ｓおよび中パルス信号ＰＭの待機期間ＲＴ_Ｍは、パルス列によらず一定である。

しかしながら、このような従来の送信制御を行った場合、次に示す問題が生じる。
すなわち、短パルス信号ＰＳは、短距離領域内ですべて反射または減衰されるとは限らず、中距離領域内まで伝搬する。そして、中距離領域に存在する物標９０の反射断面積が大きい等の状況によっては、図１（Ａ）に示すように物標９０に反射して、その反射信号がレーダ装置に受信されてしまう。

このため、図１（Ｃ）に示すように、物標９０の中パルス信号ＰＭ（ＰＭ１，ＰＭ２）による真の受信信号ＲＭ（ＲＭ１，ＲＮ２）とともに、短パルス信号ＰＳ（ＰＳ１，ＰＳ２）による２次エコーの受信信号ＲＳ（ＲＳ１，ＲＳ２）が、中パルス信号ＰＭの待機期間ＲＴ_Ｍ中に受信されてしまう。

この場合、自船１０と物標９０との真の距離Ｄに応じた、中パルス信号ＰＭの送信タイミングと当該中パルス信号による受信信号の受信タイミングとの時間差ＴＤとともに、中パルス信号ＰＭの送信タイミングと短パルス信号ＰＳによる受信信号の受信タイミングとの時間差Ｔｖに応じた２次エコーが検出されてしまい、図１（Ｄ）に示すように、現実には存在しない自船１０から距離ｖの位置に、２次エコーの像である物標９０Ｉが存在するかのように検出されてしまう。

そして、この２次エコーは、全てのパルス列ＰＧの送受信期間内における時間軸上の同じ位置に生じるので、パルス列間での相関処理を行っても、正確に検出、除去することができない。

また、このような２次エコーとともに、他船のレーダ装置からの干渉も、当該他船のレーダ装置の送信周期が自船と同じであれば、時間軸上の同じ位置に干渉の像が生じるので、パルス列間での相関処理を行っても、正確に検出、除去することができない。

本実施形態のレーダ装置では、このようなそれぞれにパルス幅の異なる複数種類のパルス状信号を用いて物標探知を行う際の２次エコーの像や干渉の影響を抑圧することができる。以下、具体的な構成および方法を説明する。

図２は本実施形態のレーダ装置１１の機能ブロック図である。図３は送信概念を模式的に示した図である。図４（Ａ）は本実施形態の送信制御による送信タイミングチャートを示し、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の送信制御により図３のような状況で得られる受信信号の時系列での状態を示す図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）の受信信号を並び替えた時系列での状態を示す図である。なお、図４では、パルス列ＰＧ１からパルス列ＰＧ４までが示されているが、これ以降についてもパルス列ＰＧは繰り返されている。図５は、２次エコーの除去概念を示す図であり、図５（Ａ）は受信信号処理部１４の受信データ記憶部４２の各スイープメモリのデータ列を示し、図５（Ｂ）は２次エコー除去処理後のデータ列を示している。

図２に示すように、本実施形態のレーダ装置１１は、本願の送信装置に相当する送信部１２、サーキュレータ１３、アンテナ９００、および、本願の受信装置に相当する受信信号処理部１４を備える。

送信部１２は、送信制御部２１および送信信号生成部２２を備える。送信制御部２１は、図４（Ａ）に示すような送信タイミングチャートを実現する送信制御情報を、送信信号生成部２２へ与える。送信信号生成部２２は、送信制御情報に基づいて短パルス信号ＰＳおよび中パルス信号ＰＭの２種類のパルス状信号を含むパルス列ＰＧを所定タイミングで生成し、順次、サーキュレータ１３へ出力する。

具体的には、図４（Ａ）に示すように、短パルス信号ＰＳと中パルス信号ＰＭとを一組としてパルス列ＰＧを構成する。中パルス信号ＰＭとは、所定の探知領域を探知するために所定のパルス長Ｗ_ＰＭを有するパルス状信号である。短パルス信号ＰＳとは、中パルス信号ＰＭのパルス長Ｗ_ＰＭによって生じるブラインドエリアとなる近距離領域を探知するためのパルス状信号である。このため、短パルス信号ＰＳのパルス長Ｗ_ＰＳは中パルス信号ＰＭのパルス長Ｗ_ＰＭよりも短く設定されている。

さらに、各パルス列ＰＧでは、時間軸上において、短パルス信号ＰＳの送信後には、短距離領域の最遠方に該当する距離に応じた待機時間ＲＴ_Ｓが設定されており、中パルス信号ＰＭの送信後には、中距離領域の最遠方すなわち探知領域の最遠方に該当する距離に応じた待機時間ＲＴ_Ｍが設定されている。そして、各パルス列ＰＧは、一定のパルス列繰り返し周期ＰＲＩで繰り返されるように設定されている。

ここで、本願では、短パルス信号ＰＳと中パルス信号ＰＭとの順序を全てのパルス列ＰＧで一致させているのではなく、時間軸上で隣り合うパルス列ＰＧ間で短パルス信号ＰＳと中パルス信号ＰＭとの順序が入れ替わるように設定している。例えば、図４（Ａ）に示すように、時系列に列ぶパルス列ＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３，ＰＧ４に対して、パルス列ＰＧ１では短パルス信号ＰＳ１、中パルス信号ＰＭ１の順で送信し、パルス列ＰＧ２では中パルス信号ＰＭ２、短パルス信号ＰＳ２の順で送信し、パルス列ＰＧ３では短パルス信号ＰＳ３、中パルス信号ＰＭ３の順で送信し、パルス列ＰＧ４では中パルス信号ＰＭ４、短パルス信号ＰＳ４の順で送信する。なお、この例では、パルス列ＰＧ毎に交互に送信順序が代わる例を示したが、少なくとも１つのパルス列ＰＧが他のパルス列ＰＧと異なる送信順序に設定されていればよい。また、このような短パルス信号ＰＳと中パルス信号ＰＭの送信順序が異なるパルス列ＰＧを含む複数のパルス列での送信順序は、予め設定した送信スケジュールに準じて設定してもよく、操作入力等による所定のランダムなトリガに準じて設定してもよい。

図２に戻り、サーキュレータ１３は、送信部１２の送信信号生成部２２から出力された短パルス信号ＰＳおよび中パルス信号ＰＭをアンテナ９００へ伝送する。アンテナ９００は、自船１０に配備されており、図３に示すように、水平面上を所定の回転速度で回転しながら、サーキュレータ１３を介して入力された短パルス信号ＰＳおよび中パルス信号ＰＭを所定の指向性で外部へ放射する。これにより、図３に示すように、各パルス列ＰＧを構成する短パルス信号ＰＳおよび中パルス信号ＰＭが、方位方向を順次変えながら放射される。

一方、アンテナ９００は、外部から到来した電波を受波して受信信号をサーキュレータ１３へ出力する。この受信信号に、アンテナ９００から放射した短パルス信号ＰＳおよび中パルス信号ＰＭの反射信号が含まれている。サーキュレータ１３は、アンテナ９００から伝搬された受信信号を受信信号処理部１４へ伝送する。このような構成により、自船１０の全周囲方位の物標探知が可能になる。

受信信号処理部１４は、Ａ／Ｄ変換部４１、受信データ記憶部４２、受信データ比較部４３、および画像データ生成部４４を備え、送信部１２からの送信制御情報に基づいて、短パルス信号ＰＳおよび中パルス信号ＰＭが送信されていない待機期間ＲＴ_Ｓ，ＲＴ_Ｍを受信期間として受信処理を実行する。

Ａ／Ｄ変換部４１は、サーキュレータ１３を介して取得した受信信号を、所定のサンプリングタイムでアナログ−デジタル変換して、所定ビット数からなる受信データを形成し、受信データ記憶部４２へ出力する。

受信データ記憶部４２は、図５（Ａ）に示すような所謂スイープメモリを備え、パルス列ＰＧ毎に、順次入力される受信データを近距離側から遠距離側へ列ぶように、すなわち自船１０を基準として距離（Ｒ）方向に列ぶように、順次１スイープ分だけ記憶する。この際、受信データ記憶部４２は、方位（θ）方向に列ぶ複数スイープすなわち複数のパルス列ＰＧの受信データを記憶できるように、複数のスイープメモリを備えている。そして、スイープメモリの数は、後段の比較処理における一回の比較処理の対象となるパルス列ＰＧの数だけあればよい。

具体的なスイープメモリへの記憶方法としては、例えば、次の方法を用いる。
短パルス信号ＰＳが先に送信され、中パルス信号ＰＭが後に送信されるパルス列ＰＧ１，ＰＧ３では、まず、短パルス信号ＰＳの受信データが入力されると、送信制御情報の送信タイミング情報に基づいて、スイープメモリ上の距離（Ｒ）方向の最も近い位置に対応する距離方向アドレスを起点として、距離（Ｒ）方向に沿って、短パルス信号ＰＳの探知範囲に準じて割り当てられた距離方向アドレスまで、それぞれの距離（Ｒ）に応じてた短パルス信号ＰＳの受信データを順次書き込む。この後、中パルス信号ＰＭの受信データが入力されると、送信制御情報の送信タイミング情報に基づいて、上述の最も近い位置に対応する距離方向アドレスを起点として、先の短パルス信号ＰＳの距離（Ｒ）範囲より遠方に割り当てられた中パルス信号ＰＭのパルス長Ｗ_ＰＭ分に対応するデータメモリ領域に距離（Ｒ）に応じて中パルス信号ＰＭの受信データを順次書き込む。

一方、中パルス信号ＰＭが先に送信され、短パルス信号ＰＳが後の送信されるパルス列ＰＧ２，ＰＧ４では、まず中パルス信号ＰＭの受信データが入力されると、送信制御情報の送信タイミング情報に基づいて、最も近い位置に対応する距離方向アドレスを起点として、距離（Ｒ）方向に沿って中パルス信号ＰＭ用に割り当てられた中パルス信号ＰＭのパルス長Ｗ_ＰＭ分に対応するデータメモリ領域に、それぞれの距離（Ｒ）に応じて、中パルス信号ＰＭの受信データを順次書き込む。この後、短パルス信号ＰＳの受信データが入力されると、送信制御情報の送信タイミング情報に基づいて、最も近い位置に対応する距離方向アドレスを起点として、距離（Ｒ）方向に沿って、短パルス信号ＰＳに割り当てられたアドレスまで、それぞれの距離（Ｒ）に応じて短パルス信号ＰＳの受信データを順次上書きする。

受信データ記憶部４２は、スイープメモリ毎に全てのアドレスに受信データが書き込まれ、比較対象分のスイープ受信データＰＧｎＳＤ（ｎはパルス列ＰＧの番号に相当）が蓄積されると、当該スイープ受信データＰＧｎＳＤ群を、受信データ比較部４３へ出力する。

受信データ比較部４３は、入力された複数のスイープの受信データＰＧｎＳＤの同じ距離方向アドレスの受信データ同士を比較する。そして、受信データ比較部４３は、対象の距離方向アドレスにおける複数の受信データから、最小値データ（本願の「代表値データ」の一例に相当する。）を算出する。受信データ比較部４３は、最小値データを用いて、画像形成用スイープデータＧＤｍＳＤ（ｍは正の整数）を形成し、画像データ生成部４４へ出力する。このような比較、最小値算出処理を実行すると、詳細は後述するが、比較したスイープ同士の同距離位置すなわち並び替え処理を行ったパルス列同士の時間軸上の同じ位置に現れる真の像の受信データのみが高いレベルのデータとして画像形成用スイープデータＧＤｍＳＤに現れる。一方、同じ位置に現れない２次エコーや干渉の受信データは画像形成用スイープデータＧＤｍＳＤにおいてレベルが抑圧される。これにより、２次エコーや干渉による受信データへの影響を抑圧することができる。

画像データ生成部４４は、入力された画像形成用スイープデータＧＤｍＳＤの各データのレベルに基づいて、輝度や色を調整した探知画像を形成し、表示器（図示せず）に表示させる。この際、画像形成用スイープデータＧＤｍＳＤは２次エコーや干渉の影響が抑圧されているので、２次エコーや干渉が表示器上に表示されることを抑制し、真の物標のエコーのみを正確且つ確実に表示することができる。

次に、より詳細な２次エコーおよび干渉の抑圧の原理について説明する。
（Ａ）まずは、図３、図４、および図５を参照して２次エコーの抑圧ついて説明する。

図３に示すように、中距離領域内に反射断面積の大きな物標９０が存在する場合で、図４（Ａ）の示すような送信タイミングで各パルス列ＰＧ１〜ＰＧ４が順次送信されると、図４（Ｂ）に示すような同じ物標９０でありながら、パルス列ＰＧ毎に、各パルス列ＰＧの開始タイミングを基準として異なるタイミングの受信信号が得られる。

（１）パルス列ＰＧ１による送受信
まず、パルス列ＰＧ１の短パルス信号ＰＳ１が本来の目的である短距離領域を超えて、中距離領域に存在する物標９０で反射し、受信信号ＲＳ１が受信される。受信信号ＲＳ１は、短パルス信号ＰＳ１の送信開始タイミングを基準として、アンテナ９００（自船１０）と物標９０との距離Ｄの２倍に相当する時間長ＴＤだけ遅延したタイミングで受信される。この短パルス信号ＰＳ１の受信タイミングは、中パルス信号ＰＭ１の待機期間（受信期間）ＲＴ_Ｍ内で受信されるので、中パルス信号ＰＭ１の送信開始タイミングからの遅延時間Ｔｖに準じてスイープメモリに記憶されてしまう。

次に、パルス列ＰＧ１の中パルス信号ＰＭ１が物標９０で反射して受信信号ＲＭ１が受信される。受信信号ＲＭ１は、中パルス信号ＰＭ１の送信開始タイミングを基準として、アンテナ９００（自船１０）と物標９０との距離Ｄの２倍に相当する時間長ＴＤだけ遅延したタイミングで受信される。

したがって、パルス列ＰＧ１による受信データから得られるスイープ受信データＰＧ１ＳＤは、図５（Ａ）の最上段に示すように、中パルス信号ＰＭ１により距離Ｄに対応する距離方向アドレスに現れる真の像である受信データＲＭＤ１と、短パルス信号ＰＳ１により距離ｖに対応する距離方向アドレスに現れる２次エコー（偽のエコー）である受信データＲＳＤ１とを含む。

（２）パルス列ＰＧ２による送受信
上述のパルス列ＰＧ１に続き、パルス列ＰＧ２の中パルス信号ＰＭ２が物標９０に反射して受信信号ＲＭ２が受信される。受信信号ＲＭ２は、中パルス信号ＰＭ２の送信開始タイミングを基準として、アンテナ９００（自船１０）と物標９０との距離Ｄの２倍に相当する時間長ＴＤだけ遅延したタイミングで受信される。

次に、パルス列ＰＧ２の短パルス信号ＰＳ２が本来の目的である短距離領域を超えて、中距離領域に存在する物標９０で反射し、受信信号ＲＳ２が受信される。受信信号ＲＳ２は、短パルス信号ＰＳ２の送信開始タイミングを基準として、アンテナ９００（自船１０）と物標９０との距離Ｄの２倍に相当する時間長ＴＤだけ遅延したタイミングで受信される。この短パルス信号ＰＳ２の受信タイミングは、次のパルス列ＰＧ３の期間内で受信され、パルス列ＰＧ２の期間内では受信されない。

したがって、パルス列ＰＧ２による受信データから得られるスイープ受信データＰＧ２ＳＤは、図５（Ａ）の上から二段目に示すように、中パルス信号ＰＭ２により距離Ｄに対応する距離方向アドレスに現れる真の像である受信データＲＭＤ２のみを含み、短パルス信号ＰＳ２による２次エコー（偽のエコー）の像である受信データＲＳＤ２を含まない。

（３）パルス列ＰＧ３による送受信
上述のパルス列ＰＧ２に続き、パルス列ＰＧ３の短パルス信号ＰＳ３が本来の目的である短距離領域を超えて、中距離領域に存在する物標９０で反射し、受信信号ＲＳ３が受信される。受信信号ＲＳ３は、短パルス信号ＰＳ３の送信開始タイミングを基準として、アンテナ９００（自船１０）と物標９０との距離Ｄの２倍に相当する時間長ＴＤだけ遅延したタイミングで受信される。この短パルス信号ＰＳ３の受信タイミングは、中パルス信号ＰＭ３の待機期間（受信期間）ＲＴ_Ｍ内で受信されるので、中パルス信号ＰＭ３の送信開始タイミングからの遅延時間Ｔｖに準じてスイープメモリに記憶されてしまう。

次に、パルス列ＰＧ３の中パルス信号ＰＭ３が物標９０で反射して受信信号ＲＭ３が受信される。受信信号ＲＭ３は、中パルス信号ＰＭ３の送信開始タイミングを基準として、アンテナ９００（自船１０）と物標９０との距離Ｄの２倍に相当する時間長ＴＤだけ遅延したタイミングで受信される。

また、上述のパルス列ＰＧ２の短パルス信号ＰＳ２の受信信号ＲＭ２もパルス列ＰＧ３の期間内に存在する。

したがって、パルス列ＰＧ３に対応するスイープ受信データＰＧ３ＳＤは、図５（Ａ）の上から三段目に示すように、中パルス信号ＰＭ３により距離Ｄに対応する距離方向アドレスに現れる真の像である受信データＲＭＤ３と、短パルス信号ＰＳ３により距離ｖに対応する距離方向アドレスに現れる２次エコー（偽のエコー）の像である受信データＲＳＤ３と、直前のパルス列ＰＧ２の短パルス信号ＰＳ２により現れる２次エコー（偽のエコー）の像である受信データＲＳＤ２と、を含む。

このようにして得られた短パルス信号ＰＳと中パルス信号ＰＭの順序が完全には一致しないパルス列ＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３のスイープ受信データＰＧ１ＳＤ，ＰＧ２ＳＤ，ＰＧ３ＳＤを距離方向アドレス毎に比較する。図５（Ａ）の最上段、上から二段目および上から三段目に示すように、中パルス信号ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３による真の像である受信データＲＭＤ１，ＲＭＤ２，ＲＭＤ３は所定レベル以上で同じ距離方向アドレスに連続的に現れる。一方、短パルス信号ＰＳ１，ＰＳ２，ＰＳ３による２次エコーの像である受信データＲＳＤ１，ＲＳＤ２，ＲＳＤ３は、同じ距離方向アドレス、すなわち、自船１０からの同じ距離位置に現れない。

この性質を利用し、スイープ受信データＰＧ１ＳＤ，ＰＧ２ＳＤ，ＰＧ３ＳＤの距離方向アドレス毎に最小値を取得する。このような最小値を取得することで、中パルス信号ＰＭの受信データが現れる距離方向アドレスでは、受信データのレベルが殆ど抑圧されず、画像形成用スイープデータに反映される。一方、短パルス信号ＰＳの２次エコーの受信データが現れる距離方向アドレスでは、受信データのレベルが抑圧されて、画像形成用スイープデータに反映される。

例えば、図５（Ｂ）に示すような、距離方向アドレスＲｄに真の像である中パルス信号ＰＭの受信データが現れ、距離方向アドレスＲｖに２次エコーの像である短パルス信号ＰＳの受信データが現れる場合を例に説明する。この場合、当該距離方向アドレスＲｄでのスイープ受信データＰＧ１ＳＤ，ＰＧ２ＳＤ，ＰＧ３ＳＤの受信データは「３２」である。したがって、最小値である画像形成用スイープデータＧＤ１ＳＤの距離方向アドレスＲｄのデータは、抑圧されず「３２」となる。一方、当該距離方向アドレスＲｖでのスイープ受信データＰＧ１ＳＤ，ＰＧ３ＳＤの受信データは「８」であり、受信データＰＧ２ＳＤの受信データは「０」である。したがって、最小値である画像形成用スイープデータＧＤ１ＳＤの距離方向アドレスＲｖのデータは、抑圧されて「０」となる。

このように、本実施形態の処理を用いれば、中パルス信号ＰＭによる真の像を抑圧することなく、短パルス信号ＰＳの２次エコーによる影響を抑圧することができる。

なお、パルス列ＰＧ４以降についても同様に、比較対象とするパルス列ＰＧ間で、短パルス信号ＰＳと中パルス信号ＰＭとの送信順序が異なれば、同様に、２次エコーの像となる受信データは抑圧され、真の像による受信データのみからなる画像形成用スイープデータＧＤｎＳＤを形成することができる。

また、上述の説明では、時間軸上で隣り合うパルス列ＰＧ間で、短パルス信号ＰＳと中パルス信号ＰＭの送信順序が異なるように設定しているので、これら時間軸上で隣り合うパルス列同士を含むように比較したが、比較対象とする複数のパルス列ＰＧは時間軸上で隣り合っている必要はなく、比較対象とする受信データの元となる複数のパルス列が完全に一致しない、すなわち、少なくとも一つでも他のパルス列とパルス状信号の送信順序が異なるパルス列が存在するように設定すればよい。

（Ｂ）次に、図６を参照して干渉の抑圧ついて説明する。図６は干渉除去の概念を説明する図である。図６（Ａ）は送信および受信のタイミングチャートを示し、図６（Ｂ）はパルス列ＰＧ同士の短パルス信号ＰＳと中パルス信号ＰＭの順序を一致させるように受信信号の並び替え処理を行った後の干渉の受信信号ＲＣのタイミングチャートを示し、図６（Ｃ）は各スイープメモリのデータ列を示し、図６（Ｄ）は干渉抑圧処理後のデータ列を示している。

他船が送信するパルス状信号を自船の受信期間に受信した場合、当該他船のパルス状信号による受信信号ＲＣが検出される。この際、他船のパルス状信号の送信周期ＴＲＣが、自船のパルス列繰り返し周期ＰＲＩに一致すると、図６（Ａ）に示すように、各パルス列ＰＧの開始タイミングから同じ遅延時間ＴＣ後に、それぞれ干渉による受信信号ＲＣ（ＲＣ１、ＲＣ２，ＲＣ３，ＲＣ４，・・・）が得られてしまう。

しかしながら、パルス列ＰＧ１，ＰＧ３は、パルス列の開始タイミングから短パルス信号ＰＳ、中パルス信号ＰＭの順で送信され、パルス列ＰＧ２，ＰＧ４は、パルス列の開始タイミングから中パルス信号ＰＭ、短パルス信号ＰＳの順で送信されている。

このため、図６のような場合であれば、短パルス信号ＰＳから始まるパルス列ＰＧ１では、短パルス信号ＰＳの開始タイミングからの干渉の受信信号ＲＣ１までの遅延時間はＴＣであるが、当該干渉の受信信号ＲＣ１が中パルス信号ＰＭ１の受信期間内であるので、中パルス信号ＰＭ１の開始タイミングからの遅延時間ＴＤＣ１に準じてスイープメモリへ記憶される。したがって、スイープ受信データＰＧ１ＳＤでは、中パルス信号ＰＭ１の開始タイミングからの遅延時間ＴＤＣ１（≠ＴＣ）に準じた距離方向アドレスに、受信データＲＣＤ１が記憶される。

次に、中パルス信号ＰＭ２から始まり、当該中パルス信号ＰＭ２の受信期間に干渉による受信信号ＲＣ２を受信するパルス列ＰＧ２では、中パルス信号ＰＭ２の開始タイミングからの遅延時間ＴＣと同じ遅延時間ＴＤＣ２に準じてスイープメモリへ記憶される。したがって、スイープ受信データＰＧ２ＳＤでは、中パルス信号ＰＭ２の開始タイミングからの遅延時間ＴＤＣ２（＝ＴＣ）に準じた距離方向アドレスに、受信データＲＣＤ２が記憶される。

同様に、パルス列ＰＧ３に対応するスイープ受信データＰＧ３ＳＤでは、中パルス信号ＰＭ３の開始タイミングからの遅延時間ＴＤＣ３（≠ＴＣ）に準じた距離方向アドレスに、受信データＲＣＤ３が記憶される。また、パルス列ＰＧ４に対応するスイープ受信データＰＧ４ＳＤでは、中パルス信号ＰＭ４の開始タイミングからの遅延時間ＴＤＣ４（＝ＴＣ）に準じた距離方向アドレスに、受信データＲＣＤ４が記憶される。

そして、パルス列ＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３に対するスイープ受信データＰＧ１ＳＤ，ＰＧ２ＳＤ，ＰＧ３ＳＤとを比較すると、干渉による受信データＲＣＤ１，ＲＣＤ３と、干渉による受信データＲＣＤ２の距離方向アドレス位置が異なり、上述の最小値を取得するような処理を行えば、これら干渉による受信データＲＣＤ１，ＲＣＤ２，ＲＣＤ３は画像形成用スイープデータＧＤ１ＳＤの形成時には抑圧される。

例えば、図６（Ｄ）に示すように、距離方向アドレスＲｃ１でのスイープ受信データＰＧ１ＳＤ，ＰＧ２ＳＤ，ＰＧ３ＳＤの受信データはそれぞれ、「８」、「０」、「８」である。したがって、最小値である画像形成用スイープデータＧＤ１ＳＤの距離方向アドレスＲｃ１のデータは、抑圧されて「０」となる。さらに、距離方向アドレスＲｃ２でのスイープ受信データＰＧ１ＳＤ，ＰＧ２ＳＤ，ＰＧ３ＳＤの受信データはそれぞれ、「０」、「８」、「０」である。したがって、最小値である画像形成用スイープデータＧＤ１ＳＤの距離方向アドレスＲｃ２のデータも、抑圧されて「０」となる。

このように上述の２次エコーを抑圧する処理を用いることで、干渉も確実に抑圧することができる。

以上のように、本実施形態の構成および方法を用いることで、複数種類のパルス状信号を連続的に送信するレーダ装置であっても、２次エコーや干渉を確実に抑圧し、現実に存在する物標を、自装置から当該物標までの距離に応じて確実に表示することができる。

なお、上述の説明では、短パルス信号ＰＳと中パルス信号ＰＭとの送信順序を異ならせた複数のパルス列ＰＧを用いて送信制御を行う例を示したが、図７に示す他の送信制御を用いてもよい。図７は、本実施形態の他の送信制御例を示す送信タイミングチャートであり、図７（Ａ）は短パルス信号ＰＳの送信タイミング間隔をパルス列ＰＧ毎に異ならせたものであり、図７（Ｂ）は、一部のパルス列ＰＧにおいて、中パルス信号ＰＭを繰り返し送信したものである。

図７（Ａ）に示す送信制御では、パルス列ＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３，ＰＧ４，・・・の全てのパルス列ＰＧにおける短パルス信号ＰＳと中パルス信号ＰＭとの送信順序は同じである。しかしながら、パルス列ＰＧ１の短パルス信号ＰＳ１の待機時間ＲＴ_Ｓ１と、パルス列ＰＧ２の短パルス信号ＰＳ２の待機時間ＲＴ_Ｓ２とが異ならせてある。また、パルス列ＰＧ２の短パルス信号ＰＳ２の待機時間ＲＴ_Ｓ２とパルス列ＰＧ３の短パルス信号ＰＳ３の待機時間ＲＴ_Ｓ３とが異ならせてある。さらに、パルス列ＰＧ３の短パルス信号ＰＳ３の待機時間ＲＴ_Ｓ３とパルス列ＰＧ４の短パルス信号ＰＳ４の待機時間ＲＴ_Ｓ４とが異ならせてある。これにより、短パルス信号ＰＳの送信タイミングが間隔が異なる。

そして、このように短パルス信号ＰＳの送信タイミング間隔を異ならせることで、短パルス信号ＰＳによる２次エコーや干渉の現れる距離方向の位置が、パルス列ＰＧの開始タイミングを基準として、それぞれの短パルス信号ＰＳに対する待機時間ＲＴ_Ｓに依存して、バラバラになる。したがって、短パルス信号ＰＳの待機時間ＲＴ_Ｓの異なるパルス列ＰＧによる受信データ同士を比較することで、２次エコーや干渉が画像形成用スイープデータに現ることを抑圧できる。

図７（Ｂ）に示す送信制御では、パルス列ＰＧ１，ＰＧ３は同じ送信タイミング構成であるが、時間軸上でこれらに挟まれるパルス列ＰＧ２’は、同じ形状からなる二本の中パルス信号ＰＭ２１，ＰＭ２２を、短パルス信号ＰＳ２に続いて連続的に送信する。

このような送信制御を行った場合、受信信号処理部では、パルス列ＰＧ２’の受信時に、中パルス信号ＰＭ２１と中パルス信号ＰＭ２２の受信データに追加処理を行って、スイープメモリへ記憶する。例えば、中パルス信号ＰＭ２１の受信データ上に中パルス信号ＰＭ２２の受信データを更新記憶させたり、中パルス信号ＰＭ２１の受信データと中パルス信号ＰＭ２２の受信データとを平均化して記憶させる。そして、この追加処理されたパルス列ＰＧ２’のスイープ受信データに対して、パルス列ＰＧ１やパルス列ＰＧ３のスイープ受信データを比較することで、短パルス信号ＰＳの２次エコーや干渉が、画像形成用スイープデータに現れることを抑圧できる。

さらには、これらの方法、すなわち、パルス列ＰＧの構成要素である短パルス信号ＰＳと中パルス信号ＰＭとの送信順序、各待機時間、短パルス信号ＰＳや中パルス信号の送信数を適宜組み合わせることで、短パルス信号ＰＳの２次エコーの現れる距離方向の位置や干渉の現れる距離方向の位置を、複数のパルス列ＰＧで異ならせることができ、２次エコーや干渉を抑圧することができる。

なお、本実施形態では、比較処理を行う場合に、比較対象となる複数のパルス列ＰＧのスイープ受信データの各距離方向アドレスの受信データの最小値を、画像形成用スイープデータとする例を示したが、平均値、中央値等を用いてもよい。また、対象となる受信データ群における、最小値側から所定番目のレベルの受信データ等の設定を行うことで得られる値を用いてもよい。

さらには、複数のパルス列ＰＧの同じ距離方向アドレスの受信データがともに所定閾値以上となった場合にのみ、いずれかの受信データを画像形成用スイープデータに設定し、いずれか少なくとも一方の受信データが閾値未満の場合には、当該距離方向アドレスの画像形成用スイープデータを例えば所定の低い値にしたり「０」に設定するようにしてもよい。また、このような閾値による判断ではなく、同じ距離方向アドレスの受信データ間のレベル差が所定値未満の場合にのみ、いずれかの受信データを設定し、レベル差が所定値以上の場合には、レベルが低い方の受信データもしくは「０」を画像形成用スイープデータに設定するようにしてもよい。これらの方法であっても、２次エコーや干渉による影響を抑圧することができる。

また、本実施形態では、二つのパルス列ＰＧのスイープ受信データを比較する場合を示したが、三つ以上のパルス列ＰＧのスイープ受信データを比較して、２次エコーや干渉を抑圧した画像形成用スイープデータを形成することもできる。この場合、例えば、複数のパルス列ＰＧの同一距離方向アドレスにおいて最小値を用いたり、平均値や中央値等を用いてもよい。

次に、第２の実施形態に係る物標探知装置（レーダ装置）について図を参照して説明する。なお、本実施形態の物標探知装置は、第１の実施形態に係る物標探知装置と基本構成は同じであるが、パルス列ＰＧを構成する複数種類のパルス信号が、近距離領域用の短パルス信号ＰＳ、中距離領域用の中パルス信号ＰＭ、長距離領域用の長パルス信号ＰＬから構成されるものである。したがって、構成的説明は省略し、送信制御および２次エコーや干渉の抑圧概念についてのみ、図８、図９を参照して説明する。

図８は、短パルス信号ＰＳ、中パルス信号ＰＭ、および長パルス信号ＰＬからなる三連パルスの送信タイミングチャートを示しており、図８（Ａ）は従来の送信タイミングチャートを示し、図８（Ｂ）は本願の送信タイミングチャートを示す。

また、図９は三連パルスにおける２次エコーの抑圧概念を説明する図であり、図９（Ａ）は図８（Ｂ）の送信制御を用いた場合の受信タイミングチャートを示し、図９（Ｂ）は図９（Ａ）の受信信号を並び替えた時系列での状態を示す図である。なお、図９では、パルス列ＰＧ１からパルス列ＰＧ４までが示されているが、これ以降についてもパルス列ＰＧは繰り返されている。図９（Ｃ）は受信信号処理部１４の受信データ記憶部４２の各スイープメモリのデータ列、および、２次エコー抑圧処理後のデータ列を示している。

まず、簡単に、従来方法では、全てのパルス列ＰＧで、短パルス信号ＰＳ、中パルス信号ＰＭ、および長パルス信号ＰＬの送信順序および、それぞれの待機時間ＲＴ_Ｓ，ＲＴ_Ｍ，ＲＴ_Ｌは同じである。そして、これらパルス列ＰＧがパルス列繰り返し周期ＰＲＩで順次送信制御されている。このような場合、全てのパルス列ＰＧで同じように、中パルス信号ＰＭ後の待機期間ＲＴ_Ｍ内に短パルス信号ＰＳの２次エコーが現れたり、長パルス信号ＰＬ後の待機時間ＲＴ_Ｌ内に、短パルス信号ＰＳや中パルス信号ＰＭの２次エコーが現れてしまうことがある。また、全てのパルス列ＰＧ内の同位置に干渉によるエコーが現れてしまうことがある。そして、これらは全てのパルス列ＰＧが同じ構成であるので、パルス列ＰＧの受信データ間を比較しても除去できない。

このため、本実施形態では、パルス列ＰＧ毎に短パルス信号ＰＳ、中パルス信号ＰＭ、および長パルス信号ＰＬの送信順序を異ならせている。例えば、図８（Ｂ）の場合であれば、パルス列ＰＧ１では、パルス列ＰＧ１の開始タイミングとともに、短パルス信号ＰＳ１を送信し、当該送信後に待機時間ＲＴ_Ｓを待って、中パルス信号ＰＭ１を送信する。さらに、中パルス信号ＰＭ１の送信後に待機時間ＲＴ_Ｍを待って、長パルス信号ＰＬ１を送信し、当該送信後に待機時間ＲＴ_Ｌを設けている。

次に、パルス列ＰＧ１に続くパルス列ＰＧ２では、パルス列ＰＧ２の開始タイミング（パルス列ＰＧ１の終了タイミングと一致する）とともに、中パルス信号ＰＭ２を送信し、当該送信後に待機時間ＲＴ_Ｍを待って、長パルス信号ＰＬ２を送信する。さらに、長パルス信号ＰＬ２の送信後に待機時間ＲＴ_Ｌを待って、短パルス信号ＰＳ２を送信し、当該送信後に待機時間ＲＴ_Ｓを設けている。

次に、パルス列ＰＧ２に続くパルス列ＰＧ３では、パルス列ＰＧ３の開始タイミング（パルス列ＰＧ２の終了タイミングと一致する）とともに、長パルス信号ＰＬ３を送信し、当該送信後に待機時間ＲＴ_Ｌを待って、短パルス信号ＰＳ３を送信する。さらに、短パルス信号ＰＳ３の送信後に待機時間ＲＴ_Ｓを待って、中パルス信号ＰＭ３を送信し、当該送信後に待機時間ＲＴ_Ｍを設けている。

次に、パルス列ＰＧ３に続くパルス列ＰＧ４では、パルス列ＰＧ４の開始タイミング（パルス列ＰＧ３の終了タイミングと一致する）とともに、短パルス信号ＰＳ４を送信し、当該送信後に待機時間ＲＴ_Ｓを待って、長パルス信号ＰＬ４を送信する。さらに、長パルス信号ＰＬ４の送信後に待機時間ＲＴ_Ｌを待って、中パルス信号ＰＭ４を送信し、当該送信後に待機時間ＲＴ_Ｍを設けている。

このように、パルス列ＰＧ毎に短パルス信号ＰＳ、中パルス信号ＰＭ、および長パルス信号ＰＬの送信順序を異ならせることで、図９（Ａ）に示すように、それぞれのパルス信号によって生じる真の像とともに２次エコーの像が受信データとして得られてしまう。

例えば、図９の例であれば、中距離領域と長距離領域とにそれぞれ物標が存在している場合を示す。

（１）パルス列ＰＧ１の期間内
パルス列ＰＧ１の中パルス信号ＰＭ１の待機期間ＲＴ_Ｍ内に、中パルス信号ＰＭ１による真の受信信号ＲＭＭ１とともに、短パルス信号ＰＳ１による２次エコーの受信信号ＲＭＳ１が現れる。また、長パルス信号ＰＬ１の待機期間ＲＴ_Ｌ内に、長パルス信号ＰＬ１による真の受信信号ＲＬＬ１とともに、中パルス信号ＰＭ１による２次エコーの受信信号ＲＬＭ１が現れる。

したがって、パルス列ＰＧ１による受信データから得られるスイープ受信データＰＧ１ＳＤは、図９（Ｃ）の最上段に示すように、中パルス信号ＰＭ１による中距離領域の物標位置に対応する距離方向アドレスに現れる真のエコーである受信データＲＭＭＤ１と、長パルスＰＬ１による長距離領域の物標位置に対応する距離方向アドレスに現れる真のエコーである受信データＲＬＬＤ１とを含む。さらに、短パルス信号ＰＳ１により中距離領域の物標位置に対応する距離方向アドレスに現れる２次エコーの像である受信データＲＭＳＤ１と、中パルス信号ＰＭ１により長距離領域の物標位置に対応する距離方向アドレスに現れる２次エコーの像である受信データＲＬＭＤ１とを含む。

（２）パルス列ＰＧ２の期間内
次に、パルス列ＰＧ２の中パルス信号ＰＭ２の待機期間ＲＴ_Ｍ内には、直前に短パルス信号が送信されていないので、中パルス信号ＰＭ２による真の受信信号ＲＭＭ２のみが現れる。また、長パルス信号ＰＬ２の待機期間ＲＴ_Ｌ内に、長パルス信号ＰＬ２による真の受信信号ＲＬＬ２とともに、中パルス信号ＰＭ２による２次エコーの像の受信信号ＲＬＭ２が現れる。

したがって、パルス列ＰＧ２による受信データから得られるスイープ受信データＰＧ２ＳＤは、図９（Ｃ）の上から二段目に示すように、中パルス信号ＰＭ２により中距離領域の物標位置に対応する距離方向アドレスに現れる真の像である受信データＲＭＭＤ２と、長パルスＰＬ２により長距離領域の物標位置に対応する距離方向アドレスに現れる真の像である受信データＲＬＬＤ２とを含む。さらに、中パルス信号ＰＭ２により長距離領域の物標位置に対応する距離方向アドレスに現れる２次エコーの像である受信データＲＬＭＤ２とを含む。

（３）パルス列ＰＧ３の期間内
次に、パルス列ＰＧ３の期間内では、まず長パルス信号ＰＬ３の送信期間に、パルス列ＰＧ２の短パルス信号ＰＳ２による偽の受信信号ＲＭＳ２が現れるはずであるが、送信期間であるため受信されず現れない。そして、長パルス信号ＰＬ３の待機期間ＲＴ_Ｌ内には、直前に中パルス信号が送信されていないので、長パルス信号ＰＬ３による真の像の受信信号ＲＬＬ３のみが現れる。短パルス信号ＰＳ３の待機期間ＲＴ_Ｓには何も現れず、中パルス信号ＰＭ３の待機期間ＲＴ_Ｍには、中パルス信号ＰＭ３による真の像の受信信号ＲＭＭ３とともに、短パルス信号ＰＳ３による２次エコーの像の受信信号ＲＭＳ３が現れる。なお、中パルス信号ＰＭ３による長距離領域の物標の２次エコーの像の受信信号は、次のパルス列ＰＧ４の受信期間で現れる。

したがって、パルス列ＰＧ３による受信データから得られるスイープ受信データＰＧ３ＳＤは、図９（Ｃ）の上から三段目に示すように、中パルス信号ＰＭ３により中距離領域の物標位置に対応する距離方向アドレスに現れる真の像である受信データＲＭＭＤ３と、長パルスＰＬ３により長距離領域の物標位置に対応する距離方向アドレスに現れる真の像である受信データＲＬＬＤ３とを含む。さらに、短パルス信号ＰＳ３により中距離領域の物標位置に対応する距離方向アドレスに現れる２次エコーの像である受信データＲＭＳＤ３を含む。

このようにして得られた短パルス信号ＰＳ、中パルス信号ＰＭおよび長パルス信号ＰＬの順序が異なるパルス列ＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３のスイープ受信データＰＧ１ＳＤ，ＰＧ２ＳＤ，ＰＧ３ＳＤを距離方向アドレス毎に比較する。図９（Ｃ）の最上段と二段目と三段目に示すように、中パルス信号ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３による真の像である受信データＲＭＭＤ１，ＲＭＭＤ２，ＲＭＭＤ３は所定レベル以上で同じ距離方向アドレスに連続的に現れる。一方、短パルス信号ＰＳ１，ＰＳ３による２次エコーの像である受信データＲＭＳＤ１，ＲＭＳＤ３と同じ距離方向アドレスには、短パルス信号ＰＳ２の像が存在しない。

また、長パルス信号ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３による真の像である受信データＲＬＬＤ１，ＲＬＬＤ２，ＲＬＬＤ３は所定レベル以上で同じ距離方向アドレスに連続的に現れる。一方、中パルス信号ＰＭ１，ＰＭ２による２次エコーの像である受信データＲＬＭＤ１，ＲＬＭＤ２と同じ距離方向アドレスには、中パルス信号ＰＭ３の像が存在しない。

この性質を利用し、スイープ受信データＰＧ１ＳＤ，ＰＧ２ＳＤ，ＰＧ３ＳＤの距離方向アドレス毎に最小値を採用すれば、図９（Ｃ）の最下段に示すように、真の像である中パルス信号ＰＭの受信データおよび真の像である長パルス信号ＰＬの受信データが現れる距離方向アドレスでは、高いレベルの画像形成用スイープデータＧＤ１ＳＤを形成することができる。一方で、短パルス信号ＰＳの２次エコーの像である受信データや中パルス信号ＰＭの２次エコーの像である受信データが現れる距離方向アドレスでは、レベルが抑圧され、当該抑圧されたレベルのデータで、当該距離方向アドレスの画像形成用スイープデータＧＤ１ＳＤが形成される。これにより、短パルス信号ＰＳによって中距離領域に現れる２次エコーおよび中パルス信号ＰＭによって長距離領域に現れる２次エコーによる像の発生を抑圧することができる。また、この場合も、上述の実施形態と同様に、他船のパルス状信号による干渉も抑圧することができる。

なお、上述のように、それぞれに送信順序の異なる３つのパルス列を比較することで、中距離領域に現れる２次エコーの像と長距離領域に現れる２次エコーの像の両方を確実に同時に抑圧することができるが、それぞれに送信順序の異なる２つのパルス列の組合せ方によっては、中距離領域に現れる２次エコーの像のみを抑圧できたり（図９（Ｃ）のスイープ受信データＰＧ１ＳＤ，ＰＧ２ＳＤの組合せ）、長距離領域に現れる２次エコーの像のみを抑圧できたり（図９（Ｃ）のスイープ受信データＰＧ１ＳＤ，ＰＧ３ＳＤの組合せ）、中距離領域と長距離領域に現れる２次エコーの像を抑圧することもできる（図９（Ｃ）のスイープ受信データＰＧ２ＳＤ，ＰＧ３ＳＤの組合せ）。

また、本実施形態においても、上述の第１の実施形態と同様に、短パルス信号ＰＳの待機時間ＲＴＳや中パルス信号ＰＭの待機時間ＲＴＭをパルス列ＰＧ間で異ならせたり、中パルス信号ＰＭや長パルス信号ＰＬを、特定のパルス列ＰＧで複数回送信するようにしてもよい。

また、上述の説明では三連パルスを例に説明したが、パルス列ＰＧを構成するパルス信号の種類を四つ以上にすることもでき、このような四つ以上のパルス信号からなる構成であっても、上述の構成および方法を適用することができる。

また、本実施形態でも、比較処理を行う場合に、比較対象となる複数のパルス列ＰＧのスイープ受信データの各距離方向アドレスの受信データの最小値を、画像形成用スイープデータとする例を示したが、平均値、中央値等を用いてもよい。

さらには、複数のパルス列ＰＧの同じ距離方向アドレスの受信データがともに所定閾値以上となった場合にのみ、いずれかの受信データを画像形成用スイープデータに設定し、少なくとも一つの受信データが閾値未満の場合には、当該距離方向アドレスの画像形成用スイープデータを例えば「０」に設定するようにしてもよい。また、このような閾値による判断ではなく、同じ距離方向アドレスの受信データ間の最大値と最小値とのレベル差が所定値未満の場合にのみ、最大値の受信データを画像形成用スイープデータに設定し、レベル差が所定値以上の場合には、レベルが最小値の受信データもしくは「０」を画像形成用スイープデータに設定するようにしてもよい。

また、本実施形態では、三つのパルス列ＰＧのスイープ受信データを比較する場合を示したが、四つ以上のパルス列ＰＧのスイープ受信データを比較して、２次エコーや干渉を抑圧した画像形成用スイープデータを形成することもできる。この場合、例えば、複数のパルス列ＰＧの同一距離方向アドレスにおいて最小値を用いたり、平均値もしくは中央値等を用いてもよい。

また、本実施形態のように、パルス列ＰＧ内のパルス信号の種類が多くなると、パルス信号の送信順序の組合せ数が増加するので、例えば、組合せ数に応じたスイープ受信データを形成し、これらを比較することもできる。この場合、比較による画像形成用スイープデータの形成方法は、上述のいずれの方法を用いてもよく、これらのスイープ受信データから任意に複数のスイープ受信データを取得して比較することで、２次エコーや干渉を除去してもよい。

なお、このように組合せ数が増加すると、パルス列ＰＧの送信順序を順次異ならせて、複数種類のスイープ受信データを形成することができるので、反射信号の小さく、定常的に所定レベルの受信信号が得られない物標では、２次エコーや干渉とともに抑圧されてしまう。したがって、例えば比較対象の距離方向アドレスの受信データ群のレベルから、例えば上述のように、対象となる受信データ群から比較的高いレベルの受信データを採用するようにしたり、所定レベル以上の受信データの個数を算出して個数閾値で判断することで、このような受信レベルの低い物標を２次エコーや干渉と間違って抑圧することを防止できる。

さらに、上述の各実施形態の構成及び処理の概念を機能的に表現すれば、複数種類のパルス信号が順次送信されるパルス列毎に、各パルス信号の送信順序および各パルス信号の時間的関係を一致させる置き換え処理（スイープメモリへの書き込み処理）を行って受信データを形成する場合に、本来のパルス信号と受信期間との関係からは現れない位置に現れる２次エコーの像が、全てのパルス列で同じように現れないように、送信時において各パルス列の構成を異ならせておけばよく、これを実現できる構成や方法であれば、他の構成や方法であってもよい。

なお、上述の説明では、送信順序や待機時間および特定パルス信号の繰り返し等の時間ずらしの制御を、予め設定した場合を示したが、操作入力部等を備えて手動の操作入力により順序の入れ替えや時間ずらしの制御を適宜挿入してもよく、ランダム的に順序の入れ替えや時間ずらしの制御を挿入してもよい。また、他の航行装置等から物標の位置情報が取得できる環境であれば、当該位置情報に基づいて２次エコーや干渉が生じている可能性を判断し、生じている可能性があれば、順序の入れ替えや時間ずらしの制御を行うようにしてもよい。

また、上述の説明では、それぞれの異なるパルス幅からなる複数種類のパルス状信号を組み合わせてパルス列を構成し、当該パルス列内での各パルス状信号の順序やタイミングを調整する例を示したが、パルス列の概念を用いなくても、本願の構成及び方法を適用して２次エコーの像や干渉の影響の抑圧を行うことができる。

この場合、送信側では、複数種類のパルス状信号の時間的位置関係が定常的に一定にならないように、各パルス状信号を送信すればよい。一方、受信側では、各種類のパルス状信号の受信データの基準タイミング合わせは、パルス列の基準タイミングを用いず、同一種類の複数のパルス状信号間で、受信データの基準タイミングを一致させる処理を行えばよい。

また、上述の説明では、一回の比較結果毎に画像形成用スイープデータを形成する例を示したが、複数回の比較結果で得られたデータ同士のさらに中間値、中央値、最小値、平均値等を算出して画像形成用スイープデータを形成するようにしてもよい。

１０−自船、１１−レーダ装置、１２−送信部、２１−送信制御部、２２−送信信号生成部、１３−サーキュレータ、１４−受信信号処理部、４１−Ａ／Ｄ変換部、４２−受信データ記憶部、４３−受信データ比較部、４４−画像データ生成部、９０−物標、９０Ｉ−虚像の物標

Claims (20)

1. 物標探知用の互いにパルス幅が異なる複数種類のパルス状信号をそれぞれにエコー信号を受信する待機時間をおいて生成する信号生成部と、前記パルス状信号を外部へ放射するアンテナとを備えた送信装置であって、
   １スイープ分の受信データを形成するための複数種類のパルス状信号の送信時間と前記複数種類のパルス状信号のエコー信号をそれぞれ受信する待機時間によって送受信繰り返し周期が決定されており、
   第１の送受信繰り返し周期の一周期内に含まれる複数種類のパルス状信号の順序と、前記第１の送受信繰り返し周期の一周期と異なる第２の送受信繰り返し周期の一周期内に含まれる複数種類のパルス状信号の順序が異なる、送信装置。
2. 物標探知用の互いにパルス幅が異なる複数種類のパルス状信号をそれぞれにエコー信号を受信する待機時間をおいて生成する信号生成部と、前記パルス状信号を外部へ放射するアンテナとを備えた送信装置であって、
   １スイープ分の受信データを形成するための複数種類のパルス状信号の送信時間と前記複数種類のパルス状信号のエコー信号をそれぞれ受信する待機時間によって送受信繰り返し周期が決定されており、
   第１の送受信繰り返し周期の一周期内に含まれる複数種類のパルス状信号の組合せと、前記第１の送受信繰り返し周期の一周期と異なる第２の送受信繰り返し周期の一周期内に含まれる複数種類のパルス状信号の組合せが異なる、送信装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の送信装置であって、
   前記一周期に含まれる各種類のパルス状信号の送信後には、該パルス状信号に応じた前記待機時間が設定されている、送信装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の送信装置であって、
   前記信号生成部で生成される複数種類のパルス状信号は、複数種類のパルス状信号を構成する各種類のパルス状信号を少なくとも一つずつ含むパルス列を、前記一周期の単位としている送信装置。
5. 請求項４に記載の送信装置であって、
   前記複数種類のパルス状信号のうちの特定の二種類のパルス状信号の送信タイミング間隔は、前記第１の送受信繰り返し周期と前記第２の送受信繰り返し周期で異なる、送信装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の送信装置であって、
   前記複数種類のパルス状信号は、探知対象とする領域が異なる、
   送信装置。
7. 請求項６に記載の送信装置であって、
   前記複数種類のパルス信号は、それぞれにパルス長が異なる、近距離領域の探知用の短パルス信号、中距離領域の探知用の中パルス信号、および長距離領域の探知用の長パルス信号からなる、送信装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の送信装置と、
   前記信号生成部から与えられたパルス状信号を順次外部へ放射するとともに、前記パルス状信号が物標に反射して得られるエコー信号を受信する前記アンテナと、
   前記第１の送受信繰り返し周期の一周期において得られる前記エコー信号から受信データを生成し、前記第２の送受信繰り返し周期の一周期において得られる前記エコー信号から受信データを生成し、前記パルス状信号の種類毎に各繰り返し周期で得られる前記受信データの基準タイミングを一致させ、前記パルス状信号の種類毎に前記受信データを比較して、比較結果に基づくデータを生成する受信信号処理部と、を備えた物標探知装置。
9. 請求項８に記載の物標探知装置であって、
   前記受信信号処理部は、前記比較結果に基づいて、他の装置が送信したパルス状信号による干渉を検出する、物標探知装置。
10. 請求項８または請求項９に記載の物標探知装置であって、
    前記比較結果に基づくデータを用いて画像形成を行う画像形成部を備える、物標探知装置。
11. 請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載の物標探知装置であって、
    前記アンテナは所定の周期で回転する、物標探知装置。
12. 物標探知用の互いにパルス幅が異なる複数種類のパルス状信号をそれぞれにエコー信号を受信する待機時間をおいて放射する送信方法であって、
    １スイープ分の受信データを形成するための複数種類のパルス状信号の送信時間と前記複数種類のパルス状信号のエコー信号をそれぞれ受信する待機時間によって送受信繰り返し周期が決定されており、
    第１の送受信繰り返し周期の一周期内に含まれる複数種類のパルス状信号の順序と、前記第１の送受信繰り返し周期の一周期と異なる第２の送受信繰り返し周期の一周期内に含まれる複数種類のパルス状信号の順序が異なるように、前記複数種類のパルス状信号を生成する工程と、
    該複数種類のパルス状信号を順次外部へ放射する工程と、を含む送信方法。
13. 物標探知用の互いにパルス幅が異なる複数種類のパルス状信号をそれぞれにエコー信号を受信する待機時間をおいて放射する送信方法であって、
    １スイープ分の受信データを形成するための複数種類のパルス状信号の送信時間と前記複数種類のパルス状信号のエコー信号それぞれを受信する待機時間によって送受信繰り返し周期が決定されており、
    第１の送受信繰り返し周期の一周期内に含まれる複数種類のパルス状信号の組合せと、前記第１の送受信繰り返し周期の一周期と異なる第２の送受信繰り返し周期の一周期内に含まれる複数種類のパルス状信号の組合せが異なるように、前記複数種類のパルス状信号を生成する工程と、
    該複数種類のパルス状信号を順次外部へ放射する工程と、を含む送信方法。
14. 請求項１２または請求項１３に記載の送信方法であって、
    前記一周期に含まれる各種類のパルス状信号の送信後には、該パルス状信号に応じた前記待機時間が設定されている、送信方法。
15. 請求項１２乃至請求項１４のいずれかに記載の送信方法であって、
    前記パルス状信号を生成する工程で生成される複数種類のパルス状信号は、複数種類のパルス状信号を構成する各種類のパルス状信号を少なくとも一つずつ含むパルス列を、前記一周期の単位としている送信方法。
16. 請求項１５に記載の送信方法であって、
    前記複数種類のパルス状信号のうちの特定の二種類のパルス状信号の送信タイミング間隔は、前記第１の送受信繰り返し周期と前記第２の送受信繰り返し周期で異なる、送信方法。
17. 請求項１２乃至請求項１６のいずれかに記載の送信装置であって、
    前記複数種類のパルス状信号は、探知対象とする領域が異なる、
    送信方法。
18. 請求項１７に記載の送信方法であって、
    前記複数種類のパルス信号は、それぞれにパルス長が異なる、近距離領域の探知用の短パルス信号、中距離領域の探知用の中パルス信号、および長距離領域の探知用の長パルス信号からなる、送信方法。
19. それぞれにパルス幅が異なる複数種類のパルス状信号を放射し、エコー信号に基づく受信データを受信する物標探知方法であって、
    請求項１２乃至請求項１８のいずれかに記載の送信方法の各工程と、
    前記第１の送受信繰り返し周期の一周期において得られる前記エコー信号から受信データを生成し、前記第２の送受信繰り返し周期の一周期において得られる前記エコー信号から受信データを生成し、前記パルス状信号の種類毎に各繰り返し周期で得られる前記受信データの基準タイミングを一致させ、前記パルス状信号の種類毎に前記受信データを比較して、比較結果に基づくデータを生成する受信信号処理工程と、
    を有する、物標探知方法。
20. 請求項１９に記載の物標探知方法であって、
    前記受信信号処理工程は、前記比較結果に基づいて、他の装置が送信したパルス状信号による干渉を検出する、物標探知方法。