JP3500580B2 - Radar equipment - Google Patents
Radar equipmentInfo
- Publication number
- JP3500580B2 JP3500580B2 JP2001246413A JP2001246413A JP3500580B2 JP 3500580 B2 JP3500580 B2 JP 3500580B2 JP 2001246413 A JP2001246413 A JP 2001246413A JP 2001246413 A JP2001246413 A JP 2001246413A JP 3500580 B2 JP3500580 B2 JP 3500580B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- mixer
- signal generator
- amplifier
- trigger signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は高いレンジ分解能
で観測できるレーダ装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radar device capable of observing with high range resolution.
【0002】[0002]
【従来の技術】図3は従来のレーダ装置を示すもので,
Merrill I.Skolnik 著“Introduction to Radar Syste
ms”2d ed., McGraw−Hill Book Co.,New York,19
80に記載されている内容にもとづいたレーダ装置の構成
図である。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a conventional radar device.
"Introduction to Radar Syste" by Merrill I. Skolnik
ms ”2d ed., McGraw-Hill Book Co., New York, 19
FIG. 80 is a configuration diagram of a radar device based on the contents described in 80.
【0003】図3において,1は所定のパルス繰り返し
周波数に従ってトリガ信号を発生するトリガ信号発生
器,3は中間周波数の連続波を出力するコヒーレント発
振器,4は周波数変換を行うミキサ(A),5は中間周
波数帯の信号を増幅する増幅器(A),6は無線周波数
の連続波を出力する安定化局部発振器,7は周波数変換
を行うミキサ(B),8は無線周波数帯の信号を増幅す
る高出力増幅器,9は送受切換器,10はアンテナ,1
1は周波数変換を行うミキサ(C),12は中間周波数
帯の信号を増幅する増幅器(B),13は周波数変換を
行うミキサ(D),14は受信信号をレンジ方向にパル
ス圧縮するレンジ圧縮器,15はレンジ方向にパルス圧
縮された受信信号をアンテナの回転と共に表示する表示
器,17はチャープ信号を発生するチャープ信号発生器
である。In FIG. 3, 1 is a trigger signal generator for generating a trigger signal according to a predetermined pulse repetition frequency, 3 is a coherent oscillator for outputting a continuous wave of an intermediate frequency, 4 is a mixer (A) for frequency conversion, 5 Is an amplifier (A) that amplifies a signal in the intermediate frequency band, 6 is a stabilized local oscillator that outputs a continuous wave of a radio frequency, 7 is a mixer (B) that performs frequency conversion, and 8 is a signal that amplifies the radio frequency band High output amplifier, 9 is a duplexer, 10 is an antenna, 1
1 is a mixer (C) for frequency conversion, 12 is an amplifier (B) for amplifying an intermediate frequency band signal, 13 is a mixer (D) for frequency conversion, and 14 is a range compression for pulse-compressing a received signal in the range direction. Reference numeral 15 is a display for displaying a reception signal pulse-compressed in the range direction as the antenna rotates, and reference numeral 17 is a chirp signal generator for generating a chirp signal.
【0004】次に動作について説明する。トリガ信号発
生器1はパルス繰り返し周波数fPRFにもとづいて図4に
示すようにトリガ信号を発生する。チャープ信号発生器
17ではトリガ信号発生器1のトリガ信号に従ってkを
定数とすれば数1に示すチャープ信号(リニアFM信号
ともいう)が発生される。図5にチャープ信号波形を示
す。Next, the operation will be described. The trigger signal generator 1 generates a trigger signal as shown in FIG. 4 based on the pulse repetition frequency fPRF. The chirp signal generator 17 generates a chirp signal (also referred to as a linear FM signal) shown in Expression 1 when k is a constant according to the trigger signal of the trigger signal generator 1. FIG. 5 shows the chirp signal waveform.
【0005】[0005]
【数1】 [Equation 1]
【0006】ただし,数1において,右辺第1項は数2
により定義され,τはチャープ信号のパルス幅を表す。However, in the equation 1, the first term on the right side is the equation 2
Τ is the pulse width of the chirp signal.
【0007】[0007]
【数2】 [Equation 2]
【0008】コヒーレント発振器3では中間周波数をfI
Fとすれば数3に示す連続した信号s2(t)が発生される。In the coherent oscillator 3, the intermediate frequency is fI
If F, then the continuous signal s2 (t) shown in Equation 3 is generated.
【0009】[0009]
【数3】 [Equation 3]
【0010】ミキサ(A)4ではコヒーレント発振器3
の出力とチャープ信号発生器17の出力が混合されて、
数4に示す信号s3(t)が出力され,増幅器(A)5で増
幅される。In the mixer (A) 4, the coherent oscillator 3
And the output of the chirp signal generator 17 are mixed,
The signal s3 (t) shown in Expression 4 is output and amplified by the amplifier (A) 5.
【0011】[0011]
【数4】 [Equation 4]
【0012】安定化局部発振器6では無線周波数をfRF
とすれば数5に示す連続した信号s4(t)が発生される。In the stabilized local oscillator 6, the radio frequency is changed to fRF.
Then, the continuous signal s4 (t) shown in Formula 5 is generated.
【0013】[0013]
【数5】 [Equation 5]
【0014】ミキサ(B)7では安定化局部発振器6の
出力と増幅器(A)5の出力が混合された後,高出力増
幅器8で増幅されて数6に示す信号s5(t)が出力され
る。ただし,数6においてA0は増幅器(A)5と高出力
増幅器8により増幅された後の信号s5(t)の振幅を表
す。In the mixer (B) 7, after the output of the stabilized local oscillator 6 and the output of the amplifier (A) 5 are mixed, the signal is amplified by the high output amplifier 8 and the signal s5 (t) shown in Formula 6 is output. It However, in Expression 6, A0 represents the amplitude of the signal s5 (t) after being amplified by the amplifier (A) 5 and the high-power amplifier 8.
【0015】[0015]
【数6】 [Equation 6]
【0016】高出力増幅器8の出力s5(t)は送受切換器
9を経てアンテナ10より目標に向けて放射される。目
標で反射された反射波は再びアンテナ10,送受切換器
9を経た後安定化局部発振器6の出力s4(t)とミキサ
(C)11で混合されて数7に示す信号s6(t)となる。
ただし,数7の右辺においてτDはアンテナ10から目
標までの距離にもとづく遅延時間,A1は振幅である。The output s5 (t) of the high power amplifier 8 is radiated toward the target from the antenna 10 via the transmission / reception switch 9. The reflected wave reflected by the target passes through the antenna 10 and the duplexer 9 again, and then is mixed with the output s4 (t) of the stabilized local oscillator 6 and the mixer (C) 11 to obtain the signal s6 (t) shown in Formula 7. Become.
However, in the right-hand side of Equation 7, τD is the delay time based on the distance from the antenna 10 to the target, and A1 is the amplitude.
【0017】[0017]
【数7】 [Equation 7]
【0018】信号s6(t)は増幅器(B)12で増幅され
た後,ミキサ(D)13においてコヒーレント発振器3
の出力s2(t)と混合されて数8に示す信号s7(t)となる。
ただし,数8において右辺のA2は信号s7(t)の振幅を表
す。The signal s6 (t) is amplified by the amplifier (B) 12, and then is mixed in the mixer (D) 13 by the coherent oscillator 3
Is mixed with the output s2 (t) to obtain the signal s7 (t) shown in Expression 8.
However, in Expression 8, A2 on the right side represents the amplitude of the signal s7 (t).
【0019】[0019]
【数8】 [Equation 8]
【0020】さて,レンジ圧縮器14ではミキサ(D)
13の出力s7(t)とチャープ信号発生器17の出力s1(t)
との相関が数9に従って算出され,s8(t)が出力され
る。ただし,数9において*は複素共役を表し,ηはs1
(t)の時間波形とs7(t)の時間波形との時間ずれを表す。
s8(t)は図6に示すようにパルス幅が1/(kτ)に圧縮さ
れた波形となる。In the range compressor 14, the mixer (D)
13 output s7 (t) and chirp signal generator 17 output s1 (t)
The correlation with and is calculated according to Equation 9, and s8 (t) is output. However, in Equation 9, * represents a complex conjugate and η is s1
It represents the time difference between the time waveform of (t) and the time waveform of s7 (t).
As shown in FIG. 6, s8 (t) has a waveform in which the pulse width is compressed to 1 / (kτ).
【0021】[0021]
【数9】 [Equation 9]
【0022】表示器15ではアンテナ10の回転に伴う
角度信号がアンテナ10から入力され,この角度信号に
もとづくと共に,トリガ信号発生器1からのトリガ信号
に同期してレンジ圧縮器14の出力が表示される。An angle signal associated with the rotation of the antenna 10 is input from the antenna 10 to the display unit 15. Based on this angle signal, the output of the range compressor 14 is displayed in synchronization with the trigger signal from the trigger signal generator 1. To be done.
【0023】[0023]
【発明が解決しようとする課題】従来のレーダ装置は以
上のように構成されているのでパルス繰り返し周波数が
高くなると表示器15において図7に示すようにアンテ
ナ10より放射されたs5(t)の信号によるエコーと次に
放射されたs5(t−(1/fPRF))の信号によるエコー,さら
に次に放射されたs5(t−(2/fPRF))の信号によるエコー
などが重畳するためレンジ圧縮器14によりレンジ圧縮
を行ってもレンジアンビギュイティが発生し,表示器1
5に表示される画像が不鮮明となる問題が生じた。Since the conventional radar device is constructed as described above, when the pulse repetition frequency becomes high, the s5 (t) radiated from the antenna 10 on the display 15 as shown in FIG. 7 is displayed. The echo due to the signal, the echo due to the s5 (t− (1 / fPRF)) signal emitted next, and the echo due to the s5 (t− (2 / fPRF)) signal emitted next are superimposed, so the range Range ambiguity occurs even when range compression is performed by the compressor 14, and the display 1
There was a problem that the image displayed in No. 5 became unclear.
【0024】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので,レンジアンビギュイティの現象
を抑圧することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to suppress the phenomenon of range ambiguity.
【0025】[0025]
【課題を解決するための手段】第1の発明によるレーダ
装置はパルス繰り返し周波数に対応してトリガ信号を出
力するトリガ信号発生器と,上記トリガ信号発生器の出
力にもとづいて所定の時間幅にわたってランダム信号を
発生し,かつ他の時刻に上記トリガ信号発生器にもとづ
いて発生されたランダム信号とは無相関な信号を発生す
るランダム信号発生器と,中間周波数の連続波を出力す
るコヒーレント発振器と,上記ランダム信号発生器の出
力と,上記コヒーレント発振器の出力を混合するミキサ
(A)と,上記ミキサ(A)の出力を増幅する増幅器
(A)と,無線周波数の連続波を出力する安定化局部発
振器と,上記安定化局部発振器の出力と上記増幅器
(A)の出力を混合するミキサ(B)と,上記ミキサ
(B)の出力を増幅する高出力増幅器と,上記高出力増
幅器に接続された送受切換器と,上記送受切換器に接続
されたアンテナと,上記アンテナで受信され,上記送受
切換器を経た目標からの反射波と上記安定化局部発振器
の出力を混合するミキサ(C)と,上記ミキサ(C)の
出力を増幅する増幅器(B)と,上記コヒーレント発振
器の出力と上記増幅器(B)の出力を混合するミキサ
(D)と,上記ミキサ(D)の出力と上記ランダム信号
発生器の出力との相関を算出するレンジ圧縮器と,上記
アンテナの回転に伴う角度信号が上記アンテナから入力
されかつ上記トリガ信号発生器で発生されるトリガ信号
に同期して上記レンジ圧縮器の出力を表示する表示器を
備えたものである。A radar apparatus according to a first aspect of the present invention provides a trigger signal generator for outputting a trigger signal corresponding to a pulse repetition frequency, and a predetermined time width based on the output of the trigger signal generator. A random signal generator that generates a random signal and that generates a signal that is uncorrelated with the random signal generated based on the trigger signal generator at another time, and a coherent oscillator that outputs a continuous wave at an intermediate frequency. , A mixer (A) that mixes the output of the random signal generator and the output of the coherent oscillator, an amplifier (A) that amplifies the output of the mixer (A), and a stabilizer that outputs a continuous wave of a radio frequency A local oscillator, a mixer (B) for mixing the output of the stabilized local oscillator and the output of the amplifier (A), and a high amplifier for amplifying the output of the mixer (B). Force amplifier, a transmission / reception switch connected to the high-power amplifier, an antenna connected to the transmission / reception switch, a reflected wave from the target received by the antenna and passed through the transmission / reception switch, and the stabilizing local portion. A mixer (C) for mixing the output of the oscillator, an amplifier (B) for amplifying the output of the mixer (C), a mixer (D) for mixing the output of the coherent oscillator and the output of the amplifier (B), A range compressor for calculating the correlation between the output of the mixer (D) and the output of the random signal generator, and an angle signal accompanying the rotation of the antenna are input from the antenna and generated by the trigger signal generator. It is provided with a display for displaying the output of the range compressor in synchronization with the trigger signal.
【0026】また第2の発明によるレーダ装置はパルス
繰り返し周波数に対応してトリガ信号を出力するトリガ
信号発生器と,上記トリガ信号発生器の出力にもとづい
て所定の時間幅にわたってランダム信号を発生し,かつ
他の時刻に上記トリガ信号発生器にもとづいて発生され
たランダム信号とは無相関な信号を発生するランダム信
号発生器と,中間周波数の連続波を出力するコヒーレン
ト発振器と,上記ランダム信号発生器の出力と,上記コ
ヒーレント発振器の出力を混合するミキサ(A)と,上
記ミキサ(A)の出力を増幅する増幅器(A)と,無線
周波数の連続波を出力する安定化局部発振器と,上記安
定化局部発振器の出力と上記増幅器(A)の出力を混合
するミキサ(B)と,上記ミキサ(B)の出力を増幅す
る高出力増幅器と,上記高出力増幅器に接続された送受
切換器と,上記送受切換器に接続されたアンテナと,上
記アンテナで受信され,上記送受切換器を経た目標から
の反射波と上記安定化局部発振器の出力を混合するミキ
サ(C)と,上記ミキサ(C)の出力を増幅する増幅器
(B)と,上記コヒーレント発振器の出力と上記増幅器
(B)の出力を混合するミキサ(D)と,上記ミキサ
(D)の出力に対し上記アンテナから上記目標までの距
離の時間的な変化にもとづく位相の変化を補償する位相
補償器と,上記位相補償器の出力と上記ランダム信号発
生器の出力との相関を算出するレンジ圧縮器と,上記レ
ンジ圧縮器の出力にもとづいてアジマス方向に圧縮する
アジマス圧縮器と,上記トリガ信号発生器で発生される
トリガ信号に同期して上記アジマス圧縮器の出力を表示
する表示器を備えたものである。The radar device according to the second aspect of the present invention generates a trigger signal generator that outputs a trigger signal corresponding to the pulse repetition frequency, and generates a random signal over a predetermined time width based on the output of the trigger signal generator. , And a random signal generator that generates a signal that is uncorrelated with the random signal generated based on the trigger signal generator at other times, a coherent oscillator that outputs a continuous wave of an intermediate frequency, and the random signal generator. A mixer (A) that mixes the output of the mixer with the output of the coherent oscillator, an amplifier (A) that amplifies the output of the mixer (A), a stabilized local oscillator that outputs a continuous wave of radio frequency, and A mixer (B) for mixing the output of the stabilized local oscillator and the output of the amplifier (A), and a high-power amplifier for amplifying the output of the mixer (B) A duplexer connected to the high-power amplifier, an antenna connected to the duplexer, a reflected wave from the target received by the antenna and passed through the duplexer, and an output of the stabilized local oscillator. A mixer (C) for mixing, an amplifier (B) for amplifying the output of the mixer (C), a mixer (D) for mixing the output of the coherent oscillator and the output of the amplifier (B), and the mixer (D). ) Output, the correlation between the phase compensator that compensates the phase change due to the temporal change of the distance from the antenna to the target, and the correlation between the output of the phase compensator and the output of the random signal generator is calculated. Range compressor, an azimuth compressor for compressing in the azimuth direction based on the output of the range compressor, and the azimuth pressure in synchronization with the trigger signal generated by the trigger signal generator. Those having a display for displaying the output of the vessel.
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明の
実施の形態1を示す構成図であり,図において1はパル
ス繰り返し周波数に対応してトリガ信号を出力するトリ
ガ信号発生器,2は上記トリガ信号発生器1の出力にも
とづいて所定の時間幅τにわたってランダム信号を発生
し,かつ他の時刻に上記トリガ信号発生器1にもとづい
て発生されたランダム信号とは無相関な信号を発生する
ランダム信号発生器,3は中間周波数の連続波を出力す
るコヒーレント発振器,4は上記ランダム信号発生器2
の出力と上記コヒーレント発振器3の出力を混合するミ
キサ(A),5は上記ミキサ(A)4の出力を増幅する
増幅器(A),6は無線周波数の連続波を出力する安定
化局部発振器,7は上記安定化局部発振器6の出力と上
記増幅器(A)5の出力を混合するミキサ(B),8は
上記ミキサ(B)7の出力を増幅する高出力増幅器,9
は上記高出力増幅器8に接続された送受切換器,10は
上記送受切換器9に接続されたアンテナ,11は上記ア
ンテナ10で受信され,上記送受切換器9を経た目標か
らの反射波と上記安定化局部発振器6の出力を混合する
ミキサ(C),12は上記ミキサ(C)11の出力を増
幅する増幅器(B),13は上記コヒーレント発振器3
の出力と上記増幅器(B)12の出力を混合するミキサ
(D),14はミキサ(D)13の出力と上記ランダム
信号発生器2の出力との相関を算出するレンジ圧縮器,
15は上記アンテナ10の回転に伴う角度信号が上記ア
ンテナ10から入力されかつ上記トリガ信号発生器1で
発生されるトリガ信号に同期して上記レンジ圧縮器の出
力を表示する表示器である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, in which 1 is a trigger signal generator which outputs a trigger signal corresponding to a pulse repetition frequency, and 2 is based on the output of the trigger signal generator 1. A random signal generator for generating a random signal over a predetermined time width τ, and a signal uncorrelated with the random signal generated based on the trigger signal generator 1 at another time, 3 is an intermediate frequency , A coherent oscillator that outputs a continuous wave of
Mixer (A) for mixing the output of the coherent oscillator 3 with an output of the amplifier (A) for amplifying the output of the mixer (A) 4, a stabilized local oscillator 6 for outputting a continuous wave of a radio frequency, 7 is a mixer (B) for mixing the output of the stabilized local oscillator 6 and the output of the amplifier (A) 5, 8 is a high output amplifier for amplifying the output of the mixer (B) 7, 9
Is a transmission / reception switch connected to the high output amplifier 8, 10 is an antenna connected to the transmission / reception switch 9, 11 is received by the antenna 10, and the reflected wave from the target passing through the transmission / reception switch 9 and the above A mixer (C) that mixes the outputs of the stabilized local oscillator 6, an amplifier (B) that amplifies the output of the mixer (C) 11, and a mixer 13 that amplifies the output of the mixer (C) 11.
A mixer (D) for mixing the output of the amplifier (B) 12 with an output of the amplifier (B) 12, a range compressor 14 for calculating the correlation between the output of the mixer (D) 13 and the output of the random signal generator 2,
Reference numeral 15 is a display for displaying an output of the range compressor in synchronization with a trigger signal generated by the trigger signal generator 1 from an angle signal input from the antenna 10 in accordance with the rotation of the antenna 10.
【0028】次に動作について説明する。まず,トリガ
信号発生器1よりfPRFのパルス繰り返し周波数でトリガ
信号が図4に示すように発生される。また,図8に示す
ように上記トリガ信号に同期してランダム信号発生器2
よりパルス幅τのランダム信号が発生される。このラン
ダム信号はτ0<<τを満足するτ0により,τ0ごとに
無相関な乱数,例えばガウス分布に従う乱数,あるいは
一様乱数,あるいは1ないしは−1の値がランダムに現
れるようなものなどからなる。このようなランダム信号
は1/fPRFごとに発生されるが,ランダム信号間に相関
がないものとする。Next, the operation will be described. First, the trigger signal generator 1 generates a trigger signal at a pulse repetition frequency of fPRF as shown in FIG. In addition, as shown in FIG. 8, the random signal generator 2 is synchronized with the trigger signal.
A random signal with pulse width τ is generated. This random signal consists of uncorrelated random numbers for each τ0, such as a Gaussian random number, a uniform random number, or a value such that 1 or -1 appears at random according to τ0 that satisfies τ0 << τ . Such a random signal is generated every 1 / fPRF, but it is assumed that there is no correlation between the random signals.
【0029】図9は一例としてτ0ごとに発生された乱
数を中心にτ0の区間,0次ホールドされたランダム信
号である。この時間領域のランダム信号のスペクトラム
は図10となる。FIG. 9 shows, as an example, a random signal that is zero-ordered and held in the interval of τ0 centered on the random number generated every τ0. The spectrum of this random signal in the time domain is shown in FIG.
【0030】また,図11は他の例としてτ0ごとに発
生された乱数を中心にτ0の区間それぞれにウェイティ
ングを施したランダム信号である。このウェイティング
としてハニング,ハミング,テーラーなどの分布を用い
れば図11に示すようなスペクトラムとなり,図10に
示すスペクトラムのサイドローブレベル−13.2dB
に比べAを低く設定することが可能である。As another example, FIG. 11 shows a random signal in which each section of τ0 is weighted around a random number generated for each τ0. If distributions such as Hanning, Hamming, and Taylor are used for this weighting, the spectrum shown in FIG. 11 is obtained, and the side lobe level of the spectrum shown in FIG. 10 is -13.2 dB.
It is possible to set A lower than that of.
【0031】一般的なランダム信号を数10に示す。た
だし,N=[τ/τ0]とし,Nを偶数とするとき数10
においてrand1(n)は(2N+1)個の乱数のうちn番目
の乱数の値, w(t)はτ0ごとに発生された乱数を中心に
τ0の区間0次ホールドされた波形あるいはウェイティ
ング波形を表す。また,δ(t)はディラックのデルタ関
数を表す。Equation 10 shows a general random signal. However, if N = [τ / τ0] and N is an even number, then Equation 10
, Rand1 (n) is the value of the n-th random number among (2N + 1) random numbers, and w (t) is the waveform held in the 0th order of τ0 or the waiting waveform centered on the random number generated every τ0. . Δ (t) is the Dirac delta function.
【0032】[0032]
【数10】 [Equation 10]
【0033】なお,数10においてw(t)の前の記号はコ
ンボリューション積分を表す演算記号で,これは数11
により定義される。In the equation 10, the symbol before w (t) is an arithmetic symbol representing the convolution integral.
Is defined by
【0034】[0034]
【数11】 [Equation 11]
【0035】また, t=nτ0(n=-N/2 , ・・・ , -1 , 0 ,
1 , ・・・ ,N/2)において+1,または−1の値がランダ
ムに現れる関数rand2(n)を考える場合では,数10のs9
(t)の代わりに数12に示すs10(t)となる。Further, t = nτ0 (n = -N / 2, ..., -1, 0,
In the case of considering a function rand2 (n) in which the value of +1 or -1 appears randomly in (1, ..., N / 2), s9
Instead of (t), it becomes s10 (t) shown in Expression 12.
【0036】[0036]
【数12】 [Equation 12]
【0037】ただし,数12においてsig(t)は数13に
より表されるもので,周波数fsigの正弦波がτ0の区間
持続する関数である。[Mathematical formula-see original document] However, sig (t) in the equation 12 is expressed by the equation 13, and is a function in which the sine wave of the frequency fsig lasts in the interval of τ0.
【0038】[0038]
【数13】 [Equation 13]
【0039】なお,s10(t)を一例として図に示せば図1
3となる。If s10 (t) is shown as an example in FIG.
It becomes 3.
【0040】コヒーレント発振器3では数3に示す中間
周波数fIFの連続した信号s2(t)が発生される。The coherent oscillator 3 generates a continuous signal s2 (t) having the intermediate frequency fIF shown in Formula 3.
【0041】ミキサ(A)4ではコヒーレント発振器3
の出力とランダム信号発生器2の出力s9(t),またはs10
(t)が混合されて数14に示す信号s11(t)が出力され,
増幅器(A)5で増幅される。In the mixer (A) 4, the coherent oscillator 3
Output and the output of random signal generator 2 s9 (t) or s10
(t) is mixed and the signal s11 (t) shown in equation 14 is output,
It is amplified by the amplifier (A) 5.
【0042】[0042]
【数14】 [Equation 14]
【0043】安定化局部発振器6では数5に示す無線周
波数fRFの連続した信号s4(t)が発生される。The stabilized local oscillator 6 generates a continuous signal s4 (t) of the radio frequency fRF shown in equation (5).
【0044】ミキサ(B)7では安定化局部発振器6の
出力と増幅器(A)5の出力が混合された後,高出力増
幅器8で増幅されて数15に示す信号s12(t)が出力され
る。ただし,数15においてA0は増幅器(A)5と高出
力増幅器8により増幅された後の信号s12(t)の振幅を表
す。In the mixer (B) 7, after the output of the stabilized local oscillator 6 and the output of the amplifier (A) 5 are mixed, the signal is amplified by the high power amplifier 8 and the signal s12 (t) shown in the equation 15 is output. It However, in Expression 15, A0 represents the amplitude of the signal s12 (t) after being amplified by the amplifier (A) 5 and the high-power amplifier 8.
【0045】[0045]
【数15】 [Equation 15]
【0046】高出力増幅器8の出力s12(t)は送受切換器
9を経てアンテナ10より目標に向けて放射される。目
標で反射された反射波は再びアンテナ10,送受切換器
9を経た後,安定化局部発振器6の出力s4(t)とミキサ
(C)11で混合されて数16に示す信号s13(t)とな
る。ただし,数16の右辺においてτDはアンテナ10
から目標までの距離にもとづく遅延時間,A1は振幅であ
る。The output s12 (t) of the high-power amplifier 8 is radiated from the antenna 10 toward the target through the transmission / reception switch 9. The reflected wave reflected by the target passes through the antenna 10 and the duplexer 9 again, and then is mixed with the output s4 (t) of the stabilized local oscillator 6 by the mixer (C) 11 to obtain the signal s13 (t) shown in Formula 16. Becomes However, on the right side of Equation 16, τD is the antenna 10
The delay time based on the distance from the target to the target, A1 is the amplitude.
【0047】[0047]
【数16】 [Equation 16]
【0048】信号s13(t)は増幅器(B)12で増幅され
た後,ミキサ(D)13においてコヒーレント発振器3
の出力s2(t)と混合されて数17に示す信号s14(t)とな
る。ただし,数17において右辺のA2は信号s14(t)の振
幅を表す。The signal s13 (t) is amplified by the amplifier (B) 12, and then is mixed in the mixer (D) 13 by the coherent oscillator 3
Is mixed with the output s2 (t) to obtain the signal s14 (t) shown in Expression 17. However, in Expression 17, A2 on the right side represents the amplitude of the signal s14 (t).
【0049】[0049]
【数17】 [Equation 17]
【0050】さて,レンジ圧縮器14ではミキサ(D)
13の出力s14(t)とランダム信号発生器2の出力s9
(t),またはs10(t)との相関が数18に従って算出さ
れ,s15(η)が出力される。ただし,数18において,
*は複素共役を表し,ηはs9(t)の時間波形とs14(t)の
時間波形との時間ずれ,またはs10(t)の時間波形とs14
(t)の時間波形との時間ずれを表す。In the range compressor 14, the mixer (D)
13 output s14 (t) and random signal generator 2 output s9
The correlation with (t) or s10 (t) is calculated according to Equation 18, and s15 (η) is output. However, in Equation 18,
* Represents a complex conjugate, and η is the time difference between the time waveform of s9 (t) and s14 (t), or the time waveform of s10 (t) and s14.
It represents the time lag from the time waveform of (t).
【0051】[0051]
【数18】 [Equation 18]
【0052】表示器15ではアンテナ10の回転に伴う
角度信号がアンテナ10から入力され,かつトリガ信号
1で発生されるトリガ信号に同期してレンジ圧縮器14
の出力が表示される。In the display unit 15, the angle signal accompanying the rotation of the antenna 10 is input from the antenna 10, and the range compressor 14 is synchronized with the trigger signal generated by the trigger signal 1.
The output of is displayed.
【0053】実施の形態2.図2はこの発明の実施の形
態2を示す構成図であり,図において18はアンテナ1
0から目標までの距離の時間的な変化にもとづく位相の
変化を補償する位相補償器,16はレンジ圧縮器の出力
にもとづいてアジマス方向に圧縮するアジマス圧縮器,
15はアジマス圧縮器16およびトリガ信号発生器1の
出力にもとづいて表示される表示器で,その他は図1と
同じである。Embodiment 2. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, in which 18 is an antenna 1
A phase compensator for compensating for a phase change due to a temporal change in the distance from 0 to a target, 16 is an azimuth compressor for compressing in the azimuth direction based on the output of the range compressor,
Reference numeral 15 is a display that is displayed based on the outputs of the azimuth compressor 16 and the trigger signal generator 1, and the others are the same as in FIG.
【0054】次に動作について説明する。トリガ信号発
生器1およびランダム信号発生器2からミキサ(D)1
3までの処理はこの発明の実施の形態1と同一である。
位相補償器18では,ミキサ(D)13の出力に対しア
ンテナ10から目標までの距離の時間的変化にもとづく
位相の変化を補償する。位相補償器18の出力はレンジ
圧縮器14に入力されてこの発明の実施の形態1で説明
した動作と全く同じことが行われる。そして,レンジ圧
縮器14の出力として,数18に示すs15(t)がパルス繰
り返し周期(=1/fPRF)でアジマス圧縮器16に入力
される。アジマス圧縮器16ではレンジカーバチャ補正
の後,同一レンジビンにおけるs15(t)の複数のデータs1
6(t)に対し数19に示すようにアジマス圧縮器16内に
蓄積されたアジマス参照関数s17(t)との相関が演算さ
れ,s18(t)が算出される。この相関演算は他のレンジビ
ンに対しても同様で,所要のレンジ幅すべてにわたって
行われる。ただし,数19において,μはs16(t)の時間
波形とs17(t)の時間波形との時間ずれを表す。Next, the operation will be described. From the trigger signal generator 1 and the random signal generator 2 to the mixer (D) 1
The processing up to 3 is the same as that of the first embodiment of the present invention.
The phase compensator 18 compensates the output of the mixer (D) 13 for a change in phase due to a change over time in the distance from the antenna 10 to the target. The output of the phase compensator 18 is input to the range compressor 14 to perform exactly the same operation as described in the first embodiment of the present invention. Then, as the output of the range compressor 14, s15 (t) shown in Expression 18 is input to the azimuth compressor 16 at the pulse repetition period (= 1 / fPRF). In the azimuth compressor 16, after the range curvature correction, multiple data s1 of s15 (t) in the same range bin
For 6 (t), the correlation with the azimuth reference function s17 (t) stored in the azimuth compressor 16 is calculated as shown in Expression 19, and s18 (t) is calculated. This correlation operation is the same for other range bins, and is performed over the entire required range width. However, in Expression 19, μ represents the time difference between the time waveform of s16 (t) and the time waveform of s17 (t).
【0055】[0055]
【数19】 [Formula 19]
【0056】表示器15ではトリガ信号発生器1から出
力されるトリガ信号にもとづいてアジマス圧縮器16か
らの出力が表示される。The display 15 displays the output from the azimuth compressor 16 based on the trigger signal output from the trigger signal generator 1.
【0057】[0057]
【発明の効果】第1の発明によればランダム信号発生器
よりパルス幅τのランダム信号がパルス繰り返し周波数
fPRFで発生され,これらのランダム信号は互いに無相関
であることからエコーが重畳する現象,即ちレンジアン
ビギュイティが生じない長所がある。また,パルス幅τ
内ではτ0ごとに無相関な乱数となっていることから数
20で示されるランダム信号s9(t),またはs10(t)の自
己相関関数s19(η)はη=0で鋭いピークを持つ。これは
パルス圧縮,即ちレンジ圧縮が可能であることを意味す
るもので,一例としてs19(η)を図14に示す。ちなみ
に,パルス幅τがτ0に圧縮されるのでパルス圧縮率は
τ/τ0となる。According to the first aspect of the invention, a random signal having a pulse width τ is output from the random signal generator at a pulse repetition frequency.
Since these random signals generated by fPRF are uncorrelated with each other, there is an advantage that echo superposition phenomenon, that is, range ambiguity does not occur. Also, the pulse width τ
Since τ0 is a non-correlated random number, the autocorrelation function s19 (η) of the random signal s9 (t) or s10 (t) shown in Formula 20 has a sharp peak at η = 0. This means that pulse compression, that is, range compression is possible. As an example, s19 (η) is shown in FIG. By the way, since the pulse width τ is compressed to τ0, the pulse compression rate is τ / τ0.
【0058】[0058]
【数20】 [Equation 20]
【0059】また,第2の発明によれば第1の発明の効
果に加えて,レンジアンビギュイティが発生しないこと
からパルス繰り返し周波数選択の自由度が増し,従って
レンジ方向,およびアジマス方向共にアンビギュイティ
の生じない2次元画像を得ることができる。Further, according to the second invention, in addition to the effect of the first invention, the range ambiguity does not occur, so that the degree of freedom in selecting the pulse repetition frequency is increased. It is possible to obtain a two-dimensional image that does not cause a certainty.
【図1】この発明によるレーダ装置の実施の形態1を示
す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a radar device according to the present invention.
【図2】この発明によるレーダ装置の実施の形態2を示
す図である。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of a radar device according to the present invention.
【図3】従来のレーダ装置の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a conventional radar device.
【図4】トリガ信号発生器より出力されるトリガ信号を
時間領域で示した図である。FIG. 4 is a diagram showing a trigger signal output from a trigger signal generator in a time domain.
【図5】チャープ信号発生器より出力されるチャープ信
号を時間領域で示した図である。FIG. 5 is a diagram showing a chirp signal output from a chirp signal generator in a time domain.
【図6】チャープ信号を用いたときのレンジ圧縮器より
出力される相関演算結果を時間領域で示した図である。FIG. 6 is a diagram showing, in the time domain, a correlation calculation result output from a range compressor when a chirp signal is used.
【図7】レーダエコーが重畳した様子を表す図で,チャ
ープ信号を用いたときのレンジ圧縮器より出力される場
合も同様である。FIG. 7 is a diagram showing a state in which radar echoes are superimposed, which is also the same as when a chirp signal is output from a range compressor.
【図8】トリガ信号に同期して,ランダム信号発生器よ
り出力されるランダム信号を時間領域で示した図であ
る。FIG. 8 is a diagram showing, in the time domain, a random signal output from a random signal generator in synchronization with a trigger signal.
【図9】ランダム信号発生器で発生されるランダム信号
の波形の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of a waveform of a random signal generated by a random signal generator.
【図10】図9に示したランダム信号のスペクトラムを
表す図である。10 is a diagram showing a spectrum of the random signal shown in FIG.
【図11】ランダム信号発生器で発生されるランダム信
号の波形の他の例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing another example of the waveform of the random signal generated by the random signal generator.
【図12】図11に示したランダム信号のスペクトラム
を表す図である。12 is a diagram showing a spectrum of the random signal shown in FIG.
【図13】ランダム信号発生器で発生されるランダム信
号の波形のさらに他の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing still another example of the waveform of the random signal generated by the random signal generator.
【図14】ランダム信号の自己相関関数を表す図であ
る。FIG. 14 is a diagram showing an autocorrelation function of a random signal.
1 トリガ信号発生器 2 ランダム信号発生器 3 コヒーレント発振器 4 ミキサ(A) 5 増幅器(A) 6 安定化局部発振器 7 ミキサ(B) 8 高出力増幅器 9 送受切換器 10 アンテナ 11 ミキサ(C) 12 増幅器(B) 13 ミキサ(D) 14 レンジ圧縮器 15 表示器 16 アジマス圧縮器 17 チャープ信号発生器 18 位相補償器 1 Trigger signal generator 2 Random signal generator 3 Coherent oscillator 4 mixer (A) 5 Amplifier (A) 6 Stabilized local oscillator 7 Mixer (B) 8 High output amplifier 9 duplexer 10 antennas 11 Mixer (C) 12 Amplifier (B) 13 Mixer (D) 14 range compressor 15 Indicator 16 Azimuth compressor 17 Chirp signal generator 18 Phase compensator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−262079(JP,A) 特開2002−139565(JP,A) 特開2001−100980(JP,A) 特開 平3−138589(JP,A) 特開 平1−214788(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) Reference JP-A-60-262079 (JP, A) JP-A-2002-139565 (JP, A) JP-A-2001-100980 (JP, A) JP-A-3-138589 ( JP, A) JP-A 1-214788 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01S 7 /00-7/42 G01S 13/00-13/95
Claims (2)
信号を出力するトリガ信号発生器と,上記トリガ信号発
生器の出力にもとづいて所定の時間幅にわたってランダ
ム信号を発生し,かつ他の時刻に上記トリガ信号発生器
にもとづいて発生されたランダム信号とは無相関な信号
を発生するランダム信号発生器と,中間周波数の連続波
を出力するコヒーレント発振器と,上記ランダム信号発
生器の出力と,上記コヒーレント発振器の出力を混合す
るミキサ(A)と,上記ミキサ(A)の出力を増幅する
増幅器(A)と,無線周波数の連続波を出力する安定化
局部発振器と,上記安定化局部発振器の出力と上記増幅
器(A)の出力を混合するミキサ(B)と,上記ミキサ
(B)の出力を増幅する高出力増幅器と,上記高出力増
幅器に接続された送受切換器と,上記送受切換器に接続
されたアンテナと,上記アンテナで受信され,上記送受
切換器を経た目標からの反射波と上記安定化局部発振器
の出力を混合するミキサ(C)と,上記ミキサ(C)の
出力を増幅する増幅器(B)と,上記コヒーレント発振
器の出力と上記増幅器(B)の出力を混合するミキサ
(D)と,上記ミキサ(D)の出力と上記ランダム信号
発生器で発生されたランダム信号との相関を算出するレ
ンジ圧縮器と,上記アンテナの回転に伴う角度信号が上
記アンテナから入力されかつ上記トリガ信号発生器で発
生されるトリガ信号に同期して上記レンジ圧縮器の出力
を表示する表示器とを備えたことを特徴とするレーダ装
置。1. A trigger signal generator that outputs a trigger signal corresponding to a pulse repetition frequency; a random signal is generated for a predetermined time width based on the output of the trigger signal generator; A random signal generator that generates a signal that is uncorrelated with the random signal generated based on the trigger signal generator, a coherent oscillator that outputs a continuous wave of an intermediate frequency, an output of the random signal generator, and the coherent A mixer (A) that mixes the outputs of the oscillators, an amplifier (A) that amplifies the output of the mixer (A), a stabilized local oscillator that outputs a continuous wave of a radio frequency, and an output of the stabilized local oscillator. A mixer (B) that mixes the outputs of the amplifier (A), a high-power amplifier that amplifies the output of the mixer (B), and a transmitter connected to the high-power amplifier. A duplexer, an antenna connected to the duplexer, a mixer (C) that mixes the reflected wave from the target received by the antenna and passed through the duplexer with the output of the stabilized local oscillator; An amplifier (B) for amplifying the output of the mixer (C), a mixer (D) for mixing the output of the coherent oscillator and the output of the amplifier (B), an output of the mixer (D) and the random signal generation. And a range compressor that calculates a correlation with a random signal generated by the signal generator, and an angle signal that accompanies the rotation of the antenna is input from the antenna and synchronized with the trigger signal generated by the trigger signal generator. A radar device comprising: a display for displaying the output of the compressor.
信号を出力するトリガ信号発生器と,上記トリガ信号発
生器の出力にもとづいて所定の時間幅にわたってランダ
ム信号を発生し,かつ他の時刻に上記トリガ信号発生器
にもとづいて発生されたランダム信号とは無相関な信号
を発生するランダム信号発生器と,中間周波数の連続波
を出力するコヒーレント発振器と,上記ランダム信号発
生器の出力と,上記コヒーレント発振器の出力を混合す
るミキサ(A)と,上記ミキサ(A)の出力を増幅する
増幅器(A)と,無線周波数の連続波を出力する安定化
局部発振器と,上記安定化局部発振器の出力と上記増幅
器(A)の出力を混合するミキサ(B)と,上記ミキサ
(B)の出力を増幅する高出力増幅器と,上記高出力増
幅器に接続された送受切換器と,上記送受切換器に接続
されたアンテナと,上記アンテナで受信され,上記送受
切換器を経た目標からの反射波と上記安定化局部発振器
の出力を混合するミキサ(C)と,上記ミキサ(C)の
出力を増幅する増幅器(B)と,上記コヒーレント発振
器の出力と上記増幅器(B)の出力を混合するミキサ
(D)と,上記ミキサ(D)の出力に対し上記アンテナ
から上記目標までの距離の時間的な変化にもとづく位相
の変化を補償する位相補償器と,上記位相補償器の出力
と上記ランダム信号発生器で発生されるランダム信号と
の相関を算出するレンジ圧縮器と,上記レンジ圧縮器の
出力にもとづいてアジマス方向に圧縮するアジマス圧縮
器と,上記トリガ信号発生器で発生されるトリガ信号に
同期して上記アジマス圧縮器の出力を表示する表示器と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。2. A trigger signal generator that outputs a trigger signal corresponding to a pulse repetition frequency; a random signal is generated for a predetermined time width based on the output of the trigger signal generator; A random signal generator that generates a signal that is uncorrelated with the random signal generated based on the trigger signal generator, a coherent oscillator that outputs a continuous wave of an intermediate frequency, an output of the random signal generator, and the coherent A mixer (A) that mixes the outputs of the oscillators, an amplifier (A) that amplifies the output of the mixer (A), a stabilized local oscillator that outputs a continuous wave of a radio frequency, and an output of the stabilized local oscillator. A mixer (B) that mixes the outputs of the amplifier (A), a high-power amplifier that amplifies the output of the mixer (B), and a transmitter connected to the high-power amplifier. A duplexer, an antenna connected to the duplexer, a mixer (C) that mixes the reflected wave from the target received by the antenna and passed through the duplexer with the output of the stabilized local oscillator; An amplifier (B) that amplifies the output of the mixer (C), a mixer (D) that mixes the output of the coherent oscillator and the output of the amplifier (B), and the output of the mixer (D) from the antenna. A phase compensator for compensating for a phase change due to a temporal change in the distance to the target, and a range compressor for calculating a correlation between an output of the phase compensator and a random signal generated by the random signal generator. And the output of the azimuth compressor in synchronization with the azimuth compressor that compresses in the azimuth direction based on the output of the range compressor and the trigger signal generated by the trigger signal generator. Radar apparatus characterized by comprising a display for.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001246413A JP3500580B2 (en) | 2001-08-15 | 2001-08-15 | Radar equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001246413A JP3500580B2 (en) | 2001-08-15 | 2001-08-15 | Radar equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003057336A JP2003057336A (en) | 2003-02-26 |
JP3500580B2 true JP3500580B2 (en) | 2004-02-23 |
Family
ID=19075968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001246413A Expired - Fee Related JP3500580B2 (en) | 2001-08-15 | 2001-08-15 | Radar equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3500580B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4005007B2 (en) * | 2003-09-05 | 2007-11-07 | 株式会社東芝 | Radar signal processing device |
KR102208365B1 (en) * | 2019-09-20 | 2021-01-27 | 국방과학연구소 | Radar phase calibration system, method for synchronizing radar pulse-repetition-frequency, computer-readable recording medium and computer program having program language for the same |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60262079A (en) * | 1984-06-11 | 1985-12-25 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | Pulse compression radar |
JP2652950B2 (en) * | 1988-02-23 | 1997-09-10 | 日本電気株式会社 | Pulse compression radar device |
JPH03138589A (en) * | 1989-10-25 | 1991-06-12 | Nec Corp | Pulse compressing radar device |
GB2353155A (en) * | 1999-08-05 | 2001-02-14 | Mitsubishi Electric Inf Tech | A random binary signal generator with a narrowed autocorrelation function |
JP2002139565A (en) * | 2000-11-02 | 2002-05-17 | Toshiba Corp | Radar device |
-
2001
- 2001-08-15 JP JP2001246413A patent/JP3500580B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003057336A (en) | 2003-02-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4567292B2 (en) | Pulse radar that does not interfere with communication signal and method for generating the pulse | |
CN103744078B (en) | A kind of microwave based on different code speed random frequency hopping stares relevance imaging device | |
JP4630767B2 (en) | Radar equipment | |
JP6088492B2 (en) | Pulse signal setting device, radar device, pulse signal setting method, and pulse signal setting program | |
US6599248B1 (en) | Method and apparatus for ultrasound diagnostic imaging | |
JPH02179490A (en) | Pulse radar system | |
JP2642803B2 (en) | Pulse Doppler radar device | |
RU2337373C1 (en) | Method for azimuth resolution of moving targets, method for surveillance pulse radar set operation in azimuth resolution mode for moving targets, and radar system for method implementation | |
JP3641628B2 (en) | Automotive pulse radar equipment | |
US7755538B2 (en) | Radar apparatus | |
JP3500580B2 (en) | Radar equipment | |
JP2002082162A (en) | Pulse compression radar device | |
JP2003167052A (en) | Synthetic aperture radar device | |
EP0418205A2 (en) | Radar arrangement | |
JP2011247615A (en) | Pulse compressor, radar device, pulse compression method, and pulse compression program | |
JP5465148B2 (en) | Radar equipment | |
JP2002006031A (en) | Pulse compression-type radar device | |
JP3366615B2 (en) | Pulse radar equipment | |
JP3303862B2 (en) | Pulse compression radar device | |
JPS61201180A (en) | Device for processing synthetic aperture radar picture image | |
JP3335778B2 (en) | Radar equipment | |
JPH11231043A (en) | Pulse compression method and device thereof | |
JP2005241264A (en) | Radar apparatus | |
JP4755822B2 (en) | PULSE COMPRESSION DEVICE, DETECTION DEVICE, AND PULSE COMPRESSION METHOD | |
JP2003139853A (en) | Synthetic aperture radar apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |