JP2016223834A - Target detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、レーダ反射波から目標を検出する目標検出装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a target detection apparatus that detects a target from a radar reflected wave.
従来より、パルスドップラ処理を行い、目標を捜索・追跡するレーダ装置等が知られている。この種のレーダ装置では、反射波として受信された信号に対して各種の処理を行って、例えば、図５に示したように、信号レベルを含む受信データをドップラ周波数対距離の２次元面のＦＲ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒａｎｇｅ）データを作成し、目標の検出を含む各種の信号処理が行われる。また、検出した信号に対し角度情報を取得する測角処理を行う場合には、例えば、Σビーム、ならびにΔビーム（方位角方向のΔＡｚビーム、及び仰角方向のΔＥｌビーム）のそれぞれで受信された反射波に対してＦＲデータを作成し、後段で測角処理等を行う。 Conventionally, a radar apparatus or the like that performs pulse Doppler processing to search and track a target is known. In this type of radar apparatus, various processes are performed on a signal received as a reflected wave, and, for example, as shown in FIG. 5, received data including a signal level is represented on a two-dimensional plane of Doppler frequency versus distance. FR (Frequency Range) data is created, and various signal processing including target detection is performed. In addition, when performing angle measurement processing to acquire angle information on the detected signal, for example, it is received by each of the Σ beam and Δ beam (ΔAz beam in the azimuth angle direction and ΔEl beam in the elevation angle direction). FR data is created for the reflected wave, and angle measurement processing is performed later.
ところで、これらのＦＲデータに基づいて、目標の検出を行い、検出結果を元に測角を行う一連の場面を取り上げてみると、まず目標の検出に際しては、例えば、Σ信号のＦＲデータの信号レベルに着目して、所定のしきい値を超える信号レベルの中からそのピーク値が探索され、そのピーク値に対応するセル位置（距離方向のセルであるレンジセル、及びドップラ周波数方向のセルであるバンクセル）に目標が存在するものとして、Σ信号のＦＲデータ２次元面上において、目標の検出されたセル位置が特定される。そして、これに続く測角処理においては、Σ信号のＦＲデータから上記した目標のセル位置に対応した受信データが抽出されるとともに、Δ信号のＦＲデータからも同じセル位置に対応した受信データが抽出され、これらΣ系、及びΔ系のそれぞれの受信データに基づいた測角処理によって、目標の角度情報が取得される。 By the way, taking a series of scenes in which a target is detected based on these FR data, and an angle is measured based on the detection result, first, in detecting a target, for example, a signal of FR data of a Σ signal Focusing on the level, the peak value is searched from signal levels exceeding a predetermined threshold, and the cell position corresponding to the peak value (range cell that is a cell in the distance direction and cell in the Doppler frequency direction) Assuming that the target exists in the bank cell), the cell position where the target is detected is specified on the two-dimensional plane of the FR data of the Σ signal. In the subsequent angle measurement process, the received data corresponding to the target cell position is extracted from the FR data of the Σ signal, and the received data corresponding to the same cell position is also extracted from the FR data of the Δ signal. The target angle information is acquired by the angle measurement process based on the extracted received data of each of the Σ system and the Δ system.
しかしながら、上述したΣ信号を用いた目標検出では、複数の目標が近接して存在したときに、これらが１つの目標として見えるため、単目標として処理されてしまう場合があった。すなわち、図６の説明図を参照して詳述すると、１目標の場合は、図６（ａ）に例示したように、ＦＲデータの２次元面における信号レベルのピーク値に対応したセル位置が、検出情報として出力される。一方、この第１の目標に近接する別の目標として、例えば同じレンジセルにドップラ周波数の異なる第２の目標が存在する場合は、図６（ｂ）に例示したように、連続するセルで上がった検出情報は１つ見えるため、別目標の信号の情報が判別できず、単目標化されて検出情報が出力される。このため、Σ信号を用いた目標検出だけでは、近接する複数目標の存在を判断することが困難となる場合があった。 However, in the target detection using the above-described Σ signal, when a plurality of targets are close to each other, they appear as one target, and thus may be processed as a single target. That is, in detail with reference to the explanatory diagram of FIG. 6, in the case of one target, as illustrated in FIG. 6A, the cell position corresponding to the peak value of the signal level in the two-dimensional plane of the FR data is Are output as detection information. On the other hand, as another target close to the first target, for example, when there is a second target having a different Doppler frequency in the same range cell, the number of consecutive cells increases as illustrated in FIG. 6B. Since one piece of detection information is visible, the information of the signal of another target cannot be determined, and the detection information is output as a single target. For this reason, it may be difficult to determine the presence of a plurality of adjacent targets only by target detection using the Σ signal.
また、目標検出後に取得された目標の角度情報及び距離情報等に基づいて、目標の追跡処理等を実施する場合は、対象の目標数に関する情報は、追跡処理等におけるリソースマネージメント等に影響を及ぼす要因のひとつとなる。このため、後段に目標の追跡処理等を付加する場合には、目標検出の早い段階から、近接する複数の目標を分離判定できることが望まれていた。 In addition, when target tracking processing is performed based on target angle information and distance information acquired after target detection, the information regarding the target number of targets affects resource management, etc. in tracking processing, etc. One of the factors. For this reason, when adding a target tracking process or the like to the subsequent stage, it has been desired that a plurality of adjacent targets can be separated and determined from an early stage of target detection.
本実施の形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、レーダ反射波中から目標を検出し、その後の早い段階において近接する複数の目標を分離検出して、それらの目標情報を取得する目標検出装置を提供することを目的とする。 The present embodiment has been made in consideration of the above-mentioned circumstances. A target is detected from radar reflected waves, and a plurality of adjacent targets are separated and detected at an early stage, and the target information is obtained. An object is to provide a target detection device to be acquired.
上記目的を達成するために、本実施形態の目標検出装置は、レーダ反射波中から目標を検出して、その角度情報と距離情報とを取得する目標検出装置において、Σビーム、ΔＡｚビーム、及びΔＥｌビームで受信したレーダ反射波を受信処理したΣ信号、ΔＡｚ信号、及びΔＥｌ信号のそれぞれについて、その信号レベルを含む受信データがドップラ周波数対距離の２次元面の各セルに対応づけられたＦＲ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒａｎｇｅ）データを作成する受信信号処理部と、前記Σ信号についてのＦＲデータをＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理して目標の検出を行い、目標が検出されたセルの位置を特定するとともに、このセルの位置に対応づけられた受信データを抽出する第１の目標検出部と、前記第１の目標検出部で抽出されたセルの受信データ、ならびに前記ΔＡｚ信号についてのＦＲデータ及び前記ΔＥｌ信号についてのＦＲデータのそれぞれにおける、前記第１の目標検出部で特定されたセルと同一のセル位置に対応づけられた受信データに基づいて前記目標の角度情報を取得する第１の測角処理部と、前記第１の目標検出部で特定されたセルの位置に基づいて前記目標の距離情報を取得する第１の測距処理部と、前記ΔＡｚ信号についてのＦＲデータをＣＦＡＲ処理して目標の検出を行い、目標が検出されたセルの位置を特定するとともに、このセルの位置に対応づけられた受信データを抽出する第２の目標検出部と、前記ΔＥｌ信号についてのＦＲデータをＣＦＡＲ処理して目標の検出を行い、目標が検出されたセルの位置を特定するとともに、このセルの位置に対応づけられた受信データを抽出する第３の目標検出部と、前記第１の目標検出部により検出された目標のセルの位置、前記第２の目標検出部により検出された目標のセルの位置、及び前記第３の目標検出部により検出された目標のセルの位置のそれぞれを相互に比較した結果に基づいて、前記第１の目標検出部で検出された目標に近接する別目標の存在を判定するとともに、この別目標のセルの位置を特定してこのセルの位置に対応づけられた受信データを抽出する検出情報相関処理部と、前記検出情報相関処理部により抽出された前記受信データに基づいて、前記近接する別目標の角度情報を取得する第２の測角処理部と、前記検出情報相関処理部により特定された前記近接する目標のセルの位置に基づいて、その距離情報を取得する第２の測距処理部とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a target detection apparatus according to the present embodiment detects a target from radar reflected waves and obtains angle information and distance information thereof. In the target detection apparatus, a Σ beam, a ΔAz beam, and For each of the Σ signal, ΔAz signal, and ΔEl signal obtained by receiving the radar reflected wave received by the ΔEl beam, the received data including the signal level is associated with each cell on the two-dimensional plane of the Doppler frequency versus distance. (Frequency Range) reception signal processing unit for creating data, and FRAR for the Σ signal is processed by CFAR (Constant False Alarm Rate) to detect the target, and the position of the cell where the target is detected is specified. A first target detection unit for extracting received data associated with the position of the cell; The same cell as the cell specified by the first target detection unit in each of the reception data of the cell extracted by one target detection unit, and the FR data for the ΔAz signal and the FR data for the ΔEl signal A first angle measurement processing unit that obtains the target angle information based on the received data associated with the position; and the target distance information based on the cell position identified by the first target detection unit. A first distance measurement processing unit that obtains a target and detects the target by performing the CFAR processing on the FR data for the ΔAz signal, specifies the position of the cell where the target is detected, and associates it with the position of this cell A second target detection unit for extracting received data and the CFAR processing of the FR data for the ΔEl signal to detect the target and identify the cell position where the target is detected And a third target detection unit for extracting received data associated with the cell position, a target cell position detected by the first target detection unit, and a second target detection unit. The target detected by the first target detection unit based on a result of comparing the detected target cell position and the target cell position detected by the third target detection unit with each other. A detection information correlation processing unit that determines the presence of another target that is close to the target and identifies the position of the cell of the other target and extracts received data associated with the position of the cell, and the detection information correlation processing unit Based on the received data extracted by the above, the second angle measurement processing unit that acquires the angle information of the other target that is close to the position of the target cell that is specified by the detection information correlation processing unit Based on And a second distance measurement processing unit for acquiring the distance information.
以下に、本発明の実施形態に係る目標検出装置を実施するための最良の形態について、図１〜図５を参照して説明する。 Below, the best form for implementing the target detection apparatus which concerns on embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIGS.
図１は、本実施形態に係る目標検出装置の構成の一例を示すブロック図である。図１に例示したように、この目標検出装置１は、受信信号処理部１０、Σ系目標検出部３０、Σ系測角処理部４０、ΔＡｚ系目標検出部５０、ΔＥｌ系目標検出部６０、検出情報相関処理部７０、Δ系測角処理部８０、及び測距処理部９０から構成されている。 FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the target detection apparatus according to the present embodiment. As illustrated in FIG. 1, the target detection device 1 includes a reception signal processing unit 10, a Σ system target detection unit 30, a Σ system angle measurement processing unit 40, a ΔAz system target detection unit 50, a ΔEl system target detection unit 60, The detection information correlation processing unit 70, the Δ system angle measurement processing unit 80, and the distance measurement processing unit 90 are configured.
受信信号処理部１０は、和のパターンであるΣビーム、方位角方向の差のパターンであるΔＡｚビーム、及び仰角方向の差のパターンであるΔＥｌビームで受信されたレーダ反射波を、それぞれに受信処理してＩＱ信号に変換し、さらにＭＴＩ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｔａｒｇｅｔ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）処理、パルスドップラ処理、パルス圧縮処理といった各種の信号処理を施して出力する。そしてその出力は、Σ信号、ΔＡｚ信号、及びΔＥｌ信号のそれぞれについて、その信号レベルを含む受信データをドップラ周波数対距離の２次元面の各セルに対応づけたＦＲ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒａｎｇｅ）データとして得られる。図５は、このＦＲデータの一例を示しており、距離軸方向のレンジセルの位置とドップラ周波数軸方向のバンクセルの位置とで指定される２次元面の各セル位置に信号レベルが対応づけられている。 The reception signal processing unit 10 receives the radar reflected wave received by the Σ beam that is the sum pattern, the ΔAz beam that is the difference pattern in the azimuth direction, and the ΔEl beam that is the difference pattern in the elevation direction. The signal is processed and converted into an IQ signal, and further subjected to various signal processing such as MTI (Moving Target Indication) processing, pulse Doppler processing, and pulse compression processing, and then output. The output is obtained as FR (Frequency Range) data for each of the Σ signal, ΔAz signal, and ΔEl signal, in which received data including the signal level is associated with each cell on the two-dimensional plane of Doppler frequency versus distance. . FIG. 5 shows an example of this FR data, in which a signal level is associated with each cell position on the two-dimensional plane specified by the range cell position in the distance axis direction and the bank cell position in the Doppler frequency axis direction. Yes.
Σ系目標検出部３０は、第１の目標検出部に相当し、Σ信号について作成されたＦＲデータをＣＦＡＲ処理して目標検出を行う。目標の検出は、例えば信号レベルに対して設けられた所定のしきい値によって判定を行い、このしきい値を超えた中の最大値のＦＲ面上のセル位置を目標の存在するセル位置として特定する。なお、セル位置は、距離軸方向のレンジセル、及びドップラ周波数軸方向のバンクセルのそれぞれのセル位置によって特定される。そして、この特定されたセル位置に対応づけられた受信データを抽出する。 The Σ system target detection unit 30 corresponds to a first target detection unit, and performs target detection by performing CFAR processing on the FR data created for the Σ signal. The target is detected by, for example, a predetermined threshold provided for the signal level, and the cell position on the FR plane having the maximum value exceeding the threshold is set as the cell position where the target exists. Identify. The cell position is specified by the cell positions of the range cell in the distance axis direction and the bank cell in the Doppler frequency axis direction. Then, the reception data associated with the specified cell position is extracted.
Σ系測角処理部４０は、第１の測角処理部に相当し、ΔＡｚ信号、及びΔＥｌ信号について作成されたそれぞれのＦＲデータから、Σ系目標検出部３０によって特定されたセル位置と同一のセル位置に対応づけられた受信データを抽出するとともに、これら抽出されたΔＡｚ、及びΔＥｌ信号の受信データと、Σ系目標検出部３０で抽出されたΣ信号の受信データとに基づいて測角処理を行い、目標の角度情報を取得する。測角処理としては、例えば振幅モノパルス測角や、位相モノパルス測角等の手法が適用できる。 The Σ system angle measurement processing unit 40 corresponds to the first angle measurement processing unit, and is the same as the cell position specified by the Σ system target detection unit 30 from the respective FR data created for the ΔAz signal and the ΔEl signal. The received data associated with the cell position of the Σ signal is extracted, and the angle measurement is performed based on the extracted received data of the ΔAz and ΔEl signals and the received data of the Σ signal extracted by the Σ system target detecting unit 30. Processing is performed to obtain target angle information. As the angle measurement process, for example, methods such as amplitude monopulse angle measurement and phase monopulse angle measurement can be applied.
ΔＡｚ系目標検出部５０は、第２の目標検出部に相当し、ΔＡｚ信号について作成されたＦＲデータをＣＦＡＲ処理して目標検出を行う。ここでのＣＦＡＲ処理は、信号対雑音比を適切に維持して、Δ信号から確実に目標検出を行えるようにするために適用する。検出にあたっては、例えば上記したΣ系目標検出部３０と同様な手法により行い、その結果として、目標の検出されたＦＲ面上のセル位置を特定するとともに、このセル位置に対応づけられた受信データを抽出する。同様に、第３の目標検出部としてのΔＥｌ系目標検出部６０は、ΔＥｌ信号について作成されたＦＲデータをＣＦＡＲ処理して目標検出を行い、目標の検出されたセル位置及び対応する受信データを抽出する。 The ΔAz system target detection unit 50 corresponds to a second target detection unit, and performs target detection by performing CFAR processing on the FR data created for the ΔAz signal. The CFAR processing here is applied to maintain the signal-to-noise ratio appropriately and ensure target detection from the Δ signal. For the detection, for example, a method similar to that of the above-described Σ system target detection unit 30 is performed. As a result, the cell position on the FR plane where the target is detected is specified, and the received data associated with the cell position is specified. To extract. Similarly, the ΔEl target detection unit 60 serving as a third target detection unit performs target detection by performing CFAR processing on the FR data generated for the ΔEl signal, and obtains the detected cell position and the corresponding received data. Extract.
検出情報相関処理部７０は、Σ系目標検出部３０で検出された目標のセル位置、ΔＡｚ系目標検出部５０で検出された目標のセル位置、及びΔＥｌ系目標検出部６０で検出された目標のセル位置のそれぞれを相互に比較し、その比較結果に基づいて、Σ系目標検出部３０で検出された目標に近接する別目標の存在を判定する。また、別目標が存在する場合には、そのセル位置と受信データとを抽出する。Σ信号とΔ信号とを用いた目標検出について、図２、及び図３を用いて詳述する。 The detected information correlation processing unit 70 is a target cell position detected by the Σ system target detection unit 30, a target cell position detected by the ΔAz system target detection unit 50, and a target detected by the ΔEl system target detection unit 60. Are compared with each other, and based on the comparison result, the existence of another target close to the target detected by the Σ system target detection unit 30 is determined. If another target exists, the cell position and received data are extracted. Target detection using the Σ signal and the Δ signal will be described in detail with reference to FIGS.
図２は１目標の場合、また図３は、１目標に対して別目標が存在する２目標の場合のそれぞれにおける、Σ信号、及びΔ信号での目標検出結果をモデル化して示した事例である。１目標の場合、図２（ａ）のように、目標１をそれぞれのビームのボアサイトで捕らえた時、Σ信号のＦＲデータ面では、図２（ｂ）に例示したように、信号レベルに基づいて目標の検出されたセル位置が特定される一方、Δ信号のＦＲ面では、図２（ｃ）に例示したように目標の検出結果は上がらない。 FIG. 2 shows an example of modeling the target detection results with the Σ signal and the Δ signal in the case of one target, and FIG. 3 in the case of two targets each having another target for one target. is there. In the case of one target, as shown in FIG. 2 (a), when target 1 is captured at the bore sight of each beam, on the FR data surface of the Σ signal, as shown in FIG. On the basis of the cell position where the target is detected, the target detection result does not increase on the FR plane of the Δ signal as illustrated in FIG.
これに対して図３（ａ）に例示したように、ボアサイトで捕らえた目標１に近接して、ドップラ周波数に有意差のある別目標の目標２が同一ビーム内にボアサイトから外れて存在する場合（オフボアサイトの場合）は、この目標２は、Σ信号のＦＲ面では図３（ｂ）に例示したように、目標１と一体化されて検出され、２目標として検出されるまでには時間を要する虞がある。しかし、Δ信号のＦＲ面では図３（ｃ）に例示したように、互いのドップラ周波数に有意差があることから、目標１とは異なるセル位置に目標２が検出され、その検出情報が出力される。これは、目標１がボアサイトから外れて観測された場合、つまりビーム内の目標が全てオフボアサイトで観測された場合でも同じである。 On the other hand, as illustrated in FIG. 3A, in the vicinity of the target 1 captured at the boresight, another target 2 having a significant difference in Doppler frequency exists outside the boresight in the same beam. In the case of off-bore sight, the target 2 is detected as integrated with the target 1 and detected as two targets on the FR plane of the Σ signal as illustrated in FIG. 3B. May take time. However, on the FR plane of the Δ signal, as illustrated in FIG. 3C, there is a significant difference between the Doppler frequencies of each other. Therefore, the target 2 is detected at a cell position different from the target 1, and the detection information is output. Is done. This is the same even when the target 1 is observed off the boresight, that is, when all the targets in the beam are observed at the offbore site.
本実施例においては、検出情報相関処理部７０は、図１に例示したように、Σ−ΔＡｚ相関処理部７１、Σ−ΔＥｌ相関処理部７２、及びΔ系目標判定部７３を備えている。Σ−ΔＡｚ相関処理部７１は、Σ系目標検出部３０で検出された目標のセル位置と、ΔＡｚ系目標検出部５０で検出された目標のセル位置とを比較し、それらが異なる場合は別目標の可能性があるものとして、その旨をΔ系目標判定部７３に通知する。同様に、Σ−ΔＥｌ相関処理部７２は、Σ系目標検出部３０で検出された目標のセル位置と、ΔＥｌ系目標検出部６０で検出された目標のセル位置とを比較し、その結果をΔ系目標判定部７３に通知する。 In the present embodiment, the detected information correlation processing unit 70 includes a Σ-ΔAz correlation processing unit 71, a Σ-ΔEl correlation processing unit 72, and a Δ system target determination unit 73, as illustrated in FIG. The Σ-ΔAz correlation processing unit 71 compares the target cell position detected by the Σ system target detection unit 30 with the target cell position detected by the ΔAz system target detection unit 50. The Δ system target determination unit 73 is notified of the possibility of the target. Similarly, the Σ-ΔEl correlation processing unit 72 compares the target cell position detected by the Σ system target detection unit 30 with the target cell position detected by the ΔEl system target detection unit 60, and the result is obtained. The Δ system target determination unit 73 is notified.
Δ系目標判定部７３は、これらの比較結果の通知を受けて、近接する別目標の存在を判定する。本実施例においては、Σ−ΔＡｚ相関処理部７１でのセル位置の比較結果と、Σ−ΔＥｌ相関処理部７２での比較結果の少なくともどちらか一方において、セル位置が異なる結果となった場合に、近接する別目標が存在すると判定する。そして、別目標がある場合は、そのセル位置、及びセル位置に対応するΔＡｚ信号、及びΔＥｌ信号のそれぞれの受信データをＦＲデータから抽出し、まとめて出力する。 The Δ system target determination unit 73 receives the notification of these comparison results and determines the presence of another target that is in proximity. In this embodiment, when at least one of the comparison result of the cell position in the Σ-ΔAz correlation processing unit 71 and the comparison result in the Σ-ΔEl correlation processing unit 72 results in a different cell position. It is determined that another target that is close exists. If there is another target, the received data of the cell position and the ΔAz signal and ΔEl signal corresponding to the cell position are extracted from the FR data and output together.
Δ系測角処理部８０は、第２の測角処理部に相当し、検出情報相関処理部７０にて抽出されたΔ系の受信データに基づいて、近接する別目標に対する測角処理を行い、その角度情報を取得する。 The Δ system angle measurement processing unit 80 corresponds to a second angle measurement processing unit, and performs angle measurement processing on another adjacent target based on the Δ system reception data extracted by the detection information correlation processing unit 70. , Get the angle information.
測距処理部９０は、第１の測距処理部及び第２の測距処理部に相当し、Σ系目標検出部３０で検出された目標のセル位置、及び検出情報相関処理部７０で判定された近接する別目標のセル位置の、特にレンジセル位置に着目し、それぞれ目標及び近接する別目標の距離情報を取得するとともに、この前段で取得したそれぞれの角度情報とあわせ、目標情報として後段に送出する。 The distance measurement processing unit 90 corresponds to the first distance measurement processing unit and the second distance measurement processing unit, and is determined by the target cell position detected by the Σ system target detection unit 30 and the detection information correlation processing unit 70. Focusing on the cell position of another adjacent target, especially the range cell position, the distance information of the target and another target that is adjacent to each other is acquired, and combined with each angle information acquired in the previous stage, the target information is Send it out.
次に、前出の図１〜図３及び図５、ならびに図４のフローチャートを参照して、上述のように構成された本実施形態の目標検出装置の動作について説明する。図４は、図１に例示した目標検出装置１の動作を説明するためのフローチャートである。 Next, the operation of the target detection apparatus of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and 5 and the flowchart of FIG. FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the target detection apparatus 1 illustrated in FIG.
まず、Σビーム、ΔＡｚビーム、ΔＥｌビームで受信されたレーダ反射波は、受信信号処理部１０において各種の受信処理、及び信号処理が施され（ＳＴ４０１）、その処理結果として、Σ信号、ΔＡｚ信号、及びΔＥｌ信号のそれぞれについて、例えば図５に例示したように、ドップラ周波数対距離の２次元面の各セルに受信データを対応づけたＦＲデータが作成される。作成されたＦＲデータは、それぞれの信号に対応して、Σ系目標検出部３０、ΔＡｚ系目標検出部５０、またはΔＥｌ系目標検出部６０のいずれかに送出される（ＳＴ４０２）。 First, the radar reflected waves received by the Σ beam, ΔAz beam, and ΔEl beam are subjected to various reception processing and signal processing in the reception signal processing unit 10 (ST401), and as a result of the processing, the Σ signal, ΔAz signal are processed. For each of the .DELTA.El signals, as shown in FIG. 5, for example, FR data in which received data is associated with each cell on the two-dimensional surface of the Doppler frequency versus distance is created. The created FR data is sent to any of the Σ system target detection unit 30, the ΔAz system target detection unit 50, or the ΔEl system target detection unit 60 in correspondence with each signal (ST402).
次いで、それぞれのＦＲデータによる目標検出が行われ、その結果に基づき目標情報が取得されるが、はじめに、Σ信号を中心とした処理について説明する。 Next, target detection is performed based on the respective FR data, and target information is acquired based on the result. First, processing centered on the Σ signal will be described.
Σ系目標検出部３０では、Σ信号のＦＲデータに対してＣＦＡＲ処理が施され、例えばしきい値判定等により目標検出が行われる。そして、目標の検出されたＦＲデータ上のセル位置が特定されるとともに、そのセルに対応づけられた受信データが抽出される（ＳＴ４０３）。 The Σ system target detection unit 30 performs CFAR processing on the FR data of the Σ signal, and performs target detection, for example, by threshold determination. Then, the cell position on the FR data where the target is detected is specified, and the received data associated with the cell is extracted (ST403).
次いで、Σ系測角処理部４０において、目標の角度情報が取得される。すなわち、Σ系測角処理部４０は、ΔＡｚ、及びΔＥｌについて作成されたそれぞれのＦＲデータから、上記の動作ステップで特定されたセル位置と同一のセル位置に対応づけられた受信データを抽出する。そして直前の動作ステップで抽出されたΣ信号の受信データと、これらΔＡｚ、及びΔＥｌ信号の受信データとに基づき測角処理を行って、目標の角度情報を取得する。取得された角度情報は、目標のセル位置情報とともに、測距処理部９０に送出される（ＳＴ４０４）。 Subsequently, the target angle information is acquired in the Σ system angle measurement processing unit 40. That is, the Σ-system angle measurement processing unit 40 extracts reception data associated with the same cell position as the cell position specified in the above operation step, from the respective FR data created for ΔAz and ΔEl. . Then, angle measurement processing is performed based on the reception data of the Σ signal extracted in the immediately preceding operation step and the reception data of the ΔAz and ΔEl signals, thereby obtaining target angle information. The acquired angle information is sent to the distance measurement processing unit 90 together with the target cell position information (ST404).
次いで、測距処理部９０において、目標の距離情報が取得される。すなわち、測距処理部９０は、目標のレンジセルに着目して距離を算出し、目標の距離情報とする（ＳＴ４０５）。そして、ここまでに取得された目標の角度情報、及び距離情報は、目標情報として編集され、後段の処理、あるいは機器等に送出される（ＳＴ４１０）。 Next, distance measurement processing unit 90 obtains target distance information. That is, ranging processor 90 calculates the distance by paying attention to the target range cell, and sets the target distance information (ST405). Then, the target angle information and distance information acquired so far are edited as target information and sent to subsequent processing or equipment (ST410).
目標が１目標の場合、あるいは近接する複数目標が１目標としてグループ化された場合には、目標検出直後からΣビーム、及びΔビームの指向方向が適宜継続して制御され、例えば、図２（ａ）に示したように、ボアサイトが常に目標の方向に指向するようになる。そしてさらに時間が経過して、例えば、グループ化されて観測されていた近接する複数目標の中から、図３（ａ）に示したように、独立した別目標が同一ビーム内にボアサイトから外れて観測されはじめ、ドップラ周波数にも有意差が見られるようになった場合には、図３（ｃ）に例示したように、Δ信号を中心とした処理により目標を検出する。以下に、このときの詳細な動作を説明する。 When the target is one target or when a plurality of adjacent targets are grouped as one target, the directing directions of the Σ beam and the Δ beam are controlled appropriately and immediately after the target detection, for example, as shown in FIG. As shown in a), the boresight is always oriented in the target direction. Then, as time elapses, for example, from among a plurality of adjacent targets observed in a group, as shown in FIG. 3A, another independent target is separated from the boresight within the same beam. When a significant difference is also observed in the Doppler frequency, the target is detected by processing centering on the Δ signal as illustrated in FIG. The detailed operation at this time will be described below.
すなわち、ΔＡｚ系目標検出部５０、及びΔＥｌ系目標検出部６０は、受信信号処理部１０から送られてきたＦＲデータに対してＣＦＡＲ処理を施した上で、目標検出を行う。目標検出にあたっては、信号対雑音比を適切に維持しておくことが望ましく、ここではＦＲデータに対してＣＦＡＲ処理を施すことによって、Δ信号からの目標検出を確実なものとしている。そして、目標が検出されると、ΔＡｚ信号及びΔＥｌ信号のそれぞれのＦＲデータ上で、目標のセル位置が特定されるとともに、そのセルに対応づけられた受信データが抽出される（ＳＴ４０６）。 That is, the ΔAz system target detection unit 50 and the ΔEl system target detection unit 60 perform target detection after performing CFAR processing on the FR data transmitted from the reception signal processing unit 10. In the target detection, it is desirable to maintain the signal-to-noise ratio appropriately. Here, the target detection from the Δ signal is ensured by performing the CFAR process on the FR data. When the target is detected, the target cell position is specified on the respective FR data of the ΔAz signal and the ΔEl signal, and the received data associated with the cell is extracted (ST406).
次いで、検出情報相関処理部７０において、Σ系目標検出部３０で検出された目標のセル位置、ΔＡｚ系目標検出部５０で検出された目標のセル位置、及びΔＥｌ系目標検出部６０で検出された目標のセル位置が相互に比較され、Σ系目標検出部３０で検出された目標に近接する別目標の存在が判定される（ＳＴ４０７）。すなわち、検出情報相関処理部７０内のΣ−ΔＡｚ相関処理部７１は、Σ系目標検出部３０で検出された目標のセル位置と、ΔＡｚ系目標検出部５０で検出された目標のセル位置とを比較し、それらが異なる場合は別目標の可能性があるものとして、その旨をΔ系目標判定部７３に通知する。同様に、Σ−ΔＥｌ相関処理部７２も、Σ系目標検出部３０で検出された目標のセル位置と、ΔＥｌ系目標検出部６０で検出された目標のセル位置とを比較して、その結果をΔ系目標判定部７３に通知する。 Next, in the detection information correlation processing unit 70, the target cell position detected by the Σ system target detection unit 30, the target cell position detected by the ΔAz system target detection unit 50, and the ΔEl system target detection unit 60 are detected. The target cell positions are compared with each other, and the presence of another target close to the target detected by the Σ system target detection unit 30 is determined (ST407). That is, the Σ-ΔAz correlation processing unit 71 in the detection information correlation processing unit 70 includes the target cell position detected by the Σ system target detection unit 30 and the target cell position detected by the ΔAz system target detection unit 50. If these are different, the Δ system target determination unit 73 is notified that there is a possibility of another target. Similarly, the Σ-ΔEl correlation processing unit 72 compares the target cell position detected by the Σ-type target detection unit 30 with the target cell position detected by the ΔE-type target detection unit 60, and the result To the Δ system target determination unit 73.
Δ系目標判定部７３は、これら２つの通知を受けて、そのどちらか一方の比較結果が異なる場合には、近接する別目標が存在すると判定し、そのセル位置、及びセル位置に対応する受信データを、ΔＡｚ信号、及びΔＥｌ信号のそれぞれのＦＲデータから抽出する（ＳＴ４０７のＹ）。抽出された別目標の情報は、Δ系測角処理部８０に送出される。一方、どちらの比較結果においてもセル位置に差異がない場合には、Δ系目標判定部７３は、別目標はないものと判定する（ＳＴ４０７のＮ）。 The Δ system target determination unit 73 receives these two notifications, determines that there is another target that is close when either of the comparison results is different, and receives the cell position and the reception corresponding to the cell position. Data is extracted from the respective FR data of the ΔAz signal and ΔEl signal (Y in ST407). The extracted other target information is sent to the Δ system angle measurement processing unit 80. On the other hand, if there is no difference in the cell position in either comparison result, Δ system target determination section 73 determines that there is no other target (N in ST407).
次いで、Δ系測角処理部８０において、新たに検出された別目標に対する角度情報が取得される。すなわち、Δ系測角処理部８０は、検出情報相関処理部７０から別目標のセル位置、及び受信データ等を受けとり、これらに基づいて測角処理を行って角度情報を取得する。取得された角度情報は、セル位置情報等とともに、測距処理部９０に送出される（ＳＴ４０８）。次いで、測距処理部９０において、新たに検出された別目標に対する距離情報が取得される。距離情報については、前出のＳＴ４０５における手法と同様の手法によって取得される（ＳＴ４０９）。 Next, in the Δ system angle measurement processing unit 80, angle information with respect to the newly detected target is acquired. That is, the Δ system angle measurement processing unit 80 receives another target cell position, reception data, and the like from the detection information correlation processing unit 70, and performs angle measurement processing based on these to acquire angle information. The acquired angle information is sent to the distance measurement processing unit 90 together with the cell position information and the like (ST408). Next, in the distance measurement processing unit 90, distance information for the newly detected different target is acquired. The distance information is acquired by a method similar to the method in ST405 described above (ST409).
そして、こうしたΔ信号による処理によって取得された別目標の角度情報、及び距離情報は、前出のΣ信号によって取得された目標情報に加えるように編集され、後段に送出される（ＳＴ４１０）。この後は、動作の終了が指示されるまで、上述した動作ステップを繰り返す（ＳＴ４１１）。 Then, the angle information and distance information of another target acquired by the process using the Δ signal are edited so as to be added to the target information acquired by the Σ signal described above, and sent to the subsequent stage (ST410). Thereafter, the above-described operation steps are repeated until an instruction to end the operation is given (ST411).
以上説明したように、本実施例においては、Σ信号、ΔＡｚ信号、及びΔＥｌ信号をそれぞれに信号処理してＦＲデータを生成後、Σ信号のＦＲデータから目標の検出を行ってＦＲ面上での目標のセル位置を特定し、その結果から目標の角度情報と距離情報を取得している。また、これと並行させて、Δ信号（ΔＡｚ及びΔＥｌ）のＦＲデータからもＣＦＡＲ処理を行った上で目標検出を行い、検出された目標のＦＲ面上でのセル位置を特定している。そして、Σ信号及びΔ信号でのそれぞれの検出結果である目標のセル位置を比較し、その相関性に着目して、検出された目標が単目標なのか、近接する別目標が存在するのかを判定するとともに、別目標が存在する場合には、その角度情報及び距離情報を取得している。 As described above, in this embodiment, the Σ signal, the ΔAz signal, and the ΔEl signal are each processed to generate FR data, and then the target is detected from the FR data of the Σ signal, and then on the FR plane. The target cell position is identified, and the target angle information and distance information are obtained from the result. In parallel with this, target detection is performed after performing CFAR processing also from the FR data of the Δ signal (ΔAz and ΔEl), and the cell position on the FR plane of the detected target is specified. Then, by comparing the target cell positions, which are the detection results of the Σ signal and Δ signal, paying attention to the correlation, it is determined whether the detected target is a single target or another target that is close. In addition to the determination, if there is another target, the angle information and the distance information are acquired.
これにより、従来の目標検出では十分に分離検出出来なかった近接する複数目標についても、分離が可能となる。しかも、Σ信号による目標検出とΔ信号による目標検出とを、同時並行に実施して目標情報を取得しているので、例えば、当初は単目標として検出された目標が、時間経過とともに、しだいに近接する複数目標として観測される場合等においては、検出後の早い段階において、別目標の存在を判定することができる。 Thereby, it is possible to separate even a plurality of adjacent targets that have not been sufficiently separated and detected by the conventional target detection. Moreover, since target information is acquired by performing target detection using the Σ signal and target detection using the Δ signal simultaneously in parallel, for example, the target initially detected as a single target gradually increases with time. In the case of being observed as a plurality of adjacent targets, the presence of another target can be determined at an early stage after detection.
従って、目標を検出し、その後の早い段階において近接する複数の目標を分離検出して、それらの目標情報を取得し提供することのできる目標検出装置を得ることができる。 Accordingly, it is possible to obtain a target detection apparatus that can detect a target, separately detect and detect a plurality of adjacent targets at an early stage, and acquire and provide the target information.
なお、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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。これら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。 Although several embodiments have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１ 目標検出装置
１０ 受信信号処理部
３０ Σ系目標検出部
４０ Σ系測角処理部
５０ ΔＡｚ系目標検出部
６０ ΔＥｌ系目標検出部
７０ 検出情報相関処理部
７１ Σ−ΔＡｚ相関処理部
７２ Σ−ΔＥｌ相関処理部
７３ Δ系目標判定部
８０ Δ系測角処理部
９０ 測距処理部
1 Target Detection Device 10 Received Signal Processing Unit 30 Σ System Target Detection Unit 40 Σ System Angle Measurement Processing Unit 50 ΔAz System Target Detection Unit 60 ΔEl System Target Detection Unit 70 Detection Information Correlation Processing Unit 71 Σ-ΔAz Correlation Processing Unit 72 Σ− ΔEl correlation processing unit 73 Δ system target determination unit 80 Δ system angle measurement processing unit 90 distance measurement processing unit
Claims (2)
Σビーム、ΔＡｚビーム、及びΔＥｌビームで受信したレーダ反射波を受信処理したΣ信号、ΔＡｚ信号、及びΔＥｌ信号のそれぞれについて、その信号レベルを含む受信データがドップラ周波数対距離の２次元面の各セルに対応づけられたＦＲ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒａｎｇｅ）データを作成する受信信号処理部と、
前記Σ信号についてのＦＲデータをＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理して目標の検出を行い、目標が検出されたセルの位置を特定するとともに、このセルの位置に対応づけられた受信データを抽出する第１の目標検出部と、
前記第１の目標検出部で抽出されたセルの受信データ、ならびに前記ΔＡｚ信号についてのＦＲデータ及び前記ΔＥｌ信号についてのＦＲデータのそれぞれにおける、前記第１の目標検出部で特定されたセルと同一のセル位置に対応づけられた受信データに基づいて前記目標の角度情報を取得する第１の測角処理部と、
前記第１の目標検出部で特定されたセルの位置に基づいて前記目標の距離情報を取得する第１の測距処理部と、
前記ΔＡｚ信号についてのＦＲデータをＣＦＡＲ処理して目標の検出を行い、目標が検出されたセルの位置を特定するとともに、このセルの位置に対応づけられた受信データを抽出する第２の目標検出部と、
前記ΔＥｌ信号についてのＦＲデータをＣＦＡＲ処理して目標の検出を行い、目標が検出されたセルの位置を特定するとともに、このセルの位置に対応づけられた受信データを抽出する第３の目標検出部と、
前記第１の目標検出部により検出された目標のセルの位置、前記第２の目標検出部により検出された目標のセルの位置、及び前記第３の目標検出部により検出された目標のセルの位置のそれぞれを相互に比較した結果に基づいて、前記第１の目標検出部で検出された目標に近接する別目標の存在を判定するとともに、この別目標のセルの位置を特定してこのセルの位置に対応づけられた受信データを抽出する検出情報相関処理部と、
前記検出情報相関処理部により抽出された前記受信データに基づいて、前記近接する別目標の角度情報を取得する第２の測角処理部と、
前記検出情報相関処理部により特定された前記近接する目標のセルの位置に基づいて、その距離情報を取得する第２の測距処理部と
を備えたことを特徴とする目標検出装置。 In a target detection device that detects a target from a radar reflected wave and acquires angle information and distance information thereof,
With respect to each of the Σ signal, ΔAz signal, and ΔEl signal obtained by receiving and processing the radar reflected wave received by the Σ beam, ΔAz beam, and ΔEl beam, the received data including the signal level is obtained on each of the two-dimensional surfaces of the Doppler frequency versus distance. A received signal processing unit for creating FR (Frequency Range) data associated with a cell;
The FR data for the Σ signal is processed by CFAR (Constant False Alarm Rate) to detect the target, identify the position of the cell where the target is detected, and extract the received data associated with this cell position A first target detector that
Same as the cell specified by the first target detection unit in each of the reception data of the cell extracted by the first target detection unit, and the FR data for the ΔAz signal and the FR data for the ΔEl signal. A first angle measurement processing unit that acquires the target angle information based on the received data associated with the cell position;
A first distance measurement processing unit for acquiring distance information of the target based on a cell position specified by the first target detection unit;
Second target detection for performing target detection by performing CFAR processing on the FR data for the ΔAz signal, specifying the position of the cell where the target is detected, and extracting received data associated with the position of the cell And
Third target detection for performing target detection by performing CFAR processing on the FR data for the ΔEl signal, specifying the position of the cell where the target is detected, and extracting the received data associated with the position of the cell And
The position of the target cell detected by the first target detector, the position of the target cell detected by the second target detector, and the position of the target cell detected by the third target detector Based on the result of comparing each of the positions with each other, the presence of another target close to the target detected by the first target detection unit is determined, and the position of the cell of the other target is specified and this cell A detection information correlation processing unit that extracts received data associated with the position of
Based on the received data extracted by the detection information correlation processing unit, a second angle measurement processing unit that acquires angle information of the another target that is close to;
A target detection apparatus comprising: a second distance measurement processing unit that acquires distance information based on the position of the adjacent target cell specified by the detection information correlation processing unit.
前記第１の目標検出部により特定された目標のセルの位置と、前記第２の目標検出部により特定された目標のセルの位置とが異なる場合、または
前記第１の目標検出部により特定された目標のセルの位置と、前記第３の目標検出部により特定された目標のセル位置とが異なる場合に、
前記第１の目標検出部で検出された目標に近接する別目標が存在すると判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の目標検出装置。 The detected information correlation processing unit
When the position of the target cell specified by the first target detection unit is different from the position of the target cell specified by the second target detection unit, or specified by the first target detection unit When the target cell position determined by the third target detection unit is different from the target cell position,
The target detection apparatus according to claim 1, wherein the target detection apparatus determines that there is another target close to the target detected by the first target detection unit.
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