JP5197138B2 - Multi static radar device - Google Patents
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Description
この発明は、目標検出性能を改善したマルチスタティックレーダ装置に関するものである。 The present invention relates to a multistatic radar apparatus with improved target detection performance.
従来のマルチスタティックレーダ装置について図２６及び図２７を参照しながら説明する（例えば、非特許文献１参照）。図２６は、従来のマルチスタティックレーダ装置の送信局、目標及び受信局の配置を示す図である。また、図２７は、従来のマルチスタティックレーダ装置の信号処理系統を示す図である。ここでは、非特許文献１で示された長時間積分の方法について説明する。
A conventional multistatic radar apparatus will be described with reference to FIGS. 26 and 27 (for example, see Non-Patent Document 1). FIG. 26 is a diagram showing the arrangement of transmitting stations, targets, and receiving stations in a conventional multistatic radar apparatus. FIG. 27 is a diagram illustrating a signal processing system of a conventional multistatic radar apparatus. Here, the long-time integration method shown in
図２６に示すように、３つの送信局Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、１つの受信局Ｏにより目標Ｔの位置を算出する。送信波は符号変調されており、正確あるいは真値に近いドップラー周波数を用いて、図２７に示すように、反射波受信信号に対しドップラー変位の位相補正を行わなければ、コヒーレント積分の効率が劣化する。非特許文献１では、ドップラー周波数を算出することができないため、複数のドップラー周波数を用いて補正し、相関演算、コヒーレント積分を行っている。その結果、最も積分効率が良かった結果を抽出することによって、長時間積分による積分効率の向上を図る。
As shown in FIG. 26, the position of the target T is calculated by three transmitting stations S 1 , S 2 , S 3 and one receiving station O. The transmission wave is code-modulated, and the efficiency of coherent integration is degraded unless phase correction of the Doppler displacement is performed on the reflected wave reception signal using a Doppler frequency that is accurate or close to the true value, as shown in FIG. To do. In
このマルチスタティックレーダ装置では、コヒーレント積分を利用するため、ノンコヒーレント積分に代表される振幅情報のみを用いる積分方式に比べ、信号対雑音電力比ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）の改善により、目標検出性能の改善が期待できる。 Since this multistatic radar device uses coherent integration, the target detection performance is improved by improving the signal-to-noise ratio SNR (Signal to Noise Ratio) compared to the integration method using only amplitude information represented by non-coherent integration. Improvement can be expected.
しかし、上述したような従来のマルチスタティックレーダ装置では、パルス間コヒーレント積分を行うために、目標の速度が未知なため、複数のドップラー補正量を用いて位相補正を行う必要があり、処理量が増大するという問題点があった。 However, in the conventional multistatic radar device as described above, since the target speed is unknown in order to perform inter-pulse coherent integration, it is necessary to perform phase correction using a plurality of Doppler correction amounts, and the processing amount is large. There was a problem of increasing.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、パルス間コヒーレント積分を行い、処理量を少なくすることができ、目標検出性能を改善することができるマルチスタティックレーダ装置を得るものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to perform multi-static that can perform inter-pulse coherent integration, reduce the amount of processing, and improve target detection performance. A radar device is obtained.
この発明に係るマルチスタティックレーダ装置は、第１のキャリア信号をパルス変調した第１の送信信号を放射する第１の送信手段と、目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第１の受信手段と、前記第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第１の信号処理器とを有する第１のレーダと、前記第１のレーダと２次元ジオメトリーで分離配置され、目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第２の受信手段と、第２のキャリア信号をパルス変調した第２の送信信号を放射する第２の送信手段と、目標で反射して戻った前記第２の送信信号を第２の受信信号として受信する第３の受信手段と、前記第１の受信信号からドップラー周波数を算出し、算出されたドップラー周波数を用いて、目標と第１及び第２のレーダとの相対速度を算出し、前記相対速度を用いて、前記第３の受信手段から得られる各時刻の第２の受信信号がコヒーレントになる速度補償量を算出し、前記速度補償量を用いて前記第２の受信信号に対し速度補償を行い、前記速度補償された第２の受信信号を相関演算し、前記相関演算された第２の受信信号を積分し、積分することにより生成された信号の強度に基づき目標との相対距離を算出する第２の信号処理器を有する第２のレーダとを設けたものである。 The multi-static radar apparatus according to the present invention includes a first transmission unit that radiates a first transmission signal obtained by pulse-modulating a first carrier signal, and a first transmission signal that is reflected by a target and returned to the first transmission signal. A first radar having a first receiving means for receiving the received signal as a received signal; a first signal processor for calculating a Doppler frequency from the first received signal; and the first radar and a two-dimensional geometry. A second receiving means for receiving the first transmission signal separated and arranged and reflected back by the target as a first reception signal, and a second transmission signal obtained by pulse-modulating the second carrier signal are emitted. A second transmission means; a third reception means for receiving the second transmission signal reflected back from the target as a second reception signal; and calculating a Doppler frequency from the first reception signal. Doppler The relative speed between the target and the first and second radars is calculated using the wave number, and the second received signal at each time obtained from the third receiving means becomes coherent using the relative speed. A speed compensation amount is calculated, speed compensation is performed on the second received signal using the speed compensation amount, a correlation operation is performed on the second compensated signal received by the speed compensation, and the correlation calculated second A second radar having a second signal processor that integrates the received signal and calculates a relative distance from the target based on the intensity of the signal generated by the integration is provided.
この発明に係るマルチスタティックレーダ装置は、第１の受信信号を利用し、各時刻の第２の受信信号がコヒーレントになる速度補償量を算出し、その速度補償量を用いて第２の受信信号に対し速度補償を行うので、複数のドップラー補正量を用いる必要がなくなり、処理量を少なくすることができ、移動目標に対する目標検出性能を改善することができるという効果を奏する。 The multistatic radar apparatus according to the present invention uses the first received signal, calculates a speed compensation amount at which the second received signal at each time becomes coherent, and uses the speed compensated amount to generate the second received signal. Therefore, it is not necessary to use a plurality of Doppler correction amounts, the processing amount can be reduced, and the target detection performance for the moving target can be improved.
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るマルチスタティックレーダ装置について図１から図５までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯１の構成を示す図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
A multistatic radar apparatus according to
図１において、この発明の実施の形態１に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯１は、空中線１Ａと、送信機２と、送受切替器３Ａと、受信機４Ａと、信号処理器７Ａとが設けられている。
In FIG. 1, a
なお、第１の送信手段は、空中線１Ａと、送信機２と、送受切替器３Ａとから構成される。また、第１の受信手段は、空中線１Ａと、送受切替器３Ａと、受信機４Ａとから構成される。
The first transmission means includes an antenna 1A, a
また、信号処理器７Ａは、ドップラー周波数算出手段１０１が設けられている。 The signal processor 7A is provided with Doppler frequency calculation means 101.
図２は、この発明の実施の形態１に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯２の構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of
図２において、この発明の実施の形態１に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯２は、空中線１Ｂと、受信機４Ｂと、空中線１Ｃと、送信機５と、送受切替器３Ｂと、受信機６Ａと、信号処理器７Ｂと、表示器８とが設けられている。
In FIG. 2,
なお、第２の受信手段は、空中線１Ｂと、受信機４Ｂとから構成される。また、第２の送信手段は、空中線１Ｃと、送信機５と、送受切替器３Ｂとから構成される。さらに、第３の受信手段は、空中線１Ｃと、送受切替器３Ｂと、受信機６Ａとから構成される。
The second receiving means is composed of an
また、信号処理器７Ｂは、ドップラー周波数算出手段１０１と、相対速度算出手段１０２と、初期相対速度・相対加速度算出手段１０３と、速度補償手段２０１と、相関手段２０２と、積分手段２０３と、測距手段２０４とが設けられている。
The
なお、信号処理器７Ａ、７Ｂは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース回路を有するコンピュータから構成され、ＲＯＭに記憶されるプログラムに従ってＣＰＵで演算処理が行われる。また、信号処理器７Ａ、７Ｂは、ネットワークを介して処理結果等の情報が共有されている。
The
図３は、この発明の実施の形態１に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダの配置を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an arrangement of radars of the multi-static radar apparatus according to
図３に示すように、レーダ♯１とレーダ♯２は２次元ジオメトリーで分離配置されている。なお、レーダ♯２は、図２に示すように、空中線１Ｂと空中線１Ｃを有しているが、図３では１つの空中線で代表して示している。
As shown in FIG. 3,
つぎに、この実施の形態１に係るマルチスタティックレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。 Next, the operation of the multistatic radar device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.
まず、レーダ♯１が第１の受信ビデオ信号を生成するまでの動作について説明する。送信機２は、第１のキャリア信号を目標との相対速度がアンビギュイティなく計測可能なパルス繰り返し周期ＰＲＩ（Pulse Repetition Interval）でパルス変調して第１の送信ＲＦ信号を生成し、送受切替器３Ａに出力する。この送受切替器３Ａは、送信機２から入力された第１の送信ＲＦ信号を空中線１Ａに出力する。そして、空中線１Ａから第１の送信ＲＦ信号が空中に放射される。
First, the operation until
空中に放射された第１の送信ＲＦ信号は、目標で反射され、第１の反射ＲＦ信号として空中線１Ａに入射する。そこで、空中線１Ａは、入射してきた第１の反射ＲＦ信号を受信し、第１の受信ＲＦ信号として送受切替器３Ａに出力する。送受切替器３Ａは、空中線１Ａから入力された第１の受信ＲＦ信号を受信機４Ａに出力する。受信機４Ａは、送受切替器３Ａから入力された第１の受信ＲＦ信号を増幅、位相検波の後、第１の受信ビデオ信号に変換し、信号処理器７Ａに出力する。
The first transmission RF signal radiated into the air is reflected by the target and enters the antenna 1A as the first reflected RF signal. Therefore, the antenna 1A receives the incident first reflected RF signal and outputs it to the transmission / reception switch 3A as the first received RF signal. The transmission / reception switch 3A outputs the first reception RF signal input from the antenna 1A to the
次に、レーダ♯２が第１の受信ビデオ信号を生成するまでの動作について説明する。レーダ♯１により空中に放射された第１の送信ＲＦ信号は、目標で反射され、第１の反射ＲＦ信号としてレーダ♯２の空中線１Ｂに入射する。そこで、空中線１Ｂは、入射してきた第１の反射ＲＦ信号を受信し、第１の受信ＲＦ信号として受信機４Ｂに出力する。受信機４Ａは、空中線１Ｂから入力された第１の受信ＲＦ信号を増幅、位相検波の後、第１の受信ビデオ信号に変換し、信号処理器７Ｂに出力する。
Next, the operation until
また、レーダ♯２が第２の受信ビデオ信号を生成するまでの動作について説明する。送信機５は、キャリア信号を目標との相対距離がアンビギュイティなく計測可能な周波数になるようなパルス繰り返し周期でパルス変調し、さらにパルス内をアップチャープ変調あるいはダウンチャープ変調することを繰り返して第２の送信ＲＦ信号を生成し、送受切替器３Ｂに出力する。送受切替器３Ｂは、送信機５から入力された第２の送信ＲＦ信号を空中線１Ｃに出力する。そして、空中線１Ｃから第２の送信ＲＦ信号が空中に放射される。
The operation until
空中に放射された第２の送信ＲＦ信号は、目標で反射され、第２の反射ＲＦ信号として空中線１Ｃに入射する。そこで、空中線１Ｃは、入射してきた第２の反射ＲＦ信号を受信し、第２の受信ＲＦ信号として送受切替器３Ｂに出力する。送受切替器３Ｂは、空中線１Ｃから入力された第２の受信ＲＦ信号を受信機６Ａに出力する。受信機６Ａは、送受切替器３Ｂから入力された第２の受信ＲＦ信号を増幅、位相検波の後、第２の受信ビデオ信号に変換し、信号処理器７Ｂに出力する。
The second transmission RF signal radiated into the air is reflected by the target and enters the
ここで、以下の説明において、目標との相対速度がアンビギュイティなく計測可能な時間間隔になるようなパルス繰り返し周期ＰＲＩをＴｐｒｉ，Ｈ、目標との相対距離がアンビギュイティなく計測可能な時間間隔になるようなパルス繰り返し周期をＴｐｒｉ，Ｌと略記する。 Here, in the following description, the pulse repetition period PRI such that the relative speed to the target is a time interval that can be measured without ambiguity is T pri, H , and the relative distance to the target can be measured without ambiguity. A pulse repetition period that is a time interval is abbreviated as T pri, L.
次に、レーダ♯１の信号処理器７Ａとレーダ♯２の信号処理器７Ｂの処理動作について図４及び図５を参照して説明する。図４は、この発明の実施の形態１に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯１とレーダ♯２の信号処理器の処理動作を示す図である。また、図５は、この発明の実施の形態１に係るマルチスタティックレーダ装置のチャープパルス圧縮の処理動作を示す図である。
Next, processing operations of the signal processor 7A of the
ドップラー周波数算出手段１０１に入力される第１の受信ビデオ信号ＶＨ（ｉ，ｎｃｐｉ，Ｈ，ｍＨ）は、次の式（１）で表される。 The first received video signal V H (i, n cpi, H , m H ) input to the Doppler frequency calculation means 101 is expressed by the following equation (1).
ここで、Ａ’Ｈ（ｉ）は第１の受信ビデオ信号の振幅、ｆ０，Ｈは第１の送信ＲＦ信号の送信中心周波数、ＲＴ，Ｈ（ｎｃｐｉ，Ｈ）は目標と第１の送信ＲＦ信号を送信するレーダとの相対距離、ＲＲ，Ｈ（ｉ，ｎｃｐｉ，Ｈ）は目標と第１の反射ＲＦ信号を受信するレーダとの相対距離、ｖ０Ｔ（Ｈｎｏ）は目標と第１の送信ＲＦ信号を送信するレーダとの初期相対速度、ａＴ（Ｈｎｏ）は目標と第１の送信ＲＦ信号を送信するレーダとの相対加速度、ｖ０Ｒ（ｉ）は目標と第１の反射ＲＦ信号を受信するレーダとの初期相対速度、ａＲ（ｉ）は目標と第１の反射ＲＦ信号を受信するレーダとの相対加速度、Ｔｃｐｉ，ＨはＣＰＩ（Coherent Pulse Interval）、ｉはレーダ番号、Ｈｎｏは第１の送信ＲＦ信号を送信するレーダ番号（Ｈｎｏ＝１として説明している）、ｎｃｐｉはＣＰＩ番号、ＮｃｐｉはＣＰＩ数、ｍＨは１ＣＰＩ内のサンプリング番号、ＭＨは１ＣＰＩのＡ／Ｄサンプリング点数、Ｒｄｒ＿ｎｕｍはレーダ数を表す。 Here, A ′ H (i) is the amplitude of the first received video signal, f 0, H is the transmission center frequency of the first transmission RF signal, and R T, H (n cpi, H ) is the target and the first R R, H (i, n cpi, H ) is the relative distance between the radar that transmits the transmitted RF signal, and v 0T (H no ) is the relative distance between the target and the radar that receives the first reflected RF signal. The initial relative speed between the target and the radar that transmits the first transmission RF signal, a T (H no ) is the relative acceleration between the target and the radar that transmits the first transmission RF signal, and v 0R (i) is the target and The initial relative velocity with the radar that receives the first reflected RF signal, a R (i) is the relative acceleration between the target and the radar that receives the first reflected RF signal, and T cpi, H is the CPI (Coherent Pulse Interval). , I is the radar number, H no is the radar number that transmits the first transmission RF signal (Which is described as H no = 1), n cpi the CPI number, N cpi the CPI number, m H the sampling number in 1CPI, M H is 1CPI the A / D sampling points, Rdr_num represents radar number .
目標と第１の送信ＲＦ信号を送信するレーダとの相対距離ＲＴ，Ｈ（ｎＨ）は、次の式（２）により表される。ここで、Ｒ０Ｔ（Ｈｎｏ）は目標と第１の送信ＲＦ信号を送信するレーダとの初期相対距離を表す。 The relative distance R T, H (n H ) between the target and the radar transmitting the first transmission RF signal is expressed by the following equation (2). Here, R 0T (H no ) represents the initial relative distance between the target and the radar that transmits the first transmission RF signal.
目標と第１の反射ＲＦ信号を受信するレーダとの相対距離ＲＲ，Ｈ（ｉ，ｎｃｐｉ，Ｈ）は、次の式（３）により表される。ここで、Ｒ０Ｒ（ｉ）は目標と第１の反射ＲＦ信号を受信するレーダとの初期相対距離を表す。 The relative distance R R, H (i, n cpi, H ) between the target and the radar that receives the first reflected RF signal is expressed by the following equation (3). Here, R 0R (i) represents the initial relative distance between the target and the radar that receives the first reflected RF signal.
ドップラー周波数算出手段１０１は、入力された第１の受信ビデオ信号ＶＨ（ｉ，ｎｃｐｉ，Ｈ，ｍＨ）を、次の式（４）に従い高速フーリエ変換ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を行い、時間領域の第１の受信ビデオ信号を周波数領域の第１の受信ビデオ信号ＦＶＨ（ｉ，ｎｃｐｉ，Ｈ，ｋｆ）に変換する。 The Doppler frequency calculation means 101 performs a fast Fourier transform (FFT) on the input first received video signal V H (i, n cpi, H , m H ) according to the following equation (4): The first received video signal in the time domain is converted into a first received video signal F VH (i, n cpi, H , k f ) in the frequency domain.
ここで、ｌＨはサンプリング番号、ＬＨは第１の受信ビデオ信号に対するＦＦＴ点数、ｋｆは周波数領域の第１の受信ビデオ信号の周波数ビン番号を表す。 Here, l H is the sampling number, L H is the FFT score for the first received video signal, and k f is the frequency bin number of the first received video signal in the frequency domain.
ドップラー周波数算出手段１０１は、周波数領域の第１の受信ビデオ信号ＦＶＨ（ｉ，ｎｃｐｉ，Ｈ，ｋｆ）の最大振幅を示すドップラー周波数ｆｄ（ｉ，ｎｃｐｉ，Ｈ）を次の式（５）に従って算出する。 The Doppler frequency calculation means 101 calculates a Doppler frequency fd (i, n cpi, H ) indicating the maximum amplitude of the first received video signal F VH (i, n cpi, H , k f ) in the frequency domain by the following formula ( Calculate according to 5).
ここで、ｍａｘ＿Ｆ（ＦＸ）は、周波数領域の信号ＦＸの最大振幅を示すドップラー周波数を表す。 Here, max_F (FX) represents a Doppler frequency indicating the maximum amplitude of the signal FX in the frequency domain.
相対速度算出手段１０２に入力されたドップラー周波数ｆｄ（ｉ，ｎｃｐｉ，Ｈ）は、目標と第１の送信ＲＦ信号を送信するレーダとの相対速度ｖＴ（Ｈｎｏ，ｎｃｐｉ，Ｈ）と目標と第１の反射ＲＦ信号を受信するレーダの相対速度ｖＲ（ｉ，ｎｃｐｉ，Ｈ）から、次の式（６）により表される。 The Doppler frequency fd (i, n cpi, H ) input to the relative speed calculation means 102 is the relative speed v T (H no , n cpi, H ) between the target and the radar that transmits the first transmission RF signal. From the relative velocity v R (i, n cpi, H ) of the radar that receives the target and the first reflected RF signal, it is expressed by the following equation (6).
ただし、第１の送信ＲＦ信号を送信し、第１の反射ＲＦ信号を受信するレーダ♯１は、ｖＴ（Ｈｎｏ，ｎｃｐｉ，Ｈ）＝ｖＲ（ｉ，ｎｃｐｉ，Ｈ）の関係になり、次の式（７）により表される。
However, the
相対速度算出手段１０２は、目標と第１の送信ＲＦ信号を送信し、第１の反射ＲＦ信号を受信するレーダとの相対速度ｖ’Ｒ（ｉ，ｎｃｐｉ，Ｈ）を次の式（８）により算出する。 The relative speed calculation means 102 transmits the target and the relative speed v ′ R (i, n cpi, H ) with the radar that transmits the first transmission RF signal and receives the first reflected RF signal by the following equation (8). ).
また、相対速度算出手段１０２は、目標と第１の反射ＲＦ信号を受信するレーダの相対速度との相対速度ｖ’Ｒ（ｉ，ｎｃｐｉ，Ｈ）を次の式（９）により算出する。 Further, the relative speed calculation means 102 calculates the relative speed v ′ R (i, n cpi, H ) between the target and the relative speed of the radar that receives the first reflected RF signal by the following equation (9).
ここで、真値と区別し、式（８）、式（９）により算出された目標とレーダとの相対速度であることを表すために’を付している。以降、ｖ’Ｒ（ｉ，ｎｃｐｉ，Ｈ）を目標との相対速度と記述する。 Here, in order to distinguish it from the true value, “′” is added to indicate the relative speed between the target and the radar calculated by the equations (8) and (9). Hereinafter, v ′ R (i, n cpi, H ) is described as a relative speed with respect to the target.
初期相対速度・相対加速度算出手段１０３に入力された各ＣＰＩで算出された目標との相対速度ｖ’Ｒ（ｉ，ｎｃｐｉ，Ｈ）と、目標との初期相対速度ｖ０Ｒ（ｉ）、目標との相対加速度ａＲ（ｉ）は、次の式（１０）により表される。また、式（１０）は、式（１１）により表される。ただし、ＡＨ、ＸＨ（ｉ）、ＢＨ（ｉ）は式（１２）により表される。 Relative speed v ′ R (i, n cpi, H ) with the target calculated by each CPI input to the initial relative speed / relative acceleration calculating means 103, initial relative speed v 0R (i) with the target, target Relative acceleration a R (i) is expressed by the following equation (10). Moreover, Formula (10) is represented by Formula (11). However, AH , XH (i), and BH (i) are represented by Formula (12).
初期相対速度・相対加速度算出手段１０３は、式（１１）を次の式（１３）に従い解き、目標との初期相対速度ｖ０Ｒ（ｉ）、目標との相対加速度ａＲ（ｉ）を算出する。 The initial relative speed / relative acceleration calculating means 103 solves the equation (11) according to the following equation (13), and calculates the initial relative velocity v 0R (i) with the target and the relative acceleration a R (i) with the target. .
ここで、ＺＴは行列Ｚの転置、Ｚ−１は行列Ｚの逆行列を表す。また、真値と区別し、式（１３）により算出された目標との初期相対速度、相対加速度であることを表すために’を付している。 Here, Z T represents the transpose of the matrix Z, and Z −1 represents the inverse matrix of the matrix Z. Further, in order to distinguish it from the true value and to indicate that it is the initial relative velocity and relative acceleration with respect to the target calculated by the equation (13), 'is added.
速度補償手段２０１に入力される第２の受信ビデオ信号ＶＬ（ｉ，ｎＬ，ｍＬ）は、次の式（１４）で表される。
The second received video signal V L (i, n L , m L ) input to the
ここで、ｆ０，Ｌは第２の送信ＲＦ信号の送信中心周波数、Ｔｐｒｉ，Ｌは第２の送信ＲＦ信号のパルス繰り返し周期、Ｂ０，Ｌは第２の送信ＲＦ信号の送信帯域幅、Ｔ０，Ｌは第２の送信ＲＦ信号の送信パルス幅、φ０，Ｌは第２の送信ＲＦ信号の初期位相、Ａ’Ｌ（ｉ）は第２の受信ビデオ信号の振幅、ＲＴ，Ｌ（ｎＬ）は目標と第２の送信ＲＦ信号を送信するレーダとの相対距離、ＲＲ，Ｌ（ｉ，ｎＬ）は目標と第２の反射信号を受信するレーダとの相対距離、ｖ０Ｔ（Ｌｎｏ）は目標と第２の送信ＲＦ信号を送信するレーダとの初期相対速度、ａＴ（Ｌｎｏ）は目標と第２の送信ＲＦ信号を送信するレーダとの相対加速度、ｖ０Ｒ（ｉ）は目標と第２の反射ＲＦ信号を受信するレーダとの初期相対速度、ａＲ（ｉ）は目標と第２の反射信号を受信するレーダとの相対加速度、Ｌｎｏは第２の送信ＲＦ信号を送信するレーダ番号（Ｌｎｏ＝２として説明している）、ｎＬは第２の送信ＲＦ信号のパルス番号、ＮＬは第２の送信ＲＦ信号のパルス数、ΔｔＬは第２の受信ビデオ信号に対するＡ／Ｄサンプリング周期、ｍＬは第２の受信ビデオ信号に対するＡ／Ｄサンプリング番号、ＭＬは１ＰＲＩのＡ／Ｄサンプリング点数を表す。また、ｃｈｉｒｐは第２の送信ＲＦ信号がアップチャープ変調のとき１が代入され、ダウンチャープ変調のとき−１が代入される。 Here, f 0, L is a transmission center frequency of the second transmission RF signal, T pri, L is a pulse repetition period of the second transmission RF signal, and B 0, L are transmission bandwidths of the second transmission RF signal. , T 0, L is the transmission pulse width of the second transmission RF signal, φ 0, L is the initial phase of the second transmission RF signal, A ′ L (i) is the amplitude of the second received video signal, R T , L (n L ) is the relative distance between the target and the radar that transmits the second transmission RF signal, and R R, L (i, n L ) is the relative distance between the target and the radar that receives the second reflected signal. , V 0T (L no ) is the initial relative velocity between the target and the radar that transmits the second transmission RF signal, a T (L no ) is the relative acceleration between the target and the radar that transmits the second transmission RF signal, v 0R (i) the initial relative velocity between the radar receiving a target and a second reflected RF signal, a R (i) Target relative acceleration between the radar receiving a second reflected signal, L no radar number to send a second transmission RF signal (which is described as L no = 2), n L is the second transmit RF The pulse number of the signal, N L is the number of pulses of the second transmission RF signal, Δt L is the A / D sampling period for the second received video signal, m L is the A / D sampling number for the second received video signal, M L represents the a / D sampling points of 1PRI. Further, chirp is assigned 1 when the second transmission RF signal is up-chirp modulation, and is assigned -1 when it is down-chirp modulation.
目標と第２の送信ＲＦ信号を送信するレーダとの相対距離ＲＴ，Ｌ（ｎＬ）は、次の式（１５）により表される。ここで、Ｒ０Ｔ（Ｌｎｏ）は目標と第２の送信ＲＦ信号を送信するレーダとの初期相対距離を表す。 The relative distance R T, L (n L ) between the target and the radar that transmits the second transmission RF signal is expressed by the following equation (15). Here, R 0T (L no ) represents the initial relative distance between the target and the radar that transmits the second transmission RF signal.
目標と第２の反射信号を受信するレーダとの相対距離ＲＲ，Ｌ（ｉ，ｎＬ）は、次の式（１６）により表される。ここで、Ｒ０Ｒ（ｉ）は目標と第２の反射信号を受信するレーダとの初期相対距離を表す。 The relative distance R R, L (i, n L ) between the target and the radar that receives the second reflected signal is expressed by the following equation (16). Here, R 0R (i) represents the initial relative distance between the target and the radar that receives the second reflected signal.
速度補償手段２０１は、初期相対速度・相対加速度算出手段１０３から入力される目標との初期相対速度ｖ’０Ｒ（ｉ）、相対加速度ａ’Ｒ（ｉ）を用いて、チャープパルス圧縮することにより生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になるような速度補償量ｖｃｏｒ，Ｌ（ｉ，ｎＬ，ｍＬ）を、式（１７）に従い算出する。ただし、目標とレーダとの初期相対速度の和ｖ０ＴＲ（ｉ）は式（１８）、目標とレーダとの相対加速度の和ａＴＲ（ｉ）は式（１９）により表される。
The
そして、速度補償手段２０１は、速度補償量ｖｃｏｒ，Ｌ（ｉ，ｎＬ，ｍＬ）を用いて第２の受信ビデオ信号ＶＬ（ｉ，ｎＬ，ｍＬ）の速度補償を次の式（２０）に従って行い、速度補償後の第２の受信ビデオ信号Ｖ’Ｌ（ｉ，ｎＬ，ｍＬ）を出力する。
Then, the
相関手段２０２は、速度補償後の第２の受信ビデオ信号Ｖ’Ｌ（ｉ，ｎＬ，ｍＬ）と参照信号の相関演算を行い、チャープパルス圧縮を行う。相関手段２０２で用いる第２の送信ＲＦ信号の変調成分と複素共役の関係にある参照信号Ｅｘ（ｍτ）は、次の式（２１）で表される。ここで、Ａ’は参照信号の振幅、ｍτは参照信号のサンプリング番号を表す。また、参照信号のサンプリング点数Ｍτは、次の式（２２）により表される。ここで、Ｓａｍｐ＿ｆは第２の受信ビデオ信号に対するサンプリング周波数を表す。
Correlation means 202 performs correlation calculation between the second received video signal V ′ L (i, n L , m L ) after speed compensation and the reference signal, and performs chirp pulse compression. The reference signal Ex (m τ ) having a complex conjugate relationship with the modulation component of the second transmission RF signal used in the
相関手段２０２は、速度補償後の第２の受信ビデオ信号Ｖ’Ｌ（ｉ，ｎＬ，ｍＬ）と参照信号Ｅｘ（ｍτ）を、次の式（２３）、式（２４）により、それぞれＦＦＴした後、式（２５）に従い、乗算する。ここで、ｌはレンジビン番号、Ｌ’はレンジ方向ＦＦＴ点数を表す。ただし、Ｌ’＞ＭＬの時にはＶ’Ｌ（ｉ，ｎＬ，ｍＬ）に０を代入し、Ｌ’＞Ｍτの時にはＥｘ（ｍτ）に０を代入する。
The
また、相関演算後の信号を第２の受信ビデオ信号に対するＡ／Ｄサンプリング間隔よりも高精度にサンプリングする場合は、相関手段２０２は次の式（２６）により０を設定する。ここで、Ｌはレンジ方向高速フーリエ逆変換ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）点数であり、次の式（２７）により表される。ただし、ｑは０以上の整数である。また、ｑ＝０の場合は、Ａ／Ｄサンプリング間隔と同じサンプリング間隔になる。
In addition, when the signal after the correlation calculation is sampled with higher accuracy than the A / D sampling interval for the second received video signal, the
最後に、相関手段２０２は、乗算結果を、次の式（２８）により高速フーリエ逆変換ＩＦＦＴを行い、相関演算の結果、すなわちチャープパルス圧縮後の信号ＲＶ・Ｅｘ（ｉ，ｎＬ，ｌ）を出力する。 Finally, the correlation means 202 performs a fast Fourier inverse transform IFFT on the multiplication result according to the following equation (28), and results of the correlation calculation, that is, the signal R V · Ex (i, n L , l after chirp pulse compression) ) Is output.
このような処理を行うことによって、図５に示すように、第２の受信ビデオ信号に対し速度補償を行った後、チャープパルス圧縮により生成された信号の振幅が最大を示す目標までの距離が同一になり、かつ、パルス間でコヒーレントになり、パルス間コヒーレント積分が可能になる。 By performing such processing, as shown in FIG. 5, after performing speed compensation on the second received video signal, the distance to the target where the amplitude of the signal generated by the chirp pulse compression is maximum is obtained. It becomes the same and becomes coherent between pulses, and coherent integration between pulses becomes possible.
積分手段２０３は、パルス間での積分を行うものであり、相関手段２０２の出力であるチャープパルス圧縮後の信号ＲＶ・Ｅｘ（ｉ，ｎＬ，ｌ）を入力とし、例えば、高速フーリエ変換処理等を行い、レンジビン毎の信号成分、即ち、周波数スペクトルＲｆ（ｉ，ｋｈ，ｌ）を次の式（２９）に従って求めることにより、各周波数ビンの積分を行う。ここで、ｋｈは周波数ビン番号、Ｈはパルス方向ＦＦＴ点数を表す。ただし、Ｈ＞ＮＬの時にはＲＶ・Ｅｘ（ｉ，ｎＬ，ｌ）に０埋めを行う。
The
測距手段２０４は、積分手段２０３から入力される周波数スペクトルＲｆ（ｉ，ｋｈ，ｌ）を用いて目標との相対距離Ｒｐｅａｋ（ｉ）を次の式（３０）に従って算出する。ここで、ｍａｘ＿Ｒ（ＦＳ）は、周波数スペクトルＦＳの最大振幅を示す距離を表す。
The distance measuring means 204 calculates the relative distance R peak (i) from the target according to the following equation (30) using the frequency spectrum R f (i, k h , l) input from the integrating
表示器８は、信号処理器７Ｂから入力される処理結果を表示する。
The
このように、実施の形態１によれば、第１の受信ビデオ信号を利用し、第２の受信ビデオ信号がコヒーレントになる速度補償量を算出し、その速度補償量を用いて第２の受信ビデオ信号に対し速度補償を行うので、複数のドップラー補正量を用いる必要がなくなり、処理量が少なく、移動目標に対する目標検出性能を改善したマルチスタティックレーダ装置を提供することができる。 As described above, according to the first embodiment, the first received video signal is used to calculate the speed compensation amount at which the second received video signal becomes coherent, and the second received video signal is calculated using the speed compensation amount. Since the speed compensation is performed on the video signal, it is not necessary to use a plurality of Doppler correction amounts, and it is possible to provide a multistatic radar apparatus with a small processing amount and improved target detection performance for a moving target.
また、速度補償後の第２の受信ビデオ信号に対し、相関演算することにより、移動目標に対する目標検出性能を改善したマルチスタティックレーダ装置を提供することができる。 In addition, it is possible to provide a multi-static radar apparatus with improved target detection performance for a moving target by performing a correlation operation on the second received video signal after speed compensation.
また、実施の形態１の相関手段２０２は、速度補償手段２０１と積分手段２０３の間に配置されているが、積分手段２０３と測距手段２０４の間に配置した場合でも同様の効果を得ることが可能になる。
Further, the correlating means 202 of the first embodiment is arranged between the
また、第１の送信ＲＦ信号は第２の送信ＲＦ信号よりＤｕｔｙ（＝送信パルス幅／パルス繰り返し周期）が高いことや、第１の送信ＲＦ信号を送信するレーダを第２の送信ＲＦ信号を送信するレーダより目標に近い距離に分離配置することにより、第２の送信ＲＦ信号を送信するレーダの最大探知距離を延伸することが可能になる。 In addition, the first transmission RF signal has a higher duty (= transmission pulse width / pulse repetition period) than the second transmission RF signal, and the radar that transmits the first transmission RF signal transmits the second transmission RF signal. By separating and arranging at a distance closer to the target than the transmitting radar, it is possible to extend the maximum detection distance of the radar transmitting the second transmission RF signal.
また、第１の反射ＲＦ信号と第２の反射ＲＦ信号を時分割に受信することにより、空中線や送信機、受信機の数を削減することが可能であり、かつ同様な効果を得ることが可能になる。 In addition, by receiving the first reflected RF signal and the second reflected RF signal in a time division manner, the number of antennas, transmitters, and receivers can be reduced, and similar effects can be obtained. It becomes possible.
さらに、３次元ジオメトリーにおいても同様の効果を得ることが可能になる。 Furthermore, the same effect can be obtained even in a three-dimensional geometry.
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るマルチスタティックレーダ装置について図６から図８までを参照しながら説明する。この発明の実施の形態２に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯１の構成は、上記の実施の形態１の図１と同様である。
A multistatic radar apparatus according to
すなわち、この発明の実施の形態２に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯１は、空中線１Ａと、送信機２と、送受切替器３Ａと、受信機４Ａと、信号処理器７Ａとが設けられている。
That is,
なお、第１の送信手段は、空中線１Ａと、送信機２と、送受切替器３Ａとから構成される。また、第１の受信手段は、空中線１Ａと、送受切替器３Ａと、受信機４Ａとから構成される。
The first transmission means includes an antenna 1A, a
図６は、この発明の実施の形態２に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯２の構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of
図６において、この発明の実施の形態２に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯２は、空中線１Ｂと、受信機４Ｂと、空中線１Ｃと、送信機５と、送受切替器３Ｂと、受信機６Ａと、信号処理器７Ｃと、表示器８とが設けられている。
In FIG. 6,
なお、第２の受信手段は、空中線１Ｂと、受信機４Ｂとから構成される。また、第２の送信手段は、空中線１Ｃと、送信機５と、送受切替器３Ｂとから構成される。さらに、第３の受信手段は、空中線１Ｃと、送受切替器３Ｂと、受信機６Ａとから構成される。
The second receiving means is composed of an
また、レーダ♯１とレーダ♯２は、上記の実施の形態１の図３と同様に、２次元ジオメトリーで分離配置されている。
Also,
この発明の実施の形態２に係るマルチスタティックレーダ装置は、上記の実施の形態１に係るマルチスタティックレーダ装置と比較して、上述したように、レーダ♯２の信号処理器７Ｃが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して詳細な説明は省略する。そして、この実施の形態２の信号処理器７Ｃは、図６に示すように、上記の実施の形態１の信号処理器７Ｂの速度補償手段２０１の代わりに、レンジ補正手段２０５と、加速度補償手段２０６とを有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して詳細な説明は省略する。
As described above, the multistatic radar apparatus according to the second embodiment of the present invention differs from the multistatic radar apparatus according to the first embodiment described above in that the signal processor 7C of the
つぎに、この実施の形態２に係るマルチスタティックレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。 Next, the operation of the multistatic radar device according to the second embodiment will be described with reference to the drawings.
この実施の形態２の信号処理器７Ｃの処理動作について図７及び図８を参照して説明する。図７は、この発明の実施の形態２に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯１とレーダ♯２の信号処理器の処理動作を示す図である。また、図８は、この発明の実施の形態２に係るマルチスタティックレーダ装置のレンジ補正の処理動作を示す図である。
The processing operation of the signal processor 7C according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a diagram showing processing operations of the signal processors of
相関手段２０２は、速度補償後の第２の受信ビデオ信号Ｖ’Ｌ（ｉ，ｎＬ，ｍＬ）に代えて、第２の受信ビデオ信号ＶＬ（ｉ，ｎＬ，ｍＬ）を入力として、参照信号Ｅｘ（ｍτ）との相関演算を式（２３）から式（２８）までに従って行い、相関演算の結果、すなわちチャープパルス圧縮後の信号ＲＶ・Ｅｘ（ｉ，ｎＬ，ｌ）を出力する。 Correlation means 202, the second received video signal V 'L after speed compensation (i, n L, m L ) in place of the second incoming video signal V L (i, n L, m L) enter The correlation calculation with the reference signal Ex (m τ ) is performed according to the equations (23) to (28), and the result of the correlation calculation, that is, the signal R V · Ex (i, n L , l after chirp pulse compression) ) Is output.
周知のように移動目標からの反射ビデオ信号に対してチャープパルス圧縮を行った場合、目標との相対速度にほぼ比例した距離だけシフトして測距され、各パルスのチャープパルス圧縮後の信号の最大振幅を示すまでの距離ＲＰＣ，ｐｅａｋ（ｉ，ｎＬ）は、次の式（３１）により表される。この式（３１）において、ｖＴＲ（ｉ，ｎＬ）は式（３２）で表される各パルスの目標と第２の送信ＲＦ信号を送信するレーダとの相対速度と、目標と第２の反射ＲＦ信号を受信するレーダとの相対速度の和、ＲＴＲ（ｉ，ｎＬ）は式（３３）で表される各パルスの目標と第２の送信ＲＦ信号を送信するレーダとの相対距離と、目標と第２の反射ＲＦ信号を受信するレーダとの相対距離の和、ΔＴは式（３４）で表される定数である。 As is well known, when chirp pulse compression is performed on a reflected video signal from a moving target, the distance is measured by shifting by a distance substantially proportional to the relative speed with the target, and the signal after chirp pulse compression of each pulse is measured. The distance R PC, peak (i, n L ) until the maximum amplitude is shown is expressed by the following equation (31). In this equation (31), v TR (i, n L ) is the relative velocity between the target of each pulse represented by equation (32) and the radar transmitting the second transmission RF signal, the target and the second The sum of the relative velocities with the radar that receives the reflected RF signal, R TR (i, n L ) is the relative distance between the target of each pulse represented by the equation (33) and the radar that transmits the second transmission RF signal. , And the sum of the relative distances between the target and the radar that receives the second reflected RF signal, ΔT is a constant represented by Expression (34).
レンジ補正手段２０５は、初期相対速度・相対加速度算出手段１０３の出力である目標とレーダとの初期相対速度の和ｖ０ＴＲ（ｉ）、相対加速度の和ａＴＲ（ｉ）を用いて、次の式（３５）に従って、レンジ補正量Ｒｃｏｒ（ｉ，ｎＬ）を算出する。
The
また、レンジ補正手段２０５は、次の式（３６）に従い、レンジ補正量Ｒｃｏｒ（ｉ，ｎＬ）をレンジビン単位で表すレンジ補正量Ｒｃｏｒ＿ｂｉｎ（ｉ，ｎＬ）に変換する。
Further, the
ここで、Δｒはチャープパルス圧縮後のサンプリング間隔、ｆｌｏｏｒ（Ｙ）は、変数Ｙを越えない最大の整数を示す。 Here, Δr represents the sampling interval after chirp pulse compression, and floor (Y) represents the maximum integer that does not exceed the variable Y.
そして、レンジ補正手段２０５は、算出されたレンジ補正量Ｒｃｏｒ（ｉ，ｎＬ）を用いて、次の式（３７）に従って、チャープパルス圧縮することにより生成された信号ＲＶ・Ｅｘ（ｉ，ｎＬ，ｌ）のレンジ補正を行い、レンジ補正された信号ＲＶ・Ｅｘ＿ｃｏｒ（ｉ，ｎＬ，ｌ）を出力する。このような処理を行うことによって、図８に示すように、チャープパルス圧縮により生成され、レンジ補正された信号の振幅が最大を示す目標までの距離を同一にすることができる。
Then, the
移動目標がパルス間で加速度を有している場合、パルス間でコヒーレントにならないため、目標検出性能が劣化する可能性がある。そのため、加速度補償手段２０６は、レンジ補正された信号に対して、加速度補償を行い、加速度を有する移動目標に対する目標検出性能の向上を図る。
If the moving target has acceleration between pulses, the target detection performance may deteriorate because the moving target does not become coherent between pulses. Therefore, the
加速度補償手段２０６は、初期相対速度・相対加速度算出手段１０３の出力である目標とレーダとの初期相対速度ｖ’０Ｒ（ｉ）、相対加速度ａ’Ｒ（ｉ）から求められた目標とレーダとの相対加速度の和ａＴＲ（ｉ）を用いて、次の式（３８）に従い、レンジ補正手段２０５の出力であるレンジ補正された信号ＲＶ・Ｅｘ＿ｃｏｒ（ｉ，ｎＬ，ｌ）に対して加速度補償を行い、加速度補償された信号Ｒ’Ｖ・Ｅｘ＿ｃｏｒ（ｉ，ｎＬ，ｌ）を出力する。
The
このように、実施の形態２によれば、第２の受信信号に対しチャープパルス圧縮した後、レンジ補正、加速度補償をすることにより、目標との相対距離を考慮せず補償することができ、遠距離移動目標に対する目標検出性能を改善したマルチスタティックレーダ装置を提供することができる。 As described above, according to the second embodiment, after performing chirp pulse compression on the second received signal, it is possible to compensate without considering the relative distance from the target by performing range correction and acceleration compensation, A multistatic radar apparatus with improved target detection performance for a long-distance moving target can be provided.
また、実施の形態２の相関手段２０２は、受信機６Ａとレンジ補正手段２０５の間に配置されていたが、レンジ補正手段２０５と加速度補償手段２０６の間に配置した場合でも同様の効果を得ることができる。
In addition, the
また、第１の反射ＲＦ信号と第２の反射ＲＦ信号を時分割に受信することにより、空中線や送信機、受信機の数を削減することが可能であり、かつ同様な効果を得ることが可能になる。 In addition, by receiving the first reflected RF signal and the second reflected RF signal in a time division manner, the number of antennas, transmitters, and receivers can be reduced, and similar effects can be obtained. It becomes possible.
さらに、３次元ジオメトリーにおいても同様の効果を得ることが可能になる。 Furthermore, the same effect can be obtained even in a three-dimensional geometry.
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係るマルチスタティックレーダ装置について図９から図１５までを参照しながら説明する。この発明の実施の形態３に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯１の構成は、上記の実施の形態１の図１と同様である。
A multistatic radar apparatus according to
すなわち、この発明の実施の形態３に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯１は、空中線１Ａと、送信機２と、送受切替器３Ａと、受信機４Ａと、信号処理器７Ａとが設けられている。
That is,
なお、第１の送信手段は、空中線１Ａと、送信機２と、送受切替器３Ａとから構成される。また、第１の受信手段は、空中線１Ａと、送受切替器３Ａと、受信機４Ａとから構成される。
The first transmission means includes an antenna 1A, a
図９は、この発明の実施の形態３に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯２の構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of
図９において、この発明の実施の形態３に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯２は、空中線１Ｂと、受信機４Ｂと、空中線１Ｃと、送信機５と、送受切替器３Ｂと、受信機６Ａと、信号処理器７Ｄと、表示器８とが設けられている。
In FIG. 9,
なお、第２の受信手段は、空中線１Ｂと、受信機４Ｂとから構成される。また、第２の送信手段は、空中線１Ｃと、送信機５と、送受切替器３Ｂとから構成される。さらに、第３の受信手段は、空中線１Ｃと、送受切替器３Ｂと、受信機６Ａとから構成される。
The second receiving means is composed of an
図１０は、この発明の実施の形態３に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯３及びレーダ♯４の構成を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing the configurations of
図１０において、この発明の実施の形態３に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯３及び♯４は、空中線１Ｄと、受信機４Ｃと、空中線１Ｅと、受信機６Ｂと、信号処理器７Ｅとが設けられている。
In FIG. 10,
なお、第４の受信手段は、レーダ♯３の空中線１Ｄと、受信機４Ｃとから構成される。また、第５の受信手段は、レーダ♯３の空中線１Ｅと、受信機６Ｂととから構成される。第６の受信手段は、レーダ♯４の空中線１Ｄと、受信機４Ｃとから構成される。また、第７の受信手段は、レーダ♯３の空中線１Ｅと、受信機６Ｂととから構成される。
The fourth receiving means is composed of an
図１１は、この発明の実施の形態３に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダの配置を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing the radar arrangement of the multistatic radar device according to
図１１に示すように、４つのレーダ♯１、レーダ♯２、レーダ♯３及びレーダ♯４は、２次元ジオメトリーで分離配置されている。なお、各レーダは、複数の空中線を有しているものもあるが、図１１では１つの空中線で代表して示している。
As shown in FIG. 11, the four
この発明の実施の形態３に係るマルチスタティックレーダ装置は、上記の実施の形態１に係るマルチスタティックレーダ装置と比較して、レーダ♯２の信号処理器７Ｄ、レーダ♯３、レーダ♯４が異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して詳細な説明は省略する。そして、実施の形態３の信号処理器７Ｄは、図９に示すように、実施の形態１の信号処理器７Ｂと比較して、測位手段２０７と速度算出手段２０８を有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して詳細な説明は省略する。
The multistatic radar device according to the third embodiment of the present invention differs from the multistatic radar device according to the first embodiment in the
また、実施の形態３のレーダ♯３とレーダ♯４は、図１０に示すように、実施の形態１のレーダ♯２と比較して、送信機５と送受切替器３Ｂがなく、信号処理器７Ｂに代えて信号処理器７Ｅを有することが異なっている。
Further, as shown in FIG. 10, the
信号処理器７Ｅは、実施の形態１の信号処理器７Ｂの測距手段２０４の代わりに測距手段２０４Ｂを有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して詳細な説明は省略する。
The
また、測位手段２０７と速度算出手段２０８は、レーダ♯１、♯３、♯４や、ネットワークを介して処理結果等の情報が共有されている信号処理器に配置することが可能である。
Further, the positioning means 207 and the speed calculation means 208 can be arranged in
つぎに、この実施の形態３に係るマルチスタティックレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。 Next, the operation of the multistatic radar device according to the third embodiment will be described with reference to the drawings.
図１２は、この発明の実施の形態３に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯１、レーダ♯２、レーダ♯３及びレーダ♯４の信号処理器の処理動作を示す図である。図１３は、この発明の実施の形態３に係るマルチスタティックレーダ装置の目標と各レーダとの相対距離を説明するための図である。図１４は、この発明の実施の形態３に係るマルチスタティックレーダ装置の目標と各レーダとの相対位置ベクトルを説明するための図である。図１５は、この発明の実施の形態３に係るマルチスタティックレーダ装置の目標と各レーダとの相対速度ベクトルを説明するための図である。
FIG. 12 is a diagram showing processing operations of the signal processors of
測距手段２０４Ｂは、積分手段２０３から入力される周波数スペクトルＲｆ（ｉ，ｋｈ，ｌ）を用いて目標との相対距離Ｒｐｅａｋ（ｉ）を次の式（３９）に従って算出する。ここで、真値と区別し、式（３９）により算出された目標との相対距離であることを表すために’を付している。
The distance measuring unit 204B calculates the relative distance R peak (i) to the target according to the following equation (39) using the frequency spectrum R f (i, k h , l) input from the integrating
測位手段２０７に、測距手段２０４と測距手段２０４Ｂから入力される目標との相対距離Ｒｐｅａｋ（ｉ）と、目標の初期位置Ｐｔｇｔ＝（ｘｔｇｔ，ｙｔｇｔ）から、次の式（４０）の測位方程式が成り立つ。 From the relative distance R peak (i) between the distance measuring means 204 and the distance measuring means 204B input to the positioning means 207 and the initial position P tgt = (x tgt , y tgt ) of the target, the following equation ( 40) The positioning equation holds.
また、式（４０）の両辺を二乗し展開すると、次の式（４１）のように表される。 Further, when both sides of the formula (40) are squared and expanded, the following formula (41) is obtained.
測位方程式を解くために、式（４１）中のｘｔｇｔ ２，ｙｔｇｔ ２の項を消去すると次の式（４２）のように表される。 In order to solve the positioning equation, if terms of x tgt 2 and y tgt 2 in the equation (41) are deleted, the following equation (42) is obtained.
また、式（４２）を行列として、次の式（４３）のように表す。また、式（４３）は、式（４４）により表される。ただし、ＡＰ，Ｐｔｇｔ，ＢＰは式（４５）により表される。 Further, the equation (42) is represented as a matrix as the following equation (43). Moreover, Formula (43) is represented by Formula (44). However, A P , P tgt , and B P are expressed by Expression (45).
測位手段２０７は、式（４４）を次の式（４６）に従い解くことによって、目標の初期位置Ｐ’ｔｇｔを算出する。ここで、真値と区別し、式（４６）により算出された目標との初期位置であることを表すために’を付している。 The positioning means 207 calculates the target initial position P ′ tgt by solving the equation (44) according to the following equation (46). Here, in order to distinguish from the true value and indicate the initial position with respect to the target calculated by the equation (46), 'is added.
速度算出手段２０８は、測位手段２０７の出力である目標の初期位置Ｐ’ｔｇｔ、初期相対速度・相対加速度算出手段１０３の出力である目標との初期相対速度ｖ’０Ｒ（ｉ）、既知であるレーダの初期位置Ｐｉと速度ｖｉから、目標の速度ｖｔｇｔ＝（ｖｘｔｇｔ，ｖｙｔｇｔ）を算出する。 The speed calculation means 208 is known as the target initial position P ′ tgt which is the output of the positioning means 207 and the initial relative speed v ′ 0R (i) with the target which is the output of the initial relative speed / relative acceleration calculation means 103. The target speed v tgt = (vx tgt , vy tgt ) is calculated from the radar initial position P i and the speed v i .
測位手段２０７の出力である目標の初期位置Ｐ’ｔｇｔ、既知であるレーダの初期位置Ｐｉと速度ｖｉ、目標の速度ｖｔｇｔから、次の式（４７）が成り立つ。ここで、式（４８）で表されるｖｔｇｔ，ｉは目標とレーダとの相対速度ベクトル、式（４９）で表されるＰ’ｔｇｔ，ｉは目標とレーダとの相対位置ベクトル、θｉは目標とレーダとの相対速度ベクトルと目標とレーダとの相対位置ベクトルのなす角、｜Ｗ｜はベクトルＷの絶対値を表す。 From the target initial position P ′ tgt , which is the output of the positioning means 207, the known radar initial position P i and the speed v i , and the target speed v tgt , the following equation (47) is established. Here, v tgt, i expressed by the equation (48) is a relative velocity vector between the target and the radar, P ′ tgt, i expressed by the equation (49) is a relative position vector between the target and the radar, θ i Represents the angle formed by the relative velocity vector between the target and the radar and the relative position vector between the target and the radar, and | W | represents the absolute value of the vector W.
初期相対速度・相対加速度算出手段１０３の出力である目標との初期相対速度ｖ’０Ｒ（ｉ）は、｜ｖｔｇｔ，ｉ｜ｃｏｓθｉ≒（ほぼ等しい）ｖ’０Ｒ（ｉ）の関係にあり、式（４７）は式（４８）と式（４９）を用いて、次の式（５０）のように表すことができる。 The initial relative speed v ′ 0R (i) with the target, which is the output of the initial relative speed / relative acceleration calculation means 103, is in a relationship of | v tgt, i | cos θ i ≈ (approximately equal) v ′ 0R (i). The equation (47) can be expressed as the following equation (50) using the equations (48) and (49).
さらに、式（５０）は行列式として次の式（５１）により表される。また、式（５１）は、式（５２）により表される。ただし、ＡＰｖ、ｖｔｇｔ Ｔ、ＢＰｖは式（５３）により表される。 Furthermore, Formula (50) is represented by the following Formula (51) as a determinant. Moreover, Formula (51) is represented by Formula (52). However, A Pv , v tgt T , and B Pv are represented by Expression (53).
速度算出手段２０８は、式（５２）を次の式（５４）に従い解き、目標の速度ｖ’ｔｇｔを算出する。ここで、ＺＴは行列Ｚの転置、Ｚ−１は行列Ｚの逆行列を表す。また、真値と区別し、式（５４）により算出された目標の速度であることを表すために’を付している。また、速度算出手段２０８の説明において、分離配置された４つのレーダの初期位置Ｐｉと速度ｖｉを用いたが、２次元ジオメトリーにおいて分離配置された２つ以上のレーダの初期位置Ｐｉと速度ｖｉを用いて、２次元ジオメトリーにおける目標の速度を算出することが可能である。 The speed calculation means 208 solves the equation (52) according to the following equation (54) to calculate the target velocity v ′ tgt . Here, Z T represents the transpose of the matrix Z, and Z −1 represents the inverse matrix of the matrix Z. Further, in order to distinguish from the true value and to indicate that it is the target speed calculated by the equation (54), 'is added. In the description of the speed calculation means 208, the initial positions P i and the speeds v i of the four radars separately arranged are used, but the initial positions P i of two or more radars separately arranged in the two-dimensional geometry are used. Using the speed v i , it is possible to calculate the target speed in the two-dimensional geometry.
このように、実施の形態３によれば、実施の形態１にレーダ♯３とレーダ♯４を追加したことにより、精度の良い３つの測距結果から目標の測位をすることが可能になり、さらに、測位結果を用いて目標の速度を算出することが可能になり、測位性能と速度算出性能を改善したマルチスタティックレーダ装置を提供することができる。
Thus, according to the third embodiment, by adding
また、第１の反射ＲＦ信号と第２の反射ＲＦ信号を時分割に受信することにより、空中線や送信機、受信機の数を削減することが可能であり、かつ同様な効果を得ることが可能になる。 In addition, by receiving the first reflected RF signal and the second reflected RF signal in a time division manner, the number of antennas, transmitters, and receivers can be reduced, and similar effects can be obtained. It becomes possible.
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係るマルチスタティックレーダ装置について図１６から図１８までを参照しながら説明する。この発明の実施の形態４に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯１の構成は、上記の実施の形態１の図１と同様である。
A multistatic radar device according to
すなわち、この発明の実施の形態４に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯１は、空中線１Ａと、送信機２と、送受切替器３Ａと、受信機４Ａと、信号処理器７Ａとが設けられている。
That is,
なお、第１の送信手段は、空中線１Ａと、送信機２と、送受切替器３Ａとから構成される。また、第１の受信手段は、空中線１Ａと、送受切替器３Ａと、受信機４Ａとから構成される。
The first transmission means includes an antenna 1A, a
図１６は、この発明の実施の形態４に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯２の構成を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of
図１６において、この発明の実施の形態４に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯２は、空中線１Ｂと、受信機４Ｂと、空中線１Ｃと、送信機５と、送受切替器３Ｂと、受信機６Ａと、信号処理器７Ｆと、表示器８とが設けられている。
In FIG. 16,
なお、第２の受信手段は、空中線１Ｂと、受信機４Ｂとから構成される。また、第２の送信手段は、空中線１Ｃと、送信機５と、送受切替器３Ｂとから構成される。さらに、第３の受信手段は、空中線１Ｃと、送受切替器３Ｂと、受信機６Ａとから構成される。
The second receiving means is composed of an
図１７は、この発明の実施の形態４に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯３及びレーダ♯４の構成を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing the configurations of
図１７において、この発明の実施の形態４に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯３及び♯４は、空中線１Ｄと、受信機４Ｃと、空中線１Ｅと、受信機６Ｂと、信号処理器７Ｇとが設けられている。
In FIG. 17,
なお、第４の受信手段は、レーダ♯３の空中線１Ｄと、受信機４Ｃとから構成される。また、第５の受信手段は、レーダ♯３の空中線１Ｅと、受信機６Ｂととから構成される。第６の受信手段は、レーダ♯４の空中線１Ｄと、受信機４Ｃとから構成される。また、第７の受信手段は、レーダ♯３の空中線１Ｅと、受信機６Ｂととから構成される。
The fourth receiving means is composed of an
また、レーダ♯１〜レーダ♯４は、上記の実施の形態３の図１１と同様に、２次元ジオメトリーで分離配置されている。
Also,
この発明の実施の形態４に係るマルチスタティックレーダ装置は、上記の実施の形態２に係るマルチスタティックレーダ装置と比較して、信号処理器７Ｆ、７Ｇが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して詳細な説明は省略する。そして、実施の形態４の信号処理器７Ｆは、図１６に示すように、実施の形態２の信号処理器７Ｃと比較して、測位手段２０７と速度算出手段２０８を有することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して詳細な説明は省略する。
The multistatic radar apparatus according to the fourth embodiment of the present invention is different from the multistatic radar apparatus according to the second embodiment described above in that the
また、実施の形態４の信号処理器７Ｇは、図１７に示すように、実施の形態２の信号処理器７Ｃと比較して、送信機５と送受切替器３Ｂがなく、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して詳細な説明は省略する。
Further, as shown in FIG. 17, the
また、測位手段２０７と速度算出手段２０８は、レーダ♯１、♯３、♯４や、ネットワークを介して処理結果等の情報が共有されている信号処理器に配置することが可能である。
Further, the positioning means 207 and the speed calculation means 208 can be arranged in
つぎに、この実施の形態４に係るマルチスタティックレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。 Next, the operation of the multistatic radar device according to the fourth embodiment will be described with reference to the drawings.
図１８は、この発明の実施の形態４に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯１、レーダ♯２、レーダ♯３及びレーダ♯４の信号処理器の処理動作を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing processing operations of the signal processors of
測位手段２０７は、３つのレーダの積分手段２０３の出力である周波数スペクトルＲｆ（ｉ，ｋｈ，ｌ）の最大振幅を示す距離Ｒｐｅａｋ（ｉ）を用いて、式（４６）に従い、目標の初期位置Ｐ’ｔｇｔを算出する。 The positioning means 207 uses the distance R peak (i) indicating the maximum amplitude of the frequency spectrum R f (i, k h , l), which is the output of the integrating means 203 of the three radars, according to the equation (46), The initial position P ′ tgt of is calculated.
速度算出手段２０８は、測位手段２０７の出力である目標の初期位置Ｐ’ｔｇｔ、初期相対速度・相対加速度算出手段１０３の出力である目標との初期相対速度ｖ’０Ｒ（ｉ）、既知であるレーダの初期位置Ｐｉと速度ｖｉから式（５２）を式（５４）に従い、目標の速度ｖ’ｔｇｔを算出する。 The speed calculation means 208 is known as the target initial position P ′ tgt which is the output of the positioning means 207 and the initial relative speed v ′ 0R (i) with the target which is the output of the initial relative speed / relative acceleration calculation means 103. The target velocity v ′ tgt is calculated from the radar initial position P i and the velocity v i according to equation (52) according to equation (54).
このように、実施の形態４によれば、第２の受信ビデオ信号に対しチャープパルス圧縮した後、レンジ補正、加速度補償をすることにより、目標との相対距離を考慮せず補償することができ、遠距離移動目標に対する目標検出性能を改善し、さらに３つのレーダの測距結果を用いた遠距離移動目標に対する測位性能と速度算出性能を改善したマルチスタティックレーダ装置を提供することができる。 As described above, according to the fourth embodiment, the second received video signal can be compensated without considering the relative distance to the target by performing range correction and acceleration compensation after chirp pulse compression. Thus, it is possible to provide a multistatic radar device that improves the target detection performance for a long-distance moving target, and further improves the positioning performance and speed calculation performance for a long-distance moving target using the ranging results of three radars.
また、第１の反射ＲＦ信号と第２の反射ＲＦ信号を時分割に受信することにより、空中線や送信機、受信機の数を削減することが可能であり、かつ同様な効果を得ることが可能になる。 In addition, by receiving the first reflected RF signal and the second reflected RF signal in a time division manner, the number of antennas, transmitters, and receivers can be reduced, and similar effects can be obtained. It becomes possible.
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係るマルチスタティックレーダ装置について図１９を参照しながら説明する。この発明の実施の形態５に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯１の構成は、上記の実施の形態１の図１と同様である。
A multistatic radar apparatus according to
すなわち、この発明の実施の形態５に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯１は、空中線１Ａと、送信機２と、送受切替器３Ａと、受信機４Ａと、信号処理器７Ａとが設けられている。
That is,
図１９は、この発明の実施の形態５に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯２の構成を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a configuration of
図１９において、この発明の実施の形態５に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯２は、空中線１Ｂと、受信機４Ｂと、空中線１Ｃと、送信機５と、送受切替器３Ｂと、受信機６Ａと、信号処理器７Ｈと、表示器８とが設けられている。なお、第２の受信手段は、空中線１Ｂと、受信機４Ｂとから構成される。また、第２の送信手段は、空中線１Ｃと、送信機５と、送受切替器３Ｂとから構成される。さらに、第３の受信手段は、空中線１Ｃと、送受切替器３Ｂと、受信機６Ａとから構成される。
In FIG. 19,
この発明の実施の形態５に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯３及びレーダ♯４の構成は、上記の実施の形態３の図１０と同様である。
The configurations of
すなわち、この発明の実施の形態５に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯３及び♯４は、空中線１Ｄと、受信機４Ｃと、空中線１Ｅと、受信機６Ｂと、信号処理器７Ｅとが設けられている。
That is,
また、レーダ♯１〜レーダ♯４は、上記の実施の形態３の図１１と同様に、２次元ジオメトリーで分離配置されている。
Also,
この発明の実施の形態５に係るマルチスタティックレーダ装置は、上記の実施の形態３に係るマルチスタティックレーダ装置と比較して、信号処理器７Ｈが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して詳細な説明は省略する。そして、実施の形態５の信号処理器７Ｈは、図１９に示すように、実施の形態３の信号処理器７Ｄの測位手段２０７に代えて、測位手段２０７Ｂを備えることが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して詳細な説明は省略する。
The multistatic radar device according to the fifth embodiment of the present invention is different from the multistatic radar device according to the third embodiment in the
また、測位手段２０７Ｂと速度算出手段２０８は、レーダ♯１、♯３、♯４や、ネットワークを介して処理結果等の情報が共有されている信号処理器に配置することが可能である。
Further, the positioning means 207B and the speed calculation means 208 can be arranged in
つぎに、この実施の形態５に係るマルチスタティックレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。 Next, the operation of the multistatic radar apparatus according to the fifth embodiment will be described with reference to the drawings.
測位手段２０７Ｂは、測距手段２０４から入力される目標との相対距離Ｒｐｅａｋ（ｉ）、未知である目標の初期位置Ｐｔｇｔ＝（ｘｔｇｔ，ｙｔｇｔ）と、既知であるレーダの初期位置Ｐｉ＝（ｘｉ，ｙｉ）を用いて、Ｇ（ｉ，ｘｔｇｔ，ｙｔｇｔ）を次の式（５５）のように定義する。
The
また、Ｇ（ｉ，ｘｔｇｔ，ｙｔｇｔ）に対して、ｘｔｇｔ，ｙｔｇｔについて偏微分して次の式（５６）により近似式が得られる。 Further, G (i, x tgt, y tgt) relative, x tgt, and partial differential for y tgt approximation formula by the following equation (56) is obtained.
ここで、ハットｘｔｇｔ，ハットｙｔｇｔはｘｔｇｔ，ｙｔｇｔの近似値を表す。また、式（５６）を行列として、次の式（５７）のように表す。また、式（５７）は、式（５８）により表される。ただし、チルダＡＰ，δチルダＰｔｇｔ，チルダＢＰは式（５９）により表される。 Here, the hat x tgt and the hat y tgt represent approximate values of x tgt and y tgt . Further, Expression (56) is represented as a following Expression (57) using a matrix. Moreover, Formula (57) is represented by Formula (58). However, tilde A P , δ tilde P tgt , and tilde BP are represented by the formula (59).
ここで、δチルダＰｔｇｔは真の目標の初期位置と目標の初期位置の近似値の差であり、逐次近似法による補正量である。式（５８）を次の式（６０）により解くことによって、逐次近似法による補正量δチルダＰｔｇｔを算出することが可能になる。 Here, δ tilde P tgt is the difference between the approximate values of the true target initial position and the target initial position, and is the correction amount by the successive approximation method. By solving the equation (58) by the following equation (60), it becomes possible to calculate the correction amount δ tilde P tgt by the successive approximation method.
測距手段２０４あるいは測距手段２０４Ｂに誤差が含まれている場合、測位手段２０７が算出する目標の初期位置には誤差が含まれる。測位手段２０７Ｂは、測位精度を向上させるために、式（６０）と次の式（６１）により目標の初期位置の近似値ハットｘｔｇｔ，ハットｙｔｇｔを繰り返し更新し、逐次近似法による補正量δＰｔｇｔが十分小さくなるまで行い、２次元ジオメトリーにおける目標の初期位置チルダＰ’ｔｇｔを算出する。また、測位手段２０７Ｂは、目標の初期位置の近似値の初期設定として、式（４６）により算出される目標との初期位置の位置Ｐ’ｔｇｔを用いる。ここで、ハットｘ’ｔｇｔ，ハットｙ’ｔｇｔは更新された目標の初期位置の近似値、チルダＰ’ｔｇｔ＝（ハットｘ’ｔｇｔ，ハットｙ’ｔｇｔ）は式（６０）と次の式（６１）により最終的に算出した目標の初期位置を表す。また、真値と区別し、チルダＰ’ｔｇｔ＝（ハットｘ’ｔｇｔ，ハットｙ’ｔｇｔ）は式（６０）と次の式（６１）により最終的に算出した目標の初期位置を表すために’を付している。また、レーダ♯１あるいはレーダ♯２の送信方向等をもとに、ある程度目標の初期位置を推定できる場合は、レーダ♯１あるいはレーダ♯２の送信方向の位置を目標の初期位置の近似値の初期設定にすることにより、レーダ♯４を使用せず、測位手段２０７Ｂによる目標の初期位置を算出することが可能である。
When the
このように、実施の形態５によれば、実施の形態３の信号処理器７Ｄの測位手段２０７に代えて、測位手段２０７Ｂを備えることにより、精度の良い２次元ジオメトリーにおける目標の位置を算出することが可能になり、測位性能を改善したマルチスタティックレーダ装置を提供することができる。
As described above, according to the fifth embodiment, the
また、実施の形態４の信号処理器７Ｆの測位手段２０７に代えて、測位手段２０７Ｂを備えることにより、同様な効果を得るマルチスタティックレーダ装置を提供することができる。
Further, by providing the positioning means 207B instead of the positioning means 207 of the
また、第１の反射ＲＦ信号と第２の反射ＲＦ信号を時分割に受信することにより、空中線や送信機、受信機の数を削減することが可能であり、かつ同様な効果を得ることが可能になる。 In addition, by receiving the first reflected RF signal and the second reflected RF signal in a time division manner, the number of antennas, transmitters, and receivers can be reduced, and similar effects can be obtained. It becomes possible.
実施の形態６．
この発明の実施の形態６に係るマルチスタティックレーダ装置について図２０から図２４までを参照しながら説明する。この発明の実施の形態６に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯１の構成は、上記の実施の形態１の図１と同様である。
Embodiment 6 FIG.
A multistatic radar apparatus according to Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIGS. The configuration of
すなわち、この発明の実施の形態６に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯１は、空中線１Ａと、送信機２と、送受切替器３Ａと、受信機４Ａと、信号処理器７Ａとが設けられている。
That is,
なお、第１の送信手段は、空中線１Ａと、送信機２と、送受切替器３Ａとから構成される。また、第１の受信手段は、空中線１Ａと、送受切替器３Ａと、受信機４Ａとから構成される。
The first transmission means includes an antenna 1A, a
図２０は、この発明の実施の形態６に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯２の構成を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing a configuration of
図２０において、この発明の実施の形態６に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯２は、空中線１Ｂと、受信機４Ｂと、空中線１Ｃと、送信機５と、送受切替器３Ｂと、受信機６Ａと、信号処理器７Ｉと、表示器８とが設けられている。
In FIG. 20,
なお、第２の受信手段は、空中線１Ｂと、受信機４Ｂとから構成される。また、第２の送信手段は、空中線１Ｃと、送信機５と、送受切替器３Ｂとから構成される。さらに、第３の受信手段は、空中線１Ｃと、送受切替器３Ｂと、受信機６Ａとから構成される。
The second receiving means is composed of an
この発明の実施の形態６に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯３、レーダ♯４及びレーダ♯５の構成は、上記の実施の形態３の図１０と同様である。
The configurations of
すなわち、この発明の実施の形態６に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯３、♯４及び♯５は、空中線１Ｄと、受信機４Ｃと、空中線１Ｅと、受信機６Ｂと、信号処理器７Ｅとが設けられている。
That is,
なお、第４の受信手段は、レーダ♯３の空中線１Ｄと、受信機４Ｃとから構成される。また、第５の受信手段は、レーダ♯３の空中線１Ｅと、受信機６Ｂととから構成される。第６の受信手段は、レーダ♯４の空中線１Ｄと、受信機４Ｃとから構成される。また、第７の受信手段は、レーダ♯３の空中線１Ｅと、受信機６Ｂととから構成される。第８の受信手段は、レーダ♯５の空中線１Ｄと、受信機４Ｃとから構成される。また、第９の受信手段は、レーダ♯５の空中線１Ｅと、受信機６Ｂととから構成される。
The fourth receiving means is composed of an
図２１は、この発明の実施の形態６に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダの配置を示す図である。 FIG. 21 is a diagram showing an arrangement of radars of a multistatic radar device according to Embodiment 6 of the present invention.
図２１において、この実施の形態６は、３次元ジオメトリーを想定しており、５つのレーダは３次元ジオメトリーで分離配置されている。 In FIG. 21, the sixth embodiment assumes a three-dimensional geometry, and five radars are separately arranged in a three-dimensional geometry.
この発明の実施の形態６に係るマルチスタティックレーダ装置は、上記の実施の形態３に係るマルチスタティックレーダ装置と比較して、レーダ♯２の信号処理器７Ｉが異なり、また、レーダ♯５が加えられており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して詳細な説明は省略する。そして、実施の形態６の信号処理器７Ｉは、図２０に示すように、実施の形態３の信号処理器７Ｄと比較して、測位手段２０７と速度算出手段２０８に代えて、測位手段２０７Ｃと速度算出手段２０８Ｂを備えることが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して詳細な説明は省略する。
The multistatic radar apparatus according to the sixth embodiment of the present invention is different from the multistatic radar apparatus according to the third embodiment in that the signal processor 7I of the
また、実施の形態６のレーダ♯５は、実施の形態３のレーダ♯３とレーダ♯４と同様であるので、説明を省略する。
The
また、測位手段２０７Ｂと速度算出手段２０８は、レーダ♯１、♯３、♯４、♯５や、ネットワークを介して処理結果等の情報が共有されている信号処理器に配置することが可能である。
Positioning means 207B and speed calculation means 208 can be arranged in
つぎに、この実施の形態６に係るマルチスタティックレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。 Next, the operation of the multistatic radar device according to the sixth embodiment will be described with reference to the drawings.
図２２は、この発明の実施の形態６に係るマルチスタティックレーダ装置の３次元ジオメトリーにおける目標と各レーダとの相対距離を説明するための図である。図２３は、この発明の実施の形態６に係るマルチスタティックレーダ装置の３次元ジオメトリーにおける目標と各レーダとの相対位置ベクトルを説明するための図である。図２４は、この発明の実施の形態６に係るマルチスタティックレーダ装置の３次元ジオメトリーにおける目標と各レーダとの相対速度ベクトルを説明するための図である。 FIG. 22 is a diagram for explaining the relative distance between the target and each radar in the three-dimensional geometry of the multistatic radar device according to Embodiment 6 of the present invention. FIG. 23 is a diagram for explaining a relative position vector between a target and each radar in the three-dimensional geometry of the multistatic radar apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. FIG. 24 is a diagram for explaining a relative velocity vector between a target and each radar in the three-dimensional geometry of the multistatic radar device according to Embodiment 6 of the present invention.
測位手段２０７Ｃに、測距手段２０４と測距手段２０４Ｂから入力される目標との相対距離Ｒｐｅａｋ（ｉ）と、目標の初期位置Ｐ３，ｔｇｔ＝（ｘｔｇｔ，ｙｔｇｔ，ｚｔｇｔ）から、次の式（６２）の測位方程式が成り立つ。また、式（６２）の両辺を二乗し展開すると、式（６３）のように表される。 From the relative distance R peak (i) between the distance measuring means 204 and the distance measuring means 204B input to the positioning means 207C and the target initial position P 3, tgt = (x tgt , y tgt , z tgt ) The following positioning equation (62) is established. Further, when both sides of Expression (62) are squared and expanded, Expression (63) is obtained.
測位方程式を解くために、式（６３）中のｘｔｇｔ ２，ｙｔｇｔ ２，ｚｔｇｔ ２の項を消去すると次の式（６４）のように表される。 In order to solve the positioning equation, if the terms x tgt 2 , y tgt 2 , and z tgt 2 in the equation (63) are deleted, the following equation (64) is obtained.
また、式（６４）を行列として、次の式（６５）のように表す。また、式（６５）は、式（６６）により表される。ただし、Ａ３，Ｐ，Ｐ３，ｔｇｔ，Ｂ３，Ｐは式（６７）により表される。 Further, Expression (64) is represented as a matrix as the following Expression (65). Moreover, Formula (65) is represented by Formula (66). However, A3 , P , P3 , tgt , B3 , P is represented by Formula (67).
測位手段２０７Ｃは、式（６６）を次の式（６８）に従い、目標の初期位置Ｐ’３，ｔｇｔを算出する。ここで、真値と区別し、式（６８）により算出された目標との初期位置であることを表すために’を付している。 The positioning means 207C calculates the target initial position P′3, tgt according to the following equation (68) from the equation (66). Here, in order to distinguish from the true value and indicate the initial position with respect to the target calculated by the equation (68), 'is added.
速度算出手段２０８Ｂは、測位手段２０７Ｃの出力である目標の初期位置Ｐ’３，ｔｇｔ、初期相対速度・相対加速度算出手段１０３の出力である目標との初期相対速度ｖ’０Ｒ（ｉ）、既知であるレーダの初期位置Ｐ３，ｉと速度ｖ３，ｉ＝（ｖｘｉ，ｖｙｉ，ｖｚｉ）から、目標の速度ｖ３，ｔｇｔ＝（ｖｘｔｇｔ，ｖｙｔｇｔ，ｖｚｔｇｔ）を算出する。測位手段２０７Ｃの出力である目標の初期位置Ｐ’３，ｔｇｔ、既知であるレーダの初期位置Ｐ３，ｉと速度ｖ３，ｉ、目標の速度ｖ３，ｔｇｔから、次の式（６９）が成り立つ。ここで、式（７０）で表されるｖ３，ｔｇｔ，ｉは目標とレーダとの相対速度ベクトル、式（７１）で表されるＰ’３，ｔｇｔ，ｉは目標とレーダとの相対位置ベクトル、θ３，ｉは目標とレーダとの相対速度ベクトルと目標とレーダとの相対位置ベクトルのなす角、｜Ｗ｜はベクトルＷの絶対値を表す。 The speed calculation means 208B has an initial target position P ′ 3, tgt that is an output of the positioning means 207C, an initial relative speed v ′ 0R (i) with the target that is an output of the initial relative speed / relative acceleration calculation means 103, and is known. The target speed v 3, tgt = (vx tgt , vy tgt , vz tgt ) is calculated from the radar initial position P 3, i and the speed v 3, i = (vx i , vy i , vz i ). . From the target initial position P ′ 3, tgt that is the output of the positioning means 207C, the known radar initial position P 3, i and the speed v 3, i , and the target speed v 3, tgt , the following equation (69) Holds. Here, v 3, tgt, i represented by the equation (70) is a relative velocity vector between the target and the radar, and P ′ 3, tgt, i represented by the equation (71) is a relative position between the target and the radar. The vector, θ 3, i is the angle formed by the relative velocity vector between the target and the radar and the relative position vector between the target and the radar, and | W | represents the absolute value of the vector W.
初期相対速度・相対加速度算出手段１０３の出力である目標との初期相対速度ｖ’０Ｒ（ｉ）は｜ｖ３，ｔｇｔ，ｉ｜ｃｏｓθ３，ｉ≒（ほぼ等しい）ｖ’０Ｒ（ｉ）の関係にあり、式（６９）は式（７０）と式（７１）を用いて次の式（７２）のように表すことができる。 The initial relative speed v ′ 0R (i) with the target, which is the output of the initial relative speed / relative acceleration calculating means 103, is | v 3, tgt, i | cos θ 3, i ≈ (approximately equal) v ′ 0R (i) The equation (69) can be expressed as the following equation (72) using the equations (70) and (71).
さらに、式（７２）は行列式として、次の式（７３）により表される。また、式（７３）は、式（７４）により表される。ただし、Ａ３，Ｐｖ、ｖ３，ｔｇｔ Ｔ、Ｂ３，Ｐｖは式（７５）により表される。
Further, the equation (72) is expressed by the following equation (73) as a determinant. Moreover, Formula (73) is represented by Formula (74). However, A 3, Pv, v 3 , tgt T,
速度算出手段２０８Ｂは、式（７４）を次の式（７６）に従い解き、３次元ジオメトリーにおける目標の速度ｖ’３，ｔｇｔを算出する。ここで、ＺＴは行列Ｚの転置、Ｚ−１は行列Ｚの逆行列を表す。また、真値と区別し、式（７６）により算出された目標の速度であることを表すために’を付している。また、速度算出手段２０８Ｂの説明において、分離配置された５つのレーダの初期位置Ｐ３，ｉと速度ｖ３，ｉを用いたが、３次元ジオメトリーにおいて分離配置された３つ以上のレーダの初期位置Ｐ３，ｉと速度ｖ３，ｉを用いて、３次元ジオメトリーにおける目標の速度を算出することが可能である。 The speed calculation means 208B solves the equation (74) according to the following equation (76), and calculates the target velocity v ′ 3, tgt in the three-dimensional geometry. Here, Z T represents the transpose of the matrix Z, and Z −1 represents the inverse matrix of the matrix Z. Further, in order to distinguish from the true value and to indicate that it is the target speed calculated by the equation (76), 'is added. Further, in the description of the speed calculation means 208B, the initial positions P 3, i and the speeds v 3, i of five separately arranged radars are used, but the initial values of three or more radars separately arranged in a three-dimensional geometry are used. It is possible to calculate the target speed in the three-dimensional geometry using the position P 3, i and the speed v 3, i .
このように、実施の形態６によれば、実施の形態３の信号処理器７Ｄの測位手段２０７と速度算出手段２０８に代えて、測位手段２０７Ｃと速度算出手段２０８Ｂを備えることにより、４つの測距結果から３次元ジオメトリーにおける目標の測位をすることが可能になり、さらに、測位結果を用いて３次元ジオメトリーにおける目標の速度を算出することが可能になり、３次元ジオメトリーにおける測位性能と速度算出性能を改善したマルチスタティックレーダ装置を提供することができる。
Thus, according to the sixth embodiment, instead of the positioning means 207 and the speed calculation means 208 of the
また、実施の形態４の信号処理器７Ｄの測位手段２０７と速度算出手段２０８に代えて、測位手段２０７Ｃと速度算出手段２０８Ｂを備えることにより、同様な効果を得るマルチスタティックレーダ装置を提供することができる。
Further, by providing positioning means 207C and speed calculation means 208B instead of positioning means 207 and speed calculation means 208 of
また、第１の反射ＲＦ信号と第２の反射ＲＦ信号を時分割に受信することにより、空中線や送信機、受信機の数を削減することが可能であり、かつ同様な効果を得ることが可能になる。 In addition, by receiving the first reflected RF signal and the second reflected RF signal in a time division manner, the number of antennas, transmitters, and receivers can be reduced, and similar effects can be obtained. It becomes possible.
実施の形態７．
この発明の実施の形態７に係るマルチスタティックレーダ装置について図２５を参照しながら説明する。この発明の実施の形態７に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯１の構成は、上記の実施の形態１の図１と同様である。
A multistatic radar apparatus according to
すなわち、この発明の実施の形態７に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯１は、空中線１Ａと、送信機２と、送受切替器３Ａと、受信機４Ａと、信号処理器７Ａとが設けられている。
That is,
図２５は、この発明の実施の形態７に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯２の構成を示す図である。
FIG. 25 is a diagram showing a configuration of
図２５において、この発明の実施の形態７に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯２は、空中線１Ｂと、受信機４Ｂと、空中線１Ｃと、送信機５と、送受切替器３Ｂと、受信機６Ａと、信号処理器７Ｊと、表示器８とが設けられている。
In FIG. 25,
この発明の実施の形態７に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯３、レーダ♯４及びレーダ♯５の構成は、上記の実施の形態３の図１０と同様である。
Configurations of
すなわち、この発明の実施の形態７に係るマルチスタティックレーダ装置のレーダ♯３、♯４及び♯５は、空中線１Ｄと、受信機４Ｃと、空中線１Ｅと、受信機６Ｂと、信号処理器７Ｅとが設けられている。
That is,
また、５つのレーダは、上記の実施の形態６の図２１と同様に、３次元ジオメトリーで分離配置されている。 Also, the five radars are separated and arranged with a three-dimensional geometry, as in FIG. 21 of the sixth embodiment.
この発明の実施の形態７に係るマルチスタティックレーダ装置は、上記の実施の形態６に係るマルチスタティックレーダ装置と比較して、信号処理器７Ｊが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して詳細な説明は省略する。そして、実施の形態７の信号処理器７Ｊは、図２５に示すように、実施の形態６の信号処理器７Ｉの測位手段２０７Ｃに代えて、測位手段２０７Ｄを備えることが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して詳細な説明は省略する。 The multistatic radar device according to the seventh embodiment of the present invention is different from the multistatic radar device according to the sixth embodiment in that the signal processor 7J is different and the others are the same. Are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted. The signal processor 7J according to the seventh embodiment is different from the signal processor 7I according to the sixth embodiment in that a positioning means 207D is provided instead of the positioning means 207C as shown in FIG. Are the same, the same reference numerals are attached to the same parts, and detailed description is omitted.
また、測位手段２０７Ｄと速度算出手段２０８Ｂは、レーダ♯１、♯３、♯４、♯５や、ネットワークを介して処理結果等の情報が共有されている信号処理器に配置することが可能である。
Positioning means 207D and speed calculation means 208B can be arranged in
つぎに、この実施の形態７に係るマルチスタティックレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。 Next, the operation of the multistatic radar device according to the seventh embodiment will be described with reference to the drawings.
測位手段２０７Ｄは、測距手段２０４と測距手段２０４Ｂから入力される目標との相対距離Ｒｐｅａｋ（ｉ）、目標の初期位置Ｐ３，ｔｇｔ＝（ｘｔｇｔ，ｙｔｇｔ，ｚｔｇｔ）と、既知であるレーダの初期位置Ｐ３，ｉ＝（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）を用いて、Ｇ３（ｉ，ｘｔｇｔ，ｙｔｇｔ，ｚｔｇｔ）を次の式（７７）のように定義する。
The positioning unit 207D has a relative distance R peak (i) between the ranging
また、Ｇ３（ｉ，ｘｔｇｔ，ｙｔｇｔ，ｚｔｇｔ）に対して、ｘｔｇｔ，ｙｔｇｔ，ｚｔｇｔについて偏微分して次の式（７８）により近似式が得られる。 Further, with respect to G 3 (i, x tgt , y tgt , z tgt ), x tgt , y tgt , z tgt is partially differentiated to obtain an approximate expression by the following expression (78).
ここで、ハットｘｔｇｔ，ハットｙｔｇｔ，ハットｚｔｇｔはｘｔｇｔ，ｙｔｇｔ，ｚｔｇｔの近似値を表す。 Here, the hat x tgt , the hat y tgt , and the hat z tgt represent approximate values of x tgt , y tgt , and z tgt .
また、式（７８）を行列として、次の式（７９）のように表す。また、式（７９）は、式（８０）により表される。ただし、チルダＡ３，Ｐ，δチルダＰ３，ｔｇｔ，チルダＢ３，Ｐは式（８１）により表される。 Further, expression (78) is represented as a matrix as the following expression (79). Moreover, Formula (79) is represented by Formula (80). However, tilde A 3, P , δ tilde P 3, tgt , and tilde B 3, P are represented by formula (81).
ここで、δチルダＰ３，ｔｇｔは真の目標の初期位置と目標の初期位置の近似値の差であり、逐次近似法による補正量である。式（８０）を次の式（８２）により解くことによって、逐次近似法による補正量δチルダＰ３，ｔｇｔを算出することが可能になる。 Here, δ tilde P 3, tgt is a difference between approximate values of the true target initial position and the target initial position, and is a correction amount by the successive approximation method. By solving the equation (80) by the following equation (82), it becomes possible to calculate the correction amount δ tilde P 3, tgt by the successive approximation method.
測距手段２０４あるいは測距手段２０４Ｂに誤差が含まれている場合、測位手段２０７Ｃが算出する目標の初期位置には誤差が含まれる。測位手段２０７Ｄは、測位精度を向上させるために、式（８２）と次の式（８３）により目標の初期位置の近似値ハットｘｔｇｔ，ハットｙｔｇｔ，ハットｚｔｇｔを繰り返し更新し、逐次近似法による補正量δチルダＰ３，ｔｇｔが十分小さくなるまで行い、目標の初期位置Ｐ’３，ｔｇｔを算出する。また、測位手段２０７Ｄは、目標の初期位置の近似値の初期設定として、式（６８）により算出される目標との初期位置の位置Ｐ’３，ｔｇｔを用いる。ここで、ハットｘ’ｔｇｔ，ハットｙ’ｔｇｔ，ハットｚ’ｔｇｔは更新された目標の初期位置の近似値、チルダＰ’ｔｇｔ＝（ハットｘ’ｔｇｔ，ハットｙ’ｔｇｔ，ハットｚ’ｔｇｔ）は式（８２）と次の式（８３）により最終的に算出した目標の初期位置を表す。また、真値と区別し、チルダＰ’ｔｇｔ＝（ハットｘ’ｔｇｔ，ハットｙ’ｔｇｔ，ハットｚ’ｔｇｔ）は式（８２）と次の式（８３）により最終的に算出した目標の初期位置を表すために’を付している。また、レーダ♯１あるいはレーダ♯２の送信方向等をもとに、ある程度目標の初期位置を推定できる場合は、レーダ♯１あるいはレーダ♯２の送信方向の位置を目標の初期位置の近似値の初期設定にすることにより、レーダ♯５を使用せず、測位手段２０７Ｄによる目標の初期位置を算出することが可能である。
When the
このように、実施の形態７によれば、実施の形態６の信号処理器７Ｉの測位手段２０７Ｃに代えて、測位手段２０７Ｄを備えることにより、精度の良い３次元ジオメトリーにおける目標の位置を算出することが可能になり、測位性能を改善したマルチスタティックレーダ装置を提供することができる。 As described above, according to the seventh embodiment, the positioning means 207D is provided instead of the positioning means 207C of the signal processor 7I according to the sixth embodiment, thereby calculating the target position in the accurate three-dimensional geometry. Therefore, it is possible to provide a multi-static radar apparatus with improved positioning performance.
また、実施の形態４の信号処理器７Ｆの測位手段２０７に代えて、測位手段２０７Ｄを備え、かつ、レーダ♯５を加えることにより、同様な効果を得るマルチスタティックレーダ装置を提供することができる。
Further, it is possible to provide a multistatic radar apparatus that includes the positioning means 207D instead of the positioning means 207 of the
また、第１の反射ＲＦ信号と第２の反射ＲＦ信号を時分割に受信することにより、空中線や送信機、受信機の数を削減することが可能であり、かつ同様な効果を得ることが可能になる。 In addition, by receiving the first reflected RF signal and the second reflected RF signal in a time division manner, the number of antennas, transmitters, and receivers can be reduced, and similar effects can be obtained. It becomes possible.
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ 空中線、２ 送信機、３Ａ、３Ｂ 送受切替器、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ 受信機、５ 送信機、６Ａ、６Ｂ 受信機、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、７Ｆ、７Ｇ、７Ｈ、７Ｉ、７Ｊ 信号処理器、８ 表示器、１０１ ドップラー周波数算出手段、１０２ 相対速度算出手段、１０３ 初期相対速度・相対加速度算出手段、２０１ 速度補償手段、２０２ 相関手段、２０３ 積分手段、２０４ 測距手段、２０４Ｂ 測距手段、２０４ 測距手段、２０５ レンジ補正手段、２０６ 加速度補償手段、２０７ 測位手段、２０７Ｂ、２０７Ｃ、２０７Ｄ 測位手段、２０８ 速度算出手段、２０８Ｂ 速度算出手段。 1A, 1B, 1C, 1D, 1E antenna, 2 transmitter, 3A, 3B transmission / reception switcher, 4A, 4B, 4C receiver, 5 transmitter, 6A, 6B receiver, 7A, 7B, 7C, 7D, 7E, 7F, 7G, 7H, 7I, 7J Signal processor, 8 display, 101 Doppler frequency calculation means, 102 relative speed calculation means, 103 initial relative speed / relative acceleration calculation means, 201 speed compensation means, 202 correlation means, 203 integration Means, 204 distance measuring means, 204B distance measuring means, 204 distance measuring means, 205 range correcting means, 206 acceleration compensating means, 207 positioning means, 207B, 207C, 207D positioning means, 208 speed calculating means, 208B speed calculating means.
Claims (11)
前記第１のレーダは、
目標との相対速度がアンビギュイティなく計測可能な時間間隔で第１のキャリア信号をパルス変調した第１の送信信号を放射する第１の送信手段と、
目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第１の受信手段と、
前記第１の受信手段から得られる第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第１のドップラー周波数算出手段とを備え、
前記第２のレーダは、
目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第２の受信手段と、
前記第２の受信手段から得られる第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第２のドップラー周波数算出手段と、
前記第１及び第２のドップラー周波数算出手段から得られるドップラー周波数を用いて、目標と第１及び第２のレーダとの相対速度を算出する相対速度算出手段と、
目標との相対距離がアンビギュイティなく計測可能な時間間隔で第２のキャリア信号をパルス変調し、パルス内を変調した第２の送信信号を放射する第２の送信手段と、
目標で反射して戻った前記第２の送信信号を第２の受信信号として受信する第３の受信手段と、
前記相対速度算出手段から得られる目標と第１及び第２のレーダとの相対速度を用いて、前記第３の受信手段から得られる各時刻の第２の受信信号がコヒーレントになる速度補償量を算出し、前記速度補償量を用いて前記第２の受信信号に対し速度補償を行う速度補償手段と、
前記速度補償手段から得られる速度補償された第２の受信信号を相関演算する相関手段と、
前記相関手段により相関演算された第２の受信信号を加算する積分手段と、
積分することにより生成された信号の強度に基づいて目標との相対距離を算出する測距手段とを備える
ことを特徴とするマルチスタティックレーダ装置。 A multi-static radar device in which a first radar and a second radar are separately arranged in a two-dimensional geometry,
The first radar is
First transmission means for emitting a first transmission signal obtained by pulse-modulating the first carrier signal at a time interval in which a relative speed with respect to a target can be measured without ambiguity;
First receiving means for receiving the first transmission signal reflected and returned by the target as a first reception signal;
First Doppler frequency calculating means for calculating a Doppler frequency from a first received signal obtained from the first receiving means;
The second radar is
Second receiving means for receiving the first transmission signal reflected back from the target as a first reception signal;
Second Doppler frequency calculating means for calculating a Doppler frequency from a first received signal obtained from the second receiving means;
A relative speed calculation means for calculating a relative speed between the target and the first and second radars using the Doppler frequency obtained from the first and second Doppler frequency calculation means;
Second transmission means for pulse-modulating the second carrier signal at a time interval in which the relative distance to the target can be measured without ambiguity, and radiating the second transmission signal modulated in the pulse;
Third receiving means for receiving the second transmission signal reflected and returned by the target as a second reception signal;
Using the relative speed between the target obtained from the relative speed calculating means and the first and second radars, a speed compensation amount at which the second received signal at each time obtained from the third receiving means becomes coherent. Speed compensation means for calculating and speed compensating the second received signal using the speed compensation amount;
Correlation means for performing a correlation operation on the second compensated signal obtained from the speed compensation means;
Integrating means for adding the second received signal subjected to correlation calculation by the correlation means;
A multi-static radar apparatus comprising: distance measuring means for calculating a relative distance to a target based on the intensity of a signal generated by integration.
前記第１のレーダは、
目標との相対速度がアンビギュイティなく計測可能な時間間隔で第１のキャリア信号をパルス変調した第１の送信信号を放射する第１の送信手段と、
目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第１の受信手段と、
前記第１の受信手段から得られる第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第１のドップラー周波数算出手段とを備え、
前記第２のレーダは、
目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第２の受信手段と、
前記第２の受信手段から得られる第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第２のドップラー周波数算出手段と、
前記第１及び第２のドップラー周波数算出手段から得られるドップラー周波数を用いて、目標と第１及び第２のレーダとの相対速度を算出する相対速度算出手段と、
目標との相対距離がアンビギュイティなく計測可能な時間間隔で第２のキャリア信号をパルス変調し、パルス内を変調した第２の送信信号を放射する第２の送信手段と、
目標で反射して戻った前記第２の送信信号を第２の受信信号として受信する第３の受信手段と、
前記相対速度算出手段から得られる目標と第１及び第２のレーダとの相対速度を用いて、前記第３の受信手段から得られる各時刻の第２の受信信号がコヒーレントになる速度補償量を算出し、前記速度補償量を用いて前記第２の受信信号に対し速度補償を行う速度補償手段と、
前記速度補償手段により速度補償された第２の受信信号を加算する積分手段と、
前記積分手段により生成された信号を相関演算し、相関演算された信号を出力する相関手段と、
前記相間手段により相間演算された信号の強度に基づいて目標との相対距離を算出する測距手段とを備える
ことを特徴とするマルチスタティックレーダ装置。 A multi-static radar device in which a first radar and a second radar are separately arranged in a two-dimensional geometry,
The first radar is
First transmission means for emitting a first transmission signal obtained by pulse-modulating the first carrier signal at a time interval in which a relative speed with respect to a target can be measured without ambiguity;
First receiving means for receiving the first transmission signal reflected and returned by the target as a first reception signal;
First Doppler frequency calculating means for calculating a Doppler frequency from a first received signal obtained from the first receiving means;
The second radar is
Second receiving means for receiving the first transmission signal reflected back from the target as a first reception signal;
Second Doppler frequency calculating means for calculating a Doppler frequency from a first received signal obtained from the second receiving means;
A relative speed calculation means for calculating a relative speed between the target and the first and second radars using the Doppler frequency obtained from the first and second Doppler frequency calculation means;
Second transmission means for pulse-modulating the second carrier signal at a time interval in which the relative distance to the target can be measured without ambiguity, and radiating the second transmission signal modulated in the pulse;
Third receiving means for receiving the second transmission signal reflected and returned by the target as a second reception signal;
Using the relative speed between the target obtained from the relative speed calculating means and the first and second radars, a speed compensation amount at which the second received signal at each time obtained from the third receiving means becomes coherent. Speed compensation means for calculating and speed compensating the second received signal using the speed compensation amount;
Integrating means for adding the second received signal speed-compensated by the speed compensation means;
Wherein the signal generated by the integrating means to correlation calculation, a correlation means for output the signals which are correlation calculation,
Features and to luma Ruchi static radar system to be provided with a distance measuring means for calculating the relative distance between the target based on the intensity of the phases computed signal by the phase between the means.
前記第１のレーダは、
目標との相対速度がアンビギュイティなく計測可能な時間間隔で第１のキャリア信号をパルス変調した第１の送信信号を放射する第１の送信手段と、
目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第１の受信手段と、
前記第１の受信手段から得られる第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第１のドップラー周波数算出手段とを備え、
前記第２のレーダは、
目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第２の受信手段と、
前記第２の受信手段から得られる第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第２のドップラー周波数算出手段と、
前記第１及び第２のドップラー周波数算出手段から得られるドップラー周波数を用いて、目標と第１及び第２のレーダとの相対速度を算出する相対速度算出手段と、
目標との相対距離がアンビギュイティなく計測可能な時間間隔で第２のキャリア信号をパルス変調し、パルス内を変調した第２の送信信号を放射する第２の送信手段と、
目標で反射して戻った前記第２の送信信号を第２の受信信号として受信する第３の受信手段と、
前記第３の受信手段から得られる第２の受信信号を相関演算する相関手段と、
前記相関手段から得られる第２の受信信号のレンジを補正すると同一になるように、前記目標と第１及び第２のレーダとの相対速度を用いてレンジ補正量を算出し、前記レンジ補正量を用いて前記第２の受信信号のレンジを補正するレンジ補正手段と、
レンジ補正された信号に対して加速度補償を行う加速度補償手段と、
加速度補償された第２の受信信号を加算する積分手段と、
積分することにより生成された信号の強度に基づいて目標との相対距離を算出する測距手段とを備える
ことを特徴とするマルチスタティックレーダ装置。 A multi-static radar device in which a first radar and a second radar are separately arranged in a two-dimensional geometry,
The first radar is
First transmission means for emitting a first transmission signal obtained by pulse-modulating the first carrier signal at a time interval in which a relative speed with respect to a target can be measured without ambiguity;
First receiving means for receiving the first transmission signal reflected and returned by the target as a first reception signal;
First Doppler frequency calculating means for calculating a Doppler frequency from a first received signal obtained from the first receiving means;
The second radar is
Second receiving means for receiving the first transmission signal reflected back from the target as a first reception signal;
Second Doppler frequency calculating means for calculating a Doppler frequency from a first received signal obtained from the second receiving means;
A relative speed calculation means for calculating a relative speed between the target and the first and second radars using the Doppler frequency obtained from the first and second Doppler frequency calculation means;
Second transmission means for pulse-modulating the second carrier signal at a time interval in which the relative distance to the target can be measured without ambiguity, and radiating the second transmission signal modulated in the pulse;
Third receiving means for receiving the second transmission signal reflected and returned by the target as a second reception signal;
Correlation means for performing a correlation operation on the second received signal obtained from the third receiving means;
A range correction amount is calculated using a relative speed between the target and the first and second radars so that the range of the second received signal obtained from the correlation means is the same when the range is corrected. Range correcting means for correcting the range of the second received signal using
Acceleration compensation means for performing acceleration compensation on the range-corrected signal;
Integrating means for adding the second received signal compensated for acceleration;
A multi-static radar apparatus comprising: distance measuring means for calculating a relative distance to a target based on the intensity of a signal generated by integration.
前記第１のレーダは、
目標との相対速度がアンビギュイティなく計測可能な時間間隔で第１のキャリア信号をパルス変調した第１の送信信号を放射する第１の送信手段と、
目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第１の受信手段と、
前記第１の受信手段から得られる第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第１のドップラー周波数算出手段とを備え、
前記第２のレーダは、
目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第２の受信手段と、
前記第２の受信手段から得られる第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第２のドップラー周波数算出手段と、
前記第１及び第２のドップラー周波数算出手段から得られるドップラー周波数を用いて、目標と第１及び第２のレーダとの相対速度を算出する相対速度算出手段と、
目標との相対距離がアンビギュイティなく計測可能な時間間隔で第２のキャリア信号をパルス変調し、パルス内を変調した第２の送信信号を放射する第２の送信手段と、
目標で反射して戻った前記第２の送信信号を第２の受信信号として受信する第３の受信手段と、
前記第３の受信手段から得られる第２の受信信号のレンジを補正すると同一になるように、前記目標と第１及び第２のレーダとの相対速度を用いてレンジ補正量を算出し、前記レンジ補正量を用いて前記第２の受信信号のレンジを補正するレンジ補正手段と、
前記レンジ補正手段から得られるレンジ補正された第２の受信信号を相関演算し、相関演算された第２の受信信号を出力する相関手段と、
前記相間手段により相間演算された第２の受信信号に対して加速度補償を行う加速度補償手段と、
加速度補償された第２の受信信号を加算する積分手段と、
積分することにより生成された信号の強度に基づいて目標との相対距離を算出する測距手段とを備える
ことを特徴とするマルチスタティックレーダ装置。 A multi-static radar device in which a first radar and a second radar are separately arranged in a two-dimensional geometry,
The first radar is
First transmission means for emitting a first transmission signal obtained by pulse-modulating the first carrier signal at a time interval in which a relative speed with respect to a target can be measured without ambiguity;
First receiving means for receiving the first transmission signal reflected and returned by the target as a first reception signal;
First Doppler frequency calculating means for calculating a Doppler frequency from a first received signal obtained from the first receiving means;
The second radar is
Second receiving means for receiving the first transmission signal reflected back from the target as a first reception signal;
Second Doppler frequency calculating means for calculating a Doppler frequency from a first received signal obtained from the second receiving means;
A relative speed calculation means for calculating a relative speed between the target and the first and second radars using the Doppler frequency obtained from the first and second Doppler frequency calculation means;
Second transmission means for pulse-modulating the second carrier signal at a time interval in which the relative distance to the target can be measured without ambiguity, and radiating the second transmission signal modulated in the pulse;
Third receiving means for receiving the second transmission signal reflected and returned by the target as a second reception signal;
A range correction amount is calculated using a relative speed between the target and the first and second radars so as to be the same when correcting the range of the second received signal obtained from the third receiving means, Range correction means for correcting the range of the second received signal using a range correction amount;
And correlation means for output the second reception signal in which the range of the second received signal obtained range correction from the correction means to correlation calculation, which is the correlation calculation,
Acceleration compensation means for performing acceleration compensation on the second received signal calculated by the interphase means;
Integrating means for adding the second received signal compensated for acceleration;
Integration features and to luma Ruchi static radar system to be provided with a distance measuring means for calculating the relative distance between the target based on the intensity of the generated signal by.
前記第１のレーダは、
目標との相対速度がアンビギュイティなく計測可能な時間間隔で第１のキャリア信号をパルス変調した第１の送信信号を放射する第１の送信手段と、
目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第１の受信手段と、
前記第１の受信手段から得られる第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第１のドップラー周波数算出手段とを備え、
前記第２のレーダは、
目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第２の受信手段と、
前記第２の受信手段から得られる第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第２のドップラー周波数算出手段と、
前記第１及び第２のドップラー周波数算出手段から得られるドップラー周波数を用いて、目標と第１及び第２のレーダとの相対速度を算出する第１の相対速度算出手段と、
目標との相対距離がアンビギュイティなく計測可能な時間間隔で第２のキャリア信号をパルス変調し、パルス内を変調した第２の送信信号を放射する第２の送信手段と、
目標で反射して戻った前記第２の送信信号を第２の受信信号として受信する第３の受信手段と、
前記第１の相対速度算出手段から得られる目標と第１及び第２のレーダとの相対速度を用いて、前記第３の受信手段から得られる各時刻の第２の受信信号がコヒーレントになる速度補償量を算出し、前記速度補償量を用いて前記第２の受信信号に対し速度補償を行う第１の速度補償手段と、
前記第１の速度補償手段から得られる速度補償された第２の受信信号を相関演算する第１の相関手段と、
前記第１の相関手段により相関演算された第２の受信信号を加算する第１の積分手段と、
積分することにより生成された信号の強度に基づいて目標との相対距離を算出する第１の測距手段とを備え、
前記第３のレーダは、
目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第４の受信手段と、
前記第４の受信手段から得られる第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第３のドップラー周波数算出手段と、
前記第３のドップラー周波数算出手段から得られるドップラー周波数を用いて、目標と第３のレーダとの相対速度を算出する第２の相対速度算出手段と、
目標で反射して戻った前記第２の送信信号を第２の受信信号として受信する第５の受信手段と、
前記第２の相対速度算出手段から得られる目標と第３のレーダとの相対速度を用いて、前記第５の受信手段から得られる各時刻の第２の受信信号がコヒーレントになる速度補償量を算出し、前記速度補償量を用いて前記第２の受信信号に対し速度補償を行う第２の速度補償手段と、
前記第２の速度補償手段から得られる速度補償された第２の受信信号を相関演算する第２の相関手段と、
前記第２の相関手段により相関演算された第２の受信信号を加算する第２の積分手段と、
積分することにより生成された信号の強度に基づいて目標との相対距離を算出する第２の測距手段とを備え、
前記第４のレーダは、
目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第６の受信手段と、
前記第６の受信手段から得られる第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第４のドップラー周波数算出手段と、
前記第４のドップラー周波数算出手段から得られるドップラー周波数を用いて、目標と第４のレーダとの相対速度を算出する第３の相対速度算出手段と、
目標で反射して戻った前記第２の送信信号を第２の受信信号として受信する第７の受信手段と、
前記第３の相対速度算出手段から得られる目標と第４のレーダとの相対速度を用いて、前記第７の受信手段から得られる各時刻の第２の受信信号がコヒーレントになる速度補償量を算出し、前記速度補償量を用いて前記第２の受信信号に対し速度補償を行う第３の速度補償手段と、
前記第３の速度補償手段から得られる速度補償された第２の受信信号を相関演算する第３の相関手段と、
前記第３の相関手段により相関演算された第２の受信信号を加算する第３の積分手段と、
積分することにより生成された信号の強度に基づいて目標との相対距離を算出する第３の測距手段とを備え、
前記第１のレーダ、第２のレーダ、第３のレーダ又は第４のレーダは、
前記第２のレーダの第１の測距手段、前記第３のレーダの第２の測距手段及び前記第４のレーダの第３の測距手段から得られる測距結果から求められる測位方程式に基づいて２次元ジオメトリーにおける目標の位置を算出する測位手段をさらに備える
ことを特徴とするマルチスタティックレーダ装置。 A multistatic radar device in which a first radar, a second radar, a third radar, and a fourth radar are separately arranged in a two-dimensional geometry,
The first radar is
First transmission means for emitting a first transmission signal obtained by pulse-modulating the first carrier signal at a time interval in which a relative speed with respect to a target can be measured without ambiguity;
First receiving means for receiving the first transmission signal reflected and returned by the target as a first reception signal;
First Doppler frequency calculating means for calculating a Doppler frequency from a first received signal obtained from the first receiving means;
The second radar is
Second receiving means for receiving the first transmission signal reflected back from the target as a first reception signal;
Second Doppler frequency calculating means for calculating a Doppler frequency from a first received signal obtained from the second receiving means;
First relative speed calculation means for calculating a relative speed between the target and the first and second radars using Doppler frequencies obtained from the first and second Doppler frequency calculation means;
Second transmission means for pulse-modulating the second carrier signal at a time interval in which the relative distance to the target can be measured without ambiguity, and radiating the second transmission signal modulated in the pulse;
Third receiving means for receiving the second transmission signal reflected and returned by the target as a second reception signal;
The speed at which the second received signal at each time obtained from the third receiving means becomes coherent using the relative speed between the target obtained from the first relative speed calculating means and the first and second radars. First speed compensation means for calculating a compensation amount and performing speed compensation on the second received signal using the speed compensation amount;
A first correlator for correlating the second compensated signal received from the first velocity compensator;
First integrating means for adding the second received signal subjected to correlation calculation by the first correlating means;
First distance measuring means for calculating a relative distance to the target based on the intensity of the signal generated by integrating,
The third radar is
Fourth receiving means for receiving the first transmission signal reflected and returned by the target as a first reception signal;
Third Doppler frequency calculating means for calculating a Doppler frequency from a first received signal obtained from the fourth receiving means;
Second relative speed calculation means for calculating a relative speed between the target and the third radar using the Doppler frequency obtained from the third Doppler frequency calculation means;
Fifth receiving means for receiving the second transmission signal reflected and returned by the target as a second reception signal;
Using the relative speed between the target obtained from the second relative speed calculating means and the third radar, a speed compensation amount at which the second received signal at each time obtained from the fifth receiving means becomes coherent. Second speed compensation means for calculating and performing speed compensation on the second received signal using the speed compensation amount;
A second correlator for correlating the second compensated speed-received signal obtained from the second speed compensator;
Second integrating means for adding the second received signal subjected to correlation calculation by the second correlating means;
Second distance measuring means for calculating a relative distance to the target based on the intensity of the signal generated by integrating,
The fourth radar is
Sixth receiving means for receiving the first transmission signal reflected back from the target as a first reception signal;
Fourth Doppler frequency calculating means for calculating a Doppler frequency from the first received signal obtained from the sixth receiving means;
Third relative speed calculation means for calculating a relative speed between the target and the fourth radar using the Doppler frequency obtained from the fourth Doppler frequency calculation means;
A seventh receiving means for receiving the second transmission signal reflected and returned by the target as a second reception signal;
Using the relative speed between the target obtained from the third relative speed calculating means and the fourth radar, a speed compensation amount at which the second received signal at each time obtained from the seventh receiving means becomes coherent. Third speed compensation means for calculating and speed compensating the second received signal using the speed compensation amount;
Third correlation means for performing a correlation operation on the second compensated speed-received signal obtained from the third speed compensation means;
Third integrating means for adding the second received signal subjected to correlation calculation by the third correlating means;
A third distance measuring means for calculating a relative distance to the target based on the intensity of the signal generated by integrating,
The first radar, second radar, third radar or fourth radar is:
The positioning equation obtained from the ranging results obtained from the first ranging means of the second radar, the second ranging means of the third radar, and the third ranging means of the fourth radar A multistatic radar device, further comprising positioning means for calculating a target position in the two-dimensional geometry based on the positioning means.
前記第１のレーダは、
目標との相対速度がアンビギュイティなく計測可能な時間間隔で第１のキャリア信号をパルス変調した第１の送信信号を放射する第１の送信手段と、
目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第１の受信手段と、
前記第１の受信手段から得られる第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第１のドップラー周波数算出手段とを備え、
前記第２のレーダは、
目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第２の受信手段と、
前記第２の受信手段から得られる第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第２のドップラー周波数算出手段と、
前記第１及び第２のドップラー周波数算出手段から得られるドップラー周波数を用いて、目標と第１及び第２のレーダとの相対速度を算出する第１の相対速度算出手段と、
目標との相対距離がアンビギュイティなく計測可能な時間間隔で第２のキャリア信号をパルス変調し、パルス内を変調した第２の送信信号を放射する第２の送信手段と、
目標で反射して戻った前記第２の送信信号を第２の受信信号として受信する第３の受信手段と、
前記第３の受信手段から得られる第２の受信信号を相関演算する第１の相関手段と、
前記第１の相関手段から得られる第２の受信信号のレンジを補正すると同一になるように、前記目標と第１及び第２のレーダとの相対速度を用いてレンジ補正量を算出し、前記レンジ補正量を用いて前記第２の受信信号のレンジを補正する第１のレンジ補正手段と、
レンジ補正された信号に対して加速度補償を行う第１の加速度補償手段と、
加速度補償された第２の受信信号を加算する第１の積分手段と、
積分することにより生成された信号の強度に基づいて目標との相対距離を算出する第１の測距手段とを備え、
前記第３のレーダは、
目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第４の受信手段と、
前記第４の受信手段から得られる第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第３のドップラー周波数算出手段と、
前記第３のドップラー周波数算出手段から得られるドップラー周波数を用いて、目標と第３のレーダとの相対速度を算出する第２の相対速度算出手段と、
目標で反射して戻った前記第２の送信信号を第２の受信信号として受信する第５の受信手段と、
前記第５の受信手段から得られる第２の受信信号を相関演算する第２の相関手段と、
前記第２の相関手段から得られる第２の受信信号のレンジを補正すると同一になるように、前記目標と第３のレーダとの相対速度を用いてレンジ補正量を算出し、前記レンジ補正量を用いて前記第２の受信信号のレンジを補正する第２のレンジ補正手段と、
レンジ補正された信号に対して加速度補償を行う第２の加速度補償手段と、
加速度補償された第２の受信信号を加算する第２の積分手段と、
積分することにより生成された信号の強度に基づいて目標との相対距離を算出する第２の測距手段とを備え、
前記第４のレーダは、
目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第６の受信手段と、
前記第６の受信手段から得られる第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第４のドップラー周波数算出手段と、
前記第４のドップラー周波数算出手段から得られるドップラー周波数を用いて、目標と第４のレーダとの相対速度を算出する第３の相対速度算出手段と、
目標で反射して戻った前記第２の送信信号を第２の受信信号として受信する第７の受信手段と、
前記第７の受信手段から得られる第２の受信信号を相関演算する第３の相関手段と、
前記第３の相関手段から得られる第２の受信信号のレンジを補正すると同一になるように、前記目標と第４のレーダとの相対速度を用いてレンジ補正量を算出し、前記レンジ補正量を用いて前記第２の受信信号のレンジを補正する第３のレンジ補正手段と、
レンジ補正された信号に対して加速度補償を行う第３の加速度補償手段と、
加速度補償された第２の受信信号を加算する第３の積分手段と、
積分することにより生成された信号の強度に基づいて目標との相対距離を算出する第３の測距手段とを備え、
前記第１のレーダ、第２のレーダ、第３のレーダ又は第４のレーダは、
前記第２のレーダの第１の測距手段、前記第３のレーダの第２の測距手段及び前記第４のレーダの第３の測距手段から得られる測距結果から求められる測位方程式に基づいて２次元ジオメトリーにおける目標の位置を算出する測位手段をさらに備える
ことを特徴とするマルチスタティックレーダ装置。 A multistatic radar device in which a first radar, a second radar, a third radar, and a fourth radar are separately arranged in a two-dimensional geometry,
The first radar is
First transmission means for emitting a first transmission signal obtained by pulse-modulating the first carrier signal at a time interval in which a relative speed with respect to a target can be measured without ambiguity;
First receiving means for receiving the first transmission signal reflected and returned by the target as a first reception signal;
First Doppler frequency calculating means for calculating a Doppler frequency from a first received signal obtained from the first receiving means;
The second radar is
Second receiving means for receiving the first transmission signal reflected back from the target as a first reception signal;
Second Doppler frequency calculating means for calculating a Doppler frequency from a first received signal obtained from the second receiving means;
First relative speed calculation means for calculating a relative speed between the target and the first and second radars using Doppler frequencies obtained from the first and second Doppler frequency calculation means;
Second transmission means for pulse-modulating the second carrier signal at a time interval in which the relative distance to the target can be measured without ambiguity, and radiating the second transmission signal modulated in the pulse;
Third receiving means for receiving the second transmission signal reflected and returned by the target as a second reception signal;
First correlation means for performing a correlation operation on a second received signal obtained from the third receiving means;
The range correction amount is calculated using the relative speed between the target and the first and second radars so that the second reception signal range obtained from the first correlation unit is the same when the range is corrected. First range correction means for correcting the range of the second received signal using a range correction amount;
First acceleration compensation means for performing acceleration compensation on the range-corrected signal;
First integrating means for adding the second received signal that has been compensated for acceleration;
First distance measuring means for calculating a relative distance to the target based on the intensity of the signal generated by integrating,
The third radar is
Fourth receiving means for receiving the first transmission signal reflected and returned by the target as a first reception signal;
Third Doppler frequency calculating means for calculating a Doppler frequency from a first received signal obtained from the fourth receiving means;
Second relative speed calculation means for calculating a relative speed between the target and the third radar using the Doppler frequency obtained from the third Doppler frequency calculation means;
Fifth receiving means for receiving the second transmission signal reflected and returned by the target as a second reception signal;
Second correlation means for performing a correlation operation on the second reception signal obtained from the fifth reception means;
A range correction amount is calculated using a relative speed between the target and the third radar so that the second received signal range obtained from the second correlating means is the same when the range is corrected. Second range correction means for correcting the range of the second received signal using
Second acceleration compensation means for performing acceleration compensation on the range-corrected signal;
A second integrating means for adding the second received signal compensated for acceleration;
Second distance measuring means for calculating a relative distance to the target based on the intensity of the signal generated by integrating,
The fourth radar is
Sixth receiving means for receiving the first transmission signal reflected back from the target as a first reception signal;
Fourth Doppler frequency calculating means for calculating a Doppler frequency from the first received signal obtained from the sixth receiving means;
Third relative speed calculation means for calculating a relative speed between the target and the fourth radar using the Doppler frequency obtained from the fourth Doppler frequency calculation means;
A seventh receiving means for receiving the second transmission signal reflected and returned by the target as a second reception signal;
Third correlation means for performing a correlation operation on the second reception signal obtained from the seventh reception means;
A range correction amount is calculated using a relative speed between the target and the fourth radar so that the second received signal range obtained from the third correlating means is the same when the range is corrected, and the range correction amount is calculated. Third range correction means for correcting the range of the second received signal using
Third acceleration compensation means for performing acceleration compensation on the range-corrected signal;
Third integrating means for adding the second received signal compensated for acceleration;
A third distance measuring means for calculating a relative distance to the target based on the intensity of the signal generated by integrating,
The first radar, second radar, third radar or fourth radar is:
The positioning equation obtained from the ranging results obtained from the first ranging means of the second radar, the second ranging means of the third radar, and the third ranging means of the fourth radar A multistatic radar device, further comprising positioning means for calculating a target position in the two-dimensional geometry based on the positioning means.
前記第２のレーダの第１の測距手段、前記第３のレーダの第２の測距手段及び前記第４のレーダの第３の測距手段から得られる測距結果から求められる測位方程式に基づいて２次元ジオメトリーにおける目標の位置を算出する測位手段の代わりに、
前記第２のレーダの第１の測距手段、前記第３のレーダの第２の測距手段及び前記第４のレーダの第３の測距手段から得られる測距結果から求められる測位方程式に基づいて逐次近似法によって２次元ジオメトリーにおける目標の位置を算出する測位手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項５記載のマルチスタティックレーダ装置。 The first radar, second radar, third radar or fourth radar is:
The positioning equation obtained from the ranging results obtained from the first ranging means of the second radar, the second ranging means of the third radar, and the third ranging means of the fourth radar Instead of a positioning means that calculates the target position in a two-dimensional geometry based on it,
The positioning equation obtained from the ranging results obtained from the first ranging means of the second radar, the second ranging means of the third radar, and the third ranging means of the fourth radar 6. The multistatic radar device according to claim 5, further comprising positioning means for calculating a target position in the two-dimensional geometry based on a successive approximation method.
前記測位手段から得られる測位結果から２次元ジオメトリーにおける目標の速度を算出する速度算出手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項５、６又は７記載のマルチスタティックレーダ装置。 The first radar, second radar, third radar or fourth radar is:
The multistatic radar apparatus according to claim 5, further comprising a speed calculation unit that calculates a target speed in a two-dimensional geometry from a positioning result obtained from the positioning unit.
前記第１のレーダは、
目標との相対速度がアンビギュイティなく計測可能な時間間隔で第１のキャリア信号をパルス変調した第１の送信信号を放射する第１の送信手段と、
目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第１の受信手段と、
前記第１の受信手段から得られる第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第１のドップラー周波数算出手段とを備え、
前記第２のレーダは、
目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第２の受信手段と、
前記第２の受信手段から得られる第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第２のドップラー周波数算出手段と、
前記第１及び第２のドップラー周波数算出手段から得られるドップラー周波数を用いて、目標と第１及び第２のレーダとの相対速度を算出する第１の相対速度算出手段と、
目標との相対距離がアンビギュイティなく計測可能な時間間隔で第２のキャリア信号をパルス変調し、パルス内を変調した第２の送信信号を放射する第２の送信手段と、
目標で反射して戻った前記第２の送信信号を第２の受信信号として受信する第３の受信手段と、
前記第１の相対速度算出手段から得られる目標と第１及び第２のレーダとの相対速度を用いて、前記第３の受信手段から得られる各時刻の第２の受信信号がコヒーレントになる速度補償量を算出し、前記速度補償量を用いて前記第２の受信信号に対し速度補償を行う第１の速度補償手段と、
前記第１の速度補償手段から得られる速度補償された第２の受信信号を相関演算する第１の相関手段と、
前記第１の相関手段により相関演算された第２の受信信号を加算する第１の積分手段と、
積分することにより生成された信号の強度に基づいて目標との相対距離を算出する第１の測距手段とを備え、
前記第３のレーダは、
目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第４の受信手段と、
前記第４の受信手段から得られる第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第３のドップラー周波数算出手段と、
前記第３のドップラー周波数算出手段から得られるドップラー周波数を用いて、目標と第３のレーダとの相対速度を算出する第２の相対速度算出手段と、
目標で反射して戻った前記第２の送信信号を第２の受信信号として受信する第５の受信手段と、
前記第２の相対速度算出手段から得られる目標と第３のレーダとの相対速度を用いて、前記第５の受信手段から得られる各時刻の第２の受信信号がコヒーレントになる速度補償量を算出し、前記速度補償量を用いて前記第２の受信信号に対し速度補償を行う第２の速度補償手段と、
前記第２の速度補償手段から得られる速度補償された第２の受信信号を相関演算する第２の相関手段と、
前記第２の相関手段により相関演算された第２の受信信号を加算する第２の積分手段と、
積分することにより生成された信号の強度に基づいて目標との相対距離を算出する第２の測距手段とを備え、
前記第４のレーダは、
目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第６の受信手段と、
前記第６の受信手段から得られる第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第４のドップラー周波数算出手段と、
前記第４のドップラー周波数算出手段から得られるドップラー周波数を用いて、目標と第４のレーダとの相対速度を算出する第３の相対速度算出手段と、
目標で反射して戻った前記第２の送信信号を第２の受信信号として受信する第７の受信手段と、
前記第３の相対速度算出手段から得られる目標と第４のレーダとの相対速度を用いて、前記第７の受信手段から得られる各時刻の第２の受信信号がコヒーレントになる速度補償量を算出し、前記速度補償量を用いて前記第２の受信信号に対し速度補償を行う第３の速度補償手段と、
前記第３の速度補償手段から得られる速度補償された第２の受信信号を相関演算する第３の相関手段と、
前記第３の相関手段により相関演算された第２の受信信号を加算する第３の積分手段と、
積分することにより生成された信号の強度に基づいて目標との相対距離を算出する第３の測距手段とを備え、
前記第５のレーダは、
目標で反射して戻った前記第１の送信信号を第１の受信信号として受信する第８の受信手段と、
前記第８の受信手段から得られる第１の受信信号からドップラー周波数を算出する第５のドップラー周波数算出手段と、
前記第５のドップラー周波数算出手段から得られるドップラー周波数を用いて、目標と第５のレーダとの相対速度を算出する第４の相対速度算出手段と、
目標で反射して戻った前記第２の送信信号を第２の受信信号として受信する第９の受信手段と、
前記第４の相対速度算出手段から得られる目標と第５のレーダとの相対速度を用いて、前記第９の受信手段から得られる各時刻の第２の受信信号がコヒーレントになる速度補償量を算出し、前記速度補償量を用いて前記第２の受信信号に対し速度補償を行う第４の速度補償手段と、
前記第４の速度補償手段から得られる速度補償された第２の受信信号を相関演算する第４の相関手段と、
前記第４の相関手段により相関演算された第２の受信信号を加算する第４の積分手段と、
積分することにより生成された信号の強度に基づいて目標との相対距離を算出する第４の測距手段とを備え、
前記第１のレーダ、第２のレーダ、第３のレーダ、第４のレーダ又は第５のレーダは、
前記第２のレーダの第１の測距手段、前記第３のレーダの第２の測距手段、前記第４のレーダの第３の測距手段及び前記第５のレーダの第４の測距手段から得られる測距結果から求められる測位方程式に基づいて３次元ジオメトリーにおける目標の位置を算出する測位手段をさらに備える
ことを特徴とするマルチスタティックレーダ装置。 A multistatic radar device in which a first radar, a second radar, a third radar, a fourth radar, and a fifth radar are separately arranged in a three-dimensional geometry,
The first radar is
First transmission means for emitting a first transmission signal obtained by pulse-modulating the first carrier signal at a time interval in which a relative speed with respect to a target can be measured without ambiguity;
First receiving means for receiving the first transmission signal reflected and returned by the target as a first reception signal;
First Doppler frequency calculating means for calculating a Doppler frequency from a first received signal obtained from the first receiving means;
The second radar is
Second receiving means for receiving the first transmission signal reflected back from the target as a first reception signal;
Second Doppler frequency calculating means for calculating a Doppler frequency from a first received signal obtained from the second receiving means;
First relative speed calculation means for calculating a relative speed between the target and the first and second radars using Doppler frequencies obtained from the first and second Doppler frequency calculation means;
Second transmission means for pulse-modulating the second carrier signal at a time interval in which the relative distance to the target can be measured without ambiguity, and radiating the second transmission signal modulated in the pulse;
Third receiving means for receiving the second transmission signal reflected and returned by the target as a second reception signal;
The speed at which the second received signal at each time obtained from the third receiving means becomes coherent using the relative speed between the target obtained from the first relative speed calculating means and the first and second radars. First speed compensation means for calculating a compensation amount and performing speed compensation on the second received signal using the speed compensation amount;
A first correlator for correlating the second compensated signal received from the first velocity compensator;
First integrating means for adding the second received signal subjected to correlation calculation by the first correlating means;
First distance measuring means for calculating a relative distance to the target based on the intensity of the signal generated by integrating,
The third radar is
Fourth receiving means for receiving the first transmission signal reflected and returned by the target as a first reception signal;
Third Doppler frequency calculating means for calculating a Doppler frequency from a first received signal obtained from the fourth receiving means;
Second relative speed calculation means for calculating a relative speed between the target and the third radar using the Doppler frequency obtained from the third Doppler frequency calculation means;
Fifth receiving means for receiving the second transmission signal reflected and returned by the target as a second reception signal;
Using the relative speed between the target obtained from the second relative speed calculating means and the third radar, a speed compensation amount at which the second received signal at each time obtained from the fifth receiving means becomes coherent. Second speed compensation means for calculating and performing speed compensation on the second received signal using the speed compensation amount;
A second correlator for correlating the second compensated speed-received signal obtained from the second speed compensator;
Second integrating means for adding the second received signal subjected to correlation calculation by the second correlating means;
Second distance measuring means for calculating a relative distance to the target based on the intensity of the signal generated by integrating,
The fourth radar is
Sixth receiving means for receiving the first transmission signal reflected back from the target as a first reception signal;
Fourth Doppler frequency calculating means for calculating a Doppler frequency from the first received signal obtained from the sixth receiving means;
Third relative speed calculation means for calculating a relative speed between the target and the fourth radar using the Doppler frequency obtained from the fourth Doppler frequency calculation means;
A seventh receiving means for receiving the second transmission signal reflected and returned by the target as a second reception signal;
Using the relative speed between the target obtained from the third relative speed calculating means and the fourth radar, a speed compensation amount at which the second received signal at each time obtained from the seventh receiving means becomes coherent. Third speed compensation means for calculating and speed compensating the second received signal using the speed compensation amount;
Third correlation means for performing a correlation operation on the second compensated speed-received signal obtained from the third speed compensation means;
Third integrating means for adding the second received signal subjected to correlation calculation by the third correlating means;
A third distance measuring means for calculating a relative distance to the target based on the intensity of the signal generated by integrating,
The fifth radar is
An eighth receiving means for receiving the first transmission signal reflected back from the target as a first reception signal;
Fifth Doppler frequency calculating means for calculating a Doppler frequency from the first received signal obtained from the eighth receiving means;
Fourth relative speed calculation means for calculating a relative speed between the target and the fifth radar using the Doppler frequency obtained from the fifth Doppler frequency calculation means;
Ninth receiving means for receiving the second transmission signal reflected back from the target as a second reception signal;
Using the relative speed between the target obtained from the fourth relative speed calculating means and the fifth radar, a speed compensation amount at which the second received signal at each time obtained from the ninth receiving means becomes coherent. Fourth speed compensation means for calculating and speed compensating the second received signal using the speed compensation amount;
Fourth correlation means for performing a correlation operation on the second compensated speed-received signal obtained from the fourth speed compensation means;
Fourth integrating means for adding the second received signal that has been subjected to correlation calculation by the fourth correlating means;
A fourth distance measuring means for calculating a relative distance from the target based on the intensity of the signal generated by the integration,
The first radar, second radar, third radar, fourth radar or fifth radar is:
First ranging means of the second radar, second ranging means of the third radar, third ranging means of the fourth radar, and fourth ranging of the fifth radar A multi-static radar apparatus, further comprising positioning means for calculating a target position in a three-dimensional geometry based on a positioning equation obtained from a distance measurement result obtained from the means.
前記第２のレーダの第１の測距手段、前記第３のレーダの第２の測距手段、前記第４のレーダの第３の測距手段及び前記第５のレーダの第４の測距手段から得られる測距結果から求められる測位方程式に基づいて３次元ジオメトリーにおける目標の位置を算出する測位手段の代わりに、
前記第２のレーダの第１の測距手段、前記第３のレーダの第２の測距手段、前記第４のレーダの第３の測距手段及び前記第５のレーダの第４の測距手段から得られる測距結果から求められる測位方程式に基づいて逐次近似法によって３次元ジオメトリーにおける目標の位置を算出する測位手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項９記載のマルチスタティックレーダ装置。 The first radar, second radar, third radar, fourth radar or fifth radar is:
First ranging means of the second radar, second ranging means of the third radar, third ranging means of the fourth radar, and fourth ranging of the fifth radar Instead of the positioning means for calculating the target position in the three-dimensional geometry based on the positioning equation obtained from the distance measurement result obtained from the means,
First ranging means of the second radar, second ranging means of the third radar, third ranging means of the fourth radar, and fourth ranging of the fifth radar The multistatic radar device according to claim 9, further comprising positioning means for calculating a target position in the three-dimensional geometry by a successive approximation method based on a positioning equation obtained from a distance measurement result obtained from the means.
前記測位手段から得られる測位結果から３次元ジオメトリーにおける目標の速度を算出する速度算出手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項９又は１０記載のマルチスタティックレーダ装置。 The first radar, second radar, third radar, fourth radar or fifth radar is:
The multistatic radar apparatus according to claim 9, further comprising a speed calculation unit that calculates a target speed in a three-dimensional geometry from a positioning result obtained from the positioning unit.
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