JP4679391B2

JP4679391B2 - 電波探知装置

Info

Publication number: JP4679391B2
Application number: JP2006045295A
Authority: JP
Inventors: 一成深井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2026-02-22
Also published as: JP2007225377A

Description

この発明は、レーダ等の電波発信源を識別する電波探知装置に関するものである。

電波探知装置は、通常の目標捜索（監視）即ちＥＳＭ（Electric Support Measure）としての機能のみならず、ＦＣＳ(Fire Control System)等の追尾からの脅威認識を行う警報受信機能、即ちＲＷＲ（Radar Warning Receiver）も併せ持っていることが要求される場合も多い。

ＲＷＲは目標の探知・分析を瞬時に行って脅威認識し、即座に脅威を回避する対処を目的とすることから、探知情報の精度、受信感度に比べ、探知確率、瞬探性、分析速度が要求される。ＲＷＲでは、瞬探性への対応から周波数、パルス幅、パルス繰返し間隔の諸元合致による警報識別手法を従来から取り入れている。（特許文献１参照）

図５は、上記特許文献１で記載されている電波逆探知装置を示す回路ブロック図である。図５において、１は受信された電波から測定された周波数、パルス幅、パルス繰り返し間隔の基本３諸元の属性データを入力する入力端、２はこれらの属性データを記憶する測定電波諸元メモリ、３はあらかじめ入力された所定の電波の周波数、パルス幅、パルス繰り返し間隔等の属性データを記憶する識別判定参照用データベースとしての識別テーブル、４は識別テーブル３から属性データを順次読み出すデータ取出し装置である。

５は上記測定電波諸元メモリ２からの属性データとデータ取出し装置４からの属性データとに基いて、属性データ毎の合致率を算出する合致率算出装置、６は合致率算出装置５で算出された属性データ毎の合致率を記憶する合致率算出結果メモリ、７は合致率算出結果メモリ６の合致率のうち一番大きな合致率を選択して、この選択した合致率と対応する識別テーブル３の属性データ等の情報を出力する合致結果決定装置、８は選択した属性データ等の情報をＣＲＴ等に出力する出力端である。

次に、この回路の動作を説明する。まず、受信された電波は電気信号に変換され、周波数、パルス幅、パルス繰り返し間隔の属性が測定される。そして、入力端１を介して測定電波諸元メモリ２に順次それらの属性データが記憶される。一方、識別テーブル３にはオペレータにより測定された電波の属性データ、その他の情報から得られた属性データが予め入力されている。次に、データ取出し装置４は識別テーブル３のすべての属性データを順次読出して合致率算出装置５に出力する。合致率算出装置５はデータ取出し装置４からの属性データと、測定電波諸元メモリ２からの属性データとに基いて、例えば属性データ、周波数、パルス幅、パルス繰り返し間隔の順に合致率を算出して、合致率算出結果メモリ６に記憶する。

この合致率は、例えば測定電波諸元メモリ２からの実測された電波の周波数範囲（下限から上限までの値）が識別テーブル３からのある電波の周波数範囲に含まれていれば１００％、含まれていなければ０％として算出される。合致結果決定装置７は合致率算出結果メモリ６の算出結果を参照して、例えば、上例の場合、１００％が算出された合致率と対応する識別テーブル３の属性データ及びその属性データをもつ電波の情報を読み出し、出力端８に出力する。そして、出力された属性データ及びこの属性データをもつ電波の情報はＣＲＴ等に表示され、受信された電波の識別結果がオペレータに伝えられる。

しかしながら、これらの基本３諸元(周波数、パルス幅、パルス繰返し間隔)による合致による警報識別では、同じ諸元付近に多数の他のレーダが存在し、実際には脅威対象目標ではないにも関わらず、脅威対象目標と識別してしまう誤警報の問題が発生していた。

特開平７−１２９２５号公報（図１２参照）

この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、警報受信機能（ＲＷＲ）を有する電波探知装置において、監視受信モード（目標捜索ＥＳＭ）の受信タイムスケジュールに影響を及ぼすことなく、警報受信機能の識別の確実性を向上させることを目的とする。

この発明による電波探知装置は、目標捜索機能ならびに警報受信機能を備え、受信したレーダ波の周波数、パルス幅、パルス繰返し間隔の諸元データを検出し、これを予め記憶した同一諸元データに基いて合致判定を行うことにより、受信したレーダ波の発信源種を識別する信号処理部を有する電波探知装置において、周波数探知範囲を複数バンドに分けると共に、目標捜索機能としての監視受信スケジュールの中に警報受信機能としての警報受信スケジュールが割り込まれているスケジュールを採用し、上記警報受信により警報対象目標が確認された場合には、上記確認された受信バンドのみを選択した警報受信スケジュールに変更すると共に、自機へのロックオン有無の検出を行い、そのロックオン有無諸元を用いて、再度、警報対象か否かの合致判定を行うようにしたものである。

この発明に係る電波探知装置は、周波数、パルス幅、パルス繰返し間隔の３諸元による合致に加え、新たに自機へのロックオン有無を判別して警報対象か否かの再識別を行うことにより、監視受信モードの受信タイムスケジュール及び会敵確率に影響を及ぼすことなく、警報識別の確実性を向上させることができる。

実施の形態１．
以下この発明の電波探知装置を図面を参照しながら説明する。図１は電波探知装置の全体構成図を示しており、図中、１０はアンテナ部、１１は第１の受信部、１２は第２の受信部、１３は信号処理部である。上記信号処理部１３は更に受信制御／諸元分析部１４、中央演算部１５、及びインターフェース部１６から構成されている。アンテナ部１０では、レーダ信号を受信してＲＦ信号を第1の受信部１１へ出力する。第1の受信部１１では、受信バンド幅を選択、切替えすると共に受信したＲＦ信号を増幅・検波する。

第２の受信部１２では、パルスごとの振幅レベルを含んだ諸元データ（パルスデータ）を抽出して信号処理部１３へ出力する。信号処理部１３では、受信制御／諸元分析部１４にて受信したパルスデータをレーダ（目標）ごとに分離し、パルスデータ分析結果から目標データを生成し識別する。すなわち、第２の受信部１２及び受信制御／諸元分析部１４での処理は、（１）複数の電波受信信号が含まれるパルス列を分類して電波発射源（目標）ごとに分離する目標分離処理、（２）目標分離されたパルス列から各諸元（目標データの特徴）を判定する目標検出処理、（３）予め蓄えておいた様々な電波発射源のレーダ波の特徴データ（諸元）に基いて新たに受信したレーダ波の受信電波諸元から、受信したレーダ波の発信源種を識別する識別処理の３段階からなる。

なお、レーダ波の特徴データ（諸元）とは、周波数（変調モードを含む）、パルス幅、パルス繰返し間隔（変調モード）、パルス内変調モード、スキャンタイプ、スキャン間隔等が存在するが、ここでは周波数、パルス幅、パルス繰返し間隔の３諸元を用いる。周波数諸元の検出は、第１の受信部１１において帯域選択されたＲＦ信号を、第２の受信部１２にて中間周波数に変換し、デジタル周波数弁別により周波数を求める。また、パルス幅、パルス繰返し間隔は、第１の受信部１１において帯域選択されたＲＦ信号を検波してビデオ信号に変換し、第２の受信部１２にてＡ／Ｄ変換することにより諸元検出を行う。

通常、スキャンタイプ、スキャン間隔の測定を行うには、該当する電波を一定時間連続して受信しながら受信レベルの変動及びレベルのピーク間隔（スキャン間隔）を検出することにより、分析を行う。

従ってこの発明は、周波数、パルス幅、パルス繰返し間隔の３諸元を用い予め蓄えておいた様々な電波発射源のレーダ波の３諸元データに基いて、新たに受信したレーダ波の受信電波３諸元から受信したレーダ波の発信源種を識別するものである。パルス分析結果から目標が脅威目標と識別された場合には、中央処理部１５から直ちに受信スケジュールを、確認探知を行うスケジュールに変更するよう受信制御／諸元分析部１４に情報が流れ、第１の受信部１１へ受信制御信号を送信する。初期探知及び確認探知によって受信した振幅レベルを分析し、識別結果をインターフェース部１６から防御装置へ転送し警報を出す。

図２は警報受信機能（ＲＷＲ）を併せ持っている電波探知装置（ＥＳＭ）の電波受信スケジュールの一例を示しており、（a）は通常の受信スケジュールを、（b）は３諸元による識別が警報対象目標を含んでいた場合の変更後の受信スケジュールを表している。なお、縦軸は受信周波数のバンド、横軸は時間を示す。
ここでいうバンドとは、電波逆探知装置（ＥＳＭ）において受信可能な全周波数範囲を時間切替えにより行っている瞬時受信周波数帯域であり、第1の受信部１１内のスイッチで受信バンドを切替えるようにしている。

前述したように、ＲＷＲは瞬探性が最重要であるため、全バンドを受信する一周期を短くし、受信間隔を狭めて該当周波数帯域を掃引する。ＥＳＭはＲＷＲよりも受信周期を長く設定し、パルスを数多く受信して分析に用いることにより、探知及び識別の確度を向上させる。図２（a）に示す受信スケジュールは、ＥＳＭの監視受信スケジュールと、ＲＷ
Ｒの警報受信スケジュールとを両立させた受信スケジュールの一例である。

図２（a）の右側拡大図から明らかなように、監視受信Ｂ１モード時に、一定時間ごとに警報受信モードがＢ１から順番に細かく割り込まれている（図中x1、x2、x3、x4、x5参照）。監視受信Ｂ１の規定時間が終了すると、続いて監視受信Ｂ２モードになり、Ｂ１の時と同様に警報受信が割り込まれる（図示せず）。なお、上記警報受信（x1、x2、x3、x4、x5）中、黒白の縞部分は目標の受信があったことを示しており、図においては警報受信x1、x2、x3、x4で目標の受信があった場合を示している。

一方、図２（b）の右側拡大図では、上記受信スケジュールにおいて、警報受信Ｂ１〜Ｂ５の一回の受信（初期受信と呼ぶ）の間に、Ｂ１〜Ｂ４で目標の受信があったことを判定すると、次回以降の警報スケジュールをこれまでのＢ１〜Ｂ５のスケジュールから初期受信で受信のあった受信バンドのみを選択し、Ｂ１〜Ｂ４の順で警報受信（確認受信と呼ぶ）するよう警報スケジュールを変更するようにした例を示している。すなわち、警報識別の正確性を向上させるために、警報受信モードでの一巡のバンド切替時に初期探知があった受信周波数について、その後にその受信周波数を集中的に見るようにし、初期探知があった目標の電波のみを確認受信するようにするものである。なお、確認受信の回数は規定しない。

次に、上記したとびとびの確認受信による目標探知のレベルにより、ロックオン有無の判定が行われる。図３は、警報目標のロックオン有（スキャンタイプ＝ステディ）を判定するための一具体例を説明するものである。縦棒線が受信電波をＥＳＭで受信した際の振幅値を表す。図３（a）はロックオン状態、すなわち対象目標レーダのビームがＥＳＭに向いている場合であり、受信誤差等を含んだ一定の幅の範囲内で振幅が変動する。初期探知及びｎ回の確認探知による振幅値が一定の範囲内に収まっている場合には、ロックオン有と判定する。

一方、図３（b）は、警報目標のロックオン無（スキャンタイプ＝サーキュラまたはセクタ）の場合を示している。ロックオン状態になっていない場合には、対象目標レーダのビームが常にＥＳＭに向いていないため、図のように大きく振幅レベルが変動し、対象目標のレーダビームが正面を向いた場合にのみ探知する。このように初期探知及びｎ回の確認探知において振幅値が一定の範囲内に収まっていない場合は、ロックオン無と判定する。
なお、上述のロックオン有無の判定は図1の受信制御／諸元分析部１４にて行われるものである。

図４は上述のＲＷＲの識別方法を従来と本発明とを比較して示すフローチャートである。（a）図は従来の識別方式、（b）は本発明の識別方式を示している。このフローチャート中のステップ１００〜１０５は両者とも共通であり、図１の受信制御／諸元分析部１４がその動作を受け持つが、これは従来装置で説明した図５の動作に匹敵するものである。すなわち、基本3諸元（周波数、パルス幅、パルス繰返し間隔）を検出した後、各諸元データごと識別テーブルから取り出し、上記検出諸元データとの合致判定を行う（ステップ１００〜ステップ１０４）。上記合致結果により識別候補の中に脅威対称を含んでいるかどうかの決定を行い（ステップ１０５）、含む場合には従来は警報出力を直ちに出す（ステップ１１０）。

これに対し本発明になるものは、上述したように、識別候補中に脅威対象を含んでいる場合には、警報受信スケジュールを変更する（ステップ１０６）と共に、ロックオンオンの有無を検出し（ステップ１０７）、ロックオン有無の結果を諸元として用いて、再度、合致判定を行う（ステップ１０８）。すなわち、従来の３諸元合致の識別の結果、脅威対象が含まれた場合には、ロックオン有無の諸元検出を行い、ロックオン有無の結果を上記各諸元データと共に用いて再識別を掛ける２段階処理を行うもので、この結果、識別候補の中に脅威対象を含んでいると判定した場合のみ警報出力を出すようにしたものである。

以上のように、本発明の電波探知装置は、前述のように、ＥＳＭとＲＷＲの両機能を持つものを対象としているため、ＲＷＲで必要とされる瞬探性を得るために各バンドを切り替える一周期を短くして探知漏れのないようにする必要があり、一方、ＥＳＭでは反対に探知情報の精度を得るために一定時間一つのバンドを選択し、電波を受信した際の目標情報を数多くとる必要がある。
このため、本発明では図２（a）のように周波数探知範囲を複数バンドに分けると共に、ＥＳＭとしての監視受信スケジュールの中にＲＷＲとしての警報受信スケジュールが細かく割り込まれているスケジュールを採用し、上記警報受信により警報対象目標が確認された場合には、上記確認された受信バンドのみを選択した警報受信スケジュールに変更すると共に、自機へのロックオン有無の判定を行い、その判定結果を諸元に加えて、再度、警報対象か否かの合致判定を行うようにしたので、ＥＳＭの受信タイムスケジュールに影響を及ぼすことなく、脅威対象目標を誤識別を避け、確実な警報識別を実現できるものである。

この発明の電波探知装置の全体構成図を示す図である。図２は警報受信機能（ＲＷＲ）を併せ持っている電波逆探知装置（ＥＳＭ）の電波受信スケジュールの一例を説明する図である。警報目標のロックオン有無を判定する方法を説明する図である。ＲＷＲの識別方法を従来と本発明とを比較して示すフローチャートである。従来の電波逆探知装置を示す回路ブロック図である。

１０アンテナ部、１１、１２受信部、１３信号処理部、
１４受信制御／諸元分析部、１５中央処理部、
７インタフェース部。

Claims

目標捜索機能ならびに警報受信機能を備え、受信したレーダ波の周波数、パルス幅、パルス繰返し間隔の諸元データを検出し、これを予め記憶した同一諸元データに基いて合致判定を行うことにより、受信したレーダ波の発信源種を識別する信号処理部を有する電波探知装置において、周波数探知範囲を複数バンドに分けると共に、目標捜索機能としての監視受信スケジュールの中に警報受信機能としての警報受信スケジュールが割り込まれているスケジュールを採用し、上記警報受信により警報対象目標が確認された場合には、上記確認された受信バンドのみを選択した警報受信スケジュールに変更すると共に、自機へのロックオン有無の検出を行い、そのロックオン有無諸元を用いて、再度、警報対象か否かの合致判定を行うようにしたことを特徴とする電波探知装置。
警報対象目標の初期探知時に、監視受信に影響しないように該当する周波数バンドを警報受信スケジュール内で複数回の確認探知を行うように受信スケジュールを変更するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の電波探知装置。
初期探知及び複数回の確認探知による受信対象電波の振幅値が一定の範囲内に収まっている場合には、自機へのロックオン有と判定し、再度、警報対象か否かの合致判定を行うようにしたことを特徴とする請求項1に記載の電波探知装置。
信号処理部は、複数のレーダ波受信信号に含まれるパルス列を分類してレーダ波の発信源毎に分離する目標分離処理と、目標分離されたパルス列から各諸元を判定する目標検出処理と、予め蓄えておいたレーダ波発射源の特徴データに基づいて新たに受信したレーダ波の受信電波諸元から、受信したレーダ波の発射源種を識別する識別処理と、ロックオン有無の判定処理とを行うことを特徴とする請求項１に記載の電波探知装置。