JP2010203965A - Radar apparatus, receiver, and correlation component detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）方式を用いたレーダ装置と、このレーダ装置に用いられる受信機及び相関成分検出装置に関する。 The present invention relates to a radar apparatus using a multiple-input multiple-output (MIMO) system, a receiver used in the radar apparatus, and a correlation component detection apparatus.
近年、互いに無相関となるように変調された無線信号をＭ（Ｍは２以上の自然数）個の送信機から空間へ向けて送信し、送信されたＭ系統の無線信号が空間中の物体により反射された反射信号をＮ本の受信アンテナで受信する、ＭＩＭＯ方式を用いたレーダ装置が提案されている（例えば、非特許文献１及び２参照）。この種のレーダ装置では、受信アンテナ毎に、Ｍ系統の無線信号の変調方式のそれぞれに対応した復調部が設置される。各復調部は、受信した反射信号において対応した変調方式の信号成分を復調する。そして、レーダ装置は、復調した信号から目標物を検出し、これらの検出結果を統合して目標物を探知するようにしている。このような構造により、ＭＩＭＯ方式を利用したレーダ装置は、レーダシステムの性能向上を実現することが可能である。
In recent years, wireless signals modulated so as to be uncorrelated with each other are transmitted from M transmitters (M is a natural number of 2 or more) to a space, and the transmitted M-system wireless signals are transmitted by objects in the space. There has been proposed a radar apparatus using the MIMO system that receives reflected signals reflected by N receiving antennas (see, for example,
しかしながら、従来のレーダ装置では、目標物が高速で移動する等の場合、反射信号に含まれる各無線信号の無相関性が崩れ、無線信号同士が互いに相関してしまうおそれがある。このような場合、反射信号における無線信号の相関成分は、受信アンテナ毎に設置された各復調部では復調されず、目標物の探知性能が劣化するという問題がある。 However, in the conventional radar apparatus, when the target moves at high speed, the uncorrelation between the radio signals included in the reflected signal is lost, and the radio signals may be correlated with each other. In such a case, the correlation component of the radio signal in the reflected signal is not demodulated by each demodulator installed for each receiving antenna, and there is a problem that the detection performance of the target is deteriorated.
以上のように、従来のＭＩＭＯ方式を利用したレーダ装置では、反射信号に無線信号間の相関成分が発生した場合、目標物の探知性能が劣化するという問題があった。 As described above, the radar apparatus using the conventional MIMO method has a problem that the detection performance of the target is deteriorated when the correlation component between the radio signals is generated in the reflected signal.
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、反射信号に相関成分が発生した場合であっても、目標物の探知性能を維持することが可能なレーダ装置及び受信機と、このレーダ装置及び受信機に用いられる相関成分検出装置とを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a radar device and a receiver capable of maintaining the detection performance of a target even when a correlation component is generated in a reflected signal, and the radar. An object of the present invention is to provide a correlation component detection apparatus used in an apparatus and a receiver.
上記目的を達成するため、本発明に係るレーダ装置は、互いに無相関となるように変調された無線信号を空間へ向けて送信するＭ（Ｍは２以上の自然数）個の送信機と、前記空間へ向けて送信されたＭ系統の無線信号が空間中の目標物により反射された反射信号を受信する受信機とを具備するレーダ装置において、前記受信機は、前記反射信号を互いに独立して受信するＮ（Ｎは２以上の自然数）系統の受信アンテナと、前記受信系統毎に設置され、前記受信アンテナで受信された反射信号を中間周波数帯の信号に変換する周波数変換部と、前記受信系統毎に設置され、前記中間周波数帯の信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部と、前記受信系統毎に設置され、前記デジタル信号をＭ系統に分配する分配部と、前記分配されたＭ系統毎に設置され、それぞれが前記Ｍ系統の無線信号のいずれかの変調方式に対応し、前記分配されたデジタル信号に含まれるＭ系統の無線信号の信号成分のうち対応した変調方式の信号成分のみを復調する復調部と、前記分配されたＭ系統毎に設置され、前記復調部で復調された信号から前記目標物を検出する検出部と、前記受信系統毎に設置され、前記アナログ−デジタル変換部から前記デジタル信号を受け取り、当該デジタル信号に含まれるＭ系統の無線信号の信号成分が互いに相関する相関成分を復調し、当該復調した信号から前記目標物を検出する相関成分検出手段と、前記受信系統毎のＭ系統の検出部による検出結果と、前記受信系統毎の前記相関成分検出手段による検出結果とを統合する統合部とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a radar apparatus according to the present invention includes M (M is a natural number of 2 or more) transmitters that transmit radio signals modulated so as to be uncorrelated to each other to the space, and A radar apparatus comprising: a receiver that receives a reflected signal of an M-system radio signal transmitted toward a space and reflected by a target in the space; and the receiver transmits the reflected signal independently of each other. Receiving N (N is a natural number of 2 or more) receiving antennas, a frequency conversion unit that is installed for each receiving system and converts a reflected signal received by the receiving antenna into an intermediate frequency band signal, and the receiving An analog-to-digital converter that is installed for each system and converts the signal in the intermediate frequency band into a digital signal; a distribution unit that is installed for each reception system and distributes the digital signal to the M system; and Installed for each M system, each corresponding to one of the modulation systems of the M system radio signal, and corresponding modulation system among the signal components of the M system radio signal included in the distributed digital signal. A demodulator that demodulates only the signal component, a detector that is installed for each of the distributed M systems, detects the target from the signal demodulated by the demodulator, and is installed for each of the receiver systems; Correlation component detection means for receiving the digital signal from the digital conversion unit, demodulating a correlation component in which signal components of M-system radio signals included in the digital signal correlate with each other, and detecting the target from the demodulated signal And an integration unit that integrates a detection result of the M system detection unit for each reception system and a detection result of the correlation component detection unit for each reception system. That.
また、本発明に係る受信機は、Ｍ（Ｍは２以上の自然数）個の送信機から互いに無相関となるように変調されて送信されたＭ系統の無線信号が空間中の目標物により反射された反射信号を互いに独立して受信するＮ（Ｎは２以上の自然数）系統の受信アンテナと、前記受信系統毎に設置され、前記受信アンテナで受信された反射信号を中間周波数帯の信号に変換する周波数変換部と、前記受信系統毎に設置され、前記中間周波数帯の信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部と、前記受信系統毎に設置され、前記デジタル信号をＭ系統に分配する分配部と、前記分配されたＭ系統毎に設置され、それぞれが前記Ｍ系統の無線信号のいずれかの変調方式に対応し、前記分配されたデジタル信号に含まれるＭ系統の無線信号の信号成分のうち対応した変調方式の信号成分のみを復調する復調部と、前記分配されたＭ系統毎に設置され、前記復調部で復調された信号から前記目標物を検出する検出部と、前記受信系統毎に設置され、前記アナログ−デジタル変換部から前記デジタル信号を受け取り、当該デジタル信号に含まれるＭ系統の無線信号の信号成分が互いに相関する相関成分を復調し、当該復調した信号から前記目標物を検出する相関成分検出手段と、前記受信系統毎のＭ系統の検出部による検出結果と、前記受信系統毎の前記相関成分検出手段による検出結果とを統合する統合部とを具備する。 Further, the receiver according to the present invention reflects M-system radio signals transmitted from M (M is a natural number of 2 or more) transmitters so as to be uncorrelated with each other and reflected by a target in space. N (N is a natural number greater than or equal to 2) receiving antennas that receive the reflected signals independently of each other, and the reflected signals that are installed in each receiving system and received by the receiving antennas are used as intermediate frequency band signals. A frequency conversion unit for conversion, an analog-to-digital conversion unit for converting the intermediate frequency band signal into a digital signal, installed for each reception system, and for each reception system, and distributing the digital signal to M systems And a distribution unit for each of the distributed M systems, each corresponding to one of the modulation systems of the M wireless signals, and the signals of the M wireless signals included in the distributed digital signal A demodulator that demodulates only the signal component of the corresponding modulation method, a detector that is installed for each of the distributed M systems and detects the target from the signal demodulated by the demodulator, and the reception Installed for each system, receives the digital signal from the analog-to-digital converter, demodulates a correlation component in which signal components of M-system radio signals included in the digital signal correlate with each other, and generates the target from the demodulated signal A correlation component detection means for detecting an object; and an integration section for integrating a detection result by the M-system detection unit for each reception system and a detection result by the correlation component detection means for each reception system.
上記構成によるレーダ装置及び受信機では、相関成分検出手段により、アナログ−デジタル変換部からのデジタル信号において前記Ｍ系統の無線信号の信号成分が互いに相関する相関成分を復調し、その復調信号から空間中の目標物を検出するようにしている。これにより、反射信号における相関成分も復調され、この復調信号においても目標物が検出されるため、目標物の探知性能が劣化することを抑えることが可能となる。 In the radar apparatus and receiver configured as described above, the correlation component detecting means demodulates the correlation component in which the signal components of the M radio signals are correlated with each other in the digital signal from the analog-to-digital conversion unit, The target inside is detected. As a result, the correlation component in the reflected signal is also demodulated, and the target is detected in this demodulated signal, so that it is possible to prevent the detection performance of the target from deteriorating.
また、本発明に係る相関成分検出装置は、Ｍ（Ｍは２以上の自然数）個の送信機から互いに無相関となるように変調されて送信されたＭ系統の無線信号が空間中の目標物により反射された反射信号を受け取り、当該信号のデータを蓄積するデータ蓄積部と、前記データ蓄積部に蓄積された蓄積データ及び前記Ｍ個の送信機から通知された前記Ｍ系統の無線信号の変調方式に関する変調情報に基づいて、フィードバック信号のＳＮ（Signal to Noise）比が最大となるように、前記反射信号に掛け合わせるウェイトを算出するウェイト算出部と、前記Ｍ系統の無線信号のいずれかの変調方式に対応し、前記反射信号に対して前記ウェイトを掛け合わせ後、当該信号に含まれるＭ系統の無線信号の信号成分のうち対応した変調方式の信号成分のみを復調して出力すると共に、前記復調した信号を前記フィードバック信号として前記ウェイト算出部へ出力する適応復調部と、前記適応復調部からの信号から前記目標物を検出する検出部とを具備する。 In addition, the correlation component detection apparatus according to the present invention is a target in space in which M radio signals modulated and transmitted from M (M is a natural number of 2 or more) transmitters so as to be uncorrelated with each other. A data accumulator that receives the reflected signal reflected by the signal, accumulates the data of the signal, the accumulated data accumulated in the data accumulator, and the modulation of the M radio signals notified from the M transmitters A weight calculating unit that calculates a weight to be multiplied by the reflected signal so that an SN (Signal to Noise) ratio of the feedback signal is maximized based on modulation information related to the method, and any one of the M radio signals Corresponding to the modulation method, after multiplying the reflected signal by the weight, only the signal component of the corresponding modulation method is demodulated among the signal components of the M system radio signals included in the signal. Outputs Te comprises an adaptive demodulator for outputting the demodulated signal to the weight calculation unit as the feedback signal, and a detector for detecting said target from the signal from the adaptive demodulator.
上記構成による相関成分検出装置では、適応復調部からのフィードバック信号のＳＮ比が最大となるように、反射信号に掛け合わせるウェイトを算出する。そして、適応復調部で、算出したウェイトを掛け合わせた反射信号に対して復調処理をすることにより、反射信号におけるＭ系統の無線信号の相関成分を復調する。これにより、相関成分検出装置は、反射信号における相関成分の復調信号から目標物を検出することが可能となる。 In the correlation component detection apparatus having the above configuration, the weight to be multiplied with the reflected signal is calculated so that the SN ratio of the feedback signal from the adaptive demodulator is maximized. Then, the adaptive demodulation unit demodulates the reflected signal multiplied by the calculated weight, thereby demodulating the correlation components of the M radio signals in the reflected signal. Thereby, the correlation component detection device can detect the target from the demodulated signal of the correlation component in the reflected signal.
この発明によれば、反射信号に相関成分が発生した場合であっても、目標物の探知性能を維持することが可能なレーダ装置及び受信機と、このレーダ装置及び受信機に用いられる相関成分検出装置を提供することができる。 According to the present invention, even when a correlation component is generated in the reflected signal, the radar device and the receiver capable of maintaining the detection performance of the target, and the correlation component used in the radar device and the receiver. A detection device can be provided.
以下、図面を参照しながら本発明に係るレーダ装置の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a radar apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明の一実施形態に係るレーダ装置１の構成を示す概略図である。図１におけるレーダ装置１は、Ｍ（Ｍは２以上の自然数）個の送信機１０−１〜１０−Ｍ及び受信機２０を具備する。送信機１０−１〜１０−Ｍは、互いに無相関となるように変調された無線信号を送信アンテナ１１−１〜１１−Ｍから空間へ向けて送信する。送信されたＭ系統の無線信号は、目標物Ｔで反射される。受信機２０は、目標物で反射された反射信号をＮ（Ｎは２以上の自然数）本の受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎで互いに独立して受信する。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a
図２は、本発明の一実施形態に係るレーダ装置１における送信機１０−１〜１０−Ｍの機能構成を示すブロック図である。送信機１０−１〜１０−Ｍは、信号生成部１２−１〜１２−Ｍ、位相変調部１３−１〜１３−Ｍ、周波数変換部１４−１〜１４−Ｍ及び送信アンテナ１１−１〜１１−Ｍをそれぞれ備える。信号生成部１２−１〜１２−Ｍは、送信パルスに直線状の周波数変調を加え、変調パルス信号を生成する。生成された変調パルス信号は、位相変調部１３−１〜１３−Ｍで位相変調され、周波数変換部１４−１〜１４−Ｍで無線周波数帯に周波数変換された後、送信アンテナ１１−１〜１１−Ｍから送信される。
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the transmitters 10-1 to 10-M in the
このとき、位相変調部１３−１〜１３−Ｍは、送信アンテナ１１−１〜１１−Ｍから送信される無線信号が互いに無相関となるように位相変調を行う。このとき、位相変調部１３−１〜１３−Ｍでは、受け取った無線信号に対してどれだけの位相差を生じさせるかが予め設定されている。例えば、変調部１３−１と変調部１３−Ｍとの間の位相差は、送信アンテナ１１−１から送信される無線信号１の位相が送信アンテナ１１−Ｍから送信される無線信号Ｍの位相よりも９０度だけ進んだ状態となるように設定される。また、送信機１０−１〜１０−Ｍは、位相変調部１３−１〜１３−Ｍでの位相変調の位相情報を受信機２０へ通知する。
At this time, the phase modulation units 13-1 to 13-M perform phase modulation so that the radio signals transmitted from the transmission antennas 11-1 to 11-M are uncorrelated with each other. At this time, in the phase modulation units 13-1 to 13-M, how much phase difference is generated with respect to the received radio signal is preset. For example, the phase difference between the modulation unit 13-1 and the modulation unit 13-M is such that the phase of the
図３は、本発明の一実施形態に係るレーダ装置１の受信機２０の機能構成を示すブロック図である。図３における受信機２０は、受信アンテナ２１−１〜２１−Ｎを備え、受信アンテナ毎に独立して反射信号の受信処理が行われる。なお、受信アンテナ２１−１乃至受信アンテナ２１−Ｎで受信された反射信号の受信処理は、それぞれ同様であるため、以下では受信アンテナ２１−１における処理について説明する。
FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the
受信アンテナ２１−１で受信された反射信号は、周波数変換部２２−１で中間周波数帯の信号に変換され、アナログ−デジタル変換部２３−１でデジタル信号に変換される。デジタル信号は、分配部２４−１でＭ系統に分配され、復調部２５−１１〜２５−１Ｍへそれぞれ供給される。 The reflected signal received by the receiving antenna 21-1 is converted into a signal in the intermediate frequency band by the frequency converter 22-1 and converted to a digital signal by the analog-digital converter 23-1. The digital signal is distributed to M systems by the distribution unit 24-1 and supplied to the demodulation units 25-11 to 25-1M.
復調部２５−１１〜２５−１Ｍそれぞれは、送信機１０−１〜１０−Ｍにおける位相変調部１３−１〜１３−Ｍのうちいずれかの位相変調で与えられる位相差に対応している。復調部２５−１１〜２５−１Ｍは、アナログ−デジタル変換部２３−１からのデジタル信号におけるＭ系統の無線信号の信号成分のうち、対応する位相差の信号成分をパルス圧縮する。例えば、復調部２５−１１が位相変調部１３−１で与えられた位相差に対応している場合、反射信号のうち無線信号１の信号成分のみをパルス圧縮することになる。また、復調部２５−１Ｍが位相変調部１３−Ｍで与えられた位相差に対応している場合、反射信号のうち無線信号Ｍの信号成分のみをパルス圧縮することになる。
Each of the demodulation units 25-11 to 25-1M corresponds to a phase difference given by any one of the phase modulation units 13-1 to 13-M in the transmitters 10-1 to 10-M. The demodulating units 25-11 to 25-1M pulse-compress corresponding signal components of the phase difference among the signal components of the M systems of radio signals in the digital signal from the analog-digital converting unit 23-1. For example, when the demodulator 25-11 corresponds to the phase difference given by the phase modulator 13-1, only the signal component of the
復調部２５−１１〜２５−１Ｍでパルス圧縮された信号は、ＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）２６−１１〜２６−１Ｍへ出力される。ＣＦＡＲ２６−１１〜２６−１Ｍは、復調部２５−１１〜２５−１Ｍでパルス圧縮された信号を検波（振幅情報のみの信号に変換）し、注目レンジビンの周辺パルスの信号振幅からリファレンス振幅を算出し、リファレンス振幅に対する注目レンジビン振幅の比を表す信号として、振幅比信号を出力する。これにより、ＣＦＡＲ２６−１１〜２６−１Ｍは、目標物Ｔの検出を行う。 The signals pulse-compressed by the demodulation units 25-11 to 25-1M are output to CFAR (Constant False Alarm Rate) 26-11 to 26-1M. The CFARs 26-11 to 26-1M detect the signals compressed by the demodulation units 25-11 to 25-1M (convert them into signals having only amplitude information), and calculate the reference amplitude from the signal amplitudes of the peripheral pulses of the target range bin. Then, an amplitude ratio signal is output as a signal representing the ratio of the target range bin amplitude to the reference amplitude. Accordingly, the CFARs 26-11 to 26-1M detect the target T.
相関成分検出部２７−１は、反射信号におけるＭ系統の無線信号の信号成分が互いに相関する場合、その相関成分から目標物Ｔを検出するものである。反射信号における無線信号の信号成分同士の相関は、目標物Ｔが高速に移動等することにより、無線信号に位相ずれ及び周波数遷移が発生し、Ｍ系統の無線信号における無相関性が低下することにより発生する。この相関成分は、復調部２５−１１〜２５−１Ｍそれぞれに設定された位相差と対応しないため、復調部２５−１１〜２５−１Ｍでパルス圧縮されることはない。なお、相関成分検出部は、受信アンテナ２１−１乃至受信アンテナ２１−Ｎの受信系全てに設置されていてもよいし、受信アンテナ２１−１乃至受信アンテナ２１−Ｎの受信系のうちいずれかの受信系に設置されていてもよい。 The correlation component detector 27-1 detects the target T from the correlation components when the signal components of the M-system radio signals in the reflected signal are correlated with each other. The correlation between the signal components of the radio signal in the reflected signal is that the target T moves at a high speed, so that a phase shift and a frequency transition occur in the radio signal, and the uncorrelation in the M system radio signals decreases. Caused by. Since this correlation component does not correspond to the phase difference set in each of the demodulation units 25-11 to 25-1M, it is not pulse-compressed by the demodulation units 25-11 to 25-1M. The correlation component detection unit may be installed in all the reception systems of the reception antennas 21-1 to 21-N, or any one of the reception systems of the reception antennas 21-1 to 21-N. It may be installed in the receiving system.
相関成分検出部２７−１は、受信データ蓄積部２７１−１、適応復調部２７２−１、解析部２７３−１及びウェイト係数算出部２７４−１を備える。受信データ蓄積部２７１−１は、アナログ−デジタル変換部２３−１からのデジタル信号を適応復調部２７２−１へ出力すると共に、受け取ったデジタル信号を蓄積し、その蓄積データを解析部２７３−１へ供給する。 The correlation component detection unit 27-1 includes a reception data storage unit 271-1, an adaptive demodulation unit 272-1, an analysis unit 273-1, and a weight coefficient calculation unit 274-1. The reception data accumulation unit 271-1 outputs the digital signal from the analog-digital conversion unit 23-1 to the adaptive demodulation unit 272-1, accumulates the received digital signal, and analyzes the accumulated data as an analysis unit 273-1. To supply.
解析部２７３−１は、受信データ蓄積部２７１−１からの蓄積データと、送信機１０−１〜１０−Ｍから通知される変調部１３−１〜１３−Ｍにおける位相情報と、適応復調部２７２−１からのフィードバック信号とを受け取る。解析部２７３−１は、受け取った蓄積データ及び位相情報に基づいて、フィードバック信号におけるＳ／Ｎ（Signal to Noise）比を最大にし、かつ、位相ずれ及び周波数遷移を適応的に補正するように適応復調部２７２−１における最良の復調方式を決定する。 The analysis unit 273-1 includes accumulated data from the reception data accumulation unit 271-1, phase information in the modulation units 13-1 to 13-M notified from the transmitters 10-1 to 10-M, and an adaptive demodulation unit. And a feedback signal from 272-1. The analysis unit 273-1 is adapted to maximize the S / N (Signal to Noise) ratio in the feedback signal and adaptively correct the phase shift and the frequency transition based on the received accumulated data and the phase information. The best demodulation method in the demodulator 272-1 is determined.
ウェイト係数算出部２７４−１は、解析部２７３−１で決定された復調方式を実現するために、受信データ蓄積部２７１−１からのデジタル信号に掛け合わせるウェイト係数を算出する。 The weight coefficient calculation unit 274-1 calculates a weight coefficient to be multiplied with the digital signal from the reception data storage unit 271-1 in order to realize the demodulation method determined by the analysis unit 273-1.
適応復調部２７２−１は、位相変調部１３−１〜１３−Ｍの位相変調で与えられる位相差のうち任意の位相差に対応している。まず、適応復調部２７２−１は、受信データ蓄積部２７１−１からのデジタル信号のうち対応した位相差の信号成分をパルス圧縮し、パルス圧縮後の信号をＣＦＡＲ２７５−１へ出力すると共に、フィードバック信号として解析部２７３−１へ供給する。次に、適応復調部２７２−１は、ウェイト係数算出部２７４−１でフィードバック信号に基づいて算出されたウェイト係数を受け取り、このウェイト係数をデジタル信号に掛け合わせ、掛け合わせた後の信号に対してパルス圧縮を行う。こうして、適応復調部２７２−１は、受信データ蓄積部２７１−１からのデジタル信号における相関成分に対してパルス圧縮を行うことが可能となる。 The adaptive demodulation unit 272-1 corresponds to an arbitrary phase difference among the phase differences given by the phase modulation of the phase modulation units 13-1 to 13-M. First, adaptive demodulation section 272-1 performs pulse compression on the corresponding phase difference signal component of the digital signal from reception data storage section 271-1, and outputs the pulse-compressed signal to CFAR 275-1 as well as feedback. The signal is supplied to the analysis unit 273-1 as a signal. Next, adaptive demodulation section 272-1 receives the weight coefficient calculated based on the feedback signal by weight coefficient calculation section 274-1, multiplies the weight coefficient with the digital signal, and performs the multiplication on the signal after the multiplication. Pulse compression. In this way, the adaptive demodulator 272-1 can perform pulse compression on the correlation component in the digital signal from the received data storage unit 271-1.
ＣＦＡＲ２７５−１は、適応復調部２７２−１でパルス圧縮された信号を検波（振幅情報のみの信号に変換）し、注目レンジビンの周辺パルスの信号振幅からリファレンス振幅を算出し、リファレンス振幅に対する注目レンジビン振幅の比を表す信号として、振幅比信号を出力する。これにより、ＣＦＡＲ２７５−１は、目標物Ｔの検出を行う。 The CFAR 275-1 detects the signal compressed by the adaptive demodulator 272-1 (converts it into a signal having only amplitude information), calculates the reference amplitude from the signal amplitude of the peripheral pulse of the target range bin, and the target range bin with respect to the reference amplitude. An amplitude ratio signal is output as a signal representing the amplitude ratio. Accordingly, the CFAR 275-1 detects the target T.
以上の受信処理が受信アンテナ２１−２〜２１−Ｎにおいても行われ、受信アンテナ２１−２におけるＣＦＡＲ２６−２１〜２６−２Ｍ及びＣＦＡＲ２７５−２で目標物Ｔの検出が行われ、…、受信アンテナ２１−ＮにおけるＣＦＡＲ２６−Ｎ１〜２６−ＮＭ及びＣＦＡＲ２７５−Ｎで目標物Ｔの検出が行われる。 The above reception processing is also performed in the reception antennas 21-2 to 21-N, and the target T is detected in the CFARs 26-21 to 26-2M and the CFAR 275-2 in the reception antenna 21-2. The target T is detected by CFAR26-N1 to 26-NM and CFAR275-N in 21-N.
統合部２８は、受信アンテナ２１−１におけるＣＦＡＲ２６−１１〜２６−１Ｍ及びＣＦＡＲ２７５−１の検出結果、受信アンテナ２１−２におけるＣＦＡＲ２６−２１〜２６−２Ｍ及びＣＦＡＲ２７５−２の検出結果、…、及び受信アンテナ２１−ＮにおけるＣＦＡＲ２６−Ｎ１〜２６−ＮＭ及びＣＦＡＲ２７５−Ｎの検出結果を統合して、目標物Ｔの有無を判定する。
The integrating
以上のように、上記一実施形態では、相関成分検出部２７−１の解析部２７３−１及びウェイト係数算出部２７４−１で、適応復調部２７２−１から出力される信号のＳＮ比を最大にするウェイト係数を算出する。そして、算出されたウェイト係数を受信データ蓄積部２７１−１からの信号に掛け合わせ、この信号に対して適応復調部２７２−１でパルス圧縮を行うようにしている。これにより、反射信号に含まれる互いに無相関の信号成分を復調部２４−１１〜２４−１Ｎでパルス圧縮して目標物ＴをＣＦＡＲ２６−１１〜２６−１Ｍで検出すると共に、反射信号におけるＭ系統の無線信号の信号成分の相関成分を適応復調部２７２−１でパルス圧縮して目標物ＴをＣＦＡＲ２７５−１で検出することが可能となる。すなわち、反射信号におけるＭ系統の無線信号の信号成分に相関が発生している場合であっても、相関成分から目標物Ｔを検出することが可能であるため、目標物の探知性能が劣化することは無い。 As described above, in the above embodiment, the SN ratio of the signal output from the adaptive demodulation unit 272-1 is maximized by the analysis unit 273-1 and the weight coefficient calculation unit 274-1 of the correlation component detection unit 27-1. The weight coefficient to be calculated is calculated. Then, the calculated weight coefficient is multiplied with the signal from the reception data storage unit 271-1, and the adaptive demodulation unit 272-1 performs pulse compression on this signal. Thereby, the uncorrelated signal components included in the reflected signal are pulse-compressed by the demodulating units 24-11 to 24-1N, and the target T is detected by the CFAR 26-11 to 26-1M, and the M systems in the reflected signal are detected. It is possible to detect the target T with the CFAR 275-1 by compressing the correlation component of the signal component of the wireless signal with the adaptive demodulator 272-1. That is, even when a correlation is generated in the signal components of the M-system radio signals in the reflected signal, the target T can be detected from the correlation components, so that the target detection performance is deteriorated. There is nothing.
したがって、本発明に係るレーダ装置及び受信機は、反射信号に相関成分が発生した場合であっても、目標物の探知性能を維持することができる。 Therefore, the radar device and the receiver according to the present invention can maintain the detection performance of the target even when the correlation component is generated in the reflected signal.
なお、この発明は上記一実施形態に限定されるものではない。例えば上記一実施形態では、相関成分検出部２７−１〜２７−Ｎが各受信系に設置されている例について説明したが、相関成分検出部２７−１〜２７−Ｎは相関成分検出装置として着脱可能であってもよい。すなわち、相関成分検出装置が設置されている受信系から相関成分検出装置を取り外すことができる。さらに、相関成分検出装置が設置されていない受信系がある場合、必要に応じてその受信系へ相関成分検出装置を取り付けることも可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the above embodiment, the example in which the correlation component detection units 27-1 to 27-N are installed in each reception system has been described. However, the correlation component detection units 27-1 to 27-N are used as the correlation component detection devices. It may be removable. That is, the correlation component detection device can be removed from the reception system in which the correlation component detection device is installed. Further, when there is a reception system in which no correlation component detection device is installed, the correlation component detection device can be attached to the reception system as necessary.
また、上記一実施形態では、信号生成部１２−１〜１２−Ｍで送信パルスに直線状の周波数変調を加えた変調パルス信号を生成し、復調部２５−１１〜２５−１Ｍ及び適応復調部２７２−１でパルス圧縮する例について説明したが、信号生成部１２−１〜１２−Ｍにおける変調方式がこの方式に限定される訳ではない。例えば、信号生成部１２−１〜１２−Ｍで送信パルスに対して離散値を取る符号系列により離散的に位相変調を行い、復調部２５−１１〜２５−１Ｍ及び適応復調部２７２−１で符号系列の相関処理によりパルス圧縮を行う方式であっても同様に実施可能である。 In the above embodiment, the signal generators 12-1 to 12-M generate modulated pulse signals obtained by adding linear frequency modulation to the transmission pulses, and the demodulator units 25-11 to 25-1M and the adaptive demodulator units. Although an example of pulse compression in 272-1 has been described, the modulation scheme in the signal generation units 12-1 to 12-M is not limited to this scheme. For example, the signal generators 12-1 to 12 -M discretely perform phase modulation with a code sequence that takes discrete values for the transmission pulses, and the demodulator 25-11 to 25-1 M and the adaptive demodulator 272-1 A method of performing pulse compression by code sequence correlation processing can be similarly implemented.
また、上記一実施形態では、ＣＦＡＲによりパルス圧縮後の信号から目標物を検出する例について説明したが、目標物を検出する検出部はＣＦＡＲに限定されるわけではなく、その他の検出方式に準拠した検出部であっても同様に実施可能である。 In the above-described embodiment, the example in which the target is detected from the signal after pulse compression by CFAR has been described. However, the detection unit for detecting the target is not limited to CFAR, and conforms to other detection methods. Even if it is the detection part which carried out, it can implement similarly.
さらに、この発明は、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 can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the spirit 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.
１…レーダ装置
１０−１〜１０−Ｍ…送信機
１１−１〜１１−Ｍ…送信アンテナ
１２−１〜１２−Ｍ…信号生成部
１３−１〜１３−Ｍ…位相変調部
１４−１〜１４−Ｍ…周波数変換部
２０…受信機
２１−１〜２１−Ｎ…受信アンテナ
２２−１〜２２−Ｎ…周波数変換部
２３−１〜２３−Ｎ…Ａ／Ｄ変換部
２４−１〜２４−Ｎ…分配部
２５−１１〜２５−１Ｍ，２５−Ｎ１〜２５−ＮＭ…復調部
２６−１１〜２６−１Ｍ，２６−Ｎ１〜２６−ＮＭ…ＣＦＡＲ
２７−１〜２７−Ｎ…相関成分検出部
２７１−１〜２７１−Ｎ…受信データ蓄積部
２７２−１〜２７２−Ｎ…適応復調部
２７３−１〜２７３−Ｎ…解析部
２７４−１〜２７４−Ｎ…ウェイト係数算出部
２７５−１〜２７５−Ｎ…ＣＦＡＲ
２８…統合部
DESCRIPTION OF
27-1 to 27-N ... correlation component detection units 271-1 to 271-N ... received data storage units 272-1 to 272-N ... adaptive demodulation units 273-1 to 273-N ... analysis units 274-1 to 274 -N ... Weight coefficient calculation unit 275-1 to 275-N ... CFAR
28 ... Integration Department
Claims (6)
前記受信機は、
前記反射信号を互いに独立して受信するＮ（Ｎは２以上の自然数）系統の受信アンテナと、
前記受信系統毎に設置され、前記受信アンテナで受信された反射信号を中間周波数帯の信号に変換する周波数変換部と、
前記受信系統毎に設置され、前記中間周波数帯の信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部と、
前記受信系統毎に設置され、前記デジタル信号をＭ系統に分配する分配部と、
前記分配されたＭ系統毎に設置され、それぞれが前記Ｍ系統の無線信号のいずれかの変調方式に対応し、前記分配されたデジタル信号に含まれるＭ系統の無線信号の信号成分のうち対応した変調方式の信号成分のみを復調する復調部と、
前記分配されたＭ系統毎に設置され、前記復調部で復調された信号から前記目標物を検出する検出部と、
前記受信系統毎に設置され、前記アナログ−デジタル変換部から前記デジタル信号を受け取り、当該デジタル信号に含まれるＭ系統の無線信号の信号成分が互いに相関する相関成分を復調し、当該復調した信号から前記目標物を検出する相関成分検出手段と、
前記受信系統毎のＭ系統の検出部による検出結果と、前記受信系統毎の前記相関成分検出手段による検出結果とを統合する統合部と
を備えることを特徴とするレーダ装置。 There are M (M is a natural number of 2 or more) transmitters that transmit radio signals modulated so as to be uncorrelated with each other toward the space, and M radio signals transmitted toward the space are in the space. A radar apparatus comprising: a receiver that receives a reflected signal reflected by the target of
The receiver
Receiving antennas of N (N is a natural number of 2 or more) systems that receive the reflected signals independently of each other;
A frequency conversion unit that is installed for each reception system and converts a reflected signal received by the reception antenna into a signal in an intermediate frequency band;
An analog-to-digital converter that is installed for each reception system and converts the signal in the intermediate frequency band into a digital signal;
A distribution unit that is installed for each reception system and distributes the digital signal to M systems;
Installed for each of the distributed M systems, each corresponding to one of the modulation systems of the M wireless signals, and corresponding to the signal components of the M wireless signals included in the distributed digital signal A demodulator that demodulates only the signal component of the modulation scheme;
A detection unit which is installed for each of the distributed M systems and detects the target from the signal demodulated by the demodulation unit;
Installed for each reception system, receives the digital signal from the analog-digital conversion unit, demodulates a correlation component in which signal components of radio signals of M systems included in the digital signal correlate with each other, and uses the demodulated signal Correlation component detection means for detecting the target;
A radar apparatus comprising: an integration unit that integrates a detection result of the M system detection unit for each reception system and a detection result of the correlation component detection unit for each reception system.
予め設定された変調方式でパルス信号を変調した変調パルス信号を生成する変調パルス生成部と、
他の送信機から送信される無線信号と直交するように前記変調パルス信号に対して位相変調を施す位相変調部と、
前記位相変調された信号を送信処理する送信処理部と、
前記送信処理された信号を空間へ向けて送信する送信アンテナと
を備えることを特徴とするレーダ装置。 The transmitter is
A modulation pulse generation unit that generates a modulation pulse signal obtained by modulating the pulse signal with a preset modulation method;
A phase modulation unit that performs phase modulation on the modulated pulse signal so as to be orthogonal to a radio signal transmitted from another transmitter;
A transmission processing unit for transmitting the phase-modulated signal;
A radar apparatus comprising: a transmission antenna that transmits the signal subjected to the transmission process toward a space.
前記アナログ−デジタル変換部からの前記デジタル信号を蓄積するデータ蓄積部と、
前記データ蓄積部に蓄積された蓄積データ及び前記Ｍ個の送信機から通知された前記Ｍ系統の無線信号の変調方式に関する変調情報に基づいて、フィードバック信号のＳＮ（Signal to Noise）比が最大となるように、前記デジタル信号に掛け合わせるウェイトを算出するウェイト算出部と、
前記Ｍ系統の無線信号のいずれかの変調方式に対応し、前記アナログ−デジタル変換部からのデジタル信号に対して前記ウェイトを掛け合わせ後、当該信号に含まれるＭ系統の無線信号の信号成分のうち対応した変調方式の信号成分のみを復調して出力すると共に、前記復調した信号を前記フィードバック信号として前記ウェイト算出部へ出力する適応復調部と、
前記適応復調部からの信号から前記目標物を検出する検出部と
を備えることを特徴とするレーダ装置。 The correlation component detection means includes
A data storage unit for storing the digital signal from the analog-digital conversion unit;
Based on the storage data stored in the data storage unit and the modulation information regarding the modulation system of the M systems of radio signals notified from the M transmitters, the SN (Signal to Noise) ratio of the feedback signal is maximized. A weight calculating unit for calculating a weight to be multiplied with the digital signal;
Corresponding to any modulation scheme of the M-system radio signal, after multiplying the digital signal from the analog-digital converter by the weight, the signal component of the M-system radio signal included in the signal An adaptive demodulator that demodulates and outputs only the signal component of the corresponding modulation scheme, and outputs the demodulated signal as the feedback signal to the weight calculator;
A radar apparatus comprising: a detection unit that detects the target from a signal from the adaptive demodulation unit.
前記受信系統毎に設置され、前記受信アンテナで受信された反射信号を中間周波数帯の信号に変換する周波数変換部と、
前記受信系統毎に設置され、前記中間周波数帯の信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部と、
前記受信系統毎に設置され、前記デジタル信号をＭ系統に分配する分配部と、
前記分配されたＭ系統毎に設置され、それぞれが前記Ｍ系統の無線信号のいずれかの変調方式に対応し、前記分配されたデジタル信号に含まれるＭ系統の無線信号の信号成分のうち対応した変調方式の信号成分のみを復調する復調部と、
前記分配されたＭ系統毎に設置され、前記復調部で復調された信号から前記目標物を検出する検出部と、
前記受信系統毎に設置され、前記アナログ−デジタル変換部から前記デジタル信号を受け取り、当該デジタル信号に含まれるＭ系統の無線信号の信号成分が互いに相関する相関成分を復調し、当該復調した信号から前記目標物を検出する相関成分検出手段と、
前記受信系統毎のＭ系統の検出部による検出結果と、前記受信系統毎の前記相関成分検出手段による検出結果とを統合する統合部と
を具備することを特徴とする受信機。 M-system radio signals modulated and transmitted from M (M is a natural number of 2 or more) transmitters so as to be uncorrelated with each other receive reflected signals reflected by targets in space independently of each other. N (N is a natural number of 2 or more) system receiving antennas,
A frequency conversion unit that is installed for each reception system and converts a reflected signal received by the reception antenna into a signal in an intermediate frequency band;
An analog-to-digital converter that is installed for each reception system and converts the signal in the intermediate frequency band into a digital signal;
A distribution unit that is installed for each reception system and distributes the digital signal to M systems;
Installed for each of the distributed M systems, each corresponding to one of the modulation systems of the M wireless signals, and corresponding to the signal components of the M wireless signals included in the distributed digital signal A demodulator that demodulates only the signal component of the modulation scheme;
A detection unit which is installed for each of the distributed M systems and detects the target from the signal demodulated by the demodulation unit;
Installed for each reception system, receives the digital signal from the analog-digital conversion unit, demodulates a correlation component in which signal components of radio signals of M systems included in the digital signal correlate with each other, and uses the demodulated signal Correlation component detection means for detecting the target;
A receiver comprising: an integration unit that integrates a detection result of the M system detection unit for each reception system and a detection result of the correlation component detection unit for each reception system.
前記アナログ−デジタル変換部からの前記デジタル信号を蓄積するデータ蓄積部と、
前記データ蓄積部に蓄積された蓄積データ及び前記Ｍ個の送信機から通知された前記Ｍ系統の無線信号の変調方式に関する変調情報に基づいて、フィードバック信号のＳＮ（Signal to Noise）比が最大となるように、前記デジタル信号に掛け合わせるウェイトを算出するウェイト算出部と、
前記Ｍ系統の無線信号のいずれかの変調方式に対応し、前記アナログ−デジタル変換部からのデジタル信号に対して前記ウェイトを掛け合わせ後、当該信号に含まれるＭ系統の無線信号の信号成分のうち対応した変調方式の信号成分のみを復調して出力すると共に、前記復調した信号を前記フィードバック信号として前記ウェイト算出部へ出力する適応復調部と、
前記適応復調部からの信号から前記目標物を検出する検出部と
を備えることを特徴とする受信機。 The correlation component detection means includes
A data storage unit for storing the digital signal from the analog-digital conversion unit;
Based on the storage data stored in the data storage unit and the modulation information regarding the modulation system of the M systems of radio signals notified from the M transmitters, the SN (Signal to Noise) ratio of the feedback signal is maximized. A weight calculating unit for calculating a weight to be multiplied with the digital signal;
Corresponding to any modulation scheme of the M-system radio signal, after multiplying the digital signal from the analog-digital converter by the weight, the signal component of the M-system radio signal included in the signal An adaptive demodulator that demodulates and outputs only the signal component of the corresponding modulation scheme, and outputs the demodulated signal as the feedback signal to the weight calculator;
And a detector for detecting the target from the signal from the adaptive demodulator.
前記データ蓄積部に蓄積された蓄積データ及び前記Ｍ個の送信機から通知された前記Ｍ系統の無線信号の変調方式に関する変調情報に基づいて、フィードバック信号のＳＮ（Signal to Noise）比が最大となるように、前記反射信号に掛け合わせるウェイトを算出するウェイト算出部と、
前記Ｍ系統の無線信号のいずれかの変調方式に対応し、前記反射信号に対して前記ウェイトを掛け合わせ後、当該信号に含まれるＭ系統の無線信号の信号成分のうち対応した変調方式の信号成分のみを復調して出力すると共に、前記復調した信号を前記フィードバック信号として前記ウェイト算出部へ出力する適応復調部と、
前記適応復調部からの信号から前記目標物を検出する検出部と
を具備することを特徴とする相関成分検出装置。 The M radio signals modulated and transmitted so as to be uncorrelated with each other from M (M is a natural number of 2 or more) transmitters receive a reflected signal reflected by a target in space, A data storage unit for storing data;
Based on the storage data stored in the data storage unit and the modulation information regarding the modulation system of the M systems of radio signals notified from the M transmitters, the SN (Signal to Noise) ratio of the feedback signal is maximized. A weight calculating unit for calculating a weight to be multiplied with the reflected signal;
Corresponding to any modulation scheme of the M radio signals, after multiplying the reflected signal by the weight, the signal of the corresponding modulation scheme among the signal components of the M radio signals included in the signal An adaptive demodulator that demodulates and outputs only the component, and outputs the demodulated signal as the feedback signal to the weight calculator;
A correlation component detection apparatus comprising: a detection unit that detects the target from a signal from the adaptive demodulation unit.
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