JP2005233763A

JP2005233763A - 飛行体検出装置

Info

Publication number: JP2005233763A
Application number: JP2004043006A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Shimizu; 亮一志水
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2005-09-02
Anticipated expiration: 2024-02-19
Also published as: JP4479268B2

Abstract

【課題】気候の影響による検出不良や、鳥の到来に伴なう誤検出なしに、上空を飛行するヘリや飛行機などの小型飛行体の接近を検知することを目的とする。
【解決手段】センシング方向を上空に向けて、監視領域周辺または内部に配置されたミリ波レーダと、ミリ波レーダで取得された距離情報と受信信号の強度情報に基づいて、目標体がヘリコプタであるか鳥であるかを識別し、ヘリコプタが接近したときに上空に接近中の小型飛行体が存在すると判定する信号処理部を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、上空から特定施設、特定領域または建築物等の監視領域に接近する、ヘリコプタや小型飛行機などの小型飛行体を検出するための飛行体検出装置に関する。

災害対策用として、ビル屋上にヘリポートが設置されているのは周知の通りである。ビル屋上には、衛星放送用アンテナ、無線通信用アンテナや気象観測用レーダ等の、無線装置が設置されていることが多い。ヘリコプタ（以下ヘリ）がビル屋上に接近した場合に、無線装置の運用に影響を与えることがある。例えば、ヘリが無線装置の通信領域内を通過した場合に、無線装置の送信データまたは受信データにおいて、瞬時に電波障害や通信遮断等の障害を発生する。また、無線装置のアンテナが回動する場合には、無線装置に接近したヘリが当該アンテナと接触してしまう等の障害が発生する可能性がある。このため、ヘリの接近を検出した場合に、無線装置の動作を停止する、あるいは無線装置の利用ユーザに対して事前に警報を発する等の対策を行う必要がある。

従来の飛行体検出装置として、音響センサを用いて上空を通過するヘリの垂直方向と水平方向の音波を検知し、検出された音波の方向から飛行体の位置を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平６−２１４０００号公報（第５頁、第１図）

また、滑走路に直交する方向に、複数の発光素子群と受光素子群から成る光センサを配列して、上空を通過する飛行機の通過位置を検出するものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開平９−２３００２６号公報（第８頁、第１図）

従来の飛行体検出装置は、音響センサを用いてヘリを検出する場合は、音響センサが上空を飛しょうする鳥を誤って、ヘリと誤検出するという問題があった。例えば監視領域がビル屋上である場合、絶え間なく上空を鳥が飛しょうしている。このため、飛行体検出装置の誤検出の頻度が高くなり、不用意に無線装置を停止させたり、無用な警報を発生させていた。これによって、飛行体検出装置の信頼度を下げていた。

また、光センサを用いて飛行体を検出する場合には、雨や霧などの気候の影響を受けて、上空を通過する飛行体を検出できないことがあるという問題があった。

この発明は、係る課題を解決するためになされたものであり、気候の影響による検出不良や、鳥の到来に伴なう誤検出なしに、上空を飛行するヘリや小型飛行機などの小型飛行体の接近を検知することを目的とする。

この発明による飛行体検出装置は、センシング方向を上空に向けて監視領域に配置され、目標の距離情報と受信信号強度の情報を検出するミリ波レーダと、ミリ波レーダで取得された距離情報と受信信号強度の情報に基づいて、上空から監視領域に接近する小型飛行体の存在を検出する信号処理部とを備えたものである。

また、信号処理部は、上記ミリ波レーダで取得された目標体の距離情報と受信信号強度の情報に応じて演算される値を所定の閾値と比較し、比較結果によって目標体が小型飛行体であるか鳥であるかを識別して、目標体が小型飛行体であることを特定し、飛行体の存在検出に応じて、外部装置の動作状態を変更する、もしくは外部装置が警告情報を発生するように、外部装置を制御しても良い。

この発明によれば、ミリ波レーダを上空に向けて小型飛行体の接近を検出することによって、気候の影響による検出不良や鳥の到来に伴なう誤検出がなく、監視領域の上空に接近する小型飛行体の存在を正確に検知することができる。

この発明に係る飛行体検出装置は、ミリ波帯で動作するミリ波レーダのセンシング方向を上空に向けて、小型飛行体の接近を検出することを特徴とする。ミリ波レーダは、反射波の受信強度レベルの閾値を適切に設定することによって、鳥のように反射波の受信強度レベルが小さな物体と、ヘリコプタや小型飛行機のような小型飛行体を区別して、誤検出なく、飛行体を検出することができる。勿論、周囲の騒音には影響されることはない。また、ミリ波帯の電波を用いることによって、夜間、霧、煙等に無関係で、耐環境性に優れた検出性能を持っている。なお、小型飛行機とは、全長十数ｍ以下、全高数ｍ以下の大きさの有人飛行機のことを言う。
以下、図を用いて、この発明に係る実施の形態について説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による飛行体検出装置の構成を示す図である。
図において、飛行体検出装置は、センサ装置８、タイミング制御部９、信号処理部１０から主に構成される。センサ装置８は、Ｎ（４以上の正の整数）個のセンサ部８−１乃至８−Ｎから構成される。各センサ部（８−１〜Ｎ）は、それぞれタイミング制御部９と、信号処理部１０に接続されている。各センサ部（８−１〜Ｎ）は、監視領域の周囲を囲む上空の所定エリアを監視できるように、上空に向けて複数個配列される。各センサ部の間隔、設置方向や個数Ｎは、監視領域の外周長さと、監視領域の形状に基いて適切な数に設定される。各センサ部（８−１〜Ｎ）はミリ波レーダで構成され、前方のセンシングエリアを通過中の物体（検出目標）の存在を検出して、検出目標までの距離、速度、方向情報および受信強度レベルを含むレーダ情報を取得する。各センサ部の検知距離は数十ｍ乃至百数十ｍであり、好ましくは監視領域内での検知距離を５０ｍ乃至１００ｍの範囲とするのが良い。飛行体検出装置は制御部１２を含めてシステムを構成しても良い。

信号処理部１０は無線装置３０を制御する制御部１２に接続される。無線装置３０はアンテナ部とアンテナ制御部を備えて、衛星放送用アンテナ、無線通信用アンテナや気象観測用レーダ等を構成する（図示せず）。無線装置３０は、レーダ観測データや通信情報などの情報を出力する。アンテナ制御部はアンテナ部の位相制御を行って、アンテナビームの指向方向を所望の方向に変化させる。または、アンテナ制御部はアンテナ部の電波軸を回動させて、アンテナビームの指向方向を所望の方向に変化させるものもある。無線装置３０と制御部１２は、それぞれ管理装置４０に接続される。管理装置４０は公衆回線（図示せず）に接続されている。管理装置４０は公衆回線を通じて、無線装置３０を利用するユーザの利用端末に、無線装置３０の出力情報を伝送する。

タイミング制御部９は、各センサ部（８−１〜Ｎ）の動作タイミングを制御する。信号処理部１０は、各センサ部（８−１〜Ｎ）から送られてくるレーダ情報を統合的に処理して、所定エリア内に存在する検出目標が小型飛行体であるか否かを判定し、検出目標の位置と速度を出力する。このとき、センサ装置８は音波を検出しないので周囲の騒音には検知性能は影響されない。また、レーダにミリ波帯の電波を用いているので、夜間、霧、煙等に無関係な耐環境性に優れた、小型飛行体の検出を行うことができる。

信号処理部１０は、検出目標を小型飛行体であると判定した場合に、無線装置３０に対して障害を与えるものが接近している判断して、制御部１２に対してトリガ信号１１を与える。制御部１２はトリガ信号１１を受信すると、無線装置３０に対して動作停止信号を供給するか、または管理装置４０に対して警告信号を発する。管理装置４０は警告信号を受信すると、公衆回線を通じて、ユーザの利用端末にサービス障害が発生する旨の連絡を発信する。例えば、無線装置３０が気象観測用レーダ装置である場合、無線機３０の送信信号がヘリと干渉すると無線障害が発生する。したがって、センサ装置８がヘリを検出した場合、管理装置４０は即座に気象観測用レーダを操作する運用者に対して、無線装置３０の送信停止や、アンテナの回転動作の停止を促すための注意勧告を行う。例えば、運用者の利用端末の画面上に、“ヘリ接近注意“などの警告表示を行う。これによって、運用者は、遠隔操作（図示せず）によって無線装置３０の送信停止やアンテナ動作停止などの処置を行う。

図２は、各センサ部の構成を示す図である。センサ部（８−１〜Ｎ）は、アンテナ３と送受信機２０と制御部６と検出部７とで構成される。アンテナ３は送信アンテナ１と受信アンテナ２で構成される。センサ部（８−１〜Ｎ）は、例えばFM−CW方式のミリ波レーダを構成している。送信アンテナ１および受信アンテナ２は、それぞれ複数のアンテナ素子（放射導体）を配列したアンテナアレー基板と、アンテナ素子への給電部で構成されており、所定の利得特性を有している。なお、センシング方向のアンテナ３のアンテナ面に垂直な電波軸を、センサ軸と称する。図３に、送信アンテナ３のアンテナ特性パターンの一例を示す。アンテナの垂直及び水平ビーム幅は２７°（−３ｄＢ値）となっている。

送受信機２０は送信信号出力端子を介して送信アンテナ１に送信用のRF信号を給電し、各アンテナ素子を励振して送信電波４を出力する。アンテナ３は、例えばメインローブのビーム幅が２７°の１つの送信ビームを出力する。出力された送信電波４は検出目標となる小型飛行体３００で反射され、この反射波５はアンテナ３の受信アンテナ２で受信される。受信アンテナ２は複数の受信ビームを形成する。各受信ビームは所定のビーム幅を有しており、所定の角度範囲内にヌルが発生しないように複数のビームが包含される。例えば、受信チャネルのチャネル数を３つとした場合、各ビームのメインローブのビーム幅を十数度として、２７°の角度範囲内に３つのビームを形成する。送受信機２０は受信アンテナ２のビーム数と同数の受信チャネルを有している。受信アンテナ２は受信した反射波をRF信号に変換して、各ビーム毎に、送受信機２０の各受信チャネルに入力する。

送受信機２０は電圧制御型発振器が内蔵されており、制御部６から周波数制御信号が入力される。この電圧制御型発振器は周波数制御信号に基いてFM−CW方式で周波数変調信号（FM信号）を発振する。送受信機２０はこのFM信号を逓倍するとともに信号増幅し、送信信号出力端子を介してアンテナ３に送信信号として出力する。また、送受信機２０は受信したRF信号を低雑音増幅し、この増幅信号とFM信号をミクサで周波数混合する。送受信機２０のミクサは、ビート周波数成分を含む周波数和の信号と周波数差の信号から成るビデオ信号を出力する。送受信機２０は各受信チャネル毎に、ビート周波数成分を含むビデオ信号を出力する。送受信機２０の各受信チャネルから出力されたビデオ信号は制御部６に入力される。制御部６は、送受信機２０によって入力された各ビデオ信号を、Ａ／Ｄ変換した後、ディジタル化された各ディジタルビデオ信号を検出部７に出力する。制御部６は送受信機２０内の能動デバイスのバイアス電圧を制御する。
なお、アンテナ３、送受信機２０、制御部６の各詳細構成については図示を省略している。

検出部７は、制御部６の出力した各受信チャネル毎のディジタルビデオ信号を、高速フーリエ変換処理によってそれぞれ周波数分析する。検出部７は周波数分析結果に基いて、検出目標の距離情報、速度情報を取得する。次に、検出部７は、ビート信号における信号強度レベルがピークとなる周波数の信号を、各受信チャネル毎の目標信号として抽出する。また、検出部７は、抽出された各受信チャネル毎のディジタルビデオ信号に対し、ビーム方向の重み付け関数を乗算して、マルチビームを形成する。検出部７は、形成されたマルチビームからビート信号の受信レベルのピーク検出を行う。ピーク検出された受信信号について最尤推定法やＭＵＳＩＣなどの演算処理によって、検出目標の存在する方向を測角する。例えば、特開２００３−１３９８４９号公報には、マルチビームを形成した後、角度検出誤差を少なくかつ効率的に目標方向の角度を得るように、最尤推定法を用いて測角演算を行う方法が提案されている。検出部７は、センサ軸基準で測角した方向を、センサ装置８に固定した基準座標系に座標変換し、方向情報として出力する。また、検出部７は、ビート信号における信号強度レベルを受信された信号の強度情報として出力する。検出部７は、検出目標の距離情報、速度情報、方向情報、および信号強度情報を、レーダ情報として出力する。

なお、測角演算には必ずしもマルチビームを用いなくても良い。例えば、アンテナ部３にジンバル機構と回転アクチュエータと角度検出器を設けて、アンテナ部３の電波軸を所望の方向に回動させて、送受信ビームの方向を所望の方向に指向させるように制御しても良い。この場合は、モノパルスアンテナを用いて送受信機２０の受信チャネルを１つで構成すれば良く、モノパルス測角によって正確に測角演算を行うことができる。

次に、飛行体検出装置の小型飛行体の検出動作について説明する。
センサ装置８は、各センサ部の送信アンテナ１から放射された電波が、検出目標となるヘリ３で反射して、反射波が受信アンテナ２で受信される。各センサ部の検出部７は、受信したディジタルビデオ信号を信号処理することにより、検出目標のヘリ３までの距離、速度、方向情報および信号強度情報などのレーダ情報を計測し、信号処理部１０に出力する。

信号処理部１０は、センサ装置８の検出部７から出力されるレーダ情報を利用して、鳥などの反射波の小さい物体と、ヘリのような小型飛行体とを区別し、小型飛行体が存在することを判定する。センサ装置８は、検出目標までの距離と、検出目標の受信強度レベルを同時に求めることが出来る。このため、鳥からの反射信号の受信レベルと、ヘリからの反射信号の受信レベルとが同レベルの場合であっても、検出目標までの距離を求めて判定に利用することによって、両者を区別することができる。この鳥と小型飛行体との判定処理は、次式（１）のレーダ方程式の原理を利用する。

ここで、Prは受信電力、Ptは送信電力、Gはアンテナ利得、λは波長、σはレーダ散乱断面積、Rは検出目標までの距離である。

レーダ散乱断面積σは、検出目標固有の値であり、ヘリは鳥等と比べて大きい値を持つ。また、Pt、G、λは同一装置では一定の値である。一方、Rは検出目標までの距離により変動する。上式から明らかなように、受信電力Prは、レーダ散乱断面積σに比例し、検出目標までの距離Rの４乗に反比例する。これより、近い距離の鳥と遠い距離のヘリの受信強度レベルが、同程度となることがある。

このため、信号処理部１０は、各センサ部（８−１〜Ｎ）から出力されるレーダ情報の距離Ｒと信号強度情報Ｐｂを用いて、各センサ部（８−１〜Ｎ）毎に、レーダ散乱断面積σに概略比例した判定パラメータＳ＝ｋ×Ｐｂ×Ｒ^４を算出する。信号処理部１０は、この判定パラメータＳが所定の閾値よりも大きいときにヘリが存在し、接近中の小型飛行体が存在すると判定する。また、判定パラメータＳが所定の閾値よりも小さいときには、鳥（小型飛行体以外の小物体）を検出したと判定し、接近中の小型飛行体が存在しないと判定する。ここで、ｋは信号処理部１０の構成回路によって適宜設定される係数である。閾値は、予めセンサ装置８を用いてヘリと鳥のレーダ情報を計測し、レーダ情報からヘリの判定パラメータＳと、鳥の判定パラメータＳを適宜算出することによって、ヘリと鳥の両者を分別できる適切な値を設定すれば良い。鳥の断面積は１ｍ^２以下であり、ヘリの断面積は１０〜３０ｍ^２程度であるので、１０倍以上の差がある。このため、閾値の設定はそれほど難しくはない。なお、閾値を適切に設定すれば、同様の原理によって、ハンググライダと鳥の識別を行うことも可能である。信号処理部１０は、接近中の小型飛行体が存在すると判定したセンサ部（８−１〜Ｎのいずれか）を特定する識別情報（センサＩＤ）を出力する。

図４は、判定パラメータＳをレーダ断面積αとしたときの、鳥とヘリのレーダ断面積を違いを比較した図である。図に示すように、鳥とヘリとでは、レーダ断面積が２０ｄＢ程度異なるので、信号処理部１０は、充分に鳥とヘリを識別することが可能である。

なお、鳥とヘリの識別処理は、判定パラメータＳ以外の、他の判定式を用いても良い。例えば、センサ装置８の検知距離内における各距離毎の受信レベルに、一定の閾値を設定することによって、鳥とヘリを区別する方法を用いても良い。

信号処理部１０は、各センサ部（８−１〜Ｎ）からのレーダ情報に基づいて、小型飛行体を検出したセンサ部８の方向情報から検出された小型飛行体の存在する方向を特定する。信号処理部１０は、小型飛行体を検出したセンサ部８からの距離情報および方向情報と、事前測定された当該センサ部８の位置情報とに基づいて、検出された小型飛行体が存在する位置を算出する。また、信号処理部１０は、小型飛行体を検出したセンサ部８からの速度情報に基づいて、検出された小型飛行体の速度を特定する。信号処理部１０は、検出された小型飛行体までの距離が１００ｍ以下であって、距離が徐々に短くなる方向に変化している場合に、小型飛行体が接近していると判定する。信号処理部１０は、小型飛行体の存在を検出し、かつ小型飛行体が接近していると判定したとき、算出した小型飛行体の存在方向、小型飛行体の速度、および小型飛行体の位置情報を、制御部１２に出力する。

なお、信号処理部１０は、小型飛行体の速度情報と、小型飛行体の位置情報に基づいて、小型飛行体の種別を識別しても良い。例えば、小型飛行体の速度変化が小さい、あるいは位置変化が前後や上下に揺動していると判断される場合は、小型飛行体はホバリング中のヘリであると識別することができる。また、小型飛行体が鉛直方向にほぼ一定の速度で落下してくる場合は、小型飛行体はパラシュートであると判断される。さらに、小型飛行体が直線的に移動している場合は、小型飛行体はハンググライダであると判断される。このとき、レーダ散乱断面積を推定すれば、より正確な識別が可能となることは言うまでもない。

タイミング制御部９は、各センサ部（８−１〜Ｎ）を時分割で順次切替えて動作させるように、各センサ部（８−１〜Ｎ）の動作タイミングを制御する。これによって、各センサ部（８−１〜Ｎ）が互いに電波干渉を生じて、目標を誤検出したり、検出精度が劣化することを防止する。特に、隣接するセンサ部からは漏れ電波やサイドローブが混入してくるので、各センサ部（８−１〜Ｎ）を時分割で動作させることは有効である。

図５は、各センサ部（８−１〜Ｎ）が互いに干渉しないように、タイミング制御部９が各センサ部（８−１〜Ｎ）の動作タイミングを制御するときの、タイミングチャートである。図に示すように、時間的に各センサを動作させるタイミングを変えて、順次オンオフ動作させることで、互いの干渉を防ぐことが出来る。このとき、各センサ部（８−１〜Ｎ）の動作オンの時間は、互いに重ならないようにしておく。

なお、信号処理部１０が小型飛行体を検出すると、検出した小型飛行体の存在方向に基づいて、その存在方向の近くに配置された一部のセンサ部のみを、時分割で選択的に動作させても良い。また、接近中の小型飛行体が存在すると判定した特定の１つのセンサ部のみを、所定の時間の間、動作オン状態としても良い。これによって、存在を検出した小型飛行体を見失うことなく、追尾し続けることが可能となる。

次に、この実施の形態によるセンサ装置８の設置例について説明する。
図６は高層ビル屋上のヘリポート周囲に、センサ装置８を設置する場合の配置例を示す図である。センサ装置８は、図６（ａ）に示すような高さ２００ｍのビル屋上１４に設けられる。ビル屋上は長方形状を成しており、縦１５ｍ、横５０ｍの長さを有している。図６（ｂ）はビル屋上の上面図、図６（ｃ）はビル屋上のセンサ装置８の設置エリアを側面から見た図である。

図において、センサ装置８は１８個のセンサ部（８−１乃至１８）で構成される。各センサ部はビル屋上の４隅に、図の左上から左回りの順に、センサ部１５ｃ、１５ｂ、１５ａと、センサ部１５ｑ、１５ｐ、１５ｏと、センサ部１５ｌ、１５ｋ、１５ｊと、センサ部１５ｈ、１５ｇ、１５ｆがそれぞれ配置される。また、４隅に配置された各センサ間で、センサ部１５ａとセンサ部１５ｑの間にセンサ部１５ｒが配置され、センサ部１５ｏとセンサ部１５ｌの間にセンサ部１５ｍ、１５部ｎが配置され、センサ部１５ｊとセンサ部１５ｈの間にセンサ部１５ｉが配置され、センサ部１５ｆとセンサ部１５ｃの間にセンサ部１５ｄ、１５ｅが配置される。ヘリポート１６はセンサ部１５ｉに隣接して配置される。無線装置３０は、ヘリポート１６とセンサ部１５ｒの間でヘリポート１６から離れて配置され、図６（ｂ）に示す屋上１４の左半分側の領域に設置される。センサ部１５ｂ、センサ部１５ｐ、センサ部１５ｎ、センサ部１５ｋ、センサ部１５ｇ、センサ部１５ｄは、センサ軸が鉛直上方を向いて真上方向をセンシングしている。他のセンサ部は、センサ軸が水平方向から１５°斜め上向きに側面方向を向いて、斜め上方をセンシングしている。各センサ部の垂直及び水平ビーム幅は、図３で説明したように２７°である。
なお、説明の都合上、センサ部の符号を１５ａ、１５ｂ、・・・のように示したが、それぞれ図１で説明したセンサ部８−１、８−２、・・・に対応する。

図７（ａ）は各センサ部の検知範囲を示す上面図、図７（ｂ）は各センサ部の検知範囲
を示す側面図である。各センサ部の検知距離を５０ｍとすると、図に示すように、検知範囲１００はビル屋上の周囲と、ビル上空の全域をほぼカバーしていることが分かる。図において、各センサ部の検知範囲１００の間に、５ｍ乃至１０ｍ程度のセンシングエリアの隙間が生じているが、ヘリの大きさが、全長１５ｍ、全高４ｍ程度であることを考えると、充分にヘリの接近を検知できる。したがって、センサ数をそれ程設置しなくても、充分に監視領域内を監視することができる。なお、センサ部から離れるにしたがって、隣接するセンサ部のビームとの距離がより近接し、１００ｍ程度離れたところでは、センシングエリアの隙間はほとんど小さくなる。

なお、パラシュートやハンググライダのような小型の小型飛行体を検出する場合には、センサ数を増やして、センサ部の検知範囲に途切れがないように配置すれば良いことは、言うまでもない。
また、図７では監視領域の周囲にセンサ装置８を配置した例について説明したが、監視領域の大きさによっては、監視領域の内側にセンサ装置８を適宜配置して、上空を切れ間無く監視できるようにしても良いことは言うまでもない。

また、制御部１２は、信号処理部１０から出力された、小型飛行体の存在方向、小型飛行体の速度、小型飛行体の位置情報に基づいて、無線装置３０に対して異なる制御指令を与えても良い。
例えば、図６に示す例では、ヘリ３１０がセンサ部１５ｆ、１５ｇ、１５ｈ、１５ｍ、１５ｊ、１５ｋ、１５ｌのセンシング方向から接近した場合には、ヘリ３１０がヘリポートに着陸するまでの間に、無線装置３０の設置された屋上１４の左側の領域に接近することはない。したがって、屋上１４の右側の領域にヘリが存在する場合は、無線装置３０への動作停止信号の出力や、管理装置４０への警告信号の出力を行わない。

一方で、ヘリ３１１がセンサ部１５ｒ、１５ｃ、１５o、１５ｂ、１５ｐ、１５a、１５ｑのセンシング方向から接近した場合には、ヘリ３１１が無線装置３０に障害を与える可能性があると判断して、無線装置３０へ動作停止信号を出力して、無線装置３０の送信電波の出力を停止させる、あるいは動作を停止させる。同時に、管理装置４０へ警告信号を出力する。また、信号処理部１０から出力された小型飛行体の位置情報と速度情報に基づいて、ヘリ３１１が急速に屋上１４の近くまで接近していることが判明した場合には、無線装置３０の動作を急停止させるような処置を行っても良い。

以上説明した通り、この実施の形態によれば、気候の影響による検出不良や、鳥の到来に伴なう誤検出がなく、監視領域の上空に接近する小型飛行体の存在を正確に検知することができる。

また、これによって、鳥との誤検出や天候に左右される誤検出が抑圧されるので、飛行体検出装置のシステムの信頼性が向上する。

なお、上述した飛行体検出装置は、無線装置３０を含めてシステムを構成しても良いことは言うまでもない。また、無線装置３０の動作制御を行う以外の他の用途に利用して良いことは言うまでもない。

実施の形態２．
図８はこの実施の形態２による飛行体検出装置の構成を示す図である。図中の図１と同一符号は、実施の形態１と同一相当のものであり、同様の動作を行う。この実施の形態では、無線装置３０の代わりに、制御部１２に威嚇装置５０を接続する。ここでの威嚇装置５０とは、監視領域内に上空から侵入する不審な小型飛行体に対して、直接的に威嚇したり警告を与える機能を備えたものであり、例えばサーチライトやレーザ発光装置、大音量スピーカ等がある。

この実施の形態は、次のように動作する。
ヘリコプタやパラシュート等の不審な小型飛行体３００が、監視対象施設の監視領域の上空に接近した場合に、センサ装置８が上空から接近する不審な小型飛行体をセンシングして、信号処理部１０にレーダ情報を送る。信号処理部１０はこのレーダ情報に基づいて、小型飛行体３００の存在を検出するとともに、小型飛行体３００の存在方向、小型飛行体３００の速度を出力する。信号処理部１０は小型飛行体３００の存在を検出すると同時に、制御部１２にトリガ信号１１を送る。制御部１２はトリガ信号１１を受けると威嚇装置５０の動作を制御する。例えば、威嚇装置５０を構成するサーチライトを上空に向けて点灯する。あるいは、信号処理部１０から威嚇装置５０にレーダ情報を送り、レーダ情報で特定された小型飛行体３００の存在方向に向けて、レーザ光を発光する。あるいは、スピーカや警告灯を動作させてサイレンを鳴らしたり、点滅光を発光する。

この実施の形態は、特に、過疎地に設置された水道施設（ダム）や電力施設（発電所）等の公共施設の周辺や内部にセンサ装置８を設置して、施設上空のセキュリティ監視に用いると好適である。これによって、上空からの侵入に備えて、セキュリティをより強化することが出来る。また、施設上空のセキュリティ監視を自動化することが可能なので、監視塔に作業員を配置して上空監視する作業を、軽減したり無人化することもできることは言うもでもない。

この発明に係る実施の形態１による飛行体検出装置の構成を示す図である。実施の形態１によるセンサ部の構成を示す図である。送信アンテナのアンテナ特性パターンの一例を示す図である。鳥とヘリコプタのレーダ断面積を違いを比較した図である。センサ部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。実施の形態１による高層ビル屋上のヘリポートにセンサ装置を設置する場合の配置例を示す図である。実施の形態１によるセンサ部の検知範囲を示す図である。この発明に係る実施の形態２による飛行体検出装置の構成を示す図である。

符号の説明

８センサ装置、９タイミング制御部、１０信号処理部、１２制御部、３０無線装置、５０威嚇装置、３００小型飛行体。

Claims

センシング方向を上空に向けて監視領域の周囲に複数配置され、目標の距離情報と受信信号強度の情報を検出するミリ波レーダと、
上記ミリ波レーダで取得された距離情報と受信信号強度の情報に基づいて、上空から監視領域に接近する小型飛行体の存在を検出する信号処理部と
を備えた飛行体検出装置。
信号処理部は、上記ミリ波レーダで取得された目標体の距離情報と受信信号強度の情報に応じて演算される値を所定の閾値と比較し、比較結果によって目標体が小型飛行体であるか鳥であるかを識別して、目標体が小型飛行体であることを特定することを特徴とする請求項１記載の飛行体検出装置。
上記信号処理部は、小型飛行体の存在検出に応じて、外部装置の動作状態を変更する、もしくは外部装置が警告情報を発生するように、外部装置を制御することを特徴とする請求項１記載の飛行体検出装置。