JP2005331259A

JP2005331259A - レーダ妨害方法

Info

Publication number: JP2005331259A
Application number: JP2004147692A
Authority: JP
Inventors: Joji Inoue; 丈治井上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2005-12-02

Abstract

【課題】従来のレーダ妨害装置においては、レーダ波を受信したことをトリガーとして、電波の受信→記録→再生→妨害波送信のシーケンスを実施していた。その結果、自機でのレーダ波の反射波に対して妨害波を発生するのに時間遅延が生じるため真目標の後方にしか距離ぎへんの妨害波（偽目標）を送信できなかった。また、パルスの到来時刻を予測すれば偽目標を真目標の前に発生させられるものの、現実にはレーダの送信タイミングはランダムに変化することが多く、到来時刻を予測困難であり、真目標の前には妨害波を出力できなかった。
【解決手段】ＲＦディジタルメモリを用いて受信したレーダ波を記憶し、当該レーダ波の次に到来するレーダ波より早いタイミングで妨害波を送信するよう遅延時間を設定することで、最前方の目標を真目標と判断する対抗方法に対して有効なレーダ妨害を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーダの正常動作を妨げるために用いられるレーダ妨害方法に係るものである。

従来のレーダ妨害装置は、例えば、特許文献１のようにディジタルＲＦメモリにレーダの送信パルス信号を記録し、レーダ送信パルス幅と同じ周期で繰り返し再生することで、連続的かつ位相が揃った（コヒーレントな）妨害波を生成し、ノイズ妨害と同等の妨害効果を狙っている。受信した電波を利用することから、機器自身でノイズ源を発信させる方式に比べてレーダの周波数との合致度がよくなるため、妨害効率が良くなるというものである。

特開２００１−１８３４４２号公報

従来のレーダ妨害装置においては、レーダ波を受信したことをトリガーとして、電波の受信→記録→再生→妨害波送信のシーケンスを実施していた。その結果、自機でのレーダ波の反射波に対して妨害波を発生するのに時間遅延が生じるため真目標の後方にしか距離ぎへんの妨害波（偽目標）を送信できなかった。また、パルスの到来時刻を予測すれば偽目標を真目標の前に発生させられるものの、現実にはレーダの送信タイミングはランダムに変化することが多く、到来時刻を予測困難であり、真目標の前には妨害波を出力できなかった。

本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、ランダムな送信タイミングであっても、真目標の前にも妨害波を出力するレーダ妨害装置に係るものである。

本発明に係るレーダ妨害方法は、到来した送信パルスを複数回受信するステップと、受信した送信パルスの特性情報を分析し、予め蓄積されたデータベースと照合してレーダの型式名称を特定して当該レーダのパルス繰り返し間隔の変化範囲の値を引き出すステップと、受信した前記送信パルスをディジタルＲＦメモリに記憶するステップと、記憶した前記送信パルスの波形を再生し、前記送信パルスに対する前記パルス繰り返し間隔の変化範囲内に、妨害波を複数回送信するステップを備えるものである。

本発明は、到来した送信パルスを複数回受信するステップと、受信した送信パルスの特性情報を分析し、予め蓄積されたデータベースと照合してレーダの型式名称を特定して当該レーダのパルス繰り返し間隔の変化範囲の値を引き出すステップと、受信した前記送信パルスをデジタルＲＦメモリに記憶するステップと、記憶した前記送信パルスの波形を再生し、前記送信パルスに対する前記パルス繰り返し間隔の変化範囲内に、妨害波を複数回送信するステップを備えるため、レーダの反射波より早いタイミングで妨害波を送信することができ、最前方の目標を真目標と判断する対抗方法に対して有効なレーダ妨害を行うことができる。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について説明する。図１は本発明のレーダ妨害装置の構成を表すブロック図である。受信したレーダ波が入力されると、周波数変換回路２ａにて中間周波数にダウンコンバートし、ディジタルＲＦメモリに波形データを蓄える。ディジタルＲＦメモリ内部ではＡ／Ｄ変換して波形データを量子化して、メモリに蓄えた後、制御回路の指示するタイミングで記録した波形データを読み出しして、Ｄ／Ａ変換して再生する。

その後、周波数変換回路２ｂにて送信周波数にアップコンバートして、妨害波８を送信する。その際、局部発振器６の出力を移相器７を制御して周波数変調を行うことで妨害波８にも周波数変調を与える。

ここで、制御回路４のタイミング制御について説明する。まず、従来の距離ぎへん妨害のタイミングチャートを図２に示す。図２（ａ）は相手レーダのパルス送信タイミング、（ｂ）はパルスの自機への到来タイミング、（ｃ）は妨害波の送信タイミング、（ｄ）は相手レーダへの反射波及び妨害波の到来タイミングを示している。図２に示した通り、相手レーダからレーダ波１００ａが送信されると、時間Ｔ１ほど経過した後に、妨害器を搭載した自機に到来する（到来波１００ｂ）。到来波１００ｂは自機で反射して戻るとともに、妨害器はこの到来波１００ｂを受信して、記録→再生→妨害波送信を行う。このとき妨害波発生までに遅延時間Ｔ２を要する。妨害波８は反射波１００ｃの前のタイミングに発生させることができない。

自機で反射された反射波１００ｃはレーダに戻って受信される。レーダは、レーダ波の送信タイミングから反射波の到来タイミングまでの時間に基づいて自機（即ち目標）までの距離を算出する。時間Ｔ３は時間Ｔ１の２倍である。妨害波８は反射波１００ｃから遅延時間Ｔ２だけ遅れてレーダに到来する。レーダにおいては送信後、時間Ｔ４で自機からの反射波が帰ってきたとして距離の算出を行うので誤った結果を得る。

しかし、このような妨害器では上記の通り、受信→記録→再生→送信のシーケンスが必要であり遅延時間を０またはマイナスの値にすることができないため偽目標は必ず真の目標より遅れた（遠距離）側にしか発生させることができない。そのため、レーダオペレータが真の反射波の後方にしか偽目標を出せないことを熟知していた場合には、最も近距離の反射波を真の目標と判断されてしまい妨害が成功しない場合がある。

そこで、本発明では、遅延時間Ｔ２をレーダの繰り返し間隔に相当するほど長い時間に設定し、かつ、パルス繰り返し間隔の変化範囲の時間帯に複数の妨害波を送信することで、目標信号の前後を妨害波で覆うように妨害を実施する。

タイミング制御回路４は以下のように波形データの再生、送信タイミングを制御する。まず、（１）レーダ波を複数パルス分受信して、図１のパルス分析回路１６においてパルスの特性情報、即ち、周波数、ＰＲＩ（パルス繰り返し間隔）、パルス幅を分析する。このとき他のレーダ波が混在している場合は、周波数やパルス幅の違いから他のレーダ波と弁別する。（２）上記（１）のデータを記憶して、事前に電波傍受活動等で得られた図１のデータベース１７との照合を取り、レーダの型式名称を特定する。（３）データベース１７に記載されている当該レーダのＰＲＩ変化範囲の値を引き出す（ＰＲＩｍｉｎ〜ＰＲＩｍａｘ）。（４）パルスを受信してからパルスの変化範囲（ＰＲＩｍｉｎ〜ＰＲＩｍａｘ）経過後には必ず次のパルスが到来することを意味するから、タイミング制御回路４はこの時間帯に複数の偽パルスを送信するよう制御する。

図３は本発明の実施の形態１における妨害波の送信タイミングを表す図である。図３（ａ）は相手レーダのパルス送信タイミング、（ｂ）はパルスの自機への到来タイミング、（ｃ）は本発明の実施の形態１に係る妨害波の送信タイミングである。ディジタルＲＦメモリでは、一度記録した波形データはいつまでも劣化することが無いので、一回の受信で記録した信号をレーダの送信毎に毎回使用することができるため、図３の妨害波のように１回の送信中のみならず送信毎に繰り返して送信することができる。

ディジタルＲＦメモリは１度記憶したものを毎回使用してもよく、また、何回かに１回の割合で受信しなおして、記録した波形データを更新しても良い。相手レーダが周波数やパルス内の変調を変化させる頻度に合わせて、波形データの更新を行う。ただし、本発明の場合には、最も更新レートを高めてもレーダの送信２回に対して１回となる。
また、妨害波８を送信する時間間隔は、パルス繰り返し間隔の変化範囲より広くてもよく、例えばほぼ連続的でもよい。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２では、遅延時間１２を固定値ではなく変化させて、偽目標が近づく、または遠ざかるように相手レーダに誤認させるものである。
本実施の形態２に係るレーダ妨害装置の装置構成は図１に示したものと同様である。図４は本発明の実施の形態２に係る妨害波送信タイミングを示す図である。図４（ａ）は相手レーダのパルス送信タイミング、（ｂ）はパルスの自機への到来タイミング、（ｃ）は妨害波の送信タイミングである。図に示したように妨害波パルス群８１、８２、８３間の時間間隔を徐々に短縮させることで、偽目標が徐々に近づいているかのように見える効果がある。

一方、遅延時間を徐々に増大させて偽目標が遠ざかるように制御しても良いが、特に追尾レーダに対しては、短縮させる方が効果が高い。
即ち、追尾レーダは、時間軸上に追尾フィルタを設けて、その時間帯しか受信しないとともに、そのフィルタ内に存在するパルスが動く方向に追尾フィルタを動かす。従来技術による距離ぎへん妨害においては、レーダ波より振幅の大きい妨害波をレーダ波の近傍から徐々に遠ざける方向に離すことにより、追尾フィルタを妨害波に追従させようとするものである。
その他、到来パルス波形を微分してパルスの立ち上がりのみを追尾する方法などもある。

しかし、上記従来技術による妨害では、妨害波をレーダ波の後にしか発生させられないため、レーダは対抗方法としてレーダ波のパルス前縁を追尾することで、いくら出力の大きい妨害波を発生しても追尾フィルタを妨害波に追従させることができない。

そこで、本発明の実施の形態２では、妨害波８の発生タイミングを徐々に早めて（Ｔ５〜Ｔ５’〜Ｔ５’’）、偽目標が徐々に近づいているかのように遅延時間を制御するので、妨害波８は追尾フィルタを横切り、容易に追尾フィルタを偽目標に追従させることができる。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３では、実施の形態２のレーダ妨害方法を用いる際に、妨害波の周波数を徐々に変化させることにより見かけのドップラ変化量を変化させて、速度が変化しているように誤認させる。

一般的に目標パルス間隔が短くなっている場合は、目標が近づいていることを示すが、その際、目標パルスの周波数はパルス毎にドップラーシフトによって高周波側にシフトする。パルスの到来タイミングだけでなく、このドップラーシフトを認識し、ドップラーシフトから計算される速度と到来タイミングの変化から計算される速度とを比較して、両者が一致した場合のみ真の目標と判断する距離ぎへんに対する対抗手段がある。本実施の形態３はこのような対抗手段を有するレーダ装置であっても被妨害状態にあることを気づかれることなく、妨害を実施するためのものである。

本実施の形態３の係る妨害ぎへんを実施するレーダ妨害装置の構成は図１に示した実施の形態２に係るレーダ妨害装置と同様である。また、レーダの送信パルス、妨害波の到来、送信タイミングの関係は図４（ａ）〜（ｃ）に示したものと同様なので、これらを用いて説明する。即ち、実施の形態２に示された妨害方法を用いる際、上記の周波数変換回路５に設けられた移相器７を制御して妨害波の周波数を図４に示したようにパルス群８１、８２、８３ごとに変化させる。即ち、パルス群８１、８２、８３間の時間間隔Ｔ５を徐々に短くする場合には、その時間変化量ΔＴ（Ｔ５−Ｔ５’またはＴ５’−Ｔ５’’）からもたらされる距離変化量を微分して算出した速度と、移相器７による位相変化によりパルスの周波数を高周波側にシフトさせて、その周波数変化量（ドップラーシフト）から算出される速度とが等しくなるようにする。
当然のことながら、逆に、パルス群同士の時間間隔を長くして、目標が遠ざかるようにぎへんして、パルス群同士の時間間隔から算出される速度と、移相器７による周波数変化量から算出される速度とを一致させるようにしてもよい。

このようにすることで、レーダが距離変化量を微分して算出した速度と、ドップラ変化量から算出した速度とを比較して、被妨害状態にあるか否かを判断する対抗方法を採った場合にも、レーダオペレータに被妨害状態にあることを気づかれることなく妨害を実施することができる。

また、その他、ランダムに周波数を変化させるようにしてノイズ妨害を行ってもよい。従来のノイズ妨害では、受信機で測定したレーダ波の周波数に発信器の周波数を合わせてノイズを発生しているため、周波数の測定誤差や同調誤差が大きく、ノイズの幅を広く取る必要があるため、その分電力密度は低くなってしまう。それに対して、ディジタルＲＦメモリを用いて周波数をランダムに変化させることで、受信したレーダ波そのものを加工しているので周波数誤差がほとんどないため、ノイズの幅を狭く取ることができ、電力密度の高い妨害が可能となる。

本発明はレーダに対する妨害装置に利用することができる。また、レーダシミュレータ装置の目標エコー発生装置に利用することができる。

本発明の実施の形態１〜４に係るレーダ妨害方法に用いるレーダ妨害装置の構成である。従来の妨害方法によるレーダパルスのタイミングチャートである。（ａ）相手レーダのパルス送信タイミング、（ｂ）パルスの自機への到来タイミング、（ｃ）妨害波の送信タイミング、（ｄ）相手レーダへの反射波及び妨害波の到来タイミングである。本発明の実施の形態１に係るレーダパルスのタイミングチャートである。（ａ）相手レーダのパルス送信タイミング、（ｂ）パルスの自機への到来タイミング、（ｃ）妨害波の送信タイミングである。本発明の実施の形態２および３に係るレーダパルスのタイミングチャートである。（ａ）相手レーダのパルス送信タイミング、（ｂ）パルスの自機への到来タイミング、（ｃ）妨害波の送信タイミングである。

符号の説明

１レーダ波、２ａ、２ｂ周波数変換回路、３ディジタルＲＦメモリ、
４タイミング制御回路、６局部発振器、７移相器、
８妨害波、１６パルス分析回路、１７データベース、

Claims

到来した送信パルスを複数回受信するステップと、
受信した送信パルスの特性情報を分析し、予め蓄積されたデータベースと照合してレーダの型式名称を特定して当該レーダのパルス繰り返し間隔の変化範囲の値を引き出すステップと、
受信した前記送信パルスをデジタルＲＦメモリに記憶するステップと、
記憶した前記送信パルスの波形を再生し、前記送信パルスに対する前記パルス繰り返し間隔の変化範囲内に、妨害波を複数回送信するステップを備えることを特徴とするレーダ妨害方法。
請求項１記載のレーダ妨害方法において、到来する送信パルス毎に前記パルス繰り返し間隔の変化範囲より所定時間ずつタイミングを早めて妨害波を複数回送信するステップを備えることを特徴とするレーダ妨害方法。
請求項２記載のレーダ妨害方法において、前記妨害波の周波数を前記送信パルス毎に変化させ、前記妨害波の送信するタイミングを早めたことによってもたらされる偽目標の速度と、妨害波の周波数を変化させて得られるドップラーシフトから算出される偽目標の速度とが一致するようにしたことを特徴とするレーダ妨害方法。
請求項２記載のレーダ妨害方法において、前記妨害波の周波数を前記送信パルス毎にランダムに変化させることを特徴とするレーダ妨害方法。