JP2015025744A - Radar device and flying target elevation calculation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディジタルビーム形成空中線を備えるレーダ装置及び飛翔体仰角算出方法に関する。 The present invention relates to a radar apparatus having a digital beam forming antenna and a flying object elevation angle calculation method.
レーダ装置は、一般に空間に電波を送信して、目標で反射された電波を受信することにより、目標探知、目標位置の測定、目標の飛翔状況等を観測する。 A radar apparatus generally observes target detection, measurement of a target position, flight status of a target, and the like by transmitting radio waves to space and receiving radio waves reflected by the target.
即ち、空中線から空間に送信された電波は、目標で反射する。この反射波を再び空中線で受信して、受信信号とする。この受信信号には、目標で反射された電波以外の電波による信号も含まれている。 That is, the radio wave transmitted from the antenna to the space is reflected by the target. This reflected wave is received again by the antenna and used as a received signal. This received signal includes a signal by a radio wave other than the radio wave reflected by the target.
そこで、目標探知のために、目標で反射された電波による信号(目標信号)を抽出することが行われる。この目標信号の抽出は、以下のように行われる。先ず、受信信号を所定のサンプリング間隔でA/D変換してディジタル信号に変換し、このディジタル信号に対して干渉信号の抑圧等の不要信号処理が行なわれる。そして、不要信号処理が行われたディジタル信号の振幅値をサンプリング時間毎に取得し、この振幅値が予め設定された閾値より大きい場合には、当該ディジタル受信信号は目標による反射波の信号(目標信号)であると判定する。即ち、予め設定された閾値より大きい振幅値を持つ信号が目標信号として抽出される。 In order to detect the target, a signal (target signal) based on the radio wave reflected by the target is extracted. The extraction of the target signal is performed as follows. First, the received signal is A / D converted at a predetermined sampling interval to be converted into a digital signal, and unnecessary signal processing such as suppression of interference signals is performed on the digital signal. Then, the amplitude value of the digital signal that has been subjected to unnecessary signal processing is acquired at each sampling time, and if this amplitude value is greater than a preset threshold value, the digital received signal is a reflected wave signal (target Signal). That is, a signal having an amplitude value larger than a preset threshold value is extracted as the target signal.
一方、目標高度を知るには、目標までの距離及び仰角を測定する必要がある。距離の測定はレーダ装置の基本機能であり、距離は電波の往復時間から得ることができる。 On the other hand, in order to know the target altitude, it is necessary to measure the distance to the target and the elevation angle. The distance measurement is a basic function of the radar apparatus, and the distance can be obtained from the round-trip time of the radio wave.
そこで、電波の出力角度を変化させて得た受信信号の振幅値の比から測角を行う振幅比較測角処理や、同時にΣビームパターンとΔビームパターンと呼ばれる2種類のビームパターンを形成して測角処理を行うことにより方位や仰角を得るモノパルス測角と呼ばれる方式が実用化されている。なお、距離情報、方位情報、高度情報の3次元情報が得られるレーダ装置は3次元レーダ装置と呼ばれる。 Therefore, an amplitude comparison angle measurement process that measures the angle from the ratio of the amplitude value of the received signal obtained by changing the output angle of the radio wave, and at the same time, two types of beam patterns called a Σ beam pattern and a Δ beam pattern are formed. A method called monopulse angle measurement that obtains an azimuth and elevation angle by performing angle measurement processing has been put into practical use. A radar device that can obtain three-dimensional information such as distance information, azimuth information, and altitude information is called a three-dimensional radar device.
また、観測したい空間をスキャンしながら電波を送信する送信処理を繰り返して行うことにより、目標に関する情報を所定の時間間隔で連続して取得するレーダ装置も実用化されている。 In addition, a radar apparatus that obtains information related to a target continuously at predetermined time intervals by repeatedly performing transmission processing for transmitting radio waves while scanning a space to be observed has been put into practical use.
上記3次元レーダ装置の場合、高度情報の精度は、マルチパスの存在により大きく低下する。図13は、マルチパスを説明する図である。レーダ装置から送信された電波は目標で反射され、再びレーダ装置で受信される。このとき、目標により反射された電波が、地面や海面等で更に反射されて受信されるパスと、これら地面等で反射されることなく直接受信されるパスとが存在する。従って、レーダ装置は、目標から反射された電波であっても、パスの異なる電波が重畳された電波を計測することになる場合がある。先に、高度は仰角から算出することを述べたが、パスが異なることは、仰角が異なることを意味するので、マルチパスの存在を適切に考慮して高度を求めなければ、大きな誤差が生じる。 In the case of the above three-dimensional radar apparatus, the accuracy of altitude information is greatly reduced due to the presence of multipath. FIG. 13 is a diagram for explaining multipath. The radio wave transmitted from the radar device is reflected by the target and received again by the radar device. At this time, there are a path in which the radio wave reflected by the target is further reflected by the ground or the sea surface and received, and a path that is received directly without being reflected by the ground or the like. Therefore, the radar apparatus may measure a radio wave on which a radio wave with a different path is superimposed even if it is a radio wave reflected from the target. I mentioned earlier that altitude is calculated from the elevation angle, but if the path is different, it means that the elevation angle is different, so if you do not calculate the altitude considering the existence of multipath properly, a large error will occur. .
また、マルチパスの影響は、レーダ装置に対する目標、地面、海面等の位置関係、周波数、気象条件等により変化する。このため、一般的なマルチパス対策としては、なるべくビームが地面や海面を照射しないように仰角を高めに制御するオフボアサイトビーム走査や、送信周波数を変化させてマルチパスの影響が異なる受信信号を合成して影響を軽減する周波数ダイバーシティが行われる。 In addition, the influence of the multipath varies depending on the positional relationship between the target, the ground, the sea surface, etc., the frequency, weather conditions, etc. with respect to the radar apparatus. For this reason, as a general countermeasure against multipath, off-bore sight beam scanning that controls the elevation angle so that the beam does not irradiate the ground or the sea surface as much as possible, or received signals with different multipath effects by changing the transmission frequency Frequency diversity is performed to reduce the effect by combining
ところが、オフボアサイトビーム走査には、地面や海面に近い低仰角の目標からの目標信号が弱くなるという欠点がある。一方、周波数ダイバーシティには、複数の送信周波数を使用するための電波法上の制約がある。 However, off-bore sight beam scanning has the disadvantage that the target signal from a low elevation target near the ground or sea surface is weakened. On the other hand, frequency diversity has restrictions on the Radio Law for using a plurality of transmission frequencies.
また、別の方法として、追尾処理後の平滑化によりマルチパスの影響を軽減する方法がある。しかし、追尾処理は複数スキャンの探知データを必要とする。また、この対処方法は目標の移動によるマルチパスの影響が変化を前提にしているため、当該変化が生じるための時間が必要になる。このため、高度情報を高精度に得るためには時間がかかる。 As another method, there is a method of reducing the influence of multipath by smoothing after the tracking process. However, the tracking process requires detection data of a plurality of scans. Further, since this coping method is based on the assumption that the influence of multipath due to the movement of the target is a change, it takes time for the change to occur. For this reason, it takes time to obtain altitude information with high accuracy.
そこで、解析的にマルチパスの影響を除去して直接波の角度を算定するレーダ装置が、特許第3353991号において提案されている。図14は、特許第3353991号におけるレーダ装置の概略構成図である。 Therefore, Japanese Patent No. 3353991 proposes a radar apparatus that analytically removes the influence of multipath and calculates the angle of a direct wave. FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a radar apparatus in Japanese Patent No. 3353991.
送信機102は送信パルスを発生して空中線901に出力することで、この空中線901から空間に電波が送信される。ここで、空中線901はモノパルス方式として仰角方向にΣビームパターンとΔビームパターンとを形成する。
The transmitter 102 generates a transmission pulse and outputs it to the
一方、反射波は、空中線901により受信される。そして、受信して得られた高周波の受信信号は、送受信器902でA/D変換されてディジタル受信信号として信号処理器903に出力される。信号処理器903では、干渉信号抑圧、地面や海面からの反射信号などの不要信号の抑圧等の信号処理が行われる。
On the other hand, the reflected wave is received by the
このように信号処理された受信信号は、目標信号検出器904において閾値と比較され、閾値以上の振幅を持つ受信信号は目標信号であると判定される。そして、対応するΣビームパターンの振幅値とΔビームパターンの振幅値が抽出され、これを用いて複素除算器905は、Δ/Σを算出する。
The received signal subjected to signal processing in this way is compared with a threshold value in the
円中心演算器906は、Δ/Σを用いて、図15に示すような複素平面上で描かれる円軌跡900の半径と、その中心座標とを算出する。角度変換器907は、半径と中心座標とから直接波の到来角を算出する。
The
このレーダ装置は、マルチパス環境下でΔ/Σの値が図15示すような円軌跡を描く特性を利用したものである。従って、マルチパス環境下において高精度な測角を行うためには、円軌跡900を精度良く求める必要がある。
This radar apparatus uses the characteristic that the value of Δ / Σ draws a circular locus as shown in FIG. 15 in a multipath environment. Therefore, in order to perform highly accurate angle measurement in a multipath environment, it is necessary to obtain the
そこで、ある間隔で同一周波数の電波を送信し、3回以上観測して探知データを検出する。そして、探知データに対応する複素平面上で異なる3個以上のΔ/Σの座標を求めることにより円軌跡900を精度良く求めている。
Therefore, radio waves having the same frequency are transmitted at certain intervals, and detected data is detected by observing three or more times. Then, the
この方法は、目標が動いている場合、目標と観測点との距離が変化して直接波と間接波との間の相対位相差φが変化することを利用している。各観測の時間間隔をある程度保つことにより、複素平面上の観測点は、図15における観測点901a、901b、901cのようになり、互いに離れた位置関係でプロットされる。このため、各観測点の座標から円軌跡900を高精度に求めることが可能になる。
This method uses the fact that when the target is moving, the relative phase difference φ between the direct wave and the indirect wave changes due to a change in the distance between the target and the observation point. By keeping the time interval of each observation to some extent, the observation points on the complex plane become
ただし、各観測の時間間隔が短くなると、複素平面上の観測点901d、901e、901fは接近するようになるため、円軌跡900を正確に求めることが困難になる。
However, when the time interval of each observation is shortened, the
従って、円軌跡900を精度良く求めるためには、観測中に目標がある程度移動している必要があり、このため複数スキャンにわたる観測が必要となる。即ち、この技術ではマルチパスの影響を除去した高度情報を得るために、対象とする航空機等の目標を長時間にわたり観測する必要がある。
Therefore, in order to obtain the
しかしながら、特許第3353991号公報に係る方法では、マルチパスの影響を低減した高度を得るために、スキャンを複数回行うと共に、長時間にわたり観測を行なわねばならない問題があった。 However, in the method according to Japanese Patent No. 3353991, there is a problem that a scan must be performed a plurality of times and observation must be performed for a long time in order to obtain an altitude with reduced multipath effects.
即ち、特許第3353991号公報に係る方法は、動いている目標の距離が変ることによる直接波と間接波との相対位相差φの変化を利用している。各観測の時間間隔をある程度保つことにより、複素平面上の観測点は、図15における観測点901a、901b、901cが示すように互いに離れた位置関係でプロットされる。従って、これらの観測点の座標から円軌跡900を高精度に求めることができる。
That is, the method according to Japanese Patent No. 3353991 uses a change in the relative phase difference φ between the direct wave and the indirect wave due to a change in the distance of the moving target. By keeping the time interval of each observation to some extent, the observation points on the complex plane are plotted in a positional relationship apart from each other as shown by
しかし、各観測の時間間隔が短くなると、複素平面上の観測点901d、901e、901fのように各点が接近するようになるため、円軌跡900を正確に求めることが困難になる。このため、円軌跡900を精度良く求めるためには、観測中に目標がある程度移動している必要があり、複数スキャンにわたる観測が必要になる。
However, when the time interval of each observation becomes short, each point approaches like
そこで、本発明の主目的は、マルチパス環境下でも高精度に高度情報が取得できるレーダ装置及び飛翔体仰角算出方法を提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a radar apparatus and a flying object elevation angle calculation method capable of acquiring altitude information with high accuracy even in a multipath environment.
上記課題を解決するため、目標を検出するレーダ装置に係る発明は、目標で反射されて到来した異なる仰角方位で同じ方向のビームを受信し、該ビームのビームノーズ角が第1ノーズ角及び該第1ノーズ角と異なる第2ノーズ角の受信信号を出力し、かつ、その際に第1ノーズ角のビームによる複数の受信信号を第1グループ受信信号、第2ノーズ角のビームによる複数の受信信号を第2グループ受信信号として出力するDBF空中線と、第1グループ受信信号に含まれる受信信号に基づき同一目標からの到来波による信号の振幅データを第1振幅データとして出力すると共に、第2グループ受信信号に含まれる受信信号に基づき同一目標からの到来波による信号の振幅データを第2振幅データとして検出して出力する処理ユニットと、第1振幅データに基づき目標の仰角を第1仰角として算出すると共に、第2振幅データに基づき当該目標の仰角を第2仰角として算出して、第1ノーズ角と第2ノーズ角との変化量と、第1仰角と第2仰角との変化量との比較を行って、当該比較結果に応じて成立する仰角関係から目標の仰角を決定するマルチパス測角処理器と、を備えることを特徴とする。
また、目標を検出する飛翔体仰角算出方法に係る発明は、目標で反射されて到来した異なる仰角方位で同じ方向のビームを受信し、該ビームのビームノーズ角が第1ノーズ角及び該第1ノーズ角と異なる第2ノーズ角の受信信号を出力し、かつ、その際に第1ノーズ角のビームによる複数の受信信号を第1グループ受信信号、第2ノーズ角のビームによる複数の受信信号を第2グループ受信信号として出力する送受信手順と、第1グループ受信信号に含まれる受信信号に基づき同一目標からの到来波による信号の振幅データを第1振幅データとして出力すると共に、第2グループ受信信号に含まれる受信信号に基づき同一目標からの到来波による信号の振幅データを第2振幅データとして検出して出力する振幅データ検出手順と、第1振幅データに基づき目標の仰角を第1仰角として算出すると共に、第2振幅データに基づき当該目標の仰角を第2仰角として算出して、第1ノーズ角と第2ノーズ角との変化量と、第1仰角と第2仰角との変化量との比較を行って、当該比較結果に応じて第1仰角と第2仰角とのいずれか一方を目標の仰角と決定するマルチパス測角手順と、を含むことを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, an invention relating to a radar apparatus for detecting a target receives beams of the same direction at different elevation angles that have been reflected by the target and the beam nose angle of the beam is the first nose angle and the beam A reception signal with a second nose angle different from the first nose angle is output, and a plurality of reception signals with a beam with a first nose angle are received at that time, a plurality of reception signals with a beam with a first nose angle and a beam with a second nose angle A DBF antenna that outputs a signal as a second group received signal, and amplitude data of a signal based on an incoming wave from the same target is output as first amplitude data based on the received signal included in the first group received signal, and the second group A processing unit that detects and outputs amplitude data of a signal based on an incoming wave from the same target as second amplitude data based on a received signal included in the received signal; The target elevation angle is calculated as the first elevation angle based on the width data, the target elevation angle is calculated as the second elevation angle based on the second amplitude data, and the amount of change between the first nose angle and the second nose angle; A multipath angle measurement processor that compares the amount of change between the first elevation angle and the second elevation angle, and determines a target elevation angle from an elevation angle relationship established according to the comparison result. .
In addition, the invention according to the flying object elevation angle calculation method for detecting a target receives a beam in the same direction with different elevation angle directions that are reflected by the target and the beam nose angle of the beam is the first nose angle and the first nose angle. A reception signal having a second nose angle different from the nose angle is output, and at this time, a plurality of reception signals by the beam of the first nose angle are converted into a first group reception signal, and a plurality of reception signals by the beam of the second nose angle are output. Based on the transmission / reception procedure output as the second group received signal and the received signal included in the first group received signal, the amplitude data of the signal from the same target is output as the first amplitude data, and the second group received signal An amplitude data detection procedure for detecting and outputting the amplitude data of a signal based on an incoming wave from the same target as the second amplitude data based on the received signal included in the first target; And calculating the target elevation angle as the first elevation angle based on the second amplitude data, calculating the target elevation angle as the second elevation angle based on the second amplitude data, and the amount of change between the first nose angle and the second nose angle, A multi-pass angle measurement procedure for comparing the amount of change between the first elevation angle and the second elevation angle, and determining one of the first elevation angle and the second elevation angle as a target elevation angle according to the comparison result. It is characterized by including.
本発明によれば、マルチパス環境下でも高精度な仰角が導出可能になり、目標の高度情報に対する信頼性が向上する。 According to the present invention, a highly accurate elevation angle can be derived even in a multipath environment, and the reliability of target altitude information is improved.
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態を説明する。図1は、本実施形態にかかるレーダ装置2Aのブロック図である。また、図6は、このレーダ装置2Aで目標の仰角を導出する手順を示した図である。
<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram of a
このレーダ装置2Aは、ビーム制御器3、励振信号発生器4、ディジタルビーム形成(DBF)空中線5、分配器6、ウェイト発生器7、第1処理ユニット8a及び第2処理ユニット8bを含む処理ユニット8、マルチパス測角処理器9を備える。以下、図6を参照しながら、各構成要素の説明を行う。
The
ステップSA1,SA2: 先ず、レーダ装置2Aは、送信信号を生成して目標に向けて電波を送信すると共に、目標で反射されて到来してきた電波を受信する。かかる処理は、ビーム制御器3、励振信号発生器4、DBF空中線5により行われる。
Steps SA1 and SA2: First, the
即ち、ビーム制御器3は、DBF空中線5に対して所定の方向に指向する所定形状の送信ビームを形成するためのビーム制御データG1を出力する。励振信号発生器4は、励振信号G2を発生してDBF空中線5に出力する。
That is, the
DBF空中線5には、ビーム制御器3からのビーム制御データG1と、励振信号発生器4からの励振信号G2とが入力する。
The
図2は、このようなDBF空中線5の詳細ブロック図である。DBF空中線5は、送信空中線と受信空中線とが一つのユニットをなすアンテナユニット20(20a〜20n:nは正の整数)を複数備える。なお、図2においては、送信空中線と受信空中線とが一体になったアンテナユニット20を示すが、送信空中線と受信空中線とが別々に設けられた構成でも良い。
FIG. 2 is a detailed block diagram of such a
各アンテナユニット20は、素子アンテナ21、送受信切替器22、低雑音増幅器23、A/D変換器24、電力増幅器25、位相制御器26を備える。
Each
なお、本明細書において、複数のアンテナユニット20の各素子アンテナ21から電波が送受信される。各素子アンテナ21により送受信される電波を「電波」と記載し、複数の素子アンテナ21から送受信された電波を合成した結果をビームと記載する。このため、1つの素子アンテナ21から送受信される電波が指向性を持たない場合でも、ビームは指向性を持つようになる。図2において符号Paは送信ビームを示し、符号Pbは受信ビームを示している。なお、送信ビームPaは、受信ビームPbを包含するように形成されている。
In this specification, radio waves are transmitted and received from each
ビームの指向性や形状は、複数の素子アンテナ21の配置構成(レイアウト)、各素子アンテナ21から出力される電波の位相等により設定される。この電波の位相を設定するための情報が、ビーム制御器3からのビーム制御データG1に含まれる。そして、このビーム制御データG1に基づき励振信号発生器4からの励振信号G2が変調されて、各素子アンテナ21から出力される電波が、所定方向に指向性を持つ所定形状のビームPaを形成する。
The directivity and shape of the beam are set according to the arrangement configuration (layout) of the plurality of
具体的には、位相制御器26が、ビーム制御データG1に基づき励振信号G2の位相を変調して送信信号を生成する。この位相変調により、各素子アンテナ21から出力された電波により構成されるビームの形状及び指向性が設定されることになる。電力増幅器25は、このように変調を受けた送信信号を電力増幅する。
Specifically, the
送受信切替器22は、送信時には電力増幅器25から素子アンテナ21に送信信号が出力されるように回路制御し、受信時には素子アンテナ21から低雑音増幅器23に受信信号が出力されるように回路制御する。
The transmission /
素子アンテナ21は、送信時には空間に電波を送信し、受信時には電波を受信する。受信信号は、送受信切替器22を介して低雑音増幅器23に出力される。なお、素子アンテナ21は、所定の仰角ビームを得るために仰角方向に複数並設された構成であるが、サブアレイアンテナでもよい。また、方位方向の合成は、RF合成とディジタル合成のどちらでもよい。
The
低雑音増幅器23は受信信号を増幅し、A/D変換器24は増幅された受信信号をディジタル信号に変換する。そして、ディジタルの受信信号G3は分配器6に出力される。この受信信号G3は、各アンテナユニット20から出力されるため、N個のアンテナユニット20の場合には、N個の受信信号G3が得られる。
The
ステップSA3: 分配器6は、各受信信号G3を処理ユニット8の第1処理ユニット8aと第2処理ユニット8bとに分配する。図1に示すように、第1処理ユニット8aと第2処理ユニット8bとは、それぞれ振幅データ抽出部31を4個含んでいる。このため、分配器6は、1個のアンテナユニット20からの受信信号G3を8個に分配して、各振幅データ抽出部31に出力する。従って、各振幅データ抽出部31には、各アンテナユニット20からの受信信号G3が入力する。即ち、N個のアンテナユニット20が設けられている場合には、8個の受信信号G3が、各振幅データ抽出部31に入力することになる。以下、第1処理ユニット8aに分配される4個の受信信号を総称して第1グループ受信信号G3_aと記載し、第2処理ユニット8bに分配される4個の受信信号を総称して第2グループ受信信号G3_bと記載する。
Step SA3: The
ステップSA4: 次に、第1グループ受信信号G3_a、第2グループ受信信号G3_bに含まれる受信信号G3に対する合成処理、利得調整処理、不要信号処理を行う。これら処理は、ウェイト発生器7、処理ユニット8により行う。
Step SA4: Next, synthesis processing, gain adjustment processing, and unnecessary signal processing are performed on the reception signal G3 included in the first group reception signal G3_a and the second group reception signal G3_b. These processes are performed by the
ウェイト発生器7は、処理ユニット8で複数の受信信号G3が所定のビーム形状を持つように各受信信号G3に対するウェイトを生成し、これをウェイト信号G6として出力する。
The
処理ユニット8における第1処理ユニット8a及び第2処理ユニット8bは、同じ構成の振幅データ抽出部31(31a,31b,31c,31d)を4個含んでいる。この振幅データ抽出部31は、図3に示すように、DBF処理器33、利得補正器34、不要信号処理器35、目標検出処理器36を備える。
The
DBF処理器33には、分配器6を介して第1グループ受信信号G3_aや第2グループ受信信号G3_bが入力すると共にウェイト発生器7からウェイト信号G6が入力している。そこで、DBF処理器33は、DBF空中線5から分配器6を経て受信した第1グループ受信信号G3_aを構成するN個の受信信号G3に対して、仰角方向に所定ビームとなるように、ウェイト信号G6による重み付を行うことにより、ビームノーズ仰角が同じでビームの異なる信号(受信ビーム信号)を形成する。
The
利得補正器34は、DBF処理器33からの受信ビーム信号に対して空中線利得が所定値になるように補正する。
The
不要信号処理器35は、利得補正器34からの補正された受信ビーム信号に対して、干渉信号の抑圧、地面や海面からの反射信号等の不要信号の抑圧を行う(不要信号処理)。
The
ステップSA5,SA6: 目標検出処理器36は、合成処理、利得調整処理、不要信号処理が行われた受信ビーム信号から目標による信号を特定して、その振幅データG7を出力する。従って、第1処理ユニット8aから4個の振幅データ(以下、これらを第1振幅データと記載)が出力され、第2処理ユニット8bから4個の振幅データ(第2振幅データと記載)が出力される。第1振幅データをG7_a、第2振幅データをG7_bと記載する。
Steps SA5 and SA6: The
なお、図1においては、振幅データ抽出部31aから他の振幅データ抽出部31b〜31dに目標信号特定指令G5が出力されている。この目標信号特定指令G5は、4つの振幅データ抽出部31a〜31dが、同一目標からの受信信号G3を検出して、検出した受信信号G3による振幅データG7が出力されるように、目標同一性を確保するための指令である。即ち、振幅データ抽出部31aが検出した信号と同じ距離の信号を同一目標からの受信信号として他の振幅データ抽出部31b〜31dが検出するように目標信号特定指令G5が出力されている。4つの振幅データ抽出部31が同じ目標からの受信信号G3の振幅データを抽出すればよいので、目標信号特定指令G5は、振幅データ抽出部31a〜31dのいずれか1つの振幅データ抽出部が他の振幅データ抽出部に出力すればよい。
In FIG. 1, the target signal specifying command G5 is output from the amplitude
目標検出処理器36は、不要信号処理された信号と予め設定された閾値との比較を行う。そして、閾値以上の信号は目標からの信号(目標信号)と判定し、その信号の振幅データG7を検出する。このとき、目標検出処理器36は、目標信号であることを示す目標信号特定指令G5を他の振幅データ抽出部31の目標検出処理器36に出力する。他の振幅データ抽出部31の目標検出処理器36は、目標信号の判断処理は行わずに、目標信号特定指令G5が示す同じビームノーズ仰角でビームの異なる信号を検出し、その振幅データG7を出力する。なお、目標信号であるか否かの判断は、目標信号特定指令G5を出力する目標検出処理器36が検出した振幅データの距離と同じ距離の振幅データを持つ受信信号G3を特定することにより行われる。従って、目標信号特定指令G5には振幅データの距離に関する情報が含まれている。
The
以上により、第1振幅データG7_a及び第2振幅データG7_bが、マルチパス測角処理器9に出力されることになる。第1振幅データG7_a及び第2振幅データG7_bは、それぞれ4個の振幅データG7を含むので、マルチパス測角処理器9には合計8個の振幅データG7が入力することになる。
Thus, the first amplitude data G7_a and the second amplitude data G7_b are output to the multipath
ステップSA8: マルチパス測角処理器9は、振幅データG7を用いて、目標で反射して直接到来してきた反射波(直接波)の仰角αを以下の原理に基づき算出する。なお、図13に示すように、目標で反射して到来してきた反射波には、上述の直接波の他に、海面等で反射されて到来した間接波が存在する。しかし、近辺に海面等の反射波を再度反射させる物体が存在しない場合も有り、かかる場合には直接波のみとなる。そこで、直接波と間接波とが存在する環境をマルチパス環境と記載し、直接波のみが存在する環境を非マルチパス環境と記載する。マルチパス測角処理器9は、マルチパス環境下で受信した信号であることを前提とする。この意味から、マルチパス測角処理器9で求めた仰角をマルチパス仰角と記載する。
Step SA8: The multipath
先ず、マルチパス環境下での受信信号G4の振幅値Σを、
Σ={S(α)+γ・S(β)・exp(j・φ)}・k
で定義する。以下、この式を基本式と呼ぶ。ここで各記号の意味は以下のとおりである。
α:直接波の仰角(ビームノーズからのずれ)
β:間接波の仰角(ビームノーズからのずれ)
γ:直接波に対する間接波の相対振幅比
φ:直接波に対する間接波の相対位相差
S(θ):仰角θにおける空中線利得
k:目標の距離に依存する値
j:虚数
First, the amplitude value Σ of the received signal G4 in a multipath environment is
Σ = {S (α) + γ · S (β) · exp (j · φ)} · k
Define in. Hereinafter, this formula is referred to as a basic formula. Here, the meaning of each symbol is as follows.
α: Elevation angle of direct wave (deviation from beam nose)
β: Elevation angle of indirect wave (deviation from beam nose)
γ: Relative amplitude ratio of indirect wave to direct wave φ: Relative phase difference of indirect wave to direct wave
S (θ): Antenna gain at elevation angle θ k: Value depending on target distance j: Imaginary number
第1処理ユニット8aから出力される第1グループ受信信号G3_aに含まれる受信信号G3の振幅値を、Σ1〜Σ4とすると、基本式から各受信信号G4の振幅値Σ1〜Σ4は、
Σ1={S1(α)+γ・S1(β)・exp(j・φ)}・k … (1)
Σ2={S2(α)+γ・S2(β)・exp(j・φ)}・k … (2)
Σ3={S3(α)+γ・S3(β)・exp(j・φ)}・k … (3)
Σ4={S4(α)+γ・S4(β)・exp(j・φ)}・k … (4)
となる。ここでS1〜S4は、ビームノーズの仰角が同じであるが、ビーム幅が異なるガウス関数で近似されるビームの空中線利得である。
The amplitude value of the received signal G3 included in the first group receive signals G3_a outputted from the
Σ 1 = {S 1 (α) + γ · S 1 (β) · exp (j · φ)} · k (1)
Σ 2 = {S 2 (α) + γ · S 2 (β) · exp (j · φ)} · k (2)
Σ 3 = {S 3 (α) + γ · S 3 (β) · exp (j · φ)} · k (3)
Σ 4 = {S 4 (α) + γ · S 4 (β) · exp (j · φ)} · k (4)
It becomes. Here, S 1 to S 4 are antenna gains of beams approximated by Gaussian functions with the same beam nose elevation angle but different beam widths.
図13に示したように、レーダ装置受信される反射波には直接波と間接波とがある。このような直接波と間接波との4つの受信信号G4に対応する受信ビームの空中線利得S1〜S4は、図4の模式図のように示すことができる。 As shown in FIG. 13, the reflected waves received by the radar device include direct waves and indirect waves. The antenna gains S 1 to S 4 of the reception beam corresponding to the four reception signals G4 of the direct wave and the indirect wave can be shown as in the schematic diagram of FIG.
このときS1(θ)等のビームの空中線利得は、
S1(θ)=G・exp(-a1・θ2) … (5)
S2(θ)=G・exp(-a2・θ2) … (6)
S3(θ)=G・exp(-a3・θ2) … (7)
S4(θ)=G・exp(-a4・θ2) … (8)
と書ける。ここで、Gはビームの利得を示す係数であり、4つのビームの空中線利得が同じ値になるように利得補正器34(図3を参照)が補正している。
At this time, the antenna gain of the beam such as S 1 (θ) is
S 1 (θ) = G · exp (−a 1 · θ 2 ) (5)
S 2 (θ) = G · exp (−a 2 · θ 2 ) (6)
S 3 (θ) = G · exp (−a 3 · θ 2 ) (7)
S 4 (θ) = G · exp (−a 4 · θ 2 ) (8)
Can be written. Here, G is a coefficient indicating the gain of the beam, and is corrected by the gain corrector 34 (see FIG. 3) so that the antenna gains of the four beams have the same value.
式(1)〜式(4)をγ・exp(j・φ)の項について解くと、
γ・exp(j・φ)={Σ1/k-S1(α)}/S1(β) … (9)
γ・exp(j・φ)={Σ2/k-S2(α)}/S2(β) … (10)
γ・exp(j・φ)={Σ3/k-S3(α)}/S3(β) … (11)
γ・exp(j・φ)={Σ4/k-S4(α)}/S4(β) … (12)
となる。
Solving Equation (1) to Equation (4) for the term γ · exp (j · φ)
γ · exp (j · φ) = {Σ 1 / k−S 1 (α)} / S 1 (β) (9)
γ · exp (j · φ) = {Σ 2 / k−S 2 (α)} / S 2 (β) (10)
γ · exp (j · φ) = {Σ 3 / k−S 3 (α)} / S 3 (β) (11)
γ · exp (j · φ) = {Σ 4 / k−S 4 (α)} / S 4 (β) (12)
It becomes.
そこで、式(9)と式(11)からγ・exp(j・φ)を除去して、
{Σ1/k-S1(α)}/S1(β)={Σ3/k-S3(α)}/S3(β) … (13)
を得る。
Therefore, γ · exp (j · φ) is removed from Equation (9) and Equation (11), and
{Σ 1 / k−S 1 (α)} / S 1 (β) = {Σ 3 / k−S 3 (α)} / S 3 (β) (13)
Get.
この式(13)を変形して、式(5)、式(7)を使うと下記の式(14)が得られる。
{Σ1/k-S1(α)}/{Σ3/k-S3(α)}
=S1(β)/S3(β)
=exp{-(a1-a3)β2} … (14)
When this equation (13) is modified and the equations (5) and (7) are used, the following equation (14) is obtained.
{Σ 1 / k-S 1 (α)} / {Σ 3 / k-S 3 (α)}
= S 1 (β) / S 3 (β)
= exp {-(a 1 -a 3 ) β 2 } (14)
同様にして、式(10)、式(12)および式(6)、式(8)より、下記の式(15)が得られる。
{Σ2/k-S2(α)}/{Σ4/k-S4(α)}
=S2(β)/S4(β)
=exp{-(a2-a4)β2} … (15)
Similarly, the following equation (15) is obtained from the equations (10), (12), (6), and (8).
{Σ 2 / k-S 2 (α)} / {Σ 4 / k-S 4 (α)}
= S 2 (β) / S 4 (β)
= exp {-(a 2 -a 4 ) β 2 } (15)
更に、式(10)、式(11)および式(6)、式(7)より、下記の式(16)が得られる。
{Σ2/k-S2(α)}/{Σ3/k-S3(α)}
=S2(β)/S3(β)
=exp{-(a2-a3)β2} … (16)
Furthermore, the following equation (16) is obtained from the equations (10), (11), (6), and (7).
{Σ 2 / k-S 2 (α)} / {Σ 3 / k-S 3 (α)}
= S 2 (β) / S 3 (β)
= exp {-(a 2 -a 3 ) β 2 } (16)
ここで、
a1-a3=a2-a4=a2-a3≠0 …(17)
の関係が成立するようにa1〜a4を決めると、
{Σ1/k-S1(α)}/{Σ3/k-S3(α)}
={Σ2/k-S2(α)}/{Σ4/k-S4(α)}
={Σ2/k-S2(α)}/{Σ3/k-S3(α)} … (18)
が得られる。
here,
a 1 -a 3 = a 2 -a 4 = a 2 -a 3 ≠ 0 (17)
When deciding a 1 ~a 4 so that relationship is established,
{Σ 1 / k-S 1 (α)} / {Σ 3 / k-S 3 (α)}
= {Σ 2 / k−S 2 (α)} / {Σ 4 / k−S 4 (α)}
= {Σ 2 / k−S 2 (α)} / {Σ 3 / k−S 3 (α)} (18)
Is obtained.
そして、式(18)よりkを消去すると、
(Σ1・Σ4-Σ2・Σ3)/(Σ4・S1(α)-Σ1・S4(α)-Σ3・S2(α)-Σ2・S3(α))
=(Σ2・Σ3-Σ2・Σ4)/(Σ3・S1(α)-Σ2・S3(α)-Σ4・S2(α)-Σ2・S4(α)) … (19)
となる。
And if k is deleted from equation (18),
(Σ 1・ Σ 4 -Σ 2・ Σ 3 ) / (Σ 4・ S 1 (α) -Σ 1・ S 4 (α) -Σ 3・ S 2 (α) -Σ 2・ S 3 (α) )
= (Σ 2・ Σ 3 -Σ 2・ Σ 4 ) / (Σ 3・ S 1 (α) -Σ 2・ S 3 (α) -Σ 4・ S 2 (α) -Σ 2・ S 4 (α ))… (19)
It becomes.
この式(19)を変形して整理すると、
A・S1(α)+B・S2(α)+C・S3(α)+D・S4(α)≡G・F(α)=0 … (20)
となる。ここで
A=Σ2・Σ3・Σ4-Σ2・Σ4 2 … (21)
B=-Σ1・Σ3・Σ4+Σ1・Σ4 2 … (22)
C=Σ2 2・Σ4-Σ1・Σ2・Σ4 … (23)
D=Σ1・Σ2・Σ3-Σ2 2・Σ3 … (24)
F(θ)=A・exp(-a1・θ2)+B・exp(-a2・θ2)+
C・exp(-a3・θ2)+D・exp(-a4・θ2) … (25)
である。
When this equation (19) is transformed and arranged,
A · S 1 (α) + B · S 2 (α) + C · S 3 (α) + D · S 4 (α) ≡G · F (α) = 0 (20)
It becomes. Where A = Σ 2 · Σ 3 · Σ 4 −Σ 2 · Σ 4 2 (21)
B = -Σ 1・ Σ 3・ Σ 4 + Σ 1・ Σ 4 2 (22)
C = Σ 2 2 · Σ 4 -Σ 1 · Σ 2 · Σ 4 (23)
D = Σ 1 · Σ 2 · Σ 3 −Σ 2 2 · Σ 3 (24)
F (θ) = A · exp (−a 1 · θ 2 ) + B · exp (−a 2 · θ 2 ) +
C · exp (−a 3 · θ 2 ) + D · exp (−a 4 · θ 2 ) (25)
It is.
A,B,C,Dは各ビームの受信信号G4の振幅値から計算される値である。a1、a2、a3、a4は設計により予め決める定数であり、直接波の仰角αは、式(25)に対してニュートン法などの数値解析の方法を用いることにより求めることが可能である。 A, B, C, and D are values calculated from the amplitude value of the reception signal G4 of each beam. a 1 , a 2 , a 3 , and a 4 are constants determined in advance by design, and the elevation angle α of the direct wave can be obtained by using a numerical analysis method such as Newton's method for Equation (25). It is.
式(25)により求めた直接波の仰角αはビームノーズからのずれの絶対値であり、仰角方向においてビームノーズの上側か下側かについては、未定のままである。従って、ビームノーズの上側か、下側か(図5を参照)の判定を行って、真の仰角を特定する必要がある。 The elevation angle α of the direct wave obtained by the equation (25) is an absolute value of the deviation from the beam nose, and it remains undecided as to whether it is above or below the beam nose in the elevation angle direction. Therefore, it is necessary to determine the true elevation angle by determining whether the beam nose is above or below (see FIG. 5).
そこで、直接波がビームノーズの上側か下側かを判定するために、ビームノーズの異なる4つの受信ビームをもう1組形成して、式(1)〜式(25)の同様の処理を行う。即ち、第1処理ユニット8aからの4つの振幅データG7_aに基づき式(1)〜式(25)に従って仰角(以下、第1仰角α1)を求めると共に、第2処理ユニット8bからの4つの振幅データG7_bに基づき式(1)〜式(25)に従って仰角(以下、第2仰角α2)を求める。
Therefore, in order to determine whether the direct wave is above or below the beam nose, another set of four reception beams having different beam noses is formed, and the same processing of equations (1) to (25) is performed. . That is, the elevation angle (hereinafter referred to as the first elevation angle α 1 ) is obtained according to the equations (1) to (25) based on the four amplitude data G7_a from the
いまビームノーズの仰角を第1ノーズ角φ1、第2ノーズ角φ2とする。このとき、ビームノーズの仰角φ1及びφ2、直接波の第1仰角α1及び第2仰角α2の関係は、図5に示すように3つのケースに場合分けすることができる。なお、φ1>φ2とする。 Now, the elevation angle of the beam nose is defined as a first nose angle φ 1 and a second nose angle φ 2 . At this time, the relationship between the elevation angles φ 1 and φ 2 of the beam nose and the first elevation angle α 1 and the second elevation angle α 2 of the direct wave can be divided into three cases as shown in FIG. Note that φ 1 > φ 2 .
図5(a)は、直接波の第1仰角α1及び第2仰角α2が第1ノーズ角φ1より大きい場合(ケース1)、図5(b)は、直接波の第1仰角α1及び第2仰角α2が第2ノーズ角φ2より小さい場合(ケース2)、図5(c)は、直接波の第1仰角α1及び第2仰角α2が第1ノーズ角φ1と第2ノーズ角φ2との間の場合(ケース3)を示している。 5A shows the case where the first elevation angle α 1 and the second elevation angle α 2 of the direct wave are larger than the first nose angle φ 1 (case 1), and FIG. 5B shows the first elevation angle α of the direct wave. When 1 and the second elevation angle α 2 are smaller than the second nose angle φ 2 (case 2), in FIG. 5C, the first elevation angle α 1 and the second elevation angle α 2 of the direct wave are the first nose angle φ 1. when shows (case 3) when between the second nose angle phi 2.
ケース1〜ケース3は、第1仰角に対する第2仰角の変化量と、第1ノーズ角φ1に対する第2ノーズ角φ2の変化量との大小関係により場合分けされる。但し、数式的には、これら第1仰角、第2仰角、第1ノーズ角、第2ノーズ角が正負の値を持つことを反映して、以下の式(26)〜式(28)で表現できる。
ケース1:φ1-φ2=α2-α1 … (26)
ケース2:φ1-φ2=α1-α2 … (27)
ケース3:φ1-φ2=α1+α2 … (28)
Case 1: φ 1 -φ 2 = α 2 -α 1 (26)
Case 2: φ 1 -φ 2 = α 1 -α 2 (27)
Case 3: φ 1 −φ 2 = α 1 + α 2 (28)
そこで、式(26)〜式(28)のいずれの関係式が成り立つかを判定することにより、直接波の仰角αが特定できる。即ち、直接波の仰角αを求めることができ、この仰角αがマルチパス仰角である。 Therefore, the elevation angle α of the direct wave can be specified by determining which relational expression of Expressions (26) to (28) holds. That is, the elevation angle α of the direct wave can be obtained, and this elevation angle α is a multipath elevation angle.
以上により、マルチパス測角処理器9は、第1振幅データと第2振幅データとを用いて、マルチパス環境下における仰角算出原理に従い、直接波の仰角を算出する。従って、本実施形態にかかる方法は、スキャンする必要がないため、スキャンを複数回行って得られる探知データに基づき仰角を求める方法に対して装置の小型化を図りながら短時間で、高精度な仰角測定が可能になる。
As described above, the multipath
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態を説明する。なお、第1実施形態と同一構成に関しては、同一符号を用い説明を適宜省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the same structure as 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted suitably using the same code | symbol.
マルチパス環境下での測角処理は、演算処理負荷が大きくなる可能性がある。しかし、一般的に、マルチパスは局所的に発生するため全領域に対してマルチパス環境下での測角処理を行う必要がない。即ち、海面等で反射された電波を受信しないときもある。そこで、本実施形態では、マルチパス環境下ではマルチパス測角処理を行い、マルチパスが存在しない非マルチパス環境下では通常の振幅比較測角処理を行うようにして、演算処理負荷の軽減を図る。 The angle measurement processing in a multipath environment may increase the calculation processing load. However, generally, since multipath occurs locally, it is not necessary to perform angle measurement processing in a multipath environment for the entire region. That is, there is a case where radio waves reflected by the sea surface or the like are not received. Therefore, in this embodiment, multipath angle measurement processing is performed in a multipath environment, and normal amplitude comparison angle measurement processing is performed in a non-multipath environment where no multipath exists, thereby reducing the processing load. Plan.
ここで、通常の振幅比較測角処理とは背景技術の欄で説明したような公知の振幅比較測角処理である。この振幅比較測角処理により得られる仰角を振幅比較仰角と記載する。 Here, the normal amplitude comparison angle measurement process is a known amplitude comparison angle measurement process as described in the background section. The elevation angle obtained by the amplitude comparison angle measurement process is referred to as an amplitude comparison elevation angle.
図7は、本実施形態にかかるレーダ装置2Bのブロック図である。本実施形態にかかるレーダ装置2Bは、図1に示したレーダ装置2Aに対して、振幅比較測角処理器11と選択器12とが追設されて、マルチパス環境であるか非マルチパス環境であるかに応じて測角処理を変えるようにしている。
FIG. 7 is a block diagram of the radar apparatus 2B according to the present embodiment. The radar apparatus 2B according to the present embodiment has a multipath environment or a non-multipath environment in which an amplitude comparison
図8は、レーダ装置2Bでの仰角の導出手順を示すフローチャートである。なお、図8のステップSB1〜ステップSB7は、図6におけるステップSA1〜ステップSA7と同じなので、説明を適宜省略する。 FIG. 8 is a flowchart showing a procedure for deriving an elevation angle in the radar apparatus 2B. Note that steps SB1 to SB7 in FIG. 8 are the same as steps SA1 to SA7 in FIG.
ステップSB8:受信信号がマルチパス環境下での信号であるとして、マルチパス測角処理器9により仰角を求める。
Step SB8: Assuming that the received signal is a signal under a multipath environment, the multipath
ステップSB9: 一方、ユーザがマルチパス環境下での信号でないと指示した場合には、ステップSB6からステップSB9に進む。そして、振幅比較測角処理器11は、第1、第2振幅データに基づき振幅比較仰角を算出する。
Step SB9: On the other hand, if the user indicates that the signal is not in a multipath environment, the process proceeds from step SB6 to step SB9. Then, the amplitude comparison
従って、ユーザがマルチパス環境であると指示した場合には、第1実施形態において説明したマルチパス測角処理器9でマルチパス仰角が求められ、非マルチパス環境であると指示した場合には、振幅比較測角処理器11で振幅比較仰角が求められる。そこで、選択器12は、ユーザ指示に従い、マルチパス測角処理器9からのマルチパス仰角又は振幅比較測角処理器11からの振幅比較仰角を出力する。
Therefore, when the user instructs the multipath environment, the
なお、上記説明では、振幅比較測角処理器11とマルチパス測角処理器9とは、マルチパス環境であるか否かにかかわらず並列動作している場合について説明したが、トグル動作しても良い。即ち、マルチパス環境の場合にはマルチパス測角処理器9が動作し、非マルチパス環境の場合には振幅比較測角処理器11が動作すれば良い。
In the above description, the amplitude comparison
これにより、マルチパス環境下での測角処理負荷が大きくなっても、ハードウェア規模の増大を抑制しながらマルチパス環境内で直接波の仰角特定を行えるようになる。 As a result, even if the angle measurement processing load in the multipath environment increases, the elevation angle of the direct wave can be specified in the multipath environment while suppressing an increase in the hardware scale.
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態を説明する。なお、上述した各実施形態と同一構成に関しては、同一符号を用い説明を適宜省略する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In addition, about the same structure as each embodiment mentioned above, description is abbreviate | omitted suitably using the same code | symbol.
図9は、本実施形態にかかるレーダ装置2Cのブロック図である。これまで説明した各実施形態におけるレーダ装置の処理ユニット8は、第1処理ユニット8aと第2処理ユニットとを備えていた。これに対し、本実施形態では、処理ユニット8に記憶部8cを設け、第2処理ユニットを省略した構成とした。
FIG. 9 is a block diagram of the radar apparatus 2C according to the present embodiment. The
このような構成のレーダ装置2Cにおける処理手順を図10に示す。なお、図10においてステップSC1〜ステップSC3、ステップSC5〜SC8、ステップSC10〜ステップSC14は、図8に示すステップSB1〜ステップSB7と同じなので、説明を適宜省略する。即ち、本実施形態にかかる仰角を算出する処理手順としては、ステップSC4及びステップSC9がこれまでの処理と相違する。 A processing procedure in the radar apparatus 2C having such a configuration is shown in FIG. In FIG. 10, Steps SC1 to SC3, Steps SC5 to SC8, Steps SC10 to SC14 are the same as Steps SB1 to SB7 shown in FIG. That is, as a processing procedure for calculating the elevation angle according to the present embodiment, Step SC4 and Step SC9 are different from the processing so far.
ステップSC4: 即ち、これまでの実施形態においては、第1マルチパス仰角と第2マルチパス仰角とは並列処理により算出したが、本実施形態では第1マルチパス仰角と第2マルチパス仰角とは逐次処理により算出する。そこで、第1マルチパス仰角の算出が終了するまで、第2マルチパス仰角算出用の第2グループ受信信号G3_bは、記憶部8cに一時記憶される。
Step SC4: That is, in the embodiments so far, the first multipath elevation angle and the second multipath elevation angle are calculated by parallel processing, but in this embodiment, the first multipath elevation angle and the second multipath elevation angle are Calculate by sequential processing. Therefore, the second group received signal G3_b for calculating the second multipath elevation angle is temporarily stored in the
ステップSC9: そして、第1グループ受信信号G3_aに基づき第1振幅データG7_aG7_aが検出されて、マルチパス測角処理器9に出力されると、記憶部8cに記憶されている第2グループ受信信号G3_bが、分配器6を介して第1処理ユニット8aに出力される。なお、この間に、マルチパス測角処理器9は、第1振幅データG7_aG7_aを用いて第1マルチパス仰角を算出する。
Step SC9: Then, when the first amplitude data G7_aG7_a is detected based on the first group received signal G3_a and outputted to the multipath
そして、第1処理ユニット8aは、入力してきた第2グループ受信信号G3_bに基づき第2振幅データG7_bを検出し、マルチパス測角処理器9は、第2振幅データG7_bを用いて第2マルチパス仰角を算出する。
The
これにより、第1マルチパス仰角及び第2マルチパス仰角が揃うので、マルチパス測角処理器9は第1ノーズ角及び第2ノーズ角との関係からマルチパス仰角を特定して導出する。
Thereby, since the first multipath elevation angle and the second multipath elevation angle are aligned, the multipath
以上により、第2処理ユニットに代えて記憶部を設けることで、マルチパス仰角を算出することが可能になり、レーダ装置の小型化が可能になる。 As described above, by providing the storage unit instead of the second processing unit, the multipath elevation angle can be calculated, and the radar apparatus can be downsized.
<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態を説明する。なお、上述した各実施形態と同一構成に関しては、同一符号を用い説明を適宜省略する。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In addition, about the same structure as each embodiment mentioned above, description is abbreviate | omitted suitably using the same code | symbol.
第2実施形態及び第3実施形態では、マルチパス環境であるか否かについては、ユーザが指示した。これに対し、本実施形態では、マルチパス環境であるか否かを自動的に判断するようにした。 In the second embodiment and the third embodiment, the user has instructed whether or not it is a multipath environment. In contrast, in the present embodiment, it is automatically determined whether or not a multipath environment is set.
図11は、本実施形態にかかるレーダ装置2Dのブロック図である。同図に示すように、レーダ装置2Dには、図9に示すレーダ装置2Cに対して、追尾処理器14及びマルチパス測角処理制御器15が追設されている。
FIG. 11 is a block diagram of the radar apparatus 2D according to the present embodiment. As shown in the figure, the radar device 2D is additionally provided with a tracking
図12は、かかるレーダ装置2Dの処理手順を示す図である。なお、図12においてステップSD1〜ステップSD3、ステップSD5〜SD8、ステップSD11〜ステップSD17は、図8に示すステップSB1〜ステップSB8と同じなので、説明を適宜省略する。即ち、本実施形態にかかる仰角を算出する処理手順としては、ステップSD4、ステップSD9、ステップSD10がこれまでの処理と相違する。 FIG. 12 is a diagram showing a processing procedure of the radar apparatus 2D. In FIG. 12, steps SD1 to SD3, steps SD5 to SD8, and steps SD11 to SD17 are the same as steps SB1 to SB8 shown in FIG. That is, as a processing procedure for calculating the elevation angle according to the present embodiment, step SD4, step SD9, and step SD10 are different from the processing so far.
一般に目標の追尾処理においては、目標の仰角から高度を算出し、算出した高度の平滑化して当該目標の高度とすることがある。しかし、マルチパスが存在すると、目標の高度は、平滑化の前後で大きく変動する。そこで、本実施形態では、平滑化処理の前後で高度の変化量に応じて、マルチパス環境か非マルチパス環境かを判断する。 Generally, in the target tracking process, the altitude is calculated from the elevation angle of the target, and the calculated altitude is smoothed to obtain the target altitude. However, if multipath exists, the target altitude varies greatly before and after smoothing. Therefore, in the present embodiment, whether the environment is a multipath environment or a non-multipath environment is determined according to the amount of change in altitude before and after the smoothing process.
ステップSD4: DBF空中線5からの受信信号G3は、第1処理ユニット8aに入力すると共に、ビームノーズの異なるビームの受信信号が記憶部8cで一時記憶される。そして、第1処理ユニット8aは、受信信号から振幅データG7を検出し、この振幅データG7を用いて振幅比較測角処理器11が公知の仰角算出方法により振幅比較仰角を算出する(ステップSD5〜ステップSD8)。
Step SD4: The reception signal G3 from the
ステップSD9: 追尾処理器14は、振幅比較測角処理器11からの振幅比較仰角を用いて目標の高度を算出して、マルチパス測角処理制御器15に出力する。マルチパス測角処理制御器15は、高度の平滑化処理を行う。以下、平滑化処理前の高度を平滑化前高度、平滑化処理後の高度を平滑化後高度と記載する。
Step SD9: The tracking
ステップSD10: マルチパス測角処理制御器15は、平滑化処理高度を求めると、平滑化前高度との変化量が予め設定した閾値より大きいか否かを判断する。変化量が閾値より大きい場合には、マルチパス環境下であるためマルチパスの影響により高度精度が低下していると判断し、変化量が閾値より小さい場合には非マルチパス環境下であると判断する。
Step SD10: When the multipath angle
マルチパス測角処理制御器15は、変化量が閾値より小さい場合には選択器12に振幅比較測角処理器11からの振幅比較仰角が出力されるように指示する。
The multipath
一方、マルチパス測角処理制御器15は、ウェイト発生器7を介して記憶部8cに記憶されている第2グループ受信信号を第1処理ユニット8aに出力させる。これにより、第1処理ユニット8aは、第2グループ受信信号G3_bに基づき第2振幅データを検出する。マルチパス測角処理器9は、第1振幅データ及び第2振幅データを用いて仰角算出原理に従いマルチパス仰角を算出して選択器12に出力する(ステップSD11〜ステップSD15)。
On the other hand, the multipath angle
選択器12は、マルチパス仰角を出力するようにマルチパス測角処理制御器15からを受信している。従って、選択器12は、マルチパス測角処理器9からのマルチパス仰角を出力する(ステップSD16、ステップSD17)。
The
以上により、マルチパス領域か否かの判断が自動的に行え、かつ、その判断結果に応じて仰角算出方法を変えるため、ハードウェアの増大を抑えながら、適切な仰角算出方法が選択できるようになり、仰角算出負荷が軽減すると共に、高度精度が向上する。 As described above, it is possible to automatically determine whether or not it is a multipath area, and to change the elevation angle calculation method according to the determination result, so that an appropriate elevation angle calculation method can be selected while suppressing an increase in hardware. Thus, the elevation angle calculation load is reduced and altitude accuracy is improved.
上記実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
<付記1>
目標を検出するレーダ装置であって、
目標で反射されて到来した異なる仰角方位で同じ方向のビームを受信し、該ビームのビームノーズ角が第1ノーズ角及び該第1ノーズ角と異なる第2ノーズ角の受信信号を出力し、かつ、その際に前記第1ノーズ角のビームによる複数の受信信号を第1グループ受信信号、前記第2ノーズ角のビームによる複数の受信信号を第2グループ受信信号として出力するDBF空中線と、
前記第1グループ受信信号に含まれる前記受信信号に基づき同一目標からの前記到来波による信号の振幅データを第1振幅データとして出力すると共に、前記第2グループ受信信号に含まれる前記受信信号に基づき同一目標からの前記到来波による信号の振幅データを第2振幅データとして検出して出力する処理ユニットと、
前記第1振幅データに基づき前記目標の仰角を第1仰角として算出すると共に、前記第2振幅データに基づき当該目標の仰角を第2仰角として算出して、前記第1ノーズ角と前記第2ノーズ角との変化量と、前記第1仰角と第2仰角との変化量との比較を行って、当該比較結果に応じて前記第1仰角と第2仰角とのいずれか一方を前記目標の仰角と決定するマルチパス測角処理器と、を備えることを特徴とするレーダ装置。
<付記2>
付記1に記載のレーダ装置であって、
前記処理ユニットは、
前記第1グループ受信信号に含まれる前記受信信号から前記第1振幅データを検出する第1処理ユニットと、
前記第1処理ユニットと同じ構成で、かつ、前記第2グループ受信信号に含まれる前記受信信号から前記第2振幅データを検出する第2処理ユニットと、を備えることを特徴とするレーダ装置。
<付記3>
付記1に記載のレーダ装置であって、
前記処理ユニットは、
前記第2グループ受信信号を一時記憶する記憶部と、
前記DBF空中線からの前記第1グループ受信信号を受信して、当該第1グループ受信信号から前記第1振幅データを検出すると共に、前記記憶部に記憶されている前記第2グループ受信信号を取込んで、当該第2グループ受信信号から前記第2振幅データを検出する第1処理ユニットと、を備えることを特徴とするレーダ装置。
<付記4>
付記3に記載のレーダ装置であって、
前記第1処理ユニットは、4つの振幅データ検出部を含み、かつ、そのうちの1つの前記振幅データ検出部が、前記目標からの前記到来波による信号を特定する目標信号特定指令を他の前記振幅データ検出部に出力して、前記第1振幅データ及び第2振幅データを検出することを特徴とするレーダ装置。
<付記5>
付記2に記載のレーダ装置であって、
前記第2処理ユニットは、4つの振幅データ検出部を含み、かつ、そのうちの1つの前記振幅データ検出部が、前記目標からの前記到来波による信号を特定する目標信号特定指令を他の前記振幅データ検出部に出力して、前記第1振幅データ及び第2振幅データを検出することを特徴とするレーダ装置。
<付記6>
付記1乃至5のいずれか1項に記載のレーダ装置であって、
前記DBF空中線が受波した前記到来波が前記目標から直接到来したとして、前記処理ユニットからの前記振幅データに基づき前記目標の仰角を算出する振幅比較測角処理器と、
前記マルチパス測角処理器から出力される前記仰角と、前記振幅比較測角処理器から出力される前記仰角とのいずれか一方を選択して出力する選択器と、を備えることを特徴とするレーダ装置。
<付記7>
付記6に記載のレーダ装置であって、
前記振幅比較測角処理器からの前記仰角を取込んで前記目標の高度を算出する追尾処理器と、
前記追尾処理器により算出された前記高度を平滑化し、当該平滑化前後の変化量が予め設定された閾値より大きい場合にはマルチパスが存在すると判断して前記マルチパス測角処理器からの前記仰角が出力されるように前記選択器に指示し、該平滑化前後の変化量が前記閾値より小さい場合には前記到来波にマルチパスが存在しないと判断して前記振幅比較測角処理器からの前記仰角が出力されるように前記選択器に指示するマルチパス測角処理制御器と、を備えることを特徴とするレーダ装置。
<付記8>
目標を検出する飛翔体仰角算出方法であって、
目標で反射されて到来した異なる仰角方位で同じ方向のビームを受信し、該ビームのビームノーズ角が第1ノーズ角及び該第1ノーズ角と異なる第2ノーズ角の受信信号を出力し、かつ、その際に前記第1ノーズ角のビームによる複数の受信信号を第1グループ受信信号、前記第2ノーズ角のビームによる複数の受信信号を第2グループ受信信号として出力する送受信手順と、
前記第1グループ受信信号に含まれる前記受信信号に基づき同一目標からの前記到来波による信号の振幅データを第1振幅データとして出力すると共に、前記第2グループ受信信号に含まれる前記受信信号に基づき同一目標からの前記到来波による信号の振幅データを第2振幅データとして検出して出力する振幅データ検出手順と、
前記第1振幅データに基づき前記目標の仰角を第1仰角として算出すると共に、前記第2振幅データに基づき当該目標の仰角を第2仰角として算出して、前記第1ノーズ角と前記第2ノーズ角との変化量と、前記第1仰角と第2仰角との変化量との比較を行って、当該比較結果に応じて前記第1仰角と第2仰角とのいずれか一方を前記目標の仰角と決定するマルチパス測角手順と、を含むことを特徴とする飛翔体仰角算出方法。
<付記9>
付記8に記載の飛翔体仰角算出方法であって、
前記振幅データ検出手順は、
前記第1グループ受信信号に含まれる前記受信信号から前記第1振幅データを検出する第1振幅データ検出手順と、
前記第1振幅データ検出手順と同じ手順で、かつ、前記第2グループ受信信号に含まれる前記受信信号から前記第2振幅データを検出する第2振幅データ検出手順と、を含むことを特徴とする飛翔体仰角算出方法。
<付記10>
付記8に記載の飛翔体仰角算出方法であって、
前記振幅データ検出手順は、
前記第2グループ受信信号を一時記憶する記憶手順と、
前記送受信手順からの前記第1グループ受信信号を受信して、当該第1グループ受信信号から前記第1振幅データを検出すると共に、前記記憶手順に記憶されている前記第2グループ受信信号を取込んで、当該第2グループ受信信号から前記第2振幅データを検出する第1振幅データ検出手順と、を含むことを特徴とする飛翔体仰角算出方法。
<付記11>
付記8乃至10のいずれか1項に記載の飛翔体仰角算出方法であって、
前記送受信手順が受波した前記到来波が前記目標から直接到来したとして、前記振幅データ検出手順からの前記振幅データに基づき前記目標の仰角を算出する振幅比較測角手順と、
前記マルチパス測角手順から出力される前記仰角と、前記振幅比較測角手順から出力される前記仰角とのいずれか一方を選択して出力する選択手順と、を含むことを特徴とする飛翔体仰角算出方法。
<付記12>
付記11に記載の飛翔体仰角算出方法であって、
前記振幅比較測角手順からの前記仰角を取込んで前記目標の高度を算出する追尾処理手順と、
前記追尾処理手順により算出された前記高度を平滑化し、当該平滑化前後の変化量が予め設定された閾値より大きい場合にはマルチパスが存在すると判断して前記マルチパス測角手順からの前記仰角が出力されるように前記選択手順に指示し、該平滑化前後の変化量が前記閾値より小さい場合には前記到来波にマルチパスが存在しないと判断して前記振幅比較測角手順からの前記仰角が出力されるように前記選択手順に指示するマルチパス測角処理制御手順と、を含むことを特徴とする飛翔体仰角算出方法。
A part or all of the above embodiment can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.
<
A radar device for detecting a target,
Receiving a beam in the same direction with different elevation azimuths reflected by the target, outputting a received signal having a beam nose angle of the beam different from the first nose angle and the first nose angle; and A DBF antenna that outputs a plurality of received signals by the first nose angle beam as a first group received signal and a plurality of received signals by the second nose angle beam as a second group received signal,
Based on the received signal included in the first group received signal, the amplitude data of the signal based on the incoming wave from the same target is output as first amplitude data, and based on the received signal included in the second group received signal A processing unit for detecting and outputting the amplitude data of the signal of the incoming wave from the same target as the second amplitude data;
The target elevation angle is calculated as a first elevation angle based on the first amplitude data, and the target elevation angle is calculated as a second elevation angle based on the second amplitude data, so that the first nose angle and the second nose angle are calculated. A change amount with respect to an angle and a change amount between the first elevation angle and the second elevation angle are compared, and one of the first elevation angle and the second elevation angle is set to the target elevation angle according to the comparison result. And a multipath angle measuring processor for determining the radar device.
<
The radar apparatus according to
The processing unit is
A first processing unit for detecting the first amplitude data from the received signal included in the first group received signal;
A radar apparatus comprising: a second processing unit that has the same configuration as the first processing unit and detects the second amplitude data from the received signal included in the second group received signal.
<
The radar apparatus according to
The processing unit is
A storage unit for temporarily storing the second group received signal;
The first group received signal from the DBF antenna is received, the first amplitude data is detected from the first group received signal, and the second group received signal stored in the storage unit is captured. A radar apparatus comprising: a first processing unit that detects the second amplitude data from the second group received signal.
<
The radar apparatus according to
The first processing unit includes four amplitude data detection units, and one of the amplitude data detection units outputs a target signal specifying command for specifying a signal based on the incoming wave from the target to the other amplitudes. A radar apparatus that outputs to a data detection unit and detects the first amplitude data and the second amplitude data.
<
The radar apparatus according to
The second processing unit includes four amplitude data detection units, and one of the amplitude data detection units outputs a target signal specifying command for specifying a signal based on the incoming wave from the target to the other amplitudes. A radar apparatus that outputs to a data detection unit and detects the first amplitude data and the second amplitude data.
<
The radar apparatus according to any one of
An amplitude comparison angle measurement processor that calculates the elevation angle of the target based on the amplitude data from the processing unit, assuming that the incoming wave received by the DBF antenna has arrived directly from the target;
A selector that selects and outputs either the elevation angle output from the multipath angle measurement processor or the elevation angle output from the amplitude comparison angle measurement processor; Radar device.
<
The radar apparatus according to
A tracking processor that takes the elevation angle from the amplitude comparison angle measurement processor and calculates the altitude of the target;
The altitude calculated by the tracking processor is smoothed, and when the amount of change before and after the smoothing is greater than a preset threshold, it is determined that multipath exists and the multipath angle measuring processor The selector is instructed to output an elevation angle, and when the amount of change before and after the smoothing is smaller than the threshold, it is determined that there is no multipath in the incoming wave, and the amplitude comparison angle measurement processor And a multipath angle measurement controller that instructs the selector to output the elevation angle.
<
A flying object elevation angle calculation method for detecting a target,
Receiving a beam in the same direction with different elevation azimuths reflected by the target, outputting a received signal having a beam nose angle of the beam different from the first nose angle and the first nose angle; and A transmission / reception procedure for outputting a plurality of reception signals based on the first nose angle beam as a first group reception signal and a plurality of reception signals based on the second nose angle beam as a second group reception signal.
Based on the received signal included in the first group received signal, the amplitude data of the signal based on the incoming wave from the same target is output as first amplitude data, and based on the received signal included in the second group received signal An amplitude data detection procedure for detecting and outputting the amplitude data of the signal from the same wave from the same target as the second amplitude data;
The target elevation angle is calculated as a first elevation angle based on the first amplitude data, and the target elevation angle is calculated as a second elevation angle based on the second amplitude data, so that the first nose angle and the second nose angle are calculated. A change amount with respect to an angle and a change amount between the first elevation angle and the second elevation angle are compared, and one of the first elevation angle and the second elevation angle is set to the target elevation angle according to the comparison result. And a multi-pass angle measuring procedure for determining the flying object elevation angle.
<
The flying object elevation angle calculating method according to
The amplitude data detection procedure includes:
A first amplitude data detection procedure for detecting the first amplitude data from the received signal included in the first group received signal;
And a second amplitude data detection procedure for detecting the second amplitude data from the received signal included in the second group received signal in the same procedure as the first amplitude data detecting procedure. The flying object elevation angle calculation method.
<
The flying object elevation angle calculating method according to
The amplitude data detection procedure includes:
A storage procedure for temporarily storing the second group received signal;
The first group reception signal from the transmission / reception procedure is received, the first amplitude data is detected from the first group reception signal, and the second group reception signal stored in the storage procedure is captured. And a first amplitude data detection procedure for detecting the second amplitude data from the second group received signal.
<
The flying object elevation angle calculation method according to any one of
An amplitude comparison angle measurement procedure for calculating an elevation angle of the target based on the amplitude data from the amplitude data detection procedure, assuming that the incoming wave received by the transmission / reception procedure has directly arrived from the target;
A flying object comprising: a selection procedure for selecting and outputting either the elevation angle output from the multipath angle measurement procedure or the elevation angle output from the amplitude comparison angle measurement procedure Elevation angle calculation method.
<
A flying object elevation angle calculating method according to
A tracking process procedure for calculating the target altitude by taking the elevation angle from the amplitude comparison angle measurement procedure;
When the altitude calculated by the tracking processing procedure is smoothed and the amount of change before and after the smoothing is larger than a preset threshold, it is determined that multipath exists and the elevation angle from the multipath angle measurement procedure is determined. Is output, and when the amount of change before and after smoothing is smaller than the threshold, it is determined that there is no multipath in the incoming wave, and the amplitude comparison angle measurement procedure A flying object elevation angle calculation method comprising: a multipath angle measurement processing control procedure for instructing the selection procedure to output an elevation angle.
2A〜2D レーダ装置
3 ビーム制御器
4 励振信号発生器
5 DBF空中線
6 分配器
7 ウェイト発生器
8 処理ユニット
8a 第1処理ユニット
8b 第2処理ユニット
8c 記憶部
9 マルチパス測角処理器
11 振幅比較測角処理器
12 選択器
14 追尾処理器
15 マルチパス測角処理制御器
20(20a〜20n) アンテナユニット
21 素子アンテナ
22 送受信切替器
23 低雑音増幅器
24 A/D変換器
25 電力増幅器
26 位相制御器
31(31a〜31d) 振幅データ抽出部
33 DBF処理器
34 利得補正器
35 不要信号処理器
36 目標検出処理器
2A to
Claims (12)
目標で反射されて到来した異なる仰角方位で同じ方向のビームを受信し、該ビームのビームノーズ角が第1ノーズ角及び該第1ノーズ角と異なる第2ノーズ角の受信信号を出力し、かつ、その際に前記第1ノーズ角のビームによる複数の受信信号を第1グループ受信信号、前記第2ノーズ角のビームによる複数の受信信号を第2グループ受信信号として出力するDBF空中線と、
前記第1グループ受信信号に含まれる前記受信信号に基づき同一目標からの前記到来波による信号の振幅データを第1振幅データとして出力すると共に、前記第2グループ受信信号に含まれる前記受信信号に基づき同一目標からの前記到来波による信号の振幅データを第2振幅データとして検出して出力する処理ユニットと、
前記第1振幅データに基づき前記目標の仰角を第1仰角として算出すると共に、前記第2振幅データに基づき当該目標の仰角を第2仰角として算出して、前記第1ノーズ角と前記第2ノーズ角との変化量と、前記第1仰角と第2仰角との変化量との比較を行って、当該比較結果に応じて前記第1仰角と第2仰角とのいずれか一方を前記目標の仰角と決定するマルチパス測角処理器と、を備えることを特徴とするレーダ装置。 A radar device for detecting a target,
Receiving a beam in the same direction with different elevation azimuths reflected by the target, outputting a received signal having a beam nose angle of the beam different from the first nose angle and the first nose angle; and A DBF antenna that outputs a plurality of received signals by the first nose angle beam as a first group received signal and a plurality of received signals by the second nose angle beam as a second group received signal,
Based on the received signal included in the first group received signal, the amplitude data of the signal based on the incoming wave from the same target is output as first amplitude data, and based on the received signal included in the second group received signal A processing unit for detecting and outputting the amplitude data of the signal of the incoming wave from the same target as the second amplitude data;
The target elevation angle is calculated as a first elevation angle based on the first amplitude data, and the target elevation angle is calculated as a second elevation angle based on the second amplitude data, so that the first nose angle and the second nose angle are calculated. A change amount with respect to an angle and a change amount between the first elevation angle and the second elevation angle are compared, and one of the first elevation angle and the second elevation angle is set to the target elevation angle according to the comparison result. And a multipath angle measuring processor for determining the radar device.
前記処理ユニットは、
前記第1グループ受信信号に含まれる前記受信信号から前記第1振幅データを検出する第1処理ユニットと、
前記第1処理ユニットと同じ構成で、かつ、前記第2グループ受信信号に含まれる前記受信信号から前記第2振幅データを検出する第2処理ユニットと、を備えることを特徴とするレーダ装置。 The radar apparatus according to claim 1,
The processing unit is
A first processing unit for detecting the first amplitude data from the received signal included in the first group received signal;
A radar apparatus comprising: a second processing unit that has the same configuration as the first processing unit and detects the second amplitude data from the received signal included in the second group received signal.
前記処理ユニットは、
前記第2グループ受信信号を一時記憶する記憶部と、
前記DBF空中線からの前記第1グループ受信信号を受信して、当該第1グループ受信信号から前記第1振幅データを検出すると共に、前記記憶部に記憶されている前記第2グループ受信信号を取込んで、当該第2グループ受信信号から前記第2振幅データを検出する第1処理ユニットと、を備えることを特徴とするレーダ装置。 The radar apparatus according to claim 1,
The processing unit is
A storage unit for temporarily storing the second group received signal;
The first group received signal from the DBF antenna is received, the first amplitude data is detected from the first group received signal, and the second group received signal stored in the storage unit is captured. A radar apparatus comprising: a first processing unit that detects the second amplitude data from the second group received signal.
前記第1処理ユニットは、4つの振幅データ検出部を含み、かつ、そのうちの1つの前記振幅データ検出部が、前記目標からの前記到来波による信号を特定する目標信号特定指令を他の前記振幅データ検出部に出力して、前記第1振幅データ及び第2振幅データを検出することを特徴とするレーダ装置。 The radar apparatus according to claim 3,
The first processing unit includes four amplitude data detection units, and one of the amplitude data detection units outputs a target signal specifying command for specifying a signal based on the incoming wave from the target to the other amplitudes. A radar apparatus that outputs to a data detection unit and detects the first amplitude data and the second amplitude data.
前記第2処理ユニットは、4つの振幅データ検出部を含み、かつ、そのうちの1つの前記振幅データ検出部が、前記目標からの前記到来波による信号を特定する目標信号特定指令を他の前記振幅データ検出部に出力して、前記第1振幅データ及び第2振幅データを検出することを特徴とするレーダ装置。 The radar apparatus according to claim 2,
The second processing unit includes four amplitude data detection units, and one of the amplitude data detection units outputs a target signal specifying command for specifying a signal based on the incoming wave from the target to the other amplitudes. A radar apparatus that outputs to a data detection unit and detects the first amplitude data and the second amplitude data.
前記DBF空中線が受波した前記到来波が前記目標から直接到来したとして、前記処理ユニットからの前記振幅データに基づき前記目標の仰角を算出するモノパス測角処理器と、
前記マルチパス測角処理器から出力される前記仰角と、前記モノパス測角処理器から出力される前記仰角とのいずれか一方を選択して出力する選択器と、を備えることを特徴とするレーダ装置。 A radar apparatus according to any one of claims 1 to 5,
A monopath angle measurement processor that calculates the elevation angle of the target based on the amplitude data from the processing unit, assuming that the incoming wave received by the DBF antenna directly arrives from the target;
A radar comprising: a selector that selects and outputs either the elevation angle output from the multipath angle measurement processor or the elevation angle output from the monopath angle measurement processor. apparatus.
前記モノパス測角処理器からの前記仰角を取込んで前記目標の高度を算出する追尾処理器と、
前記追尾処理器により算出された前記高度を平滑化し、当該平滑化前後の変化量が予め設定された閾値より大きい場合にはマルチパスが存在すると判断して前記マルチパス測角処理器からの前記仰角が出力されるように前記選択器に指示し、該平滑化前後の変化量が前記閾値より小さい場合には前記到来波にマルチパスが存在しないと判断して前記モノパス測角処理器からの前記仰角が出力されるように前記選択器に指示するマルチパス測角処理制御器と、を備えることを特徴とするレーダ装置。 The radar apparatus according to claim 6, wherein
A tracking processor that takes the elevation angle from the monopath angle processor and calculates the target altitude;
The altitude calculated by the tracking processor is smoothed, and when the amount of change before and after the smoothing is greater than a preset threshold, it is determined that multipath exists and the multipath angle measuring processor The selector is instructed to output an elevation angle, and when the amount of change before and after the smoothing is smaller than the threshold, it is determined that there is no multipath in the incoming wave, and the monopath angle measurement processor A radar apparatus comprising: a multipath angle measurement processing controller that instructs the selector to output the elevation angle.
目標で反射されて到来した異なる仰角方位で同じ方向のビームを受信し、該ビームのビームノーズ角が第1ノーズ角及び該第1ノーズ角と異なる第2ノーズ角の受信信号を出力し、かつ、その際に前記第1ノーズ角のビームによる複数の受信信号を第1グループ受信信号、前記第2ノーズ角のビームによる複数の受信信号を第2グループ受信信号として出力する送受信手順と、
前記第1グループ受信信号に含まれる前記受信信号に基づき同一目標からの前記到来波による信号の振幅データを第1振幅データとして出力すると共に、前記第2グループ受信信号に含まれる前記受信信号に基づき同一目標からの前記到来波による信号の振幅データを第2振幅データとして検出して出力する振幅データ検出手順と、
前記第1振幅データに基づき前記目標の仰角を第1仰角として算出すると共に、前記第2振幅データに基づき当該目標の仰角を第2仰角として算出して、前記第1ノーズ角と前記第2ノーズ角との変化量と、前記第1仰角と第2仰角との変化量との比較を行って、当該比較結果に応じて前記第1仰角と第2仰角とのいずれか一方を前記目標の仰角と決定するマルチパス測角手順と、を含むことを特徴とする飛翔体仰角算出方法。 A flying object elevation angle calculation method for detecting a target,
Receiving a beam in the same direction with different elevation azimuths reflected by the target, outputting a received signal having a beam nose angle of the beam different from the first nose angle and the first nose angle; and A transmission / reception procedure for outputting a plurality of reception signals based on the first nose angle beam as a first group reception signal and a plurality of reception signals based on the second nose angle beam as a second group reception signal.
Based on the received signal included in the first group received signal, the amplitude data of the signal based on the incoming wave from the same target is output as first amplitude data, and based on the received signal included in the second group received signal An amplitude data detection procedure for detecting and outputting the amplitude data of the signal from the same wave from the same target as the second amplitude data;
The target elevation angle is calculated as a first elevation angle based on the first amplitude data, and the target elevation angle is calculated as a second elevation angle based on the second amplitude data, so that the first nose angle and the second nose angle are calculated. A change amount with respect to an angle and a change amount between the first elevation angle and the second elevation angle are compared, and one of the first elevation angle and the second elevation angle is set to the target elevation angle according to the comparison result. And a multi-pass angle measuring procedure for determining the flying object elevation angle.
前記振幅データ検出手順は、
前記第1グループ受信信号に含まれる前記受信信号から前記第1振幅データを検出する第1振幅データ検出手順と、
前記第1振幅データ検出手順と同じ手順で、かつ、前記第2グループ受信信号に含まれる前記受信信号から前記第2振幅データを検出する第2振幅データ検出手順と、を含むことを特徴とする飛翔体仰角算出方法。 The flying object elevation angle calculation method according to claim 8,
The amplitude data detection procedure includes:
A first amplitude data detection procedure for detecting the first amplitude data from the received signal included in the first group received signal;
And a second amplitude data detection procedure for detecting the second amplitude data from the received signal included in the second group received signal in the same procedure as the first amplitude data detecting procedure. The flying object elevation angle calculation method.
前記振幅データ検出手順は、
前記第2グループ受信信号を一時記憶する記憶手順と、
前記送受信手順からの前記第1グループ受信信号を受信して、当該第1グループ受信信号から前記第1振幅データを検出すると共に、前記記憶手順に記憶されている前記第2グループ受信信号を取込んで、当該第2グループ受信信号から前記第2振幅データを検出する第1振幅データ検出手順と、を含むことを特徴とする飛翔体仰角算出方法。 The flying object elevation angle calculation method according to claim 8,
The amplitude data detection procedure includes:
A storage procedure for temporarily storing the second group received signal;
The first group reception signal from the transmission / reception procedure is received, the first amplitude data is detected from the first group reception signal, and the second group reception signal stored in the storage procedure is captured. And a first amplitude data detection procedure for detecting the second amplitude data from the second group received signal.
前記送受信手順が受波した前記到来波が前記目標から直接到来したとして、前記振幅データ検出手順からの前記振幅データに基づき前記目標の仰角を算出するモノパス測角手順と、
前記マルチパス測角手順から出力される前記仰角と、前記モノパス測角手順から出力される前記仰角とのいずれか一方を選択して出力する選択手順と、を含むことを特徴とする飛翔体仰角算出方法。 A flying object elevation angle calculation method according to any one of claims 8 to 10,
A monopath angle measurement procedure for calculating the elevation angle of the target based on the amplitude data from the amplitude data detection procedure, assuming that the incoming wave received by the transmission / reception procedure has arrived directly from the target;
A flying object elevation angle comprising: a selection procedure for selecting and outputting either the elevation angle output from the multipath angle measurement procedure or the elevation angle output from the monopath angle measurement procedure Calculation method.
前記モノパス測角手順からの前記仰角を取込んで前記目標の高度を算出する追尾処理手順と、
前記追尾処理手順により算出された前記高度を平滑化し、当該平滑化前後の変化量が予め設定された閾値より大きい場合にはマルチパスが存在すると判断して前記マルチパス測角手順からの前記仰角が出力されるように前記選択手順に指示し、該平滑化前後の変化量が前記閾値より小さい場合には前記到来波にマルチパスが存在しないと判断して前記モノパス測角手順からの前記仰角が出力されるように前記選択手順に指示するマルチパス測角処理制御手順と、を含むことを特徴とする飛翔体仰角算出方法。 The flying object elevation angle calculation method according to claim 11,
A tracking process procedure for calculating the target altitude by taking the elevation angle from the monopath angle measurement procedure;
When the altitude calculated by the tracking processing procedure is smoothed and the amount of change before and after the smoothing is larger than a preset threshold, it is determined that multipath exists and the elevation angle from the multipath angle measurement procedure is determined. Is output, and when the amount of change before and after the smoothing is smaller than the threshold, it is determined that there is no multipath in the incoming wave, and the elevation angle from the monopath angle measurement procedure is determined. And a multi-pass angle measurement processing control procedure for instructing the selection procedure to output the flying object elevation angle calculation method.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017003498A (en) * | 2015-06-12 | 2017-01-05 | 株式会社東芝 | Radar system and radar signal processing method |
CN111090094A (en) * | 2019-12-11 | 2020-05-01 | 成都汇蓉国科微系统技术有限公司 | Method and system for measuring dual-beam angle of pulse Doppler radar and storage medium |
CN113030933A (en) * | 2021-02-22 | 2021-06-25 | 上海蛮酷科技有限公司 | Target azimuth calculation method for radar, radar device and readable storage medium |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4532515A (en) * | 1982-02-10 | 1985-07-30 | Cantrell Ben H | Angle of arrival measurements for two unresolved sources |
US5241317A (en) * | 1992-05-29 | 1993-08-31 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and apparatus for determining target elevation angle, altitude and range and the like in a monopulse radar system with reduced multipath errors |
JP2011128011A (en) * | 2009-12-17 | 2011-06-30 | Toshiba Corp | Guidance device and target detection method |
JP2012185007A (en) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Nec Corp | Angle measuring device, radar device, and method and program for measuring angle |
-
2013
- 2013-07-26 JP JP2013155650A patent/JP6291739B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4532515A (en) * | 1982-02-10 | 1985-07-30 | Cantrell Ben H | Angle of arrival measurements for two unresolved sources |
US5241317A (en) * | 1992-05-29 | 1993-08-31 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and apparatus for determining target elevation angle, altitude and range and the like in a monopulse radar system with reduced multipath errors |
JP2011128011A (en) * | 2009-12-17 | 2011-06-30 | Toshiba Corp | Guidance device and target detection method |
JP2012185007A (en) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Nec Corp | Angle measuring device, radar device, and method and program for measuring angle |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017003498A (en) * | 2015-06-12 | 2017-01-05 | 株式会社東芝 | Radar system and radar signal processing method |
CN111090094A (en) * | 2019-12-11 | 2020-05-01 | 成都汇蓉国科微系统技术有限公司 | Method and system for measuring dual-beam angle of pulse Doppler radar and storage medium |
CN113030933A (en) * | 2021-02-22 | 2021-06-25 | 上海蛮酷科技有限公司 | Target azimuth calculation method for radar, radar device and readable storage medium |
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