JP2002131422A - 二次元レーダ装置 - Google Patents
二次元レーダ装置Info
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- JP2002131422A JP2002131422A JP2000325467A JP2000325467A JP2002131422A JP 2002131422 A JP2002131422 A JP 2002131422A JP 2000325467 A JP2000325467 A JP 2000325467A JP 2000325467 A JP2000325467 A JP 2000325467A JP 2002131422 A JP2002131422 A JP 2002131422A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 目標の距離と方位から目標高度を算出できる
二次元レーダ装置を得る。 【解決手段】 信号検出器の目標距離情報を元に目標の
速度成分を算出し、上記算出された速度成分情報を元に
目標の加速度成分を算出し、上記目標距離情報、速度成
分情報、及び加速度成分情報を元に目標の高度を推定す
る。
二次元レーダ装置を得る。 【解決手段】 信号検出器の目標距離情報を元に目標の
速度成分を算出し、上記算出された速度成分情報を元に
目標の加速度成分を算出し、上記目標距離情報、速度成
分情報、及び加速度成分情報を元に目標の高度を推定す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は対空目標を探知追
尾する二次元レーダ装置に関するものである。
尾する二次元レーダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は、一般的な従来技術による二次元
レーダによる運用を示すもので、図５において、目標１
に対して二次元レーダ２よりビーム３を周期的に照射し
目標の方位、距離を得ている。
レーダによる運用を示すもので、図５において、目標１
に対して二次元レーダ２よりビーム３を周期的に照射し
目標の方位、距離を得ている。
【０００３】従来の二次元レーダは図６のような構成で
あり、図６において４はアンテナ、５は送受信器、６は
信号検出器、７はアンテナ駆動部、８は制御部である。
あり、図６において４はアンテナ、５は送受信器、６は
信号検出器、７はアンテナ駆動部、８は制御部である。
【０００４】従来の二次元レーダは図６のように構成さ
れており、以下に示す動作を行う。まず、送受信器５で
は、送信波をアンテナ４に出力し、目標からの反射波を
アンテナ４から入力し、信号検出器６に出力する。信号
検出器６は、送受信器５から得られる送信波を送信した
時刻と目標からの反射波が得られた時刻との差分から距
離を計測する。また、このとき、アンテナ駆動部７から
得られるアンテナ４の方位角から目標の方位を特定す
る。
れており、以下に示す動作を行う。まず、送受信器５で
は、送信波をアンテナ４に出力し、目標からの反射波を
アンテナ４から入力し、信号検出器６に出力する。信号
検出器６は、送受信器５から得られる送信波を送信した
時刻と目標からの反射波が得られた時刻との差分から距
離を計測する。また、このとき、アンテナ駆動部７から
得られるアンテナ４の方位角から目標の方位を特定す
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の二次元レーダに
おいては、上記動作を行うため、目標の距離と方位とい
う二次元の値は特定できるが、仰角を含めた三次元の値
は得ることができなかった。
おいては、上記動作を行うため、目標の距離と方位とい
う二次元の値は特定できるが、仰角を含めた三次元の値
は得ることができなかった。
【０００６】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、目標の距離と方位から目標高度を
算出できる二次元レーダ装置を提案するものである。
なされたものであり、目標の距離と方位から目標高度を
算出できる二次元レーダ装置を提案するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明による二次元
レーダ装置は、目標に対してビームの送受信を行うアン
テナと、上記アンテナに対して送受信信号を入出力する
送受信器と、上記アンテナの向きを決定するアンテナ駆
動部と、上記送受信器の受信出力信号及び上記アンテナ
駆動部のアンテナ方位信号より目標検出を行い、目標の
距離及び方位を算出する信号検出器とを備えた二次元レ
ーダ装置において、上記目標の距離及び方位から目標の
高度を算出する高度算出手段を設けたものである。
レーダ装置は、目標に対してビームの送受信を行うアン
テナと、上記アンテナに対して送受信信号を入出力する
送受信器と、上記アンテナの向きを決定するアンテナ駆
動部と、上記送受信器の受信出力信号及び上記アンテナ
駆動部のアンテナ方位信号より目標検出を行い、目標の
距離及び方位を算出する信号検出器とを備えた二次元レ
ーダ装置において、上記目標の距離及び方位から目標の
高度を算出する高度算出手段を設けたものである。
【０００８】第２の発明による二次元レーダ装置は、上
記信号検出器の距離情報を元に目標の速度成分を算出す
る速度成分算出器、上記速度成分算出器の速度成分情報
を元に目標の加速度成分を算出する加速度成分算出器、
上記信号検出器の距離情報、上記速度成分算出器の速度
成分情報、及び上記加速度成分算出の加速度成分情報を
元に目標の高度を推定する推定高度算出器とにより上記
高度算出手段を構成するものである。
記信号検出器の距離情報を元に目標の速度成分を算出す
る速度成分算出器、上記速度成分算出器の速度成分情報
を元に目標の加速度成分を算出する加速度成分算出器、
上記信号検出器の距離情報、上記速度成分算出器の速度
成分情報、及び上記加速度成分算出の加速度成分情報を
元に目標の高度を推定する推定高度算出器とにより上記
高度算出手段を構成するものである。
【０００９】第３の発明による二次元レーダ装置は、他
の二次元レーダ装置間で同一目標の距離及び方位を入出
力する通信手段と、上記二次元レーダから入力された同
一目標の距離及び方位と上記通信手段から入力される他
の二次元レーダの距離及び方位を元に目標の高度を算出
する高度計算手段とを具備したものである。
の二次元レーダ装置間で同一目標の距離及び方位を入出
力する通信手段と、上記二次元レーダから入力された同
一目標の距離及び方位と上記通信手段から入力される他
の二次元レーダの距離及び方位を元に目標の高度を算出
する高度計算手段とを具備したものである。
【００１０】第４の発明による二次元レーダ装置は、上
記目標を、等速直進運動するとともに、上記二次元レー
ダ装置の設置場所の地球と接する平面に平行に運動し、
かつ上記二次元レーダ装置の直上を通過する移動目標と
したものである。
記目標を、等速直進運動するとともに、上記二次元レー
ダ装置の設置場所の地球と接する平面に平行に運動し、
かつ上記二次元レーダ装置の直上を通過する移動目標と
したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明に
よる実施の形態１を示すブロック図であり、図１におい
て４はアンテナ、５は送受信器、６は信号検出器、７は
アンテナ駆動部、８はアンテナ４、送受信器５、信号検
出器６、アンテナ駆動部７を含む二次元レーダ、９は速
度成分算出器、１０は加速度成分算出器、１１は推定高
度算出器、１２は速度成分算出器９、加速度成分算出器
１０、推定高度算出器１１を含む高度測定装置である。
よる実施の形態１を示すブロック図であり、図１におい
て４はアンテナ、５は送受信器、６は信号検出器、７は
アンテナ駆動部、８はアンテナ４、送受信器５、信号検
出器６、アンテナ駆動部７を含む二次元レーダ、９は速
度成分算出器、１０は加速度成分算出器、１１は推定高
度算出器、１２は速度成分算出器９、加速度成分算出器
１０、推定高度算出器１１を含む高度測定装置である。
【００１２】上記のように構成された二次元レーダと高
度測定装置の作動原理を図１を用いて説明する。なお、
目標は、航空機等の対空目標で、等速直線運動し、二次
元レーダ設置場所の地球と接する平面に平行に運動し、
かつ二次元レーダの直上を通過すると仮定して説明す
る。
度測定装置の作動原理を図１を用いて説明する。なお、
目標は、航空機等の対空目標で、等速直線運動し、二次
元レーダ設置場所の地球と接する平面に平行に運動し、
かつ二次元レーダの直上を通過すると仮定して説明す
る。
【００１３】まず、送受信器５では、送信波をアンテナ
４に出力する。アンテナ４では、この送信波を空間に放
射し、目標からの反射波を受信する。送受信器５では、
この受信された信号を増幅し、復調した後に信号検出器
６に出力する。信号検出器６では、目標の検出を行い、
目標の距離、及び目標を検出したときに、アンテナ駆動
部７から得られる方位から目標の方位を観測し、速度成
分算出器９及び推定高度算出器１１に出力する。
４に出力する。アンテナ４では、この送信波を空間に放
射し、目標からの反射波を受信する。送受信器５では、
この受信された信号を増幅し、復調した後に信号検出器
６に出力する。信号検出器６では、目標の検出を行い、
目標の距離、及び目標を検出したときに、アンテナ駆動
部７から得られる方位から目標の方位を観測し、速度成
分算出器９及び推定高度算出器１１に出力する。
【００１４】Ｒ ここで、目標は図２のように運動する
と仮定する。図２において、x軸は二次元レーダから見
て水平方向、y軸は二次元レーダから見て垂直方向であ
る。目標は時間tの関数として表され、速度aで運動して
いる。bは、時間tが０のときの目標のx座標であり、cは
目標の高度である。このとき、目標の観測距離をＲと表
記すると、数１のように算出される。
と仮定する。図２において、x軸は二次元レーダから見
て水平方向、y軸は二次元レーダから見て垂直方向であ
る。目標は時間tの関数として表され、速度aで運動して
いる。bは、時間tが０のときの目標のx座標であり、cは
目標の高度である。このとき、目標の観測距離をＲと表
記すると、数１のように算出される。
【００１５】
【数１】
【００１６】速度成分算出器９では、観測される目標の
観測距離Ｒの前回入力値との差分を単位時間で割ること
により、目標の運動諸元である距離変化率（速度成分）
が数２のように算出され、加速度成分算出器１０及び推
定高度算出器１１に出力する。
観測距離Ｒの前回入力値との差分を単位時間で割ること
により、目標の運動諸元である距離変化率（速度成分）
が数２のように算出され、加速度成分算出器１０及び推
定高度算出器１１に出力する。
【００１７】
【数２】
【００１８】加速度成分算出器１０では、目標の運動諸
元である距離変化率（速度成分）の前回入力値との差分
を単位時間で割ることにより、目標の運動諸元である加
速度成分が数３のように算出され、推定高度算出器１１
に出力する。
元である距離変化率（速度成分）の前回入力値との差分
を単位時間で割ることにより、目標の運動諸元である加
速度成分が数３のように算出され、推定高度算出器１１
に出力する。
【００１９】
【数３】
【００２０】推定高度算出器１１では、目標の観測距離
Ｒ、速度成分、加速度成分が得られることから、数４に
より推定高度Ｃが求められる。
Ｒ、速度成分、加速度成分が得られることから、数４に
より推定高度Ｃが求められる。
【００２１】
【数４】
【００２２】以上のように、この発明は、等速直線運動
する目標が二次元レーダ設置場所の地球と接する平面に
平行に運動し、かつ二次元レーダの直上を通過すると仮
定することにより、目標の距離の変化分である速度成分
と、速度成分の変化分である加速度成分から目標高度を
算出するものである。
する目標が二次元レーダ設置場所の地球と接する平面に
平行に運動し、かつ二次元レーダの直上を通過すると仮
定することにより、目標の距離の変化分である速度成分
と、速度成分の変化分である加速度成分から目標高度を
算出するものである。
【００２３】実施の形態２．図３はこの発明による実施
の形態２を示すブロック図であり、図３において４はア
ンテナ、５は送受信器、６は信号検出器、７はアンテナ
駆動部、８はアンテナ４、送受信器５、信号検出器６、
アンテナ駆動部７を含む二次元レーダ、１３は高度計算
器、１４は通信装置、１５は高度計算器１３、通信装置
１４を含む高度測定装置である。
の形態２を示すブロック図であり、図３において４はア
ンテナ、５は送受信器、６は信号検出器、７はアンテナ
駆動部、８はアンテナ４、送受信器５、信号検出器６、
アンテナ駆動部７を含む二次元レーダ、１３は高度計算
器、１４は通信装置、１５は高度計算器１３、通信装置
１４を含む高度測定装置である。
【００２４】上記のように構成された二次元レーダと高
度測定装置の動作原理を図３を用いて説明する。まず、
第１の送受信器５では、送信波をアンテナ４に出力す
る。アンテナ４では、この送信波を空間に放射し、目標
からの反射波を受信する。送受信器５では、この受信さ
れた信号を増幅し、復調した後に信号検出器６に出力す
る。信号検出器６では、目標の検出を行い、目標の距
離、及び目標を検出したときに、アンテナ駆動部７から
得られる方位から目標の方位を観測し、高度計算器１３
に出力する。
度測定装置の動作原理を図３を用いて説明する。まず、
第１の送受信器５では、送信波をアンテナ４に出力す
る。アンテナ４では、この送信波を空間に放射し、目標
からの反射波を受信する。送受信器５では、この受信さ
れた信号を増幅し、復調した後に信号検出器６に出力す
る。信号検出器６では、目標の検出を行い、目標の距
離、及び目標を検出したときに、アンテナ駆動部７から
得られる方位から目標の方位を観測し、高度計算器１３
に出力する。
【００２５】アンテナ４では、この送信波を空間に放射
し、目標からの反射波を受信する。送受信器５では、こ
の受信された信号を増幅し、復調した後に信号検出器６
に出力する。信号検出器６では、目標の検出を行い、目
標の距離、及び目標を検出したときに、アンテナ駆動部
７から得られる方位から目標の方位を観測し、高度計算
器１３に出力する。
し、目標からの反射波を受信する。送受信器５では、こ
の受信された信号を増幅し、復調した後に信号検出器６
に出力する。信号検出器６では、目標の検出を行い、目
標の距離、及び目標を検出したときに、アンテナ駆動部
７から得られる方位から目標の方位を観測し、高度計算
器１３に出力する。
【００２６】高度計算器１３では、目標の方位、距離を
通信装置１４に出力するとともに、通信装置１４から入
力される他の二次元レーダに連接される高度測定装置か
らの同一目標の方位、距離を入力し、目標高度を計算す
る。通信装置１４では、高度計算器１３から得られる同
一目標の方位、距離を他の二次元レーダに連接される高
度測定装置に出力するとともに、上記のとおり他の二次
元レーダに連接される高度測定装置からの方位、距離を
高度計算器１３に出力する。
通信装置１４に出力するとともに、通信装置１４から入
力される他の二次元レーダに連接される高度測定装置か
らの同一目標の方位、距離を入力し、目標高度を計算す
る。通信装置１４では、高度計算器１３から得られる同
一目標の方位、距離を他の二次元レーダに連接される高
度測定装置に出力するとともに、上記のとおり他の二次
元レーダに連接される高度測定装置からの方位、距離を
高度計算器１３に出力する。
【００２７】ここで、ある二次元レーダが座標の原点
(0, 0, 0)に存在し目標が方位θ1、距離Ｒ1に観測さ
れ、もう一つの二次元レーダが(q, 0, 0)に存在し目標
が方位θ 2、距離Ｒ2に観測されるとき、二次元レーダ間
の距離が地球半径に比べて十分小さい場合、x-y平面に
投射される目標位置は図４のように近似できる。このと
きの交点のx座標は数５のように算出される。
(0, 0, 0)に存在し目標が方位θ1、距離Ｒ1に観測さ
れ、もう一つの二次元レーダが(q, 0, 0)に存在し目標
が方位θ 2、距離Ｒ2に観測されるとき、二次元レーダ間
の距離が地球半径に比べて十分小さい場合、x-y平面に
投射される目標位置は図４のように近似できる。このと
きの交点のx座標は数５のように算出される。
【００２８】
【数５】
【００２９】ここで、最初の二次元レーダで観測される
目標は数６で表される円状に存在している。
目標は数６で表される円状に存在している。
【００３０】
【数６】
【００３１】そのため、目標の高度Ｚは数７により求め
ることができる。なお、数７の解の一方が地球面より上
に存在しない場合には、地球面より上に存在する解を目
標の高度とする。数７の解が二つとも地球面より上に存
在する場合には、地球面に近い側の解を目標高度とす
る。
ることができる。なお、数７の解の一方が地球面より上
に存在しない場合には、地球面より上に存在する解を目
標の高度とする。数７の解が二つとも地球面より上に存
在する場合には、地球面に近い側の解を目標高度とす
る。
【００３２】
【数７】
【００３３】なお、第２の発明では２台の二次元レーダ
を用いる場合について記載したが、２台以上の複数の二
次元レーダを用いる場合にも適用できるものである。
を用いる場合について記載したが、２台以上の複数の二
次元レーダを用いる場合にも適用できるものである。
【００３４】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、目標の
距離と方位から目標高度を算出する二次元レーダ装置を
実現できるものである。
距離と方位から目標高度を算出する二次元レーダ装置を
実現できるものである。
【図１】 この発明の実施の形態１を示す二次元レーダ
装置のブロック図である。
装置のブロック図である。
【図２】 目標の運動軌跡を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態２を示す二次元レーダ
装置ブロック図である。
装置ブロック図である。
【図４】 x-y平面に投射される目標の近似位置を示す
図である。
図である。
【図５】 一般的なレーダーの運用状態を示す図であ
る。
る。
【図６】 従来の二次元レーダ装置を示すブロック図で
ある。
ある。
１ 目標、２ 二次元レーダ、３ ビーム、４ アンテ
ナ、５ 送受信器、６信号検出器、７ アンテナ駆動
部、８ 二次元レーダ、９ 速度成分算出器、１０ 加
速度成分算出器、１１ 推定高度算出器、１２ 高度測
定装置、１３高度計算器、１４ 通信装置、１５ 高度
測定装置。
ナ、５ 送受信器、６信号検出器、７ アンテナ駆動
部、８ 二次元レーダ、９ 速度成分算出器、１０ 加
速度成分算出器、１１ 推定高度算出器、１２ 高度測
定装置、１３高度計算器、１４ 通信装置、１５ 高度
測定装置。
Claims (4)
- 【請求項１】 目標に対してビームの送受信を行うアン
テナと、上記アンテナに対して送受信信号を入出力する
送受信器と、上記アンテナの向きを決定するアンテナ駆
動部と、上記送受信器の受信出力信号及び上記アンテナ
駆動部のアンテナ方位信号より目標検出を行い、目標の
距離及び方位を算出する信号検出器とを備えた二次元レ
ーダ装置において、上記目標の距離及び方位から目標の
高度を算出する高度算出手段を設けたことを特徴とする
二次元レーダ装置。 - 【請求項２】 上記高度算出手段は、上記信号検出器の
距離情報を元に目標の速度成分を算出する速度成分算出
器、上記速度成分算出器の速度成分情報を元に目標の加
速度成分を算出する加速度成分算出器、上記信号検出器
の距離情報、上記速度成分算出器の速度成分情報、及び
上記加速度成分算出の加速度成分情報を元に目標の高度
を推定する推定高度算出器とを具備したことを特徴とす
る請求項１記載の二次元レーダ装置。 - 【請求項３】 目標に対してビームの送受信を行うアン
テナと、上記アンテナに対して送受信信号を入出力する
送受信器と、上記アンテナの向きを決定するアンテナ駆
動部と、上記送受信器の受信出力信号及び上記アンテナ
駆動部のアンテナ方位信号より目標検出を行い、距離及
び方位を算出する信号検出器とを備えた複数の二次元レ
ーダ装置において、他の二次元レーダ装置間で同一目標
の距離及び方位を入出力する通信手段と、上記二次元レ
ーダから入力された同一目標の距離及び方位と上記通信
手段から入力される他の二次元レーダの距離及び方位を
元に目標の高度を算出する高度計算手段とを具備したこ
とを特徴とする二次元レーダ装置。 - 【請求項４】 上記目標は、等速直進運動するととも
に、上記二次元レーダ装置の設置場所の地球と接する平
面に平行に運動し、かつ上記二次元レーダ装置の直上を
通過する移動目標であることを特徴とする請求項１〜３
いずれか記載の二次元レーダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000325467A JP2002131422A (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 二次元レーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000325467A JP2002131422A (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 二次元レーダ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002131422A true JP2002131422A (ja) | 2002-05-09 |
Family
ID=18802828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000325467A Pending JP2002131422A (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 二次元レーダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002131422A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009014655A (ja) * | 2007-07-09 | 2009-01-22 | Nec Corp | 目標高度計測方法、目標高度計測方式及びレーダ装置 |
| JP2009244194A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Nec Corp | レーダ装置 |
| JP2012088163A (ja) * | 2010-10-19 | 2012-05-10 | Nec Corp | パルスレーダ装置、パルスレーダ装置制御方法およびその制御用プログラム |
-
2000
- 2000-10-25 JP JP2000325467A patent/JP2002131422A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009014655A (ja) * | 2007-07-09 | 2009-01-22 | Nec Corp | 目標高度計測方法、目標高度計測方式及びレーダ装置 |
| JP2009244194A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Nec Corp | レーダ装置 |
| JP2012088163A (ja) * | 2010-10-19 | 2012-05-10 | Nec Corp | パルスレーダ装置、パルスレーダ装置制御方法およびその制御用プログラム |
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