JP2651054B2 - ポリスタティック相関レーダ - Google Patents
ポリスタティック相関レーダInfo
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- JP2651054B2 JP2651054B2 JP3065622A JP6562291A JP2651054B2 JP 2651054 B2 JP2651054 B2 JP 2651054B2 JP 3065622 A JP3065622 A JP 3065622A JP 6562291 A JP6562291 A JP 6562291A JP 2651054 B2 JP2651054 B2 JP 2651054B2
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- radar
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/003—Bistatic radar systems; Multistatic radar systems
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に高い分解能の角
度的位置および距離ゲート測定を行うための標準レーダ
技術と組合せられたラジオメータ相関技術に関するもの
であり、特に自動車衝突回避レーダ、巡航制御レーダお
よび自主可動ロボットシステムに利用される近接したタ
ーゲットに対する対象物体の角度的位置、距離、並びに
半径方向速度と接線方向速度測定に有効であるポリスタ
ティック相互相関レーダ技術に関する。
度的位置および距離ゲート測定を行うための標準レーダ
技術と組合せられたラジオメータ相関技術に関するもの
であり、特に自動車衝突回避レーダ、巡航制御レーダお
よび自主可動ロボットシステムに利用される近接したタ
ーゲットに対する対象物体の角度的位置、距離、並びに
半径方向速度と接線方向速度測定に有効であるポリスタ
ティック相互相関レーダ技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に通常のレーダ装置は、発振器によ
って発生された電磁放射線を放射する送信アンテナと、
受信アンテナと、エネルギ検出受信機とを具備してい
る。ターゲットの存在を検出し識別し、受信機に関する
その位置および半径方向速度を決定するためにレーダ信
号が処理される信号処理ユニットに、受信機は受信され
たレーダ信号を供給する。距離は、レーダ信号がターゲ
ットに進み、反射するのに要した時間を測定することに
よって決定することができる。ターゲットの方向または
角度的位置は、受信されたレーダ信号の到達方向によっ
て決定される。したがって、ターゲットの方向的な情報
の精度は通常狭いアンテナビームを使用することにより
得られる。受信機に関するターゲットの速度について
は、受信機とターゲットを結ぶ直線に沿った速度成分で
ある半径方向速度は、通常ドップラー効果として知られ
ているターゲットから反射されたレーダ信号のキャリア
周波数のシフトを検出することによって測定することが
できる。パルスではなく連続波でレーダ信号を送信する
レーダは、このドップラー周波数シフトを利用すること
によって速度測定に使用され、また連続波送信レーダ信
号の周波数または位相変調によって受信されたレーダ信
号から距離測定が可能になる。
って発生された電磁放射線を放射する送信アンテナと、
受信アンテナと、エネルギ検出受信機とを具備してい
る。ターゲットの存在を検出し識別し、受信機に関する
その位置および半径方向速度を決定するためにレーダ信
号が処理される信号処理ユニットに、受信機は受信され
たレーダ信号を供給する。距離は、レーダ信号がターゲ
ットに進み、反射するのに要した時間を測定することに
よって決定することができる。ターゲットの方向または
角度的位置は、受信されたレーダ信号の到達方向によっ
て決定される。したがって、ターゲットの方向的な情報
の精度は通常狭いアンテナビームを使用することにより
得られる。受信機に関するターゲットの速度について
は、受信機とターゲットを結ぶ直線に沿った速度成分で
ある半径方向速度は、通常ドップラー効果として知られ
ているターゲットから反射されたレーダ信号のキャリア
周波数のシフトを検出することによって測定することが
できる。パルスではなく連続波でレーダ信号を送信する
レーダは、このドップラー周波数シフトを利用すること
によって速度測定に使用され、また連続波送信レーダ信
号の周波数または位相変調によって受信されたレーダ信
号から距離測定が可能になる。
【０００３】通常のレーダは、典型的にモノスタティッ
クレーダとして知られる形式のものであり、送信および
受信の両者に対して共通のアンテナを使用する。バイス
タティックレーダは、送信および受信アンテナが所定の
距離だけ分離されたものである。初期の実験的なレーダ
システムにおいて、これはＣＷ波干渉レーダとして知ら
れている。このような初期の実験的なレーダシステムは
連続波（ＣＷ）レーダ信号を使用し、送信機から直接受
信された信号とターゲットによって反射されるドップラ
ー周波数シフト信号との間に生じた干渉の検出に依存し
ていた。
クレーダとして知られる形式のものであり、送信および
受信の両者に対して共通のアンテナを使用する。バイス
タティックレーダは、送信および受信アンテナが所定の
距離だけ分離されたものである。初期の実験的なレーダ
システムにおいて、これはＣＷ波干渉レーダとして知ら
れている。このような初期の実験的なレーダシステムは
連続波（ＣＷ）レーダ信号を使用し、送信機から直接受
信された信号とターゲットによって反射されるドップラ
ー周波数シフト信号との間に生じた干渉の検出に依存し
ていた。
【０００４】いくつかの分離した受信機が１つの信号送
信機と共に使用されるレーダシステムは、マルチスタテ
ィックまたはポリスタティックレーダとして呼ばれてい
る。バイスタティックまたはポリスタティックレーダの
基本的特徴は、送信機から放射された信号がターゲット
を含む散乱されたパスから受信機に到達し、また送信機
からの直接パスにおいて受信機と直接相関することであ
る。送信された信号の情報は散乱された信号から情報を
抽出させる。したがって、送信された周波数からドップ
ラー周波数シフトおよび位相または時間シフトも決定さ
れる。バイスタティックレーダは、パルス変調レーダ、
連続波レーダのいずれの形式のレーダでも構成すること
ができるが、連続波レーダは、送信レーダ信号が直接受
信機の入力に結合されることを防止する必要から、送信
機と受信機との間の距離を大きく離すことが必要であ
り、送信機と受信機とが本質的に分離されているバイス
タティックまたはポリスタティックレーダではそのよう
な要求を容易に満足させることができる。
信機と共に使用されるレーダシステムは、マルチスタテ
ィックまたはポリスタティックレーダとして呼ばれてい
る。バイスタティックまたはポリスタティックレーダの
基本的特徴は、送信機から放射された信号がターゲット
を含む散乱されたパスから受信機に到達し、また送信機
からの直接パスにおいて受信機と直接相関することであ
る。送信された信号の情報は散乱された信号から情報を
抽出させる。したがって、送信された周波数からドップ
ラー周波数シフトおよび位相または時間シフトも決定さ
れる。バイスタティックレーダは、パルス変調レーダ、
連続波レーダのいずれの形式のレーダでも構成すること
ができるが、連続波レーダは、送信レーダ信号が直接受
信機の入力に結合されることを防止する必要から、送信
機と受信機との間の距離を大きく離すことが必要であ
り、送信機と受信機とが本質的に分離されているバイス
タティックまたはポリスタティックレーダではそのよう
な要求を容易に満足させることができる。
【０００５】連続波レーダではまた、タイミングマーク
を連続波キャリアに与えて送信時間および反射信号の復
帰時間を認識することによって距離を決定することがで
きる。このようなタイミングマークは、送信されたキャ
リアを識別するために自由に使用することができる。広
いスペクトルまたはレーダおよびタイミング情報を提供
する広範囲に使用される技術はキャリアの周波数変調
（ＦＭ−ＣＷ）である。
を連続波キャリアに与えて送信時間および反射信号の復
帰時間を認識することによって距離を決定することがで
きる。このようなタイミングマークは、送信されたキャ
リアを識別するために自由に使用することができる。広
いスペクトルまたはレーダおよびタイミング情報を提供
する広範囲に使用される技術はキャリアの周波数変調
（ＦＭ−ＣＷ）である。
【０００６】受信されたレーダ信号から情報を得るため
の別の通常のレーダ技術は距離ゲートの処理である。各
距離ゲートは、空間における信号の伝播距離に対応した
種々の時間範囲にゲートを開いて対応する受信信号をサ
ンプルする。
の別の通常のレーダ技術は距離ゲートの処理である。各
距離ゲートは、空間における信号の伝播距離に対応した
種々の時間範囲にゲートを開いて対応する受信信号をサ
ンプルする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】受信機の周波数帯域幅
が受信された信号エネルギのものに比較して広い場合、
外部の雑音が導入され、受信された信号の信号対雑音比
が減少する。受信機の帯域幅が受信された信号の帯域幅
より狭い場合、雑音エネルギは減少するが、それと共に
受信された信号エネルギも部分的に失われて信号品質を
劣化させる。送信レーダ信号の周波数帯域と整合された
受信周波数帯域幅のフィルタを使用すればレーダ信号の
損失なしに信号対雑音比を最大にすることができる。こ
の整合されたフィルタと同じ機能は相互相関受信機を使
用することによって行うことができる。相互相関受信機
においては、相互相関値を得るために入力信号は送信さ
れた信号の遅延されたレプリカと乗算され、その積は信
号の積分を行うようにローパスフィルタを通過して処理
される。このような相互相関を使用すれば、高い分解能
で位置および距離ならびに半径方向速度測定が可能にな
ると共に、近接したターゲットの接線方向速度の測定も
可能になる。
が受信された信号エネルギのものに比較して広い場合、
外部の雑音が導入され、受信された信号の信号対雑音比
が減少する。受信機の帯域幅が受信された信号の帯域幅
より狭い場合、雑音エネルギは減少するが、それと共に
受信された信号エネルギも部分的に失われて信号品質を
劣化させる。送信レーダ信号の周波数帯域と整合された
受信周波数帯域幅のフィルタを使用すればレーダ信号の
損失なしに信号対雑音比を最大にすることができる。こ
の整合されたフィルタと同じ機能は相互相関受信機を使
用することによって行うことができる。相互相関受信機
においては、相互相関値を得るために入力信号は送信さ
れた信号の遅延されたレプリカと乗算され、その積は信
号の積分を行うようにローパスフィルタを通過して処理
される。このような相互相関を使用すれば、高い分解能
で位置および距離ならびに半径方向速度測定が可能にな
ると共に、近接したターゲットの接線方向速度の測定も
可能になる。
【０００８】したがって、本発明はこのような相互相関
技術を利用した高性能のレーダ装置を提供することを目
的とするものである。
技術を利用した高性能のレーダ装置を提供することを目
的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は、対
象物体を検出してその位置を決定するポリスタティック
相関レーダ装置において、レーダ信号を送信する手段
と、受信機から対象物体までの距離を示す信号を生成す
るために、受信されたレーダ信号と送信されたレーダ信
号とを相関することによって受信されたレーダ信号を距
離ゲートする手段をそれぞれ含む、対象物体から反射さ
れたレーダ信号を受信する複数のレーダ信号受信機と、
複数のレーダ信号受信機のそれぞれに結合され、受信機
に対する対象物体の角度方向を示す信号を生成するため
に受信されたレーダ信号を相互相関する相互相関ビーム
形成手段と、相互相関ビーム形成手段に結合され、受信
機に対する対象物体の接線方向速度を示す信号を生成す
る信号処理手段とを具備することを特徴とする。
象物体を検出してその位置を決定するポリスタティック
相関レーダ装置において、レーダ信号を送信する手段
と、受信機から対象物体までの距離を示す信号を生成す
るために、受信されたレーダ信号と送信されたレーダ信
号とを相関することによって受信されたレーダ信号を距
離ゲートする手段をそれぞれ含む、対象物体から反射さ
れたレーダ信号を受信する複数のレーダ信号受信機と、
複数のレーダ信号受信機のそれぞれに結合され、受信機
に対する対象物体の角度方向を示す信号を生成するため
に受信されたレーダ信号を相互相関する相互相関ビーム
形成手段と、相互相関ビーム形成手段に結合され、受信
機に対する対象物体の接線方向速度を示す信号を生成す
る信号処理手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】本発明は、特に近接した範囲で対象物体を
検出し位置決定するポリスタティック相関レーダに有効
である。複数のレーダ受信機は、１つ以上のレーダ信号
送信機からの対象物体から反射された信号を受信する。
複数の受信機から受信された信号は、近接したターゲッ
トの角度的な位置、距離および半径方向速度測定、並び
に接線方向速度測定の高い分解能を与えるために相互相
関される。本発明のポリスタティック相関レーダは、例
えば高性能の衝突回避用レーダシステムに使用すること
ができる。そのシステムは、高い距離および速度分解能
を実現し、誤警報を最小にするために、ポリスタティッ
クレーダフロントエンドを使用する。
検出し位置決定するポリスタティック相関レーダに有効
である。複数のレーダ受信機は、１つ以上のレーダ信号
送信機からの対象物体から反射された信号を受信する。
複数の受信機から受信された信号は、近接したターゲッ
トの角度的な位置、距離および半径方向速度測定、並び
に接線方向速度測定の高い分解能を与えるために相互相
関される。本発明のポリスタティック相関レーダは、例
えば高性能の衝突回避用レーダシステムに使用すること
ができる。そのシステムは、高い距離および速度分解能
を実現し、誤警報を最小にするために、ポリスタティッ
クレーダフロントエンドを使用する。
【００１１】本発明のポリスタティック相関レーダで
は、検出される対象物体はレーダ送信機から送信された
レーダ信号の電磁波にさらされ、その電磁波は複数の受
信機に反射される。各受信機では受信されたレーダ信号
を距離ゲートするように受信信号と送信レーダ信号とを
相関する手段が設けられており、対象物体から受信機ま
での距離を決定する信号が導出される。この導出された
信号は受信機から相関ビームを生成する手段に供給さ
れ、各受信機からの信号が相互相関されて狭いビーム応
答に相当する角度的位置を得る補正信号を生成する。信
号処理ユニットはターゲットの角度的位置および半径距
離を決定し、さらにターゲットの接線方向速度を決定す
るようにこの補正信号を処理する。半径方向速度を決定
するためにドップラー処理手段を設けることもできる。
また、相関ビームの形成は、各受信機から受信された信
号の位相を補正し、全素子間における補正信号の相互相
関積を決定し、補正された相互相関ビーム出力を供給す
るように相互相関積を加算することによって行うことが
できる。
は、検出される対象物体はレーダ送信機から送信された
レーダ信号の電磁波にさらされ、その電磁波は複数の受
信機に反射される。各受信機では受信されたレーダ信号
を距離ゲートするように受信信号と送信レーダ信号とを
相関する手段が設けられており、対象物体から受信機ま
での距離を決定する信号が導出される。この導出された
信号は受信機から相関ビームを生成する手段に供給さ
れ、各受信機からの信号が相互相関されて狭いビーム応
答に相当する角度的位置を得る補正信号を生成する。信
号処理ユニットはターゲットの角度的位置および半径距
離を決定し、さらにターゲットの接線方向速度を決定す
るようにこの補正信号を処理する。半径方向速度を決定
するためにドップラー処理手段を設けることもできる。
また、相関ビームの形成は、各受信機から受信された信
号の位相を補正し、全素子間における補正信号の相互相
関積を決定し、補正された相互相関ビーム出力を供給す
るように相互相関積を加算することによって行うことが
できる。
【００１２】本発明の別の観点および利点は、以下の詳
細な説明および特徴を例示した添付図面から明らかにな
るであろう。
細な説明および特徴を例示した添付図面から明らかにな
るであろう。
【００１３】
【実施例】図１に示されているように、ポリスタティッ
ク相関レーダ10は、送信アンテナ12と、送信のために主
発振器16から出力されたレーダ信号を増幅して送信アン
テナ12に供給する送信増幅器14とを備えている１個以上
の送信機と、レーダ信号およびクロックを発生する主発
振器16とを具備している。通常のレーダ送信周波数が使
用されてもよいが、特に衝突回避用レーダシステムに使
用される場合の好ましいレーダ搬送波は、１cm乃至１mm
の波長、すなわち30ＧＨｚ乃至300 ＧＨｚの周波数を有
する電磁波である。ミリメータ波は大きい帯域幅を有
し、短い特性波長を有する点で有効であり、アンテナ寸
法を小さくすることができる。さらに、このスペクトル
領域は一般にはあまり使用されていないのでレーダシス
テム間の相互干渉の可能性を減少する。大気中における
ミリメータ波の減衰は比較的大きいので送信されたレー
ダ信号はあまり遠方まで到達することができず、この性
質もまたレーダシステム間の相互干渉の可能性を最小に
するのに有効である。ミリメータ波の代わりに他のスペ
クトル波長を使用することも可能であり、また、制限さ
れた範囲の動作において有効であるソナー用の音波のよ
うな、電磁エネルギ以外の形態のエネルギ波が使用され
てもよい。
ク相関レーダ10は、送信アンテナ12と、送信のために主
発振器16から出力されたレーダ信号を増幅して送信アン
テナ12に供給する送信増幅器14とを備えている１個以上
の送信機と、レーダ信号およびクロックを発生する主発
振器16とを具備している。通常のレーダ送信周波数が使
用されてもよいが、特に衝突回避用レーダシステムに使
用される場合の好ましいレーダ搬送波は、１cm乃至１mm
の波長、すなわち30ＧＨｚ乃至300 ＧＨｚの周波数を有
する電磁波である。ミリメータ波は大きい帯域幅を有
し、短い特性波長を有する点で有効であり、アンテナ寸
法を小さくすることができる。さらに、このスペクトル
領域は一般にはあまり使用されていないのでレーダシス
テム間の相互干渉の可能性を減少する。大気中における
ミリメータ波の減衰は比較的大きいので送信されたレー
ダ信号はあまり遠方まで到達することができず、この性
質もまたレーダシステム間の相互干渉の可能性を最小に
するのに有効である。ミリメータ波の代わりに他のスペ
クトル波長を使用することも可能であり、また、制限さ
れた範囲の動作において有効であるソナー用の音波のよ
うな、電磁エネルギ以外の形態のエネルギ波が使用され
てもよい。
【００１４】ターゲットから反射された波エネルギは、
受信機アンテナ20a ，20b ，20c 、増幅器22a ，22b ，
22c および距離ゲート回路24a ，24b ，24c をそれぞれ
含んでいる複数のレーダ受信機18a ，18b ，18c によっ
て受信される。受信機に関する半径方向速度を決定する
ことが必要な場合にはドップラー信号処理回路26a ，26
b ，26c が設けられてもよい。距離ゲートのために受信
された信号と送信信号とを比較するために、主発振器16
で発生されたクロックはライン28を介して距離ゲート回
路24a ，24b ，24c に供給され、またライン30を介して
ドップラー処理回路26a ，26b ，26c に供給されてい
る。
受信機アンテナ20a ，20b ，20c 、増幅器22a ，22b ，
22c および距離ゲート回路24a ，24b ，24c をそれぞれ
含んでいる複数のレーダ受信機18a ，18b ，18c によっ
て受信される。受信機に関する半径方向速度を決定する
ことが必要な場合にはドップラー信号処理回路26a ，26
b ，26c が設けられてもよい。距離ゲートのために受信
された信号と送信信号とを比較するために、主発振器16
で発生されたクロックはライン28を介して距離ゲート回
路24a ，24b ，24c に供給され、またライン30を介して
ドップラー処理回路26a ，26b ，26c に供給されてい
る。
【００１５】相互相関ビーム形成回路32は受信機の出力
を受信し、受信されたレーダ信号を集束して視界中の対
象物体のマップを生成し、デジタル処理ユニット34に出
力を供給する。相互相関ビーム形成回路32の機能は以下
図２を参照して説明される。相互相関ユニット32からの
相互相関ビーム出力によって定められたマップは、全体
的な対象物体の追跡、識別および対象物体に関する誤警
報の決定等を行うために信号処理ユニット34に供給され
る。信号処理ユニット34は視界において、距離、角度位
置、半径方向速度、接線方向速度およびレーダ断面情報
を含んでいる対象物体の完全な２次元または３次元マッ
プを形成する。識別のために信号コードが送信機によっ
て使用されてもよく、その場合には信号コードが信号処
理ユニット34によっても認識されることができる。
を受信し、受信されたレーダ信号を集束して視界中の対
象物体のマップを生成し、デジタル処理ユニット34に出
力を供給する。相互相関ビーム形成回路32の機能は以下
図２を参照して説明される。相互相関ユニット32からの
相互相関ビーム出力によって定められたマップは、全体
的な対象物体の追跡、識別および対象物体に関する誤警
報の決定等を行うために信号処理ユニット34に供給され
る。信号処理ユニット34は視界において、距離、角度位
置、半径方向速度、接線方向速度およびレーダ断面情報
を含んでいる対象物体の完全な２次元または３次元マッ
プを形成する。識別のために信号コードが送信機によっ
て使用されてもよく、その場合には信号コードが信号処
理ユニット34によっても認識されることができる。
【００１６】図２を参照すると、対象物体であるターゲ
ット36は送信機から送信されたレーダ信号の電波エネル
ギを散乱反射し、その反射されたレーダビーム38a ，38
b ，38c の形態のレーダ信号が複数の受信機によって受
信される。本発明においては、多数のレーダ受信機の出
力は、狭いビーム幅のビームを使用する場合のような高
い角度分解能を得るために相互相関されるものである。
この相関ビーム形成処理は、分解能が所望される各角度
に対して行われる。相互相関ビーム形成処理は、２次元
または３次元のいずれかの所望の焦点に基づいて各受信
機から受信された信号の位相を補正するステップを含
む。さらに、受信された信号の振幅が補正される。受信
された信号の位相および振幅は、位相補正ユニット40a
，40b ，40c において補正される。位相補正ユニット4
0a ，40b ，40c からの出力は、ライン42により示され
るように相関装置に供給され、全ての受信機の出力が相
関装置において相互相関され、全ての相互相関積は加算
器44に供給されてそこで加算される。
ット36は送信機から送信されたレーダ信号の電波エネル
ギを散乱反射し、その反射されたレーダビーム38a ，38
b ，38c の形態のレーダ信号が複数の受信機によって受
信される。本発明においては、多数のレーダ受信機の出
力は、狭いビーム幅のビームを使用する場合のような高
い角度分解能を得るために相互相関されるものである。
この相関ビーム形成処理は、分解能が所望される各角度
に対して行われる。相互相関ビーム形成処理は、２次元
または３次元のいずれかの所望の焦点に基づいて各受信
機から受信された信号の位相を補正するステップを含
む。さらに、受信された信号の振幅が補正される。受信
された信号の位相および振幅は、位相補正ユニット40a
，40b ，40c において補正される。位相補正ユニット4
0a ，40b ，40c からの出力は、ライン42により示され
るように相関装置に供給され、全ての受信機の出力が相
関装置において相互相関され、全ての相互相関積は加算
器44に供給されてそこで加算される。
【００１７】焦点データの最初の補正の結果として、こ
の処理は完全に一般的なものであり、遠距離の対象物体
および近距離の対象物体の両者の探索に適用可能であ
る。レーダシステムが半径方向速度を決定するためにド
ップラー処理を行った場合、相互相関ビーム形成処理は
ドップラー処理後に行われなければならない。多数の受
信機を使用することにより、任意の所定の対象物体に対
して種々の角度から多数の半径方向速度測定値が生成さ
れる。信号処理ユニットにおいてベクトル演算処理を適
用することにより、対象物体に対する接線方向速度を決
定することが可能であり、したがって全体の速度ベクト
ルの評価を行うことが可能である。接線方向速度評価の
正確さは、複数の受信機による複数の半径方向速度測定
における各受信機に対する対象物体の方向角度の相違
が、対象物体までの距離の増加と共に減少するために、
対象物体までの距離が増加するにしたがって低下する。
したがって、この決定は特に近接した対象物体に対して
非常に正確で有効である。なお、各受信機に関する半径
方向速度分解能は、接線方向速度評価全体を改良する。
の処理は完全に一般的なものであり、遠距離の対象物体
および近距離の対象物体の両者の探索に適用可能であ
る。レーダシステムが半径方向速度を決定するためにド
ップラー処理を行った場合、相互相関ビーム形成処理は
ドップラー処理後に行われなければならない。多数の受
信機を使用することにより、任意の所定の対象物体に対
して種々の角度から多数の半径方向速度測定値が生成さ
れる。信号処理ユニットにおいてベクトル演算処理を適
用することにより、対象物体に対する接線方向速度を決
定することが可能であり、したがって全体の速度ベクト
ルの評価を行うことが可能である。接線方向速度評価の
正確さは、複数の受信機による複数の半径方向速度測定
における各受信機に対する対象物体の方向角度の相違
が、対象物体までの距離の増加と共に減少するために、
対象物体までの距離が増加するにしたがって低下する。
したがって、この決定は特に近接した対象物体に対して
非常に正確で有効である。なお、各受信機に関する半径
方向速度分解能は、接線方向速度評価全体を改良する。
【００１８】レーダシステムの送信機はまた、付加的な
走査能力も備えることができることを理解すべきであ
る。相関ビーム形成処理によって生成された有効受信ビ
ームカバーレージは、典型的にグレーディングローブ有
する。指向性送信ビームパターンと有効受信ビームカバ
ーレージのオーバラップは、技術的に良く知られている
ように、１つのグレーディングローブ（典型的に中心グ
レーディングローブ）以外のすべてを取り除く。また、
技術的に良く知られているように、送信ビームの方向
は、前に記載されたものよりもさらにわずかだけ複雑な
送信機を使用することにより、制御することができる。
したがって、中心グレーディングローブ以外の相関ロー
ブを生成するために送信ビームの方向を走査するのに、
このさらにわずかだけ複雑な送信機を使用することがで
きる。受信相関処理は、この新しく生成された相関ロー
ブ内を精密に走査する。このシステムは、大きな送信ビ
ームカバーレージ領域内の精密なビーム走査を達成する
ことができる。
走査能力も備えることができることを理解すべきであ
る。相関ビーム形成処理によって生成された有効受信ビ
ームカバーレージは、典型的にグレーディングローブ有
する。指向性送信ビームパターンと有効受信ビームカバ
ーレージのオーバラップは、技術的に良く知られている
ように、１つのグレーディングローブ（典型的に中心グ
レーディングローブ）以外のすべてを取り除く。また、
技術的に良く知られているように、送信ビームの方向
は、前に記載されたものよりもさらにわずかだけ複雑な
送信機を使用することにより、制御することができる。
したがって、中心グレーディングローブ以外の相関ロー
ブを生成するために送信ビームの方向を走査するのに、
このさらにわずかだけ複雑な送信機を使用することがで
きる。受信相関処理は、この新しく生成された相関ロー
ブ内を精密に走査する。このシステムは、大きな送信ビ
ームカバーレージ領域内の精密なビーム走査を達成する
ことができる。
【００１９】送信ビーム走査は、既知のいくつかの手段
のいずれによっても行うことができる。別の形態の走査
も使用することができるが、走査は周波数走査およびバ
トラーマトリクスビーム形成を含むことができる。周波
数走査は、レーダシステムの送信および受信部分によっ
て共有される単一の進行波アンテナおよび電圧制御局部
発振器だけを必要とする。バトラーマトリクスによる方
法はハードウェアを複雑にするが、別の送信カバレージ
を選択するためにアンテナ給電部分を変化するだけです
む利点がある。
のいずれによっても行うことができる。別の形態の走査
も使用することができるが、走査は周波数走査およびバ
トラーマトリクスビーム形成を含むことができる。周波
数走査は、レーダシステムの送信および受信部分によっ
て共有される単一の進行波アンテナおよび電圧制御局部
発振器だけを必要とする。バトラーマトリクスによる方
法はハードウェアを複雑にするが、別の送信カバレージ
を選択するためにアンテナ給電部分を変化するだけです
む利点がある。
【００２０】上記の説明から明らかなように、本発明の
ポリスタティック相関レーダは狭いビーム幅と同等の応
答特性を得ることができ、またターゲットに関する角度
的位置、距離および半径方向速度情報だけでなく接線方
向速度情報もまた提供することができ、近距離レーダシ
ステムにおける分解能を改良することができる。
ポリスタティック相関レーダは狭いビーム幅と同等の応
答特性を得ることができ、またターゲットに関する角度
的位置、距離および半径方向速度情報だけでなく接線方
向速度情報もまた提供することができ、近距離レーダシ
ステムにおける分解能を改良することができる。
【００２１】本発明の特定の実施例が説明され示されて
いるが、当業者の能力内において、また本発明の機能を
試験することなく種々の修正および構成が容易に行われ
ることは明らかである。
いるが、当業者の能力内において、また本発明の機能を
試験することなく種々の修正および構成が容易に行われ
ることは明らかである。
【００２２】したがって、本発明の形態、詳細および使
用の種々の変化が本発明の技術的範囲を逸脱することな
く行われることが理解されるべきである。
用の種々の変化が本発明の技術的範囲を逸脱することな
く行われることが理解されるべきである。
【図１】ポリスタティック相関レーダシステムの概略的
なブロック図。
なブロック図。
【図２】受信されたレーダ信号を相互相関する工程を示
す概略的なブロック図。
す概略的なブロック図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドナルド・シー・ディー・チャング アメリカ合衆国、カリフォルニア州 91362、サウザンド・オークス、モンテ イニュ・ウエイ 3142 (72)発明者 サミュエル・シー・レイノルズ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90066、ロサンゼルス、ナンバー210、ソ ウテル・ブールバード 3525
Claims (5)
- 【請求項１】 対象物体を検出してその位置を決定する
ポリスタティック相関レーダ装置において、 レーダ信号を送信する手段と、 受信機から前記対象物体までの距離を示す信号を生成す
るために、受信されたレーダ信号と送信されたレーダ信
号とを相関することによって受信されたレーダ信号を距
離ゲートする手段をそれぞれ含む、前記対象物体から反
射されたレーダ信号を受信する複数のレーダ信号受信機
と、 前記複数のレーダ信号受信機のそれぞれに結合され、前
記受信機に対する前記対象物体の角度方向を示す信号を
生成するために前記受信されたレーダ信号を相互相関す
る相互相関ビーム形成手段と、 前記相互相関ビーム形成手段に結合され、前記受信機に
対する前記対象物体の接線方向速度を示す信号を生成す
る信号処理手段とを具備することを特徴とするポリスタ
ティック相関レーダ装置。 - 【請求項２】 前記相互相関ビーム形成手段は、前記受
信機のそれぞれから受信された信号の位相を補正する手
段と、補正された信号間の相互相関積を決定する手段
と、補正された受信信号を供給するようにそれらの相互
相関積を加算する手段とを具備し、狭いビーム応答で角
度位置を決定できる請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記レーダ受信機はそれぞれ、前記受信
機に対する前記対象物体の半径方向速度を示す信号を生
成するために前記受信されたレーダ信号を処理するドッ
プラー処理手段を具備している請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 前記レーダ信号を送信する手段は、前記
送信レーダ信号の周波数を走査する手段を具備している
請求項１記載の装置。 - 【請求項５】 前記信号処理手段は、前記受信機に対す
る前記対象物体の半径方向速度を示す信号を生成するた
めに前記受信されたレーダ信号を処理するドップラー処
理手段を具備している請求項１記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US490032 | 1990-03-07 | ||
| US07/490,032 US4994809A (en) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | Polystatic correlating radar |
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| JPH04220582A JPH04220582A (ja) | 1992-08-11 |
| JP2651054B2 true JP2651054B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=23946333
Family Applications (1)
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| JP3065622A Expired - Lifetime JP2651054B2 (ja) | 1990-03-07 | 1991-03-06 | ポリスタティック相関レーダ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4994809A (ja) |
| EP (1) | EP0446678B1 (ja) |
| JP (1) | JP2651054B2 (ja) |
| CA (1) | CA2035811C (ja) |
| DE (1) | DE69128734T2 (ja) |
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