JP3359586B2 - レーダ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘリコプタを含む
対空目標を探知するレーダ装置に関するもので、特にホ
バリングしているヘリコプタを容易に検出することがで
きるレーダ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４は、ホバリングヘリコプタを検出
する手段を備えた従来のレーダ装置の構成を示すブロッ
ク図である。同図において、１は指定方向の空間に送信
波を放射し、航空機やヘリコプタ等の対空目標（以下、
目標という）や地表等の目標以外のクラッタから反射さ
れた反射波を受信するアンテナ、２は上記送信波を発生
する送信機、３は送信機２からの送信信号をアンテナ１
へ供給したり、アンテナ１で受信した反射波（受信信
号）を分離するサーキュレータ、４はサーキュレータ３
から送られてきた受信信号に対し受信処理を行った後デ
ィジタルビデオ信号に変換する受信機、５は受信機４か
ら出力されるディジタルビデオ信号に対しクラッタを抑
圧するＭＴＩ（Moving Target Indicator）装置、６
はＭＴＩ装置５の出力信号に対し狭帯域フィルクリング
を行う周波数分析装置、７は周波数分析装置６の出力信
号に対し目標からの受信信号を検出するＣＦＡＲ（Cons
tantFalse Alarm Rate）装置、８はＣＦＡＲ装置７で
検出された目標信号に対し周波数方向に広がった検出情
報を１つに圧縮する周波数軸合成装置、９は周波数軸合
成装置８の出力信号に対しアンテナビームのスキャン間
相関のある信号をクラッタとして除去するスキャン相関
装置、１０Ａは周波数分析装置６の出力信号にからホバ
リングヘリコプタを検出し、ホバリングヘリコプタ検出
信号を出力するホバリングヘリコプタ検出装置である。

【０００３】次に、動作について説明する。アンテナ１
から指定方向の空間に放射された送信波は、航空機やヘ
リコプタ等の目標や地表波等の目標以外のクラッタによ
り反射され、反射波としてアンテナ１で受信される。上
記アンテナ１で受信された反射波（受信信号）は、サー
キュレータ３を経由して受信機４に送られ、受信機４に
おいて受信処理された後ディジタルビデオ信号に変換さ
れＭＴＩ装置５に出力される。ＭＴＩ装置５は、目標と
目標以外のクラッタからの反射による受信信号のドップ
ラ周波数の違いを利用して上記クラッタを抑圧する。周
波数分析装置６は、ＭＴＩ装置５でクラッタ抑圧された
信号をコヒーレント積分することより信号対雑音比（Ｓ
／Ｎ比）を改善するとともに、クラッタの存在するドッ
プラ周波数付近の信号を除去することによりクラッタを
抑圧する。なお、上記周波数分析装置６におけるコヒー
レント積分の手段としては、ＦＦＴ（Fast Fourier T
ransform ;高速フーリエ変換）がよく使用される。

【０００４】ＣＦＡＲ装置７は、周波数分析装置６から
出力される信号の各周波数毎の距離方向サンプリング
（以下、レンジピンという）に対して、注目レンジピン
の周辺信号レベルからリファレンスレベルを算出し、算
出したリファレンスレベルと注目レンジ信号とを比較す
ることにより、目標信号の有無を抽出する。

【０００５】目標がヘリコプターの場合には、機体から
の反射波とローターブレードからの反射波とが合成され
たものが、アンテナ１で受信される。このとき、ヘリコ
プタがホバリングしている（ロータを回転させた状態で
機体が空中に静止している）と、機体からの反射波はド
ップラ周波数が０（ゼロ）となるためクラッタと弁別で
きず、ＭＴＩ装置５と周波数分析装置６とによって抑圧
されてしまうので、ＣＦＡＲ装置７で検出することが困
難である。そこで、ホバリングしているヘリコプタに対
しては、後述するように、ホバリングヘリコプタ検出装
置１０Ａにより、ホバリングヘリコプタであることを検
出し、その情報をホバリングヘリコプタ検出信号として
次段の周波数軸合成装置８へ出力するようにしている。

【０００６】次に、ホバリングヘリコプタ検出装置１０
Ａの動作について説明する。航空機等の通常目標からの
受信信号のドップラ周波数特性を図１５（ａ）に、ホバ
リングヘリコプタからの受信信号のドップラ周波数特性
を、図１５（ｂ）に示す。これら２つのドップラ周波数
特性を比較すればわかるように、ホバリングヘリコプタ
からの受信信号の周波数特性は、通常目標からの受信信
号の周波数特性と比較してレベルが小さくかつドップラ
周波数帯域が広くなっている。これは、通常目標からの
受信信号では、上記目標の移動速度に応じたほぼ一定の
ドップラ周波数が検出されるのに対し、ホバリングヘリ
コプタヘリコプタからの受信信号では、回転しているロ
ーターブレードのそれぞれの角度に応じた種々のドップ
ラ周波数が検出されるためである。ホバリングヘリコプ
タ検出装置１０Ａは、受信信号のドップラ周波数特性に
対して、上記性質を利用して、受信信号がホバリングヘ
リコプタからの反射波であるかどうかの判定基準を設
け、ホバリングしているヘリコプタを検出する。すなわ
ち、周波数分析装置６から出力されるドップラスペクト
ルに対し、ホバリングヘリコプタを検出するためのホバ
リングヘリコプタ検出ドップラ周波数範囲（固定値）を
設定し、上記周波数範囲において、入力されたドップラ
信号が予め設定された閾値である検出スライサレベル
（固定値）を越える割合を算出し、上記割合が判定基準
であるホバリングヘリコプタ判定基準値（固定値）より
大きい場合には上記ドップラ信号がホバリングヘリコプ
タヘリコプタからの受信信号であると判定し、ホバリン
グヘリコプタ検出信号を有意として周波数軸合成装置８
へ出力する。

【０００７】一方、ＣＦＡＲ装置７で検出された目標信
号は、周波数方向の広がりを押さえて表示するために、
周波数軸合成装置８にて１レンジピンごと１つの信号に
圧縮される。圧縮の方法としては、例えば周波数方向検
出信号の最大値を出力する方法等がある。上記周波数軸
合成装置８は、ＣＦＡＲ装置７から目標検出情報が無い
場合でも、ホバリングヘリコプタ検出装置１０Ａからの
ホバリングヘリコプタ検出信号が有意である場合には、
ホバリングヘリコプタが存在している（目標あり）とす
るとともに、ホバリングヘリコプタ検出情報を付与す
る。また、クラッタからの反射による信号は、ＭＴＩ装
置５と周波数分析装置６とで抑圧されるが、クラッタの
揺らぎ等によるドップラ周波数の広がりによりクラッタ
の消え残りが生じる。スキャン間相関装置９では、この
クラッタの消え残りを抑圧するためにアンテナスキャン
間の相関をとり、同一方向，同一距離に存在する信号を
検出しクラッタの消え残りを除去する。但し、ホバリン
グヘリコプタ検出装置１０Ａで検出したホバリングヘリ
コプタ検出信号が有意である場合には、入力された信号
をホバリングヘリコプタからの信号とみなし、アンテナ
スキャン間の相関がとれた場合でも上記信号は除去しな
い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のレーダ装置では、ホバリングヘリコプタ検出装置１
０Ａで設定されるホバリングヘリコプタを検出するため
のドップラ周波数範囲と検出スライサレベルとホバリン
グヘリコプタ判定基準値とがそれぞれ固定値であるた
め、地面等からの強大なクラッタが受信系に入力した場
合には、ＭＴＩ装置５や周波数分析装置６によるクラッ
タ抑圧を行っても上記ドップラ周波数範囲内にクラッタ
の消え残りが生じる。このため、クラッタの大きさによ
っては、ホバリングヘリコプタ検出装置１０Ａに入力さ
れたクラッタの消え残りによるドップラ信号の大きさが
検出スライサレベルを越えてしまう場合もあるため、上
記クラッタからの反射波とホバリングヘリコプタからの
反射波とが区別できず、ホバリングヘリコプタの判定を
正確に行えないといった問題点があった。また、ホバリ
ングヘリコプタのローターブレードからの反射波による
スペクトルのレベルは、ドップラ周波数によらずほぼ一
定であるにも関わらず、ホバリングヘリコプタ検出装置
１０Ａに入力される信号は、ＭＴＩ装置５の周波数レス
ポンスの影響を受けるため、０ドップラ周波数及び最大
ドップラ周波数（ｆ_max）においてレベルが小さく、そ
の中間の周波数（ｆ_max／２）においてレベルが一番大
きくなる（図１５（ｂ）参照）。したがって、検出スラ
イサレベルが適切でないと、ドップラスペクトルレベル
が小さくなるドップラ周波数部分（０ドップラ及びｆ
_max付近）において、ホバリングヘリコプタ判定を正確
に行えないといった問題点があった。また、気象クラッ
タやチャフ等からの受信信号は、ホバリングヘリコプタ
と同様にドップラ周波数のスペクトル幅が広がるため、
従来の方法ではホバリングヘリコプタとの区別ができ
ず、そのため、ホバリングヘリコプタの判定を正確に行
えないといった問題点があった。

【０００９】本発明は、従来の問題点に鑑みてなされた
もので、強大な地面クラッタの影響やＭＴＩ装置の速度
レスポンスの影響、更には気象クラッタやチャフなどか
らの影響を受けることなく、安定してホバリングヘリコ
プタを探知することのできるレーダ装置を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のレーダ装置は、受信機からの信号に対しクラッタレベ
ルを算出するクラッタレベル算出装置と、上記クラッタ
レベル算出装置からのクラッタレベルに基づいてホバリ
ングヘリコプタを検出するためのドップラ周波数範囲を
設定する周波数範囲設定回路と、上記周波数範囲設定回
路から出力されるドップラ周波数範囲と予め設定された
検出スライサレベル及びホバリングヘリコプタ判定基準
値とに基づいて、周波数分析装置からの信号からホバリ
ングヘリコプタを検出するホバリングヘリコプタ検出装
置とを備えたものである。

【００１１】請求項２に記載のレーダ装置は、ＭＴＩ装
置の特性に合わせて検出スライサレベルを設定する検出
スライサ設定回路と、上記検出スライサ設定回路から出
力される検出スライサレベルと予め設定されたドップラ
周波数範囲及びホバリングヘリコプタ判定基準値とに基
づいて、周波数分析装置からの信号からホバリングヘリ
コプタを検出するホバリングヘリコプタ検出装置とを備
えたものである。

【００１２】請求項３に記載のレーダ装置は、請求項１
のレーダ装置に、ＭＴＩ装置の特性に合わせて検出スラ
イサレベルを設定する検出スライサ設定回路を設け、上
記検出スライサ設定回路から出力される検出スライサレ
ベルと、周波数範囲設定回路から出力されるドップラ周
波数範囲と予め設定されたホバリングヘリコプタ判定基
準値とに基づいて、周波数分析装置からの信号からホバ
リングヘリコプタを検出するようにしたものである。

【００１３】請求項４に記載のレーダ装置は、受信機か
らの信号に対し狭帯域フィルクリングを実施する第２の
周波数分析装置と、予め設定されたドップラ周波数範
囲，ホバリングヘリコプタ判定基準値及び検出スライサ
レベルとに基づいて、上記第２の周波数分析装置からの
信号からホバリングヘリコプタを検出するホバリングヘ
リコプタ検出装置とを備えたものである。

【００１４】請求項５に記載のレーダ装置は、予め設定
された検出スライサレベルとホバリングヘリコプタ判定
基準値とドップラ周波数範囲とに基づいて、上記周波数
分析装置からの信号からホバリングヘリコプタを検出す
るホバリングヘリコプタ検出装置と、上記ホバリングヘ
リコプタ検出装置から出力されるホバリングヘリコプタ
検出信号から距離及び方位の情報に基づいて平面的なホ
バリングヘリコプタの検出状況を構築してホバリングヘ
リコプタの存在を検出する平面分布判定装置とを備えた
ものである。

【００１５】請求項６に記載のレーダ装置は、請求項１
または請求項２または請求項４記載のレーダ装置に、ホ
バリングヘリコプタ検出装置から出力されるホバリング
ヘリコプタ検出信号から、距離と方位との情報をもとに
平面的なホバリングヘリコプタの検出状況を構築してホ
バリングヘリコプタの存在を検出する平面分布判定装置
を設けたものである。

【００１６】請求項７に記載のレーダ装置は、予め設定
された検出スライサレベルと、ホバリングヘリコプタ判
定基準値とドップラ周波数範囲とに基づいて、上記周波
数分析装置からの信号からホバリングヘリコプタを検出
するホバリングヘリコプタ検出装置と、上記ホバリング
ヘリコプタ検出装置から出力されるホバリングヘリコプ
タ検出信号から距離と方位と高度との情報をもとに空間
的なホバリングヘリコプタの検出状況を構築してホバリ
ングヘリコプタの存在を検出する空間分布判定装置とを
備えたものである。

【００１７】請求項８に記載のレーダ装置は、請求項１
または請求項２または請求項４記載のレーダ装置に、ホ
バリングヘリコプタ検出装置から出力されるホバリング
ヘリコプタ検出信号から、距離と方位とと高度との情報
をもとに空間的なホバリングヘリコプタの検出状況を構
築してホバリングヘリコプタの存在を検出する空間分布
判定装置を設けたものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づき説明する。なお、以下の説明中、従来
例と共通する部分については同一符号を付し、その説明
を省略する。

【００１９】実施の形態１．図１は、本発明の実施の形
態１に係わるレーダ装置の構成を示すブロック図で、１
はアンテナ、２は送信機、３はサーキュレータ、４は受
信機、５はＭＴＩ装置、６は周波数分析装置、７はＣＦ
ＡＲ装置、８は周波数軸合成装置、９はスキャン相関装
置、１１は受信機４の出力信号からクラッタレベルを算
出するクラッタレベル算出装置、１２は上記算出された
クラッタレベルに基づいてホバリングヘリコプタを検出
するためドップラ周波数範囲を設定する周波数範囲設定
回路、１０は上記周波数範囲設定回路１２から出力され
るドップラ周波数範囲と予め設定された検出スライサレ
ベル及びホバリングヘリコプタ判定基準値とに基づい
て、周波数分析装置６からの信号からホバリングヘリコ
プタを検出するホバリングヘリコプタ検出装置である。

【００２０】次に、上記構成のレーダ装置の動作につい
て説明する。アンテナ１から指定方向の空間に放射され
た送信波は、航空機やヘリコプタ等の目標や地表波等の
目標以外のクラッタにより反射され、反射波としてアン
テナ１で受信される。上記アンテナ１で受信された反射
波の信号は、サーキュレータ３を経由して受信機４に送
られ、受信機４において受信処理された後ディジタルビ
デオ信号に変換されＭＴＩ装置５に出力される。ＭＴＩ
装置５は、目標と目標以外のクラッタからの反射による
受信信号のドップラ周波数の違いを利用して上記クラッ
タを抑圧する。周波数分析装置６は、ＭＴＩ装置５でク
ラッタ抑圧された信号をコヒーレント積分することより
信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）を改善するとともに、クラッ
タの存在するドップラ周波数付近の信号を除去すること
によりクラッタを抑圧する。なお、上記周波数分析装置
６におけるコヒーレント積分の手段としては、ＦＦＴが
よく使用される。ＣＦＡＲ装置７は、周波数分析装置６
から出力される信号のレンジピンに対して、注目レンジ
ピンの周辺信号レベルからリファレンスレベルを算出
し、算出したリファレンスレベルと注目レンジ信号とを
比較することにより目標信号の有無を抽出する。

【００２１】目標がヘリコプターの場合には、機体から
の反射波とローターブレードからの反射波とが合成され
たものが、アンテナ１で受信される。このとき、ヘリコ
プタがホバリングしている（ロータを回転させた状態で
機体が空中に静止している）と、機体からの反射波は、
ドップラ周波数が０（ゼロ）となるためクラッタと弁別
できず、ＭＴＩ装置５及び周波数分析装置６において抑
圧されてしまうので、ＣＦＡＲ装置７で検出することが
困難である。そこで、上記周波数分析装置６からの信号
に対して、検出スライサレベル，ホバリングヘリコプタ
判定基準値及びドップラ周波数範囲を設定し、ホバリン
グヘリコプタ検出装置１０により、上記信号がホバリン
グヘリコプタからの反射波による信号であるかどうかを
判定し、その情報をホバリングヘリコプタ検出信号とし
て次段の周波数軸合成装置８へ出力する。

【００２２】ＣＦＡＲ装置７で検出された目標信号は、
周波数方向の広がりを押さえて表示するために、周波数
軸合成装置８において１レンジピンごと１つの信号に圧
縮される。圧縮の方法としては、例えば周波数方向検出
信号の最大値を出力する方法等がある。上記周波数軸合
成装置８は、ＣＦＡＲ装置７から目標検出情報が無い場
合でも、ホバリングヘリコプタ検出装置１０からのホバ
リングヘリコプタ検出信号が有意である場合には、ホバ
リングヘリコプタが存在している（目標あり）とすると
ともに、ホバリングヘリコプタ検出情報を付与する。ま
た、クラッタからの反射波の信号は、ＭＴＩ装置５と周
波数分析装置６とで抑圧されるが、クラッタの揺らぎ等
によるドップラ周波数の広がりによりクラッタの消え残
りが生じる。このクラッタの消え残りを抑圧するため
に、スキャン間相関装置９によりアンテナスキャン間の
相関がとられ、同一方向、同一距離に存在する信号を検
出し、クラッタとして除去する。但し、ホバリングヘリ
コプタ検出装置１０Ａで検出したホバリングヘリコプタ
検出信号が有意である場合には、上記信号をホバリング
ヘリコプタからの反射波の信号とみなしアンテナスキャ
ン間の相関がとれた場合でも上記信号は除去しない。

【００２３】本実施の形態１では、上記ホバリングヘリ
コプタの検出に用いる検出スライサレベル，ホバリング
ヘリコプタ判定基準値，ドップラ周波数範囲のうち、ド
ップラ周波数範囲をクラッタレベル算出装置１１で算出
されたクラッタレベルに基づいて設定するものである。
すなわち、ホバリングヘリコプタを検出する際には、ク
ラッタのレベルによりクラッタの消え残りが生じ、ホバ
リングヘリコプタ検出に影響を与える。クラッタの強度
が小さい場合には、図２（ａ）に示すように、クラッタ
の消え残りも小さくスペクトルの広がりも小さい、クラ
ッタ強度が大きい場合には、図２（ｂ）に示すように、
クラッタ強度が大きくかつスペクトルの広がりも大き
い。したがって、クラッタ強度が大きい場合には、ホバ
リングヘリコプタを検出するためのドップラ周波数範囲
がクラッタが小さい場合でのドップラ周波数範囲のまま
であると、上記ドップラ周波数範囲にあるクラッタの消
え残りをホバリングヘリコプタヘリコプタからの反射波
の受信信号であると誤認してしまうため、ホバリングヘ
リコプタの判定に影響を与えてしまう。そこで、クラッ
タレベル算出装置１１においてクラッタレベル算出し、
周波数範囲設定回路１２において、この算出されたクラ
ッタレベルに基づいてホバリングヘリコプタ検出ドップ
ラ周波数範囲を設定する。

【００２４】まず、受信機４でディジタルビデオ信号に
変換された受信信号をクラッタレベル算出装置１１に送
り、クラッタの大きさに相当するクラッタのレベルを算
出する。このクラッタレベルの算出方法としては、狭帯
域フィルタにより上記ディジタルビデオ信号の直流成分
のレベルを算出するか、あるいは受信機４の信号である
ディジタルビデオ信号からＭＴＩ装置５から出力される
クラッタ抑圧後の信号をベクトル的に減算する等の処理
が行われる。次に、周波数範囲設定回路１２において、
クラッタレベル算出装置１１から出力されたクラッタレ
ベルに基づいて、クラッタの消え残りの影響がないドッ
プラ周波数範囲を算出してホバリングヘリコプタ検出装
置１０へ出力する。ホバリングヘリコプタ検出装置１０
では、上記周波数範囲設定回路１２から出力されたドッ
プラ周波数範囲と、予め設定された検出スライサレベル
及びホバリングヘリコプタ判定基準値とに基づいて、周
波数分析装置６からの出力信号からホバリングヘリコプ
タの検出を行い、上記信号がホバリングヘリコプタから
の反射波の信号であると判定した場合には、ホバリング
ヘリコプタ検出信号を有意として周波数軸合成装置８へ
出力する。

【００２５】このように、本実施の形態１では、受信機
４から出力されるディジタルビデオ信号からクラッタレ
ベル算出するクラッタレベル算出装置１１と、上記算出
されたクラッタレベルに基づいてホバリングヘリコプタ
を検出するためのドップラ周波数範囲を設定する周波数
範囲設定回路１２とを設け、ホバリングヘリコプタ検出
装置１０において、上記設定されたクラッタの大きさに
よって変化するドップラ周波数範囲と予め設定された検
出スライサレベル及びホバリングヘリコプタ判定基準値
とに基づいてホバリングヘリコプタの検出を行うように
したので、クラッタの消え残りによる影響をなくすこと
ができ、ホバリングヘリコプタの検出を容易にかつ精度
よく行うことができる。

【００２６】実施の形態２．上記実施の形態１では、ホ
バリングヘリコプタ検出ドップラ周波数範囲をクラッタ
レベルに基づいて設定し、クラッタの消え残りによる影
響をなくすようにしたが、本実施の形態２は、図３に示
すように、ＭＴＩ装置５の周波数レスポンスに応じた検
出スライサレベルを設定する検出スライサ設定回路１３
を設け、ホバリングヘリコプタ検出装置１０において、
ＭＴＩ装置５の周波数レスポンス応じた検出スライサレ
ベルに基づいてホバリングヘリコプタを検出するように
したものである。上述したように、ホバリングヘリコプ
タのローターブレードからの反射波によるスペクトルの
レベルは、ドップラ周波数によらずほぼ一定であるにも
関わらず、ＭＴＩ装置５による周波数レスポンスの影響
を受けるため、図４（ａ）に示すように、０ドップラ周
波数及び最大ドップラ周波数（ｆ_max）において、レベ
ルが小さく、その中間の周波数（ｆ_max／２）におい
て、レベルが−番大きくなる。したがって、検出スライ
サレベルを従来のようにドップラ周波数に対して一定に
すると、ドップラ周波数の小さい部分及び大きい部分で
は検出スライサレベルとホバリングヘリコプタからの反
射波の信号のレベル（ホバリングレベル）との信号レベ
ル差が小さくなり、安定してホバリングヘリコプタと判
定できない可能性があった。

【００２７】そこで、本実施の形態２では、検出スライ
サ設定回路１３において、図４（ｂ）の破線に示すよう
に、ＭＴＩ装置５の周波数レスポンスに所要の検出利得
を加えた検出スライサレベルを設定し、この検出スライ
サレベルをホバリングヘリコプタ検出装置１０へ出力す
るようにしている。ホバリングヘリコプタ検出装置１０
では、上記検出スライサ設定回路１３から出力された検
出スライサレベルと、予め設定されたホバリングヘリコ
プタ判定基準値及びドップラ周波数範囲とに基づいて、
周波数分析装置６からの出力信号からホバリングヘリコ
プタの検出し、ホバリングヘリコプタ検出信号を周波数
軸合成装置８へ出力する。したがって、ＭＴＩ装置５の
周波数レスポンスの影響を受けることなくホバリングヘ
リコプタを精度よくかつ安定して検出することができ
る。

【００２８】実施の形態３．実施の形態１ではクラッタ
のレベルによりホバリングヘリコプタを検出するドップ
ラ周波数範囲を変更し、実施の形態２ではＭＴＩ装置５
の周波数レスポンス特性にあわせて検出スライサレベル
を変化させる場合について示したが、図６に示すよう
に、上記図１に検出スライサ設定回路１３を付加し、ク
ラッタレベル算出装置１１と周波数範囲設定回路１２と
によりドップラ周波数範囲を設定してクラッタのレベル
によりホバリングヘリコプタを検出するドップラ周波数
範囲を変更するとともに、上記検出スライサ設定回路１
３により、ＭＴＩ装置５の周波数レスポンス特性にあわ
せた検出スライサレベルを設定することにより、オパリ
ングヘリコプタの検出精度を更に向上させることができ
る。

【００２９】実施の形態４．上記実施の形態１，２，３
では、ＭＴＩ装置５でクラッタ抑圧され周波数分析装置
６で狭帯域フィルクリングされた信号からホバリングヘ
リコプタを検出するようにしたしたが、本実施の形態４
は、図６に示すように、受信機４からのディジタルビデ
オ信号に対し狭帯域フィルクリングを実施する第２の周
波数分析装置６Ｒを設け、ホバリングヘリコプタ検出装
置１０において、上記第２の周波数分析装置６Ｒの出力
信号に対してホバリングヘリコプタを検出するようにし
たものである。ホバリングヘリコプタからの受信信号の
レベルは、ＭＴＩ装置５の周波数レスポンスの影響によ
り、図７（ａ）に示すように、ドップラ周波数に対し一
定ではない。したがって、従来のように検出スライサレ
ベルをドップラ周波数に対し一定にすると、ドップラ周
波数の小さい部分及び大きい部分では検出スライサレベ
ルとホバリングレベルとの信号レベル差が小さくなり安
定してホバリングヘリコプタと判定できない可能性があ
った。そこで、本実施の形態４では、第２の周波数分析
装置６Ｒを設け、受信機４からのディジタルビデオ信号
に対し狭帯域フィルクリングを実施し、ホバリングヘリ
コプタ検出装置１０では、上記第２の周波数分析装置６
Ｒからの信号からホバリングヘリコプタを判定してい
る。このため、上記判定に用いるホバリングヘリコプタ
からの信号は、ＭＴＩ装置５の周波数レスポンスの影響
を受けないので、図６（ｂ）に示すように、ドップラス
ペクトルに関係せずほぼ一定のレベルとなる。したがっ
て、ホバリングヘリコプタ検出装置１０での判定にあた
っては、従来と同様に、予め設定されたドップラ周波数
範囲と検出スライサレベルとホバリングヘリコプタ判定
基準値とを用いてホバリングヘリコプタの判定を行って
も、ＭＴＩ装置５の周波数レスポンスの影響を受けるこ
となくホバリングヘリコプタを精度よくかつ安定して検
出することができる。

【００３０】実施の形態５．図８は、本発明の実施の形
態５に係わるレーダ装置の構成を示す図である。このレ
ーダ装置は２次元のレーダ装置であり、ホバリングヘリ
コプタ検出装置１０Ａの後段に、上記ホバリングヘリコ
プタ検出装置１０Ａからの距離と方位とを指定されたホ
バリングヘリコプタ検出信号をもとにホバリングヘリコ
プタ検出信号の距離と方位の分布を生成する平面分布判
定装置１４を設け、ホバリングヘリコプタをチャフや気
象とを区別するようにしたものである。

【００３１】次に、本実施の形態５の動作について説明
する。チャフや気象クラッタからの受信信号は、ホバリ
ングヘリコプタからの受信信号と同様にドップラ周波数
が広がっている。このため、信号がホバリングヘリコプ
タからの反射によるものかチャフや気象クラッタによる
ものかは判別ができない。したがって、従来の装置で
は、ホバリングヘリコプタとチャフ、気象クラッタを区
別することができず、ホバリングヘリコプタ検出装置１
０Ａから出力されるホバリングヘリコプタ検出信号は、
ホバリングヘリコブタであってもチャフや気象クラッタ
であってもすべて有意（”１”）として出力される。と
ころで、２次元レーダの場合には、距離と方位毎に受信
信号が得られるため、ホバリングヘリコプタ検出装置１
０Ａから出力されるホバリングヘリコプタ検出信号は距
離と方位とのデータとなっている。したがって、本実施
の形態４の平面分布判定装置１４においては、ホバリン
グヘリコプタ検出装置１０Ａから出力されるホバリング
ヘリコプタ検出信号の距離と方位とに対する分布を生成
することができる。

【００３２】目標の違いによるこのホバリングヘリコプ
タ検出信号の距離と方位との分布の違いについて、図９
を用いて説明する。図９（ａ）に示すように、ホバリン
グヘリコプタからの反射波の信号は距離方向及び方位方
向に広がっておらず孤立している（距離方向の広がりＷ
ｒ及び方位方向の広がりＷｄがともに小さい）。一方、
チャフや気象クラッタからの反射波の信号は、図８
（ｂ）に示すように、距離方向の広がりＷｒ及び方位方
向の広がりＷｄが大きくかつ連続して広く分布してい
る。平面分布判定装置１４では、このことを利用して反
射波の信号の連続性を判定し、真にホバリングヘリコプ
タと判定したものを有意（”１”）としてホバリングヘ
リコプタ検出信号を周波数軸合成装置８へ出力するよう
にすれば、ホバリングヘリコプタとチャフや気象クラッ
タとを判別することができる。したがって、チャフや気
象クラッタからの反射波の信号をホバリングヘリコプタ
と間違うことがなく、ホバリングヘリコプタを精度よく
かつ安定して検出することができる。

【００３３】なお、上記実施の形態４では、図１４の従
来のホバリングヘリコプタ検出装置１０Ａを備えたレー
ダ装置について説明したが、図１，図３，図５あるいは
図７に示した本発明のレーダ装置においても、ホバリン
グヘリコプタ検出装置１０の後段に上記平面分布判定装
置１４を設けることにより、チャフや気象からの反射波
の信号をホバリングヘリコプタと確実に区別することが
できるので、ホバリングヘリコプタの検出精度を更に向
上させることができる。

【００３４】実施の形態６．上記実施の形態５では、２
次元レーダおいて、ホバリングヘリコプタとチャフ、気
象クラッタを判別する方法について説明したが、レーダ
装置が３次元レーダである場合には、図１０に示すよう
に、ホバリングヘリコプタ検出装置１０Ａからの距離と
方位と高度とを指定されたホバリングヘリコプタ検出信
号をもとにホバリングヘリコプタ検出信号の距離と方位
と高度の分布を生成する空間分布判定装置１５を設ける
ことにより、チャフや気象からの反射波の信号をホバリ
ングヘリコプタと間違うことなくホバリングヘリコプタ
を精度よくかつ安定して検出することができる。

【００３５】次に、本実施の形態６の動作について説明
する。チャフや気象クラッタからの受信信号は、ホバリ
ングヘリコプタからの受信信号と同じくドップラ周波数
が広がっている。このため、ホバリングヘリコプタ検出
装置１０Ａではホバリングヘリコプタかチャフ、気象ク
ラッタかは判別ができない。したがって、従来の装置で
は、ホバリングヘリコプタとチャフ、気象クラッタを区
別することができず、ホバリングヘリコプタ検出装置１
０Ａから出力されるホバリングヘリコプタ検出信号は、
ホバリングヘリコブタであってもチャフや気象クラッタ
であってもすべて有意（”１”）として出力される。と
ころで、３次元レーダの場合には、距離，方位，高度毎
に受信信号が得られるため、ホバリングヘリコプタ検出
装置１０Ａから出力されるホバリングヘリコプタ検出信
号は距離，方位，高度のデータとなっている。目標の違
いによるこのホバリングヘリコプタ検出信号の距離と方
位と高度とに対する分布の違いについて図１１を用いて
説明する。図１１（ａ）に示すようにホバリングヘリコ
プタからの反射波の信号は距離，方位，高度方向に広が
っておらず孤立している。一方、チャフや気象クラッタ
からの信号は、図１１（ｂ）に示すように距離方向，方
位方向，高度方向に連続して分布している。空間分布判
定装置１５では、これを利用して反射波の信号の連続性
を判定し、真にホバリングヘリコプタと判定したものを
有意（”１”）としてホバリングヘリコプタ検出信号を
周波数軸合成装置８へ出力することにより、ホバリング
ヘリコプタとチャフや気象クラッタとを判別することが
できる。したがって、チャフや気象クラッタからの反射
波の信号をホバリングヘリコプタからの信号とと間違う
ことなくホバリングヘリコプタを検出することができ
る。

【００３６】なお、上記実施の形態６では、図１４の従
来のホバリングヘリコプタ検出装置１０Ａを備えたレー
ダ装置について説明したが、図１２，図１３に示すよう
に、図１，図３に示した本発明のレーダ装置に対して、
ホバリングヘリコプタ検出装置１０の後段に空間分布判
定装置１５を設けることにより、強大な地面クラッタか
らの反射波があった場合でも、クラッタの消え残りによ
る影響をなくすことができるとともに、チャフや気象か
らの反射波の信号をホバリングヘリコプタと間違うこと
なくホバリングヘリコプタを検出することができ、ホバ
リングヘリコプタの検出精度を更に向上させることがで
きる。また、図５，図７に示した本発明のレーダ装置に
おいても、空間分布判定装置１５を設けることにより、
ホバリングヘリコプタの検出精度を更に向上させること
ができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、受信機からの信号に対しクラッタレベル
を算出するクラッタレベル算出装置と、上記クラッタレ
ベル算出装置からのクラッタレベルに基づいてホバリン
グヘリコプタを検出するためのドップラ周波数範囲を設
定する周波数範囲設定回路とを設け、上記周波数範囲設
定回路から出力されるドップラ周波数範囲に基づいて、
周波数分析装置からの信号からホバリングヘリコプタを
検出するようにしたので、クラッタ強度によりドップラ
周波数範囲を変化させてホバリングヘリコプタを検出す
ることができ、クラッタの消え残りによる影響を受けず
ホバリングヘリコプタの検出を容易にかつ精度よく行う
ことができる。

【００３８】また、請求項２に記載の発明によれば、Ｍ
ＴＩ装置の特性に合わせて検出スライサレベルを設定す
る検出スライサ設定回路を設け、上記検出スライサ設定
回路から出力される検出スライサレベルに基づいて、周
波数分析装置からの信号からホバリングヘリコプタを検
出するようにしたので、ＭＴＩ装置の周波数レスポンス
の影響を受けることなくホバリングヘリコプタを精度よ
くかつ安定して検出することができる。

【００３９】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
のレーダ装置に、ＭＴＩ装置の特性に合わせて検出スラ
イサレベルを設定する検出スライサ設定回路を設け、上
記検出スライサ設定回路から出力される検出スライサレ
ベルと、周波数範囲設定回路から出力されるドップラ周
波数範囲とに基づいて、周波数分析装置からの信号から
ホバリングヘリコプタを検出するようにしたので、クラ
ッタの消え残りの影響を受けずかつＭＴＩ装置の周波数
レスポンスの影響を受けることなくホバリングヘリコプ
タの検出を行うことができる。

【００４０】請求項４に記載の発明によれば、受信機か
らの信号に対し狭帯域フィルクリングを実施する第２の
周波数分析装置からの信号からホバリングヘリコプタを
検出するようにしたので、ホバリングヘリコプタからの
信号は、ＭＴＩ装置の周波数レスポンスの影響を受けず
ドップラスペクトルに関係せずほぼ一定のレベルとなる
ため、従来の装置と同じように一定の検出スライサレベ
ルを用いても、ＭＴＩ装置の周波数レスポンスの影響を
受けることなくホバリングヘリコプタを精度よくかつ安
定して検出することができる。

【００４１】また、請求項５に記載の発明によれば、ホ
バリングヘリコプタ検出装置から出力されるホバリング
ヘリコプタ検出信号から距離及び方位の情報に基づいて
平面的なホバリングヘリコプタの検出状況を構築してホ
バリングヘリコプタの存在を検出する平面分布判定装置
とを備え、ホバリングベリコブタ検出信号の距離，方位
に対する分布の連続性を判定するようにしたので、ホバ
リングヘリコプタとチャフや気象クラッタとを判別する
ことができ、チャフや気象からの反射信号をホバリング
ヘリコプタと間違うことなくホバリングヘリコプタを精
度よくかつ安定して検出することができる。

【００４２】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
または請求項２または請求項４記載のレーダ装置に、更
に、平面分布判定装置を設けたので、クラッタの消え残
りによる影響をなくすことができるとともに、チャフや
気象からの反射波の信号をホバリングヘリコプタと間違
うことなくホバリングヘリコプタを検出することがで
き、ホバリングヘリコプタの検出精度を更に向上させる
ことができる。

【００４３】請求項７に記載の発明によれば、ホバリン
グヘリコプタ検出装置から出力されるホバリングヘリコ
プタ検出信号から距離と方位と高度との情報をもとに空
間的なホバリングヘリコプタの検出状況を構築してホバ
リングヘリコプタの存在を検出する空間分布判定装置と
を備え、ホバリングベリコブタ検出信号の距離，方位，
高さに対する分布の連続性を判定するようにしたので、
ホバリングヘリコプタとチャフや気象クラッタとを判別
することができ、チャフや気象からの反射信号をホバリ
ングヘリコプタと間違うことなくホバリングヘリコプタ
を精度よくかつ安定して検出することができる。

【００４４】請求項８に記載の発明によれば、請求項１
または請求項２または請求項４記載のレーダ装置に、更
に、空間分布判定装置を設けたので、クラッタの消え残
りによる影響をなくすことができるとともに、チャフや
気象からの反射波の信号をホバリングヘリコプタと間違
うことなくホバリングヘリコプタを検出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１に係わるレーダ装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】 実施の形態１のレーダ装置の動作を示す図で
ある。

【図３】 実施の形態２のレーダ装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図４】 実施の形態２のレーダ装置の動作を示す図で
ある。

【図５】 実施の形態３のレーダ装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図６】 実施の形態４のレーダ装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図７】 実施の形態４のレーダ装置の動作を示す図で
ある。

【図８】 実施の形態５のレーダ装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図９】 実施の形態５のレーダ装置の動作を示す図で
ある。

【図１０】 実施の形態６のレーダ装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図１１】 実施の形態６のレーダ装置の動作を示すブ
ロック図である。

【図１２】 実施の形態６に係わるレーダ装置の他の構
成を示すブロック図である。

【図１３】 実施の形態６に係わるのレーダ装置の他の
構成を示すブロック図である。

【図１４】 従来のレーダ装置の構成を示すブロック図
である。

【図１５】 従来のレーダ装置の動作を示す図である。

【符号の説明】

１ アンテナ、２ 送信機、３ サーキュレータ、４
受信機、５ ＭＴＩ装置、６ 周波数分析装置、６Ｒ
第２の周波数分析装置、７ ＣＦＡＲ装置、８ 周波数
軸合成装置、９ スキャン相関装置、１０，１０Ａ ホ
バリングヘリコプタ検出装置、１１ クラッタレベル算
出装置、１２ 周波数範囲設定回路、１３ 検出スライ
サ設定回路、１４ 平面分布判定装置、１５ 空間分布
判定装置。

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 (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 指定方向の空間に送信した送信波の反射
   波を受信した受信信号をディジタルビデオ信号に変換す
   る受信機と、上記受信機の出力信号をクラッタを抑圧す
   るＭＴＩ装置と、上記ＭＴＩ装置の出力信号に対し狭帯
   域フィルクリングを実施する周波数分析装置と、上記周
   波数分析装置の出力信号から目標からの反射波の信号を
   検出するＣＦＡＲ装置と、上記ＣＦＡＲ装置で検出され
   た目標信号に対し周波数方向の広がりを押さえて表示す
   るための信号を生成する周波数軸合成装置と、クラッタ
   の消え残りを除くためにスキャン間の相関をとるスキャ
   ン相関装置とを備えたレーダ装置において、 上記受信機からの信号に対しクラッタレベルを算出する
   クラッタレベル算出装置と、上記クラッタレベル算出装
   置からのクラッタレベルに基づいてホバリングヘリコプ
   タを検出するためのドップラ周波数範囲を設定する周波
   数範囲設定回路と、上記周波数範囲設定回路から出力さ
   れるドップラ周波数範囲と予め設定された検出スライサ
   レベル及びホバリングヘリコプタ判定基準値とに基づい
   て、上記周波数分析装置からの信号からホバリングヘリ
   コプタを検出するホバリングヘリコプタ検出装置とを備
   えたことを特徴とするレーダ装置。
2. 【請求項２】 指定方向の空間に送信した送信波の反
   射波を受信した受信信号をディジタルビデオ信号に変換
   する受信機と、上記受信機の出力信号をクラッタを抑圧
   するＭＴＩ装置と、上記ＭＴＩ装置の出力信号に対し狭
   帯域フィルクリングを実施する周波数分析装置と、上記
   周波数分析装置の出力信号に対し目標からの反射波の信
   号を検出するＣＦＡＲ装置と、上記ＣＦＡＲ装置で検出
   された目標信号に対し周波数方向の広がりを押さえて表
   示するための信号を生成する周波数軸合成装置と、クラ
   ッタの消え残りを除くためにスキャン間の相関をとるス
   キャン相関装置とを備えたレーダ装置において、 上記ＭＴＩ装置の特性に合わせて検出スライサレベルを
   設定する検出スライサ設定回路と、上記検出スライサ設
   定回路から出力される検出スライサレベルと予め設定さ
   れたドップラ周波数範囲及びホバリングヘリコプタ判定
   基準値とに基づいて、上記周波数分析装置からの信号か
   らホバリングヘリコプタを検出するホバリングヘリコプ
   タ検出装置とを備えたことを特徴とするレーダ装置。
3. 【請求項３】 ＭＴＩ装置の特性に合わせて検出スライ
   サレベルを設定する検出スライサ設定回路を設けたこと
   を特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
4. 【請求項４】 指定方向の空間に送信した送信波の反射
   波を受信した受信信号をディジタルビデオ信号に変換す
   る受信機と、上記受信機の出力信号をクラッタを抑圧す
   るＭＴＩ装置と、上記ＭＴＩ装置の出力信号に対し狭帯
   域フィルクリングを実施する周波数分析装置と、上記周
   波数分析装置の出力信号に対し目標からの反射波の信号
   を検出するＣＦＡＲ装置と、上記ＣＦＡＲ装置で検出さ
   れた目標信号に対し周波数方向の広がりを押さえて表示
   するための信号を生成する周波数軸合成装置と、クラッ
   タの消え残りを除くためにスキャン間の相関をとるスキ
   ャン相関装置とを備えたレーダ装置において、 上記受信機からの信号に対し狭帯域フィルクリングを実
   施する第２の周波数分析装置と、予め設定されたドップ
   ラ周波数範囲，ホバリングヘリコプタ判定基準値及び検
   出スライサレベルとに基づいて、上記第２の周波数分析
   装置からの信号からホバリングヘリコプタを検出するホ
   バリングヘリコプタ検出装置とを備えたことを特徴とす
   るレーダ装置。
5. 【請求項５】 指定方向の空間に送信した送信波の反射
   波を受信した受信信号をディジタルビデオ信号に変換す
   る受信機と、上記受信機の出力信号をクラッタを抑圧す
   るＭＴＩ装置と、上記ＭＴＩ装置の出力信号に対し狭帯
   域フィルクリングを実施する周波数分析装置と、上記周
   波数分析装置の出力信号に対し目標からの反射波の信号
   を検出するＣＦＡＲ装置と、上記ＣＦＡＲ装置で検出さ
   れた目標信号に対し周波数方向の広がりを押さえて表示
   するための信号を生成する周波数軸合成装置と、クラッ
   タの消え残りを除くためにスキャン間の相関をとるスキ
   ャン相関装置とを備えたレーダ装置において、 予め設定された検出スライサレベルとホバリングヘリコ
   プタ判定基準値とドップラ周波数範囲とに基づいて、上
   記周波数分析装置からの信号からホバリングヘリコプタ
   を検出するホバリングヘリコプタ検出装置と、上記ホバ
   リングヘリコプタ検出装置から出力されるホバリングヘ
   リコプタ検出信号から距離及び方位の情報に基づいて平
   面的なホバリングヘリコプタの検出状況を構築してホバ
   リングヘリコプタの存在を検出する平面分布判定装置と
   を備えたことを特徴とするレーダ装置。
6. 【請求項６】 ホバリングヘリコプタ検出装置から出力
   されるホバリングヘリコプタ検出信号から、距離と方位
   との情報をもとに平面的なホバリングヘリコプタの検出
   状況を構築してホバリングヘリコプタの存在を検出する
   平面分布判定装置を備えたことを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２または請求項４記載のレーダ装置。
7. 【請求項７】 指定方向の空間に送信した送信波の反射
   波を受信した受信信号をディジタルビデオ信号に変換す
   る受信機と、上記受信機の出力信号をクラッタを抑圧す
   るＭＴＩ装置と、上記ＭＴＩ装置の出力信号に対し狭帯
   域フィルクリングを実施する周波数分析装置と、上記周
   波数分析装置の出力信号に対し目標からの反射波の信号
   を検出するＣＦＡＲ装置と、上記ＣＦＡＲ装置で検出さ
   れた目標信号に対し周波数方向の広がりを押さえて表示
   するための信号を生成する周波数軸合成装置と、クラッ
   タの消え残りを除くためにスキャン間の相関をとるスキ
   ャン相関装置とを備えたレーダ装置において、 予め設定された検出スライサレベルと、ホバリングヘリ
   コプタ判定基準値とドップラ周波数範囲とに基づいて、
   上記周波数分析装置からの信号からホバリングヘリコプ
   タを検出するホバリングヘリコプタ検出装置と、上記ホ
   バリングヘリコプタ検出装置から出力されるホバリング
   ヘリコプタ検出信号から距離と方位と高度との情報をも
   とに空間的なホバリングヘリコプタの検出状況を構築し
   てホバリングヘリコプタの存在を検出する空間分布判定
   装置とを備えたことを特徴とするレーダ装置。
8. 【請求項８】 ホバリングヘリコプタ検出装置から出力
   されるホバリングヘリコプタ検出信号から、距離と方位
   と高度との情報をもとに空間的なホバリングヘリコプタ
   の検出状況を構築してホバリングヘリコプタの存在を検
   出する空間分布判定装置を備えたことを特徴とする請求
   項１または請求項２または請求項４記載のレーダ装置。