電波受信装置とその信号処理方法
【課題】 目標の周波数が不確定であっても目標を確実に捕捉することの可能な電波受信装置を省スペース化して提供すること。
【解決手段】 実施形態の電波受信装置は、目標から到来する電波に基づいて目標を一定の視野内に捕捉するために用いられる電波受信装置において、複数の受信アンテナと、アンテナ切換部と、受信部と、信号処理部と、制御部とを具備する。アンテナ切換部は、上記複数の受信アンテナから任意のアンテナを選択する。受信部は、上記選択された受信アンテナで受信された任意の帯域の信号を検波する。信号処理部は、受信部で検波された信号を処理して上記複数のアンテナで受信された信号の諸元を得る。制御部は、上記目標を検出する検出モードにおいて、上記受信アンテナの受信帯域を連続する互いに異なる帯域に個別に設定し、上記目標の方位を探知する方探モードにおいて、上記受信アンテナの受信帯域を上記目標から到来する電波の帯域に合わせこむ。
【解決手段】 実施形態の電波受信装置は、目標から到来する電波に基づいて目標を一定の視野内に捕捉するために用いられる電波受信装置において、複数の受信アンテナと、アンテナ切換部と、受信部と、信号処理部と、制御部とを具備する。アンテナ切換部は、上記複数の受信アンテナから任意のアンテナを選択する。受信部は、上記選択された受信アンテナで受信された任意の帯域の信号を検波する。信号処理部は、受信部で検波された信号を処理して上記複数のアンテナで受信された信号の諸元を得る。制御部は、上記目標を検出する検出モードにおいて、上記受信アンテナの受信帯域を連続する互いに異なる帯域に個別に設定し、上記目標の方位を探知する方探モードにおいて、上記受信アンテナの受信帯域を上記目標から到来する電波の帯域に合わせこむ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、例えば飛しょう体に搭載される電波受信装置とその信号処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電波受信装置は例えば飛しょう体のシーカに適用され、移動する目標から放射される電波(レーダ波など)を捕捉しつつ飛しょう体を目標に向け誘導する。一般に、存在する電波を検出し、周波数などの諸元を求めるには、受信帯域の異なる複数のアンテナや受信器を用意し、それぞれを並列に処理する方法がある。他には、順次周波数を切換えて観測する方法もある。
【0003】
目標からの周波数に電波受信装置の受信帯域を設定し、目標からの電波を捕捉できれば、目標の検出、分析、方探を実施することができる。しかしながら目標の周波数が不確定で、目標の周波数と受信帯域が同調できない場合には目標を検出することができない。そこで、従来は受信系(検出系、方探系、広角除去系を含む)を複数個並列に設け、広い受信帯域をカバーできるようにしている。このようにすることで目標の検出確率を高められる。しかしながら受信系の数に応じてハードウェア規模が大きくなるので、スペースの制約が大きい飛しょう体に搭載するには不向きである。
【0004】
一方、受信帯域を順次切換えていくことで目標の周波数範囲をカバーし、受信系の数を少なくするといった手法もある。この手法では受信帯域と目標の周波数が同調するまでに時間がかかり、目標の観測時間が短い飛しょう体において目標を観測する機会を逸してしまう可能性が高く、飛しょう体への応用には困難がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平10−89897号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
既存の電波受信装置は目標捕捉のための構成が大きい。飛しょう体に余裕を持って搭載するために、ハードウェア規模を縮小した電波受信装置の提供が待たれている。
目的は、目標の周波数が不確定であっても目標を確実に捕捉することの可能な電波受信装置を省スペース化して提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
実施形態によれば、電波受信装置は、目標から到来する電波に基づいて目標を一定の視野内に捕捉するために用いられる電波受信装置において、複数の受信アンテナと、アンテナ切換部と、受信部と、信号処理部と、制御部とを具備する。アンテナ切換部は、上記複数の受信アンテナから任意のアンテナを選択する。受信部は、選択された受信アンテナで受信された任意の帯域の信号を検波する。信号処理部は、受信部で検波された信号を処理して上記複数のアンテナで受信された信号の諸元を得る。制御部は、上記目標を検出する検出モードにおいて、上記受信アンテナの受信帯域を連続する互いに異なる帯域に個別に設定し、上記目標の方位を探知する方探モードにおいて、上記受信アンテナの受信帯域を上記目標から到来する電波の帯域に合わせこむ。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態の電波受信装置を搭載する飛しょう体の一例を示す機能ブロック図。
【図2】図1に示される電波受信装置40の一例を示す機能ブロック図。
【図3】図2に示す分割フィルタ22の一例を示す機能ブロック図。
【図4】受信用アンテナとアンテナ切換器15との接続関係を示す図。
【図5】実施形態に係わる電波受信装置の処理手順を示すフローチャート。
【図6】実施形態に係わる電波受信装置における作用を説明するための図。
【図7】比較のため既存の電波受信装置における処理を説明するための図。
【図8】比較のため既存の電波受信装置を示す機能ブロック図。
【図9】受信帯域と目標からの受信波の周波数が同調していない場合を示す図。
【図10】比較のため既存の電波受信装置による処理の他の例を示す図。
【図11】比較のため既存の電波受信装置の他の例を示す機能ブロック図。
【図12】比較のため既存の電波受信装置による処理の他の例を示す図。
【図13】比較のため既存の電波受信装置の他の例を示す機能ブロック図。
【図14】実施形態に係わる電波受信装置における処理の他の例を示す図。
【図15】実施形態に係わる電波受信装置における処理の他の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照して実施形態につき説明する。この実施形態の電波受信装置は、例えば目標から到来する電波に基づいて目標を一定の視野内に捕捉するために用いられる。一例として、この電波受信装置は目標から放射されるレーダ波を追尾するパッシブ方式の電波シーカに適用することが可能である。
図1は、実施形態の電波受信装置を搭載する飛しょう体の一例を示す機能ブロック図である。図1の飛しょう体10は誘導装置20と操舵装置30とを備える。誘導装置20は目標から到来する電波を捕捉し、誘導信号を出力する。操舵装置30は誘導装置20から与えられた誘導信号に従って飛しょう体10の姿勢を制御し、目標に向け飛行させる。
【0010】
誘導装置20は、電波受信装置40と目標追随装置50とを備える。電波受信装置40は目標60に向け飛しょう体10を誘導するための誘導信号を生成する。目標追随装置50は電波受信装置40からの出力に基づいて誘導信号を生成し、操舵装置30に与える。
【0011】
図2は、図1に示される電波受信装置40の一例を示す機能ブロック図である。電波受信装置40は受信用アンテナ11、アンテナ切換器15、受信部12、および信号処理部13を備える。受信用アンテナ11は目標(レーダ)からの電波を受信する。受信部12は受信用アンテナ11の受信波を検波する。信号処理部13は受信波から受信波を検出、分析する。
【0012】
受信部12は、分割フィルタ22と、RF受信器21と、IF受信器23と、制御器24とを備える。分割フィルタ22は、受信アンテナ11からの信号を帯域分割する。RF受信器21は、分割フィルタ22からの受信波をIF(中間周波数)帯に変換する。IF受信器23は、IF帯の信号の帯域を絞って検波する。制御器24は、分割フィルタ22、RF受信器21、IF受信器23に対して測定すべき周波数を指示する。IF受信器23の帯域を比較的狭く取ることで検波が可能となる。
【0013】
信号処理部13は、信号変換器31と、検出処理器32と、信号分析処理器33とを備える。信号変換器31は、検波された受信波をディジタル信号に変換する。検出処理器32は、ディジタル信号から目標信号を検出する。信号分析処理器33は検出された目標信号を分析して、受信用アンテナ11で受信された信号の諸元を出力する。
【0014】
図3は図2に示す分割フィルタ22の一例を示す機能ブロック図である。分割フィルタ22において、入力されたアンテナ切換器15からのIF信号は分配器41により4つの帯域に分配される。ここではそれぞれの帯域をA,B,C,Dとして区別する。各帯域A〜Dはそれぞれ異なり、かつ、帯域A〜Dにより広い帯域をカバーするようにフィルタ42〜45の通過帯域を設定する。
【0015】
分配された各帯域の信号はそれぞれフィルタ42、フィルタ43、フィルタ44、フィルタ45により個別に帯域を絞られる。フィルタ42〜45からの信号はそれぞれ検波器46〜49により検波され、帯域A信号、帯域B信号、帯域C信号、帯域D信号が出力される。これらの信号のうち1つがスイッチ50により選択的に出力される。
【0016】
アンテナ切換器15は、検出モードにおいては全ての受信部に対して、受信アンテナ(検出用)の出力信号を分配し、方探モードにおいては、各受信アンテナの出力信号を受け渡す。
【0017】
図4は、受信用アンテナとアンテナ切換器15との接続関係を示す図である。複数の受信アンテナ(受信アンテナ1〜4とする)は、目標検出モード、方探モードのそれぞれにおいて目標検出用(アンテナ1)、方探用(アンテナ2,3)、広角除去用(アンテナ4)とその機能を区分される。検出モードにおいては受信アンテナ1の受信波を例えば4系統の受信部12の全てに入力すべく、アンテナ切換器15を切換える。各受信部12の受信帯域は個別に設定され、A〜Dを合わせた帯域がカバーされるようにして同時に観測が行なわれる。方探モードにおいては、目標が検出された周波数に全ての受信部12の帯域を同調し、方探処理および広角除去処理を行う。
【0018】
図5は、上記構成における電波受信装置の処理手順を示すフローチャートである。図5において、検出モードが開始されると各受信アンテナ1〜4の受信周波数が個別に設定される(ステップS1)。ここでは図4のアンテナ切換器15が上側に接続され、f0,f1,f2,f3(それぞれ帯域A,B,C,Dに対応するとする)で周波数変換されたIF信号が各受信部12に入力される。ついで信号受信処理(ステップS2)、信号検出処理(ステップS3)が実施される。
【0019】
次に、信号分析処理が実施され、目標の検出の有無が判定される(ステップS4)。ステップS2〜ステップS4の手順は目標が検出されるまで繰り返され(ステップS5)、繰り返しが終了すると受信周波数設定手順が実施される(ステップS6)。このステップでは目標を検出した周波数に全てのアンテナ1〜4の受信周波数を同調させる処理が行われる。ここでは例えば帯域Bに目標が検出されたとし、よって各アンテナの受信周波数はf1に設定される。
【0020】
そうして、各受信アンテナ1〜4につき信号受信処理(ステップS7)および信号検出処理(ステップS8)が実施され、続いて信号分析処理(ステップS9)が実行される。このステップS9では検出された目標からの受信信号の周波数、パルス繰り返し周期(PRI)、パルス幅などを含む諸元が分析される。ステップS7〜ステップS9の手順は目標が検出されるまで、あるいは規定の回数にわたって繰り返される(ステップS10)最後に、広角除去処理(ステップS11)が規定の回数(例えば、検出されたパルス列分)にわたり実施され(ステップS12)、正面方向以外の広角方向から到来する不要波成分が除去される。
【0021】
図6はこの実施形態に係わる電波受信装置における作用を説明するための図である。図示するように受信帯域A,B,C,Dを合わせた広帯域において信号観測を実施することで、受信パルス列の観測確率が高められる。例えば帯域Aに受信パルス列が観測されたとすると、信号検出/方探モードにおいては帯域Aにすべてのアンテナの帯域を合わせこめばよい。このように広帯域系の帯域を分割受信することにより、目標の周波数が不確定な場合でも、目標を検出して、目標が発生している帯域に全ての受信帯域を同調させて、方探を行うことが可能となる。その結果、周波数が不確実な目標と受信帯域が同調できるので、目標からの信号検出及び方探が可能となる。
【0022】
図7は比較のため既存の電波受信装置における処理を説明するための図である。図7に示すように既存の装置においては、検出/方探用の受信帯域に目標からの受信波が同調していれば、受信信号は全て検出/方探できる。ただし、目標の周波数が不定で、受信帯域と目標の周波数が同調していないときは観測できない。このように偶発的な同調を期待する方式では目標検出の確率が低くなる。
【0023】
図8は既存の電波受信装置を示す機能ブロック図である。図8に示すように一つの帯域について受信用アンテナを複数設け、これに伴って受信部、信号変換器、信号検出器からなる系統を複数列設けることが考えられるが、装置規模が大きくなるという不具合がある。すなわち受信系(検出系+方探系+広角除去系)を複数個並列に用意して、広い受信帯域をカバーすることにより、目標からの電波を受信して、目標を検出、分析、方探することも考えられている。しかしながらこのような構成では受信系の数分だけ、受信部〜信号分析部が必要となり、飛しょう体に搭載する電波誘導制御装置では、搭載スペースが限られることになる。また、図9に示すように目標からの受信波の周波数が不定である場合、検出/方探用の1つの受信帯域に目標からの受信波が同調できていなければ目標を検出することができない。
【0024】
図10は、比較のため既存の電波受信装置による処理の他の例を示す図である。図10に示すように目標の周波数範囲を分割受信することにより、目標の全ての周波数範囲で検出及び方探を行うことができ検出確率を高められる。しかしながら図11に示すように、、受信帯域分にわたって目標検出及び方探用のハードウェアが必要となり、搭載スペースが厳しくなる。
【0025】
図12は、既存の電波受信装置による処理の他の例を示す図である。図12に示すように目標の周波数が不確定な場合、受信帯域の周波数を順次切換えて信号観測を行う装置が知られている。図13はこの種の装置の機能ブロック図を示すが、受信系の数は増やさずに、目標の周波数範囲に相当する受信帯域を順次切換えていくようにしている。このような処理では、目標からの受信波の周波数と偶発的に同調できれば全ての受信信号を検出できるので追尾を継続することができる。ただし、受信帯域を順次切換えるので、受信帯域と目標の周波数が同調するまでに時間が長くかかり、目標の観測時間が短い飛しょう体においては観測機会を逸する可能性がある。
【0026】
これに対し実施形態では、検出モードにおいては、目標からの受信波をアンテナ切換器15、及び分割フィルタ42〜45において、各受信帯域(受信帯域A〜D)に分離して、各周波数毎に目標検出、分析、照合処理を実施し、目標の周波数を計測する。その後、方探モードにおいて、この検出した目標の周波数に全ての受信帯域を同調させて、目標検出、分析照合を実施するようにしている。
【0027】
これにより、目標の受信波の周波数が不確定であっても、検出モードにおいて、目標の周波数範囲を広く観測して、目標の諸元(PRI、周波数等)を計測できる。さらに、方探モードにおいては目標からの電波を受信可能な周波数に受信帯域を設定することができる。従って目標の周波数が不確定であっても目標を確実に捕捉することの可能な電波受信装置を省スペース化して提供することが可能となる。
【0028】
図14は、実施形態に係わる電波受信装置における処理の他の例を示す図である。図14に示すように、広帯域系の帯域を分割受信することにより、目標からの電波が周波数ホッピング(グループ)しているか否かを判断することができる。その結果をもとに、方探するために広帯域信号が発生している帯域(方探用の観測帯域)に全ての受信帯域を同調させて、信号検出及び方探を行うようにする。ここでは検出モードで検出した対象とする信号のPRI(パルス繰り返し周期)の整数倍で不足しているパルスを補うようにすれば良い(図中点線囲み部分)。このようにすれば、周波数ホッピングする目標の場合にも、検出モードにおいて、全ての受信帯域の情報を考慮して、目標を検出できる。よって、周波数を切換える目標であっても、目標を検出することができる。
【0029】
図15は、実施形態に係わる電波受信装置における処理の他の例を示す図である。この例においても、広帯域系の帯域を分割受信することにより、目標からの電波が周波数ホッピングしているかを判断できる。図15においては図14に比べて、よりランダムなホッピングが示されるが、このような状態においても、広帯域信号が発生している帯域(方探用の観測帯域)に全ての受信帯域を同調させて、信号検出及び方探を行うことができる。
【0030】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0031】
10…飛しょう体、20…誘導装置、30…操舵装置、40…電波受信装置、50…目標追随装置、11…受信用アンテナ、12…受信部、13…信号処理部、15…アンテナ切換器、21…RF受信機、22…分割フィルタ、23…IF受信機、24…制御器、31…信号変換器、32…検出処理器、33…信号分析処理器、41…分配器、42,43,44,45…フィルタ、46,47,48,49…検波器、50…スイッチ
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、例えば飛しょう体に搭載される電波受信装置とその信号処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電波受信装置は例えば飛しょう体のシーカに適用され、移動する目標から放射される電波(レーダ波など)を捕捉しつつ飛しょう体を目標に向け誘導する。一般に、存在する電波を検出し、周波数などの諸元を求めるには、受信帯域の異なる複数のアンテナや受信器を用意し、それぞれを並列に処理する方法がある。他には、順次周波数を切換えて観測する方法もある。
【0003】
目標からの周波数に電波受信装置の受信帯域を設定し、目標からの電波を捕捉できれば、目標の検出、分析、方探を実施することができる。しかしながら目標の周波数が不確定で、目標の周波数と受信帯域が同調できない場合には目標を検出することができない。そこで、従来は受信系(検出系、方探系、広角除去系を含む)を複数個並列に設け、広い受信帯域をカバーできるようにしている。このようにすることで目標の検出確率を高められる。しかしながら受信系の数に応じてハードウェア規模が大きくなるので、スペースの制約が大きい飛しょう体に搭載するには不向きである。
【0004】
一方、受信帯域を順次切換えていくことで目標の周波数範囲をカバーし、受信系の数を少なくするといった手法もある。この手法では受信帯域と目標の周波数が同調するまでに時間がかかり、目標の観測時間が短い飛しょう体において目標を観測する機会を逸してしまう可能性が高く、飛しょう体への応用には困難がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平10−89897号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
既存の電波受信装置は目標捕捉のための構成が大きい。飛しょう体に余裕を持って搭載するために、ハードウェア規模を縮小した電波受信装置の提供が待たれている。
目的は、目標の周波数が不確定であっても目標を確実に捕捉することの可能な電波受信装置を省スペース化して提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
実施形態によれば、電波受信装置は、目標から到来する電波に基づいて目標を一定の視野内に捕捉するために用いられる電波受信装置において、複数の受信アンテナと、アンテナ切換部と、受信部と、信号処理部と、制御部とを具備する。アンテナ切換部は、上記複数の受信アンテナから任意のアンテナを選択する。受信部は、選択された受信アンテナで受信された任意の帯域の信号を検波する。信号処理部は、受信部で検波された信号を処理して上記複数のアンテナで受信された信号の諸元を得る。制御部は、上記目標を検出する検出モードにおいて、上記受信アンテナの受信帯域を連続する互いに異なる帯域に個別に設定し、上記目標の方位を探知する方探モードにおいて、上記受信アンテナの受信帯域を上記目標から到来する電波の帯域に合わせこむ。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態の電波受信装置を搭載する飛しょう体の一例を示す機能ブロック図。
【図2】図1に示される電波受信装置40の一例を示す機能ブロック図。
【図3】図2に示す分割フィルタ22の一例を示す機能ブロック図。
【図4】受信用アンテナとアンテナ切換器15との接続関係を示す図。
【図5】実施形態に係わる電波受信装置の処理手順を示すフローチャート。
【図6】実施形態に係わる電波受信装置における作用を説明するための図。
【図7】比較のため既存の電波受信装置における処理を説明するための図。
【図8】比較のため既存の電波受信装置を示す機能ブロック図。
【図9】受信帯域と目標からの受信波の周波数が同調していない場合を示す図。
【図10】比較のため既存の電波受信装置による処理の他の例を示す図。
【図11】比較のため既存の電波受信装置の他の例を示す機能ブロック図。
【図12】比較のため既存の電波受信装置による処理の他の例を示す図。
【図13】比較のため既存の電波受信装置の他の例を示す機能ブロック図。
【図14】実施形態に係わる電波受信装置における処理の他の例を示す図。
【図15】実施形態に係わる電波受信装置における処理の他の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照して実施形態につき説明する。この実施形態の電波受信装置は、例えば目標から到来する電波に基づいて目標を一定の視野内に捕捉するために用いられる。一例として、この電波受信装置は目標から放射されるレーダ波を追尾するパッシブ方式の電波シーカに適用することが可能である。
図1は、実施形態の電波受信装置を搭載する飛しょう体の一例を示す機能ブロック図である。図1の飛しょう体10は誘導装置20と操舵装置30とを備える。誘導装置20は目標から到来する電波を捕捉し、誘導信号を出力する。操舵装置30は誘導装置20から与えられた誘導信号に従って飛しょう体10の姿勢を制御し、目標に向け飛行させる。
【0010】
誘導装置20は、電波受信装置40と目標追随装置50とを備える。電波受信装置40は目標60に向け飛しょう体10を誘導するための誘導信号を生成する。目標追随装置50は電波受信装置40からの出力に基づいて誘導信号を生成し、操舵装置30に与える。
【0011】
図2は、図1に示される電波受信装置40の一例を示す機能ブロック図である。電波受信装置40は受信用アンテナ11、アンテナ切換器15、受信部12、および信号処理部13を備える。受信用アンテナ11は目標(レーダ)からの電波を受信する。受信部12は受信用アンテナ11の受信波を検波する。信号処理部13は受信波から受信波を検出、分析する。
【0012】
受信部12は、分割フィルタ22と、RF受信器21と、IF受信器23と、制御器24とを備える。分割フィルタ22は、受信アンテナ11からの信号を帯域分割する。RF受信器21は、分割フィルタ22からの受信波をIF(中間周波数)帯に変換する。IF受信器23は、IF帯の信号の帯域を絞って検波する。制御器24は、分割フィルタ22、RF受信器21、IF受信器23に対して測定すべき周波数を指示する。IF受信器23の帯域を比較的狭く取ることで検波が可能となる。
【0013】
信号処理部13は、信号変換器31と、検出処理器32と、信号分析処理器33とを備える。信号変換器31は、検波された受信波をディジタル信号に変換する。検出処理器32は、ディジタル信号から目標信号を検出する。信号分析処理器33は検出された目標信号を分析して、受信用アンテナ11で受信された信号の諸元を出力する。
【0014】
図3は図2に示す分割フィルタ22の一例を示す機能ブロック図である。分割フィルタ22において、入力されたアンテナ切換器15からのIF信号は分配器41により4つの帯域に分配される。ここではそれぞれの帯域をA,B,C,Dとして区別する。各帯域A〜Dはそれぞれ異なり、かつ、帯域A〜Dにより広い帯域をカバーするようにフィルタ42〜45の通過帯域を設定する。
【0015】
分配された各帯域の信号はそれぞれフィルタ42、フィルタ43、フィルタ44、フィルタ45により個別に帯域を絞られる。フィルタ42〜45からの信号はそれぞれ検波器46〜49により検波され、帯域A信号、帯域B信号、帯域C信号、帯域D信号が出力される。これらの信号のうち1つがスイッチ50により選択的に出力される。
【0016】
アンテナ切換器15は、検出モードにおいては全ての受信部に対して、受信アンテナ(検出用)の出力信号を分配し、方探モードにおいては、各受信アンテナの出力信号を受け渡す。
【0017】
図4は、受信用アンテナとアンテナ切換器15との接続関係を示す図である。複数の受信アンテナ(受信アンテナ1〜4とする)は、目標検出モード、方探モードのそれぞれにおいて目標検出用(アンテナ1)、方探用(アンテナ2,3)、広角除去用(アンテナ4)とその機能を区分される。検出モードにおいては受信アンテナ1の受信波を例えば4系統の受信部12の全てに入力すべく、アンテナ切換器15を切換える。各受信部12の受信帯域は個別に設定され、A〜Dを合わせた帯域がカバーされるようにして同時に観測が行なわれる。方探モードにおいては、目標が検出された周波数に全ての受信部12の帯域を同調し、方探処理および広角除去処理を行う。
【0018】
図5は、上記構成における電波受信装置の処理手順を示すフローチャートである。図5において、検出モードが開始されると各受信アンテナ1〜4の受信周波数が個別に設定される(ステップS1)。ここでは図4のアンテナ切換器15が上側に接続され、f0,f1,f2,f3(それぞれ帯域A,B,C,Dに対応するとする)で周波数変換されたIF信号が各受信部12に入力される。ついで信号受信処理(ステップS2)、信号検出処理(ステップS3)が実施される。
【0019】
次に、信号分析処理が実施され、目標の検出の有無が判定される(ステップS4)。ステップS2〜ステップS4の手順は目標が検出されるまで繰り返され(ステップS5)、繰り返しが終了すると受信周波数設定手順が実施される(ステップS6)。このステップでは目標を検出した周波数に全てのアンテナ1〜4の受信周波数を同調させる処理が行われる。ここでは例えば帯域Bに目標が検出されたとし、よって各アンテナの受信周波数はf1に設定される。
【0020】
そうして、各受信アンテナ1〜4につき信号受信処理(ステップS7)および信号検出処理(ステップS8)が実施され、続いて信号分析処理(ステップS9)が実行される。このステップS9では検出された目標からの受信信号の周波数、パルス繰り返し周期(PRI)、パルス幅などを含む諸元が分析される。ステップS7〜ステップS9の手順は目標が検出されるまで、あるいは規定の回数にわたって繰り返される(ステップS10)最後に、広角除去処理(ステップS11)が規定の回数(例えば、検出されたパルス列分)にわたり実施され(ステップS12)、正面方向以外の広角方向から到来する不要波成分が除去される。
【0021】
図6はこの実施形態に係わる電波受信装置における作用を説明するための図である。図示するように受信帯域A,B,C,Dを合わせた広帯域において信号観測を実施することで、受信パルス列の観測確率が高められる。例えば帯域Aに受信パルス列が観測されたとすると、信号検出/方探モードにおいては帯域Aにすべてのアンテナの帯域を合わせこめばよい。このように広帯域系の帯域を分割受信することにより、目標の周波数が不確定な場合でも、目標を検出して、目標が発生している帯域に全ての受信帯域を同調させて、方探を行うことが可能となる。その結果、周波数が不確実な目標と受信帯域が同調できるので、目標からの信号検出及び方探が可能となる。
【0022】
図7は比較のため既存の電波受信装置における処理を説明するための図である。図7に示すように既存の装置においては、検出/方探用の受信帯域に目標からの受信波が同調していれば、受信信号は全て検出/方探できる。ただし、目標の周波数が不定で、受信帯域と目標の周波数が同調していないときは観測できない。このように偶発的な同調を期待する方式では目標検出の確率が低くなる。
【0023】
図8は既存の電波受信装置を示す機能ブロック図である。図8に示すように一つの帯域について受信用アンテナを複数設け、これに伴って受信部、信号変換器、信号検出器からなる系統を複数列設けることが考えられるが、装置規模が大きくなるという不具合がある。すなわち受信系(検出系+方探系+広角除去系)を複数個並列に用意して、広い受信帯域をカバーすることにより、目標からの電波を受信して、目標を検出、分析、方探することも考えられている。しかしながらこのような構成では受信系の数分だけ、受信部〜信号分析部が必要となり、飛しょう体に搭載する電波誘導制御装置では、搭載スペースが限られることになる。また、図9に示すように目標からの受信波の周波数が不定である場合、検出/方探用の1つの受信帯域に目標からの受信波が同調できていなければ目標を検出することができない。
【0024】
図10は、比較のため既存の電波受信装置による処理の他の例を示す図である。図10に示すように目標の周波数範囲を分割受信することにより、目標の全ての周波数範囲で検出及び方探を行うことができ検出確率を高められる。しかしながら図11に示すように、、受信帯域分にわたって目標検出及び方探用のハードウェアが必要となり、搭載スペースが厳しくなる。
【0025】
図12は、既存の電波受信装置による処理の他の例を示す図である。図12に示すように目標の周波数が不確定な場合、受信帯域の周波数を順次切換えて信号観測を行う装置が知られている。図13はこの種の装置の機能ブロック図を示すが、受信系の数は増やさずに、目標の周波数範囲に相当する受信帯域を順次切換えていくようにしている。このような処理では、目標からの受信波の周波数と偶発的に同調できれば全ての受信信号を検出できるので追尾を継続することができる。ただし、受信帯域を順次切換えるので、受信帯域と目標の周波数が同調するまでに時間が長くかかり、目標の観測時間が短い飛しょう体においては観測機会を逸する可能性がある。
【0026】
これに対し実施形態では、検出モードにおいては、目標からの受信波をアンテナ切換器15、及び分割フィルタ42〜45において、各受信帯域(受信帯域A〜D)に分離して、各周波数毎に目標検出、分析、照合処理を実施し、目標の周波数を計測する。その後、方探モードにおいて、この検出した目標の周波数に全ての受信帯域を同調させて、目標検出、分析照合を実施するようにしている。
【0027】
これにより、目標の受信波の周波数が不確定であっても、検出モードにおいて、目標の周波数範囲を広く観測して、目標の諸元(PRI、周波数等)を計測できる。さらに、方探モードにおいては目標からの電波を受信可能な周波数に受信帯域を設定することができる。従って目標の周波数が不確定であっても目標を確実に捕捉することの可能な電波受信装置を省スペース化して提供することが可能となる。
【0028】
図14は、実施形態に係わる電波受信装置における処理の他の例を示す図である。図14に示すように、広帯域系の帯域を分割受信することにより、目標からの電波が周波数ホッピング(グループ)しているか否かを判断することができる。その結果をもとに、方探するために広帯域信号が発生している帯域(方探用の観測帯域)に全ての受信帯域を同調させて、信号検出及び方探を行うようにする。ここでは検出モードで検出した対象とする信号のPRI(パルス繰り返し周期)の整数倍で不足しているパルスを補うようにすれば良い(図中点線囲み部分)。このようにすれば、周波数ホッピングする目標の場合にも、検出モードにおいて、全ての受信帯域の情報を考慮して、目標を検出できる。よって、周波数を切換える目標であっても、目標を検出することができる。
【0029】
図15は、実施形態に係わる電波受信装置における処理の他の例を示す図である。この例においても、広帯域系の帯域を分割受信することにより、目標からの電波が周波数ホッピングしているかを判断できる。図15においては図14に比べて、よりランダムなホッピングが示されるが、このような状態においても、広帯域信号が発生している帯域(方探用の観測帯域)に全ての受信帯域を同調させて、信号検出及び方探を行うことができる。
【0030】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0031】
10…飛しょう体、20…誘導装置、30…操舵装置、40…電波受信装置、50…目標追随装置、11…受信用アンテナ、12…受信部、13…信号処理部、15…アンテナ切換器、21…RF受信機、22…分割フィルタ、23…IF受信機、24…制御器、31…信号変換器、32…検出処理器、33…信号分析処理器、41…分配器、42,43,44,45…フィルタ、46,47,48,49…検波器、50…スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
目標から到来する電波に基づいて前記目標を一定の視野内に捕捉するために用いられる電波受信装置において、
複数の受信アンテナと、
前記複数の受信アンテナの受信帯域を可変するアンテナ切換部と、
前記複数の受信アンテナで受信された信号を検波する受信部と、
この受信部で検波された信号を処理して前記複数のアンテナで受信された信号の諸元を得る信号処理部と、
前記目標を検出する検出モードにおいて、前記受信アンテナの受信帯域を連続する互いに異なる帯域に個別に設定し、前記目標の方位を探知する方探モードにおいて、前記受信アンテナの受信帯域を前記目標から到来する電波の帯域に合わせこむ制御部とを具備する電波受信装置。
【請求項2】
前記信号処理部は、前記検出モードにおいて前記目標から到来する電波を検出し、前記方探モードにおいて前記諸元に基づいて前記目標の方向を算出する、請求項1に記載の電波受信装置。
【請求項3】
前記信号処理部は、前記方探モードにおいて、前記諸元に基づいて、欠落するパルスを補間して目標の方向を算出する、請求項2に記載の電波受信装置。
【請求項4】
前記信号処理部は、前記欠落するパルスを、当該パルスのパルス繰り返し周期の整数倍で補間する、請求項3に記載の電波受信装置。
【請求項5】
複数の受信アンテナを備え、目標から到来する電波に基づいて前記目標を一定の視野内に捕捉するために用いられる電波受信装置の信号処理方法において、
前記複数の受信アンテナで受信された信号を検波し、
前記検波された信号を処理して前記複数のアンテナで受信された信号の諸元を得て、
前記目標を検出する検出モードにおいて、前記受信アンテナの受信帯域を連続する互いに異なる帯域に個別に設定し、前記目標の方位を探知する方探モードにおいて、前記受信アンテナの受信帯域を前記目標から到来する電波の帯域に合わせこむ、信号処理方法。
【請求項6】
前記方探モードにおいて、前記諸元に基づいて、欠落するパルスを補間して目標の方向を算出する、請求項5に記載の信号処理方法。
【請求項7】
前記欠落するパルスを、当該パルスのパルス繰り返し周期の整数倍で補間する、請求項6に記載の信号処理方法。
【請求項1】
目標から到来する電波に基づいて前記目標を一定の視野内に捕捉するために用いられる電波受信装置において、
複数の受信アンテナと、
前記複数の受信アンテナの受信帯域を可変するアンテナ切換部と、
前記複数の受信アンテナで受信された信号を検波する受信部と、
この受信部で検波された信号を処理して前記複数のアンテナで受信された信号の諸元を得る信号処理部と、
前記目標を検出する検出モードにおいて、前記受信アンテナの受信帯域を連続する互いに異なる帯域に個別に設定し、前記目標の方位を探知する方探モードにおいて、前記受信アンテナの受信帯域を前記目標から到来する電波の帯域に合わせこむ制御部とを具備する電波受信装置。
【請求項2】
前記信号処理部は、前記検出モードにおいて前記目標から到来する電波を検出し、前記方探モードにおいて前記諸元に基づいて前記目標の方向を算出する、請求項1に記載の電波受信装置。
【請求項3】
前記信号処理部は、前記方探モードにおいて、前記諸元に基づいて、欠落するパルスを補間して目標の方向を算出する、請求項2に記載の電波受信装置。
【請求項4】
前記信号処理部は、前記欠落するパルスを、当該パルスのパルス繰り返し周期の整数倍で補間する、請求項3に記載の電波受信装置。
【請求項5】
複数の受信アンテナを備え、目標から到来する電波に基づいて前記目標を一定の視野内に捕捉するために用いられる電波受信装置の信号処理方法において、
前記複数の受信アンテナで受信された信号を検波し、
前記検波された信号を処理して前記複数のアンテナで受信された信号の諸元を得て、
前記目標を検出する検出モードにおいて、前記受信アンテナの受信帯域を連続する互いに異なる帯域に個別に設定し、前記目標の方位を探知する方探モードにおいて、前記受信アンテナの受信帯域を前記目標から到来する電波の帯域に合わせこむ、信号処理方法。
【請求項6】
前記方探モードにおいて、前記諸元に基づいて、欠落するパルスを補間して目標の方向を算出する、請求項5に記載の信号処理方法。
【請求項7】
前記欠落するパルスを、当該パルスのパルス繰り返し周期の整数倍で補間する、請求項6に記載の信号処理方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【公開番号】特開2012−149993(P2012−149993A)
【公開日】平成24年8月9日(2012.8.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−8678(P2011−8678)
【出願日】平成23年1月19日(2011.1.19)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年8月9日(2012.8.9)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年1月19日(2011.1.19)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]