JP2011112494A - Automatic tracking radar device and automatic tracking method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動追尾レーダ装置および自動追尾方法に関し、特に、ロケットやスペースデブリ(Space
Debris:宇宙ごみ)等の高速飛翔体を追尾する自動追尾レーダ装置および自動追尾方法として、レーダシステム、人工衛星地上局システムに好適に適用することができる自動追尾レーダ装置および自動追尾方法に関する。
The present invention relates to an automatic tracking radar device and an automatic tracking method, and more particularly to a rocket and a space debris (Space debris).
The present invention relates to an automatic tracking radar apparatus and an automatic tracking method that can be suitably applied to a radar system and a satellite ground station system as an automatic tracking radar apparatus and an automatic tracking method for tracking a high-speed flying object such as Debris.
ロケットやスペースデブリ(Space Debris:宇宙ごみ)等の高速飛翔体をターゲットとした追跡レーダ装置においては、特許文献1の特開2009−19984号公報「目標観測レーダ装置および目標追尾方法」にも記載されているように、前記高速飛翔体の軌道予報値や他レーダ装置の追跡情報、過去の追跡データに基づく予測値といった予見情報が、アンテナ指向精度および距離の初期捕捉のために用いられている。 A tracking radar device that targets high-speed flying objects such as rockets and space debris is also described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-19984 “Target Observation Radar Device and Target Tracking Method” of Patent Document 1. As described above, foreseeing information such as orbit prediction values of the high-speed flying object, tracking information of other radar devices, and prediction values based on past tracking data is used for initial acquisition of antenna pointing accuracy and distance. .
現状のアンテナ指向追尾、距離追尾ループについて、図2を参照して説明する。図2は、現状の自動追尾レーダ装置の装置構成を示す構成図である。図2に示す現状の自動追尾レーダ装置においては、まず、アンテナ指向追尾系における初期捕捉時の動作は、指向角度制御器19に予見情報(角度)を設定し、開ループで動作する。ターゲットの初期捕捉完了後は、スイッチSW20により指向角度制御器19の出力をアンテナ追尾ループフィルタ18の出力に切り替えて、自動追尾モードへ移行する。自動追尾モードへの移行後は、アンテナ指向誤差が‘0’になるように、アンテナ駆動装置21、送受信アンテナ14、受信機15、アンテナ指向誤差検出器16、積分器17、アンテナ追尾ループフィルタ18とループ回路を形成し、アンテナ指向誤差をフィードバックして、送受信アンテナ14の指向角度を制御するための制御情報を生成する動作となり、閉ループで動作する。
The current antenna directivity tracking and distance tracking loop will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a configuration diagram showing a device configuration of the current automatic tracking radar device. In the current automatic tracking radar apparatus shown in FIG. 2, first, the operation at the time of initial acquisition in the antenna pointing tracking system is set in the
同様に、距離追尾系における初期捕捉時の動作は、受信タイミング発生器22に予見情報(距離)を設定し、開ループで動作する。ターゲットの初期捕捉完了後は、自動追尾モードへ移行する。自動追尾モードへの移行後は、距離誤差が'0'になるように、受信機15、距離誤差検出器23、積分器24、距離追尾ループフィルタ25、受信タイミング発生器22とループ回路を形成し、距離誤差をフィードバックして、受信タイミングを制御するための制御情報を生成する動作となり、閉ループで動作する。
Similarly, the operation at the time of initial acquisition in the distance tracking system operates in an open loop by setting foreseeing information (distance) in the
ここで、現状の自動追尾方法は、初期捕捉完了後は、予見情報を使用しないことにしているので、ターゲットの速度と角速度、および、ターゲットの加速度や角加速度に適合する広い雑音帯域幅が必要となり、追尾限界は、ターゲットの速度や角速度、および、ターゲットの加速度や角加速度によって決定される。 Here, the current automatic tracking method does not use foreseeing information after completion of the initial acquisition, so it requires a wide noise bandwidth that matches the target speed and angular velocity, and the target acceleration and angular acceleration. Thus, the tracking limit is determined by the speed and angular velocity of the target and the acceleration and angular acceleration of the target.
前述のように、現状の技術においては、ターゲットとする高速飛翔体の初期捕捉の完了後は、予見情報を使用しない自動追尾機能によって該高速飛翔体の追尾を継続するため、該高速飛翔体の速度と角速度、および、該高速飛翔体の加速度や角加速度に適合する広い雑音帯域幅の追尾ループを構成することが一般的である。つまり、追尾限界は、ターゲットとなる高速飛翔体の速度や角速度、および、該ターゲットとなる高速飛翔体の加速度や角加速度によって制約を受けていると言うことができる。 As described above, in the current technology, after the initial acquisition of the target high-speed flying object is completed, the tracking of the high-speed flying object is continued by the automatic tracking function that does not use foreseeing information. It is common to configure a tracking loop with a wide noise bandwidth that matches the velocity and angular velocity, and the acceleration and angular acceleration of the high-speed flying object. That is, it can be said that the tracking limit is restricted by the speed and angular velocity of the target high-speed flying object and the acceleration and angular acceleration of the target high-speed flying object.
本発明の目的は、かくのごとき追尾限界を拡張するために、予見情報に含まれる速度や角速度、および、加速度や角加速度の情報を使用して、追尾ループの動作を補助することによって、雑音帯域幅の狭い追尾ループでの追尾を可能とし、追尾限界となるS/N比を改善することが可能な自動追尾レーダ装置および自動追尾方法を提供することにある。 The purpose of the present invention is to extend the tracking limit as described above by using the speed and angular velocity, acceleration, and angular acceleration information included in the foreseeing information to assist the operation of the tracking loop. An object of the present invention is to provide an automatic tracking radar device and an automatic tracking method that enable tracking in a tracking loop with a narrow bandwidth and that can improve the S / N ratio as a tracking limit.
前述の課題を解決するため、本発明による自動追尾レーダ装置は、次のような特徴的な構成を採用している。 In order to solve the above-mentioned problems, the automatic tracking radar apparatus according to the present invention employs the following characteristic configuration.
(1)飛翔体を自動的に追尾する自動追尾レーダ装置であって、前記飛翔体を初期捕捉して、自動追尾モードに移行した以降において、アンテナ指向追尾系ループおよび距離追尾系ループそれぞれにおけるアンテナ指向誤差および距離誤差から算出されるアンテナ指向角度の制御情報および受信タイミングの制御情報を、前記飛翔体の軌道予報値、他のレーダ装置の追跡情報または過去の追跡データに基づく予測値である予見情報を用いて補正する自動追尾レーダ装置。 (1) An automatic tracking radar device that automatically tracks a flying object, and after the initial capturing of the flying object and shifting to an automatic tracking mode, the antenna in each of the antenna-oriented tracking system loop and the distance tracking system loop The antenna pointing angle control information and the reception timing control information calculated from the pointing error and the distance error are predictions based on predicted trajectory values of the flying object, tracking information of other radar devices, or past tracking data. Automatic tracking radar device that corrects using information.
本発明の自動追尾レーダ装置および自動追尾方法によれば、アンテナ指向誤差、距離誤差をそれぞれ‘0’に制御するために得られたアンテナ指向角度の制御情報、受信タイミングの制御情報を、さらに、予見情報(速度および加速度、角速度および角加速度)を補助情報として利用して補正しているので、雑音帯域幅の狭い追尾ループでの追尾を可能とし、追尾限界となるS/N比を改善することができ、以下のような効果を奏することができる。 According to the automatic tracking radar device and the automatic tracking method of the present invention, the antenna directivity angle control information and the reception timing control information obtained for controlling the antenna directivity error and the distance error to '0', respectively, Since foreseeing information (speed and acceleration, angular velocity and angular acceleration) is corrected as auxiliary information, tracking in a tracking loop with a narrow noise bandwidth is possible, and the S / N ratio that is the tracking limit is improved. The following effects can be obtained.
第1の効果は、自動追尾レーダ装置の規模(送信電力、アンテナ径等)を同一にした場合には、自動追尾レーダ装置としての最大探知距離をより大きく確保することができることにある。 The first effect is that when the scale (transmission power, antenna diameter, etc.) of the automatic tracking radar device is the same, a larger maximum detection distance as the automatic tracking radar device can be secured.
第2の効果は、自動追尾レーダ装置の最大探知距離を同一にした場合には、自動追尾レーダ装置としての規模(送信電力、アンテナ径等)をより小さくすることができ、低コスト化を図ることができることにある。 The second effect is that when the maximum detection distance of the automatic tracking radar apparatus is the same, the scale (transmission power, antenna diameter, etc.) of the automatic tracking radar apparatus can be further reduced, and the cost can be reduced. There is in being able to.
以下、本発明による自動追尾レーダ装置および自動追尾方法の好適な実施形態について添付図を参照して説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an automatic tracking radar device and an automatic tracking method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(本発明の特徴)
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明は、ロケットやスペースデブリ(Space Debris:宇宙ごみ)等の高速飛翔体をターゲットとして自動追尾する追尾レーダ装置において、ターゲットの高速飛翔体の軌道予報値や他レーダ装置の追跡情報、過去の追跡データに基づいて得られる予測値つまり予見情報を併用して、アンテナ指向追尾ループ、距離追尾ループの動作を補助することにより、雑音帯域幅の狭い追尾ループにおける追尾を可能とし、追尾限界となるS/N比を改善することができることを特徴としている。
(Features of the present invention)
Prior to the description of the embodiments of the present invention, an outline of the features of the present invention will be described first. The present invention relates to a tracking radar device that automatically tracks high-speed flying objects such as rockets and space debris as targets, orbit prediction values of target high-speed flying objects, tracking information of other radar devices, By using the prediction value obtained based on the tracking data, that is, the foreseeing information, and assisting the operation of the antenna-oriented tracking loop and the distance tracking loop, it becomes possible to track in a tracking loop with a narrow noise bandwidth, and becomes a tracking limit. It is characterized in that the S / N ratio can be improved.
つまり、本発明は、前記予見情報に含まれるターゲットの速度や角速度および加速度や角加速度の各情報を補助情報として使用して、アンテナ指向追尾ループ、距離追尾ループの動作を補助することを、その特徴としている。 That is, the present invention uses the target velocity, angular velocity, acceleration, and angular acceleration information included in the foreseeing information as auxiliary information to assist the operations of the antenna pointing tracking loop and the distance tracking loop. It is a feature.
より具体的には、予見情報から、ターゲットの速度と角速度および加速度と角加速度をそれぞれ抽出して、さらには、必要に応じて、さらに高次の情報を使用して、速度と加速度との情報により、距離追尾系ループにおける受信タイミングの制御情報を補正する。一方、角速度と角加速度との情報により、アンテナ角度追尾系ループにおけるアンテナ指向角度の制御情報を補正する。 More specifically, the target velocity and angular velocity, acceleration and angular acceleration are extracted from the foreseeing information, and further, if necessary, higher-level information is used to obtain velocity and acceleration information. Thus, the control information of the reception timing in the distance tracking loop is corrected. On the other hand, the control information of the antenna directivity angle in the antenna angle tracking system loop is corrected based on the information on the angular velocity and the angular acceleration.
ここで、予見情報が完全に正確な場合には、追尾ループを動作させなくても、ターゲットを正確に追尾することができることになる。しかしながら、実際には、予見情報には誤差が含まれるため、追尾ループは、予見情報の誤差を修正するように動作する。また、追尾ループは、誤差を補正するための応答性を有していれば良く、雑音帯域幅を狭めることが可能である。 Here, when the foreseeing information is completely accurate, the target can be accurately tracked without operating the tracking loop. However, since the prediction information actually includes an error, the tracking loop operates to correct the error of the prediction information. Further, the tracking loop only needs to have responsiveness for correcting the error, and the noise bandwidth can be narrowed.
具体的な動作として、距離やアンテナ指向角度の誤差検出器によって検出した誤差を、応答性を確保可能な範囲で積分して時間を引き延ばすことにより、S/N比を改善することができる。言い換えると、ループの雑音帯域幅を狭くすることができる。 As a specific operation, the S / N ratio can be improved by extending the time by integrating the error detected by the error detector of the distance and the antenna directivity angle within a range in which responsiveness can be ensured. In other words, the noise bandwidth of the loop can be reduced.
かくのごとく、予見情報を補助情報として利用する自動追尾方法においては、該予見情報の誤差が小さいことが効果を高めるための鍵となる。一般的には、ターゲットの速度や加速度の予見精度は高いことが多いので、かくのごとき方式であっても、追尾限界となるS/N比の改善を図る方式として有効に動作させることができる。 As described above, in the automatic tracking method using foreseeing information as auxiliary information, a small error in the foreseeing information is a key for enhancing the effect. In general, the prediction accuracy of the speed and acceleration of the target is often high, so even such a method can be effectively operated as a method for improving the S / N ratio that becomes a tracking limit. .
(本発明の実施形態)
次に、本発明による自動追尾レーダ装置の実施形態の一例としてその構成例について図1を用いて説明する。図1は、本発明による自動追尾レーダ装置の装置構成の一例を示す構成図であり、ロケットやスペースデブリ等の高速飛翔体を自動追尾するためのロケット追尾用レーダ装置やスペースデブリ追尾用レーダ装置として好適に適用することができる。
(Embodiment of the present invention)
Next, an example of the configuration of an automatic tracking radar apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing an example of the device configuration of an automatic tracking radar device according to the present invention, and a rocket tracking radar device and a space debris tracking radar device for automatically tracking a high-speed flying object such as a rocket or space debris. It can apply suitably as.
図1に示すように、ロケットやスペースデブリ等の高速飛翔体11を追尾するために、自動追尾レーダ装置は、送信タイミング発生器12、送信信号発生器13、送受信アンテナ14、受信機15、アンテナ指向誤差検出器16、積分器17、アンテナ追尾ループフィルタ18、指向角度制御器19、スイッチSW20、アンテナ駆動装置21、受信タイミング発生器22、距離誤差検出器23、積分器24、距離追尾ループフィルタ25、予見情報(速度、加速度)加算器26、予見情報(角速度、角加速度)加算器27、を少なくとも含んで構成されている。
As shown in FIG. 1, in order to track a high-
つまり、図1に示す自動追尾レーダ装置は、図2に示した現状の自動追尾レーダ装置に対して、さらに、距離誤差に基づいて生成された受信タイミングに対する制御情報を補正するための予見情報(速度、加速度)加算器26、アンテナ指向誤差に基づいて生成されたアンテナ指向角度に対する制御情報を補正するための予見情報(角速度、角加速度)加算器27を追加した形で構成されている。
In other words, the automatic tracking radar apparatus shown in FIG. 1 has foreseeing information (in addition to the current automatic tracking radar apparatus shown in FIG. 2) for correcting the control information for the reception timing generated based on the distance error ( (Speed, acceleration)
(実施形態の動作の説明)
次に、図1に示す高速飛翔体追尾レーダ装置の動作の一例について説明する。自動追尾レーダ装置の基本的な動作は、ロケットやスペースデブリ等の高速飛翔体11に対して送受信アンテナ14から送信信号を送信することにある。高速飛翔体11がロケットの場合には、該ロケットの送信機から送信される信号を送受信アンテナ14にて受信することによってアンテナ指向追尾を行い、送信信号と受信信号との遅延時間を計測することによって距離計測を行う(2次レーダモードと称する)。
(Description of operation of embodiment)
Next, an example of the operation of the high-speed flying object tracking radar apparatus shown in FIG. 1 will be described. The basic operation of the automatic tracking radar apparatus is to transmit a transmission signal from the transmission / reception antenna 14 to the high-
また、高速飛翔体11がスペースデブリ等の場合には、送受信アンテナ14から送信した信号の反射波を送受信アンテナ14にて受信することによってアンテナ指向追尾を行い、送信信号と反射波との遅延時間を計測することによって距離計測を行う(1次レーダモードと称する)。
When the high-speed
具体的な動作として、アンテナ指向追尾系においては、まず、指向角度制御器19に予見情報(角度)を設定して、アンテナ駆動装置21へ出力する。その結果、アンテナ駆動装置21から送受信アンテナ14へ該予見情報(角度)を制御情報として出力し、該予見情報(角度)に基づいて送受信アンテナ14を駆動させる。
As a specific operation, in the antenna pointing tracking system, first, foreseeing information (angle) is set in the
また、同時に、信号の送信系として、送信タイミング発生器12にて送信タイミング信号を生成し、その送信タイミング信号を入力として、送信信号発生器13にて送信信号を生成し、前記予見情報(角度)に基づいて駆動された送受信アンテナ14から高速飛翔体11へ向けて信号を送信する。
At the same time, as a signal transmission system, the
同様に、距離追尾系においても、受信タイミング発生器22に予見情報(距離)を設定することにより、受信タイミングを生成し、受信機15へ出力する。
Similarly, also in the distance tracking system, by setting prediction information (distance) in the
しかる後、送受信アンテナ14にて、ロケットからの送信信号、または、スペースデブリ等からの反射波を受信し、ターゲットとなるロケットまたはスペースデブリの初期捕捉を行う。ターゲットの初期捕捉が完了するまでの間、アンテナ指向追尾系、距離追尾系は、それぞれ、予見情報(角度)、予見情報(距離)に基づき、開ループで動作する。 Thereafter, the transmission / reception antenna 14 receives a transmission signal from the rocket or a reflected wave from the space debris or the like, and initially captures the target rocket or space debris. Until the initial acquisition of the target is completed, the antenna pointing tracking system and the distance tracking system operate in an open loop based on preview information (angle) and preview information (distance), respectively.
ターゲットの初期捕捉完了後は、自動追尾モードへ移行し、指向角度制御器19、受信タイミング発生器22それぞれに設定される予見情報(角度、距離)を使用しない動作形態とした閉ループで動作する。つまり、アンテナ指向追尾系においては、スイッチSW20により指向角度制御器19の出力をアンテナ追尾ループフィルタ18の出力に切り替えて、アンテナ指向誤差が‘0’になるように、アンテナ駆動装置21、送受信アンテナ14、受信機15、アンテナ指向誤差検出器16、積分器17、アンテナ追尾ループフィルタ18、予見情報(角速度、角加速度)加算器27とループ回路を形成し、アンテナ指向誤差をフィードバックして、送受信アンテナ14の指向角度を制御するための制御情報を生成する動作となり、閉ループで動作する。
After the initial target acquisition is completed, the mode shifts to the automatic tracking mode, and operates in a closed loop in which the prediction information (angle and distance) set in the
一方、距離追尾系においては、距離誤差が'0'になるように、受信機15、距離誤差検出器23、積分器24、距離追尾ループフィルタ25、予見情報(速度、加速度)加算器26、受信タイミング発生器22とループ回路を形成し、距離誤差をフィードバックして、受信タイミング発生器22にて作成される受信タイミングを制御するための制御情報を生成する動作となり、閉ループで動作する。
On the other hand, in the distance tracking system, the
ここで、自動追尾時の動作は、送信系は、初期捕捉時と同様に、送信タイミング発生器12にて生成される送信タイミングに基づいて、ターゲットへの送信信号の送信を行う。
Here, in the operation at the time of automatic tracking, the transmission system transmits a transmission signal to the target based on the transmission timing generated by the
アンテナ指向追尾系ループにおいては、受信タイミング発生器22にて生成される受信タイミングを受信機15へ入力し、その受信タイミングでロケットからの送信信号またはスペースデブリ等からの反射波を受信し、受信機15にて受信信号の相関処理、ピーク検出を行う。しかる後、受信機15の出力をアンテナ指向誤差検出器16へ入力し、アンテナ指向誤差を算出して、積分器17にてあらかじめ定めた期間の間の積分処理を行う。積分器17による積分後のアンテナ指向誤差をアンテナ追尾ループフィルタ18へ入力して、アンテナの指向誤差を'0'に制御するための角速度、角加速度制御情報を生成する。
In the antenna-directed tracking system loop, the reception timing generated by the
自動追尾モード時は、スイッチSW20にて指向角度制御器19の出力からアンテナ追尾ループフィルタ18の出力への自動切り替えが行われており、アンテナ追尾ループフィルタ18にて生成された角速度、角加速度制御情報に対して、さらに、ターゲットとなる高速飛翔体の軌道予報値や他レーダ装置の追跡情報、過去の追跡データに基づいて得られる予測値つまり予見情報による補正処理として、該ターゲットの予見情報(角速度、角加速度)を予見情報加算器27にて加算し、雑音帯域幅の狭帯域化を行う。
In the automatic tracking mode, the switch SW20 automatically switches the output of the
予見情報加算器27にて予見情報(角速度、角加速度)が加算処理された角速度、角加速度制御情報は、アンテナ指向角度制御情報として、アンテナ駆動装置21へ入力される。アンテナ駆動装置21は、受け取ったアンテナ指向角度制御情報を送受信アンテナ14へ出力し、アンテナの駆動を行う。
The angular velocity and angular acceleration control information obtained by adding the foreseeing information (angular velocity and angular acceleration) by the foreseeing information adder 27 is input to the
一方、距離追尾系ループにおいては、受信タイミング発生器22にて生成される受信タイミングを受信機15へ入力し、その受信タイミングでロケットからの送信信号またはスペースデブリ等からの反射波を受信し、受信機15にて受信信号の相関処理、ピーク検出を行う。しかる後、受信機15の出力と送信タイミング発生器12からの送信タイミング信号とを距離誤差検出器23へ入力し、距離誤差の検出を行い、積分器17にてあらかじめ定めた期間の間の積分処理を行う。積分器17による積分後の距離誤差を距離追尾ループフィルタ25へ入力して、距離誤差を'0'に制御するための速度、加速度制御情報を生成する。
On the other hand, in the distance tracking loop, the reception timing generated by the
しかる後、距離追尾ループフィルタ25にて生成された速度、加速度制御情報に対して、さらに、ターゲットとなる高速飛翔体の軌道予報値や他レーダ装置の追跡情報、過去の追跡データに基づいて得られる予測値つまり予見情報による補正処理として、該ターゲットの予見情報(速度、加速度)を予見情報加算器26にて加算し、雑音帯域幅の狭帯域化を行う。
Thereafter, the speed and acceleration control information generated by the distance
予見情報加算器26にて予見情報(速度、加速度)が加算処理された速度、加速度制御情報は、受信タイミング発生器22へ入力される。受信タイミング発生器22は、受け取った速度、加速度制御情報に基づいて受信タイミングを変化させて、受信機15へ出力することにより、距離追尾を行う。
The speed and acceleration control information obtained by adding the preview information (speed and acceleration) by the
なお、距離追尾系においては、アンテナ指向追尾系と同様に、初期捕捉時にのみ、予見情報(距離)を、受信タイミング発生器22へ設定するように制御される。
Note that the distance tracking system is controlled so that the foreseeing information (distance) is set in the
(本実施形態の効果の説明)
以上に説明したように、本実施形態においては、アンテナ指向誤差、距離誤差をそれぞれ‘0’に制御するために得られたアンテナ指向角度の制御情報、受信タイミングの制御情報を、さらに、予見情報(速度および加速度、角速度および角加速度)を補助情報として利用して補正しているので、雑音帯域幅の狭い追尾ループでの追尾を可能とし、追尾限界となるS/N比を改善することができ、以下に記載するような効果を得ることができる。
(Description of the effect of this embodiment)
As described above, in the present embodiment, the antenna directivity angle control information and the reception timing control information obtained for controlling the antenna directivity error and the distance error to “0”, respectively, are further provided as preview information. Since (speed and acceleration, angular velocity and angular acceleration) are corrected as auxiliary information, tracking in a tracking loop with a narrow noise bandwidth is possible, and the S / N ratio which is a tracking limit can be improved. And effects as described below can be obtained.
第1の効果は、自動追尾レーダ装置の規模(送信電力、アンテナ径等)を同一にした場合には、自動追尾レーダ装置としての最大探知距離をより大きく確保することができることにある。 The first effect is that when the scale (transmission power, antenna diameter, etc.) of the automatic tracking radar device is the same, a larger maximum detection distance as the automatic tracking radar device can be secured.
第2の効果は、自動追尾レーダ装置の最大探知距離を同一にした場合には、自動追尾レーダ装置としての規模(送信電力、アンテナ径等)をより小さくすることができ、低コスト化を図ることができることにある。 The second effect is that when the maximum detection distance of the automatic tracking radar apparatus is the same, the scale (transmission power, antenna diameter, etc.) of the automatic tracking radar apparatus can be further reduced, and the cost can be reduced. There is in being able to.
以上、本発明の好適実施例の構成を説明した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが、当業者には容易に理解できよう。例えば、本発明の実施態様は、課題を解決するための手段における構成(1)に加えて、次のような構成として表現できる。
(2)前記アンテナ指向追尾系ループにおける前記アンテナ指向誤差は、前記飛翔体からの送信信号または反射波から得られるアンテナの指向誤差をあらかじめ定めた期間の間積分した積分値を用いる上記(1)の自動追尾レーダ装置。
(3)前記アンテナ指向誤差に基づいて算出される前記アンテナ指向角度の制御信号は、前記アンテナ指向誤差を‘0’にする値として算出される角速度、角加速度に関する制御情報であり、該アンテナ指向角度の制御信号を補正するための前記予見情報が、前記飛翔体の軌道予報値、他のレーダ装置の追跡情報または過去の追跡データに基づく予測値から得られる前記飛翔体の角速度、角加速度に関する予測情報である上記(1)または(2)の自動追尾レーダ装置。
(4)前記距離追尾系ループにおける前記距離誤差は、前記飛翔体からの送信信号または反射波である受信信号と送信タイミング信号とから得られる距離誤差をあらかじめ定めた期間の間積分した積分値を用いる上記(1)ないし(3)のいずれかの自動追尾レーダ装置。
(5)前記距離誤差に基づいて算出される前記受信タイミングの制御情報は、前記距離誤差を‘0’にする値として算出される速度、加速度に関する制御情報であり、該受信タイミングの制御情報を補正するための前記予見情報が、前記飛翔体の軌道予報値、他のレーダ装置の追跡情報または過去の追跡データに基づく予測値から得られる前記飛翔体の速度、加速度に関する予測情報である上記(4)の自動追尾レーダ装置。
(6)飛翔体をレーダ装置により自動的に追尾する自動追尾方法であって、前記飛翔体を初期捕捉して、自動追尾モードに移行した以降において、アンテナ指向追尾系ループおよび距離追尾系ループそれぞれにおけるアンテナ指向誤差および距離誤差から算出されるアンテナ指向角度の制御情報および受信タイミングの制御情報を、前記飛翔体の軌道予報値、他のレーダ装置の追跡情報または過去の追跡データに基づく予測値である予見情報を用いて補正する自動追尾方法。
(7)前記アンテナ指向追尾系ループにおける前記アンテナ指向誤差は、前記飛翔体からの送信信号または反射波から得られるアンテナの指向誤差をあらかじめ定めた期間の間積分した積分値を用いる上記(6)の自動追尾方法。
(8)前記アンテナ指向誤差に基づいて算出される前記アンテナ指向角度の制御信号は、前記アンテナ指向誤差を‘0’にする値として算出される角速度、角加速度に関する制御情報であり、該アンテナ指向角度の制御信号を補正するための前記予見情報が、前記飛翔体の軌道予報値、他のレーダ装置の追跡情報または過去の追跡データに基づく予測値から得られる前記飛翔体の角速度、角加速度に関する予測情報である上記(6)または(7)の自動追尾方法。
(9)前記距離追尾系ループにおける前記距離誤差は、前記飛翔体からの送信信号または反射波である受信信号と送信タイミング信号とから得られる距離誤差をあらかじめ定めた期間の間積分した積分値を用いる上記(6)ないし(8)のいずれかの自動追尾方法。
(10)前記距離誤差に基づいて算出される前記受信タイミングの制御情報は、前記距離誤差を‘0’にする値として算出される速度、加速度に関する制御情報であり、該受信タイミングの制御情報を補正するための前記予見情報が、前記飛翔体の軌道予報値、他のレーダ装置の追跡情報または過去の追跡データに基づく予測値から得られる前記飛翔体の速度、加速度に関する予測情報である上記(9)の自動追尾方法。
The configuration of the preferred embodiment of the present invention has been described above. However, it should be noted that such examples are merely illustrative of the invention and do not limit the invention in any way. Those skilled in the art will readily understand that various modifications and changes can be made according to a specific application without departing from the gist of the present invention. For example, the embodiment of the present invention can be expressed as the following configuration in addition to the configuration (1) in the means for solving the problems.
(2) The antenna directivity error in the antenna directivity tracking system loop uses an integral value obtained by integrating the antenna directivity error obtained from the transmission signal or reflected wave from the flying object for a predetermined period. Automatic tracking radar device.
(3) The antenna directivity angle control signal calculated based on the antenna directivity error is control information related to angular velocity and angular acceleration calculated as a value for setting the antenna directivity error to “0”. The foreseeing information for correcting the angle control signal is related to the flying object's orbital prediction value, the tracking information of other radar devices, or the predicted value based on the past tracking data, and the angular velocity and angular acceleration of the flying object. The automatic tracking radar device according to (1) or (2), which is prediction information.
(4) The distance error in the distance tracking system loop is an integral value obtained by integrating a distance error obtained from a reception signal that is a transmission signal or a reflected wave from the flying object and a transmission timing signal for a predetermined period. The automatic tracking radar device according to any one of (1) to (3) above.
(5) The reception timing control information calculated based on the distance error is control information related to speed and acceleration calculated as a value for setting the distance error to “0”. The foreseeing information for correction is prediction information regarding the speed and acceleration of the flying object obtained from the predicted value of the flying object orbit, the tracking information of other radar devices, or the predicted value based on past tracking data ( 4) Automatic tracking radar device.
(6) An automatic tracking method for automatically tracking a flying object by a radar device, and after the initial acquisition of the flying object and shifting to an automatic tracking mode, an antenna pointing tracking loop and a distance tracking loop respectively The antenna pointing angle control information and the reception timing control information calculated from the antenna pointing error and the distance error in the above are the predicted values based on the trajectory forecast value of the flying object, the tracking information of other radar devices, or the past tracking data. An automatic tracking method that corrects using some foreseeing information.
(7) The antenna directivity error in the antenna directivity tracking loop uses an integral value obtained by integrating the antenna directivity error obtained from the transmission signal or reflected wave from the flying object for a predetermined period. Automatic tracking method.
(8) The antenna directivity angle control signal calculated based on the antenna directivity error is control information related to angular velocity and angular acceleration calculated as a value for setting the antenna directivity error to “0”. The foreseeing information for correcting the angle control signal is related to the flying object's orbital prediction value, the tracking information of other radar devices, or the predicted value based on the past tracking data, and the angular velocity and angular acceleration of the flying object. The automatic tracking method according to (6) or (7), which is prediction information.
(9) The distance error in the distance tracking system loop is an integral value obtained by integrating a distance error obtained from a reception signal that is a transmission signal or a reflected wave from the flying object and a transmission timing signal for a predetermined period. The automatic tracking method according to any one of (6) to (8) above.
(10) The reception timing control information calculated based on the distance error is control information related to speed and acceleration calculated as a value for setting the distance error to “0”. The foreseeing information for correction is prediction information regarding the speed and acceleration of the flying object obtained from the predicted value of the flying object orbit, the tracking information of other radar devices, or the predicted value based on past tracking data ( 9) Automatic tracking method.
11 高速飛翔体
12 送信タイミング発生器
13 送信信号発生器
14 送受信アンテナ
15 受信機
16 アンテナ指向誤差検出器
17 積分器
18 アンテナ追尾ループフィルタ
19 指向角度制御器
20 スイッチSW
21 アンテナ駆動装置
22 受信タイミング発生器
23 距離誤差検出器
24 積分器
25 距離追尾ループフィルタ
26 予見情報(速度、加速度)加算器
27 予見情報(角速度、角加速度)加算器
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