JP2655987B2 - 物標探知方式 - Google Patents
物標探知方式Info
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- JP2655987B2 JP2655987B2 JP5126255A JP12625593A JP2655987B2 JP 2655987 B2 JP2655987 B2 JP 2655987B2 JP 5126255 A JP5126255 A JP 5126255A JP 12625593 A JP12625593 A JP 12625593A JP 2655987 B2 JP2655987 B2 JP 2655987B2
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- Japan
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- target
- radar
- transmission
- frequencies
- signal
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、船舶等に搭載されるレ
ーダに関し、特にその物標探知方式に関する。
ーダに関し、特にその物標探知方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、各種のレーダ装置が船舶等の
移動体に搭載されている。レーダ装置は、見晴しの良い
箇所に設けられたレーダアンテナから周囲に電波を送信
し、その反射波を受信することにより、当該電波を反射
した物標等を探知する装置である。この種の装置は、船
舶等の安全な運行に大きく寄与する。
移動体に搭載されている。レーダ装置は、見晴しの良い
箇所に設けられたレーダアンテナから周囲に電波を送信
し、その反射波を受信することにより、当該電波を反射
した物標等を探知する装置である。この種の装置は、船
舶等の安全な運行に大きく寄与する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
レーダにおいては、単一周波数が送信に使用されている
ため、物標の形状等によっては当該物標を探知すること
ができないことがある。例えば物標が船舶等のように複
雑な形状を有した反射体である場合、この物標が移動す
ると反射信号強度が時々刻々と変動し、ある時点で物標
が欠落してしまうことがある。また、海面による反射波
の影響で、近距離で物標からの反射信号強度が低下し物
標の検出ができないエリアが生じることがある。
レーダにおいては、単一周波数が送信に使用されている
ため、物標の形状等によっては当該物標を探知すること
ができないことがある。例えば物標が船舶等のように複
雑な形状を有した反射体である場合、この物標が移動す
ると反射信号強度が時々刻々と変動し、ある時点で物標
が欠落してしまうことがある。また、海面による反射波
の影響で、近距離で物標からの反射信号強度が低下し物
標の検出ができないエリアが生じることがある。
【０００４】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、多周波数ダイバシ
ティレーダの応用及び変形により、複雑な反射体の動き
や海面による反射波の発生等による物標の欠落等を防止
することを目的とする。
とを課題としてなされたものであり、多周波数ダイバシ
ティレーダの応用及び変形により、複雑な反射体の動き
や海面による反射波の発生等による物標の欠落等を防止
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の物標探知方式は、互いに異なる周波
数帯域に属する複数の周波数により同時に又は短時間に
同一方向に送信を実行し、周囲に存在する物標からの反
射波を受信し、不要反射を除去した上で、上記複数の周
波数に係る受信信号を加算し又は論理和を求め、加算又
は論理和演算の結果に基づき物標を探知することを特徴
とする。
るために、本発明の物標探知方式は、互いに異なる周波
数帯域に属する複数の周波数により同時に又は短時間に
同一方向に送信を実行し、周囲に存在する物標からの反
射波を受信し、不要反射を除去した上で、上記複数の周
波数に係る受信信号を加算し又は論理和を求め、加算又
は論理和演算の結果に基づき物標を探知することを特徴
とする。
【０００６】
【作用】本発明においては、互いに異なる周波数帯域に
属する複数の周波数により送信が実行される。複数の周
波数に係る信号の送信は、同時に又は短時間内に同一方
向に行う。周囲に存在する物標によってこの複数の周波
数に係る信号が反射され受信されると、当該複数の周波
数に係る受信信号が加算又は論理和演算に供される。本
発明においては、この加算又は論理和演算の結果に基づ
き物標が探知される。この結果、送信に使用する複数の
周波数に係る受信信号が互いに補い合うこととなるた
め、単一周波数を使用することにより生じていた問題
点、例えば複雑な反射体の動きによる物標欠落や海面に
よる反射波の影響による物標探知不能エリアの発生等が
抑制される。
属する複数の周波数により送信が実行される。複数の周
波数に係る信号の送信は、同時に又は短時間内に同一方
向に行う。周囲に存在する物標によってこの複数の周波
数に係る信号が反射され受信されると、当該複数の周波
数に係る受信信号が加算又は論理和演算に供される。本
発明においては、この加算又は論理和演算の結果に基づ
き物標が探知される。この結果、送信に使用する複数の
周波数に係る受信信号が互いに補い合うこととなるた
め、単一周波数を使用することにより生じていた問題
点、例えば複雑な反射体の動きによる物標欠落や海面に
よる反射波の影響による物標探知不能エリアの発生等が
抑制される。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。
基づき説明する。
【０００８】図１には、本発明の一実施例に係るレーダ
装置の構成が示されている。この図に示される装置は、
送信機として１０−１及び１０−２の２個を備えてい
る。
装置の構成が示されている。この図に示される装置は、
送信機として１０−１及び１０−２の２個を備えてい
る。
【０００９】これらの送信機１０−１及び１０−２は、
いずれも、図示しない指示機から供給される送信トリガ
ＴＩに応じて送信信号を出力する。送信機１０−１及び
１０−２から出力される信号は、送受切換器１２−１又
は１２−２及びロータリージョイント１４を介し、アン
テナ１６−１又は１６−２に供給される。送受切換器１
２−１及び１２−２は、アンテナ１６−１又は１６−２
を送信機１０−１又は１０−２と受信機１８−１又は１
８−２とで共用するための回路であり、ロータリージョ
イント１４は水平面内で回転駆動されるアンテナ１６−
１及び１６−２と送受切換器１２−１又は１２−２とを
接続するための機構である。
いずれも、図示しない指示機から供給される送信トリガ
ＴＩに応じて送信信号を出力する。送信機１０−１及び
１０−２から出力される信号は、送受切換器１２−１又
は１２−２及びロータリージョイント１４を介し、アン
テナ１６−１又は１６−２に供給される。送受切換器１
２−１及び１２−２は、アンテナ１６−１又は１６−２
を送信機１０−１又は１０−２と受信機１８−１又は１
８−２とで共用するための回路であり、ロータリージョ
イント１４は水平面内で回転駆動されるアンテナ１６−
１及び１６−２と送受切換器１２−１又は１２−２とを
接続するための機構である。
【００１０】送信機１０−１及び１０−２は、互いに異
なる周波数帯域、例えばＸバンドとＳバンドで送信を行
う。アンテナ１６−１及び１６−２は、この場合、それ
ぞれＸバンド又はＳバンドに係る送受信アンテナであ
る。受信機１８−１及び１８−２は、それぞれ、アンテ
ナ１６−１又は１６−２によって受信される物標からの
反射波を入力し、入力した信号に増幅、検波等の所定の
処理を施し、ビデオ信号Ｖr1（ｔ）又はＶr2（ｔ）を出
力する。このビデオ信号Ｖr1（ｔ）及びＶr2（ｔ）はビ
デオ信号処理部２０によって処理され、図示しない指示
機に供給される。指示機は、ビデオ信号処理部２０の出
力に基づき、レーダ映像を所定のモードで表示する。
なる周波数帯域、例えばＸバンドとＳバンドで送信を行
う。アンテナ１６−１及び１６−２は、この場合、それ
ぞれＸバンド又はＳバンドに係る送受信アンテナであ
る。受信機１８−１及び１８−２は、それぞれ、アンテ
ナ１６−１又は１６−２によって受信される物標からの
反射波を入力し、入力した信号に増幅、検波等の所定の
処理を施し、ビデオ信号Ｖr1（ｔ）又はＶr2（ｔ）を出
力する。このビデオ信号Ｖr1（ｔ）及びＶr2（ｔ）はビ
デオ信号処理部２０によって処理され、図示しない指示
機に供給される。指示機は、ビデオ信号処理部２０の出
力に基づき、レーダ映像を所定のモードで表示する。
【００１１】ビデオ信号処理部２０は、不要反射信号除
去回路２２−１及び２２−２並びに加算又は選別回路２
４から構成されている。不要反射信号除去回路２２−１
及び２２−２は、対応するビデオ信号Ｖr1（ｔ）又はＶ
r2（ｔ）に含まれる不要反射信号を除去し、除去した後
の信号を加算又は選別回路２４に供給する。加算又は選
別回路２４においては、不要反射信号除去回路２２−１
及び２２−２から供給される信号が加算され、あるいは
その論理和が演算（選別）される。
去回路２２−１及び２２−２並びに加算又は選別回路２
４から構成されている。不要反射信号除去回路２２−１
及び２２−２は、対応するビデオ信号Ｖr1（ｔ）又はＶ
r2（ｔ）に含まれる不要反射信号を除去し、除去した後
の信号を加算又は選別回路２４に供給する。加算又は選
別回路２４においては、不要反射信号除去回路２２−１
及び２２−２から供給される信号が加算され、あるいは
その論理和が演算（選別）される。
【００１２】このような機能、すなわち互いに異なる周
波数帯域に属する複数の周波数により送信を実行し、こ
の送信の結果得られた複数種類のビデオ信号について加
算又は選別をする複数機能により、物標の探知能力が著
しく向上する。次に、本実施例における物標探知能力向
上の原理について図面を用いて説明する。
波数帯域に属する複数の周波数により送信を実行し、こ
の送信の結果得られた複数種類のビデオ信号について加
算又は選別をする複数機能により、物標の探知能力が著
しく向上する。次に、本実施例における物標探知能力向
上の原理について図面を用いて説明する。
【００１３】図２には、等方性反射体（球）がｄ離れて
存在する物標モデルが示されている。この図に示される
反射体１と反射体２の間隔はｄである。
存在する物標モデルが示されている。この図に示される
反射体１と反射体２の間隔はｄである。
【００１４】このようなモデルにおいて、反射体１及び
２（球）のレーダクロスセクションがσ0 であるとす
る。反射体１と反射体２の合成レーダクロスセクション
σr は、図２に示されるθに応じて変動する。すなわ
ち、レーダに対する反射体１及び２の姿勢に応じて変動
する。
２（球）のレーダクロスセクションがσ0 であるとす
る。反射体１と反射体２の合成レーダクロスセクション
σr は、図２に示されるθに応じて変動する。すなわ
ち、レーダに対する反射体１及び２の姿勢に応じて変動
する。
【００１５】図３及び図４には、図１の装置構成におけ
る図２のモデルの場合の合成レーダクロスセクションと
各反射体のレーダクロスセクションの比、すなわちσr
／σ0 とθの関係が示されている。図３は特に加算又は
選別回路２４において加算を実行する場合（第１実施
例）であり、図４は選別を実行する場合（第２実施例）
である。また、送信機１０−１により送信する信号の波
長λ1 は０．０３２ｍ（Ｘバンド）、送信機１０−２に
より送信する信号の波長λ2 は０．０９８ｍ（Ｓバン
ド）であり、ｄ＝２λ1 であるとする。
る図２のモデルの場合の合成レーダクロスセクションと
各反射体のレーダクロスセクションの比、すなわちσr
／σ0 とθの関係が示されている。図３は特に加算又は
選別回路２４において加算を実行する場合（第１実施
例）であり、図４は選別を実行する場合（第２実施例）
である。また、送信機１０−１により送信する信号の波
長λ1 は０．０３２ｍ（Ｘバンド）、送信機１０−２に
より送信する信号の波長λ2 は０．０９８ｍ（Ｓバン
ド）であり、ｄ＝２λ1 であるとする。
【００１６】図３及び図４のいずれにおいても、合成レ
ーダクロスセクションσr が著しく小さくなるθの範囲
は限られている。例えば図３では、σr が著しく小さく
なる領域は４領域しかない。これに対し、波長λ＝０．
０３２ｍの単一周波数レーダの場合、図５に示されるよ
うに、合成レーダクロスセクションσr が著しく小さく
なる領域は１６領域も生じてしまう。すなわち、図１の
装置構成によれば、物標探知能力が著しく向上する。
ーダクロスセクションσr が著しく小さくなるθの範囲
は限られている。例えば図３では、σr が著しく小さく
なる領域は４領域しかない。これに対し、波長λ＝０．
０３２ｍの単一周波数レーダの場合、図５に示されるよ
うに、合成レーダクロスセクションσr が著しく小さく
なる領域は１６領域も生じてしまう。すなわち、図１の
装置構成によれば、物標探知能力が著しく向上する。
【００１７】図６には、複雑な形状を有する物標、例え
ば船舶が移動している状況が示されている。また、図７
には、このような物標モデルにおいて得られる受信信号
の内容が示されている。これらの図においては連続する
スキャン（送信）１〜５におけるθがθ1 〜θ 5として
表わされている。
ば船舶が移動している状況が示されている。また、図７
には、このような物標モデルにおいて得られる受信信号
の内容が示されている。これらの図においては連続する
スキャン（送信）１〜５におけるθがθ1 〜θ 5として
表わされている。
【００１８】図７（ａ）に示されるのは特に図１の装置
構成により得られる受信信号であり、図７（ｂ）に示さ
れるのは単一周波数レーダにより得られる受信信号であ
る。図７（ａ）はスキャン間及びヒットパルス間共に相
関がない状況であり、図７（ｂ）の受信信号は連続する
スキャン間の相関はないがスキャン内のヒットパルス間
には相関がある状況である。
構成により得られる受信信号であり、図７（ｂ）に示さ
れるのは単一周波数レーダにより得られる受信信号であ
る。図７（ａ）はスキャン間及びヒットパルス間共に相
関がない状況であり、図７（ｂ）の受信信号は連続する
スキャン間の相関はないがスキャン内のヒットパルス間
には相関がある状況である。
【００１９】これらの状況下では、検出確率と信号対雑
音比の関係が例えば図８に示されるような関係となる。
この図に示されるのは、送信パルス１個当りの信号対雑
音比（ｄＢ）と物標の検出確率の関係である。図におい
てＡは実施例における検出確率を、Ｂは単一周波数レー
ダにおける検出確率をそれぞれ表している。
音比の関係が例えば図８に示されるような関係となる。
この図に示されるのは、送信パルス１個当りの信号対雑
音比（ｄＢ）と物標の検出確率の関係である。図におい
てＡは実施例における検出確率を、Ｂは単一周波数レー
ダにおける検出確率をそれぞれ表している。
【００２０】この図に示されるように、図１の装置構成
においては、信号対雑音比が７ｄＢ程度で９０％の検出
確率が得られることがわかる。これに対し、単一周波数
レーダは、信号対雑音比７ｄＢでは６０％程度の検出確
率しか得られない。また、単一周波数レーダでは、９０
％の検出確率を得るためには１４ｄＢ程度の信号対雑音
比が必要である。言い換えれば、本実施例によれば、比
較的低い信号対雑音比により比較的高い検出確率を得る
ことができる。
においては、信号対雑音比が７ｄＢ程度で９０％の検出
確率が得られることがわかる。これに対し、単一周波数
レーダは、信号対雑音比７ｄＢでは６０％程度の検出確
率しか得られない。また、単一周波数レーダでは、９０
％の検出確率を得るためには１４ｄＢ程度の信号対雑音
比が必要である。言い換えれば、本実施例によれば、比
較的低い信号対雑音比により比較的高い検出確率を得る
ことができる。
【００２１】図９には、海面による反射の影響が示され
ている。すなわち、レーダアンテナ１６−１又は１６−
２から物標までの距離（ｋｍ）と受信電力（−ｄＢｍ）
との関係が示されている。なお、この図の場合、実施例
では９４１０ＭＨｚ及び３０５０ＭＨｚが送信周波数と
して用いられており、これと比較される単一周波数レー
ダの送信周波数としては９４１０ＭＨｚが採用されてい
る。さらに、物標の大きさは１ｍ2 、高さ２ｍ、レーダ
アンテナ１６−１又は１６−２の高さが１５ｍとされて
いる。
ている。すなわち、レーダアンテナ１６−１又は１６−
２から物標までの距離（ｋｍ）と受信電力（−ｄＢｍ）
との関係が示されている。なお、この図の場合、実施例
では９４１０ＭＨｚ及び３０５０ＭＨｚが送信周波数と
して用いられており、これと比較される単一周波数レー
ダの送信周波数としては９４１０ＭＨｚが採用されてい
る。さらに、物標の大きさは１ｍ2 、高さ２ｍ、レーダ
アンテナ１６−１又は１６−２の高さが１５ｍとされて
いる。
【００２２】この図から明らかなように、受信電力が０
となる地点、すなわちナル点の数は、１５０ｍ以上の距
離では単一周波数レーダの場合１２地点、本実施例の場
合３地点であり、従って、ナル点の数が１／４に減少し
ている。また、受信電力が自由空間に係る受信電力以下
になる距離は、単一周波数レーダの場合１０２６ｍ、本
実施例の場合１００ｍであり、１／１０程度に低減して
いる。従って、本実施例においては、海面による反射の
影響を大幅に軽減することができ、物標探知能力が著し
く向上する。
となる地点、すなわちナル点の数は、１５０ｍ以上の距
離では単一周波数レーダの場合１２地点、本実施例の場
合３地点であり、従って、ナル点の数が１／４に減少し
ている。また、受信電力が自由空間に係る受信電力以下
になる距離は、単一周波数レーダの場合１０２６ｍ、本
実施例の場合１００ｍであり、１／１０程度に低減して
いる。従って、本実施例においては、海面による反射の
影響を大幅に軽減することができ、物標探知能力が著し
く向上する。
【００２３】なお、以上の説明では、使用する複数の周
波数としてＸバンド及びＳバンドのみを採用したが、本
発明はこれらの周波数帯域や周波数の具体的な値に限定
を要するものではない。また、使用する周波数の個数も
２個に限定するものではない。
波数としてＸバンド及びＳバンドのみを採用したが、本
発明はこれらの周波数帯域や周波数の具体的な値に限定
を要するものではない。また、使用する周波数の個数も
２個に限定するものではない。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
互いに異なる周波数帯域に属する複数の周波数により送
信を実行し、この複数の周波数に係る受信信号を加算し
又はその論理和を求めることにより、物標を探知するよ
うにしたため、単一の周波数を用いていた場合に生じて
いた問題点、例えば複雑な形状を有する物標が移動する
ことに伴う物標の欠落や、海面による反射の影響に伴う
物標探知不能領域の発生個数を低減乃至抑制することが
できる。この結果、物標探知能力が著しく向上したレー
ダ装置が得られる。
互いに異なる周波数帯域に属する複数の周波数により送
信を実行し、この複数の周波数に係る受信信号を加算し
又はその論理和を求めることにより、物標を探知するよ
うにしたため、単一の周波数を用いていた場合に生じて
いた問題点、例えば複雑な形状を有する物標が移動する
ことに伴う物標の欠落や、海面による反射の影響に伴う
物標探知不能領域の発生個数を低減乃至抑制することが
できる。この結果、物標探知能力が著しく向上したレー
ダ装置が得られる。
【図１】本発明の一実施例に係るレーダ装置の装置構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】等方性反射体（球）がｄ離れて存在する物標モ
デルを示す図である。
デルを示す図である。
【図３】Ｘバンド及びＳバンドの受信信号を加算する場
合の合成レーダクロスセクションと方位の関係を示す図
である。
合の合成レーダクロスセクションと方位の関係を示す図
である。
【図４】Ｘバンド及びＳバンドに係る受信信号を論理和
演算により選別する場合の合成レーダクロスセクション
と方位の関係を示す図である。
演算により選別する場合の合成レーダクロスセクション
と方位の関係を示す図である。
【図５】単一周波数レーダにおける合成レーダクロスセ
クションと方位の関係を示す図である。
クションと方位の関係を示す図である。
【図６】移動する船舶の物標モデルを示す図である。
【図７】図６のモデルにおける受信信号の内容を示す図
であり、図７（ａ）は実施例の場合を、図７（ｂ）は単
一周波数レーダの場合を示す図である。
であり、図７（ａ）は実施例の場合を、図７（ｂ）は単
一周波数レーダの場合を示す図である。
【図８】図６のモデルにおける検出確率の向上の効果を
示す図である。
示す図である。
【図９】海面による反射の影響を示す図である。
１０−１，１０−２ 送信機 １２−１，１２−２ 送受切換器 １４ ロータリージョイント １６−１，１６−２ アンテナ １８−１，１８−２ 受信機 ２０ ビデオ信号処理部 ２２−１，２２−２ 不要反射信号除去回路 ２４ 加算又は選別回路 λ，λ1 ，λ2 波長 ｄ 反射体１と２の間隔 θ，θ1 〜θ5 物標の姿勢
Claims (1)
- 【請求項１】 互いに異なる周波数帯域に属する複数の
周波数により同時に又は短時間内に同一方向へ送信を実
行し、 周囲に存在する物標からの反射波を受信し、不要反射を除去した上で、 上記複数の周波数に係る受信
信号を加算し又は論理和を求め、 加算又は論理和演算の結果に基づき物標を探知すること
を特徴とする物標探知方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5126255A JP2655987B2 (ja) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | 物標探知方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5126255A JP2655987B2 (ja) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | 物標探知方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06331731A JPH06331731A (ja) | 1994-12-02 |
| JP2655987B2 true JP2655987B2 (ja) | 1997-09-24 |
Family
ID=14930653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5126255A Expired - Fee Related JP2655987B2 (ja) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | 物標探知方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2655987B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4643475B2 (ja) * | 2006-03-10 | 2011-03-02 | 株式会社東芝 | レーダ装置 |
| JP4679632B2 (ja) | 2008-12-01 | 2011-04-27 | 三菱電機株式会社 | レーダ装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62118280A (ja) * | 1985-11-18 | 1987-05-29 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 船舶用近距離高性能レ−ダ |
| JPS62153785A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-08 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 船舶用ハイブリツドレ−ダ |
-
1993
- 1993-05-27 JP JP5126255A patent/JP2655987B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06331731A (ja) | 1994-12-02 |
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