JP2553711B2 - Radar equipment - Google Patents

Radar equipment

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JP2553711B2
JP2553711B2 JP1244069A JP24406989A JP2553711B2 JP 2553711 B2 JP2553711 B2 JP 2553711B2 JP 1244069 A JP1244069 A JP 1244069A JP 24406989 A JP24406989 A JP 24406989A JP 2553711 B2 JP2553711 B2 JP 2553711B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、送信用としてフェーズドアレーアンテ
ナ,受信用としてマルチビームを形成可能なディジタル
ビームフォーミングアンテナを組合せたレーダ装置に関
わり、特に送信パルス繰返し周期内に複数の異なる方向
に存在する目標を観測できるようにしたレーダ装置に関
するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radar apparatus in which a phased array antenna for transmission and a digital beamforming antenna capable of forming a multi-beam for reception are combined, and in particular, transmission pulse repetition. The present invention relates to a radar device capable of observing targets existing in a plurality of different directions within a cycle.

[従来の技術] 第4図は、従来のこの種のレーダ装置として、特開昭
63−167287号公報,特開昭63−167288号公報に示された
レーダ装置を示すブロック図である。図において、101
は、図示しない発振回路から所要に変調されて送出され
る送信パルスを任意数のサブパルスに分割して,これを
後述する第1〜第n受信モジュール201〜20nの各移相器
2011に対してそれぞれ分配出力する送信パルス分割分配
回路であり、このサブパルスへの分割は当該レーダ装置
の図示しない受信ビーム処理装置から伝達される目標数
情報に基づいて行なわれる。また、102は、後述する第
1〜第n送受信モジュール201〜20nの各移相器2011の移
相量を上記分割されたサブパルス各々について各別に設
定制御する送信ビーム制御回路であり、これら各移相量
の設定は、同じく上記図示しない受信ビーム処理装置か
ら伝送される目標方位・距離情報に基づいて行なわれ
る。
[Prior Art] FIG. 4 shows a conventional radar apparatus of this kind disclosed in
FIG. 1 is a block diagram showing a radar device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-167287 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-167288. In the figure, 101
Divides a transmission pulse, which is modulated and transmitted from an oscillating circuit (not shown), into an arbitrary number of sub-pulses, and each of the phase shifters of first to n-th receiving modules 201 to 20n described later.
This is a transmission pulse division / distribution circuit that distributes and outputs each to 2011, and the division into sub-pulses is performed based on target number information transmitted from a reception beam processing device (not shown) of the radar device. Reference numeral 102 denotes a transmission beam control circuit for separately setting and controlling the phase shift amount of each of the phase shifters 2011 of the first to n-th transmission / reception modules 201 to 20n described below for each of the divided sub-pulses. The setting of the phase amount is performed based on the target azimuth / distance information transmitted from the reception beam processing device (not shown).

上記第1〜第n送受信モジュール201〜20nは、アレー
アンテナ300の各素子アンテナ301〜30nにそれぞれ対応
して配設されて、各対応する素子アンテナを通じての目
標(図示せず)に対する送信ビームの放射並びに同放射
ビーム内の目標からの反射波の受信を実行するモジュー
ルである。これらのモジュールは、例えば、第1送受信
モジュール201を例にとれば、上記送信パルス分割分配
回路101から加えられるサブパルス列F1の各サブパルス
に対して,その各々に対応して上記送信ビーム制御回路
102から加えられる指令C1に応じた量の移相処理を施す
移相器2011と、この移相処理された各サブパルスを増幅
する送信増幅器2012と、サーキュレータ(送受切換器)
2013等からなって、この増幅された各サブパルスを対応
素子アンテナ301に供給して目標に対して放射するとと
もに、同素子アンテナ301に受信された同目標からの反
射信号については、これを自モジュール201内に取り込
むサーキュレータ2013と、取り込まれた反射信号(高周
波信号)を位相検波して振幅情報と位相情報とを含む要
素Iと要素Qに分離する受信機2014と、この位相検波さ
れた受信信号を要素I,Q各別に量子化してディジタル信
号に変換するA/D変換器2015とをそれぞれ備えて構成さ
れる。こうして変換されたディジタル信号(DI,DQ)
は、これら各モジュール201〜20nの受信データR1〜Rn
してそれぞれ分配回路400に送出される。
The first to n-th transmission / reception modules 201 to 20n are disposed corresponding to the respective element antennas 301 to 30n of the array antenna 300, and transmit a transmission beam to a target (not shown) through each corresponding element antenna. It is a module that performs the radiation and the reception of reflected waves from targets in the radiation beam. These modules are, for example, in the case of the first transmission / reception module 201, the transmission beam control circuit corresponding to each subpulse of the subpulse train F 1 added from the transmission pulse division / distribution circuit 101.
A phase shifter 2011 for performing phase processing in an amount corresponding to the command C 1 applied from 102, a transmitting amplifier 2012 for amplifying the phase shift processing each sub-pulse was circulator (duplexer)
In 2013 etc., each amplified sub-pulse is supplied to the corresponding element antenna 301 and radiated to the target, and the reflected signal from the target received by the same element antenna 301 is reflected by its own module. Circulator 2013 taken in 201, receiver 2014 for phase-detecting the reflected signal (high-frequency signal) taken in and separating it into element I and element Q containing amplitude information and phase information, and this phase-detected received signal And an A / D converter 2015 that quantizes each of the elements I and Q and converts them into a digital signal. Digital signals (DI, DQ) converted in this way
It is sent to each distribution circuit 400 as the received data R 1 to R n of respective modules 201 to 20n.

分配回路400は、上記各モジュール201〜20nの受信デ
ータR1〜Rnを一つの組としてこれを任意数(この例では
m)に分配する回路であり、この分配された受信データ
R1〜Rnは第1〜第mビーム形成回路501〜50mにそれぞれ
伝送される。
The distribution circuit 400 is a circuit for distributing the reception data R 1 to R n of each of the modules 201 to 20 n into one set and distributing the set to an arbitrary number (m in this example).
R 1 to R n are respectively transmitted to the first to m beam forming circuit 501~50M.

これらビーム形成回路501〜50mは、上記受信データR1
〜Rnを用いてその振幅及び位相内容をそれぞれ所望に制
御することにより、それぞれ所望方向への受信ビームを
各別に形成する回路である。
These beam forming circuits 501 to 50m receive the received data R 1
By controlling the amplitude and phase content to the desired each with to R n, a circuit formed on each different receive beams, respectively the desired direction.

第5図は、この種のレーダ装置の他の従来例として、
特開昭63−187180号公報に示されたホログラフィックレ
ーダを示すブロック図であり、前記第4図の従来例がア
レーアンテナを送信と受信で兼用しているのに対し、こ
の従来例は送信用と受信用それぞれにアレーアンテナを
備えたもので、同図(a)は送信系,同図(b)は受信
系を示している。送信系を示す同図(a)において、4
は移相器群、5は送信機、6はビームステアリング計算
機、7は送信アンテナであり、前記第4図との対応にお
いて、上記移相器群4は第1〜第n送受信モジュール20
1〜20nの各移相器2011に、送信機5は図示しない発振回
路等と送信パルス分割分配回路101に、ビームステアリ
ング計算機6は送信ビーム制御回路102に、送信アンテ
ナ7はアレーアンテナ300に相当する。また、受信系を
示す同図(b)において、1は受信アンテナ、2は局発
分配回路、3はビーム形成回路であり、前記第4図との
対応において、上記受信アンテナ1はアレーアンテナ30
0に、局発分配回路2は第1〜第n送受信モジュール201
〜20nの各受信機2014,各A/D変換器2015と分配回路400
に、ビーム形成回路3は第1〜第mビーム形成回路501
〜50mに相当する。
FIG. 5 shows another conventional example of this type of radar apparatus.
FIG. 1 is a block diagram showing a holographic radar disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-187180. While the conventional example shown in FIG. 4 uses an array antenna for both transmission and reception, this conventional example does not FIG. 1A shows a transmitting system, and FIG. 1B shows a receiving system. Referring to FIG.
Reference numeral 5 denotes a transmitter, 5 denotes a transmitter, 6 denotes a beam steering computer, 7 denotes a transmission antenna, and in correspondence with FIG.
The transmitter 5 corresponds to an oscillation circuit or the like and a transmission pulse division / distribution circuit 101, the beam steering calculator 6 corresponds to the transmission beam control circuit 102, and the transmission antenna 7 corresponds to the array antenna 300. I do. 4B, which shows a receiving system, 1 is a receiving antenna, 2 is a local oscillation distribution circuit, and 3 is a beam forming circuit. In correspondence with FIG. 4, the receiving antenna 1 is an array antenna 30.
At 0, the local distribution circuit 2 includes the first to nth transmission / reception modules 201.
~ 20n each receiver 2014, each A / D converter 2015 and distribution circuit 400
The beam forming circuit 3 includes a first to mth beam forming circuit 501.
Equivalent to ~ 50m.

上記第4図,第5図に示すような,送信用としてフェ
ーズドアレーアンテナ、受信用としてマルチビームを形
成可能なディジタルビームフォーミングアンテナを組合
せたレーダ装置では、第6図,第7図に示すように、一
つの送信パルスを受信ビーム形成数に等しいサブパルス
A,B,C,D,Eに分割して各目標方向θABCD
に連続的に送信し、パルス繰返し周期内の非送信期間TF
に目標からの反射波を受信することにより、パルス繰返
し周期内に複数の異なる方向に存在する目標を観測する
ことができる。
As shown in FIG. 6 and FIG. 7, the radar device combining the phased array antenna for transmission and the digital beam forming antenna capable of forming multiple beams for reception as shown in FIG. 4 and FIG. , One transmit pulse equal to the number of receive beamforming subpulses
Divided into A, B, C, D, E and each target direction θ A , θ B , θ C , θ D , θ E
To the non-transmission period T F within the pulse repetition period.
By receiving the reflected wave from the target, it is possible to observe the target existing in a plurality of different directions within the pulse repetition period.

[発明が解決しようとする課題] 従来のこの種のレーダ装置は以上のように構成されて
いるが、このような構成では、対処可能な目標数が受信
ビーム数に制限され、また、受信ビーム数を増やせたと
しても、サブパルス数の増大により送信パルス幅が長く
なり、送信中はその出力エネルギーの影響で受信できな
いので、近距離目標への対処が困難になる等の問題点が
あった。
[Problems to be Solved by the Invention] The conventional radar apparatus of this type is configured as described above. However, in such a configuration, the target number that can be dealt with is limited to the number of reception beams. Even if the number of sub-pulses can be increased, the transmission pulse width becomes longer due to the increase in the number of sub-pulses, and during transmission, reception becomes impossible due to the effect of the output energy.

この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、サブパルス数を増大することなく多くの目
標を観測でき、近距離目標への対処も容易となるレーダ
装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain a radar device that can observe many targets without increasing the number of subpulses and can easily cope with short-range targets. And

[課題を解決するための手段] この発明に関るレーダ装置は、各受信ビーム出力を周
波数分析手段で処理することにより得られる各目標のド
ップラー周波数に基づき,各目標毎に送信パルスの間引
き数を算出して所要パルス数を得るとともに,各パルス
毎の目標方向を調整する間引き制御手段と、この間引き
制御手段からの所要パルス数に相当するパルスの送信タ
イミングを制御する送信タイミング制御手段と、このタ
イミングと上記間引き制御手段からの目標方向とに基づ
き送信ビームを各目標方向に制御する送信ビーム制御手
段とを備えるとともに、各目標毎のドップラー周波数に
基づき中心周波数が設定されて各受信ビーム出力の信号
帯域幅を制限し,処理信号点数を均一化する前処理手段
を備えたものである。
[Means for Solving the Problem] A radar device according to the present invention is based on the Doppler frequency of each target obtained by processing each received beam output by a frequency analysis means, and the decimation number of the transmission pulse for each target. While obtaining the required number of pulses, thinning control means for adjusting the target direction for each pulse, and transmission timing control means for controlling the transmission timing of pulses corresponding to the required number of pulses from this thinning control means, The transmission beam control means for controlling the transmission beam in each target direction based on this timing and the target direction from the thinning control means is provided, and the center frequency is set based on the Doppler frequency for each target, and each reception beam output is set. Is provided with pre-processing means for limiting the signal bandwidth of the above and making the number of processed signal points uniform.

[作用] この発明においては、低速目標の観測は毎回行なわな
くても良く,目標速度に応じてサブパルスを間引ける点
に着目し、間引き制御手段で各目標のドップラー周波数
から得られる間引き数に基づき間引き後の所要パルス数
とそれに伴って調整されたパルス数の目標方向とを得
て、これらに基づき送信タイミング制御手段と送信ビー
ム制御手段で各パルスの送信タイミングと送信方向を制
御するようにしたので、サブパルス数を増やすことな
く、多くの目標を観測できる。また、各受信ビーム出力
を、目標のドップラー周波数に基づき信号帯域幅を制限
する前処理手段を介して周波数分析手段に入力すること
により、周波数分析手段における高速目標の処理信号点
数を低速目標と同等にすることができ、演算負荷を均一
化できる。
[Operation] In the present invention, the observation of the low speed target does not have to be performed every time, focusing on the point that the sub-pulses can be thinned according to the target speed, and based on the thinning number obtained from the Doppler frequency of each target by the thinning control means. After obtaining the required number of pulses after thinning and the target direction of the number of pulses adjusted accordingly, the transmission timing control means and the transmission beam control means control the transmission timing and the transmission direction of each pulse based on these. Therefore, many targets can be observed without increasing the number of subpulses. Further, by inputting each received beam output to the frequency analysis means through the preprocessing means for limiting the signal bandwidth based on the target Doppler frequency, the number of processed signals of the high speed target in the frequency analysis means is equal to that of the low speed target. The calculation load can be made uniform.

[実施例] 以下、この発明の一実施例を図について説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明を前記第5図の装置に適用した一実施
例を示すブロック図であり、図において、1は受信アン
テナ、2は局発分配回路、3はビーム形成回路、4は移
相器群、5は送信機、6はビームステアリング計算機、
7は送信アンテナ、8はビーム形成回路3により形成さ
れる各受信ビームの出力毎に設けられて、該出力を高速
フーリエ変換(Fast Fourier Transform)により周波数
分析して目標のドップラー周波数(速度情報)を検出す
る高速フーリエ変換器(FFT)、9は上記各FFT8で検出
されたドップラー周波数に基づき後述する演算式を用い
て各目標(ビーム)毎に送信パルスの間引き数を演算す
るとともに、間引きに応じてパルス毎の目標(ビーム)
方向を調整する間引き数算出回路、10は上記間引き数算
出回路9からの目標毎の間引き数に基づき必要なパルス
数を算出する所要パルス数算出回路、11は本願の送信タ
イミング制御手段に相当する送信タイミング発生回路
で、上記所要パルス数算出回路10から送られてくる所要
パルス数に相当するパルスの送信タイミングを制御する
送信タイミング信号を発生するもので、このタイミング
信号は送信機5に供給されて送信機5から移相器群4に
加えられる各パルスのタイミングを制御するとともに、
本願のビーム制御手段に相当するビームステアリング計
算機6にも供給されて、間引き数算出回路9からの目標
(ビーム)方向情報に基づく移相器群4の移相量設定の
タイミングを制御する。また、12は上記各FFT8で検出さ
れた目標のドップラー周波数に応じて中心周波数が設定
されるバンドパスフィルタ(BPF)、13は上記各BPF12の
出力をリサンプリングするリサンプリング回路、14はビ
ーム形成回路3からの各受信ビーム出力を最初は対応す
るFFT8に直接入力させ、タイマー等による設定時間経過
後は対応するBPF12,リサンプリング回路13を介して入力
させる切換スイッチである。なお、上記間引き数算出回
路9と所要パルス数算出回路10とにより本願の間引き制
御手段15が構成され、また、BPF12とリサンプリング回
路13とにより前処理手段16が構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to the apparatus shown in FIG. 5, wherein 1 is a receiving antenna, 2 is a local oscillator, 3 is a beam forming circuit, and 4 is a mobile station. Phaser group, 5 is a transmitter, 6 is a beam steering computer,
Reference numeral 7 is a transmitting antenna, and 8 is provided for each output of each reception beam formed by the beam forming circuit 3. The output is subjected to frequency analysis by Fast Fourier Transform to obtain a target Doppler frequency (speed information). The fast Fourier transformer (FFT) 9 for detecting the number of transmission pulses is thinned out for each target (beam) using the calculation formula described later based on the Doppler frequency detected by each FFT8. Target for each pulse (beam) accordingly
A thinning-out number calculating circuit for adjusting the direction, a required pulse number calculating circuit 10 for calculating a required pulse number based on the thinning-out number for each target from the thinning-out number calculating circuit 9, and 11 corresponds to a transmission timing control means of the present application. The transmission timing generation circuit generates a transmission timing signal for controlling the transmission timing of the pulse corresponding to the required pulse number sent from the required pulse number calculation circuit 10. This timing signal is supplied to the transmitter 5. To control the timing of each pulse applied from the transmitter 5 to the phase shifter group 4,
It is also supplied to the beam steering computer 6 corresponding to the beam control means of the present application to control the timing of setting the phase shift amount of the phase shifter group 4 based on the target (beam) direction information from the thinning-out number calculation circuit 9. Further, 12 is a bandpass filter (BPF) whose center frequency is set according to the target Doppler frequency detected by each FFT 8, 13 is a resampling circuit for resampling the output of each BPF 12, 14 is beam forming It is a changeover switch that first inputs the output of each reception beam from the circuit 3 directly to the corresponding FFT 8 and then inputs it via the corresponding BPF 12 and resampling circuit 13 after the elapse of a time set by a timer or the like. The thinning-out number calculating circuit 9 and the required pulse number calculating circuit 10 constitute thinning-out control means 15 of the present application, and the BPF 12 and the resampling circuit 13 constitute pre-processing means 16.

以上のように構成された本レーダ装置においては、観
測を開始した時点では各切換スイッチ14が接点14a側に
接続されており、ビーム形成回路3で形成された各受信
ビームの出力をFFT8により周波数分析して各ビームの方
向に存在する目標のドップラー周波数(速度情報,すな
わちドップラー周波数をfd,ラジアル速度をv,送信波長
をλとすると、fd=2v/λの関係となる)を計測し、そ
の結果で各BPF12の中心周波数を設定する。また、計測
したドップラー周波数に応じて、間引き数算出回路9で
各目標(ビーム)毎の間引き数を算出するとともに、間
引き後のパルス毎の目標(ビーム)方向を調整する。所
要パルス数算出回路10は上記により得られた各ビーム毎
の間引き数から必要なパルス数を算出し、得られた所要
パルス数情報を送信タイミング発生回路11に送る。これ
に基づき送信タイミング発生回路11は第2図に示すよう
な送信タイミング信号を発生する。このタイミング信号
は送信機5を制御するとともに、上記により調整された
目標(ビーム)方向情報が与えられるビームステアリン
グ計算機6を制御し、各サブパルスの送信方向を設定す
るためのビームステアリング計算機6と移相器群4との
データ転送タイミングも同時に制御する。すなわち、第
3図(a)〜(f)に示すように、高速目標A及びCは
パルス送信毎に観測を毎回行なうが、低速目標B,D,E及
びFに対しては、各目標のラジアル速度に応じて,ドッ
プラー周波数のアンビギュイティを発生しない範囲でサ
ブパルスを間引くことにより、一個のサブパルスで複数
の目標を観測する。例えば、サブパルス番号#2及び#
4を使って奇数番目のパルス送信時にそれぞれ目標B及
びDを観測し、偶数番目のパルス送信時には目標E及び
Fを観測する。
In the radar device configured as described above, each changeover switch 14 is connected to the contact 14a side at the time of starting the observation, and the output of each reception beam formed by the beam forming circuit 3 is frequency-adjusted by the FFT 8. analysis to each beam target Doppler frequency (velocity information, i.e., the Doppler frequency f d, the radial velocity v, when the transmission wavelength is lambda, a relationship of f d = 2v / λ) that exists in the direction of the measurement Then, the center frequency of each BPF 12 is set based on the result. Further, the thinning-out number calculating circuit 9 calculates the thinning-out number for each target (beam) according to the measured Doppler frequency, and adjusts the target (beam) direction for each pulse after thinning. The required pulse number calculation circuit 10 calculates the required number of pulses from the thinning number for each beam obtained as described above, and sends the obtained required pulse number information to the transmission timing generation circuit 11. Based on this, the transmission timing generation circuit 11 generates a transmission timing signal as shown in FIG. The timing signal controls the transmitter 5 and also controls the beam steering computer 6 to which the target (beam) direction information adjusted as described above is given, and transfers the signal to the beam steering computer 6 for setting the transmission direction of each sub-pulse. The data transfer timing with the phaser group 4 is simultaneously controlled. That is, as shown in FIGS. 3 (a) to 3 (f), the high-speed targets A and C perform observation each time a pulse is transmitted, but the low-speed targets B, D, E and F A plurality of targets are observed with one sub-pulse by thinning out sub-pulses within a range that does not generate the ambiguity of the Doppler frequency according to the radial velocity. For example, subpulse numbers # 2 and #
4 is used to observe targets B and D when transmitting odd-numbered pulses, and targets E and F when transmitting even-numbered pulses.

このように、目標ラジアル速度に応じて、サブパルス
を複数の目標で時分割利用することにより、サブパルス
数を増大させることなく、多くの目標を観測でき、近距
離目標の観測も容易となる。例えば、従来例では、第7
図に示すように5個のサブパルスで5つの目標しか観測
できなかったが、本実施例では、第2図,第3図に示す
ように、1個少ない4個のサブパルスで1つ多い6つの
目標を観測することになる。
As described above, by using the sub-pulse in a plurality of targets in a time-sharing manner according to the target radial speed, many targets can be observed without increasing the number of sub-pulses, and observation of a short-distance target becomes easy. For example, in the conventional example, the seventh
As shown in the figure, only 5 targets could be observed with 5 sub-pulses, but in the present embodiment, as shown in FIGS. You will observe the goal.

ここで、各ビーム内の目標のドップラー周波数をfdi
とすると、アンビギュイティを発生させないために必要
なサンプリング間隔Δtは、標本化定理により で与えられる。よって、今,第2図に示すようにパルス
の繰返し周期をT0とすると、このドップラー周波数fdi
に対して許容される間引き数ni 但し、[ ]はガウス記号を表し、[ ]中の値を越
えない最大の整数を表す。
Where the target Doppler frequency in each beam is fd i
Then, the sampling interval Δt required to prevent ambiguity is determined by the sampling theorem. Given in. Therefore, assuming that the pulse repetition period is T 0 as shown in FIG. 2, this Doppler frequency fd i
The decimation numbers n i allowed for However, [] represents a Gauss symbol and represents the maximum integer that does not exceed the value in [].

で与えられる。間引き数niとは、パルス送信ni回につき
1回の割合で、その目標に対して送信することを示す。
各目標方向に対する間引き数niから、間引きを行なう目
標間でパルスを共用するためにビームステアリング計算
機6に与える目標(ビーム)方向を調整するとともに、
送信タイミング発生回路11に与える所要パルス数Mを所
要パルス数算出回路10において以下の式により決定す
る。
Given in. The thinning-out number n i indicates that the pulse is transmitted once per n i times of transmission to the target.
From the decimation number n i for each target direction, the target (beam) direction given to the beam steering computer 6 to share the pulse between the targets to be decimated is adjusted,
The required pulse number M given to the transmission timing generation circuit 11 is determined in the required pulse number calculation circuit 10 by the following equation.

但し、{ }は{ }中の値を越える整数の最小値を
表す。
However, {} represents the minimum value of the integers exceeding the value in {}.

ところで、上記のような間引き制御を行なうと、各目
標に対する観測時間は一定であるが、サンプリング間隔
及びパルスヒット数は目標のドップラー周波数に応じて
変化するため、目標のラジアル速度によって各受信ビー
ム出力のFFTの点数が変化し、演算負荷のアンバランス
が生じる。このことは、いずれが高速か低速かを予め決
めることができないので、全ての受信ビーム出力に対し
て高速処理可能な高価なFFT等の周波数分析手段を備え
なければならないことを意味する。そこで、本実施例で
は、各FFT8の前段にBPF12とリサンプリング回路13及び
切換スイッチ14を設けた。すなわち、第2回目以降の観
測においては、各切換スイッチ14を接点14b側に接続し
てBPF12,リサンプリング回路13を介することにより、高
速目標の信号帯域幅を制限した後,リサンプリングを行
ない、低速目標と同等のサンプリングレートに変換す
る。これにより、FFTの点数を目標ラジアル速度にかか
わらず一定に保ち、演算負荷を均一化することができ
る。すなわち、FFT等の周波数分析手段としては、それ
ほど高速でない同様の性能のものを備えれば良いことに
なる。上記のようにな,BPFとリサンプリング回路により
サンプリングレートを下げることは、信号の前処理とし
て周知の技術である。
By the way, when the thinning control as described above is performed, the observation time for each target is constant, but the sampling interval and the number of pulse hits change according to the Doppler frequency of the target, so that each received beam output depends on the target radial velocity. The FFT score of changes and the calculation load becomes unbalanced. This means that it is not possible to determine in advance which is high speed or low speed, and therefore it is necessary to provide an expensive FFT or other frequency analysis means capable of performing high speed processing for all received beam outputs. Therefore, in this embodiment, the BPF 12, the resampling circuit 13, and the changeover switch 14 are provided in front of each FFT 8. That is, in the second and subsequent observations, each changeover switch 14 is connected to the contact 14b side and the BPF 12 and the resampling circuit 13 are used to limit the signal bandwidth of the high-speed target, and then resampling is performed. Convert to a sampling rate equivalent to the slow target. As a result, the FFT score can be kept constant regardless of the target radial speed, and the calculation load can be made uniform. That is, the frequency analysis means such as FFT may be provided with similar performance which is not so high speed. As described above, reducing the sampling rate by the BPF and the resampling circuit is a well-known technique as signal preprocessing.

なお、上記実施例では、各受信ビームの出力からドッ
プラー周波数を検出する周波数分析手段としてFFTを用
いたが、MEM(Maximum Entropy Method;最大エントロピ
ー法)によるものであっても良い。また、上記実施例で
は、間引き制御専用にFFTを設けたものについて示した
が、各受信ビームの出力にFFTを挿入して後段の受信ビ
ーム処理用としても用いるようにしても良い。また、既
に受信ビーム処理装置でFFT等の周波数分析手段を使用
している場合は新たに設けることなくこれを流用するこ
とができる。
Although the FFT is used as the frequency analysis means for detecting the Doppler frequency from the output of each reception beam in the above embodiment, it may be based on MEM (Maximum Entropy Method). Further, in the above-described embodiment, the FFT is provided only for the thinning control, but the FFT may be inserted in the output of each reception beam to be used for the reception beam processing in the subsequent stage. Further, when a frequency analysis means such as an FFT is already used in the reception beam processing device, it can be used without newly providing it.

また、間引き制御手段12を構成する間引き数算出回路
9と所要パルス数算出回路10は上述した演算式を実行す
る各種演算器の組み合わせ回路により実現できるが、マ
イクロプロセッサを用いてプログラムにより実行するこ
とも可能である。また、送信タイミング発生回路11及び
ビームステアリング計算機6は、入力が異なる以外は従
来とほぼ同様な構成で実現することができる。
Further, although the thinning-out number calculating circuit 9 and the required pulse number calculating circuit 10 which constitute the thinning-out control means 12 can be realized by a combinational circuit of various arithmetic units for executing the above-mentioned arithmetic expressions, they must be executed by a program using a microprocessor. Is also possible. Further, the transmission timing generation circuit 11 and the beam steering computer 6 can be realized by a configuration similar to the conventional one except that the inputs are different.

また、上記実施例では、本発明を前記第5図に示した
ものに適用した例について示したが、送信と受信でアレ
ーアンテナを兼用する第4図のものにも同様に適用でき
る。
Further, in the above embodiment, an example in which the present invention is applied to the one shown in FIG. 5 is shown, but the present invention can be similarly applied to the one shown in FIG. 4 in which an array antenna is used for both transmission and reception.

[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、各受信ビーム出力
を周波数分析手段で処理することにより得られるドップ
ラー周波数に応じて送信パルスを間引くように構成した
ので、サブパルス数を増大することなく多くの目標を観
測でき、近距離目標への対処も容易となる。また、各受
信ビーム出力を、目標のドップラー周波数に基づき信号
帯域幅を制限する前処理手段を介して周波数分析手段に
入力するように構成したので、周波数分析手段における
高速目標の処理信号点数を低速目標と同等にすることが
でき、演算負荷を均一化できる効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the transmission pulse is thinned according to the Doppler frequency obtained by processing each reception beam output by the frequency analysis means, so that the number of sub-pulses is increased. Many targets can be observed without doing so, and it becomes easy to deal with short-range targets. Further, since each received beam output is configured to be input to the frequency analysis means via the preprocessing means for limiting the signal bandwidth based on the target Doppler frequency, the high speed target processed signal points in the frequency analysis means are set to low speed. It is possible to make it equal to the target, and there is an effect that the calculation load can be made uniform.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例の要部構成を示すブロック
図、第2図,第3図は実施例の動作を説明するためのタ
イミングチャート、第4図は従来例の構成を示すブロッ
ク図、第5図(a),(b)は他の従来例の送信系と受
信系の構成を示すブロック図、第6図,第7図は従来例
の動作を説明するためのタイミングチャートである。 1は受信アンテナ、2は局発分配回路、3はビーム形成
回路、4は移相器群、5は送信機、6はビームステアリ
ング計算機(送信ビーム制御手段)、7は送信アンテ
ナ、8はFFT(周波数分析手段)、9は間引き数算出回
路、10は所要パルス数算出回路、11は送信タイミング発
生回路(送信タイミング制御手段)、12はBPF、13はリ
サンプリング回路、14は切換スイッチ、15は間引き制御
手段、16は前処理手段。
FIG. 1 is a block diagram showing a main structure of an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are timing charts for explaining an operation of the embodiment, and FIG. 4 is a block showing a structure of a conventional example. FIGS. 5 (a) and 5 (b) are block diagrams showing the configurations of the transmission system and the reception system of another conventional example, and FIGS. 6 and 7 are timing charts for explaining the operation of the conventional example. is there. 1 is a receiving antenna, 2 is a local distribution circuit, 3 is a beam forming circuit, 4 is a phase shifter group, 5 is a transmitter, 6 is a beam steering computer (transmission beam control means), 7 is a transmitting antenna, and 8 is an FFT. (Frequency analysis means), 9 is a thinning-out number calculation circuit, 10 is a required pulse number calculation circuit, 11 is a transmission timing generation circuit (transmission timing control means), 12 is BPF, 13 is a resampling circuit, 14 is a changeover switch, 15 Is thinning control means, and 16 is preprocessing means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 倫正 神奈川県鎌倉市大船5丁目1番1号 三 菱電機株式会社情報電子研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−65391(JP,A) 特開 昭63−65390(JP,A) 特開 昭57−108780(JP,A) 特開 昭64−79683(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tomomasa Kondo 5-1-1, Ofuna, Kamakura City, Kanagawa Sanryo Electric Co., Ltd. Information Electronics Laboratory (56) Reference JP-A-63-65391 (JP, A) JP-A-63-65390 (JP, A) JP-A-57-108780 (JP, A) JP-A-64-79683 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】送信用としてフェーズドアレーアンテナを
用い、受信用としてマルチビームを形成可能なディジタ
ルビームフォーミングアンテナを用いるとともに、送信
パルス繰返し周期内に目標数相当のパルスを発生して送
信ビームを各目標方向に指向して送信し、上記パルス繰
返し周期内の非送信時に目標からの反射波を受信するレ
ーダ装置において、 各受信ビーム出力を周波数分析手段で処理することによ
り得られる各目標のドップラー周波数に基づき,各目標
毎に送信パルスの間引き数を算出して所要パルス数を得
るとともに,各パルス毎の目標方向を調整する間引き制
御手段と、この間引き制御手段からの所要パルス数に相
当するパルスの送信タイミングを制御する送信タイミン
グ制御手段と、このタイミングと上記間引き制御手段か
らの目標方向とに基づき送信ビームを各目標方向に制御
する送信ビーム制御手段とを備えるとともに、各目標毎
のドップラー周波数に基づき中心周波数が設定されて各
受信ビーム出力の信号帯域幅を制限し,処理信号点数を
均一化する前処理手段を備えたことを特徴とするレーダ
装置。
1. A phased array antenna is used for transmission, and a digital beam forming antenna capable of forming multi-beams is used for reception, and each of the transmission beams is generated by generating a pulse corresponding to a target number within a transmission pulse repetition period. Doppler frequency of each target obtained by processing each received beam output by frequency analysis means in a radar device that transmits in the target direction and receives reflected waves from the target when not transmitting within the pulse repetition period Based on the above, the thinning-out number of the transmission pulse is calculated for each target to obtain the required number of pulses, and the thinning-out control means for adjusting the target direction for each pulse and the pulse corresponding to the required number of pulses from the thinning-out control means Timing control means for controlling the transmission timing of, and this timing and the thinning control means And the transmission beam control means for controlling the transmission beam in each target direction based on the target direction from, and the center frequency is set based on the Doppler frequency for each target to limit the signal bandwidth of each reception beam output. A radar device comprising a pre-processing unit for equalizing the number of processed signals.
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