JP2001091633A - 模擬クラッタ発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーダ表示器に供給表示できる、より精巧な
模擬クラッタ信号を生成する。 【解決手段】 レーダ反射波のうち、クラッタからの反
射信号には、方位方向にレイリー分布やワイブル分布等
の統計的な相関関係が含まれている。この発明は、少な
くとも統計データ発生部１１を設け、方位方向のアドレ
スに対応して統計的データに基づく模擬クラッタの振幅
・位相変調データにより、レーダ搬送波ｆｃ信号を変調
し、その後可変増幅器４において、電波反射強度データ
による振幅変調を加えて模擬クラッタを生成するように
構成した。この結果、電波反射強度データによる振幅変
調等に加えて、クラッタの統計的データに基づく振幅・
位相変調をも施したので、より実際に近似した模擬クラ
ッタをレーダ表示器７に供給表示することができる。

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、実際のクラッタ
に近似した模擬クラッタを生成する模擬クラッタ発生装
置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にレーダ機器では、山岳や建造物等
からのグランドクラッタをはじめ、海面（シークラッ
タ）や雨，雲等のいわゆる気象目標からの反射波も、真
の目標からのレーダ反射波とともに受信される。

【０００３】受信波の中に含まれるクラッタには、上記
のようにグランドクラッタやシークラッタのように予め
固定して存在するものもあれば、雨や雲のように自然発
生的に現われるものもある。しかしその他にも、チャフ
等のように、人工的に生成されたものからの妨害波（Ｅ
ＣＭ）も存在するので、オペレータがレーダ表示器に表
示されたノーマル（ＮＯＲＭ）ビデオの映像から、真の
目標物を明瞭に識別するのは容易でなく、豊富な経験が
必要とされている。

【０００４】そこで従来、ＢスコープあるいはＰＰＩス
コープのレーダ表示器にクラッタからのレーダ反射波を
模擬的に表示し、上記のように多種多様なクラッタの中
から、例えば航空機等の真の目標物を見出だすための教
育訓練がオペレータを対象として実施されている。

【０００５】オペレータの教育訓練では、そのレーダ表
示器に模擬的にクラッタを表示するシミュレータが用い
られるが、そのシミュレータには、模擬クラッタ信号を
発生させ、表示器に供給する模擬クラッタ発生装置が組
み込まれる。

【０００６】従来の模擬クラッタ発生装置は、例えば特
開平５−７２３２０号公報の記載にも見られるが主要部
は図６に示すように構成されている。

【０００７】すなわち、まずレーダ送信機１からは、ア
ンテナ方位や仰角に対応したビーム指向角度信号１ａ、
送信トリガ信号１ｂ、その送信トリガ信号に基づいて生
成されるレンジ（距離）マークのクロック信号１ｃ、及
びレーダの送信周波数信号１ｄ等がクラッタ情報発生部
２に供給される。

【０００８】クラッタ情報発生部２は、供給されたこれ
らビーム指向角度信号１ａ、送信トリガ信号１ｂ、及び
クロック信号１ｃに基づき、レーダビーム走査に対応
し、各方位方向のレーダ反射領域内に設定された模擬ク
ラッタの距離、方位、高度（仰角）の位置情報、及びそ
の模擬クラッタの電波反射強度情報を生成してレベル制
御部３１に供給するとともに、模擬クラッタが相対速度
を有するか否かの区別に対応したクラッタの種類情報が
ドップラ制御部３２に供給される。

【０００９】そこで、レベル制御部３１では、３次元
（方位−距離−高度）上に分布する模擬クラッタに対
し、電波反射強度情報に基づくレベル調整により反射強
度データを生成して可変増幅器４に供給するとともに、
ドップラ制御部３２からは模擬クラッタのドップラ周波
数ｆｄ信号が合成回路（ＭＩＸ）５に供給される。

【００１０】なおここで、レーダ送信機１からのレーダ
送信周波数信号１ｄの供給を受けたクラッタ情報発生部
２は、レーダ送信周波数信号１ｄの同期信号を生成して
信号発信器６を制御するので、信号発信器６からはレー
ダ送信周波数信号１ｄに同期したレーダ搬送波信号ｆｃ
が生成され合成回路５に供給される。

【００１１】そこで、合成回路５に供給されたレーダ搬
送波信号ｆｃは、前記ドップラ周波数ｆｄ信号と合成さ
れ、その合成周波数（ｆｃ＋ｆｄ）信号が前記可変増幅
器４に供給されるので、合成周波数（ｆｃ＋ｆｄ）信号
はレベル制御部３１からの反射強度データによる振幅変
調を受け、模擬クラッタ信号としてレーダ表示器７に供
給表示される。

【００１２】このように、従来の模擬クラッタ発生装置
では、３次元（方位−距離−高度）座標軸上の模擬クラ
ッタは、反射強度情報に基づく出力レベル変化と、海面
クラッタやチャフ等を対象としたドップラ成分とが加味
され表示器７に供給表示される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
模擬クラッタ発生装置は、例えば方位、距離、高度（仰
角）の３次元上で指定された模擬クラッタ信号が形成さ
れ、その模擬クラッタ信号は、レーダ反射波の反射強度
の差異及びドップラ周波数のみが再現されたものであっ
た。

【００１４】しかしながら、実際に存在するクラッタ
は、方位方向にレイリー（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）分布やワ
イブル（Ｗｅｉｂｕｌｌ）分布等の統計的な相関を有し
ており、上記従来の模擬クラッタ発生装置ではそのよう
な方位方向における統計的な相関関係が全く考慮されて
いなかったので、実在するクラッタの重要な性質の１つ
が再現されず、より実際に近い模擬クラッタを表示する
ためのシュミレータとしては不十分であり改善が要望さ
れていた。

【００１５】そこで、本発明は、レイリー分布やワイブ
ル分布等の統計的な相関関係が加味され、より実際に近
い模擬クラッタ信号の生成が可能な模擬クラッタ発生装
置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記従来の
課題を解決するためになされたもので、模擬クラッタ発
生装置において、レーダ送信ビームの走査指令信号が供
給され、この走査指令信号に対応して、前記レーダ送信
ビームの目標反射領域内の位置を示すアドレス信号を順
次導出する制御回路と、この制御回路からの前記アドレ
ス信号を導入し、前記目標反射領域内に予め設定された
模擬クラッタの前記アドレスに対応した電波反射強度デ
ータを導出する反射強度マップメモリと、前記レーダ送
信ビームの方位方向において、前記アドレス信号に対応
した統計的データに基づく模擬クラッタの振幅・位相変
調データからＩ（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）信号、Ｑ（Ｑｕａ
ｄｒａｔｕｒｅ）信号を生成導出する統計データ発生部
と、この統計データ発生部で生成されたＩ信号、Ｑ信号
により、レーダ搬送波信号を変調して合成するＩ／Ｑ変
調部と、このＩ／Ｑ変調部からの変調合成波の振幅レベ
ルを、前記反射強度マップメモリから導出された電波反
射強度データに対応して変化させてレーダ表示器に供給
する可変増幅器とを具備することを特徴とする。

【００１７】このように、本発明装置によれば、統計デ
ータ発生部とＩ／Ｑ変調部とを有し、方位方向での統計
的データに基づく模擬クラッタの振幅・位相変調データ
によりレーダ搬送波信号を変調した後、可変増幅器に供
給するので、レイリー分布やワイブル分布等の統計的な
相関関係が加味され、実際により近似した模擬クラッタ
信号を生成してレーダ表示器に供給表示することができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下この発明による模擬クラッタ
発生装置の一実施の形態を図１ないし図５を参照して詳
細に説明する。なお、図６に示した従来の模擬クラッタ
発生装置と同一構成には同一符号を付して詳細な説明は
省略する。

【００１９】すなわち、図１は本発明による模擬クラッ
タ発生装置の第１の実施の形態を示した構成図である。
図１に示す構成において、レーダ送信機１からは、レー
ダビーム指向角度信号１ａ、送信トリガ信号１ｂ、その
送信トリガ信号に基づいて生成されるレンジマークのク
ロック信号１ｃ、及びレーダ送信周波数信号１ｄが制御
回路部８に供給される。

【００２０】制御回路部８は、レーダ送信機１からのビ
ーム指向角度信号１ａ、レーダ送信トリガ信号１ｂ、及
びクロック信号１ｃを受け、レーダビーム方向に対する
方位−仰角−距離の３次元座標軸上でのアドレス指定信
号や３次元座標軸上でのレーダビーム指向角度信号を形
成導出する。制御回路部８からの出力信号のうち、アド
レス指定信号はデータロード９に接続された反射強度マ
ップメモリ１０に供給されるが、その反射強度マップメ
モリ１０には、データロード９に予め準備格納されたデ
ータのうち、模擬クラッタアドレスの電波反射強度デー
タが供給記憶されている。

【００２１】データロード９への模擬クラッタアドレス
の設定等は、ワークステーション等により行われる。ワ
ークステーション等では、３次元座標軸上に分布する模
擬クラッタのアドレス及びそれに対応した電波反射強度
データのほか、レイリー分布あるいはワイブル分布等の
統計的な相関関係を有する一連の模擬クラッタの振幅・
位相変調データ、及び模擬クラッタのドップラ周波数ｆ
ｄ信号が予め設定格納されていて、そのうち任意に設定
選択された模擬クラッタ領域内のアドレスとそれに対応
した反射強度データが反射強度マップメモリ１０に供給
されるとともに、同じく設定選択された模擬クラッタ領
域内アドレスの振幅・位相変調データが統計データ発生
部１１に供給される。

【００２２】統計データ発生部１１では、制御回路部８
からのアドレス指定信号に同期したタイミングで、デー
タロード９より供給された振幅・位相変調データからＩ
（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）信号・Ｑ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒ
ｅ）信号を生成し、Ｉ／Ｑ変調部１２に供給する。な
お、レイリー分布やワイブル分布といった統計的な相関
関係は、方位方向に現われ、距離（レンジ）方向には現
われず、距離方向に異なったパターンを示している。

【００２３】また、データロード９からの３次元座標軸
上に分布する模擬クラッタのドップラ周波数ｆｄ信号が
ドップラ周波数メモリ１４に供給記憶され、記憶された
ドップラ周波数ｆｄ信号は制御回路部８から供給される
３次元座標軸上でのアドレス指定信号により順次読み出
され、合成回路（ＭＩＸ）５に供給される。

【００２４】合成回路（ＭＩＸ）５は、図５に示した従
来の構成と同様に、信号発信器６から供給されたレーダ
搬送周波数ｆｃ信号と前記ドップラ周波数ｆｄ信号とを
合成し、その合成周波数（ｆｃ＋ｆｄ）信号を上記Ｉ／
Ｑ変調部１２に供給する。

【００２５】Ｉ／Ｑ変調部１２は、図２に示すように、
制御回路部８からのアドレス指定信号のタイミングに同
期して、合成周波数（ｆｃ＋ｆｄ）信号が統計データ発
生部１１から供給されるＩ信号及びＱ信号によって変調
されるように構成される。

【００２６】すなわち、Ｉ／Ｑ変調部１２は、分配回路
１２ａと、乗算機１２ｂ，１２ｃと合成回路１２ｄとで
構成され、分配器と移相器からなる分配回路１２ａは、
合成回路５から供給された合成周波数（ｆｃ＋ｆｄ）信
号を２分配し、一方は乗算機１２ｂへ、他方は位相を９
０度シフトさせた後他方の乗算機１２ｃに供給する。

【００２７】各乗算機１２ｂ，１２ｃでは、それぞれ位
相が互いに９０度異にした合成周波数（ｆｃ＋ｆｄ）信
号を、それぞれ統計データ発生部１１からのＩ信号及び
Ｑ信号で変調し、各変調信号は合成回路１２ｄで合成さ
れた後可変増幅器４に供給される。

【００２８】従って、この実施の形態によれば、３次元
座標軸上での模擬クラッタ信号が、従来のように模擬ク
ラッタの反射強度や模擬クラッタの動きに対応したドッ
プラ周波数成分に加えて、レイリー分布等の統計的な相
関関係が加味されるとともに、ビーム指向仰角に対応し
た模擬クラッタの減衰度を変化を受けてレーダ表示器７
に供給表示されるので、より実際に近似した精巧な表示
が行われ、オペレータの教育・訓練における学習効率を
向上させることができる。

【００２９】上記第１の実施の形態では、３次元座標軸
上での模擬クラッタを近似的に表示する信号を形成した
が、グランドクラッタは仰角方向に対応して減衰度が相
違することに着目し、方位−距離の２次元のクラッタ反
射強度に対し仰角方向での減衰量を演算して、簡単な構
成でより実際に近似した模擬クラッタ信号を生成するこ
とができる。

【００３０】すなわち、図３はこの発明による模擬クラ
ッタ発生装置の第２の実施の形態を示した構成図で、制
御回路部８からは、３次元座標軸上でのレーダビーム指
向角度信号のうち、仰角データのみを分離して導出し、
その仰角信号は前記方位−距離の２次元の反射強度マッ
プメモリ１０からの反射強度データとともに減衰演算部
１３に供給される。

【００３１】減衰演算部１３は、グランドクラッタのレ
ーダ反射波が、ビーム指向仰角に対応して減衰度が異な
ることに考慮し、方位−距離の２次元の反射強度マップ
メモリ１０からの反射強度データに対し、ビーム指向仰
角に対応した減衰量の演算を施して可変増幅器４に供給
する。この結果、反射強度マップメモリ１０のサイズを
小さくすることがきるため、構成が簡単になるほか、仰
角方向へのレーダ走査によるＥスコープ表示のように、
仰角ないしは高さ方向への表示を行ったときの模擬グラ
ンドクラッタを、より実際に近いイメージの映像で表示
することができる。

【００３２】上記第１、第２の実施の形態では、模擬ク
ラッタ信号を模擬クラッタの動きに対応したドップラ周
波数成分とを加味して表示器に表示するように構成した
が、単に反射強度やレイリー分布等の統計的な相関関係
を加味したクラッタ模擬信号を生成表示することもでき
る。

【００３３】すなわち、模擬クラッタに反射強度及びレ
イリー分布等の統計的な相関関係を付与して表示した本
発明による模擬クラッタ表示装置の第３の実施の形態を
図４を参照して説明する。

【００３４】すなわち、信号発信器６からのレーダ搬送
周波数ｆｃ信号は、第１及び第２の実施の形態とは相違
し、直接、Ｉ／Ｑ変調部１２に供給される。

【００３５】従って、レーダ搬送周波数ｆｃ信号は、統
計データ発生部１１からの統計データに基づく振幅・位
相変調を受けるとともに、反射強度マップメモリ１０か
らの同じくアドレス指定信号に基づいて読み出された反
射強度データにより可変増幅器４において振幅変調を受
けた後、模擬クラッタ信号としてレーダ表示器７に供給
表示される。

【００３６】従って、この第３の実施の形態によれば、
模擬クラッタは、反射強度の変調に加えて、レイリー分
布等の統計的な相関関係をも加味したクラッタ模擬信号
が形成され、簡単な構成で、より実際近い模擬クラッタ
映像を得ることができ、オペレータの教育・訓練の学習
効率を向上させることができる。

【００３７】次に、上記第３の実施の形態では、単に反
射強度やレイリー分布等の統計的な相関関係を加味した
クラッタ模擬信号を生成し表示したが、模擬の範囲をグ
ランドクラッタに限定して、ビーム指向仰角に対応して
減衰度を変化させて表示するように構成しても良い。

【００３８】すなわち、図５は仰角方向へのレーダ走査
による表示で、仰角方向に模擬クラッタの減衰度を変化
させるように構成した本発明による模擬クラッタ発生装
置の第４の実施の形態を示す構成図である。

【００３９】図５において、制御回路部８から導出され
たビーム指向仰角信号と、反射強度マップメモリ１０か
らの模擬クラッタアドレスの反射強度信号とが減衰演算
部１３に供給され、減衰演算部１３は、反射強度マップ
メモリ１０から供給される方位−距離で指定される反射
強度データに対し、ビーム指向仰角に対応した減衰量の
演算を施して可変増幅器４に供給する。

【００４０】従って、より簡単な構成で仰角方向へのレ
ーダ走査によるＥスコープ表示のように、仰角ないしは
高さ方向への表示を行ったときの模擬グランドクラッタ
も、簡単な構成により、より実際に近いイメージの映像
で表示することができる。

【００４１】なお、上記各実施の形態ではいずれも、ア
ドレス指定信号は、方位−距離−仰角の３次元座標軸上
での模擬クラッタを表示するものとして説明したが、ク
ラッタの種類を例えばグランドクラッタに限定し、また
レーダビームの走査範囲を方位−距離、あるいは仰角
（高度）−距離の２次元座標軸の上でのみ表示するなど
適宜選択表示することができる。

【００４２】いずれにしても、本発明による模擬クラッ
タ発生装置は、実際のクラッタに近似した精巧な模擬ク
ラッタ信号を出力できるので、オペレータの教育・訓練
用に採用して顕著な効果が得られるとともに、実レーダ
機器や試験・評価シミュレータに接続することにより、
例えばレーダにおけるクラッタ抑圧機能の評価試験や、
新たなレーダ機器の開発研究等の試験ツールにも供して
優れた効果を発揮するものである。

【００４３】

【発明の効果】この発明装置によれば、実際のクラッタ
反射信号に近い模擬クラッタ信号を形成できるので、こ
れをレーダ表示器に供給表示し、オペレータの教育・訓
練の効果をより一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による模擬クラッタ発生装置の第１の
実施の形態を示す構成図である。

【図２】図１に示す装置のＩ／Ｑ変調部を示す回路図で
ある。

【図３】この発明によるクラッタ模擬装置の第２の実施
の形態を示す構成図である。

【図４】この発明によるクラッタ模擬装置の第３の実施
の形態を示す構成図である。

【図５】この発明によるクラッタ模擬装置の第４の実施
の形態を示す構成図である。

【図６】従来の模擬クラッタ発生装置を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１ レーダ送信機 ４ 可変増幅器 ５ 合成回路 ６ 信号発信器 ７ レーダ表示器 ８ 制御回路部 ９ データロード １０ 反射強度マップメモリ １１ 統計データ発生部 １２ Ｉ／Ｑ変調器 １３ 減衰演算部 １４ ドップラ周波数マップメモリ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーダ送信ビームの走査指令信号が供給
   され、この走査指令信号に対応して、前記レーダ送信ビ
   ームの目標反射領域内の位置を示すアドレス信号を順次
   導出する制御回路と、 この制御回路からの前記アドレス信号を導入し、前記目
   標反射領域内に予め設定された模擬クラッタの前記アド
   レスに対応した電波反射強度データを導出する反射強度
   マップメモリと、 前記レーダ送信ビームの方位方向において、前記アドレ
   ス信号に対応した統計的データに基づく模擬クラッタの
   振幅・位相変調データからＩ（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）信
   号、Ｑ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）信号を生成導出する統
   計データ発生部と、 この統計データ発生部で生成され
   たＩ信号、Ｑ信号により、レーダ搬送波信号を変調して
   合成するＩ／Ｑ変調部と、 このＩ／Ｑ変調部からの変調合成波の振幅レベルを、前
   記反射強度マップメモリから導出された電波反射強度デ
   ータに対応して変化させてレーダ表示器に供給する可変
   増幅器とを具備することを特徴とする模擬クラッタ発生
   装置。
2. 【請求項２】 前記反射強度マップメモリからの電波反
   射強度データを、前記レーダ送信ビームの仰角方向への
   ビーム走査に対応して変化させ、前記可変増幅器に供給
   する減衰演算部を具備することを特徴とする請求項１記
   載の模擬クラッタ発生装置。
3. 【請求項３】 前記アドレス信号に対応して前記目標反
   射領域内に予め設定された前記模擬クラッタのドップラ
   周波数データを導出するドップラ周波数マップメモリを
   有し、 前記レーダ搬送波信号は、前記ドップラ周波数データの
   信号に合成されて前記Ｉ／Ｑ変調部に供給されるように
   構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に
   記載の模擬クラッタ発生装置。
4. 【請求項４】 前記制御回路から導出されるアドレス信
   号は、前記レーダ送信ビームの方位及び距離に、仰角を
   加えた３次元の前記目標反射領域内の位置データである
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいず
   れか１項に記載の模擬クラッタ発生装置。