JP2005283276A

JP2005283276A - レーダ信号識別装置

Info

Publication number: JP2005283276A
Application number: JP2004096514A
Authority: JP
Inventors: Nobuki Takahashi; 伸樹高橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2005-10-13

Abstract

【課題】受信した複数のレーダ信号の中にパルス繰返し周期の長いレーダ信号等が含まれる場合においても、そのようなレーダ信号を確実に分析識別する。
【解決手段】受信したレーダ信号のパルス諸元から各レーダパルスのパルスデータを生成するパルス諸元検出部と、その各レーダパルスのパルスデータに基づいて前記各レーダパルスをレーダ信号毎に分離する目標分離部と、前記受信したレーダ信号の波形データを第１及び第２の記憶部のいずれか一方に蓄積させるときに他方の記憶部に蓄積された波形データを出力させ、前記目標分離部より分離した各レーダパルスに対応する波形データのパルス内変調を分析するパルス波形蓄積分析部と、このパルス波形蓄積分析部から出力された各レーダパルスのパルス内変調の情報と前記目標分離部から出力されたパルスデータとから目標データを生成する目標データ生成部とを備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、受信したレーダ信号のパルス諸元及びそのパルス内変調の情報からレーダ信号を識別するレーダ信号識別装置に関する。

従来、受信したレーダ信号のパルス諸元を検出するＥＳＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＳｕｐｐｏｒｔＭｅａｓｕｒｅ）等のレーダ信号識別装置においては、検波回路の包絡線検波処理により各パルスのパルス内情報が失われ、各レーダパルスのパルス内変調の分析を行うことができない。

これに対し、例えば、検波回路より出力されたビデオ信号から受信したレーダ信号のパルス諸元を検出する第１の処理系とＩＦ変換回路より出力された中間周波信号をＡ／Ｄ変換して蓄積し、その蓄積された波形データからパルス内変調を分析する第２の処理系とを設け、さらに後者の処理系においてパルスエッジ検出等を行い、パルス存在時間のみレーダパルスの波形データを蓄積することにより、Ａ／Ｄ変換後のデータ量を最小化し第２の処理系の処理を高速化するものが提案されている。

なお、複数のレーダ信号を受信した場合は、各レーダパルスが密集し処理できない欠落パルスが発生することから、このような欠落パルスが発生しても残りのパルスで波形分析を行い、レーダ信号の識別ができるよう１回のデータ蓄積時間を可変にすること等が提案されている。具体的には、データ蓄積時間を長くすることにより、その分だけ近傍の欠落パルスの発生を抑制することができる。

特開２０００−３０４８４９公報（第４頁、段落００１９等の記載等）

しかし、従来のレーダ信号識別装置では、受信したレーダ信号の中にパルス繰返し周期の長いレーダ信号やパルス繰返しパターンが不規則でパルス発現確率が低い特殊なレーダ装置からのレーダ信号等が含まれており、そのようなレーダ信号を分析識別の対象としている場合は、欠落パルスの発生により波形データの分析が困難となり、レーダ信号の確実な分析識別を行うことができないという問題点があった。

この発明は、レーダパルスの波形分析処理を高速化することができる一方、受信した複数のレーダ信号の中にパルス繰返し周期の長いレーダ信号やパルス繰返しパターンが不規則なもの等が含まれる場合においても、そのようなレーダ信号を確実に分析識別することができる新規なレーダ信号識別装置を得ることを目的とする。

この発明に係るレーダ信号識別装置は、受信したレーダ信号のビデオ信号から各レーダパルスのパルス諸元を検出し、各レーダパルスのパルスデータを出力する第１の処理系と、この第１の処理系から出力されたパルスデータに基づいて前記各レーダパルスをレーダ信号毎に分離する目標分離部と、前記受信したレーダ信号を波形データに変換するＡ／Ｄ変換部、その波形データを蓄積する第１及び第２の記憶部、これら第１及び第２の記憶部の入力側及び出力側に設けられ、前記第１及び第２の記憶部のいずれか一方に前記波形データを蓄積させるときに他方の記憶部に蓄積された波形データを出力させる切換手段、この切換手段を介して前記第１又は第２の記憶部に蓄積された波形データの中から前記目標分離部により分離した各レーダパルスに対応する波形データを抽出するパルス波形抽出部及びこのパルス波形抽出部より抽出された波形データから前記分離した各レーダパルスのパルス内変調を分析するパルス波形分析部を有する第２の処理系と、この第２の処理系から出力されたパルス内変調の情報と前記目標分離部から出力されたレーダ信号毎のパルスデータとから目標データを生成する目標データ生成部とを備えたものである。

この発明によれば、第１及び第２の記憶部のいずれか一方に各レーダパルスの波形データを蓄積するときに他方に蓄積されたレーダパルスの波形データを出力させるので、各レーダパルスの波形分析処理を高速化することができ、リアルタイム性を確保することができる一方、受信したレーダ信号の全レーダパルスの波形データを欠落なく記憶部に蓄積することができ、受信した複数のレーダ信号の中にパルス繰返し周期の長いレーダ信号やパルス繰返しパターンが不規則なもの等が含まれる場合においても、そのようなレーダ信号を確実に分析識別することができる。

実施形態１．
以下、この発明の実施形態１について図１及び図２を用いて説明する。図１は実施形態１によるレーダ信号識別装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、実施形態１によるレーダ信号識別装置は、アンテナ部７より受信したレーダ信号をパルス諸元検出部５及びパルス波形蓄積分析部１７の２つの処理系によりそれぞれ処理し、これら２つの処理系より得られた各レーダ信号のパルスデータ及びパルス内変調の情報に基づいてレーダ信号を識別するものである。

図１において、１はアンテナ部７により受信したレーダ信号を周波数変換して中間周波数信号（以下、ＩＦ信号という。）を出力する同調部、２は同調部１から出力されたＩＦ信号を検波処理してビデオ信号を出力する検波部、３は検波部２から出力されたビデオ信号をデジタル信号に変換するビデオ信号Ａ／Ｄ変換部、４はビデオ信号Ａ／Ｄ変換部３によりデジタル化されたビデオ信号から各レーダパルスのパルス振幅（ＰＡ）、パルス幅（ＰＷ）、パルス到来時刻（ＴＯＡ）を検出し、これらの各データと周波数測定部９において測定されたレーダ信号の各パルス周波数（Ｆ）とを各レーダ信号のパルスデータとして出力するパルスデータ生成部、６はパルスデータ生成部５から出力されたパルスデータに基づいて各レーダパルスをレーダ装置毎に分離する目標分離部、８は目標分離部６から出力されたレーダ信号毎のパルスデータと後述するパルス波形蓄積分析部１７において分析された各レーダパルスのパルス内変調の情報、具体的には各レーダパルスの周波数変調（ＦＭＯＰ）、位相変調（ＰＭＯＰ）等の情報とから対象とするレーダ信号の目標データを生成して出力する目標データ生成部である。

また、１０は同調部１から出力されたＩＦ信号をデジタル信号に変換するＩＦ信号Ａ／Ｄ変換部、１１，１２はＩＦ信号Ａ／Ｄ変換部１０よりデジタル化されたＩＦ信号を波形データとして蓄積する第１及び第２の記憶部であるメモリＡ及びメモリＢ、１３、１４はメモリＡ１１及びメモリＢ１２のいずれか一方にＡ／Ｄ変換部１０によりデジタル化したＩＦ信号を蓄積させ、他方に蓄積された波形データを出力させる切り換え可能な切換スイッチ、１５は目標分離部６において分離された各レーダパルスのパルス到来時刻（ＴＯＡ）に基づいて分離した各レーダパルスのパルスデータとメモリＡ１１又はメモリＢ１２に蓄積された波形データとの対応をとり、対応する波形データの中から任意の１波形をメモリＡ１１又はメモリＢ１２から抽出するパルス波形抽出部、１６はパルス波形抽出部１１により抽出した各レーダパルスのパルス内変調の情報、すなわち周波数変調（ＦＭＯＰ）、位相変調（ＰＭＯＰ）等の情報を分析するパルス波形分析部である。

なお、５は検波部２、ビデオ信号Ａ／Ｄ変換部３、周波数測定部９及びパルスデータ生成部４から構成される第１の処理系であるパルス諸元検出部、１７はＩＦ信号ＡＤ変換部１０、スイッチ１３及び１４、メモリＡ１１及びＢ１２、パルス波形抽出部１５並びにパルス波形分析部１６から構成される第２の処理系であるパルス波形蓄積分析部、１３は第１の処理系のビデオ信号Ａ／Ｄ変換部３及び第２の処理系１７のＩＦ信号Ａ／Ｄ変換部１０に同一の基準信号であるクロック信号を供給する基準信号生成部である。

次に動作について図２を用いて説明する。図２は図１に示すレーダ信号識別装置の動作例を説明するための信号波形等説明図である。メモリＡ１１又はメモリＢ１２における波形データの蓄積時間に対応している。まず、アンテナ部７はレーダ信号を受信してＲＦ信号を出力する。同調部１はアンテナ部７から出力されたＲＦ信号をＩＦ信号に周波数変換してパルス諸元検出部５及びパルス波形蓄積分析部１７にそれぞれ出力する。第１の処理系であるパルス諸元検出部５では、まず、検波部２により同調部１から出力されたＩＦ信号を検波してビデオ信号に変換する。検波部４から出力されたビデオ信号はビデオ信号Ａ／Ｄ変換部３によりデジタル信号に変換してパルスデータ生成部４に出力される。なお、周波数測定部９により測定したレーダ信号の各パルス周波数（Ｆ）もパルスデータ生成部４に出力される。

パルスデータ生成部４は、ビデオ信号Ａ／Ｄ変換部３によりデジタル化したビデオ信号からそのビデオ信号に含まれる各レーダパルスのパルス振幅（ＰＡ）、パルス幅（ＰＷ）、パルス到来時刻（ＴＯＡ）をそれぞれ検出し、かつ、周波数測定部９において測定された各パルス周波数（Ｆ）が入力され、これらパルス諸元の情報を各レーダパルスのパルスデータとして出力する。図２（ａ）はパルスデータ生成部４から出力された各レーダパルスのパルスデータであり、４種類のレーダパルスが混在している状態を示している。

目標分離部６は、パルスデータに基づいて各レーダパルスをレーダ信号毎に分離する。この場合、分離の基準となるのは、例えばパルス周波数（Ｆ）、パルス幅（ＰＷ）、パルス振幅（ＰＡ）とその他の情報から求まるパルス到来方位（ＢＲＧ）又はパルス到来時刻（ＴＯＡ）から求まるパルス到来周期（ＰＲＩ）であり、これらの一致または近似によって各レーダパルスをレーダ信号毎に分離する。図２（ｂ）は目標分離部６によりレーダ信号毎に分離された各レーダパルスのパルスデータであって、レーダＡ乃至Ｄに対応して分離された各レーダ信号のパルスデータを示している。

一方、第２の処理系であるパルス波形蓄積分析部１７では、まず、ＩＦ信号ＡＤ変換部１０により同調部１から出力されたＩＦ信号をデジタル信号に変換して波形データとして出力する。ＩＦ信号ＡＤ変換部１０から出力された波形データは切換スイッチ１３により選択した一方の記憶部（例えば、メモリＡ１１）に蓄積する。この際、切換スイッチ１３により選択されていない他方の記憶部（例えば、メモリＢ１２）は切換スイッチ１４により選択されており、メモリＢ１２に蓄積された波形データが切換スイッチ１４を介して出力される。すなわち、メモリＡ１１にＩＦ信号ＡＤ変換部１０から出力された波形データを蓄積しているときにはメモリＢ１２に蓄積された波形データが切換スイッチ１４を介して出力され、メモリＢ１２にＩＦ信号ＡＤ変換部１０から出力された波形データを蓄積しているときにはメモリＡ１１に蓄積された波形データが切換スイッチ１４を介して出力される。

このように、メモリＡ１１又はメモリＢ１２と切換スイッチ１３，１４との接続を順次交互に切り換えることにより、ＩＦ信号ＡＤ変換部１０から出力された全レーダパルスの波形データを記憶部に蓄積することができる一方、ＩＦ信号ＡＤ変換部１０から出力された波形データを蓄積している間においてもパルス波形分析部１６によるパルス波形分析処理を行うことができ、各レーダパルスの波形分析処理を高速化することができ、リアルタイム性を確保することができる。この切換スイッチ１３，１４の切り換えは制御回路（図示省略する。）等により行う。なお、図２（ｃ）はメモリＡ１１又はメモリＢ１２に蓄積された各レーダパルスの波形データを示しており、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す各パルスデータと対応がとれている。

パルス波形抽出部１５は、目標分離部６により分離した各レーダパルスのパルス到来時刻（ＴＯＡ）から各パルスデータとメモリＡ１１又はメモリＢ１２に蓄積された波形データとの対応をとり、分離した各レーダパルスに対応する波形データのうち任意の１波形をメモリＡ１１又はメモリＢ１２から抽出する。図２（ｄ）はパルス波形抽出部１５で抽出された各レーダパルスの波形データであって、レーダＡ乃至Ｄについて１波形づつ抽出したものとパルス波形分析部１６による波形分析の結果、レーダＣの再分析が必要になったと仮定して再分析用として抽出したデータ１９とを示している。なお、パルス繰返し周期の長いレーダ信号やパルス繰返しパターンが不規則なものであるか否かはレーダパルスの規則性に基づき判断することができ、パルス波形抽出部１５は、出現頻度が少ないレーダパルスを繰返し周期の長いレーダ信号やパルス繰返しパターンが不規則なものであると判断し、そのようなレーダパルスに対応する波形データの中から任意の１波形をメモリＡ１１又はメモリＢ１２から抽出する。

パルス波形分析部１６は、パルス波形抽出部１５により抽出された各波形データを分析して各レーダパルスのパルス内の周波数変調（ＦＭＯＰ）、位相変調（ＰＭＯＰ）等の情報をそれぞれ求める。図２（ｅ）はパルス波形抽出部１５により抽出された各レーダパルス（任意の１波形）についての分析時間を示しており、メモリＡ１１又はメモリＢ１２の蓄積時間内にされたパルス波形抽出部１５により抽出された波形データの分析が終了することを示している。したがって、メモリＡ１１及びメモリＢ１２のいずれか一方にＩＦ信号ＡＤ変換部１０から出力された波形データを蓄積している間に他方に蓄積された波形データから対象となるレーダパルスの波形データ（任意の１波形）を抽出して分析することができる。

このように、目標分離部６からのパルス情報をもとにパルス波形分析部１６における波形分析の対象パルスを絞り込み、必要最小限の波形データを抽出して各レーダパルスのパルス内変調、具体的には、周波数変調（ＦＭＯＰ）、位相変調（ＰＭＯＰ）等の情報を求める。なお、このパルス波形抽出部１５の波形抽出及びパルス波形分析部１６の波形分析は、受信したレーダ信号の数や分析結果の良否等に応じて繰り返すものであり、再分析が必要と判断した場合は、再度パルス波形抽出部１５の波形抽出及びパルス波形分析部１６の波形分析を行う。図２（ｄ）ではレーダＣのレーダパルスの再分析が必要であると判断してレーダＣに対応するレーダパルスを再度抽出した様子を示しており、図２（ｅ）では再度抽出した波形データの分析を行ってもメモリＡ１１又はメモリＢ１２の蓄積時間内にパルス波形分析部１６による分析が終了していることを示している。パルス波形分析部１６による分析した各パルス内変調の情報は目標データ生成部８へ出力される。

目標データ生成部８は、パルス波形分析部１６により分析された各レーダパルスの周波数変調（ＦＭＯＰ）、位相変調（ＰＭＯＰ）等の情報と目標分離部６から出力された各レーダパルスのパルスデータとをあわせて目標データを生成する。目標データ生成部８から出力された目標データにより対象とするレーダ装置毎のパルス諸元、パルス内変調等の情報を得ることができる。なお、ビデオ信号変換部３及びＩＦ信号ＡＤ変換部１０には基準信号生成部１３から出力された同一の基準信号を供給しているので、目標分離部６により分離された各レーダパルスのパルスデータとメモリＡ１１又はメモリＢ１２に蓄積された各レーダパルスの波形データとの時刻は整合するものである。

以上のように、この実施の形態１によるレーダ信号識別装置によれば、第１の処理系であるパルス諸元検出部５において生成された各レーダパルスのパルスデータに基づいてレーダ信号を分離し、また、第２の処理系であるパルス波形蓄積分析部１７に２つのメモリＡ１１及びメモリＢ１２をそれぞれ設け、一方のメモリＡ１１（又はメモリＢ１２）に各レーダパルスの波形データを蓄積しているときは、他方のメモリＢ１２（又はメモリＡ１１）に蓄積された各レーダパルスの波形データの中から分離した各レーダ信号のパルスデータに対応する波形データを抽出して各レーダパルスのパルス内変調を分析し、これら第１の処理系において生成された各レーダパルスのパルスデータ及び第２の処理系において分析された各レーダパルスの各パルス内変調の情報に基づいて対象とするレーダ装置毎の目標データを生成するので、受信したレーダ信号の全パルスの波形データを欠落なく蓄積できる一方、蓄積した波形データの中から対象とするレーダ信号の波形データを抽出してその波形分析を行うことができ、受信した複数のレーダ信号の中にパルス繰返し周期の長いレーダ信号やパルス繰返しパターンが不規則なもの等が含まれる場合においても、レーダ信号を確実に分析識別することができ、かつ、波形分析処理の高速化によりリアルタイム性を確保することができる。

実施の形態１によるレーダ信号識別装置の構成を示すブロック図である。図１に示すレーダ信号識別装置の動作例を説明するための信号波形等説明図である。

符号の説明

１同調部、２検波部、３ビデオ信号ＡＤ変換部、４パルスデータ生成部、
５パルス諸元検出部、６目標分離部、７アンテナ、８目標データ生成部、
９周波数測定部、１０ＩＦ信号ＡＤ変換部、
１１メモリＡ、１２メモリＢ、１３，１４切換スイッチ、
１５パルス波形抽出部、１６パルス波形分析部、１７パルス波形蓄積分析部、
１８基準信号生成部。

Claims

受信したレーダ信号のビデオ信号から各レーダパルスのパルス諸元を検出し、各レーダパルスのパルスデータを出力する第１の処理系と、この第１の処理系から出力されたパルスデータに基づいて前記各レーダパルスをレーダ信号毎に分離する目標分離部と、前記受信したレーダ信号を波形データに変換するＡ／Ｄ変換部、その波形データを蓄積する第１及び第２の記憶部、これら第１及び第２の記憶部の入力側及び出力側に設けられ、前記第１及び第２の記憶部のいずれか一方に前記波形データを蓄積させるときに他方の記憶部に蓄積された波形データを出力させる切換手段、この切換手段を介して前記第１又は第２の記憶部に蓄積された波形データの中から前記目標分離部により分離した各レーダパルスに対応する波形データを抽出するパルス波形抽出部及びこのパルス波形抽出部より抽出された波形データから前記分離した各レーダパルスのパルス内変調を分析するパルス波形分析部を有する第２の処理系と、この第２の処理系から出力されたパルス内変調の情報と前記目標分離部から出力されたレーダ信号毎のパルスデータとから目標データを生成する目標データ生成部とを備えたことを特徴とするレーダ信号識別装置。
前記第２の処理系は、前記パルス波形分析部の分析結果に応じて前記目標分離部により分離した各レーダパルスに対応する波形データの抽出及び分析を繰り返すことを特徴とする請求項１に記載のレーダ信号識別装置。