パルス圧縮装置
【課題】 従来のパルス圧縮装置では、未知のドップラ周波数に対して予め想定したドップラ周波数で位相補正を行っているため、正常にパルス圧縮されないという課題があった。
【解決手段】 未知のドップラ周波数を有する入力信号について送信パルスとの位相差を検出する位相差検出器１と、位相差検出器により検出された位相差の平均値からドップラ周波数を検出するドップラ検出器２によりドップラ周波数を検出し、検出したドップラ周波数により位相補正を行い、正常にパルス圧縮を行えるようにした。
【解決手段】 未知のドップラ周波数を有する入力信号について送信パルスとの位相差を検出する位相差検出器１と、位相差検出器により検出された位相差の平均値からドップラ周波数を検出するドップラ検出器２によりドップラ周波数を検出し、検出したドップラ周波数により位相補正を行い、正常にパルス圧縮を行えるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーダに搭載され、目標からの受信信号に対してパルス圧縮を行うパルス圧縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、捜索レーダにおいては、遠距離目標をとらえ且つ送信電力を抑えるために、目標からの受信信号に対してパルス圧縮処理を行っている。
【０００３】
パルス圧縮装置へ入力される目標からの入力信号は、ドップラ周波数が未知であるため、予め想定したドップラ周波数で位相補正を行うパルス圧縮装置を複数個備えて、それらの最大値を取ることでターゲットの検出を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−１６３５７８号公報（第５頁、第１図・第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のパルス圧縮装置では、未知のドップラ周波数に対して予め想定したドップラ周波数で位相補正を行っているため、想定が大きく外れると正常にパルス圧縮されないという課題があった。また、パルス圧縮装置を複数個必要とするので、装置構成の小型化に不向きであるという課題があった。
【０００６】
この発明は、係る課題を解決するために成されたものであり、未知のドップラ周波数を持つ目標からの入力信号からドップラ周波数を検出し、検出したドップラ周波数を利用して正常にパルス圧縮を行う事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るパルス圧縮装置は、目標から反射される未知のドップラ周波数を有する入力信号について送信パルスとの位相差を検出する位相差検出器と、上記位相差検出器により検出された位相差の平均値からドップラ周波数を検出するドップラ周波数検出器と、上記ドップラ周波数検出器により検出したドップラ周波数にて上記入力信号の位相補正を行う位相補正器と、上記位相補正器により位相補正された信号についてパルス圧縮を行うパルス圧縮器と、上記パルス圧縮器によりパルス圧縮された信号の振幅を検出する振幅検出器と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、検出したドップラ周波数にて位相補正を行い、パルス圧縮を行うことにより、メインローブの広がりやメインローブのずれを無くし、サイドローブを抑圧することができるので、ターゲット検出率を高めるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態によるパルス圧縮装置の構成を説明するための図である。
【図２】この発明の実施の形態によるパルス圧縮装置への入力信号を説明するための図である。
【図３】この発明の実施の形態による位相差検出器の出力を説明するための図である。
【図４】この発明の実施の形態による位相補正器の出力を説明するための図である。
【図５】この発明の実施の形態による振幅検出器の出力を説明するための図である。
【図６】この発明の実施の形態によるドップラ周波数の補正を実施していない場合の、従来の振幅検出器の出力を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、図を用いてこの発明に係る実施の形態１について説明する。
図１は実施の形態１によるパルス圧縮装置の構成を示す図である。パルス圧縮装置は、位相差検出器１と、ドップラ周波数検出器２と、レジスタ３と、位相補正器４と、パルス圧縮器５と、振幅検出器６を備えている。パルス圧縮装置はレーダ受信機に設けられる。レーダ送信機から送信された送信パルスは、目標で反射され、受信パルスとしてレーダ受信機の受信アンテナで受ける。レーダ受信機の受信アンテナで受けた受信パルスは、ディジタル信号に変換され、位相差検出器１に対し、実数Ｉ信号と虚数Ｑ信号からなる入力信号として入力される。この入力信号（受信パルス）は、目標の速度や目標との距離に応じたドップラシフトを受けて、未知のドップラ周波数を有している。
【００１１】
位相差検出器１は、上記未知のドップラ周波数を持つ入力信号について、送信パルスをディジタル信号に変換した信号との位相差θを計数し、その位相差θを検出する。ドップラ周波数検出器２では、検出した位相差について所定時間または所定パルス数での平均値を取り、次式（１）により平均化されたドップラ周波数ωを検出する。ここでＴｓ＝サンプリング間隔とする。
【００１２】
【数１】
【００１３】
レジスタ３は、位相差検出器１及びドップラ周波数検出器２にてドップラ周波数を検出している間の入力信号を保持する。位相補正器４はレジスタ３で一定区間保持された入力信号に対して、検出したドップラ周波数より位相補正を行う。この際、一定区間保持された入力信号について、適宜、ドップラ周波数検出器２で平均化処理を行った入力信号との対応付けを行っておくことは言うまでもない。
【００１４】
パルス圧縮器５は、位相補正器４により位相補正された入力信号のパルス圧縮を行う。振幅検出器６は、パルス圧縮器５のパルス圧縮を行った出力信号に対して、振幅検出を行い、振幅の分布に基づいて目標の検出を行う。
【００１５】
次に、各部の出力波形を、１３ＢＩＴのバーカ符号によるパルス圧縮を用いて説明する。図２は１３ＢＩＴのバーカ符号により変調され、かつ目標のドップラ周波数にて変調された位相差検出器１への入力信号の例を示す図である。この入力信号は実数Ｉを示す信号７ａと、虚数Ｑを示す信号７ｂで示している。また、図３は、位相差検出器１の出力を説明するための図である。図４は、位相補正器４の出力を説明するための図である。図５は、振幅検出器６の出力を説明するための図である。
【００１６】
図３は位相差検出器１の動作を示しており、入力信号に対して１３ＢＩＴバーカ符号による復調を実施した後に、位相８ａとその位相差８ｂの平均値を検出する。ドップラ周波数検出器２では、位相差８ｂに対して式１によりドップラ周波数ωを算出し出力する。
【００１７】
位相補正器４では、レジスタ３に保持されている図２に示す実数Ｉの信号７ａと、虚数Ｑの信号７ｂに対して、ドップラ周波数ωにて位相補正を行い、図４に示す実数Ｉの信号９ａと、虚数Ｑの信号９ｂを出力する。
【００１８】
次に、位相補正器４の出力に対して、パルス圧縮器５でパルス圧縮を行い、振幅検出器６にて振幅検出を行った結果を図５に示す。
【００１９】
図５において、目標はメインローブ１０として現れ、サイドローブ１１ａやサイドローブ１１ｂと比較し容易に検出することが可能であることがわかる。
【００２０】
ここで、位相補正器４にて、ドップラ周波数による位相補正を行わなかった場合の振幅検出器６の出力例について説明する。図６は、ドップラ周波数の補正を実施していない場合の、従来の振幅検出器の出力を説明する図である。
【００２１】
図６に示すように、メインローブ１２が広がり、サイドローブ１３aとサイドローブ１３ｂが上昇して、メインローブ１２として現れる目標の振幅が小さくなることがわかる。
【００２２】
なお、パルス圧縮符号は１３ｂｉｔバーカ符号以外の符号でもよく、他の位相変調や周波数変調等でも同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００２３】
以上説明したとおり、この実施の形態１は、目標から反射される実数Ｉ信号と虚数Ｑ信号からなる未知のドップラ周波数を有する入力信号について送信パルスとの位相差を検出する位相差検出器と、上記位相差検出器により検出された位相差の平均値からドップラ周波数を検出するドップラ周波数検出器と、上記ドップラ周波数検出器により検出したドップラ周波数にて上記入力信号の位相補正を行う位相補正器と、上記位相補正器により位相補正された信号についてパルス圧縮を行うパルス圧縮器と、上記パルス圧縮器によりパルス圧縮された信号の振幅を検出する振幅検出器と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
この実施の形態によれば、検出したドップラ周波数にて位相補正を行いパルス圧縮を行うことにより、メインローブの広がりやメインローブのずれを無くしサイドローブを抑圧するため、ターゲット検出率を高める効果がある。
【符号の説明】
【００２５】
１ 位相差検出器、２ドップラ周波数検出器、３レジスタ、４ 位相補正器、５ パルス圧縮器、６ 振幅検出器、７ａ 実数Ｉ信号、７ｂ 虚数Ｑ信号、８ａ 位相、８ｂ 位相差、９ａ 実数Ｉ信号、９ｂ 虚数Ｑ信号、１０メインローブ、１１a サイドローブ、１１ｂ サイドローブ、１２ メインローブ、１３ａ サイドローブ、１３ｂ サイドローブ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーダに搭載され、目標からの受信信号に対してパルス圧縮を行うパルス圧縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、捜索レーダにおいては、遠距離目標をとらえ且つ送信電力を抑えるために、目標からの受信信号に対してパルス圧縮処理を行っている。
【０００３】
パルス圧縮装置へ入力される目標からの入力信号は、ドップラ周波数が未知であるため、予め想定したドップラ周波数で位相補正を行うパルス圧縮装置を複数個備えて、それらの最大値を取ることでターゲットの検出を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−１６３５７８号公報（第５頁、第１図・第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のパルス圧縮装置では、未知のドップラ周波数に対して予め想定したドップラ周波数で位相補正を行っているため、想定が大きく外れると正常にパルス圧縮されないという課題があった。また、パルス圧縮装置を複数個必要とするので、装置構成の小型化に不向きであるという課題があった。
【０００６】
この発明は、係る課題を解決するために成されたものであり、未知のドップラ周波数を持つ目標からの入力信号からドップラ周波数を検出し、検出したドップラ周波数を利用して正常にパルス圧縮を行う事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るパルス圧縮装置は、目標から反射される未知のドップラ周波数を有する入力信号について送信パルスとの位相差を検出する位相差検出器と、上記位相差検出器により検出された位相差の平均値からドップラ周波数を検出するドップラ周波数検出器と、上記ドップラ周波数検出器により検出したドップラ周波数にて上記入力信号の位相補正を行う位相補正器と、上記位相補正器により位相補正された信号についてパルス圧縮を行うパルス圧縮器と、上記パルス圧縮器によりパルス圧縮された信号の振幅を検出する振幅検出器と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、検出したドップラ周波数にて位相補正を行い、パルス圧縮を行うことにより、メインローブの広がりやメインローブのずれを無くし、サイドローブを抑圧することができるので、ターゲット検出率を高めるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態によるパルス圧縮装置の構成を説明するための図である。
【図２】この発明の実施の形態によるパルス圧縮装置への入力信号を説明するための図である。
【図３】この発明の実施の形態による位相差検出器の出力を説明するための図である。
【図４】この発明の実施の形態による位相補正器の出力を説明するための図である。
【図５】この発明の実施の形態による振幅検出器の出力を説明するための図である。
【図６】この発明の実施の形態によるドップラ周波数の補正を実施していない場合の、従来の振幅検出器の出力を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、図を用いてこの発明に係る実施の形態１について説明する。
図１は実施の形態１によるパルス圧縮装置の構成を示す図である。パルス圧縮装置は、位相差検出器１と、ドップラ周波数検出器２と、レジスタ３と、位相補正器４と、パルス圧縮器５と、振幅検出器６を備えている。パルス圧縮装置はレーダ受信機に設けられる。レーダ送信機から送信された送信パルスは、目標で反射され、受信パルスとしてレーダ受信機の受信アンテナで受ける。レーダ受信機の受信アンテナで受けた受信パルスは、ディジタル信号に変換され、位相差検出器１に対し、実数Ｉ信号と虚数Ｑ信号からなる入力信号として入力される。この入力信号（受信パルス）は、目標の速度や目標との距離に応じたドップラシフトを受けて、未知のドップラ周波数を有している。
【００１１】
位相差検出器１は、上記未知のドップラ周波数を持つ入力信号について、送信パルスをディジタル信号に変換した信号との位相差θを計数し、その位相差θを検出する。ドップラ周波数検出器２では、検出した位相差について所定時間または所定パルス数での平均値を取り、次式（１）により平均化されたドップラ周波数ωを検出する。ここでＴｓ＝サンプリング間隔とする。
【００１２】
【数１】
【００１３】
レジスタ３は、位相差検出器１及びドップラ周波数検出器２にてドップラ周波数を検出している間の入力信号を保持する。位相補正器４はレジスタ３で一定区間保持された入力信号に対して、検出したドップラ周波数より位相補正を行う。この際、一定区間保持された入力信号について、適宜、ドップラ周波数検出器２で平均化処理を行った入力信号との対応付けを行っておくことは言うまでもない。
【００１４】
パルス圧縮器５は、位相補正器４により位相補正された入力信号のパルス圧縮を行う。振幅検出器６は、パルス圧縮器５のパルス圧縮を行った出力信号に対して、振幅検出を行い、振幅の分布に基づいて目標の検出を行う。
【００１５】
次に、各部の出力波形を、１３ＢＩＴのバーカ符号によるパルス圧縮を用いて説明する。図２は１３ＢＩＴのバーカ符号により変調され、かつ目標のドップラ周波数にて変調された位相差検出器１への入力信号の例を示す図である。この入力信号は実数Ｉを示す信号７ａと、虚数Ｑを示す信号７ｂで示している。また、図３は、位相差検出器１の出力を説明するための図である。図４は、位相補正器４の出力を説明するための図である。図５は、振幅検出器６の出力を説明するための図である。
【００１６】
図３は位相差検出器１の動作を示しており、入力信号に対して１３ＢＩＴバーカ符号による復調を実施した後に、位相８ａとその位相差８ｂの平均値を検出する。ドップラ周波数検出器２では、位相差８ｂに対して式１によりドップラ周波数ωを算出し出力する。
【００１７】
位相補正器４では、レジスタ３に保持されている図２に示す実数Ｉの信号７ａと、虚数Ｑの信号７ｂに対して、ドップラ周波数ωにて位相補正を行い、図４に示す実数Ｉの信号９ａと、虚数Ｑの信号９ｂを出力する。
【００１８】
次に、位相補正器４の出力に対して、パルス圧縮器５でパルス圧縮を行い、振幅検出器６にて振幅検出を行った結果を図５に示す。
【００１９】
図５において、目標はメインローブ１０として現れ、サイドローブ１１ａやサイドローブ１１ｂと比較し容易に検出することが可能であることがわかる。
【００２０】
ここで、位相補正器４にて、ドップラ周波数による位相補正を行わなかった場合の振幅検出器６の出力例について説明する。図６は、ドップラ周波数の補正を実施していない場合の、従来の振幅検出器の出力を説明する図である。
【００２１】
図６に示すように、メインローブ１２が広がり、サイドローブ１３aとサイドローブ１３ｂが上昇して、メインローブ１２として現れる目標の振幅が小さくなることがわかる。
【００２２】
なお、パルス圧縮符号は１３ｂｉｔバーカ符号以外の符号でもよく、他の位相変調や周波数変調等でも同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００２３】
以上説明したとおり、この実施の形態１は、目標から反射される実数Ｉ信号と虚数Ｑ信号からなる未知のドップラ周波数を有する入力信号について送信パルスとの位相差を検出する位相差検出器と、上記位相差検出器により検出された位相差の平均値からドップラ周波数を検出するドップラ周波数検出器と、上記ドップラ周波数検出器により検出したドップラ周波数にて上記入力信号の位相補正を行う位相補正器と、上記位相補正器により位相補正された信号についてパルス圧縮を行うパルス圧縮器と、上記パルス圧縮器によりパルス圧縮された信号の振幅を検出する振幅検出器と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
この実施の形態によれば、検出したドップラ周波数にて位相補正を行いパルス圧縮を行うことにより、メインローブの広がりやメインローブのずれを無くしサイドローブを抑圧するため、ターゲット検出率を高める効果がある。
【符号の説明】
【００２５】
１ 位相差検出器、２ドップラ周波数検出器、３レジスタ、４ 位相補正器、５ パルス圧縮器、６ 振幅検出器、７ａ 実数Ｉ信号、７ｂ 虚数Ｑ信号、８ａ 位相、８ｂ 位相差、９ａ 実数Ｉ信号、９ｂ 虚数Ｑ信号、１０メインローブ、１１a サイドローブ、１１ｂ サイドローブ、１２ メインローブ、１３ａ サイドローブ、１３ｂ サイドローブ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標から反射される実数Ｉ信号と虚数Ｑ信号からなる未知のドップラ周波数を有する入力信号について送信パルスとの位相差を検出する位相差検出器と、
上記位相差検出器により検出された位相差の平均値からドップラ周波数を検出するドップラ周波数検出器と、
上記ドップラ周波数検出器により検出したドップラ周波数にて上記入力信号の位相補正を行う位相補正器と、
上記位相補正器により位相補正された信号についてパルス圧縮を行うパルス圧縮器と、 上記パルス圧縮器によりパルス圧縮された信号の振幅を検出する振幅検出器と、を備えたパルス圧縮装置。
【請求項１】
目標から反射される実数Ｉ信号と虚数Ｑ信号からなる未知のドップラ周波数を有する入力信号について送信パルスとの位相差を検出する位相差検出器と、
上記位相差検出器により検出された位相差の平均値からドップラ周波数を検出するドップラ周波数検出器と、
上記ドップラ周波数検出器により検出したドップラ周波数にて上記入力信号の位相補正を行う位相補正器と、
上記位相補正器により位相補正された信号についてパルス圧縮を行うパルス圧縮器と、 上記パルス圧縮器によりパルス圧縮された信号の振幅を検出する振幅検出器と、を備えたパルス圧縮装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２４３２４６（Ｐ２０１０−２４３２４６Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９０２００（Ｐ２００９−９０２００）
【出願日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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