JP2000065916A - レーダ信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汎用計算機を用いたレーダ受信信号の処理装
置において、リアルタイム表示を可能とする。 【解決手段】 計算機本体６０内蔵のグラフィック発生
部７４が生成するＨＶ同期信号に基づいて同期検出回路
８８とラスタアドレス発生回路９０とがラスタアドレス
を生成し、これがシステムバス６２を介さずに画像フレ
ームメモリ５８へ供給される。ラスタアドレスに従って
読み出されたレーダビデオ信号はＤ／Ａ変換器８２でア
ナログ信号に変換される。このレーダビデオ信号は、Ｈ
Ｖ同期信号に同期してグラフィック発生部７４で生成さ
れるグラフィックビデオ信号と合成器８４にて重畳さ
れ、モニタ８０に入力され、この場合もシステムバス６
２は介されない。これによりシステムバス６２の転送速
度の制限やＣＰＵ７０での処理負荷の影響を受けること
がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーダ装置により
得られるレーダ受信信号の表示及び記録を行うレーダ信
号処理装置に関し、特にリアルタイム表示に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーダ装置は、例えば航空管制用レー
ダ、気象用レーダ、雨量レーダ、港湾管制用レーダ、漁
場監視レーダなど各種用途に用いられている。それに応
じて、レーダ信号処理装置にも各用途に応じた機能が要
求され得るが、基本的機能としては、レーダ受信信号に
基づいた画像を表示したり、オフラインでの信号解析の
ためにレーダ受信信号を記録するといった機能が要求さ
れる。そのレーダ信号処理装置は、レーダ装置が上述の
ように多様な場面で用いられることにも関係して、パー
ソナルコンピュータやワークステーションといった汎用
の計算機を用いることによって安価に構成することが望
まれている。

【０００３】図２は、パーソナルコンピュータやワーク
ステーションといった汎用計算機を用いた従来のレーダ
信号処理装置を含んだレーダシステムの概略のブロック
構成図である。レーダ装置２は、例えばアンテナを回転
させるといった方法により、方位方向の回転走査を行
う。この回転走査に対応したＰＰＩ（plane position i
ndicator）方式による表示装置もある。しかし、回転走
査の周期は比較的長いため、表示装置の残光性を利用す
るＰＰＩ方式では画像が暗くなり不便である。これを解
決するために、ＰＰＩ走査をラスタ走査に変換し、画像
の高速リフレッシュを行って高輝度の表示を実現する技
術がある。この走査変換による方式は汎用計算機の表示
装置に適しており、汎用計算機を用いた従来のレーダ信
号処理装置において一般に用いられている。このＰＰＩ
走査からＸＹ座標系への変換は、走査変換回路４によっ
て達成される。画像フレームメモリ６は、走査変換回路
４から出力されるＸ座標、Ｙ座標に応じたアドレスに、
デジタル変換されたレーダ受信信号を格納され記憶す
る。なお、走査変換においては、表示レンジ／オフセン
タ制御部８の制御に応じた変換がなされる。

【０００４】この画像フレームメモリ６は、バスインタ
フェース１０を介して汎用計算機１２のシステムバス１
４、例えばＰＣＩやＩＳＡといった標準バスに接続され
る。

【０００５】バスインタフェース１０、システムバス１
４を介して画像フレームメモリ６から読み出されたレー
ダ受信信号は、汎用計算機１２のＣＰＵ（Central Proc
essing Unit）を介して、例えば、グラフィックメモリ
やハードディスクや光磁気ディスク１６に転送される。
グラフィックメモリに格納されたデータはグラフィック
発生部によってビデオ信号に変換され、モニタ１８に画
像表示される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の汎用計算機を用
いた従来のレーダ信号処理装置におけるモニタ表示や記
録装置へのデータ記録は、システムバスの転送速度によ
る律速や、ＣＰＵの処理速度による制限を受け、必ずし
もリアルタイムに行われないという問題があった。デー
タ記録においてはリアルタイム性はそれほど問題となら
ないが、表示においてはリアルタイム性が重要視される
場合がある。例えば、アンテナの回転と表示とが同期し
ないことにより、移動物体の画面上での位置変化速度が
実際の速度に対応せず、それが観察者に違和感を与え、
また正確な判断の妨げとなるおそれがあった。そのリア
ルタイム性への要求は、監視対象となる移動物体の速度
が遅い場合には比較的緩やかであるが、監視対象の速度
が大きい、すなわちアンテナ１回転の間の移動量が大き
い場合、例えば航空機の管制システムや自船の移動によ
り相対速度が大きくなる船舶搭載レーダにおいてはリア
ルタイム表示が不可欠である。

【０００７】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、汎用計算機を用いつつもレーダ受信信号の
リアルタイム表示を可能とし、また、レーダ受信信号を
連続的に記録しながら表示のリアルタイム性を確保する
ことができるレーダ信号処理装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るレーダ信号
処理装置は、汎用計算機により生成される表示装置に対
する同期信号に基づいてラスタアドレスを生成するラス
タアドレス生成手段と、システムバスとは別途の経路で
あって画像フレームメモリに前記ラスタアドレスを伝達
する表示用アドレス経路と、前記ラスタアドレスに応じ
て前記画像フレームメモリから読み出されたレーダ受信
信号に基づいてビデオ信号を生成するビデオ信号生成手
段と、前記ビデオ信号を前記システムバスとは別途の経
路で表示部に供給するビデオ信号経路とを有することを
特徴とする。

【０００９】本発明によれば、汎用計算機により生成さ
れる表示装置に対する同期信号、例えば水平同期信号や
垂直同期信号に基づいて、ラスタアドレスが生成され
る。ラスタアドレスは、画像フレームメモリに格納され
たデータを、ラスタ方式表示に対応して水平走査線に従
った順序で指定する。画像フレームメモリと汎用計算機
とは従来と同様にシステムバスを介して接続される一方
で、ラスタアドレス生成手段と画像フレームメモリとは
表示用アドレス経路によって接続される。これによりラ
スタアドレス生成手段により生成されたラスタアドレス
は、システムバスを介さずに画像フレームメモリに入力
され得る。ラスタアドレスに従って読み出されたレーダ
受信信号は、システムバスを介して汎用計算機に取り込
むことも、ビデオ信号生成手段によってビデオ信号とさ
れることもできる。ビデオ信号生成手段と表示部とはビ
デオ信号経路によって接続される。これによってビデオ
信号生成手段によって生成されたビデオ信号は、システ
ムバスを介さずに表示部に供給される。このように本発
明によれば、レーダ装置から画像フレームメモリに格納
されたレーダ受信信号は、システムバスを経由せず、ま
た汎用計算機による演算処理を受けずに、表示部におい
て表示される。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００１１】図１は、汎用計算機として例えばパーソナ
ルコンピュータを用いた本発明の実施の形態であるレー
ダ信号処理装置の概略のブロック構成図である。本装置
は、レーダ装置５０から走査変換回路５２に回転信号、
トリガ信号及びレーダ受信信号（レーダビデオ信号）を
入力される。これらのうちレーダ受信信号はＡ／Ｄ（ア
ナログ−デジタル）変換器５４によってアナログ信号か
らデジタルデータに変換され、このデジタルデータが走
査変換回路５２へ入力される。

【００１２】走査変換回路５２は、レーダ走査に応じた
ＰＰＩ極座標からＸＹ直交座標への座標変換を行う。表
示レンジ／オフセンタ制御部５６は、その座標変換に際
し、表示対象とされ変換対象となる範囲（表示レンジ）
の指定や、レーダの設置位置に対応する点を表示画面の
中心からずらす離心処理の指定を、走査変換回路５２に
対して行うものである。この表示レンジ、オフセンタの
指定は、例えば、デフォルトのパラメータによって指定
されたり、操作者がパラメータを入力したり、予め用意
された幾つかの設定のいずれかを選択することによって
行われる。

【００１３】走査変換回路５２の変換結果は画像フレー
ムメモリ５８へ出力される。走査変換回路５２は、画像
フレームメモリ５８のデータ格納場所を指定するＸアド
レス、Ｙアドレスを、直交座標のＸ座標、Ｙ座標に応じ
て生成し、それらアドレスとともに当該座標におけるレ
ーダ受信信号を画像フレームメモリ５８へ出力する。画
像フレームメモリ５８は、指定されたＸ、Ｙアドレスに
基づいてレーダ受信信号を格納する。

【００１４】本装置は、パーソナルコンピュータを含ん
で構成され、その計算機本体６０にはＰＣＩやＩＳＡと
いった標準化されたシステムバス６２の拡張スロット６
４が標準装備されている。画像フレームメモリ５８は、
従来同様、バスインタフェース６６及び拡張スロット６
４を介してシステムバス６２に接続される。

【００１５】システムバス６２には、さらに計算機本体
６０に内蔵されたＣＰＵ７０、システムメモリ７２、グ
ラフィック発生部７４、ハードディスク７６が接続さ
れ、また外部記憶装置としてＭＯ（光磁気ディスク）装
置７８が接続されている。

【００１６】また、本装置では、画像フレームメモリ５
８は、システムバス６２を介して計算機本体６０に接続
されるだけでなく、システムバス６２を介さない経路
（ビデオ信号経路６３）によってモニタ８０に接続され
る。この経路には、Ｄ／Ａ変換器８２及び合成器８４が
配置される。後述するラスタアドレスに従って画像フレ
ームメモリ５８から読み出されたレーダ受信信号データ
は、Ｄ／Ａ変換器８２によって、モニタ８０に適した形
式のアナログのビデオ信号に変換される。一方、ＣＰＵ
７０は、文字や、表示レンジに対応する地図情報や例え
ば航空機の路線図といったレーダ受信信号に含まれない
情報の画像データを生成し、これをグラフィック発生部
７４によってビデオ信号化し、インタフェース８６を介
して合成器８４に入力する。合成器８４では、Ｄ／Ａ変
換器８２から出力されるレーダ受信信号に基づいたレー
ダビデオ信号と、グラフィック発生部７４からのグラフ
ィックビデオ信号とが合成され、得られた合成ビデオ信
号をモニタ８０へ出力する。これにより、モニタ８０に
は、レーダ受信信号とその他の情報とが重ね合わされた
画像が表示される。

【００１７】次に、ラスタアドレス生成手段について説
明する。グラフィック発生部７４は、従来同様、モニタ
の垂直同期、水平同期をとるためのＨＶ同期信号を生成
している。同期検出回路８８はこのＨＶ同期信号を基
に、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）を利用してクロック
を検出する。ラスタアドレス発生回路９０は、同期検出
回路８８からのクロックに基づいて、ラスタアドレスを
生成する。例えば、画像フレームメモリ５８のＸアドレ
スが画像の水平右向きの軸、Ｙアドレスが垂直上向きの
軸に沿って大きくなるように定義されている場合は、画
像フレームメモリ５８上のＸ_min≦Ｘ≦Ｘ_max，Ｙ_min≦
Ｙ≦Ｙ_maxで定義される表示画像に対応して、まずＹを
Ｙ_maxに固定してＸアドレスをＸ_minからＸ_maxまで逐次
増加させることによって、ＴＶ走査において最先に走査
される画像最上部の水平走査線を読み出し画像表示する
ためのラスタアドレスが生成され、以降、Ｘアドレスを
Ｘ_minからＸ_maxまで逐次増加させる周期をＹアドレスを
順次デクリメントして繰り返すことにより、後続の水平
走査線を読み出し画像表示するためのラスタアドレスが
生成される。

【００１８】生成されたラスタアドレスは、アドレス切
換器９２を含む表示用アドレス経路９３によって、シス
テムバス６２を介さずに画像フレームメモリ５８に入力
される。アドレス切換器９２には、ラスタアドレス発生
回路９０から出力されるラスタアドレスが入力されると
共に、ＣＰＵ７０が生成するアドレスがシステムバス６
２を介して入力される。そしてアドレス切換器９２は、
ＣＰＵ７０からバスインタフェース６６を介しての切換
指示信号９４に基づいて、ラスタアドレス発生回路９０
からのアドレスかＣＰＵ７０からのアドレスかのいずれ
かを選択して、画像フレームメモリ５８へ出力する。そ
して、上述したように、画像フレームメモリ５８はこの
アドレス切換器９２から与えられるアドレスに格納され
たデータを読み出して出力する。

【００１９】本装置では、画像フレームメモリ５８から
読み出されたデータは、システムバス６２を介さずにモ
ニタ８０に表示されるため、システムバス６２の転送速
度やＣＰＵ７０の処理負荷の影響を受けず、よってアン
テナの回転と同期したリアルタイム表示が実現される。
また、レーダビデオ信号とそれに重ね合わされるグラフ
ィックビデオ信号とは、共に同一のＨＶ同期信号に同期
して生成されるため、合成器８４で重畳することがで
き、よって、それらを共にグラフィック発生部で生成し
ていた従来と同様の各種情報を含んだ合成画像がモニタ
８０に表示される。

【００２０】その一方で、ハードディスク７６やＭＯ７
８へのデータの記録・保存は、アンテナの回転との同期
性を要求されないので、従来同様にシステムバス６２を
介して行うことができる。得られたレーダ受信信号をモ
ニタ８０へ表示しつつ記録装置へ記録する場合には、ア
ドレス切換器９２に対する切換指示信号９４は、アドレ
ス切換器９２を時分割で切り換えて、ラスタアドレス発
生回路９０により生成される表示用アドレスと、ＣＰＵ
７０により生成される記録用アドレスとを交互に画像フ
レームメモリ５８へ出力させる。

【００２１】また、表示処理のためにＣＰＵ７０のリソ
ースはほとんど使用されないので、ＣＰＵ７０の負荷が
軽減し、他の計算やグラフィック発生部７４でのグラフ
ィックビデオ信号の生成処理が円滑に行われる。

【００２２】

【発明の効果】本発明のレーダ信号処理装置によれば、
システムバスを介さないでラスタアドレスが画像フレー
ムメモリに入力され、それに基づいて読み出されたレー
ダ受信信号がシステムバスを介さずにモニタに表示され
るので、表示がシステムバスの転送速度や汎用計算機の
処理負荷の影響を受けず、リアルタイムでの表示が可能
となり、これにより高速移動物体を観測する際のレーダ
観測性の向上が図られるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態であるレーダ信号処理装
置の概略のブロック構成図である。

【図２】 従来のレーダ信号処理装置を含んだレーダシ
ステムの概略のブロック構成図である。

【符号の説明】

５０ レーダ装置、５２ 走査変換回路、５４ Ａ／Ｄ
変換器、５６ 表示レンジ／オフセンタ制御部、５８
画像フレームメモリ、６０ 計算機本体、６２システム
バス、６３ ビデオ信号経路、６４ 拡張スロット、６
６ バスインタフェース、７０ ＣＰＵ、７４ グラフ
ィック発生部、７６ ハードディスク、７８ ＭＯ装
置、８０ モニタ、８２ Ｄ／Ａ変換器、８４ 合成
器、８８同期検出回路、９０ ラスタアドレス発生回
路、９２ アドレス切換器、９３表示用アドレス経路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C082 AA21 AA27 AA36 BA12 BA27 BB15 BB25 CA84 DA54 DA55 DA64 DA65 MM02 5J070 AD01 AE04 AE12 AF01 AF05 AH31 AJ02 AJ14 AK39 BG01 BG06 BG21

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 システムバスを介して接続された画像フ
   レームメモリからレーダ受信信号を読み出して記録装置
   に保存する汎用計算機を含むレーダ信号処理装置におい
   て、 前記汎用計算機により生成される表示装置に対する同期
   信号に基づいてラスタアドレスを生成するラスタアドレ
   ス生成手段と、 前記システムバスとは別途の経路であって、前記画像フ
   レームメモリに前記ラスタアドレスを伝達する表示用ア
   ドレス経路と、 前記ラスタアドレスに応じて前記画像フレームメモリか
   ら読み出された前記レーダ受信信号に基づいてビデオ信
   号を生成するビデオ信号生成手段と、 前記ビデオ信号を前記システムバスとは別途の経路で前
   記表示部に供給するビデオ信号経路と、 を有することを特徴とするレーダ信号処理装置。