JP3208228B2 - レーダ装置 - Google Patents

レーダ装置

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JP3208228B2
JP3208228B2 JP15562693A JP15562693A JP3208228B2 JP 3208228 B2 JP3208228 B2 JP 3208228B2 JP 15562693 A JP15562693 A JP 15562693A JP 15562693 A JP15562693 A JP 15562693A JP 3208228 B2 JP3208228 B2 JP 3208228B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アンテナのビーム幅に
起因した物標の拡大表示を防止する方位拡大補正処理回
路に関し、更にこの回路を備えたレーダ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3には、一従来例に係るレーダ装置の
構成が示されている。
【0003】この図に示される装置は、モータ10によ
って水平面内で回転駆動されるアンテナ12を備えてい
る。アンテナ12は所定の水平ビーム幅θを有してお
り、送信機14及び受信機16によって共用される。す
なわち、送信機14は、タイミング制御部18から供給
され送信タイミングを示す送信トリガに応じ、パルス変
調された高周波信号を発生させこれをアンテナ12に供
給する。アンテナ12からこの信号が送信されると、こ
の信号はビーム方向に存在する物標によって反射され
る。アンテナ12はこの反射波を受信し、受信機16は
受信した反射波を増幅・検波してA/D変換器20に供
給する。
【0004】A/D変換器20は、タイミング制御部1
8から供給される送信トリガに応じ、受信機16の出力
を1又は複数ビットのディジタル信号に変換し、メモリ
22に供給する。D/A変換器24は、メモリ22上の
ディジタルデータをアナログの映像信号に変換し、表示
器26に供給する。偏向回路28は、タイミング制御部
18から供給される水平/垂直同期信号に応じ表示器2
6の画面走査を制御する。
【0005】表示器26としてラスタスキャン方式のC
RT等を用いる場合、受信機16によって得られA/D
変換器20によりディジタル信号に変換される極座標形
式の情報を、表示器26の表示に適した直交座標形式の
情報に変換する必要がある。座標変換回路30は、極座
標から直交座標への変換を行うための回路である。
【0006】まず、方位信号発生器32は、モータ10
による駆動に伴うアンテナ12の回転を示す方位パルス
を発生させ、これを相対/真方位演算部34に供給す
る。方位パルスは、例えばアンテナ12の1回転当り4
096個生成される。この場合、1個の方位パルスは、
0.08°を示している。相対/真方位演算部34は、
この方位パルスを基準方位を基準として計数し、相対方
位又は真方位に変換する。この場合基準方位として船首
方位(船舶に搭載する場合)を使用すると、得られる方
位は相対方位となり、真北方位を使用すると真方位とな
る。この図においては、基準方位がジャイロからのジャ
イロ信号により与えられている。
【0007】一方、レーダ装置から物標までの距離情報
は、タイミング制御部18から供給される送信トリガに
基づき、送信からの経過時間として求めることができ
る。座標変換回路30は、このようにして得られる距離
R及び相対/真方位演算部34から出力される方位θに
基づき、X,Y直交アドレスを発生させる。すなわち、
X=X0+Rsinθ,Y=Y0+Rcosθを演算
し、これをメモリ制御部36に供給する。ただし、X
0,Y0は自船位置である。メモリ制御部36は、送信
タイミングに同期して、A/D変換器20の出力をメモ
リ22上に書き込む。具体的には、メモリ22は例えば
表示器26の画面に対応したフレームメモリであり、メ
モリ制御部36は、A/D変換器20から出力され図示
しないスイープメモリ上に格納されている極座標形式の
データを、座標変換回路30において生成されたX,Y
直交アドレスに基づきメモリ22上に転送格納する。こ
れにより極座標形式から直交座標形式への変換が実現さ
れる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このようなレーダ装置
において、例えば図4(a)に示されるように幅θ
有する水平ビームを用いて物標を捕捉し表示器の画面上
に表示する場合、物標の寸法は、実際の寸法に対応した
寸法に比べ、水平面内においてほぼ水平ビーム幅θ
相当する角度だけ、方位方向に拡大表示される。
【0009】すなわち、図4(b)に示される物標10
0を、アンテナを回転させつつ捕捉する場合、まずある
時点において水平ビームの前縁によりこの物標100が
捕捉される。この物標100は、当該水平ビームの後縁
から逃れるまでは、当該水平ビームによって捕捉され続
ける。従って、表示器の画面上においては、物標100
はその前後にθ/2ずつ拡大表示されることとなる。
すなわち、この図において破線110で示されるよう
に、物標100は拡大表示される。
【0010】更に、この現象は、物標100の位置によ
って当該物標100の表示に係る大きさが相違するとい
う現象を発生させる。すなわち、物標100の画面上に
おける大きさLは、図5(b)に示されるように、実際
の大きさLに水平ビーム幅θによる拡大EXPを加
算した大きさとなる。その結果、図5(a)に示される
ように、画面上において、中心からの距離(物標100
の表示位置)に応じ当該物標100の大きさが変化する
という現象が生じる。
【0011】このように、従来においては、物標の大き
さが方位方向に拡大され、かつその大きさが自船との距
離に応じて異なることとなるため、表示器の表示を見る
だけでは、物標の実際の形状、大きさ等を知ることが極
めて困難であった。
【0012】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、アンテナのビーム
幅に起因した物標の方位方向の拡がりを防止することに
より、画面から物標の形状、大きさを好適に読み取るこ
とを可能とすることを目的とする。
【0013】
【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、本発明の方位拡大補正処理回路は、アンテナ
を回転させつつ受信した反射波をアンテナの方位と対応
付けつつ少なくともビーム幅に亘って映像情報として記
憶する記憶手段と、記憶している映像情報に物標の存在
を示す情報が含まれておりかつこの情報がアンテナのビ
ームの前縁又は後縁により捕捉した情報である場合に、
当該映像情報から当該情報を除去する除去手段と、を備
え、ビームの前縁又は後縁により捕捉した情報を除去し
たうえで、映像情報に基づく表示を行なわせることによ
りビーム幅に起因した物標表示の拡大を除去することを
特徴とする。
【0014】また、本発明のレーダ装置は、所定のビー
ム幅を有するアンテナと、このアンテナを所定面内で回
転させつつ信号を繰り返し送信し周囲の物標からの反射
波を受信する手段と、受信した反射波に基づき当該物標
の映像を表示する手段と、本発明の方位拡大補正処理回
路と、を備えることを特徴とする。
【0015】更に、本発明は、除去手段が、受信した反
射波に係る情報及び/又は記憶手段上に記憶されている
映像情報から、表示すべき方位に対応する映像情報並び
にこの方位に対してしてビーム幅/2だけ前及び/又は
後の方位に対応する映像情報を選択する選択手段と、選
択した映像情報の論理積演算を行なうことにより、表示
すべき方位に対応する映像情報から、ビームの前縁又は
後縁により捕捉した情報を除去する論理積演算手段と、
を含むことを特徴とする。
【0016】本発明は、更に、選択手段が、アンテナの
回転数及びビーム幅並びに送信繰り返し周波数に基づ
き、映像情報を選択することを特徴とする。
【0017】そして、本発明の方位拡大補正処理方法
は、アンテナを回転させつつ受信した反射波をアンテナ
の方位と対応付けつつ少なくともビーム幅に亘って映像
情報として記憶し、記憶している映像情報に物標の存在
を示す情報が含まれておりかつこの情報がアンテナのビ
ームの前縁又は後縁により捕捉した情報である場合に、
当該映像情報から当該情報を除去することにより、ビー
ム幅に起因した物標表示の拡大を除去することを特徴と
する。
【0018】
【作用】本発明の方位拡大補正処理回路及び方法におい
ては、まず、アンテナを回転させつつ受信した反射波
が、アンテナの方位と対応できつつ、少なくともビーム
幅に亘って映像情報として記憶される。更に、表示すべ
き映像情報に物標の存在を示す情報が含まれておりかつ
この情報がアンテナのビームの前縁又は後縁により捕捉
した情報である場合に、この映像情報からこの情報が除
去される。従って、ビームの前縁又は後縁により捕捉し
た情報が除去されたうえで、映像情報に基づく表示が行
われることとなる。この結果、ビーム幅に起因した物標
表示の拡大が防止され、従って物標までの距離による物
標の表示寸法の変化も防止される。
【0019】また、アンテナのビームの前縁又は後縁に
より捕捉した情報を除去する手段としては、選択手段及
び論理積演算手段を含む構成を用いることができる。す
なわち、受信した反射波に係る情報及び/又は記憶手段
上に記憶されている映像情報から、表示すべき方位に対
応する映像情報並びにこの方位に対しビーム幅/2だけ
前及び/又は後の方位に対応する映像情報を選択し、選
択した映像情報の論理積演算を行なう。表示すべき方位
に対してビーム幅/2だけ前及び/又は後の方位に対応
する映像情報は、当該表示すべき方位を施行するビーム
の前縁又は後縁を施行する映像情報であるから、この論
理積演算を行なうことにより、ビームの前縁又は後縁に
より捕捉した情報が除去されることとなる。
【0020】そして、本発明においては、この映像情報
の選択が、アンテナの回転数、アンテナのビーム幅及び
送信繰り返し周波数に基づき実行される。すなわち、表
示すべき方位に対してビーム幅/2だけ前及び/又は後
の方位は、アンテナの回転数及び送信繰り返し周波数に
基づき演算決定することが可能であるから、これらの情
報を用いることにより、必要な映像情報を好適に選択で
きる。
【0021】
【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。なお、図3乃至図5に示される従来例
と同様の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
【0022】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。この図に示されるように、
本実施例は、A/D変換器20の後段に方位拡大補正処
理回路38を設けたことを特徴としている。
【0023】図2には、この実施例における方位拡大補
正処理回路38の一例構成が示されている。この図に示
されるように、方位拡大補正処理回路38は、スイープ
メモリ40、計数回路42及び44、水平ビーム幅設定
回路46、θ/2・θ遅延スイープ数演算回路4
8、選択回路50並びにAND52から構成されてい
る。
【0024】スイープメモリ40は、アンテナ12によ
る1回の送受信(1スイープ)によって得られるA/D
変換器20の出力を、少なくともアンテナ12の水平ビ
ーム幅θに亘って記憶するメモリである。アンテナ1
2の回転数をN(rpm)と表わすと、1秒間における
アンテナ12の回転角度は360°・N/60=6・N
となる。また、送信繰り返し周波数(アンテナ12から
の1秒当りの送信回数)をPRFとすると、アンテナ1
2が1°回転する間に実行される送信の回数はPRF/
6N回となる。従って、水平ビーム幅θにおける送信
の回数はθ・PRF/6Nであるから、スイープメモ
リ40の記憶容量は、少なくとも、θ・PRF/6N
スイープ分必要とされる。
【0025】また、計数回路42は、方位信号発生器3
2によって生成される空中線方位信号(方位パルス)を
1分間に亘って計数し、アンテナ12の回転数Nを求め
る。計数回路44は、タイミング制御部18から出力さ
れる送信トリガを1秒間計数することにより、送信繰り
返し周波数PRFを求める。水平ビーム幅設定回路46
は例えば0.1°単位のディップスイッチであり、この
水平ビーム幅設定回路46を用いてθ/2・θ遅延
スイープ数演算回路48に水平ビーム幅θを0.1°
単位で設定することができる。
【0026】θ/2・θ遅延スイープ数演算回路4
8は、計数回路42によって求められる回転数N、計数
回路44によって求められる送信繰り返し周波数PRF
及び水平ビーム幅設定回路46により設定される水平ビ
ーム幅θに基づき、現方位からθ/2前の方位に係
るスイープ数と、θ前の方位に係るスイープ数とを演
算する。θ/2・θスイープ数演算回路48は、こ
れらN、PRF及びθの3入力をアドレスとするRO
Mとして実現することができる。選択回路50は、遅延
スイープ数演算回路48によって演算される2種類のス
イープ数(θ/2及びθにそれぞれ対応)を入力
し、これに基づきスイープメモリ40上からデータを読
み込む。すなわち、現時点のアンテナ12の方位からθ
/2前の方位に係るスイープと、θ前の方位に係る
スイープについて、スイープメモリ40から情報を読み
込み、これをAND52に出力する。ここに、図中Bと
はθ/2前の情報であり、Cはθ前の情報である。
AND52は、A/D変換器20から出力される情報、
すなわち現在のアンテナ12の方位に対応した生の情報
A、選択回路50から出力される情報B及びCの論理積
を演算し、その結果をDとして出力する。出力される情
報Dはメモリ22上に格納され、座標変換に供される。
【0027】従って、本実施例によれば、θ/2遅延
に係る情報Bに物標の存在を示す情報が含まれている場
合であっても、同様の情報がA及びCに含まれていなけ
れば、表示器26の画面上には当該物標に係る映像が表
示されないこととなる。すなわち、水平ビーム幅θ
起因した物標100の表示寸法の拡大が防止されること
となり、また自船からの距離による大きさの変化が防止
されることとなる。このような拡大表示の防止は、使用
者が表示器26の画面を見て物標100の寸法及び形状
を好適に認識することができる点で非常に有利である。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
映像情報に物標の存在を示す情報が含まれておりかつこ
の情報がビームの前縁又は後縁より捕捉した情報である
場合にこれを除去して表示を行なわせるようにしたた
め、ビーム幅に起因した物標表示の拡大、ひいては自船
と物標との距離による寸法の変化が防止されることとな
り、表示画面上から物標の形状及び寸法をより好適に読
み取ることが可能となる。また、この処理は、受信した
情報の記憶、受信した情報及び/又は記憶されている情
報の選択的な使用及び論理積演算によって実現すること
ができ、比較的簡素な回路構成で実現することができ
る。そして、この処理は、アンテナの回転数及びビーム
幅並びに送信繰り返し周波数に基づき映像情報を選択す
ることにより実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例にか係るレーダ装置の構成を
示すブロック図である。
【図2】この実施例に係る方位拡大補正処理回路の構成
を示すブロック図である。
【図3】一従来例に係るレーダ装置の構成を示すブロッ
ク図である。
【図4】水平ビーム幅θによる物標の拡大を説明する
ための図であり、図4(a)は水平指向特性を、図4
(b)は水平ビーム幅θによる物標の拡大原理を、そ
れぞれ示す図である。
【図5】自船からの距離による物標の大きさの変化を説
明するための図であり、図5(a)は物標の表示画面
を、図5(b)は自船からの距離Rによる変化の傾向
を、それぞれ示す図である。
【符号の説明】
12 アンテナ 14 送信機 16 受信機 18 タイミング制御部 20 A/D変換器 22 メモリ 26 表示器 38 方位拡大補正処理回路 40 スイープメモリ 42,44 計数回路 46 水平ビーム幅設定回路 48 θ/2・θ遅延スイープ数演算回路 50 選択回路 52 AND 100 物標 θ 水平ビーム幅 R 自船から物標までの距離 L 画面上における物標の大きさ L 物標の実際の大きさ N アンテナの回転数 PRF 送信繰り返し周波数
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンテナを回転させつつ受信した反射波
    をアンテナの方位と対応付けつつ少なくともビーム幅に
    亘って映像情報として記憶する記憶手段と、 記憶している映像情報に物標の存在を示す情報が含まれ
    ておりかつこの情報がアンテナのビームの前縁又は後縁
    により捕捉した情報である場合に、当該映像情報から当
    該情報を除去する除去手段と、 を備え、 ビームの前縁又は後縁により捕捉した情報を除去した上
    で、映像情報に基づく表示を行わせることにより、ビー
    ム幅に起因した物標表示の拡大を除去することを特徴と
    する方位拡大補正処理回路。
  2. 【請求項2】 所定のビーム幅を有するアンテナと、こ
    のアンテナを所定面内で回転させつつ信号を繰り返し送
    信し周囲の物標からの反射波を受信する手段と、受信し
    た反射波に基づき当該物標の映像を表示する手段と、を
    備えるレーダ装置において、 請求項1記載の方位拡大補正処理回路を備えることを特
    徴とするレーダ装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の回路又は装置にお
    いて、 除去手段が、 受信した反射波に係る情報及び/又は記憶手段上に記憶
    されている映像情報から、表示すべき方位に対応する映
    像情報並びにこの方位に対してビーム幅/2だけ前及び
    /又は後の方位に対応する映像情報を選択する選択手段
    と、 選択した映像情報の論理積演算を行うことにより、表示
    すべき方位に対応する映像情報から、ビームの前縁又は
    後縁により捕捉した情報を除去する論理積演算手段と、 を含むことを特徴とする回路又は装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の回路又は装置において、 選択手段が、アンテナの回転数及びビーム幅並びに送信
    繰り返し周波数に基づき、映像情報を選択することを特
    徴とする回路又は装置。
  5. 【請求項5】 アンテナを回転させつつ受信した反射波
    をアンテナの方位と対応付けつつ少なくともビーム幅に
    亘って映像情報として記憶し、 記憶している映像情報に物標の存在を示す情報が含まれ
    ておりかつこの情報がアンテナのビームの前縁又は後縁
    により捕捉した情報である場合に、当該映像情報から当
    該情報を除去することにより、 ビーム幅に起因した物標表示の拡大を除去することを特
    徴とする方位拡大補正処理方法。
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