JP3858097B2 - Target detection device - Google Patents

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本発明は、目標物に向けて送信波を送信し、前記目標物から得られる前記送信波に基づく反射波のドップラ周波数に基づいて前記目標物を検出する目標検出装置に係り、とくに比較的低速で飛しょうする目標物の検出に適した目標検出装置に関する。   The present invention relates to a target detection apparatus that transmits a transmission wave toward a target and detects the target based on a Doppler frequency of a reflected wave based on the transmission wave obtained from the target, and is particularly relatively slow. It is related with the target detection apparatus suitable for the detection of the target to fly by.

離間した位置にある目標物を捕捉する目標検出装置の1つとして、マイクロ波のドップラシフトを利用したドップラレーダがある。このような目標検出装置は、目標物に向けてマイクロ波(送信波)を送信し、目標検出装置と目標物との相対速度に起因して発生する反射波のドップラ周波数を検出することにより目標物を検出する。例えば、以下の公知刊行物には、上記ドップラレーダの詳細が開示されている。
電子通信シリーズ「レーダ技術」:電子通信学会刊
As one of target detection devices that capture a target at a separated position, there is a Doppler radar using a microwave Doppler shift. Such a target detection device transmits a microwave (transmission wave) toward a target and detects a Doppler frequency of a reflected wave generated due to a relative speed between the target detection device and the target, thereby detecting the target. Detect objects. For example, the following known publications disclose details of the Doppler radar.
Electronic Communication Series "Radar Technology": Published by IEICE

ところで、上記ドップラ周波数は送信波を反射する物体(反射体)の飛しょう速度に依存するので、比較的低速で飛しょうする目標物を検出することが困難である。すなわち、低速で飛しょうする目標物のドップラ周波数は、この目標物が飛しょうする海域のシークラッタ(海面散乱波)の周波数と近いために、このシークラッタが外乱となって低速の目標物を正確に識別することができない。   By the way, since the Doppler frequency depends on the flying speed of an object (reflector) that reflects a transmission wave, it is difficult to detect a target flying at a relatively low speed. In other words, the Doppler frequency of a target flying at low speed is close to the frequency of sea clutter (sea surface scattered waves) in the sea area where this target flies. Cannot be identified.

本発明は、上記技術課題に鑑みてなされたものであり、比較的低速で飛しょうする目標物をより正確に検出可能な目標検出装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above technical problem, and an object of the present invention is to provide a target detection apparatus that can more accurately detect a target flying at a relatively low speed.

本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。   Other objects and novel features of the present invention will be clarified in embodiments described later.

上記目的を達成するために、本発明では、第1の手段として、高速飛しょう体に装備され、目標物に向けて送信波を送信し、該目標物から得られる前記送信波による反射波のドップラ周波数に基づいて前記目標物を検出する目標検出装置において、
前記高速飛しょう体の飛しょう開始後に取得された前記送信波に基づく散乱波のレベルが所定の拡張判定しきい値以下になると、前記ドップラ周波数の検出範囲を低周波側に拡張して前記目標物を検出する信号処理手段を具備し、
前記信号処理手段は、前記ドップラ周波数を検出するための検出信号が含んでいる周波数成分と当該周波数成分のパワーとからなる周波数データを時系列的に得て、
前記周波数成分が低周波側の散乱波領域に含まれる特定の周波数データのパワーを前記散乱波のレベルとし、かつ飛しょう開始直後の前記散乱波のレベルを基準レベルとし、以後取得される散乱波のレベルが前記基準レベルを下回って前記拡張判定しきい値以下になるとドップラ周波数の検出範囲を低周波側に拡張する、という構成を採用する。
In order to achieve the above object, according to the present invention, as a first means, a high-speed flying object is equipped, a transmission wave is transmitted toward a target, and a reflected wave by the transmission wave obtained from the target is transmitted. In a target detection apparatus for detecting the target based on a Doppler frequency,
When the level of the scattered wave based on the transmission wave acquired after the high-speed flying object starts flying is below a predetermined extended determination threshold value, the detection range of the Doppler frequency is extended to the low frequency side and the target Comprising signal processing means for detecting an object ,
The signal processing means obtains frequency data composed of a frequency component included in the detection signal for detecting the Doppler frequency and the power of the frequency component in time series,
The power of the specific frequency data in which the frequency component is included in the scattered wave region on the low frequency side is the level of the scattered wave, and the level of the scattered wave immediately after the start of flight is the reference level. A configuration is adopted in which the detection range of the Doppler frequency is expanded to the low frequency side when the level becomes lower than the reference level and below the expansion determination threshold value .

また、第の手段として、上記第1の手段において、前記信号処理手段は、前記散乱波のレベルが機器ノイズレベル以下になると前記ドップラ周波数の検出範囲を低周波側に拡張する、という構成を採用する。 Further, as a second means, in the first means, the signal processing means extends the Doppler frequency detection range to the low frequency side when the level of the scattered wave is equal to or lower than the equipment noise level. adopt.

本発明によれば、高速飛しょう体に装備され、目標物に向けて送信波を送信し、該目標物から得られる前記送信波による反射波のドップラ周波数に基づいて前記目標物を検出する目標検出装置において、前記飛しょう体の飛しょう開始後に取得された前記送信波に基づく散乱波のレベルが所定の拡張判定しきい値以下になると、前記ドップラ周波数の検出範囲を低周波側に拡張して前記目標物を検出する信号処理手段を具備するので、比較的低速で飛しょうする目標物をより正確に検出することができる。 According to the present invention, a target that is mounted on a high-speed flying object, transmits a transmission wave toward a target, and detects the target based on a Doppler frequency of a reflected wave from the transmission wave obtained from the target. In the detection device, when the level of the scattered wave based on the transmission wave acquired after the flying of the flying object falls below a predetermined extended determination threshold value, the detection range of the Doppler frequency is extended to the low frequency side. Since the signal processing means for detecting the target is provided, the target flying at a relatively low speed can be detected more accurately.

以下、本発明を実施するための最良の形態として、目標検出装置の実施の形態を図面に従って説明する。   DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a target detection device will be described below with reference to the drawings as the best mode for carrying out the invention.

図1は、本発明の実施の形態に係る目標検出装置の機能構成を示すブロック図である。この図において、符号Wは目標物、1はアンテナ、2は高周波回路、3は信号処理回路(信号処理手段)、4は切替スイッチ、5は定電圧回路、6は電源である。目標物Wは、位置捕捉の対象物であり、例えば航空機等の高速飛しょう体である。また、本実施の形態における目標検出装置は、例えば地上(陸上に限定されず海上の場合も含む)から打ち上げられて目標物に向けて飛しょうする高速飛しょう体に装備(装着)されて飛しょうしつつ同じく飛しょうする目標物Wの位置を捕捉する。 FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of a target detection apparatus according to an embodiment of the present invention. In this figure, symbol W is a target, 1 is an antenna, 2 is a high frequency circuit, 3 is a signal processing circuit (signal processing means), 4 is a changeover switch, 5 is a constant voltage circuit, and 6 is a power source. The target W is a target for position acquisition, and is a high-speed flying object such as an aircraft. In addition, the target detection device according to the present embodiment is mounted (mounted) on a high-speed flying object that is launched from the ground (including not only on land but also on the sea) and fly toward the target. The position of the target W that is also flying is captured.

アンテナ1は、高周波回路2から供給された周波数Fの送信信号をマイクロ波の送信波として目標物Wに向けて送信する一方、前記送信波が目標物Wに反射して生じる反射波を受信し反射信号として高周波回路2に供給する。なお、上記反射波(すなわち反射信号)は、高速飛しょう体と目標物Wとの相対速度の変化に応じたドップラ周波数fdだけ送信波の周波数Fが偏移した周波数(F+fd)となる。   The antenna 1 transmits a transmission signal having a frequency F supplied from the high-frequency circuit 2 toward the target W as a microwave transmission wave, and receives a reflected wave generated by reflecting the transmission wave on the target W. The reflected signal is supplied to the high frequency circuit 2. The reflected wave (that is, the reflected signal) is a frequency (F + fd) obtained by shifting the frequency F of the transmitted wave by the Doppler frequency fd according to the change in the relative speed between the high-speed flying object and the target W.

高周波回路2は、アンテナ1に送信信号を供給する一方、アンテナ1から供給された反射信号と送信信号とに基づいて上記ドップラ周波数fdを検出し検出信号として信号処理回路3に供給する。信号処理手段としての信号処理回路3は、高周波回路2から供給された検出信号に基づいて目標物Wの位置を検知することにより、本目標検出装置が装備された高速飛しょう体のトリガタイミングを演算しトリガ信号として後段のトリガ装置に供給する。切替スイッチ4は、上記トリガ信号のトリガ装置への供給/非供給を切り替える。定電圧回路5は、電源6から供給された直流(DC)電力を定電圧化して上記高周波回路2と信号処理回路3とに供給する。電源6は、この定電圧回路5に直流電力を供給する電池である。   The high frequency circuit 2 supplies a transmission signal to the antenna 1, while detecting the Doppler frequency fd based on the reflected signal and the transmission signal supplied from the antenna 1 and supplies the detected signal to the signal processing circuit 3. The signal processing circuit 3 as the signal processing means detects the position of the target W based on the detection signal supplied from the high frequency circuit 2, thereby setting the trigger timing of the high-speed flying object equipped with the target detection device. Calculated and supplied as a trigger signal to the subsequent trigger device. The changeover switch 4 switches supply / non-supply of the trigger signal to the trigger device. The constant voltage circuit 5 converts the direct current (DC) power supplied from the power source 6 to a constant voltage and supplies it to the high frequency circuit 2 and the signal processing circuit 3. The power source 6 is a battery that supplies DC power to the constant voltage circuit 5.

図2は、上記高周波回路2の詳細機能構成を示すブロック図である。この図に示すように、高周波回路2は、発振器2a、アンプ2b、電力分配器2c、方向性結合器2d及びミキサ2eから構成されている。   FIG. 2 is a block diagram showing a detailed functional configuration of the high-frequency circuit 2. As shown in this figure, the high frequency circuit 2 includes an oscillator 2a, an amplifier 2b, a power distributor 2c, a directional coupler 2d, and a mixer 2e.

発振器2aは、周波数Fの送信信号を発生してアンプ2bに供給する。アンプ2bは、送信信号を所定振幅まで増幅して電力分配器2cに供給する。電力分配器2cは、このアンプ2bから供給された送信信号を方向性結合器2dとミキサ2eとに分配供給する。方向性結合器2dは、上記電力分配器2cから供給された送信信号を図1のアンテナ1に出力する一方、アンテナ1から供給された周波数(F+fd)の反射信号をミキサ2eに出力する。ミキサ2eは、この方向性結合器2dから入力された反射信号と電力分配器2cから入力された送信信号とを乗算することによりドップラ周波数fdの検出信号を信号処理回路3に出力する。   The oscillator 2a generates a transmission signal having a frequency F and supplies it to the amplifier 2b. The amplifier 2b amplifies the transmission signal to a predetermined amplitude and supplies the amplified signal to the power distributor 2c. The power distributor 2c distributes and supplies the transmission signal supplied from the amplifier 2b to the directional coupler 2d and the mixer 2e. The directional coupler 2d outputs the transmission signal supplied from the power distributor 2c to the antenna 1 in FIG. 1, and outputs the reflected signal of the frequency (F + fd) supplied from the antenna 1 to the mixer 2e. The mixer 2e multiplies the reflected signal input from the directional coupler 2d by the transmission signal input from the power distributor 2c, and outputs a detection signal of the Doppler frequency fd to the signal processing circuit 3.

また、図3は、上記信号処理回路3の詳細機能構成を示すブロック図である。信号処理回路3は、アンプ3a、BPF3b、A/D変換器3c、基準電圧発生器3d、DSP3e、ROM3f及びトリガ信号生成器3gから構成されている。   FIG. 3 is a block diagram showing a detailed functional configuration of the signal processing circuit 3. The signal processing circuit 3 includes an amplifier 3a, a BPF 3b, an A / D converter 3c, a reference voltage generator 3d, a DSP 3e, a ROM 3f, and a trigger signal generator 3g.

アンプ3aは、上記検出信号を所定振幅まで増幅してBPF3bに供給する。BPF3bは、このアンプ3aから供給された検出信号を所定の周波数範囲に帯域制限してA/D変換器3cに出力する帯域制限フィルタである。A/D変換器3cは、基準電圧発生器3dから供給される基準直流電圧に基づいて、BPF3bから供給された検出信号(アナログ信号)をデジタル変換し検出データとしてDSP3eに供給する。基準電圧発生器3dは、上記基準直流電圧を生成してA/D変換器3cに供給する。   The amplifier 3a amplifies the detection signal to a predetermined amplitude and supplies it to the BPF 3b. The BPF 3b is a band limiting filter that limits the detection signal supplied from the amplifier 3a to a predetermined frequency range and outputs the detection signal to the A / D converter 3c. The A / D converter 3c digitally converts the detection signal (analog signal) supplied from the BPF 3b based on the reference DC voltage supplied from the reference voltage generator 3d, and supplies it to the DSP 3e as detection data. The reference voltage generator 3d generates the reference DC voltage and supplies it to the A / D converter 3c.

DSP3eは、ROM3fに記憶されたプログラム(目標検出プログラム)に基づいて上記検出データを処理することによりトリガタイミングを演算するデジタルシグナル・プロセッサである。このDSP3eは、処理結果としてのトリガタイミングを作動信号としてトリガ信号生成器3gに供給する。ROM3fは、上記目標検出プログラムを予め記憶するものである。トリガ信号生成器3gは、DSP3eから供給された作動信号からトリガ信号を生成して後段のトリガ装置に供給する。   The DSP 3e is a digital signal processor that calculates the trigger timing by processing the detection data based on a program (target detection program) stored in the ROM 3f. The DSP 3e supplies the trigger timing as a processing result to the trigger signal generator 3g as an operation signal. The ROM 3f stores the target detection program in advance. The trigger signal generator 3g generates a trigger signal from the operation signal supplied from the DSP 3e, and supplies it to the subsequent trigger device.

次に、このように構成された本目標検出装置の動作について、図4に示すフローチャートに沿って詳しく説明する。   Next, the operation of the target detection apparatus configured as described above will be described in detail along the flowchart shown in FIG.

本目標検出装置は、作動を開始すると、アンテナ1から目標物Wに向けて送信波を連続的に放射すると共に、この送信波が目標物Wに反射して発生する反射波をアンテナ1で連続的に受信する。そして、この反射波は、アンテナ1から反射信号として高周波回路2に供給され、該高周波回路2で検出信号に変換されて信号処理回路3に供給される。   When the target detection apparatus starts operation, the transmission wave is continuously radiated from the antenna 1 toward the target W, and the reflected wave generated by the reflection of the transmission wave on the target W is continuously generated by the antenna 1. Receive automatically. The reflected wave is supplied as a reflected signal from the antenna 1 to the high frequency circuit 2, converted into a detection signal by the high frequency circuit 2, and supplied to the signal processing circuit 3.

この信号処理回路3において、上記検出信号はアンプ3aによって増幅され、さらにBPF3bで帯域制限される。そして、検出信号は、A/D変換器3cによって所定のサンプリング間隔で順次サンプリングされて時系列的なデジタル信号である検出データに変換される。DSP3eは、このような検出データをA/D変換器3cから順次取得し(ステップSl)、さらに所定のタイムインターバルTに含まれる複数の検出データ(検出データ列)毎にFFT演算を施す(ステップS2)。   In the signal processing circuit 3, the detection signal is amplified by the amplifier 3a and further band-limited by the BPF 3b. The detection signal is sequentially sampled at a predetermined sampling interval by the A / D converter 3c and converted into detection data that is a time-series digital signal. The DSP 3e sequentially acquires such detection data from the A / D converter 3c (step S1), and further performs an FFT operation for each of a plurality of detection data (detection data string) included in a predetermined time interval T (step S1). S2).

すなわち、DSP3eは、A/D変換器3cから順次取得される検出データ列に対するFFT演算の結果として、当該検出データ列に対応する所定期間の検出信号(アナログ信号)が含んでいる周波数成分と当該周波数成分のパワーとからなる周波数データD(i)を時系列的に順次算出する。ここで、「i」は、周波数データD(i)の時系列順序を示すデータ番号であり、時系列的な周波数データD(i)を特定するための変数である。   That is, the DSP 3e, as a result of the FFT operation on the detection data sequence sequentially obtained from the A / D converter 3c, includes the frequency component included in the detection signal (analog signal) for a predetermined period corresponding to the detection data sequence and the frequency component. Frequency data D (i) including the power of the frequency component is sequentially calculated in time series. Here, “i” is a data number indicating the time series order of the frequency data D (i), and is a variable for specifying the time series frequency data D (i).

ここで、上記周波数成分は、目標物Wと目標検出装置(すなわち当該目標検出装置が搭載された高速飛しょう体)との相対速度に基づくドップラ周波数fdを示し、一方、パワーは当該ドップラ周波数fdの強度を示している。なお、時系列信号である検出データ列にFFT演算を施すことにより、周波数成分とそのパワーを属性情報とする周波数データD(i)が得られることは周知事項である。   Here, the frequency component indicates the Doppler frequency fd based on the relative speed between the target W and the target detection device (that is, the high-speed flying object on which the target detection device is mounted), while the power is the Doppler frequency fd. Shows the strength. In addition, it is a well-known matter that frequency data D (i) using frequency components and their power as attribute information can be obtained by performing an FFT operation on a detection data string that is a time-series signal.

図5は、上記ドップラ周波数fd(つまり上記周波数成分)の時間変化を示す特性図である(図中、T:タイムインターバル)。各々に所定速度で飛しょうする目標物Wと目標検出装置との間で発生するドップラ周波数fdは、お互いの距離が離間している状態ではほぼ一定の周波数を維持するが、お互いの距離が接近するに従って徐々に低周波化し、お互いがすれ違う瞬間にゼロとなる。DSP3eは、各検出データ列にFFT演算を施すことにより、このように時間経過と共に徐々に変化するドップラ周波数fdを算出する。   FIG. 5 is a characteristic diagram showing the time change of the Doppler frequency fd (that is, the frequency component) (in the figure, T: time interval). The Doppler frequency fd generated between the target W flying at a predetermined speed and the target detection device maintains a substantially constant frequency in a state where the distance between them is separated, but the distance between them is close. As the frequency goes down, the frequency is gradually lowered to zero at the moment each other passes. The DSP 3e calculates the Doppler frequency fd that gradually changes with the passage of time in this manner by performing an FFT operation on each detection data string.

また、図6は、上記周波数データD(i)をその属性情報である周波数成分(つまりドップラ周波数fd)を横軸として、またパワーを縦軸として表した周波数分布図である。この図6に示すように、各周波数データD(i)の周波数成分は、周波数領域fl〜f3に分布する。   FIG. 6 is a frequency distribution diagram showing the frequency data D (i) with the frequency component (that is, the Doppler frequency fd) as the attribute information as the horizontal axis and the power as the vertical axis. As shown in FIG. 6, the frequency components of each frequency data D (i) are distributed in the frequency regions fl to f3.

そして、このような周波数領域fl〜f3のうち、低周波側に位置する周波数領域fl〜f2はシークラッタ(海面散乱波)の周波数成分(シークラッタ成分)あるいは比較的低速で飛しょうする目標物(低速目標物)からの反射波に基づく低速目標信号成分が分布するクラッタ領域であり、一方、高周波側に位置する周波数領域f2〜f3は、標準的な速度(標準速度)で飛しょうする目標物(標準目標物)からの反射波に基づく標準目標信号成分が分布する目標検出領域である。   Of these frequency regions fl to f3, the frequency regions fl to f2 located on the low frequency side are the sea clutter (sea surface scattered wave) frequency component (sea clutter component) or a target that flies at a relatively low speed (low speed). A clutter region in which a low-speed target signal component based on a reflected wave from a target) is distributed. On the other hand, frequency regions f2 to f3 located on a high frequency side are targets (flights) flying at a standard speed (standard speed). This is a target detection area in which standard target signal components based on reflected waves from a standard target are distributed.

さて、このような性質を有する周波数データD(i)が図4のFFT演算処理(ステップS2)の結果として時系列的に順次得られるが、DSP3eは、各周波数データD(i)に検出モード設定処理(ステップS3)を施すことにより目標検出領域を拡張するか否かを判断する。   Now, the frequency data D (i) having such a property is sequentially obtained in time series as a result of the FFT operation processing (step S2) of FIG. 4, but the DSP 3e detects each frequency data D (i) in the detection mode. It is determined whether or not to expand the target detection area by performing the setting process (step S3).

図7は、検出モード設定処理の詳細を示すフローチャートである。DSP3eは、この検出モード設定処理において、最初に高速飛しょう体の飛しょう開始直後のクラッタレベル、つまり周波数成分がクラッタ領域に含まれる周波数データD(i)のパワーを基準クラッタレベルに設定する(ステップS31)。なお、通常の場合、発射直後のクラッタレベルは、高度が低いために最も高い値となる。   FIG. 7 is a flowchart showing details of the detection mode setting process. In this detection mode setting process, the DSP 3e first sets the clutter level immediately after the start of flying of the high-speed flying object, that is, the power of the frequency data D (i) in which the frequency component is included in the clutter region to the reference clutter level ( Step S31). In a normal case, the clutter level immediately after the launch is the highest value because the altitude is low.

DSP3eは、基準クラッタレベルの設定が終了すると、その後取得した周波数データD(i)のクラッタレベルを順次測定し(ステップS32)、当該各クラッタレベルが機器のノイズレベル(図6のシステムノイズレベル)以下か否かを判断する(ステップS33)。そして、DSP3eは、この判断が「Yes」の場合は、飛しょう体が上昇飛しょうしているか否かに関わらず、処理を(ステップS4)に移行し、一方、「No」の場合には、クラッタレベルが基準クラッタレベル以下か否かを判断する(ステップS34)。   After completing the setting of the reference clutter level, the DSP 3e sequentially measures the clutter level of the acquired frequency data D (i) (step S32), and each of the clutter levels is the noise level of the device (system noise level in FIG. 6). It is determined whether it is below (step S33). When this determination is “Yes”, the DSP 3e proceeds to (Step S4), regardless of whether or not the flying object is flying up, while in the case of “No”. Then, it is determined whether or not the clutter level is equal to or lower than the reference clutter level (step S34).

そして、DSP3eは、ステップS34における判断が「Yes」の場合はクラッタレベルが後段の目標検出処理(ステップS5)が誤動作しないレベル、つまり図6に示すクラッタ識別しきい値(拡張判定しきい値)以下か否かを判断し(ステップS35)、この判断が「Yes」の場合は処理を(ステップS4)に移行する。この一方、DSP3eは、ステップS34あるいはステップS35の判断が「No」の場合には、処理を目標検出処理(ステップS5)に移行させる。   When the determination in step S34 is “Yes”, the DSP 3e has a clutter level at which the target detection process (step S5) at the subsequent stage does not malfunction, that is, the clutter identification threshold (extended determination threshold) shown in FIG. It is determined whether or not (step S35). If this determination is “Yes”, the process proceeds to (step S4). On the other hand, if the determination in step S34 or step S35 is “No”, the DSP 3e shifts the process to the target detection process (step S5).

すなわち、このような検出モード設定処理(ステップS3)によれば、高速飛しょう体の高度が順次上昇することによりクラッタレベルが少なくともクラッタ識別しきい値(拡張判定しきい値)以下に低下すると(クラッタ識別しきい値以下にクラッタレベルが下がることで飛しょう体が上昇飛しょうしていると判断する)、ステップS4において目標検出領域が低周波側であるクラッタ領域まで拡張され、拡張目標検出領域が設定される。そして、このようにクラッタレベルがクラッタ識別しきい値(拡張判定しきい値)以下に低下して目標検出領域がクラッタ領域まで拡張されると、図6に示すように周波数データD(i)の周波数成分がクラッタ領域に含まれる低速航行する目標物Wの目標信号成分を検出可能な状態となる。   That is, according to such a detection mode setting process (step S3), when the altitude of the high-speed flying object is sequentially increased, the clutter level is lowered to at least the clutter identification threshold value (expansion determination threshold value) ( When the clutter level falls below the clutter identification threshold value, it is determined that the flying object is flying up), and in step S4, the target detection area is expanded to the clutter area on the low frequency side, and the extended target detection area Is set. When the clutter level drops below the clutter identification threshold value (expansion determination threshold value) and the target detection area is expanded to the clutter area, the frequency data D (i) is The target signal component of the target W traveling at a low speed whose frequency component is included in the clutter region can be detected.

なお、クラッタレベルが基準クラッタレベル又はクラッタ識別しきい値(拡張判定しきい値)以下にならない場合、つまり本目標検出装置が搭載されている高速飛しょう体の高度が発射直後から上昇していない場合、あるいは高速飛しょう体の高度が上昇しているがクラッタレベルがクラッタ識別しきい値(拡張判定しきい値)まで低下していない場合には、目標検出領域は拡張されない。   If the clutter level does not fall below the reference clutter level or the clutter identification threshold (extended judgment threshold), that is, the altitude of the high-speed flying object on which the target detection device is mounted has not increased immediately after launch. In this case, or when the altitude of the high-speed flying object has increased but the clutter level has not decreased to the clutter discrimination threshold (expansion determination threshold), the target detection area is not expanded.

そして、DSP3eは、図4のように上記ステップS3あるいはステップS4の処理が終了すると、目標物Wの検出処理を実行する(ステップS5)。すなわち、図6の目標検出しきい値以上のパワーの信号を目標として検出し、DSP3eは、周波数成分が目標検出領域(又は拡張目標検出領域)に含まれる周波数データD(i)に基づいて目標物Wとの相対的な位置関係を割り出す。そして、この位置関係からトリガタイミングつまり図5に示すようにドップラ周波数fdがゼロ近傍となるタイミングを算出する(ステップS6)。   And DSP3e will perform the detection process of the target W, if the process of the said step S3 or step S4 is complete | finished like FIG. 4 (step S5). That is, a signal having a power equal to or higher than the target detection threshold value in FIG. 6 is detected as a target, and the DSP 3e sets the target based on the frequency data D (i) including the frequency component in the target detection area (or the extended target detection area). The relative positional relationship with the object W is determined. Then, the trigger timing, that is, the timing at which the Doppler frequency fd becomes near zero as shown in FIG. 5 is calculated from this positional relationship (step S6).

DSP3eは、さらにトリガタイミングの判定処理、つまり現在の時刻が上記ステップS6で算出したトリガタイミングに到達したか否かを判定し(ステップS7)、この判断が「Yes」の場合はトリガ信号生成器3gにトリガ信号の生成指示を出力する(ステップS8)。この結果、トリガ信号生成器3gからトリガ信号が出力されて高速飛しょう体がトリガする。   The DSP 3e further determines the trigger timing, that is, determines whether or not the current time has reached the trigger timing calculated in step S6 (step S7). If this determination is “Yes”, the trigger signal generator A trigger signal generation instruction is output to 3g (step S8). As a result, a trigger signal is output from the trigger signal generator 3g, and the high-speed flying object triggers.

なお、上記ステップS7の判断が「No」の場合、DSP3eは、トリガ信号生成器3gにトリガ信号の生成指示を出力することなく、処理をステップS1に戻して次の検出データ列の取得及びそれ以降の処理(ステップS2〜S6)を繰り返す。   If the determination in step S7 is “No”, the DSP 3e returns the process to step S1 without outputting a trigger signal generation instruction to the trigger signal generator 3g, and acquires the next detection data string. The subsequent processing (steps S2 to S6) is repeated.

このような本実施の形態によれば、シークラッタ成分が十分に小さいと判断されると目標検出領域がクラッタ領域まで拡張されて、拡張目標検出領域が設定される。そして、このような拡張目標検出領域が設定される状態では、低速目標信号成分の検出にシークラッタ成分が外乱として作用しないので、低速目標物を従来よりも正確に検出することができる。   According to this embodiment, when it is determined that the sea clutter component is sufficiently small, the target detection area is expanded to the clutter area, and the extended target detection area is set. In such a state in which the extended target detection area is set, the sea clutter component does not act as a disturbance in detecting the low speed target signal component, so that the low speed target can be detected more accurately than in the past.

なお、上記実施の形態において、低速目標物としては、高速飛しょう体の飛しょう訓練等の際に目標物に設定される訓練飛しょう体が挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、訓練飛しょう体以外の他の低速目標物の検出にも適用可能である。   In the above embodiment, the low-speed target includes a training flying object set as a target in the case of flying training of a high-speed flying object, but the present invention is not limited to this. is not. The present invention can also be applied to the detection of low-speed targets other than the training flying object.

また、上記実施の形態において、地上散乱波の例として海面散乱波(シークラッタ)が存在する場合で説明したが、海面散乱波以外の地上散乱波が存在する条件下でも本発明は適用可能である。   Further, in the above-described embodiment, the case where the sea surface scattered wave (sea clutter) exists as an example of the ground scattered wave has been described. However, the present invention is applicable even under the condition where the ground scattered wave other than the sea surface scattered wave exists. .

以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。   Although the embodiments of the present invention have been described above, it will be obvious to those skilled in the art that the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims.

本発明に係る目標検出装置の一実施の形態の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of one Embodiment of the target detection apparatus which concerns on this invention. 本発明の一実施の形態における高周波回路の詳細機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed functional structure of the high frequency circuit in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における信号処理回路の詳細機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed functional structure of the signal processing circuit in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における信号処理回路の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the signal processing circuit in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態においてドップラ周波数fdの時間変化を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the time change of the Doppler frequency fd in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態におけるドップラ周波数fdの周波数分布図である。It is a frequency distribution figure of the Doppler frequency fd in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態における検出モード設定処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of the detection mode setting process in one embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

W 目標物
1 アンテナ
2 高周波回路
2a 発振器
2b アンプ
2c 電力分配器
2d 方向性結合器
2e ミキサ
3 信号処理回路(信号処理手段)
3a アンプ
3b BPF
3c A/D変換器
3d 基準電圧発生器
3e DSP
3f ROM
3g トリガ信号生成器
4 切替スイッチ
5 定電圧回路
6 電源
W target 1 antenna 2 high frequency circuit 2a oscillator 2b amplifier 2c power distributor 2d directional coupler 2e mixer 3 signal processing circuit (signal processing means)
3a amplifier 3b BPF
3c A / D converter 3d Reference voltage generator 3e DSP
3f ROM
3g Trigger signal generator 4 Changeover switch 5 Constant voltage circuit 6 Power supply

Claims (2)

高速飛しょう体に装備され、目標物に向けて送信波を送信し、該目標物から得られる前記送信波による反射波のドップラ周波数に基づいて前記目標物を検出する目標検出装置において、
前記高速飛しょう体の飛しょう開始後に取得された前記送信波に基づく散乱波のレベルが所定の拡張判定しきい値以下になると、前記ドップラ周波数の検出範囲を低周波側に拡張して前記目標物を検出する信号処理手段を具備し、
前記信号処理手段は、前記ドップラ周波数を検出するための検出信号が含んでいる周波数成分と当該周波数成分のパワーとからなる周波数データを時系列的に得て、
前記周波数成分が低周波側の散乱波領域に含まれる特定の周波数データのパワーを前記散乱波のレベルとし、かつ飛しょう開始直後の前記散乱波のレベルを基準レベルとし、以後取得される散乱波のレベルが前記基準レベルを下回って前記拡張判定しきい値以下になるとドップラ周波数の検出範囲を低周波側に拡張することを特徴とする目標検出装置。
In a target detection device that is equipped with a high-speed flying object, transmits a transmission wave toward a target, and detects the target based on a Doppler frequency of a reflected wave from the transmission wave obtained from the target.
When the level of the scattered wave based on the transmission wave acquired after the high-speed flying object starts flying is below a predetermined extended determination threshold value, the detection range of the Doppler frequency is extended to the low frequency side and the target Comprising signal processing means for detecting an object ,
The signal processing means obtains frequency data composed of a frequency component included in the detection signal for detecting the Doppler frequency and the power of the frequency component in time series,
The power of the specific frequency data in which the frequency component is included in the scattered wave region on the low frequency side is set as the level of the scattered wave, and the level of the scattered wave immediately after the start of flight is set as the reference level. The target detection device is characterized in that when the level of the signal falls below the reference level and becomes less than or equal to the extended determination threshold, the Doppler frequency detection range is extended to the low frequency side .
前記散乱波のレベルが機器ノイズレベル以下になると前記ドップラ周波数の検出範囲を低周波側に拡張する請求項記載の目標検出装置。 Target detection apparatus according to claim 1, wherein the level of the scattered waves to expand the detection range of the Doppler frequency and equal to or less than the instrument noise level to a lower frequency.
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