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JPH0310080B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0310080B2
JPH0310080B2 JP5042384A JP5042384A JPH0310080B2 JP H0310080 B2 JPH0310080 B2 JP H0310080B2 JP 5042384 A JP5042384 A JP 5042384A JP 5042384 A JP5042384 A JP 5042384A JP H0310080 B2 JPH0310080 B2 JP H0310080B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
average
azimuth
elevation
elevation angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP5042384A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60195471A (en
Inventor
Takashi Ibe
Toshihiko Hagisawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP5042384A priority Critical patent/JPS60195471A/en
Publication of JPS60195471A publication Critical patent/JPS60195471A/en
Publication of JPH0310080B2 publication Critical patent/JPH0310080B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/021Auxiliary means for detecting or identifying radar signals or the like, e.g. radar jamming signals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明はペンシルビーム走査方式の3次元レー
ダ装置における妨害信号の検出及び妨害信号デー
タの抽出処理を行なうレーダ信号処理装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a radar signal processing device that performs interference signal detection and interference signal data extraction processing in a pencil beam scanning three-dimensional radar device.

(従来技術) 一般に、レーダ受信信号の中には目標信号以外
に不要な受信信号が含まれているため、これらの
不要な受信信号により目標信号の検出が不可能に
なつたりあるいは目標信号以外の受信信号を誤つ
て検出したりする場合が生ずる。なかでも、レー
ダの受信帯域内の強い強度の電磁波(以下妨害信
号と呼ぶ)が人為的に外部から混入される場合
は、その妨害信号の到来方向の目標検出が困難と
なり、さらに目標の自動追尾処理等をコンピユー
タによつて処理する場合には、妨害信号が多数誤
つて検出されるため妨害信号到来方向以外の領域
においても目標の自動追尾処理が不可能になるこ
とがある。
(Prior art) In general, radar received signals include unnecessary received signals in addition to the target signal, so these unnecessary received signals may make it impossible to detect the target signal or cause signals other than the target signal to be detected. There may be cases where the received signal is erroneously detected. In particular, when strong electromagnetic waves within the radar reception band (hereinafter referred to as jamming signals) are artificially mixed in from the outside, it becomes difficult to detect targets in the direction of arrival of the jamming signals, and it becomes difficult to automatically track targets. When processing is performed by a computer, a large number of interference signals are erroneously detected, so that automatic target tracking processing may become impossible even in areas other than the direction in which the interference signals arrive.

このような妨害信号を受ける恐れのあるレーダ
装置では、受信信号から妨害信号を抑圧する手段
や妨害源の位置データ、妨害信号がレーダの目標
検出性能に影響を及ぼす範囲(以下ランレングス
と呼ぶ)を精度良く検出して妨害信号の影響を受
けた受信信号に対して目標検出処理を禁止し、コ
ンピユータの処理能力以上の信号検出を防ぐ手段
を有している。このような妨害防止手段をもつた
二次元レーダ装置として次のようなものがある。
Radar equipment that is likely to receive such interference signals must have a method for suppressing the interference signal from the received signal, the position data of the interference source, and the range in which the interference signal affects the target detection performance of the radar (hereinafter referred to as run length). The present invention has a means for accurately detecting the interference signal, inhibiting target detection processing for the received signal affected by the interference signal, and preventing signal detection exceeding the processing capacity of the computer. The following two-dimensional radar devices having such interference prevention means are available.

このレーダは、レーダ受信信号を対数増幅して
対数ビデオとし、この対数ビデオを各レーダスイ
ープ毎に積分し、この積分値があらかじめ設定さ
れたしきい値を越えた時、そのレーダスイープを
妨害信号の影響を受けたレーダスイープと判定
し、その判定結果としてのパルス(以下ストロー
ブ応答と呼ぶ)を出力すると共に、そのレーダス
イープの受信信号が目標検出処理を行なう回路へ
入力されることを禁止している。一方、方位方向
に連続して検出されるストローブ応答を処理し、
初めて妨害信号の影響ありと判定されたレーダス
イープ(以下ストローブの前縁と呼ぶ)と、この
ストローブの前縁が検出された後に初めて妨害信
号の影響無しと判定されたレーダスイープ(以下
ストローブの後縁と呼ぶ)とを検出し、これらレ
ーダスイープの方位データ(前縁および後縁の中
間)から妨害信号の中心方位及びランレングスを
算出し外部へ出力する。このようにして二次元レ
ーダでは1個所からの妨害信号に対して空中線方
位ビーム幅に係わる多数のレーダスイープにわた
り妨害信号を受信するので、妨害信号の中心方
位、ランレングスを検出することができる。
This radar logarithmically amplifies the radar received signal to create a logarithmic video, integrates this logarithmic video for each radar sweep, and when this integrated value exceeds a preset threshold, that radar sweep is used as a disturbance signal. It determines that the radar sweep has been affected by the radar sweep, outputs a pulse (hereinafter referred to as a strobe response) as a result of the determination, and prohibits the received signal of the radar sweep from being input to the circuit that performs target detection processing. ing. On the other hand, the strobe response that is continuously detected in the azimuth direction is processed,
The radar sweep that is determined to be affected by a jamming signal for the first time (hereinafter referred to as the leading edge of the strobe) and the radar sweep that is determined to be free from the influence of a jamming signal for the first time after the leading edge of this strobe is detected (hereinafter referred to as the "after strobe") The center azimuth and run length of the interference signal are calculated from the azimuth data (midway between the leading edge and the trailing edge) of these radar sweeps and output to the outside. In this way, the two-dimensional radar receives the jamming signal from one location over a number of radar sweeps related to the antenna azimuth beam width, so it is possible to detect the center azimuth and run length of the jamming signal.

一方、3次元レーダは尖鋭な空中線ペンシルビ
ームを方位方向及び仰角方向に走査し、1回の走
査ごとの送受信回数が通常1回であるようなペン
シルビーム走査方式を用いているので、1度妨害
信号を受信しても次に受信するのは仰角方向の空
中線ビーム走査(以下仰角スキヤンと呼ぶ)又は
方位方向の空中線ビーム走査が一度行なわれた後
となる。今、この3次元レーダ方式として、仰角
方向に電子的にペンシルビームを走査する空中線
が機械的に回転する場合を考えると、空中線の回
転速度が二次元レーダとほぼ同等である場合(す
なわちデータレートがほぼ同じ場合)には仰角ス
キヤン時間内の空中線回転角が、二次元レーダに
おけるパルス繰り返し時間内の空中線回転角に比
べて大きくなり、妨害信号を十分な強度で受信す
るレーダスイープ数が二次元レーダの場合に比べ
少なくなる。このため二次元レーダで用いた妨害
防止手段を用いて妨害信号の中心方位、ランレン
グスを検出することは困難となる。
On the other hand, 3D radar uses a pencil beam scanning method in which a sharp aerial pencil beam is scanned in the azimuth and elevation directions, and the number of transmissions and receptions per scan is usually one. Even if a signal is received, the next signal is received only after the antenna beam scan in the elevation direction (hereinafter referred to as elevation scan) or the antenna beam scan in the azimuth direction has been performed once. Now, in this three-dimensional radar system, if we consider the case where the antenna that electronically scans the pencil beam in the elevation direction is mechanically rotated, if the rotational speed of the antenna is approximately the same as that of the two-dimensional radar (i.e., the data rate is are almost the same), the antenna rotation angle within the elevation scan time is larger than the antenna rotation angle within the pulse repetition time in the two-dimensional radar, and the number of radar sweeps that receive the jamming signal with sufficient strength is This will be less than in the case of radar. Therefore, it is difficult to detect the center direction and run length of the jamming signal using the jamming prevention means used in the two-dimensional radar.

また、方位方向に電子的にペンシルビーム走査
をする空中線が、仰角方向に機械的に走査される
場合や、仰角方向及び方位方向のペンシルビーム
走査が全て電子的に行なわれる場合についても同
様な理由により、その妨害防止手段を用いて妨害
信号の中心方位で又は中心仰角及びランレングス
を検出することは困難となる。
The same reason also applies when an antenna that performs electronic pencil beam scanning in the azimuth direction is mechanically scanned in the elevation direction, or when all pencil beam scanning in the elevation and azimuth directions is performed electronically. This makes it difficult to detect the central azimuth or central elevation angle and run length of the jamming signal using the anti-jamming means.

(発明の目的) 本発明の目的は、このような問題点を解決し、
3次元レーダにおける妨害信号の中心方位、中心
仰角及びランレングスを検出する機能をもつたレ
ーダ信号処理装置を提供することにある。
(Object of the invention) The object of the invention is to solve such problems,
An object of the present invention is to provide a radar signal processing device having a function of detecting the central azimuth, central elevation angle, and run length of a disturbance signal in a three-dimensional radar.

(発明の構成) 本発明によるレーダ信号処理装置は、捜索空間
の方位方向および仰角方向に走査される空中線ペ
ンシルビームによつて妨害信号を含む受信信号を
受ける受信手段と、前記受信信号の中からクラツ
タ領域を除去して前記妨害信号を抽出するクラツ
タ除去手段と、このクラツタ除去手段により抽出
された複数の妨害信号の中から走査ビーム単位毎
に平均妨害強度を抽出する平均振幅抽出手段と、
前記の走査ビーム単位毎に得られる平均妨害強度
の中から極大となる強度の第1の走査ビームにお
ける第1の平均妨害信号を検出する極大信号検出
手段と、前記第1の走査ビームと方位方向で隣り
合う走査ビームの第2及び第3の平均妨害信号お
よび仰角方向で隣り合う走査ビームの第4及び第
5の平均妨害信号を抽出する信号抽出手段と、前
記第1、第2および第3の平均妨害信号強度及び
各平均妨害信号強度を与える走査ビームの方位か
ら妨害信号の到来する中心方位を検出する方位検
出手段と、前記第1、第4および第5の平均妨害
信号強度及び各平均妨害信号強度を与える走査ビ
ームの仰角から妨害信号の到来中心仰角を検出す
る仰角検出手段と、前記第1、第2および第3の
平均妨害信号強度、前記妨害信号の到来中心方位
および妨害信号を判定する所定基準レベルから妨
害信号の方位範囲を検出する方位範囲検出手段
と、前記第1、第4および第5の平均妨害信号強
度、前記妨害信号の到来中心仰角及び前記基準レ
ベルから妨害信号の仰角範囲を検出する仰角範囲
検出手段とを含み構成される。
(Structure of the Invention) A radar signal processing device according to the present invention includes a receiving means for receiving a received signal including a disturbance signal by an antenna pencil beam scanned in the azimuth direction and the elevation direction of a search space; clutter removal means for removing the clutter region and extracting the disturbance signal; average amplitude extraction means for extracting an average disturbance intensity for each scanning beam from among the plurality of disturbance signals extracted by the clutter removal means;
maximum signal detection means for detecting a first average disturbance signal in the first scanning beam having the maximum intensity among the average disturbance intensities obtained for each scanning beam unit; signal extraction means for extracting second and third average disturbance signals of adjacent scanning beams in the direction of elevation and fourth and fifth average disturbance signals of scanning beams adjacent in the elevation direction; azimuth detection means for detecting the center direction from which the interfering signal arrives from the scanning beam direction giving the average interfering signal intensity and each average interfering signal intensity; and the first, fourth and fifth average interfering signal intensities and each average. elevation angle detection means for detecting the elevation angle of the center of arrival of the interfering signal from the elevation angle of the scanning beam giving the interfering signal strength; azimuth range detection means for detecting the azimuth range of the interference signal from a predetermined reference level to be determined; and elevation angle range detection means for detecting an elevation angle range.

なお、本発明の構成は、方位方向と仰角方向の
両者について妨害信号源の位置データ及びランレ
ングスを検出するものであるが、方位方向のみ又
は仰角方向のみについて妨害信号源の位置データ
及びズンレングスを検出する構成も簡単に出来る
ことは明らかである。
Although the configuration of the present invention detects the position data and run length of the interference signal source in both the azimuth direction and the elevation direction, it is possible to detect the position data and run length of the interference signal source only in the azimuth direction or the elevation direction. It is clear that the configuration for detection can be easily made.

(発明の実施例) 次に、本発明を図面を参照して詳細に説明す
る。第1図は本発明の実施例のレーダ信号処理装
置のブロツク図、第3図は第1図の動作波形図を
示し、本実施例は空中線ビームが仰角方向には電
子的に、方位方向には空中線の回転によつて走査
されるものとする。本実施例は、入力端子1から
レーダ受信信号101を入力とし対数ビデオ10
2を出力する対数増幅器2と、この対数ビデオ1
02をA/D変換するA/D変換器3と、受信系
にあるSTC(Sensitivity Time Control)により
減衰を受けた受信信号強度を補正するための
STC振幅補正回路4と、グランド・クラツタ領
域であることを示すクラツタ領域ゲート103を
発生するクラツタ領域設定回路6と、このクラツ
タ領域ゲート103を受けこのクラツタ領域ゲー
トがかかつている間STC振幅補正回路4の出力
ビデオ105を禁止するクラツタ除去回路5と、
このクラツタ除去回路5の出力106から受信機
雑音を除去する受信機雑音除去回路7と、この雑
音除去回路7の出力107を1レーダスイープ間
積分しその積分値を1レーダスイープのうちクラ
ツタ領域及び受信機雑音のみの領域に相当する時
間を差し引いた時間で除することにより平均的な
妨害信号振幅値を抽出し出力する平均振幅抽出回
路8と、この平均振幅抽出回路8の出力を1レー
ダスイープ間及び2レーダスイープ間遅延させた
後出力するスイープメモリ13と、このスイープ
メモリ13の出力および平均振幅抽出回路8の出
力から仰角方向に隣接した3本の空中線ビームに
対応する平均振幅値出力を比較しこれらの中から
極大値とこの(極大値を与える空中線ビームに隣
接する空中線ビームに対応した)極大値の次に大
きな平均振幅値を抽出して空中線走査ビームを指
定する情報と共に出力する仰角信号抽出回路9
と、この仰角信号抽出回路9の出力を連続する仰
角スキヤン2回分にわたり記憶する仰角スキヤ
ン・メモリ10と、これら仰角信号抽出回路9お
よび仰角スキヤンメモリ10の出力から、連続す
る3回の仰角スキヤンにわたる仰角出力および空
中線20から入力端子15に受けた方位角信号を
受け平均振幅の方位方向の極大値とこの(極大値
を与える空中線ビームに隣接する空中線ビームに
対応した)極大値の次に大きな平均振幅値とそれ
ぞれの空中線ビームに対応する方位データとを抽
出し、仰角方向のデータと共に出力する方位信号
抽出回路11と、この方位信号抽出回路11の出
力と妨害信号検出の感度を決めるため外部より設
定される入力端子16からの基準信号を受け、こ
の基準信号に応じて方位信号抽出回路11の出力
を選択し、妨害信号源の方位、仰角、ランレング
スを算出して出力端子14から出力する演算回路
12とを含み構成される。
(Embodiments of the Invention) Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a radar signal processing device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an operational waveform diagram of FIG. shall be scanned by the rotation of the antenna. In this embodiment, a radar reception signal 101 is input from the input terminal 1, and a logarithmic video signal 101 is input.
Logarithmic amplifier 2 outputs 2 and this logarithmic video 1
An A/D converter 3 that converts 02 into A/D, and an A/D converter 3 for A/D converting the 02, and an A/D converter 3 for correcting the received signal strength that has been attenuated by STC (Sensitivity Time Control) in the receiving system.
An STC amplitude correction circuit 4, a clutter area setting circuit 6 that generates a clutter area gate 103 indicating that it is a ground clutter area, and an STC amplitude correction circuit that receives this clutter area gate 103 while the clutter area gate is on. a clutter removal circuit 5 for inhibiting the output video 105 of 4;
A receiver noise removal circuit 7 removes receiver noise from the output 106 of the clutter removal circuit 5, and the output 107 of this noise removal circuit 7 is integrated over one radar sweep, and the integrated value is calculated in the clutter area and An average amplitude extraction circuit 8 extracts and outputs an average interference signal amplitude value by dividing the time corresponding to the area of receiver noise only by the time subtracted, and the output of this average amplitude extraction circuit 8 is divided into one radar sweep. Sweep memory 13 outputs after delaying for 2 radar sweeps and 2 radar sweeps, and the average amplitude value output corresponding to three antenna beams adjacent in the elevation direction is obtained from the output of this sweep memory 13 and the output of the average amplitude extraction circuit 8. From these, the local maximum value and the next largest average amplitude value of the local maximum value (corresponding to the antenna beam adjacent to the antenna beam giving the local maximum value) are extracted and output along with information specifying the antenna scanning beam. Signal extraction circuit 9
and an elevation scan memory 10 that stores the output of the elevation signal extraction circuit 9 for two consecutive elevation scans, and from the outputs of the elevation signal extraction circuit 9 and the elevation scan memory 10, it stores the output of the elevation signal extraction circuit 9 for three consecutive elevation scans. The maximum value in the azimuth direction of the average amplitude of the elevation angle output and the azimuth signal received from the antenna 20 at the input terminal 15 and the next largest average value of this maximum value (corresponding to the antenna beam adjacent to the antenna beam giving the maximum value) An azimuth signal extraction circuit 11 extracts amplitude values and azimuth data corresponding to each antenna beam, and outputs them together with elevation direction data. It receives a reference signal from input terminal 16 to be set, selects the output of azimuth signal extraction circuit 11 according to this reference signal, calculates the azimuth, elevation angle, and run length of the interference signal source, and outputs it from output terminal 14. It is configured to include an arithmetic circuit 12.

第2図は本実施例における空中線ビームパター
ンの一例の模式図である。空中線20は図のよう
に時計方向30に回転し、1回の送信又は受信に
おいて仰角方向に1本の空中線ビームが形成さ
れ、この空中線ビームを仰角方向32に走査する
こによつて本実施例のレーダ装置が3次元の覆域
を有するものとする。この図の空中線ビーム41
〜49は、仰角方向に連続して形成される空中線
ビームを連続する3仰角スキヤンにわたつて模式
的に表わし、妨害信号が矢印方向31から放射さ
れるものとする。
FIG. 2 is a schematic diagram of an example of an antenna beam pattern in this embodiment. The antenna 20 rotates in a clockwise direction 30 as shown in the figure, and one antenna beam is formed in the elevation direction in one transmission or reception, and by scanning this antenna beam in the elevation direction 32, this embodiment It is assumed that the radar device has a three-dimensional coverage area. Antenna beam 41 in this figure
49 schematically represents an antenna beam continuously formed in the elevation direction over three consecutive elevation angle scans, and it is assumed that the interference signal is radiated from the arrow direction 31.

第3図は第1図の動作を説明する波形図であ
る。第2図において、空中線ビームで受信された
信号は対数増幅器2で対数ビデオ102(第3
図)に変換された後A/D変換器3によりその振
幅がデイジタルコードに変換される。この対数ビ
デオ102は妨害信号の他にグランドクラツタ等
も含んでおり、またSTCによつて近距離からの
受信信号に対して減衰が加えられているため、
A/D変換された対数ビデオはその後STC振幅
補正回路4によつてSTC逆特性の振幅補正が行
なわれ、この振幅補正出力105(第3図)がク
ラツタ除去回路5に送られる。
FIG. 3 is a waveform diagram illustrating the operation of FIG. 1. In FIG.
After the amplitude is converted into a digital code by the A/D converter 3, the amplitude is converted into a digital code. This logarithmic video 102 includes ground clutter in addition to interference signals, and the STC adds attenuation to signals received from a short distance.
The A/D converted logarithmic video is then subjected to amplitude correction of the STC inverse characteristic by the STC amplitude correction circuit 4, and this amplitude correction output 105 (FIG. 3) is sent to the clutter removal circuit 5.

このクラツタ除去回路5は、妨害信号強度検出
の際のグランドクラツタの影響を除くため、振幅
補正が行なわれた対数ビデオ105と、クラツタ
領域設定回路6から送られるクラツタ領域ゲート
103(第3図)とを受け、このクラツタ領域ゲ
ート103で指定された期間STC振幅補正回路
4からの対数ビデオをしや断した後受信機雑音除
去回路7にこの対数ビデオ106(第3図)を送
り出す。この受信機雑音除去回路7はクラツタ除
去回路5から送られてくる対数ビデオと受信機雑
音レベルに相当するあらかじめ設定されたしきい
値とを比較し、このクラツタ除去回路5の出力1
06出力のうちこのしきい値を越える対数ビデオ
振幅信号のみ平均振幅抽出回路8に出力し(信号
107〔第3図〕)、同時にこの回路8に出力され
る1レーダスイープあたりのデータ数(以下サン
プル数と呼ぶ)を計数する。この平均振幅抽出回
路8はその出力を1レーダスイープの間積分し、
この積分値を雑音除去回路7から送られる1レー
ダスイープあたりのサンプル数104で除するこ
とによつて妨害信号の平均振幅値108(第3
図)を抽出し仰角信号抽出回路9及びスイープメ
モリ13に送り出す。
This clutter removal circuit 5 receives a logarithmic video 105 that has undergone amplitude correction and a clutter area gate 103 (see FIG. ), the logarithmic video from the STC amplitude correction circuit 4 is cut off for a period specified by the clutter area gate 103, and then the logarithmic video 106 (FIG. 3) is sent to the receiver noise removal circuit 7. This receiver noise removal circuit 7 compares the logarithmic video sent from the clutter removal circuit 5 with a preset threshold value corresponding to the receiver noise level, and outputs 1 of the clutter removal circuit 5.
Of the 06 outputs, only the logarithmic video amplitude signal that exceeds this threshold is output to the average amplitude extraction circuit 8 (signal 107 [Figure 3]), and at the same time the number of data per radar sweep output to this circuit 8 (hereinafter (referred to as the number of samples). This average amplitude extraction circuit 8 integrates its output for one radar sweep,
By dividing this integral value by the number of samples 104 per radar sweep sent from the noise removal circuit 7, the average amplitude value 108 (the third
) is extracted and sent to the elevation angle signal extraction circuit 9 and sweep memory 13.

このスイープメモリ13は、平均振幅値の仰角
方向の極大値等を抽出するための信号として、平
却振幅抽出回路8からの平均振幅値108を1レ
ーダトリガ間隔分遅延させたものと2レーダトリ
ガ間隔分遅延させたものとを仰角信号抽出回路9
に出力する。この仰角信号抽出回路9は、平均振
幅抽出回路8とスイープメモリ13から送られる
3種類の平均振幅値のうち1種類について、それ
が極大値か否かを判定し、極大値である場合は、
その振幅値と空中線ビームを指定する情報及びこ
の極大値を与える空中線ビームに隣接した空中線
ビームに対応する平均振幅値のうち、極大値の次
に大きな値を与えるものにつきその値と、空中線
ビームを指定する情報を抽出し仰角スキヤンメモ
リ10および方位信号抽出回路11に送り出す。
This sweep memory 13 uses a signal obtained by delaying the average amplitude value 108 from the flattened amplitude extraction circuit 8 by one radar trigger interval and a signal for extracting the local maximum value in the elevation direction of the average amplitude value, and the like by two radar trigger intervals. The delayed signal and the elevation angle signal extraction circuit 9
Output to. This elevation angle signal extraction circuit 9 determines whether one of the three types of average amplitude values sent from the average amplitude extraction circuit 8 and the sweep memory 13 is a local maximum value, and if it is a local maximum value,
Among the information specifying the amplitude value and the antenna beam, and the average amplitude value corresponding to the antenna beam adjacent to the antenna beam that gives this local maximum value, the value that gives the next largest value after the local maximum value, and the antenna beam. Specified information is extracted and sent to the elevation scan memory 10 and the azimuth signal extraction circuit 11.

この様子を第2図により説明する。この図にお
いて、現在形成されている空中線ビームがビーム
43であるとすると、スリープメモリ13からは
空中線ビーム41,42に対応する平均振幅値
が、平均振幅抽出回路8からは空中線ビーム43
に対応する平均振幅値が出力される。まず、仰角
信号抽出回路9において空中線ビーム41,4
2,43の各振幅値を比較し、空中線ビーム42
が極大値か否かを判定する。すなわち、空中線ビ
ーム42を空中線ビーム41,43と比較した結
果、その両者よりも平均振幅値が大きい場合、こ
の空中線ビーム42が極大値であると判定され
る。この空中線ビーム42が極大値であると判定
されると、その平均振幅値と空中線ビーム42を
指定する情報(例えばビーム番号)を抽出する。
それと同時に空中線ビーム41,43を比較し、
これらのうちの大きい方の値とそれに対応する空
中線ビーム指定情報をも抽出する。
This situation will be explained with reference to FIG. In this figure, assuming that the currently formed antenna beam is beam 43, the average amplitude value corresponding to the antenna beams 41 and 42 is obtained from the sleep memory 13, and the average amplitude value corresponding to the antenna beam 43 is obtained from the average amplitude extraction circuit 8.
The average amplitude value corresponding to is output. First, in the elevation signal extraction circuit 9, the antenna beams 41, 4
2 and 43, and the antenna beam 42
Determine whether or not is the maximum value. That is, as a result of comparing the antenna beam 42 with the antenna beams 41 and 43, if the average amplitude value is larger than both, it is determined that the antenna beam 42 has the maximum value. When it is determined that this antenna beam 42 has the maximum value, its average amplitude value and information specifying the antenna beam 42 (eg, beam number) are extracted.
At the same time, the antenna beams 41 and 43 are compared,
The larger of these values and the corresponding antenna beam designation information are also extracted.

一方、仰角スキヤンメモリ10では、仰角信号
抽出回路9の出力を連続する2仰角スキヤンにわ
たり記憶し、この回路9の出力に比べて仰角スキ
ヤン前及び仰角スキヤン前の各出力を方位信号抽
出回路11へ送り出す。この方位信号抽出回路1
1は、仰角信号抽出回路9の動作と同様に、これ
と仰角信号抽出回路9、仰角スキヤンメモリ10
の各出力を比較し、平均振幅の方位方向の極大値
と極大値を与える空中線ビームに隣接する空中線
ビームに対応した極大値の次に大きな平均振幅値
及びそれらに対応する方位データを抽出する。
On the other hand, the elevation scan memory 10 stores the output of the elevation signal extraction circuit 9 over two consecutive elevation scans, and compared to the output of this circuit 9, the outputs before the elevation scan and before the elevation scan are sent to the azimuth signal extraction circuit 11. send out. This direction signal extraction circuit 1
1 is the same as the operation of the elevation signal extraction circuit 9, and the elevation signal extraction circuit 9 and the elevation scan memory 10.
, and extract the maximum value of the average amplitude in the azimuth direction, the next largest average amplitude value after the maximum value corresponding to the antenna beam adjacent to the antenna beam giving the maximum value, and the azimuth data corresponding thereto.

今、第2図のモデルにおいて各空中線ビーム4
2,45,48の妨害信号の受信電力が、各仰角
スキヤンで極大であつたとすると、各空中線ビー
ムにおける妨害信号受信レベルは、第4図のよう
に示される。この図において、42A,45A,
48Aは空中線ビーム42,45,48の方位方
向のパターンを示したものであり、方向31から
到来する妨害信号に対する各空中線ビームの空中
線利得は、それぞれ妨害到来方向31の受信レベ
ル51,52,53に対応した空中線利得とな
る。このモデルでは空中線パターン45Aの空中
線利得52が最大であり、以下空中線パターン4
8Aの空中線利得53、空中線パターン42Aの
空中線利得Hと続く。したがつて、第1図仰角信
号抽出回路9からの平均振幅値の極大値出力は出
力54,55,56のようになり、方位信号抽出
回路11は出力55,56の振幅値をそれぞれ極
大値及び極大値の次の平均振幅値として抽出し、
さらに空中線ビーム42,45のノーズの方位角
θ2,θ3を出力55,56に対応する方位データと
して抽出する。
Now, in the model of Fig. 2, each antenna beam 4
Assuming that the received power of the interference signals No. 2, 45, and 48 is maximum at each elevation angle scan, the interference signal reception level at each antenna beam is shown as shown in FIG. In this figure, 42A, 45A,
48A shows the pattern in the azimuth direction of the antenna beams 42, 45, 48, and the antenna gain of each antenna beam with respect to the interference signal arriving from the direction 31 is the reception level 51, 52, 53 of the interference arrival direction 31, respectively. The antenna gain corresponds to In this model, antenna gain 52 of antenna pattern 45A is maximum, and below antenna pattern 4
The antenna gain 53 of 8A is followed by the antenna gain H of the antenna pattern 42A. Therefore, the local maximum value output of the average amplitude value from the elevation angle signal extraction circuit 9 in FIG. and extracted as the average amplitude value next to the local maximum value,
Furthermore, the azimuth angles θ 2 and θ 3 of the noses of the antenna beams 42 and 45 are extracted as azimuth data corresponding to the outputs 55 and 56.

このようにして仰角データ抽出回路9、方位デ
ータ抽出回路11によつて得られた妨害信号の平
均振幅値の2次元的な極大値及び極大値に次ぐ
値、それらに対応する空中線ビーム仰角情報及び
方位角情報が演算回路12に送られこの演算回路
12は、各データ及び基準信号から妨害信号源の
中心方位、中心仰角方位方向のランレングス及び
仰角方向のランレングスを算出するが、方位方
向、仰角方向とも処理のアルゴリズムは同じであ
るため、ここでは中心方位及び方位方向のランレ
ングスの算出について説明する。
In this way, the two-dimensional maximum value and the value next to the maximum value of the average amplitude value of the interference signal obtained by the elevation data extraction circuit 9 and the azimuth data extraction circuit 11, the antenna beam elevation angle information corresponding thereto, and The azimuth angle information is sent to the arithmetic circuit 12, and the arithmetic circuit 12 calculates the center azimuth, center elevation angle azimuth direction run length, and elevation direction run length of the interfering signal source from each data and the reference signal. Since the processing algorithm is the same for both the elevation angle direction, calculation of the run lengths for the center azimuth and azimuth directions will be described here.

今、第4図において、空中線ビーム42,4
5,48のビームノーズ方向の方位角をθ1,θ2
θ3とすると、出力54,55,56は、第5図a
に示すように、空中線パターン特性に比例した値
となる。ここで平均振幅の極大値A2、極大値の
次に大きい値A3とすると、妨害信号の中心方位θI
は次式で計算される。
Now, in FIG. 4, the antenna beams 42, 4
The azimuth angle of the beam nose direction of 5,48 is θ 1 , θ 2 ,
If θ 3 , the outputs 54, 55, 56 are as shown in Fig. 5a.
As shown in , the value is proportional to the antenna pattern characteristics. Here, if the maximum value of the average amplitude is A 2 and the next largest value after the maximum value is A 3 , then the center azimuth of the interference signal θ I
is calculated using the following formula.

θI=θ2+θ3/2+△θ (1) ここで、補正角△θは極大値A2と極大値の次
に大きい値A3とに係わる補正量であり、空中線
ビームパターン特性がガウス関数で近似される場
合、第5図bに示すように、A2−A3の値と直線
関数となる。
θ I = θ 2 + θ 3 /2 + △θ (1) Here, the correction angle △θ is the amount of correction related to the maximum value A 2 and the next largest value A 3 after the maximum value, and the antenna beam pattern characteristics are Gaussian. When approximated by a function, it becomes a linear function with the value of A 2 −A 3 as shown in FIG. 5b.

次に、この関数を式により説明する。 Next, this function will be explained using a formula.

第4図における空中線パターン45A,48A
の特性f(θ)、g(θ)を次の式で示す(パター
ン45Aのビームノーズ方位を0度とする)。
Aerial pattern 45A, 48A in Fig. 4
The characteristics f(θ) and g(θ) are shown by the following equations (assuming the beam nose direction of pattern 45A is 0 degrees).

f(θ)=A・exp{−a(θI−θ22} ……(2) g(θ)=A・exp{−a(θI−θ32} ……(3) ここで、Aは最大振幅の定数、aは定数、θI
妨害電波の方位、θ2,θ3はパターン45A,48
Aの各ビームノーズの方位を示す。
f(θ)=A・exp{−a(θ I −θ 2 ) 2 } …(2) g(θ)=A・exp{−a(θ I −θ 3 ) 2 } …(3) Here, A is the maximum amplitude constant, a is the constant, θ I is the direction of the jamming wave, θ 2 and θ 3 are the patterns 45A, 48
The orientation of each beam nose in A is shown.

また、k、bを定数として対数増幅器の特性を
次の式とする。
Further, the characteristics of the logarithmic amplifier are expressed by the following equation, where k and b are constants.

h(x)=k・lnbx ……(4) 従つて、対数増幅器の出力でのパターン特性は
次の式となる。
h(x)=k·lnbx (4) Therefore, the pattern characteristics at the output of the logarithmic amplifier are as follows.

h(f(θ))=k・lnA・exp{−a(θI−θ22} =k[lnA−a(θI−θ22] ……(5) h(g(θ))=k・lnA・exp{−a(θI−θ32} =k[lnA−a(θI−θ32] ……(6) これら(5)、(6)式はそれぞれ角度θにおけるA2
A3に相当し、これらの差をとると次のようにな
る。
h(f(θ)) = k・lnA・exp{−a(θ I −θ 2 ) 2 } = k[lnA−a(θ I −θ 2 ) 2 ] …(5) h(g(θ ))=k・lnA・exp{−a(θ I −θ 3 ) 2 } =k[lnA−a(θ I −θ 3 ) 2 ] …(6) These equations (5) and (6) are A 2 at angle θ, respectively,
This corresponds to A 3 , and taking the difference between them gives the following.

A2−A3=h(f(θ))−h(g(θ)) =k[lnA−a(θI−θ22] −k[lnA−a(θI−θ32] =ka[(θI−θ32−(θI−θ22] =2ka(θ2−θ3)θI−ka(θ3 2−θ2 3 この式からθIを求めると、次のようになる。A 2 −A 3 =h(f(θ))−h(g(θ)) =k[lnA−a(θ I −θ 2 ) 2 ] −k[lnA−a(θ I −θ 3 ) 2 ] = ka [(θ I − θ 3 ) 2 − (θ I − θ 2 ) 2 ] = 2 ka (θ 2 − θ 3 ) θ I − ka (θ 3 2 − θ 2 3 Find θ I from this formula And it becomes like this.

θI=1/2ka(θ2−θ3)(A2−A3)+θ2+θ3/2…
…(7) この式で、θ2+θ3/2は定数であるが、θIは(1)式 で示されるから△θは次の式となる。
θ I = 1/2ka (θ 2 - θ 3 ) (A 2 - A 3 ) + θ 2 + θ 3 /2...
...(7) In this equation, θ 23 /2 is a constant, but since θ I is shown by equation (1), Δθ is the following equation.

△θ=1/2ka(θ2−θ3)(A2−A3)……(8) ここで2ka(θ2−θ3)は定数であるから、△θと
A2−A3とが直線関係にあることになる。
△θ=1/2ka (θ 2 - θ 3 ) (A 2 - A 3 )...(8) Here, 2ka (θ 2 - θ 3 ) is a constant, so △θ and
A 2A 3 is in a linear relationship.

このように第5図bにおける直線の傾き」は空
中線のパターンにより決定される。したがつて、
実測されたA2、A3から△θを求めることによつ
て妨害方位θIを求めることができる。
Thus, the slope of the straight line in FIG. 5b is determined by the antenna pattern. Therefore,
The interference direction θ I can be determined by determining Δθ from the actually measured A 2 and A 3 .

一方、ランレングスθRについては受信妨害信号
強度の空中線ビーム・パターン特性を極大値A2
A3から推定し、この推定されたパターン特性が
外部より設定される基準信号値を越える角度範囲
から求める。すなわち、57が出力55,56か
ら推定されたパターン特性、58が基準信号レベ
ルであるとすると、この基準信号レベル58を越
える角度範囲θRがラン・レングスとなる。
On the other hand, for the run length θ R , the antenna beam pattern characteristics of the received interference signal strength are determined by the maximum value A 2 ,
A 3 is estimated, and the estimated pattern characteristics are determined from the angle range in which the estimated pattern characteristics exceed the reference signal value set externally. That is, assuming that 57 is the pattern characteristic estimated from the outputs 55 and 56 and 58 is the reference signal level, the angular range θ R exceeding the reference signal level 58 is the run length.

また、中心仰角及び仰角方向のランレングスに
ついては、角度データの代わりに空中線ビームを
指定する情報からその空中線ビームの仰角を求め
る必要があるが、その後の処理は中心方位及び方
位方向のランレングスを得る処理と同じである。
Regarding the center elevation angle and the run length in the elevation direction, it is necessary to calculate the elevation angle of the antenna beam from the information specifying the antenna beam instead of the angle data, but the subsequent processing is based on the run length in the center azimuth and azimuth direction. The process is the same as that obtained.

なお、本実施例では最初に仰角方向の極大値を
抽出し、その後方位方向の極大値を検出したが、
この順番を逆にすることも出来、さらに方位方向
及び仰角方向の処理を同時に行なうことも容易に
考えられる。また、1回の送信で複数個の空中線
ビームを形成させることも出来る。
Note that in this example, the maximum value in the elevation direction was first extracted, and then the maximum value in the azimuth direction was detected.
This order can be reversed, and it is also easily possible to perform processing in the azimuth direction and the elevation direction at the same time. Furthermore, multiple antenna beams can be formed in one transmission.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、ビーム
走査ごとの送受信回数が通常1回であるようなペ
ンシルビーム走査方式の3次元レーダ装置におい
ても妨害信号源の方位、仰角及びランレングスを
確実に検出できるという効果がある。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, the azimuth, elevation angle and This has the effect that run length can be detected reliably.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第2図は本実施例における空中線ビームパターン
の一例を示す模式図、第3図は第1図のブロツク
の信号波形図、第4図は第2図における各空中線
ビームの妨害信号受信の様子を示す模式図、第5
図a,bは隣接する空中線ビームから得られた平
均振幅値より妨害信号源の方向を内そう計算する
方法の説明図である。図において 1……レーダ受信信号入力端子、2……対数増
幅器、3……A/D変換器、4……STC振幅補
正回路、5……クラツタ除去回路、6……クラツ
タ領域設定回路、7……受信機雑音除去回路、8
……平均振幅抽出回路、9……仰角信号抽出回
路、10……仰角スキヤンメモリ、11……方位
信号抽出回路、12……演算回路、13……スイ
ープメモリ、14……妨害信号出力端子、15…
…方位角入力端子、16……基準信号入力端子、
20……空中線、30……空中線回転方向、31
……妨害信号到来方向、32……仰角走査方向、
41〜49……空中線ペンシルビーム、42A,
45A,48A……空中線ビーム42,45,4
8の各方位パターン、51,52,53……妨害
信号の受信レベル、54,55,56……各空中
線ビーム42,45,48の振幅出力、57……
指定されたパターン特性、58……基準信号レベ
ル、101……レーダ受信信号、102……対数
ビデオ、103……クラツタ領域ゲート、104
……サンプル数信号、105……STC振幅補正
回路出力、106……クラツタ除去回路出力、1
07……受信機雑音除去回路出力、108……平
均振幅値、109……妨害信号である。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the antenna beam pattern in this embodiment, FIG. 3 is a signal waveform diagram of the block in FIG. 1, and FIG. Schematic diagram shown, 5th
Figures a and b are explanatory diagrams of a method for calculating the direction of the interference signal source from the average amplitude values obtained from adjacent antenna beams. In the figure: 1... Radar reception signal input terminal, 2... Logarithmic amplifier, 3... A/D converter, 4... STC amplitude correction circuit, 5... clutter removal circuit, 6... clutter area setting circuit, 7 ...Receiver noise removal circuit, 8
... Average amplitude extraction circuit, 9 ... Elevation angle signal extraction circuit, 10 ... Elevation angle scan memory, 11 ... Direction signal extraction circuit, 12 ... Arithmetic circuit, 13 ... Sweep memory, 14 ... Interference signal output terminal, 15...
...Azimuth input terminal, 16...Reference signal input terminal,
20... Antenna, 30... Antenna rotation direction, 31
... Interfering signal arrival direction, 32 ... Elevation angle scanning direction,
41-49...Aerial pencil beam, 42A,
45A, 48A...Aerial beam 42, 45, 4
8 azimuth patterns, 51, 52, 53... Reception level of interference signal, 54, 55, 56... Amplitude output of each antenna beam 42, 45, 48, 57...
Specified pattern characteristics, 58... Reference signal level, 101... Radar reception signal, 102... Logarithmic video, 103... Clutter area gate, 104
...Sample number signal, 105...STC amplitude correction circuit output, 106...Clutter removal circuit output, 1
07... Receiver noise removal circuit output, 108... Average amplitude value, 109... Interfering signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 捜索空間の方位方向および仰角方向に走査さ
れる空中線ペンシルビームによつて妨害信号を含
む受信信号を受ける受信手段と、前記受信信号の
中からクラツタ領域を除去して前記妨害信号を抽
出するクラツタ除去手段と、このクラツタ除去手
段により抽出された複数の妨害信号の中から走査
ビーム単位毎に平均妨害強度を抽出する平均振幅
抽出手段と、前記の走査ビーム単位毎に得られる
平均妨害強度の中から極大となる強度の第1の走
査ビームにおける第1の平均妨害信号を検出する
極大信号検出手段と、前記第1の走査ビームと方
位方向で隣り合う走査ビームの第2及び第3の平
均妨害信号および仰角方向で隣り合う走査ビーム
の第4及び第5の平均妨害信号を抽出する信号抽
出手段と、前記第1、第2および第3の平均妨害
信号強度及び各平均妨害信号強度を与える走査ビ
ームの方位から妨害信号の到来する中心方位を検
出する方位検出手段と、前記第1、第4および第
5の平均妨害信号強度及び各平均妨害信号強度を
与える走査ビームの仰角から妨害信号の到来中心
仰角を検出する仰角検出手段と、前記第1、第2
および第3の平均妨害信号強度、前記妨害信号の
到来中心方位および妨害信号を判定する所定基準
レベルから妨害信号の方位範囲を検出する方位範
囲検出手段と、前記第1、第4および第5の平均
妨害信号強度、前記妨害信号の到来中心仰角およ
び前記基準レベルから妨害信号の仰角範囲を検出
する仰角範囲検出手段とを含むレーダ信号処理装
置。
1. Receiving means for receiving a received signal including a disturbance signal by an antenna pencil beam scanned in the azimuth and elevation directions of a search space, and a clutter for removing a clutter region from the received signal and extracting the disturbance signal. an average amplitude extraction means for extracting an average disturbance intensity for each scanning beam unit from among the plurality of interference signals extracted by the clutter removal means; maximum signal detection means for detecting a first average disturbance signal in a first scanning beam having a maximum intensity from , and second and third average disturbance signals in scanning beams adjacent in the azimuthal direction to the first scanning beam; signal extraction means for extracting the signal and fourth and fifth average jamming signals of elevationally adjacent scanning beams; and scanning for providing said first, second and third average jamming signal strengths and respective average jamming signal strengths. azimuth detecting means for detecting the center azimuth from which the jamming signal arrives from the beam azimuth; and the arrival of the jamming signal from the elevation angle of the scanning beam giving the first, fourth and fifth average jamming signal intensities and each average jamming signal strength. elevation angle detection means for detecting a center elevation angle;
and an azimuth range detection means for detecting an azimuth range of the interfering signal from a third average interfering signal strength, an arrival center azimuth of the interfering signal, and a predetermined reference level for determining the interfering signal; A radar signal processing device comprising an elevation angle range detecting means for detecting an elevation angle range of the interfering signal from an average interfering signal strength, an elevation angle of the arrival center of the interfering signal, and the reference level.
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