JP3613120B2 - Bistatic radar device - Google Patents

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【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、相互に離隔した送信側及び受信側のレーダ装置により目標の検出を行うバイスタティックレーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来バイスタティック方式のレーダ装置では、受信側レーダ装置のアンテナのサイドローブに送信側レーダ装置からの直接波が入射され、この送信側レーダ装置からの直接波成分に目標からの反射電波成分が埋もれることにより目標の検出が困難となる領域、すなわち送信ブラインド領域と呼ばれる領域が存在していた。
【０００３】
ここで、直接波とは近接する他のレーダ装置から送信され受信側レーダ装置により直接受信される送信電波を含むが、送信ブラインド領域を発生させる直接波とは、航空機等の目標に反射されずに受信側レーダ装置により直接受信される送信側レーダ装置からの送信電波をいう。そして、このような直接波の電力レベルは目標により反射された反射電波のそれに比べてかなり高く、このような直接波成分が目標からの反射電波に混入されて受信されると、目標からの反射電波成分は送信側レーダ装置からの直接波成分に埋もれてしまい、受信側レーダ装置において目標の検出が困難となる。
【０００４】
図１３は上述したような送信ブラインド領域を模式的に示したバイスタティックレーダ装置の覆域説明図である。図１３において、２５及び２６はバイスタティックレーダ装置を構成する送信側及び受信側のレーダ装置、２７はこのバイスタティックレーダ装置２５及び２６により目標の検出が可能な目標検出範囲（以下、バイスタティック覆域という）、２８は送信側レーダ装置２５からの直接波の影響により目標の検出が困難となる送信ブラインド領域である。
ここで、送信側レーダ装置２５から送信される送信電波の送信パルス幅をｈ、送信側レーダ装置２５のアンテナから目標までの距離をａ、目標から受信側レーダ装置２６のアンテナまでの距離をｂとすると、バイスタティックレーダ装置２５及び２６の送信ブラインド領域２８はａ＋ｂ＜ｈで表すことができる。
【０００５】
すなわち、バイスタティックレーダ装置２５及び２６の送信ブラインド領域２８は、図１３に示すような送信側レーダ装置２５と受信側レーダ装置２６とを焦点とするほぼ楕円形状となり、例えば送信電波の送信パルス幅ｈを１００μｓｅｃに設定すると、送信ブラインド領域はａ＋ｂ＜１００μｓｅｃとなる。そして、目標との位置関係がａ＋ｂ≧１００μｓｅｃとなる場合、送信側レーダ装置２５からの直接波は目標からの反射電波と十分離れた受信タイミングで受信側レーダ装置２６に受信され受信側レーダ装置における目標の検出にさほど影響を及ぼさないが、目標との位置関係がａ＋ｂ＜１００μｓｅｃとなる場合は送信側レーダ装置２５からの直接波は目標からの反射電波に混入されて受信され上述したように目標の検出が困難となる。
【０００６】
このように、バイスタティック方式のレーダ装置では、送信側レーダ装置からの送信電波を受信側レーダ装置が直接受信することにより目標からの反射電波を正確に検出することができない領域、すなわち送信ブラインド領域が存在し、何らの手段も施さない場合には、たとえバイスタティック覆域内といえども目標の検出を行うことができなかった。
【０００７】
例えば、特開平６−４３２３５号公報には、送信側レーダ装置からの直接波を受信する第２の受信手段を設け、この第２の受信手段の出力信号により第１の受信手段中に混入して受信された送信側レーダ装置からの直接波成分を抑圧して目標からの反射電波を検出するよう構成したバイスタティック方式のレーダ装置が記載され、また、特開平６−１２０４８９号公報には、送信サイトアンテナの放射偏波面に対して受信サイトアンテナの受信偏波面を直交させることにより、送信サイトからの直接波の影響を除去するよう構成したレーダ方式が記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のバイスタティックレーダ装置は以上のように構成されているので、前者では通常の受信手段の他に送信側レーダ装置からの直接波を受信する第２の受信手段を設け、この第２の受信手段の出力信号により第１の受信手段中に混入して受信された送信側レーダ装置からの直接波成分を抑圧する必要があり、受信側レーダ装置において２系統の受信手段を設ける必要があるという問題点があった。
また、後者では常に送信サイトアンテナの放射偏波面に対して受信サイトアンテナの受信偏波面を直交させねばならず、複雑な受信アンテナの制御が必要となる。例えば、送信側又は受信側のレーダ装置が移動可能な移動体に搭載されるような場合、これら送信側及び受信側レーダ装置の位置関係は移動体の移動に伴って複雑に変化し、このような状況下において送信サイトアンテナの放射偏波面に対して受信サイトアンテナの受信偏波面を常に直交させておくことはきわめて困難である。
【０００９】
この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、複雑なアンテナ制御や受信側レーダ装置に２系統の受信手段を必要とすることなく、送信ブラインド領域内の目標の検出を行うことができる新規な構成のバイスタティック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】
請求項１の発明に係るバイスタティックレーダ装置は、送信側レーダ装置の位置が不特定であって、上記送信側レーダ装置及び上記送信側レーダ装置から送信された送信電波が目標に反射した反射電波及び上記送信電波の直接波を受信する受信側レーダ装置により構成されるバイスタティックレーダ装置において、上記受信側レーダ装置は、複数の素子アンテナからなるアンテナ部と、上記複数の素子アンテナが受信した反射電波に直接波が混入した電波をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部に接続され、デジタルビームフォーミングにより上記アンテナ部に所望のアンテナパターンを形成させるＤＢＦ装置と、上記アンテナ部の複数の素子アンテナが受信した電波の受信電力の大きさから反射電波に混入している直接波の到来方位を推定する直接波方位推定手段と、この直接波方位推定手段が推定した方位に上記アンテナパターンの利得が零となるヌルを形成するように上記ＤＢＦ装置に指示するビーム制御手段と、上記ヌルが形成されたアンテナパターンを有する上記アンテナ部が受信した電波から上記目標の検出を行う目標検出手段とを備えたものである。
【００１１】
請求項２の発明に係るバイスタティックレーダ装置は、送信側レーダ装置の位置が不特定であって、上記送信側レーダ装置及び上記送信側レーダ装置から送信された送信電波が目標に反射した反射電波及び上記送信電波の直接波を受信する受信側レーダ装置により構成されるバイスタティックレーダ装置において、上記受信側レーダ装置は、複数の素子アンテナからなるアンテナ部と、上記複数の素子アンテナが受信した反射電波に直接波が混入した電波をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部に接続され、デジタルビームフォーミングにより上記アンテナ部に所望のアンテナパターンを形成させるＤＢＦ装置と、上記アンテナ部の複数の素子アンテナが受信した電波の受信電力の大きさから反射電波に混入している直接波の到来方位を推定する直接波方位推定手段と、この直接波方位推定手段が推定した方位における直接波受信用のアンテナパターンと上記目標の方位におけるアンテナパターンとの２方位にアンテナパターンを形成するように上記ＤＢＦ装置に指示をするビーム制御手段と、上記ＤＢＦ装置に接続され、上記直接波方位推定手段が推定した方位における直接波受信用のアンテナパターンと上記目標の方位におけるアンテナパターンとの相関成分を抽出し、この相関成分を上記目標の方位のアンテナパターンから除去して反射電波に混入している直接波を抑圧する直接波抑圧手段と、この直接波抑圧手段により直接波が除去された反射電波から上記目標の検出を行う目標検出手段とを備えたものである。
【００１２】
請求項３の発明に係るバイスタティックレーダ装置は、上記２方位が同一の方位のときに、上記目標からの反射電波と上記送信側レーダ装置からの直接波とを分離し、分離した直接波を抑圧する超分解能直接波識別部を有することを特徴とする請求項２に記載のものである。
【００１３】
請求項４の発明に係るバイスタティックレーダ装置は、上記ＤＢＦ装置は、水平方向及び垂直方向にアンテナパターンを形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態１．
以下、この発明の一実施形態について図を用いて説明する。図１は本実施形態によるバイスタティックレーダ装置を構成する受信側レーダ装置のブロック構成図であり、図１において、１は複数の素子アンテナによりアレーアンテナを構成したアンテナ部、２は各素子アンテナに接続された複数の受信機からなる受信処理部、３は受信処理部２の各受信機に対応する複数のＡ／Ｄ変換器を有し、受信処理部２により受信処理された各素子アンテナからの素子信号をそれぞれデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部、４はＡ／Ｄ変換部３からのデジタル信号により垂直方向（仰角方向）の一次元ＤＢＦ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｉｎｇ）処理を行い、所望の仰角方向にマルチビームを形成する複数のＤＢＦ装置からなるビーム形成手段、５はビーム形成手段４により形成されたマルチビームにより目標の検出処理を行う目標検出手段、６は目標検出手段５により検出された目標情報に基づいて当該目標の表示処理、追尾処理など各種のデータ処理を行うデータ処理手段、７は送信側レーダ装置の位置情報に基づいてビーム形成手段４を制御し、送信側レーダ装置からの送信電波を直接受信する方位にアンテナパターンの利得が零となる点、すなわちヌルが形成されたマルチビームを形成させるビーム制御手段である。
【００２０】
また、図２はこの発明に係るバイスタティックレーダ装置の基本構成を示すシステム構成図であり、本実施形態、及び他の実施形態による各バイスタティックレーダ装置は基本的に図２に示すようなシステム構成となる。図２において、８は航空機、船舶等の目標物（以下、単に目標という）、９は目標８に対して送信電波を送信する送信側レーダ装置、１０は送信側レーダ装置９から離隔し目標８からの反射電波を受信して目標８の検出を行う受信側レーダ装置である。
本実施形態によるバイスタティックレーダ装置では、図２に示す受信側レーダ装置１０は図１に示すように構成されている。なお、送信側レーダ装置９も受信側レーダ装置１０と同様に構成することが可能である。
【００２１】
なお、図２に示す送信側レーダ装置９及び受信側レーダ装置１０間の同期を確保する方法としては、有線又は無線により同期信号を送受信する方法、精密かつ互いに同期のとれたクロックを用いる方法などがあるがいずれを適用してもよい。すなわち送信側レーダ装置９と受信側レーダ装置１０とが相互に固定局であれば有線にて同期信号を送受信すればよく、いずれか一方が移動可能な場合には送信電波により同期信号を直接送受信するよう構成すればよい。また、このような同期捕捉は常に行う必要がないので、無線により同期信号を送受信する場合においても目標検出を行う場合以外において定期的に実施すればよく、目標検出の動作に何ら影響を与えるものでない。
【００２２】
次に、本実施形態によるバイスタティックレーダ装置の動作について図２を用いて説明する。まず、送信側レーダ装置９では、ビーム形成手段のＤＢＦ処理により目標８の方位に対して所望のマルチビームが形成され、当該方位に対して送信電波が送信される。
次に、受信側レーダ装置１０では、目標８により反射された送信側レーダ装置９からの送信電波がアンテナ部１を介して受信され、受信処理手段２により受信処理されてＡ／Ｄ変換部３に入力される。なお、受信側レーダ装置１０はいわゆるＤＢＦ処理によりマルチビームを形成するものであり、ビーム形成手段４ではＡ／Ｄ変換部３からのデジタル信号によりいわゆるＤＢＦ処理が行われ、目標８の方位に対してメインローブを有するマルチビームが形成される。
ここで、本実施形態による受信側レーダ装置１０では、ビーム形成手段４を制御してマルチビームの所望の方位にアンテナパターンの利得が零となる点、すなわちヌルを形成させるビーム制御手段７が設けられており、このビーム制御手段７の制御により送信側レーダ装置９からの送信電波を直接受信する方位、すなわち送信側レーダ装置９からの直接波を受信する方位にヌルを形成したマルチビームが形成される。
【００２３】
ビーム制御手段７には予め送信側レーダ装置９の位置情報がメモリ等の記憶部に記憶されており（図示省略）、この予め記憶された送信側レーダ装置９の位置情報と自己の位置とから送信側レーダ装置９からの送信電波を直接受信する方位を求め、当該方位をビーム形成手段４に指示する。そして、ビーム形成手段４がビーム制御手段７により指示された方位にヌルを形成したマルチビームを形成することにより、送信側レーダ装置９からの直接波を受信する方位にヌルが形成されたマルチビームが形成される。
【００２４】
図３は本実施形態による送信側レーダ装置９及び受信側レーダ装置１０において形成されたマルチビームを示すビーム説明図である。図３において、１１は送信側レーダ装置９におけるビームパターン形状、１２は受信側レーダ装置１０におけるビームパターン形状、１３は送信側レーダ装置９からの直接波、１４は受信側レーダ装置１０において形成されたマルチビームのヌルであり、図３に示すように、本実施形態によるバイスタティックレーダ装置の受信側レーダ装置１０では、送信側レーダ装置９からの送信電波を直接受信する方位にヌル１４を形成したマルチビームが形成される。
【００２５】
このように、本実施形態によるバイスタティックレーダ装置では、受信側レーダ装置１０において目標８の方位にメインローブパターンが形成され、送信側レーダ装置９からの送信電波を直接受信する方位にヌル１４が形成されたマルチビームを形成するので、目標８からの反射電波を確実に検出することができる一方、送信側レーダ装置９からの直接波は受信されず、従来、目標の検出が困難であったバイスタティックレーダ装置のいわゆる送信ブラインド領域において、目標の検出を行うことができる。
なお、図１に示すビーム形成手段４ではＤＢＦ装置が列方向に配置され垂直方向の一次元ＤＢＦ処理を行うものであったが、このようなＤＢＦ装置を行方向に配置して水平方向の一次元ＤＢＦ処理を行うように構成してもよい。
【００２６】
そして、目標検出手段５は以上のように形成されたマルチビームにより目標８からの反射電波について検出処理を行い、検出された目標情報（位置情報、距離情報など）をデータ処理手段６に出力する。データ処理手段６は目標検出手段５からの目標情報に基づき当該目標８をモニタ等に表示する処理、あるいは時系列の目標情報から目標８についての追尾処理など各種のデータ処理を行う。
【００２７】
また、図１に示す受信側レーダ装置では、ビーム形成手段４がいわゆる一次元ＤＢＦ処理を行うものであったが、このビーム形成手段４は垂直方向及び水平方向の両方向についてＤＢＦ処理を行うものであってもよい。一次元ＤＢＦ処理を行うビーム形成手段の場合、マルチビームはある一平面にしか形成することができず、ヌルの形成もいずれかの平面上にしか形成することができないが、二次元ＤＢＦ装置によりビーム形成手段を構成した場合、マルチビームは垂直方向及び水平方向の両方向において調整することが可能であり、ヌルの形成もより細かい調整が可能である。
【００２８】
例えば、送信側レーダ装置９又は受信側レーダ装置１０が移動可能な場合、これら各レーダ装置において形成されるマルチビームのビーム方位はこれらの移動に伴って複雑に変化するが、ニ次元ＤＢＦ処理を行うビーム形成手段によればこのような場合においても十分に対応することができ、一次元ＤＢＦ処理を行うＤＢＦ装置をビーム形成手段に適用した場合に比べてより正確に送信側レーダ装置９からの直接波を受信する方位にヌルを形成することができる。
【００２９】
以上のように、本実施形態によるバイスタティックレーダ装置では、受信側レーダ装置１０にビーム制御手段７を設け、このビーム制御手段７の制御により送信側レーダ装置９からの送信電波を直接受信する方位にヌルが形成されたマルチビームを形成させるように構成したので、送信ブラインド領域内の目標について目標検出を行っても送信側レーダ装置からの直接波成分が目標からの反射電波に混入せず、従来、目標の検出が困難であった送信ブラインド領域において正確な目標の検出を実現することができる。
【００３０】
発明の実施の形態２．
次に本発明の他の実施形態について説明する。上記実施の形態によるバイスタティックレーダ装置では、予め送信側レーダ装置の位置が分かっていたので、その位置に基づいて送信側レーダ装置からの直接波を受信する方位に対してヌルを形成することが可能であったが、送信側レーダ装置の位置が予め分かっていない場合このようなヌルの形成は困難となる。本実施形態によるバイスタティックレーダ装置は、このように予め送信側レーダ装置の位置が分からないような場合であっても送信側レーダ装置からの直接波を受信する方位にヌルを形成したマルチビームを形成することができ、従来、目標の検出が困難であったいわゆる送信ブラインド領域において目標の検出を可能とするものである。
【００３１】
図４は本実施の形態による受信側レーダ装置を示すブロック構成図である。図４において、１５はアンテナ部１によって受信された電波中、送信側レーダ装置９からのいわゆる直接波を特定しこの直接波の受信方位を推定する直接波方位推定手段、７ｂは直接波方位推定手段１５によって推定された直接波の方位にアンテナパターンの利得が零となる点、すなわちヌルが形成されたマルチビームを形成させるようビーム形成手段４の制御を行うビーム制御手段である。図中、同一符号は同一又は相当部分を示し、詳細な説明については省略する。
なお、本実施形態によるバイスタティックレーダ装置では、図２に示す受信側レーダ装置１０は図４に示すように構成されている。
【００３２】
ここで、直接波方位推定手段１５による直接波の受信方位の推定について説明する。通常、送信側レーダ装置９から送信される送信電波は他の干渉波に比べて受信電力が大きく、またその送信周波数、送信タイミングについても予め知ることができる。そこで、直接波方位推定手段１５ではこのような送信側レーダ装置９の送信情報、例えば受信電力の検出等に基づいて受信した電波の中から送信側レーダ装置９からの直接波を特定し、その受信方位を送信側レーダ装置の送信電波を直接受信する方位として推定する。
直接波方位推定手段１５により推定された方位はビーム制御手段７ｂに出力され、ビーム制御手段７ｂは直接波方位推定手段１５により推定された方位にヌルが形成されるようビーム形成手段４に指示を行う。ビーム形成手段４はビーム制御手段７ｂにより指示された方位にヌルが形成されたマルチビームを形成し、このマルチビームによって目標検出手段５により目標の検出処理が行われる。
なお、図４ではＡ／Ｄ変換部３から出力された各デジタル信号により直接波の受信方位を推定するように構成されているが、受信処理部２からの各素子信号により直接波の受信方位を推定するように構成してもよい。
【００３３】
以上のように、本実施形態によれば、予め送信側レーダ装置９の位置が分からない場合においても、直接波方位推定手段１５により送信側レーダ装置９からの送信電波を直接受信する方位を推定し、その方位に対してヌルが形成されたマルチビームを形成するので、目標８からの反射電波を確実に検出することができる一方、送信側レーダ装置９からの直接波は受信されず、従来、目標の検出が困難であったバイスタティックレーダ装置の送信ブラインド領域において、目標の検出を行うことができる。
なお、図４に示すビーム形成手段４は一次元ＤＢＦ処理を行うものであったが、上記実施の形態によるバイスタティックレーダ装置と同様に水平方向及び垂直方向の両方向についてＤＢＦ処理を行う二次元ＤＢＦ装置により構成するようにしてもよい。二次元ＤＢＦ装置によりビーム形成手段を構成した場合、垂直方向及び水平方向の両方向においてマルチビームの形成を調整することが可能であり、ヌルの形成もより細かい調整が可能となる。
【００３４】
発明の実施の形態３．
次に本発明の他の実施形態について説明する。上記実施の形態によるバイスタティックレーダ装置は、いずれも受信側レーダ装置１０において送信側レーダ装置９からの直接波を受信する方位に対してヌルが形成されるので、目標８が送信側レーダ装置９に近接し、受信側レーダ装置１０におけるマルチビームのメインローブ方向が送信側レーダ装置９の方位に対して形成された場合には、このヌルにより目標８からの反射電波自体を受信することが困難となる。本実施形態によるバイスタティックレーダ装置は、このような場合において目標からの反射電波を受信することができると共に、送信側レーダ装置からの直接波とが分離でき、従来、目標の検出が困難であったいわゆる送信ブラインド領域において目標の検出を可能とするものである。
【００３５】
図５は本実施の形態による受信側レーダ装置を示すブロック構成図である。図５において、１６は超分解能アルゴリズムを用いて受信されたいわゆる直接波と目標からの反射電波とを分離するもので、航空機等の目標８が送信側レーダ装置９に近接し、受信側レーダ装置１０におけるマルチビームのメインローブ方向が送信側レーダ装置９の方位に対して形成されるような場合に、そのマルチビームにより混入して受信された送信側レーダ装置９からの直接波と目標からの反射電波とを分離し、分離した送信側レーダ装置９からの直接波成分を抑圧する超分解能直接波抑圧手段である。図中、同一符号は同一又は相当部分を示し、詳細な説明については省略する。
なお、本実施形態によるバイスタティックレーダ装置では、図２に示す受信側レーダ装置１０は図５に示すように構成されている。
【００３６】
次に動作について説明する。本実施形態による受信側レーダ装置１０は、ビーム形成手段４により形成されたマルチビームが送信側レーダ装置９の方位に対して形成されるような場合において、上記実施形態１．によるバイスタティックレーダ装置と異なる動作をし、それ以外では上記実施形態１．によるバイスタティックレーダ装置と同様に動作する。
すなわち、ビーム形成手段４により形成されたマルチビームが送信側レーダ装置９の方位に対して形成される場合には、上述したようなヌルを形成せず、超分解能直接波抑圧手段１６のいわゆる超分解処理により送信側レーダ装置９からの直接波と目標からの反射電波とを分離し、分離した送信側レーダ装置９からの直接波成分を抑圧する。具体的には、直接波方位推定手段１５により送信側レーダ装置９からの直接波を受信する方位を推定し、目標８に対して形成されるマルチビームが直接波方位推定手段１５により推定された方位に形成される場合に超分解能直接波抑圧手段１６による処理を行う。
【００３７】
なお、超分解能アルゴリズムとは、例えば最ゆう推定法（情報量統計学：共立出版社 ｐｐ３７−４１）等を用いることにより、目標からの反射電波といわゆる直接波との分離を行うアルゴリズムである。
【００３８】
以上のように、本実施形態によるバイスタティックレーダ装置によれば、例えば受信側レーダ装置１０に形成されたマルチビームのメインローブ方向に航空機等の目標８と送信側レーダ装置９とが直線状に重なるような場合において目標８からの反射電波を受信することができる共に、この目標８からの反射電波と混入して受信された送信側レーダ装置９からの直接波成分を目標８からの反射電波成分から分離、抑圧することができ、従来、目標の検出が困難であったいわゆる送信ブラインド領域において目標の検出を行うことができる。
なお、図５に示すビーム形成手段４は一次元ＤＢＦ処理を行うものであったが、上記実施の形態によるバイスタティックレーダ装置と同様に水平方向及び垂直方向の両方向についてＤＢＦ処理を行う二次元ＤＢＦ装置により構成するようにしてもよく、上記実施形態によるバイスタティックレーダ装置と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
発明の実施の形態４．
次に本発明の他の実施形態について説明する。上記実施の形態によるバイスタティックレーダ装置は、いずれもマルチビームの所望の方向にヌルを形成して送信側レーダ装置からの直接波が受信側レーダ装置に受信されないよう構成されるものであったが、送信側レーダ装置からの直接波を積極的に受信して目標からの反射電波と送信側レーダ装置からの直接波とを分離・抑圧するようにしてもよい。本実施形態によるバイスタティックレーダ装置は、目標の方位と上記送信レーダ装置からの送信電波を直接受信する方位とに所望のマルチビームを形成させ、これら２方位のマルチビームにより目標の方位のマルチビームに混入された上記送信レーダ装置からの直接波成分を抑圧するというものである。
【００４０】
図６は本実施の形態による受信側レーダ装置を示すブロック構成図である。図６において、７ｄは直接波方位推定手段１２により推定された直接波の方位に、上述したようなヌルでなく送信側レーダ装置からの直接波を受信するための直接波受信用ビームを形成させるビーム制御手段、１７はビーム制御手段４の制御により形成された直接波受信用ビーム及び目標の方位に形成されたマルチビームから相関成分を抽出し、この相関成分を上記目標の方位のマルチビームから除去す上記送信レーダ装置からの直接波成分を抑圧する直接波抑圧手段部である。図中、同一符号は同一又は相当部分を示し、詳細な説明については省略する。
なお、本実施形態によるバイスタティックレーダ装置では、図２に示す受信側レーダ装置１０が図６に示すように構成されている。
【００４１】
次に動作について説明する。本実施形態による受信側レーダ装置１０では、ビーム形成手段４がビーム制御手段７ｄの制御により目標の方位以外の送信レーダ装置９からの直接波を受信する方位に直接波受信用ビームを形成する。直接波抑圧手段１８はこれら２方位のマルチビームから相関成分を抽出し、この相関成分を目標８の方位のマルチビームから除去することにより目標８の方位のマルチビームに混入された送信レーダ装置９からの直接波成分を抑圧する。
これにより目標８からの反射電波と送信レーダ装置９からの直接波とが分離され、送信レーダ装置９からの直接波成分が抑圧されたマルチビームにより目標検出手段５が目標の検出を行う。
【００４２】
以上のように、本実施形態によるバイスタティックレーダ装置によれば、いわゆる相関処理を用いて目標８からの反射電波と送信レーダ装置９からの直接波とを分離することができ、上記実施形態によるバイスタティックレーダ装置と同様に、従来、目標の検出が困難であったいわゆる送信ブラインド領域において目標の検出を行うことができる。
なお、図６に示すビーム形成手段４は一次元ＤＢＦ処理を行うものであったが、上記実施の形態によるバイスタティックレーダ装置と同様に水平方向及び垂直方向の両方向についてＤＢＦ処理を行う二次元ＤＢＦ装置により構成するようにしてもよく、これにより直接波受信用ビームの方位をより細かく調整することができる。
【００４３】
発明の実施の形態５．
次に本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態によるバイスタティックレーダ装置は、図６に示す受信側レーダ装置１０にさらに超分解能直接波抑圧手段を設けたものである。すなわち、図６に示すような受信側レーダ装置１０においても受信側レーダ装置１０に形成されたマルチビームのメインローブ方向に航空機等の目標８と送信側レーダ装置９とが直線状に重なるような場合には、直接波受信用ビームを形成することができず、このような場合に超分解能直接波抑圧手段による超分解処理を行う。
なお、本実施形態によるバイスタティックレーダ装置では、図２に示す受信側レーダ装置１０が図７に示すように構成されている。
【００４４】
図７は本実施形態による受信側レーダ装置を示すブロック構成図であり、図中、同一符号は同一又は相当部分を示し、詳細な説明については省略する。
本実施形態による受信側レーダ装置１０では、ビーム形成手段４により形成されたマルチビームが送信側レーダ装置９の方位に対して形成されるような場合において、上記実施形態４．によるバイスタティックレーダ装置と異なる動作をし、それ以外では上記実施形態４．によるバイスタティックレーダ装置と同様に動作する。
【００４５】
すなわち、ビーム形成手段４により形成されたマルチビームが送信側レーダ装置９の方位に対して形成される場合には、上述したような直接波受信用ビームを形成せず、超分解能直接波抑圧手段１６のいわゆる超分解処理により送信側レーダ装置９からの直接波と目標からの反射電波とを分離し、分離した送信側レーダ装置９からの直接波成分を抑圧する。具体的には、直接波方位推定手段１５により送信側レーダ装置９からの直接波を受信する方位を推定し、目標８に対して形成されるマルチビームが直接波方位推定手段１５により推定された方位に形成される場合に超分解能直接波抑圧手段１６による処理を行う。この場合において、ビーム制御手段７ｅはビーム形成手段４に直接波受信用ビームを形成しないよう指示を行う。
【００４６】
以上のように、本実施形態によるバイスタティックレーダ装置によれば、例えば受信側レーダ装置１０に形成されたマルチビームのメインローブ方向に航空機等の目標８と送信側レーダ装置９とが直線状に重なるような場合においても、目標８からの反射電波を受信することができる共に、この目標８からの反射電波と混入して受信された送信側レーダ装置９からの直接波成分を目標８からの反射電波成分から分離、抑圧することができ、従来、目標の検出が困難であったいわゆる送信ブラインド領域において目標の検出を行うことができる。
【００４７】
発明の実施の形態６．
次に本発明の他の実施形態について説明する。上記実施の形態によるバイスタティックレーダ装置は、いずれもビーム形成手段を有し、Ａ／Ｄ変換器等からのデジタル信号によりいわゆるＤＢＦ処理を行って所望方向にマルチビームを形成するというものであったが、本実施形態によるバイスタティックレーダ装置は、このようなビーム形成手段を設けずに、上述した送信ブラインド領域における目標の検出を可能とするものである。
なお、本実施形態によるバイスタティックレーダ装置では、図２に示す受信側レーダ装置１０が図８に示すように構成されている。
【００４８】
図８は本実施形態による受信側レーダ装置を示すブロック構成図である。図８において、１８は受信処理部２により受信処理された素子信号を送信側レーダ装置９及び受信側レーダ装置１０間の距離に基づき目標８からの反射波と送信側レーダ装置９からの直接波とに識別し、識別した送信側レーダ装置９からの直接波を除去するデフルーツ処理部である。目標検出手段５はこのデフルーツ処理部１８により送信側レーダ装置９からの直接波成分が除去された目標８からの反射電波により目標の検出処理を行う。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示し、詳細な説明については省略する。
【００４９】
ここで、デフルーツ処理部１８の動作について図９を用いて説明する。図９は受信側レーダ装置１０において受信された目標８からの反射電波及び送信側レーダ装置９からの直接波をそれぞれ示す受信電波説明図であり、それぞれをＳ１とＳ２とにより図示する。デフルーツ処理部１８では、受信された各電波Ｓ１及びＳ２に基づいて受信側レーダ装置１０から各電波Ｓ１又はＳ２の発信源までの距離を計測することができこの計測された距離により各発信源の位置を算出する。そして、算出された各位置と予め記憶部などに記憶された送信側レーダ装置９の位置情報とから受信された各電波Ｓ１及びＳ２を送信側レーダ装置９からの直接波と目標８からの反射電波とに識別し、送信側レーダ装置９からの直接波と判定された受信電波を除去する。
【００５０】
例えば、算出されたＳ１の発信源の位置と予め分かっている送信側レーダ装置９の位置とがほぼ同じ位置であれば、Ｓ２を目標９からの反射電波と判定することができ、目標９からの反射電波と判定された受信電波Ｓ２を目標検出手段５に出力する。そして、目標検出手段５はデフルーツ処理部１８から出力された目標８からの反射電波Ｓ２により目標の検出処理を行う。
以上のように、本実施形態によるバイスタティックレーダ装置によれば、デフルーツ処理部に基づいて送信側レーダ装置９からの直接波と目標８からの反射電波とを識別し、送信側レーダ装置９からの直接波を除去することができるので、上記各本実施形態によるバイスタティックレーダ装置のようにビーム形成手段を設けずに、上述した送信ブラインド領域における目標の検出を実現することができる。
【００５１】
発明の実施の形態７．
次に本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態によるバイスタティックレーダ装置は、図８に示す受信側レーダ装置１０にさらに超分解能直接波抑圧手段を設けたものである。すなわち、図８に示すような受信側レーダ装置１０において受信側レーダ装置１０から目標８までの距離と受信側レーダ装置１０から送信側レーダ装置９までの距離とにあまり差異が生じない場合には、送信側レーダ装置９及び受信側レーダ装置１０間の距離に基づき目標８からの反射波と送信側レーダ装置９からの直接波とに識別することができず、このような場合に超分解能直接波抑圧手段による超分解処理を行う。
なお、本実施形態によるバイスタティックレーダ装置では、図２に示す受信側レーダ装置１０が図１０に示すように構成されている。
【００５２】
図１０は本実施形態による受信側レーダ装置を示すブロック構成図であり、図中、同一符号は同一又は相当部分を示し、詳細な説明については省略する。
本実施形態による受信側レーダ装置１０では、目標からの反射電波を受信する方位と送信側レーダ装置９の直接波を受信する方位とが同一となるような場合において、上記実施形態６．によるバイスタティックレーダ装置と異なる動作をし、それ以外では上記実施形態６．によるバイスタティックレーダ装置と同様に動作する。
【００５３】
すなわち、目標８からの反射電波を受信する方位と送信側レーダ装置９の直接波を受信する方位とが同一となるような場合には、上述したようなデフルーツ処理部１８による目標８からの反射電波と送信側レーダ装置９の直接波との識別は行わず、超分解能直接波抑圧手段１６のいわゆる超分解処理により送信側レーダ装置９からの直接波と目標からの反射電波とを分離し、分離した送信側レーダ装置９からの直接波成分を抑圧する。具体的には、直接波方位推定手段１５により送信側レーダ装置９からの直接波を受信する方位を推定し、目標８からの反射電波を受信する方位と送信側レーダ装置９の直接波を受信する方位とが同一となるような場合に超分解能直接波抑圧手段１６による処理を行う。
【００５４】
以上のように、本実施形態によるバイスタティックレーダ装置によれば、受信側レーダ装置１０から目標８までの距離と受信側レーダ装置１０から送信側レーダ装置９までの距離とにあまり差異が生じない場合においても、目標８からの反射電波とこの目標８からの反射電波に混入して受信された送信側レーダ装置９からの直接波とを分離、抑圧することができ、従来、目標の検出が困難であったいわゆる送信ブラインド領域において目標の検出を行うことができる。
【００５５】
発明の実施の形態８．
次に本発明の他の実施形態について説明する。上記実施の形態６．によるバイスタティックレーダ装置は、受信された電波の各発信源までの距離に基づくデフルーツ処理により送信側レーダ装置からの直接波を除去するものであったが、受信された電波のドップラ周波数の変化に基づいて目標からの反射電波と送信側レーダ装置からの直接波とを識別することもできる。本実施形態によるバイスタティックレーダ装置は、受信された電波のドップラ周波数の変化に基づいて目標からの反射電波と送信側レーダ装置からの直接波とを識別し、上述した送信ブラインド領域における目標の検出を可能とするものである。
なお、本実施形態によるバイスタティックレーダ装置では、図２に示す受信側レーダ装置１０は図１１に示すように構成されている。
【００５６】
図１１は本実施形態による受信側レーダ装置を示すブロック構成図である。図１１において、１９は受信処理部２により受信処理された各素子信号をドップラ周波数毎に分離し、各ドップラ周波数の周波数変化により目標からの反射波と上記送信側レーダ装置からの直接波とを識別するフィルタバンク処理部、２０は近接する他のレーダ装置からの直接波を受信し、受信した直接波の周波数情報を出力する近接レーダ用周波数処理手段、２１はフィルタバンク処理部１９の識別結果から送信側レーダ装置９からの直接波を除去し、また、近接レーダ用周波数処理手段２０からの周波数情報に基づいてアンテナ部１により受信された近接する他のレーダ装置からの直接波成分を除去する直接波除去手段である。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示し、詳細な説明については省略する。
【００５７】
次に動作について説明する。まずフィルタバンク処理部２９では、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）等の処理が行われ、アンテナ部１により受信された受信電波について各ドップラ周波数毎の周波数変化が検出される。このフィルタバンク処理部１９の処理結果は各ドップラ周波数毎に直接波除去手段２１に出力される。通常、目標８等によって反射された電波にはドップラ周波数に変化が生じており、送信側レーダ装置９からの直接波等が受信されている場合、フィルタバンク処理部１９ではドップラ周波数に変化が生じていない信号が検出される。そして、直接波除去手段２１では、フィルタバンク処理部１９から出力された信号の中から送信電波の送信周波数とドップラ周波数にずれが生じていない、すなわち周波数変化が生じていない信号を送信側レーダ装置９からの直接波として識別し、ＭＴＩ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｔａｒｇｅｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）等の処理を行うことにより当該信号を除去する。
【００５８】
また、近接する他のレーダ装置からの直接波を受信するような場合においても、近接レーダ用周波数処理手段２０からの周波数情報が直接波除去手段２１に入力されているので、この近接レーダ用周波数処理手段２０からの周波数情報に基づいてフィルタバンク処理部１９から出力された信号の中から近接する他のレーダ装置からの直接波成分を識別することができ、当該周波数の信号を近接する他のレーダ装置からの直接波成分として除去することができる。
【００５９】
以上のように、本実施形態によるバイスタティックレーダ装置によれば、受信された電波のドップラ周波数の変化に基づいて送信側レーダ装置９からの直接波成分を除去することができ、また、近接する他のレーダ装置からの直接波を受信するような場合においても近接レーダ用周波数処理手段２０からの周波数情報に基づいて近接する他のレーダ装置からの直接波成分を除去することができるので、上記各本実施形態によるバイスタティックレーダ装置のように、上述したような送信ブラインド領域における目標の検出を実現することができる。
【００６０】
発明の実施の形態９．
次に本発明の他の実施形態について説明する。上記実施の形態１．及び２．によるバイスタティックレーダ装置は、いずれも受信側レーダ装置においてマルチビームの所望の方位にヌルを形成するというものであったが、送信側レーダ装置においてマルチビームの所望の方位にヌルを形成するように構成してもよい。本実施形態によるバイスタティックレーダ装置は、送信側レーダ装置においてマルチビームの所望の方位にヌルを形成して上述したようなバイスタティック覆域内における送信ブラインド領域の発生を防止するというものである。
なお、本実施形態によるバイスタティックレーダ装置では、図２に示す送信側レーダ装置９は図１２に示すように構成されている。
【００６１】
図１２は本実施形態による送信側レーダ装置を示すブロック構成図である。図１２において、２２はアンテナ部１の各素子アンテナが接続された複数の送信機からなる送信処理部、２３送信処理部２２の各送信機に対応する複数のＤ／Ａ変換器を有したＤ／Ａ変換部、２４は垂直方向の一次元ＤＢＦ処理を行い、所望の方位にマルチビームを形成する複数のＤＢＦ装置からなるビーム形成手段、７ｉは受信側レーダ装置の位置情報に基づき、受信側レーダ装置が送信側レーダ装置からの直接波を受信する方位にアンテナパターンの利得が零となる点、すなわちヌルが形成されたマルチビームを形成させるビーム制御手段である。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示し、詳細な説明については省略する。
【００６２】
本実施形態によるバイスタティックレーダ装置では、図１２に示すように、送信側レーダ装置９において受信側レーダ装置１０が送信側レーダ装置９からの直接波を受信する方位にアンテナパターンの利得が零となる点、すなわちヌルが形成されるので、送信側レーダ装置９から受信側レーダ装置１０に対して直接波が送信されず、これにより受信側レーダ装置１０において目標からの反射電波に送信側レーダ装置９からの直接波が混入して受信されることがなく、従来、目標の検出が困難であったバイスタティックレーダ装置の送信ブラインド領域において目標の検出を行うことがができる。
なお、図１１に示すビーム形成手段２４は一次元ＤＢＦ処理を行うものであったが、上記実施の形態によるバイスタティックレーダ装置と同様に水平方向及び垂直方向の両方向についてＤＢＦ処理を行う二次元ＤＢＦ装置により構成するようにしてもよい。二次元ＤＢＦ装置によりビーム形成手段を構成することにより、本実施形態によるバイスタティックレーダ装置においてもヌルの形成をより細かく調整することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に係る発明によれば、送信側レーダ装置の位置が不特定であって、上記送信側レーダ装置及び上記送信側レーダ装置から送信された送信電波が目標に反射した反射電波及び上記送信電波の直接波を受信する受信側レーダ装置により構成されるバイスタティックレーダ装置において、上記受信側レーダ装置は、複数の素子アンテナからなるアンテナ部と、上記複数の素子アンテナが受信した反射電波に直接波が混入した電波をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部に接続され、デジタルビームフォーミングにより上記アンテナ部に所望のアンテナパターンを形成させるＤＢＦ装置と、上記アンテナ部の複数の素子アンテナが受信した電波の受信電力の大きさから反射電波に混入している直接波の到来方位を推定する直接波方位推定手段と、この直接波方位推定手段が推定した方位に上記アンテナパターンの利得が零となるヌルを形成するように上記ＤＢＦ装置に指示するビーム制御手段と、上記ヌルが形成されたアンテナパターンを有する上記アンテナ部が受信した電波から上記目標の検出を行う目標検出手段とを設けたので、予め送信側レーダ装置の方位が分かっていない場合において、送信側レーダ装置の方位を確認することができ、複雑なビーム制御や受信側レーダ装置に２系統の受信手段を必要とすることなく、送信ブラインド領域内の目標の検出を行うことができる。
【００６４】
また、請求項２に係る発明によれば、送信側レーダ装置の位置が不特定であって、上記送信側レーダ装置及び上記送信側レーダ装置から送信された送信電波が目標に反射した反射電波及び上記送信電波の直接波を受信する受信側レーダ装置により構成されるバイスタティックレーダ装置において、上記受信側レーダ装置は、複数の素子アンテナからなるアンテナ部と、上記複数の素子アンテナが受信した反射電波に直接波が混入した電波をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部に接続され、デジタルビームフォーミングにより上記アンテナ部に所望のアンテナパターンを形成させるＤＢＦ装置と、上記アンテナ部の複数の素子アンテナが受信した電波の受信電力の大きさから反射電波に混入している直接波の到来方位を推定する直接波方位推定手段と、この直接波方位推定手段が推定した方位における直接波受信用のアンテナパターンと上記目標の方位におけるアンテナパターンとの２方位にアンテナパターンを形成するように上記ＤＢＦ装置に指示をするビーム制御手段と、上記ＤＢＦ装置に接続され、上記直接波方位推定手段が推定した方位における直接波受信用のアンテナパターンと上記目標の方位におけるアンテナパターンとの相関成分を抽出し、この相関成分を上記目標の方位のアンテナパターンから除去して反射電波に混入している直接波を抑圧する直接波抑圧手段と、この直接波抑圧手段により直接波が除去された反射電波から上記目標の検出を行う目標検出手段とを設けたので、予め送信側レーダ装置の方位が分かっていない場合において、送信側レーダ装置の方位を確認して、目標からの反射電波と送信側レーダ装置からの直接波を分離することができ、複雑なビーム制御や受信側レーダ装置に２系統の受信手段を必要とすることなく、送信ブラインド領域内の目標の検出を行うことができる。
【００６５】
また、請求項３に係る発明によれば、上記２方位が同一の方位のときに、上記目標からの反射電波と上記送信側レーダ装置からの直接波とを分離し、分離した直接波を抑圧する超分解能直接波識別部を有することを特徴とする請求項２に記載のバイスタティックレーダ装置は、目標が送信側レーダ装置に近接し、受信側レーダ装置におけるマルチビームのメインローブ方向が送信側レーダ装置の方位に対して形成されるような場合又は目標が送信側レーダ装置に近接し、受信側レーダ装置から目標までの距離と受信側レーダ装置から送信側レーダ装置までの距離とにあまり差異が生じないよう場合において、目標からの反射電波と送信側レーダ装置からの直接波とを分離することができ、複雑なビーム制御や受信側レーダ装置に２系統の受信手段を必要とすることなく、送信ブラインド領域内の目標の検出を行うことができる。
【００６６】
また、請求項４に係る発明によれば、上記ＤＢＦ装置は、水平方向及び垂直方向にアンテナパターンを形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のバイスタティックレーダ装置は、さらにマルチビーム方位の微妙な調整が可能となり、より正確な目標の検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態による受信側レーダ装置を示すブロック構成図である。
【図２】この発明に係るバイスタティックレーダ装置のシステム構成図である。
【図３】この発明の一実施の形態によるバイスタティックレーダ装置により形成されたマルチビームを示すビーム説明図である。
【図４】この発明の他の実施形態による受信側レーダ装置を示すブロック構成図である。
【図５】この発明の他の実施形態による送信側レーダ装置を示すブロック構成図である。
【図６】この発明の他の実施形態による受信側レーダ装置を示すブロック構成図である。
【図７】この発明の他の実施形態による受信側レーダ装置を示すブロック構成図である。
【図８】この発明の他の実施形態による受信側レーダ装置を示すブロック構成図である。
【図９】図８に示すデフルーツ処理部の原理説明図である。
【図１０】この発明の他の実施形態による受信側レーダ装置を示すブロック構成図である。
【図１１】この発明の他の実施形態による受信側レーダ装置を示すブロック構成図である。
【図１２】この発明の他の実施形態による受信側レーダ装置を示すブロック構成図である。
【図１３】バイスタテッィクレーダ装置の送信ブラインド領域を説明するための送信ブラインド領域説明図である。
【符号の説明】
１ アンテナ部、２ 受信処理部、３ Ａ／Ｄ変換部、
４，２４ ビーム形成手段、５ 目標検出手段、
７，７ｄ，７ｅ，７ｉ ビーム制御手段、８ 目標、９ 送信側レーダ装置、
１０ 受信側レーダ装置、１３ 送信側レーダ装置からの直接波、
１４ ヌル、１５ 直接波方位推定手段、１６ 超分解能直接波分離手段、
１７ 直接波抑圧手段、１８ デフルーツ処理部、
１９ フィルタバンク処理部、２１ 直接波除去手段、
２２ 送信処理部、２３ Ｄ／Ａ変換部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bistatic radar apparatus in which a target is detected by radar apparatuses on a transmission side and a reception side that are separated from each other.
[0002]
[Prior art]
In a conventional bistatic radar device, a direct wave from the transmitting radar device is incident on the side lobe of the antenna of the receiving radar device, and the reflected wave component from the target is buried in the direct wave component from the transmitting radar device. For this reason, there is an area where detection of a target is difficult, that is, an area called a transmission blind area.
[0003]
Here, the direct wave includes a transmission radio wave transmitted from another nearby radar device and directly received by the receiving-side radar device. However, the direct wave that generates a transmission blind region is not reflected by a target such as an aircraft. The transmission radio wave from the transmission side radar device directly received by the reception side radar device. And the power level of such a direct wave is considerably higher than that of the reflected radio wave reflected by the target. When such a direct wave component is mixed with the reflected radio wave from the target and received, it is reflected from the target. The radio wave component is buried in the direct wave component from the transmission-side radar device, making it difficult to detect the target in the reception-side radar device.
[0004]
FIG. 13 is an explanatory diagram of the coverage of the bistatic radar apparatus schematically showing the transmission blind area as described above. In FIG. 13, reference numerals 25 and 26 denote transmission-side and reception-side radar apparatuses constituting the bistatic radar apparatus, and reference numeral 27 denotes a target detection range in which a target can be detected by the bistatic radar apparatuses 25 and 26 (hereinafter referred to as bistatic coverage). 28) is a transmission blind area in which it is difficult to detect a target due to the influence of the direct wave from the transmission-side radar device 25.
Here, the transmission pulse width of the transmission radio wave transmitted from the transmission side radar apparatus 25 is h, the distance from the antenna of the transmission side radar apparatus 25 to the target is a, and the distance from the target to the antenna of the reception side radar apparatus 26 is b. Then, the transmission blind area 28 of the bistatic radar devices 25 and 26 can be expressed as a + b <h.
[0005]
That is, the transmission blind area 28 of the bistatic radar devices 25 and 26 has a substantially elliptical shape with the transmission side radar device 25 and the reception side radar device 26 as the focus as shown in FIG. When h is set to 100 μsec, the transmission blind area becomes a + b <100 μsec. When the positional relationship with the target is a + b ≧ 100 μsec, the direct wave from the transmission-side radar device 25 is received by the reception-side radar device 26 at a reception timing sufficiently separated from the reflected radio wave from the target. Although the detection of the target is not significantly affected, when the positional relationship with the target is a + b <100 μsec, the direct wave from the transmission-side radar device 25 is received by being mixed with the reflected radio wave from the target and received as described above. Is difficult to detect.
[0006]
As described above, in the bistatic radar device, the reception radar device directly receives the transmission radio wave from the transmission radar device, so that the reflected radio wave from the target cannot be accurately detected, that is, the transmission blind region. In the case where there was no measure and no measures were taken, the target could not be detected even within the bistatic coverage.
[0007]
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-43235 includes a second receiving unit that receives a direct wave from a transmission-side radar device, and is mixed into the first receiving unit by an output signal of the second receiving unit. A bistatic radar device configured to detect a reflected radio wave from a target by suppressing the direct wave component received from the transmitting-side radar device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-120489. A radar system is described in which the reception polarization plane of the reception site antenna is orthogonal to the radiation polarization plane of the transmission site antenna so as to eliminate the influence of the direct wave from the transmission site.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional bistatic radar apparatus is configured as described above, in the former case, the second receiving means for receiving the direct wave from the transmitting-side radar apparatus is provided in addition to the normal receiving means. It is necessary to suppress the direct wave component from the transmission-side radar apparatus received by being mixed in the first reception means by the output signal of the reception means, and it is necessary to provide two systems of reception means in the reception-side radar apparatus. There was a problem that there was.
In the latter case, the reception polarization plane of the reception site antenna must always be orthogonal to the radiation polarization plane of the transmission site antenna, which requires complicated control of the reception antenna. For example, when the transmission-side or reception-side radar device is mounted on a movable body, the positional relationship between the transmission-side and reception-side radar devices changes in a complicated manner with the movement of the mobile body. Under such circumstances, it is extremely difficult to always keep the reception polarization plane of the reception site antenna orthogonal to the radiation polarization plane of the transmission site antenna.
[0009]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and detects a target in a transmission blind area without requiring complex antenna control and a two-side receiving means in a receiving-side radar apparatus. An object of the present invention is to provide a bistatic radar device having a novel configuration.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The bistatic radar device according to the invention of claim 1 is:A receiving-side radar that receives the reflected radio wave reflected from the transmission-side radar apparatus and the transmission-side radar apparatus reflected by the target and the direct wave of the transmission radio-wave, in which the position of the transmission-side radar apparatus is unspecified In the bistatic radar apparatus configured by the apparatus, the receiving-side radar apparatus converts an antenna unit including a plurality of element antennas and a radio wave in which a direct wave is mixed into a reflected radio wave received by the plurality of element antennas into a digital signal. An A / D conversion unit, a DBF device connected to the A / D conversion unit and forming a desired antenna pattern on the antenna unit by digital beam forming, and a radio wave received by a plurality of element antennas of the antenna unit Direct wave direction estimating means for estimating the arrival direction of the direct wave mixed in the reflected radio wave from the magnitude of the received power, and this Beam control means for instructing the DBF apparatus to form a null in which the gain of the antenna pattern is zero in the direction estimated by the tangential direction estimation means, and the antenna unit having the antenna pattern in which the null is formed. Target detection means for detecting the target from the received radio waveIt is equipped with.
[0011]
The bistatic radar device according to the invention of claim 2A receiving-side radar that receives the reflected radio wave reflected from the transmission-side radar apparatus and the transmission-side radar apparatus reflected by the target and the direct wave of the transmission radio-wave, in which the position of the transmission-side radar apparatus is unspecified In the bistatic radar apparatus configured by the apparatus, the receiving-side radar apparatus converts an antenna unit including a plurality of element antennas and a radio wave in which a direct wave is mixed into a reflected radio wave received by the plurality of element antennas into a digital signal. An A / D conversion unit, a DBF device connected to the A / D conversion unit and forming a desired antenna pattern on the antenna unit by digital beam forming, and a radio wave received by a plurality of element antennas of the antenna unit Direct wave direction estimating means for estimating the arrival direction of the direct wave mixed in the reflected radio wave from the magnitude of the received power, and this Beam control means for instructing the DBF apparatus to form an antenna pattern in two directions, ie, an antenna pattern for direct wave reception in the direction estimated by the tangential direction estimation means and an antenna pattern in the target direction; and A correlation component between the antenna pattern for direct wave reception in the azimuth estimated by the direct wave azimuth estimation means and the antenna pattern in the target azimuth connected to the DBF device is extracted, and the correlation component is extracted from the antenna in the target azimuth. Direct wave suppression means for suppressing direct waves mixed in reflected radio waves removed from the pattern, and target detection means for detecting the target from the reflected radio waves from which direct waves have been removed by the direct wave suppression meansIt is equipped with.
[0012]
The bistatic radar device according to the invention of claim 3 is:A super-resolution direct wave identification unit that separates a reflected radio wave from the target and a direct wave from the transmission-side radar device and suppresses the separated direct wave when the two directions are the same; And according to claim 2Is.
[0013]
The bistatic radar device according to the invention of claim 4The said DBF apparatus forms an antenna pattern in a horizontal direction and a perpendicular direction, The Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.Is.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 of the Invention
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a receiving-side radar apparatus constituting the bistatic radar apparatus according to the present embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an antenna section in which an array antenna is formed by a plurality of element antennas, and 2 denotes each element antenna. A reception processing unit 3 including a plurality of connected receivers 3 includes a plurality of A / D converters corresponding to the respective receivers of the reception processing unit 2, and each element antenna received and processed by the reception processing unit 2. The A / D conversion unit 4 converts each element signal into a digital signal, and performs a one-dimensional DBF (Digital Beam Forming) process in the vertical direction (elevation direction) using the digital signal from the A / D conversion unit 3 to obtain a desired signal. Beam forming means 5 comprising a plurality of DBF devices for forming a multi-beam in the elevation angle direction, 5 is a multi-beam formed by the beam forming means 4. Target detection means for performing target detection processing, 6 is data processing means for performing various data processing such as target display processing and tracking processing based on target information detected by the target detection means 5, and 7 is a transmission-side radar. The beam forming means 4 is controlled based on the position information of the apparatus, and a point where the gain of the antenna pattern becomes zero, that is, a multi-beam in which a null is formed, is formed in the direction in which the transmission radio wave from the transmitting-side radar apparatus is directly received. Beam control means.
[0020]
FIG. 2 is a system configuration diagram showing the basic configuration of the bistatic radar apparatus according to the present invention. Each bistatic radar apparatus according to this embodiment and other embodiments is basically a system as shown in FIG. It becomes composition. In FIG. 2, reference numeral 8 denotes a target such as an aircraft or a ship (hereinafter simply referred to as a target), 9 denotes a transmission-side radar device that transmits transmission radio waves to the target 8, and 10 denotes a target 8 that is separated from the transmission-side radar device 9. This is a receiving-side radar device that detects a target 8 by receiving a reflected radio wave from the receiver.
In the bistatic radar apparatus according to the present embodiment, the receiving-side radar apparatus 10 shown in FIG. 2 is configured as shown in FIG. The transmission-side radar device 9 can also be configured in the same manner as the reception-side radar device 10.
[0021]
As a method of ensuring synchronization between the transmission-side radar device 9 and the reception-side radar device 10 shown in FIG. 2, a method of transmitting and receiving a synchronization signal by wire or wireless, a method of using clocks that are precise and synchronized with each other, etc. Any of them may be applied. That is, if the transmission-side radar device 9 and the reception-side radar device 10 are fixed stations with each other, the synchronization signal may be transmitted and received by wire. If either one is movable, the synchronization signal is directly transmitted and received by the transmission radio wave. What is necessary is just to comprise. In addition, since such synchronization acquisition does not always have to be performed, it may be performed periodically when the synchronization signal is transmitted / received wirelessly, except when performing target detection, which may affect the target detection operation. Not.
[0022]
Next, the operation of the bistatic radar apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. First, in the transmission-side radar device 9, a desired multi-beam is formed in the direction of the target 8 by the DBF processing of the beam forming unit, and a transmission radio wave is transmitted in the direction.
Next, in the receiving-side radar device 10, the transmission radio wave from the transmitting-side radar device 9 reflected by the target 8 is received via the antenna unit 1, received by the reception processing means 2, and processed by the A / D conversion unit 3. Is input. The receiving-side radar apparatus 10 forms a multi-beam by so-called DBF processing, and the beam forming means 4 performs so-called DBF processing by a digital signal from the A / D conversion unit 3, with respect to the direction of the target 8. Thus, a multi-beam having a main lobe is formed.
Here, in the receiving-side radar apparatus 10 according to the present embodiment, the beam control means 7 is provided to control the beam forming means 4 so that the gain of the antenna pattern becomes zero in the desired direction of the multi-beam, that is, to form a null. The beam control means 7 controls to form a multi-beam in which nulls are formed in the azimuth for directly receiving the transmission radio wave from the transmission-side radar device 9, that is, the azimuth for receiving the direct wave from the transmission-side radar device 9. Is done.
[0023]
The beam control means 7 stores in advance position information of the transmission side radar device 9 in a storage unit such as a memory (not shown). From the position information of the transmission side radar device 9 stored in advance and its own position. The azimuth | direction which receives the transmission radio wave from the transmission side radar apparatus 9 directly is calculated | required, and the said azimuth | direction is instruct | indicated to the beam forming means 4. FIG. Then, the beam forming unit 4 forms a multi-beam in which a null is formed in the direction designated by the beam control unit 7, so that a multi-beam in which a null is formed in the direction in which the direct wave from the transmission-side radar device 9 is received. Is formed.
[0024]
FIG. 3 is a beam explanatory diagram showing multi-beams formed in the transmission-side radar device 9 and the reception-side radar device 10 according to the present embodiment. In FIG. 3, 11 is a beam pattern shape in the transmission-side radar device 9, 12 is a beam pattern shape in the reception-side radar device 10, 13 is a direct wave from the transmission-side radar device 9, and 14 is formed in the reception-side radar device 10. As shown in FIG. 3, in the receiving-side radar device 10 of the bistatic radar device according to the present embodiment, the null 14 is formed in the direction in which the transmission radio wave from the transmitting-side radar device 9 is directly received. Multi-beams are formed.
[0025]
As described above, in the bistatic radar apparatus according to the present embodiment, the main lobe pattern is formed in the direction of the target 8 in the receiving-side radar apparatus 10, and the null 14 is provided in the direction in which the transmission radio wave from the transmitting-side radar apparatus 9 is directly received. Since the formed multi-beam is formed, the reflected radio wave from the target 8 can be reliably detected, while the direct wave from the transmission-side radar device 9 is not received, and it has been difficult to detect the target conventionally. Target detection can be performed in a so-called transmission blind region of the bistatic radar device.
In the beam forming means 4 shown in FIG. 1, the DBF devices are arranged in the column direction and perform one-dimensional DBF processing in the vertical direction. However, such DBF devices are arranged in the row direction and the horizontal direction is primary. The original DBF process may be performed.
[0026]
Then, the target detection means 5 performs detection processing on the reflected radio wave from the target 8 by the multi-beam formed as described above, and outputs the detected target information (position information, distance information, etc.) to the data processing means 6. . The data processing means 6 performs various data processing such as processing for displaying the target 8 on a monitor or the like based on the target information from the target detection means 5, or tracking processing for the target 8 from time-series target information.
[0027]
In the receiving-side radar apparatus shown in FIG. 1, the beam forming unit 4 performs so-called one-dimensional DBF processing. However, the beam forming unit 4 performs DBF processing in both the vertical direction and the horizontal direction. There may be. In the case of a beam forming means for performing one-dimensional DBF processing, a multi-beam can be formed only on one plane, and a null can be formed only on any one plane. When the beam forming means is configured, the multi-beam can be adjusted in both the vertical direction and the horizontal direction, and the null can be finely adjusted.
[0028]
For example, when the transmission-side radar device 9 or the reception-side radar device 10 is movable, the beam directions of the multi-beams formed in each of these radar devices change complicatedly with the movement, but two-dimensional DBF processing is performed. According to the beam forming means to be performed, it is possible to sufficiently cope with such a case, and more accurate than the case where the DBF apparatus for performing the one-dimensional DBF processing is applied to the beam forming means, from the transmission-side radar apparatus 9. A null can be formed in the direction of receiving a direct wave.
[0029]
As described above, in the bistatic radar apparatus according to the present embodiment, the beam control means 7 is provided in the reception-side radar apparatus 10, and the direction in which the transmission radio wave from the transmission-side radar apparatus 9 is directly received by the control of the beam control means 7. Because it is configured to form a multi-beam in which nulls are formed, even if target detection is performed for a target in the transmission blind area, the direct wave component from the transmission-side radar device is not mixed into the reflected radio wave from the target, Conventionally, accurate target detection can be realized in a transmission blind region where detection of a target has been difficult.
[0030]
Embodiment 2 of the Invention
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the bistatic radar device according to the above-described embodiment, the position of the transmission-side radar device is known in advance, so that a null can be formed for the direction in which the direct wave from the transmission-side radar device is received based on the position. Although it was possible, it is difficult to form such a null when the position of the transmitting radar device is not known in advance. The bistatic radar device according to the present embodiment uses a multi-beam in which nulls are formed in the azimuth for receiving a direct wave from the transmission-side radar device even when the position of the transmission-side radar device is not known in advance. The target can be detected in a so-called transmission blind region, which has conventionally been difficult to detect.
[0031]
FIG. 4 is a block diagram showing a receiving-side radar apparatus according to this embodiment. In FIG. 4, 15 is a direct wave direction estimating means for identifying a so-called direct wave from the transmitting-side radar device 9 in the radio wave received by the antenna unit 1 and estimating the reception direction of this direct wave, and 7b is a direct wave direction estimating unit. This is a beam control means for controlling the beam forming means 4 so as to form a point where the gain of the antenna pattern becomes zero in the direct wave direction estimated by the means 15, that is, a multi-beam in which nulls are formed. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts, and detailed descriptions thereof are omitted.
In the bistatic radar apparatus according to the present embodiment, the receiving-side radar apparatus 10 shown in FIG. 2 is configured as shown in FIG.
[0032]
Here, the estimation of the direct wave reception direction by the direct wave direction estimation means 15 will be described. Usually, the transmission radio wave transmitted from the transmission-side radar device 9 has a larger reception power than other interference waves, and the transmission frequency and transmission timing can be known in advance. Therefore, the direct wave azimuth estimating means 15 identifies the direct wave from the transmission side radar device 9 from the radio waves received based on the transmission information of the transmission side radar device 9 such as detection of received power, and the like. The reception azimuth is estimated as the azimuth to directly receive the transmission radio wave of the transmission side radar device.
The direction estimated by the direct wave direction estimating means 15 is output to the beam control means 7b, and the beam control means 7b instructs the beam forming means 4 to form a null in the direction estimated by the direct wave direction estimating means 15. Do. The beam forming unit 4 forms a multi-beam in which nulls are formed in the direction designated by the beam control unit 7b, and target detection processing is performed by the target detection unit 5 using the multi-beam.
In FIG. 4, the direct wave reception azimuth is estimated from each digital signal output from the A / D conversion unit 3, but the direct wave reception azimuth is calculated from each element signal from the reception processing unit 2. You may comprise so that it may estimate.
[0033]
As described above, according to the present embodiment, even when the position of the transmission-side radar device 9 is not known in advance, the direct-wave direction estimation means 15 estimates the azimuth for directly receiving the transmission radio wave from the transmission-side radar device 9. However, since a multi-beam in which nulls are formed with respect to the azimuth is formed, it is possible to reliably detect the reflected radio wave from the target 8, while the direct wave from the transmission-side radar device 9 is not received. The target can be detected in the transmission blind region of the bistatic radar device in which it is difficult to detect the target.
Although the beam forming means 4 shown in FIG. 4 performs one-dimensional DBF processing, it is a two-dimensional DBF that performs DBF processing in both the horizontal direction and the vertical direction as in the bistatic radar apparatus according to the above-described embodiment. You may make it comprise with an apparatus. When the beam forming means is configured by a two-dimensional DBF apparatus, it is possible to adjust the formation of multi-beams in both the vertical direction and the horizontal direction, and it is possible to finely adjust the formation of nulls.
[0034]
Embodiment 3 of the Invention
Next, another embodiment of the present invention will be described. In any of the bistatic radar devices according to the above-described embodiments, a null is formed in the receiving radar device 10 with respect to the direction in which the direct wave from the transmitting radar device 9 is received. When the multi-lobe main lobe direction of the receiving-side radar apparatus 10 is formed with respect to the direction of the transmitting-side radar apparatus 9, it is difficult to receive the reflected radio wave from the target 8 due to this null. It becomes. The bistatic radar device according to the present embodiment can receive the reflected radio wave from the target in such a case, and can separate the direct wave from the transmission-side radar device, and conventionally, it has been difficult to detect the target. The target can be detected in the so-called transmission blind area.
[0035]
FIG. 5 is a block diagram showing a receiving-side radar apparatus according to this embodiment. In FIG. 5, reference numeral 16 denotes a so-called direct wave received using a super-resolution algorithm and a reflected radio wave from the target. The target 8 such as an aircraft is close to the transmission-side radar device 9, and the reception-side radar device. When the main lobe direction of the multi-beam in 10 is formed with respect to the direction of the transmission-side radar device 9, the direct wave from the transmission-side radar device 9 received by mixing with the multi-beam and the target This is a super-resolution direct wave suppression means for separating the reflected radio wave and suppressing the direct wave component from the separated transmission-side radar device 9. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts, and detailed descriptions thereof are omitted.
In the bistatic radar apparatus according to the present embodiment, the receiving-side radar apparatus 10 shown in FIG. 2 is configured as shown in FIG.
[0036]
Next, the operation will be described. The receiving-side radar apparatus 10 according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment in the case where the multi-beam formed by the beam forming unit 4 is formed with respect to the direction of the transmitting-side radar apparatus 9. The operation is different from that of the bistatic radar device according to the first embodiment. It operates in the same way as the bistatic radar device according to.
That is, when the multi-beam formed by the beam forming unit 4 is formed with respect to the azimuth of the transmission-side radar device 9, the so-called super-resolution direct wave suppressing unit 16 does not form a null as described above. The direct wave from the transmission-side radar device 9 and the reflected radio wave from the target are separated by the decomposition process, and the direct wave component from the separated transmission-side radar device 9 is suppressed. Specifically, the direct wave azimuth estimating means 15 estimates the azimuth for receiving the direct wave from the transmission-side radar device 9, and the multi-beam formed for the target 8 is estimated by the direct wave azimuth estimating means 15. When formed in the azimuth, processing by the super-resolution direct wave suppression means 16 is performed.
[0037]
The super-resolution algorithm is an algorithm that separates a reflected radio wave from a target and a so-called direct wave by using, for example, the maximum likelihood estimation method (information statistics: pp37-41).
[0038]
As described above, according to the bistatic radar device according to the present embodiment, for example, the target 8 such as an aircraft and the transmission-side radar device 9 are linearly formed in the main lobe direction of the multi-beam formed in the reception-side radar device 10. In the case of overlapping, the reflected radio wave from the target 8 can be received, and the direct wave component from the transmission-side radar device 9 received mixed with the reflected radio wave from the target 8 is reflected from the target 8. It is possible to separate and suppress components, and it is possible to detect a target in a so-called transmission blind region, which has heretofore been difficult to detect a target.
Although the beam forming unit 4 shown in FIG. 5 performs one-dimensional DBF processing, the two-dimensional DBF performs DBF processing in both the horizontal direction and the vertical direction as in the bistatic radar apparatus according to the above embodiment. You may make it comprise with an apparatus, and can obtain the effect similar to the bistatic radar apparatus by the said embodiment.
[0039]
Embodiment 4 of the Invention
Next, another embodiment of the present invention will be described. The bistatic radar devices according to the above-described embodiments are all configured such that a null is formed in a desired direction of the multi-beam so that a direct wave from the transmission-side radar device is not received by the reception-side radar device. Alternatively, the direct wave from the transmission-side radar apparatus may be actively received to separate and suppress the reflected radio wave from the target and the direct wave from the transmission-side radar apparatus. The bistatic radar apparatus according to the present embodiment forms a desired multi-beam in a target azimuth and an azimuth that directly receives a transmission radio wave from the transmission radar apparatus, and the multi-beam in the target azimuth is formed by these two azimuth multi-beams. The direct wave component from the transmission radar device mixed in is suppressed.
[0040]
FIG. 6 is a block diagram showing a receiving-side radar apparatus according to this embodiment. In FIG. 6, 7d forms the direct wave receiving beam for receiving the direct wave from the transmitting side radar apparatus instead of the null as described above in the direct wave direction estimated by the direct wave direction estimating means 12. The beam control means 17 extracts a correlation component from the direct wave receiving beam formed by the control of the beam control means 4 and the multi-beam formed in the target direction, and this correlation component is extracted from the multi-beam in the target direction. A direct wave suppression unit that suppresses a direct wave component from the transmission radar apparatus to be removed. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts, and detailed descriptions thereof are omitted.
In the bistatic radar apparatus according to the present embodiment, the receiving-side radar apparatus 10 shown in FIG. 2 is configured as shown in FIG.
[0041]
Next, the operation will be described. In the receiving-side radar apparatus 10 according to the present embodiment, the beam forming unit 4 forms a direct wave receiving beam in an azimuth for receiving direct waves from the transmitting radar apparatus 9 other than the target azimuth under the control of the beam control unit 7d. The direct wave suppression means 18 extracts a correlation component from the multi-beams in these two directions, and removes the correlation component from the multi-beams in the target 8 direction, thereby mixing the transmission radar apparatus 9 mixed in the multi-beams in the target 8 direction. The direct wave component from is suppressed.
As a result, the reflected radio wave from the target 8 and the direct wave from the transmission radar apparatus 9 are separated, and the target detection means 5 detects the target by the multibeam in which the direct wave component from the transmission radar apparatus 9 is suppressed.
[0042]
As described above, according to the bistatic radar device according to the present embodiment, the reflected radio wave from the target 8 and the direct wave from the transmission radar device 9 can be separated by using so-called correlation processing. Similar to the bistatic radar apparatus, it is possible to detect a target in a so-called transmission blind region, which has heretofore been difficult to detect a target.
Although the beam forming unit 4 shown in FIG. 6 performs one-dimensional DBF processing, it is a two-dimensional DBF that performs DBF processing in both the horizontal and vertical directions as in the bistatic radar apparatus according to the above-described embodiment. You may make it comprise with an apparatus, and can adjust the azimuth | direction of the beam for direct wave reception more finely by this.
[0043]
Embodiment 5 of the Invention
Next, another embodiment of the present invention will be described. The bistatic radar apparatus according to the present embodiment is obtained by further providing super-resolution direct wave suppression means in the receiving-side radar apparatus 10 shown in FIG. That is, also in the receiving-side radar apparatus 10 as shown in FIG. 6, the target 8 such as an aircraft and the transmitting-side radar apparatus 9 are linearly overlapped in the main lobe direction of the multi-beam formed in the receiving-side radar apparatus 10. In this case, a direct wave receiving beam cannot be formed, and in such a case, super-decomposition processing by super-resolution direct wave suppression means is performed.
In the bistatic radar apparatus according to the present embodiment, the receiving-side radar apparatus 10 shown in FIG. 2 is configured as shown in FIG.
[0044]
FIG. 7 is a block diagram showing the receiving-side radar apparatus according to the present embodiment. In the figure, the same reference numerals denote the same or corresponding parts, and detailed descriptions thereof are omitted.
In the receiving-side radar apparatus 10 according to the present embodiment, when the multi-beam formed by the beam forming unit 4 is formed with respect to the orientation of the transmitting-side radar apparatus 9, the above-described fourth embodiment. The operation is different from that of the bistatic radar apparatus according to the above, and otherwise, the fourth embodiment is used. It operates in the same way as the bistatic radar device by
[0045]
That is, when the multi-beam formed by the beam forming unit 4 is formed with respect to the azimuth of the transmitting-side radar device 9, the direct wave receiving beam as described above is not formed, and the super-resolution direct wave suppressing unit is formed. The so-called super-decomposition process 16 separates the direct wave from the transmission side radar device 9 and the reflected radio wave from the target, and suppresses the direct wave component from the separated transmission side radar device 9. Specifically, the direct wave azimuth estimating means 15 estimates the azimuth for receiving the direct wave from the transmission-side radar device 9, and the multi-beam formed for the target 8 is estimated by the direct wave azimuth estimating means 15. When formed in the azimuth, processing by the super-resolution direct wave suppression means 16 is performed. In this case, the beam control means 7e instructs the beam forming means 4 not to form a direct wave receiving beam.
[0046]
As described above, according to the bistatic radar device according to the present embodiment, for example, the target 8 such as an aircraft and the transmission-side radar device 9 are linearly formed in the main lobe direction of the multi-beam formed in the reception-side radar device 10. Even in the case of overlapping, the reflected radio wave from the target 8 can be received, and the direct wave component from the transmission side radar device 9 mixed with the reflected radio wave from the target 8 is received from the target 8. It is possible to separate and suppress the reflected radio wave component, and it is possible to detect the target in a so-called transmission blind region, which has conventionally been difficult to detect the target.
[0047]
Embodiment 6 of the Invention
Next, another embodiment of the present invention will be described. The bistatic radar devices according to the above embodiments all have beam forming means, and perform so-called DBF processing with a digital signal from an A / D converter or the like to form a multi-beam in a desired direction. However, the bistatic radar device according to the present embodiment can detect the target in the transmission blind region described above without providing such beam forming means.
In the bistatic radar apparatus according to the present embodiment, the receiving-side radar apparatus 10 shown in FIG. 2 is configured as shown in FIG.
[0048]
FIG. 8 is a block diagram showing the receiving-side radar apparatus according to the present embodiment. In FIG. 8, reference numeral 18 denotes an element signal received and processed by the reception processing unit 2 based on a distance between the transmission-side radar device 9 and the reception-side radar device 10 and a reflected wave from the target 8 and a direct wave from the transmission-side radar device 9. And a fruit processing unit that removes the direct wave from the identified transmission radar device 9. The target detection means 5 performs target detection processing using the reflected radio wave from the target 8 from which the direct wave component from the transmission-side radar device 9 has been removed by the defruit processing unit 18. In the drawings, the same reference numerals denote the same or corresponding parts, and detailed descriptions thereof are omitted.
[0049]
Here, the operation of the fruit processing unit 18 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is an explanatory view of the received radio wave showing the reflected radio wave from the target 8 and the direct wave from the transmit side radar apparatus 9 received by the receiving side radar apparatus 10, and these are respectively shown by S1 and S2. The fruit processing unit 18 can measure the distance from the receiving-side radar device 10 to the transmission source of each radio wave S1 or S2 based on the received radio waves S1 and S2, and based on the measured distance, Calculate the position. Then, the radio waves S1 and S2 received from the calculated positions and the position information of the transmission-side radar device 9 stored in advance in a storage unit or the like are used as the direct wave from the transmission-side radar device 9 and the reflection from the target 8. The received radio waves that are identified as direct waves from the transmission-side radar device 9 are removed.
[0050]
For example, if the calculated position of the transmission source of S1 and the position of the transmission-side radar device 9 known in advance are substantially the same position, S2 can be determined as a reflected radio wave from the target 9; The received radio wave S <b> 2 determined as the reflected radio wave is output to the target detection means 5. The target detection unit 5 performs target detection processing using the reflected radio wave S2 from the target 8 output from the fruit processing unit 18.
As described above, according to the bistatic radar device according to the present embodiment, the direct wave from the transmission-side radar device 9 and the reflected radio wave from the target 8 are identified based on the fruit processing unit, and the transmission-side radar device 9 Therefore, the target detection in the transmission blind region can be realized without providing beam forming means as in the bistatic radar apparatus according to each of the above-described embodiments.
[0051]
Embodiment 7 of the Invention
Next, another embodiment of the present invention will be described. The bistatic radar device according to the present embodiment is obtained by further providing super-resolution direct wave suppression means in the receiving-side radar device 10 shown in FIG. That is, in the receiving-side radar apparatus 10 as shown in FIG. 8, when there is not much difference between the distance from the receiving-side radar apparatus 10 to the target 8 and the distance from the receiving-side radar apparatus 10 to the transmitting-side radar apparatus 9 Based on the distance between the transmission-side radar device 9 and the reception-side radar device 10, the reflected wave from the target 8 and the direct wave from the transmission-side radar device 9 cannot be distinguished. Perform super-decomposition processing by wave suppression means.
In the bistatic radar apparatus according to the present embodiment, the receiving-side radar apparatus 10 shown in FIG. 2 is configured as shown in FIG.
[0052]
FIG. 10 is a block diagram showing a receiving-side radar apparatus according to the present embodiment. In the figure, the same reference numerals denote the same or corresponding parts, and detailed descriptions thereof are omitted.
In the receiving-side radar apparatus 10 according to the present embodiment, when the azimuth for receiving the reflected radio wave from the target and the azimuth for receiving the direct wave of the transmitting-side radar apparatus 9 are the same, the sixth embodiment. The operation is different from that of the bistatic radar device according to the above, and otherwise the embodiment 6 described above. It operates in the same way as the bistatic radar device by
[0053]
That is, when the azimuth | direction which receives the reflected electromagnetic wave from the target 8 and the azimuth | direction which receives the direct wave of the transmission side radar apparatus 9 become the same, reflection from the target 8 by the above-mentioned fruit processing part 18 is mentioned. The direct wave from the transmission-side radar device 9 and the reflected wave from the target are separated by the so-called super-decomposition processing of the super-resolution direct wave suppression means 16 without distinguishing between the radio wave and the direct wave of the transmission-side radar device 9; The direct wave component from the separated transmission-side radar device 9 is suppressed. Specifically, the direct wave azimuth estimating means 15 estimates the azimuth for receiving the direct wave from the transmission side radar device 9, and receives the azimuth for receiving the reflected radio wave from the target 8 and the direct wave of the transmission side radar device 9. When the azimuth to be performed is the same, processing by the super-resolution direct wave suppression means 16 is performed.
[0054]
As described above, according to the bistatic radar device according to the present embodiment, there is not much difference between the distance from the receiving-side radar device 10 to the target 8 and the distance from the receiving-side radar device 10 to the transmitting-side radar device 9. Even in this case, it is possible to separate and suppress the reflected wave from the target 8 and the direct wave from the transmission-side radar device 9 received in the reflected wave from the target 8. Target detection can be performed in a so-called transmission blind region, which has been difficult.
[0055]
Embodiment 8 of the Invention
Next, another embodiment of the present invention will be described. Embodiment 6 above. The bistatic radar device according to the method removes the direct wave from the transmitting-side radar device by the defruiting process based on the distance to each transmission source of the received radio wave, but the change in the Doppler frequency of the received radio wave Based on this, it is possible to discriminate between the reflected radio wave from the target and the direct wave from the transmission side radar device. The bistatic radar device according to the present embodiment discriminates the reflected radio wave from the target and the direct wave from the transmission-side radar device based on the change in the Doppler frequency of the received radio wave, and detects the target in the transmission blind region described above. Is possible.
In the bistatic radar apparatus according to the present embodiment, the receiving-side radar apparatus 10 shown in FIG. 2 is configured as shown in FIG.
[0056]
FIG. 11 is a block diagram showing the receiving-side radar apparatus according to the present embodiment. In FIG. 11, 19 separates each element signal received and processed by the reception processing unit 2 for each Doppler frequency, and a reflected wave from the target and a direct wave from the transmission-side radar device are generated by the frequency change of each Doppler frequency. A filter bank processing unit for identifying, 20 is a proximity radar frequency processing unit that receives a direct wave from another nearby radar device and outputs frequency information of the received direct wave, and 21 is an identification result of the filter bank processing unit 19 The direct wave from the transmitting radar device 9 is removed from the signal, and the direct wave component from other adjacent radar devices received by the antenna unit 1 is removed based on the frequency information from the proximity radar frequency processing means 20. Direct wave removing means. In the drawings, the same reference numerals denote the same or corresponding parts, and detailed descriptions thereof are omitted.
[0057]
Next, the operation will be described. First, the filter bank processing unit 29 performs processing such as FFT (Fast Fourier Transform) and detects a frequency change for each Doppler frequency of the received radio wave received by the antenna unit 1. The processing result of the filter bank processing unit 19 is output to the direct wave removing unit 21 for each Doppler frequency. Usually, the radio wave reflected by the target 8 or the like has a change in the Doppler frequency. When a direct wave or the like from the transmission-side radar device 9 is received, the filter bank processing unit 19 changes the Doppler frequency. Not detected. Then, the direct wave removing means 21 transmits a signal in which there is no deviation between the transmission frequency of the transmission radio wave and the Doppler frequency from the signals output from the filter bank processing unit 19, that is, a frequency change has not occurred. 9 is identified as a direct wave from 9 and the signal is removed by performing processing such as MTI (Moving Target Indicator).
[0058]
Even in the case of receiving a direct wave from another nearby radar device, the frequency information from the proximity radar frequency processing means 20 is input to the direct wave removing means 21, so this proximity radar frequency Based on the frequency information from the processing means 20, it is possible to identify a direct wave component from another radar device that is close from among the signals output from the filter bank processing unit 19, It can be removed as a direct wave component from the radar device.
[0059]
As described above, according to the bistatic radar device according to the present embodiment, the direct wave component from the transmission-side radar device 9 can be removed based on the change in the Doppler frequency of the received radio wave, and close to it. Even in the case of receiving a direct wave from another radar device, the direct wave component from the other radar device in the vicinity can be removed based on the frequency information from the frequency processing means 20 for the proximity radar. Like the bistatic radar apparatus according to each of the present embodiments, the target detection in the transmission blind region as described above can be realized.
[0060]
Embodiment 9 of the Invention
Next, another embodiment of the present invention will be described. Embodiment 1 above. And 2. In the bistatic radar device according to the above, a null is formed in the desired direction of the multi-beam in the receiving-side radar device, but a null is formed in the desired direction of the multi-beam in the transmitting-side radar device. It may be configured. The bistatic radar device according to the present embodiment prevents nulls from being generated in the bistatic coverage as described above by forming nulls in a desired multibeam direction in the transmission-side radar device.
In the bistatic radar apparatus according to the present embodiment, the transmission-side radar apparatus 9 shown in FIG. 2 is configured as shown in FIG.
[0061]
FIG. 12 is a block diagram showing a transmission side radar apparatus according to the present embodiment. In FIG. 12, reference numeral 22 denotes a transmission processing unit composed of a plurality of transmitters connected to each element antenna of the antenna unit 1, and D having a plurality of D / A converters corresponding to the respective transmitters of the 23 transmission processing unit 22. / A converter 24, one-dimensional DBF processing in the vertical direction, beam forming means comprising a plurality of DBF devices for forming multi-beams in a desired direction, 7i based on the position information of the receiving radar device, the receiving side This is beam control means for forming a multi-beam in which the gain of the antenna pattern becomes zero in the direction in which the radar apparatus receives the direct wave from the transmitting-side radar apparatus, that is, nulls. In the drawings, the same reference numerals denote the same or corresponding parts, and detailed descriptions thereof are omitted.
[0062]
In the bistatic radar device according to the present embodiment, as shown in FIG. 12, the gain of the antenna pattern is zero in the direction in which the receiving-side radar device 10 receives the direct wave from the transmitting-side radar device 9 in the transmitting-side radar device 9. Since a null is formed, a direct wave is not transmitted from the transmission-side radar device 9 to the reception-side radar device 10, whereby the reception-side radar device 10 transmits reflected waves from the target to the transmission-side radar device. The target wave can be detected in the transmission blind region of the bistatic radar device, which has conventionally been difficult to detect.
Although the beam forming unit 24 shown in FIG. 11 performs one-dimensional DBF processing, it is a two-dimensional DBF that performs DBF processing in both the horizontal direction and the vertical direction as in the bistatic radar apparatus according to the above embodiment. You may make it comprise with an apparatus. By forming the beam forming means with the two-dimensional DBF device, the formation of nulls can be finely adjusted even in the bistatic radar device according to the present embodiment.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention of claim 1,A receiving-side radar that receives the reflected radio wave reflected from the transmission-side radar apparatus and the transmission-side radar apparatus reflected by the target and the direct wave of the transmission radio-wave, in which the position of the transmission-side radar apparatus is unspecified In the bistatic radar apparatus configured by the apparatus, the receiving-side radar apparatus converts an antenna unit including a plurality of element antennas and a radio wave in which a direct wave is mixed into a reflected radio wave received by the plurality of element antennas into a digital signal. An A / D conversion unit, a DBF device connected to the A / D conversion unit and forming a desired antenna pattern on the antenna unit by digital beam forming, and a radio wave received by a plurality of element antennas of the antenna unit Direct wave direction estimating means for estimating the arrival direction of the direct wave mixed in the reflected radio wave from the magnitude of the received power, and this Beam control means for instructing the DBF apparatus to form a null in which the gain of the antenna pattern is zero in the direction estimated by the tangential direction estimation means, and the antenna unit having the antenna pattern in which the null is formed. Target detection means for detecting the target from the received radio waveAnd soWhen the direction of the transmitting radar device is not known in advance, the direction of the transmitting radar device can be confirmed,The target in the transmission blind region can be detected without requiring complex beam control or two receiving means in the receiving-side radar apparatus.
[0064]
Moreover, according to the invention which concerns on Claim 2,A receiving-side radar that receives the reflected radio wave reflected from the transmission-side radar apparatus and the transmission-side radar apparatus reflected by the target and the direct wave of the transmission radio-wave, in which the position of the transmission-side radar apparatus is unspecified In the bistatic radar apparatus configured by the apparatus, the receiving-side radar apparatus converts an antenna unit including a plurality of element antennas and a radio wave in which a direct wave is mixed into a reflected radio wave received by the plurality of element antennas into a digital signal. An A / D conversion unit, a DBF device connected to the A / D conversion unit to form a desired antenna pattern on the antenna unit by digital beam forming, and a radio wave received by a plurality of element antennas of the antenna unit Direct wave direction estimation means for estimating the arrival direction of the direct wave mixed in the reflected radio wave from the magnitude of the received power, and this Beam control means for instructing the DBF apparatus to form an antenna pattern in two directions, that is, an antenna pattern for direct wave reception in the direction estimated by the tangential direction estimation means and an antenna pattern in the target direction; and A correlation component between the antenna pattern for direct wave reception in the azimuth estimated by the direct wave azimuth estimation means and the antenna pattern in the target azimuth connected to the DBF apparatus is extracted, and the correlation component is extracted from the antenna in the target azimuth. Direct wave suppression means for suppressing direct waves mixed in reflected radio waves removed from the pattern, and target detection means for detecting the target from the reflected radio waves from which direct waves have been removed by the direct wave suppression meansSince the orientation of the transmission radar device is not known in advance, the orientation of the transmission radar device is confirmed.Thus, it is possible to separate the reflected wave from the target and the direct wave from the transmission side radar device, and within the transmission blind region without requiring complex beam control and two systems of receiving means for the reception side radar device. The target can be detected.
[0065]
According to the invention of claim 3,A super-resolution direct wave identification unit that separates a reflected radio wave from the target and a direct wave from the transmission-side radar device and suppresses the separated direct wave when the two directions are the same; The bistatic radar device according to claim 2, wherein the target is close to the transmission-side radar device, and the multi-lobe main lobe direction in the reception-side radar device is formed with respect to the direction of the transmission-side radar device. If the target is close to the transmission-side radar device and the distance from the reception-side radar device to the target is not so different from the distance from the reception-side radar device to the transmission-side radar device, the reflected radio wave from the target Can be separated from the direct wave from the transmission-side radar device, without requiring complicated beam control and two-side reception means in the reception-side radar device. Command within the area ofTarget detection can be performed.
[0066]
Moreover, according to the invention which concerns on Claim 4,The bistatic radar apparatus according to claim 1 or 2, wherein the DBF apparatus forms antenna patterns in a horizontal direction and a vertical direction, and further enables fine adjustment of a multi-beam azimuth, thereby enabling more accurate adjustment.Target detection can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a receiving-side radar apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a system configuration diagram of a bistatic radar device according to the present invention.
FIG. 3 is a beam explanatory diagram showing multi-beams formed by the bistatic radar device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a receiving-side radar apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a transmission side radar apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a receiving-side radar apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a receiving-side radar apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a receiving-side radar apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram of the principle of the defruit processing unit shown in FIG. 8;
FIG. 10 is a block diagram showing a receiving-side radar apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a receiving-side radar apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing a receiving-side radar apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a transmission blind area for explaining a transmission blind area of the bistatic radar device.
[Explanation of symbols]
1 antenna unit, 2 reception processing unit, 3 A / D conversion unit,
4,24 beam forming means, 5 target detecting means,
7, 7d, 7e, 7i Beam control means, 8 targets, 9 transmitting-side radar device,
10 receiving-side radar device, 13 direct wave from transmitting-side radar device,
14 null, 15 direct wave direction estimating means, 16 super-resolution direct wave separating means,
17 direct wave suppression means, 18 fruit processing unit,
19 filter bank processing unit, 21 direct wave removing means,
22 Transmission processing unit, 23 D / A conversion unit.

Claims (4)

送信側レーダ装置の位置が不特定であって、上記送信側レーダ装置及び上記送信側レーダ装置から送信された送信電波が目標に反射した反射電波及び上記送信電波の直接波を受信する受信側レーダ装置により構成されるバイスタティックレーダ装置において、上記受信側レーダ装置は、複数の素子アンテナからなるアンテナ部と、上記複数の素子アンテナが受信した反射電波に直接波が混入した電波をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部に接続され、デジタルビームフォーミングにより上記アンテナ部に所望のアンテナパターンを形成させるＤＢＦ装置と、上記アンテナ部の複数の素子アンテナが受信した電波の受信電力の大きさから反射電波に混入している直接波の到来方位を推定する直接波方位推定手段と、この直接波方位推定手段が推定した方位に上記アンテナパターンの利得が零となるヌルを形成するように上記ＤＢＦ装置に指示するビーム制御手段と、上記ヌルが形成されたアンテナパターンを有する上記アンテナ部が受信した電波から上記目標の検出を行う目標検出手段とを備えたことを特徴とするバイスタティックレーダ装置。 A receiving-side radar that receives the reflected radio wave reflected from the transmission-side radar apparatus and the transmission-side radar apparatus reflected by the target and the direct wave of the transmission radio-wave, in which the position of the transmission-side radar apparatus is unspecified In the bistatic radar apparatus configured by the apparatus, the receiving-side radar apparatus converts an antenna unit including a plurality of element antennas and a radio wave in which a direct wave is mixed into a reflected radio wave received by the plurality of element antennas into a digital signal. An A / D conversion unit, a DBF device connected to the A / D conversion unit and forming a desired antenna pattern on the antenna unit by digital beam forming, and a radio wave received by a plurality of element antennas of the antenna unit a direct wave direction estimation means for estimating a direct wave arrival direction of the magnitude of the received power are mixed in reflected waves, the And beam control means for Serra direction estimation means instructs the DBF unit so that the gain of the antenna pattern in the azimuth estimated to form a null becomes zero, the antenna unit having an antenna pattern in which the null is formed A bistatic radar apparatus, comprising: target detection means for detecting the target from received radio waves. 送信側レーダ装置の位置が不特定であって、上記送信側レーダ装置及び上記送信側レーダ装置から送信された送信電波が目標に反射した反射電波及び上記送信電波の直接波を受信する受信側レーダ装置により構成されるバイスタティックレーダ装置において、上記受信側レーダ装置は、複数の素子アンテナからなるアンテナ部と、上記複数の素子アンテナが受信した反射電波に直接波が混入した電波をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部に接続され、デジタルビームフォーミングにより上記アンテナ部に所望のアンテナパターンを形成させるＤＢＦ装置と、上記アンテナ部の複数の素子アンテナが受信した電波の受信電力の大きさから反射電波に混入している直接波の到来方位を推定する直接波方位推定手段と、この直接波方位推定手段が推定した方位における直接波受信用のアンテナパターンと上記目標の方位におけるアンテナパターンとの２方位にアンテナパターンを形成するように上記ＤＢＦ装置に指示をするビーム制御手段と、上記ＤＢＦ装置に接続され、上記直接波方位推定手段が推定した方位における直接波受信用のアンテナパターンと上記目標の方位におけるアンテナパターンとの相関成分を抽出し、この相関成分を上記目標の方位のアンテナパターンから除去して反射電波に混入している直接波を抑圧する直接波抑圧手段と、この直接波抑圧手段により直接波が除去された反射電波から上記目標の検出を行う目標検出手段とを備えたことを特徴とするバイスタティックレーダ装置。 A receiving-side radar that receives the reflected radio wave reflected from the transmission-side radar apparatus and the transmission-side radar apparatus reflected by the target and the direct wave of the transmission radio-wave, where the position of the transmission-side radar apparatus is unspecified In the bistatic radar apparatus configured by the apparatus, the receiving-side radar apparatus converts an antenna unit including a plurality of element antennas and a radio wave in which a direct wave is mixed into a reflected radio wave received by the plurality of element antennas into a digital signal. An A / D conversion unit, a DBF device connected to the A / D conversion unit to form a desired antenna pattern on the antenna unit by digital beam forming, and a radio wave received by a plurality of element antennas of the antenna unit Direct wave direction estimating means for estimating the arrival direction of the direct wave mixed in the reflected radio wave from the magnitude of the received power, and this And beam control means for Serra direction estimation means is an instruction to the DBF unit to form an antenna pattern 2 orientation with the antenna pattern in the azimuth of the antenna pattern and the target for the direct wave received at an azimuth estimated, the A correlation component between the antenna pattern for direct wave reception in the azimuth estimated by the direct wave azimuth estimation means and the antenna pattern in the target azimuth connected to the DBF apparatus is extracted, and the correlation component is extracted from the antenna in the target azimuth. Direct wave suppression means for suppressing direct waves mixed in reflected radio waves removed from the pattern, and target detection means for detecting the target from the reflected radio waves from which direct waves have been removed by the direct wave suppression means A bistatic radar device characterized by that. 上記２方位が同一の方位のときに、上記目標からの反射電波と上記送信側レーダ装置からの直接波とを分離し、分離した直接波を抑圧する超分解能直接波識別部を有することを特徴とする請求項２に記載のバイスタティックレーダ装置。 Characterized in that when the two directions are the same azimuth, separated directly and wave from the reflecting wave and the transmitting-side radar device from the target, has a super-resolution direct wave identification unit to suppress directly separated wave The bistatic radar device according to claim 2 . 上記ＤＢＦ装置は、水平方向及び垂直方向にアンテナパターンを形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のバイスタティックレーダ装置。 3. The bistatic radar device according to claim 1, wherein the DBF device forms an antenna pattern in a horizontal direction and a vertical direction.
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