JP2000258532A - 移動観測用レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の移動観測用レーダ装置では、３系統以
上の受信信号処理経路を設けなければ、各送受信アンテ
ナ２，３の指向方向に拘わらず、移動物体２９の散乱波
の位相差に基づいてその観測方向を特定することができ
なかった。 【解決手段】 ２つの送受信アンテナ２，３の一方から
観測電波を送信するとともに両方の送受信アンテナ２，
３で散乱波を観測し、これを２回繰り返すことで、移動
物体２９の散乱波の位相差情報を得て、ひいては移動物
体２９の観測方向θを特定するものである。

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、航空機や衛星な
どの移動プラットフォーム上に配設され、地表や海面な
どの上を移動する移動物体を検出する移動観測用レーダ
装置に係り、特に移動物体の観測方向を特定することが
できる移動観測用レーダ装置の改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図９は“DETECTION LIMITS FOR SIDEWAY
S LOOKING MTI RADARS”（White,R.G.他著，Proc.of Ra
dar 97,pp434-438,1997.）に基づいて想定される従来の
移動観測用レーダ装置の構成図である。図において、１
は移動プラットフォーム、４５，４６，４７はそれぞれ
送受信アンテナ、４８は一定の周期毎のパルス波からな
る観測信号を生成する送信機、４９，５０，５１はそれ
ぞれ受信機、５２，５３，５４はそれぞれ切替器、５
５，５６，５７はそれぞれクラッター追尾回路、５８，
５９はそれぞれ遅延回路、６０，６１はそれぞれ差分演
算回路、６２は方探手段である。

【０００３】次に動作について説明する。３つの切替器
５２，５３，５４を動作させて３つの送受信アンテナ４
５，４６，４７に同時に送信機４８を接続し、この３つ
の送受信アンテナ４５，４６，４７から１つ目のパルス
を放出する。そして、３つの切替器５２，５３，５４を
動作させてこの１つ目のパルスの散乱波を受信し、クラ
ッター追尾処理を行う。

【０００４】また、移動プラットフォーム１がこの送受
信アンテナ４５，４６，４７の移動方向長さの半分移動
した時点で３つの切替器５２，５３，５４を再び動作さ
せて、３つの送受信アンテナ４５，４６，４７に同時に
送信機４８を接続し、この３つの送受信アンテナ４５，
４６，４７から２つ目のパルスを放出する。そして、３
つの切替器５２，５３，５４を動作させてこの２つ目の
パルスの散乱波を受信し、クラッター追尾処理を行う。

【０００５】次に、１つ目のパルスの散乱波である受信
信号は２つの遅延回路５８，５９で遅延されているの
で、２つの差分演算回路６０，６１はこの遅延された信
号と新たに受信した散乱波に基づく信号との差分演算を
行う。そして、この２つのパルスを出力する間において
物体が移動するとそのエコーが一致しなくなるので、２
つの差分演算回路からは移動物体の移動速度などに応じ
た波形が出力されることになる。

【０００６】そして、このように２つの差分信号が入力
されると、方探手段６２はまずそれらの波形に基づいて
この２つの差分信号の位相差を演算し、次にこの位相差
に基づいて観測方向を演算する。

【０００７】図１０はこのような従来の移動観測用レー
ダ装置の動作を説明するためのジオメトリである。図に
おいて、６３は１つ目のパルスを出力したときの３つの
送受信アンテナ４５，４６，４７の状態、６４は１つ目
のパルスの散乱波を受信するときの３つの送受信アンテ
ナ４５，４６，４７の状態、６５は２つ目のパルスを出
力したときの３つの送受信アンテナ４５，４６，４７の
状態、６６は２つ目のパルスの散乱波を受信するときの
３つの送受信アンテナ４５，４６，４７の状態である。
そして、パルス送信時の送信位相中心と散乱波受信時の
受信位相中心との関係から、各送受信アンテナ４５，４
６，４７の送受信の位相中心はそれぞれこの２つのパル
スを出力する間に移動していないものとみなすことがで
きる。したがって、上記２つの受信信号の差分演算結果
として生成される信号波形の位相差は、各送受信アンテ
ナ４５，４６，４７の送受信の位相中心点と移動物体２
９との距離の差とみなすことができ、この位相差に基づ
いて移動物体２９の観測方向のスクイント角度θを特定
することができる。

【０００８】従って、このような構成と動作とにより、
上記従来の移動観測用レーダ装置は送受信アンテナの指
向特性などに拘わらず、その観測範囲内を移動する移動
物体２９の観測方向θを特定することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の移動観測用レー
ダ装置は以上のように構成されているので、各送受信ア
ンテナ４５，４６，４７が受信する散乱波の中から移動
物体２９からの散乱波を抽出し、この抽出した２つの移
動物体２９からの散乱波の位相差に基づいて移動物体２
９の観測方向を特定するために、３つの送受信アンテナ
４５，４６，４７を設ける必要があり（アンテナを３分
割する必要があり）、しかも、３系統の受信波処理経
路、すなわち３つの受信機４９，５０，５１、３つのク
ラッター追尾回路５５，５６，５７、２つの遅延回路５
８，５９、２つの差分演算回路６０，６１などを必要と
していた。その結果、移動観測用レーダ装置の構造が複
雑化し、高額な部品の使用点数も増加し、さらにはこれ
ら３系統の受信波処理経路の受信特性などを一致させる
ために微妙な調整作業が必要となって製造期間も格段に
増加してしまうなどの課題があった。

【００１０】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、３つの送受信アンテナや３系統の
受信波処理経路などを必要とすることなく簡易な構成に
て、従来よりも格段なコストダウンや製造期間短縮など
の効果を期待することができる移動観測用レーダ装置を
得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る移動観測
用レーダ装置は、移動プラットフォーム上に配設され、
移動物体を検出する移動観測用レーダ装置において、一
定の周期毎のパルス波からなる観測信号を生成する送信
機と、上記観測信号を第一観測電波として放射するとと
もに、受信した散乱波を第一散乱波として受信する第一
送受信アンテナと、上記第一散乱波が入力され、これに
応じた第一受信信号を出力する第一受信機と、第一受信
信号を上記パルス波の周期の整数倍の時間分だけ遅延さ
せる第一遅延回路と、遅延後の第一受信信号と上記第一
受信機から直接入力された第一受信信号との差分演算を
実行し、それにより得られる差分信号を移動物体の第一
検出信号として出力する第一差分演算回路と、上記観測
信号を第二観測電波として放射するとともに、受信した
散乱波を第二散乱波として受信する第二送受信アンテナ
と、上記第二散乱波が入力され、これに応じた第二受信
信号を出力する第二受信機と、第二受信信号を上記第一
遅延回路と同じ時間だけ遅延させる第二遅延回路と、遅
延後の第二受信信号と上記第二受信機から直接入力され
た第二受信信号との差分演算を実行し、それにより得ら
れる差分信号を移動物体の第二検出信号として出力する
第二差分演算回路と、第一検出信号と第二検出信号との
位相差に基づいて上記移動物体の観測方向を特定する方
探手段と、上記移動プラットフォームの移動方向前方側
に位置する送受信アンテナから上記パルス波を出力して
から上記遅延時間の後に出力されるパルス波は上記移動
プラットフォームの移動方向後方側に位置する送受信ア
ンテナから出力されるように、上記観測信号の周期に同
期して上記第一送受信アンテナと上記第二送受信アンテ
ナとを上記送信機に択一的に接続するとともに、この２
つのパルスの散乱波に基づいて上記方探手段には移動物
体の観測方向を特定させる同期制御手段とを備えたもの
である。

【００１２】この発明に係る移動観測用レーダ装置は、
第一受信機と第一遅延回路との間に配設され、第一受信
信号を圧縮する第一パルス圧縮手段と、第二受信機と第
二遅延回路との間に配設され、第二受信信号を圧縮する
第二パルス圧縮手段と、この第一パルス圧縮手段あるい
は第二パルス圧縮手段により圧縮された受信信号が入力
され、この信号に基づいて観測方向の画像を生成する画
像生成手段と、この生成された画像と上記方探手段によ
り観測された移動物体の位置とを重ねて表示する表示手
段とを備えたものである。

【００１３】この発明に係る移動観測用レーダ装置は、
方探手段の移動物体の２つ以上の検出方向情報と、その
２つ以上の検出方向情報の観測期間における移動プラッ
トフォームの移動経路および移動速度とに基づいて当該
移動物体の移動方向情報を生成する速度算出手段を設
け、表示手段はこの移動速度を生成画像や移動物体の位
置とともに表示するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１に係る移
動観測用レーダ装置の構成を示すブロック図である。図
において、１は航空機や衛星などの移動プラットフォー
ム、２はこの移動プラットフォーム１の一側面上に設け
られ、電波を送受信する第一送受信アンテナ、３はこの
第一送受信アンテナ２に隣接して配置され、電波を送受
信する第二送受信アンテナである。

【００１５】４は一定の周期毎のパルス波からなる観測
信号を生成する送信機、５はこの観測信号を第一送受信
アンテナ２と第二送受信アンテナ３とに交互に供給する
第一切替えスイッチである。

【００１６】６は第一送受信アンテナ２が受信する第一
散乱波が入力され、これに応じた第一受信信号を出力す
る第一受信機、７は送信機４と第一受信機６との第一送
受信アンテナ２に対する接続を切り替える第一切替器、
８は第一受信信号に対してクラッター追尾処理を行う第
一クラッター追尾回路、９は第一受信信号をパルス波の
周期のｎ倍（ｎは整数）の時間分だけ遅延させる第一遅
延回路、１０はこの第一遅延回路９により遅延された第
一受信信号から上記第一クラッター追尾回路８より直接
入力される第一受信信号を減算し、それにより得られる
第一差分信号を出力する第一差分演算回路、１１はこの
第一差分演算回路１０と第一クラッター追尾回路８とを
直接接続する第一バイパス信号線である。

【００１７】１２は第二送受信アンテナ３が受信する第
二散乱波が入力され、これに応じた第二受信信号を出力
する第二受信機、１３は送信機４と第二受信機１２との
第二送受信アンテナ３に対する接続を切り替える第二切
替器、１４は第二受信信号に対してクラッター追尾処理
を行う第二クラッター追尾回路、１５は第二受信信号を
第一遅延回路９と同様の時間だけ遅延させる第二遅延回
路、１６はこの第二遅延回路１５により遅延された第二
受信信号から上記第二クラッター追尾回路１４より直接
入力される第二受信信号を減算し、それにより得られる
第二差分信号を出力する第二差分演算回路、１７はこの
第二差分演算回路１６と第二クラッター追尾回路１４と
を直接接続する第二バイパス信号線である。

【００１８】１８は第一差分信号と第二差分信号とが入
力され、これら２つの信号波形の位相差に基づいて移動
物体の観測方向を特定する方探手段、１９はこの方探手
段１８と第一差分演算回路１０との間に配設された第二
切替えスイッチ、２０はこの方探手段１８と第二差分演
算回路１６との間に配設された第三切替えスイッチ、２
１は観測信号が入力され、この観測信号の一定の周期毎
のパルス波に同期して第一切替えスイッチ５、第二切替
えスイッチ１９および第三切替えスイッチ２０を切り替
え制御する同期制御手段である。

【００１９】次に動作について説明する。ここでは説明
を簡便にするために、移動プラットフォーム１が第一送
受信アンテナ２の配設位置と第二送受信アンテナ３の配
設位置とを結ぶ方向に、第二送受信アンテナ３が移動方
向前方となるように移動する場合を例に説明する。

【００２０】まず、観測信号に同期して、同期制御手段
２１が送信機４を第二送受信アンテナ３に接続するよう
に第一切替えスイッチ５を設定するとともに第二切替え
スイッチ１９および第三切替えスイッチ２０を開状態に
設定する。この状態で第二切替器１３が送信機４を第二
送受信アンテナ３に接続すると、送信機４から出力され
るパルス波からなる観測信号は第二送受信アンテナ３に
入力され、この第二送受信アンテナ３から外部空間へ第
二観測電波(観測信号）が放出され、更に、この第二観
測電波の物体による散乱波が第一送受信アンテナ２およ
び第二送受信アンテナ３に入力される。

【００２１】このように第一送受信アンテナ２および第
二送受信アンテナ３に散乱波が入力された状態におい
て、第一切替器７および第二切替器１３がそれぞれの送
受信アンテナ２，３にそれぞれの受信機６，１２を接続
すると、この２つの受信機６，１２は受信信号を出力す
る。

【００２２】そして、このように第一受信機６から第一
受信信号が出力されると、第一クラッター追尾回路８は
この第一受信信号に対してクラッター追尾処理を行い、
第一遅延回路９はこのクラッター追尾処理後の第一受信
信号をパルス波の周期のｎ倍の時間分だけ遅延させる。
また、第二受信機１２から第二受信信号が出力されると
同様に、第二クラッター追尾回路１４はこの第二受信信
号に対してクラッター追尾処理を行い、第二遅延回路１
５はこのクラッター追尾処理後の第二受信信号をパルス
波の周期のｎ倍の時間分だけ遅延させる。

【００２３】次に、上記パルスを出力してから遅延時間
の後に観測信号に同期して、同期制御手段２１が送信機
４を第一送受信アンテナ２に接続するように第一切替え
スイッチ５を切り替え、しかも、第二切替えスイッチ１
９および第三切替えスイッチ２０を閉状態に切り替え
る。この状態で第一切替器７が送信機４を第一送受信ア
ンテナ２に接続すると、送信機４から出力されるパルス
は第一送受信アンテナ２に入力され、この第一送受信ア
ンテナ２から外部空間へ第一観測電波が放出され、更
に、この第一観測電波の物体による散乱波が第一送受信
アンテナ２および第二送受信アンテナ３に入力される。

【００２４】このように第一送受信アンテナ２および第
二送受信アンテナ３に散乱波が入力された状態におい
て、第一切替器７および第二切替器１３がそれぞれの送
受信アンテナ２，３にそれぞれの受信機６，１２を接続
すると、この２つの受信機６，１２は受信信号を出力す
る。

【００２５】そして、このように第一受信機６から第一
受信信号が出力されると、第一クラッター追尾回路８は
この第一受信信号に対してクラッター追尾処理を行い、
第一差分演算回路１０は、第一遅延回路９で遅延されて
いた第一受信信号とこの新たに第一クラッター追尾回路
８から出力された第一受信信号との差分演算を行って第
一差分信号を出力し、この第一差分信号は方探手段１８
に入力される。同様に、このように第二受信機１２から
第二受信信号が出力されると、第二クラッター追尾回路
１４はこの第二受信信号に対してクラッター追尾処理を
行い、第二差分演算回路１６は、第二遅延回路１５で遅
延されていた第二受信信号とこの新たに第二クラッター
追尾回路１４から出力された第二受信信号との差分演算
を行って第二差分信号を出力し、この第二差分信号も方
探手段１８に入力される。

【００２６】そして、上記第一送受信アンテナ２に入力
された２つの第一散乱波が静止物体からの散乱波のみか
らなる場合、この２つの第一散乱波は同様な波形となる
ので、２つの散乱波の差演算の結果はゼロとなり、移動
物体無しの第一差分信号が出力される。逆に、第一送受
信アンテナ２に入力された２つの第一散乱波に移動物体
からの散乱波を含む場合には、この移動物体からの２つ
の散乱波のエコーに位相差が生じるので、上記２つの散
乱波の差演算の結果はゼロとはならない。第二差分信号
も同様である。

【００２７】従って、方探手段１８には、観測範囲内を
移動する移動物体があれば、それに基づく波形を有する
第一差分信号と第二差分信号が入力されることになる。
そして、この方探手段１８では、この第一差分信号の波
形と第二差分信号の波形とを比較し、この２つの信号波
形の位相差に基づいて移動物体の観測方向を特定する。

【００２８】また、この一連の観測動作を繰り返すこと
により、移動プラットフォーム１の移動に伴って広範囲
における移動物体をその観測方向を含めて観測すること
ができる。

【００２９】次に以上の動作により移動物体の存在とと
もにその観測方向を特定できるアルゴリズムを説明す
る。図２はこの発明による移動物体の観測アルゴリズム
を説明するためのジオメトリである。図において、２２
は１つ目のパルスを出力したとき（ｔ＝ｔ１）の２つの
送受信アンテナ２，３の状態、２３は１つ目のパルスの
散乱波を受信するとき（ｔ＝ｔ１）の２つの送受信アン
テナ２，３の状態、２４は２つ目のパルスを出力したと
き（ｔ＝ｔ１＋ｎ×ＰＲＩ）の２つの送受信アンテナ
２，３の状態、２５は２つ目のパルスの散乱波を受信す
るとき（ｔ＝ｔ１＋ｎ×ＰＲＩ）の２つの送受信アンテ
ナ２，３の状態である。そして、１つ目のパルスにおい
ては、第二送受信アンテナ３から送信しているので、第
一送受信アンテナ２の送受信の電気的な位相中心は同図
の２６の位置となり、第二送受信アンテナ３の送受信の
電気的な位相中心は同図の２７の位置となる。また、２
つ目のパルスにおいては、第一送受信アンテナ２から送
信しているので、やはり、第一送受信アンテナ２の送受
信の電気的な位相中心は同図の２６の位置となり、第二
送受信アンテナ３の送受信の電気的な位相中心は同図の
２７の位置となる。なお、同図においては、移動プラッ
トフォーム１はこの２つの送受信アンテナ２，３の配列
方向と平行に移動し、かつ、下記式（１）の速度で移動
しているものと仮定している。但し、Ｂは２つの送受信
アンテナ２，３の位相中心同士の間隔であるベースライ
ン長、ｕは移動プラットフォーム１の移動速度、ＰＲＩ
×ｎは当該２つのパルスの送出間隔、θは移動方向に対
する観測方向のスクイント角度である。

【００３０】 Ｂ／２＝（ｕ×ＰＲＩ×ｎ）ｓｉｎθ （１）

【００３１】そして、このように制御することにより、
移動物体２９からの２つの散乱波は第一の経路３０を通
って第一送受信アンテナ２に受信され、かつ、第二の経
路３１を通って第二送受信アンテナ３に受信されること
になり、２つの散乱波はそれぞれの送受信アンテナ２，
３が同一位置に固定された状態で観測したものと等価と
みなすことができる。

【００３２】従って、同図にあるように、移動物体２９
と第一送受信アンテナ２の位相中心点とを結ぶ第一の経
路３０の距離と、移動物体２９と第二送受信アンテナ２
の位相中心点とを結ぶ第二の経路３１の距離との間に差
がある場合、その経路差分だけ第一送受信アンテナ２が
受信する散乱波（第一散乱波）の位相と第二送受信アン
テナ３が受信する散乱波（第二散乱波）の位相とに差が
生じ、この位相差を下記式（２）に代入することにより
方探手段１８において移動物体２９の観測方向θを特定
することができる。但し、ΔΦは２つの差分信号の位相
差、λは散乱波の波長である。

【００３３】 ΔΦ＝（４π／λ）×Δｒ＝（４πＢ／２λ）ｓｉｎθ （２）

【００３４】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、各送受信アンテナ２，３と、各受信機６，１２と、
各遅延回路９，１５と、各差分演算回路１０，１６とか
らなる２系統の受信波処理経路と、このそれぞれの系統
から出力される２つの検出信号の間の位相差に基づいて
移動物体２９の観測方向を特定する方探手段１８ととも
に、移動プラットフォーム１の移動方向前方側に位置す
る第二送受信アンテナ３から上記送信機４のパルスを出
力してから上記各遅延回路９，１５の遅延時間の後に出
力されるパルスが上記移動プラットフォーム１の移動方
向後方側に位置する第一送受信アンテナ２から出力され
るように、上記観測信号の周期に同期して上記第一送受
信アンテナ２と上記第二送受信アンテナ３とを上記送信
機４に択一的に接続する同期制御手段２１を備えたの
で、２つの送受信アンテナ２，３のみを用いて従来とは
全く異なる観測制御によって移動物体２９を観測する２
つの差分演算信号を生成することができる。

【００３５】従って、この発明に係る移動観測用レーダ
装置は、従来の移動観測用レーダ装置のように３つの送
受信アンテナおよび３系統の受信波処理経路を用いるこ
となく、この２つのパルスの散乱波に基づいて方探手段
１８に移動物体２９の観測方向を特定させることができ
るので、簡易な構成にて、従来よりも格段なコストダウ
ンや製造期間短縮などの効果を期待することができる効
果がある。

【００３６】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２に係る移動観測用レーダ装置の構成を示すブロック
図である。図において、３２は第一受信機６と第一クラ
ッター追尾回路８との間に配設され、観測信号のパルス
をリニアＦＭ変調したチャープパルスを用いて第一受信
信号を圧縮する第一パルス圧縮手段、３３は第二受信機
１２と第二クラッター追尾回路１４との間に配設され、
観測信号のパルスをリニアＦＭ変調したチャープパルス
を用いて第二受信信号を圧縮する第二パルス圧縮手段、
３４は合成開口レーダのアジマス圧縮としてよく知られ
ているもので、直線状の軌道を飛行しながら観測した時
に第二パルス圧縮手段３３から出力される第二受信信号
の受信信号列の角度分解能力を改善し、この改善された
信号に基づいて観測方向の画像を生成する画像生成手
段、３５はこれらによりレンジ方向およびアジマス方向
において高分解能化されたレーダ画像と、方探手段１８
により観測された移動物体２９の位置とを重ねて表示す
る表示手段である。これ以外の構成は実施の形態１と同
様であり同一の符号を付して説明を省略する。

【００３７】次に動作について説明する。第一受信機６
から第一受信信号が出力されると、第一パルス圧縮手段
３２はチャープパルスを用いてこの第一受信信号を圧縮
する。同様に、第二受信機１２から第二受信信号が出力
されると、第二パルス圧縮手段３３はチャープパルスを
用いてこの第二受信信号を圧縮する。従って、図４のＹ
軸方向（レンジ方向）の距離分解能力を観測信号パルス
のパルス幅で決まる分解能よりも高くすることができ
る。なお、図４は移動プラットフォーム１の移動方向を
Ｘ軸としている。

【００３８】また、画像生成手段３４は、このようにレ
ンジ方向の距離分解能が向上された第二受信信号に対し
て更に角度分解能力を改善する処理を行い、これを観測
方向の画像として出力している。

【００３９】そして、表示手段３５は、このように二次
元的に高分解能化された画像の上に、方探手段１８から
出力される移動物体２９の観測方向情報に基づいて移動
目標のシンボルを表示する。図５はこの表示例である。
図において、３６は移動目標のシンボルである。これ以
外の動作は実施の形態１と同様であり説明を省略する。

【００４０】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、第一受信機６と第一遅延回路９との間に配設され、
第一受信信号を圧縮する第一パルス圧縮手段３２と、第
二受信機１２と第二遅延回路１５との間に配設され、第
二受信信号を圧縮する第二パルス圧縮手段３３と、この
第一パルス圧縮手段３２あるいは第二パルス圧縮手段３
３により圧縮された受信信号が入力され、この信号に基
づいて観測方向の画像を生成する画像生成手段３４と、
この生成された画像と上記方探手段１８により観測され
た移動物体２９の位置とを重ねて表示する表示手段３５
とを備えるので、この表示手段３５の表示に基づいて容
易に移動物体２９の位置を把握することができる効果が
ある。

【００４１】従って、この実施の形態２の構成によれ
ば、開口が２つしかないアンテナで移動目標を検出して
その方位を測定し、その位置をレーダ画像上に表示でき
るレーダ装置を得ることができる。

【００４２】実施の形態３．図６はこの発明の実施の形
態３に係る移動観測用レーダ装置の構成を示すブロック
図である。図において、３７は方探手段１８から出力さ
れる移動物体２９の観測方向情報が入力され、複数の観
測方向情報に基づいて移動物体２９の移動速度情報を生
成する速度算出手段、３８は生成画像や移動物体２９の
観測方向情報とともにこの移動物体２９の移動速度情報
が入力され、生成画像に重ねて移動物体２９の現在位置
を表示するとともに、その現在位置を基点として上記移
動速度情報をベクトルとして表示する表示手段である。

【００４３】図７はこの発明の実施の形態３の速度算出
手段の速度算出処理を説明するためのジオメトリであ
る。同図は移動プラットフォーム１の移動方向と平行に
Ｘ軸が設定されている。図において、３９は１回目の観
測を行ったときの移動プラットフォーム１の位置、４０
は２回目の観測を行ったときの移動プラットフォーム１
の位置、４１は１回目の観測を行ったときの移動物体２
９の位置、４２は２回目の観測を行ったときの移動物体
２９の位置、４３はこの２回の観測期間の間における移
動物体２９の移動方向ベクトルである。

【００４４】そして、同図に示すように、１回目の観測
により得られた移動物体２９の観測方向のスクイント角
度をθ１、１回目の観測時の移動プラットフォーム１と
移動物体２９との距離をｒ１、２回目の観測により得ら
れた移動物体２９の観測方向のスクイント角度をθ２、
２回目の観測時の移動プラットフォーム１と移動物体２
９との距離をｒ２、移動プラットフォーム１の地上から
の高さをｈとし、座標の中心点を移動プラットフォーム
１の鉛直方向の地表上に設定すれば、下記式（３）から
式（５）により移動物体２９の移動速度を求めることが
できる。なお、以下の式において、Ｔはこの２つのパル
スを送出する間の時間である。

【００４５】

【数１】

【００４６】図８はこの発明の実施の形態３による表示
手段３８の表示画面の一例である。図において、４４は
上記速度算出手段３７が求めた移動速度情報を表示する
速度ベクトルである。これ以外の構成および動作は実施
の形態２と同様であり説明を省略する。

【００４７】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、方探手段１８からの移動物体２９の２つ以上の検出
方向情報と、その２つ以上の検出方向情報の観測期間に
おける移動プラットフォーム１の移動経路および移動速
度とに基づいて当該移動物体２９の移動方向情報を生成
する速度算出手段３７を設け、表示手段３８はこの移動
速度を再生画像や移動物体の位置とともに表示するの
で、単にある瞬間の移動物体２９の位置を容易に把握で
きるのみに留まらず、今後どのように移動していくかに
ついても容易に把握することができる効果がある。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、送受
信アンテナと、受信機と、遅延回路と、差分演算回路と
からなる２系統の受信波処理経路と、このそれぞれの系
統から出力される２つの検出信号の間の位相差に基づい
て移動物体の観測方向を特定する方探手段とともに、移
動プラットフォームの移動方向前方側に位置する送受信
アンテナから上記送信機のパルスを出力してから上記遅
延回路の遅延時間の後に出力されるパルスが上記移動プ
ラットフォームの移動方向後方側に位置する送受信アン
テナから出力されるように、上記観測信号の周期に同期
して上記第一送受信アンテナと上記第二送受信アンテナ
とを上記送信機に択一的に接続する同期制御手段を備え
たので、２つの送受信アンテナのみを用いて従来とは全
く異なる観測制御によって移動物体を観測する２つの差
分演算信号を生成することができる。

【００４９】従って、この発明に係る移動観測用レーダ
装置は、従来の移動観測用レーダ装置のように３つの送
受信アンテナおよび３系統の受信波処理経路を用いるこ
となく、この２つのパルスの散乱波に基づいて方探手段
に移動物体の観測方向を特定させることができるので、
簡易な構成にて、従来よりも格段なコストダウンや製造
期間短縮などの効果を期待することができる効果があ
る。

【００５０】この発明によれば、第一受信機と第一遅延
回路との間に配設され、第一受信信号を圧縮する第一パ
ルス圧縮手段と、第二受信機と第二遅延回路との間に配
設され、第二受信信号を圧縮する第二パルス圧縮手段
と、この第一パルス圧縮手段あるいは第二パルス圧縮手
段により圧縮された受信信号が入力され、この信号に基
づいて観測方向の画像を生成する画像生成手段と、この
生成された画像と上記方探手段により観測された移動物
体の位置とを重ねて表示する表示手段とを備えるので、
この表示手段の表示に基づいて容易に移動物体の位置を
把握することができる効果がある。

【００５１】この発明によれば、方探手段の移動物体の
２つ以上の検出方向情報と、その２つ以上の検出方向情
報の観測期間における移動プラットフォームの移動経路
および移動速度とに基づいて当該移動物体の移動方向情
報を生成する速度算出手段を設け、表示手段はこの移動
速度を生成画像や移動物体の位置とともに表示するの
で、単にある瞬間の移動物体の位置を容易に把握できる
のみに留まらず、今後どのように移動していくかについ
ても容易に把握することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による移動観測用レ
ーダ装置の構成を示すブロック図である。

【図２】 この発明による移動物体の観測アルゴリズム
を説明するためのジオメトリである。

【図３】 この発明の実施の形態２による移動観測用レ
ーダ装置の構成を示すブロック図である。

【図４】 この発明の実施の形態２の高分解能処理を説
明するためのジオメトリである。

【図５】 この発明の実施の形態２による表示手段の表
示画面の一例である。

【図６】 この発明の実施の形態３による移動観測用レ
ーダ装置の構成を示すブロック図である。

【図７】 この発明の実施の形態３の速度算出手段の速
度算出処理を説明するためのジオメトリである。

【図８】 この発明の実施の形態３による表示手段の表
示画面の一例である。

【図９】 従来の移動観測用レーダ装置の構成図であ
る。

【図１０】 従来の移動観測用レーダ装置の動作を説明
するためのジオメトリである。

【符号の説明】

１ 移動プラットフォーム、２ 第一送受信アンテナ、
３ 第二送受信アンテナ、４ 送信機、６ 第一受信
機、９ 第一遅延回路、１０ 第一差分演算回路、１２
第二受信機、１５ 第二遅延回路、１６ 第二差分演
算回路、１８ 方探手段、２１ 同期制御手段、２９
移動物体、３２ 第一パルス圧縮手段、３３ 第二パル
ス圧縮手段、３４ 画像生成手段、３５，３８ 表示手
段、３７速度算出手段。

フロントページの続き (72)発明者 原 芳久 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5J070 AB01 AB08 AC01 AC02 AC06 AC13 AD06 AD20 AE07 AE20 AF06 AF08 AH01 AH34 AH50 AK22 AK27 BB30 BG05 BG12

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動プラットフォーム上に配設され、移
   動物体を検出する移動観測用レーダ装置において、 一定の周期毎のパルス波からなる観測信号を生成する送
   信機と、 上記観測信号を第一観測電波として放射するとともに、
   受信した散乱波を第一散乱波として受信する第一送受信
   アンテナと、 上記第一散乱波が入力され、これに応じた第一受信信号
   を出力する第一受信機と、 第一受信信号を上記パルス波の周期の整数倍の時間分だ
   け遅延させる第一遅延回路と、 遅延後の第一受信信号と上記第一受信機から直接入力さ
   れた第一受信信号との差分演算を実行し、それにより得
   られる差分信号を移動物体の第一検出信号として出力す
   る第一差分演算回路と、 上記観測信号を第二観測電波として放射するとともに、
   受信した散乱波を第二散乱波として受信する第二送受信
   アンテナと、 上記第二散乱波が入力され、これに応じた第二受信信号
   を出力する第二受信機と、 第二受信信号を上記第一遅延回路と同じ時間だけ遅延さ
   せる第二遅延回路と、 遅延後の第二受信信号と上記第二受信機から直接入力さ
   れた第二受信信号との差分演算を実行し、それにより得
   られる差分信号を移動物体の第二検出信号として出力す
   る第二差分演算回路と、 第一検出信号と第二検出信号との位相差に基づいて上記
   移動物体の観測方向を特定する方探手段と、 上記移動プラットフォームの移動方向前方側に位置する
   送受信アンテナから上記パルス波を出力してから上記遅
   延時間の後に出力されるパルス波は上記移動プラットフ
   ォームの移動方向後方側に位置する送受信アンテナから
   出力されるように、上記観測信号の周期に同期して上記
   第一送受信アンテナと上記第二送受信アンテナとを上記
   送信機に択一的に接続するとともに、この２つのパルス
   の散乱波に基づいて上記方探手段には移動物体の観測方
   向を特定させる同期制御手段とを備えたことを特徴とす
   る移動観測用レーダ装置。
2. 【請求項２】 第一受信機と第一遅延回路との間に配設
   され、第一受信信号を圧縮する第一パルス圧縮手段と、 第二受信機と第二遅延回路との間に配設され、第二受信
   信号を圧縮する第二パルス圧縮手段と、 この第一パルス圧縮手段あるいは第二パルス圧縮手段に
   より圧縮された受信信号が入力され、この信号に基づい
   て観測方向の画像を生成する画像生成手段と、 この生成された画像と上記方探手段により観測された移
   動物体の位置とを重ねて表示する表示手段とを備えたこ
   とを特徴とする請求項１記載の移動観測用レーダ装置。
3. 【請求項３】 方探手段の移動物体の２つ以上の検出方
   向情報と、その２つ以上の検出方向情報の観測期間にお
   ける移動プラットフォームの移動経路および移動速度と
   に基づいて当該移動物体の移動方向情報を生成する速度
   算出手段を設け、 表示手段はこの移動速度を生成画像や移動物体の位置と
   ともに表示することを特徴とする請求項２記載の移動観
   測用レーダ装置。