JP2004132803A - 追尾レーダ - Google Patents

Abstract

【課題】強クラッタ環境においても、実目標に対して検定ビームを送受信するための時間が確保され、目標の追随移行の遅れが生じない追尾レーダを提供する。
【解決手段】外部からの検定禁止マップ作成指示をもとに、検定禁止エリアを検定禁止マップ情報回路８５に記録し、この検定禁止エリアと捜索時の検出とを比較照合して検定ビームのマネージメントを行うように構成した。
【選択図】図１

Description

【０００１】
本発明は捜索、検定、追随を切換えて目標を追尾する追尾レーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に追尾レーダの構成の一例を示し、送信機１、走査制御器２、アンテナ３、受信機４、検出処理回路５、測角処理回路６、追随制御器７、レーダ制御器８及び表示器９から構成される。
送信機１で生成した送信ＲＦ信号および走査制御器２で生成された空中線制御信号がアンテナ３に入力され、アンテナ３から電波が送信される。一方、アンテナ３で受信された受信信号（Σ、ΔＡＺ、ΔＥＬ）は受信機４で周波数変換及び検波される。この検波出力信号うち、Σビームは検出処理回路５でスレッショルド（あらかじめ設定された所定値）との大小比較により検出処理され検出結果が出力される。受信機４からの検波出力信号（Σ、ΔＡＺ、ΔＥＬ）と検出処理回路５からの検出結果は測角処理回路６に入力され、モノパルス測角処理される。測角処理回路６で検出された測角値は追随制御器７に入力され、レーダ制御器８から入力される捜索時／検定時／追随時の各レーダモードに従い、切換処理回路７１により切替処理される（例えば、特許文献１参照。）。
まず、捜索時は検出された位置情報（距離、方位角、高低角）がレーダ制御器８の検定ビーム制御回路８１に出力され、この捜索時の検出結果よりインターフェース回路８４を介してレーダモードを追随制御器７の切換処理回路７１及び送信機１に、ビーム走査制御信号を走査制御器２へ入力し、次回のフレームタイムにおける検定ビームのマネージメントを行う。
【０００３】
検定時は検定ビームにより検出された位置情報（距離、方位角、高低角）を追随制御（１）回路７２に入力し、次回のフレームタイムにおける目標の予測位置を演算する。この予測位置情報をレーダ制御器８の追随ビーム制御回路８２へ入力し、この追随ビーム制御回路８２は入力される予測位置に従い、インターフェース回路８４を介してレーダモードを追随制御器７の切換処理回路７１及び送信機１に、ビーム走査制御信号を走査制御器２へ入力して次回のフレームタイムにおける追随ビームのマネージメントを行う。
追随時は、前回までの位置情報と検出された位置情報より、追随制御（２）回路７３において、次回のフレームタイムにおける目標の予測位置を算出する。この予測位置情報をレーダ制御器８の追随ビーム制御回路８２へ入力し、この追随ビーム制御回路８２は検定時および追随時に追随制御回路（７２、７３）から入力される予測位置に従い、インターフェース回路８４を介してレーダモードを追随制御器７の切換処理回路７１及び送信機１に、ビーム走査制御信号を走査制御器２へ入力して次回のフレームタイムにおける追随ビームのマネージメントを行う。
【０００４】
最後にフレームの追随ビームのレーダモードが終了したとき、捜索ビーム制御回路８３はインターフェース回路８４を介してレーダモードを追随制御器７の切換処理回路７１及び送信機１に、ビーム走査制御信号を走査制御器２へ入力して次回のフレームタイムにおける捜索ビームのマネージメントを行う。
このようにレーダ制御器８では、フレーム毎の捜索／検定／追随の各レーダモードの制御およびビーム走査制御を行い、レーダモードは切換処理回路７１および送信機１に、ビーム走査制御信号は走査制御器に出力される。切換処理回路７１は入力されたレーダモードに従い、捜索／検定／追随の各レーダモードを切換え、送信機１はレーダモードに合わせた送信ＲＦ信号を作成する。捜索／検定／追随の各レーダモードの検出結果はインターフェース回路８４を介して表示器９に出力され、シンボル表示される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−３００８４７号公報（第５頁　図１４）
【発明が解決しようとする課題】
強いクラッタが受信される環境下ではＭＴＩ（Ｍｏｖｉｎｇ　Ｔａｒｇｅｔ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）等によるクラッタ抑圧後のクラッタの消え残りが多く生じる。従来の追尾レーダ装置は以上のように構成されているため、強クラッタ環境下では、検定ビームの送受信によるリソースが不足し、追随への移行が遅れるという問題が生じてしまう。
上記問題を解決するために、本発明に係る追尾レーダは、強クラッタ環境においても、実目標に対して検定ビームを送受信するための時間が確保され、目標の追随移行の遅れが生じない追尾レーダを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は電波を送受信するアンテナと、電波の送受信方向を走査して目標を捜索する捜索ビームによる第１の送信信号及び第１の受信信号により目標の有無及び位置を検出する捜索手段と、前記捜索手段により検出した目標の方向に検定ビームによる第２の送信信号を電波放射し、第２の受信信号を検出して目標の有無及び位置を検出する検定手段と、目標の位置予測を行い予測された位置に電波の送受信方向を走査制御し、追随ビームを形成することにより検出された目標を追随する追随手段と、指定した期間に検定ビームによる第２の受信信号で検出した空間エリアを記録する記録手段とを具備し、前記記録手段により記録された空間エリアより、再び捜索ビームで第３の受信信号が検出された場合に、前記検定手段は検出した目標の方向に検定ビームを送信しないようにビーム制御することを特徴とする。
また、電波を送受信するアンテナと、電波の送受信方向を走査して目標を捜索する捜索ビームによる第１の送信信号及び第１の受信信号により目標の有無及び位置を検出する捜索手段と、前記捜索手段により検出した目標の方向に検定ビームによる第２の送信信号を電波放射し、第２の受信信号を検出して目標の有無及び位置を検出する検定手段と、目標の位置予測を行い予測された位置に電波の送受信方向を走査制御し、追随ビームを形成することにより検出された目標を追随する追随手段と、前記捜索ビームによる第１の受信信号と前記検定ビームによる第２の受信信号との相対位置より固定目標であるか否かを判別する判別手段とを具備し、前記捜索ビームによる第１の受信信号と前記検定ビームによる第２の受信信号との相対位置より固定目標と判別した場合において、前記第１の受信信号で検出された空間エリアより、再び捜索ビームで第３の受信信号が検出された場合に、前記検定手段は検出した目標の方向に検定ビームを送信しないようにビーム制御することを特徴とする。
【０００７】
また、電波を送受信するアンテナと、電波の送受信方向を走査して目標を捜索する捜索ビームによる第１の送信信号及び第１の受信信号により目標の有無及び位置を検出する捜索手段と、前記捜索手段により検出した目標の方向に検定ビームによる第２の送信信号を電波放射し、第２の受信信号を検出して目標の有無及び位置を検出する検定手段と、目標の位置予測を行い予測された位置に電波の送受信方向を走査制御し、追随ビームを形成することにより検出された目標を追随する追随手段と、前記捜索ビームによる第１の受信信号と前記検定ビームによる第２の受信信号との相対位置より固定目標であるか否かを判別する判別手段とを具備し、前記捜索ビームによる第１の受信信号と前記検定ビームによる第２の受信信号との相対位置より固定目標と判別した場合において、前記記録手段は固定目標の位置情報を設定された経過時間だけ記録し、この記録された空間エリアより、再び捜索ビームで第３の受信信号が検出された場合に、前記検定手段は検出した目標の方向に検定ビームを送信しないように、ビーム制御することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に本発明の一実施例による追尾レーダの構成図を示す。
この追尾レーダは送信機１、走査制御器２、アンテナ３、受信機４、検出処理回路５、測角処理回路６、追随制御器７（切換処理回路７１、追随制御（１）回路７２、追随制御（２）回路７３）、レーダ制御器８（検定ビーム制御回路８１、追随ビーム制御回路８２、捜索ビーム制御回路８３、インターフェース回路８４、検定禁止マップ情報回路８５）及び表示器９から構成される。
送信機１で生成した送信ＲＦ信号および走査制御器２で生成された空中線制御信号がアンテナ３に入力され、アンテナ３から電波が送信される。一方、アンテナ３で受信された受信信号（Σ、ΔＡＺ、ΔＥＬ）は受信機４で周波数変換及び検波される。この検波出力信号うち、Σビームは検出処理回路５でスレッショルド（あらかじめ設定された所定値）との大小比較により検出処理され検出結果が出力される。受信機４からの検波出力信号（Σ、ΔＡＺ、ΔＥＬ）と検出処理回路５からの検出結果は測角処理回路６に入力され、モノパルス測角処理される。測角処理回路６で検出された測角値は追随制御器７に入力され、レーダ制御器８から入力される捜索時／検定時／追随時の各レーダモードに従い、切換処理回路７１により切替処理される。
【０００９】
まず、捜索時は検出された位置情報（距離、方位角、高低角）がレーダ制御器８の検定ビーム制御回路８１に入力される。捜索時で検出があがった場合は、検定ビーム制御回路８１で検定禁止マップ情報回路８５に記録された検定禁止エリアと比較照合し、一致する場合には検定ビームを送受信しないようにインターフェース回路８４を介してビーム制御する。一方、検定禁止エリアと一致しない場合には、捜索時の検出結果よりインターフェース回路８４を介してレーダモードを追随制御器７の切換処理回路７１及び送信機１に、ビーム走査制御信号を走査制御器２へ入力し、次回のフレームタイムにおける検定ビームのマネージメントを行う。
検定時は検定ビームにより検出された位置情報（距離、方位角、高低角）を追随制御（１）回路７２に入力し、次回のフレームタイムにおける目標の予測位置を演算する。この予測位置情報をレーダ制御器８の追随ビーム制御回路８２と検定禁止マップ情報回路８５に分配される。外部からの検定禁止マップ作成指示がＯＮ期間の、捜索ビーム制御回路８３から入力されるフレーム情報（時間情報）より判断されるフレームタイムに検定ビームで検出された検出エリアを検定禁止エリアとしてマップ化して記録する。また、追随ビーム制御回路８２は入力される予測位置に従い、インターフェース回路８４を介してレーダモードを追随制御器７の切換処理回路７１及び送信機１に、ビーム走査制御信号を走査制御器２へ入力して次回のフレームタイムにおける追随ビームのマネージメントを行う。
【００１０】
追随時は、前回までの位置情報と検出された位置情報より、追随制御（２）回路７３において、次回のフレームタイムにおける目標の予測位置を算出する。この予測位置情報をレーダ制御器８の追随ビーム制御回路８２へ入力し、この追随ビーム制御回路８２は検定時および追随時に追随制御回路（７２、７３）から入力される予測位置に従い、インターフェース回路８４を介してレーダモードを追随制御器７の切換処理回路７１及び送信機１に、ビーム走査制御信号を走査制御器２へ入力して次回のフレームタイムにおける追随ビームのマネージメントを行う。
最後にフレームの追随ビームのレーダモードが終了したとき、捜索ビーム制御回路８３はインターフェース回路８４を介してレーダモードを追随制御器７の切換処理回路７１及び送信機１に、ビーム走査制御信号を走査制御器２へ入力して次回のフレームタイムにおける捜索ビームのマネージメントを行う。
図２に本発明の一実施例による追尾レーダのフレームタイミングの説明図、図３にビームポジションの説明図を示す。
所定の捜索エリアをビーム走査する時間をフレームタイム（Ｔ）とし、フレーム１、フレーム２、フレーム３、…と繰り返される。ひとつのフレームにはＭ回の検定ビームと、Ｎ回の追随ビームを送受信する時間リソースが配分され、レーダ制御器８により制御されている。図３に示したように各フレームで１ポジションからＬ・Ｋポジションの捜索ビームをスキャンし、同一フレーム中に検定ビーム（検定１、検定２、…検定Ｍ）および追随ビーム（追随ｎ）を送受信する。
【００１１】
このようにレーダ制御器８では、フレーム毎の捜索／検定／追随の各レーダモードの制御およびビーム走査制御を行い、レーダモードは切換処理回路７１および送信機１に、ビーム走査制御信号は走査制御器に出力される。切換処理回路７１は入力されたレーダモードに従い、捜索／検定／追随の各レーダモードを切換え、送信機１はレーダモードに合わせた送信ＲＦ信号を作成する。捜索／検定／追随の各レーダモードの検出結果はインターフェース回路８４を介して表示器９に出力され、シンボル表示される。
図４に本発明の他の一実施例による追尾レーダの構成図を示す。
この追尾レーダは送信機１、走査制御器２、アンテナ３、受信機４、検出処理回路５、測角処理回路６、追随制御器７（切換処理回路７１、追随制御（１）回路７２、追随制御（２）回路７３、クラッタ判別処理回路７４、検出マップ情報回路７５）、レーダ制御器８（検定ビーム制御回路８１、追随ビーム制御回路８２、捜索ビーム制御回路８３、インターフェース回路８４、検定禁止マップ情報回路８５）及び表示器９から構成される。
送信機１で生成した送信ＲＦ信号および走査制御器２で生成された空中線制御信号がアンテナ３に入力され、アンテナ３から電波が送信される。一方、アンテナ３で受信された受信信号（Σ、ΔＡＺ、ΔＥＬ）は受信機４で周波数変換及び検波される。この検波出力信号うち、Σビームは検出処理回路５でスレッショルド（あらかじめ設定された所定値）との大小比較により検出処理され検出結果が出力される。受信機４からの検波出力信号（Σ、ΔＡＺ、ΔＥＬ）と検出処理回路５からの検出結果は測角処理回路６に入力され、モノパルス測角処理される。測角処理回路６で検出された測角値は追随制御器７に入力され、レーダ制御器８から入力される捜索時／検定時／追随時の各レーダモードに従い、切換処理回路７１により切換処理される。
【００１２】
まず、捜索時は検出された位置情報（距離、方位角、高低角）が検出マップ情報回路７５に記録され、検出結果はレーダ制御器８の検定ビーム制御回路８１に出力される。捜索時で検出があがった場合は、検出結果（距離、方位角、高低角）と、後述する検定禁止マップ情報回路８５に記録された検定禁止エリアとを比較照合し、一致する場合には検定ビームを送受信しないようにインターフェース回路８４を介してビーム制御する。一方、検定禁止エリアと一致しない場合には、捜索時の検出結果よりインターフェース回路８４を介してレーダモードを追随制御器７の切換処理回路７１及び送信機１に、ビーム走査制御信号を走査制御器２へ入力し、次回のフレームタイムにおける検定ビームのマネージメントを行う。
検定時は、検定ビームにより検出された位置情報（距離、方位角、高低角）と、検出マップ情報回路７５に記録されている前回のフレームタイムで捜索時に検出された検出情報（距離、方位角、高低角）とをクラッタ判別処理回路７４にて比較し、移動量の小さい、または移動速度の小さい目標をクラッタと判別し棄却する。クラッタと判別されなかった目標に対しては、クラッタ判別結果（距離、方位角、高低角）が検定禁止マップ情報回路８５に入力され、更に検出情報（捜索時の位置情報および検定時の位置情報）が追随制御（１）回路７２に入力され、次回のフレームタイムにおける目標の予測位置を演算する。この予測位置情報をレーダ制御器８の追随ビーム制御回路８２へ入力し、この追随ビーム制御回路８２は入力される予測位置に従い、インターフェース回路８４を介してレーダモードを追随制御器７の切換処理回路７１及び送信機１に、ビーム走査制御信号を走査制御器２へ入力して次回のフレームタイムにおける追随ビームのマネージメントを行う。
【００１３】
追随時は、前回までの位置情報と検出された位置情報より、追随制御（２）回路７３において、次回のフレームタイムにおける目標の予測位置を算出する。この予測位置情報をレーダ制御器８の追随ビーム制御回路８２へ入力し、この追随ビーム制御回路８２は検定時および追随時に追随制御回路（７２、７３）から入力される予測位置に従い、インターフェース回路８４を介してレーダモードを追随制御器７の切換処理回路７１及び送信機１に、ビーム走査制御信号を走査制御器２へ入力して次回のフレームタイムにおける追随ビームのマネージメントを行う。
最後にフレームの追随ビームのレーダモードが終了したとき、捜索ビーム制御回路８３はインターフェース回路８４を介してレーダモードを追随制御器７の切換処理回路７１及び送信機１に、ビーム走査制御信号を走査制御器２へ入力して次回のフレームタイムにおける捜索ビームのマネージメントを行う。
追随制御器７から入力されるクラッタ判別結果を検定禁止マップ情報回路８５に記録し、この検定禁止マップ情報は検定ビーム制御回路８１に入力され、検定禁止マップ情報として記録されている距離、方位角、高低角を中心に、例えばビーム幅に相当する空間エリアに対しては、検定ビームを送受信しないよう、ビームマネージメントする。ここで、検定禁止マップ情報回路８５には、外部から設定される検出禁止マップ作成指示として、検定禁止フレーム数（Ｌ）と捜索ビーム制御回路８３から入力されるフレーム情報（時間情報）よりＬ回分のフレームタイムだけ検定禁止マップ情報を保持する。その後、その検定禁止とする位置情報をクリアする。検定禁止となる空間エリアを狭めることを目的とし、クラッタの検出状況の変化状況を考慮し、検定禁止フレーム数を設定する。
【００１４】
ここで、フレーム１の捜索ビームで検出された目標（またはクラッタ）はフレーム２で同一方向に検定ビームが送受信される。検定ビームで検出された場合は、捜索ビームでの検出位置と検定ビームでの検出位置の移動量（ΔＸ）と捜索ビームと検定ビームで検出された経過時間（Δｔ）より算出した移動速度（ｖ＝ΔＸ／Δｔ）より、検出目標がクラッタであるかを判定する。判定基準は予め設定されている移動量下限値（Ｘｌｉｍｉｔ）、移動速度下限値（Ｖｌｉｍｉｔ）より、例えば以下の式により判定する。
｜ΔＸ｜　＜　Ｘｌｉｍｉｔ　または　｜Ｖ｜　＜　Ｖｌｉｍｉｔ
の場合は、検出目標をクラッタと判定する。
このようにレーダ制御器８では、フレーム毎の捜索／検定／追随の各レーダモードの制御およびビーム走査制御を行い、レーダモードは切換処理回路７１および送信機１に、ビーム走査制御信号は走査制御器に出力される。切換処理回路７１は入力されたレーダモードに従い、捜索／検定／追随の各レーダモードを切換え、送信機１はレーダモードに合わせた送信ＲＦ信号を作成する。捜索／検定／追随の各レーダモードの検出結果はインターフェース回路８４を介して表示器９に出力され、シンボル表示される。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように、この発明の追尾レーダにより、検定時にクラッタと判断されたビーム走査ポジションの空間エリアに対して、設定された時間だけ検定ビームを送受信しないように検定禁止設定することで、クラッタに対して捜索で検出が上がっても検定禁止エリアには検定ビームを送受信しないよう制御するため、各フレームにおける検定リソースを確保しやすくなり、目標の追随移行の遅れを防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による追尾レーダの構成図。
【図２】フレームタイミングの説明図。
【図３】ビームポジションの説明図
【図４】本発明の他の一実施例による追尾レーダの構成図。
【図５】従来の追尾レーダの構成図。
【符号の説明】
１：送信機
２：走査制御器
３：アンテナ
４：受信機
５：検出処理回路
６：測角処理回路
７：追随制御器
７１：切換処理回路
７２：追随制御（１）回路
７３：追随制御（２）回路
７４：クラッタ判別処理回路
７５：検出マップ情報回路
８：レーダ制御器
８１：検定ビーム制御回路
８２：追随ビーム制御回路
８３：捜索ビーム制御回路
８４：インターフェース回路
８５：検定禁止マップ情報回路
９：表示器

Claims (3)

1. 電波を送受信するアンテナと、電波の送受信方向を走査して目標を捜索する捜索ビームによる第１の送信信号及び第１の受信信号により目標の有無及び位置を検出する捜索手段と、前記捜索手段により検出した目標の方向に検定ビームによる第２の送信信号を電波放射し、第２の受信信号を検出して目標の有無及び位置を検出する検定手段と、目標の位置予測を行い予測された位置に電波の送受信方向を走査制御し、追随ビームを形成することにより検出された目標を追随する追随手段と、指定した期間に検定ビームによる第２の受信信号で検出した空間エリアを記録する記録手段とを具備し、前記記録手段により記録された空間エリアより、再び捜索ビームで第３の受信信号が検出された場合に、前記検定手段は検出した目標の方向に検定ビームを送信しないようにビーム制御することを特徴とする追尾レーダ。
2. 電波を送受信するアンテナと、電波の送受信方向を走査して目標を捜索する捜索ビームによる第１の送信信号及び第１の受信信号により目標の有無及び位置を検出する捜索手段と、前記捜索手段により検出した目標の方向に検定ビームによる第２の送信信号を電波放射し、第２の受信信号を検出して目標の有無及び位置を検出する検定手段と、目標の位置予測を行い予測された位置に電波の送受信方向を走査制御し、追随ビームを形成することにより検出された目標を追随する追随手段と、前記捜索ビームによる第１の受信信号と前記検定ビームによる第２の受信信号との相対位置より固定目標であるか否かを判別する判別手段とを具備し、前記捜索ビームによる第１の受信信号と前記検定ビームによる第２の受信信号との相対位置より固定目標と判別した場合において、前記第１の受信信号で検出された空間エリアより、再び捜索ビームで第３の受信信号が検出された場合に、前記検定手段は検出した目標の方向に検定ビームを送信しないようにビーム制御することを特徴とする追尾レーダ。
3. 電波を送受信するアンテナと、電波の送受信方向を走査して目標を捜索する捜索ビームによる第１の送信信号及び第１の受信信号により目標の有無及び位置を検出する捜索手段と、前記捜索手段により検出した目標の方向に検定ビームによる第２の送信信号を電波放射し、第２の受信信号を検出して目標の有無及び位置を検出する検定手段と、目標の位置予測を行い予測された位置に電波の送受信方向を走査制御し、追随ビームを形成することにより検出された目標を追随する追随手段と、前記捜索ビームによる第１の受信信号と前記検定ビームによる第２の受信信号との相対位置より固定目標であるか否かを判別する判別手段とを具備し、前記捜索ビームによる第１の受信信号と前記検定ビームによる第２の受信信号との相対位置より固定目標と判別した場合において、前記記録手段は固定目標の位置情報を設定された経過時間だけ記録し、この記録された空間エリアより、再び捜索ビームで第３の受信信号が検出された場合に、前記検定手段は検出した目標の方向に検定ビームを送信しないようにビーム制御することを特徴とする追尾レーダ。

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