CN101248367A - 雷达装置和雷达站间调整方法 - Google Patents

雷达装置和雷达站间调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种即使在干扰站的重复频率(PRF)相近时、干扰站的数多时及使用多种发送脉冲信号时的任一种情况下，也能够降低由干扰波引起的对雷达信号处理数据的影响，而且能够提高真实回波信号的检测精度的雷达装置和雷达站间调整方法。对于在分配频带内选择性地生成中心频率互不相同的多个发送信号的发送信号产生部(12)、(15～17)，每次发射发送信号时通过频率控制部(13)切换控制发送信号的中心频率。也就是说，在被分配到雷达装置的频带内，通过每发送一次时切换控制发射的发送信号的中心频率，从而降低干扰波、二次回波的影响。

Description

雷达装置和雷达站间调整方法
技术领域
本发明涉及雷达装置和用于消除在雷达站(radar site)间产生的电波干扰的调整方法。
背景技术
雷达装置(以下，被干扰站)有时接收从接近的其它雷达装置(以下，干扰站)发射的电波(以下，发送信号)、和从干扰站发射并经目标物被反射的电波(以下，回波信号)。当该接收的信号的中心频率相近于发送信号的中心频率时产生干扰。为此，现有的雷达装置中具有干扰波去除功能(《修订雷达技术》吉田孝监修，社团法人电子信息通信学会发行217页)。作为干扰波去除功能的例，有如下方法：对连续的脉冲重复周期(PRI：Pulse Repetiton Interval)中的规定距离的回波信号间的振幅进行比较，将振幅差大的回波信号看作干扰波，并将该回波信号替换为在其之前的PRI接收的回波信号的振幅值。
但是，实际上，当干扰站的脉冲重复频率(PRF：Pulse RepetitonFrequency)相近时、或干扰站的数量多时，会连续接收多个干扰波，而且这些干扰波给雷达信号处理数据的精度带来影响。
另外，作为同样的问题，在发射具有多种脉冲宽度和调制方式的发送信号的雷达装置中，若在微弱的真实回波信号上重叠有二次回波，则真实回波信号的检测是困难的。
再者，在使用多种发送脉冲信号的雷达装置中，脉冲信号间的干扰对回波信号的检测精度有大的影响。例如，在PRF内使用短脉冲和长脉冲的脉冲压缩雷达装置中，近距离用的短脉冲漏泄到远距离用的长脉冲区域，而导致长脉冲的回波检测精度下降。
如上所述，在现有的雷达装置中，当干扰站的重复频率(PRF)相近或干扰站的数量多时，因干扰波而给雷达信号处理数据的精度带来不良影响。而且，存在因二次回波的影响增大而真实回波信号的检测精度劣化的问题。另外，当使用多种发送脉冲信号时，脉冲信号间的干扰给回波信号的检测精度带来大的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种即使在干扰站的重复频率(PRF)相近时、干扰站的数多时及使用多种发送脉冲信号时的任一种情况下，也能够降低由干扰波引起的对雷达信号处理数据的影响，而且能够提高真实回波信号的检测精度的雷达装置和雷达站间调整方法。
有关本发明的雷达装置，具备：生成单元，在分配频带内选择性地生成中心频率互不相同的多个发送信号；控制单元，每次发射上述发送信号，使上述发送信号的中心频率变化。
另外，有关本发明的雷达装置，具备：生成单元，选择性地生成基于多种脉冲宽度和调制方式的发送信号；控制单元，每次发射上述发送信号，使上述发送信号的种类变化。
再者，有关本发明的雷达站间调整方法，其特征为，各个雷达站具备：生成单元，在分配频带内选择性地生成中心频率互不相同的多个发送信号；控制单元，每次发射上述发送信号，切换控制上述发送信号的中心频率，而且执行上述控制单元的控制以使各个雷达站相互协同而不重叠。
附图说明
图1是表示有关本发明的一实施方式的雷达装置的构成例的模块图。
图2是表示现有方式的雷达装置中干扰波混入并重叠时的例子的时序图。
图3是表示将本发明应用于被干扰站而每次发送时使中心频率变化，并且假设干扰站的PRF及信号波形与被干扰站相同、且每次发送的中心频率固定时的例子的时序图。
图4是表示将本发明应用于被干扰站、干扰站双方而每次发送时使中心频率变化时的例子的时序图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
图1是表示有关本发明的一实施方式的雷达装置的构成例的模块图。在图1中，定时控制部11是控制装置整体的处理的，主要控制发送类信号产生部12、频率控制部13以及接收信号处理部14各自的处理定时。
上述发送类信号产生部12，按照来自定时控制部11的指示产生预先确定的PRF、脉冲宽度、调制方式的发送类信号。而且，上述频率控制部13进行本机振荡器15的振荡频率、第一带通滤波器17的通过频带的控制，接收信号处理部14进行从接收回波信号中检测目标的处理。
通过上述定时控制部11的驱动控制，由发送类信号产生部12产生的发送类信号，与从本机振荡器15输出的本机信号在第一混频器16中被混合而变换为RF(Radio Frequency)带的信号。该RF带的发送类信号通过第一带通滤波器17去除映像频率成分，由此仅提取所希望的频率成分的信号。在此提取的信号，由第一放大器1 8放大而成为发送信号，通过循环器(circulator)19被供给天线部20，并由该天线部20发射到空间。
上述发送信号被发射到空间并经目标物反射的回波信号被天线部20捕捉，并通过循环器19被供给第二放大器21。该被供给第二放大器21的回波信号，通过第二放大器21被放大，并与从本机振荡器15传送的信号在第二混频器22中被频率变换为IF(intermediatefrequency)带的信号。而且，通过第二带通滤波器23，去除映像频率成分的信号、及中心频率不同的干扰波或二次回波等无用信号，从而仅提取所希望的频率成分的信号。在此提取的信号被供给接收信号处理部14，实施干扰波去除等处理。
本实施方式的特征为，具备如下功能：每次发射发送信号时，由频率控制部13切换本机振荡器15的振荡频率、第一带通滤波器17的频率特性，由此使被发射到空间的发送信号的发送频率可变。
在上述构成中，以下，参照图2、图3以及图4说明本发明的作用。
图2是现有方式的雷达装置中干扰波混入并重叠时的例子，假设该干扰波的PRF、信号波形以及中心频率与来自被干扰站的发送信号的相同。此时，由于通过干扰波去除功能检测到的回波信号的强度(电平)变得比真实回波信号大，因此用现有的雷达装置则存在误检测的可能性。
图3是将本发明应用于被干扰站而每次发送时使发送信号的中心频率变化为f1、f2、f3、f4，假设来自干扰站的干扰波的PRF及信号波形与来自被干扰站的发送信号的相同，并且每次发送时的中心频率f3为一定的情况的例子。此时，除了被干扰站的中心频率为f3的情况，当通过第二带通滤波器23时干扰波从回波信号中被去除。
另外，中心频率为f3时，由于信号强度变得比其它频率的信号大，因此用现有的干扰波去除功能可以去除，由此可以检测真实回波信号。
图4是将本发明应用于被干扰站而在每次发送时使中心频率变化为f1、f2、f3、f4，而且将本发明也应用于干扰站而在与被干扰站不同的时间使相互不重叠，并且每次发送时使中心频率变化为f4、f3、f2、f1时的例子。这样，将本发明应用于被干扰站、干扰站两方，由此当通过第二带通滤波器23时干扰波全部被去除。
而且可知，若将图2、图3以及图4的干扰波替换为二次回波，则本发明对于二次回波去除也有效。
因此，根据上述构成的雷达装置，通过将使用并发射分配频带内的多个频率的发送信号的中心频率每次发送时使其变化，以使降低干扰波、及二次回波的影响。因此，即使在干扰站的重复频率(PRF)相近时或干扰站的数量多时，也能够降低由干扰波引起的对雷达装置接收、处理的数据的影响，并能够相应地降低二次回波的影响，提高真实回波信号的检测精度。
另外，在上述实施方式中，每次发送时通过频率控制部13使本机振荡器15的振荡频率、第一带通滤波器17的频率特性变化，使发射到空间的发送信号的发送频率可变，但本发明并不局限于此，在使由发送类信号产生部12传送的发送类信号的频率、接收信号处理部14的处理信号的频率、第一及第二带通滤波器17、23的频率特性变化时、及仅使本机振荡器15的振荡频率变化时、或使由发送类信号产生部12传送的发送类信号的频率、接收信号处理部14的处理信号的频率变化时也可以实现。而且，发送类信号的种类使用无调制脉冲信号、振幅以及频率调制脉冲信号也可以实现，并且也可以适用于双超外差方式的发送接受系统。另外，第二带通滤波器23的、去除中心频率不同的干扰波或二次回波等无用信号而仅提取所希望的频率成分的信号的功能，也可以通过傅立叶变换处理等数字处理来实现。
而且，将本发明应用于同一分配频带的雷达站的雷达装置整体时，通过如上述实施方式那样切换控制发送信号的频率以使各个雷达站相互协同而不重叠，从而回避相互的干扰。由此，可以谋求分配频带的窄带化，对于频带的有效利用这一观点也是非常有效的发明。
除此之外，本发明不局限于上述实施方式其原样，在实施阶段中不超过其宗旨的范围下使构成要素变形而可以具体化。而且，根据上述实施方式中公开的多个构成要素的适当的组合，可以形成各种发明。例如，从实施方式示出的整体构成要素中可以删除几个构成要素。另外，可以适当组合不同实施方式中的构成要素。
产业上的可利用性
本发明可以在例如ASR(Airport Surveillance Radar：机场监控雷达)、PAR(Precision Approach Radar：精密着陆雷达)、W/R(WeatherRadar：气象雷达)等一次雷达装置整体上利用。

Claims (7)

1、一种雷达装置，其特征在于，具备：
生成单元，在分配频带内选择性地生成中心频率互不相同的多个发送信号；
控制单元，每次发射上述发送信号，使上述发送信号的中心频率变化。
2、一种雷达装置，其特征在于，具备：
生成单元，选择性地生成基于多种脉冲宽度和调制方式的发送信号；
控制单元，每次发射上述发送信号，使上述发送信号的种类变化。
3、如权利要求1或2所述的雷达装置，其特征在于，还具备无用波去除单元，启动上述控制单元而从接收信号中去除由上述中心频率接近的干扰站发射的发送信号、和由干扰站发射并经目标物被反射的回波信号。
4、如权利要求1或2所述的雷达装置，其特征在于，还具备二次回波去除单元，启动上述控制单元而去除上述发送信号的种类及其定时以外的二次回波信号。
5、一种雷达站间调整方法，其特征在于，各个雷达站具备：生成单元，在分配频率频带内选择性地生成中心频率互不相同的多个发送信号；控制单元，每次发射上述发送信号，切换控制上述发送信号的中心频率，而且执行上述控制单元的控制以使各个雷达站相互协同而不重叠。
6、如权利要求5所述的雷达站间调整方法，其特征在于，各上述雷达站还分别具有无用波去除装置，该无用波去除装置启动上述控制单元而从接收信号中去除由上述中心频率接近的干扰站的雷达站发射的发送信号、和由干扰站的雷达站发射并经目标物被反射的回波信号。
7、如权利要求5所述的雷达站间调整方法，其特征在于，上述雷达站还具有二次回波去除装置，该二次回波去除装置启动上述控制单元而去除上述发送信号的种类及其定时以外的二次回波信号。
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