説明

レーダ装置

【課題】 PRF切換回数を必要以上に多くすることなく、エクリプスによる目標からの反射波の損失を少なくなるようにして、目標の追尾を常に行うことのできるレーダ装置を得る。
【解決手段】 受信ゲート内で位相が一定となる信号と受信ゲートの中心で位相が変わる信号を発生する位相変調発生器と、上記位相変調発生器の出力信号により位相変調を行う位相変調器と、位相変調器の出力信号を保持するデータ保持手段と、スペクトル解析手段の出力から誤差計算を行い誤差信号を出力する誤差計算手段と、スペクトル解析手段の出力から目標との相対速度を出力する速度計算手段と、PRFを切換える判断を行いPRF切換指令を出力するPRF切換手段によりエクリプスの影響を予測し、PRFを選択するように構成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、目標を捜索、追尾するレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来のレーダ装置では、受信ゲートの中心で位相が変わる位相変調発生器により誤差計算を行い、目標との相対速度方向によりPRF(Pulse Repetition Frequency)を切換え、エクリプス(Eclipsing)による受信信号の損失を低減している(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2001−133543号公報(第5頁、第1図)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来のレーダ装置において、エクリプスによる受信信号の損失を低減する方法として、特許文献1のごとき受信ゲートの中心で位相が変わる位相変調発生器により誤差計算を行い、目標との相対速度方向によりPRFを切換える方法があった。
【0005】
しかし、特許文献1のレーダ装置は、目標との相対速度方向のみでPRF切換えを行っていたため、相対速度が小さいときでもPRFの切換えを実施し、PRF切換え回数が多くなるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明に係るレーダ装置は、所定のパルス繰返し周波数(PRF:Pulse Repetition Frequency)の送信波を送受切換部に出力し、前記送信波の出力と同期した基準信号を受信ゲート発生器に出力する送信機と、送信と受信を切換える送受切換器と、前記送受切換器で切換えられた送信波を目標に向けて照射し、目標からの反射波を受信するアンテナと、前記基準信号に同期した受信ゲート信号を出力する受信ゲート発生器と、前記受信ゲート信号で規定される受信ゲート内に前記アンテナで受信した反射波を検波増幅して出力する受信機と、前記受信ゲート内で位相が一定の信号と、前記受信ゲート内の中心で位相が変化する信号とを、受信ゲート毎に交互に発生する位相変調発生器と、前記受信機の出力信号を前記位相変調発生器で発生する信号によって位相変調を行う位相変調器と、前記位相変調器の位相変調後の出力信号を保持するデータ保持手段と、前記データ保持手段の出力信号のドップラ周波数を抽出するスペクトル解析手段と、前記スペクトル解析手段の出力に基き、受信した反射波の前記受信ゲートの位置からのずれ量を計算しその結果を誤差信号として出力する誤差計算手段と、前記スペクトル解析手段の出力に基き、目標との相対速度を出力する速度計算手段と、前記誤差信号と前記相対速度に基いてパルス繰返し周波数の切換え判断を行い、前記パルス繰返し周波数を切換える場合にパルス繰返し周波数の切換指令を前記送信機に出力するパルス繰返し周波数切換手段とを備える。
【発明の効果】
【0007】
この発明によれば、目標との相対速度方向のみでなく目標との相対速度の絶対値も使用することにより、PRF切換え回数を必要以上に多くすることなくエクリプスによる受信信号の損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】この発明の実施の形態1によるレーダ装置の構成図である。
【図2】この発明の実施の形態1によるレーダ装置の動作説明図である。
【図3】この発明の実施の形態1によるレーダ装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
実施の形態1.
以下、図を用いてこの発明に係わる実施の形態1について説明する。図1は実施の形態1によるレーダ装置の構成を示している。図1において1は送信波を発生し、また各構成要素に基準信号を供給する送信機、2は送信波が直接受信機4の入力にまわりこむことを防ぐための送受切換器、3は送信波を目標に照射し目標からの反射波を受信するアンテナ、4は受信ゲート発生器5から受信ゲート信号が出力されている間アンテナ3で受信した反射波を検波増幅し受信信号を出力する受信機、5は送信波を照射中に受信機の入力を遮断するための受信ゲート信号を発生する受信ゲート発生器、6は受信ゲート信号で規定される受信ゲート内で位相が一定となる信号と受信ゲートの中心で位相が変わる信号を交互に発生する位相変調発生器、7は位相変調を行う位相変調器、8は位相変調器7にて位相変調した結果を保持するデータ保持手段、9は受信信号から目標を分離するためのスペクトル解析手段、10はスペクトル解析手段9にてスペクトル解析した結果を用いて受信波の受信ゲートの中心からのずれである誤差信号δを出力する誤差計算手段、11はスペクトル解析手段9にて解析したスペクトルより目標との相対速度vを出力する速度計算手段、12は誤差信号δと相対速度vにより定められた順番でPRF切換指令を出力するPRF切換手段である。
【0010】
上記のように構成されたレーダ装置において動作を説明する。
第i回目の受信ゲート中の目標からの受信信号が受信機より出力され、位相変調発生器で発生される受信ゲート内で位相が一定(図2の例では、位相=0)となる信号により位相変調器で位相変調され、出力Σiをデータ保持手段にて一時保持しておく。さらに第(i+2)回目、第(i+4)回目、・・・、第(i+2(N−1))回目の受信ゲート中の目標からの受信信号も同様に位相変調され、出力Σ(i+2)、出力Σ(i+4)、・・・、出力Σ(i+2(N−1))をデータ保持手段にて一時保存しておく。このN個の信号を用いてスペクトル解析手段においてスペクトル解析を行うことにより、Σi〜Σ(i+2(N−1))の信号から不要信号を除去したSΣを得る。
【0011】
また、SΣから速度計算手段により目標との相対速度vを得る。
【0012】
一方、第(i+1)回目の受信ゲート中の目標からの受信信号が受信機より出力され、位相変調発生器で発生される受信ゲートの中心で位相が変わる(図2の例では、位相がπから0に変わる)信号により位相変調器で位相変調され、出力Δ(i+1)をデータ保持手段にて一時保持しておく。さらに第(i+3)回目、第(i+5)回目、・・・、第(i+1+2(N−1))回目の受信ゲート中の目標からの受信信号も同様に位相変調され、出力Δ(i+3)、出力Δ(i+5)、・・・、出力Δ(i+1+2(N−1))をデータ保持手段にて一時保存しておく。このN個の信号を用いてスペクトル解析手段においてスペクトル解析を行うことにより、Δ(i+1)〜Δ(i+1+2(N−1))の信号から不要信号を除去したSΔを得る。
【0013】
SΣとSΔから誤差計算手段により誤差計算を実施し、式(1)に示す誤差信号δを出力する。
【0014】
【数1】

【0015】
図2に送信波、受信ゲート信号、位相変調信号、反射波、誤差信号δを示す。
【0016】
上記式(1)の誤差計算により計算される誤差信号δは受信信号の位置を示すものである。図2に示すとおり、反射波が送信波に対して反射波(1)の位置にある場合は誤差信号δは−1であり、反射波(2)の位置にある場合は誤差信号δは0であり、反射波(3)の位置にある場合は誤差信号δは1である。
【0017】
図3はPRF切換手段の動作を示すフローチャートである。
PRF切換手段は、誤差信号δと、目標との相対速度vと、PRF切換基準値D1、D2と、予め定めた相対速度の所定値Wから、PRFを切換えるか否かの判定を行い、その結果により定められた順番でPRF切換指令を出力するものである。ここでPRF切換基準値D1<PRF切換基準値D2の関係にある。
【0018】
図3のフローチャートに従い、PRF切換手段の動作を説明する。
ステップ31で誤差信号δが−D1以下でエクリプスの影響があると判断された場合、反射波は受信ゲートの前側にある。ステップ33で目標との相対速度vが0未満で目標離遠と判断された場合、今後反射波は受信ゲートの中心に移動していくのでエクリプスの影響は減少していくと予想される。そこで、この場合にはPRFの切換えは行わない。
【0019】
ステップ33で目標との相対速度vが0より大きく目標接近と判断された場合、今後反射波は受信ゲートの前側に移動していくのでエクリプスの影響は増加していくと予想される。
【0020】
ステップ35で目標との相対速度vの絶対値が所定値Wより大きい場合、受信ゲートの前側に移動していく速度も速く、エクリプスの影響の増加度が大きいため、PRFを切換える。
【0021】
ステップ35で目標との相対速度vの絶対値が所定値W以下の場合、受信ゲートの前側に移動していく速度が遅く、エクリプスの影響の増加度が小さいため、すぐにはPRFは切換えない。ただし、ステップ37にて誤差信号δが−D2以下でエクリプスの影響度が大きくなった場合はPRFを切換える。
【0022】
ステップ32で誤差信号δがD1以上でエクリプスの影響があると判断された場合、反射波は受信ゲートの後側にある。ステップ34でvが0より大きく目標接近と判断された場合、今後反射波は受信ゲートの中心に移動していくのでエクリプスの影響は減少していくと予想される。そこでこの場合にはPRFを切換えない。
【0023】
ステップ34で目標との相対速度vが0未満で目標離遠と判断された場合、今後反射波は受信ゲートの後側に移動していくのでエクリプスの影響は増加していくと予想される。
【0024】
ステップ36で目標との相対速度vの絶対値が所定値Wより大きい場合、受信ゲートの後側に移動していく速度も速く、エクリプスの影響の増加度が大きいため、PRFを切換える。
【0025】
ステップ36で目標との相対速度vの絶対値が所定値W以下の場合、受信ゲートの後側に移動していく速度が遅く、エクリプスの影響の増加度が小さいため、すぐにはPRFは切換えない。ただし、ステップ38にて誤差信号δがD2以上でエクリプスの影響度が大きくなった場合はPRFを切換える。
【0026】
この実施の形態1は以上のように、エクリプスによる影響を誤差信号δ、目標との相対速度vの方向と絶対値により予測し、その予測結果に基づいてPRFを選択するように構成したので、PRF切換え回数を必要以上に多くすることなくエクリプスによる受信信号の損失を低減し、目標追尾性能が向上したレーダ装置を得ることができる。
【符号の説明】
【0027】
1 送信機、2 送受切換器、3 アンテナ、4 受信機、5 受信ゲート発生器、6 位相変調発生器、7 位相変調器、8 データ保持手段、9 スペクトル解析手段、10 誤差計算手段、11 速度計算手段、12 PRF切換手段。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定のパルス繰返し周波数(PRF:Pulse Repetition Frequency)の送信波を送受切換部に出力し、前記送信波の出力と同期した基準信号を受信ゲート発生器に出力する送信機と、
送信と受信を切換える送受切換器と、
前記送受切換器で切換えられた送信波を目標に向けて照射し、目標からの反射波を受信するアンテナと、
前記基準信号に同期した受信ゲート信号を出力する受信ゲート発生器と、
前記受信ゲート信号で規定される受信ゲート内に前記アンテナで受信した反射波を検波増幅して出力する受信機と、
前記受信ゲート内で位相が一定の信号と、前記受信ゲート内の中心で位相が変化する信号とを、受信ゲート毎に交互に発生する位相変調発生器と、
前記受信機の出力信号を前記位相変調発生器で発生する信号によって位相変調を行う位相変調器と、
前記位相変調器の位相変調後の出力信号を保持するデータ保持手段と、
前記データ保持手段の出力信号のドップラ周波数を抽出するスペクトル解析手段と、
前記スペクトル解析手段の出力に基き、受信した反射波の前記受信ゲートの中心からのずれ量を計算しその結果を誤差信号として出力する誤差計算手段と、
前記スペクトル解析手段の出力に基き、目標との相対速度を出力する速度計算手段と、
前記誤差信号と前記相対速度に基いてパルス繰返し周波数の切換え判断を行い、前記パルス繰返し周波数を切換える場合にパルス繰返し周波数の切換指令を前記送信機に出力するパルス繰返し周波数切換手段と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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