JP2000187070A

JP2000187070A - レ―ダ装置

Info

Publication number: JP2000187070A
Application number: JP10366201A
Authority: JP
Inventors: Masashi Tomijima; 昌史冨島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1998-12-24
Publication date: 2000-07-04

Abstract

(57)【要約】【課題】エクリプス（Ｅｃｌｉｐｓｉｎｇ）により目
標からの反射波の大部分を損失することがないようにし
て、目標の追尾を常に行うことのできるレーダ装置を得
る。【解決手段】受信ゲート内で位相が一定となる信号と
受信ゲートの中心で位相が変わる信号を発生する位相変
調発生器と、上記位相変調発生器の出力信号により位相
変調を行う位相変調器と、スペクトル解析手段の出力信
号を保持するデータ保持手段と、スペクトル解析手段の
出力から誤差計算を行い誤差信号を出力する誤差計算手
段と、ＰＲＦを切換える判断を行いＰＲＦ切換指令を出
力するＰＲＦ切換手段によりエクリプス（Ｅｃｌｉｐｓ
ｉｎｇ）の影響を予測し、ＰＲＦを選択するように構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、目標を捜索、追
尾するレーダ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は従来のレーダ装置を示すもの
で、図１１において、１は送信波を発生し、また各構成
要素に基準信号を供給する送信機、２は送信波が直接受
信機４の入力にまわりこむことを防ぐための送受切換
器、３は送信波を目標に照射し目標からの反射波を受信
するアンテナ、４は受信ゲート発生器５から受信ゲート
信号が出力されている間アンテナ３で受信した反射波を
検波増幅し受信信号を出力する受信機、５は送信波を照
射中に受信機の入力を遮断するための受信ゲート信号を
発生する受信ゲート発生器、６は受信信号から目標を分
離して目標との相対速度を求め目標追尾を行うスペクト
ル解析手段である。

【０００３】従来のレーダ装置は以上のように構成さ
れ、送信機１の出力である送信波をアンテナ３より目標
に向けて照射し、目標からの反射波をアンテナ３で受信
し、受信した反射波を受信機４で検波及び増幅を行い、
受信機４の出力である受信信号をスペクトル解析手段６
にて目標信号を分離し目標速度を計算することにより目
標の追尾を行うものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のレーダ装置は以
上のように構成されているため、図１２に示すように目
標からの反射波の全部又は一部が送信波の照射中に受信
されたときには受信ゲート信号により受信機４の入力が
遮断されているので、図１２の斜線にて示す部分だけ反
射波を損失するというエクリプス（Ｅｃｌｉｐｓｉｎ
ｇ）が発生する。そのためＳ／Ｎが劣化し、スペクトル
解析手段６により目標信号を分離することが困難となる
ため安定した追尾が行えないという課題があった。

【０００５】この発明はかかる課題を解決するためにな
されたものであり、エクリプス（Ｅｃｌｉｐｓｉｎｇ）
により目標からの反射波の大部分を損失することがない
ようにして、目標の追尾を常に行うことのできるレーダ
装置を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明によるレーダ
装置は、受信ゲート内で位相が一定となる信号と受信ゲ
ートの中心で位相が変わる信号を発生する位相変調発生
器と、上記位相変調発生器の出力信号により位相変調を
行う位相変調器と、スペクトル解析手段の出力信号を保
持するデータ保持手段と、スペクトル解析手段の出力か
ら誤差計算を行い誤差信号を出力する誤差計算手段と、
パルス繰り返し周波数（以下ＰＲＦと言う）を切換える
判断を行いＰＲＦ切換指令を出力するＰＲＦ切換手段を
設けたものである。

【０００７】また、第２の発明によるレーダ装置は、前
記した第１の発明によるレーダ装置において、動作の異
なるＰＲＦ切換手段を設けたものである。

【０００８】また、第３の発明によるレーダ装置は、前
記した第１の発明によるレーダ装置及び第２の発明によ
るレーダ装置において、動作の異なるＰＲＦ切換手段を
設けたものである。

【０００９】また、第４の発明によるレーダ装置は、前
記した第１の発明によるレーダ装置に対して、それぞれ
のＰＲＦに対し目標までの距離と誤差信号の関係を示す
距離対誤差データと、距離対誤差データと誤差信号から
目標までの距離を予測する距離予測手段と、距離対誤差
データと目標との相対速度と前回予測した目標との距離
から現在の目標までの距離を予測する距離追尾手段と、
予測した距離と距離対誤差データからＰＲＦを選択する
ＰＲＦ選択手段とを設けたものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１を示す構成図であり、１〜６は図１０と同
じであり、７は受信ゲート内で位相が一定となる信号と
受信ゲートの中心で位相が変わる信号を発生する位相変
調発生器であり、８は位相変調を行う位相変調器であ
り、９はスペクトル解析手段６にてスペクトル解析した
結果を保持するデータ保持手段であり、１０はスペクト
ル解析手段６にてスペクトル解析した結果とデータ保持
手段９の結果を用いて受信波の受信ゲート中心からのず
れである誤差計算を行い誤差信号δを出力する誤差計算
手段であり、１１ａは誤差信号δとＰＲＦ切換基準値Ｖ
により定められた順番でＰＲＦ切換指令を出力するＰＲ
Ｆ切換手段であり、以上が図１０に対して新たに付加し
たものである。

【００１１】また図１０はこの発明の実施の形態１が適
用されるシステム全体の具体例を示す外観図であり、６
１は本レーダ装置を搭載する航空機、６２は目標、６３
は送信波、６４は反射波である。

【００１２】上記のように構成されたレーダ装置におい
て、第ｉ回目のサンプリング時間中に目標からの受信信
号が受信機４により出力され、位相変調発生器７で発生
される受信ゲート内で位相が一定となる信号により位相
変調器８で位相変調され、出力Σｉを得る。スペクトル
解析手段６においてスペクトル解析を行うことにより、
Σｉから不要信号を除去したＳΣｉを得る。そしてこの
結果をデータ保持手段９にて一時保持しておく。

【００１３】第ｉ＋１回目のサンプリング時間中に目標
からの受信信号が受信機４により出力され、位相変調発
生器７で発生される受信ゲートの中心で位相が変わる信
号により位相変調器８で位相変調され、出力Δｉ＋１を
得る。スペクトル解析手段６においてスペクトル解析を
行うことにより、Δｉ＋１から不要信号を除去したＳΔ
ｉ＋１を得る。ＳΔｉ＋１とデータ保持手段９に保持し
ているＳΣｉから誤差計算手段１０により誤差計算を実
施し誤差信号δを出力する。誤差計算は数１に示すとお
りである。

【００１４】

【数１】

【００１５】また図２に送信波、受信ゲート信号、位相
変調信号、反射波、誤差信号δを示す。

【００１６】上記数１の誤差計算により計算される誤差
信号δは受信信号の位置を示すものであり、図２に示す
とおり反射波が送信波に対して（１）の位置にある場合
誤差信号δは−１であり、（２）の位置にある場合誤差
信号δは０であり、（３）の位置にある場合誤差信号δ
は１である。図３はＰＲＦ切換手段１１ａの動作を表し
たフローチャートであり、ＰＲＦ切換手段１１ａは誤差
信号δとＰＲＦ切換基準値Ｖとを比較することによりＰ
ＲＦを切換えるか否かの判定を行いその結果により定め
られた順番でＰＲＦ切換指令を出力するものである。Ｐ
ＲＦ切換基準値Ｖは１以下の正の実数であり小さい値に
設定するほどエクリプスの影響を受けにくくなるがＰＲ
Ｆの変更回数も多くなる。図３でステップ３１及び３２
は誤差信号δとＰＲＦ切換基準値Ｖからエクリプスの影
響の有無を判断し、ステップ３１及び３２の結果エクリ
プスの影響があると判断された場合、ステップ３３によ
りＰＲＦ切換指令を出力する。

【００１７】実施の形態２．図４はこの発明の実施の形
態２を示す構成図であり、図１に対して１から１０まで
は同様であり、ＰＲＦ切換判定を実行するために、前記
した図１のＰＲＦ切換手段１１ａとは動作が異なるＰＲ
Ｆ切換手段１１ｂを新たに付加したものである。図５は
ＰＲＦ切換手段１１ｂの動作を示すものであり、図３に
対して、スペクトル解析手段６より出力される目標との
相対速度ｖによりＰＲＦ切換判定を行うステップ４１、
４２を新たに付加したものである。ＰＲＦ切換手段１１
ｂは誤差信号δとＰＲＦ切換基準値Ｖと相対速度ｖから
ＰＲＦを切換えるか否かの判定を行いその結果によりＰ
ＲＦ切換指令を出力するものである。図５においてステ
ップ３１で誤差信号δが−Ｖ以下でエクリプスの影響が
あると判断された場合、反射波は受信ゲートの前側にあ
り、ステップ４１で目標接近と判断された場合今後反射
波は受信ゲートの前側に移動していくのでエクリプスの
影響は増加していくと予測される。そこでこの場合には
ステップ３３によりＰＲＦ切換指令を出力する。逆にス
テップ４１で目標接近と判断されなかった場合今後反射
波は受信ゲートの中心に移動していくのでエクリプスの
影響は減少していくと予測される。そこでこの場合には
ＰＲＦを切り換えない。一方、ステップ３２で誤差信号
δがＶ以上でエクリプスの影響があると判断された場
合、反射波は受信ゲートの後側にあり、ステップ４２で
目標接近と判断された場合今後反射波は受信ゲートの中
心に移動していくのでエクリプスの影響は減少していく
と予測される。そこでこの場合にはＰＲＦを切り換えな
い。逆にステップ４２で目標接近と判断されなかった場
合今後反射波は受信ゲートの後側に移動していくのでエ
クリプスの影響は増加していくと予測される。そこでこ
の場合にはステップ３３によりＰＲＦ切換指令を出力す
る。

【００１８】実施の形態３．図６はこの発明の実施の形
態３を示す構成図であり、図１に対して１から１０まで
は同様であり、ＰＲＦ切換判定を実行するために、前記
した図１のＰＲＦ切換手段１１ａ及び図２のＰＲＦ切換
手段１１ｂとは動作が異なるＰＲＦ切換手段１１ｃを新
たに付加したものである。図７はＰＲＦ切換手段１１ｃ
の動作を示すものであり、図３に対して誤差信号δとＰ
ＲＦ切換基準値Ｖと相対速度ｖと第ｉ回目のサンプリン
グ時間の受信信号ＳΣｉ及び第ｉ回目のサンプリング時
間からＮ回前の受信信号ＳΣ（ｉ−Ｎ）からＰＲＦを切
換えるか否かの判定を行うステップを付加したものであ
る。ここでＮは任意の正の整数である。ステップ３１、
３２、４１、４２でエクリプスは発生しているものの今
後その影響が減少すると予測された場合ステップ５１に
よりエクリプス度計算を実行する。エクリプス度計算は
数２に示すとおりでありエクリプスの度合いを予測する
ものである。

【００１９】

【数２】

【００２０】ステップ５２にて上記数２のエクリプス度
計算の結果であるエクリプス度Ｘが０より大きいと判断
された場合ステップ３３のよりＰＲＦ切換指令を出力す
る。

【００２１】実施の形態４．図８はこの発明の実施の形
態４を示す構成図であり、図１に対して目標距離と誤差
信号δの関係を示す距離対誤差データ１２と、目標まで
の距離が不明である場合エクリプスの影響が最小のＰＲ
Ｆを選択し、また目標までの距離を予測する距離予測手
段１３を付加したものである。距離予測手段１３は、Ｐ
ＲＦ切換手段１１ａからＰＲＦ切換指令が出力されたと
き目標までの距離が不明である場合、ＰＲＦを順番に切
換え、それぞれのＰＲＦにおいて誤差計算を行い誤差信
号δが最小であるＰＲＦを選択する。またそれぞれのＰ
ＲＦにおいて求めた誤差信号δと距離対誤差データ１２
から目標距離予測動作を行い、目標までの距離を予測す
る。目標距離予測動作はあるＰＲＦにおいて求めた誤差
信号δをもとに距離対誤差データ１２を参照することに
より目標距離の予測値を誤差信号δに対応した範囲にし
ぼり込み、次にＰＲＦを変更し同様に行うことにより目
標距離の予測値をさらにしぼり込む。以上のことを繰り
返すことにより目標までの距離を予測するものである。
例えば距離対誤差データ１２が図９に示すとおりであ
り、目標までの距離がＲ１であった場合、ＰＲＦがＰＲ
Ｆ１の時誤差信号δが０、ＰＲＦ２の時誤差信号δが−
０．５、ＰＲＦ３の時誤差信号δが０．３であったとす
る。ＰＲＦ１で誤差信号δが０であることから距離対誤
差データ１２からＰＲＦ１で誤差信号δが０±ｋとなる
距離範囲を検索することにより目標までの距離Ｒは全探
知距離範囲のうちＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の範囲に限定
される。ここでｋはスレッショルド係数である。同様に
ＰＲＦ２で誤差信号δが−０．５であることから目標距
離範囲Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４のうちＰＲＦ２で誤差信
号δが−０．５±ｋであるＢ４、Ｂ５に限定され、さら
に同様にＰＲＦ３で誤差信号δが０．３であることから
目標までの距離Ｒ１はＣ５の範囲内にあると予測され
る。

【００２２】

【発明の効果】第１の発明によれば、エクリプスの影響
を予測する手段を設け、その予測結果に基づいてＰＲＦ
を選択するように構成したので、エクリプスによる受信
信号の損失を低減し、目標追尾性能が向上したレーダ装
置を得ることができる。

【００２３】また、第２の発明によれば、第１の発明に
加え、目標との相対速度を用いてエクリプスの影響を予
測する手段を設け、その予測結果に基づいてＰＲＦを選
択するように構成したので、更に効率よくエクリプスに
よる受信信号の損失を低減し、目標追尾性能が向上した
レーダ装置を得ることができる。

【００２４】また、第３の発明によれば、第１の発明及
び第２の発明に加え、エクリプス度を用いてエクリプス
の影響を予測する手段を設け、その予測結果に基づいて
ＰＲＦを選択するように構成したので、更に効率よくエ
クリプスによる受信信号の損失を低減し、目標追尾性能
が向上したレーダ装置を得ることができる。

【００２５】また、第４の発明によれば、第１の発明、
第２の発明及び第３の発明に加え、目標距離との誤差デ
ータを用いてエクリプスの影響を予測する手段を設け、
その予測結果に基づいてＰＲＦを選択するように構成し
たので、目標との距離が不明な場合でもエクリプスによ
る受信信号の損失を低減し、目標追尾性能が向上したレ
ーダ装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるレーダ装置の実施の形態１を
示す図である。

【図２】この発明によるレーダ装置の動作説明用波形
図である。

【図３】この発明によるレーダ装置の実施の形態１の
動作を示すフローチャートである。

【図４】この発明によるレーダ装置の実施の形態２を
示す図である。

【図５】この発明によるレーダ装置の実施の形態２の
動作を示すフローチャートである。

【図６】この発明によるレーダ装置の実施の形態３を
示す図である。

【図７】この発明によるレーダ装置の実施の形態３の
動作を示すフローチャートである。

【図８】この発明によるレーダ装置の実施の形態４を
示す図である。

【図９】この発明によるレーダ装置の実施の形態４に
よる動作説明用線図である。

【図１０】この発明によるレーダ装置の実施の形態１
が適用されるシステム全体の具体例を示す外観図であ
る。

【図１１】従来のレーダ装置を示す図である。

【図１２】従来のレーダ装置の動作説明用波形図であ
る。

【符号の説明】

１送信機、２送受切換器、３アンテナ、４受信
機、５受信ゲート発生器、６スペクトル解析手段、
７位相変調発生器、８位相変調器、９データ保持
手段、１０誤差計算手段、１１ａＰＲＦ切換手段、
１１ｂＰＲＦ切換手段、１１ｃＰＲＦ切換手段、１
２距離対誤差データ、１３距離予測手段、６１航
空機、６２目標、６３送信波、６４反射波。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】目標に照射するための送信波及び各構成
要素に基準信号を出力する送信機と、送信と受信を切り
換えるための送受切換器と、上記送信機の送信波および
目標からの反射波を上記送受切換器を介して送受信を行
うアンテナと、上記基準信号に同期した受信ゲートを発
生する受信ゲート発生器と、上記受信ゲート内で位相が
一定となる信号と受信ゲートの中心で位相が変わる信号
を発生する位相変調発生器と、上記受信ゲート内で上記
アンテナで受信された反射波を検波増幅する受信機と、
上記受信機の出力信号を上記位相変調発生器の出力信号
によって位相変調を行う位相変調器と、上記位相変調器
の出力信号のドップラ周波数を抽出するスペクトル解析
手段と、上記スペクトル解析手段の結果を保持するデー
タ保持手段と、上記データ保持手段の出力と上記スペク
トル解析手段の出力を用いて受信波の受信ゲート中心か
らのずれである誤差計算を行い誤差信号を出力する誤差
計算手段と、上記誤差信号によりパルス繰り返し周波数
切換えの判断を行いパルス繰り返し周波数切換指令を出
力するパルス繰り返し周波数切換手段とを備えたことを
特徴とするレーダ装置。
【請求項２】パルス繰り返し周波数切換えの判断を上
記誤差信号と目標との相対速度によって行うことを特徴
とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項３】目標からの受信信号と、過去の受信信号
の平均からエクリプスの度合いであるエクリプス度を予
測するエクリプス度予測手段を備え、パルス繰り返し周
波数切換えの判断を誤差信号と目標との相対速度とエク
リプス度によって行うことを特徴とする請求項１記載の
レーダ装置。
【請求項４】それぞれのパルス繰り返し周波数につい
て目標との距離と誤差信号の関係を示す距離対誤差デー
タと、目標までの距離が不明であるとき適切なパルス繰
り返し周波数を選択し、また距離対誤差データと距離信
号から目標までの距離を予測する目標距離予測手段を備
えることを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。