JP2005221468A - 妨害距離標定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置規模を増大させることなく、妨害波を送信する目標の位置を検出することが可能な妨害距離標定装置を提供する。
【解決手段】アンテナ駆動部８０は、アンテナ３０の高さを調整する。アンテナ３０によって受信された妨害波は、受信機４０にてベースバンド信号に変換された後、信号処理部５０によって所定の受信処理が施され、妨害検出処理５０ａによって、経路Ｐ１を通じた妨害波の直接波と、経路Ｐ２を通じた妨害波の間接波が検出される。そしてこの検出結果に基づいて、測角処理５０ｂが直接波の到来方向θ１と、間接波の到来方向θ２を検出する。標定演算部６０は、上記θ１およびθ２と、アンテナ高度ｈを用いて、三角測量の原理に基づく演算により、妨害波を送信する目標までの距離Ｒを求めるようにしたものである。
【選択図】 図１

Description

この発明は、妨害波を送信する目標の位置を検出する妨害距離標定装置に関する。

周知のように、従来のレーダ装置は、妨害波を送信する目標の位置を検出する場合、バーンスルーを実施して、妨害波以上のレベルの目標反射信号を受信することで、目標検出を行っている（例えば、非特許文献１参照）。
しかしながら、このような従来のレーダ装置では、バーンスルーを実施するにあたり、送信電力やアンテナ規模を増大させる必要があるため、レーダ装置の規模が大きいという問題があった。

また従来は、２台のレーダ装置を分散配備して、目標から送信される妨害波をそれぞれ受信し、２台のレーダ装置の受信結果に基づき、三角測量の原理を用いて目標の位置を標定していた。
しかしながら、このような構成であっても、２台のレーダ装置を運用することになるため、規模の大きなシステムとなるという問題があった。
INTRODUCTION TO RADAR SYSTEMS Second Edition, Merrill I.Skolnik p.p.549, 1983.7

従来では、妨害波を送信する目標の位置を検出する場合、装置やシステムの規模が大きなものになるという問題があった。
この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、装置規模を増大させることなく、妨害波を送信する目標の位置を検出することが可能な妨害距離標定装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、この発明は、目標が送信する妨害波を受信する受信手段と、この受信手段の受信結果に基づいて、目標から送信された妨害波が直接受信手段に到来した方向を検出する直接波方向検出手段と、受信手段の受信結果に基づいて、目標から送信された妨害波が物体に反射して間接的に受信手段に到来した方向を検出する間接波方向検出手段と、受信手段で用いるアンテナの高さを検出する高さ検出手段と、直接波方向検出手段が検出した方向と、間接波方向検出手段が検出した方向と、高さ検出手段が検出した高さとに基づいて、三角測量の原理により目標までの距離を求める距離検出手段とを具備して構成するようにした。

以上述べたように、この発明では、直接波の到来方向と、間接波の到来方向を検出するとともに、アンテナの高さを検出し、これらの情報を用いて三角測量の原理に基づく演算により、妨害波を送信する目標までの距離を求めるようにしている。

したがって、この発明によれば、送信電力やアンテナ規模が増大させることなく、また複数のレーダ装置を分散配備する必要もないので、装置規模を増大させることなく、妨害波を送信する目標の位置を検出することが可能な妨害距離標定装置を提供できる。

以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係わる妨害距離標定装置の構成を示すものである。妨害距離標定装置は、送信機１０と、サーキュレータ２０と、アンテナ３０と、受信機４０と、信号処理部５０と、標定演算部６０と、指示装置７０と、アンテナ駆動部８０と、状態検出部９０と、制御部１００とを備えている。

送信機１０は、目標に対してパルス信号を送信して目標測角を行う場合に用いるものである。ここで生成されたパルス信号は、サーキュレータ２０およびアンテナ３０を通じて、目標方向に送信される。

アンテナ３０は、送信機１０からのパルス信号の送信や、このパルス信号の目標からの反射信号、および目標が送信する妨害波を受信する。特に受信時においては、スクイントビームによって制御部１００から指示される方向を指向する。ここで得られた受信信号は、サーキュレータ２０を介して受信機４０に出力される。

受信機４０は、サーキュレータ２０を介して入力される受信信号をベースバンド信号に変換し、この信号を信号処理部５０に出力する。
信号処理部５０は、制御部１００からの指示に基づいて、受信機４０から出力されるベースバンド信号に所定の受信処理を施し、反射信号に基づく目標検出処理の他に、新たに妨害波に基づく妨害検出処理５０ａと、これらの検出処理の結果を用いて目標測角を行う測角処理５０ｂを行う機能を備える。

妨害検出処理５０ａは、目標が送信する妨害波について、直接アンテナ３０に到来する直接波が到来する角度θ１と、地表などに反射した後アンテナ３０に到来する間接波が到来する角度θ２とを検出するものである。この検出には、距離標定の精度変動を緩和するための妨害距離推定フィルタを用いる。また直接波と間接波の区別は、例えば仰角の大小関係や、信号強度の大小関係などに基づいて行う。

標定演算部６０は、上記角度θ１および角度θ２、制御部１００から通知されるアンテナ高度ｈなどを用いて三角測量の原理に基づく演算を行って、妨害波を送信する目標までの距離Ｒや、目標が存在する方位などを求める。ここで求めた情報は、目標情報として指示装置７０に出力される。
指示装置７０は、表示装置などを備えたもので、標定演算部６０から出力される目標情報に基づいて、目標に関する情報を視覚的に表示するものである。

アンテナ駆動部８０は、制御部１００の指示に従って、アンテナ３０の高さや方位角／仰角を物理的に制御するものである。
状態検出部９０は、アンテナ３０の高さｈや、アンテナ３０の正面の方向（方位）を検出するものであって、この検出結果は制御部１００に出力される。

制御部１００は、当該妨害距離標定装置の各部を統括して制御するものであって、アンテナ駆動部８０の駆動制御を通じたアンテナ３０の物理的な指向方向制御や、スクイントビーム制御による指向方向制御などを行うものである。

次に、上記構成の妨害距離標定装置の動作について説明する。
まず制御部１００は、アンテナ駆動部８０を駆動制御し、アンテナ３０の高さ、指向方向など、物理的な位置を調整する。これに対して状態検出部９０は、アンテナ３０の高さ、指向方向などを検出し、この検出結果を制御部１００に通知する。このようにしてフィードバックされたアンテナ３０の物理的な位置情報に基づき、制御部１００は必要に応じて、さらにアンテナ駆動部８０を駆動制御し、アンテナ３０の位置を微調整する。また制御部１００は、上記位置情報を標定演算部６０に出力する。

やがて、アンテナ３０の位置決めが完了すると、制御部１００はアンテナ３０のビーム形成方向を制御し、目標から送信される妨害波の受信を開始する。
アンテナ３０によって受信された妨害波は、受信機４０にてベースバンド信号に変換され、信号処理部５０に出力される。

信号処理部５０は、受信機４０から出力されるベースバンド信号に所定の受信処理を施す。その後、妨害検出処理５０ａによって、図２に示すように、経路Ｐ１を通じた妨害波の直接波と、経路Ｐ２を通じた妨害波の間接波を検出する。そしてこの検出結果に基づいて、測角処理５０ｂが直接波の到来方向θ１と、間接波の到来方向θ２を検出する。ここで検出された角度θ１およびθ２は、制御部１００と標定演算部６０に出力される。これに対して制御部１００は、必要に応じてアンテナ駆動部８０を駆動制御し、アンテナ３０の物理的な位置を制御する。

標定演算部６０は、直接波の到来方向θ１および間接波の到来方向θ２と、制御部１００から通知されるアンテナ高度ｈなどのパラメータを用いて、三角測量の原理に基づく演算により、妨害波を送信する目標までの距離Ｒや、目標が存在する方位などを求める。ここで求めた情報は、目標情報として指示装置７０に出力され、指示装置７０を通じてオペレータに通知される。

以上のように、上記構成の妨害距離標定装置では、直接波の到来方向θ１と、間接波の到来方向θ２を検出するとともに、アンテナ３０の高さｈを検出し、これらの情報を用いて三角測量の原理に基づく演算により、妨害波を送信する目標までの距離Ｒを求めるようにしている。

したがって、上記構成の妨害距離標定装置によれば、送信電力やアンテナ規模が増大させることなく、また複数のレーダ装置を分散配備する必要もないので、装置規模を増大させることなく、妨害波を送信する目標の位置を検出することができる。

また上記構成の妨害距離標定装置では、妨害波の直接波および間接波を受信する際に、スクイントビームによって目的外の電波を極力受信しないように制御できるので、高い精度で妨害波を受信でき、これにより妨害波を送信する目標までの距離を、より正確に求めることができる。
さらに上記構成の妨害距離標定装置では、妨害検出処理５０ａにおいて妨害距離推定フィルタを用いるようにしているので、距離標定の精度変動を緩和することができる。

なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。

その一例として例えば、妨害波を送信する目標までの距離Ｒに応じて地球の湾曲を考慮し、標定演算部６０が三角測量の原理に基づく演算で目標までの距離Ｒや、目標が存在する方位などを求めるようにしてもよい。

また妨害波を送信する１つの目標に対して、制御部１００がアンテナ３０の高さｈを可変して、各々標定演算部６０に目標までの距離Ｒ１，Ｒ２，…を求めさせ、これらを平均化するなどして、目標までの距離Ｒを求めるようにしてもよい。
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。

この発明に係わる妨害距離標定装置の一実施形態の構成を示す回路ブロック図。 図１に示した妨害距離標定装置による目標までの距離Ｒを求める原理を説明するための図。

符号の説明

１０…送信機、２０…サーキュレータ、３０…アンテナ、４０…受信機、５０…信号処理部、５０ａ…妨害検出処理、５０ｂ…測角処理、６０…標定演算部、７０…指示装置、８０…アンテナ駆動部、９０…状態検出部、１００…制御部。

Claims (9)

1. 目標が送信する妨害波を受信する受信手段と、
   この受信手段の受信結果に基づいて、前記目標から送信された妨害波が直接前記受信手段に到来した方向を検出する直接波方向検出手段と、
   前記受信手段の受信結果に基づいて、前記目標から送信された妨害波が物体に反射して間接的に前記受信手段に到来した方向を検出する間接波方向検出手段と、
   前記受信手段で用いるアンテナの高さを検出する高さ検出手段と、
   前記直接波方向検出手段が検出した方向と、前記間接波方向検出手段が検出した方向と、前記高さ検出手段が検出した高さとに基づいて、三角測量の原理により前記目標までの距離を求める距離検出手段とを具備することを特徴とする妨害距離標定装置。
2. さらに、前記直接波方向検出手段が検出した方向と、前記間接波方向検出手段が検出した方向とに基づいて、前記受信手段のビーム方向を制御し、スクイントビームにより妨害波受信を行うビーム制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の妨害距離標定装置。
3. 目標が送信する妨害波を受信する受信手段と、
   この受信手段の受信結果に基づいて、前記妨害波が到来する２つの異なる方向を検出する妨害波検出手段と、
   前記受信手段で用いるアンテナの高さを検出する高さ検出手段と、
   前記妨害波検出手段が検出した２つの異なる方向と、前記高さ検出手段が検出した高さとに基づいて、三角測量の原理により前記目標までの距離を求める距離検出手段とを具備することを特徴とする妨害距離標定装置。
4. 前記距離検出手段は、
   前記妨害波検出手段が検出した２つの異なる方向について、その方向の大小関係に基づいて、前記目標から直接妨害波が到来した方向か、前記目標から送信された妨害波が物体に反射して間接的に到来した方向かを判定する判定手段と、
   この判定手段が判定した直接波の到来方向および間接波が到来した方向と、前記高さ検出手段が検出した高さとに基づいて、三角測量の原理により前記目標までの距離を求める距離演算手段とを備えることを特徴とする請求項３に記載の妨害距離標定装置。
5. さらに、前記受信手段のビーム方向を制御し、スクイントビームにより妨害波受信を行うビーム制御手段を備えることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の妨害距離標定装置。
6. さらに、前記受信手段で用いるアンテナの高さを制御する高さ制御手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の妨害距離標定装置。
7. 前記距離検出手段は、地球の湾曲を考慮して、三角測量の原理により前記目標までの距離を求めることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の妨害距離標定装置。
8. 前記距離検出手段は、目標までの距離に応じて地球の湾曲を考慮し、三角測量の原理により前記目標までの距離を求めることを特徴とする請求項７に記載の妨害距離標定装置。
9. 前記距離検出手段は、三角測量の原理に、目標までの距離に応じて地球の湾曲を考慮した補正を行って、前記目標までの距離を求めることを特徴とする請求項７に記載の妨害距離標定装置。

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