JP2001108740A

JP2001108740A - レーダ装置

Info

Publication number: JP2001108740A
Application number: JP29047799A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Okamoto; 和久岡本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 1999-10-13
Publication date: 2001-04-20

Abstract

(57)【要約】【課題】目標にデジタル状に等間隔で増加する複数個
の周波数信号を時分割で送信し、目標から反射する周波
数信号を処理することによって距離方向の電力分布を計
算するレーダ装置において、フィルタ形状損失の影響を
軽減すること。【解決手段】複数個の電力分布計算手段を具備し、ｄ
Ｒの異なる電力分布を計算することにより、フィルタ形
状損失の影響が軽減された電力分布が得られる。

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、目標に周波数の
異なる複数個の周波数信号を時分割で送信し、目標から
反射された反射信号を処理することによって距離方向の
電力分布を計算するレーダ装置に関するものである。図
１５にこのレーダ装置が適用されるシステム全体の具体
例を示す。図１５の通り、高速で落下してくる目標２を
撃墜するためには、上記の方式を使用し、距離方向の高
分解能化を図り誘導精度を向上する必要がある。１は上
記レーダ装置、１９は上記レーダ装置搭載飛しょう体、
２０は目標飛しょう体、２１は大地、２２は電波送信信
号、２３は反射信号である。

【０００２】

【従来の技術】図１０は従来のレーダ装置を示すもの
で、１はレーダ装置であり、周波数の異なるＮ種類
（Ｎ：１以上の整数）の周波数信号を発生する発振源２
と、この発振源２から出力される上記周波数信号にそれ
ぞれパルス変調を加えたパルス変調信号を増幅するパル
ス変調器３と、送信と受信を切り替える送受信切換器４
と、パルス変調器３が送受信切換器４を介して出力する
上記パルス変調信号を外部空間に送信し、この送信信号
の一部が目標５で反射した反射信号を受信するアンテナ
６と、アンテナ６が送受信切換器４を介して出力する上
記反射信号を増幅しかつ検波して検波後反射周波数信号
を出力する受信機７と、受信機７が出力する検波後反射
周波数信号と発振源２の出力信号を乗算して位相差と振
幅を出力する乗算手段８と、受信機８が出力する検波後
反射周波数信号と発振源２の出力信号を乗算して振幅と
位相差を出力する乗算手段９と、乗算手段９が出力する
振幅と位相差をＮ種類の周波数毎に１つずつ記録して時
系列に並べたＮ個の振幅・位相差データ系列を出力する
メモリ９と、メモリ９が出力するＮ個の振幅・位相差デ
ータ系列のうち連続する処理信号数Ｍ個（Ｍ：１以上の
整数）について逆離散フーリエ変換することにより距離
方向の電力分布を計算する電力分布計算手段１０であ
る。

【０００３】この動作を図１０に基づいて説明する。図
１０において、１はレーダ装置であり、発振源２はパル
ス変調器３でパルス変調されたときにパルス毎で周波数
が等間隔ｄｆで増加するようにＮ種類の周波数信号を発
振してパルス変調器３に出力する。パルス変調器３は発
振源２が出力する周波数信号をパルス変調してパルス変
調後のパルス変調信号を増幅して送受信切換器４を介し
てアンテナ６に出力する。アンテナ６はパルス変調器３
が送受信切換器４を介して出力するパルス変調信号を外
部空間に送信する。この送信信号の一部を目標５が反射
し、この反射信号をアンテナ６が受信して送受信切換器
４を介して受信機７に出力する。受信機７はアンテナ６
が送受信切換器４を介して出力する反射信号を増幅しか
つ検波して検波後反射周波数信号を乗算手段８に出力す
る。乗算手段８は受信機７が出力する検波後反射周波数
信号と発振源２の出力信号を乗算して位相差と振幅をメ
モリ９に出力する。メモリ９は乗算手段８が出力する振
幅と位相差をＮ種類の周波数毎に１つずつ記録して時系
列に並べたＮ個の振幅・位相差データ系列を電力分布計
算手段１０に出力する。電力分布計算手段１０はメモリ
９が出力するＮ個の振幅・位相差データ系列のうち連続
する処理信号数Ｍ個について逆離散フーリエ変換するこ
とにより距離方向の電力分布を計算する。ここで計算さ
れる電力分布の距離方向の刻みｄＲは処理周波数帯域Ｂ
によって”数１”で表わされる。また、ＢはｄｆとＭに
より”数２”であらわされるので、数１のＢに代入する
と数３が得られる。また、図１１のように目標の反射点
が１つの目標電力分布の場合で目標反射点とレーダ装置
の距離がｄＲの整数倍にある場合は計算された電力分布
は図１２の反射点がｄＲの整数倍の距離にある目標によ
って表され、図１３のように目標の反射点が複数（例と
して反射点が前部と後部の２つの場合）の目標電力分布
の場合で目標反射点間の距離がｄＲの整数倍である場合
は計算された電力分布は図１４の目標反射点間の距離が
ｄＲの整数倍の目標によって表される。

【０００４】

【数１】

【０００５】

【数２】

【０００６】

【数３】

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のレ
ーダ装置は、ｄｆとＭが固定であったため、Ｂが固定と
なり、電力分布計算手段１０で算出される目標の距離方
向の電力分布は”数１”によって計算されるｄＲ固定の
刻みによって計算された。この場合、目標５とレーダ装
置１の距離がｄＲの整数倍に無い場合で目標５の反射点
が１つの場合は図１２の目標反射点とレーダ装置の距離
がｄＲの整数倍にない目標のように、逆離散フーリエ変
換フィルタの損失（以後フィルタ形状損失）を受け目標
反射電力を損失する。また、目標の反射点が複数の場合
（例として反射点が２つの場合）で目標前部と後部の間
の距離がｄＲの整数倍でない場合、図１４の目標反射点
間の距離がｄＲの整数倍でない目標のように前部と後部
で別々のフィルタ形状損失を受け図１３の目標電力分布
と異なる形状となる。

【０００８】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたものであり、異なるｄＲで複数の電力分布を
算出するか、レーダ装置と目標の相対距離によってｄＲ
を可変することによりフィルタ形状損失の影響の少ない
電力分布を得ようとするものである。

【０００９】

【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、周波数の異なるＮ種類（Ｎ：１以上の整数）の
周波数信号を発生する発振源と、この発振源から出力さ
れる上記周波数信号にそれぞれパルス変調を加えたパル
ス変調信号を増幅するパルス変調器と、送信と受信を切
り替える送受信切替器と、パルス変調器が送受信切換器
を介して出力する上記パルス変調信号を外部空間に送信
し、この送信信号の一部が目標で反射した反射信号を受
信するアンテナと、アンテナが送受信切換器を介して出
力する反射信号を増幅しかつ検波して検波後反射周波数
信号を受信する受信機と、受信機が出力する検波後反射
周波数信号と発振源の出力信号を乗算して振幅と位相差
を出力する乗算手段と、乗算手段が出力する振幅と位相
差をＮ種類の周波数毎に１つずつ記録して時系列に並べ
たＮ個の振幅・位相差データ系列を出力するメモリを備
えたレーダ装置において、メモリが出力するＮ個の振幅
・位相差データ系列のうち連続する処理信号数Ｍ個
（Ｍ：１以上の整数）について逆離散フーリエ変換する
ことにより距離方向の電力分布を計算する異なったＭの
値を使用するＰ種類（Ｐ：１以上の整数）の電力分布計
算手段を具備した。

【００１０】また、第２の発明によるレーダ装置は、第
１の発明のものに、上記Ｐ個の電力分布計算手段から出
力される電力分布から適切な電力分布を選択する電力分
布選択手段を具備した。

【００１１】また、第３の発明によるレーダ装置は、第
１の発明のものに、上記Ｐ個の電力分布計算手段から各
々出力されるＰ個の電力分布が同じ距離の電力を平均す
る電力分布平滑手段を具備した。

【００１２】また、第４の発明によるレーダ装置は、第
１の発明のものに、目標初期距離情報と電力分布の目標
移動量から目標距離を計算する目標距離計算手段と、目
標距離計算手段から出力される目標距離によって発振源
が出力するＮ種類の周波数信号の周波数間隔を制御する
周波数間隔制御手段を具備した。

【００１３】また、第５の発明によるレーダ装置は、第
１の発明のものに、目標初期距離情報と電力分布の目標
移動量から目標距離を計算する目標距離計算手段と、目
標距離計算手段から出力される目標距離によってメモリ
が出力するＮ個の振幅・位相差データ系列にＬ個（Ｌ：
１以上の整数）の０を付加するデータ付加手段と、この
データ付加手段が付加するデータ数Ｌを制御するデータ
付加数制御手段を具備した。

【００１４】また、第６の発明によるレーダ装置は、第
１の発明のものに、目標速度情報によって発振源が出力
するＮ種類の周波数信号の周波数間隔を制御する周波数
間隔制御手段を具備した。

【００１５】

【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、電力分布計算手段を
２つ用い（Ｐが２）、各々の電力分布計算手段の処理信
号数をＭとＭ／２とした場合の一例である。図１におい
て図１０より新規部分は、第一の電力分布計算手段１１
の処理信号数Ｍ個に対して処理信号数Ｍ／２個について
電力分布を計算する１２の第二の電力分布計算手段であ
る。第一の電力分布計算手段１１は電力分布計算手段１
０と同等であり、その他の構成品は従来例と同等であ
る。

【００１６】この動作を図１に基づき説明する。図１に
おいて１〜９は図１０の従来例と同等であり第一の電力
分布計算手段１１は電力分布計算手段１０と同等であ
る。第二の電力分布計算手段１２はメモリ９が出力する
Ｎ個の位相差と振幅のうち処理信号数Ｍ／２個について
逆離散フーリエ変換して２ｄＲの電力分布を計算する。

【００１７】このような構成をとることで、第一の電力
分布計算手段１１で処理周波数帯域はｄｆ×ＭでＢであ
るとすると、第二の電力分布計算手段１２で処理周波数
帯域はｄｆ×Ｍ／２となるためＢ／２となる。この結
果、第一の電力分布計算手段１１が出力する電力分布は
ｄＲの刻みで、第二の電力分布計算手段１２が出力する
電力分布は２ｄＲの刻みで計算される。この場合、図２
−（ｂ）のように第一の電力分布計算手段１１が出力す
る電力分布がフィルタ形状損失を大きく受ける場合にお
いても、図２−（ｃ）のように第二の電力分布計算手段
１２が出力する電力分布では、第一の電力分布計算手段
１１が出力する電力分布よりフィルタ形状損失が小さく
なる。

【００１８】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２を示す構成図であり、電力分布計算手段を２つ用い
（Ｐが２）、各々の電力分布計算手段の処理信号数をＭ
とＭ／２とした場合の一例である。図３において図１よ
り新規部分は、第一の電力分布計算手段１１と第二の電
力分布計算手段１２が各々出力する電力分布から目標電
力が最大となる電力分布を選択して出力する電力分布選
択手段１３である。

【００１９】この動作を図３に基づき説明する。図３に
おいて１〜９と１１、１２は図１と同等であり、電力分
布選択手段１３は第一の電力分布計算手段１１と第二の
電力分布計算手段１２が各々出力する２個の電力分布か
ら目標電力が最大となる電力分布を選択して出力する。

【００２０】このような構成をとることで、前記の実施
の形態１で第一の電力分布計算手段１１と第二の電力分
布計算手段１２が各々出力する電力分布のうち、フィル
タ形状損失の小さい電力分布を選択して出力することが
できる。

【００２１】実施の形態３．図４はこの発明の実施の形
態３を示す構成図であり、電力分布計算手段を２つ用い
（Ｐが２）、各々の電力分布計算手段の処理信号数をＭ
とＭ／２とした場合の一例である。図４において図１よ
り新規部分は、第一の電力分布計算手段１１と第二の電
力分布計算手段１２が各々出力する２個の電力分布の同
じ距離の電力を平均する電力分布平滑手段１４である。

【００２２】この動作を図４に基づき説明する。図４に
おいて１〜９と１１、１２は図１と同等であり、電力分
布平滑手段１３は第一の電力分布計算手段１１と第二の
電力分布計算手段１２が各々出力する２個の電力分布の
同じ距離の電力を平均して出力する。

【００２３】このような構成をとることで、前記の実施
の形態１で第一の電力分布計算手段１１と第二の電力分
布計算手段１２が各々出力する電力分布が図１４の目標
反射点間の距離がｄＲの整数倍でない目標に示すように
前部と後部で異なるフィルタ形状損失を受ける場合、図
５に示すように同じ距離の電力を平均することによっ
て、フィルタ損失が前部と後部で平均化され、図１３の
目標電力分布に近い電力分布を得ることができる。

【００２４】実施の形態４．図６はこの発明の実施の形
態４を示す構成図である。図６において図１０より新規
部分は、目標初期距離情報と、目標初期距離情報と電力
分布の目標移動量から目標距離を計算する目標距離計算
手段１５と、目標距離計算手段１５から出力される目標
距離によって発振源２が出力するＮ種類の周波数信号の
周波数間隔ｄｆを制御する周波数間隔制御手段１６であ
り、その他の構成品は従来例と同等である。

【００２５】この動作を図６に基づき説明する。図６に
おいて１〜９は図１０の従来例と同等である。１５の目
標距離計算手段は目標初期距離情報と電力分布の目標移
動量から目標距離を計算する。１６の周波数間隔制御手
段は目標距離計算手段１５から出力される目標距離によ
って、ｄＲの整数倍が目標距離となるように発振源２が
出力するＮ種類の周波数信号の周波数間隔ｄｆを制御す
る。発振源２は周波数間隔制御手段１６に制御され、Ｎ
個の周波数信号を発振する。

【００２６】このような構成をとることで、ｄＲの整数
倍がレーダ装置と目標反射点の距離になるようにｄｆを
可変するので、フィルタ形状損失が軽減された電力分布
を得ることが出来る。

【００２７】実施の形態５．図７はこの発明の実施の形
態５を示す構成図である。図７において図１０より新規
部分は、目標初期距離情報と、目標初期距離情報と電力
分布の目標移動量から目標距離を計算する目標距離計算
手段１５と、目標距離計算手段１５が出力する目標距離
によってデータ付加手段１８が付加する０の数を制御す
るデータ付加数制御手段１７と、メモリ９が出力する振
幅・位相差データ系列にデータ付加数制御手段１７が出
力するデータ付加数Ｌ個の０を付加するデータ付加手段
１８であり、その他の構成品は従来例と同等である。

【００２８】この動作を図７に基づき説明する。図７に
おいて１〜９は図１０の従来例と同等である。目標距離
計算手段１５は目標初期距離情報と電力分布の目標移動
量から目標距離を計算する。データ付加数制御手段１７
は目標距離計算手段１５が出力する目標距離によって、
ｄＲの整数倍が目標距離になるようにデータ付加手段１
８が付加する０の数を制御する。データ付加手段１８は
メモリ９が出力する振幅・位相差データ系列にデータ付
加数制御手段１７が出力するデータ付加数Ｌ個の０を付
加する。

【００２９】このような構成をとることで、ｄＲの整数
倍がレーダ装置と目標反射点の距離になるようにＬを可
変するので、フィルタ形状損失が軽減された電力分布を
得ることが出来る。

【００３０】実施の形態６．図８はこの発明の実施の形
態６を示す構成図である。図８において図１０より新規
部分は、目標速度情報と、目標速度情報によって発振源
２が出力するＮ種類の周波数信号の周波数間隔ｄｆを制
御する１６の周波数間隔制御手段であり、その他の構成
品は従来例と同等である。

【００３１】この動作を図８に基づき説明する。図８に
おいて１〜９は図１０の従来例と同等である。周波数間
隔制御手段１６は目標速度情報によってＮ個の周波数の
全てを受信するまでの目標移動量を計算して、この移動
量に比べてｄＲが大きくなるように発振源２が出力する
Ｎ種類の周波数信号の周波数間隔ｄｆを制御する。発振
源２は周波数間隔制御手段１６に制御され、Ｎ個の周波
数信号を発振する。

【００３２】このような構成をとることで、図９−
（ｂ）に示すように目標が速度を持っていての目標移動
量がｄＲより大きい場合のように、レーダ装置がＮ個の
周波数信号を全て受信するまでに距離がとなりのビンに
変化する場合の電力分布上の目標信号成分を周波数信号
間隔ｄｆを小さくすることにより、図９−（ｃ）の通り
目標移動量がｄＲより小さくすることにより、目標受信
信号の損失を小さくすることができる。

【００３３】

【発明の効果】第１の発明によれば、ｄＲの異なる２つ
の電力分布を得ることができる。

【００３４】また、第２、第３の発明によれば、第１の
発明で計算されたｄＲの異なる２つの電力分布から、よ
りフィルタ形状損失の軽減された電力分布を得ることが
できる。

【００３５】また、第４、第５の発明によれば、フィル
タ形状損失の軽減された電力分布を得ることができる。

【００３６】また、第６の発明によれば、速度を持った
目標において目標の電力の分散が軽減された電力分布を
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】２種類の処理周波数帯域の電力分布計算手段
を用いた場合の電力分布を示す図である。

【図３】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４】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５】２種類の処理周波数帯域の電力分布計算手段
を用いた場合の電力分布を距離毎に平均した電力分布を
示す図である。

【図６】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７】この発明によるレーダ装置の実施の形態５を
示す図である。

【図８】この発明によるレーダ装置の実施の形態６を
示す図である。

【図９】速度を持った目標の場合で目標速度によって
ｄＲを可変しない場合と可変した場合の電力分布を示す
図である。

【図１０】従来のレーダ装置を示す図である。

【図１１】目標反射点が１つの場合の目標電力分布を
示す図である。

【図１２】目標反射点が１つの場合の電力分布を示す
図である。

【図１３】目標反射点が２つの場合の目標電力分布を
示す図である。

【図１４】目標反射点が２つの場合の電力分布を示す
図である。

【図１５】この発明によるレーダ装置が適用されるシ
ステム全体の具体例を示す外観図である。

【符号の説明】

１レーダ装置、２発振源、３パルス変調器、３
送受信切換器、５目標、６アンテナ、７受信機、
８乗算手段、９メモリ、１０電力分布計算手段、
１１第一の電力分布計算手段、１２第二の電力分布
計算手段、１３電力分布選択手段、１４電力分布平滑
手段、１５目標距離計算手段、１６周波数間隔制御手
段、１７データ付加数制御手段、１８データ付加手
段、１９レーダ装置搭載飛しょう体、２０目標飛し
ょう体、２１大地、２２電波送信波、２３反射波
〔受信波〕、ｄｆ周波数の間隔、ｄＲ距離方向の刻
み、Ｍ処理信号数、Ｌデータ付加数。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周波数の異なるＮ種類（Ｎ：１以上の整
数）の周波数信号を発生する発振源と、この発振源から
出力される上記周波数信号にそれぞれパルス変調を加え
たパルス変調信号を増幅するパルス変調器と、このパル
ス変調器から出力される上記パルス変調信号を外部空間
に送信し、外部空間に目標が存在した場合、目標から反
射された反射信号を受信するアンテナと、このアンテナ
に受信される上記反射信号を増幅しかつ検波する受信機
と、この受信機の出力信号と上記発振源の出力信号とを
乗算して振幅と位相差を出力する乗算手段と、この乗算
手段から出力する振幅と位相差をＮ種類の周波数毎に１
つずつ記録して時系列に並べたＮ個の振幅・位相差デー
タ系列を出力するメモリとを備えたレーダ装置におい
て、上記メモリから出力されるＮ個の振幅・位相差デー
タ系列のうち連続する処理信号数Ｍ個（Ｍ：１以上の整
数）について逆離散フーリエ変換することにより距離方
向の電力分布を計算する異なったＭの値を使用するＰ種
類（Ｐ：１以上の整数）の電力分布計算手段を具備した
ことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】上記Ｐ個の電力分布計算手段から出力さ
れる電力分布から適切な電力分布を選択する電力分布選
択手段を具備したことを特徴とする請求項１記載のレー
ダ装置。
【請求項３】上記Ｐ個の電力分布計算手段から各々出
力されるＰ個の電力分布が同じ距離の電力を平均する電
力分布平滑手段を具備したことを特徴とする請求項１記
載のレーダ装置。
【請求項４】目標初期距離情報と電力分布の目標移動
量から目標距離を計算する目標距離計算手段と、目標距
離計算手段から出力される目標距離によって発振源が出
力するＮ種類の周波数信号の周波数間隔を制御する周波
数間隔制御手段を具備したことを特徴とする請求項１記
載のレーダ装置。
【請求項５】目標初期距離情報と電力分布の目標移動
量から目標距離を計算する目標距離計算手段と、目標距
離計算手段から出力される目標距離によってメモリが出
力するＮ個の振幅・位相差データ系列にＬ個（Ｌ：１以
上の整数）の０を付加するデータ付加手段と、このデー
タ付加手段が付加するデータ数Ｌを制御するデータ付加
数制御手段を具備したことを特徴とする請求項１記載の
レーダ装置。
【請求項６】目標速度情報によって発振源が出力する
Ｎ種類の周波数信号の周波数間隔を制御する周波数間隔
制御手段を具備したことを特徴とする請求項１記載のレ
ーダ装置。