JP2005195450A

JP2005195450A - 電波干渉対応型レーダ装置

Info

Publication number: JP2005195450A
Application number: JP2004001890A
Authority: JP
Inventors: Satoyuki Morooka; 智行師岡
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-01-07
Filing date: 2004-01-07
Publication date: 2005-07-21

Abstract

【課題】複数のレーダ装置を近接して使用する場合に、周波数ホッピング時の周波数利用効率を向上し、かつ干渉を生じないように周波数ホッピングを行なう電波干渉対応型のレーダ装置を得る。
【解決手段】第１のレーダ装置１１のパターン生成部１９で各レーダ装置の周波数ホッピングパターンと周波数チャネル切り換えタイミングを生成し各レーダ装置に分配する。外部からの妨害により周波数ホッピングが必要になった場合、すべてのレーダ装置が同期をとり一斉に周波数ホッピングを行なうことで、各レーダ装置間の干渉を低減し、同時に周波数利用効率の向上を図る様にした。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数のレーダ装置の電波干渉を除去する電波干渉対応型のレーダ装置に関するものである。

従来の電波干渉対応型のレーダ装置においては、複数のレーダ装置間の送信タイミングやアンテナの回転を同期制御することなく、簡単な構成でレーダ波の干渉を除去するものであり、第１のレーダ装置に設けられ、第２のレーダ装置のアンテナの角度情報を受信するインタフェース手段と第１のレーダ装置のアンテナの角度情報とインタフェース手段から受信された第２のレーダ装置のアンテナの角度情報とに応じて、双方のアンテナが互いにレーダ波の干渉が生じるような角度条件を呈する場合に、その第１のレーダ装置の送受信を停止するように制御するタイミング生成手段を備える構成にしている。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−１５６４４２号公報（第２−３頁、第１図）

従来の電波干渉対応型のレーダ装置では、干渉を避けるためにレーダ波の送受信を停止してしまうため、その間の情報が得られなくなるという問題があった。

さらに、従来のレーダ装置を近接して複数使用する場合においては、干渉を避けるために事前計画に基づき使用周波数を割り当てる。その際、相互の周波数チャネルは使用できないため、レーダ装置に妨害行為を受けた場合に、周波数ホッピングによる対処を行う上で周波数利用効率が悪く妨害に有効に対処できないという問題があった。

また、それぞれのレーダ装置は、互いにどの周波数チャネルを使用しているかわからないため、妨害行為を受けた場合に迅速に周波数統制する手段がなく、それぞれのレーダ装置が個々に周波数ホッピングで対処するため、選択した周波数によっては、干渉が発生し、その間の情報が得られなくなるという問題があった。

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、複数のレーダ装置の周波数利用効率を向上し、周波数ホッピング使用時の干渉を低減する電波干渉対応型のレーダ装置を得ることを目的とする。

この発明に係る電波干渉対応型レーダ装置は、相互情報を授受するインタフェース部を介して連接される複数のレーダ装置のうち特定の一つのレーダ装置に設けられ、これら複数のレーダ装置の夫々が同時に周波数ホッピングを行なった場合に、干渉が生じない相互に異なる周波数ホッピングパターンを設定するパターン生成部と、周波数ホッピングが必要である場合に、疑似ランダムコードを受信するＧＰＳ受信部からのＧＰＳ同期信号と内部クロックとを同期させ、周波数ホッピングのタイミングを制御するタイミング制御部と、周波数ホッピングが必要である場合に、上記複数のレーダ装置に上記ＧＰＳ同期信号との同期及び周波数ホッピングを指示する信号処理部と、周波数ホッピングが必要であり、上記複数のレーダ装置のうち当該レーダ装置以外のレーダ装置が周波数ホッピングをしていない場合に、当該レーダ装置が使用する周波数チャネルを他の周波数チャネルに置き換えるチャネル制御部とを備え、上記複数のレーダ装置が近接して運用される場合に、上記特定の一つのレーダ装置が上記インタフェース部を介して連接される他の複数のレーダ装置に対して、同期をとり周波数ホッピング時の周波数チャネルが重ならない様に夫々のレーダ波の送信タイミングを制御する様にしたものである。

この発明によれば、レーダ装置を近接して複数を使用する場合において、必要とする時に夫々のレーダ装置の同期をとり、周波数ホッピング時の周波数チャネルが重ならないように、レーダ波の送信タイミングをコントロールことによって、夫々のレーダ装置間の干渉を低減することができる効果がある。
また、周波数ホッピングにおける周波数の利用効率の向上を図ることができるため、外部からの妨害に対する耐性が向上する効果がある。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における電波干渉対応型レーダ装置を示す構成図であり、図において１１ａは第１のレーダ装置、２１は第２のレーダ装置、３１は第３のレーダ装置である。第１のレーダ装置１１において、１２はアンテナ、１３はアンテナ１２との間でレーダ波の送受信を行う送受信部、１４は送受信部１３からの受信信号を処理して目標情報及び妨害情報を取得する信号処理部、１５はＧＰＳ衛星からの疑似ランダムコードを受信するＧＰＳ受信部、１６は周波数チャネルの切り換えタイミングを制御するタイミング制御部、１７は送信するレーダ波の周波数チャネルを制御するチャネル制御部、１８は第２のレーダ装置２１及び第３のレーダ装置３１とを連接するインタフェース部、１９は周波数ホッピングパターンを生成するパターン生成部である。

第２のレーダ装置２１において、２２はアンテナ、２３はアンテナ２２との間でレーダ波の送受信を行う送受信部、２４は送受信部２３からの受信信号を処理して目標情報及び妨害情報を取得する信号処理部、２５はＧＰＳ衛星からの疑似ランダムコードを受信するＧＰＳ受信部、２６は周波数チャネルの切り換えタイミングを制御するタイミング制御部、２７は送信するレーダ波の周波数チャネルを制御するチャネル制御部、２８は第１のレーダ装置１１及び第３のレーダ装置３１とを連接するインタフェース部である。

また、第３のレーダ装置３１において、３２はアンテナ、３３はアンテナ３２との間でレーダ波の送受信を行う送受信部、３４は送受信部３３からの受信信号を処理して目標情報及び妨害情報を取得する信号処理部、３５はＧＰＳ衛星からの疑似ランダムコードを受信するＧＰＳ受信部、３６は周波数チャネルの切り換えタイミングを制御するタイミング制御部、３７は送信するレーダ波の周波数チャネルを制御するチャネル制御部、３８は第１のレーダ装置１１及び第２のレーダ装置２１とを連接するインタフェース部である。

次に、動作について説明する。各レーダ装置には、通常使用する周波数チャネルがあらかじめ割り当てられているものとする。各レーダ装置は、与えられた周波数チャネル内では任意のチャネルを選択できる。この際、選択した周波数が互いに干渉しないようにするため、割り当てる周波数チャネルは相互に異なるようにする。また、各レーダ装置は、通常運用時、すなわち周波数ホッピングを使用せずに固定周波数チャネルでレーダ波を送受信する場合は特に干渉の影響がないため、同期を必要とせず任意のタイミングで送受信が可能である。

第１のレーダ装置１１ａにおいて、パターン生成部１９は、各レーダ装置が使用できるすべての周波数チャネルを用いて周波数ホッピングパターンを生成する。この周波数ホッピングパターンでは、同じ周波数チャネルを繰り返し使用することもできるが、少なくとも２つ以上はチャネル間隔を空ける必要がある。ＧＰＳ受信部１５は、ＧＰＳ衛星からの受信信号を受信し、そこに含まれる疑似ランダムコードを抽出する。パターン生成部１９は、生成された周波数ホッピングパターンを疑似ランダムコードに重畳した周波数ホッピングタイミング信号を生成する。
さらに、この周波数ホッピングタイミング信号を一定時間づつタイミングをずらして、連接しているレーダ装置の数だけ異なる周波数ホッピングタイミング信号を生成し、第２のレーダ装置２１及び第３のレーダ装置３１にインタフェース部１８を介して伝送する。図２は、疑似ランダムコードに周波数ホッピングパターンを重畳した信号の例である。この図からもわかるように、ある時間においては周波数チャネルの重なりはないため、各レーダ装置間で同期がとれれば干渉は起こらない。例えば、図２においてｔ２からｔ３の時、第１のレーダ装置の周波数はｆ３、第２のレーダ装置の周波数はｆ７、第３のレーダ装置の周波数はｆ１であり、ｔ３からｔ４の時は第１のレーダ装置の周波数はｆ９、第２のレーダ装置の周波数はｆ３、第３のレーダ装置の周波数はｆ７というように一定時間間隔でそれぞれのレーダ装置の周波数は重ならないため干渉は起こらない。

次に、第１のレーダ装置１１ａは、外部から妨害がかけられた場合、信号処理部１４が妨害情報を検出することで妨害の有無を判断する。信号処理部１４は、妨害を検出した場合、自身のタイミング制御部１６、第２のレーダ装置２１及び第３のレーダ装置３１に第１のレーダ装置と同期をとるようにさせる。同期はＧＰＳから送信される時刻信号を基準とするかまたは、インタフェース部１８から同期信号を第２のレーダ装置２１及び第３のレーダ装置に送信して同期させる方法がある。なお、インタフェース部１８から同期信号を送信して同期させる場合には伝送遅延が発生するが、周波数ホッピングする時間より短いため問題にはならない。タイミング制御部１６は、ＧＰＳ受信部１５からの同期信号と内部クロック信号の同期をとると同時に、チャネル制御部１７に周波数切り換えタイミングを伝送する。チャネル制御部１７は、図２に示すようなタイミング、例えば、図２においてｔ２からｔ３の時、第１のレーダ装置の周波数はｆ３、第２のレーダ装置の周波数はｆ７、第３のレーダ装置の周波数はｆ１であり、ｔ３からｔ４の時は第１のレーダ装置の周波数はｆ９、第２のレーダ装置の周波数はｆ３、第３のレーダ装置の周波数はｆ７というように一定時間間隔でそれぞれのレーダ装置の周波数チャネルを切り換えるため、周波数ホッピングによるレーダ波の送受信が可能になる。第２のレーダ装置２１及び第３のレーダ装置３１も同様にＧＰＳとの同期をとり周波数ホッピングを行う。

以上のように、この実施の形態１によれば、レーダ装置を近接して複数使用する場合において、必要とする時に各レーダ装置の同期をとり周波数ホッピング時の周波数チャネルが重ならないようにレーダ波の送信タイミングをコントロールことによって、各レーダ装置間の干渉を低減することができると同時に、周波数ホッピングにおける周波数の利用効率の向上をはかることができるため、外部からの妨害に対する耐性が向上する。

実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２における電波干渉対応型レーダ装置を示す構成図であり、図において１１ｂは第１のレーダ装置、２１は第２のレーダ装置、３１は第３のレーダ装置である。第１のレーダ装置１１ｂにおいて、１２はアンテナ、１３はアンテナ１２との間でレーダ波の送受信を行う送受信部、１４は送受信部１３からの受信信号を処理して目標情報及び妨害情報を取得する信号処理部、１５はＧＰＳ衛星からの疑似ランダムコードを受信するＧＰＳ受信部、１６は周波数チャネルの切り換えタイミングを制御するタイミング制御部、１７は送信するレーダ波の周波数チャネルを制御するチャネル制御部、１８は第２のレーダ装置２１及び第３のレーダ装置３１とを連接するインタフェース部、１９は周波数ホッピングパターンを生成するパターン生成部、２０はパターン生成部１９で生成された周波数ホッピングパターンを各レーダ装置へ割り当て制御するパターン割当制御部である。

実施の形態１では、図２に示すような１つの周波数ホッピングパターンのタイミングをずらして各レーダ装置で使用するため、すべての連接するレーダ装置が同時に同期をとり周波数ホッピングを行わなければならなかった。そこで、パターン生成部１９は、ある周期において送信するレーダ波の周波数チャネルが重なり合うことがないように配列した周波数パターンを示す表１のように、１つの周波数ホッピングパターンをランダムな並びになるように生成し、そのパターンの並びの最初の周波数チャネルが同一にならないように配列をシフトすることによって同列で同じ周波数が重ならない周波数ホッピングパターンを生成する。生成された周波数ホッピングパターンは、パターン割当制御部２０において各レーダ装置へ割り当てる周波数ホッピングパターンを決定する。決定された周波数ホッピングパターンはインタフェース部１８を介して第２のレーダ装置２１及び第３のレーダ装置３１に割り当てられる。

表１のパターンにおいては、第１のレーダ装置１１ｂにはホッピングパターンＨＰ１、第２のレーダ装置２１にはホッピングパターンＨＰ２を、第３のレーダ装置３１にはホッピングパターンＨＰ３を割当てる。
なお、割り当てられたホッピングパターンの最初の周波数チャネルが、通常運用時、つまり周波数ホッピングを行わないときの各レーダの固定の周波数とする。表１の例では、第１のレーダ装置１１ｂの固定周波数はｆ１、第２のレーダ装置２１の固定周波数はｆ２、第３のレーダ装置３１の固定周波数はｆ３となる。また、各レーダ装置は外部からの妨害がなく固定の周波数で運用されるときは、レーダ波の干渉の影響がないため同期を取る必要がなく、独立して目標情報の収集が可能である。

次に、第１のレーダ装置１１ｂに外部から妨害がかけられた場合、タイミング制御部１６は、ＧＰＳ受信部１５から伝送される疑似ランダムコードに内部クロックを同期させる。チャネル制御部１７は、同期信号に対して表１のＨＰ１にあるようにあらかじめ決められた周波数ホッピングパターンの周波数チャネルを選択し、送受信部１３からレーダ波を送信する。この際、第２のレーダ装置２１及び第３のレーダ装置３１が周波数ホッピングを行わず、固定周波数、すなわちｆ４及びｆ１０でレーダ波を送信している場合は、ｆ４及びｆ１０での送信は行わずに、その周波数チャネルの１つ前、つまり、ＨＰ１のホッピングパターンでは、ｆ２及びｆ８にて送信を行うようにする。この時の各レーダ装置の周波数の状態を表２に示す。この際、第１のレーダ装置１１ｂは、第２のレーダ装置２１及び第３のレーダ装置３１に周波数ホッピングをしてレーダ波を送信していることを通知する。

また、第１のレーダ装置１１ｂ及び第２のレーダ装置２１に外部から妨害がかけられた場合も同様に、それぞれのレーダ装置内にてＧＰＳ信号に内部クロックを同期させ決められた周波数ホッピングパターンにて送信する。この場合、第３のレーダ装置３１は、固定周波数で運用をしている。このときの各レーダ装置の周波数ホッピングパターンは表３のようになる。

以上のように、この実施の形態２によれば、連接するすべてのレーダ装置のうち、周波数ホッピングを行う必要があるレーダ装置のみが同期をとり、周波数ホッピングを実施し、周波数ホッピングを行なう必要のないレーダ装置は同期をとらずに送信することができ、レーダ装置の柔軟な運用ができる。

実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３における電波干渉対応型レーダ装置を示す構成図であり、図において４１は各レーダ装置を一元的に統制する指揮統制装置、４２は入出力部、４３は各レーダ装置からの情報を処理する情報処理部、４４は各レーダ装置の周波数ホッピングパターンを生成するパターン生成部、４５は各レーダ装置への周波数割当を制御する周波数割当制御部、４６は各レーダ装置とデータを送受信するインタフェース部である。

次に、動作について説明する。指揮統制部４１は、各レーダ装置に周波数及び周波数ホッピングパターンを割り当てるため、入出力部４２より割り当てるレーダ装置の数及び使用チャネルを入力する。パターン生成部４４は、入出力部４２より入力されたデータに基づき周波数ホッピングパターンを生成する。生成方法は、実施の形態２に示すような方法がある。生成された周波数ホッピングパターンは、周波数割当制御部４５において各レーダ装置への割り当てが制御されインタフェース部４６より各レーダ装置に伝送される。各レーダ装置は、外部からの妨害がなく、固定の周波数で運用されるときは、実施の形態１同様に同期を取る必要がなく、独立して目標情報の収集が可能である。なお、指揮統制装置４１の情報処理部４３は、各レーダ装置が収集処理した目標情報をインタフェース部４６を介して収集し、情報の一元化を行う。

第１のレーダ装置１１ｃに外部から妨害がかけられた場合、信号処理部１４は、妨害検出信号を指揮統制装置４１に伝達する。指揮統制装置４１は、情報処理部４３において妨害への対処法を演算処理する。レーダ波の送信停止が妥当な場合は、第１のレーダ装置１１ｃにインタフェース部４６を介して送信停止信号を伝達し第１のレーダ装置１１の送信を停止し、他のレーダ装置にて監視を継続する。また、妨害への対処法として周波数ホッピングが妥当な場合は、第１のレーダ装置１１ｃにインタフェース部４６を介して周波数ホッピング開始信号を伝達し、第１のレーダ装置１１ｃは実施の形態２に示すように周波数ホッピングを行ない監視を継続する。

以上のように、この実施の形態３によれば、指揮統制装置４１によって、周波数ホッピングパターンの生成、割当、及び電波放射の統制等が一元的にできるので、レーダ装置の構成を簡易にできる。

この発明の実施の形態１である電波干渉対応型レーダ装置の構成図である。この発明の実施の形態１における周波数チャネルタイミング図である。この発明の実施の形態２である電波干渉対応型レーダ装置の構成図である。この発明の実施の形態３である電波干渉対応型レーダ装置の構成図である。

符号の説明

１１ａ、１１ｂ、１１ｃ第１のレーダ装置、１２アンテナ、１３送受信部、１４信号処理部、１５ＧＰＳ受信部、１６タイミング制御部、１７チャネル制御部、１８インタフェース部、１９パターン生成部、２０パターン割当制御部、２１第２のレーダ装置、２２アンテナ、２３送受信部、２４信号処理部、２５ＧＰＳ受信部、２６タイミング制御部、２７チャネル制御部、２８インタフェース部、３１第３のレーダ装置、３２アンテナ、３３送受信部、３４信号処理部、３５ＧＰＳ受信部、３６タイミング制御部、３７チャネル制御部、３８インタフェース部、４１指揮統制装置、４２入出力部、４３情報処理部、４４パターン生成部、４５周波数割当制御部、４６インタフェース部。

Claims

相互情報を授受するインタフェース部を介して連接される複数のレーダ装置のうち特定の一つのレーダ装置に設けられ、これら複数のレーダ装置の夫々が同時に周波数ホッピングを行なった場合に、干渉が生じない相互に異なる周波数ホッピングパターンを設定するパターン生成部と、
周波数ホッピングが必要である場合に、疑似ランダムコードを受信するＧＰＳ受信部からのＧＰＳ同期信号と内部クロックとを同期させ、周波数ホッピングのタイミングを制御するタイミング制御部と、
周波数ホッピングが必要である場合に、上記複数のレーダ装置に上記ＧＰＳ同期信号との同期と周波数ホッピング及び周波数ホッピングの切り換えタイミングを指示する信号処理部と、
周波数ホッピングが必要であり、上記複数のレーダ装置のうち当該レーダ装置の信号処理部から指示されたタイミングで周波数チャネルを切り換えるチャネル制御部と、
を備え、
上記複数のレーダ装置が近接して運用される場合に、上記特定の一つのレーダ装置が上記インタフェース部を介して連接される他の複数のレーダ装置に対して、同期をとり周波数ホッピング時の周波数チャネルが重ならない様に夫々のレーダ波の送信タイミングを制御したことを特徴とする電波干渉対応型レーダ装置。
上記第１のレーダ装置に設けられ、上記パターン生成部で生成される周波数ホッピングパターンを上記複数のレーダ装置へ割り当てる制御を行うパターン割当制御部を備え、
連接される複数のレーダ装置が同期をとり、周波数ホッピングをしなくても必要なレーダ装置のみ周波数ホッピングを実施する様にしたことを特徴とする、請求項１記載の電波干渉対応型レーダ装置。
相互情報を授受するインタフェース部を介して連接される複数のレーダ装置の夫々のレーダ装置において、
周波数ホッピングが必要となった場合に、疑似ランダムコードを受信するＧＰＳ受信部からのＧＰＳ同期信号と内部クロックとを同期させ、周波数ホッピングのタイミングを制御するタイミング制御部と、
周波数ホッピングが必要となった場合に、上記複数のレーダ装置に上記ＧＰＳ同期信号との同期及び周波数ホッピングを指示する信号処理部と、
周波数ホッピングが必要となり、上記複数のレーダ装置のうち当該レーダ装置以外のレーダ装置が周波数ホッピングをしていない場合に、当該レーダ装置が使用する周波数チャネルを他の周波数チャネルに置き換えるチャネル制御部と、
を備えると共に、
夫々のレーダ装置が同時に周波数ホッピングを行なった場合に、干渉が生じないように周波数ホッピングパターンを設定するパターン生成部を有する指揮統制装置を備えて、周波数ホッピングに限らず夫々のレーダ装置を一元的に統制できる様にしたことを特徴とする、電波干渉対応型レーダ装置。