JP2558651B2 - Radar device - Google Patents

Radar device

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JP2558651B2
JP2558651B2 JP61232408A JP23240886A JP2558651B2 JP 2558651 B2 JP2558651 B2 JP 2558651B2 JP 61232408 A JP61232408 A JP 61232408A JP 23240886 A JP23240886 A JP 23240886A JP 2558651 B2 JP2558651 B2 JP 2558651B2
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充良 篠永
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、レーダ装置に関し、特に回転運動を含む
運動を行なう目標の空間形状を測定するに好適な装置に
関する。
Description: [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a radar device, and more particularly to a device suitable for measuring a spatial shape of a target that performs a motion including a rotary motion.

(従来の技術) 第3図に、一般的なレーダ装置の概略構成を示す。(Prior Art) FIG. 3 shows a schematic configuration of a general radar device.

このレーダ装置において、高安定発振器1は安定化し
た所定周波数の信号を発生する回路であり、この発生さ
れた信号は発信機2および受信機5にそれぞれ供給され
る。送信機2ではこの入力された信号に基づいて所要の
繰り返し周期を有するパルス信号を発生し、これを送受
切換器3を介して空中線4に供給する。これにより空中
線4からは同パルス信号が送信信号として放射される。
一方、目標からの反射波は、同空中線4によって受信さ
れ、これが上記送受切換器3を介して受信機5に供給さ
れる。この受信機5にも上述したように高安定発振器1
の発振信号が供給されており、上記受信信号はこの発振
信号と混合されて復調される。この復調信号が表示器6
に供給されて適宜に表示されることとなる。
In this radar device, the highly stable oscillator 1 is a circuit that generates a stabilized signal of a predetermined frequency, and the generated signal is supplied to the transmitter 2 and the receiver 5, respectively. The transmitter 2 generates a pulse signal having a required repetition period based on the input signal, and supplies this to the antenna 4 via the transmission / reception switch 3. As a result, the same pulse signal is emitted from the antenna 4 as a transmission signal.
On the other hand, the reflected wave from the target is received by the antenna 4 and is supplied to the receiver 5 via the transmission / reception switch 3. As described above, the highly stable oscillator 1 is also included in the receiver 5.
Is supplied, and the received signal is mixed with the oscillated signal and demodulated. This demodulated signal is displayed on the display 6
Will be supplied to and displayed appropriately.

ところで、マイクロ波帯レーダは一般に天候等に左右
され難いことで知られているが、このマイクロ波帯ロー
ダによって目標の形状までも知ろうとすることは困難で
あるとされていた。これは該レーダ自身の空間分解能が
目標の大きさに比べて粗いためである。そこでこれを克
服する技術として合成開口レーダ(以下SARと略称す
る)が提案され実用されることとなった。周知のように
このSARとは、アンテナおよび送受信装置を高速度で移
動するプラットホーム上に搭載し、これらアンテナおよ
び送受信装置の移動に伴なう空間上の多数の場所で目標
のエコーデータを収集するようにしたものであり、これ
によって大きな開口長をもつアンテナと同等の指向性を
作り出し、ひいては該レーダ装置としての分解能を高め
るものである。
By the way, the microwave band radar is generally known to be less susceptible to weather conditions, but it has been said to be difficult to know the target shape by the microwave band loader. This is because the spatial resolution of the radar itself is coarser than the target size. Therefore, as a technique to overcome this, a synthetic aperture radar (hereinafter abbreviated as SAR) was proposed and put into practical use. As is well known, this SAR is to mount an antenna and a transmitter / receiver on a platform that moves at high speed, and collect target echo data at many places in the space associated with the movement of the antenna and the transmitter / receiver. By doing so, directivity equivalent to that of an antenna having a large aperture length is created, and the resolution of the radar device is enhanced.

しかし、SARのこうした機能に鑑みれば、これとは逆
に、目標とする物体が動いてさえいれば、通常の固定レ
ーダによっても上記SARと同等の高分解能が得られるで
あろうことも推考できる。
However, in view of these functions of SAR, conversely, it can be inferred that even if the target object is moving, a normal fixed radar will be able to obtain the same high resolution as the above SAR. .

以下にこの一例として、回転運動する目標について高
分解能の情報を得る方法を第4図を参照して説明する。
As an example of this, a method for obtaining high-resolution information about a rotating target will be described below with reference to FIG.

いま、目標上の回転中心からrだけ離れた位置にある
点Pが、角速度ωr、速度vをもって同第4図に示すよ
うな態様で二次元的に回転運動しているとすると、レー
ダ側には、次式で与えられるドップラー周波数fdをもつ
信号が受信される。
Now, assuming that the point P located at a position r away from the center of rotation on the target is two-dimensionally rotating in the manner as shown in FIG. Receives a signal with the Doppler frequency fd given by

ただし、λ:レーダ送信波の波長 x:目標の回転中心からレーダ方向に対して直角方向にと
ったx軸での同回転中心からP点までの距離 ここで、こうした観測を時間Tの間連続して行なった
とすると、1/T毎に周波数分解できるので上記ドップラ
ー周波数fdに関する分解能Δfdは となり、またこれに対応する同図x軸方向の分解能Δx
と表わされることになる。
Where λ is the wavelength of the radar transmission wave, x is the distance from the rotation center of the target to the point P on the x-axis taken in the direction perpendicular to the radar direction, and this observation is continued for time T. Then, frequency resolution can be performed for each 1 / T, so the resolution Δfd for the Doppler frequency fd is And the corresponding resolution Δx in the x-axis direction in FIG.
Is Will be expressed as

このように、回転する目標については、これを適宜な
時間幅で観測することにより、高い空間分解能を得るこ
とが可能である。ただし、この(3)式で得られる分解
能は、距離方向に直交する方向の分解能(以下この方向
をクロスレンジ方向、またこの方向の分解能をクロスレ
ンジ分解能という)であり、距離方向の分解能について
は送信パルス内変調等のパルス圧縮などによって得ると
する。
Thus, for a rotating target, high spatial resolution can be obtained by observing the target with an appropriate time width. However, the resolution obtained by the equation (3) is the resolution in the direction orthogonal to the distance direction (hereinafter, this direction is referred to as the cross range direction, and the resolution in this direction is referred to as the cross range resolution). It is assumed to be obtained by pulse compression such as modulation within a transmission pulse.

(発明が解決しようとする問題点) 上述のように、回転する目標については、これを適宜
な時間幅で観測することにより、高い空間分解能を得る
ことができ、よって同目標の形状についてもこれを表示
することが可能となるが、上記(3)式からも明らかな
ように、こうした操作を行なうためには送信周波数が一
定であることが前提条件となる。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, with respect to a rotating target, a high spatial resolution can be obtained by observing the rotating target with an appropriate time width. Can be displayed, but as is clear from the above equation (3), a constant transmission frequency is a prerequisite for performing such an operation.

ところが、レーダ装置としては通常、妨害等に対する
対策上、レーダ送信周波数をパルス毎に変化させること
が有効であり、このように送信周波数をパルス毎に変化
させても、当のレーダ装置としての機能を損なわずに所
望とする測定が可能であるならば、そうした方式を採用
するに越したことはない。
However, as a radar device, it is usually effective to change the radar transmission frequency for each pulse as a measure against interference and the like, and even if the transmission frequency is changed for each pulse in this way, the function as the radar device in question is obtained. If the desired measurement can be performed without degrading the above, it is best to use such a method.

この発明は、こうした送信周波数をパルス毎に変化さ
せても、何らレーダとしての機能を損なうことなく目標
の形状測定を可能とするレーダ装置を提供しようとする
ものである。
The present invention is intended to provide a radar device capable of measuring the shape of a target without damaging the function as a radar even if the transmission frequency is changed for each pulse.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) この発明は、少なくとも回転運動を含む運動を行う目
標に対して照射した信号の該目標からの反射信号を複数
のレンジセルに分解できる高いレンジ分解能を有し、前
記目標の特定部分の反射信号が同一レンジセルに留まる
ように距離追尾を行って前記目標の物理的形状を示す画
像を出力するレーダ装置において、前記目標からの反射
信号の特定部分に含まれる所定の複素信号を抽出する抽
出手段と、前記所定の複素信号の位相情報の符号を反転
する位相反転手段と、前記所定の複素信号を含む前記目
標からの反射信号の特定部分に含まれる複素信号を構成
する複素の複素信号の位相情報を、前記反転された位相
情報が示す位相量分位相シフトさせる位相シフト手段と
前記位相シフト手段によって位相シフトされた複数の複
素信号をフーリエ変換するフーリエ変換手段とを具備し
たことを特徴とする。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention is directed to a high range capable of decomposing into a plurality of range cells a reflection signal of a signal applied to a target that performs at least a motion including rotary motion. In a radar device that has a resolution and outputs an image showing the physical shape of the target by performing distance tracking so that the reflected signal of the specific portion of the target remains in the same range cell, a specific portion of the reflected signal from the target Included in a specific portion of the reflection signal from the target including the predetermined complex signal, an extraction means for extracting the predetermined complex signal included in the above, a phase inversion means for inverting the sign of the phase information of the predetermined complex signal, The phase shift means and the phase shift means for shifting the phase information of the complex complex signal forming the complex signal by the amount of phase indicated by the inverted phase information. A plurality of complex signal phase-shifted Te characterized by comprising a Fourier transforming means for Fourier transform.

(作用) これにより、目標に送信照射する信号の周波数すなわ
ちこの信号照射に対応して目標から反射される信号の周
波数が逐次変化しても、位相シフト手段から得られる、
目標の特定部分(例えば回転中心部分)に関する反射信
号の位相は常に一定となる。よって、位相シフト手段か
らの出力信号をフーリエ変換手段によりフーリエ変換し
ても前述した高分解能は十分維持され、少なくとも回転
運動を含む運動を行う目標の物理的形状を示す画像を出
力することができる。
(Operation) As a result, even if the frequency of the signal transmitted to the target for irradiation, that is, the frequency of the signal reflected from the target corresponding to this signal irradiation changes sequentially, it can be obtained from the phase shift means.
The phase of the reflected signal for a specific portion (for example, the center of rotation) of the target is always constant. Therefore, even if the output signal from the phase shift means is Fourier transformed by the Fourier transform means, the above-mentioned high resolution is sufficiently maintained, and an image showing a target physical shape for performing a motion including at least a rotary motion can be output. .

(実施例) はじめに、この発明の原理について説明する。(Example) First, the principle of the present invention will be described.

まずここで、前述した送信周波数を変化させることが
できない理由について再度考察を加えてみる。
First, the reason why the above-mentioned transmission frequency cannot be changed will be considered again.

一般に、回転しているとする目標の回転中心とレーダ
との距離をRとした場合に、該回転中心のエコーは(4
πR/λ)なる位相でレーダに受信されることが知られて
いる。
Generally, when the distance between the target rotation center that is supposed to be rotating and the radar is R, the echo of the rotation center is (4
It is known to be received by a radar with a phase of πR / λ).

したがって、この送信周波数を変化させることができ
ない理由とは、該送信周波数を変化させた場合、送信波
長λもこれに伴なって変化することから、上記受信エコ
ーの位相(4πR/λ)がランダムに変化することとな
り、ひいては同受信エコーの周波数が不規則に変化する
ように見えることに起因していることがわかる。
Therefore, the reason why the transmission frequency cannot be changed is that when the transmission frequency is changed, the transmission wavelength λ also changes accordingly, so that the phase (4πR / λ) of the reception echo is random. It can be seen that this is due to the fact that the frequency of the received echo seems to change irregularly.

ところが、この発明で対象とするような上記目標を複
数の距離セルに分離可能な高いレンジ分解能をもつレー
ダにおいては、こうした高いレンジ分解能を得るための
ドップラー周波数は、同目標の上記回転中心と他の各部
との周波数差によって引き起こされている。したがっ
て、これら周波数差の積分が上記目標の回転中心と他の
各部との瞬時位相差であることに鑑みると、該目標の回
転中心と他の各部との間における位相差さえ保存されれ
ば、前述したような高分解能画像も採取可能であること
がわかる。すなわち、上記目標の回転中心に関する反射
エコーの位相を一定にすることさえできれば、たとえ送
信周波数が変化する場合であっても、同レーダとしての
高分解能性を保持することは可能である。
However, in a radar having a high range resolution capable of separating the target into a plurality of range cells, which is the object of the present invention, the Doppler frequency for obtaining such a high range resolution is different from the rotation center of the target and the other. It is caused by the frequency difference with each part of. Therefore, considering that the integral of these frequency differences is the instantaneous phase difference between the target rotation center and the other parts, as long as the phase difference between the target rotation center and the other parts is preserved, It can be seen that the high resolution image as described above can also be collected. That is, as long as the phase of the reflected echo with respect to the target rotation center can be made constant, the high resolution of the radar can be maintained even if the transmission frequency changes.

以下に、こうした目標の回転中心に関する反射エコー
の位相を一定化するための手法について、その基本原理
を示す。
Below, the basic principle of the method for making the phase of the reflection echo constant with respect to the target rotation center will be shown.

まずここで、目標の回転中心に関する反射エコーの位
相が一定であるとは、取りも直さず、同反射エコーのド
ップラー周波数が一定であることを意味する。ここに、
一定のドップラー周波数の反射エコーは、目標の信号
が、 Aexp(j2πfd t) ただし、A:振幅、fd:ドップラー周波数 t:時刻 のように表現されることであることは周知の通りであ
る。したがって、送信がパルス状に行なわれ、その目標
からの反射エコー(受信エコー)が当該パルスのパルス
周期であるとするTの間隔で得られるとすれば、同受信
エコーをxmとして xm=Aexp(j2πfd T・m) …(4) ただし、m:m番目のパルスの受信信号なる信号として受
信される条件で、そのドップラー周波数は一定といえ
る。この目標からの受信エコーxmは、送信パルス毎の
送信周波数が同一であることを前提とした場合の式で、
この受信エコーxmには、送信パルス毎の送信周波数が
変化する場合が考慮されていない。
First, the fact that the phase of the reflection echo with respect to the target rotation center is constant means that the Doppler frequency of the reflection echo is constant without rectification. here,
It is well known that the target echo of the reflected echo of constant Doppler frequency is expressed as Aexp (j2πfd t) where A: amplitude, fd: Doppler frequency t: time. Therefore, if the transmission is performed in pulses and the reflection echo (reception echo) from the target is obtained at intervals of T, which is the pulse period of the pulse, then xm = Aexp ( j2πfd T · m) (4) However, it can be said that the Doppler frequency is constant under the condition that the signal is received as the reception signal of the m: mth pulse. The received echo xm from this target is a formula on the assumption that the transmission frequency for each transmission pulse is the same,
The reception echo xm does not take into consideration the case where the transmission frequency of each transmission pulse changes.

ところで、レーダからの距離が距離Rにあるとする目
標のエコーは、次のように表わされる。
By the way, a target echo, which is assumed to be at a distance R from the radar, is expressed as follows.

ただし、λ:レーダ通信波長 したがって、 R(t)=R0+vt ただし、V:目標のレーダに対する接近速度と考えると、
その受信信号は、これをymとして となる。この受信信号ymは、送信パルス毎の送信周波
数が異なる場合をも考慮した式である。
However, λ: radar communication wavelength Therefore, R (t) = R 0 + vt However, considering V: the approach speed to the target radar,
The received signal has this as ym Becomes The received signal ym is an expression that takes into consideration the case where the transmission frequency differs for each transmission pulse.

ここで、この際の通信周波数を変化させると、上記
(5)式の波長λが変化するため、同受信信号ymの位
相にも変化を来たすこととなるが、次式の関係は常に成
立する。
Here, if the communication frequency at this time is changed, the wavelength λ of the above expression (5) changes, so that the phase of the received signal ym also changes, but the relationship of the following expression always holds. .

ただし、ym:ymの共役複素数 因みに通常は、周波数追尾後のドップラー周波数fdは
fd=0と設定される場合が多く、ここでも簡単のためfd
=0とすると、 となる。こうしても一般性を損なうことはない。
However, due to the conjugate complex number of ym * : ym, the Doppler frequency fd after frequency tracking is usually
In most cases, fd = 0 is set, and fd is set here for simplicity.
= 0, Becomes This does not impair generality.

この(7)式において、第1項は受信信号のそのもの
であり、第2項はこの受信信号によって決まる位相補正
項である。この(7)式によれば、送信パルス毎の送信
周波数が変化した場合の受信信号ymをそのまま用いて
も、送信パルス毎の送信周波数が変化しないことを前提
として受信エコーxmと等価に取り扱えることとなる。
すなわち、(7)式の変換を行うのみで、送信パルス毎
に送信周波数が異なる場合でも、同一クロスレンジにお
ける各受信信号のドップラー周波数の位相を、送信パル
スの送信周波数が同一である場合と同様に取り扱うこと
ができ、クロスレンジ方向のドップラーシフトの検出処
理を容易に行うことができる。
In this equation (7), the first term is the received signal itself, and the second term is the phase correction term determined by this received signal. According to this equation (7), even if the received signal ym when the transmission frequency for each transmission pulse changes is used as it is, it can be treated equivalently to the reception echo xm on the assumption that the transmission frequency for each transmission pulse does not change. Becomes
That is, even if only the conversion of the equation (7) is performed, even if the transmission frequency is different for each transmission pulse, the phase of the Doppler frequency of each reception signal in the same cross range is the same as when the transmission frequency of the transmission pulse is the same. Therefore, the detection processing of the Doppler shift in the cross range direction can be easily performed.

以上のように、目標(回転中心)からの受信信号の位
相を、同信号位相の符号を反転した位相分だけ補正すな
わち移相せしめるようにすれば、たとえ送信周波数が変
化する場合であってもこれを一定とすることができるこ
とがわかる。
As described above, if the phase of the reception signal from the target (center of rotation) is corrected or phase-shifted by the phase in which the sign of the signal phase is inverted, even if the transmission frequency changes. It can be seen that this can be made constant.

第1図に、上述した原理に基づいて構成したこの発明
にかかるレーダ装置の一実施例を示す。ただしこの実施
例装置において、この第1図に示す部分は、先の第3図
に示したレーダ装置でいえば、その受信機5の内部に配
される部分であり、同前提のもとに、同第1図での他の
重複する部分についての図示は省略した。
FIG. 1 shows an embodiment of a radar device according to the present invention constructed on the basis of the above-mentioned principle. However, in the apparatus of this embodiment, the portion shown in FIG. 1 is the portion arranged inside the receiver 5 of the radar apparatus shown in FIG. The illustration of other overlapping parts in FIG. 1 is omitted.

以下に、該実施例装置の同第1図に示す各部の機能並
びに処理態様を列記する。なおここでは、上述した如く
前記ドップラー周波数fdをfd=0に固定する場合を例に
とって説明する。
The functions and processing modes of the respective parts shown in FIG. 1 of the apparatus of this embodiment are listed below. Here, a case where the Doppler frequency fd is fixed to fd = 0 as described above will be described as an example.

前記受信機5(第3図参照)に受信されたある所定の
目標についての受信エコー(受信信号)y1〜yn(〜n
はレンジセル番号)は、まずサンプル回路51と遅延回路
53とにそれぞれ並列に加えられる。
Received echoes (received signals) y 1 to yn ( 1 to n) received by the receiver 5 (see FIG. 3) for a predetermined target.
Is the range cell number), first the sample circuit 51 and the delay circuit
Added in parallel to 53 and 53, respectively.

サンプル回路51は、図示しない適宜のレンジ指定手段
によって指定される上記目標の回転中心を示すレンジに
対応したサンプリングデータDsmに基づいて、上記受信
された受信エコーのうちの当該サンプリングデータDsm
によって指定されるレンジの受信エコーをサンプルする
回路である。こうしてサンプルされた受信エコーy sm
は、位相算出反転回路52に加えられる。
The sampling circuit 51, based on the sampling data Dsm corresponding to the range indicating the target rotation center designated by an appropriate range designating means (not shown), the sampling data Dsm of the received echoes received.
It is a circuit that samples the received echo in the range specified by. Received echo y sm sampled in this way
Are added to the phase calculation inverting circuit 52.

位相算出反転回路52は、上記サンプルされた受信エコ
ーy smの位相を算出するとともに、該算出した位相の符
号を反転して、前記(7)式の位相補正項に相当する情
報を形成する回路である。こうして形成された情報は補
正位相情報(y sm/A)として後述する移相器54に加え
られる。なお、この位相算出反転回路52はROM(リード
オンリーメモリ)を用いて構成することができる。すな
わち、上記サンプル受信エコーy smに対して取り得る上
記補正位相情報(y sm/A)を該ROMに予めテーブル状
に登録記憶しておき、その都度のサンプル受信エコーy
smによって同補正位相情報(y sm/A)をルックアップ
してそのうちの該当するものを随時読み出すようにすれ
ばよい。
The phase calculation inverting circuit 52 calculates the phase of the sampled received echo y sm and inverts the sign of the calculated phase to form information corresponding to the phase correction term of the equation (7). Is. The information thus formed is added to the phase shifter 54, which will be described later, as corrected phase information (y sm * / A). The phase calculation / inversion circuit 52 can be configured by using a ROM (read only memory). That is, the correction phase information (y sm * / A) that can be obtained for the sample reception echo y sm is registered and stored in the ROM in advance in the form of a table, and the sample reception echo y
The correction phase information (y sm * / A) may be looked up by sm and the corresponding one of them may be read out at any time.

遅延回路53は、上記サンプル回路51の上述したサンプ
リングにかかる時間および位相算出反転回路52の上述し
た補正位相情報(y sm/A)の形成出力にかかる時間に
基づいて上記受信エコーy1〜ynの伝送時間を遅延する回
路である。この遅延された受信エコーy1〜ynも移相器54
に加えられる。これにより移相器54には、上記遅延回路
53で遅延された受信エコーy1〜ynと同受信エコーの一部
に基づいて形成された補正位相情報(y sm/A)とが同
時に加えられることとなる。
The delay circuit 53 receives the received echoes y 1 to ... on the basis of the time required for the above-mentioned sampling of the sample circuit 51 and the time required for forming and outputting the above-mentioned corrected phase information (y sm * / A) of the phase calculation inverting circuit 52. It is a circuit that delays the transmission time of yn. This delayed received echo y 1 -yn also has a phase shifter 54.
Is added to As a result, the phase shifter 54 includes the delay circuit
The reception echoes y 1 to yn delayed by 53 and the correction phase information (y sm * / A) formed based on a part of the reception echoes are added at the same time.

移相器54は、前記(7)式に基づいて、こうして加え
られる遅延受信エコーy1〜ynの位相を、これと同時に加
えられるサンプル受信エコーy smについての補正位相情
報(y sm/A)によって示される位相分だけ変化すなわ
ち移相せしめる回路である。こうして移相された受信エ
コー(y1・y sm/A)〜(yn・y sm/A)が当実施例装
置による補正完了後の受信エコーとして次にフーリエ変
換器55に加えられ、ここで所要にフーリエ変換されて当
該回転目標の形状を示す高分解画像情報として前記表示
器6(第3図参照)に伝送され表示される。
The phase shifter 54 calculates the phase of the delayed reception echoes y 1 to yn thus added on the basis of the equation (7), and the corrected phase information (y sm * / A for the sample reception echo y sm added at the same time). ) Is a circuit that changes, ie, shifts the phase by the phase indicated by. The received echoes (y 1 · y sm * / A) to (yn · y sm * / A) thus phase-shifted are then added to the Fourier transformer 55 as received echoes after the completion of correction by the apparatus of this embodiment, Here, it is Fourier-transformed as required and is transmitted and displayed on the display 6 (see FIG. 3) as high-resolution image information indicating the shape of the rotation target.

先の原理にて説明したように、上記移相された受信エ
コーのうちの着目したレンジ(回転中心に対応するレン
ジ)の出力(y sm・y sm/A)は、常にその位相が一定
(ドップラー周波数fdがfd=0に固定)となるものであ
り、したがって該実施例装置によれば、たとえ前記送信
機2(第3図参照)から発せられる送信パルスの周波数
がパルス毎に変化する場合であっても、前述同様に高分
解能性を保った目標の形状測定が達成されることとな
る。
As explained in the above principle, the output (y sm · y sm * / A) of the range (range corresponding to the center of rotation) of the received phase-shifted received echo is always constant in phase. (The Doppler frequency fd is fixed to fd = 0). Therefore, according to the apparatus of this embodiment, the frequency of the transmission pulse emitted from the transmitter 2 (see FIG. 3) changes from pulse to pulse. Even in this case, the target shape measurement with high resolution can be achieved as described above.

なお、上記実施例装置では、目標の回転中心を既知の
ものとして扱ったが、これは同回転する目標内の点であ
れば任意の1点であってよい。要は、この選定した点に
応じて補正のためのサンプルを行なうレンジセルを変更
すればよい。
In the apparatus of the above embodiment, the target rotation center is treated as a known one, but this may be any one point as long as it is a point within the target that rotates. In short, the range cell for sampling for correction may be changed according to the selected point.

また、上記実施例の構成の他に、目標が複数のレンジ
セルにわたっていることを考慮した第2図に示すような
構成とすることもできる。
Further, in addition to the configuration of the above embodiment, a configuration as shown in FIG. 2 in consideration of the fact that the target extends over a plurality of range cells can be adopted.

すなわち第2図に示す装置において、目標幅検出回路
56は、前記受信エコーを受けて目標エコーの存在範囲
(若しくは所望の着目部分)を示すゲートTGを形成出力
する回路であり、またデータ平均回路57は、該形成出力
されたゲートTGに基づいて前記受信エコーy1〜ynのうち
の当該範囲に存在するものを累積しこの平均をとる回路
であり、これにより前記位相算出反転回路52からは、こ
の平均受信エコーy avに対応した補正位相情報(y av
/A)が出力され、前記移相器54から補正後の受信エコー
として出力される受信エコーも、上記入力受信エコーy1
〜ynの各々のレンジに対応して(y1・y av/A)〜(yn
・y av/A)といった値をとることとなる。ただし実用
上は、上記移相対象とする受信エコーについても、上記
目標幅検出回路56による形成ゲートTGの範囲に含まれる
よう制限を加えておくことが望ましい。因みにこの第2
図に示した装置の場合、遅延回路53の遅延時間は、前述
した位相算出反転回路52による補正位相情報(y av/
A)の形成出力にかかる時間と、データ平均回路57によ
る上述した受信エコーの平均化にかかる時間との合計時
間に基づいて設定される。
That is, in the apparatus shown in FIG. 2, the target width detection circuit
56 is a circuit that receives the received echo and forms and outputs a gate TG that indicates the existing range of the target echo (or a desired portion of interest), and the data averaging circuit 57 is based on the formed and output gate TG. The received echoes y 1 to yn are circuits for accumulating those existing in the corresponding range and taking the average thereof, so that from the phase calculation inverting circuit 52, the corrected phase information corresponding to this average received echo y av (Y av *
/ A) is output and the received echo output from the phase shifter 54 as the corrected received echo is also the input received echo y 1
~ (Yn 1 ) corresponding to each range of (y 1 · y av * / A) ~ (yn
・ Y av * / A) will be taken. However, in practice, it is desirable to limit the received echo to be the phase shift target so that it is included in the range of the formation gate TG by the target width detection circuit 56. By the way, this second
In the case of the device shown in the figure, the delay time of the delay circuit 53 is calculated based on the correction phase information (y av * /
It is set on the basis of the total time of the time required for the formation output of A) and the time required for the above-mentioned averaged reception echo by the data averaging circuit 57.

また、上記の実施例では、簡単のためいずれもドップ
ラー周波数fdをfd=0に固定する場合について示した
が、先に説明した原理(特に(6)式)によれば、この
固定しようとするドップラー周波数が任意に選定できる
ことは明らかである。
Further, in each of the above-described embodiments, the case where the Doppler frequency fd is fixed to fd = 0 has been shown for simplicity, but according to the principle described above (especially the expression (6)), the Doppler frequency fd is fixed. Obviously, the Doppler frequency can be arbitrarily selected.

ところで、上記原理の説明並びに実施例の説明では、
目標が回転運動をしている旨仮定したが、実際には少な
くとも回転運動を含む運動をしておれば十分である。上
述した手法によれば、この目標の移動に伴なう位相変化
も同時に補正される。ただしこの場合でも、距離追尾を
行なうなどして同目標の特定部分(目標内の任意点若し
くは目標全部をも含む)の反射エコーが同一レンジセル
に留まるようにすることは勿論である。
By the way, in the explanation of the above principle and the explanation of the embodiment,
Although it is assumed that the target has a rotational motion, it is actually sufficient that the target has at least a rotational motion. According to the method described above, the phase change associated with the movement of the target is also corrected at the same time. However, even in this case, it is needless to say that the reflected echo of a specific portion of the same target (including an arbitrary point within the target or the entire target) remains in the same range cell by performing distance tracking.

[発明の効果] 以上説明したように、この発明によれば、送信周波数
を変化させても、回転運動を含む運動を行なっている目
標については有効にその形状を測定することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, even if the transmission frequency is changed, it is possible to effectively measure the shape of a target performing a motion including a rotary motion.

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

第1図はこの発明にかかるレーダ装置の一実施例構成を
示すブロック図、第2図は同レーダ装置の他の実施例構
成を示すブロック図、第3図は一般的なレーダ装置の概
略構成を示すブロック図、第4図は回転している目標に
ついて高分解能を得る原理を説明するための略図であ
る。 1……高安定発振器、2……送信機、3……送受切換
器、4……空中線、5……受信機、6……表示器、51…
…サンプル回路、52……位相算出反転回路、53……遅延
回路、54……移相器、55……フーリエ変換器、56……目
標幅検出回路、57……データ平均回路
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a radar device according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of another embodiment of the radar device, and FIG. 3 is a schematic configuration of a general radar device. FIG. 4 is a schematic block diagram for explaining the principle of obtaining high resolution for a rotating target. 1 ... Highly stable oscillator, 2 ... Transmitter, 3 ... Transmission / reception switch, 4 ... Antenna, 5 ... Receiver, 6 ... Display, 51 ...
… Sample circuit, 52 …… Phase calculation inversion circuit, 53 …… Delay circuit, 54 …… Phase shifter, 55 …… Fourier transformer, 56 …… Target width detection circuit, 57 …… Data averaging circuit

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくとも回転運動を含む運動を行う目標
に対して照射した信号の該目標からの反射信号を複数の
レンジセルに分解できる高いレンジ分解能を有し、前記
目標の特定部分の反射信号が同一レンジセルに留まるよ
うに距離追尾を行って前記目標の物理的形状を示す画像
を出力するレーダ装置において、 前記目標からの反射信号の特定部分に含まれる所定の複
素信号を抽出する抽出手段と、 前記所定の複素信号の位相情報の符号を反転する位相反
転手段と、 前記所定の複素信号を含む前記目標からの反射信号の特
定部分に含まれる複素信号を構成する複数の複素信号の
位相情報を、前記反転された位相情報が示す位相量分位
相シフトさせる位相シフト手段と 前記位相シフト手段によって位相シフトされた複数の複
素信号をフーリエ変換するフーリエ変換手段と を具備したことを特徴とするレーダ装置。
1. A high-range resolution capable of resolving a reflection signal of a signal applied to a target performing a motion including at least a rotary motion into a plurality of range cells, and a reflection signal of a specific portion of the target is In a radar device that outputs an image showing the physical shape of the target by performing distance tracking so as to remain in the same range cell, an extraction unit that extracts a predetermined complex signal included in a specific portion of the reflected signal from the target, Phase inversion means for inverting the sign of the phase information of the predetermined complex signal, and phase information of a plurality of complex signals forming a complex signal included in a specific portion of the reflected signal from the target including the predetermined complex signal, , The phase shift means for shifting the phase by the phase amount indicated by the inverted phase information and the Fourier transform of the plurality of complex signals phase-shifted by the phase shift means. And a Fourier transforming means for transforming the radar device.
【請求項2】前記特定部分に含まれる所定の複素信号
は、前記目標からの反射信号内における一部の複数のレ
ンジセルの信号を平均した平均信号であることを特徴と
する特許請求の範囲(1)項記載のレーダ装置。
2. The predetermined complex signal included in the specific portion is an average signal obtained by averaging signals of a plurality of range cells in a part of the reflected signal from the target. The radar device according to the item 1).
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