パルス内位相変調合成帯域レーダにおけるドップラ補正に関する研究

摘要

レーダにおいて，背景クラッタに埋もれた目標を探知するためには高い空間分解能が求められている．そのうち距離分解能を向上する手法としてステップ周波数（Nステップを一組（1バースト）とする）を用いた合成帯域レーダ（SBR）が提案されているが，この処理では移動目標探知の際にそのドップラ偏移により目標距離のずれや目標ピークの広がりなどの問題が生じる．この間題に対して，我々はパルス内に位相符号変調を施し受信帯域幅を1サブパルス帯域幅相当に広げてパルス数を減らすことで所望の合成帯域幅を確保しつつ観測時間を短縮してドップラの影響を軽減し，かつパ′レス圧縮による信号利得を利用したパルス内位相変調合成帯域レーダ（PCSBR）について研究を進めている．この手法によりドップラ偏移による問題は軽減されるが，月標距離のずれは1サブパルス幅内で発生してしまう．PCSBRは，従来の1バースト内目標速度推定ではSBRに比べて速度分解能が悪く，低SNR環境下において十分な目標速度推定が行えず，正しいドップラ補正ができない．そこで，我々は，バースト間隔を広げた2つのバーストデータからドップラ観測量を増した位相差関数を算出して目標速度推定精度を改善し，目標探知精度を向上する手法について提案する．本報告では，PCSBRとSBRにおける目標速度推定精度および目標探知精度についてシミュレーションを実施し，その結果から提案した目標速度推定法の有効性について報告する．%In radar systems, for detecting target in strong background clutters, separating the target signal from the background clutter signals requires high spatial (range and cross-range) resolution. The alternative system to achieve the high range resolution without using wideband receiver is the synthetic bandwidth radar (SBR) using stepped frequency. However the SBR causes some degradations in target detection due to the Doppler shift when it is applied to detect moving targets. In particular, if the system assumes the required synthetic bandwidth and the target velocity, the Doppler shift is greatly affected by the duration of the observation time, which is determined by the frequency step number and the pulse repetition interval. Our strategy for improving these degradations is to use the intra-pulse phase coded SBR (PCSBR) with using intra-pulse phase coded modulation on each stepped frequency pulse. It aims to realize the required synthetic bandwidth by fewer frequency steps. As the result, these degradations are suppressed, but the range shift in the subpulse width remains being caused. In this paper, we propose the velocity estimation for the Doppler compensation using the phase difference function calculated between two spaced bursts. The effectiveness of the PCSBR with the proposed velocity estimation is proved even under low signal-to-noise ratio (SNR) circumstances.