JP2012194043A - Radar apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、分散レーダ等で複数の異なる信号を送受信し、各信号の相関処理によって信号を分離して信号のビーム合成処理を行うレーダ装置に関するものである。 The present invention relates to a radar apparatus that transmits and receives a plurality of different signals by a distributed radar or the like, separates the signals by correlation processing of each signal, and performs signal beam synthesis processing.
分散レーダ等で複数の異なる信号を送受信するレーダ装置では、複数の異なる信号を分離する必要があるため、複数の信号間の相互相関特性が、できるだけ低いことが求められる。
また、複数の信号を受信した後にビーム合成処理を行うため、ドップラ周波数によるレンジシフト量及び位相シフト量が一定であることが求められる。
In a radar apparatus that transmits and receives a plurality of different signals by a distributed radar or the like, it is necessary to separate a plurality of different signals, and therefore, a cross-correlation characteristic between the plurality of signals is required to be as low as possible.
In addition, in order to perform beam synthesis processing after receiving a plurality of signals, it is required that the range shift amount and the phase shift amount by the Doppler frequency be constant.
ここで、レーダ装置が送信波に施す変調として、符号変調や線形周波数変調などが知られている。
例えば、以下の非特許文献1には、符号変調を施すレーダ装置が開示されているが、このレーダ装置では、ドップラ周波数を持つ目標に対して、レンジサイドローブレベルが劣化することがある。
Here, code modulation, linear frequency modulation, and the like are known as modulation applied to the transmission wave by the radar apparatus.
For example, the following Non-Patent Document 1 discloses a radar apparatus that performs code modulation. However, in this radar apparatus, the range side lobe level may deteriorate with respect to a target having a Doppler frequency.
以下の特許文献1には、線形周波数変調を施すレーダ装置が開示されている。
このレーダ装置では、ドップラ周波数によるレンジシフト量が中心周波数とパルス幅に比例し、そのレンジシフト量がチャープ帯域幅に反比例する特性を利用し、その中心周波数とパルス幅、もしくは、その中心周波数とチャープ帯域幅を調整することにより、レンジシフト量が等しい波形を生成するようにしている。
The following Patent Document 1 discloses a radar device that performs linear frequency modulation.
In this radar device, the range shift amount due to the Doppler frequency is proportional to the center frequency and the pulse width, and the range shift amount is inversely proportional to the chirp bandwidth, and the center frequency and pulse width or the center frequency By adjusting the chirp bandwidth, waveforms having the same range shift amount are generated.
しかし、このレーダ装置では、信号間の中心周波数が異なる場合、レンジシフト量が等しくても、位相シフト量が異なるため、同位相でのビーム合成が困難である。
また、信号間の中心周波数が等しい場合、レンジシフト量が等しければ、位相シフト量も等しく、同位相でのビーム合成を行うことが可能であるが、各変調波形の傾きが等しくなる。
そのため、各信号間の相互相関値が高くなり、各信号を相関処理によって分離することができなくなることがある。
However, in this radar apparatus, when the center frequencies between signals are different, even if the range shift amount is the same, the phase shift amount is different, so that beam synthesis in the same phase is difficult.
Further, when the center frequencies between the signals are equal, if the range shift amount is equal, the phase shift amount is also equal, and beam synthesis in the same phase can be performed, but the slopes of the respective modulation waveforms are equal.
For this reason, the cross-correlation value between the signals becomes high, and the signals may not be separated by correlation processing.
以下の特許文献2には、非線形周波数変調を施すレーダ装置が開示されている。
このレーダ装置は、線形周波数変調と比較して、波形の自由度が高いため、相互相関値を低減することが可能である。
しかし、非線形周波数変調は、変調波形の形状によって、ドップラ周波数によるレンジサイドローブの劣化や、レンジシフト量及び位相シフト量の変動が、顕著になることがある。
そのため、複数の信号を送受信して、ビーム合成を行う場合には、変調波形形状の選定が困難である。
The following
Since this radar apparatus has a higher degree of freedom in waveform than linear frequency modulation, it is possible to reduce the cross-correlation value.
However, in the nonlinear frequency modulation, the range sidelobe deterioration due to the Doppler frequency and the variation of the range shift amount and the phase shift amount may become significant depending on the shape of the modulation waveform.
Therefore, it is difficult to select a modulation waveform shape when beam synthesis is performed by transmitting and receiving a plurality of signals.
従来のレーダ装置は以上のように構成されているので、例えば、線形周波数変調を施す方法を用いる場合、信号間の中心周波数が異なると、レンジシフト量が等しくても、位相シフト量が異なるため、ビーム合成を行うことができない。信号間の中心周波数が等しければ、ビーム合成を行うことが可能であるが、各信号間のチャープ率が等しくなるため、各信号間の相互相関値が高くなり、各信号を相関処理によって分離することができなくなることがあるなどの課題があった。 Since the conventional radar apparatus is configured as described above, for example, when using a method of performing linear frequency modulation, if the center frequency between signals is different, even if the range shift amount is the same, the phase shift amount is different. , Beam synthesis cannot be performed. If the center frequencies between the signals are equal, beam synthesis can be performed. However, since the chirp rate between the signals is equal, the cross-correlation value between the signals is high, and the signals are separated by correlation processing. There were problems such as being unable to do so.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、複数の異なる信号を相関処理によって適正に分離して、ビーム合成を行うことができるレーダ装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a radar apparatus capable of performing beam synthesis by properly separating a plurality of different signals by correlation processing.
この発明に係るレーダ装置は、パルスの中心部と端部におけるチャープ率が異なる複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量が等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択する変調波形選択手段と、変調波形選択手段により選択された各々の非線形周波数変調波形を用いて送信信号を周波数変調することで、複数の変調信号を生成する周波数変調手段と、周波数変調手段により生成された複数の変調信号を空間に放射する信号送信手段と、信号送信手段から空間に放射されたのち、空間に存在している目標に反射して戻ってきた複数の変調信号を受信信号として受信する信号受信手段と、信号受信手段により受信された複数の受信信号と周波数変調手段により生成された複数の変調信号である参照信号との相関処理を実施し、各々の相関処理結果のピーク値を加算するビーム合成手段とを設けるようにしたものである。 A radar apparatus according to the present invention selects a combination of nonlinear frequency modulation waveforms in which the amount of range shift due to the Doppler frequency is equal from a plurality of nonlinear frequency modulation waveforms having different chirp rates at the center and end of a pulse. A selection unit; a frequency modulation unit that generates a plurality of modulation signals by frequency-modulating a transmission signal using each nonlinear frequency modulation waveform selected by the modulation waveform selection unit; and a plurality of units generated by the frequency modulation unit Signal transmission means for radiating the modulated signal of the signal to the space, and signal reception for receiving, as the received signal, a plurality of modulated signals that have been radiated from the signal transmission means to the space and then reflected back to the target existing in the space Means, a plurality of received signals received by the signal receiving means and a plurality of modulated signals generated by the frequency modulating means The correlation process performed with No. is obtained by so providing a beam combining means for adding the peak values of each of the correlation processing result.
この発明によれば、パルスの中心部と端部におけるチャープ率が異なる複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量が等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択する変調波形選択手段と、変調波形選択手段により選択された各々の非線形周波数変調波形を用いて送信信号を周波数変調することで、複数の変調信号を生成する周波数変調手段と、周波数変調手段により生成された複数の変調信号を空間に放射する信号送信手段と、信号送信手段から空間に放射されたのち、空間に存在している目標に反射して戻ってきた複数の変調信号を受信信号として受信する信号受信手段と、信号受信手段により受信された複数の受信信号と周波数変調手段により生成された複数の変調信号である参照信号との相関処理を実施し、各々の相関処理結果のピーク値を加算するビーム合成手段とを設けるように構成したので、信号受信手段により受信された複数の受信信号を、参照信号との相関処理によって適正に分離して、ビーム合成を行うことができる効果がある。 According to the present invention, the modulation waveform selection means for selecting a combination of nonlinear frequency modulation waveforms having the same range shift amount due to the Doppler frequency from among a plurality of nonlinear frequency modulation waveforms having different chirp rates at the center and end of the pulse. And frequency modulation means for generating a plurality of modulation signals by frequency-modulating the transmission signal using each nonlinear frequency modulation waveform selected by the modulation waveform selection means, and a plurality of modulations generated by the frequency modulation means A signal transmission unit that radiates a signal to space, and a signal reception unit that receives, as reception signals, a plurality of modulated signals that are radiated from the signal transmission unit to the space and then return to the target existing in the space. The phase of a plurality of received signals received by the signal receiving means and a reference signal which is a plurality of modulated signals generated by the frequency modulating means And the beam combining means for adding the peak values of the respective correlation processing results are provided, so that the plurality of received signals received by the signal receiving means are appropriately processed by the correlation processing with the reference signal. There is an effect that beam synthesis can be performed by separating them.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるレーダ装置を示す構成図である。
図1において、変調波形選択部1はパルスの中心部と端部におけるチャープ率が異なる複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択する処理を実施する。
即ち、変調波形選択部1は全体のパルス幅T0、全体の帯域幅B0、中心部のパルス幅T及び端部のパルス幅dtが同一で、中心部の帯域幅B及び端部の帯域幅dfが異なっている複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択する処理を実施する。なお、変調波形選択部1は変調波形選択手段を構成している。
図1の例では、周波数変調部2が3台の周波数変調器2a,2b,2cから構成されているので、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる3組の非線形周波数変調波形を選択する。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing a radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, the modulation waveform selection unit 1 selects a combination of nonlinear frequency modulation waveforms in which the range shift amount ΔR due to the Doppler frequency is equal from a plurality of nonlinear frequency modulation waveforms having different chirp rates at the center and end of the pulse. Perform the process.
That is, the modulation waveform selection unit 1 has the same overall pulse width T 0 , overall bandwidth B 0 , central pulse width T, and end pulse width dt, and the central bandwidth B and end bandwidth. A process of selecting a combination of nonlinear frequency modulation waveforms having the same range shift amount ΔR due to the Doppler frequency is selected from a plurality of nonlinear frequency modulation waveforms having different widths df. The modulation waveform selection unit 1 constitutes a modulation waveform selection unit.
In the example of FIG. 1, since the
周波数変調部2はN台(Nは2以上の整数)の周波数変調器から構成されており(図1の例では、3台の周波数変調器2a,2b,2cから構成されている)、変調波形選択部1により選択された各々の非線形周波数変調波形を用いて送信信号を周波数変調することで、変調後の送信信号である変調信号を送信処理部3及び相関処理部7に出力する処理を実施する。
周波数変調部2の周波数変調器2a,2b,2cは変調波形選択部1により選択された非線形周波数変調波形を用いて送信信号を周波数変調し、変調後の送信信号である変調信号を送信機3a,3b,3c及び相関処理器7a等に出力する処理を実施する。
なお、周波数変調部2は周波数変調手段を構成している。
The
The
The
送信処理部3はN台(Nは2以上の整数)の送信機から構成されており(図1の例では、3台の送信機3a,3b,3cから構成されている)、周波数変調部2により生成された複数の変調信号を送信アレーアンテナ4に供給することで、送信アレーアンテナ4から変調信号を送信RF信号として空間に放射させる処理を実施する。
送信処理部3の送信機3a,3b,3cは周波数変調器2a,2b,2cから出力された変調信号を送信アンテナ4a,4b,4cに供給することで、送信アンテナ4a,4b,4cから変調信号を送信RF信号として空間に放射させる処理を実施する。
The
The
送信アレーアンテナ4はN台(Nは2以上の整数)の送信アンテナから構成されており(図1の例では、3台の送信アンテナ4a,4b,4cから構成されている)、送信処理部3から出力された複数の変調信号を送信RF信号として空間に放射する。
送信アレーアンテナ4の送信アンテナ4a,4b,4cは送信機3a,3b,3cから出力された変調信号を送信RF信号として空間に放射する。
なお、送信処理部3及び送信アレーアンテナ4から信号送信手段が構成されている。
The transmission array antenna 4 is composed of N transmission antennas (N is an integer of 2 or more) (in the example of FIG. 1, it is composed of three
The
The
受信アレーアンテナ5はM台(Mは2以上の整数)の受信アンテナから構成されており(図1の例では、3台の受信アンテナ5a,5b,5cから構成されている)、送信アレーアンテナ4から空間に放射されたのち、空間に存在している目標に反射して戻ってきた複数のRF信号を反射RF信号として受信する。
受信アレーアンテナ5の受信アンテナ5a,5b,5cにより受信される反射RF信号は、3種類のRF信号が合成されている信号であり、すべて同一の信号である。
The receiving
The reflected RF signals received by the receiving
受信処理部6はM台(Mは2以上の整数)の受信機から構成されており(図1の例では、3台の受信機6a,6b,6cから構成されている)、受信アレーアンテナ5により受信された複数の反射RF信号を受信信号として相関処理部7に出力する処理を実施する。
受信処理部6の受信機6a,6b,6cは受信アンテナ5a,5b,5cにより受信された反射RF信号を受信信号として相関処理器7a〜7c,7d〜7f,7g〜7iに出力する処理を実施する。
なお、受信アレーアンテナ5及び受信処理部6から信号受信手段が構成されている。
The
The
The
相関処理部7はN×M台(N、Mは2以上の整数)の相関処理器から構成されており(図1の例では、9台の相関処理器7a〜7iから構成されている)、受信処理部6から出力された複数の受信信号と周波数変調部2から出力された複数の変調信号である参照信号との相関処理を実施して、各々の相関処理結果のピーク値をビーム合成器8に出力する。
相関処理部7の相関処理器7a〜7iは受信信号と参照信号との相関処理を実施して、その相関処理結果のピーク値をビーム合成器8に出力する処理を実施する。
ビーム合成器8は相関処理器7a〜7iから出力された複数のピーク値を加算することで、ビーム合成結果を得る処理を実施する。
なお、相関処理部7及びビーム合成器8からビーム合成手段が構成されている。
The
The
The
The
次に動作について説明する。
図2はパルスの中心部と端部におけるチャープ率が異なる非線形周波数変調波形を示す説明図である。
図2の例では、−0.5〜0.5で正規化しているパルス幅を横軸に表し、送信周波数を中心にして、−0.5〜0.5で正規化している帯域幅を縦軸に表している。
Next, the operation will be described.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing nonlinear frequency modulation waveforms with different chirp rates at the center and end of the pulse.
In the example of FIG. 2, the horizontal axis represents the pulse width normalized at −0.5 to 0.5, and the bandwidth normalized at −0.5 to 0.5 with the transmission frequency as the center. It is shown on the vertical axis.
図2において、f0は送信周波数、T0はパルス幅、B0は帯域幅である。
また、tは時刻、Tはパルス幅T0の全体に対するパルス中心部のパルス幅が占める割合、Bは帯域幅B0の全体に対するパルス中心部の帯域幅が占める割合、dtはパルス幅T0の全体に対するパルス端部のパルス幅が占める割合、df帯域幅B0の全体に対するパルス端部の帯域幅が占める割合である。
In FIG. 2, f 0 is a transmission frequency, T 0 is a pulse width, and B 0 is a bandwidth.
Also, t is time, T is the ratio of the pulse width at the pulse center to the entire pulse width T 0 , B is the ratio of the bandwidth at the pulse center to the entire bandwidth B 0 , and dt is the pulse width T 0. The ratio of the pulse width at the end of the pulse to the entirety of, and the ratio of the bandwidth at the end of the pulse to the entire df bandwidth B 0 .
図2の非線形周波数変調波形は、下記の式(1)に示す関数f(t)で表される。
The nonlinear frequency modulation waveform in FIG. 2 is represented by a function f (t) shown in the following equation (1).
変調波形選択部1は、式(1)の関数f(t)における時刻tを下記の式(3)に示すパラメータ変動幅Δ(i)で変動させることで、パルスの中心部と端部におけるチャープ率が異なる複数の非線形周波数変調波形を生成する。
即ち、全体のパルス幅T0、全体の帯域幅B0、中心部のパルス幅T及び端部のパルス幅dtが同一で、中心部の帯域幅B及び端部の帯域幅dfが異なっている複数の非線形周波数変調波形を生成する。
ここで、図3はパルスの中心部と端部におけるチャープ率が異なる複数の非線形周波数変調波形の一例を示す説明図である。
The modulation waveform selection unit 1 varies the time t in the function f (t) of the equation (1) by the parameter variation width Δ (i) shown in the following equation (3), so that the center and end of the pulse are changed. A plurality of nonlinear frequency modulation waveforms having different chirp rates are generated.
That is, the overall pulse width T 0 , the overall bandwidth B 0 , the central pulse width T and the end pulse width dt are the same, and the central bandwidth B and the end bandwidth df are different. A plurality of nonlinear frequency modulation waveforms are generated.
Here, FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a plurality of nonlinear frequency modulation waveforms having different chirp rates at the center and end of the pulse.
変調波形選択部1は、パルスの中心部と端部におけるチャープ率が異なる複数の非線形周波数変調波形を生成すると、複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択する。
即ち、変調波形選択部1は、ある非線形周波数変調波形で変調を行った信号と、その非線形周波数変調波形で変調を行った信号に想定されるドップラ周波数が加算された信号との相関処理結果を求め、相関処理結果がピークとなるレンジシフト量ΔRを求め、レンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択する。
変調波形選択部1は、各々の非線形周波数変調波形について、参照信号と受信信号との相関処理を実施すると、各々の非線形周波数変調波形に係る相関処理結果の中で、ピーク値をとる振幅に対応するレンジビンをレンジシフト量ΔRとして特定する。
When the modulation waveform selection unit 1 generates a plurality of nonlinear frequency modulation waveforms having different chirp rates at the center and end portions of the pulse, the nonlinearity in which the range shift amount ΔR depending on the Doppler frequency is equal among the plurality of nonlinear frequency modulation waveforms. Select a combination of frequency modulation waveforms.
That is, the modulation waveform selection unit 1 displays a correlation processing result between a signal modulated with a certain non-linear frequency modulation waveform and a signal obtained by adding the assumed Doppler frequency to the signal modulated with the non-linear frequency modulation waveform. Then, the range shift amount ΔR at which the correlation processing result reaches a peak is obtained, and the combination of the nonlinear frequency modulation waveforms with the same range shift amount ΔR is selected.
When the correlation waveform selection unit 1 performs correlation processing between the reference signal and the received signal for each nonlinear frequency modulation waveform, the modulation waveform selection unit 1 corresponds to the amplitude that takes the peak value in the correlation processing result related to each nonlinear frequency modulation waveform. The range bin to be identified is specified as the range shift amount ΔR.
ここで、図4は相関処理波形のレンジシフト量ΔRを示す説明図である。
レンジシフト量ΔRは、ドップラ周波数がfdである場合、非線形周波数変調波形による変調後の送信信号である参照信号と、空間に存在している目標に反射して戻ってきた反射RF信号である受信信号との相関処理結果の中で、ピークの値をとるレンジビンが、ドップラ周波数が0である場合と比較して、何ビンシフトしているかを示すものである。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the range shift amount ΔR of the correlation processing waveform.
When the Doppler frequency is fd, the range shift amount ΔR is a reference signal that is a transmission signal modulated by a non-linear frequency modulation waveform, and a reception RF signal that is reflected back to a target existing in space. In the result of correlation processing with the signal, the range bin taking the peak value indicates how many bin shifts compared to the case where the Doppler frequency is zero.
変調波形選択部1は、各々の非線形周波数変調波形について、レンジシフト量ΔRを特定すると、複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択する。
図1の例では、周波数変調部2が、3台の周波数変調器2a,2b,2cから構成されているので、レンジシフト量ΔRが等しくなる3組の非線形周波数変調波形を選択する。
したがって、周波数変調部2が2台の周波数変調器から構成されていれば、レンジシフト量ΔRが等しくなる2組の非線形周波数変調波形を選択し、周波数変調部2が4台以上の周波数変調器から構成されていれば、レンジシフト量ΔRが等しくなる4組以上の非線形周波数変調波形を選択する。
When the modulation waveform selection unit 1 specifies the range shift amount ΔR for each nonlinear frequency modulation waveform, a combination of nonlinear frequency modulation waveforms in which the range shift amount ΔR due to the Doppler frequency is equal is selected from the plurality of nonlinear frequency modulation waveforms. select.
In the example of FIG. 1, since the
Therefore, if the
なお、レンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の個数が、周波数変調部2を構成している周波数変調器の台数に満たない場合には、周波数変調器の台数に相当する個数の非線形周波数変調波形(レンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形)が得られるまで、パラメータ変動幅Δ(i)を2倍ずつ細かく刻むことにより、パルスの中心部と端部におけるチャープ率が異なる複数の非線形周波数変調波形を生成して、同様の処理を繰り返し実施する。
図5は変調波形選択部1により選択されるレンジシフト量ΔRが等しい非線形周波数変調波形の一例を示す説明図である。
If the number of nonlinear frequency modulation waveforms with the same range shift amount ΔR is less than the number of frequency modulators constituting the
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a non-linear frequency modulation waveform having the same range shift amount ΔR selected by the modulation waveform selection unit 1.
周波数変調部2は、変調波形選択部1が、レンジシフト量ΔRが等しくなる複数の非線形周波数変調波形を選択すると、各々の非線形周波数変調波形を用いて、送信信号を周波数変調することで、変調後の送信信号である変調信号を送信処理部3に出力するとともに、その変調信号を参照信号として相関処理部7に出力する。
即ち、周波数変調部2の周波数変調器2aは、変調波形選択部1により選択された非線形周波数変調波形を用いて送信信号を周波数変調し、変調後の送信信号である変調信号を送信機3aに出力するとともに、その変調信号を参照信号として相関処理器7a,7d,7gに出力する。
また、周波数変調器2bは、変調波形選択部1により選択された非線形周波数変調波形を用いて送信信号を周波数変調し、変調後の送信信号である変調信号を送信機3bに出力するとともに、その変調信号を参照信号として相関処理器7b,7e,7hに出力する。
また、周波数変調器2cは、変調波形選択部1により選択された非線形周波数変調波形を用いて送信信号を周波数変調し、変調後の送信信号である変調信号を送信機3cに出力するとともに、その変調信号を参照信号として相関処理器7c,7f,7iに出力する。
When the modulation waveform selection unit 1 selects a plurality of nonlinear frequency modulation waveforms having the same range shift amount ΔR, the
That is, the
Further, the
The
送信処理部3は、周波数変調部2から複数の変調信号を受けると、複数の変調信号を送信アレーアンテナ4に供給することで、送信アレーアンテナ4から変調信号を送信RF信号として空間に放射させる。
即ち、送信処理部3の送信機3aは、周波数変調器2aから出力された変調信号を送信アンテナ4aに供給することで、送信アンテナ4aから変調信号を送信RF信号として空間に放射させる。
また、送信機3bは、周波数変調器2bから出力された変調信号を送信アンテナ4bに供給することで、送信アンテナ4bから変調信号を送信RF信号として空間に放射させる。
また、送信機3cは、周波数変調器2cから出力された変調信号を送信アンテナ4cに供給することで、送信アンテナ4cから変調信号を送信RF信号として空間に放射させる。
When the
That is, the
In addition, the
Further, the
受信アレーアンテナ5は、送信アレーアンテナ4から空間に放射されたのち、空間に存在している目標に反射して戻ってきた複数のRF信号を反射RF信号として受信する。
なお、受信アレーアンテナ5の受信アンテナ5a,5b,5cにより受信される反射RF信号は、送信アンテナ4a,4b,4cから放射された3種類のRF信号が目標に反射され、3種類のRF信号が合成された信号であるため、受信アンテナ5a,5b,5cにより受信される反射RF信号は、すべて同一の信号である。
The receiving
The reflected RF signals received by the receiving
受信処理部6は、受信アレーアンテナ5により受信された複数の反射RF信号を受信信号として相関処理部7に出力する。
即ち、受信処理部6の受信機6aは、受信アンテナ5aにより受信された反射RF信号を受信信号として相関処理器7a〜7cに出力する。
また、受信機6bは、受信アンテナ5bにより受信された反射RF信号を受信信号として相関処理器7d〜7fに出力する。
また、受信機6cは、受信アンテナ5cにより受信された反射RF信号を受信信号として相関処理器7g〜7iに出力する。
The
That is, the
The
The
相関処理部7は、受信処理部6から出力された複数の受信信号と、周波数変調部2から出力された複数の参照信号との相関処理を実施して、各々の相関処理結果のピーク値をビーム合成器8に出力する。
即ち、相関処理部7の相関処理器7aは、受信機6aから出力された受信信号と、周波数変調器2aから出力された参照信号との相関処理を実施して、その相関処理結果のピーク値をビーム合成器8に出力する。
相関処理器7bは、受信機6aから出力された受信信号と、周波数変調器2bから出力された参照信号との相関処理を実施して、その相関処理結果のピーク値をビーム合成器8に出力する。
相関処理器7cは、受信機6aから出力された受信信号と、周波数変調器2cから出力された参照信号との相関処理を実施して、その相関処理結果のピーク値をビーム合成器8に出力する。
The
That is, the
The
The
相関処理部7の相関処理器7dは、受信機6bから出力された受信信号と、周波数変調器2aから出力された参照信号との相関処理を実施して、その相関処理結果のピーク値をビーム合成器8に出力する。
相関処理器7eは、受信機6bから出力された受信信号と、周波数変調器2bから出力された参照信号との相関処理を実施して、その相関処理結果のピーク値をビーム合成器8に出力する。
相関処理器7fは、受信機6bから出力された受信信号と、周波数変調器2cから出力された参照信号との相関処理を実施して、その相関処理結果のピーク値をビーム合成器8に出力する。
The
The
The
相関処理部7の相関処理器7gは、受信機6cから出力された受信信号と、周波数変調器2aから出力された参照信号との相関処理を実施して、その相関処理結果のピーク値をビーム合成器8に出力する。
相関処理器7hは、受信機6cから出力された受信信号と、周波数変調器2bから出力された参照信号との相関処理を実施して、その相関処理結果のピーク値をビーム合成器8に出力する。
相関処理器7iは、受信機6cから出力された受信信号と、周波数変調器2cから出力された参照信号との相関処理を実施して、その相関処理結果のピーク値をビーム合成器8に出力する。
なお、相関処理自体は公知の技術であるため詳細な説明は省略するが、相関処理器7a〜7iにおける相関処理結果のピーク値をとるレンジシフト量ΔRは全て同一な周波数変調波形を選択している。
The
The
The
Since the correlation process itself is a known technique, a detailed description is omitted. However, the range shift amount ΔR that takes the peak value of the correlation process result in the
ビーム合成器8は、相関処理器7a〜7iから相関処理結果のピーク値を受けると、それらのピーク値を加算することで、ビーム合成結果を得る。
When the
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、パルスの中心部と端部におけるチャープ率が異なる複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択する変調波形選択部1と、変調波形選択部1により選択された各々の非線形周波数変調波形を用いて送信信号を周波数変調することで、複数の変調信号を生成する周波数変調部2と、周波数変調部2により生成された複数の変調信号を送信アレーアンテナ4から空間に放射させる送信処理部3と、送信アレーアンテナ4から空間に放射されたのち、空間に存在している目標に反射して、受信アレーアンテナ5に戻ってきた複数の変調信号を受信する受信処理部6とを設け、相関処理部7が、受信処理部6により受信された複数の受信信号と周波数変調部2により生成された複数の変調信号である参照信号との相関処理を実施し、ビーム合成器8が、各々の相関処理結果のピーク値を加算するように構成したので、受信処理部6により受信された複数の受信信号を相関処理によって適正に分離して、ビーム合成を行うことができる効果を奏する。
As apparent from the above, according to the first embodiment, the nonlinear frequency at which the range shift amount ΔR by the Doppler frequency is equal among the plurality of nonlinear frequency modulation waveforms having different chirp rates at the center and the end of the pulse. Modulation waveform selection unit 1 that selects a combination of modulation waveforms, and frequency modulation that generates a plurality of modulation signals by frequency-modulating a transmission signal using each nonlinear frequency modulation waveform selected by modulation waveform selection unit 1
なお、この実施の形態1では、送信アレーアンテナ4及び受信アレーアンテナ5のアンテナ数が3である例を示したが、アンテナ数が2である場合や、アンテナ数が4以上である場合も、同様の処理で、ビーム合成を行うことができる。
In the first embodiment, an example in which the number of antennas of the transmission array antenna 4 and the
実施の形態2.
上記実施の形態1では、変調波形選択部1が、全体のパルス幅T0、全体の帯域幅B0、中心部のパルス幅T及び端部のパルス幅dtが同一で、中心部の帯域幅B及び端部の帯域幅dfが異なっている複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択するものを示したが、図6に示すように、全体のパルス幅T0、全体の帯域幅B0、中心部の帯域幅B及び端部の帯域幅dfが同一で、中心部のパルス幅T及び端部のパルス幅dtが異なっている複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択するようにしても、同様の効果を奏することができる。
In the first embodiment, the modulation waveform selection unit 1 has the same overall pulse width T 0 , overall bandwidth B 0 , central pulse width T, and end pulse width dt, and the central bandwidth. FIG. 6 shows a selection of a combination of nonlinear frequency modulation waveforms in which the range shift amount ΔR due to the Doppler frequency is equal from among a plurality of nonlinear frequency modulation waveforms having different B and end bandwidths df. As shown, the overall pulse width T 0 , the overall bandwidth B 0 , the central bandwidth B and the end bandwidth df are the same, but the central pulse width T and the end pulse width dt are different. Even if a combination of nonlinear frequency modulation waveforms having the same range shift amount ΔR due to the Doppler frequency is selected from a plurality of nonlinear frequency modulation waveforms, the same effect can be obtained.
また、変調波形選択部1が、図7に示すように、全体のパルス幅T0、中心部のパルス幅T、中心部の帯域幅B及び端部のパルス幅dtが同一で、全体の帯域幅B0及び端部の帯域幅dfが異なっている複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択するようにしても、同様の効果を奏することができる。 In addition, as shown in FIG. 7, the modulation waveform selection unit 1 has the same total pulse width T 0 , central pulse width T, central bandwidth B, and end pulse width dt. Even if a combination of nonlinear frequency modulation waveforms having the same range shift amount ΔR due to the Doppler frequency is selected from a plurality of nonlinear frequency modulation waveforms having different widths B 0 and end bandwidths df, There is an effect.
また、変調波形選択部1が、図8に示すように、全体のパルス幅T0、中心部のパルス幅T、端部のパルス幅dt及び端部の帯域幅dfが同一で、全体の帯域幅B0及び中心部の帯域幅Bが異なっている複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択するようにしても、同様の効果を奏することができる。 Further, as shown in FIG. 8, the modulation waveform selection unit 1 has the same overall pulse width T 0 , central pulse width T, end pulse width dt, and end bandwidth df. Even if a combination of nonlinear frequency modulation waveforms having the same range shift amount ΔR due to the Doppler frequency is selected from a plurality of nonlinear frequency modulation waveforms having different widths B 0 and central bandwidth B, There is an effect.
また、変調波形選択部1が、図9に示すように、全体のパルス幅T0、中心部の帯域幅B及び端部の傾きdf/dtが同一で、全体の帯域幅B0及び中心部のパルス幅Tが異なっている複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択するようにしても、同様の効果を奏することができる。 Further, as shown in FIG. 9, the modulation waveform selection unit 1 has the same overall pulse width T 0 , central bandwidth B, and end slope df / dt, and the overall bandwidth B 0 and central portion. Even if a combination of nonlinear frequency modulation waveforms having the same range shift amount ΔR due to the Doppler frequency is selected from a plurality of nonlinear frequency modulation waveforms having different pulse widths T, the same effect can be obtained. .
また、変調波形選択部1が、図10に示すように、全体の帯域幅B0、中心部のパルス幅T、中心部の帯域幅B及び端部の帯域幅dfが同一で、全体のパルス幅T0及び端部のパルス幅dtが異なっている複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択するようにしても、同様の効果を奏することができる。 Further, as shown in FIG. 10, the modulation waveform selector 1 has the same overall bandwidth B 0 , central pulse width T, central bandwidth B, and end bandwidth df, and the entire pulse. Even if a combination of nonlinear frequency modulation waveforms having the same range shift amount ΔR due to the Doppler frequency is selected from a plurality of nonlinear frequency modulation waveforms having different widths T 0 and pulse widths dt at the ends, the same applies. There is an effect.
また、変調波形選択部1が、図11に示すように、全体の帯域幅B0、中心部のパルス幅T及び端部の傾きdf/dtが同一で、全体のパルス幅T0及び中心部の帯域幅Bが異なっている複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択するようにしても、同様の効果を奏することができる。 Further, as shown in FIG. 11, the modulation waveform selection unit 1 has the same overall bandwidth B 0 , central pulse width T, and end slope df / dt, and the entire pulse width T 0 and central portion. Even if a combination of nonlinear frequency modulation waveforms having the same range shift amount ΔR by the Doppler frequency is selected from a plurality of nonlinear frequency modulation waveforms having different bandwidths B, the same effect can be obtained. .
また、変調波形選択部1が、図12に示すように、全体の帯域幅B0、中心部の帯域幅B及び端部の傾きdf/dtが同一で、全体のパルス幅T0及び中心部のパルス幅Tが異なっている複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択するようにしても、同様の効果を奏することができる。 Further, as shown in FIG. 12, the modulation waveform selection unit 1 has the same overall bandwidth B 0 , central bandwidth B, and end slope df / dt, and the overall pulse width T 0 and central portion. Even if a combination of nonlinear frequency modulation waveforms having the same range shift amount ΔR due to the Doppler frequency is selected from a plurality of nonlinear frequency modulation waveforms having different pulse widths T, the same effect can be obtained. .
また、変調波形選択部1が、図13に示すように、中心部の傾きB/T、端部の傾きdf/dt、端部のパルス幅dt及び端部の帯域幅dfが同一で、中心部のパルス幅T及び中心部の帯域幅Bが異なっている複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択するようにしても、同様の効果を奏することができる。 Further, as shown in FIG. 13, the modulation waveform selection unit 1 has the same center B slope T / end, end slope df / dt, end pulse width dt, and end bandwidth df. A combination of nonlinear frequency modulation waveforms in which the range shift amount ΔR due to the Doppler frequency is equal may be selected from a plurality of nonlinear frequency modulation waveforms having different pulse widths T and central bandwidths B. Similar effects can be achieved.
また、変調波形選択部1が、図14に示すように、中心部のパルス幅T、中心部の帯域幅B及び端部の傾きdf/dtが同一で、端部のパルス幅dt及び端部の帯域幅dfが異なっている複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択するようにしても、同様の効果を奏することができる。 Further, as shown in FIG. 14, the modulation waveform selection unit 1 has the same pulse width T at the central portion, the bandwidth B at the central portion, and the slope df / dt at the end portion, and the pulse width dt at the end portion and the end portion. The same effect can be obtained by selecting a combination of non-linear frequency modulation waveforms having the same range shift amount ΔR due to the Doppler frequency from among a plurality of non-linear frequency modulation waveforms having different bandwidths df. .
また、変調波形選択部1が、図15に示すように、全体のパルス幅T0及び全体の帯域幅B0が同一で、中心部のパルス幅T、中心部の帯域幅B、端部のパルス幅dt及び端部の帯域幅dfの中で少なくとも1つが異なっている複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択するようにしても、同様の効果を奏することができる。 Further, as shown in FIG. 15, the modulation waveform selection unit 1 has the same overall pulse width T 0 and overall bandwidth B 0 , the central pulse width T, the central bandwidth B, and the end bandwidth B 0 . A combination of non-linear frequency modulation waveforms in which the range shift amount ΔR due to the Doppler frequency is equal is selected from a plurality of non-linear frequency modulation waveforms having at least one different pulse width dt and end bandwidth df. However, the same effect can be obtained.
実施の形態3.
図16はこの発明の実施の形態3によるレーダ装置を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
変調波形選択部10はパルスの中心部と端部におけるチャープ率が異なる複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択する処理を実施する。
即ち、変調波形選択部10はsin関数と周波数変化率が一定である線形チャープ関数とが加算された関数の逆数で表される非線形周波数変調波形であって、その線形チャープ関数に対するsin関数の重みが異なっている複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択する処理を実施する。なお、変調波形選択部10は変調波形選択手段を構成している。
図16の例では、周波数変調部2が3台の周波数変調器2a,2b,2cから構成されているので、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる3組の非線形周波数変調波形を選択する。
FIG. 16 is a block diagram showing a radar apparatus according to
The modulation
That is, the modulation
In the example of FIG. 16, since the
次に動作について説明する。
変調波形選択部10以外は、上記実施の形態1と同様であるため、変調波形選択部10の処理内容だけを説明する。
図17はsin関数と線形チャープ関数とが加算された関数の逆数で表される非線形周波数変調波形を示す説明図である。
図17の例では、−0.5〜0.5で正規化しているパルス幅を横軸に表し、送信周波数を中心にして、−0.5〜0.5で正規化している帯域幅を縦軸に表している。
Next, the operation will be described.
Since the configuration other than the modulation
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a non-linear frequency modulation waveform represented by the reciprocal of a function obtained by adding a sin function and a linear chirp function.
In the example of FIG. 17, the horizontal axis represents the pulse width normalized at −0.5 to 0.5, and the bandwidth normalized at −0.5 to 0.5 with the transmission frequency as the center. It is shown on the vertical axis.
図17の非線形周波数変調波形は、下記の式(4)に示す関数t(f)で表される。
式(4)において、kは線形チャープ関数に対するsin関数の重みパラメータであり、fは送信周波数である。
この実施の形態3では、変調波形選択部10が、重みパラメータkを変更して、非線形性の強弱を調節することで、パルスの中心部と端部におけるチャープ率が異なる複数の非線形周波数変調波形を生成する。
The nonlinear frequency modulation waveform in FIG. 17 is represented by a function t (f) shown in the following equation (4).
In Equation (4), k is a weight parameter of a sin function for a linear chirp function, and f is a transmission frequency.
In the third embodiment, the modulation
変調波形選択部10は、複数の非線形周波数変調波形を生成すると、図1の変調波形選択部1と同様に、複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択する。
図18は変調波形選択部10により選択されるレンジシフト量ΔRが等しい非線形周波数変調波形の一例を示す説明図である。
When the modulation
FIG. 18 is an explanatory diagram showing an example of a nonlinear frequency modulation waveform having the same range shift amount ΔR selected by the modulation
以上で明らかなように、この実施の形態3によれば、変調波形選択部10が、sin関数と線形チャープ関数とが加算された関数の逆数で表される非線形周波数変調波形であって、その線形チャープ関数に対するsin関数の重みが異なっている複数の非線形周波数変調波形を生成するように構成したので、上記実施の形態1,2と同様に、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択することができる効果を奏する。
As apparent from the above, according to the third embodiment, the modulation
ここでは、変調波形選択部10が、線形チャープ関数に対するsin関数の重みが異なっている複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択するものを示したが、線形チャープ関数に対するsin関数の重みが異なっている複数の非線形周波数変調波形と、上記実施の形態1,2で、図1の変調波形選択部1により生成された複数の非線形周波数変調波形との中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択するようにしてもよい。
Here, the modulation
実施の形態4.
図19はこの発明の実施の形態4によるレーダ装置を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
変調波形選択部20はパルスの中心部と端部におけるチャープ率が異なる複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択する処理を実施する。
即ち、変調波形選択部20はtan関数がパルス幅と帯域幅で規格化されている関数で表される非線形周波数変調波形であって、tan関数の位相パラメータβが異なっている複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択する処理を実施する。なお、変調波形選択部20は変調波形選択手段を構成している。
図19の例では、周波数変調部2が3台の周波数変調器2a,2b,2cから構成されているので、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる3組の非線形周波数変調波形を選択する。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 19 is a block diagram showing a radar apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The modulation
That is, the modulation
In the example of FIG. 19, since the
次に動作について説明する。
変調波形選択部20以外は、上記実施の形態1と同様であるため、変調波形選択部20の処理内容だけを説明する。
図20はtan関数がパルス幅と帯域幅で規格化されている関数で表される非線形周波数変調波形を示す説明図である。
図20の例では、−0.5〜0.5で正規化しているパルス幅を横軸に表し、送信周波数を中心にして、−0.5〜0.5で正規化している帯域幅を縦軸に表している。
Next, the operation will be described.
Since the configuration other than the modulation
FIG. 20 is an explanatory diagram showing a nonlinear frequency modulation waveform in which the tan function is represented by a function that is normalized by the pulse width and the bandwidth.
In the example of FIG. 20, the horizontal axis represents the pulse width normalized at −0.5 to 0.5, and the bandwidth normalized at −0.5 to 0.5 with the transmission frequency as the center. It is shown on the vertical axis.
図20の非線形周波数変調波形は、下記の式(5)に示す関数f(t)で表される。
式(5)において、βはtan関数の位相パラメータである。
この実施の形態4では、変調波形選択部20が、位相パラメータβを変更して、非線形性の強弱を調節することで、パルスの中心部と端部におけるチャープ率が異なる複数の非線形周波数変調波形を生成する。
The nonlinear frequency modulation waveform in FIG. 20 is represented by a function f (t) shown in the following equation (5).
In Expression (5), β is a phase parameter of the tan function.
In the fourth embodiment, the modulation
変調波形選択部20は、複数の非線形周波数変調波形を生成すると、図1の変調波形選択部1と同様に、複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択する。
図21は変調波形選択部20により選択されるレンジシフト量ΔRが等しい非線形周波数変調波形の一例を示す説明図である。
When the modulation
FIG. 21 is an explanatory diagram illustrating an example of a nonlinear frequency modulation waveform having the same range shift amount ΔR selected by the modulation
以上で明らかなように、この実施の形態4によれば、変調波形選択部20が、tan関数がパルス幅と帯域幅で規格化されている関数で表される非線形周波数変調波形であって、tan関数の位相パラメータβが異なっている複数の非線形周波数変調波形を生成するように構成したので、上記実施の形態1,2と同様に、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択することができる効果を奏する。
As apparent from the above, according to the fourth embodiment, the modulation
ここでは、変調波形選択部20が、tan関数の位相パラメータβが異なっている複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択するものを示したが、tan関数の位相パラメータβが異なっている複数の非線形周波数変調波形と、上記実施の形態1,2で、図1の変調波形選択部1により生成された複数の非線形周波数変調波形との中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択するようにしてもよい。
Here, the modulation
実施の形態5.
図22はこの発明の実施の形態5によるレーダ装置を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
変調波形選択部30はパルスの中心部と端部におけるチャープ率が異なる複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択する処理を実施する。
即ち、変調波形選択部30は端部が双曲線関数と周波数変化率が一定である線形チャープ関数とが加算された関数で表され、中心部が上記線形チャープ関数で表される非線形周波数変調波形であって、その双曲線関数の占めるパルス幅及び帯域幅が異なっている複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択する処理を実施する。なお、変調波形選択部30は変調波形選択手段を構成している。
図22の例では、周波数変調部2が3台の周波数変調器2a,2b,2cから構成されているので、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる3組の非線形周波数変調波形を選択する。
22 is a block diagram showing a radar apparatus according to
The modulation
That is, the modulation
In the example of FIG. 22, since the
次に動作について説明する。
変調波形選択部30以外は、上記実施の形態1と同様であるため、変調波形選択部30の処理内容だけを説明する。
図23は端部が双曲線関数と線形チャープ関数とが加算された関数で表され、中心部が上記線形チャープ関数で表される非線形周波数変調波形を示す説明図である。
図23の例では、−0.5〜0.5で正規化しているパルス幅を横軸に表し、送信周波数を中心にして、−0.5〜0.5で正規化している帯域幅を縦軸に表している。
Next, the operation will be described.
Since the configuration other than the modulation
FIG. 23 is an explanatory diagram showing a nonlinear frequency modulation waveform whose end portion is expressed by a function obtained by adding a hyperbolic function and a linear chirp function, and whose central portion is expressed by the linear chirp function.
In the example of FIG. 23, the horizontal axis represents the pulse width normalized at −0.5 to 0.5, and the bandwidth normalized at −0.5 to 0.5 with the transmission frequency as the center. It is shown on the vertical axis.
図23の非線形周波数変調波形は、下記の式(6)に示す関数f(t)で表される。
The nonlinear frequency modulation waveform in FIG. 23 is represented by a function f (t) shown in the following equation (6).
図24はパルスの右側の端部で用いられる双曲線関数を示す説明図であり、図25はパルスの左側の端部で用いられる双曲線関数を示す説明図である。
図24に示す双曲線関数では、比例定数χの双曲線の中から、定義域の幅がdt、値域の幅がdfとなる範囲を切り出し、その切り出した範囲の値域が[0,df]、定義域が[T/2−dt,T/2]となるように平行移動させたものである。
図25に示す双曲線関数では、比例定数χの双曲線の中から、定義域の幅がdt、値域の幅がdfとなる範囲を切り出し、その切り出した範囲の値域が[−df,0]、定義域が[−T/2,−T/2+dt]となるように平行移動させたものである。
FIG. 24 is an explanatory diagram showing the hyperbolic function used at the right end of the pulse, and FIG. 25 is an explanatory diagram showing the hyperbolic function used at the left end of the pulse.
In the hyperbolic function shown in FIG. 24, a range in which the domain width is dt and the range width is df is cut out from the hyperbola of the proportionality constant χ, and the range of the cut-out range is [0, df]. Is translated so as to be [T / 2-dt, T / 2].
In the hyperbolic function shown in FIG. 25, a range in which the domain width is dt and the range is df is extracted from the hyperbola of the proportionality constant χ, and the range of the extracted range is [−df, 0], the definition. The region is translated so that the region becomes [−T / 2, −T / 2 + dt].
この実施の形態5では、変調波形選択部30が、変調パラメータdf,dtを変更して、非線形性の強弱を調節することで、パルスの中心部と端部におけるチャープ率が異なる複数の非線形周波数変調波形を生成する。なお、変調パラメータdf,dtは、図1の変調波形選択部と同様の方法で変動させる。
In the fifth embodiment, the modulation
変調波形選択部30は、複数の非線形周波数変調波形を生成すると、図1の変調波形選択部1と同様に、複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択する。
図26は変調波形選択部30により選択されるレンジシフト量ΔRが等しい非線形周波数変調波形の一例を示す説明図である。
When the modulation
FIG. 26 is an explanatory diagram showing an example of a non-linear frequency modulation waveform having the same range shift amount ΔR selected by the modulation
以上で明らかなように、この実施の形態5によれば、変調波形選択部30が、端部が双曲線関数と線形チャープ関数とが加算された関数で表され、中心部が上記線形チャープ関数で表される非線形周波数変調波形であって、その双曲線関数の占めるパルス幅及び帯域幅が異なっている複数の非線形周波数変調波形を生成するように構成したので、上記実施の形態1,2と同様に、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択することができる効果を奏する。
As is apparent from the above, according to the fifth embodiment, the modulation
ここでは、変調波形選択部30が、双曲線関数の占めるパルス幅及び帯域幅が異なっている複数の非線形周波数変調波形の中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択するものを示したが、図27に示すように、双曲線関数の占めるパルス幅及び帯域幅が異なっている複数の非線形周波数変調波形と、上記実施の形態1,2で、図1の変調波形選択部1により生成された複数の非線形周波数変調波形との中から、ドップラ周波数によるレンジシフト量ΔRが等しくなる非線形周波数変調波形の組み合わせを選択するようにしてもよい。
Here, the modulation
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
1,10,20,30 変調波形選択部(変調波形選択手段)、2 周波数変調部(周波数変調手段)、2a,2b,2c 周波数変調器、3 送信処理部(信号送信手段)、3a,3b,3c 送信機、4 送信アレーアンテナ(信号送信手段)、4a,4b,4c 送信アンテナ、5 受信アレーアンテナ(信号受信手段)、5a,5b,5c 受信アンテナ、6 受信処理部(信号受信手段)、6a,6b,6c 受信機、7 相関処理部、7a〜7i 相関処理器(ビーム合成手段)、8 ビーム合成器(ビーム合成手段)。 1, 10, 20, 30 Modulation waveform selection unit (modulation waveform selection unit), 2 Frequency modulation unit (frequency modulation unit), 2a, 2b, 2c Frequency modulator, 3 Transmission processing unit (signal transmission unit), 3a, 3b , 3c transmitter, 4 transmitting array antenna (signal transmitting means), 4a, 4b, 4c transmitting antenna, 5 receiving array antenna (signal receiving means), 5a, 5b, 5c receiving antenna, 6 reception processing section (signal receiving means) , 6a, 6b, 6c receiver, 7 correlation processor, 7a-7i correlation processor (beam combining means), 8 beam combiner (beam combining means).
Claims (18)
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---|---|---|---|
JP2011058005A JP5586507B2 (en) | 2011-03-16 | 2011-03-16 | Radar equipment |
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