JP2006226954A - Radar installation and its signal processing method - Google Patents

Radar installation and its signal processing method Download PDF

Info

Publication number
JP2006226954A
JP2006226954A JP2005044151A JP2005044151A JP2006226954A JP 2006226954 A JP2006226954 A JP 2006226954A JP 2005044151 A JP2005044151 A JP 2005044151A JP 2005044151 A JP2005044151 A JP 2005044151A JP 2006226954 A JP2006226954 A JP 2006226954A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
radar
phase angle
angle data
target
velocity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2005044151A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Horigome
淳一 堀込
Masakazu Wada
将一 和田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2005044151A priority Critical patent/JP2006226954A/en
Publication of JP2006226954A publication Critical patent/JP2006226954A/en
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radar installation and its signal processing method, capable of reducing variations in the reflection intensity of echoes and computing the speeds of targets with high accuracy. <P>SOLUTION: The PRF-switchable radar installation corrects the amount of phase rotation of received pulse echoes to a value based on PRFs, a reference value, on the basis that the amount of phase rotation for each PRF is proportional to the Doppler speed of targets. It is thereby possible to unify and handle reception data on speed computations, independently of PRFs for computing the Doppler velocities of the targets through the use of larger amount of reception data. It is thus possible to heighten the effect of averaging variations in the reflection intensity of echoes and improve the accuracy in speed computations. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば気象レーダや移動体追尾レーダなどのレーダ装置と、この種のレーダ装置における信号処理方法に関する。   The present invention relates to a radar apparatus such as a weather radar or a mobile tracking radar and a signal processing method in this type of radar apparatus.

気象現象における風速や、航空管制などにおいて移動する目標の速度を算出するためにドップラレーダが用いられる(例えば、下記特許文献1〜3を参照)。この種のレーダ装置においてはターゲット(目標)により反射されたエコーの位相回転量(位相角)からその速度が算出される。
レーダパルスの送信繰返し周期(PRF)を切り替えることによりターゲットの探知距離や観測速度の拡大を可変する技術がある。例えば観測速度の上限はPRFの値に左右されるが、異なるPRFにおいて得られた速度データを組み合わせることで個々のPRFの観測速度の上限を超える速度を算出することができる。
特開平6−34752号公報 特開平11−94932号公報 特開2000−230976号公報
A Doppler radar is used to calculate a wind speed in a meteorological phenomenon or a speed of a target moving in air traffic control (see, for example, Patent Documents 1 to 3 below). In this type of radar apparatus, the velocity is calculated from the phase rotation amount (phase angle) of the echo reflected by the target.
There is a technique for changing the detection distance of the target and the expansion of the observation speed by switching the transmission repetition period (PRF) of the radar pulse. For example, the upper limit of the observation speed depends on the value of the PRF, but a speed exceeding the upper limit of the observation speed of each PRF can be calculated by combining speed data obtained in different PRFs.
JP-A-6-34752 JP-A-11-94932 JP 2000-230976 A

ところで、よく知られているようにエコー反射強度のばらつきの大きいターゲットに対しては速度の算出精度が劣化する。特に気象レーダなど、自然現象を観測対象とするレーダ装置にあってはこの傾向が大きい。これに対処するには観測データすなわちパルスエコーから観測される位相角データの数を多くしてばらつきを平均化することが有効である。   By the way, as is well known, speed calculation accuracy deteriorates for a target having a large variation in echo reflection intensity. This tendency is particularly significant in radar devices that observe natural phenomena, such as weather radar. In order to cope with this, it is effective to increase the number of observation angle data, that is, the phase angle data observed from the pulse echo and average the variation.

しかしながら既存のレーダ装置においては、ターゲットの速度は個々のPRFに閉じた格好でしか算出できない。つまりPRFの異なるレーダを複数用いたとしても、速度そのものは、個々のPRFにおいて受信された位相角データを用いてPRFごとに算出するほかはない。このため速度の算出に利用できるパルスエコーの数が各PRFにおけるパルスヒット数を超えることは無く、速度算出に用いることのできるデータの量が必然的に頭打ちになることから観測精度に限界があることが分かってきた。まして、PRFごとに送信されるパルスの数の少ないレーダ装置にあってはエコー反射強度のばらつきの影響がさらに大きく、観測精度が劣化することから何らかの対処が望まれている。
本発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、エコー反射強度のばらつきによらずターゲットの速度を高い精度で算出することの可能なレーダ装置とその信号処理方法を提供することにある。
However, in the existing radar apparatus, the target velocity can be calculated only in a manner closed to each PRF. In other words, even if a plurality of radars having different PRFs are used, the speed itself can only be calculated for each PRF using the phase angle data received at each PRF. For this reason, the number of pulse echoes that can be used for speed calculation does not exceed the number of pulse hits in each PRF, and the amount of data that can be used for speed calculation inevitably reaches its peak, so the observation accuracy is limited. I understand that. In addition, in a radar apparatus with a small number of pulses transmitted for each PRF, the influence of variations in echo reflection intensity is even greater, and some measures are desired because the observation accuracy deteriorates.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a radar apparatus and a signal processing method thereof capable of calculating a target speed with high accuracy regardless of variations in echo reflection intensity.

上記目的を達成するために本発明の一態様によれば、レーダパルスを送信しレーダエコーを受信する送受信部と、前記レーダパルスのパルス繰返し周波数を基準値に対して段階的に切り替える切替手段と、前記レーダエコーから観測される位相角データに基づいてターゲットの速度を算出する信号処理部とを具備し、この信号処理部は、前記レーダエコーの位相回転量が前記ターゲットの速度に比例することに基づいて、前記基準値と異なるパルス繰り返し周波数のもとで送信されたレーダパルスに基づくレーダエコーの位相角データを、基準値のパルス繰り返し周波数における観測値に相当する位相角データに補正する補正手段と、前記補正された位相角データを含む複数の位相角データを用いて前記ターゲットの速度を算出する算出手段とを備えることを特徴とするレーダ装置が提供される。   In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, a transmission / reception unit that transmits a radar pulse and receives a radar echo, and a switching unit that switches the pulse repetition frequency of the radar pulse stepwise with respect to a reference value; A signal processing unit that calculates a target velocity based on phase angle data observed from the radar echo, and the signal processing unit has a phase rotation amount of the radar echo proportional to the target velocity. Correction for correcting the phase angle data of the radar echo based on the radar pulse transmitted under a pulse repetition frequency different from the reference value to the phase angle data corresponding to the observation value at the pulse repetition frequency of the reference value And calculation means for calculating the speed of the target using a plurality of phase angle data including the corrected phase angle data Radar apparatus comprising: a is provided.

一般に、異なるPRFで送信されたレーダパルスに基づくレーダエコーの、パルスヒット間の位相差は、ターゲットの速度が一定であってもRPFごとに異なる。このことが、異なるPRFの位相角データを用いて速度を求めることができない原因となっている。上記構成によればPRFごとの位相差の違いが補正されるので、あたかも同じPRFで送信されたかのような受信データを生成することができる。   In general, the phase difference between pulse hits of radar echoes based on radar pulses transmitted with different PRFs differs for each RPF even if the target velocity is constant. This is the reason why the velocity cannot be obtained using the phase angle data of different PRFs. According to the above configuration, the difference in phase difference for each PRF is corrected, so that it is possible to generate received data as if they were transmitted using the same PRF.

すなわち発明者は、位相のずれ量がPRFに反比例しターゲットの速度に比例することに着目し、この事実に基づいて位相角データを補正できることに着想した。これにより、各PRFごとに観測される位相角データを横断的に用いて、PRFが異なっていても位相角データを統一的に処理することが可能になる。従って既存のレーダ装置よりも速度算出に係るデータ数を格段に多くすることが可能となり、エコー反射強度のばらつきの大きいターゲットに対しても速度算出の精度を向上させることが可能になる。   That is, the inventor noticed that the phase shift amount is inversely proportional to the PRF and proportional to the target speed, and has invented that the phase angle data can be corrected based on this fact. This makes it possible to process the phase angle data uniformly even if the PRFs are different by using the phase angle data observed for each PRF transversely. Therefore, the number of data relating to the speed calculation can be significantly increased as compared with the existing radar apparatus, and the accuracy of the speed calculation can be improved even for a target having a large variation in echo reflection intensity.

本発明によれば、エコー反射強度のばらつきを低減しターゲットの速度を高い精度で算出することの可能なレーダ装置とその信号処理方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the radar apparatus which can reduce the dispersion | variation in echo reflection intensity, and can calculate the speed of a target with high precision, and its signal processing method can be provided.

図1は本発明に係るレーダ装置の一実施の形態を示す機能ブロック図である。図1において変調部12は、インタフェース(I/F)を介して与えられる信号処理部11の制御のもとで、指定された変調方式の中間周波信号のディジタル値を生成する。このディジタル値はD/A変換部13によりアナログ化され、送信中間周波数信号(fi)が生成される。この送信中間周波信号は送受信装置14においてレーダパルスの送信周波数にまでアップコンバートされ、電力増幅されたのち空中線15から空間に送出される。   FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of a radar apparatus according to the present invention. In FIG. 1, a modulation unit 12 generates a digital value of an intermediate frequency signal of a specified modulation system under the control of a signal processing unit 11 given through an interface (I / F). This digital value is converted into an analog signal by the D / A converter 13 to generate a transmission intermediate frequency signal (fi). This transmission intermediate frequency signal is up-converted to the transmission frequency of the radar pulse in the transmission / reception device 14, and after power amplification, is transmitted from the antenna 15 to the space.

空中線15から送出された周波数f0のレーダパルスは雨粒などのターゲットにより反射され、レーダエコーが戻ってくる。このレーダエコーはターゲットの移動速度を反映するドップラー周波数(fd)を伴い、その受信周波数は(f0+fd)と表される。レーダエコーは空中線15を介して送受信装置14に達し、増幅されたのちダウンコンバートされて(fi+fd)の受信中間周波数信号が生成される。この受信中間周波数信号はA/D変換部16によりディジタル値に変換されたのち復調部17により直交検波される。   The radar pulse having the frequency f0 transmitted from the antenna 15 is reflected by a target such as raindrops, and the radar echo returns. This radar echo is accompanied by a Doppler frequency (fd) that reflects the moving speed of the target, and the reception frequency is expressed as (f0 + fd). The radar echo reaches the transmitter / receiver 14 via the antenna 15 and is amplified and then down-converted to generate a reception intermediate frequency signal of (fi + fd). This received intermediate frequency signal is converted into a digital value by the A / D converter 16 and then subjected to quadrature detection by the demodulator 17.

直交検波された信号は復調部17において複数の変調方式により復調される。これにより得られたQ成分(実数成分)およびI成分(虚数成分)の受信データは、インタフェース(I/F)を介して信号処理部11に与えられる。信号処理部11は受信データからエコーの反射強度、ターゲットの速度および速度幅などの観測データを算出する。特に、受信データから観測される位相角データにより、ターゲットのドップラー速度を算出することができる。   The quadrature-detected signal is demodulated by the demodulator 17 using a plurality of modulation methods. The Q component (real number component) and I component (imaginary number component) reception data obtained in this way is provided to the signal processing unit 11 via the interface (I / F). The signal processing unit 11 calculates observation data such as echo reflection intensity, target velocity and velocity width from the received data. In particular, the Doppler velocity of the target can be calculated from the phase angle data observed from the received data.

ところで信号処理部11は、この実施形態に係わる処理機能として切替処理部11aと、補正処理部11bと、算出処理部11cとを備える。切替処理部11aは、レーダパルスの送信繰返し周波数(PRF)を、例えば一定のパルス発数ごとに段階的に切り替える。PRFの最低値を基準値とし、この基準値に対して例えば30発数ごとにパルス間隔を短縮するなどといった手法が考えられる。逆に、PRFの最高値を基準値とし、この基準値から一定パルス数ごとに降順でパルス間隔を延長するようにしても良い。PRFが最高値(または最低値)に達した後は、再び最低値(または最高値)のPRFからのパルス送信が繰り返される。   The signal processing unit 11 includes a switching processing unit 11a, a correction processing unit 11b, and a calculation processing unit 11c as processing functions according to this embodiment. The switching processing unit 11a switches the transmission repetition frequency (PRF) of the radar pulse stepwise, for example, for every fixed number of pulses. A method is conceivable in which the lowest value of the PRF is used as a reference value, and the pulse interval is shortened for every 30 shots, for example. Conversely, the maximum value of the PRF may be used as a reference value, and the pulse interval may be extended in descending order from the reference value for every fixed number of pulses. After the PRF reaches the maximum value (or the minimum value), pulse transmission from the PRF having the minimum value (or the maximum value) is repeated again.

補正処理部11bは、基準値と異なるPRFのもとで送信されたレーダパルスに基づくレーダエコーの位相角データを、基準値のPRFにおける観測値に相当する位相角データに補正する。この補正処理のため補正処理部11bは、レーダエコーの位相回転量がターゲットの速度に比例し、PRFに反比例するという事実を利用する。算出処理部11cは、補正処理部11bにより補正された位相角データを含む複数の位相角データを用いてターゲットの速度を算出する。特に算出処理部11cは、連続するレーダエコーに基づく位相角データを用いてターゲットの速度を算出する。   The correction processing unit 11b corrects the phase angle data of the radar echo based on the radar pulse transmitted under the PRF different from the reference value to the phase angle data corresponding to the observation value in the reference value PRF. For this correction processing, the correction processing unit 11b uses the fact that the phase rotation amount of the radar echo is proportional to the target speed and inversely proportional to the PRF. The calculation processing unit 11c calculates the target velocity using a plurality of phase angle data including the phase angle data corrected by the correction processing unit 11b. In particular, the calculation processing unit 11c calculates the target speed using phase angle data based on continuous radar echoes.

補正処理により、位相角データをRPFによらず統一的に用いて速度を算出することが可能になる。このため速度算出に係るデータ数が、個々のPRFにおけるパルスヒット数に縛られることが無くなり、同じPRFで送信されたレーダパルスの数よりも多数の位相角データを用いてターゲットの速度を算出することができる。なるべく多数の位相角データを用いることにより、エコー反射強度のばらつきを平均化して算出量の精度を上げることができる。次に、上記構成における作用を詳しく説明する。   The correction process makes it possible to calculate the speed using the phase angle data uniformly regardless of the RPF. For this reason, the number of data relating to speed calculation is not limited by the number of pulse hits in each PRF, and the target speed is calculated using a larger number of phase angle data than the number of radar pulses transmitted by the same PRF. be able to. By using as many phase angle data as possible, it is possible to average the variation in echo reflection intensity and increase the accuracy of the calculation amount. Next, the operation of the above configuration will be described in detail.

図2は、図1のレーダ装置の処理手順を示す流れ図である。基準値であるPRF1においては、受信信号はA/D変換ののちI/Q検波される。そして連続するパルスヒット間の位相差が算出される。PRF1よりも値の小さいPRF2においても同様の手順によりパルスヒット間の位相差が算出されるが、こののち補正ステップにより、PRF2における位相差は、PRF1における位相差に相当する値に補正される。これによりPRF1およびPRF2における位相差を統一的に扱うことが可能になり、これらの位相差を用いてターゲットのドップラー速度が算出される。   FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of the radar apparatus of FIG. In the reference value PRF1, the received signal is subjected to I / Q detection after A / D conversion. Then, the phase difference between successive pulse hits is calculated. The phase difference between the pulse hits is calculated in the same procedure in PRF2 having a smaller value than PRF1, but the phase difference in PRF2 is corrected to a value corresponding to the phase difference in PRF1 by the correction step. As a result, the phase differences in PRF1 and PRF2 can be handled uniformly, and the Doppler velocity of the target is calculated using these phase differences.

図3は、同じターゲットからのエコーの位相角がPRFの値により異なる様子を説明するための模式図である。3段階のPRFを例にとり、PRF1>PRF2>PRF3とする。一般に、レーダの受信信号から速度を求めるにはパルスヒット間の位相差がまず求められる。ただしPRFが異なれば、ターゲットの速度が同じであっても位相差の値が異なる。図3に示されるようにPRF1〜PRF3に対する位相角はそれぞれθ1〜θ3であり、互いに異なる値である。   FIG. 3 is a schematic diagram for explaining how the phase angle of echoes from the same target varies depending on the value of PRF. Taking a three-stage PRF as an example, PRF1> PRF2> PRF3. In general, the phase difference between pulse hits is first obtained in order to obtain the velocity from the received signal of the radar. However, if the PRF is different, the value of the phase difference is different even if the target speed is the same. As shown in FIG. 3, the phase angles with respect to PRF1 to PRF3 are θ1 to θ3, respectively, which are different values.

さて、PRFごとの位相差のずれは、ターゲットのドップラー速度に比例しPRFに反比例する。そこでこの実施形態では、PRF1、PRF2、PRF3同士で位相差を一旦算出しておき、その値から補正する位相の大きさを決めるようにする。以下に数式を用いて説明する。まずPRF1〜PRF3に対してそれぞれパルスエコーの受信データから位相角θを求める。   The phase difference shift for each PRF is proportional to the target Doppler velocity and inversely proportional to the PRF. Therefore, in this embodiment, the phase difference is once calculated among PRF1, PRF2, and PRF3, and the magnitude of the phase to be corrected is determined from the value. This will be described below using mathematical formulas. First, for each of PRF1 to PRF3, the phase angle θ is obtained from the received data of the pulse echo.

<PRF1に対する演算>
PRF1のパルスエコーの実部および虚部は、パルスペア法を用いると次式(1)、(2)により表される。

Figure 2006226954
<Calculation for PRF1>
When the pulse pair method is used, the real part and the imaginary part of the pulse echo of PRF1 are expressed by the following equations (1) and (2).
Figure 2006226954

PRF1のパルスエコーの位相角は、次式(3)のように表される。

Figure 2006226954
The phase angle of the pulse echo of PRF1 is expressed as the following equation (3).
Figure 2006226954

PRF1のパルスエコーの最大速度は、次式(4)のように表される。

Figure 2006226954
The maximum speed of the pulse echo of PRF1 is expressed by the following equation (4).
Figure 2006226954

なお式(4)においてCは光速であり、f0は送信パルスの周波数である。   In Equation (4), C is the speed of light, and f0 is the frequency of the transmission pulse.

<PRF2に対する演算>
同様に、PRF2のパルスエコーの実部および虚部は次式(5)、(6)により表される。またPRF2のパルスエコーの位相角は、次式(7)のように表される。さらにPRF2のパルスエコーの最大速度は、次式(8)のように表される。

Figure 2006226954
<Calculation for PRF2>
Similarly, the real part and imaginary part of the pulse echo of PRF2 are expressed by the following equations (5) and (6). Further, the phase angle of the pulse echo of PRF2 is expressed by the following equation (7). Further, the maximum speed of the pulse echo of PRF2 is expressed by the following equation (8).
Figure 2006226954

<PRF3に対する演算>
同様に、PRF3のパルスエコーの実部および虚部は次式(9)、(10)により表される。またPRF3のパルスエコーの位相角は、次式(11)のように表される。さらにPRF3のパルスエコーの最大速度は、次式(12)のように表される。

Figure 2006226954
<Calculation for PRF3>
Similarly, the real part and imaginary part of the pulse echo of PRF3 are expressed by the following equations (9) and (10). In addition, the phase angle of the pulse echo of PRF 3 is expressed by the following equation (11). Further, the maximum speed of the pulse echo of PRF3 is expressed as the following equation (12).
Figure 2006226954

式(8)、(12)においてもCは光速であり、f0は送信パルスの周波数である。   In equations (8) and (12), C is the speed of light, and f0 is the frequency of the transmission pulse.

次に、PRF2におけるIQデータを、レーダパルスをPRF1で送信した値に相当するデータに補正する。補正値に(′)を付し、その実部は式(13)により、虚部は式(14)によりそれぞれ表される。

Figure 2006226954
Next, the IQ data in PRF2 is corrected to data corresponding to the value of the radar pulse transmitted in PRF1. (') Is added to the correction value, and the real part is expressed by equation (13) and the imaginary part is expressed by equation (14).
Figure 2006226954

同様に、PRF3におけるIQデータを、レーダパルスをPRF1で送信した値に相当するデータに補正する。補正値の実部は式(15)により、虚部は式(16)によりそれぞれ表される。

Figure 2006226954
Similarly, the IQ data in PRF3 is corrected to data corresponding to the value obtained by transmitting the radar pulse in PRF1. The real part of the correction value is expressed by Expression (15), and the imaginary part is expressed by Expression (16).
Figure 2006226954

次に、各PRFの値を、実部および虚部ごとに合成すると次式(17)、(18)が得られる。

Figure 2006226954
Next, when the values of each PRF are combined for each real part and imaginary part, the following equations (17) and (18) are obtained.
Figure 2006226954

式(17)、(18)を用いて、次式(19)によりドップラー速度を算出することができる。

Figure 2006226954
Using equations (17) and (18), the Doppler velocity can be calculated by the following equation (19).
Figure 2006226954

なお速度ベクトルの大きさ(スカラー量)は、式(17)、(18)を用いて次式(20)のように表される。

Figure 2006226954
The magnitude (scalar amount) of the velocity vector is expressed as in the following equation (20) using equations (17) and (18).
Figure 2006226954

図4は、上記の演算処理による位相角の補正を示す模式図である。上記の演算処理によれば、PRF2、PRF3における位相角はいずれも、PRF1における位相角に相当する値に補正される。すなわち本実施形態によれば、異なるPRFで送信されたパルスに基づく受信波が、同じPRFの受信波に補正される。これにより、各PRFにおけるパルスヒット数は少数であっても、異なるPRFに跨ってデータを利用できるので、より多くのデータを用いて速度を算出することができる。   FIG. 4 is a schematic diagram showing the correction of the phase angle by the above arithmetic processing. According to the arithmetic processing described above, the phase angles at PRF2 and PRF3 are both corrected to a value corresponding to the phase angle at PRF1. That is, according to the present embodiment, received waves based on pulses transmitted with different PRFs are corrected to received waves with the same PRF. Thereby, even if the number of pulse hits in each PRF is small, the data can be used across different PRFs, so that the speed can be calculated using more data.

図5は、比較のため既存のレーダ装置における処理手順を示す流れ図である。既存の技術では、同じPRFごとにそれぞれドップラー速度が算出される。このため速度算出に係るデータ数に上限があり、反射強度のばらつきの多きいターゲットに対しては演算の精度が劣化しがちであるという不具合があった。   FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure in an existing radar apparatus for comparison. In the existing technology, the Doppler speed is calculated for each same PRF. For this reason, there is an upper limit in the number of data related to the speed calculation, and there is a problem that the accuracy of the calculation tends to deteriorate for a target having a large variation in reflection intensity.

これに対して本実施形態では、PRFを切り替え可能なレーダ装置にあって、PRFごとの位相回転量がターゲットのドップラー速度に比例するということに基づいて、受信したパルスエコーの位相回転量を基準値であるPRFに基づく値に補正するようにする。これによりPRFによらず速度算出に係る受信データを統一的に扱えるようにし、より多くの受信データを用いてターゲットのドップラー速度を算出するようにする。したがって、エコー反射強度のばらつきを平均化する効果を高められ、速度算出の精度を向上させることが可能になる。以上のことから、エコー反射強度のばらつきを低減させ、ターゲットの速度を高い精度で算出することの可能なレーダ装置とその信号処理方法を提供することが可能となる。   On the other hand, in this embodiment, the radar apparatus is capable of switching the PRF, and the phase rotation amount of the received pulse echo is used as a reference based on the fact that the phase rotation amount for each PRF is proportional to the Doppler velocity of the target. The value is corrected to a value based on the PRF as a value. As a result, reception data related to velocity calculation can be handled uniformly regardless of PRF, and the Doppler velocity of the target is calculated using more reception data. Therefore, the effect of averaging variations in echo reflection intensity can be enhanced, and the accuracy of speed calculation can be improved. From the above, it is possible to provide a radar apparatus and a signal processing method thereof that can reduce variations in echo reflection intensity and calculate the target speed with high accuracy.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば図1においてD/A変換部13、およびA/Dの変換部16の機能は、他の機能ブロックに併せ持たせることもできる。また本発明は、気象レーダに限定されることなく他のドップラーレーダにももちろん適用することができる。またPRF1に限らず、PRF2やPRF3など、他のPRFを基準値としても良い。またPRFは3段階に限らず、上記開示した技術はさらに多くのPRFに対しても適用することができる。さらに本発明は単独のレーダ装置おいてPRFを切り替えるのでなく、PRFのそれぞれ異なる複数のレーダ装置を組み合わせた、いわゆるレーダシステムに対しても適用することが可能である。   The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in FIG. 1, the functions of the D / A conversion unit 13 and the A / D conversion unit 16 can be combined with other functional blocks. Further, the present invention is not limited to the weather radar, but can be applied to other Doppler radars. Further, not only PRF1, but other PRFs such as PRF2 and PRF3 may be used as reference values. Further, the PRF is not limited to three stages, and the disclosed technique can be applied to more PRFs. Furthermore, the present invention can be applied to a so-called radar system in which a plurality of radar devices having different PRFs are combined, instead of switching the PRF in a single radar device.

さらに、本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の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。   Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment.

本発明に係るレーダ装置の一実施の形態を示す機能ブロック図。1 is a functional block diagram showing an embodiment of a radar apparatus according to the present invention. 図1のレーダ装置の処理手順を示す流れ図。The flowchart which shows the process sequence of the radar apparatus of FIG. 同じターゲットからのエコーの位相角がPRFの値により異なる様子を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating a mode that the phase angle of the echo from the same target changes with the values of PRF. 本発明の実施の形態における演算処理による位相角の補正を示す模式図。The schematic diagram which shows correction | amendment of the phase angle by the arithmetic processing in embodiment of this invention. 比較のため既存のレーダ装置における処理手順を示す流れ図。The flowchart which shows the process sequence in the existing radar apparatus for a comparison.

符号の説明Explanation of symbols

11…信号処理部、11a…切替処理部、11b…補正処理部、11c…算出処理部、12…変調部、13…D/A変換部、14…送受信部、15…空中線、16…A/D変換部、17…復調部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Signal processing part, 11a ... Switching processing part, 11b ... Correction processing part, 11c ... Calculation processing part, 12 ... Modulation part, 13 ... D / A conversion part, 14 ... Transmission / reception part, 15 ... Antenna, 16 ... A / D converter, 17 ... demodulator

Claims (6)

レーダパルスを送信しレーダエコーを受信する送受信部と、
前記レーダパルスのパルス繰返し周波数を基準値に対して段階的に切り替える切替手段と、
前記レーダエコーから観測される位相角データに基づいてターゲットの速度を算出する信号処理部とを具備し、
この信号処理部は、
前記レーダエコーの位相回転量が前記ターゲットの速度に比例することに基づいて、前記基準値と異なるパルス繰り返し周波数のもとで送信されたレーダパルスに基づくレーダエコーの位相角データを、基準値のパルス繰り返し周波数における観測値に相当する位相角データに補正する補正手段と、
前記補正された位相角データを含む複数の位相角データを用いて前記ターゲットの速度を算出する算出手段とを備えることを特徴とするレーダ装置。
A transmission / reception unit for transmitting radar pulses and receiving radar echoes;
Switching means for stepwise switching the pulse repetition frequency of the radar pulse with respect to a reference value;
A signal processing unit for calculating a target velocity based on phase angle data observed from the radar echo,
This signal processor
Based on the fact that the phase rotation amount of the radar echo is proportional to the velocity of the target, the phase angle data of the radar echo based on the radar pulse transmitted under a pulse repetition frequency different from the reference value is obtained from the reference value. Correction means for correcting the phase angle data corresponding to the observed value at the pulse repetition frequency;
A radar apparatus comprising: a calculating unit that calculates a velocity of the target using a plurality of phase angle data including the corrected phase angle data.
前記算出手段は、同じパルス繰り返し周波数で送信されたレーダパルスの数よりも多数の位相角データを用いて前記ターゲットの速度を算出することを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。 The radar apparatus according to claim 1, wherein the calculating means calculates the velocity of the target using a larger number of phase angle data than the number of radar pulses transmitted at the same pulse repetition frequency. 前記算出手段は、連続するレーダエコーに基づく位相角データを用いて前記ターゲットの速度を算出することを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。 The radar apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit calculates the velocity of the target using phase angle data based on continuous radar echoes. レーダパルスを送信しレーダエコーを受信するレーダ装置に用いられる信号処理方法において、
前記レーダパルスのパルス繰返し周波数を基準値に対して段階的に切り替える切替ステップと、
前記レーダエコーから観測される位相角データに基づいてターゲットの速度を算出する信号処理ステップとを具備し、
この信号処理ステップは、
前記レーダエコーの位相回転量が前記ターゲットの速度に比例することに基づいて、前記基準値と異なるパルス繰り返し周波数のもとで送信されたレーダパルスに基づくレーダエコーの位相角データを、基準値のパルス繰り返し周波数における観測値に相当する位相角データに補正する補正ステップと、
前記補正された位相角データを含む複数の位相角データを用いて前記ターゲットの速度を算出する算出ステップとを含むことを特徴とする信号処理方法。
In a signal processing method used in a radar apparatus that transmits radar pulses and receives radar echoes,
A switching step of stepwise switching the pulse repetition frequency of the radar pulse with respect to a reference value;
A signal processing step of calculating a target velocity based on phase angle data observed from the radar echo,
This signal processing step consists of
Based on the fact that the phase rotation amount of the radar echo is proportional to the velocity of the target, the phase angle data of the radar echo based on the radar pulse transmitted under a pulse repetition frequency different from the reference value is obtained from the reference value. A correction step for correcting the phase angle data corresponding to the observed value at the pulse repetition frequency;
And a calculation step of calculating a velocity of the target using a plurality of phase angle data including the corrected phase angle data.
前記算出ステップは、同じパルス繰り返し周波数で送信されたレーダパルスの数よりも多数の位相角データを用いて前記ターゲットの速度を算出するステップであることを特徴とする請求項4に記載の信号処理方法。 5. The signal processing according to claim 4, wherein the calculating step is a step of calculating the velocity of the target using a larger number of phase angle data than the number of radar pulses transmitted at the same pulse repetition frequency. Method. 前記算出ステップは、連続するレーダエコーに基づく位相角データを用いて前記ターゲットの速度を算出するステップであることを特徴とする請求項4に記載の信号処理方法。 The signal processing method according to claim 4, wherein the calculating step is a step of calculating a velocity of the target using phase angle data based on continuous radar echoes.
JP2005044151A 2005-02-21 2005-02-21 Radar installation and its signal processing method Abandoned JP2006226954A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005044151A JP2006226954A (en) 2005-02-21 2005-02-21 Radar installation and its signal processing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005044151A JP2006226954A (en) 2005-02-21 2005-02-21 Radar installation and its signal processing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006226954A true JP2006226954A (en) 2006-08-31

Family

ID=36988443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005044151A Abandoned JP2006226954A (en) 2005-02-21 2005-02-21 Radar installation and its signal processing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006226954A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006349471A (en) * 2005-06-15 2006-12-28 Toshiba Corp Radar system and its signal processing method
JP2009025161A (en) * 2007-07-19 2009-02-05 Mitsubishi Electric Corp Radar device
JP2011214972A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Toshiba Corp Weather radar signal processor and method of removing ground clutter therefor
WO2013161517A1 (en) * 2012-04-27 2013-10-31 古野電気株式会社 Pulse signal setting device, radar apparatus, pulse signal setting method and pulse signal setting program
CN115371719A (en) * 2022-10-10 2022-11-22 福思(杭州)智能科技有限公司 Parameter calibration method and device for detection equipment, storage medium and electronic device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006349471A (en) * 2005-06-15 2006-12-28 Toshiba Corp Radar system and its signal processing method
JP2009025161A (en) * 2007-07-19 2009-02-05 Mitsubishi Electric Corp Radar device
JP2011214972A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Toshiba Corp Weather radar signal processor and method of removing ground clutter therefor
WO2013161517A1 (en) * 2012-04-27 2013-10-31 古野電気株式会社 Pulse signal setting device, radar apparatus, pulse signal setting method and pulse signal setting program
JPWO2013161517A1 (en) * 2012-04-27 2015-12-24 古野電気株式会社 Pulse signal setting device, radar device, pulse signal setting method, and pulse signal setting program
US9689979B2 (en) 2012-04-27 2017-06-27 Furuno Electric Co., Ltd. Pulse signal setting device, radar apparatus, method and program of setting pulse signal
CN115371719A (en) * 2022-10-10 2022-11-22 福思(杭州)智能科技有限公司 Parameter calibration method and device for detection equipment, storage medium and electronic device
CN115371719B (en) * 2022-10-10 2023-01-24 福思(杭州)智能科技有限公司 Parameter calibration method and device for detection equipment, storage medium and electronic device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6148622B2 (en) Radar equipment
JP2007322331A (en) Radar device
JP5847423B2 (en) Range sidelobe removal apparatus, signal processing apparatus, radar apparatus equipped with the signal processing apparatus, range sidelobe removal method, and program
JP4836496B2 (en) Radar apparatus and signal processing method thereof
JP6037762B2 (en) Wind measuring device
JP2008014837A (en) Radar system and its signal processing method
JP2006226954A (en) Radar installation and its signal processing method
JP2007040953A (en) Correlation reception processor
JP2011053028A (en) Doppler radar apparatus and method of calculating doppler velocity
JP2009257907A (en) Target detector
JP6088492B2 (en) Pulse signal setting device, radar device, pulse signal setting method, and pulse signal setting program
JP2006226955A (en) Radar installation and its signal processing method
JP6290178B2 (en) Detection apparatus, radar apparatus, detection method, and detection program
JP5574907B2 (en) Radar equipment
JP4746436B2 (en) Radar apparatus and signal processing method thereof
JP2008241319A (en) Pulse radar system
JP5710882B2 (en) Radar signal processing device
JP5465148B2 (en) Radar equipment
JP2015129695A (en) Pulse compression radar device and radar signal processing method therefor
JP2002131423A (en) Radar device
JP2006329829A (en) Radar device
JP2013113723A (en) Radar system
JP2009109457A (en) Radar device
JP2005017143A (en) Meteorological radar signal processor
JP6316048B2 (en) Target detection device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070315

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20081226