JP2007248215A

JP2007248215A - レーダ装置

Info

Publication number: JP2007248215A
Application number: JP2006070999A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Numata; 健一沼田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-03-15
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】従来のレーダ装置は、レーダ装置で干渉信号を感知したときのみ、干渉信号の対策が可能であるが、レーダ装置で感知できない場合にはその対策を行うことはできなかった。
【解決手段】ＥＳＭ部によって、干渉信号を受信し、信号処理することにより、レーダ部の受信帯域およびその近傍に干渉信号が存在するか否かを検出し、その結果から、干渉信号の影響を受けているものと判断可能である場合に、レーダ信号処理器経由で励振機の発振周波数を、干渉信号の影響を受けない送信周波数帯域でレーダ動作を継続するとともに、ＥＳＭ部で検出した干渉信号の入力タイミングに同期して、可変減衰器１８で電力レベルを低減させるようにしたものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、レーダに対する干渉電波に対処するためのレーダ装置に関するものである。

航空機、艦船等には、レーダ装置、ＥＳＭ（Electronic Surveillance Measure）装置といったセンサが搭載されている。従来のレーダ装置において、妨害環境下での妨害波入力時のレーダ装置の追尾の継続性を向上させるために、受信信号の一部を取り出し妨害検出回路により妨害波入力の有無を判定する。妨害波入力がある場合のみ受信信号の処理を方位検出回路に切換え受動追尾を実現可能とするものについては、既に開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平７−２５３４６５（第１図）

従来のレーダ装置においては、レーダ装置で干渉信号を感知したときのみ、当該レーダ装置で使用される電波の周波数以外の周波数をもった電波（以下、干渉信号という）の対策が可能であるが、ノイズレベル増大によって、レーダ装置で感知できない場合にはその対策を行うことはできない。

この発明は、係る課題を解決するために成されたものであり、干渉信号の入力の検出方法、及び検出後の対策を改善することを目的とする。

第１の発明のレーダ装置は、第１のアンテナで送信されたレーダ波によるレーダ反射波及び、干渉信号を含む受信信号のレベルを減衰させる可変減衰器と、上記可変減衰器でレベルを減衰された受信信号を位相検波し、移動目標の検出処理を行うとともに、ドップラー周波数の検出を行い、それらの情報と上記ＥＳＭ部からの情報により目標の検出判断を行って、干渉信号の影響を受けない送信周波数の選定を行うレーダ信号処理器と、上記レーダ信号処理器からの送信周波数でレーダの送信電波を生成する励振機と、レーダの送信電波による反射波及び、干渉信号を含む受信信号を第２のアンテナで受信し、干渉信号を検出するＥＳＭ（Electronic Surveillance Measure）部とを具備し、上記レーダ信号処理器が、上記励振機の送信周波数を変化させても、干渉信号のレベルが大きく、低雑音増幅器の入力が飽和レベルで、目標検出困難と判断した場合には、上記ＥＳＭ部からの干渉信号の入力タイミングに同期して、上記可変減衰器から出力される干渉信号レベルを低減するように制御するものである。

第２の発明のレーダ装置は、第１のアンテナで送信されたレーダ波によるレーダ反射波及び、干渉信号を含む受信号を第１のアンテナで受信し、大信号のレベルを飽和させるリミッタと、上記リミッタで大信号のレベルを飽和させた受信信号を位相検波し、移動目標の検出処理を行うとともに、ドップラー周波数の検出を行い、それらの情報と上記ＥＳＭ部からの情報により目標の検出判断を行って、干渉信号の影響を受けない送信周波数の選定を行うレーダ信号処理器と、上記レーダ信号処理器からの送信周波数でレーダの送信電波を生成する励振機と、レーダの送信電波による反射波及び、干渉信号を含む受信号を第２のアンテナで受信し、干渉信号を検出するＥＳＭ（Electronic Surveillance Measure）部とを具備し、上記レーダ信号処理器が、上記励振機の送信周波数を変化させても、干渉信号のレベルが大きく、低雑音増幅器の入力が飽和レベルで、目標検出困難と判断した場合には、上記ＥＳＭ部からの干渉信号の入力レンジビンについて、前後のＰＲＩの同一レンジビンのデータで置換することにより、干渉信号に埋れるターゲットを検出するものである。

第１の発明によれば、ＥＳＭ部とレーダ部が協調することによって、干渉信号の影響を受けない周波数帯域にレーダを移行させるとともに、レーダの帯域を変更することが不可能な場合においても、干渉信号のレベルを減衰させることによって、ターゲットの検出が可能となるため、その効果は大きい。

第２の発明によれば、ＥＳＭ部とレーダ部が協調することによって、干渉信号の影響を受けない周波数帯域にレーダを移行させるとともに、干渉信号のレベルを減衰させながら、クラッタの抑圧も可能とすることによって、ターゲットの検出が可能となるため、その効果は大きい。

実施の形態１．
図１は実施の形態１によるレーダ装置の構成を示す図であり、１はレーダ部、２はＥＳＭ部、３はアンテナ、４は送受切替器、５は低雑音増幅器、６はフィルタ、７は周波数変換器、８はフィルタ、９は検波器、１０は移動目標検出器、１１は周波数分析器、１２はレーダ信号処理器、１３は送信機、１４は励振機、１５はアンテナ、１６は受信機、１７はＥＳＭ信号処理器、１８は可変減衰器、１９は検出判断部である。

図１に記載するレーダ装置はレーダ部１及びＥＳＭ部２から構成される。
レーダ部１は、アンテナ３、送受切替器４、低雑音増幅器５、フィルタ６、周波数変換器７、フィルタ８、レーダ信号処理器１２、送信機１３、励振機１４、可変減衰器１８、検出判断部１９から構成され、電波探知を主目的としたＥＳＭ部２は、アンテナ１５、受信機１６、ＥＳＭ信号処理器１７、とから構成される。また、レーダ部１のレーダ信号処理器１２は検波器９、移動目標検出器１０、周波数分析器１１、検出判断部１９から構成される。

レーダ部１は、励振機１４で生成された信号を、送信機１３で送信し、送受切替器４経由でアンテナ３から空中に送出するとともに、自己のレーダ反射波及び、干渉信号を含む受信信号をアンテナ３で受信し、送受切替器４経由で受信処理するものである。

受信処理としては、可変減衰器１８による利得補正処理、低雑音増幅器５による増幅処理、フィルタ６による帯域外の不要信号の抑圧、周波数変換器７におけるダウンコンバート、フィルタ８による帯域外の不要信号の抑圧が行われ、レーダ信号処理器１２に送られる。

レーダ信号処理器１２においては、検波器９にて位相検波がなされ、移動目標検出器１０にて移動目標検出処理、周波数分析器１１でドップラー周波数の検出と、検出判断部１９で移動目標検出器１０とＥＳＭ部２からの情報に基づき、目標の検出の可否判断がなされる。
なお、レーダ部１で受信される信号と同じものが、ＥＳＭ部２にあるアンテナ１５でも受信され、受信機１６を経由して、ＥＳＭ信号処理器１７にて干渉信号が検出された場合には、検出判断部１９へその情報が送られる。

そして、移動目標検出器１０が目標信号が干渉信号に埋もれて検出された信号を目標として検出している場合にも、検出判断部１９はＥＳＭ信号処理器１７からの干渉信号に影響を受けていることの情報（Ｓ１）を受けて、目標の検出をより正しい目標が検出できるように、現状の周波数チャンネルから新たな周波数チャンネルへ変更して、その送信周波数を励振機１４へ送る。

ＥＳＭ部２にあるアンテナ１５では、レーダ部１のアンテナ３で受信される受信信号と同じものが受信され、受信機１６を経由して、ＥＳＭ信号処理器１７にて信号が検出される。

レーダ部１の受信系は、雑音を低く抑えるために多段のフィルタで構成されるため、ＥＳＭ部２の受信機１６、ＥＳＭ信号処理器１７に比べて狭帯域である。そのため、図２に示すようにレーダの受信帯域外に干渉信号のキャリアがあり、これが周波数軸上に広がって干渉する場合に、干渉信号のキャリアを検出することができない。

フィルタ６の通過帯域は、アンテナ３で送受信する周波数成分を通す必要がある。レーダ部１は、干渉信号の対策として複数のチャンネルによる運用を可能とするため、フィルタ６は、複数のチャンネルを通すことの可能な帯域を有する必要がある。また、フィルタ８の受信帯域は、周波数変換器７によって、ある固定の周波数に変換された周波数帯域を通過させる必要がある。

一方で、ＥＳＭ部２は、レーダよりも広帯域であり、数１０ＧＨｚに渡る帯域を有する広帯域のアンテナ１５、受信機１６から構成され、これらによって相手が送信したレーダ信号、妨害信号、通信信号といったレーダ部１にとっては干渉信号となる信号を受信する。受信された干渉信号は、ＥＳＭ信号処理器１７において分析され、そのキャリア周波数、ＰＲＩ、ＰＲＦ、パルス幅、電力といった様々な電波諸元を抽出する。

これにより、レーダが干渉信号の影響を受けていることを検知することが可能である。つまり、電波諸元の中で周波数での判別ができる場合を例とすると、レーダ部１の目標検出については、レーダ部１から送信される送信周波数は既知であるのに対して、干渉信号については、周波数が異なることから、干渉信号とレーダのターゲット信号を分離することが可能となる。

ＥＳＭ部２は、上記のようにして、事前に設定されたＥＳＭにて観測するべき周波数帯域の下限から上限までを掃引し、その帯域内でどのような干渉信号が含まれているかを観測し、これにより、レーダの使用帯域において、干渉信号が存在するのか、またレーダの使用予定である帯域において干渉信号が存在しているかを事前に把握する。

この結果、レーダ信号処理器１２において、ＥＳＭ信号処理器１７の検知結果から、レーダが干渉信号の影響を受けていると判断される場合には、励振機１４の発振周波数を変更することで、異なるレーダ帯域に周波数を変更し、干渉信号の影響を受けないレーダ運用を可能とするものである。

レーダ部１が干渉信号の影響を受けているか否かは、ＥＳＭ信号処理器１７で検出した干渉信号の電力、および干渉信号のキャリア周波数、パルス幅等の電波諸元から、式（３）によって干渉信号が影響する電力値を計算して、Ｐ［ｄＢｍ］の値が所定の閾値以上の場合には干渉信号が大きく影響を受けると判断し、その情報（Ｓ１）を検出判断部１９へ送出する。

なお、レーダ信号処理器１２において移動目標検出器１０の出力ノイズが上昇する場合においても、検出判断部１９にて干渉信号の影響を受けていると判断することは可能である。干渉信号のＰＲＦが十分小さい場合には、干渉信号がノイズ上に上昇するためである。なお、フィルタ６、フィルタ８は、レーダ部１にて使用する周波数帯域を通す帯域を有するため、変更する必要はない。

しかしながら、異なるレーダ帯域に移行しても、干渉信号の電力が大きい場合、干渉信号とレーダの使用周波数との周波数差を十分に確保できない場合には、依然として干渉信号の影響を受けることとなる。従って、目標を検出するという成果が得られないと検出判断部１９が判断した場合には、レーダの送信周波数を変更設定することに加えて、次のような時間軸方向での処理手段を併用するものである。

レーダ受信機が飽和する電力値は、既知であり、これを干渉信号の電力値と比較することで、受信機内部の低雑音増幅器５、周波数変換器７等が飽和しないような利得になるように、可変減衰器１８の減衰量を受けて適正値に設定する。これにより、受信機の飽和を防止するものである。

干渉信号のレベルが大きく、低雑音増幅器５が飽和するレベルであると、移動目検出器１０からの情報により、検出判断部１９が判断した場合には、ＥＳＭ信号処理器１７で検出した干渉信号の入力タイミング（Ｓ２）に同期させて、検出判断部１９が、可変減衰器１８へ指示して動作させる。

この動作により、干渉信号が低雑音増幅器５に入力する電力レベルを低減させることで、干渉信号が飽和することを防止し、受信機のダイナミックレンジ内にターゲットと干渉信号を収めることで、通常の処理においてもターゲットの検出を可能とする。
さらに、検出判断部１９では、干渉信号のレベルの低下程度を判断し、逐次可変減衰器１８の減衰量を設定させる指示を送るものである。

なお、干渉信号とレーダのターゲット信号が同時に入力し、その場合に、干渉信号の電力のみならず、ターゲット信号の電力までもが低減されてしまうことが懸念されます。しかしながら、レーダと干渉信号は別個の発振源で生成されることから非同期の関係にあり、同時期に両者が継続的に入力することはありえません、よって、目標信号を減衰させないで、干渉信号のみを減衰させることができる。

干渉信号とターゲット信号を受信機のダイナミックレンジに抑えることが可能であれば、干渉信号により、受信機が飽和しないことから、後述するような穴空きが発生しない。
ＥＳＭ信号処理器１７により、干渉信号が入力する時間は既知であり、レーダ信号処理器１２において、干渉信号の存在するレンジビンをノイズで置換することにより、干渉信号の影響を無くし、移動目標検出、周波数分析といった通常の信号処理を行うことによりターゲットの検出を可能とするものである。

受信機が飽和していないことから、飽和に起因するスプリアスによる偽ターゲットの発生も抑えられる。
但し、可変減衰器１８に起因する熱雑音が増大すること、また干渉信号とターゲット信号が重なる場合はターゲット成分も含めてノイズに置換されることから、探知距離が減衰する。
可変減衰器１８に起因する熱雑音の増大による探知距離劣化を改善するためには実施の形態２を適用することが可能である。

ここで、本実施の形態と従来技術を対比する。
従来は、航空機、艦船等には、レーダ装置、ＥＳＭ装置といったセンサが搭載されており、これらのセンサは独立に動作しているものの、データの融合が図られているが、これは主に両センサの相関をとることにより両センサで得られた航跡検出のデータを統合的に表示することが主目的であり、電波干渉に利用されるものではない。

従来のレーダ装置は、干渉信号が入力する場合に、その入力を検出することができず、動作性能が不十分となることがある。これは、干渉信号がレーダで使用する周波数の帯域外に入力した場合、最終的には信号処理されても干渉信号の入力が検出されないので、干渉信号に起因する偽ターゲットの検出、ノイズレベルの増大によって、探知確率の劣化、探知距離の誤測距等を招くためである。

従来のシステムにおいては、レーダ装置により、干渉信号の存在を検出することができれば、干渉信号への対策を行う処理が行われているが、これは干渉信号の存在をレーダ装置にて検出できることを前提としている。

従来のレーダ装置はレーダ部１のみで構成されているが、干渉信号がレーダの帯域外に入力するために、レーダ装置で干渉信号を検出できず、レーダの性能が不十分となる。
以下、このメカニズムについて説明する。

図２は干渉信号によるスプリアス発生を表した図であり、図２（ａ）は干渉信号の入力によるスペクトラムの広がり状況を示す図であり、図２（ｂ）はフィルタにより抑圧されたときの状況を示す図である。
図２（ａ）に示すように、干渉信号が入力すると、干渉波のパルス繰返し周波数（以下ＰＲＦ成分と略す）により周波数軸上に広がった干渉信号成分が、受信帯域に重畳する。

このときに、干渉信号のキャリア等はレーダ部１の帯域外にあるため、図２（ｂ）に示すようにフィルタ６、フィルタ８により最小受信信号以下の十分小さいレベルに抑圧される。
したがって、後述するような受信利得の低下は発生せず受信帯域に重畳された干渉信号成分が、偽ターゲット信号として検出されることになる。

図３はドップラレーダにおける干渉信号の影響を表した図で、干渉信号が最初のＰＲＩにのみ出現する場合であり、図４はＭ個のＰＲＩで受信された受信信号を３次元表示したものであり、図５は移動目標検出処理後の干渉信号の影響を説明するための図であり、図６はターゲットのドップラー周波数の検出について説明するためのものである。図３〜図６において、ターゲット１、２は異なる目標を表し、ターゲット１については、干渉信号の影響を受けている場合を、ターゲット２は影響を受けていない場合を表しています。

図３に示すように、干渉信号は、本来レーダで送受信される信号のパルス繰返し間隔（以下ＰＲＩと略す）とは非同期であるため、複数のＰＲＩにおいて不規則に検出されるだけである。

図３においては、干渉信号が最初のＰＲＩにのみ出現する場合を示している。
一方で、レーダのターゲットからの反射信号や、地面、海面から反射してくるクラッタ信号は、各ＰＲＩ毎に同一の時間にほぼ同様のレベルで検出される。

図７はフィルタ通過における干渉信号の応答波形を表した図であり、図７（ａ）はフィルタ通過前の干渉信号の波形を示す図であり、図７（ｂ）はフィルタ通過後の干渉信号の波形を示す図である。

図２（ｂ）に示すように、干渉波のキャリア成分がレーダ部１の受信帯域外であり、多くのＰＲＦ成分が抑圧されたとしても、そのＰＲＦ成分が受信帯域内に存在するために、フィルタの過渡応答によりスパイク状の波形が発生する。

航空機、飛翔体等で使用されるパルスドップラーレーダにおいては、図４に示すように、図３で受信されたＭ個（Ｍは自然数）のＰＲＩで受信された受信信号を、ＰＲＩ毎に集めて処理を行う。
なお、以後は、ＰＲＩまでの時間をＮポイントに均一に量子化して説明する。
このとき、時間軸方向の１ポイントが１レンジビンに相当し、ＮがＰＲＩと等しくなる。

パルスドップラにおいては、移動目標のみを検出するために、前後のＰＲＩにおいて検出された信号との差をとって移動目標のみを検出する移動目標検出器が構成される。
これにより、ＰＲＩ毎に移動しないクラッタ、固定目標からの反射波の抑圧が可能となる。
この移動検出器の一般的な処理について式（１）、式（２）に示す。

干渉信号が入力する場合、上記の移動目標検出手段を適用しても、干渉信号が非同期信号であり、クラッタのように次のＰＲＩにおいても入力する信号ではないために除去することが不可能であり、図５のように干渉信号は残存する。

さらに、図６に示すように、ドップラー周波数を抽出するために、同一レンジビンにおけるデータをＰＲＩ方向に集め、集めたＰＲＩ点数分（M個）の高速フーリエ変換（以下ＦＦＴと略す）等による周波数分析を行うことにより、ターゲットの有するドップラー周波数を検出する。

以後は、図６におけるＰＲＦまでの周波数をＭポイントに均一に量子化して説明する。このとき、周波数軸方向の１ポイントが１周波数ビンに相当し、ＭがＰＲＦと等しくなる。
この結果、図６に示すようにターゲット２からの反射信号については、検出することが可能となる。

干渉信号の入力下において、周波数分析を行うと、干渉信号は、ＰＲＩ方向に対しては移動目標検出器によって抑圧されず、インパルス的に存在する信号となることから、周波数分析により周波数軸上にＤＣからＰＲＦまでに広がったスペクトラムを有する信号となる。

従って、ターゲットからの信号と干渉信号が同一レンジビンに重なった場合に、干渉信号成分がノイズと同様に作用し、ターゲット信号の検出ができなくなる。
これを示したものが、図６におけるターゲット１であり、干渉信号により埋れてしまい検出できない。

以上のメカニズムにより、従来は、干渉信号が検出されないものの探知確率、探知距離の劣化、偽ターゲットの検出の増大によるレーダ性能の劣化が生じていた。

そこで、本発明においては、ＥＳＭ部２によって、干渉信号を受信し、信号処理することにより、レーダ部１の受信帯域およびその近傍に干渉信号が存在するか否かを検出することとした。

ＥＳＭ部２は、レーダ以上に広帯域性を有する広帯域のアンテナ１５、受信機１６、ＥＳＭ信号処理器１７から構成される。相手が送信したレーダ信号、妨害信号、通信信号といったレーダ部１にとっては干渉信号となる信号は、アンテナ１５で受信され、受信機１６において、ダウンコンバート、検波、アナログ／ディジタル変換がなされる。

ＥＳＭ信号処理器１７においては、検波された信号を周波数解析することにより、キャリア成分の周波数を検出する。また、時間軸の解析により、そのＰＲＩ、ＰＲＦ、パルス幅、電力を分析する。この結果、キャリア周波数、ＰＲＩ、ＰＲＦ、パルス幅、電力といった様々な電波諸元を抽出する。

以上の相手情報（これをＳ1と表す）を受けて、レーダ信号処理器１２では、どの程度レーダ性能に干渉信号が影響するのか算出する。

図１５はＥＳＭ部の観測結果により、レーダ部の周波数チャンネルの変更を説明するための図である。例えば、Ｆ１からＦ６の６チャンネル構成のレーダの場合、現在使用している周波数Ｆ１、及びＦ２、Ｆ３、Ｆ５に干渉信号があることをＥＳＭ部にて検出し、残った周波数チャンネルの中で、最も優先度の高いチャンネルであるＦ４に周波数チャンネルを変更する。

実際に問題となるのは、干渉信号が周波数軸上に広がった結果として漏れこんでくる電力値であり、これを以下の手段で算出し、問題の可否を判断する。

レーダ入力端における、干渉信号が影響する電力値Ｐ[ｄＢｍ]は、式（３）によって表される。この漏れこんだ成分が、規定の最小受信感度レベルよりも大きくなると、誤ターゲットとして見えてしまい、問題となる。

そこで、干渉信号の影響を受けているものと判断される場合は、レーダ信号処理器１２経由で励振機１４の発振周波数を変更して、干渉信号の影響を受けない帯域でレーダ動作を継続することで、干渉信号の影響を抑える。

また、事前にＥＳＭ部２において、干渉信号の存在しない周波数帯域を検出しておくことも可能であり、これにより、せっかく周波数を変更したにも関わらず、その帯域に既に干渉信号が存在するという不都合を防ぐことができる。

以上に述べたように、実施の形態１によれば、レーダの帯域を変更することが不可能な場合においても、ＥＳＭ部とレーダ部が協調することで、干渉信号のレベルを減衰させることで、ターゲットの検出を可能とする。

実施の形態２．
図８は実施の形態２を説明するための図であり、２０はリミッタであり、１〜１９は実施の形態１と同じものである。ＥＳＭ部２からの情報（Ｓ１）に基づき、励振機１４の送信周波数を変更する方法は実施の形態１と同じものである。

図８に記載するレーダ装置は、レーダ部１及びＥＳＭ部２から構成される。
レーダ部１は、励振機１４で生成された信号を、送信機１３で送信し、送受切替器４経由でアンテナ３から空中に送出するとともに、自己のレーダ反射波及び、干渉信号を含む受信信号をアンテナ３で受信し、送受切替器４経由で受信処理するものである。

受信処理としては、リミッタ２０による利得補正処理、低雑音増幅器５による増幅処理、フィルタ６による帯域外の不要信号の抑圧、周波数変換器７におけるダウンコンバート、フィルタ８による帯域外の不要信号の抑圧が行われ、レーダ信号処理器１２に送られる。

レーダ信号処理器１２においては、検波器９にて位相検波がなされ、移動目標検出器１０にて移動目標検出処理、周波数分析器１１でドップラー周波数の検出がなされる。
また、上記受信信号は、ＥＳＭ部２にあるアンテナ１５でも受信され、受信機１６を経由して、ＥＳＭ信号処理器１７にて信号が検出される。

レーダ信号処理器１２においては、干渉信号を検出することができないが、ＥＳＭ信号処理器１７では干渉信号の検出が可能である。
レーダ信号処理器１２において、ＥＳＭ信号処理器１７の検出結果から、レーダが干渉信号の影響を受けていると判断される場合には、励振機１４の発振周波数を変更し、異なるレーダ帯域に周波数を変更することで、干渉信号の影響を受けないレーダ運用を可能とするものである。
しかしながら、異なるレーダ帯域に移行することができない場合には、次の手段をとるものとする。

干渉信号は、リミッタを経由することにより、利得を低減させることができ、干渉信号の影響を低減させ、ターゲット検出を可能とする。
しかしながら、時間方向に空き状態が発生することから、クラッタを移動目標検出手段で処理した際に、不連続点が発生し、これが周波数分析器において、周波数軸上に広がった成分として現れてしまい、図１３に示すように干渉の影響を受けるターゲット１については、ターゲット検出ができなくなる。なお、ターゲット２については検出することは可能である。

そこで、ＥＳＭ信号処理器１７において、干渉信号を検出し、この干渉信号の電力を測定した結果からリミッタがかかり、干渉による空きが発生する電力レベルであると判断できる場合は、空きの発生する箇所についてのみ、移動目標検出器１０において、上記空き箇所に本来入力されるデータと近い特性を有する、前後のＰＲＩのデータを用いて代替、もしくは補完処理を行うことにより、クラッタの抑圧を可能とし、ターゲットを検出可能とするものである。

図９はリミッタの動作を表した図であり、入力レベルに対する出力レベルと利得を示す図である。
図９に示すように、リミッタ２０は、増幅器等の能動素子が飽和して、リミッタとして動作すると、飽和した分だけ利得が下がることが知られており、これを利用して、ある規定値以上の電力が入力したときに、積極的に飽和させるリミッタを構成することにより、干渉信号の影響を下げることが可能である。

図１０はリミッタによる干渉信号のレベル低下を表した図であり、周波数に対する電力の変化を示す図である。
リミッタ２０のリミッタの効果により、受信機の利得が低減することから、図１０に示すように干渉信号全体のレベルも低減することになり、従って、偽ターゲットとして検出されることを防ぐこことが可能となる。

図１１はリミッタによる信号低下時の影響を表した図で、リミットにより干渉信号が入力したときの信号レベルが穴開き状態となることを示す図であり、図１２はＰＲＩ方向に対して空き状態が発生することを示す図であり、図１３は図１２に示す空き状態が発生することにより、インパルス状のクラッタが残存し、これが周波数軸上に広がり、レーダによる検出が困難であることを示す図である。

リミッタ２０でリミットをかけることにより、図１１に示すように、干渉信号の入力時におけるクラッタ、ターゲットからの信号レベルも低減することから、干渉信号が入力したときの信号レベルが穴開き状態となる。

この状態のまま、上記の移動目標検出処理を行っても、図１４に示すようにＰＲＩ方向に対してクラッタの消え残りがインパルス的に発生することになり、このまま周波数分析を実施しても、図１３に示すようにクラッタが周波数軸上に広がり、レーダによる検出が困難となる。

そこで、ＥＳＭ部２の情報を用いて、穴空き領域におけるデータを相関の近いデータで代替、もしくは補完する処理を行うことで、移動目標検出を可能とする。ＥＳＭ部２のＥＳＭ信号処理器１７においては、干渉信号が入力した時間が既知である。そこで、移動目標検出器１０においては、干渉信号が入力したレンジビンについて、前後のＰＲＩの同一レンジビン（前後のＰＲＩも干渉信号で潰れている場合は、更にその前後のＰＲＩ）のデータで置換することにより、干渉信号に埋れてしまうターゲット信号を検出する処理を行う。

また、ＥＳＭ部２の情報を用いなくとも飽和による穴開き状の信号不存在領域を、前後のＰＲＩにおける同一レンジビンの信号と比較することで検出し、検出できたときに、当該領域における信号をその前後のＰＲＩにおける同一レンジビンの信号レベルに置換することも可能である。

さらには、式（４）に示すように、その前後のＰＲＩにおける同一レンジビンの信号レベルの平均値、もしくは式（５）に示すように、その前後のＰＲＩにおける同一レンジビンの最大値に置き換えることも可能である。

以上のように、移動目標検出器１０により、干渉信号によって発生した穴開き状の信号不存在領域を埋めることが可能となり、インパルス状のクラッタの発生を抑えることができる。但し、ターゲット信号がある場合に、そのドップラ成分に誤差をもたせることとなるために、検出できたターゲット信号の周波数諸元等に誤差が含まれることになる。従って、ＥＳＭ部２、レーダ部１によって、干渉信号を検出した場合にのみ切り替えて使用する。

以上に述べたように、実施の形態２によれば、レーダの帯域を変更することが不可能な場合においても、ＥＳＭ部とレーダ部が協調することで、干渉信号のレベルを減衰させながら、クラッタの抑圧も可能とすることで、ターゲットの検出を可能とする。

実施の形態１を説明するための図である。干渉信号によるスプリアス発生を表した図である。ドップラレーダにおける干渉信号の影響を表した図である。Ｍ個のＰＲＩで受信された受信信号を３次元表示したものである。移動目標検出処理後の干渉信号の影響を説明するための図である。ターゲットのドップラー周波数の検出について説明するための図である。フィルタ通過における干渉信号の応答波形を表した図である。実施の形態２を説明するための図である。リミッタの動作を表した図である。リミッタによる干渉信号のレベル低下を表した図である。リミッタによる信号低下時の影響を表した図である。ＰＲＩ方向に対してインパルス的な成分が発生することを示す図である。クラッタが周波数軸上に広がり、レーダによる検出が困難であることを示す図である。クラッタが消え残ることを示す図である。ＥＳＭ部の観測結果により、レーダ部の周波数チャンネルの変更を説明するための図である。

符号の説明

１レーダ部、２ＥＳＭ部、３アンテナ、４送受切替器、５低雑音増幅器、６フィルタ、７周波数変換器、８フィルタ、９検波器、１０移動目標検出器、１１周波数分析器、１２レーダ信号処理器、１３送信機、１４励振機、１５アンテナ、１６受信機、１７ＥＳＭ信号処理器、１８可変減衰器
１９検出判断部、２０リミッタ。

Claims

第１のアンテナで送信されたレーダ波によるレーダ反射波及び、干渉信号を含む受信信号のレベルを減衰させる可変減衰器と、
上記可変減衰器でレベルを減衰された受信信号を位相検波し、移動目標の検出処理を行うとともに、ドップラー周波数の検出を行い、それらの情報と上記ＥＳＭ部からの情報により目標の検出判断を行って、干渉信号の影響を受けない送信周波数の選定を行うレーダ信号処理器と、
上記レーダ信号処理器からの送信周波数でレーダの送信電波を生成する励振機と、
レーダの送信電波による反射波及び、干渉信号を含む受信信号を第２のアンテナで受信し、干渉信号を検出するＥＳＭ（Electronic Surveillance Measure）部と、
を具備し、
上記レーダ信号処理器が、上記励振機の送信周波数を変化させても、干渉信号のレベルが大きく、低雑音増幅器の入力が飽和レベルで、目標検出困難と判断した場合には、上記ＥＳＭ部からの干渉信号の入力タイミングに同期して、上記可変減衰器から出力される干渉信号レベルを低減するように制御することを特徴とするレーダ装置。
第１のアンテナで送信されたレーダ波によるレーダ反射波及び、干渉信号を含む受信号を第１のアンテナで受信し、大信号のレベルを飽和させるリミッタと、
上記リミッタで大信号のレベルを飽和させた受信信号を位相検波し、移動目標の検出処理を行うとともに、ドップラー周波数の検出を行い、それらの情報と上記ＥＳＭ部からの情報により目標の検出判断を行って、干渉信号の影響を受けない送信周波数の選定を行うレーダ信号処理器と、
上記レーダ信号処理器からの送信周波数でレーダの送信電波を生成する励振機と、
レーダの送信電波による反射波及び、干渉信号を含む受信号を第２のアンテナで受信し、干渉信号を検出するＥＳＭ（Electronic Surveillance Measure）部と、
を具備し、
上記レーダ信号処理器が、上記励振機の送信周波数を変化させても、干渉信号のレベルが大きく、低雑音増幅器の入力が飽和レベルで、目標検出困難と判断した場合には、上記ＥＳＭ部からの干渉信号の入力レンジビンについて、前後のＰＲＩの同一レンジビンのデータで置換することにより、干渉信号に埋れるターゲットを検出することを特徴とするレーダ装置。