JP2022132749A - Radar device, projectile, guidance program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はレーダ装置と、このレーダ装置を用いる飛しょう体と、このレーダ装置が用いる誘導プログラムに関し、例えば、飛しょう体を目標に誘導するために目標を検出するレーダ装置と、このレーダ装置を用いる飛しょう体と、このレーダ装置が用いる誘導プログラムとに好適に利用できるものである。 The present invention relates to a radar system, a flying object using this radar system, and a guidance program used by this radar system. It can be suitably used for the flying object used and the guidance program used by this radar device.
航空機などの飛しょう体を艦船などの目標に誘導するとき、飛しょう体に搭載されたレーダ装置で目標を捜索して追尾する手法がある。ここで、艦船の周囲の海面などの表面は、レーダ波を反射して強い電力を有するクラッタ波を生成するクラッタ源になり得る。その結果、レーダ装置が目標を検出するために鉛直下向き方向にレーダ波を送信すると、目標で反射されるレーダ反射波がクラッタ波に埋もれてしまい、検出が困難になる場合がある。 When guiding a flying object such as an aircraft to a target such as a ship, there is a method of searching and tracking the target with a radar device mounted on the flying object. Here, surfaces such as the sea surface around a ship can be a clutter source that reflects radar waves to produce clutter waves with high power. As a result, when a radar device transmits a radar wave in a vertically downward direction to detect a target, the radar reflected wave reflected by the target may be buried in clutter waves, making detection difficult.
このような問題を避けるために、海面などのクラッタ源表面との間のグレージング角を比較的小さくして、飛しょう体が艦船に対して斜めの方向から艦船を観測する手法がある。しかし、艦船にもレーダ装置が搭載されている場合には、グレージング角が比較的小さいときに飛しょう体が艦船のレーダ装置の覆域に入る。その結果、飛しょう体は艦船によって容易に発見される可能性がある。 In order to avoid such a problem, there is a method in which the grazing angle between the surface of the clutter source such as the sea surface is made relatively small, and the flying object observes the ship from an oblique direction with respect to the ship. However, if a ship is also equipped with a radar device, the flying object enters the coverage area of the ship's radar device when the grazing angle is relatively small. As a result, the projectiles may be easily spotted by ships.
上記に関連して、特許文献1(特開昭60-159668号公報)には、レーダ装置が開示されている。このレーダ装置は、モノパルス方式アンテナの和チャンネル信号とエレベーション差チャンネル信号を用いて、アンテナボアサイト軸上のアンテナから大地までの距離を測定する航空機搭載用のレーダ装置である。このレーダ装置は、距離追尾回路に高度センサからの高度信号と姿勢角センサからの機体ピッチ角信号に対応して距離ゲートの掃引範囲を制御する距離ゲート制御回路及び送信パルス幅を制御するパルス幅制御回路とを設けたことを特徴とする。 In relation to the above, Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-159668) discloses a radar device. This radar system is an aircraft-mounted radar system that measures the distance from an antenna on the antenna boresight axis to the ground using a sum channel signal and an elevation difference channel signal of a monopulse antenna. In this radar device, the distance tracking circuit includes a distance gate control circuit for controlling the sweep range of the distance gate in response to the altitude signal from the altitude sensor and the aircraft pitch angle signal from the attitude angle sensor, and a pulse width for controlling the transmission pulse width. and a control circuit.
また、特許文献2(特開2000-329843号公報)には、レーダ高度計が開示されている。このレーダ高度計は、送受信アンテナを備える。このレーダ高度計は、送信アンテナの放射角度を変えるため複数個の送受共用の送信アンテナを各々角度をつけて取り付け、複数個の送信アンテナを順次切り替えることを特徴とする。 Further, Patent Document 2 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2000-329843) discloses a radar altimeter. The radar altimeter has a transmit and receive antenna. This radar altimeter is characterized in that a plurality of transmission antennas for both transmission and reception are attached at respective angles in order to change the radiation angle of the transmission antennas, and the plurality of transmission antennas are sequentially switched.
また、特許文献3(特開2005-326228号公報)には、レーダ装置が開示されている。このレーダ装置は、送受信アンテナを介して広帯域パルス信号を送信し、その反射波を受信信号として受信し、受信信号に基づいて目標を検出する。このレーダ装置は、レーダ高度推定手段と、記憶部と、制御装置と、レンジ圧縮手段と、クラッタ照射パターン算出手段と、クラッタ散乱断面積推定手段と、クラッタ抑圧手段と、目標検出手段とを備えることを特徴とする。このレーダ高度推定手段は、位置情報の入力に基づいてレーダ高度を推定する。この記憶部は、送受信アンテナの指向角度と受信信号とを対応付けて蓄積する。この制御装置は、送受信アンテナのアンテナパターンの指向角度をエレベーション方向に制御する。このレンジ圧縮手段は、送受信アンテナを介して受信した受信信号をパルス圧縮処理し、パルス圧縮処理後の受信信号を制御装置から受信した指向角度の情報と対応付けて記憶部に記憶させる。このクラッタ照射パターン算出手段は、推定されたレーダ高度と、制御装置からの指向角度の情報と、事前に計測した送受信アンテナのアンテナパターンとに基づいて、クラッタ照射パターンを算出する。このクラッタ散乱断面積推定手段は、算出されたクラッタ照射パターンと、記憶部に蓄積されたそれぞれの指向角度に対応するパルス圧縮処理後の受信信号とから、それぞれの受信信号におけるクラッタ散乱断面積を推定する。このクラッタ抑圧手段は、推定されたクラッタ散乱断面積を用いて、記憶部に蓄積されたそれぞれのパルス圧縮処理後の受信信号に対してクラッタ電力を抑圧したクラッタ抑圧信号を算出する。この目標検出手段は、算出されたクラッタ抑圧信号の中から目標を検出する。 Further, Patent Document 3 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-326228) discloses a radar device. This radar device transmits a broadband pulse signal via a transmitting/receiving antenna, receives the reflected wave as a received signal, and detects a target based on the received signal. This radar apparatus includes radar altitude estimation means, a storage unit, a control device, range compression means, clutter irradiation pattern calculation means, clutter scattering cross section estimation means, clutter suppression means, and target detection means. It is characterized by The radar altitude estimating means estimates the radar altitude based on the position information input. This storage unit associates and stores the directivity angle of the transmitting/receiving antenna and the received signal. This control device controls the directivity angle of the antenna pattern of the transmitting/receiving antenna in the elevation direction. The range compression means subjects the received signal received via the transmitting/receiving antenna to pulse compression processing, and stores the received signal after the pulse compression processing in the storage unit in association with the directivity angle information received from the control device. The clutter irradiation pattern calculation means calculates the clutter irradiation pattern based on the estimated radar altitude, information on the directivity angle from the control device, and the antenna pattern of the transmitting and receiving antennas measured in advance. The clutter scattering cross section estimating means calculates the clutter scattering cross section in each received signal from the calculated clutter irradiation pattern and the received signal after pulse compression processing corresponding to each directivity angle stored in the storage unit. presume. The clutter suppression means calculates a clutter suppression signal by suppressing the clutter power of each of the pulse-compressed received signals stored in the storage unit, using the estimated clutter scattering cross section. This target detection means detects a target from the calculated clutter suppression signal.
クラッタ源表面の上にある目標を、目標の上方から検出することができるレーダ装置と、このレーダ装置を用いる飛しょう体と、このレーダ装置が用いる誘導プログラムとを提供する。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 A radar system capable of detecting a target on a clutter source surface from above the target, a flying object using the radar system, and a guidance program used by the radar system are provided. Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.
以下に、(発明を実施するための形態)で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、(特許請求の範囲)の記載と(発明を実施するための形態)との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、(特許請求の範囲)に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。 The means for solving the problems will be described below using the numbers used in (Mode for Carrying Out the Invention). These numbers are added to clarify the correspondence relationship between the description of the claims and the description of the invention. However, these numbers should not be used to interpret the technical scope of the invention described in (claims).
一実施の形態によれば、レーダ装置(2)は、飛しょう体(1)に搭載され、クラッタ源表面(9)の上にある目標(8)に飛しょう体(1)を誘導するために目標(8)を検出する。レーダ装置(2)は、アンテナ(25)と、信号処理装置(21)とを備える。アンテナ(25)は、目標(8)の上方からレーダ波を送信し、レーダ波が少なくとも目標(8)で反射したレーダ反射波に含まれる第1期間反射波を受信する。信号処理装置(21)は、レーダ波を送信してから第1期間反射波を受信するまでの時間と、第1期間反射波とに基づいて目標(8)を検出する。送信されたレーダ波が照射される照射角度の範囲(20)は、クラッタ源表面(9)の法線方向を含む。 According to one embodiment, a radar device (2) is mounted on a projectile (1) to guide the projectile (1) to a target (8) above a clutter source surface (9). Detect target (8) at . The radar device (2) comprises an antenna (25) and a signal processing device (21). An antenna (25) transmits a radar wave from above the target (8) and receives at least a first period reflected wave included in the radar reflected wave reflected by the target (8). A signal processing device (21) detects a target (8) based on the time from transmitting a radar wave to receiving a reflected wave for the first period and the reflected wave for the first period. The range of illumination angles (20) over which the transmitted radar waves are illuminated includes the normal direction of the clutter source surface (9).
一実施の形態によれば、誘導プログラムは、クラッタ源表面(9)の上にある目標(8)に飛しょう体(1)を誘導する処理を、演算装置が実行することによって実現するためのものである。誘導プログラムは、目標(8)の上方からレーダ波を送信し、レーダ波が少なくとも目標(8)で反射したレーダ反射波に含まれる第1期間反射波を受信することと、レーダ波を送信してから第1期間反射波を受信するまでの時間と、第1期間反射波とに基づいて目標(8)を検出することとを含む。送信されたレーダ波が照射される照射角度の範囲(20)は、クラッタ源表面(9)の法線方向を含む。 According to one embodiment, the guidance program is for realizing, by the computing device executing a process of guiding the projectile (1) to the target (8) above the clutter source surface (9). It is. The guidance program transmits a radar wave from above the target (8), receives the reflected wave for the first period included in the radar wave reflected at least by the target (8), and transmits the radar wave. and detecting the target (8) based on the first period reflected wave. The range of illumination angles (20) over which the transmitted radar waves are illuminated includes the normal direction of the clutter source surface (9).
一実施の形態によれば、クラッタ源表面の上にある目標を、目標の上方から検出することができる。 According to one embodiment, targets above the clutter source surface can be detected from above the target.
添付図面を参照して、本発明によるレーダ装置と、飛しょう体と、誘導プログラムとを実施するための形態を以下に説明する。 Embodiments for implementing the radar device, the flying object, and the guidance program according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(第1実施の形態)
図1に示すように、一実施の形態による飛しょう体1は、レーダ装置2と、制御装置3と、姿勢制御装置4と、推進装置5とを備えている。レーダ装置2は、目標を検出し、目標を検出したことを表す目標検出信号と、飛しょう体1に対する目標の相対位置を表す追尾角度制御信号とを生成して制御装置3に送信する。制御装置3は、追尾角度制御信号に基づいて、姿勢制御装置4を制御するための姿勢制御信号を生成して姿勢制御装置4に送信する。また、制御装置3は、目標検出信号に基づいて、推進装置5を制御するための推進制御信号を生成して推進装置5に送信する。姿勢制御装置4は、姿勢制御信号に基づいて動作し、飛しょう体1の姿勢を制御する。推進装置5は、推進制御信号に基づいて動作し、飛しょう体1の推進力を制御する。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1 , a flying
図2Aに示すように、関連技術による飛しょう体1Aは、レーダ装置2Aを備えており、レーダ装置2Aは目標である艦船8を検出距離DAから検出し、この検出に基づいて飛しょう体1Aは艦船8に向かって移動する。同様に、関連技術による飛しょう体1Bは、レーダ装置2Bを備えており、レーダ装置2Bは目標である艦船8を検出距離DBから検出し、この検出に基づいて飛しょう体1Bは艦船8に向かって移動する。 As shown in FIG. 2A, a flying object 1A according to related technology includes a radar device 2A. The radar device 2A detects a target ship 8 from a detection distance DA , and based on this detection, the flying object 1A 1A moves toward ship 8. Similarly, a flying object 1B according to the related art is equipped with a radar device 2B. The radar device 2B detects a target, a ship 8, from a detection distance DB . move towards
図2Aの例では、艦船8は海面9の上に存在する。厳密には、艦船8のうち、海面9の上に存在する部分が、目標として検出される対象である。 In the example of FIG. 2A, ship 8 is above sea level 9 . Strictly speaking, the portion of the ship 8 above the sea surface 9 is the object to be detected as the target.
艦船8は、飛しょう体1A、1Bなどを検出するための、別のレーダ装置を備えている。この別のレーダ装置は、艦船レーダ覆域81の内側に存在する飛しょう体1Aを検出するが、艦船レーダ覆域81の外側に存在する飛しょう体1Bを検出しない。この観点において、艦船8によって検出されずに艦船8に到達するためには、より低い高度HAで移動する飛しょう体1Aよりも、より高い高度HBで移動する飛しょう体1Bの方が有利である。ここで、飛しょう体1Aの高度HAの基準と、飛しょう体1Bの高度HBとの基準とは、いずれも海面9である。言い換えれば、飛しょう体1Aから海面9までの距離を高度HAと呼び、飛しょう体1Bから海面9までの距離を高度HBと呼ぶ。 The ship 8 is equipped with another radar device for detecting the projectiles 1A, 1B and the like. This other radar device detects the flying object 1A existing inside the ship's radar coverage area 81, but does not detect the flying object 1B existing outside the ship's radar coverage area 81. From this point of view, in order to reach the ship 8 without being detected by the ship 8, it is better for the projectile 1B moving at a higher altitude HB than for the projectile 1A moving at a lower altitude HA . Advantageous. Here, the sea level 9 is both the reference for the altitude HA of the flying object 1A and the reference for the altitude HB of the flying object 1B. In other words, the distance from the flying object 1A to the sea surface 9 is called altitude HA , and the distance from the flying object 1B to the sea surface 9 is called altitude HB .
その一方で、飛しょう体1A、1Bの高度HA、HBが高ければ高いほど、レーダ装置2A、2Bによる艦船8の検出は困難である。飛しょう体1A、1Bの高度HA、HBが高ければ高いほど、飛しょう体1A、1Bのそれぞれと艦船8を結ぶ直線と、海面9との間のグレージング角AA、ABは大きい。グレージング角AA、ABが大きければ大きいほど、レーダ装置2A、2Bが送信するレーダ波が海面9で反射したクラッタ反射波の受信電力が大きくなる。クラッタ反射波の受信電力が大きければ大きいほど、レーダ波が艦船8で反射した目標反射波とクラッタ反射波との区別がつきにくくなる。 On the other hand, the higher the altitudes H A and H B of the flying bodies 1A and 1B, the more difficult it is for the radar devices 2A and 2B to detect the ship 8 . The higher the altitudes H A and H B of the flying bodies 1A and 1B, the greater the grazing angles A A and A B between the straight line connecting each of the flying bodies 1A and 1B and the ship 8 and the sea surface 9. . The larger the grazing angles A A and A B are, the larger the reception power of the clutter reflected waves, which are the radar waves transmitted by the radar devices 2 A and 2 B and reflected by the sea surface 9 . The larger the received power of the clutter reflected wave, the more difficult it becomes to distinguish between the target reflected wave reflected by the ship 8 and the clutter reflected wave.
さらに、図2Bに示すように、レーダ装置2Aが検出距離DAから艦船8を検出し、レーダ装置2Bが検出距離DBから艦船8を検出するためには、目標反射波の受信電力である目標受信電力が、ノイズレベルより十分に高いことが好ましい。図2Bにおいて、グラフGAは飛しょう体1Aと艦船8の間の検出距離DAと、レーダ装置2Aが受信する海面9からのクラッタ反射波の受信電力との関係の一例を表す。同様に、グラフGBは飛しょう体1Bと艦船8の間の検出距離DBと、レーダ装置2Bが受信する海面9からのクラッタ反射波の受信電力との関係の一例を表す。なお、レーダ装置2Aから海面9までの距離は高度HAであるので、グラフGAから読み取れるように、レーダ装置2Aが検出距離HAにおいて受信する電力は海面9からのクラッタ反射電力となる。同様に、レーダ装置2Bから海面9までの距離は高度HBであるので、グラフGBから読み取れるように、レーダ装置2Bが検出距離HBにおいて受信する電力は海面9からのクラッタ反射電力となる。 Furthermore, as shown in FIG. 2B , the received power of the target reflected wave is Preferably, the target received power is well above the noise level. In FIG. 2B, a graph GA represents an example of the relationship between the detected distance DA between the flying object 1A and the ship 8 and the received power of clutter reflected waves from the sea surface 9 received by the radar device 2A. Similarly, a graph GB represents an example of the relationship between the detected distance DB between the flying object 1B and the ship 8 and the received power of clutter reflected waves from the sea surface 9 received by the radar device 2B. Since the distance from the radar device 2A to the sea surface 9 is the altitude HA , the power received by the radar device 2A at the detection distance HA is the clutter reflected power from the sea surface 9, as can be read from the graph GA . Similarly, since the distance from the radar device 2B to the sea surface 9 is the altitude HB , the power received by the radar device 2B at the detection distance HB is the clutter reflected power from the sea surface 9, as can be read from the graph GB . .
このように、飛しょう体1A、1Bが目標としての艦船8によって検出されないことと、飛しょう体1A、1Bのレーダ装置2A、2Bが目標としての艦船8を検出できることとは、トレードオフの関係にある。 Thus, there is a trade-off relationship between the fact that the flying bodies 1A and 1B are not detected by the target ship 8 and that the radar devices 2A and 2B of the flying bodies 1A and 1B can detect the target ship 8. It is in.
一実施の形態によれば飛しょう体1が鉛直下向き方向またはこれに近い方向にある艦船8を検出できることについて説明する。
It will be explained that according to one embodiment, the
図3Aに示すように、一実施の形態によるレーダ装置2は、信号処理装置21と、送信機22と、サーキュレータ23と、モノパルスコンパレータ24と、アンテナ25と、受信機26とを備えている。信号処理装置21は、パルス符号発生器211と、目標検出処理部212と、追尾処理部213とを備えている。モノパルスコンパレータ24は、Σ信号生成部241と、Δ信号生成部242とを備えている。アンテナ25は、アンテナ素子251、252を備えている。
As shown in FIG. 3A, the
図3Bに示すように、信号処理装置21は、コンピュータなどの計算機として構成されていてもよい。図3Bの例では、信号処理装置21は、バス200と、演算装置201と、記憶装置202と、インタフェース205とを備えている。バス200は、演算装置201、記憶装置202およびインタフェース205を、相互に通信可能に接続している。インタフェース205は、パルス符号発生器211と、制御装置3とに接続されている。
As shown in FIG. 3B, the signal processing device 21 may be configured as a calculator such as a computer. In the example of FIG. 3B, the signal processing device 21 comprises a bus 200, an
演算装置201は、記憶装置202に格納されているプログラムを実行することによって信号処理装置21の機能を実現する。記憶装置202は、目標検出処理部212の機能を実現するための目標検出プログラム203と、追尾処理部213の機能を実現するための追尾プログラム204とを格納している。目標検出プログラム203は、パルス符号発生器211を制御する機能をさらに実現してもよい。記憶装置202は、後述する観測処理を実現するための観測プログラムをさらに格納していてもよい。観測プログラムと、目標検出プログラム203と、追尾プログラム204との一部または全てを、レーダ装置2の機能を実現するために演算装置201が実行する誘導プログラムと総称してもよい。これらのプログラムは、記録媒体206から読み出されて記憶装置202に格納されてもよい。
The
図3Cに示すように、一実施の形態によるアンテナ25は、アンテナ素子251を含む第1アンテナ群253と、アンテナ素子252を含む第2アンテナ群254とを備えるアレイアンテナである。図3Cの例において、第1アンテナ群253は第1領域255に配置されており、第2アンテナ群254は第1領域255とは別の第2領域256に配置されている。第1領域255と第2領域256は、アンテナ25の中心に対して点対称の位置関係にあってもよい。
As shown in FIG. 3C, the antenna 25 according to one embodiment is an array antenna comprising a
図4Aと図4Bとのフローチャートを参照して、一実施の形態による飛しょう体1およびレーダ装置2の動作、すなわち一実施の形態による誘導プログラムの一構成例について説明する。なお、図4Aと図4Bとは、一実施の形態による目標検出方法の一構成例を表しているとも言える。
4A and 4B, the operation of the flying
飛しょう体1が目標としての艦船8に十分に接近したとき、図4Aと図4Bとのフローチャートが開始する。飛しょう体1が艦船8に十分に接近したことは、演算装置201が所定のプログラムを実行して検知してもよい。一例として、演算装置201が、GNSS(Global Navigation Satellite System:全球測位衛星システム)で測定した飛しょう体1の位置情報と、飛しょう体1に予め格納されている艦船8の位置情報とに基づいて、飛しょう体1が艦船8に十分に接近したことを検知してもよい。
When the
図4Aと図4Bとのフローチャートが開始すると、ステップS01においてレーダ装置2が観測処理を開始する。ステップS01において、演算装置201は目標検出プログラム203を実行してパルス符号発生器211を制御する。パルス符号発生器211は、演算装置201の制御下で、パルス符号を発生する。送信機22は、パルス符号に基づいてレーダ波を生成して出力する。レーダ波は、サーキュレータ23と、Σ信号生成部241とを介してアンテナ25に伝達され、第1アンテナ素子251を含む第1アンテナ群253と、第2アンテナ素子252を含む第2アンテナ群254とによって飛しょう体1の外部に送信される。
When the flowcharts of FIGS. 4A and 4B start, the
レーダ波は、目標としての艦船8および/またはクラッタ源表面としての海面9で反射する。反射したレーダ波をレーダ反射波と呼ぶ。レーダ反射波は、第1アンテナ素子251を含む第1アンテナ群253と、第2アンテナ素子252を含む第2アンテナ群254とによって受信される。レーダ反射波のうち、第1アンテナ群253によって受信された部分を、第1領域反射波と呼ぶ。同様に、レーダ反射波のうち、第2アンテナ群254によって受信された部分を、第2領域反射波と呼ぶ。
Radar waves reflect off a ship 8 as a target and/or a sea surface 9 as a clutter source surface. A reflected radar wave is called a radar reflected wave. Radar reflected waves are received by a
モノパルスコンパレータ24は、第1領域反射波と第2領域反射波とをアンテナ25から受信する。Σ信号生成部241は、第1領域反射波と第2領域反射波とに基づいて、第1領域反射波と第2領域反射波との和を表すΣ信号を生成する。Δ信号生成部242は、第1領域反射波と第2領域反射波とに基づいて、第1領域反射波と第2領域反射波との差を表すΔ信号を生成する。
The monopulse comparator 24 receives the first area reflected wave and the second area reflected wave from the antenna 25 . The
受信機26は、Σ信号とΔ信号とを受信して信号処理装置21に送信する。このとき、Σ信号はサーキュレータ23を介してΣ信号生成部241から受信機26に送信されてもよい。
The
ステップS02において、目標検出処理部212が目標検出処理を開始する。目標検出処理部212は、Σ信号を受信し、Σ信号のうち、レーダ波を送信してから所定の時間が経過した第1時刻から、この第1時刻から所定の時間間隔が経過した第2時刻までの時間間隔に受信したレーダ反射波に由来する部分を抽出する。同様に、目標検出処理部212は、Δ信号を受信し、Δ信号のうち、同じ時間間隔に受信したレーダ反射波に由来する部分を抽出する。
In step S02, the target
Σ信号とΔ信号のそれぞれから一部を抽出することについて説明する。レーダ装置2と、艦船8または海面9との間で、レーダ波およびレーダ反射波が伝播する速度が一定かつ一様であるとき、レーダ波の送信時刻を基準とする所定の時間間隔に受信されたレーダ反射波とは、レーダ装置2がレーダ波を送信した位置を基準とする所定の領域で反射したレーダ反射波である。言い換えれば、レーダ波がレーダ装置2から送信された時刻から第1時刻までに伝播した距離が第1距離であり、レーダ波がレーダ装置2から送信された時刻から第2時刻までに伝播した距離が第2距離であるとき、第1時刻から第2時刻までの第1期間にレーダ装置2が受信したレーダ反射波は、第1距離の半分から第2距離の半分までの範囲に含まれる領域に存在する物体の表面で反射している。
Extraction of a part from each of the Σ signal and the Δ signal will be described. When the speed of propagation of radar waves and radar reflected waves between the
図5に示すように、海面9の上にある艦船8の上方に位置する飛しょう体1のレーダ装置2が艦船8に向けてレーダ波を送信するとき、レーダ波が送信される照射角度の範囲であるビーム照射範囲20の内側の領域を、レーダ装置2からの距離に基づいて複数のレンジセルRN-1、RN、RN+1、RN+2、RN+3などに仮想的に分割することができる。例えば、レンジセルRN-1として、ビーム照射範囲20のうち、レーダ装置2からの距離がDN-1からDNまでの空間を定義する。同様に、レンジセルRNとして、ビーム照射範囲20のうち、レーダ装置2からの距離がDNからDN+1までの空間を定義する。レンジセルRN+1として、ビーム照射範囲20のうち、レーダ装置2からの距離がDN+1からDN+2までの空間を定義する。レンジセルRN+2として、ビーム照射範囲20のうち、レーダ装置2からの距離がDN+2からDN+3までの空間を定義する。レンジセルRN+3として、ビーム照射範囲20のうち、レーダ装置2からの距離がDN+3からDN+4までの空間を定義する。これらの定義は、例えば、信号処理装置21の演算装置201が行う。このとき、それぞれのレンジセルの、レーダ装置2からの距離の方向の幅は一定であり、この幅をレンジ分解能ΔRと呼ぶ。レンジ分解能ΔRの値は、適宜な値が予め記憶装置202に格納されていてもよい。また、レンジ分解能ΔRの適宜な初期値が予め記憶装置202に格納されており、演算装置201がレーダ反射波などに基づいてこの初期値を調節してレンジ分解能ΔRの値を決定してもよい。なお、レンジセルの番号には、最大値Nmaxが設定されていてもよい。このとき、レーダ装置2の検索範囲は、ビーム照射範囲20のうち、レーダ装置2からレンジセルRNmaxの外側表面までの範囲である。図5の表記にならえば、レーダ装置2の検索範囲は、ビーム照射範囲20のうち、レーダ装置2から距離DNmax+1までの範囲である。ここで、最大値Nmaxは、任意の数値に設定することができる。最大値Nmaxにより目標とクラッタ源の境界の捜索範囲が既定されるため、あらかじめ目標高度相当の適当な数値に最大値Nmaxを設定しておいても良いし、飛しょう体1の高度に応じて最大値Nmaxを制御しても良い。
As shown in FIG. 5, when the
以降の説明では、各レンジセルの境界を、レーダ装置2からの距離で定義するが、これらの距離は、レーダ装置2からレーダ波が送信されてから経過した時間にそれぞれ対応し、したがってこれらの距離を対応する時間に読み替えることができることに注目されたい。例えば、距離としてのレンジ分解能ΔRは、上記時間間隔に読み替えることができる。演算装置201において、受信したレーダ反射波を上記時間間隔ごとに分割することで、対応するレンジセルにおける反射電力に読み替えることができ、レンジごとの反射物の有無を分析することができる。
In the following description, the boundary of each range cell is defined by the distance from the
なお、図5の例では、クラッタ源表面としての海面9は水平な平面に近似されており、飛しょう体1は海面9の法線方向である鉛直下向き方向に移動しており、レーダ装置2がレーダ波を送信する照射角度の範囲の中心も鉛直下向き方向であるが、一実施の形態はこの例に限定されない。一実施の形態は、例えば、クラッタ源表面が、水平方向に対して傾斜している地面であってもよい。この場合、飛しょう体1は地面の法線方向に移動していてもよい。また、レーダ装置2の照射角度の範囲にはクラッタ源表面の法線方向が含まれていることが好ましいが、照射角度の範囲の中心がクラッタ源表面の法線方向に一致していなくてもよい。このように移動することで、飛しょう体1が目標から発見されにくいことが期待される。例えば、図2Aに示すように、艦船8の艦船レーダ覆域81がクラッタ源表面としての海面9に対して平行な方向を中心に、海面9の法線方向に対して所定の角度の範囲まで広がっている場合、飛しょう体1が目標としての艦船8に接近するときに、艦船8の艦船レーダ覆域81の外側を移動することができ、艦船8から発見されにくいことが期待される。また、クラッタ源表面の法線方向からレーダ波を照射することで、目標とクラッタ源表面の境界がレンジセルの境界と平行となり、目標からのレーダ反射波とクラッタ源からのレーダ反射波の分離が可能となる。
In the example of FIG. 5, the sea surface 9 as the surface of the clutter source is approximated to a horizontal plane, and the flying
図6Aは、図5で示したレンジセルRN-1の中に存在する反射物から得られるレーダ反射波の受信電力の分布に基づいて推定される反射源の分布を表す反射源分布パターン70N-1の一例を示す。ただし、図6Aの例では、レンジセルRN-1には艦船8も海面9も存在しない。したがって、レンジセルRN-1ではレーダ波が艦船8または海面9で反射したレーダ反射波が得られておらず、反射源分布パターン70N-1は空白である。 FIG. 6A shows a reflector distribution pattern 70 N representing the distribution of reflectors estimated based on the distribution of received power of radar reflected waves obtained from reflectors existing in the range cell R N-1 shown in FIG. An example of −1 is shown. However, in the example of FIG. 6A, neither the ship 8 nor the sea surface 9 exist in the range cell RN -1 . Therefore, in the range cell R N-1 , the radar reflected wave of the radar wave reflected by the ship 8 or the sea surface 9 is not obtained, and the reflection source distribution pattern 70 N-1 is blank.
図6Bは、図5で示したレンジセルRNで得られるレーダ反射波の反射源分布パターン70Nの一例を示す。レンジセルRNには艦船8は存在するが海面9は存在しない。したがって、反射源分布パターン70Nにはレーダ波が艦船8で反射した目標反射パターン80Nが含まれている。 FIG. 6B shows an example of a reflection source distribution pattern 70N of radar reflected waves obtained in the range cell RN shown in FIG. A ship 8 exists in the range cell RN , but the sea surface 9 does not exist. Therefore, the reflection source distribution pattern 70 N includes the target reflection pattern 80 N of the radar wave reflected by the ship 8 .
図6Cは、図5で示したレンジセルRN+1で得られるレーダ反射波の反射源分布パターン70N+1の一例を示す。レンジセルRN+1には艦船8は存在するが海面9は存在しない。したがって、反射源分布パターン70N+1にはレーダ波が艦船8で反射した目標反射パターン80N+1が含まれている。 FIG. 6C shows an example of a reflection source distribution pattern 70 N+1 of radar reflected waves obtained in the range cell RN +1 shown in FIG. A ship 8 exists in the range cell RN +1 , but a sea surface 9 does not exist. Therefore, the reflection source distribution pattern 70 N+1 includes the target reflection pattern 80 N+1 of the radar wave reflected by the ship 8 .
図6Dは、図5で示したレンジセルRN+2で得られるレーダ反射波の反射源分布パターン70N+2の一例を示す。レンジセルRN+2には艦船8と海面9が存在する。したがって、反射源分布パターン70N+2にはレーダ波が艦船8で反射した目標反射波の目標反射パターン80N+2と、レーダ波が海面9で反射したクラッタ反射波のクラッタ反射パターン90N+2とが含まれている。 FIG. 6D shows an example of a reflection source distribution pattern 70 N+2 of radar reflected waves obtained in the range cell RN +2 shown in FIG. A ship 8 and a surface 9 are present in the range cell RN +2 . Therefore, the reflection source distribution pattern 70 N+2 includes a target reflection pattern 80 N+2 of the target reflected waves of the radar waves reflected by the ship 8 and a clutter reflection pattern 90 N+2 of the clutter reflected waves of the radar waves reflected by the sea surface 9 . ing.
図6Eは、図5で示したレンジセルRN+3で得られるレーダ反射波の反射源分布パターン70N+3の一例を示す。レンジセルRN+3には艦船8は存在しないが海面9は存在する。したがって、反射源分布パターン70N+3にはレーダ波が海面9で反射したクラッタ反射波のクラッタ反射パターン90N+3が含まれている。 FIG. 6E shows an example of a reflection source distribution pattern 70 N+3 of radar reflected waves obtained in the range cell RN +3 shown in FIG. There is no ship 8 in range cell RN +3 , but there is sea surface 9. Therefore, the reflection source distribution pattern 70 N+3 includes a clutter reflection pattern 90 N+3 of the clutter reflected waves of the radar waves reflected by the sea surface 9 .
このように、レンジセルRN-1、RN、RN+1、RN+2、RN+3などのそれぞれに対応する成分を、目標検出処理部212は、Σ信号とΔ信号とのそれぞれから抽出する。
In this way, the target
図7は、レーダ装置2の照射方向と目標との間の角度と、目標から得るレーダ反射波の受信電力との関係の一例を示す。図7は2つのグラフG1ΣとG1Δとを含む。グラフG1Σは、Σ信号の受信電力であるΣ電力を表す。グラフG1Δは、Δ信号の受信電力であるΔ電力を表す。レーダ装置2の照射方向と目標との間の角度がゼロのとき、言い換えればレーダ装置2の照射角度の範囲の中心となる方向に目標が存在するときに、Σ電力は最大になり、Δ電力はゼロになる。
FIG. 7 shows an example of the relationship between the angle between the irradiation direction of the
目標検出処理部212は、Σ電力がノイズレベルより十分に大きいかどうかを判定する。言い換えれば、Σ電力からノイズレベルを引き算した電力差が、所定の閾値TH1より大きいかどうかを判定する。この電力差が閾値TH1より小さい場合は、Σ電力が目標としての艦船8に由来するかどうかの判定もできないと推定される。閾値TH1は、レーダ装置2などに依存するノイズレベルと、目標に由来する部分の受信電力を表す目標受信電力とに基づいて適宜に設定される。
The target
図4Aに戻り、一例として、処理の対象となるレンジセルを番号iで示し、レンジセルRiで得られたΣ電力をΣiと表すとき、
Σi-ノイズレベル>TH1
の条件が満たされない場合(NO)には、図4Aのフローチャートの処理はステップS03に進む。反対に、上記の条件が満たされる場合(YES)には、処理はステップS04に進む。
Returning to FIG. 4A, as an example, when the range cell to be processed is denoted by number i and the Σ power obtained in range cell Ri is represented by Σ i ,
Σi - noise level > TH1
is not satisfied (NO), the process of the flowchart in FIG. 4A proceeds to step S03. Conversely, if the above conditions are satisfied (YES), the process proceeds to step S04.
ステップS03において、目標検出処理部212は、処理の対象となるレンジセルの番号iをインクリメントし、次のレンジセルについてステップS02の処理を繰り返す。言い換えれば、目標検出処理部212はレンジセルの番号iをi+1に設定し、処理はステップS02に進む。判定処理の対象となるレンジセルの番号iは、ステップS02を最初に実行する前に、例えばステップS01において、初期化してもよい。
In step S03, the target
目標検出処理部212は、ステップS02とステップS03とをこのように繰り返すことによって、ノイズレベルより十分に大きいΣ電力が得られるレンジセルを検出する。図8Aおよび図8Bに示すように、レンジセルRN-1、RNでは、グラフG2Σが表すΣ電力からノイズレベルを引き算した電力差が閾値TH1より小さいが、レンジセルRN+1では、Σ電力からノイズレベルを引き算した電力差が閾値TH1より大きい。これらの場合、処理の対象となるレンジセルの番号iがN+1に設定されている状態で図4Aと図4Bとのフローチャートの処理はステップS04に進む。
By repeating steps S02 and S03 in this way, the target
ステップS04において、目標検出処理部212は、現在注目しているレンジセルのΣ電力から1つ前のレンジセルのΣ電力を引き算した電力差が、所定の閾値TH2より小さいかどうかを判定する。例えば、現在注目しているレンジセルの番号がiであるとき、このレンジセルRiのΣ電力であるΣiから、1つ前のレンジセルRi-1のΣ電力であるΣi-1を引き算した電力差が、閾値TH2より小さいかどうかを判定する。
In step S04, the target
図9Aに示すように、レーダ装置2からの距離が、クラッタ源表面としての海面9に到達する直後と直前とでは、Σ電力が、クラッタ受信電力から目標受信電力に、急激に落ち込む。この落ち込みを、便宜上、落ち込み電力と呼ぶ。ここで、図9AのグラフG1の曲線部分は、レーダ装置2からクラッタ源表面としての海面9までの距離と、クラッタ受信電力との関係の一例を示している。これは、図5と図6DのレンジセルRN+2の例に示すように、レーダ波を送信する照射角度の範囲のうちの広い範囲にクラッタ源表面としての海面9が存在するため、クラッタ源表面を含むレンジセルにおいては、図9Bに示すように、Σ電力が全体的に大きいからである。なお、図9Cに示すように、同じ条件においてはΔ電力も全体的に大きい。
As shown in FIG. 9A, the Σ power sharply drops from the clutter received power to the target received power immediately after and immediately before the distance from the
目標検出処理部212は、図9Aに示した落ち込み電力を検出することで、注目しているレンジセルにクラッタ源表面としての海面9が含まれているかどうかを判定することができる。したがって、ΣiからΣi-1を引き算した電力差が閾値TH2以上である場合は、現在注目しているレンジセルのレーダ反射波はクラッタ源表面としての海面9に由来すると推定でき、目標としての艦船8に由来するレーダ反射波を受信できていない可能性がある。閾値TH2は、クラッタ源表面に由来する受信電力を表すクラッタ受信電力と、目標に由来する受信電力を表す目標受信電力とに基づいて適宜に設定されている。
The target
図4Aに戻り、一例として、現在注目しているレンジセルの番号がiであるとき、
Σi-Σi-1<TH2
の条件が満たされない場合(NO)には、図4Aのフローチャートの処理はステップS05に進む。図8Bの例において、現在注目しているレンジセルの番号iがN+1である場合には、レンジセルRN+1のΣ信号の電力であるΣN+1から、レンジセルRNのΣ信号の電力であるΣNを引き算した電力差は閾値TH2以上であると判定され、処理はステップS05に進む。反対に、上記の条件が満たされる場合(YES)には、処理はステップS06に進む。図8Aの例において、現在注目しているレンジセルの番号がN+1である場合には、レンジセルRN+1のΣ信号の電力であるΣN+1から、レンジセルRNのΣ信号の電力であるΣNを引き算した電力差は閾値TH2より小さいと判定され、処理はステップS06に進む。
Returning to FIG. 4A, as an example, when the currently focused range cell number is i,
Σ i −Σ i−1 < TH2
is not satisfied (NO), the process of the flowchart in FIG. 4A proceeds to step S05. In the example of FIG. 8B, when the currently focused range cell number i is N + 1 , ΣN, which is the power of the Σ signal of the range cell RN, is changed from ΣN +1, which is the power of the Σ signal of the range cell RN +1 . It is determined that the subtracted power difference is equal to or greater than the threshold TH2, and the process proceeds to step S05. Conversely, if the above conditions are satisfied (YES), the process proceeds to step S06. In the example of FIG. 8A, when the currently focused range cell number is N + 1 , ΣN, which is the power of the Σ signal of range cell RN+1, is subtracted from ΣN +1 , which is the power of Σ signal of range cell RN+1. The resulting power difference is determined to be smaller than the threshold TH2, and the process proceeds to step S06.
ステップS05において、目標検出処理部212は、レーダ波を送信する照射角度の範囲内に目標としての艦船8を捉えられるようにレーダ波のビームを照射する方向を微調整し、図4Aと図4Bとのフローチャートの処理はステップS01に戻って繰り返される。
In step S05, the target
ステップS06において、目標検出処理部212は、現在注目しているレンジセルにおける、Σ電力からΔ電力を引き算した電力差が、所定の閾値TH3より大きいかどうかを判定する。図8Aおよび図8Bの例では、グラフG2ΣがΣ電力を表し、グラフG2ΔがΔ電力を表している。
In step S06, the target
図10Aに示すように、注目しているレンジセルに、クラッタ源表面としての海面9が含まれておらず、かつ、目標としての艦船8が含まれているときに、もしレーダ波を送信する照射角度の範囲の中心で目標を捉えていれば、このレンジセルのΣ電力からΔ電力を引き算した電力差は十分に大きくなる。これは、図10Bと図10Cとに示すように、レーダ波を送信する照射角度の範囲の中心部分の狭い範囲に目標としての艦船8が存在し、かつ、クラッタ源表面としての海面9を含まないレンジセルにおいては、Σ電力は高く、Δ電力は低いからである。 As shown in FIG. 10A, when the range cell of interest does not include the sea surface 9 as the clutter source surface and includes the ship 8 as the target, if the irradiation If the target is captured at the center of the angular range, the power difference obtained by subtracting the Δ power from the Σ power of this range cell will be sufficiently large. As shown in FIGS. 10B and 10C, the target ship 8 exists in a narrow central portion of the irradiation angle range for transmitting radar waves, and the sea surface 9 as the clutter source surface is included. This is because the Σ power is high and the Δ power is low in a range cell that does not have any.
目標検出処理部212は、図10Aに示した電力差が、図8Aおよび図8BのレンジセルRN+1に示した閾値TH3より大きいかどうかを判定することで、注目しているレンジセルにおいて、レーダ波を送信する照射角度の範囲の中心部分に艦船8が存在するかどうかを判定することができる。したがって、注目しているレンジセルのΣ電力からΔ電力を引き算した電力差が閾値TH3より大きい場合は、そのレンジセルにおいて目標としての艦船8はレーダ波を送信する照射角度の範囲の中心部分にあると推定できる。反対に、この電力差が閾値TH3以下である場合は、そのレンジセルにおいて目標としての艦船8はレーダ波を送信する照射角度の範囲の中心部分から外れている、または何らかの誤検出がされた、などと推定できる。閾値TH3は、目標に由来する受信電力を表す目標受信電力に基づいて適宜に設定されている。
The target
図4Bに戻り、一例として、現在注目しているレンジセルの番号がiであるとき、
Σi-Δi>TH3
の条件が満たされない場合(NO)には、図4Bのフローチャートの処理はステップS07に進む。反対に、上記の条件が満たされる場合(YES)には、処理はステップS08に進む。
Returning to FIG. 4B, as an example, when the currently focused range cell number is i,
Σ i −Δ i > TH3
is not satisfied (NO), the process of the flowchart in FIG. 4B proceeds to step S07. Conversely, if the above conditions are satisfied (YES), the process proceeds to step S08.
ステップS07の処理は、前述したステップS05の処理と同様である。 The processing of step S07 is the same as the processing of step S05 described above.
ステップS08において、信号処理装置21がモノパルス追尾処理を行う。ここで、目標検出処理部212は、目標としての艦船8を検出したことを表す目標検出信号を生成して制御装置3へ送信する。また、目標検出処理部212は、検出した目標としての艦船8が存在するレンジセルを表す角度追尾レンジセル情報を生成して追尾処理部213へ送信する。さらに、追尾処理部213は、角度追尾レンジセル情報に基づいて、飛しょう体1に対する目標の相対位置を表す追尾角度制御信号を生成して制御装置3へ送信する。
In step S08, the signal processing device 21 performs monopulse tracking processing. Here, the target
ステップS09において、制御装置3が追尾角度制御を行う。ここで、制御装置3は、目標検出信号と追尾角度制御信号とに基づいて、飛しょう体1が目標としての艦船8に到達するように、姿勢制御装置4と推進装置5とを制御して飛しょう体1の終末制御を行う。
In step S09, the
ステップS09が完了すると、図4Aと図4Bとのフローチャートは終了する。 When step S09 is completed, the flowcharts of FIGS. 4A and 4B end.
このように、一実施の形態によるレーダ装置2と、飛しょう体1と、誘導プログラムとによれば、クラッタ源表面としての海面9の上に存在する目標としての艦船8を、この艦船8の上方から、例えば鉛直下向き方向に移動しながら検出することができる。
Thus, according to the
(第2実施の形態)
本実施の形態では、上述の第1実施の形態に以下の変更を加える。すなわち、いずれか2つの隣接するレンジセルの間の境界を、クラッタ源表面としての海面9に一致させる処理を追加する。これは、レンジセルの境界が海面9からずれているとき、艦船8と海面9とが存在するレンジセルが存在し、このようなレンジセルでは、クラッタ受信電力と目標受信電力との電力差が十分に大きくないために目標の検出が困難になる可能性があり、このような可能性を抑制するためである。
(Second embodiment)
In this embodiment, the following changes are added to the first embodiment described above. That is, processing is added to match the boundary between any two adjacent range cells with the sea surface 9 as the clutter source surface. This is because when the range cell boundary is shifted from the sea surface 9, there is a range cell where the ship 8 and the sea surface 9 exist, and in such a range cell, the power difference between the clutter received power and the target received power is sufficiently large. This is to reduce the possibility that the target may be difficult to detect due to the absence of the target.
図11Aと図11Bとは、本実施形態による誘導プログラムの一構成例を示すフローチャートである。図11Aと図11Bとのフローチャートは、図4Aと図4Bとのフローチャートに、ステップS16、S17、S18およびS19を追加したものである。言い換えれば、図11Aと図11BとのフローチャートのステップS11、S12、S13、S14、S15、S20、S21、S22およびS23は、それぞれ、図4Aと図4BとのフローチャートのステップS01、S02、S03、S04、S05、S06、S07、S08およびS09と同じである。ただし、図11Aと図11Bとのフローチャートでは、ステップS14において、
Σi-Σi-1<TH2
の条件が満たされない場合(NO)には処理がステップS15に進み、反対に上記の条件が満たされる場合(YES)には処理がステップS16に進む。
11A and 11B are flow charts showing one configuration example of the guidance program according to the present embodiment. The flowcharts of FIGS. 11A and 11B are obtained by adding steps S16, S17, S18 and S19 to the flowcharts of FIGS. 4A and 4B. In other words, steps S11, S12, S13, S14, S15, S20, S21, S22 and S23 of the flowcharts of FIGS. 11A and 11B correspond to steps S01, S02, S03 of the flowcharts of FIGS. Same as S04, S05, S06, S07, S08 and S09. However, in the flowcharts of FIGS. 11A and 11B, in step S14,
Σ i −Σ i−1 < TH2
is not satisfied (NO), the process proceeds to step S15, and conversely, if the above condition is satisfied (YES), the process proceeds to step S16.
ステップS16において、目標検出処理部212は、現在注目しているレンジセルのΣ電力を、1つの後のレンジセルのΣ電力から引き算した電力差が、閾値TH4より大きいかどうかを判定する。
In step S16, the target
図12に示すように、レンジセルRN+2とレンジセルRN+3との間の境界がクラッタ源表面としての海面9に等しいとき、レンジセルRN+2とレンジセルRN+3とのΣ電力の間の電力差は十分に大きくなり、閾値TH4より大きくなる。閾値TH4は、レンジセルの境界がクラッタ源表面としての海面9に等しいときのクラッタ受信電力と目標受信電力とに基づいて適宜に設定されている。図12の例では、グラフG3ΣがΣ電力を表し、グラフG3ΔがΔ電力を表している。 As shown in FIG. 12, when the boundary between range cells RN +2 and RN +3 is equal to sea level 9 as the clutter source surface, the power difference between the Σ powers of range cells RN +2 and RN +3 is sufficiently becomes larger and becomes larger than the threshold TH4. The threshold TH4 is appropriately set based on the clutter received power and the target received power when the boundary of the range cell is equal to the sea surface 9 as the surface of the clutter source. In the example of FIG. 12, graph G3Σ represents Σ power and graph G3Δ represents Δ power.
一例として、現在注目しているレンジセルの番号がiであるとき、
Σi+1-Σi>TH4
の条件が満たされない場合(NO)には、図11Aと図11Bとのフローチャートの処理はステップS17に進む。反対に、上記の条件が満たされる場合(YES)には、処理はステップS20に進む。
As an example, when the currently focused range cell number is i,
Σ i+1 −Σ i >TH4
is not satisfied (NO), the process of the flowcharts of FIGS. 11A and 11B proceeds to step S17. Conversely, if the above conditions are satisfied (YES), the process proceeds to step S20.
図13に示すように、レンジセルの境界がクラッタ源表面としての海面9に十分一致しないとき、特にレンジセルRN+2には目標としての艦船8とクラッタ源表面としての海面9とが含まれるため、図14に示すように、レンジセルRN+2とこれに隣接するレンジセルRN+3のΣ電力の電力差が十分に大きくなく、閾値TH4に係る上記の条件が満たされない。図14の例では、グラフG4ΣがΣ電力を表し、グラフG4ΔがΔ電力を表している。 As shown in FIG. 13, when the range cell boundaries do not sufficiently coincide with the sea level 9 as the clutter source surface, the range cell RN +2 , in particular, contains the ship 8 as the target and the sea level 9 as the clutter source surface. As indicated by 14, the power difference between the Σ powers of the range cell RN +2 and its adjacent range cell RN +3 is not sufficiently large, and the above condition regarding the threshold TH4 is not satisfied. In the example of FIG. 14, graph G4Σ represents Σ power and graph G4Δ represents Δ power.
ステップS17において、レンジセルの番号iをインクリメントし、処理はステップS18に進む。ステップS18において、インクリメントしたレンジセルの番号iが、レンジセルの番号の最大値Nmaxに達したかどうかを判定する。レンジセルの番号iが、レンジセルの番号の最大値Nmaxより小さい場合(YES)、i番のレンジセルについてステップS16の処理を繰り返す。反対に、レンジセルの番号iが、レンジセルの番号の最大値Nmaxに達している場合(NO)、処理はステップS19に進む。 In step S17, the range cell number i is incremented, and the process proceeds to step S18. In step S18, it is determined whether or not the incremented range cell number i has reached the maximum range cell number Nmax. If the range cell number i is smaller than the maximum range cell number Nmax (YES), the process of step S16 is repeated for the i-th range cell. Conversely, if the range cell number i has reached the maximum range cell number Nmax (NO), the process proceeds to step S19.
ステップS19において、目標検出処理部212は、レンジ分解能ΔRを、微量のレンジ分解能調整値αだけ縮小し、ステップS11から処理を繰り返す。この繰り返し処理は、上記の条件が満たされるまで、すなわち、注目しているレンジセルの境界がクラッタ源表面としての海面9に十分近づくまで、継続されてもよい。
In step S19, the target
図15に示すように、レンジ分解能ΔRを微量のレンジ分解能調整値αだけ縮小した結果、レンジセルRN+2とレンジセルRN+3との間の境界が、クラッタ源表面としての海面9に対して十分に一致するとき、図16に示すように、レンジセルRN+2とレンジセルRN+3とのΣ電力の電力差が十分に大きくなり、閾値TH4に係る上記の条件が満たされる。図16の例では、グラフG5ΣがΣ電力を表し、グラフG5ΔがΔ電力を表している。 As shown in FIG. 15, as a result of reducing the range resolution ΔR by a small range resolution adjustment value α, the boundary between the range cells RN +2 and RN +3 is sufficiently aligned with the sea surface 9 as the clutter source surface. Then, as shown in FIG. 16, the difference in Σ power between the range cells RN +2 and RN +3 becomes sufficiently large, and the above condition regarding the threshold TH4 is satisfied. In the example of FIG. 16, graph G5Σ represents Σ power and graph G5Δ represents Δ power.
図11Aと図11Bとのフローチャートのその他のステップについては、対応する図4Aと図4Bとの各ステップと同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。 Other steps in the flow charts of FIGS. 11A and 11B are similar to the corresponding steps of FIGS. 4A and 4B and will not be described in further detail.
このように、本実施の形態によれば、目標の検出を、第1の実施の形態より精度よく行うことができる。 Thus, according to the present embodiment, it is possible to detect a target with higher accuracy than in the first embodiment.
以上、発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。また、各実施の形態に説明したそれぞれの特徴は、技術的に矛盾しない範囲で自由に組み合わせることが可能である。 The invention made by the inventor has been specifically described above based on the embodiments, but the present invention is not limited to each embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say. Moreover, each feature described in each embodiment can be freely combined within a technically consistent range.
各実施形態に記載のレーダ装置2は、例えば以下のように把握される。
The
(1)第1の態様に係るレーダ装置2は、飛しょう体1に搭載され、クラッタ源表面9の上にある目標8に飛しょう体1を誘導するために目標8を検出するレーダ装置2である。このレーダ装置2は、アンテナ25と、信号処理装置21とを備える。このアンテナ25は、目標8の上方からレーダ波を送信し、レーダ波が少なくとも目標8で反射したレーダ反射波に含まれる第1期間反射波を受信する。この信号処理装置21は、レーダ波を送信してから第1期間反射波を受信するまでの時間と、第1期間反射波とに基づいて目標8を検出する。レーダ波を照射する照射角度の範囲20は、クラッタ源表面9の法線方向を含む。
(1) A
第1の態様に係るレーダ装置2は、目標8の上方から目標8を検出できる、という効果を奏する。
The
(2)第2の態様に係るレーダ装置2は、第1の態様に係るレーダ装置2であって、第1期間反射波は、レーダ反射波のうち、レーダ波を送信してから第1時間が経過した第1時刻と、第1時刻から第1時間間隔が経過した第2時刻との間の第1期間に受信された部分である。
(2) The
第2の態様に係るレーダ装置2は、レーダ反射波を、レーダ波を送信してからレーダ反射波を受信するまでの時間で分割して処理することによって目標8を検出できる、という効果を奏する。
The
(3)第3の態様に係るレーダ装置2は、第2の態様に係るレーダ装置2であって、アンテナ25は、レーダ反射波に含まれる、第1期間反射波とは別の第2期間反射波をさらに受信する。第0期間反射波は、レーダ反射波のうち、第1時刻と、第1時刻までに第1時間間隔が経過する前の第0時刻との間の第0期間に受信された部分である。信号処理装置21は、レーダ波を送信してから第0期間反射波を受信するまでの時間と、第0期間反射波とにさらに基づいて目標8を検出する。
(3) The
第3の態様に係るレーダ装置2は、レーダ反射波を複数の部分に分割して処理することによって、ノイズなどによる影響を抑制して目標8を検出できる、という効果を奏する。
The
(4)第4の態様に係るレーダ装置2は、第3の態様に係るレーダ装置2であって、アンテナ25は、第1領域255に配置された第1アンテナ群253と、第1領域255とは別の第2領域256に配置された第2アンテナ群254とを備える。第1アンテナ群253は、レーダ反射波のうち、第1領域255に到達する第1領域反射波を受信する。第2アンテナ群254は、レーダ反射波のうち、第2領域256に到達する第2領域反射波を受信する。レーダ装置2は、モノパルスコンパレータ24をさらに備える。モノパルスコンパレータ24は、第1領域反射波と第2領域反射波の和を表すΣ信号と、第1領域反射波と第2領域反射波の差を表すΔ信号とを生成する。信号処理装置21は、Σ信号とΔ信号とにさらに基づいて目標を検出する。
(4) The
第4の態様に係るレーダ装置2は、2つのアンテナ群のそれぞれで受信したレーダ反射波の和と差とをそれぞれ表すΣ信号とΔ信号とに基づいて、レーダ波の反射角度の範囲の中心で目標8を捉えられているかどうかを検出できる、という効果を奏する。
The
(5)第5の態様に係るレーダ装置2は、第4の態様に係るレーダ装置2であって、信号処理装置21は、第1期間Σ信号と、第1期間Δ信号と、第2期間Σ信号とを生成する。第1期間Σ信号は、第1期間反射波のうち、第1アンテナ群253が受信した第1期間第1領域反射波と、第2アンテナ群254が受信した第1期間第2領域反射波との和を表す。第1期間Δ信号は、第1期間第1領域反射波と第1期間第2領域反射波との差を表す。第0期間Σ信号は、第0期間反射波のうち、第1アンテナ群253が受信した第0期間第1領域反射波と、第2アンテナ群254が受信した第0期間第2領域反射波との和を表す。信号処理装置21は、第1期間Σ信号の受信電力を表す第1期間Σ受信電力と、第1期間Δ信号の受信電力を表す第1期間Δ受信電力と、第0期間Σ信号の受信電力を表す第0期間Σ受信電力とにさらに基づいて目標8を検出する。
(5) The
第5の態様に係るレーダ装置2は、同じ期間のΣ信号およびΔ信号の電力と、隣接する期間のΣ信号の電力とに基づいて、レーダ波の反射角度の範囲の中心で目標8を捉えられているかどうかを検出でき、かつ、クラッタ源表面9から区別して目標8を検出できる、という効果を奏する。
The
(6)第6の態様に係るレーダ装置2は、第5の態様に係るレーダ装置2であって、信号処理装置21は、第1期間Σ受信電力から所定のノイズレベルを引き算した第1電力差が第1閾値TH1より大きく、かつ、第1期間Σ受信電力から第0期間Σ受信電力を引き算した第2電力差が第2閾値TH2より小さく、かつ、第1期間Σ受信電力から第1期間Δ受信電力を引き算した第3電力差が第3閾値TH3より大きいときに、レーダ波が第1期間反射波として反射された空間で目標8を検出したと判定する。第1閾値TH1は、ノイズレベルと、レーダ反射波のうち、目標8に由来する部分の受信電力を表す目標受信電力とに基づいて設定されている。第2閾値TH2は、レーダ反射波のうち、クラッタ源表面9に由来する部分の受信電力を表すクラッタ受信電力と、目標受信電力とに基づいて設定されている。第3閾値TH3は、目標受信電力に基づいて設定されている。
(6) The
第6の態様に係るレーダ装置2は、注目する期間のΣ電力がノイズレベルより十分に大きく、かつ、注目する期間のΣ電力がクラッタ源表面9に由来しないと推定され、かつ、レーダ波を送信する照射角度の範囲の中心部分に目標8が存在すると推定されるときに、目標8を検出したと判定できる、という効果を奏する。
In the
(7)第7の態様に係るレーダ装置2は、第5の態様に係るレーダ装置2であって、アンテナ25は、レーダ反射波に含まれる、第0期間反射波とも第1期間反射波とも別の、レーダ波が少なくともクラッタ源表面9で反射した第2期間反射波を、第2時刻と、第2時刻から第1時間間隔が経過した第3時刻との間の第2期間にさらに受信する。信号処理装置21は、第2期間反射波のうち、第1アンテナ群253が受信した第2期間第1領域反射波と、第2アンテナ群254が受信した第2期間第2領域反射波との和を表す第2期間Σ信号をさらに生成する。信号処理装置21は、第1期間Σ受信電力から所定のノイズレベルを引き算した第1電力差が第1閾値TH1より大きく、かつ、第1期間Σ受信電力から第0期間Σ受信電力を引き算した第2電力差が第2閾値TH2より小さく、かつ、第1期間Σ受信電力から第1期間Δ受信電力を引き算した第3電力差が第3閾値TH3より大きく、かつ、第2期間Σ信号の受信電力を表す第2期間Σ受信電力から第1期間Σ受信電力を引き算した第4電力差が第4閾値TH4より大きいときに、レーダ波が第1期間反射波として反射された空間で目標8を検出したと判定する。第1閾値TH1は、ノイズレベルと、レーダ反射波のうち、目標8に由来する部分の受信電力を表す目標受信電力とに基づいて設定されている。第2閾値TH2は、レーダ反射波のうち、クラッタ源表面9に由来する部分の受信電力を表すクラッタ受信電力と、目標受信電力とに基づいて設定されている。第3閾値TH3は、目標受信電力に基づいて設定されている。第4閾値TH4は、アンテナ25からクラッタ源表面9までの距離と、レーダ波が第3時刻までに伝播する距離とが等しいときの、クラッタ受信電力と目標受信電力とに基づいて設定されている。
(7) The
第7の態様に係るレーダ装置2は、注目する期間のΣ電力がノイズレベルより十分に大きく、かつ、注目する期間のΣ電力がクラッタ源表面9に由来しないと推定され、かつ、レーダ波を送信する照射角度の範囲の中心部分に目標8が存在すると推定され、かつ、注目する期間のΣ電力が目標8に由来し、注目する期間の次の期間のΣ電力がクラッタ源表面9に由来すると推定されるときに、目標8を検出したと判定できる、という効果を奏する。
In the
(8)第8の態様に係るレーダ装置2は、第5の態様に係るレーダ装置2であって、アンテナ25は、レーダ反射波に含まれる、第0期間反射波とも第1期間反射波とも別の、レーダ波が少なくとも目標8で反射した第2期間反射波を、第2時刻以降の第3時刻と、第3時刻から第1時間間隔が経過した第4時刻との間の第2期間にさらに受信する。アンテナ25は、レーダ反射波に含まれる、第0期間反射波とも第1期間反射波とも第2期間反射波とも別の、レーダ波が少なくともクラッタ源表面9で反射した第3期間反射波を、第4時刻と、第4時刻から第1時間間隔が経過した第5時刻との間の第3期間にさらに受信する。信号処理装置21は、第2期間反射波のうち、第1アンテナ群253が受信した第2期間第1領域反射波と、第2アンテナ群254が受信した第2期間第2領域反射波との和を表す第2期間Σ信号と、第3期間反射波のうち、第1アンテナ群253が受信した第3期間第1領域反射波と、第2アンテナ群254が受信した第3期間第2領域反射波との和を表す第3期間Σ信号とをさらに生成する。信号処理装置21は、第1期間Σ受信電力から所定のノイズレベルを引き算した第1電力差が第1閾値TH1より大きく、かつ、第1期間Σ受信電力から前記第0期間Σ受信電力を引き算した第2電力差が第2閾値TH2より小さく、かつ、第1期間Σ受信電力から第1期間Δ受信電力を引き算した第3電力差が第3閾値TH3より大きく、かつ、第3期間Σ信号の受信電力を表す第3期間Σ受信電力から第2期間Σ信号の受信電力を表す第2期間Σ受信電力を引き算した第4電力差が第4閾値TH4より大きいときに、レーダ波が第2期間反射波として反射された空間で目標8を検出したと判定する。第1閾値TH1は、ノイズレベルと、レーダ反射波のうち、目標8に由来する部分の受信電力を表す目標受信電力とに基づいて設定されている。第2閾値TH2は、レーダ反射波のうち、クラッタ源表面9に由来する部分の受信電力を表すクラッタ受信電力と、目標受信電力とに基づいて設定されている。第3閾値TH3は、目標受信電力に基づいて設定されている。第4閾値TH4は、アンテナ25からクラッタ源表面9までの距離と、レーダ波が第3時刻までに伝播する距離とが等しいときの、クラッタ受信電力と目標受信電力とに基づいて設定されている。
(8) The
第8の態様に係るレーダ装置2は、注目する期間のΣ電力がノイズレベルより十分に大きく、かつ、注目する期間のΣ電力がクラッタ源表面9に由来しないと推定され、かつ、レーダ波を送信する照射角度の範囲の中心部分に目標8が存在すると推定され、かつ、この注目する期間より後の期間のΣ電力が目標8に由来し、この後の期間の次の期間のΣ電力がクラッタ源表面9に由来すると推定されるときに、目標8を検出したと判定できる、という効果を奏する。
In the
(9)第9の態様に係るレーダ装置2は、第7または8の態様に係るレーダ装置2であって、信号処理装置21は、第4電力差が第4閾値TH4より小さいときに、第1時間間隔を第2時間間隔だけ縮小し、縮小された前記第1時間間隔を用いて検出の処理を繰り返す。
(9) The
第9の態様に係るレーダ装置2は、注目する期間のΣ電力が目標8に由来し、注目する期間の次の期間のΣ電力がクラッタ源表面9に由来する状態が得られるまで、時間間隔を微調整することができる、という効果を奏する。
In the
(10)第10の態様に係るレーダ装置2は、第6~第9の態様に係るレーダ装置2であって、信号処理装置21は、第2電力差が第1閾値TH1より小さいときに、第1時刻を第1時間間隔だけ遅延させ、遅延された第1時刻を用いて検出の処理を繰り返す。
(10) The
第10の態様に係るレーダ装置2は、Σ電力がノイズレベルより十分に大きい期間を探すことができる、という効果を奏する。
The
(11)第11の態様に係るレーダ装置2は、第6~第10の態様に係るレーダ装置2であって、信号処理装置21は、第2電力差が第2閾値TH2より大きいときに、照射角度の範囲を微調整し、微調整された照射角度の範囲にレーダ波を送信して得られるΣ信号とΔ信号とに基づいて検出の処理を繰り返す。
(11) The
第11の態様に係るレーダ装置2は、注目する期間のΣ電力がクラッタ源表面9に由来しないと推定されるまで、照射角度の範囲を微調整することができる、という効果を奏する。
The
(12)第12の態様に係るレーダ装置2は、第6~第11の態様に係るレーダ装置2であって、信号処理装置21は、第2電力差が第3閾値TH3より小さいときに、照射角度の範囲を微調整し、微調整された照射角度の範囲にレーダ波を送信して得られるΣ信号とΔ信号とに基づいて検出の処理を繰り返す。
(12) The
第12の態様に係るレーダ装置2は、目標8が照射角度の範囲20の中心部分にあると推定されるまで照射角度の範囲20を微調整できる、という効果を奏する。
The
(13)第13の態様に係る飛しょう体1は、第1~第12の態様に係るレーダ装置2と、制御装置3と、姿勢制御装置4とを備える。この制御装置3は、レーダ装置2が目標8の検出に基づいて出力する信号に基づいて姿勢制御信号を生成する。この姿勢制御装置4は、姿勢制御信号に基づいて、飛しょう体1が目標8に向かって移動するように飛しょう体1の姿勢を制御する。
(13) A flying
第13の態様に係る飛しょう体1は、第1~第12の態様に係るレーダ装置2による目標8の検出に基づいて目標8に誘導することができる、という効果を奏する。
The projectile 1 according to the thirteenth aspect has the effect that it can be guided to the target 8 based on the detection of the target 8 by the
(14)第14の態様に係る誘導プログラムは、クラッタ源表面9の上にある目標8に飛しょう体1を誘導する処理を、演算装置201が実行することによって実現するための誘導プログラムである。この誘導プログラムは、目標8の上方からレーダ波を送信し、レーダ波が少なくとも目標8で反射したレーダ反射波に含まれる第1期間反射波を受信することと、レーダ波を送信してから第1期間反射波を受信するまでの時間と、第1期間反射波とに基づいて目標8を検出することとを含む。レーダ波を照射する照射角度の範囲20は、クラッタ源表面9の法線方向を含む。
(14) The guidance program according to the fourteenth aspect is a guidance program for realizing the process of guiding the projectile 1 to the target 8 above the clutter source surface 9 by the
第1の態様に係る誘導プログラムは、目標8の上方から目標8を検出できる、という効果を奏する。 The guidance program according to the first aspect has the effect that the target 8 can be detected from above the target 8 .
1、1A、1B 飛しょう体
2、2A、2B レーダ装置
20 ビーム照射範囲(照射角度の範囲)
21 信号処理装置
200 バス
201 演算装置
202 記憶装置
203 目標検出プログラム
204 追尾プログラム
205 インタフェース
206 記録媒体
211 パルス符号発生器
212 目標検出処理部
213 追尾処理部
22 送信機
23 サーキュレータ
24 モノパルスコンパレータ
241 Σ信号生成部
242 Δ信号生成部
25 アンテナ
251 アンテナ素子
252 アンテナ素子
253 第1アンテナ群
254 第2アンテナ群
255 第1領域
256 第2領域
26 受信機
3 制御装置
4 姿勢制御装置
5 推進装置
70N-1、70N、70N+1、70N+2、70N+3 反射源分布パターン
8 艦船(目標)
80N、80N+1、80N+2 目標反射パターン
81 艦船レーダ覆域
9 海面(クラッタ源表面)
90N+2、90N+3 クラッタ反射パターン
AA、AB グレージング角
DA、DB 検出距離
GA、GB、G1Σ、G1Δ、G2Σ、G2Δ、G3Σ、G3Δ、G4Σ、G4Δ、G5Σ、G5Δ グラフ
HA、HB 高度
R1、R2、R3、RN-1、RN、RN+1、RN+2、RN+3 レンジセル
TH1、TH2、TH3、TH4 閾値
α レンジ分解能調整値
ΔR レンジ分解能
1, 1A,
21 signal processing device 200
80 N , 80 N+1 , 80 N+2 target reflection pattern 81 ship radar coverage 9 sea surface (clutter source surface)
90 N+2 , 90 N+3 clutter reflection pattern A A , A B grazing angle D A , D B detection distance G A , GB, G 1 Σ ,
Claims (14)
前記目標の上方からレーダ波を送信し、前記レーダ波が少なくとも前記目標で反射したレーダ反射波に含まれる第1期間反射波を受信するアンテナと、
前記レーダ波を送信してから前記第1期間反射波を受信するまでの時間と、前記第1期間反射波とに基づいて前記目標を検出する信号処理装置と
を備え、
送信された前記レーダ波が照射される照射角度の範囲は、前記クラッタ源表面の法線方向を含む
レーダ装置。 A radar apparatus mounted on a projectile for detecting a target to guide the projectile to the target above a clutter source surface,
an antenna that transmits a radar wave from above the target and receives a reflected wave for a first period that is included in at least the radar reflected wave reflected by the target;
A signal processing device that detects the target based on the time from transmitting the radar wave to receiving the reflected wave for the first period and the reflected wave for the first period;
The radar apparatus, wherein a range of irradiation angles irradiated with the transmitted radar waves includes a normal line direction of the clutter source surface.
前記第1期間反射波は、前記レーダ反射波のうち、前記レーダ波を送信してから第1時間が経過した第1時刻と、前記第1時刻から第1時間間隔が経過した第2時刻との間の第1期間に受信された部分である
レーダ装置。 In the radar device according to claim 1,
The first time period reflected wave includes a first time when a first time period has passed since the radar wave was transmitted, and a second time when a first time interval has passed since the first time. is the portion received in the first time period during the radar installation.
前記アンテナは、前記レーダ反射波に含まれる、前記第1期間反射波とは別の第0期間反射波をさらに受信し、
前記第0期間反射波は、前記レーダ反射波のうち、前記第1時刻と、前記第1時刻までに前記第1時間間隔が経過する前の第0時刻との間の第0期間に受信された部分であり、
前記信号処理装置は、前記レーダ波を送信してから前記第0期間反射波を受信するまでの時間と、前記第0期間反射波とにさらに基づいて前記目標を検出する
レーダ装置。 In the radar device according to claim 2,
The antenna further receives a 0th period reflected wave different from the 1st period reflected wave, which is included in the radar reflected wave;
The 0th period reflected wave is received in the 0th period between the first time and the 0th time before the first time interval elapses by the first time, among the radar reflected waves. is the part
The signal processing device detects the target further based on the time from the transmission of the radar wave to the reception of the 0th period reflected wave and the 0th period reflected wave.
前記アンテナは、
第1領域に配置された第1アンテナ群と、
前記第1領域とは別の第2領域に配置された第2アンテナ群と
を備え、
前記第1アンテナ群は、前記レーダ反射波のうち、前記第1領域に到達する第1領域反射波を受信し、
前記第2アンテナ群は、前記レーダ反射波のうち、前記第2領域に到達する第2領域反射波を受信し、
前記レーダ装置は、
前記第1領域反射波と前記第2領域反射波の和を表すΣ信号と、前記第1領域反射波と前記第2領域反射波の差を表すΔ信号とを生成するモノパルスコンパレータ
をさらに備え、
前記信号処理装置は、前記Σ信号と前記Δ信号とにさらに基づいて前記目標を検出する
レーダ装置。 In the radar device according to claim 3,
The antenna is
a first antenna group arranged in a first region;
A second antenna group arranged in a second area different from the first area,
The first antenna group receives a first area reflected wave reaching the first area among the radar reflected waves,
The second antenna group receives a second area reflected wave reaching the second area among the radar reflected waves,
The radar device
A monopulse comparator that generates a Σ signal representing the sum of the first area reflected wave and the second area reflected wave and a Δ signal representing the difference between the first area reflected wave and the second area reflected wave,
The signal processing device detects the target further based on the Σ signal and the Δ signal. Radar device.
前記信号処理装置は、
前記第1期間反射波のうち、前記第1アンテナ群が受信した第1期間第1領域反射波と、前記第2アンテナ群が受信した第1期間第2領域反射波との和を表す第1期間Σ信号と、
前記第1期間第1領域反射波と前記第1期間第2領域反射波との差を表す第1期間Δ信号と、
前記第0期間反射波のうち、前記第1アンテナ群が受信した第0期間第1領域反射波と、前記第2アンテナ群が受信した第0期間第2領域反射波との和を表す第0期間Σ信号と
を生成し、
前記信号処理装置は、
前記第1期間Σ信号の受信電力を表す第1期間Σ受信電力と、
前記第1期間Δ信号の受信電力を表す第1期間Δ受信電力と、
前記第0期間Σ信号の受信電力を表す第0期間Σ受信電力と
にさらに基づいて前記目標を検出する
レーダ装置。 In the radar device according to claim 4,
The signal processing device is
A first period representing the sum of a first period first area reflected wave received by the first antenna group and a first period second area reflected wave received by the second antenna group among the first period reflected waves. a period Σ signal;
a first period Δ signal representing the difference between the first period first area reflected wave and the first period second area reflected wave;
The 0th period represents the sum of the 0th period first area reflected wave received by the first antenna group and the 0th period second area reflected wave received by the second antenna group among the 0th period reflected waves. generates a period Σ signal and
The signal processing device is
a first period Σ received power representing the received power of the first period Σ signal;
a first period Δ received power representing the received power of the first period Δ signal;
A radar apparatus that detects the target further based on the 0th period Σ received power representing the received power of the 0th period Σ signal.
前記信号処理装置は、
前記第1期間Σ受信電力から所定のノイズレベルを引き算した第1電力差が第1閾値より大きく、かつ、
前記第1期間Σ受信電力から前記第0期間Σ受信電力を引き算した第2電力差が第2閾値より小さく、かつ、
前記第1期間Σ受信電力から前記第1期間Δ受信電力を引き算した第3電力差が第3閾値より大きい
ときに、前記レーダ波が前記第1期間反射波として反射された空間で前記目標を検出したと判定し、
前記第1閾値は、前記ノイズレベルと、前記レーダ反射波のうち、前記目標に由来する部分の受信電力を表す目標受信電力とに基づいて設定されており、
前記第2閾値は、前記レーダ反射波のうち、前記クラッタ源表面に由来する部分の受信電力を表すクラッタ受信電力と、前記目標受信電力とに基づいて設定されており、
前記第3閾値は、前記目標受信電力に基づいて設定されている
レーダ装置。 In the radar device according to claim 5,
The signal processing device is
A first power difference obtained by subtracting a predetermined noise level from the first period Σ received power is greater than a first threshold, and
A second power difference obtained by subtracting the 0th period Σ received power from the first period Σ received power is smaller than a second threshold, and
When a third power difference obtained by subtracting Δ received power in the first period from Σ received power in the first period is larger than a third threshold value, the radar wave is reflected as a reflected wave in the first period, and the target is detected in the space. determined to have detected
The first threshold is set based on the noise level and a target received power representing the received power of a portion of the radar reflected wave derived from the target,
The second threshold is set based on the clutter received power representing the received power of the part of the radar reflected wave derived from the clutter source surface and the target received power,
The radar device, wherein the third threshold is set based on the target received power.
前記アンテナは、前記レーダ反射波に含まれる、前記第0期間反射波とも前記第1期間反射波とも別の、前記レーダ波が少なくとも前記クラッタ源表面で反射した第2期間反射波を、前記第2時刻と、前記第2時刻から前記第1時間間隔が経過した第3時刻との間の第2期間にさらに受信し、
前記信号処理装置は、
前記第2期間反射波のうち、前記第1アンテナ群が受信した第2期間第1領域反射波と、前記第2アンテナ群が受信した第2期間第2領域反射波との和を表す第2期間Σ信号
をさらに生成し、
前記信号処理装置は、
前記第1期間Σ受信電力から所定のノイズレベルを引き算した第1電力差が第1閾値より大きく、かつ、
前記第1期間Σ受信電力から前記第0期間Σ受信電力を引き算した第2電力差が第2閾値より小さく、かつ、
前記第1期間Σ受信電力から前記第1期間Δ受信電力を引き算した第3電力差が第3閾値より大きく、かつ、
前記第2期間Σ信号の受信電力を表す第2期間Σ受信電力から前記第1期間Σ受信電力を引き算した第4電力差が第4閾値より大きい
ときに、前記レーダ波が前記第1期間反射波として反射された空間で前記目標を検出したと判定し、
前記第1閾値は、前記ノイズレベルと、前記レーダ反射波のうち、前記目標に由来する部分の受信電力を表す目標受信電力とに基づいて設定されており、
前記第2閾値は、前記レーダ反射波のうち、前記クラッタ源表面に由来する部分の受信電力を表すクラッタ受信電力と、前記目標受信電力とに基づいて設定されており、
前記第3閾値は、前記目標受信電力に基づいて設定されており、
前記第4閾値は、前記アンテナから前記クラッタ源表面までの距離と、前記レーダ波が前記第3時刻までに伝播する距離とが等しいときの、前記クラッタ受信電力と前記目標受信電力とに基づいて設定されている
レーダ装置。 In the radar device according to claim 5,
The antenna receives a reflected wave of a second period, which is different from the reflected wave of the 0th period and the reflected wave of the first period and which is included in the reflected radar wave and is the reflected wave of the radar wave reflected at least on the surface of the clutter source. further receive during a second period between time 2 and a third time when the first time interval has elapsed from the second time;
The signal processing device is
A second period representing the sum of a second period first area reflected wave received by the first antenna group and a second period second area reflected wave received by the second antenna group among the second period reflected waves. further generating a period Σ signal,
The signal processing device is
A first power difference obtained by subtracting a predetermined noise level from the first period Σ received power is greater than a first threshold, and
A second power difference obtained by subtracting the 0th period Σ received power from the first period Σ received power is smaller than a second threshold, and
A third power difference obtained by subtracting the first period Δ received power from the first period Σ received power is greater than a third threshold, and
When a fourth power difference obtained by subtracting the first period Σ received power from the second period Σ received power representing the received power of the second period Σ signal is greater than a fourth threshold, the radar wave is reflected for the first period. Determining that the target is detected in the space reflected as a wave,
The first threshold is set based on the noise level and a target received power representing the received power of a portion of the radar reflected wave derived from the target,
The second threshold is set based on the clutter received power representing the received power of the part of the radar reflected wave derived from the clutter source surface and the target received power,
The third threshold is set based on the target received power,
The fourth threshold is based on the clutter received power and the target received power when the distance from the antenna to the clutter source surface is equal to the distance that the radar wave propagates by the third time. Configured radar equipment.
前記アンテナは、前記レーダ反射波に含まれる、前記第0期間反射波とも前記第1期間反射波とも別の、前記レーダ波が少なくとも前記目標で反射した第2期間反射波を、前記第2時刻以降の第3時刻と、前記第3時刻から前記第1時間間隔が経過した第4時刻との間の第2期間にさらに受信し、
前記アンテナは、前記レーダ反射波に含まれる、前記第0期間反射波とも前記第1期間反射波とも前記第2期間反射波とも別の、前記レーダ波が少なくとも前記クラッタ源表面で反射した第3期間反射波を、前記第4時刻と、前記第4時刻から前記第1時間間隔が経過した第5時刻との間の第3期間にさらに受信し、
前記信号処理装置は、
前記第2期間反射波のうち、前記第1アンテナ群が受信した第2期間第1領域反射波と、前記第2アンテナ群が受信した第2期間第2領域反射波との和を表す第2期間Σ信号と、
前記第3期間反射波のうち、前記第1アンテナ群が受信した第3期間第1領域反射波と、前記第2アンテナ群が受信した第3期間第2領域反射波との和を表す第3期間Σ信号と
をさらに生成し、
前記信号処理装置は、
前記第1期間Σ受信電力から所定のノイズレベルを引き算した第1電力差が第1閾値より大きく、かつ、
前記第1期間Σ受信電力から前記第0期間Σ受信電力を引き算した第2電力差が第2閾値より小さく、かつ、
前記第1期間Σ受信電力から前記第1期間Δ受信電力を引き算した第3電力差が第3閾値より大きく、かつ、
前記第3期間Σ信号の受信電力を表す第3期間Σ受信電力から前記第2期間Σ信号の受信電力を表す第2期間Σ受信電力を引き算した第4電力差が第4閾値より大きい
ときに、前記レーダ波が前記第2期間反射波として反射された空間で前記目標を検出したと判定し、
前記第1閾値は、前記ノイズレベルと、前記レーダ反射波のうち、前記目標に由来する部分の受信電力を表す目標受信電力とに基づいて設定されており、
前記第2閾値は、前記レーダ反射波のうち、前記クラッタ源表面に由来する部分の受信電力を表すクラッタ受信電力と、前記目標受信電力とに基づいて設定されており、
前記第3閾値は、前記目標受信電力に基づいて設定されており、
前記第4閾値は、前記アンテナから前記クラッタ源表面までの距離と、前記レーダ波が前記第3時刻までに伝播する距離とが等しいときの、前記クラッタ受信電力と前記目標受信電力とに基づいて設定されている
レーダ装置。 In the radar device according to claim 5,
The antenna receives a second period reflected wave of the radar wave reflected at least by the target, which is different from the 0th period reflected wave and the first period reflected wave, and is included in the radar reflected wave, at the second time. further receive during a second period between a subsequent third time and a fourth time when the first time interval has elapsed from the third time;
The antenna has a third antenna which is different from the 0th period reflected wave, the 1st period reflected wave, and the 2nd period reflected wave, and which is different from the 0th period reflected wave, the 1st period reflected wave, and the 2nd period reflected wave. further receiving a period reflected wave in a third period between the fourth time and a fifth time when the first time interval has elapsed from the fourth time;
The signal processing device is
A second period representing the sum of a second period first area reflected wave received by the first antenna group and a second period second area reflected wave received by the second antenna group among the second period reflected waves. a period Σ signal;
A third period representing the sum of a third period first area reflected wave received by the first antenna group and a third period second area reflected wave received by the second antenna group among the third period reflected waves. and further generating a period Σ signal,
The signal processing device is
A first power difference obtained by subtracting a predetermined noise level from the first period Σ received power is greater than a first threshold, and
A second power difference obtained by subtracting the 0th period Σ received power from the first period Σ received power is smaller than a second threshold, and
A third power difference obtained by subtracting the first period Δ received power from the first period Σ received power is greater than a third threshold, and
when a fourth power difference obtained by subtracting the second period Σ received power representing the received power of the second period Σ signal from the third period Σ received power representing the received power of the third period Σ signal is greater than a fourth threshold; , determining that the target is detected in the space where the radar wave is reflected as the second period reflected wave;
The first threshold is set based on the noise level and a target received power representing the received power of a portion of the radar reflected wave derived from the target,
The second threshold is set based on the clutter received power representing the received power of the part of the radar reflected wave derived from the clutter source surface and the target received power,
The third threshold is set based on the target received power,
The fourth threshold is based on the clutter received power and the target received power when the distance from the antenna to the clutter source surface is equal to the distance that the radar wave propagates by the third time. Configured radar equipment.
前記信号処理装置は、
前記第4電力差が第4閾値より小さいときに、前記第1時間間隔を第2時間間隔だけ縮小し、
縮小された前記第1時間間隔を用いて前記検出の処理を繰り返す
レーダ装置。 In the radar device according to claim 7 or 8,
The signal processing device is
reducing the first time interval by a second time interval when the fourth power difference is less than a fourth threshold;
A radar device that repeats the detection process using the reduced first time interval.
前記信号処理装置は、
前記第2電力差が前記第1閾値より小さいときに、前記第1時刻を前記第1時間間隔だけ遅延させ、
遅延された前記第1時刻を用いて前記検出の処理を繰り返す
レーダ装置。 In the radar device according to any one of claims 6 to 9,
The signal processing device is
delaying the first time by the first time interval when the second power difference is smaller than the first threshold;
A radar device that repeats the detection process using the delayed first time.
前記信号処理装置は、
前記第2電力差が第2閾値より大きいときに、前記照射角度の範囲を微調整し、
微調整された前記照射角度の範囲に前記レーダ波を送信して得られる前記Σ信号と前記Δ信号とに基づいて前記検出の処理を繰り返す
レーダ装置。 In the radar device according to any one of claims 6 to 10,
The signal processing device is
finely adjusting the irradiation angle range when the second power difference is greater than a second threshold;
A radar device that repeats the detection process based on the Σ signal and the Δ signal obtained by transmitting the radar wave in the range of the finely adjusted irradiation angle.
前記信号処理装置は、
前記第2電力差が第3閾値より小さいときに、前記照射角度の範囲を微調整し、
微調整された前記照射角度の範囲に前記レーダ波を送信して得られる前記Σ信号と前記Δ信号とに基づいて前記検出の処理を繰り返す
レーダ装置。 In the radar device according to any one of claims 6 to 11,
The signal processing device is
finely adjusting the irradiation angle range when the second power difference is smaller than a third threshold;
A radar device that repeats the detection process based on the Σ signal and the Δ signal obtained by transmitting the radar wave in the range of the finely adjusted irradiation angle.
前記レーダ装置が前記目標の検出に基づいて出力する信号に基づいて姿勢制御信号を生成する制御装置と、
前記姿勢制御信号に基づいて、前記飛しょう体が前記目標に向かって移動するように前記飛しょう体の姿勢を制御する姿勢制御装置と
を備える
飛しょう体。 A radar device according to any one of claims 1 to 12;
a control device that generates an attitude control signal based on a signal that the radar device outputs based on detection of the target;
an attitude control device that controls the attitude of the flying body so that the flying body moves toward the target based on the attitude control signal.
前記目標の上方からレーダ波を送信し、前記レーダ波が少なくとも前記目標で反射したレーダ反射波に含まれる第1期間反射波を受信することと、
前記レーダ波を送信してから前記第1期間反射波を受信するまでの時間と、前記第1期間反射波とに基づいて前記目標を検出することと
を含み、
送信された前記レーダ波が照射される照射角度の範囲は、前記クラッタ源表面の法線方向を含む
誘導プログラム。
A guidance program for realizing a process of guiding a projectile to a target above the surface of the clutter source, by executing the processing by the arithmetic device,
transmitting a radar wave from above the target and receiving a reflected wave for a first period included in at least the radar reflected wave reflected by the target;
detecting the target based on the time from transmitting the radar wave to receiving the reflected wave for the first period and the reflected wave for the first period;
The guidance program, wherein the range of irradiation angles at which the transmitted radar waves are irradiated includes a normal direction of the clutter source surface.
Priority Applications (1)
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JP2021031369A JP2022132749A (en) | 2021-03-01 | 2021-03-01 | Radar device, projectile, guidance program |
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