JP2016024173A - Radar system and radar signal processing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent occurrence of a false image derived from an autonomous response signal in a radar system utilizing pulse compression.SOLUTION: A first modulated pulse wave and a second modulated pulse wave different from the first modulated pulse wave are alternately designated as a modulated pulse wave in relation to each sweep. A non-modulated pulse wave and the modulated pulse wave are transmitted, and a receiving signal is received during each sweep. A first separation signal having a frequency band corresponding to that of the modulated pulse wave is separated from the receiving signal received during each sweep. Each of the first separation signals obtained during respective sweeps is subjected to compression processing of correlating the first separation signal with the modulated pulse wave designated by a transmission unit. Thus, a first compressed signal based on the first modulated pulse wave and a second compressed signal based on the second modulated pulse wave are produced, and a correlation signal is produced by correlating the first compressed signal with the second compressed signal.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、パルス圧縮を利用したレーダ装置及びレーダ信号処理方法に関する。   The present invention relates to a radar apparatus and a radar signal processing method using pulse compression.

従来のレーダ装置において、特に、ハードウェア等の制約により送信電力を大きくすることができない状況下では、送信電力を疑似的に向上させ、遠距離の探知性能を向上させる技術として、パルス圧縮法を利用することが知られている。パルス圧縮法として典型的な方法は、線形FM変調波(リニアチャープ波)を送信し、ターゲット等の反射源から反射してきた反射波を受信し、送信波と同じ波形の参照波と受信波との相関をとってパルス圧縮波とする方法である。   In a conventional radar apparatus, in particular, in a situation where the transmission power cannot be increased due to hardware limitations, the pulse compression method is used as a technique for improving the transmission power in a pseudo manner and improving the long-range detection performance. It is known to use. A typical method as the pulse compression method is to transmit a linear FM modulated wave (linear chirp wave), receive a reflected wave reflected from a reflection source such as a target, and the like. This is a method of obtaining a pulse compression wave by taking the above correlation.

ところで、レーダ装置で受信する信号には、ターゲット等の反射源で反射した反射波以外にも、レーダ信号を受信して自動的に応答する自動応答装置からの応答波も混在することがある。このような自動応答装置としては、SART(Search And Rescue Transponder:探索救助用レーダトランスポンダ)やレーダビーコン(以下、レーコンという)がある。また、これらの自動応答装置からの自動応答信号をレーダ装置で表示することが義務付けられる場合がある。   By the way, in the signal received by the radar device, in addition to the reflected wave reflected by the reflection source such as the target, a response wave from the automatic response device that receives the radar signal and automatically responds may be mixed. Examples of such an automatic response device include a SART (Search And Rescue Transponder) and a radar beacon (hereinafter referred to as a racon). In some cases, it is required to display an automatic response signal from these automatic response devices with a radar device.

ここで、SART及びレーコンについて説明する。図7は、従来のレーダ装置とSARTとの送受信の関係を表す説明図である。図8は、従来のレーダ装置とレーコンとの送受信の関係を表す説明図である。   Here, SART and racon will be described. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between transmission and reception between a conventional radar device and SART. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a transmission / reception relationship between a conventional radar apparatus and a racon.

SARTは、生存艇(救命艇及び救命いかだ)の発見と位置特定のために使用されるものであり、特定の周波数のレーダ信号を受けると、それに応答して信号を返信するものである。図7(a)に示すように、一般的なレーダ装置50からのレーダ信号がSART60によって受信されると、図7(b)及び(c)に示すように、SART60は周波数変調波を複数回繰り返して返信するようになっている。レーダ装置50では、図7(d)に示すように、その受信機の受信帯域の成分のみを通過させるために、レーダ装置50の表示装置には、SART60が存在する位置から後方に複数個の揮点が表示される。   SART is used for finding and locating surviving boats (lifeboats and liferafts). When a radar signal of a specific frequency is received, a signal is returned in response thereto. As shown in FIG. 7A, when a radar signal from a general radar device 50 is received by the SART 60, the SART 60 generates a frequency-modulated wave a plurality of times as shown in FIGS. 7B and 7C. Reply repeatedly. In the radar device 50, as shown in FIG. 7 (d), in order to pass only the components of the reception band of the receiver, the display device of the radar device 50 has a plurality of rearward components from the position where the SART 60 exists. The volatile point is displayed.

また、レーコンは、無線標識局に設置され、SARTと同様に特定の周波数のレーダ信号に応答して信号を返信するものである。具体的には、図8(a)に示すように、レーダ装置50からのレーダ信号がレーコン70によって受信されると、図8(b)に示すように、レーコン70は符号化された応答信号を返信する。この応答信号に対して、レーダ装置50は、図8(c)に示すように、その受信器の受信帯域の成分のみを通過させるために、レーダ装置50の表示装置には、レーコンの存在する位置から後方に揮点が表示される。   A racon is installed in a radio beacon station and returns a signal in response to a radar signal having a specific frequency, similar to a SART. Specifically, as shown in FIG. 8 (a), when the radar signal from the radar apparatus 50 is received by the racon 70, the racon 70 receives the encoded response signal as shown in FIG. 8 (b). Reply. As shown in FIG. 8C, the radar apparatus 50 passes only the components in the reception band of the receiver in response to this response signal. Therefore, the display device of the radar apparatus 50 has a racon. A volatile point is displayed behind the position.

レーコンには、受信したレーダ信号の搬送周波数と同じ周波数で応答する周波数アジャイル型レーコンや、レーコン内部に格納された応答設定値に基づき予め設定された搬送周波数で応答する低速掃引型レーコン等、がある。   The racon includes a frequency agile racon that responds at the same frequency as the carrier frequency of the received radar signal, and a low-speed sweep racon that responds at a preset carrier frequency based on the response setting value stored in the racon. is there.

パルス圧縮を利用したレーダ装置において、以上のような自動応答信号を受信すると、パルス圧縮処理によって図7(e)に示すように自動応答信号が距離方向に拡大されることにより偽像が発生し、その結果、正しく自動応答信号を表示することができなくなる。   When a radar apparatus using pulse compression receives an automatic response signal as described above, a false image is generated by expanding the automatic response signal in the distance direction as shown in FIG. As a result, the automatic response signal cannot be correctly displayed.

また、レーダ装置に関し、ジッタ方式により干渉を除去する技術(例えば、特許文献1)が知られている。   Further, a technique for removing interference by a jitter method (for example, Patent Document 1) is known for a radar apparatus.

米国特許第4973968号明細書U.S. Pat. No. 4,973,968

しかしながら、上述のジッタ方式により干渉を除去する方法によれば、距離方向に拡大されたパルスを十分に除去することができず、結果として、自動応答信号による偽像の発生を防止することができない、という問題があった。   However, according to the method of removing interference by the above-described jitter method, the pulse expanded in the distance direction cannot be sufficiently removed, and as a result, generation of a false image due to an automatic response signal cannot be prevented. There was a problem.

本発明の実施形態は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、自動応答信号による偽像の発生を防止することをその目的とする。   Embodiments of the present invention have been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to prevent generation of a false image due to an automatic response signal.

上述した課題を解決するため、本実施形態のレーダ装置は、スイープ毎にパルス波を送信し反射源からの反射波及び自動応答装置からの自動応答信号を受信するアンテナを備えたレーダ装置であって、第1変調パルス波と、該第1変調パルス波とは異なる第2変調パルス波とを、スイープ毎に交互に変調パルス波として設定し、無変調パルス波と該無変調パルス波と周波数帯域が異なる前記変調パルス波とを前記アンテナにより送信する送信部と、各スイープに対応して受信信号を受ける受信部と、各スイープの受信信号から、前記変調パルス波に対応する周波数帯域を持つ第1分離信号を分離する分離部と、各スイープの第1分離受信信号それぞれについて、送信部により設定された変調パルス波との相関をとることによる圧縮処理を行い、前記第1変調パルス波に基づく第1圧縮信号と前記第2変調パルス波に基づく第2圧縮信号とを生成する圧縮部と、前記第1圧縮信号と前記第2圧縮信号との相関をとることにより相関信号を生成する相関部とを備える。   In order to solve the above-described problem, the radar apparatus according to the present embodiment is a radar apparatus including an antenna that transmits a pulse wave for each sweep and receives a reflected wave from a reflection source and an automatic response signal from an automatic response apparatus. Then, the first modulated pulse wave and the second modulated pulse wave different from the first modulated pulse wave are alternately set as the modulated pulse wave for each sweep, and the unmodulated pulse wave, the unmodulated pulse wave and the frequency are set. A transmitting unit that transmits the modulated pulse wave having a different band by the antenna, a receiving unit that receives a received signal corresponding to each sweep, and a frequency band corresponding to the modulated pulse wave from the received signal of each sweep A compression process is performed by correlating the separation unit that separates the first separation signal and the first separated reception signal of each sweep with the modulated pulse wave set by the transmission unit. A compression unit for generating a first compressed signal based on the first modulated pulse wave and a second compressed signal based on the second modulated pulse wave; and correlating the first compressed signal and the second compressed signal. And a correlation unit for generating a correlation signal.

本発明の実施形態によれば、自動応答信号による偽像の発生を防止することができる。   According to the embodiment of the present invention, generation of a false image due to an automatic response signal can be prevented.

本発明の実施形態に係るレーダ装置のハードウェア構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the hardware constitutions of the radar apparatus which concerns on embodiment of this invention. 信号処理部の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of a signal processing part. 信号処理部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a signal processing part. 信号処理部による処理を表す波形図である。It is a wave form diagram showing the process by a signal processing part. 変調パルス波を表す波形図である。It is a wave form diagram showing a modulation pulse wave. パルス圧縮された自動応答信号の波形を表す波形図である。It is a wave form diagram showing the waveform of a pulse-compressed automatic response signal. 従来のレーダ装置とSARTとの送受信の関係を表す説明図である。It is explanatory drawing showing the relationship of transmission / reception with the conventional radar apparatus and SART. 従来のレーダ装置とレーコンとの送受信の関係を表す説明図である。It is explanatory drawing showing the relationship of transmission / reception with the conventional radar apparatus and racon.

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以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
1
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明の実施形態に係るレーダ装置のハードウェア構成について説明する。図1は、本発明の実施形態に係るレーダ装置のハードウェア構成を示す概略図である。   First, the hardware configuration of the radar apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a hardware configuration of a radar apparatus according to an embodiment of the present invention.

図1に示すように、レーダ装置10は、回転をしながら電波の送受信を行うアンテナ12と、半導体アンプ及び送受信を切り替えるサーキュレータ等を備えて増幅及び送受切換等を行う送受信機部14と、D/Aコンバータ16と、A/Dコンバータ18と、信号処理部30と、を備える。また、レーダ装置10は、レーダ映像を表示する表示装置を備えた指示器(不図示)と接続されるものとする。   As shown in FIG. 1, a radar device 10 includes an antenna 12 that transmits and receives radio waves while rotating, a transceiver unit 14 that includes a semiconductor amplifier and a circulator that switches between transmission and reception, and that performs amplification and transmission / reception switching. / A converter 16, A / D converter 18, and signal processing unit 30. The radar apparatus 10 is connected to an indicator (not shown) provided with a display device that displays a radar image.

D/Aコンバータ16は、信号処理部30から出力されるデジタル送信信号をアナログ送信信号に変換して送受信機部14へと出力し、A/Dコンバータ18は、送受信機部14から出力されるアナログ受信信号をデジタル受信信号に変換して、信号処理部30へと出力する。信号処理部30はCPU(Central Processing Unit)31とメモリ32とを備え、このCPU31及びメモリ32が協働することにより後述する各種機能を実行する。   The D / A converter 16 converts the digital transmission signal output from the signal processing unit 30 into an analog transmission signal and outputs the analog transmission signal to the transceiver unit 14, and the A / D converter 18 is output from the transceiver unit 14. The analog reception signal is converted into a digital reception signal and output to the signal processing unit 30. The signal processing unit 30 includes a CPU (Central Processing Unit) 31 and a memory 32, and the CPU 31 and the memory 32 cooperate to execute various functions described later.

次に、信号処理部の機能構成について説明する。図2は、信号処理部の機能構成を示すブロック図である。   Next, the functional configuration of the signal processing unit will be described. FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of the signal processing unit.

図2に示すように、信号処理部30は、2種類の異なる変調パルス送信波形データとして、第1変調パルス波データと第2変調パルス波データとを記憶する送信データ記憶部320と、受信信号及び処理中の信号をスイープ毎に記憶する受信データ記憶部321と、無変調パルス送信信号及び変調パルス送信信号を生成する送信波生成部310と、受信信号を受信する受信部311と、受信信号を第1分離信号と第2分離信号とに分離する分離部312と、第1分離信号に対して圧縮処理を行う圧縮部313と、第1分離信号に圧縮処理がなされた圧縮信号から干渉信号としての自動応答信号が除去される相関信号を生成する相関部314と、相関信号と第2分離信号とを合成して合成信号を生成する合成部315と、合成信号をレーダ映像信号として指示器へ出力する出力部316と、を機能として備える。   As shown in FIG. 2, the signal processing unit 30 includes a transmission data storage unit 320 that stores first modulated pulse wave data and second modulated pulse wave data as two different types of modulated pulse transmission waveform data, and a received signal. And a reception data storage unit 321 that stores a signal being processed for each sweep, a transmission wave generation unit 310 that generates an unmodulated pulse transmission signal and a modulated pulse transmission signal, a reception unit 311 that receives a reception signal, and a reception signal Is separated into a first separated signal and a second separated signal, a compression unit 313 that performs compression processing on the first separated signal, and an interference signal from the compressed signal obtained by compressing the first separated signal. A correlation unit 314 that generates a correlation signal from which the automatic response signal is removed, a synthesis unit 315 that generates a combined signal by combining the correlation signal and the second separated signal, and a radar image of the combined signal And an output unit 316 for outputting to the indicator, as a function as No..

次に、信号処理部の動作について説明する。図3は、信号処理部の動作を示すフローチャートである。図4は、信号処理部による処理を表す波形図である。図5は、変調パルス波を表す波形図である。図6は、パルス圧縮された自動応答信号の波形を表す波形図である。   Next, the operation of the signal processing unit will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the signal processing unit. FIG. 4 is a waveform diagram showing processing by the signal processing unit. FIG. 5 is a waveform diagram showing a modulated pulse wave. FIG. 6 is a waveform diagram showing the waveform of the pulse-compressed automatic response signal.

図3に示すように、まず、送信波生成部310は、送信データ記憶部320から第1変調パルス波データを読み出す(ステップS101)。ここで、第1変調パルス波は、具体的には図5(a)に示すような、時間が経過するに従って周波数が大きくなるアップチャープ波である。送信波生成部310は、読み出した第1変調パルス波データに基づいて、送信信号における変調パルス波を第1変調パルス波に設定し、アンテナ12により送信される送信信号を生成する(ステップS102)。   As shown in FIG. 3, first, the transmission wave generation unit 310 reads the first modulated pulse wave data from the transmission data storage unit 320 (step S101). Here, the first modulated pulse wave is specifically an up-chirp wave whose frequency increases as time passes, as shown in FIG. The transmission wave generation unit 310 sets the modulation pulse wave in the transmission signal to the first modulation pulse wave based on the read first modulation pulse wave data, and generates a transmission signal transmitted by the antenna 12 (step S102). .

ここで、送信信号について説明する。送信信号には、図4(a)に示すように、1つのスイープに、パルス幅の短い短パルス波である無変調パルス波S1と、この無変調パルス波S1よりもパルス幅の長い変調パルス波S2とが含まれる。ここで変調パルス波は、周波数が線形に変化するリニアチャープ波、または周波数が非線形に変化するノンリニアチャープ波のいずれであっても良い。無変調パルス波と変調パルス波とは、互いの周波数帯域が重ならないように設定される。また、パルス幅の短い無変調パルス波はアンテナ12からの距離の短い近距離の探索及び合成用のSART・レーコン信号の探索を行い、パルス幅の長い変調パルス波はアンテナ12からの距離の長い遠距離の探索を行うようにするため、無変調パルス波と変調パルス波との時間間隔(以下、第1時間T1)は、指示器において表示されることが要求される距離範囲(表示距離範囲)に応じて設定されるとよい。なお、1つのスイープとは、アンテナ12の送信繰り返し周期(第2時間T2)による1周期の掃引動作を示す。また、この第2時間T2は第1時間T1の2倍以上の時間とする。   Here, the transmission signal will be described. As shown in FIG. 4A, the transmission signal includes an unmodulated pulse wave S1, which is a short pulse wave with a short pulse width, and a modulated pulse having a longer pulse width than the unmodulated pulse wave S1, as shown in FIG. Wave S2 is included. Here, the modulation pulse wave may be either a linear chirp wave whose frequency changes linearly or a non-linear chirp wave whose frequency changes nonlinearly. The non-modulated pulse wave and the modulated pulse wave are set so that their frequency bands do not overlap. Further, an unmodulated pulse wave with a short pulse width is searched for a short distance from the antenna 12 and a search for a SART / Racon signal for synthesis. A modulated pulse wave with a long pulse width is a long distance from the antenna 12. In order to perform a long distance search, the time interval between the unmodulated pulse wave and the modulated pulse wave (hereinafter referred to as the first time T1) is a distance range (display distance range) required to be displayed on the indicator. ). One sweep means a sweep operation of one cycle based on the transmission repetition cycle (second time T2) of the antenna 12. The second time T2 is set to be twice or more the first time T1.

送信波生成部310により生成された送信信号に基づき、送受信機部14を介してアンテナ12から送受信が行われると、図4(b)に示すような受信信号が受信部311により受信され、受信データ記憶部321に記憶される(ステップS103)。なお、送信波は強度が強いために、送受信機部14における回り込みにより、無変調パルス波、変調パルス波の回り込みとして、それぞれ、受信部311によりR1、R2として受信される。   When transmission / reception is performed from the antenna 12 via the transceiver unit 14 based on the transmission signal generated by the transmission wave generation unit 310, a reception signal as illustrated in FIG. 4B is received by the reception unit 311 and received. It is stored in the data storage unit 321 (step S103). Since the transmission wave is strong, it is received as R1 and R2 by the receiving unit 311 as a non-modulated pulse wave and a modulated pulse wave due to wraparound in the transceiver unit 14, respectively.

ここで、掃引範囲にあるターゲット及び自動応答装置と、受信信号との関係について説明する。近距離にターゲットが存在する場合、無変調パルス波が近距離ターゲットに反射するので、その反射波が伝搬時間に対応する時点においてアンテナ12により受信されることになる。一方、変調パルス波に対しては、その送信パルス幅が長いために、送信中に反射してアンテナ12へ戻る。送信中は送信波の回り込みのため、受信機が飽和しており、この期間に受信されたターゲットからの反射波は正しく表示されない。   Here, the relationship between the target and the automatic response device in the sweep range and the received signal will be described. When the target exists at a short distance, the unmodulated pulse wave is reflected by the short distance target, and the reflected wave is received by the antenna 12 at a time corresponding to the propagation time. On the other hand, the modulated pulse wave has a long transmission pulse width, and thus is reflected during transmission and returns to the antenna 12. During transmission, the receiver is saturated due to the sneak of the transmission wave, and the reflected wave from the target received during this period is not correctly displayed.

また、遠距離にターゲットが存在する場合は、無変調パルス波と変調パルス波の両方がその遠距離ターゲットに反射するので、それぞれ、無変調パルス波の反射波、変調パルス波の反射波として、図4(b)においてR3、R4として示されるように、反射波が伝搬時間に対応する時点においてアンテナ12により受信されることになる。これらの反射波は、基本的に、送信パルス波と同じ周波数特性を持っている。   In addition, when the target exists at a long distance, both the unmodulated pulse wave and the modulated pulse wave are reflected on the long-distance target, so that the reflected wave of the unmodulated pulse wave and the reflected wave of the modulated pulse wave are respectively As shown as R3 and R4 in FIG. 4B, the reflected wave is received by the antenna 12 at a time corresponding to the propagation time. These reflected waves basically have the same frequency characteristics as the transmission pulse wave.

一方、自動応答装置が掃引範囲に存在する場合、自動応答装置が無変調パルス波S1に応答することにより、図4(b)においてR5として示されるように、自動応答装置に応じて決められた周波数特性を持つ自動応答信号がアンテナ12により受信される。同様に、自動応答装置が変調パルスS2に応答することにより、図4(b)においてR6として示されるように、自動応答信号がアンテナ12により受信される。   On the other hand, when the automatic response device exists in the sweep range, the automatic response device responds to the non-modulated pulse wave S1, and is determined according to the automatic response device as shown as R5 in FIG. 4B. An automatic response signal having frequency characteristics is received by the antenna 12. Similarly, when the automatic response device responds to the modulation pulse S2, an automatic response signal is received by the antenna 12, as indicated by R6 in FIG.

次に、分離部312は、受信部311により受信された1スイープ分の受信信号に対して、図4(c)に示すように、変調パルス波S2に対応する第1分離信号と、短パルス波S1に対応する第2分離信号とに分離する(ステップS104)。具体的には、分離部312は、周波数フィルタ処理によって、変調パルス波S2の周波数帯域を持つ第1分離信号と、短パルス波S1の周波数帯域を持つ第2分離信号とに分離する。ここで、第1分離信号には、送信波としての変調パルス波の回り込みであるR2、変調パルス波に対するターゲットからの反射波であるR4、変調パルス波と少なくとも一部重なる周波数帯域を持つ自動応答信号であるR60が含まれる。また、第2分離信号には、送信波としての短パルス波の回り込みであるR1、短パルス波に対するターゲットからの反射波であるR3、短パルス波と少なくとも一部重なる周波数帯域を持つ自動応答信号であるR50が含まれる。   Next, as illustrated in FIG. 4C, the separation unit 312 receives the short-pulse and the first separation signal corresponding to the modulated pulse wave S <b> 2 with respect to the reception signal for one sweep received by the reception unit 311. Separated into a second separated signal corresponding to the wave S1 (step S104). Specifically, the separation unit 312 separates the first separated signal having the frequency band of the modulated pulse wave S2 and the second separated signal having the frequency band of the short pulse wave S1 by frequency filtering. Here, the first separated signal includes an automatic response having R2 which is a wraparound of the modulated pulse wave as a transmission wave, R4 which is a reflected wave from the target with respect to the modulated pulse wave, and a frequency band which at least partially overlaps the modulated pulse wave. The signal R60 is included. The second separation signal includes R1 that is a wraparound of a short pulse wave as a transmission wave, R3 that is a reflected wave from the target with respect to the short pulse wave, and an automatic response signal having a frequency band that at least partially overlaps the short pulse wave R50 is included.

次に、圧縮部313は、第1分離信号に対してパルス圧縮を行う(ステップS105)。このパルス圧縮は、送信データ記憶部320に記憶されている変調パルス波に設定された波形を参照信号として、第1分離信号との相関をとることで行われる。   Next, the compression unit 313 performs pulse compression on the first separated signal (step S105). This pulse compression is performed by taking a correlation with the first separated signal using the waveform set in the modulated pulse wave stored in the transmission data storage unit 320 as a reference signal.

圧縮部313によるパルス圧縮後、相関部314は、圧縮信号が複数あるか否かを判断する(ステップS106)。   After pulse compression by the compression unit 313, the correlation unit 314 determines whether there are a plurality of compressed signals (step S106).

圧縮信号が複数ない場合(ステップS106,NO)、送信波生成部310は、次のスイープまで待機し、変調パルス波として第2変調パルス波が設定されているか否かを判断する(ステップS107)。   When there are not a plurality of compressed signals (NO in step S106), the transmission wave generating unit 310 waits until the next sweep, and determines whether the second modulated pulse wave is set as the modulated pulse wave (step S107). .

変調パルス波として第2変調パルス波が設定されていない場合(ステップS107,NO)、送信波生成部310は、送信データ記憶部320から第2変調パルス波データを読み出す(ステップS108)。ここで、第2変調パルス波は、具体的には図5(b)に示すような、時間が経過するに従って周波数が小さくなるダウンチャープ波である。なお、このダウンチャープ波及びアップチャープにおいて、その瞬時周波数の変化範囲の上限及び下限は同一であるものとする。送信波生成部310は、読み出した第2変調パルス波データに基づいて、送信信号における変調パルス波を第2変調パルス波に設定し、アンテナ12により送信される送信信号を生成し(ステップS102)、その後、ステップS103〜S106の処理がなされる。   When the second modulation pulse wave is not set as the modulation pulse wave (step S107, NO), the transmission wave generation unit 310 reads the second modulation pulse wave data from the transmission data storage unit 320 (step S108). Here, the second modulated pulse wave is, specifically, a down chirp wave whose frequency decreases as time passes, as shown in FIG. 5B. In this down chirp wave and up chirp, the upper and lower limits of the instantaneous frequency change range are the same. The transmission wave generation unit 310 sets the modulation pulse wave in the transmission signal to the second modulation pulse wave based on the read second modulation pulse wave data, and generates a transmission signal transmitted by the antenna 12 (step S102). Thereafter, the processes of steps S103 to S106 are performed.

一方、ステップS107の判断において、変調パルス波として第2変調パルス波が設定されている場合(ステップS107,YES)、送信波生成部310は、送信データ記憶部320から第1変調パルス波データを読み出す(ステップS101)。   On the other hand, when the second modulated pulse wave is set as the modulated pulse wave in the determination in step S107 (step S107, YES), the transmission wave generating unit 310 receives the first modulated pulse wave data from the transmission data storage unit 320. Read (step S101).

また、ステップS106の判断において、圧縮信号が複数ある場合(ステップS106,YES)、相関部314は、第1分離信号に含まれる自動応答信号を除去する(ステップS109)。   Further, when it is determined in step S106 that there are a plurality of compressed signals (step S106, YES), the correlation unit 314 removes the automatic response signal included in the first separated signal (step S109).

ここで、自動応答信号の除去方法について説明する。ステップS109の時点において、受信データ記憶部321には、現スイープと前回のスイープとにおける圧縮信号として、第1圧縮信号及び第2圧縮信号が処理中の信号として記憶される。ここで、第1圧縮信号は、変調パルス波として第1変調パルス波が設定されたスイープにおける受信信号を分離した第1分離信号と、参照信号としての第1変調パルス波との相関をとることによりパルス圧縮がなされたものである。また、第2圧縮信号は、変調パルス波として第2変調パルス波が設定されたスイープにおける受信信号を分離した第1分離信号と、参照信号としての第2変調パルス波との相関をとることによりパルス圧縮がなされたものである。   Here, a method for removing the automatic response signal will be described. At the time of step S109, the received data storage unit 321 stores the first compressed signal and the second compressed signal as signals being processed as compressed signals in the current sweep and the previous sweep. Here, the first compressed signal has a correlation between the first separated signal obtained by separating the received signal in the sweep in which the first modulated pulse wave is set as the modulated pulse wave, and the first modulated pulse wave as the reference signal. Thus, pulse compression is performed. Further, the second compressed signal is obtained by correlating the first separated signal obtained by separating the received signal in the sweep in which the second modulated pulse wave is set as the modulated pulse wave and the second modulated pulse wave as the reference signal. Pulse compression was performed.

第1圧縮信号、第2圧縮信号には、それぞれ、変調パルス波の回り込みに対応し、信号が飽和しているために適切に圧縮されないR20a、R20bと、変調パルス波に対するターゲットからの反射波が圧縮されたR40a、R40bとが含まれる。さらに、第1圧縮信号には、図6(a)に示すように、自動応答信号R60としての複数のパルスがそれぞれアップチャープ状に時間方向に引き伸ばされたR60aが含まれ、また、第2圧縮信号には、図6(b)に示すように、自動応答信号R60としての複数のパルスがそれぞれダウンチャープ状に時間方向に引き伸ばされたR60bが含まれる。   The first compressed signal and the second compressed signal correspond to the wraparound of the modulated pulse wave, respectively, and R20a and R20b that are not properly compressed because the signal is saturated, and the reflected wave from the target with respect to the modulated pulse wave Compressed R40a and R40b are included. Further, as shown in FIG. 6A, the first compressed signal includes R60a in which a plurality of pulses as the automatic response signal R60 are stretched in the time direction in an up-chirp manner, and the second compressed signal As shown in FIG. 6B, the signal includes R60b obtained by extending a plurality of pulses as the automatic response signal R60 in the time direction in a down-chirp manner.

相関部314は、上述したような第1圧縮信号と第2圧縮信号との相関をとった信号を、図4(e)に示すような相関信号として生成することにより、受信信号に含まれる自動応答信号を除去する。ここで、相関部314は、瞬時周波数により第1圧縮信号と第2圧縮信号との相関をとっても良く、また、第1圧縮信号及び第2圧縮信号を所定の時間間隔により複数に分割した分割単位ごとに相関をとっても良い。ここで、第1圧縮信号と第2圧縮信号とは、その変調パルス波の送信時点を一致させた状態で相関がとられる。   The correlation unit 314 generates a signal obtained by correlating the first compressed signal and the second compressed signal as described above as a correlation signal as shown in FIG. Remove the response signal. Here, the correlation unit 314 may obtain a correlation between the first compressed signal and the second compressed signal based on the instantaneous frequency, and also divides the first compressed signal and the second compressed signal into a plurality of units at a predetermined time interval. Correlation may be taken for each. Here, the first compressed signal and the second compressed signal are correlated in a state where the transmission time points of the modulated pulse waves are matched.

相関信号が生成された後、合成部315は、相関信号と第2分離信号とを合成して合成信号を生成する(ステップS110)。この合成において、第2分離信号は2スイープ分取得されていることとなるため、スイープ間においてその平均受信強度が高い第2分離信号を採用するものとする。さらに、合成部315は、採用した第2分離信号における短パルス波の送信時点と、相関信号における変調パルス波の送信時点を一致させ、1スイープ間の各時点における受信強度を比較して、強度の高い方を採用し、また、送信時点からR21の終了時点までの間については第2分離信号を採用して合成信号を生成する。このような合成信号によれば、図4(f)に示すように、第2分離信号におけるR1、相関信号におけるR41、第2分離信号におけるR50が、それぞれ、合成信号におけるY1、Y2、Y3となる。   After the correlation signal is generated, the combining unit 315 combines the correlation signal and the second separated signal to generate a combined signal (Step S110). In this synthesis, since the second separated signal is acquired for two sweeps, the second separated signal having a high average reception intensity between sweeps is used. Further, the synthesis unit 315 matches the transmission time point of the short pulse wave in the adopted second separated signal with the transmission time point of the modulated pulse wave in the correlation signal, compares the reception intensity at each time point during one sweep, The higher one is adopted, and the second separated signal is adopted between the transmission time and the end time of R21 to generate a composite signal. According to such a synthesized signal, as shown in FIG. 4 (f), R1 in the second separated signal, R41 in the correlation signal, and R50 in the second separated signal are respectively Y1, Y2, and Y3 in the synthesized signal. Become.

合成信号が生成された後、出力部316は、合成信号に基づいてレーダ映像信号を指示器へ出力し(ステップS110)、送信波生成部310は、再度、送信データ記憶部320から第1変調パルス波データを読み出す(ステップS101)。   After the synthesized signal is generated, the output unit 316 outputs a radar video signal to the indicator based on the synthesized signal (step S110), and the transmission wave generating unit 310 again receives the first modulation from the transmission data storage unit 320. The pulse wave data is read (step S101).

上述したように、隣り合うスイープ毎に異なった変調パルス波を設定し、スイープ毎に第1分離信号と設定した変調パルス波との相関をとることにより圧縮処理を行い、隣り合うスイープにおける2つの圧縮信号間における自動応答信号のみを著しく異なる波形として、2つの圧縮信号の相関をとることにより、偽像を発生させる原因となる自動応答信号を除去することができる。また、このような除去方法によれば、送信した変調パルス波に対して相関性が低い信号が除去されるため、自動応答信号がSARTまたはレーコンのいずれによるものであっても、その判別をすることなく除去することができる。なお、第1変調パルス波と第2変調パルス波は、その始点を一致させた状態において、互いに瞬時周波数が異なっており、且つ、いずれも所定の周波数帯域に収まっているチャープ波であることが望ましい。   As described above, a different modulation pulse wave is set for each adjacent sweep, and the compression process is performed by correlating the first separated signal and the set modulation pulse wave for each sweep, and the two sweeps in the adjacent sweep are performed. By correlating the two compressed signals with only the automatic response signals between the compressed signals being significantly different in waveform, the automatic response signal causing the false image can be removed. Further, according to such a removal method, since a signal having low correlation with the transmitted modulated pulse wave is removed, it is determined whether the automatic response signal is a SART or a racon. Can be removed without any problems. The first modulated pulse wave and the second modulated pulse wave are chirp waves whose instantaneous frequencies are different from each other in a state where the start points thereof coincide with each other and both are within a predetermined frequency band. desirable.

本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   The embodiments of the present invention are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10 レーダ装置
12 アンテナ
310 送信波生成部
311 受信部
312 分離部
313 圧縮部
314 相関部
315 合成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Radar apparatus 12 Antenna 310 Transmission wave generation part 311 Reception part 312 Separation part 313 Compression part 314 Correlation part 315 Synthesis | combination part

Claims (6)

スイープ毎にパルス波を送信し反射源からの反射波及び自動応答装置からの自動応答信号を受信するアンテナを備えたレーダ装置であって、
第1変調パルス波と、該第1変調パルス波とは異なる第2変調パルス波とを、スイープ毎に交互に変調パルス波として設定し、無変調パルス波と該無変調パルス波と周波数帯域が異なる前記変調パルス波とを前記アンテナにより送信する送信部と、
各スイープに対応して受信信号を受ける受信部と、
各スイープの受信信号から、前記変調パルス波に対応する周波数帯域を持つ第1分離信号を分離する分離部と、
各スイープの第1分離信号それぞれについて、送信部により設定された変調パルス波との相関をとることによる圧縮処理を行い、前記第1変調パルス波に基づく第1圧縮信号と前記第2変調パルス波に基づく第2圧縮信号とを生成する圧縮部と、
前記第1圧縮信号と前記第2圧縮信号との相関をとることにより相関信号を生成する相関部と
を備えるレーダ装置。
A radar device including an antenna that transmits a pulse wave for each sweep and receives a reflected wave from a reflection source and an automatic response signal from an automatic response device,
A first modulated pulse wave and a second modulated pulse wave different from the first modulated pulse wave are alternately set as a modulated pulse wave for each sweep, and the unmodulated pulse wave, the unmodulated pulse wave, and the frequency band are A transmitter for transmitting the different modulated pulse waves by the antenna;
A receiving unit for receiving a received signal corresponding to each sweep;
A separation unit that separates a first separated signal having a frequency band corresponding to the modulated pulse wave from the received signal of each sweep;
For each first separated signal of each sweep, a compression process is performed by correlating with the modulated pulse wave set by the transmitter, and the first compressed signal and the second modulated pulse wave based on the first modulated pulse wave A compression unit for generating a second compressed signal based on
A radar apparatus comprising: a correlation unit that generates a correlation signal by correlating the first compressed signal and the second compressed signal.
前記第1変調パルス波はアップチャープ波であり、前記第2変調パルス波はダウンチャープ波であることを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to claim 1, wherein the first modulated pulse wave is an up-chirp wave, and the second modulated pulse wave is a down-chirp wave. 前記分離部は、各スイープの受信信号を、前記第1分離信号と、前記無変調パルス波に対応する周波数帯域を持つ第2分離信号とに分離し、
前記第2分離信号と前記相関信号とを合成して合成信号を生成する合成部を更に備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のレーダ装置。
The separation unit separates the received signal of each sweep into the first separated signal and a second separated signal having a frequency band corresponding to the unmodulated pulse wave,
The radar apparatus according to claim 1, further comprising a combining unit that combines the second separated signal and the correlation signal to generate a combined signal.
スイープ毎にパルス波を送信し反射源からの反射波及び自動応答装置からの自動応答信号を受信するレーダ信号処理方法であって、
第1変調パルス波と、該第1変調パルス波とは異なる第2変調パルス波とを、スイープ毎に交互に変調パルス波として設定し、無変調パルス波と該無変調パルス波と周波数帯域が異なる前記変調パルス波とを送信し、
各スイープに対応して受信信号を受信し、
各スイープの受信信号から、前記変調パルス波に対応する周波数帯域を持つ第1分離信号を分離し、
各スイープの第1分離信号それぞれについて、送信部により設定された変調パルス波との相関をとることによる圧縮処理を行い、前記第1変調パルス波に基づく第1圧縮信号と前記第2変調パルス波に基づく第2圧縮信号とを生成し、
前記第1圧縮信号と前記第2圧縮信号との相関をとることにより相関信号を生成する
処理をコンピュータに実行させるレーダ信号処理方法。
A radar signal processing method for transmitting a pulse wave for each sweep and receiving a reflected wave from a reflection source and an automatic response signal from an automatic response device,
A first modulated pulse wave and a second modulated pulse wave different from the first modulated pulse wave are alternately set as a modulated pulse wave for each sweep, and the unmodulated pulse wave, the unmodulated pulse wave, and the frequency band are Sending different modulated pulse waves,
Receive the received signal corresponding to each sweep,
Separating a first separated signal having a frequency band corresponding to the modulated pulse wave from the received signal of each sweep;
For each first separated signal of each sweep, a compression process is performed by correlating with the modulated pulse wave set by the transmitter, and the first compressed signal and the second modulated pulse wave based on the first modulated pulse wave And a second compressed signal based on
A radar signal processing method for causing a computer to execute a process of generating a correlation signal by correlating the first compressed signal and the second compressed signal.
前記第1変調パルス波はアップチャープ波であり、前記第2変調パルス波はダウンチャープ波であることを特徴とする請求項4に記載のレーダ信号処理方法。   The radar signal processing method according to claim 4, wherein the first modulated pulse wave is an up-chirp wave, and the second modulated pulse wave is a down-chirp wave. 各スイープの受信信号を、前記第1分離信号と、前記無変調パルス波に対応する周波数帯域を持つ第2分離信号とに分離し、
前記第2分離信号と前記相関信号とを合成して合成信号を生成する処理を更に前記コンピュータに実行させる請求項4または請求項5に記載のレーダ信号処理方法。
The received signal of each sweep is separated into the first separated signal and the second separated signal having a frequency band corresponding to the unmodulated pulse wave,
6. The radar signal processing method according to claim 4 or 5, further causing the computer to execute a process of generating a combined signal by combining the second separated signal and the correlation signal.
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