Khatri-Rao積拡張アレー処理による海洋レーダ分解能特性改善に関する検討

摘要

Ocean surface current radar is a Doppler radar to observe oceanographic information using the Bragg scattering resonance mechanism. In this paper, we consider angular resolution improvement of the radar. The radar employs an antenna array with FMICW operation, then it can resolve angular distribution by Digital Beam Forming (DBF) and distance by Fourier transform of the beat signal obtained by the FMICW radar. In order to obtain sufficient angular resolution, large array length or aperture with increasing the number of elements is needed, that is often difficult to realize in the HF/VHF ocean surface current radar. In this paper we propose to apply the Khatri-Rao (KR) product array processing to the radar. To verify effectiveness of the KR product array processing in angular resolution enhancement for the ocean surface current radar, we apply the KR product array to actual experimental data set of the radar, and show that the method is available to angular resolution enhancement and Doppler spectrum improvement.%海洋レーダは，プラッグ散乱共鳴機構を利用して海象情報を観測するドッブラレーダである.本稿では,距離情報をFMICW(Frequency Modulated Interrupted Continuous Wave)レーダ方式，角度情報をアレーアンテナによるDBF(Digital Beam Forming)方式で得る海洋レーダについて考える.従来，十分な角度分解能を確保するためにはァレーアンテナの素子数を増やし，開口長を広げることを必要としてきた.これに対して，仮想的に開口長を広げることができるKhatri-Rao積拡張アレー処理という信号処理がある.この処理を用いることで到来方向推定において，ァンテナの開口長を変えずに角度分解能の改善ができることが報告されている.本稿では，KR拡張アレー処理を海洋レーダに適応することを提案し，実測データを用いて従来の到来方向推定とKR拡張アレーを用いた到来方向推定及ぴドッブラ周波数推定を行い，その有効性を明らかにした.