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JP4643475B2 - Radar equipment - Google Patents

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JP4643475B2
JP4643475B2 JP2006065443A JP2006065443A JP4643475B2 JP 4643475 B2 JP4643475 B2 JP 4643475B2 JP 2006065443 A JP2006065443 A JP 2006065443A JP 2006065443 A JP2006065443 A JP 2006065443A JP 4643475 B2 JP4643475 B2 JP 4643475B2
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Description

本発明は、航空機、船舶または車両といった目標の形状または形状の重心等を求めるレーダ装置に関する。   The present invention relates to a radar device that obtains a target shape or a center of gravity of a shape such as an aircraft, a ship, or a vehicle.

図10は、従来のレーダ装置の構成を示す図である。このレーダ装置は、信号発生器1、励振器2、サーキュレータ3、空中線4、受信機5、信号処理器6およびレーダ制御器11から構成されている。信号発生器1は、広帯域チャープ信号を発生して励振器2に送る。励振器2は、信号発生器1から送られてくる広帯域チャープ信号の周波数を変換した後に増幅し、送信信号としてサーキュレータ3を介して空中線4に送る。   FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a conventional radar apparatus. The radar apparatus includes a signal generator 1, an exciter 2, a circulator 3, an antenna 4, a receiver 5, a signal processor 6, and a radar controller 11. The signal generator 1 generates a broadband chirp signal and sends it to the exciter 2. The exciter 2 converts the frequency of the broadband chirp signal sent from the signal generator 1 and then amplifies it, and sends it to the antenna 4 via the circulator 3 as a transmission signal.

空中線4は、励振器2からサーキュレータ3を介して送られてくる送信信号を、電波に変換して空中に送信するとともに、空中から受信した電波を電気信号に変換し、受信信号としてサーキュレータ3を介して受信器5に送る。   The antenna 4 converts the transmission signal sent from the exciter 2 through the circulator 3 into a radio wave and transmits it to the air, converts the radio wave received from the air into an electric signal, and uses the circulator 3 as a reception signal. To the receiver 5.

受信機5は、空中線4からサーキュレータ3を介して送られてくる受信信号の周波数を変換して信号処理器6に送る。信号処理器6は、詳細は後述するが、受信器5から送られてくる信号に対して信号処理を施すことにより目標を検出する。レーダ制御器11は、信号処理器6において行われる処理手順を制御する。   The receiver 5 converts the frequency of the received signal sent from the antenna 4 via the circulator 3 and sends it to the signal processor 6. As will be described in detail later, the signal processor 6 detects a target by performing signal processing on the signal transmitted from the receiver 5. The radar controller 11 controls a processing procedure performed in the signal processor 6.

信号処理器6は、パルス圧縮部61、DFT部62、検出部63および測角部64から構成されている。パルス圧縮部61は、受信器5から送られてくる信号をパルス圧縮してDFT部62に送る。DFT部62は、パルス圧縮部61から送られてくる信号を、離散フーリエ変換(DFT)することにより積分して検出部63に送る。   The signal processor 6 includes a pulse compression unit 61, a DFT unit 62, a detection unit 63, and an angle measurement unit 64. The pulse compression unit 61 performs pulse compression on the signal sent from the receiver 5 and sends it to the DFT unit 62. The DFT unit 62 integrates the signal sent from the pulse compression unit 61 by discrete Fourier transform (DFT), and sends it to the detection unit 63.

検出部63は、DFT部62から送られてくる信号を所定のスレッショルドレベルと比較することにより目標を検出し、目標信号として測角部64に送る。測角部64は、検出部63から送られてくる目標信号に対し測角処理を施し、目標の角度および目標までの距離を算出する。   The detection unit 63 detects the target by comparing the signal sent from the DFT unit 62 with a predetermined threshold level, and sends it to the angle measurement unit 64 as a target signal. The angle measurement unit 64 performs angle measurement processing on the target signal sent from the detection unit 63 to calculate the target angle and the distance to the target.

上記のように構成される従来のレーダ装置において、目標の形状を認識する際には、図2(a)に示すようなレンジ方向は、例えば非特許文献1に示される広帯域パルス圧縮の技術を用いることにより高いレンジ方向の分解能で観測できるが、クロスレンジ方向(レンジ方向に対して直交する方向)は、通常のビーム幅では分解能が低いため、例えば非特許文献1に示される逆合成開口レーダ(ISAR:Inverse Synthetic Aperture Radar)等を用いてクロスレンジ方向の分解能を向上させている。
Donald R. Wehner,”High-Resolution Radar Second Edition”, Artech House(1995), pp.174-180 吉田孝監修、「改訂レーダ技術」、初版、社団法人電子情報通信学会、平成15年2月15日、pp283−285
In the conventional radar apparatus configured as described above, when recognizing the target shape, the range direction as shown in FIG. Although it can be observed with a resolution in a high range direction by using it, the cross-range direction (direction orthogonal to the range direction) has a low resolution at a normal beam width, and therefore, for example, the inverse synthetic aperture radar shown in Non-Patent Document 1 (ISAR: Inverse Synthetic Aperture Radar) or the like is used to improve the resolution in the cross range direction.
Donald R. Wehner, “High-Resolution Radar Second Edition”, Artech House (1995), pp.174-180 Supervised by Takashi Yoshida, “Revised Radar Technology”, first edition, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, February 15, 2003, pp 283-285

しかしながら、上述した従来のレーダ装置においては、目標の形状を認識する際には、目標がレーダ装置に向かって直進しており、クロスレンジ方向の揺らぎが少ないためドップラ成分が存在しない場合は、逆合成開口レーダではクロスレンジ方向の分解能が低く、目標の形状を認識できないという問題がある。   However, in the above-described conventional radar device, when recognizing the shape of the target, the target moves straight toward the radar device, and there is little fluctuation in the cross range direction. Synthetic aperture radar has a problem that the resolution in the cross range direction is low and the target shape cannot be recognized.

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、その課題は、クロスレンジ方向にドップラ成分がなくても、目標の形状を認識できるレーダ装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a radar apparatus that can recognize a target shape without a Doppler component in the cross-range direction.

上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、送信波に対する反射波を受信する受信器と、受信器からの信号をパルス圧縮して得られた高距離分解能の信号を離散フーリエ変換により積分するDFT部と、DFT部からの信号から目標を検出して目標信号として出力する検出部と、検出部からの目標信号に基づき目標に対してレンジ毎にビーム幅内で位相又は振幅モノパルス方式による測角を複数回行う測角部と、測角部で測角することにより得られた各レンジの測角値により決定されるクロスレンジ方向の目標位置を記憶するメモリと、複数回の観測回数の各々においてメモリに記憶された複数組の各レンジの目標位置を加算または論理和演算し、目標の形状を得る加算部とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 is a receiver for receiving a reflected wave with respect to a transmission wave, and a discrete Fourier transform of a signal with a high distance resolution obtained by pulse compression of the signal from the receiver. A DFT unit that integrates the signal, a detection unit that detects a target from the signal from the DFT unit and outputs it as a target signal, and a phase or amplitude monopulse within the beam width for each range based on the target signal from the detection unit Angle measuring unit that performs angle measurement by the method multiple times , memory that stores the target position in the cross range direction determined by the angle measurement value of each range obtained by measuring the angle by the angle measuring unit, and multiple times And an addition unit for adding or logically calculating target positions of a plurality of sets stored in a memory at each number of observations to obtain a target shape.

また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、DFT部は、ドウェルタイムを長くしてドップラ分解処理を行うことによりドップラフィルタで分離した各信号について離散フーリエ変換により積分を行い、検出部は、DFT部から分離されて積分された信号の各々について目標を検出して目標信号として出力することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the DFT unit performs integration by discrete Fourier transform on each signal separated by the Doppler filter by performing Doppler decomposition processing with a longer dwell time. The detecting unit detects a target for each of the integrated signals separated from the DFT unit and outputs the target as a target signal.

また、請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2記載の発明において、加算部で得られた目標の形状に対して重心演算を行う重心演算部を備えたことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a centroid operation unit that performs a centroid operation on a target shape obtained by the addition unit is provided.

本発明によれば、目標がレーダ装置に向かって直進し、クロスレンジ方向に揺らぎがなく、ドプラ成分がないような場合であっても、目標の形状を認識できるレーダ装置を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a radar device that can recognize the shape of a target even when the target moves straight toward the radar device, does not fluctuate in the cross range direction, and has no Doppler component.

具体的には、請求項1記載の発明によれば、目標を距離方向に高距離分解能にて測角し、複数回の観測回数の各々において得られた複数組の各レンジの目標位置を加算または論理和演算するので、複数反射点により形成される角度全てを含んだ形状を認識できる。

Specifically, according to the first aspect of the present invention, the target is measured in the distance direction with high distance resolution, and the target positions of a plurality of sets obtained in each of a plurality of observation times are added. Alternatively, since a logical OR operation is performed, a shape including all angles formed by a plurality of reflection points can be recognized.

また、請求項2記載の発明によれば、同一レンジセル内に複数の目標がある場合でも、移動速度の異なる複数目標の場合は、ドップラバンクで目標を分離し、上述した請求項1記載の発明と同様の処理を行うので、各目標の形状を認識できる。   According to the invention described in claim 2, even when there are a plurality of targets in the same range cell, in the case of a plurality of targets having different moving speeds, the targets are separated by the Doppler bank, and the invention described in claim 1 described above. Since the same processing is performed, the shape of each target can be recognized.

また、請求項3記載の発明によれば、請求項1記載の発明または請求項2記載の発明において目標の形状を認識した後に、その重心等を算出するので、広がりをもつ目標の特徴的な位置を抽出できる。   Further, according to the invention described in claim 3, since the center of gravity is calculated after recognizing the target shape in the invention described in claim 1 or invention of claim 2, the characteristic of the target having a spread is calculated. The position can be extracted.

以下、本発明の実施の形態の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下においては、従来のレーダ装置の構成要素と同一または相当する部分には、従来の技術の欄で使用した符号と同じ符号を用いて説明する。また、以下では、送受信信号として、広帯域チャープ信号が用いられるものとする。   Hereinafter, it will be described in detail with reference to the drawings of embodiments of the present invention. In the following description, the same or equivalent parts as those of the conventional radar apparatus will be described using the same reference numerals as those used in the prior art section. In the following, it is assumed that a broadband chirp signal is used as a transmission / reception signal.

図1は、本発明の実施例1に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。このレーダ装置は、信号発生器1、励振器2、サーキュレータ3、空中線4、受信機5、信号処理器6aおよびレーダ制御器11aから構成されている。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. This radar apparatus includes a signal generator 1, an exciter 2, a circulator 3, an antenna 4, a receiver 5, a signal processor 6a, and a radar controller 11a.

信号発生器1は、広帯域チャープ信号を発生する。この信号発生器1で発生された広帯域チャープ信号は、励振器2に送られる。   The signal generator 1 generates a broadband chirp signal. The broadband chirp signal generated by the signal generator 1 is sent to the exciter 2.

励振器2は、信号発生器1から送られてくる広帯域チャープ信号の周波数を変換し、さらに増幅する。この励振器2で周波数変換および増幅された信号は、送信信号としてサーキュレータ3を介して空中線4に送られる。   The exciter 2 converts the frequency of the broadband chirp signal sent from the signal generator 1 and further amplifies it. The signal frequency-converted and amplified by the exciter 2 is sent to the antenna 4 via the circulator 3 as a transmission signal.

サーキュレータ3は、励振器2から送られてくる送信信号を空中線4に送るか、空中線4から送られてくる信号を受信器5に送るかを切り替える。   The circulator 3 switches between sending a transmission signal sent from the exciter 2 to the antenna 4 and sending a signal sent from the antenna 4 to the receiver 5.

空中線4は、N(Nは正の整数)個のアンテナ素子が間隔dで配列されて構成されており、励振器2からサーキュレータ3を介して送られてくる送信信号を、電波に変換して空中に送信するとともに、空中からの電波を受信して電気信号に変換し、受信信号としてサーキュレータ3を介して受信器5に送る。   The antenna 4 is configured by arranging N (N is a positive integer) antenna elements at an interval d. The antenna 4 converts a transmission signal sent from the exciter 2 through the circulator 3 into a radio wave. In addition to being transmitted in the air, radio waves from the air are received and converted into electrical signals, which are sent to the receiver 5 via the circulator 3 as received signals.

受信機5は、空中線4からサーキュレータ3を介して送られてくる受信信号の周波数を変換する。この受信器5で周波数が変換されら信号は、信号処理器6aに送られる。信号処理器6aは、受信器5から送られてくる信号に対して信号処理を施し、目標およびその形状を検出する。この信号処理器6aの詳細は後述する。レーダ制御器11aは、信号処理器6aにおいて行われる処理手順を制御する。   The receiver 5 converts the frequency of the received signal sent from the antenna 4 via the circulator 3. The signal whose frequency is converted by the receiver 5 is sent to the signal processor 6a. The signal processor 6a performs signal processing on the signal sent from the receiver 5, and detects the target and its shape. Details of the signal processor 6a will be described later. The radar controller 11a controls a processing procedure performed in the signal processor 6a.

次に、信号処理器6aの詳細を説明する。信号処理器6aは、パルス圧縮部61、DFT部62、検出部63、測角部64、メモリ65および加算部66から構成されている。   Next, details of the signal processor 6a will be described. The signal processor 6a includes a pulse compression unit 61, a DFT unit 62, a detection unit 63, an angle measurement unit 64, a memory 65, and an addition unit 66.

パルス圧縮部61は、受信器5から送られてくる信号に対してパルス圧縮を施す。このパルス圧縮部61でパルス圧縮が施された信号は、DFT部62に送られる。   The pulse compression unit 61 performs pulse compression on the signal transmitted from the receiver 5. The signal subjected to pulse compression by the pulse compression unit 61 is sent to the DFT unit 62.

DFT部62は、パルス圧縮部61から送られてくる信号を、離散フーリエ変換(DFT)することにより積分する。このDFT部62で積分することにより得られた信号は、検出部63に送られる。   The DFT unit 62 integrates the signal sent from the pulse compression unit 61 by performing a discrete Fourier transform (DFT). A signal obtained by integration by the DFT unit 62 is sent to the detection unit 63.

検出部63は、DFT部62から送られてくる信号を所定のスレッショルドレベルと比較することにより、目標を検出する。この検出部63で検出された目標を表す目標信号は、測角部64に送られる。この目標信号は、図2に示すように、目標をレンジ方向に輪切りにして観測した信号である。   The detection unit 63 detects the target by comparing the signal sent from the DFT unit 62 with a predetermined threshold level. A target signal representing the target detected by the detection unit 63 is sent to the angle measurement unit 64. As shown in FIG. 2, this target signal is a signal observed by cutting the target in the range direction.

図2(a)に示すように、距離分解能が低い場合は、目標のレンジ方向の形状を認識することができないが、図2(b)に示すように、距離分解能が高い場合は、目標のレンジ方向の形状を認識することが可能になる。実施例1に係るレーダ装置では、図2(b)に示すような高距離分解能が用いられる。なお、高距離分解能を得るためには、チャープ信号の帯域を変更して広帯域チャープ信号とすることにより実現できる。   As shown in FIG. 2A, when the distance resolution is low, the target shape in the range direction cannot be recognized. However, as shown in FIG. It becomes possible to recognize the shape in the range direction. In the radar apparatus according to the first embodiment, a high distance resolution as shown in FIG. In addition, in order to obtain high distance resolution, it can implement | achieve by changing the band of a chirp signal and making it a wideband chirp signal.

測角部64は、検出部63から送られてくる目標信号、つまり、輪切りにした各レンジの信号に対して測角処理を実施する。この実施例1に係るレーダ装置においては、測角部64において位相モノパルス測角方式で測角が行われるものとする。なお、位相モノパルス測角方式については、例えば、『吉田孝監修、「改訂レーダ技術」、初版、社団法人電子情報通信学会、平成15年2月15日、pp260−264』に説明されている。   The angle measurement unit 64 performs angle measurement processing on the target signal sent from the detection unit 63, that is, the signal of each range that has been cut. In the radar apparatus according to the first embodiment, it is assumed that the angle measurement unit 64 performs angle measurement using the phase monopulse angle measurement method. The phase monopulse angle measurement method is described in, for example, “Supervised by Takashi Yoshida,“ Revised Radar Technology ”, First Edition, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, February 15, 2003, pp 260-264”.

位相モノパルス測角方式においては、まず、Σビームが、次式で算出される。

Figure 0004643475
ここで、
Xe(n);アンテナ素子信号(n=1〜N)
N ;アンテナ素子数
d ;アンテナ素子間隔
W(n) ;アンテナ素子ウェイト
λ ;波長
θ0 ;ビーム指向方向
次に、Δビームが、次式で算出される。
Figure 0004643475
In the phase monopulse angle measurement method, first, the Σ beam is calculated by the following equation.
Figure 0004643475
here,
Xe (n); antenna element signal (n = 1 to N)
N: number of antenna elements d; antenna element spacing W (n); antenna element weight λ; wavelength θ0; beam directing direction Next, Δ beam is calculated by the following equation.
Figure 0004643475

次に、上記式(1)式で算出されたΣビーム、および(2)式で算出されたΔビームから、次式により誤差電圧εが算出される。

Figure 0004643475
ここで、
Re;複素数の実数部
その後、あらかじめ用意された誤差電圧εと角度との関係を規定したモノパルス曲線を用いて、誤差電圧εから角度を読み取り、測角値φが求められる。測角部64は、上述した方法で測角値φをレンジセル毎に算出し、クロスレンジ方向の目標位置として、メモリ65に格納する。この測角値φの算出は、M回(Mは正の整数)の観測機会において実施される。 Next, the error voltage ε is calculated from the Σ beam calculated by the above equation (1) and the Δ beam calculated by the equation (2) by the following equation.
Figure 0004643475
here,
Re: real part of complex number Thereafter, using a monopulse curve that defines the relationship between the error voltage ε and the angle prepared in advance, the angle is read from the error voltage ε to obtain the angle measurement value φ. The angle measurement unit 64 calculates the angle measurement value φ for each range cell by the method described above, and stores it in the memory 65 as a target position in the cross range direction. The calculation of the angle measurement value φ is performed at M observation opportunities (M is a positive integer).

メモリ65は、上述したように、M回の観測機会の各々において、測角部64で算出された各レンジの測角値φ、つまりクロスレンジ方向の目標位置を格納する。したがって、M回の観測機会が終了した時点では、M組の各レンジの目標位置が格納されることになる。このメモリ65の内容は、加算部66によって読み出される。   As described above, the memory 65 stores the angle measurement value φ of each range calculated by the angle measurement unit 64, that is, the target position in the cross range direction, at each of the M observation opportunities. Therefore, when the M observation opportunities are completed, the target positions of the M sets of the respective ranges are stored. The contents of the memory 65 are read by the adding unit 66.

加算部66は、M回の観測が終了した後、メモリ65からM組の目標位置を読み出し、これらをレンジ−クロスレンジ軸上で加算または論理和演算する。これにより、目標の画像が得られる。クロスレンジRcは、次式で算出することができる。

Figure 0004643475
ここで、
R;目標距離
φ;測角値[ラジアン]
以上のように構成されるレーダ装置の動作を、目標形状取得処理を中心に、図5に示すフローチャート、ならびに図3および図4に示す説明図を参照しながら説明する。この目標形状取得処理は、レーダ制御器11の制御の下に実施される。 After the M observations are completed, the adder 66 reads M sets of target positions from the memory 65, and adds or performs an OR operation on the range-cross range axes. Thereby, a target image is obtained. The cross range Rc can be calculated by the following equation.
Figure 0004643475
here,
R: Target distance φ: Angle measurement [radian]
The operation of the radar apparatus configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 5 and the explanatory diagrams shown in FIGS. This target shape acquisition process is performed under the control of the radar controller 11.

まず、ビームポジションが指定される(ステップS1)。すなわち、レーダ制御器11は、図3(a)に示すような方位方向および仰角方向によって規定される観測領域内の1つの方向にビームポジションを指定する。なお、ビームポジションは、観測領域内の全域を観測できるように、所定位置から順次に変更される。   First, a beam position is designated (step S1). That is, the radar controller 11 designates the beam position in one direction within the observation region defined by the azimuth direction and the elevation angle direction as shown in FIG. The beam position is sequentially changed from a predetermined position so that the entire observation area can be observed.

次いで、パルス圧縮が行われる(ステップS2)。すなわち、信号発生器1は、広帯域チャープ信号を発生して励振器2に送り、励振器2は、信号発生器1から送られてくる広帯域チャープ信号の周波数変換および増幅を行った後にサーキュレータ3を介して空中線4に送る。   Next, pulse compression is performed (step S2). That is, the signal generator 1 generates a broadband chirp signal and sends it to the exciter 2. The exciter 2 converts the frequency of the broadband chirp signal sent from the signal generator 1 and amplifies the circulator 3 after the frequency conversion and amplification. To the antenna 4.

これにより、空中線4から指定された方向に電波が放射される。空中線4は、この電波の反射波を受信してサーキュレータ3を介して受信器5に送り、受信器5は、この信号の周波数を変換して信号処理器6のパルス圧縮部61に送る。パルス圧縮部61は、受信器5から送られてくる信号をパルス圧縮する。   Thereby, a radio wave is radiated from the antenna 4 in the designated direction. The antenna 4 receives the reflected wave of the radio wave and sends it to the receiver 5 via the circulator 3. The receiver 5 converts the frequency of this signal and sends it to the pulse compression unit 61 of the signal processor 6. The pulse compression unit 61 performs pulse compression on the signal sent from the receiver 5.

次いで、レンジ抽出が行われる(ステップS3)。すなわち、図3(b)に示すように、パルス圧縮部61において、パルス圧縮された信号から1つのレンジに対応する時間軸(PRI:Pulse Repetition Interval)方向の信号が抽出され、DFT部62に送られる。次いで、DFT処理が行われる(ステップS4)。すなわち、DFT部62は、パルス圧縮部61から送られてくる1つのレンジの信号を、図3(c)に示すように、離散フーリエ変換(DFT)により積分し、検出部63に送る。   Next, range extraction is performed (step S3). That is, as shown in FIG. 3B, the pulse compression unit 61 extracts a signal in the time axis (PRI: Pulse Repetition Interval) direction corresponding to one range from the pulse-compressed signal, and outputs it to the DFT unit 62. Sent. Next, DFT processing is performed (step S4). That is, the DFT unit 62 integrates the signal of one range sent from the pulse compression unit 61 by discrete Fourier transform (DFT) and sends it to the detection unit 63 as shown in FIG.

次いで、検出が行われる(ステップS5)。すなわち、検出部63は、DFT部62から送られてくる信号を所定のスレッショルドレベルと比較することにより目標を検出し、目標信号として測角部64に送る。   Next, detection is performed (step S5). That is, the detection unit 63 detects a target by comparing the signal sent from the DFT unit 62 with a predetermined threshold level, and sends it to the angle measurement unit 64 as a target signal.

次いで、測角が行われる(ステップS6)。すなわち、測角部64は、検出部63から送られてくる目標信号に対して、上述した手順で測角処理を実施する。次いで、メモリ65への格納が行われる(ステップS7)。すなわち、測角部64は、測角処理により得られた測角値を、クロスレンジ方向の目標位置としてメモリ65に格納する。これにより、図3(d)に示すように、1つのレンジに対する目標位置(黒丸で示す)がメモリ65に格納される。   Next, angle measurement is performed (step S6). That is, the angle measurement unit 64 performs angle measurement processing on the target signal sent from the detection unit 63 according to the procedure described above. Next, storage in the memory 65 is performed (step S7). That is, the angle measurement unit 64 stores the angle measurement value obtained by the angle measurement process in the memory 65 as the target position in the cross range direction. As a result, as shown in FIG. 3D, the target position (indicated by a black circle) for one range is stored in the memory 65.

次いで、全レンジに対する処理が終了したかどうかが調べられる(ステップS8)。このステップS8において、全レンジに対する処理が終了していないことが判断されると、ステップS3に戻り、次のレンジに対する処理が行われる。   Next, it is checked whether or not the processing for all ranges has been completed (step S8). If it is determined in step S8 that the processing for all ranges has not been completed, the process returns to step S3, and processing for the next range is performed.

このようにして、複数のレンジに対する目標位置を求めると、目標の反射点の相違により、目標位置は、図3(d)に示すようにばらつくが、ビーム幅の範囲を逸脱することはない。一方、ステップS8において、全レンジに対する処理が終了したことが判断されると、次いで、M回の観測が終了したかどうかが調べられる(ステップS9)。このステップS9において、終了していないことが判断されると、ステップS2に戻り、次の観測が行われる。   Thus, when the target positions for a plurality of ranges are obtained, the target positions vary as shown in FIG. 3D due to the difference in the target reflection points, but do not deviate from the beam width range. On the other hand, if it is determined in step S8 that the processing for all ranges has been completed, it is then checked whether or not M observations have been completed (step S9). If it is determined in step S9 that the process has not ended, the process returns to step S2 and the next observation is performed.

上記ステップS9において、M回の観測が終了したことが判断されると、次いで、加算が行われる(ステップS10)。すなわち、M回の観測が終了した時点では、メモリ65には、図4(a)に示すような、M組の各レンジの目標位置が得られるので、加算部66は、M組の各レンジの目標位置を加算または論理和演算する。これにより、図4(b)に示すような、M組の各レンジの目標位置が合成されて、目標の形状が得られる。   If it is determined in step S9 that M observations have been completed, then addition is performed (step S10). That is, when M observations are completed, the target position of each of the M sets of ranges as shown in FIG. 4A is obtained in the memory 65. Add or OR the target positions. Thereby, as shown in FIG. 4B, the target positions of the M sets of the respective ranges are synthesized, and the target shape is obtained.

次いで、全てのビームポジションに対する処理が終了したかどうかが調べられる(ステップS11)。このステップS11において終了していないことが判断されると、ステップS1に戻り、次のビームポジションに対する処理が行われる。一方、ステップS11において、全てのビームポジションに対する処理が終了したことが判断されると、このレーダ装置における目標形状取得処理は終了する。   Next, it is checked whether or not the processing for all beam positions has been completed (step S11). If it is determined in step S11 that the process has not been completed, the process returns to step S1, and processing for the next beam position is performed. On the other hand, when it is determined in step S11 that the processing for all the beam positions has been completed, the target shape acquisition processing in this radar apparatus ends.

なお、上述した実施例1に係るレーダ装置では、測角部64では、位相モノパルス測角方式で測角するように構成したが、振幅モノパルス測角方式で測角するように構成することもできる。   In the radar apparatus according to the first embodiment described above, the angle measurement unit 64 is configured to measure the angle using the phase monopulse angle measurement method, but may be configured to measure the angle using the amplitude monopulse angle measurement method. .

また、上述した実施例1に係るレーダ装置では、レンジ方向の分解能を上げるために、広帯域チャープ信号を用いた方式を採用したが、例えば、ステップ周波数を用いる方式を採用することもできる。   In the radar apparatus according to the first embodiment described above, a method using a broadband chirp signal is employed to increase the resolution in the range direction. However, for example, a method using a step frequency can also be employed.

なお、ステップ周波数を用いる方式については、例えば、『Donald R.Wehner,”High-Resolution Radar Second Edition”,Artech House(1995),pp.200-209』や『ae Sok Son,”Range-Doppler Radar Imaging and Motion Compensation”,Artec House(2001),pp.13-15』などに説明されている。   As for the method using the step frequency, for example, “Donald R. Wehner,“ High-Resolution Radar Second Edition ”, Artech House (1995), pp. 200-209” and “ae Sok Son,” Range-Doppler Radar Imaging and Motion Compensation ”, Artec House (2001), pp. 13-15”.

上述した実施例1に係るレーダ装置では、図6(a)に示すように、同一ビーム幅内の同一レンジに複数の目標(目標1および目標2)が存在する場合は、正しく目標の形状を認識することができない。   In the radar apparatus according to the first embodiment described above, as shown in FIG. 6A, when a plurality of targets (target 1 and target 2) exist in the same range within the same beam width, the target shape is correctly set. It cannot be recognized.

そこで、本発明の実施例2に係るレーダ装置は、図6(b)に示すように、各目標の移動速度の差を利用してドップラ分解処理を行うことによりドップラフィルタで目標を分離した後、各々のフィルタバンクにおいて実施例1で説明した処理を実施する。   Therefore, the radar apparatus according to the second embodiment of the present invention, after separating the target by the Doppler filter by performing the Doppler decomposition process using the difference in the moving speed of each target, as shown in FIG. The processing described in the first embodiment is performed in each filter bank.

この際、各目標の移動速度が似通っていれば、図7(a)および図7(b)に示すように、分解能1/T1が低くなり、目標が同一バンクに入ってしまうため、目標をドップラフィルタで分離することができない。   At this time, if the movement speeds of the targets are similar, the resolution 1 / T1 is lowered and the targets are in the same bank as shown in FIGS. 7A and 7B. Cannot be separated by Doppler filter.

この場合は、図7(c)および図7(d)に示すように、目標にビームを照射し続ける時間であるドウェルタイムT(PRI×ヒット数)を長くして、ドップラフィルタの分解能1/T2をあげ、各々の目標が別バンクに入るように制御する。ドウェルタイムTは、DFT部62のパラメータを変更することにより長くすることができる。これにより、ドップラフィルタによって目標を分離し、その後、実施例1で説明した処理を実施するように構成する。   In this case, as shown in FIG. 7C and FIG. 7D, the dwell time T (PRI × number of hits), which is the time during which the target is continuously irradiated with the beam, is lengthened, and the Doppler filter resolution 1 / T2 is raised and each target is controlled to enter a different bank. The dwell time T can be increased by changing the parameters of the DFT unit 62. Accordingly, the target is separated by the Doppler filter, and thereafter, the processing described in the first embodiment is performed.

本発明の実施例3に係るレーダ装置は、実施例1または実施例2に係るレーダ装置によって得られた目標形状から、さらに目標の重心位置を求めるようにしたものである。   The radar apparatus according to the third embodiment of the present invention further obtains the target center-of-gravity position from the target shape obtained by the radar apparatus according to the first or second embodiment.

図8は、実施例3に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。このレーダ装置は、実施例1に係るレーダ装置に、重心演算部67が追加されて構成されている。   FIG. 8 is a block diagram illustrating the configuration of the radar apparatus according to the third embodiment. This radar apparatus is configured by adding a gravity center calculating unit 67 to the radar apparatus according to the first embodiment.

重心演算部67は、加算部66の処理により目標形状が認識された後、図9に示すように直交する軸(X軸、Y軸)に振幅を射影したものを、Ax(n)(n=1〜N)、Ay(m)(m=1〜M)とすると、次式による重心演算を実施して、重心位置Xg,Ygを算出する。

Figure 0004643475
ここで、
Ax(n);X(n)の位置に射影した振幅
Ay(n);Y(n)の位置に射影した振幅
重心位置Xgは、振幅Ax(n)が最大となるX軸座標である。また、重心位置Ygは、振幅Ay(n)が最大となるY軸座標である。 After the target shape is recognized by the processing of the addition unit 66, the center-of-gravity calculation unit 67 projects the amplitude onto the orthogonal axes (X axis, Y axis) as shown in FIG. = 1 to N) and Ay (m) (m = 1 to M), the center of gravity is calculated by the following equation to calculate the center of gravity positions Xg and Yg.
Figure 0004643475
here,
Ax (n); Amplitude projected to the position of X (n) Ay (n); Amplitude projected to the position of Y (n) The barycentric position Xg is an X-axis coordinate at which the amplitude Ax (n) is maximum. The gravity center position Yg is a Y-axis coordinate at which the amplitude Ay (n) is maximized.

なお、この実施例3では、重心位置を求めるように構成したが、目標の形状の中の特徴的な位置を示すために、重み付け等を行って他の位置を求めるように構成することもできる。   In the third embodiment, the position of the center of gravity is obtained. However, in order to show the characteristic position in the target shape, it is also possible to obtain the other position by weighting or the like. .

本発明は、目標の検出のみならず、目標の形状または形状の重心等を求めるレーダ装置に適用可能である。   The present invention can be applied not only to the detection of a target but also to a radar apparatus that obtains the shape of the target or the center of gravity of the shape.

本発明の実施例1に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例1に係るレーダ装置のレンジ方向の分解能を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the resolution | decomposability of the range direction of the radar apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るレーダ装置において行われる目標形状取得処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the target shape acquisition process performed in the radar apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るレーダ装置の加算部において行われる加算処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the addition process performed in the addition part of the radar apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るレーダ装置の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the radar apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係るレーダ装置において行われる処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process performed in the radar apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係るレーダ装置において行われる処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process performed in the radar apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radar apparatus which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例3に係るレーダ装置において行われる重心演算処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the gravity center calculation process performed in the radar apparatus which concerns on Example 3 of this invention. 従来のレーダ装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional radar apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 信号生成器
2 励振器
3 サーキュレータ
4 空中線
5 受信器
6 信号処理器
61 パルス圧縮部
62 DFT部
63 検出部
64 測角部
65 メモリ
66 加算部
67 重心演算部

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Signal generator 2 Exciter 3 Circulator 4 Antenna 5 Receiver 6 Signal processor 61 Pulse compression part 62 DFT part 63 Detection part 64 Angle measurement part 65 Memory 66 Addition part 67 Center of gravity calculation part

Claims (3)

送信波に対する反射波を受信する受信器と、
前記受信器からの信号をパルス圧縮して得られた高距離分解能の信号を離散フーリエ変換により積分するDFT部と、
前記DFT部からの信号から目標を検出して目標信号として出力する検出部と、
前記検出部からの目標信号に基づき目標に対してレンジ毎にビーム幅内で位相又は振幅モノパルス方式による測角を複数回行う測角部と、
前記測角部で測角することにより得られた各レンジの測角値により決定されるクロスレンジ方向の目標位置を記憶するメモリと、
前記複数回の観測回数の各々において前記メモリに記憶された複数組の各レンジの目標位置を加算または論理和演算し、目標の形状を得る加算部と、
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
A receiver for receiving a reflected wave with respect to a transmitted wave;
A DFT unit that integrates a high-resolution signal obtained by pulse compression of the signal from the receiver by discrete Fourier transform;
A detection unit that detects a target from a signal from the DFT unit and outputs the target as a target signal;
An angle measuring unit that performs angle measurement by a phase or amplitude monopulse method multiple times within a beam width for each range based on a target signal from the detection unit, and
A memory for storing a target position in the cross range direction determined by an angle measurement value of each range obtained by measuring an angle in the angle measuring unit;
An adder that adds or logically ORs the target positions of each of a plurality of sets of ranges stored in the memory at each of the plurality of observation times, and obtains a target shape;
A radar apparatus comprising:
前記DFT部は、ドウェルタイムを長くしてドップラ分解処理を行うことによりドップラフィルタで分離した各信号について離散フーリエ変換により積分を行い、
前記検出部は、前記DFT部から分離されて積分された信号の各々について目標を検出して目標信号として出力することを特徴とする請求項1記載のレーダ装置。
The DFT unit performs integration by discrete Fourier transform for each signal separated by the Doppler filter by performing Doppler decomposition processing with a long dwell time.
The radar apparatus according to claim 1, wherein the detection unit detects a target for each of the integrated signals separated from the DFT unit and outputs the target as a target signal.
前記加算部で得られた目標の形状に対して重心演算を行う重心演算部を備えたことを特徴とする請求項1または請求項2記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to claim 1, further comprising a centroid calculating unit that performs a centroid calculation on the target shape obtained by the adding unit.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6235557B2 (en) * 2013-03-12 2017-11-22 古野電気株式会社 Radar device

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5946872A (en) * 1982-09-10 1984-03-16 Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency Display device for sonar target
JPH0436679A (en) * 1990-05-31 1992-02-06 Aloka Co Ltd Azimuth angle measuring instrument by beam scanning
JPH04215085A (en) * 1990-02-23 1992-08-05 Hollandse Signaalapparaten Bv Radar equipment for detecting helicopter and detection unit therefor
JPH06331731A (en) * 1993-05-27 1994-12-02 Japan Radio Co Ltd Target detection system
JPH10111357A (en) * 1996-10-04 1998-04-28 Mitsubishi Electric Corp Mono-pulse radar device
JPH11118921A (en) * 1997-10-08 1999-04-30 Toshiba Corp Tracking point specific process device and tracking flying body
JP2000214255A (en) * 1999-01-25 2000-08-04 Japan Radio Co Ltd Ship radar device
JP2007147532A (en) * 2005-11-30 2007-06-14 Hitachi Ltd Radar system

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5946872A (en) * 1982-09-10 1984-03-16 Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency Display device for sonar target
JPH04215085A (en) * 1990-02-23 1992-08-05 Hollandse Signaalapparaten Bv Radar equipment for detecting helicopter and detection unit therefor
JPH0436679A (en) * 1990-05-31 1992-02-06 Aloka Co Ltd Azimuth angle measuring instrument by beam scanning
JPH06331731A (en) * 1993-05-27 1994-12-02 Japan Radio Co Ltd Target detection system
JPH10111357A (en) * 1996-10-04 1998-04-28 Mitsubishi Electric Corp Mono-pulse radar device
JPH11118921A (en) * 1997-10-08 1999-04-30 Toshiba Corp Tracking point specific process device and tracking flying body
JP2000214255A (en) * 1999-01-25 2000-08-04 Japan Radio Co Ltd Ship radar device
JP2007147532A (en) * 2005-11-30 2007-06-14 Hitachi Ltd Radar system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10142073B2 (en) 2016-08-05 2018-11-27 Panasonic Corporation Terminal apparatus, radio communication system and communication method

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