JP2000221259A - 測距装置 - Google Patents

測距装置

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JP2000221259A
JP2000221259A JP11025987A JP2598799A JP2000221259A JP 2000221259 A JP2000221259 A JP 2000221259A JP 11025987 A JP11025987 A JP 11025987A JP 2598799 A JP2598799 A JP 2598799A JP 2000221259 A JP2000221259 A JP 2000221259A
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JP
Japan
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target
integration
distance
signal
pulse
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JP11025987A
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English (en)
Inventor
Hiroichi Chikatsu
博一 千勝
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 飛しょう体搭載のパルスドップラレーダによ
る測距装置において、測距距離の延伸を可能とした測距
装置を得ることを目的とする。 【解決手段】 測距距離を延伸させるために、受信電力
が低い場合における目標信号検出を可能にさせることが
必須であり、そのために積分処理を用いて測距を実施す
る。しかし測距対象物は遠方にあり、かつ高速で移動し
ているため積分処理中に目標受信信号を見失う恐れがあ
る。そこで、積分処理中に目標存在領域の相関を求め、
その結果を積分処理後の目標存在領域として使用する。
これらの処理を目標存在領域が一領域に絞り込まれるま
で行い、対象物までの距離を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は飛しょう体搭載のパ
ルスドップラレーダ等における測距装置に関する。
【0002】
【従来の技術】パルスドップラレーダで遠距離目標との
相対距離を知るには、送信パルスのパルス繰り返し周期
(以下、PRIと記す)に短いものを用いなければなら
ない。そのため一種類のPRIの送信信号による測距で
は距離を確定できる領域が著しく狭まる。送信キャリア
周波数を送信パルス幅内でリニアに変化させ、受信信号
をデ・チャープしてドップラ周波数を取り出し、真の距
離を求めるFMレンジング方式が適用できない場合に
は、距離を確定できる領域を拡大するために、PRIの
異なる複数の送信信号を切り替えて目標距離を決定する
マルチPRF(パルス繰り返し周波数)レンジング法が
用いられる。
【0003】図17に従来の飛しょう体に搭載されてい
るパルスドップラレーダ装置を構成する構成図を示す。
図17において、3は送信源、4は送信信号にパルス変
調をかけるパルス変調器、5はパルス変調された信号を
増幅する送信機、6は送信機5で増幅された信号を送信
し、また目標からの反射信号を受信するアンテナ、7は
アンテナ6より入力された信号を受信するための受信
機、8は受信機7で受信された信号の中から目標信号を
検出する信号処理部、9は送信及び受信のタイミングを
制御するタイミング制御器である。また、S1は送信源
出力、S2はパルス変調器出力、S3は送信機出力、S
4は送信信号、S5は目標反射信号、S6はアンテナ出
力、S7は受信機出力、S8は目標(受信)信号、S9
は送信制御信号、S10は受信制御信号である。
【0004】次に図17を用いてパルスドップラレーダ
装置の動作について説明する。送信源3の出力である送
信源出力S1は、パルス変調器4においてタイミング制
御器9の出力である送信制御信号S9のタイミングに従
いパルス変調され、パルス変調器出力S2となり、送信
機5に入力され増幅されて送信機出力S3となり、アン
テナ6より送信信号S4となって目標に送信される。目
標からの反射波である反射信号S5はアンテナ6で受信
されアンテナ出力S6となり、受信機7に入力されタイ
ミング制御器9の出力である受信制御信号S10に従い
復調され受信機出力S7となり、信号処理部8に入力さ
れ目標信号の検出処理により目標信号S8となり、目標
の捕捉・測距・追尾処理に使用される。
【0005】マルチPRFレンジング法は、図17に示
す信号処理部8内で処理される。図18は従来のマルチ
PRFレンジングを構築するための信号処理部8内の処
理ブロック図である。図18中の10は目標検出信号の
有無を判定する目標検出判定部、11は目標検出判定部
10で検出した信号から受信位置を求める距離誤差計算
部、12は距離誤差計算部11で求めた受信位置から受
信信号レベルに応じた分散値を求め目標の存在領域を決
定し、それまでに求められている目標存在範囲との相関
をとり、新たな目標存在領域を決定する目標存在範囲計
算部、13は相関をとって求めた目標存在領域が一つに
限定されたかどうかを判定し、一つになった場合に目標
との相対距離を計算する測距結果判定部、14はパルス
繰り返し周期を選択するパルス繰り返し周期選択部であ
る。また、図19は図18の処理内容を細かく記載した
従来のマルチPRFレンジング法に基づく測距装置を説
明するためのフローチャートである。図19中の101
は第1の送信パルスのPRIを初期設定する処理、10
2は送信パルス設定回数iをカウントするためのカウン
タの初期値を設定する処理、103は送信パルス設定回
数iをカウントするためのカウンタ、104はパルスを
送信する処理、105はパルスを受信し、受信パルスの
信号電力対雑音電力比を計測する処理、106は受信パ
ルスの受信電力の有無を判断する処理、107は送信パ
ルスに対する受信パルスの受信位置X i を計測する処
理、108は105で計測された受信パルスの信号電力
対雑音電力比及びパルス幅から目標存在領域幅σi を計
算する処理、109は受信パルスの目標存在領域幅σi
を用いて第iの目標存在領域を計算する処理、110は
第iの目標存在領域と第(i−1)の目標存在領域との
相関演算をする処理、111は110における相関演算
後の目標存在領域が一領域に絞られたか否かを判断する
処理、112は目標存在領域の中心位置を求める処理、
113はPRIの異なるパルスを設定し、切り替える処
理である。
【0006】図20は図19を補足するための説明図で
ある。図中Tは第1の送信パルス、Uは対象物によって
反射されたTの受信パルスから計算された目標存在領
域、Vは第2の送信パルス、Wは対象物によって反射さ
れたVの受信パルスから計算された目標存在領域、Xは
UとWの相関演算後の目標存在領域である。
【0007】図21は図19及び図20を補足するため
の説明図である。図中Yは受信パルスの受信位置Xi
距離ディスクリ値を示す距離ディスクリ特性である。受
信位置Xi は受信パルスによって出力される距離ディス
クリ値から距離ディスクリ特性を用いて計測される。
【0008】次に図20及び図21を参照して図19に
示した測距装置を説明する。図19の104で送信され
た送信パルスの対象物からの反射パルスは105におい
て受信パルスとしてその信号電力対雑音電力比SNRが
計測される。その計測されたSNRは106においてあ
る適当な信号検出スレッショルド値と比較され、受信電
力有りと判断されたとき107において受信位置Xi
計測される。Xi の計測は図21に示すように距離ディ
スクリ特性を用い、ディスクリ値から一義的にXi が求
められる。
【0009】求められた受信位置Xi はSNRの値に応
じて誤差を生じる。その誤差の絶対値の期待値|e|は
公知文献(例えば、D.K.BARTON,“MODE
RNRADAR SYSTEM ANALYSIS”,
PR,379−383,ARTECHHOUSE(19
88))に示されているように、数1で示される。
【0010】
【数1】
【0011】ここでτはパルス幅である。そこで108
では第iの受信による目標存在領域幅σi を数2により
決定している。
【0012】
【数2】
【0013】ここでaは正の比例定数である。
【0014】109では107で計測された受信位置X
i と108で求められた目標存在領域幅σi から図20
のUあるいはWに示す第iの目標存在領域を算出し、1
10においてこの目標存在領域の相関をとり、111に
おいてこの相関演算後の目標存在領域がXに示すように
一領域であるとき、112で目標存在領域の中心位置を
求めることにより測距が完了する。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】飛しょう体に搭載され
ているパルスドップラレーダによる測距において測距対
象距離を延伸させる場合、受信パルスの受信電力は低い
状態にある。しかし、従来の測距装置では受信電力が低
い対象目標物に対する測距は非常に困難であった。この
発明では、前記のような課題を解決するためになされた
もので、積分処理を追加することで測距距離を延伸でき
る測距装置を提供する。
【0016】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに第1の発明による測距装置は受信パルスの信号電力
対雑音電力比を複数回積分した後の信号電力対雑音電力
比を積分後信号電力対雑音電力比、積分処理中にそれぞ
れ計測される信号電力対雑音電力比を瞬時信号電力対雑
音電力比とし、この瞬時信号電力対雑音電力比と所定の
瞬時における信号検出スレッショルドとを比較し、瞬時
信号電力対雑音電力比が瞬時における信号検出スレッシ
ョルドより大きいとき、そのときの目標存在領域を設定
して目標存在領域の相関を求めておき、積分後信号電力
対雑音電力比が所定の積分後の信号検出スレッショルド
を超えたとき、積分処理中に求めておいた目標存在領域
の相関を積分処理後の目標存在領域として対象距離を算
出するものである。
【0017】また第2の発明による測距装置は複数回積
分した後の受信パルスの信号電力対雑音電力比である積
分後信号電力対雑音電力比と、所定の積分後における信
号検出スレッショルドとを比較し、積分後信号電力対雑
音電力比が積分後の信号検出スレッショルドより大きい
とき、適当な正の比例定数に送信パルス幅を乗じ、積分
処理中のそれぞれの信号電力対雑音電力比を瞬時信号電
力対雑音電力比としたとき、積分処理中の最大の瞬時信
号電力対雑音電力比の平方根で除した値を距離ディスク
リランダム誤差の標準偏差としてそれぞれの受信パルス
の各エコー中心から標準偏差の範囲のみを目標存在領域
として、送信信号のタイミングが互いに一致するように
それぞれの目標存在領域のタイミングを調整して目標存
在領域の相関を求め、最大の瞬時信号電力対雑音電力と
なった時刻から測距対象までの距離を算出するものであ
る。
【0018】また第3の発明による測距装置は第2の発
明において受信パルスの信号電力対雑音電力比をある一
定時間観測し、一定時間内の平均の信号電力対雑音電力
比の大きさによって積分回数の値を決定するものであ
る。
【0019】また第4の発明による測距装置は第2及び
第3の発明において受信パルスの信号をそれぞれ周波数
変換し、ある一定時間に変化する周波数の変化量に応じ
て積分回数の値を決定するものである。
【0020】
【発明の実施の形態】実施の形態1 図1はこの発明が適用される運用図である。1は自機飛
しょう対、2は測距対象物である。アンテナ6は送信機
5で増幅された送信信号S4を送信し、アンテナ6より
入力された受信信号S5を受信機7で受け取る。
【0021】図2はこの発明の実施の形態1の測距装置
を構築するための信号処理部8内の処理ブロック図であ
る。図18と共通部分は説明済みであるので省略する。
15は積分処理内での瞬時の目標検出を行う瞬時目標検
出部であり、図18の目標検出判定部10と同様の処理
を行う。16は積分処理内での目標の存在領域を計算す
る瞬時目標存在範囲計算部である。17は積分処理中に
瞬時目標存在範囲計算部16で求められた目標存在範囲
の相関をとり、積分処理中の目標存在範囲の相関結果を
出力する積分中目標存在範囲計算部である。18は検出
信号の積分処理を行う検波後積分器、19は検波後積分
器18の出力結果から目標検出判定を行う積分後目標検
出部である。20は積分中目標存在範囲計算部17で求
めた目標存在領域の相関結果と、これ以前に求められて
いる目標存在範囲との相関をとり、新たな目標存在領域
を決定する積分後目標存在範囲計算部である。
【0022】また、図3は図2を実現するためのフロー
チャートである。図19と共通部分は説明済みであるの
で省略する。201は積分回数mをカウントする積分回
数カウンタの初期設定を行う処理、202は積分回数n
を設定する処理、203は積分回数mをカウントする積
分回数カウンタ、204はn回積分の間のm番目の信号
電力対雑音電力比SNRm と信号検出スレッショルドT
1 を比較する処理、205は積分中における目標存在領
域の相関演算処理、206は積分回数が202で設定し
た積分回数nに達したかを判断する処理、207はSN
m からSNR n を計算する積分処理、208はSNR
n と積分後の信号検出スレッショルドT p を比較する処
理である。
【0023】図4は実施の形態1の測距装置を説明する
ための概要図である。図は積分回数nを3とした場合の
積分中のそれぞれのSNRm を示す。また、iは送信パ
ルスの設定回数を示す。Aはi=送信パルス1波目の積
分中におけるそれぞれの瞬時信号電力対雑音電力比SN
m をSNR1 =5、SNR2 =4、SNR3 =3とし
た場合である。その積分結果である積分後信号電力対雑
音電力比SNRn を右に示す。Bはi=送信パルス2波
目の積分中におけるそれぞれの瞬時信号電力対雑音電力
比SNRm をSNR1 =3、SNR2 =6、SNR3
3とした場合で、Aと同様にその積分結果である積分後
信号電力対雑音電力比SNRn を右に示す。
【0024】図5は実施の形態1の測距装置を説明する
ための概要図である。図中Cは図4のAのm=1の時の
目標存在領域を示す。Dも同様にm=2の時の目標存在
領域を示す。EはCとDの相関による目標存在領域を示
す。Fは図4のBのm=2の時の目標存在領域を示す。
CはEとFの相関による目標存在領域を示す。
【0025】次に図4、図5を参照として図3をもとに
実施の形態1の測距装置を説明する。図3において10
4の処理で送信パルスが送信され、105で受信パルス
のSNRが計測され、それがm番目であるときSNRm
となる。積分回数nを3、SNRm はmが1〜3で図4
の例に示したような値をとるとし、信号検出スレッショ
ルドT1 を3.5、Tp を4とすると、図3中、204
でSNRm ≧T1 となるのはi=1のとき図4のAに示
すようにSNR1 、SNR2 であり、それぞれ107、
108によって図5のC、Dに示される目標存在領域が
算出され、図3中205において図5中Eに示される
C、Dの目標存在領域の相関結果が求められる。図3
中、206において積分回数カウンタmが設定された積
分回数nの3に等しくなったとき207において積分後
のSNRn が計算される。i=送信パルス1波目の積分
中のSNRm が図4に示す値をとると仮定すると、SN
n は数3で表される。
【0026】
【数3】
【0027】実施の形態2 図6はこの発明の実施の形態2の測距装置を構築するた
めの信号処理部8内の処理ブロック図である。図2及び
図18と共通部分は説明済みであるので省略する。21
は積分中の最大の信号電力対雑音電力比で目標存在領域
を計算し、この結果とこれ以前に求められている目標存
在範囲との相関をとり、新たな目標存在領域を計算する
最大電力時の目標存在範囲計算部である。
【0028】また、図7は図6を実現するためのフロー
チャートである。図7中301はn回積分中のm番目の
信号電力対雑音電力比SNRm とこのときの受信位置X
m を記録する処理である。また302は図3及び図19
の108の処理である目標存在領域幅σi の計算におい
て、301の処理で記録しておいたSNRm の内の最大
のSNRm を選択し、その値を用いてσi を計算するも
のである。なお、図3及び図19と共通部分は説明済み
であるので省略する。
【0029】図8は実施の形態2の測距装置を説明する
ための概要図である。図は積分回数nを3回としたとき
の積分中の瞬時信号電力対雑音電力比SNRm を、Hは
i=送信パルス1波目の場合でSNR1 =5、SNR2
=4、SNR3 =3とし、その積分結果である積分後信
号電力対雑音電力比SNRn を右に示す。Iはi=送信
パルス2波目のときの場合でSNR1 =3、SNR2
6、SNR3 =3とし、その積分結果である積分後信号
電力対雑音電力比SNRn を右に示す。
【0030】図9は実施の形態2の測距装置を説明する
ための概要図である。図9中のJはi=送信パルス1波
目の積分中の最大SNRm を用いて計算された目標存在
領域、Kはi=送信パルス2波目の積分中の最大SNR
m を用いて計算された目標存在領域である。LはJ,K
の目標存在領域を図7の110の処理において相関演算
した結果である。
【0031】次に図8、図9を参照して図7に示した実
施の形態2の測距装置を説明する。図7において積分回
数nを3、積分後の信号検出スレッショルドTp を4と
する。i=1、すなわち送信パルス1波目の積分中で受
信された受信パルスの瞬時の信号電力対雑音電力比SN
m を図8のHに示すようにSNR1 =5、SNR2
4、SNR3 =3であると仮定すると、207において
計算される積分後の信号電力対雑音電力比SNRn は数
3より、SNRn =(5+4+3)/3=4となり、2
08において条件SNRn ≧Tp を満たすので処理30
2に進む。処理302では目標存在領域幅が計算される
が、このとき最大のSNRm であるSNR1 を用いて数
2でσ1 を計算する。数2より一般にσi はSNRの値
が大きいほど小さな値となるため、110の相関演算に
よる目標存在領域の絞り込みが速くなり、測距時間が短
縮できる。このことから前記のように最大のSNRm
用いてσi を計算することは非常に有効である。同様に
i=送信パルス2波目の場合も図8のIに示すように受
信パルスの瞬時の信号電力対雑音電力比SNRm をSN
1 =3、SNR2 =6、SNR3 =3であると仮定す
ると、207において計算される積分後のSNRn は4
となり、208においてSNRn ≧Tp であるので30
2へ処理が進む。302で目標存在領域幅σ2 、109
で目標存在領域、110で109で計算された目標存在
領域の相関が記録される。その相関演算結果が図9のL
に示されるとおりであったとすると、図7の111でそ
の中心が求められ、測距が完了する。このように積分処
理をしているため、受信レベルが小さい対象目標におけ
る目標検出が可能となるため、測距距離を延伸させるこ
とができ、さらに目標存在領域幅σi を積分処理中のm
番目の瞬時の信号電力対雑音電力比SNRm の最大のも
のを用いて計算しているためσi が小さな値となり、測
距時間の短縮になる。
【0032】実施の形態3 図10はこの発明の実施の形態3の測距装置を構築する
ための信号処理部8内の処理ブロック図である。図2、
図6、図18と共通部分は説明済みであるので省略す
る。22はある一定時間で信号電力対雑音電力比を観測
し、そのレベルに応じて積分回数を可変させて設定する
積分回数設定処理部である。
【0033】また、図11は図10を実現するためのフ
ローチャートである。図11中、401は初期積分回数
n′を設定する処理、402は観測する回数をカウント
する観測回数カウンタTの初期値を設定する処理、40
3は観測された信号電力対雑音電力比SNRの平均の大
きさから設定される積分回数n′を次の積分回数に設定
する処理、404は105で計測された受信パルスの瞬
時の信号電力対雑音電力比SNRm を加算し、加算結果
をSNRSUM とする処理、405はカウンタTが観測回
数To に達したかを判断する処理、406は404で求
められたSNR SUM を観測回数To で平均したものをS
NRavとする処理、407は406で求められたSNR
avの値から次の積分処理の積分回数を設定する処理、4
08は404で求められたSNRSUM を初期化する処
理、409は観測回数Tをカウントする観測回数カウン
タである。なお、図3、図7、図19と共通部分は説明
済みであるので省略する。
【0034】図12は実施の形態3の測距装置を説明す
るための概要図である。図は初期積分回数をn′を3と
し、積分中の瞬時の信号電力対雑音電力比SNRm をi
=送信パルス1波目のときSNR1 =7、SNR2
8、SNR3 =7とし、その積分結果である積分後信号
電力対雑音電力比SNRn を右に示す。i=送信パルス
2波目のときSNR1 =9とし、その積分結果である積
分後信号電力対雑音電力比SNRn を右に示す。
【0035】図13は実施の形態3の測距装置を説明す
るための概要図である。図中のOはi=送信パルス1波
目の図12のMに示すSNRm の最大値であるSNR2
を用いて設定された目標存在領域、Pはi=送信パルス
2波目で設定された目標存在領域、QはOとPの相関演
算後の目標存在領域である。
【0036】次に図12、図13を参照して図11に示
した実施の形態3の測距装置を説明する。なお、例とし
て図11中の観測回数To を積分回数と同じ3、信号検
出スレッショルドTp を4とする。図11においてま
ず、401で初期積分回数3が設定される。103でi
=送信パルス1波目となり、1回目の積分処理を行う。
105で計測される受信パルスの瞬時の信号電力対雑音
電力比SNRm は404において加算される。405に
おいて、観測回数カウンタTが3になったとき観測回数
o に達したと判断され、406において404で加算
されたSNRm の合計であるSNRSUM を観測回数To
で平均し、SNRavが求められる。例えば、図12のM
の数値を例にとると、SNRSUM はSNRSUM =7+8
+7=22となり、したがってSNRavはSNRav=2
2/3=7.33となる。このSNR avの値により40
7において例えば、次の積分回数n′=1が設定された
とする。さらに継続して観測回数中の平均の信号電力対
雑音電力比SNRavを求めるため、再び402で観測回
数カウンタTを0、408でSNRm の加算結果である
SNRSUMを0とし、409、206へ処理が進む。2
06では積分回数がmが3となったので、設定積分回数
nと同じと判断され207へ進み、ここでSNR n が計
算される。SNRn はSNRn =(7+8+7)/3=
7.33であるので、208でTp =4であるから、3
02、109へ進み、i=1のときの目標存在領域が図
13のOに示すように計算される。111において目標
存在領域は一領域ではないので、113においてパルス
選択された後、再び201で積分回数カウンタmを0に
する。403では407でn′=1と設定されたので積
分回数nは1となる。また103においてiは2、すな
わち送信パルス2波目の積分処理を行うことになる。2
03でmは1となり、104で送信、105で受信パル
スの1回目の信号電力対雑音電力比SNR1 が計測され
る。このSNR1 を図12のNに示すように9とする
と、405では観測回数カウンタTは1であるのでT≠
o となり206へ進む。206では積分回数カウンタ
mは1であり、積分回数nと等しいので207へと進
む。207ではSNRn はSNRn =9/1=9とな
り、208でSNRn は信号検出スレッショルドTp
4より大きいと判断され、109で目標存在領域が図1
3のPに示すように計算される。110で図13のOと
Pの相関をとるとQに示すとおりとなり、111で一領
域と判断され、測距が完了する。このように積分処理を
しているため、受信レベルが小さい対象目標における目
標検出が可能となるため、測距距離を延伸させることが
でき、さらに受信パルスの信号電力対雑音電力比SNR
を観測し、その大きさによって積分回数を設定するよう
にしたため、SNRの高い状況においては積分回数を減
らし、測距時間を短縮できる。
【0037】実施の形態4 図14はこの発明の実施の形態4の測距装置を構築する
ための信号処理部8内の処理ブロック図である。図2、
図6、図10、図18と共通部分は説明済みであるので
省略する。23は積分中の検出信号が周波数軸上にどの
程度変化しているかを計測する積分中の周波数変化量計
測部、24は積分中の周波数変化量計測部23で計測し
た周波数変化量により積分回数設定処理部22で設定し
た積分回数の見直しを行う積分回数見直し処理部であ
る。
【0038】また、図15は図14を実現するためのフ
ローチャートである。図15中、501は受信パルス信
号の周波数変換を行う処理、502は受信パルス信号の
周波数の変化量を観測する処理、503は502で得ら
れた周波数の変化量に応じて積分回数n′を設定する処
理である。なお、図3、図7、図11、図19と共通部
分は説明済みであるので省略する。
【0039】図16は実施の形態4の測距装置を説明す
るための概要図である。図は初期積分回数n′を3と
し、積分中の瞬時の信号電力対雑音電力比SNRm をi
=送信パルス1波目のときSNR1 =7、SNR2
8、SNR3 =7、SNRav=SNRn =3、i=送信
パルス2波目のときSNR1 =9とした場合である。
【0040】次に図16を参照して図15に示した実施
の形態4の測距装置を説明する。なお、例として図15
中観測回数To を積分回数n′と同じ3、信号検出スレ
ッショルドTp を4と仮定する。図15において、まず
401で初期積分回数3が設定される。103でi=1
となり、送信パルス1波目の積分処理に入る。501で
は受信パルス信号の周波数変換を行い、受信パルス信号
の周波数が求められる。105で計測される受信パルス
の瞬時の信号電力対雑音電力比SNRm は404におい
て加算される。405において、観測回数カウンタTが
3になったとき観測回数To に達したと判断されると、
406において404で加算されたSNRm の合計であ
るSNRSUM は観測時間To で平均され、SNRavが求
められる。ここで、SNRavあるいはSNRSUM はSN
1 、SNR2 、SNR3 を周波数軸を基準にして積分
した結果であり、周波数が変化している場合は周波数が
変化していない場合と比較して平均の信号電力対雑音電
力比SNRが低下するため、407で積分回数の大きな
値が設定される。206では積分回数mが3となったの
で設定積分回数nと同じと判断され207へと進み、こ
こでSNRn が計算される。SNRn も同様にして周波
数が変化していない場合と比較してSNRが低下してい
るため、208で信号検出スレッショルドTp を超えな
いと判断されて113へと処理が進む。しかしながら5
02において受信パルス信号の周波数の時間変化量から
n′の値を変化量が大きいほど小さな値となるように設
定するため、例えばn′=1が設定されたとするとi=
2、すなわち送信パルス2波目の積分処理では、207
においてSNRn =9と計算されるので、208ではS
NRn は信号検出スレッショルドTp を超えたと判断さ
れ、302以降の処理へ進むことになる。このように積
分処理をしているため、受信レベルが小さい対象目標に
おける目標検出が可能となるため、測距距離を延伸させ
ることができ、さらに受信パルス信号の周波数が変化し
ている場合、積分回数が大きいほどSNRが低く観測さ
れるので、積分回数をさらに増やしがちであるが、その
周波数の変化量から積分回数を設定するようにしたので
測距時間の増大を防ぎ、測距時間の短縮になる。
【0041】
【発明の効果】以上のように第1の発明によれば、積分
処理中においても受信パルス位置を計測し、目標存在領
域の計算及び目標存在領域の相関演算をしているため、
測距対象物が移動している場合の積分処理を可能とし
た。したがって、積分処理を追加することで、目標検出
判定レベルを積分処理を付加しないものと比較して低く
設定できるため、検出信号が低い遠方の測距対象物に対
しても測距可能となる。
【0042】また、第2の発明によれば、積分処理を追
加しているため請求項1と同様に遠方の測距対象物に対
しても測距可能となり、さらに、積分処理中の最大の信
号電力対雑音電力比を用いて目標存在領域幅を設定して
いるのでその目標存在領域幅は狭くなり、測距時間が短
縮できる。
【0043】また、第3の発明によれば、積分処理を追
加しているため請求項1と同様に遠方の測距対象物に対
しても測距可能となり、さらに、受信パルスの信号電力
対雑音電力比を常に観測し、その大きさによって積分回
数を設定しているので、信号電力対雑音電力比が高い状
況にある場合は測距時間を短縮できる。
【0044】さらに、第4の発明によれば、積分処理を
追加しているため請求項1と同様に遠方の測距対象物に
対しても測距可能となり、さらに、受信パルスの信号の
周波数の時間変化量を観測し、その周波数の時間変化量
に応じた積分回数を設定しているので、受信パルス信号
の周波数が変化している場合は測距時間の増大を防ぎ、
測距時間が短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明が適用されるシステム運用図であ
る。
【図2】 この発明によるマルチPRFレンジング法を
用いた実施の形態1を構築するための信号処理部内の処
理ブロック図である。
【図3】 この発明によるマルチPRFレンジング法を
用いた実施の形態1のフローチャートである。
【図4】 この発明によるマルチPRFレンジング法を
用いた実施の形態1を説明するための、積分処理中の受
信パルスの信号電力対雑音電力比の数値例を示す概要図
である。
【図5】 この発明によるマルチPRFレンジング法を
用いた実施の形態1を説明するための、積分処理中に設
定される目標存在領域とそれらの相関演算結果を示す概
要図である。
【図6】 この発明によるマルチPRFレンジング法を
用いた実施の形態2を構築するための信号処理部内の処
理ブロック図である。
【図7】 この発明によるマルチPRFレンジング法を
用いた実施の形態2のフローチャートである。
【図8】 この発明によるマルチPRFレンジング法を
用いた実施の形態2を説明するための、積分処理中の受
信パルスの信号電力対雑音電力比の数値例を示す概要図
である。
【図9】 この発明によるマルチPRFレンジング法を
用いた実施の形態2を説明するための、積分処理中に設
定される目標存在領域とそれらの相関演算結果を示す概
要図である。
【図10】 この発明によるマルチPRFレンジング法
を用いた実施の形態3を構築するための信号処理部内の
処理ブロック図である。
【図11】 この発明によるマルチPRFレンジング法
を用いた実施の形態3のフローチャートである。
【図12】 この発明によるマルチPRFレンジング法
を用いた実施の形態3を説明するための、積分処理中の
受信パルスの信号電力対雑音電力比の数値例を示す概要
図である。
【図13】 この発明によるマルチPRFレンジング法
を用いた実施の形態3を説明するための、積分処理中に
設定される目標存在領域とそれらの相関演算結果を示す
概要図である。
【図14】 この発明によるマルチPRFレンジング法
を用いた実施の形態4を構築するための信号処理部内の
処理ブロック図である。
【図15】 この発明によるマルチPRFレンジング法
を用いた実施の形態4のフローチャートである。
【図16】 この発明によるマルチPRFレンジング法
を用いた実施の形態4を説明するための、積分処理中の
受信パルスの信号電力対雑音電力比の数値例を示す概要
図である。
【図17】 測距装置の各機器の具体的な構成を示す構
成図である。
【図18】 従来のマルチPRFレンジング法を構築す
るための信号処理内の処理ブロック図である。
【図19】 従来のマルチPRFレンジング法を用いた
測距装置のフローチャートである。
【図20】 従来のマルチPRFレンジング法を用いた
測距装置を説明する送信信号と受信信号の概要図であ
る。
【図21】 従来のマルチPRFレンジング法を用いた
測距装置の受信パルスを計測する方法を説明するための
概要図である。
【符号の説明】
1 自機飛しょう体、2 測距対象目標、3 送信源、
4 パルス変調器、5送信機、6 アンテナ、7 受信
機、8 信号処理部、9 タイミング制御器、10 目
標検出判定部、11 距離誤差計算部、12 目標存在
範囲計算部、13 測距結果判定部、14 パルス繰り
返し周期選択部、15 瞬時目標検出部、16 瞬時目
標存在範囲計算部、17 積分中目標存在範囲計算部、
18検波後積分器、19 積分後目標検出部、20 積
分後目標存在範囲計算部、21 最大電力時の目標存在
範囲計算部、22 積分回数設定処理部、23 積分中
の周波数変化量計測部、24 積分回数見直し処理部、
101 第1の送信パルスのPRIを初期設定する処
理、102 送信パルス設定回数をカウントするための
カウンタの初期値を設定する処理、103 送信パルス
設定回数カウンタ、104 パルス送信処理、105
受信パルスから信号電力対雑音電力比を計測する処理、
106 受信電力の有無を判断する処理、107 送信
パルスに対する受信パルスの受信位置を計測する処理、
108 目標存在領域幅を計算する処理、109 目標
存在領域を計算する処理、110 目標存在領域の相関
演算を行う処理、111 目標存在領域が一領域か否か
を判断する処理、112 目標存在領域の中心位置を計
算する処理、113 次の送信パルスを設定する処理、
201 積分回数をカウントするためのカウンタの初期
設定を行う処理、202 積分回数を設定する処理、2
03 積分回数カウンタ、204 積分中の瞬時の信号
電力対雑音電力比と瞬時の信号検出スレッショルドを比
較する処理、205 積分中における目標存在領域の相
関演算処理、206 現在の積分回数カウンタの値と設
定値を比較する処理、207 信号電力対雑音電力比の
積分処理、208 207と積分後の信号検出スレッシ
ョルドを比較する処理、301積分中の信号電力対雑音
電力比と受信位置を記録する処理、302 301の
内、最大のものから目標存在領域幅を求める処理、40
1 初期積分回数を設定する処理、402 観測回数カ
ウンタの初期値設定処理、403 次の積分回数を設定
する処理、404 積分中の瞬時の信号電力対雑音電力
比を加算する処理、405 観測回数と観測回数カウン
タが一致したかを判断する処理、406 404を観測
回数で平均する処理、407 次の積分回数を設定する
処理、408404を初期化する処理、409 観測回
数カウンタ、501 受信パルス信号の周波数変換を行
う処理、502 受信パルス信号の周波数の変化量を観
測する処理、503 周波数の変化量に応じた積分回数
を設定する処理、S1 送信源出力、S2 パルス変調
器出力、S3 送信機出力、S4 送信信号、S5反射
信号、S6 アンテナ出力、S7 受信機出力、S8
目標信号、S9 送信制御信号、S10 受信制御信
号。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 繰り返し周期が互いに異なる複数の送信
    パルスを送信し、前記送信パルスと目標物から反射して
    くる受信パルスとの時間差を距離ディスクリを用いて測
    定することにより目標物までの距離を算出する測距装置
    において、受信パルスの信号電力対雑音電力比と所定の
    瞬時の信号検出スレッショルドとを比較する瞬時目標検
    出部と、前記瞬時目標検出部において瞬時信号検出スレ
    ッショルドを信号電力対雑音電力比が超えた場合に前記
    受信パルスの信号電力対雑音電力比から距離ディスクリ
    ランダム誤差の標準偏差を求める距離誤差計算部と、前
    記距離誤差計算部で求められた距離誤差から目標物が存
    在すると推定される目標存在範囲を設定する瞬時目標存
    在範囲計算部と、瞬時の信号電力対雑音電力比から所定
    の積分処理を行う検波後積分器と、前記検波後積分器で
    瞬時の信号電力対雑音電力比を積分処理している間に前
    記瞬時目標存在範囲計算部で設定された目標存在範囲の
    相関を算出する積分中目標存在範囲計算部と、この複数
    回積分後の信号電力対雑音電力比と所定の積分後の信号
    検出スレッショルドとを比較し目標検出ができたか否か
    を判定する積分後目標検出部と、前記積分後目標検出部
    において目標検出ができたと判定された場合に前記瞬時
    目標存在範囲計算部で算出された目標存在範囲とこれま
    でに求められている目標存在領域との相関を算出する積
    分後目標存在範囲計算部と、前記積分後目標存在範囲計
    算部の出力結果が一つに限定され対象目標物までの距離
    が算出できたか否かを判定する測距結果判定部と、前記
    測距結果判定部において対象目標物までの距離が算出で
    きない場合に次の送信パルスのパルス繰り返し周期を選
    択するパルス繰り返し周期選択部とで構成することを特
    徴とする測距装置。
  2. 【請求項2】 繰り返し周期が互いに異なる複数の送信
    パルスを送信し、前記送信パルスと目標物から反射して
    くる受信パルスとの時間差を距離ディスクリを用いて測
    定することにより目標物までの距離を算出する測距装置
    において、瞬時の受信パルスの信号電力対雑音電力比か
    ら距離ランダム誤差の標準偏差を求める距離誤差計算部
    と、前記信号電力対雑音電力比を用いて所定の積分処理
    を行う検波後積分器と、前記検波後積分器で算出された
    複数回積分後の信号電力対雑音電力比と所定の積分後の
    信号検出スレッショルドとを比較し目標検出ができたか
    否かを判定する積分後目標検出部と、前記積分後目標検
    出部で目標検出ができたと判定された場合に、積分処理
    中の最大の瞬時信号電力対雑音電力比のときの距離誤差
    計算部の出力値を用いて対象目標物が存在すると推定さ
    れる目標存在範囲を設定し、これまでに求められている
    目標存在領域との相関を算出する最大電力時の目標存在
    範囲計算部と、前記目標存在範囲計算部の相関結果が一
    つに限定され対象目標物までの距離が算出できたか否か
    を判定する測距結果判定部と、前記測距結果判定部にお
    いて対象目標物までの距離が算出できない場合に次の送
    信パルスのパルス繰り返し周期を選択するパルス繰り返
    し周期選択部とで構成することを特徴とする測距装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の測距装置において、受信
    パルスの信号電力対雑音電力比をある一定時間観測し、
    一定時間内の平均の信号電力対雑音電力比の大きさによ
    って積分回数の値を決定する積分回数設定処理部を設け
    たことを特徴とする測距装置。
  4. 【請求項4】 請求項2または3記載の測距装置におい
    て、瞬時の受信パルス信号を各々周波数変換し、ある一
    定時間内に変化する周波数変化量を計測する積分中の周
    波数変化量計測部と、前記積分中の周波数変化量計測部
    で計測された周波数変化量に応じた積分回数の再設定を
    行う積分回数見直し処理部を設けたことを特徴とする測
    距装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016166825A (ja) * 2015-03-10 2016-09-15 株式会社東芝 パッシブレーダ装置、および目標物探知方法
JPWO2021084633A1 (ja) * 2019-10-30 2021-11-18 三菱電機株式会社 送信装置及び送受信装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016166825A (ja) * 2015-03-10 2016-09-15 株式会社東芝 パッシブレーダ装置、および目標物探知方法
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