JP2005134124A - Testing device for moving object detection radar - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、移動目標検出レーダの機能を地上にて評価を行うための試験装置に関する。 The present invention relates to a test apparatus for evaluating the function of a moving target detection radar on the ground.
航空機、人工衛星等の移動プラットフォームのレーダにおいて、搭載母機の移動方向に2つ以上の空中線を並べ、自機速度に応じて1つ目の空中線にて受信される信号と数パルス分経過した時の2つ目以降の空中線にて受信される信号が同じ位相になるように調整されると、それら受信信号の差分によりクラッタを抑圧し、移動目標を検出することができる(例えば、非特許文献1参照。)。この機能は、DPCA(Displaced Phase Center Antenna)またはSTAP(Space Time Adaptive Processing)と呼ばれ、近年の航空機搭載用レーダ等に用いられている移動目標検出機能である。
上記のような移動目標検出レーダを試験する際、従来は飛行試験により実施するか、疑似データにより空中線を除いた状態で試験を実施するか、疑似信号発生装置からの空間注入により試験を実施する必要があった(例えば、特許文献1参照。)。
When two or more aerials are arranged in the moving direction of the onboard machine in a radar of a mobile platform such as an aircraft or an artificial satellite, and the signal received by the first aerial and several pulses have passed according to the speed of the aircraft If the signals received by the second and subsequent antennas are adjusted to have the same phase, clutter can be suppressed by the difference between the received signals, and the moving target can be detected (for example, non-patent literature) 1). This function is called DPCA (Displaced Phase Center Antenna) or STAP (Space Time Adaptive Processing), and is a moving target detection function used in recent aircraft-mounted radars.
When testing a moving target detection radar as described above, it is conventionally performed by a flight test, a test is performed with the antenna removed from the pseudo data, or a test is performed by spatial injection from a pseudo signal generator. There was a need (for example, refer to Patent Document 1).
従来、移動目標検出機能を試験する場合、疑似データにより信号処理上の動作を確認することはできたが、空中線、受信機の特性を含めることはできなかった。また、疑似信号発生装置により信号を入力することで空中線の特性を含めた受信系について試験することはできたが、近年開発されている2つ以上の空中線を用いた移動目標検出機能を持つレーダに対しては、パルス毎に複数ある空中線を切替えて運用する場合があり、空中線の送信パターン、受信パターン及び空中線毎の反射波の位相を模擬することはできなかった。 Conventionally, when testing the moving target detection function, it was possible to confirm the operation in signal processing with pseudo data, but it was not possible to include the characteristics of the antenna and receiver. In addition, although it was possible to test the receiving system including the characteristics of the antenna by inputting a signal with a pseudo signal generator, a radar having a moving target detection function using two or more antennas developed in recent years. On the other hand, there are cases where a plurality of antennas are switched for each pulse, and the transmission pattern and reception pattern of the antenna and the phase of the reflected wave for each antenna cannot be simulated.
以上の問題点を解決するために、2つ以上の空中線を用いた移動目標検出機能を持つレーダでパルス毎に複数ある空中線を切替えて運用する場合に対しても、空中線の送信パターン、受信パターン及び空中線毎の反射波の位相を模擬することができる試験装置を得ることを目的としている。 In order to solve the above problems, even when a radar having a moving target detection function using two or more antennas is used by switching a plurality of antennas for each pulse, the antenna transmission pattern and reception pattern are used. And it aims at obtaining the test equipment which can simulate the phase of the reflected wave for every antenna.
この発明の係るレーダ試験装置は、擬似目標の運動条件と供試レーダの運動条件を夫々設定する制御部と、上記制御部で設定された擬似目標の運動条件に基いて、上記供試レーダの送信パルスに対応して上記供試レーダが移動する移動幅を演算する供試レーダ運動計算部と、上記制御部で設定された目標の運動条件に基いて、上記供試レーダの送信パルスに対応して上記擬似目標の移動幅を演算する目標運動計算部と、上記供試レーダの空中線を保持するとともに、上記供試レーダ運動計算部で演算された移動幅に基いて、上記空中線を移動させるスキャナと、上記擬似目標を保持するとともに、上記目標運動計算部で演算された移動幅に対応する回転角に基いて、上記擬似目標を回転させる回転台とを備えたものである。 The radar test apparatus according to the present invention includes a control unit that sets the motion condition of the pseudo target and the motion condition of the test radar, and the motion condition of the test radar based on the motion condition of the pseudo target set by the control unit. Corresponding to the transmission pulse of the test radar based on the target motion condition set by the control unit, and the test radar motion calculation unit that calculates the movement width that the test radar moves in response to the transmission pulse The target motion calculation unit for calculating the movement width of the pseudo target and the antenna of the test radar are held, and the antenna is moved based on the movement width calculated by the test radar motion calculation unit. A scanner and a turntable that holds the pseudo target and rotates the pseudo target based on a rotation angle corresponding to the movement width calculated by the target motion calculation unit.
供試レーダの2つ以上の空中線をスキャナに取り付け、回転台の回転により移動した疑似目標からの反射波はドップラ周波数を持つため、移動目標の信号として模擬することができるので、実際に機体が移動しているのと同等に空中線の動きを模擬することができるようになり、空中線の送信パターン、受信パターン及び空中線毎の反射波の位相を模擬することができる。 Since two or more antennas of the test radar are attached to the scanner and the reflected wave from the pseudo target moved by the rotation of the turntable has a Doppler frequency, it can be simulated as a signal of the moving target. The movement of the antenna can be simulated as if it is moving, and the transmission pattern and reception pattern of the antenna and the phase of the reflected wave for each antenna can be simulated.
実施の形態1.
図1は実施の形態1による移動目標検出レーダ試験装置による試験系統を示すものであり、1は送信機、2は送受切替器、3はスキャナ、4は空中線、5は回転台、6は疑似目標、7は受信機、8は信号処理部、9は表示部、10は供試レーダ、11は制御部、12は機体運動計算部、13は目標運動計算部である。
FIG. 1 shows a test system by a moving target detection radar test apparatus according to the first embodiment, where 1 is a transmitter, 2 is a transmission / reception switch, 3 is a scanner, 4 is an antenna, 5 is a turntable, and 6 is a pseudo. Target, 7 is a receiver, 8 is a signal processing unit, 9 is a display unit, 10 is a radar under test, 11 is a control unit, 12 is a body motion calculation unit, and 13 is a target motion calculation unit.
図1において、送信信号は送信機1から送受切替器2を介して、スキャナ3に取り付けられた空中線4に送られる。送信信号が空中線4から出力されると、回転台5上に取り付けられた疑似目標6から反射した信号が再び空中線4に入力される。
In FIG. 1, a transmission signal is sent from a
反射波信号は送受切替器2を介して受信機7に出力され、増幅、周波数変換等を実施した後、信号処理部8へ出力される。信号処理部8において移動目標検出処理を行った後、表示部9により結果が表示される。
The reflected wave signal is output to the receiver 7 via the transmission /
ここで、送信機1、送受切替器2、空中線4、受信機7、信号処理器8及び表示部9は供試レーダ10であり、これらは試験対象となるレーダにより変更してもよい。
ここで、制御部11において試験を行うための疑似目標6の運動条件と空中線4の運動条件を設定し、機体運動計算部12においてパルス毎にレーダが移動する距離を算出し、その距離に対応して移動幅分でスキャナ3を移動する。同様に、制御部11において設定された試験条件により、目標運動計算部13においてパルス毎に目標が移動する距離を算出し、疑似目標6を回転台5に設定し、回転台5の回転角を計算し、パルス毎に当該計算された回転角に対応して回転角分を回転する
このように構成された移動目標検出レーダ試験装置におけるスキャナ3及び回転台5の運用方法について図2により説明する。
Here, the
Here, the motion condition of the
図2はスキャナ及び回転台の運用状態を示す図であり、3〜6は図1の説明と同じものである。
複数の空中線4がスキャナ3に取り付いており、機体の移動と同等に移動させることができるため、目標と空中線との相対距離変化を模擬することができる。
また、移動目標を模擬するために、疑似目標6を回転台5に載せているため、目標の速度に応じて回転台5の回転角を制御することで目標の動きを模擬することができる。
FIG. 2 is a diagram showing the operating state of the scanner and the turntable, and 3 to 6 are the same as those in FIG.
Since a plurality of
Further, since the
目標速度Vp(m/s)とした場合、パルス繰り返し周期(Pulse Repetition Interval:以下PRI)を用い、機体の移動距離Xp(m)は以下の式で計算される。 When the target speed Vp (m / s) is used, a pulse repetition period (hereinafter referred to as PRI) is used, and the moving distance Xp (m) of the aircraft is calculated by the following formula.
例えば、Vp=100(m/s)、PRI=1×10―3(s)とした場合、Xp=0.1(m)となり、機体運動計算部12からスキャナ3に設定する移動幅として、パルス毎に10cm移動させることになる。
また、想定する目標の移動速度をVt(m/s)とした場合、目標の移動距離Xt(m)は以下の式で表される。
For example, when Vp = 100 (m / s) and PRI = 1 × 10 −3 (s), Xp = 0.1 (m), and the movement width set in the
Further, when the assumed target moving speed is Vt (m / s), the target moving distance Xt (m) is expressed by the following equation.
上記のように、複数の空中線4を搭載したスキャナ3を直線移動させることにより、実際に機体が移動しているのと同等に空中線の動きを模擬することができる。
As described above, by moving the
図3は空中線からの送信波と疑似目標からの反射波を示す図であり、4、6は図1の説明と同じものである。
送受信ともレーダの構成品の空中線を用いるため、実際の環境に基づいた反射波を入力することができる。
FIG. 3 is a diagram showing a transmitted wave from an antenna and a reflected wave from a pseudo target.
Since the antenna of the radar component is used for both transmission and reception, a reflected wave based on the actual environment can be input.
図4は回転台の回転による疑似目標の移動を示す図であり、5は図1の説明と同じものである。
回転台5へ設定を行うためには、目標の動きを角度に変換する必要があり、図4に示すように回転台5の半径r(m)の位置に疑似目標6を搭載させたとすると、回転角度θ(deg)は以下の式により計算できる。
FIG. 4 is a diagram showing the movement of the pseudo target by the rotation of the turntable, and 5 is the same as the explanation of FIG.
In order to set to the
ここで、Xt=5(m)、r=0.5(m)とすると、パルス毎に回転台5は設定された値θ=0.57(deg)ずつ回転する。
Here, if Xt = 5 (m) and r = 0.5 (m), the
図5は回転台上の固定疑似目標の位置を示す図であり、14は固定疑似目標であり、5、6は図1の説明と同じものである。
回転台5の回転により移動した疑似目標6からの反射波はドップラ周波数を持つため、移動目標の信号として模擬することができる。
また、固定疑似目標14として、回転台5の中心に無指向性の疑似目標を載せることで、クラッタの反射波を模擬することができるため、クラッタ抑圧性能も同時に試験することができる。
FIG. 5 is a diagram showing the position of the fixed pseudo target on the turntable, 14 is the fixed pseudo target, and 5 and 6 are the same as those in FIG.
Since the reflected wave from the
Further, since a non-directional pseudo target is placed at the center of the
実施の形態2.
図6は実施の形態2による航空機搭載用レーダ試験装置による試験系統を示すものである。
図6において、PRI調整部15は、供試レーダ10に対しPRIをn倍した値をPRIとして設定し、機体運動計算部12に対しPRIをn倍した値をPRI、Vpを1/n倍した値をVpとして設定し、目標運動計算部13に対しPRIをn倍した値をPRI、Vtを1/n倍した値をVtとして設定する。ここに、nは任意の正数であり、あらかじめ設定しておく値である。
FIG. 6 shows a test system using an aircraft-mounted radar test apparatus according to the second embodiment.
In FIG. 6, the
実施の形態2により、スキャナ3及び回転台5を動かす速度を1/nに調整できるため、設定速度範囲を小さくでき、構造が簡単になる。
According to the second embodiment, the speed for moving the
1 送信機、 2 送受切替器、 3 スキャナ、 4 空中線、 5 回転台、 6 疑似目標、 7 受信機、 8 信号処理部、 9 表示部、 10 供試レーダ、 11 制御部、 12 機体運動計算部、 13 目標運動計算部、 14 固定疑似目標、 15 PRI調整部。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上記制御部で設定された擬似目標の運動条件に基いて、上記供試レーダの送信パルスに対応して上記供試レーダが移動する移動幅を演算する供試レーダ運動計算部と、
上記制御部で設定された目標の運動条件に基いて、上記供試レーダの送信パルスに対応して上記擬似目標の移動幅を演算する目標運動計算部と、
上記供試レーダの空中線を保持するとともに、上記供試レーダ運動計算部で演算された移動幅に基いて、上記空中線を移動させるスキャナと、
上記擬似目標を保持するとともに、上記目標運動計算部で演算された移動幅に対応する回転角に基いて、上記擬似目標を回転させる回転台と、
を備えた移動目標検出レーダ試験装置。 A control unit for setting the motion condition of the pseudo target and the motion condition of the test radar, and
A test radar motion calculation unit that calculates a moving range in which the test radar moves in response to a transmission pulse of the test radar, based on the motion condition of the pseudo target set by the control unit;
Based on the target motion condition set by the control unit, a target motion calculation unit that calculates the movement width of the pseudo target corresponding to the transmission pulse of the test radar,
A scanner that holds the antenna of the test radar and moves the antenna based on the movement width calculated by the radar operation calculation unit.
While holding the pseudo target, based on the rotation angle corresponding to the movement width calculated by the target motion calculation unit, a turntable for rotating the pseudo target;
A moving target detection radar test apparatus.
上記機体運動計算部、上記目標運動計算部及び上記供試レーダの各部のPRIを設定できることを特徴とする請求項1記載の移動目標検出レーダ試験装置。 A PRI adjustment unit that can adjust the pulse transmission interval,
2. The moving target detection radar test apparatus according to claim 1, wherein PRI of each part of the airframe motion calculation unit, the target motion calculation unit, and the test radar can be set.
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