JP2010237085A - 目標観測装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】目標に放射された送信波が前記目標で反射することによって生じた反射波を受信し、前記送信波に対する前記反射波の遅れとして前記目標の相対距離を求める測距手段と、前記反射波の遅延プロファイル上に前記遅れの識別が可能な電力の成分が分布する期間を最小化する自動制御の下で、前記送信波のレベルを制限する送信制御手段とを備える。
【選択図】図1
Description
図において、発振器31の出力は方向性結合器32の入力に接続され、その方向性結合器32の一方の出力は電力制御器33を介して送信アンテナ34Tの給電点に接続される。方向性結合器32の他方の出力は周波数変換器35の局発入力に接続され、その周波数変換器35の入力には受信アンテナ34Rの給電点が接続される。周波数変換器35の出力は中間周波増幅器36を介してディスクリミネータ37、検波器38およびレベル判定器39の入力に接続され、その検波器38の出力は電力制御器33の第一の制御入力に接続される。レベル判定器39の出力には警報信号が出力され、かつディスクリミネータ37の出力は、積分器40を介して鋸波発生器41の入力に接続される。鋸波発生器41の一方の出力は発振器31の変調入力に接続され、その鋸波発生器41の他方の出力はプロセッサ42の対応する入力ポートに接続される。プロセッサ42の第一の出力ポートは電力制御器33の第二の制御入力に接続され、そのプロセッサ42の第二の出力ポートには、高度データが出力される。
一方、レベル判定器39は、中間周波増幅器36によって与えられる中間周波信号のレベルが規定の下限値を下回るか否かの判定を行い、その判定の結果を示す警報信号を出力する。
電力制御器33は、このような平均値と、既述の通りにプロセッサ42によって引き渡された高度との双方に適した値に、送信アンテナ34Tから放射される送信波のレベルを維持する。
(1) 「受信される反射信号の受信電力レベルを一定に保つように送信電力をフィードバック制御することにより、秘匿性の向上を図る」点に特徴がある電波高度計…特許文献1
(2) 「地表からの反射波の強度のゆらぎの分散が地表面の性質により異なることを利用して該地表面の種類を識別する」点に特徴がある地表識別装置…特許文献2
また、FM−CW方式が適用された従来のレーダ装置では、地表までの高度は測定できても、その地表の識別は、例えば、比較的高価であって複雑な構成が適用されなければ、実現できなかった。
すなわち、送信波のレベルは、その送信波の反射波の遅延プロファイルが時間軸上で分布する範囲が狭いほど小さな値に抑えられる。
すなわち、送信波のレベルの制限は、「反射波の遅延プロファイルが時間軸上で分布する期間の長さ」ではなく、その期間またはこの期間の長さに基づいて識別された目標の散乱の程度に基づいて行われる。
すなわち、送信波のレベルの制限は、送信波および反射波の伝搬路における伝搬損失が加味されて識別された目標の散乱の程度に基づいて行われる。
すなわち、送信波のレベルの制限は、その送信波の反射波の遅延プロファイルが時間軸上で分布する範囲と、この範囲の幅との双方に基づいて識別された目標の散乱の程度に基づいて行われる。
すなわち、目標における送信波の散乱の程度は、その目標の起伏のバラツキや反射波の強度のバラツキではなく、該当する目標において送信波が反射することによって生じた反射波の遅延プロファイルに基づいて識別される。
すなわち、目標における送信波の散乱の程度は、その目標の起伏のバラツキや反射波の強度のバラツキではなく、該当する目標において送信波が反射することによって生じた反射波の遅延プロファイルに基づいて識別される。
すなわち、目標における送信波の散乱の程度は、その目標の起伏のバラツキや反射波の強度のバラツキではなく、該当する目標において送信波が反射することによって生じた反射波の遅延プロファイルに基づいて識別される。
本発明では、目標の相対距離が広範に変化し得る場合であっても、目標の種類やその目標の表面の状態および気象状態等に対して柔軟に適応しつつ、送信波のレベルの制限が実現される。
本発明では、その目標の表面における起伏や気象状態が多様に異なる可能性がある場合であっても、送信波のレベルの制限が実現される。
本発明では、上記伝搬路における実体的な気象状態の変化に対して柔軟に適応した送信波のレベルの制限が実現される。
本発明では、構成および仕様の柔軟性が高められ、かつハードウェアの構成が簡略化される。
本発明では、本発明は、このような遅延プロファイルを得るために特別なハードウェエやソフトウェアが付加されることなく、FM−CW方式の装置に柔軟に適用可能である。
本発明では、目標における散乱の程度が精度よく安定に評価され、その散乱の程度に基づく送信電力制御その他の処理の精度および安定性に併せて、信頼性が高められる。
図1は、本発明の第一および第二の実施形態を示す図である。
図において、図8に示すものと同じ要素については、同じ符号を付与し、ここではその説明を省略する。
(1) 中間周波増幅器36の出力に縦続接続されたレベル検出器11が備えられる。
(2) プロセッサ42に代えてプロセッサ12が備えられる。
(3) レベル検出器11の出力がそのプロセッサ12の対応する入力ポートに接続される。
以下、図1を参照して本発明の第一の実施形態の動作を説明する。
本実施形態の特徴は、送信アンテナ34Tから放射される送信波のレベルを可変する「送信電力制御」が後述する通りにレベル検出器11とプロセッサ12との連係の下で行われる点にある。
送信アンテナ34Tおよび受信アンテナ34Rの主ローブは、一般に、海面、湖面、地表等の方向にファン状に形成される。
これらの閾値TH1〜THnは、既述の高度データを求めるために与えられるべき最小のレベルの中間周波信号の周波数成分(主要な周波数成分のみであってもよい。)の組み合わせとして予め算出される。
電力制御器33は、送信アンテナ34Tから放射される送信波のレベルをこの補正電力値に亘って可変する。
したがって、本実施形態によれば、図8に示す従来例に比べて構成が大幅に複雑化することなく、送信アンテナ34Tから放射される送信波のレベルは、図4に太い実線で示すように、何れの高度においてもその高度の計測が安定に行われる最小の値に維持される。
図5は、第二の実施形態におけるプロセッサの動作フローチャートである。
以下、図1および図5を参照して本発明の第二の実施形態の動作を説明する。
本実施形態の特徴は、プロセッサ12によって行われる以下の処理の手順にある。
プロセッサ12の主記憶の所定の記憶領域には、図6に示すように、以下の項目の組み合わせからなるレコードの列が予め登録されたテーブル12Tが配置される。
(b) 既述の中間周波信号の周波数スペクトラムが分布する帯域BR(または、その帯域の幅の値域WR)
(d) その目標の散乱係数の公称値
また、上記値域LR、帯域BR(値域WR)については、何れも、上限値と下限値とで挟まれた1つの範囲でなくてもよく、例えば、複数の異なる値域の組み合わせとして与えられ、あるいは他のパラメータとの相関性の下で定義されてもよい。
(1) 電力値P1〜Pnの総和として受信波のレベルLrを評価する(図5ステップS1)。
L=Lt−Lr−δ
(5) 上記減衰量L、帯域B、幅Wの組み合わせの履歴(新しいものほど大きく重み付けされて反映される。)をとる(図5ステップS6)。
(7) このようにして推定された散乱係数が小さいほど大きな比率を算定し、電力制御器33に対して、その比率に基づく送信波の送信電力の低減を指令する(図5ステップS8)。
したがって、本実施形態によれば、送信波の送信電力制御が既述の第一の実施形態より精度よく、かつ安定に達成される。
しかし、本発明は、このような高度の計測を行うことなく所望の目標の種類や散乱係数を推定することによって、例えば、高速道路や一般道路における雨水の滞留、凍結、積雪等の道路情報を取得する目標観測装置にも適用可能である。
Fourier Transform)やDFT(Discrete Fourier Transform)等のディジタル処理の下で求められてもよい。
しかし、本発明は、このようなFM−CW方式に限定されず、例えば、直接拡散方式に基づいて送信波が生成される場合にも、同様に適用可能である。
また、上述した各実施形態では、既述の送信電力制御は、送信波のレベルが必要以上に大きくならず、かつ目標に対する高度の計測が安定に行われるように行われている。
前記反射波の遅延プロファイル上に前記遅れの識別が可能な電力の成分が分布する期間を最小化する自動制御の下で、前記送信波のレベルを制限する送信制御手段と
を備えたことを特徴とする目標観測装置。
したがって、送信波のレベルは、上記目標の相対距離が多様に変化しても、その相対距離の測定が可能である範囲で、なるべく小さな値に維持される。また、目標に対して送信波が放射される密度が過大となることが回避されるため、消費電力およびランニングコストの節減が図られ、しかも、目標およびその目標の周辺に位置する電子機器に対する干渉や妨害の程度が軽減される。
前記反射波の遅延プロファイルが分布する時間軸上の期間または前記期間の幅を前記目標における前記送信波の散乱の程度として識別する散乱特性識別手段を備え、
前記送信制御手段は、
前記識別された散乱の程度が小さいほど前記送信波のレベルを小さな値に制限する
ことを特徴とする目標観測装置。
したがって、目標の種類やその目標の表面の状態および気象状態等に柔軟に適応して送信波のレベルの制限が実現される。
前記送信波と前記反射波とのレベルの差と、前記反射波の遅延プロファイルが分布する時間軸上の期間または前記期間の幅との組み合わせを前記目標における前記送信波の散乱の程度として識別する散乱特性識別手段を備え、
前記送信制御手段は、
前記識別された散乱の程度が小さいほど前記送信波のレベルを小さな値に制限する
ことを特徴とする目標観測装置。
したがって、目標の相対距離が広範に変化し得る場合であっても、目標の種類やその目標の表面の状態および気象状態等に対して柔軟に適応しつつ、送信波のレベルの制限が実現される。
前記送信波と前記反射波とのレベルの差と、前記反射波の遅延プロファイルが分布する時間軸上の期間と、前記期間の幅との組み合わせを前記目標における前記送信波の散乱の程度として識別する散乱特性識別手段を備え、
前記送信制御手段は、
前記識別された散乱の程度が小さいほど前記送信波のレベルを小さな値に制限する
ことを特徴とする目標観測装置。
したがって、目標の相対距離が広範に変化し、あるいはその目標の表面の起伏が多様に異なる可能性がある場合であっても、目標の種類やその目標の表面の状態および気象状態等に対して柔軟に適応しつつ、送信波のレベルの制限が実現される。
前記送信波と前記反射波とのレベルの差と前記相対距離に応じた前記送信波および前記反射波の伝搬損失との差と、前記反射波の遅延プロファイルが分布する時間軸上の期間または前記期間の幅との組み合わせを前記目標における前記送信波の散乱の程度として識別する散乱特性識別手段を備え、
前記送信制御手段は、
前記識別された散乱の程度が小さいほど前記送信波のレベルを小さな値に制限する
ことを特徴とする目標観測装置。
したがって、その目標の表面における起伏や気象状態が多様に異なる可能性がある場合であっても、送信波のレベルの制限が実現される。
前記送信波と前記反射波とのレベルの差と前記相対距離に応じた前記送信波および前記反射波の伝搬損失との差と、前記反射波の遅延プロファイルが分布する時間軸上の期間と、前記期間の幅との組み合わせを前記目標における前記送信波の散乱の程度として識別する散乱特性識別手段を備え、
前記送信制御手段は、
前記識別された散乱の程度が小さいほど前記送信波のレベルを小さな値に制限する
ことを特徴とする目標観測装置。
したがって、目標の起伏や気象状態が多様に異なる可能性がある場合であっても、送信波のレベルの制限が実現される。
前記伝搬損失は、
気象状態に起因する変動分が補償されて得られる
ことを特徴とする目標観測装置。
したがって、上記伝搬路における実体的な気象状態の変化に対して柔軟に適応して送信波のレベルの制限が実現される。
前記送信制御手段は、
前記送信波のレベルが小さな値に制限されるほど、前記送信波が前記目標に放射される領域を狭く設定する
ことを特徴とする目標観測装置。
したがって、このような照射密度が一定である場合に比べて、送信波のレベルが小さな値に制限され、消費電力およびランニングコストの削減がさらに図られると共に、目標およびその周辺に設置されている電子機器に対する干渉や妨害の軽減がより確度高く実現される。
前記反射波の遅延プロファイルが分布する時間軸上の期間または前記期間の幅を前記目標における前記送信波の散乱の程度として識別する散乱特性識別手段と、
前記識別された散乱の程度が小さいほど前記送信波のレベルを小さな値に制限する送信制御手段と
を備えたことを特徴とする目標観測装置。
したがって、目標の種類やその目標の表面の状態および気象状態等に対して柔軟に適応して送信波のレベルの制限が実現される。
前記送信波と前記反射波とのレベルの差と前記相対距離に応じた前記送信波および前記反射波の伝搬損失との差、前記反射波の遅延プロファイルが分布する時間軸上の期間または前記期間の幅との組み合わせを前記目標における前記送信波の散乱の程度として識別する散乱特性識別手段と、
前記識別された散乱の程度が小さいほど前記送信波のレベルを小さな値に制限する送信制御手段と
を備えたことを特徴とする目標観測装置。
したがって、目標の相対距離が広範に変化し得る場合であっても、目標の種類やその目標の表面の状態および気象状態等に対して柔軟に適応しつつ、送信波のレベルの制限が実現される。
前記送信波と前記反射波とのレベルの差と前記相対距離に応じた前記送信波および前記反射波の伝搬損失との差、前記反射波の遅延プロファイルが分布する時間軸上の期間と、前記期間の幅との組み合わせを前記目標における前記送信波の散乱の程度として識別する散乱特性識別手段と、
前記識別された散乱の程度が小さいほど前記送信波のレベルを小さな値に制限する送信制御手段と
を備えたことを特徴とする目標観測装置。
したがって、目標の相対距離が広範に変化し、あるいはその目標の表面の起伏が多様に異なる可能性がある場合であっても、目標の種類やその目標の表面の状態および気象状態等に対して柔軟に適応しつつ、送信波のレベルの制限が実現される。
前記送信制御手段および前記散乱特性識別手段は、
これらの手段の機能をディジタル信号処理として実現するディジタルシグナルプロセッサとして構成された
ことを特徴とする目標観測装置。
したがって、構成および仕様の柔軟性が高められ、かつハードウェアの構成が簡略化される。
前記反射波の遅延プロファイルが分布する時間軸上の期間または前記期間の幅を前記目標における前記送信波の散乱の程度として識別する散乱特性識別手段と
を備えたことを特徴とする目標観測装置。
したがって、送信波の放射点や照射方向が一定であり、あるいは変更できない場合であっても、目標における送信波の散乱の程度が識別され、その散乱の程度に基づいて目標の種類および反射体としての特性を識別することが可能となる。
前記送信波と前記反射波とのレベルの差と、前記反射波の遅延プロファイルが分布する時間軸上の期間または前記期間の幅との組み合わせを前記目標における前記送信波の散乱の程度として識別する散乱特性識別手段と
を備えたことを特徴とする目標観測装置。
したがって、送信波の放射点や照射方向が一定であり、変更できない場合であっても、目標における送信波の散乱の程度が識別され、その散乱の程度に基づいて目標の種類および反射体としての特性を識別することが可能となる。
前記送信波と前記反射波とのレベルの差と、前記反射波の遅延プロファイルが分布する時間軸上の期間と、前記期間の幅との組み合わせを前記目標における前記送信波の散乱の程度として識別する散乱特性識別手段と
を備えたことを特徴とする目標観測装置。
したがって、送信波の放射点や照射方向が一定であり、変更できない場合であっても、目標における送信波の散乱の程度が識別され、その散乱の程度に基づいて目標の種類および反射体としての特性を識別することが可能となる。
前記送信波は、
FM−CW方式に基づいて生成され、
前記反射波の遅延プロファイルは、
前記送信波に基づく前記反射波の周波数変換の結果として得られた中間周波信号の周波数スペクトラムの分布として与えられる
ことを特徴とする目標観測装置。
したがって、本発明は、このような遅延プロファイルを得るために特別なハードウェエやソフトウェアが付加されることなく、FM−CW方式の装置に柔軟に適用可能である。
前記反射波の遅延プロファイルは、
前記周波数スペクトラムが分布する帯域に配置された異なった複数の帯域に個別に分布する電力の組み合わせとして与えられる
ことを特徴とする目標観測装置。
したがって、本発明は、ハードウェアやソフトウェアの構成が複雑化することなく、FM−CW方式の機器における送信波のレベルの制限を実現することができる。
前記送信波は、
所定の一次変調の下で得られた信号に直接拡散処理が施されることによって生成され、
前記反射波の遅延プロファイルは、
前記直接拡散処理に用いられた拡散符号と、前記反射波との時間軸上における相関として与えられる
ことを特徴とする目標観測装置。
したがって、目標における散乱の程度が精度よく安定に評価され、その散乱の程度に基づく送信電力制御等の処理の精度および安定性に併せて、信頼性が高められる。
12,42 プロセッサ
12T テーブル
20 ディジタルシグナルプロセッサ
31 発振器
32 方向性結合器
33 電力制御器
34R 受信アンテナ
34T 送信アンテナ
35 周波数変換器
36 中間周波増幅器
37 ディスクリミネータ
38 検波器
39 レベル判定器
40 積分器
41 鋸波発生器
Claims (7)
- 目標に放射された送信波が前記目標で反射することによって生じた反射波を受信し、前記送信波に対する前記反射波の遅れとして前記目標の相対距離を求める測距手段と、
前記反射波の遅延プロファイル上に前記遅れの識別が可能な電力の成分が分布する期間を最小化する自動制御の下で、前記送信波のレベルを制限する送信制御手段と
を備えたことを特徴とする目標観測装置。 - 目標に放射された送信波が前記目標で反射することによって生じた反射波を受信し、前記送信波に対する前記反射波の遅れとして前記目標の相対距離を求める測距手段と、
前記反射波の遅延プロファイルが分布する時間軸上の期間または前記期間の幅を前記目標における前記送信波の散乱の程度として識別する散乱特性識別手段と、
前記識別された散乱の程度が小さいほど前記送信波のレベルを小さな値に制限する送信制御手段と
を備えたことを特徴とする目標観測装置。 - 目標に放射された送信波が前記目標で反射することによって生じた反射波を受信し、前記送信波に対する前記反射波の遅れとして前記目標の相対距離を求める測距手段と、
前記送信波と前記反射波とのレベルの差と前記相対距離に応じた前記送信波および前記反射波の伝搬損失との差、前記反射波の遅延プロファイルが分布する時間軸上の期間または前記期間の幅との組み合わせを前記目標における前記送信波の散乱の程度として識別する散乱特性識別手段と、
前記識別された散乱の程度が小さいほど前記送信波のレベルを小さな値に制限する送信制御手段と
を備えたことを特徴とする目標観測装置。 - 目標に放射された送信波が前記目標で反射することによって生じた反射波を受信し、前記送信波に対する前記反射波の遅れとして前記目標の相対距離を求める測距手段と、
前記送信波と前記反射波とのレベルの差と前記相対距離に応じた前記送信波および前記反射波の伝搬損失との差、前記反射波の遅延プロファイルが分布する時間軸上の期間と、前記期間の幅との組み合わせを前記目標における前記送信波の散乱の程度として識別する散乱特性識別手段と、
前記識別された散乱の程度が小さいほど前記送信波のレベルを小さな値に制限する送信制御手段と
を備えたことを特徴とする目標観測装置。 - 目標に放射された送信波が前記目標で反射することによって生じた反射波を受信する受信手段と、
前記反射波の遅延プロファイルが分布する時間軸上の期間または前記期間の幅を前記目標における前記送信波の散乱の程度として識別する散乱特性識別手段と
を備えたことを特徴とする目標観測装置。 - 目標に放射された送信波が前記目標で反射することによって生じた反射波を受信する受信手段と、
前記送信波と前記反射波とのレベルの差と、前記反射波の遅延プロファイルが分布する時間軸上の期間または前記期間の幅との組み合わせを前記目標における前記送信波の散乱の程度として識別する散乱特性識別手段と
を備えたことを特徴とする目標観測装置。 - 目標に放射された送信波が前記目標で反射することによって生じた反射波を受信する受信手段と、
前記送信波と前記反射波とのレベルの差と、前記反射波の遅延プロファイルが分布する時間軸上の期間と、前記期間の幅との組み合わせを前記目標における前記送信波の散乱の程度として識別する散乱特性識別手段と
を備えたことを特徴とする目標観測装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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