JP2021043098A - Radar measurement system and method for measuring radar - Google Patents

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Abstract

To provide a radar measurement system and a method for measuring a radar that can track a target whether the track in a viewable range or out of a viewable range, without using a large radar device.SOLUTION: A radar measurement system 1 according to an embodiment includes a first rader device 11 and a second radar device 12. The first radar device 11 tracks a target in a first measurement section. The second radar device 12 is separate from the first radar device 11 and tracks a target in a second measurement section in contact with the first measurement section.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、レーダ計測システム及びレーダ計測方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a radar measurement system and a radar measurement method.

移動する目標を追跡する装置の1つとしてレーダ装置が知られている。レーダ装置を用いて超長距離を移動する目標を追跡するためには、送信電力の増大、空中線の開口面積の拡大といったレーダ装置の大規模化が考えられる。しかしながら、目標の移動経路によっては、地表面が球形である影響等によってレーダの見通しが得られないこともある。この場合には、大規模のレーダ装置が用いられたとしても、目標を追跡することができなくなる。また、見通し外である水平線以遠を計測するレーダシステムとして、OTH(Over The Horizon)レーダが知られている。しかしながら、OTHレーダの精度は良いとは言えない。また、OTHレーダでは、その原理上、見通し内の目標の追跡はできない。 A radar device is known as one of the devices for tracking a moving target. In order to track a target traveling an ultra-long distance using a radar device, it is conceivable to increase the scale of the radar device such as increasing the transmission power and expanding the opening area of the antenna. However, depending on the movement path of the target, the radar line-of-sight may not be obtained due to the influence of the spherical surface of the ground. In this case, even if a large-scale radar device is used, the target cannot be tracked. Further, an OTH (Over The Horizon) radar is known as a radar system that measures beyond the horizon, which is out of line of sight. However, the accuracy of the OTH radar is not good. In addition, OTH radar cannot track targets within the line of sight in principle.

特開2013−181737号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-181737

実施形態は、大規模なレーダ装置を用いなくとも、見通し内の目標に加えて、見通し外となる超遠距離の目標も追跡することができるレーダ計測システム及びレーダ計測方法を提供する。 The embodiment provides a radar measurement system and a radar measurement method capable of tracking not only a target in line of sight but also a target at a very long distance out of line of sight without using a large-scale radar device.

実施形態のレーダ計測システムは、第1のレーダ装置と、第2のレーダ装置とを有する。第1のレーダ装置は、第1の計測区間内で目標を追跡する。第2のレーダ装置は、第1のレーダ装置から離隔して配置され、第1の計測区間と少なくとも接する第2の計測区間内で目標を追跡する。 The radar measurement system of the embodiment includes a first radar device and a second radar device. The first radar device tracks the target within the first measurement section. The second radar device is located at a distance from the first radar device and tracks the target within a second measurement section that is at least in contact with the first measurement section.

図1は、第1の実施形態に係るレーダ計測システムの一例の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an example of a radar measurement system according to the first embodiment. 図2は、1台のレーダ装置の一例の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an example of one radar device. 図3は、第1の実施形態における1台のレーダ装置の動作を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing the operation of one radar device according to the first embodiment. 図4は、第2の実施形態に係るレーダ計測システムの一例の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an example of a radar measurement system according to the second embodiment. 図5は、第2の実施形態における制御装置の動作を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the control device according to the second embodiment. 図6は、第2の実施形態における1台のレーダ装置の動作を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing the operation of one radar device according to the second embodiment.

以下、図面を参照して実施形態を説明する。
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係るレーダ計測システムの一例の構成を示す図である。図1に示すように、レーダ計測システム1は、N台のレーダ装置11、12、…、1(N−1)、1Nを有する。第1の実施形態のレーダ計測システム1は、移動する目標TをN台のレーダ装置によって追跡する。目標Tは、例えば空中を飛翔する飛翔体である。目標30は、移動する物体であればよく、特に限定されない。以下では、目標Tは、予定された移動経路Rを移動するものとして説明を続ける。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an example of a radar measurement system according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the radar measurement system 1 has N radar devices 11, 12, ..., 1 (N-1), and 1N. The radar measurement system 1 of the first embodiment tracks a moving target T by N radar devices. The target T is, for example, a flying object flying in the air. The target 30 may be a moving object and is not particularly limited. In the following, the target T will be described as moving along the planned movement path R.

レーダ装置11、12、…、1(N−1)、1Nは、例えばd(km)間隔で目標Tの移動経路Rに沿って縦列配置される。つまり、レーダ装置11は、目標Tの出発点に最も近い位置に配置され、それ以降のレーダ装置は順次に目標Tの出発点から遠い位置に配置される。そして、レーダ装置1Nは、目標Tの出発点から最も遠い位置に配置される。それぞれのレーダ装置11、12、…、1(N−1)、1Nは、それぞれに割り当てられた計測区間a1、a2、…、a(N−1)、aN内で目標Tを追跡する。それぞれのレーダ装置に割り当てられる計測区間は、例えばそれぞれのレーダ装置の送信電力及び空中線の開口面積によって決められる。例えば、レーダ装置11、12、…、1(N−1)、1Nについて、自己位置が異なるだけの同一の構成であるならば、図1に示すように、それぞれのレーダ装置には同一距離の計測区間が割り当てられる。ここで、隣り合うレーダ装置の計測区間は少なくとも接していればよいが、重複していることが望ましい。 The radar devices 11, 12, ..., 1 (N-1), and 1N are arranged in tandem along the movement path R of the target T at intervals of, for example, d (km). That is, the radar device 11 is arranged at a position closest to the starting point of the target T, and the subsequent radar devices are sequentially arranged at a position far from the starting point of the target T. Then, the radar device 1N is arranged at the position farthest from the starting point of the target T. Each of the radar devices 11, 12, ..., 1 (N-1), 1N tracks the target T within the measurement sections a1, a2, ..., A (N-1), aN assigned to each. The measurement section assigned to each radar device is determined, for example, by the transmission power of each radar device and the opening area of the antenna. For example, if the radar devices 11, 12, ..., 1 (N-1), and 1N have the same configuration except that their own positions are different, as shown in FIG. 1, the radar devices have the same distance. A measurement section is assigned. Here, the measurement sections of adjacent radar devices need to be at least in contact with each other, but it is desirable that they overlap.

また、レーダ装置の台数N及び間隔dは、それぞれのレーダ装置に割り当てられる計測区間と、システム全体として要求される計測区間とによって決められてよい。例えば、目標Tの移動経路Rが既知である場合、N台のレーダ装置の計測区間a1、a2、…、a(N−1)、aNを合わせたシステム全体としての計測区間A(km)が目標Tの移動距離D(km)以上の範囲になるように、つまり以下の式が満たされるように、レーダ装置の台数N及び間隔dが決められてよい。
A≒(a1+a2+…a(N−1)+aN)≧D
Further, the number N of radar devices and the interval d may be determined by the measurement section assigned to each radar device and the measurement section required for the entire system. For example, when the movement path R of the target T is known, the measurement section A (km) of the entire system including the measurement sections a1, a2, ..., A (N-1) and aN of N radar devices is The number N of radar devices and the interval d may be determined so as to be within the range of the moving distance D (km) or more of the target T, that is, so that the following equation is satisfied.
A ≒ (a1 + a2 + ... a (N-1) + aN) ≧ D

以下、レーダ装置の構成を説明する。なお、以下ではレーダ装置11、12、…、1(N−1)、1Nは同一の構成を有するものとして、そのうちの1つの構成について説明する。図2は、1台のレーダ装置の一例の構成を示す図である。図2に示すように、レーダ装置は、空中線101と、送受切替部102と、送信処理部103と、受信処理部104と、通信部105と、電源106とを有する。 The configuration of the radar device will be described below. In the following, it is assumed that the radar devices 11, 12, ..., 1 (N-1), and 1N have the same configuration, and one of the configurations will be described. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an example of one radar device. As shown in FIG. 2, the radar device includes an antenna 101, a transmission / reception switching unit 102, a transmission processing unit 103, a reception processing unit 104, a communication unit 105, and a power supply 106.

空中線101は、電波を送信し、また、電波を受信する。空中線101の構成は、特に限定されるものではない。 Antenna 101 transmits radio waves and also receives radio waves. The configuration of the antenna 101 is not particularly limited.

送受切替部102は、空中線101と送信処理部103とを接続する又は空中線101と受信処理部104とを接続するように、空中線101の接続先を切り替えるスイッチである。 The transmission / reception switching unit 102 is a switch that switches the connection destination of the antenna 101 so as to connect the antenna 101 and the transmission processing unit 103 or the antenna 101 and the reception processing unit 104.

送信処理部103は、電波の送信のための処理をする。送信処理部103は、変調部1031と、送信部1032とを有する。 The transmission processing unit 103 performs processing for transmitting radio waves. The transmission processing unit 103 includes a modulation unit 1031 and a transmission unit 1032.

変調部1031は、レーダ装置から送信される電波を生成するための信号を変調する。変調部1031は、変調を電気回路によって行うように構成されていてもよいし、ソフトフェア処理によって行うように構成されていてもよい。 The modulation unit 1031 modulates a signal for generating a radio wave transmitted from the radar device. The modulation unit 1031 may be configured to perform modulation by an electric circuit, or may be configured to perform modulation by software processing.

送信部1032は、例えばマグネトロンを有する。変調部1031で変調された信号は送受切替部102を介して空中線101に出力される。 The transmission unit 1032 has, for example, a magnetron. The signal modulated by the modulation unit 1031 is output to the antenna 101 via the transmission / reception switching unit 102.

受信処理部104は、電波の受信のための処理をする。受信処理部104は、受信部1041と、計測部1042と、追跡演算部1043とを有する。 The reception processing unit 104 performs processing for receiving radio waves. The reception processing unit 104 includes a reception unit 1041, a measurement unit 1042, and a tracking calculation unit 1043.

受信部1041は、空中線101から送受切替部102を介して入力された信号を復調する。受信部1041は、復調を電気回路によって行うように構成されていてもよいし、ソフトフェア処理によって行うように構成されていてもよい。 The receiving unit 1041 demodulates the signal input from the antenna 101 via the transmission / reception switching unit 102. The receiving unit 1041 may be configured to perform demodulation by an electric circuit, or may be configured to perform demodulation by software processing.

計測部1042は、受信部1041で得られた信号から目標Tについての計測値を生成する。計測値は、例えば予め定められた原点の座標に対する目標Tの方向(アジマス及びエレベーション)、距離、速度である。計測部1042は、CPU(Central Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)又はDSP(Digital Signal Processor)等のデジタル信号処理器によって、目標Tを検出するための処理を行う。計測部1042は、単一のCPU等で構成されていてもよいし、複数のCPU等で構成されていてもよい。さらに、計測部1042は、メモリ等を備えていてもよい。 The measurement unit 1042 generates a measurement value for the target T from the signal obtained by the reception unit 1041. The measured values are, for example, the direction (azimuth and elevation), distance, and velocity of the target T with respect to the predetermined coordinates of the origin. The measurement unit 1042 is a process for detecting the target T by a digital signal processor such as a CPU (Central Processing Unit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array) or a DSP (Digital Signal Processor). I do. The measurement unit 1042 may be composed of a single CPU or the like, or may be composed of a plurality of CPUs or the like. Further, the measurement unit 1042 may be provided with a memory or the like.

追跡演算部1043は、計測部1042で生成された目標Tについての計測値に基づいて目標Tを追跡するための追跡演算を行う。追跡演算は、例えばカルマンフィルタを用いて目標Tの軌跡を算出する演算である。追跡演算部1043は、CPU、ASIC、FPGA又はDSP等のデジタル信号処理器によって、追跡演算を行う。追跡演算部1043は、単一のCPU等で構成されていてもよいし、複数のCPU等で構成されていてもよい。さらに、追跡演算部1043は、メモリ等を備えていてもよい。 The tracking calculation unit 1043 performs a tracking calculation for tracking the target T based on the measured value for the target T generated by the measurement unit 1042. The tracking calculation is a calculation of calculating the trajectory of the target T using, for example, a Kalman filter. The tracking calculation unit 1043 performs a tracking calculation by a digital signal processor such as a CPU, ASIC, FPGA, or DSP. The tracking calculation unit 1043 may be composed of a single CPU or the like, or may be composed of a plurality of CPUs or the like. Further, the tracking calculation unit 1043 may include a memory or the like.

通信部105は、レーダ装置が他のレーダ装置等と通信するための通信インターフェイスを含む。通信インターフェイスは、例えば、有線LAN(Local Area Network)、光通信といった有線通信を行うためのインターフェイスであってもよいし、無線LAN等の無線通信を行うためのインターフェイスであってもよい。 The communication unit 105 includes a communication interface for the radar device to communicate with other radar devices and the like. The communication interface may be, for example, an interface for performing wired communication such as a wired LAN (Local Area Network) or optical communication, or an interface for performing wireless communication such as a wireless LAN.

電源106は、レーダ装置の動作のための電源である。電源106は、レーダ装置の各要素が必要とする電力を生成する。 The power source 106 is a power source for operating the radar device. The power source 106 produces the power required by each element of the radar device.

ここで、図2において、目標検出部1042及び追跡演算部1043は、1つの処理部によって構成されていてもよい。 Here, in FIG. 2, the target detection unit 1042 and the tracking calculation unit 1043 may be composed of one processing unit.

図3は、第1の実施形態における1台のレーダ装置の動作を示すフローチャートである。ステップS1において、送信部1032は、空中線101を介して電波を送信する。ステップS2において、受信部1041は、空中線101を介して目標Tからの電波を受信する。 FIG. 3 is a flowchart showing the operation of one radar device according to the first embodiment. In step S1, the transmission unit 1032 transmits radio waves via the antenna 101. In step S2, the receiving unit 1041 receives the radio wave from the target T via the antenna 101.

ステップS3において、計測部1042は、受信部1041で得られた目標Tの信号から目標についての計測値を生成する。前述したように、目標Tについての計測値は、目標Tの方向(アジマス及びエレベーション)、距離、速度を含む。 In step S3, the measuring unit 1042 generates a measured value for the target from the signal of the target T obtained by the receiving unit 1041. As mentioned above, the measured values for the target T include the direction (azimus and elevation), distance, and velocity of the target T.

ステップS4において、追跡演算部1043は、計測部1042で得られた目標Tについての計測値に基づいて目標Tを追跡するための追跡演算を行う。 In step S4, the tracking calculation unit 1043 performs a tracking calculation for tracking the target T based on the measured value for the target T obtained by the measurement unit 1042.

ステップS5において、通信部105は、目標Tに関する目標情報を例えば次段のレーダ装置に出力する。その後、図3の処理は終了する。目標情報は、例えば目標Tの軌跡、目標Tが次段のレーダ装置の計測区間に入る時刻、次段のレーダ装置における追跡演算のためのカルマンフィルタのフィルタ係数といった情報を含む。このような目標情報を次段のレーダ装置に送信することにより、次段のレーダ装置は、指定された時刻に目標Tに向けて電波を送信して目標Tの追跡を開始することができる。つまり、次段のレーダ装置は、目標Tの移動に伴う遅延も考慮して目標Tの追跡を開始することができる。また、次段のレーダ装置は、前段のレーダ装置から指定されたフィルタ係数を用いてカルマンフィルタの初期値を生成し、生成した初期値に基づいて追跡演算をすることができる。なお、ステップS5における目標情報の送信先は、次段のレーダ装置でなくてもよい。例えば、目標情報の送信先は、レーダ装置の制御装置等であってもよい。 In step S5, the communication unit 105 outputs target information regarding the target T to, for example, a radar device in the next stage. After that, the process of FIG. 3 ends. The target information includes, for example, information such as the trajectory of the target T, the time when the target T enters the measurement section of the next-stage radar device, and the filter coefficient of the Kalman filter for the tracking calculation in the next-stage radar device. By transmitting such target information to the next-stage radar device, the next-stage radar device can start tracking the target T by transmitting radio waves toward the target T at a designated time. That is, the next-stage radar device can start tracking the target T in consideration of the delay associated with the movement of the target T. Further, the radar device of the next stage can generate an initial value of the Kalman filter using the filter coefficient specified from the radar device of the previous stage, and can perform a tracking operation based on the generated initial value. The destination of the target information in step S5 does not have to be the radar device of the next stage. For example, the destination of the target information may be a control device of a radar device or the like.

以上説明したように本実施形態によれば、複数のレーダ装置を配置して1つの目標を追跡することにより、超長距離を移動する目標であってもレーダ装置を大規模化することなく追跡することができる。また、山岳等を隔てて移動する目標であっても、その山岳等の先にレーダ装置が設置されていれば追跡をすることができる。つまり、本実施形態によれば、単一のレーダ装置では見通しが確保できない環境であっても追跡をすることができる。 As described above, according to the present embodiment, by arranging a plurality of radar devices and tracking one target, even a target traveling a very long distance can be tracked without enlarging the radar device. can do. Further, even if the target moves across a mountain or the like, it can be tracked if a radar device is installed in front of the mountain or the like. That is, according to the present embodiment, tracking can be performed even in an environment where the line-of-sight cannot be secured by a single radar device.

また、本実施形態では、複数のレーダ装置を自己位置が異なるだけの同一構成のレーダ装置を用いることもできる。この場合、システムとしての製造コストの低減を図ることができる。 Further, in the present embodiment, it is also possible to use a plurality of radar devices having the same configuration but different self-positions. In this case, the manufacturing cost of the system can be reduced.

また、目標の移動を制御する場合等、目標の移動経路が予め決められている場合には、その移動経路に沿ってレーダ装置が縦列配置されることにより、目標の追跡に必要なレーダ装置の数を最小限にすることができる。 In addition, when the movement path of the target is predetermined, such as when controlling the movement of the target, the radar devices are arranged in columns along the movement path of the radar device necessary for tracking the target. The number can be minimized.

また、レーダ装置で得られた目標の情報を次段のレーダ装置に通信することにより、次段のレーダ装置において即時に目標の追跡をすることができる。これにより、複数のレーダ装置による目標の追跡が安定して行われる。また、レーダ装置で得られた目標の情報として、カルマンフィルタのフィルタ係数を次段のレーダ装置に通信することにより、次段のレーダ装置においてより良いカルマンフィルタの初期値を生成することができる。これにより、次段以降の追跡演算の精度が向上する。 Further, by communicating the target information obtained by the radar device to the radar device of the next stage, the target can be tracked immediately in the radar device of the next stage. As a result, the target can be stably tracked by the plurality of radar devices. Further, by communicating the filter coefficient of the Kalman filter to the radar device of the next stage as the target information obtained by the radar device, a better initial value of the Kalman filter can be generated in the radar device of the next stage. As a result, the accuracy of the tracking calculation in the next and subsequent stages is improved.

ここで、図1では、レーダ装置は等間隔に配置されている。しかしながら、地形の制約等によっては、レーダ装置は等間隔に配置されなくてもよい。レーダ装置を等間隔に配置できないときには、計測区間に空きが生じないように例えばレーダ装置の台数を増やすことが望ましい。 Here, in FIG. 1, the radar devices are arranged at equal intervals. However, the radar devices may not be arranged at equal intervals due to topographical restrictions and the like. When the radar devices cannot be arranged at equal intervals, it is desirable to increase the number of radar devices, for example, so that there is no space in the measurement section.

また、隣り合うレーダ装置の計測区間は少なくとも接していればよいが、重複していることが望ましい。レーダ装置の計測区間に重複区間があることにより、計測区間の境界部に生じる計測区間の抜けを減らすことができる。 Further, the measurement sections of adjacent radar devices need to be at least in contact with each other, but it is desirable that they overlap. Since there are overlapping sections in the measurement sections of the radar device, it is possible to reduce the omission of the measurement sections that occur at the boundary of the measurement sections.

さらに、目標Tの移動経路Rが決められていなくてもよい。この場合、より多くの台数のレーダ装置を設置することによってシステム全体としての計測区間Aを長くすることができる。 Further, the movement path R of the target T may not be determined. In this case, the measurement section A of the entire system can be lengthened by installing a larger number of radar devices.

[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態を説明する。図4は、第2の実施形態に係るレーダ計測システムの一例の構成を示す図である。図4に示すように、第2の実施形態に係るレーダ計測システム1は、N台のレーダ装置11、12、…、1(N−1)、1Nと、通信衛星20と、制御装置30とを有する。第2の実施形態のレーダ計測システム1は、第1の実施形態と同様に、移動する目標TをN台のレーダ装置によって追跡する。一方、第2の実施形態では、N台のレーダ装置は、互いに直接的には情報の送受をしない。第2の実施形態では、N台のレーダ装置は、制御装置30の制御のもと、通信衛星20を介して情報の送受をする。つまり、第2の実施形態のレーダ装置は、通信部105を有していなくてもよい。勿論、第2の実施形態のレーダ装置は、通信部105を有していてもよい。
[Second Embodiment]
Next, the second embodiment will be described. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an example of a radar measurement system according to the second embodiment. As shown in FIG. 4, the radar measurement system 1 according to the second embodiment includes N radar devices 11, 12, ..., 1 (N-1), 1N, a communication satellite 20, and a control device 30. Has. The radar measurement system 1 of the second embodiment tracks the moving target T by N radar devices as in the first embodiment. On the other hand, in the second embodiment, the N radar devices do not directly send and receive information to each other. In the second embodiment, the N radar devices send and receive information via the communication satellite 20 under the control of the control device 30. That is, the radar device of the second embodiment does not have to have the communication unit 105. Of course, the radar device of the second embodiment may have a communication unit 105.

通信衛星20は、N台のレーダ装置11、12、…、1(N−1)、1Nのそれぞれとの間で電波の送受信が可能な経路を飛行する通信衛星である。また、通信衛星20は、制御装置30との間で電波の送受信が可能な経路を飛行する通信衛星である。 The communication satellite 20 is a communication satellite that flies on a route capable of transmitting and receiving radio waves to and from each of N radar devices 11, 12, ..., 1 (N-1), and 1N. Further, the communication satellite 20 is a communication satellite that flies on a route capable of transmitting and receiving radio waves to and from the control device 30.

通信衛星20は、N台のレーダ装置11、12、…、1(N−1)、1Nから、目標情報を含む電波を受信する。このとき、通信衛星20は、受信した電波から目標情報を取り出して、制御装置30への送信用の電波を生成する。そして、通信衛星20は、生成した電波を制御装置30に送信する。 The communication satellite 20 receives radio waves including target information from N radar devices 11, 12, ..., 1 (N-1), and 1N. At this time, the communication satellite 20 extracts the target information from the received radio wave and generates a radio wave for transmission to the control device 30. Then, the communication satellite 20 transmits the generated radio wave to the control device 30.

また、通信衛星20は、制御装置30から、制御対象のレーダ装置宛ての制御情報を含む電波を受信する。このとき、通信衛星20は、受信した電波から制御情報を取り出して制御対象のレーダ装置を特定し、制御対象のレーダ装置への送信用の電波を生成する。そして、通信衛星20は、生成した電波を制御対象のレーダ装置に送信する。 Further, the communication satellite 20 receives radio waves including control information addressed to the radar device to be controlled from the control device 30. At this time, the communication satellite 20 extracts control information from the received radio waves, identifies the radar device to be controlled, and generates radio waves for transmission to the radar device to be controlled. Then, the communication satellite 20 transmits the generated radio wave to the radar device to be controlled.

制御装置30は、CPU等のプロセッサ、ROM及びRAMといったメモリを備えたコンピュータである。制御装置30は、目標情報を含む電波を通信衛星20から受信する。このとき、制御装置30は、目標情報に基づいて、制御対象のレーダ装置を制御するための制御情報を生成する。制御情報は、例えば、追跡を開始又は終了させる指示、目標Tの軌跡、目標Tが次段のレーダ装置の計測区間に入る時刻、次段のレーダ装置における追跡演算のためのカルマンフィルタのフィルタ係数といった情報を含む。そして、制御装置30は、制御対象のレーダ装置のための制御情報を含む電波を通信衛星20に送信する。 The control device 30 is a computer provided with a processor such as a CPU and a memory such as a ROM and a RAM. The control device 30 receives radio waves including target information from the communication satellite 20. At this time, the control device 30 generates control information for controlling the radar device to be controlled based on the target information. The control information includes, for example, an instruction to start or end tracking, a trajectory of the target T, a time when the target T enters the measurement section of the next-stage radar device, and a filter coefficient of a Kalman filter for tracking calculation in the next-stage radar device. Contains information. Then, the control device 30 transmits a radio wave including control information for the radar device to be controlled to the communication satellite 20.

図5は、第2の実施形態における制御装置30の動作を示すフローチャートである。ステップS11において、制御装置30は、制御対象のレーダ装置を1台目のレーダ装置11に設定する。 FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the control device 30 in the second embodiment. In step S11, the control device 30 sets the radar device to be controlled to the first radar device 11.

ステップS12において、制御装置30は、制御対象のレーダ装置宛ての追跡開始のための制御情報を含む電波を通信衛星20に向けて送信する。追跡開始のための制御情報は、例えば追跡を開始させる指示、目標Tの軌跡、目標Tが次段のレーダ装置の計測区間に入る時刻、次段のレーダ装置における追跡演算のためのカルマンフィルタのフィルタ係数といった情報を含む。目標Tの移動経路Rが既知であれば、1台目のレーダ装置から目標Tの軌跡、目標Tが次段のレーダ装置の計測区間に入る時刻、次段のレーダ装置における追跡演算のためのカルマンフィルタのフィルタ係数といった情報を制御情報に含めることができる。しかしながら、目標Tの軌跡、目標Tが次段のレーダ装置の計測区間に入る時刻、次段のレーダ装置における追跡演算のためのカルマンフィルタのフィルタ係数といった情報を含めることができない場合もあり得る。この場合には、制御情報は、追跡開始の指示だけを含んでいてもよい。 In step S12, the control device 30 transmits a radio wave including control information for starting tracking to the radar device to be controlled toward the communication satellite 20. The control information for starting tracking includes, for example, an instruction to start tracking, a trajectory of target T, a time when target T enters the measurement section of the next-stage radar device, and a filter of a Kalman filter for tracking calculation in the next-stage radar device. Includes information such as coefficients. If the movement path R of the target T is known, the trajectory of the target T from the first radar device, the time when the target T enters the measurement section of the next stage radar device, and the tracking calculation in the next stage radar device. Information such as the filter coefficient of the Kalman filter can be included in the control information. However, it may not be possible to include information such as the trajectory of the target T, the time when the target T enters the measurement section of the next-stage radar device, and the filter coefficient of the Kalman filter for the tracking calculation in the next-stage radar device. In this case, the control information may include only the instruction to start tracking.

ステップS13において、制御装置30は、通信衛星20から、目標情報を含む電波を受信する。 In step S13, the control device 30 receives radio waves including target information from the communication satellite 20.

ステップS14において、制御装置30は、目標情報を取り出し、取り出した目標情報から、目標Tが制御対象のレーダ装置の計測区間から出るか否かを判定する。例えば、目標Tの移動方向が制御対象のレーダ装置の計測区間の外に向かう方向であって、かつ、目標Tの位置が計測区間の端から所定距離内であるときには、目標Tが制御対象のレーダ装置の計測区間から出ると判定される。ステップS14において、目標Tが制御対象のレーダ装置の計測区間から出ないと判定されたときには、処理はステップS13に戻る。この場合、制御装置30は、制御対象のレーダ装置を変更しない。一方、ステップS14において、目標Tが制御対象のレーダ装置の計測区間から出ると判定されたときには、処理はステップS15に移行する。 In step S14, the control device 30 extracts the target information, and determines whether or not the target T exits the measurement section of the radar device to be controlled from the extracted target information. For example, when the moving direction of the target T is a direction toward the outside of the measurement section of the radar device to be controlled and the position of the target T is within a predetermined distance from the end of the measurement section, the target T is the control target. It is determined that the radar device is out of the measurement section. When it is determined in step S14 that the target T does not exit the measurement section of the radar device to be controlled, the process returns to step S13. In this case, the control device 30 does not change the radar device to be controlled. On the other hand, when it is determined in step S14 that the target T exits the measurement section of the radar device to be controlled, the process proceeds to step S15.

ステップS15において、制御装置30は、制御対象のレーダ装置宛ての追跡終了のための制御情報を含む電波を通信衛星20に向けて送信する。追跡終了のための制御情報は、例えば追跡を終了させる指示を含む。 In step S15, the control device 30 transmits a radio wave including control information for the end of tracking to the radar device to be controlled toward the communication satellite 20. The control information for ending the tracking includes, for example, an instruction to end the tracking.

ステップS16において、制御装置30は、制御対象のレーダ装置がまだ残っているか否かを判定する。N台目のレーダ装置1Nに対して追跡終了の制御情報を送信したときには、制御対象のレーダ装置が残っていないと判定される。ステップS16において、制御対象のレーダ装置がまだ残っていると判定されたときには、処理はステップS17に移行する。ステップS16において、制御対象のレーダ装置が残っていないと判定されたときには、図5の処理は終了する。 In step S16, the control device 30 determines whether or not the radar device to be controlled still remains. When the tracking end control information is transmitted to the Nth radar device 1N, it is determined that there is no radar device to be controlled. When it is determined in step S16 that the radar device to be controlled still remains, the process proceeds to step S17. When it is determined in step S16 that no radar device to be controlled remains, the process of FIG. 5 ends.

ステップS17において、制御装置30は、制御対象のレーダ装置を変更する。例えば、制御対象のレーダ装置がレーダ装置11であるとき、制御装置30は、制御対象のレーダ装置をレーダ装置12に変更する。その後、処理はステップS12に移行する。 In step S17, the control device 30 changes the radar device to be controlled. For example, when the radar device to be controlled is the radar device 11, the control device 30 changes the radar device to be controlled to the radar device 12. After that, the process proceeds to step S12.

図6は、第2の実施形態における1台のレーダ装置の動作を示すフローチャートである。ステップS21において、受信部1041は、通信衛星20から追跡開始の制御情報を含む電波を受けたか否かを判定する。ステップS21の判定は、通信衛星20から追跡開始の制御情報を含む電波を受けたと判定されるまで繰り返される。ステップS21において、通信衛星20から追跡開始の制御情報を含む電波を受けたと判定されたとき、処理はステップS22に移行する。 FIG. 6 is a flowchart showing the operation of one radar device according to the second embodiment. In step S21, the receiving unit 1041 determines whether or not the radio wave including the control information for starting tracking has been received from the communication satellite 20. The determination in step S21 is repeated until it is determined that the radio wave including the control information for starting tracking has been received from the communication satellite 20. When it is determined in step S21 that the radio wave including the control information for starting tracking has been received from the communication satellite 20, the process proceeds to step S22.

ステップS22において、送信部1032は、空中線101を介して電波を送信する。ステップS23において、受信部1041は、空中線101を介して目標Tからの電波を受信する。ここで、制御情報が、目標Tの軌跡、目標Tが次段のレーダ装置の計測区間に入る時刻、次段のレーダ装置における追跡演算のためのカルマンフィルタのフィルタ係数といった情報を含んでいるときには、送信部1032は、指定された時刻に目標Tに向けて電波を送信してもよい。 In step S22, the transmission unit 1032 transmits radio waves via the antenna 101. In step S23, the receiving unit 1041 receives the radio wave from the target T via the antenna 101. Here, when the control information includes information such as the trajectory of the target T, the time when the target T enters the measurement section of the next-stage radar device, and the filter coefficient of the Kalman filter for the tracking calculation in the next-stage radar device, The transmission unit 1032 may transmit radio waves toward the target T at a designated time.

ステップS24において、計測部1042は、受信部1041で得られた目標Tの信号から目標についての計測値を生成する。前述したように、目標Tについての計測値は、目標Tの方向(アジマス及びエレベーション)、距離、速度を含む。 In step S24, the measuring unit 1042 generates a measured value for the target from the signal of the target T obtained by the receiving unit 1041. As mentioned above, the measured values for the target T include the direction (azimus and elevation), distance, and velocity of the target T.

ステップS25において、追跡演算部1043は、計測部1042で得られた目標Tについての計測値に基づいて目標Tを追跡するための追跡演算を行う。 In step S25, the tracking calculation unit 1043 performs a tracking calculation for tracking the target T based on the measured value for the target T obtained by the measurement unit 1042.

ステップS26において、送信部1032は、目標Tに関する目標情報を含む電波を通信衛星20に送信する。目標情報は、例えば目標Tの軌跡、目標Tが次段のレーダ装置の計測区間に入る時刻、次段のレーダ装置における追跡演算のためのカルマンフィルタのフィルタ係数といった情報を含む。なお、目標Tの軌跡、目標Tが次段のレーダ装置の計測区間に入る時刻といった情報は、制御装置30が計算してもよい。この場合、ステップS26において、送信部1032は、ステップS24で生成された計測値を含む電波を通信衛星20に送信してもよい。 In step S26, the transmission unit 1032 transmits a radio wave including target information regarding the target T to the communication satellite 20. The target information includes, for example, information such as the trajectory of the target T, the time when the target T enters the measurement section of the next-stage radar device, and the filter coefficient of the Kalman filter for the tracking calculation in the next-stage radar device. The control device 30 may calculate information such as the trajectory of the target T and the time when the target T enters the measurement section of the radar device in the next stage. In this case, in step S26, the transmission unit 1032 may transmit the radio wave including the measured value generated in step S24 to the communication satellite 20.

ステップS27において、受信部1041は、通信衛星20から追跡終了の制御情報を含む電波を受けたか否かを判定する。ステップS27において、通信衛星20から追跡終了の制御情報を含む電波を受けていないと判定されたときには、処理はステップS22に戻る。ステップS27において、通信衛星20から追跡終了の制御情報を含む電波を受けたと判定されたとき、図6の処理は終了する。 In step S27, the receiving unit 1041 determines whether or not the radio wave including the control information of the end of tracking has been received from the communication satellite 20. When it is determined in step S27 that the radio wave including the control information of the end of tracking is not received from the communication satellite 20, the process returns to step S22. In step S27, when it is determined that the radio wave including the control information of the end of tracking has been received from the communication satellite 20, the process of FIG. 6 ends.

以上説明したように、第2の実施形態においても、複数のレーダ装置を配置して1つの目標を追跡することにより、超長距離を移動する目標であってもレーダ装置を大規模化することなく追跡することができる。また、山岳等を隔てて移動する目標であっても、その山岳等の先にレーダ装置が設置されていれば追跡をすることができる。つまり、本実施形態によれば、単一のレーダ装置では見通しが確保できない環境であっても追跡をすることができる。 As described above, also in the second embodiment, by arranging a plurality of radar devices and tracking one target, the radar device can be scaled up even if it is a target that travels an ultra-long distance. Can be tracked without. Further, even if the target moves across a mountain or the like, it can be tracked if a radar device is installed in front of the mountain or the like. That is, according to the present embodiment, tracking can be performed even in an environment where the line-of-sight cannot be secured by a single radar device.

さらに第2の実施形態では、複数のレーダ装置の動作を1つの制御装置によって制御することができる。また、制御装置とそれぞれのレーダ装置との通信は、通信衛星を介して行われる。これにより、それぞれのレーダ装置は、制御装置との専用の通信部を備えていなくてもよい。したがって、レーダ装置の構成は簡略化される。 Further, in the second embodiment, the operation of the plurality of radar devices can be controlled by one control device. Further, communication between the control device and each radar device is performed via a communication satellite. As a result, each radar device does not have to be provided with a dedicated communication unit with the control device. Therefore, the configuration of the radar device is simplified.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and at the implementation stage, the components can be modified and embodied within a range that does not deviate from the gist thereof. In addition, various inventions can be formed by an appropriate combination of the plurality of components disclosed in the above-described embodiment. For example, some components may be removed from all the components shown in the embodiments. In addition, components across different embodiments may be combined as appropriate.

1 レーダ計測システム、11,12,1(N−1),1N レーダ装置、20 通信衛星、30 制御装置、101 空中線、102 送受切替部、103 送信処理部、104 受信処理部、105 通信部、106 電源、1031 変調部、1032 送信部、1041 受信部、1042 計測部、1042 目標検出部、1043 追跡演算部。 1 Radar measurement system, 11, 12, 1 (N-1), 1N radar device, 20 communication satellite, 30 control device, 101 antenna, 102 transmission / reception switching unit, 103 transmission processing unit, 104 reception processing unit, 105 communication unit, 106 power supply, 1031 modulation unit, 1032 transmission unit, 1041 reception unit, 1042 measurement unit, 1042 target detection unit, 1043 tracking calculation unit.

Claims (8)

第1の計測区間内で目標を追跡する第1のレーダ装置と、
前記第1のレーダ装置から離隔して配置され、前記第1の計測区間と少なくとも接する第2の計測区間内で前記目標を追跡する第2のレーダ装置と、
を有するレーダ計測システム。
A first radar device that tracks a target within the first measurement section,
A second radar device that is located away from the first radar device and tracks the target within a second measurement section that is at least in contact with the first measurement section.
Radar measurement system with.
前記第1の計測区間と前記第2の計測区間とを合わせた範囲は、前記目標の移動距離以上の範囲である請求項1に記載のレーダ計測システム。 The radar measurement system according to claim 1, wherein the range in which the first measurement section and the second measurement section are combined is a range equal to or larger than the target movement distance. 前記第1の計測区間と前記第2の計測区間とは、重複区間を有する請求項1に記載のレーダ計測システム。 The radar measurement system according to claim 1, wherein the first measurement section and the second measurement section have overlapping sections. 前記第1のレーダ装置及び前記第2のレーダ装置を制御する制御装置をさらに有し、
前記制御装置は、
前記第1の計測区間に前記目標が存在している間は前記第1のレーダ装置による前記目標の追跡を開始させるとともに前記第2のレーダ装置による前記目標の追跡を停止させ、
前記第2の計測区間に前記目標が存在している間は前記第1のレーダ装置による前記目標の追跡を停止させるとともに前記第2のレーダ装置による前記目標の追跡を開始させる
請求項1に記載のレーダ計測システム。
It further has a control device for controlling the first radar device and the second radar device.
The control device is
While the target is present in the first measurement section, the tracking of the target by the first radar device is started and the tracking of the target by the second radar device is stopped.
The first aspect of the present invention, wherein the tracking of the target by the first radar device is stopped and the tracking of the target by the second radar device is started while the target is present in the second measurement section. Radar measurement system.
前記制御装置は、
前記第1のレーダ装置によって追跡された前記目標の情報を前記第1のレーダ装置から受信し、
受信した前記目標の情報を前記第2のレーダ装置に送信し、
前記第2のレーダ装置は、前記目標の情報に基づいて前記目標を追跡する請求項4に記載のレーダ計測システム。
The control device is
The target information tracked by the first radar device is received from the first radar device, and the information is received from the first radar device.
The received information of the target is transmitted to the second radar device, and the information is transmitted to the second radar device.
The radar measurement system according to claim 4, wherein the second radar device tracks the target based on the information of the target.
前記制御装置は、通信衛星を介して前記第1のレーダ装置及び前記第2のレーダ装置と通信する請求項5に記載のレーダ計測システム。 The radar measurement system according to claim 5, wherein the control device communicates with the first radar device and the second radar device via a communication satellite. 前記目標の移動経路は、予め決められており、
前記第1のレーダ装置と前記第2のレーダ装置とは前記目標の移動経路に沿って縦列配置されている請求項1に記載のレーダ計測システム。
The movement route of the target is predetermined and
The radar measurement system according to claim 1, wherein the first radar device and the second radar device are arranged in tandem along the target movement path.
第1のレーダ装置は第1の計測区間内で目標を追跡することと、
前記第1のレーダ装置から離隔して配置された第2のレーダ装置は前記第1の計測区間と少なくとも接する第2の計測区間内で前記目標を追跡することと、
を具備するレーダ計測方法。
The first radar device tracks the target within the first measurement section,
The second radar device, which is arranged apart from the first radar device, tracks the target within a second measurement section that is at least in contact with the first measurement section.
Radar measurement method including.
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