JP2001108742A - パルスドップラ追尾レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 目標に会合するように誘導制御される誘導飛
しょう体に搭載され、目標に電波を送出し、前記目標か
らの反射波を受信して、目標との相対関係情報を得るパ
ルスドップラ追尾レーダ装置において、目標後方追尾中
に、目標からの広帯域な妨害波と海面からの反射波であ
るサイドローブクラッタの区別が困難で適切な妨害の有
無の判定が行えず、安定に目標の追尾ができない場合が
あった。 【解決手段】 広帯域にわたる妨害波とサイドローブク
ラッタを区別するためにサイドクラッタの影響のない周
波数領域において広帯域にわたる妨害波のレベルを観測
し、適切に妨害の有無の判定を実施する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は目標に向けて誘導
制御される飛しょう体に搭載されたパルスドップラ追尾
レーダ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来の誘導飛しょう体１と、空
中において脅威となる航空機等の目標２との状態を示す
一例である。このような両者の関係において誘導飛しょ
う体１は、目標２を撃破するべく、目標２に対して送信
波３を送信し、目標２からの反射波４を受信して目標を
検出、追尾する。また、誘導飛しょう体１から送出され
たアンテナ前方のメインローブ方向送信波５及びアンテ
ナ側方のサイドローブ方向送信波６は、それぞれ海面で
反射され、メインローブクラッタ７及びサイドローブク
ラッタ８として誘導飛しょう体１に受信される。一方、
目標２は誘導飛しょう体１の追尾をはずし撃破されない
ようにするため、広帯域にわたる妨害波９を誘導飛しょ
う体１に対して送出している。

【０００３】図８は、誘導飛しょう体１の主な構成を示
すブロック図である。このブロック図構成において誘導
飛しょう体１は、空中を飛しょうするためのロケットモ
ータ１０、目標２を追尾するためのパルスドップラ追尾
レーダ装置１１、送信波３、メインローブ方向送信波
５、サイドローブ方向送信波６を送出し反射波４、メイ
ンローブクラッタ７、サイドローブクラッタ８を受ける
アンテナ１２、誘導飛しょう体１の誘導信号を算出する
誘導信号算出部１３、目標情報と誘導信号計算部の出力
である誘導信号より誘導飛しょう体１を目標２へ導くた
め進行方向を変えるのに必要な加速度を計算する航法計
算装置１４、誘導飛しょう体１各部のモード制御を主に
行う制御部１５、誘導飛しょう体１の姿勢を安定させ目
標２に向けて誘導飛しょう体１の進行方向をかえる前翼
１６及び後翼１７、航法計算装置１４で計算された加速
度に見合う適切な舵角に前翼１６と後翼１７を制御する
操舵部１８、目標２を撃破する弾薬１９、目標２近傍に
接近または目標２と直撃した際に弾薬１９を起爆させる
信管２０により構成される。

【０００４】図９は誘導飛しょう体１に搭載される従来
のパルスドップラ追尾レーダ装置１１の構成を示すブロ
ック図である。図において２１は送信波の源信号の発
振、受信機で周波数変換を行うのに必要な局発信号の送
出を行う励振器、２２はパルス変調された送信波３を送
信する送信機、２３は上記送信機からの送信波３、メイ
ンローブクラッタ方向送信波５、サイドローブ方向送信
波６とアンテナ１２が受けた目標２からの反射波４、メ
インローブクラッタ７、サイドローブクラッタ８の分離
を行うサーキュレータ、２４はアンテナ１２が受けた目
標２からの反射波４を増幅し受信処理を行う受信機、２
５は上記受信機で受信処理された受信信号を受け目標の
検出を行う目標検出処理部である。２６は受信機２４の
ノイズのレベルを算出するノイズレベル算出部、２７は
ノイズレベル算出部の出力から妨害波９の影響を受けて
いるかどうかを判定する妨害判定部、２８は妨害判定部
２７によって妨害有りと判定された場合に、目標検出処
理部２５の出力の目標２からの反射波４と雑音との比の
Ｓ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ−Ｒａｔｉ
ｏ）と、広帯域にわたる妨害波９と雑音との比のＪ／Ｎ
（Ｊａｍｍｉｎｇ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ−Ｒａｔｉｏ）の
大小関係を比較するＳ／Ｎ・Ｊ／Ｎ比較部である。２９
はＳ／Ｎ・Ｊ／Ｎ比較部２８の出力の比較結果に応じて
目標情報３０を算出する目標情報算出部である。

【０００５】ここで図９及び図１０を用いて、パルスド
ップラ追尾レーダ装置１１について簡単に説明する。図
１０は、目標の後方を追尾中、アンテナ１２で受信され
た目標２からの反射波４、メインローブクラッタ７、サ
イドローブクラッタ８及び広帯域にわたる妨害波４の周
波数スペクトラムを示したものである。ここで、目標２
のスペクトラムのドップラ周波数は相対速度に、メイン
ローブクラッタ７のドップラ周波数は誘導飛しょう体１
の速度に応じたものになる。また、サイドローブクラッ
タ８のドップラ周波数は０Ｈｚからメインローブクラッ
タ７のドップラ周波数間に広がり、広帯域にわたる妨害
波９はほぼ全域のドップラ周波数帯域に広がる。アンテ
ナ１２で受信した周波数スペクトラムは以上のような形
となるが、この中から目標２の周波数スペクトラムを抽
出し目標を追尾するため、受信機２４の受信機の受信周
波数範囲を目標の周波数スペクトラムに合わせ受信処理
する。更に、目標検出処理部２５で目標を検出し、目標
情報算出部２９で目標との相対速度、相対距離、目標方
向角度等の目標情報３０を算出する。しかしながら目標
２から広帯域にわたる妨害波９が送信された場合、広帯
域にわたる妨害波９のスペクトラムは受信機の受信周波
数範囲内にも入り込んでくるため、受信機２４のノイズ
のレベルが上昇し目標のスペクトラムが埋もれてしまい
目標の検出が困難になる場合がある。そこでこのような
電子的な妨害環境下で誘導飛しょう体１を目標２に誘導
するため、妨害環境下では目標２から送信される妨害波
９を追尾する処理に切り替わる手法がとられる場合があ
る。その場合、ノイズレベル算出部２６で算出した受信
機２４のノイズのレベルが特定の値を超えたところで、
妨害判定部２７が妨害有りと判定し、Ｓ／Ｎ・Ｊ／Ｎ比
較部２８で、目標２からの反射波４と雑音との比のＳ／
Ｎと、広帯域にわたる妨害波９と雑音との比のＪ／Ｎを
比較する。その結果、Ｓ／Ｎ≧Ｊ／Ｎの場合は、通常の
目標情報算出処理を、Ｓ／Ｎ＜Ｊ／Ｎの場合は広帯域に
わたる妨害波９から目標角度を目標情報算出部２９で実
施し、妨害時も誘導に必要な角度情報を目標情報３０と
して算出する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなパルスド
ップラ追尾レーダ装置１１では、受信機２４のノイズの
レベルを元に広帯域にわたる妨害波９の有無を判定し、
それに応じた目標情報算出処理を実施している。しかし
ながら、目標後方追尾時は、サイドローブクラッタ８で
も受信機２４のノイズのレベルが上昇し、なおかつ強風
か無風か等の天候の条件で受信機のノイズのレベル上昇
量が変動する。この場合、ノイズのレベルの上昇が広帯
域にわたる妨害波９によるのかサイドローブクラッタ８
によるのか区別が難しく、妨害の判定が困難で適切な追
尾処理の切り替えが行えず、安定に目標の追尾を維持で
きないといった課題がある。

【０００７】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、受信機２４のノイズのレベルの上昇
が広帯域にわたる妨害波９によるものかサイドローブク
ラッタ８によるものかを区別し、適切な妨害の判定を行
い安定に目標の追尾を維持することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明によるパルス
ドップラ追尾レーダ装置は、サイドローブクラッタの影
響を受けない周波数領域で妨害波を専用に受信する手段
を持つ。

【０００９】また、第２の発明によるパルスドップラ追
尾レーダ装置は、目標からの反射波の受信と妨害波受信
のための受信周波数範囲の切り替え指示をする手段を持
つ。

【００１０】また、第３の発明によるパルスドップラ追
尾レーダ装置は、送信パルス変更に依存した受信機のノ
イズのレベル変動を算出する手段を持つ。

【００１１】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明に
よるパルスドップラ追尾レーダ装置１１の実施の形態１
を示すブロック図である。図において２１は送信波の源
信号の発振、受信機で周波数変換を行うのに必要な局発
信号の送出を行う励振器、２２はパルス変調された送信
波３を送信する送信機、２３は上記送信機からの送信波
３とアンテナ１２が受けた目標２からの反射波４、メイ
ンローブクラッタ７、サイドローブクラッタ８の分離を
行うサーキュレータ、２４はアンテナ１２が受けた目標
２からの反射波４を増幅し受信処理を行う受信機、２５
は上記受信機で受信処理された受信信号を受け目標の検
出を行う目標検出処理部である。３１はサイドローブク
ラッタの影響のないところで広帯域な妨害波を受信する
妨害専用受信機、２６は妨害専用受信機３１のノイズの
レベルを算出するノイズレベル算出部、２７はノイズレ
ベル算出部の出力から広帯域にわたる妨害波９の影響を
受けているかどうかを判定する妨害判定部、２８は目標
検出処理部２５の出力の目標２からの反射波４と雑音と
の比のＳ／Ｎと、妨害判定部２７の出力の広帯域にわた
る妨害９のレベルと雑音の比のＪ／Ｎの大小関係を比較
するＳ／Ｎ・Ｊ／Ｎ比較部である。２９はＳ／Ｎ・Ｊ／
Ｎ比較部２８をもとに目標情報３０を算出する目標情報
算出部、３１は新たに追加した、アンテナ１２が受けた
広帯域の妨害波９を増幅し受信処理する妨害波専用受信
機である。

【００１２】次に図１、図２を用いて、パルスドップラ
追尾レーダ装置１１の動作について簡単に説明する。図
２は、目標２の後方を追尾中、アンテナ１２で受信され
る目標２からの反射波４、メインローブクラッタ７、サ
イドローブクラッタ８及び広帯域にわたる妨害波９と、
受信機の受信周波数範囲、妨害波専用受信機の受信周波
数範囲の周波数スペクトラムの関係を示したものであ
る。アンテナ１２で受信されたもののうち目標２からの
反射波４を受信機２４で抽出し、目標検出処理部２５で
目標を検出し、目標情報算出部２９で目標との相対速
度、相対距離、目標方向角度等の目標情報３０を算出す
る。一方、妨害波専用受信機３１は、アンテナ１２が受
けたメインローブクラッタ７、サイドローブクラッタ
８、広帯域にわたる妨害波９のうち、メインローブクラ
ッタ７とサイドローブクラッタ８の影響のない周波数領
域で広帯域にわたる妨害波９を受信処理する。この妨害
専用受信機３１の出力からノイズレベル算出部２６で広
帯域にわたる妨害９のレベルを算出し、妨害判定部２７
が妨害の有無を判定する。

【００１３】以上に示したように、この発明では、妨害
波専用受信機によりメインローブクラッタ７とサイドロ
ーブクラッタ８の影響のないところで広帯域にわたる妨
害波９のレベルを受信できるので、適切に広帯域にわた
る妨害波９のレベル計測が可能で、広帯域な妨害環境下
の目標後方追尾で適切な妨害判定及び目標情報算出処理
の切り替えが可能である。

【００１４】実施の形態２．図３はこの発明によるパル
スドップラ追尾レーダ装置１１の実施の形態２を示すブ
ロック図である。図において３２は新たに追加した受信
周波数範囲切り替え指示部で、受信周波数範囲の切り替
え指示を受信機２４及びノイズレベル算出部２６に周期
的に出す機能をもつ。

【００１５】次に、図３、図４をもちいて動作について
説明する。受信周波数範囲切り替え指示部３２の指示に
従い、受信機２４は目標近傍の周波数領域とメインロー
ブクラッタ７周波数より上の周波数領域とを交互に受信
し、目標２の追尾と広帯域にわたる妨害波９の観測を交
互に行う。また、受信周波数範囲切り替え指示部３２の
指示に従い、ノイズレベル算出部２６は、受信機２４が
妨害波９のレベル観測時に受信機のノイズのレベルを算
出する。得られた受信機のノイズのレベルは、メインロ
ーブクラッタ７とサイドローブクラッタ８の影響がない
状態での広帯域にわたる妨害波９のレベルであり、広帯
域にわたる妨害波９の影響の有無を的確に判定できる。
従って、目標後方追尾において広帯域な妨害環境下で適
切な妨害判定及び目標情報算出処理の切り替えが可能で
ある。

【００１６】実施の形態３．図５はこの発明によるパル
スドップラ追尾レーダ装置１１の実施の形態３を示すブ
ロック図である。図において新たに追加した３３は、受
信機２４のノイズのレベルの変動量を算出するノイズレ
ベル変動量算出部である。パルスドップラ追尾レーダ装
置１１では、目標追尾中は目標２からの反射波４が最適
に受信できるように送信時のパルス幅を変更している。
その際、図６に示すように、サイドローブクラッタ８の
受信レベルは第１のパルス幅、第２のパルス幅、第３の
パルス幅とパルス幅に応じて変動する。一方、広帯域に
わたる妨害波９の受信レベルはパルス幅に依存せず一定
である。図６に示した例の場合、広帯域にわたる妨害波
９のレベルがサイドローブクラッタ８のレベルより大き
いため、ノイズレベル変動量算出部３３の出力の受信機
のノイズのレベルの変動量は小さく、ノイズレベル算出
部２６の出力から受信機のノイズのレベルの上昇を確認
し、妨害判定部２７で広帯域にわたる妨害波９の影響あ
りの判定がされる。一方、広帯域にわたる妨害波９がな
い場合は、サイドローブクラッタ８の影響でノイズレベ
ル変動量算出部３３の出力の受信機のノイズのレベルの
変動量は大きく、ノイズレベル算出部２６の出力から受
信機のノイズのレベルの上昇を確認しても、妨害判定部
２７で広帯域にわたる妨害波９の影響なしの判定ができ
る。すなわち、ノイズレベル変動量算出部３３におい
て、パルス幅に依存した受信機のノイズのレベルの変動
量の大小を算出することで、受信機のノイズのレベルの
上昇が広帯域にわたる妨害波９の影響か、メインローブ
クラッタ７やサイドローブクラッタ８によるものかを区
別できる。以上のことから、目標後方追尾において広帯
域にわたる妨害波９の有無の適切な判定が可能で目標情
報算出処理の切り替えも適切に実施できる。

【００１７】

【発明の効果】第１の発明によれば、妨害波専用受信機
３１によりサイドローブクラッタ８の影響を受けずに広
帯域にわたる妨害波９のレベルを受信するので、広帯域
にわたる妨害波９のレベルの適切な計測が可能となり、
目標後方追尾における広帯域にわたる妨害環境下で適切
な妨害判定及び目標情報算出処理の切り替えが可能であ
る。

【００１８】また、第２の発明によれば、受信周波数範
囲切り替え指示部３２の指示に従った受信機２４の受信
周波数範囲の切り替え処理及びこの受信周波数範囲の切
り替え処理と同期したノイズレベル算出部２６のノイズ
のレベル算出処理により、広帯域にわたる妨害波９のレ
ベルを適切に計測できるので、広帯域な妨害環境下の目
標後方追尾で適切な妨害判定及び目標情報算出が可能で
ある。

【００１９】また、第３の発明によれば、ノイズレベル
変動量算出部３３において受信機のノイズのレベルの変
動量を算出することで、サイドローブクラッタ８と広帯
域にわたる妨害波９の区別が可能で、広帯域にわたる妨
害波９の影響の有無を適切に判定できるので、広帯域な
妨害環境下の目標後方追尾で適切な妨害判定及び目標情
報算出が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１のパルスドップラ追
尾レーダ装置の構成を示すブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態１のパルスドップラ追
尾レーダ装置の広帯域にわたる妨害波に対する動作に関
する説明図である。

【図３】 この発明の実施の形態２のパルスドップラ追
尾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のパルスドップラ追
尾レーダ装置の広帯域にわたる妨害波に対する動作に関
する説明図である。

【図５】 この発明の実施の形態３のパルスドップラ追
尾レーダ装置の構成を示すブロック図である。

【図６】 この発明の実施の形態３のパルスドップラ追
尾レーダ装置の広帯域にわたる妨害波に対する動作に関
する説明図である。

【図７】 空を飛ぶ航空機等の目標が、目標を撃破する
べく接近してくる誘導飛しょう体に対して、広帯域にわ
たる妨害波を出している状態図である。

【図８】 誘導飛しょう体の主な構成を示す構成図であ
る。

【図９】 従来のパルスドップラ追尾レーダ装置の構成
を示すブロック図である。

【図１０】 従来の発明のパルスドップラ追尾レーダ装
置の広帯域にわたる妨害波に対する動作に関する説明図
である。

【符号の説明】

１ 誘導飛しょう体、２ 目標、３ 送信波、４ 反射
波、５ メインローブ方向送信波、６ サイドローブ方
向送信波、７ メインローブクラッタ、８ サイドロー
ブクラッタ、９ 広帯域にわたる妨害波、１０ ロケッ
トモータ、１１パルスドップラ追尾レーダ装置、１２
アンテナ、１３ 誘導信号計算部、１４ 航法計算装
置、１５ 制御部、１６ 前翼、１７ 後翼、１８ 操
舵部、１９ 弾薬、２０ 信管、２１ 励振器、２２
送信機、２３ サーキュレータ、２４ 受信機、２５
目標検出部、２６ ノイズレベル算出部、２７ 妨害判
定部、２８ Ｓ／Ｎ・Ｊ／Ｎ比較部、２９ 目標情報算
出部、３０ 目標情報、３１ 妨害波専用受信機、３２
受信周波数範囲切り替え指示部、３３ ノイズレベル
変動量算出部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目標に会合するように誘導制御される飛
   しょう体に搭載され、送信波の源信号の発振に必要な局
   発信号の出力をする励振器と、パルス変調された送信波
   を送信する送信機と、この送信機から送出される送信波
   を空間に放射し、かつ目標からの反射波を受信するアン
   テナと、上記送信機からの送信波と上記アンテナで受信
   される目標からの反射波の分離を行うサーキュレータ
   と、このサーキュレータを介して得られる受信波を処理
   する受信機と、この受信機の出力から目標の検出を行う
   目標検出処理部と、水面からのクラッタの影響を受けな
   い周波数領域で妨害波を専用に受信する妨害波専用受信
   機と、この妨害波専用受信機によって得られるノイズの
   レベルを算出するノイズレベル算出部と、ノイズのレベ
   ルをもとに妨害の有無を判定する妨害判定部と、Ｓ／Ｎ
   比とＪ／Ｎ比（Ｊａｍｍｉｎｇ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ−Ｒ
   ａｔｉｏ）の大小関係を比較するＳ／Ｎ・Ｊ／Ｎ比較部
   と、このＳ／Ｎ・Ｊ／Ｎ比較部の出力の比較結果によっ
   て上記目標検出処理の出力から目標情報を算出する目標
   情報算出部とを具備したことを特徴とするパルスドップ
   ラ追尾レーダ装置。
2. 【請求項２】 目標に会合するように誘導制御される飛
   しょう体に搭載され、送信波の源信号の発振に必要な局
   発信号の出力をする励振器と、パルス変調された送信波
   を送信する送信機と、この送信機から送出される送信波
   を空間に放射し、かつ目標からの反射波を受信するアン
   テナと、上記送信機からの送信波と上記アンテナで受信
   される目標からの反射波の分離を行うサーキュレータ
   と、このサーキュレータを介して得られる受信波を処理
   する受信機と、この受信機の出力から目標の検出を行う
   目標検出処理部と、前記受信機によって得られるノイズ
   のレベルを算出するノイズレベル算出部と、ノイズのレ
   ベルをもとに妨害の有無を判定する妨害判定部と、Ｓ／
   Ｎ比とＪ／Ｎ比の大小関係を比較するＳ／Ｎ・Ｊ／Ｎ比
   較部と、このＳ／Ｎ・Ｊ／Ｎ比較部の出力の比較結果に
   よって上記目標検出処理の出力から目標情報を算出する
   目標情報算出部とを具備し、目標からの反射波とクラッ
   タの影響を受けない周波数領域での妨害波の受信を交互
   に行い妨害波の有無を適切に判定するため、受信周波数
   範囲を切り換える手段を具備したことを特徴とするパル
   スドップラ追尾レーダ装置。
3. 【請求項３】 目標に会合するように誘導制御される飛
   しょう体に搭載され、送信波の源信号の発振に必要な局
   発信号の出力をする励振器と、パルス変調された送信波
   を送信する送信機と、この送信機から送出される送信波
   を空間に放射し、かつ目標からの反射波を受信するアン
   テナと、上記送信機からの送信波と上記アンテナで受信
   される目標からの反射波の分離を行うサーキュレータ
   と、このサーキュレータを介して得られる受信波を処理
   する受信機と、この受信機の出力から目標の検出を行う
   目標検出処理部と、前記受信機によって得られるノイズ
   のレベルを算出するノイズレベル算出部と、ノイズのレ
   ベルをもとに妨害の有無を判定する妨害判定部と、Ｓ／
   Ｎ比とＪ／Ｎ比の大小関係を比較するＳ／Ｎ・Ｊ／Ｎ比
   較部と、このＳ／Ｎ・Ｊ／Ｎ比較部の出力の比較結果に
   よって上記目標検出処理の出力から目標情報を算出する
   目標情報算出部とを具備し、クラッタの影響下で適切な
   妨害波の有無の判定のため、送信時のパルス幅に依存し
   た前記受信機のノイズのレベルの変動量を算出する手段
   を具備したことを特徴とするパルスドップラ追尾レーダ
   装置。