JP4784332B2 - Pulse radar equipment - Google Patents

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JP4784332B2 JP2006044104A JP2006044104A JP4784332B2 JP 4784332 B2 JP4784332 B2 JP 4784332B2 JP 2006044104 A JP2006044104 A JP 2006044104A JP 2006044104 A JP2006044104 A JP 2006044104A JP 4784332 B2 JP4784332 B2 JP 4784332B2
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Description

この発明は、ストレッチ処理パルス圧縮による測距あるいは測角を行うレーダ装置に関するものである。   The present invention relates to a radar apparatus that performs distance measurement or angle measurement by stretch processing pulse compression.

従来のストレッチ処理パルス圧縮による測距とビームフォーミングによる測角を行うレーダ装置では、ストレッチ処理パルス圧縮による測距を行った後に、距離毎にビームフォーミングによる測角を行っている(例えば、非特許文献1及び非特許文献2)。   Conventional radar devices that perform distance measurement by stretch processing pulse compression and angle measurement by beam forming perform angle measurement by beam forming for each distance after performing distance measurement by stretch processing pulse compression (for example, non-patent) Document 1 and Non-Patent Document 2).

Daniel J.Rabideau他著「An S-band digital array testbed」、Phased Array Systems and Technology、2003、International Symposium.Daniel J. Rabideau et al., “An S-band digital array testbed”, Phased Array Systems and Technology, 2003, International Symposium. Merrill I.Skolnik著「Radar Handbook」、Second Edition、McGraw-Hill,Inc、10.6-10.10.“Radar Handbook” by Merrill I. Skolnik, Second Edition, McGraw-Hill, Inc, 10.6-10.10.

上述の従来方法によれば、送信信号帯域が大きい場合に、レーダ装置から目標までの相対距離が大きい、あるいは送信パルス幅が小さいと、電波到来角の測定精度が劣化するという課題があった。   According to the conventional method described above, when the transmission signal band is large, if the relative distance from the radar device to the target is large or the transmission pulse width is small, the measurement accuracy of the radio wave arrival angle is deteriorated.

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、ストレッチ処理パルス圧縮による測距とビームフォーミングによる測角を行うレーダ装置において、送信信号帯域を大きくした場合に、レーダ装置から目標までの相対距離が大きい場合、あるいは、送信パルス幅が小さい場合であっても、測角精度の劣化を抑えることのできるレーダ装置を得るものである。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a radar apparatus that performs distance measurement by stretch processing pulse compression and angle measurement by beam forming when the transmission signal band is increased. Even when the relative distance from the apparatus to the target is large, or even when the transmission pulse width is small, a radar apparatus capable of suppressing deterioration in angle measurement accuracy is obtained.

上述の課題を解決するため、この発明のパルスレーダ装置は、
チャープ周波数変調した送信パルスを送信する送信器と、
目標反射された前記送信パルスを受信して受信信号を出力する複数の受信素子アンテナと、
前記送信器のチャープ周波数変調と同じ傾きでチャープ周波数変調された局部発振信号を発生する局部発振器と、
前記複数の受信素子アンテナが出力する受信信号を、前記局部発振信号を用いて位相検波し、前記受信信号の複素ビート信号をそれぞれ出力する受信器と、
前記複素ビート信号を時間方向にフーリエ変換し、前記目標までの相対距離情報を含む複数の高分解能レンジビン単位に分割された信号を出力するストレッチ処理パルス圧縮器と、
同じレンジビンの前記高分解能レンジビン単位に分割された信号を、空間方向にフーリエ変換することによってビーム形成し、形成したビームと前記複数の受信素子アンテナの配置と、前記チャープ周波数変調の傾きの情報と、前記相対距離情報に基づいて前記目標の方向を求めるビーム形成器と、
を備えたものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the pulse radar device of the present invention is
A transmitter for transmitting a chirp frequency modulated transmission pulse;
A plurality of receiving antenna elements to output a received signal by receiving the transmission pulse reflected at the target,
A local oscillator that generates a chirp frequency modulated local oscillation signal with the same slope as the chirp frequency modulation of the transmitter;
Receivers that output the reception signals output by the plurality of reception element antennas using the local oscillation signals and output complex beat signals of the reception signals, respectively,
Stretch processing pulse compressor that Fourier-transforms the complex beat signal in the time direction and outputs a signal divided into a plurality of high-resolution range bin units including information on relative distance to the target;
The signal divided into the high-resolution range bin unit of the same range bin is formed into a beam by performing Fourier transform in the spatial direction, the formed beam, the arrangement of the plurality of receiving element antennas, and the information on the tilt of the chirp frequency modulation A beamformer for determining the direction of the target based on the relative distance information ;
It is equipped with .

これによって、この発明のパルスレーダによれば、ストレッチ処理パルス圧縮による測距と測角を行う際に、送信信号帯域を大きくしても、レーダ装置から目標までの相対距離が大きい場合や送信パルス幅が小さい場合にも測角精度を向上させることができる。   Thus, according to the pulse radar of the present invention, when ranging and angle measurement by stretch processing pulse compression is performed, even if the transmission signal band is increased, the relative distance from the radar device to the target is large or the transmission pulse The angle measurement accuracy can be improved even when the width is small.

以下、この発明の実施の形態について図を用いて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るパルスレーダ装置の構成を示すブロック図である。図において、パルスレーダ装置1は送信器10、送信アンテナ11および並列に配置されたパルス受信回路#0〜#N−1(Nは2以上の自然数)、さらには局部発振器15とビーム形成器17を備えている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a pulse radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, a pulse radar device 1 includes a transmitter 10, a transmission antenna 11, pulse receiving circuits # 0 to # N-1 (N is a natural number of 2 or more), a local oscillator 15 and a beam former 17 arranged in parallel. It has.

パルスレーダ装置1の送信器10は、図2の上段に示される振幅を時間変化させ、図2の下段に示される周波数変調方法で直線状に周波数が変化するようにチャープ変調した送信パルスを発生する。   The transmitter 10 of the pulse radar apparatus 1 changes the amplitude shown in the upper part of FIG. 2 with time, and generates a transmission pulse that is chirp-modulated so that the frequency changes linearly by the frequency modulation method shown in the lower part of FIG. To do.

ここで送信最小周波数をf、パルス幅をT、送信信号帯域をBとする。チャープ変調の傾きはB/Tとなる。またパルス繰り返し周期は、目標との相対距離に相当する時間より十分に長く設定しているものとする。よって、送信信号Stx(t)は式(1)で表される。なお式中においてReは複素数の実部を表し、Aは送信信号の振幅、φは送信信号の初期位相を示す。

Figure 0004784332
Here, the minimum transmission frequency is f 0 , the pulse width is T p , and the transmission signal band is B 0 . The slope of the chirp modulation is B 0 / T p . The pulse repetition period is set to be sufficiently longer than the time corresponding to the relative distance from the target. Therefore, the transmission signal S tx (t) is expressed by Expression (1). In the equation, Re represents the real part of the complex number, A 1 represents the amplitude of the transmission signal, and φ 0 represents the initial phase of the transmission signal.
Figure 0004784332

このようにして発生した送信パルスは送信アンテナ11から目標に照射される。目標までの距離をR、光速をcとすれば、目標によって反射されたパルスは2R/cの遅延時間を経て#0〜#N−1の各パルス受信回路における受信素子アンテナ12に到来する。   The transmission pulse generated in this way is irradiated from the transmission antenna 11 to the target. If the distance to the target is R and the speed of light is c, the pulse reflected by the target arrives at the receiving element antenna 12 in each of the pulse receiving circuits # 0 to # N−1 after a delay time of 2R / c.

ここで、#0〜#N−1の各パルス受信回路における受信素子アンテナ12は等間隔で直線上に配列されているものとすれば、各受信素子アンテナが出力する受信信号13は式(2)で表されるSrx(n,t)で与えられる。

Figure 0004784332
Here, if the receiving element antennas 12 in the pulse receiving circuits # 0 to # N−1 are arranged on a straight line at equal intervals, the received signal 13 output from each receiving element antenna is expressed by the equation (2). ) Is given by S rx (n, t).
Figure 0004784332

式(2)においてAは受信信号の振幅を示し、ここでは、すべての受信素子アンテナで同じ振幅としている。さらに、R(n,θ)は、素子アンテナ間の電波伝搬の距離差を示し、式(3)で表される。なお式中において、dは素子アンテナ間隔、θは電波到来角である。

Figure 0004784332
In Expression (2), A 2 indicates the amplitude of the received signal, and here, the same amplitude is used for all the receiving element antennas. Further, R s (n, θ) represents a difference in radio wave propagation distance between the element antennas, and is represented by Expression (3). In the equation, d is an element antenna interval, and θ is a radio wave arrival angle.
Figure 0004784332

#0〜#N−1の各パルス受信回路において、アナログ受信信号13は同一のパルス受信回路内のストレッチ処理パルス圧縮手段14に入力される。その一方で、局部発振器15が発生した局部発振信号16が#0〜#N−1の各パルス受信回路のストレッチ処理パルス圧縮手段14に入力されるようになっている。ここで、局部発振信号16は図2に示されるように、時刻Tにおいて送信最小周波数f、帯域B、変調時間Tで、送信パルスと同じ傾きB/T=(B/T)で直線状に周波数が変化するチャープ信号であり、式(4)のL(t)で表される。

Figure 0004784332
なおAは局部発振信号の振幅を示し、また、初期位相は送信信号と同一とする。 In each of the pulse reception circuits # 0 to # N-1, the analog reception signal 13 is input to the stretch processing pulse compression means 14 in the same pulse reception circuit. On the other hand, the local oscillation signal 16 generated by the local oscillator 15 is input to the stretch processing pulse compression means 14 of each of the pulse receiving circuits # 0 to # N-1. Here, as the local oscillation signal 16 is shown in FIG. 2, time T transmitted at p minimum frequency f 0, the band B 1, modulated by the time T L, the same gradient B 0 / T p and the transmission pulse = (B 1 / T L ) is a chirp signal whose frequency changes linearly and is represented by L 0 (t) in equation (4).
Figure 0004784332
A 3 indicates the amplitude of the local oscillation signal, and the initial phase is the same as that of the transmission signal.

図3は、#0〜#N−1の各パルス受信回路におけるストレッチ処理パルス圧縮手段14の詳細な構成を示すブロック図である。図において、受信器21は局部発振信号16を用いて受信素子アンテナ12からの受信信号13を位相検波し、所定の帯域のみを通過させる帯域通過フィルタを通過させて得られる複素ビート信号22を得る。この複素ビート信号22は、式(5)のS(n,t)として表される。

Figure 0004784332
なお、Aは複素ビート信号の振幅を示し、ここでは、すべての複素ビート信号で同じ振幅としている。 FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of the stretch processing pulse compression means 14 in each of the pulse receiving circuits # 0 to # N-1. In the figure, the receiver 21 uses the local oscillation signal 16 to phase-detect the received signal 13 from the receiving element antenna 12, and obtains a complex beat signal 22 obtained by passing through a band-pass filter that passes only a predetermined band. . This complex beat signal 22 is represented as S b (n, t) in equation (5).
Figure 0004784332
A 4 indicates the amplitude of the complex beat signal, and here, all the complex beat signals have the same amplitude.

式(5)において、電波到来角θの関数であり、且つ、時間変数tの関数でない項(因数)が測角に関係する項である。よって式(5)において測角に関係する項は次のとおりとなる。

Figure 0004784332
ここで、送信信号帯域B、パルスレーダ装置から目標までの相対距離R、送信パルス幅T、素子アンテナ間の電波伝搬の距離差R(n,θ)より決まる式(6)、式(7)の値が光速cの2乗の値より十分に小さい場合、式(5)の6番目の項と7番目の項が全てのnにおいて近似的に1と見なせるため、測角には式(5)の4番目の項しか影響しない。
Figure 0004784332
In Equation (5), a term (factor) that is a function of the radio wave arrival angle θ and is not a function of the time variable t is a term related to angle measurement. Therefore, the terms related to angle measurement in Equation (5) are as follows.
Figure 0004784332
Here, the transmission signal band B 0 , the relative distance R from the pulse radar device to the target, the transmission pulse width T p , the distance difference R s (n, θ) of radio wave propagation between the element antennas, When the value of (7) is sufficiently smaller than the square of the speed of light c, the sixth term and the seventh term of equation (5) can be regarded as approximately 1 in all n, so Only the fourth term of equation (5) is affected.
Figure 0004784332

そのため、N個の受信素子アンテナでの受信信号を空間方向にフーリエ変換することによって、ビームフォーミングを行った結果の絶対値がピーク値となる空間周波数kapを求め、その後、式(8)から電波到来方向θを求めることができるというのが非特許文献1及び2に示された従来のストレッチ処理パルス圧縮方法であった。

Figure 0004784332
Therefore, the spatial frequency k ap at which the absolute value of the beam forming result is the peak value is obtained by performing Fourier transform on the received signals from the N receiving element antennas in the spatial direction, and then, from the equation (8) The conventional stretch processing pulse compression method shown in Non-Patent Documents 1 and 2 is that the radio wave arrival direction θ can be obtained.
Figure 0004784332

この方法の問題点として、送信信号帯域Bが大きく、かつ、パルスレーダ装置から目標までの相対距離Rが大きい、あるいは送信パルス幅Tが小さい場合には式(6)の値が光速cの2乗の値に比べて無視できなくなり、結果として、式(5)の6番目の項が近似的に1と見なすことができなくなることが挙げられる。すなわち、この場合、式(8)を用いて電波到来角を求めると、測角精度が劣化するのである。 As a problem of this method, when the transmission signal band B 0 is large and the relative distance R from the pulse radar apparatus to the target is large or the transmission pulse width T p is small, the value of the equation (6) is the light speed c. As a result, the sixth term of Equation (5) cannot be regarded as approximately 1 as a result. That is, in this case, when the radio wave arrival angle is obtained using the equation (8), the angle measurement accuracy is deteriorated.

そこで、この発明の実施の形態1におけるパルスレーダ装置1ではこのような近似に依らないストレッチ処理パルス圧縮処理を行う。   Therefore, the pulse radar device 1 according to Embodiment 1 of the present invention performs stretch processing pulse compression processing that does not depend on such approximation.

式(5)によって表される複素ビート信号22の実部22aは、A/D変換器23aに入力される。A/D変換器23aは入力された複素ビート信号22aをディジタル複素ビート信号24aに変換する。同様に、A/D変換器23bは複素ビート信号22の虚部22bをディジタル複素ビート信号24bに変換する。このようにして得られたディジタル複素ビート信号24は式(9)のS(n,m)として表される。

Figure 0004784332
The real part 22a of the complex beat signal 22 expressed by Equation (5) is input to the A / D converter 23a. The A / D converter 23a converts the input complex beat signal 22a into a digital complex beat signal 24a. Similarly, the A / D converter 23b converts the imaginary part 22b of the complex beat signal 22 into a digital complex beat signal 24b. The digital complex beat signal 24 obtained in this way is represented as S b (n, m) in equation (9).
Figure 0004784332

ただし、ΔtはA/D変換機のサンプリング周期を、MはΔtでサンプリングした時のディジタル複素ビート信号の点数を、A′は複素ビート信号の振幅を示す。 Here, Δt represents the sampling period of the A / D converter, M represents the number of digital complex beat signals when sampled at Δt, and A ′ 4 represents the amplitude of the complex beat signal.

ディジタル複素ビート信号24aとディジタル複素ビート信号24bはストレッチ処理パルス圧縮器25に入力される。ストレッチ処理パルス圧縮器25は、式(10)で示すように、時間方向へのフーリエ変換を行うことでストレッチ処理パルス圧縮処理を行い、目標までの相対距離情報を含む高分解能レンジビン単位あるいは高分解能レンジビン毎に分割された信号26を生成する。

Figure 0004784332
The digital complex beat signal 24 a and the digital complex beat signal 24 b are input to the stretch processing pulse compressor 25. The stretch process pulse compressor 25 performs a stretch process pulse compression process by performing Fourier transform in the time direction as shown by the equation (10), and performs a high resolution range bin unit including relative distance information to the target or a high resolution. A signal 26 divided for each range bin is generated.
Figure 0004784332

式(10)において、2(R−R)>>R(n,θ)とすると、式(11)が成り立つときに高分解能レンジビン単位あるいは高分解能レンジビン毎に分割した信号S(n,k)の絶対値がピーク値となることがわかる。

Figure 0004784332
In the equation (10), if 2 (R−R p ) >> R s (n, θ), the signal S r (n divided for each high resolution range bin or high resolution range bin when equation (11) holds. , K r ) is the peak value.
Figure 0004784332

(n,k)の絶対値がピーク値となるレンジビン番号kをkrpとすると、S(n,k)の絶対値のピークを検出することによってkrpを求め、求めたkrpを用いて式(12)より、パルスレーダ装置1と目標との相対距離Rcalを求めることができる。

Figure 0004784332
When S r (n, k r) the absolute value of the range bin number k r to be the peak value and k rp, seeking k rp by detecting a peak of the absolute value of S r (n, k r) , calculated Further, the relative distance R cal between the pulse radar device 1 and the target can be obtained from the equation (12) using k rp .
Figure 0004784332

また、その時の距離分解能ΔRは式(13)で表され、送信信号帯域Bを大きくすることによって、送信パルス幅に相当する距離分解能よりも高いM個の高分解能レンジビンを生成することができる。

Figure 0004784332
Further, the distance resolution ΔR at that time is expressed by Expression (13). By increasing the transmission signal band B 0 , M high-resolution range bins higher than the distance resolution corresponding to the transmission pulse width can be generated. .
Figure 0004784332

ビーム形成器17では、ストレッチ処理パルス圧縮手段14で生成された高距離分解能レンジビンの中の目標の存在する高分解能レンジビンの信号を空間方向にフーリエ変換することにより、ビームフォーミングによる測角を行う。目標の存在する高距離分解能レンジビンkrpに対して、ビームフォーミングを行った場合、ビームフォーミング後の信号は式(14)で表される。

Figure 0004784332
The beam former 17 performs angle measurement by beam forming by Fourier-transforming the signal of the high resolution range bin in which the target exists in the high distance resolution range bin generated by the stretch processing pulse compression means 14 in the spatial direction. When beam forming is performed on the high-range resolution range bin k rp where the target exists, the signal after beam forming is expressed by Expression (14).
Figure 0004784332

式(14)に式(3)を代入することによって、ビームフォーミング後の信号は式(15)で表される。

Figure 0004784332
By substituting equation (3) into equation (14), the signal after beam forming is expressed by equation (15).
Figure 0004784332

式(15)において、式(16)の条件が成立する場合では、式(17)が成り立つときにS(k,krp)の絶対値がピーク値となることがわかる。

Figure 0004784332
Figure 0004784332
In the formula (15), in the case where the conditions of equation (16) is satisfied, it can be seen that the absolute value of S a (k a, k rp ) when equation (17) holds becomes the peak value.
Figure 0004784332
Figure 0004784332

(k,krp)の絶対値がピーク値となるkaをkapとすると、S(k,krp)の絶対値のピークを検出することによってkapを求め、求めたkapを用いて式(18)より、電波到来角θに関する空間周波数sin(θ)を求めることができる。

Figure 0004784332
When S a (k a, k rp ) absolute value of the k a as a peak value and k ap, seeking k ap by detecting a peak of the absolute value of S a (k a, k rp ), calculated Further, the spatial frequency sin (θ) related to the radio wave arrival angle θ can be obtained from the equation (18) using k ap .
Figure 0004784332

よって、電波到来角θは式(19)によって求めることができる。

Figure 0004784332
Therefore, the radio wave arrival angle θ can be obtained by Expression (19).
Figure 0004784332

しかしながら、目標との相対距離Rの値が未知の場合、式(19)からθは求めることができない。そこで、ビーム形成器17は、目標との相対距離Rの代わりに式(12)で求めた目標との距離Rcalを用いることにより、式(20)により近似的に電波到来角θcalを求める。

Figure 0004784332
However, when the value of the relative distance R to the target is unknown, θ cannot be obtained from Equation (19). Therefore, the beam former 17 obtains the radio wave arrival angle θ cal approximately by the equation (20) by using the distance R cal to the target obtained by the equation (12) instead of the relative distance R to the target. .
Figure 0004784332

図4は、送信最小周波数fを2.75GHz、送信信号帯域Bを500MHz、送信パルス幅Tを4msec、パルスレーダ装置と目標との相対距離Rを1200km、受信素子アンテナ数Nを16、素子間隔dを0.2m、電波到来角θを5度として、式(8)を用いて求めた目標の角度θと、式(19)を用いて求めた目標の角度θcalとを図示したものである。図において、破線で示した波形は式(8)を用いたビームフォーミング結果、実線で示した波形は式(20)を用いたビームフォーミング結果である。このように、式(8)を用いて場合の角度が3.0度であるのに対し、式(20)を用いて求めた角度が5.2度となり、真値である5度により近い値が得られることが分かる。 FIG. 4 shows that the minimum transmission frequency f 0 is 2.75 GHz, the transmission signal band B 0 is 500 MHz, the transmission pulse width T p is 4 msec, the relative distance R between the pulse radar device and the target is 1200 km, and the number N of receiving element antennas is 16. The target angle θ obtained using the equation (8) and the target angle θcal obtained using the equation (19) are illustrated with the element interval d being 0.2 m and the radio wave arrival angle θ being 5 degrees. Is. In the figure, the waveform shown by the broken line is the beamforming result using the equation (8), and the waveform shown by the solid line is the beamforming result using the equation (20). In this way, the angle obtained using Equation (8) is 3.0 degrees, whereas the angle obtained using Equation (20) is 5.2 degrees, which is closer to the true value of 5 degrees. It can be seen that the value is obtained.

以上のような処理をすることによって、ストレッチ処理パルス圧縮による測距とビームフォーミングによる測角を行うレーダ装置において、送信信号帯域Bが大きく、かつ、パルスレーダ装置から目標までの相対距離Rが大きい、あるいは、送信パルス幅Tが小さい場合であっても、測角精度の劣化が小さいレーダ装置を得ることができる。 By performing the above processing, in the radar apparatus that performs distance measurement by stretch processing pulse compression and angle measurement by beam forming, the transmission signal band B 0 is large, and the relative distance R from the pulse radar apparatus to the target is large, or even when the transmitted pulse width T p is small, it is possible to degrade the angle measuring accuracy obtained small radar device.

実施の形態2.
実施の形態1では、高距離分解能レンジビンS(n,k)の絶対値がピーク値となるレンジビン番号kを求め、このレンジビン番号からパルスレーダ装置1と相対距離Rcalを求めて、この距離を用いて電波到来角を計算した。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the range bin number k r where the absolute value of the high-range resolution range bin S r (n, k r ) is the peak value is obtained, and the pulse radar device 1 and the relative distance R cal are obtained from the range bin number, The radio wave arrival angle was calculated using this distance.

しかし、これ以外にも例えば、距離分解能が式(13)で表されるM個の高分解能レンジビンを生成しておき、その時の各高分解能レンジビンまでの距離Rhr(k)を式(21)によって求めて、この距離を用いて電波到来角を計算してもよい。

Figure 0004784332
However, in addition to this, for example, M high-resolution range bins whose distance resolution is expressed by the equation (13) are generated, and the distance R hr (k r ) to each high-resolution range bin at that time is expressed by the equation (21). ), And the radio wave arrival angle may be calculated using this distance.
Figure 0004784332

すなわち、実施の形態1のビーム形成器17において、ストレッチ処理パルス圧縮手段14から得た各高分解能レンジビン信号に対して、電波到来角θを求める場合に、未知の値である目標との相対距離Rの代わりに、式(21)で表される各高分解能レンジビンまでの距離Rhr(k)を用いる。その結果得られる電波到来角θcalは次のようになる。

Figure 0004784332
That is, in the beam former 17 of the first embodiment, when the radio wave arrival angle θ is obtained for each high resolution range bin signal obtained from the stretch processing pulse compression means 14, the relative distance from the target that is an unknown value. Instead of R, a distance R hr (k r ) to each high-resolution range bin represented by Expression (21) is used. The radio wave arrival angle θcal obtained as a result is as follows.
Figure 0004784332

以上のような処理をすることによって、実施の形態1の効果に加え、ストレッチ処理パルス圧縮処理において、目標の存在する高分解能レンジビンが特定されない場合にでも、対応可能となる。   By performing the processing as described above, in addition to the effects of the first embodiment, even when the high resolution range bin where the target exists is not specified in the stretch processing pulse compression processing, it is possible to cope with it.

実施の形態3.
続いて、実施の形態1のパルスレーダ装置において、距離ゲートを設けることで局部発振信号の周波数帯域を小さく抑える構成について説明する。図5は、この発明の実施の形態3に係るパルスレーダ装置の構成を示すブロック図である。図において、距離ゲート局部発振器18は距離ゲートと呼ばれる周期毎に局部発振信号を繰り返し発生する局部発振器である。その他、図5において、図1と同一の符号を付した構成要素は実施の形態1と同様の構成を有している。またストレッチ処理パルス圧縮手段14の詳細な構成は実施の形態1と同様に、図3に示されている。
Embodiment 3 FIG.
Subsequently, in the pulse radar device of the first embodiment, a configuration that suppresses the frequency band of the local oscillation signal by providing a distance gate will be described. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the pulse radar apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, a distance gate local oscillator 18 is a local oscillator that repeatedly generates a local oscillation signal every period called a distance gate. In addition, in FIG. 5, the component which attached | subjected the code | symbol same as FIG. 1 has the structure similar to Embodiment 1. FIG. The detailed configuration of the stretch processing pulse compression means 14 is shown in FIG. 3 as in the first embodiment.

次に、この実施の形態3に係るパルスレーダ装置1の動作について図面を参照しながら説明する。送信器10は、図6に示すようなタイミングで送信パルス31内を、送信最小周波数f、傾きB/Tで直線状に周波数が変化するチャープ変調して送信する。図において直線33は送信パルス31の周波数変化の状況を示している。また、パルス繰り返し周期は、目標との相対距離に相当する時間より十分に長く設定しており、送信パルス31は実施の形態1と同様に式(1)の送信信号Stx(t)として表される。 Next, the operation of the pulse radar device 1 according to the third embodiment will be described with reference to the drawings. The transmitter 10 performs chirp modulation in which the frequency changes linearly at the transmission minimum frequency f 0 and slope B 0 / T p in the transmission pulse 31 at the timing shown in FIG. In the figure, a straight line 33 shows the frequency change state of the transmission pulse 31. Further, the pulse repetition period is set sufficiently longer than the time corresponding to the relative distance to the target, and the transmission pulse 31 is expressed as the transmission signal S tx (t) in the equation (1) as in the first embodiment. Is done.

#0〜#N−1の各パルス受信回路における受信素子アンテナ12は等間隔で直線上に配列されているものとする。送信パルス31は、パルスレーダ装置1との相対速度が0、相対距離がRの目標に反射され、各パルス受信回路における受信素子アンテナ12で受信される。受信された受信パルス32は実施の形態1と同様に式(2)のSrx(n,t)として表される。受信信号Srx(n,t)は、それぞれ、対応する受信機13に入力される、 The receiving element antennas 12 in the pulse receiving circuits # 0 to # N-1 are arranged on a straight line at equal intervals. The transmission pulse 31 is reflected by a target whose relative speed is 0 with respect to the pulse radar device 1 and whose relative distance is R, and is received by the receiving element antenna 12 in each pulse receiving circuit. The received reception pulse 32 is expressed as S rx (n, t) in the equation (2) as in the first embodiment. The received signals S rx (n, t) are respectively input to the corresponding receivers 13.

#0〜#N−1の各パルス受信回路において、受信器21は、受信時間を所定の長さの時間に分割して受信する。この所定の長さの時間は、送信パルス幅Tに等しい長さか、若しくは送信パルス幅Tよりも長い時間である。この所定の長さの時間を距離ゲートと呼び、図6では距離ゲート36として示している。また図6の例では、距離ゲート幅=送信パルス幅Tである。また送信パルスから次の送信パルスまでに設けられた距離ゲートの個数をゲート数と呼び、ここではHで表すこととする。 In each of the pulse receiving circuits # 0 to # N-1, the receiver 21 receives the reception time by dividing it into a predetermined length of time. Time of the predetermined length is equal in length to the transmitted pulse width T p, or is longer than the transmitted pulse width T p. This predetermined length of time is called a distance gate and is shown as a distance gate 36 in FIG. In the example of FIG. 6, range gate width = a transmitted pulse width T p. The number of distance gates provided from one transmission pulse to the next transmission pulse is referred to as the number of gates, and is represented by H here.

一方、距離ゲート局部発振器18では、各距離ゲートにおいて、距離ゲート開始時の送信最小周波数f、帯域B、変調時間Tにて送信パルスと同じ傾きB/T=(B/T)で直線状に周波数が変化するチャープ信号の局部発振信号16を生成し、受信器21に出力する。局部発振信号16をL0,h(t)とすれば、L0,h(t)は式(23)で表される。なお、Rinit,hはh(0≦h<H−1)番目の距離ゲートまでの距離を示す。また、図6は、例として2番目の距離ゲートの距離Rinit,2を示したものである。

Figure 0004784332
On the other hand, the range gate a local oscillator 18, in each range gate, the range gate at the beginning of the transmission minimum frequency f 0, the band B 1, the modulation time T L the same slope B 0 / T and the transmitted pulse at p = (B 1 / A local oscillation signal 16 of a chirp signal whose frequency changes linearly at T L ) is generated and output to the receiver 21. Assuming that the local oscillation signal 16 is L 0, h (t), L 0, h (t) is expressed by Expression (23). R init, h indicates the distance to the h (0 ≦ h <H−1) th distance gate. FIG. 6 shows the distance R init, 2 of the second distance gate as an example.
Figure 0004784332

受信器21は、受信素子アンテナ12から出力された受信信号13に対して、距離ゲート毎に局部発振信号を用いて位相検波し、所定の帯域のみを通過させる帯域通過フィルタを通すことによって、複素ビート信号22を得る。複素ビート信号22をSb、h(n,t)とすれば、Sb、h(n,t)は式(24)で表される。

Figure 0004784332
The receiver 21 detects the phase of the received signal 13 output from the receiving element antenna 12 using a local oscillation signal for each distance gate, and passes through a band-pass filter that allows only a predetermined band to pass. A beat signal 22 is obtained. Assuming that the complex beat signal 22 is S b, h (n, t), S b, h (n, t) is expressed by Expression (24).
Figure 0004784332

こうして生成された受信ゲート毎の複素ビート信号22は、実数部22a、虚数部22bに分けられてA/D変換器23a、23bにそれぞれ入力される。A/D変換器23a、23bは実数部22a、虚数部22bをディジタル複素ビート信号24(実数部を24a、虚数部を24bとする)に変換する。変換されたディジタル複素ビート信号24は式(25)で表される。

Figure 0004784332
以後、ディジタル複素ビート信号24に対してストレッチ処理パルス圧縮器25において、実施の形態1と同様にしてストレッチ処理パルス圧縮処理を行う。これによって、高分解能レンジビン信号が得られる。そして、ビーム形成器17において電波到来角θを求める場合に、未知の値である目標との相対距離Rの代わりに、距離ゲートまでの距離Rinit,hを用いる。
Figure 0004784332
The complex beat signal 22 for each reception gate generated in this way is divided into a real part 22a and an imaginary part 22b and input to A / D converters 23a and 23b, respectively. The A / D converters 23a and 23b convert the real part 22a and the imaginary part 22b into a digital complex beat signal 24 (the real part is 24a and the imaginary part is 24b). The converted digital complex beat signal 24 is expressed by Expression (25).
Figure 0004784332
Thereafter, the stretch processing pulse compressor 25 performs the stretch processing pulse compression processing on the digital complex beat signal 24 in the same manner as in the first embodiment. Thereby, a high resolution range bin signal is obtained. Then, when the radio wave arrival angle θ is obtained by the beam former 17, the distance R init, h to the distance gate is used instead of the relative distance R to the target that is an unknown value.
Figure 0004784332

実施の形態3のパルスレーダ装置では、以上のような構成を採用したので、ストレッチ処理パルス圧縮による測距とビームフォーミングによる測角を行う際に送信信号帯域Bが大きくしても、パルスレーダ装置から目標までの相対距離Rが大きい場合、あるいは、送信パルス幅Tが小さい場合に、測角精度の劣化が小さいレーダ装置を得ることができる。また、局部発振信号の帯域Bを狭くすることができる。 Since the pulse radar apparatus according to the third embodiment employs the above-described configuration, even if the transmission signal band B 0 is increased when performing distance measurement by stretch processing pulse compression and angle measurement by beam forming, the pulse radar apparatus If the relative distance R from the device to the target is large, or it can be when the transmission pulse width T p is small, deterioration of the angle measurement accuracy obtained small radar device. Further, it is possible to narrow the band B 1 of the local oscillator signal.

実施の形態4.
実施の形態1〜3によるパルスレーダ装置では、ストレッチ処理パルス圧縮処理における測角精度の向上を目的とした。しかし同様の構成によってストレッチ処理パルス圧縮処理における測距の精度を向上させることもできる。この発明の実施の形態4はかかる特徴を有するパルスレーダ装置である。
Embodiment 4 FIG.
The pulse radar apparatus according to the first to third embodiments aims to improve the angle measurement accuracy in the stretch processing pulse compression processing. However, the same configuration can improve the accuracy of distance measurement in the stretch processing pulse compression processing. The fourth embodiment of the present invention is a pulse radar device having such characteristics.

図7は、この発明の実施の形態4のパルスレーダ装置のブロック図である。図においてパルスレーダ装置2は実施の形態4によるパルスレーダ装置である。パルスレーダ装置2は簡単のために受信素子アンテナ数を1としている。また相対速度補正器41は外部から目標相対速度情報42を得て、相対速度の補正を行う部位である。その他、図1、図3と同一の符号を付した構成部位については実施の形態3と同様である。   FIG. 7 is a block diagram of a pulse radar apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, a pulse radar device 2 is a pulse radar device according to a fourth embodiment. In the pulse radar device 2, the number of receiving element antennas is set to 1 for simplicity. The relative speed corrector 41 is a part that obtains target relative speed information 42 from the outside and corrects the relative speed. The other components having the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 3 are the same as those in the third embodiment.

送信器10、送信アンテナ11は実施の形態3と同様に図6に示すような送信パルス31を送信する。送信パルス31における周波数変調の方法は実施の形態3と同様である。この送信パルス31は相対速度v、相対距離Rの目標に反射されて受信パルス32として受信アンテナ12に到来する。受信アンテナ12が出力する受信信号13をSrx(t)とすれば、Srx(t)は式(27)で表される。ただし、相対速度vは光速cよりも十分に小さいものとする。

Figure 0004784332
The transmitter 10 and the transmission antenna 11 transmit a transmission pulse 31 as shown in FIG. The frequency modulation method for transmission pulse 31 is the same as in the third embodiment. The transmission pulse 31 is reflected by a target having a relative velocity v and a relative distance R and arrives at the reception antenna 12 as a reception pulse 32. If the received signal 13 output from the receiving antenna 12 is S rx (t), S rx (t) is expressed by Expression (27). However, the relative speed v is sufficiently smaller than the light speed c.
Figure 0004784332

距離ゲート局部発振器18は、局部発振信号16を発生する。この局部発振信号16は局部発振信号L0,h(t)として式(23)で表されるものである。局部発振信号16は受信信号13とともに受信器21に入力される。 The distance gate local oscillator 18 generates a local oscillation signal 16. This local oscillation signal 16 is expressed by the equation (23) as the local oscillation signal L 0, h (t). The local oscillation signal 16 is input to the receiver 21 together with the reception signal 13.

受信器21は実施の形態3と同様に、受信時間を距離ゲート毎に分割して受信し、距離ゲート毎に、局部発振信号16を用いて位相検波し、所定の帯域のみを通過させる帯域通過フィルタを通すことによって、複素ビート信号22を得る。複素ビート信号22をSb、h(t)とすれば、Sb、h(t)は式(28)で表される。

Figure 0004784332
Similarly to the third embodiment, the receiver 21 divides the reception time for each distance gate, receives the phase, detects the phase using the local oscillation signal 16 for each distance gate, and passes only a predetermined band. The complex beat signal 22 is obtained by passing the filter. Assuming that the complex beat signal 22 is S b, h (t), S b, h (t) is expressed by Expression (28).
Figure 0004784332

式(28)において、測距に関係する項は式(29)に示す5つの項である。

Figure 0004784332
In Expression (28), the terms related to distance measurement are the five terms shown in Expression (29).
Figure 0004784332

ある基準時刻t=0の時の目標相対距離Rを知るためには、3番目の項だけが必要である。そのため、その他の4つの項の影響を補正する必要がある。第2、4、7番目の項に関しては、目標相対速度v以外の値が既知であるため、予め目標相対速度情報vcalが得られれば、目標相対速度情報42を用いて、複素ビート信号Sb,h(t)に対して補正することが可能である。 In order to know the target relative distance R 0 at a certain reference time t = 0, only the third term is necessary. Therefore, it is necessary to correct the influence of the other four terms. Regarding the second, fourth, and seventh terms, since values other than the target relative speed v are known, if the target relative speed information v cal is obtained in advance, the complex beat signal S is used using the target relative speed information 42. It is possible to correct for b, h (t).

一方、6番目の項においては、基準時刻t=0の時の目標相対距離Rが含まれているため、目標相対速度情報vcalが正確に求められても補正することができない。6番目の項は、送信信号帯域B、基準時刻t=0の時の目標相対距離R、送信パルス幅T、目標相対速度vより決まる式(30)の値が、光速cの2乗の値より十分に小さい場合、近似的に1と見なせるため、測距結果には影響しない。

Figure 0004784332
On the other hand, the sixth term includes the target relative distance R 0 when the reference time t = 0, and therefore cannot be corrected even if the target relative speed information v cal is accurately obtained. The sixth term is that the value of the expression (30) determined from the transmission signal band B 0 , the target relative distance R 0 when the reference time t = 0 , the transmission pulse width T p , and the target relative speed v is 2 of the light velocity c. If it is sufficiently smaller than the power value, it can be regarded as approximately 1 and does not affect the distance measurement result.
Figure 0004784332

しかしながら、送信信号帯域Bが大きい場合、基準時刻t=0の時の目標相対距離Rが大きい場合、送信パルス幅Tが小さい場合、あるいは目標相対速度vが大きい場合は、式(30)の値が、光速cの2乗の値に比べて無視できなくなり、結果として、6番目の項が近似的に1と見なすことができなくなり、測距精度が劣化するという課題があった。そこで、基準時刻t=0の時の目標相対距離Rの代わりに、距離ゲートまでの距離Rinit,h(0≦h≦H−1)を用いて、相対速度補正値を求める。 However, when the transmission signal band B 0 is large, the target relative distance R 0 at the reference time t = 0 is large, the transmission pulse width T p is small, or the target relative speed v is large, the expression (30 ) Cannot be ignored as compared with the square value of the speed of light c, and as a result, the sixth term cannot be regarded as approximately 1 and there is a problem that the ranging accuracy is deteriorated. Therefore, the relative speed correction value is obtained using the distance R init, h (0 ≦ h ≦ H−1) to the distance gate instead of the target relative distance R 0 at the reference time t = 0.

A/D変換器23aは、複素ビート信号22の実部22aを入力して、ディジタル複素ビート信号24の実部24aに変換する。またA/D変換器23bは、複素ビート信号22の虚部22bを入力して、ディジタル複素ビート信号24の実部24bに変換する。結果としてディジタル複素ビート信号24をSb、h(t)とすれば、Sb、h(t)は式(31)で表される。

Figure 0004784332
なお、式(31)において、ΔtはA/D変換機のサンプリング周期を、MはΔtでサンプリングした時のディジタル複素ビート信号の点数を、A′は複素ビート信号の振幅を示す。 The A / D converter 23 a receives the real part 22 a of the complex beat signal 22 and converts it into the real part 24 a of the digital complex beat signal 24. The A / D converter 23 b receives the imaginary part 22 b of the complex beat signal 22 and converts it into the real part 24 b of the digital complex beat signal 24. As a result, if the digital complex beat signal 24 is S b, h (t), S b, h (t) is expressed by equation (31).
Figure 0004784332
In Equation (31), Δt represents the sampling period of the A / D converter, M represents the number of digital complex beat signals when sampled at Δt, and A ′ 4 represents the amplitude of the complex beat signal.

相対速度補正器41は、ディジタル複素ビート信号24に対して、目標相対速度情報42と各距離ゲートまでの距離Rinit,h(0≦h<H−1)を用いて式(32)に示す相対速度補正値を求め、相対速度補正後複素ビート信号44を求める。相対速度補正後複素ビート信号44をScb、h(m)とすれば、Scb、h(m)は式(33)で表される。

Figure 0004784332
Figure 0004784332
The relative velocity corrector 41 uses the target relative velocity information 42 and the distances R init, h (0 ≦ h <H−1) to the distance gates for the digital complex beat signal 24 as shown in Expression (32). A relative speed correction value is obtained, and a complex beat signal 44 after relative speed correction is obtained. If the complex beat signal 44 after the relative speed correction is S cb, h (m), S cb, h (m) is expressed by Expression (33).
Figure 0004784332
Figure 0004784332

ストレッチ処理パルス圧縮器25は、相対速度補正後複素ビート信号44を時間方向にフーリエ変換を行うことによりストレッチ処理パルス圧縮処理が行われ、距離情報に変換される。   The stretch processing pulse compressor 25 performs a stretch processing pulse compression process by performing a Fourier transform on the complex beat signal 44 after the relative speed correction in the time direction, and is converted into distance information.

図8に送信最小周波数fを2.75GHz、送信信号帯域Bを500MHz、送信パルス幅Tを4msec、パルスレーダ装置と目標とのある基準時刻t=0の時の目標相対距離Rを1000km、目標相対速度vを300m/sec、目標相対速度情報vcalを290m/secとして、相対速度補正に各距離ゲートまでの距離Rinit,hを用いた場合の測距結果を実線で、用いなかった場合の測距結果を破線で示す。図8より、相対速度補正に各距離ゲートまでの距離Rinit,hを用いた場合の測距誤差が0.4mであるのに対し、用いなかった場合の測距誤差が2.1mとなり、相対速度補正に各距離ゲートまでの距離Rinit,hを用いることによって測距精度が向上していることが分かる。 FIG. 8 shows the target relative distance R 0 when the transmission minimum frequency f 0 is 2.75 GHz, the transmission signal band B 0 is 500 MHz, the transmission pulse width T p is 4 msec, and the reference time t = 0 between the pulse radar device and the target. Is a distance of 1000 km, a target relative speed v is 300 m / sec, a target relative speed information v cal is 290 m / sec, and the distance R init, h to each distance gate is used for the relative speed correction. A distance measurement result when not used is indicated by a broken line. From FIG. 8, the distance measurement error when the distance R init, h to each distance gate is used for relative speed correction is 0.4 m, whereas the distance measurement error when not used is 2.1 m. It can be seen that the distance measurement accuracy is improved by using the distance R init, h to each distance gate for the relative speed correction.

以上から明らかなように、この発明の実施の形態4によれば、ストレッチ処理パルス圧縮による測距を行うレーダ装置において、送信信号帯域Bが大きい場合、基準時刻t=0の時の目標相対距離Rが大きい場合、送信パルス幅Tが小さい場合、あるいは目標相対速度vが大きい場合の測距精度の劣化が小さいレーダ装置を得ることができる。 As is apparent from the above, according to the fourth embodiment of the present invention, in the radar apparatus that performs distance measurement by stretch processing pulse compression, when the transmission signal band B 0 is large, the target relative at the reference time t = 0. distance when R 0 is large, when the transmission pulse width T p is small, or may be distance measuring accuracy deterioration when the target relative speed v is greater to obtain a small radar device.

この発明は、特に遠隔の目標を観測するレーダ装置に適用することが可能である。   The present invention is particularly applicable to a radar apparatus that observes a remote target.

この発明の実施の形態1のパルスレーダ装置の構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of a pulse radar device according to a first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態1のパルスレーダ装置の送受信タイミングを示したタイミングチャート。The timing chart which showed the transmission / reception timing of the pulse radar apparatus of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1のパルスレーダ装置の詳細な構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a detailed configuration of a pulse radar device according to a first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態1のパルスレーダ装置と従来の技術との測角精度を比較した図。The figure which compared the angle measurement precision of the pulse radar apparatus of Embodiment 1 of this invention and the prior art. この発明の実施の形態3のパルスレーダ装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the pulse radar apparatus of Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3のパルスレーダ装置の送受信タイミングを示したタイミングチャート。The timing chart which showed the transmission / reception timing of the pulse radar apparatus of Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4のパルスレーダ装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the pulse radar apparatus of Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態4のパルスレーダ装置と従来の技術との測距精度を比較した図。The figure which compared the ranging accuracy with the pulse radar apparatus of Embodiment 4 of this invention, and the prior art.

符号の説明Explanation of symbols

10 送信器、
11 送信アンテナ、
12 受信アンテナ、
15、18 局部発振器、
17 ビーム形成器、
21 受信器、
23a、23b A/D変換器、
25 ストレッチ処理パルス圧縮器。
10 Transmitter,
11 Transmitting antenna,
12 Receiving antenna,
15, 18 local oscillator,
17 Beamformer,
21 receiver,
23a, 23b A / D converter,
25 Stretch processing pulse compressor.

Claims (6)

チャープ周波数変調した送信パルスを送信する送信器と、
目標反射された前記送信パルスを受信して受信信号を出力する複数の受信素子アンテナと、
前記送信器のチャープ周波数変調と同じ傾きでチャープ周波数変調された局部発振信号を発生する局部発振器と、
前記複数の受信素子アンテナが出力する受信信号を、前記局部発振信号を用いて位相検波し、前記受信信号の複素ビート信号をそれぞれ出力する受信器と、
前記複素ビート信号を時間方向にフーリエ変換し、前記目標までの相対距離情報を含む複数の高分解能レンジビン単位に分割された信号を出力するストレッチ処理パルス圧縮器と、
同じレンジビンの前記高分解能レンジビン単位に分割された信号を、空間方向にフーリエ変換することによってビーム形成し、形成したビームと前記複数の受信素子アンテナの配置と、前記チャープ周波数変調の傾きの情報と、前記相対距離情報に基づいて前記目標の方向を求めるビーム形成器と、
を備えたことを特徴とするパルスレーダ装置。
A transmitter for transmitting a chirp frequency modulated transmission pulse;
A plurality of receiving antenna elements to output a received signal by receiving the transmission pulse reflected at the target,
A local oscillator that generates a chirp frequency modulated local oscillation signal with the same slope as the chirp frequency modulation of the transmitter;
Receivers that output the reception signals output by the plurality of reception element antennas using the local oscillation signals and output complex beat signals of the reception signals, respectively,
Stretch processing pulse compressor that Fourier-transforms the complex beat signal in the time direction and outputs a signal divided into a plurality of high-resolution range bin units including information on relative distance to the target;
The signal divided into the high-resolution range bin unit of the same range bin is formed into a beam by performing Fourier transform in the spatial direction, the formed beam, the arrangement of the plurality of receiving element antennas, and the information on the tilt of the chirp frequency modulation A beamformer for determining the direction of the target based on the relative distance information ;
A pulse radar device comprising:
ビーム形成器は、ストレッチ処理パルス圧縮器が出力する高分解能レンジビン単位に分割された信号の絶対値のピークとなるレンジビン番号から求めた目標との相対距離と、形成したビーム、前記複数の受信素子アンテナの配置と、前記チャープ周波数変調の傾きの情報に基づいて前記目標方向を求めることを特徴とする請求項1に記載のパルスレーダ装置。   The beam former includes a relative distance from a target obtained from a range bin number that is a peak of an absolute value of a signal divided into high resolution range bin units output from a stretch processing pulse compressor, a formed beam, and the plurality of receiving elements. 2. The pulse radar device according to claim 1, wherein the target direction is obtained based on information on an antenna arrangement and a slope of the chirp frequency modulation. ビーム形成器は、ストレッチ処理パルス圧縮器が出力する高分解能レンジビン単位に分割された信号の各レンジビンまでの距離を求め、求めた離と形成したビーム、前記複数の受信素子アンテナの配置と、前記チャープ周波数変調の傾きの情報に基づいて前記目標方向を求めることを特徴とする請求項1に記載のパルスレーダ装置。 Beamformer obtains the distance to each range bin of the signal stretching processing pulse compressor is divided into a high-resolution range bin unit for outputting, distance and formed beams obtained, the arrangement of the plurality of receiving antenna elements, The pulse radar device according to claim 1, wherein the target direction is obtained based on information on an inclination of the chirp frequency modulation. 局部発振器は、所定の周期で、ある距離ゲートごとに繰り返して、送信器のチャープ周波数変調と同じ傾きでチャープ周波数変調された局部発振信号を発生することを特徴とする請求項1に記載のパルスレーダ装置。   2. The pulse according to claim 1, wherein the local oscillator generates a local oscillation signal that is chirp frequency-modulated with the same slope as the chirp frequency modulation of the transmitter repeatedly at a predetermined period for each distance gate. Radar device. ビーム形成器は、局部発振器で用いた距離ゲートまでの距離を求め、求めた離と形成したビーム、前記複数の受信素子アンテナの配置と、前記チャープ周波数変調の傾きの情報に基づいて前記目標方向を求めることを特徴とする請求項4に記載のパルスレーダ装置。 Beamformer obtains the distance to the range gate used in the local oscillator, the obtained distance and the formed beam, the arrangement of the plurality of receiving antenna elements, the target based on the inclination information of the chirp frequency modulation The pulse radar apparatus according to claim 4, wherein a direction is obtained. チャープ周波数変調した送信パルスを送信する送信器と、
目標反射された前記送信パルスを受信して受信信号を出力する受信素子アンテナと、 前記送信器のチャープ周波数変調と同じ傾きでチャープ周波数変調された局部発振信号を、所定の周期で、ある距離ゲートごとに繰り返して発生する局部発振器と、
前記受信素子アンテナが出力する受信信号を、前記局部発振信号を用いて位相検波し、前記受信信号の複素ビート信号を出力する受信器と、
前記ビート信号を、前記目標との相対速度情報の他に、局部発振器で用いた距離ゲートまでの距離と、前記チャープ周波数変調の傾きの情報に基づいて相対速度補正を行った、相対速度補正後複素ビート信号を出力する相対速度補正器と
前記相対速度補正後複素ビート信号を時間方向にフーリエ変換し、前記目標までの相対距離情報を含む複数の高分解能レンジビン単位に分割された信号を出力するストレッチ処理パルス圧縮器と、
を備えたことを特徴とするパルスレーダ装置。
A transmitter for transmitting a chirp frequency modulated transmission pulse;
A receiving element antenna that receives the transmission pulse reflected by the target and outputs a reception signal; and a local oscillation signal that is chirp frequency modulated with the same slope as the chirp frequency modulation of the transmitter at a certain period A local oscillator that repeatedly generates for each gate;
A receiver that outputs a complex beat signal of the received signal by phase-detecting the received signal output from the receiving element antenna using the local oscillation signal;
Said beat signal, in addition to the relative speed information of the target, the distance to the range gate used in the local oscillator, were relative velocity correction based on the inclination information of the chirp frequency modulation, after the relative speed correction A relative speed corrector that outputs a complex beat signal, and a Fourier transform of the complex beat signal after the relative speed correction in the time direction, and outputs a signal divided into a plurality of high-resolution range bin units including relative distance information to the target A stretch processing pulse compressor;
A pulse radar device comprising:
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