JP2794458B2 - レンジビン境界処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は二次監視レーダ（以下、SSRと記す）等に於
てトランスポンダ応答信号中デコード信号（ヒット）を
スライディングウインドウ方式で処理するときの境界処
理方法に関する。

（従来技術） 従来トランスポンダからの応答信号（以下、SIF応答
信号と記す）は二次監視レーダ局等において指示器に航
空機の存在、方位、距離、応答コード等を表示すること
により航空管制等に用いられ、このSIF応答信号の処理
方式としてはスライディングウインドウ方式が一般的で
ある。

第５図はスライディングウインドウ方式によりSIF信
号を処理し、PPIスコープ上に表示した場合を示す図で
あって、同図に於て１乃至４は捕捉された被測定物、即
ち航空機等である。

このようにスコープ上に捕捉された被測定物の前縁LE
（Leading Edge）及び後縁TE（Trailing Edge）を検出
し被測定物の長さRL（Run Length）を算出すると共に、
全長のほぼ中点Ｃにおける方位角θおよび距離ｒを測定
表示するものであるが、これら各種の処理は前述したよ
うに被測定物の前縁及び後縁を検出した後、即ちターゲ
ットとして捕えられた後に行われる。

第６図はスライディングウインドウ処理方式に用いら
れるレンジビンマップを示したものであって、処理単位
（1/4NM、1/8NM等）で区切られた距離方向（レンジ方
向）とスイープ単位で区切られた方向（アジマス方向）
の２次元構造を有する。

該レンジビンマップはレンジビンの概念を示すもので
あって、バードウェア、例えば前述した如きPPI表示に
必ずしも対応しているものではない。

今、第７図（ａ）に示す如く距離方向ｎ、方位方向ｍ
にSIF応答が入力するとレンジビンメモリにデコード信
号（ヒット）が記憶され、レーダーがスイープするに従
い同図（ｂ）（ｃ）に示す如く順次ヒット信号がレンジ
ビンメモリに入力する。このレンジビンに記憶されたヒ
ット信号は同図（ｄ）に示す如くスライディングウイン
ドウと称するレジスタ（メモリ）に順次読み込まれる。
即ち、前記スライディングウインドウの先端（同図にお
いては右端）はリアルタイムヒットであり、また、スラ
イディングウインドウは矢印方向にスライドするのでヒ
ット信号は見かけ上矢印方向と逆の方向にスライドする
ことになる。また、該スライディングウインドウの長さ
は一般に有限（16等）である。

例えば、ターゲット（目標）が存在し、スライディン
グウインドウ中に置けるヒット数が第８図（ａ）に示す
如く一定値以上（前縁検出基準）となった場合、検出処
理回路はターゲットの前縁が検出されたと判断しその時
の方位を前縁方位として記憶するとともに当該レンジビ
ンはアクティブな状態となる。

スイープが更に進むと同図（ｂ）に示す如くスライデ
ィングウインドウ中に於けるヒット数が次第に減少し、
一定値以下（後縁検出基準）となった場合、検出処理回
路はターゲットの後縁が検出されたと判断し、当該SIF
応答信号を送信してきた航空機等をターゲットとして確
立する。

また、ターゲットの後縁が検出されたときの方位を後
縁方位とし、該後縁方位とメモリに記憶されている前記
前縁方位とを用い、更にオフセットを加味してターゲッ
ト方位が算出される。

このように構成されたレンジビンマップに置いてレー
ダーにより捕捉した航空機等の移動ターゲットが前縁検
出確立後、第９図に示す如く隣接するレンジビンに移動
した場合、該移動したヒット信号を矢印方向に取り込み
処理しなくてはならない。

即ち、信号取り込み処理を行わないと１つのターゲッ
トが２つに分離して捕捉されたり、また、ターゲットの
ランレングスが正しく測定できなかったり、或はターゲ
ットのランレングスが不足として受信したデータが棄却
され、その結果ターゲットとして検出されないケースが
頻発するからである。

しかしながら、従来のレンジビン処理方式では隣接し
たレンジビンにヒット信号がジッタ等により均等に移動
（分散）した場合、該移動先のレンジビンにおいてもタ
ーゲットとして捕捉されることがあり、その結果目標が
１機であるにも拘らず複数の目標があたかも存在するか
のような現象を生じる問題点があった。

（発明の目的） 本発明は上述した如き問題点に鑑みなされたものであ
って、従来のレンジビン処理方式で発生するターゲット
の分散及び棄却等の不具合を防止したレンジビン境界処
理方法を提供することを目的とする。

（発明の概要） この目的を達成するために本発明におけるレンジビン
境界処理方法は、トランスポンダ応答信号のデコード信
号をレンジビンメモリに記憶し、スライディングウイン
ドウ方式で処理するときのレンジビン境界処理方式にお
いて、スイープ中のレンジｎに対してｎ＋１レンジのレ
ンジビン情報をレンジビンメモリより読み出すと共に、
該読み出したｎ＋１レンジのデータと当該スイープ中の
ｎレンジのデータとをレンジビン境界処理回路において
比較することにより、一方のレンジビンがアクティブと
なった場合、隣接する他方のレンジビンに存在するヒッ
ト信号を前記アクティブとなったレンジビンに取り込む
とともに、両レンジビンが共にアクテイブとなった場合
には一方のレンジビンにヒットする応答信号を強制的に
他方のレンジビンに入力するようレンジビン境界処理回
路を制御することにより、ターゲットを正確に捕捉し、
システムジッタ等によるターゲットの分離あるいはラン
レングスの不足等を防止したことを特徴とする。

（実施例） 以下、図面に示した実施例に基づいて本発明を詳細に
説明する。

先ず、本発明の理解を助けるために従来のレンジビン
処理方式について少しく詳細に説明する。

従来のレンジビン境界処理方式では第10図（ａ）に示
す如くｎレンジにヒット信号が入力し、同レンジビンが
アクティブな状態になった後にヒット信号がｎ−１レン
ジに移動した場合、該ｎ−１レンジのヒット信号を同図
（ｂ）に示す如くｎレンジビンに取り込む処理を行う。

即ち、レンジのｎ→ｎ＋１あるいはｎ−１→ｎへの信
号取り込みはリアルタイムヒットのレジスタに畜え、次
のレンジビンにシフトし送り込むことにより行うことが
出来、１スイープ中に処理を完了することが出来る。し
かし、同図（ｃ）に示す如くｎレンジにヒット信号が入
力し、同レンジビンがアクティブとなった後にヒット信
号がｎ＋１レンジに移動した場合、該ｎ＋１レンジに移
動したヒット信号の取り込みは、ヒット信号の取り込み
方向が距離カウンタの進む方向と逆であるため１スイー
プ中に完了することが出来ず、レンジビンメモリに記憶
した信号情報を次のスイープの際に取り込み処理するこ
とになる。

また、従来の信号取り込みは非アクティブレンジビン
からアクティブレンジビンに取り込むのであって、アク
ティブレンジビンからはリアルヒットも含めてヒットが
取り込まれることはない。

これは、従来ヒットの取り込み処理により隣接する両
レンジビンが共にアクティブになることはないとしてい
るからである。

このような機能を有する処理回路において、今ターゲ
ットがレンジビン境界線近傍に存在し、システムジッタ
により第11図（ａ）に示す如く隣接する両レンジビンに
ほぼ均等に分散してヒット信号が入力した場合について
考察する。

レンジビンｎのヒット数が前縁検出基準（例えば４と
する。）に達した際、レンジビンｎ＋１のヒット数が前
縁基準−１、即ち、３の場合、前記レンジビンｎはアク
ティブとなり以後隣接するレンジビンに入力したヒット
信号を取り込み境界処理するよう動作するが、次のスイ
ープで第11図（ｂ）に示す如くレンジビンｎ＋１にヒッ
ト信号が入力すると、前述したようにヒット信号の取り
込みはレンジビンｎ→ｎ＋１にはリアルタイマにて行わ
れるが、ｎ←ｎ＋１は前述の理由でリアルタイムにて行
うことができ、一旦メモリにヒット信号の情報を記憶し
た後次のスイープにてヒット信号の取り込みを行う。

したがって、レンジビンｎ＋１は前縁検出基準に達
し、前記レンジビンｎと共にアクティブの状態となり、
目標が一つであるにも拘らず、あたかも２つの目標が存
在するかのようにターゲットを捕捉する現象があったこ
とは前述の通りである。

この問題点を除去するために本発明のレンジビン境界
処理方式は以下の如き構成をとる。

即ち、リアルタイムのｎレンジとｎ＋１レンジの両レ
ンジを監視すると共にｎ＋１レンジに入力した信号をｎ
レンジがアクティブの場合メモリ上でｎレンジに取り込
み、該取り込み後のメモリ出力とリアルタイムのヒット
信号とを合成し、ターゲット検出処理を行い、また、ｎ
レンジとｎ＋１レンジとを同時に監視しているので該両
レンジが共にアクティブとなった場合、一方のアクティ
ブレンジに入力したヒット信号を強制的に他方のアクテ
ィブレンジに取り込み処理を行うことにより隣接したレ
ンジビンに複数のアクティブが同時に発生した場合であ
っても１つのターゲットのみアクティブを継続するよう
に制御する。

第１図は本発明に係るシステムを構成する装置のブロ
ック図であって、同図において１はトランスポンダ応答
信号を入力し所定の信号に変換するデコーダ、２は該デ
コーダ出力であるブラケットパルスを正規化する正規化
回路、３は正規化回路出力を入力すると共にレンジビン
境界処理制御回路４出力により制御されるシフタ、５は
レンジ処理を制御する加算器、６は入力したヒット信号
を記憶するレンジビンメモリ、７及び８はレジスタ９、
10及び11はゲート回路、12はターゲット検出処理回路で
ある。

また、前記加算器は１レンジビン中に発生するリード
＆ライト信号（以下、R/W信号と記す）によりリード信
号入力時には現在のスイープレンジ＋１のレンジのメモ
リをレンジビンメモリより出力させるようにアドレス信
号を出力し、ライト信号入力時には現在スイープしてい
るレンジのヒット信号情報をレンジビンメモリに書き込
まれるよう所定のアドレス信号を出力する。

このように構成したレンジビン境界処理装置におい
て、第２図に示す如くｎレンジ（斜線部）をスイープす
る際、加算器５はレンジ情報及びリード信号RDに制御さ
れ、現レンジ＋１、即ちｎ＋１レンジのレンジビンメモ
リ出力（一点鎖線にて包囲したデータ）をレジスタ７に
与え、該レジスタ７はリード信号RDにより取り込みを行
い、同図に示す如くｎ＋１レンジのレンジビンにヒット
信号が皆無の場合には、当然信号取り込み等の動作の対
象とならずゲート回路９を介してレジスタ８にレジスタ
１の出力がそのまま印加される。

更にレジスタ８に保持されていた信号も前記リード信
号RDと同一の信号により制御されゲート10を介してター
ゲット検出回路12に出力される。

即ち、１レンジ前のスイープ時にはｎ＋１レンジの信
号として現スイープの情報がレンジビンメモリより読み
出されレジスタ７及びゲート回路９を介してレジスタ８
に保持されているため、当該レジスタ８出力とリアルタ
イムヒットとを合成し、その信号をターゲット検出処理
回路に入力するものである。

また、前記R/W信号は第３図に示すように１レンジビ
ン中に交互に発生するように設定しているため前記リア
ルタイム信号とレジスタ８出力とを合成したデータをゲ
ート回路11を介すことにより１スイープシフトせしめた
結果をレンジビンメモリ内に書き込み、処理を完了す
る。

次に、信号の境界処理について詳細に説明する。

先ず、初期設定としてｎレンジ及びｎ＋１レンジにヒ
ット信号が全く入力していないものとする。

このような状態においてヒット信号が第４図（ａ）に
示すように入力した場合、レンジビンメモリからレジス
タ７に出力されるｎ＋１レンジのデーター（一点鎖線包
囲部）及びレジスタ８から出力されるデータ（点線包囲
部）にはヒット信号が存在せず点線で包囲したデータと
リアルタイムヒット信号がターゲット検出回路12及びゲ
ート回路11に印加され、該ターゲット検出回路12ではヒ
ット信号が１つしかないため前縁検出されず、またアク
ティブとは判断されない。

一方、該信号を受けたゲート回路11ではデータをシフ
トしてレンジビンメモリ６に書き込む。

次のスイープで第４図（ｂ）に示すように前記ヒット
信号と同一レンジビンにヒット信号が入力すると、ｎ−
１レンジをスイープした際にｎレンジの情報がレンジビ
ンメモリ６より読み出され、レジスタ７及びゲート回路
９を介してレジスタ８に与えられているため、同図にお
いて実線にて包囲したデータ及びリアルタイムヒット信
号がターゲット検出処理回路12に加えられる。

上述したようにヒット信号が入力し、前縁検出基準値
以上のヒット信号がレンジビンに取り込まれ、当該レン
ジビンがアクティブとなった後に第４図（ｃ）に示すよ
うにヒット信号がｎ＋１レンジに移動し、次のスイープ
で当該ヒット信号が第４図（ｄ）に示す如く再びｎレン
ジに戻って入力した場合、ｎ−１レンジをスイープする
ときにｎレンジのデータ、即ち同図直線により包囲した
データがレンジビンメモリより読みだされ、レジスタ７
に保持され、ゲート回路９を介して次段のレジスタ８に
出力される。

次に、ｎレンジをスイープする時にはレンジビンメモ
リよりｎ＋１レンジのデータ、即ち、同図において一点
鎖線により包囲したデータがレジスタ７に出力するとと
もに、該レジスタ７出力は隣接するレンジビン（ｎレン
ジ）がアクティブとなっているため当該データのヒット
信号はターゲットが移動したためｎ＋１レンジに取り込
まれたものと判断し、信号を消去するようレンジビン境
界処理回路がゲート回路９を制御すると共にレジスタ８
に保持されているｎレンジのデータはゲート回路10を通
過する際に前記消去したヒット信号と同一スイープ且つ
ｎレンジに信号の書き込みを行う。

したがって、レジスタ８にはｎ＋１レンジの信号とし
てヒット信号が全く入力していないデータが与えられる
と共にレジスタ８からはｎレンジのデータとして第４図
（ｅ）に示すようにｎレンジ×ｍ−１スイープにヒット
信号が書き込まれた状態の信号がターゲット検出処理回
路12に出力され、リアルタイムヒット信号と合成し処理
を行う。

また、ヒット信号の取り込みがｎ−１レンジ→ｎレン
ジの場合にはレンジビン境界処理回路がシフタ３を制御
せしめ１レンジビン遅延させターゲット検出処理回路に
出力するよう構成することにより容易に信号と取り込み
と行うことが出来る。

更に、隣接する両レンジビンが共にアクティブとなっ
た場合には、アクティブとなった旨の信号がレジスタ７
及び８よりレンジビ境界処理回路４に与えられているた
め、レンジビン境界処理回路４は強制的にシフタ３を作
動させ、一方のレンジビンに信号と取り込むため、他方
のアクティブとなったレンジビンは以後ヒット信号が入
力しなくなり、後縁は検出されるがランレングスが不足
して破棄され、ターゲットは検出されない。

従って、隣接するレンジビンには同時にアクティブが
存在することはあるが、従来のようにその存在が継続す
ることがなく、最終的には一方のレンジビンにのみター
ゲットが存在することになるためターゲットが分離した
り、ランレングスの不足によりデータが棄却され１機も
検出されない等の不具合を解消することが出来る。

（発明の効果） 本発明は上述した如く構成し且つ機能するものである
から、トランスポンダ応答信号がシステムジッタ等によ
り隣接するレンジビンに移動した場合、アクティブとな
ったレンジビンに信号を必ず取り込み、処理を行うた
め、隣接するレンジビンが同時にアクティブとなること
を防止し、また、レンジビン境界処理検出回路が２つの
隣接するレンジビンをともに監視しているため、隣接し
たレンジビンが同時にアクティブとなった場合には一方
のレンジにヒット信号を強制的に取り込み、他方のレン
ジにはヒット信号が入力しないように制御することによ
り、信号の分散入力に基づくターゲットの分離を防止
し、正確な航空管制を行う上で著しい効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るレンジビン境界処理方式を実現す
るために用いるレンジビン境界処理回路の一実施例を示
すブロック図、第２図及び第６図はレンジビンマップを
示す図、第３図は第１図に示したレンジビン境界処理回
路における各種入力信号を示す図、第４図（ａ）乃至
（ｅ）、第７図（ａ）乃至（ｄ）及び第８図（ａ）
（ｂ）はレンジビンマップにヒット信号が入力する様子
を示す図、第５図はPPIスコープを示す図、第９図、第1
0図（ａ）乃至（ｃ）及び第11図（ａ）（ｂ）はヒット
信号の取り込みを説明する図である。 １……デコーダ、２……正規化回路、３……シフタ、４
……レンジビン境界処理回路、５……加算器、６……レ
ンジビンメモリ、７、８……レジスタ、９、10、11……
ゲート回路、12……ターゲット検出処理回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】航空管制に用いられる二次監視レーダ等の
   SIF質問に対して航空機等が搭載するトランスポンダ応
   答信号のデコード信号をレンジビンメモリに記憶し、ス
   ライディングウインドウ方式で処理するときのレンジビ
   ン境界処理方法において、スイープ中のレンジｎに対し
   てｎ＋１レンジのレンジビン情報をレンジビンメモリよ
   り読み出すと共に、該読み出したｎ＋１レンジのデータ
   と当該スイープ中のｎレンジのデータとをレンジビン境
   界処理回路において比較することにより、一方のレンジ
   ビンがアクティブとなった場合、隣接する他方のレンジ
   ビンに存在するヒット信号を前記アクティブとなったレ
   ンジビンに取り込むとともに、両レンジビンが共にアク
   ティブとなった場合には一方のレンジビンにヒットする
   応答信号を強制的に他方のレンジビンに入力するようレ
   ンジビン境界処理回路を制御することにより、ターゲッ
   トを正確に捕捉し、システムジッタ等によるターゲット
   の分離あるいはランレングスの不足等を防止したことを
   特徴とするレンジビン境界処理方法。