JP4976968B2 - Radar equipment - Google Patents
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Description
本発明は、移動体に搭載されて使用されるレーダ装置に関し、特に、合成開口レーダ(以下、「SAR」と略する)を用いて測角を行う技術に関する。 The present invention relates to a radar apparatus that is used by being mounted on a moving body, and more particularly, to a technique for performing angle measurement using a synthetic aperture radar (hereinafter abbreviated as “SAR”).
従来の通常アンテナ開口のモノパルスを用いたフェーズドアレイによるレーダ装置においては、開口長の制約により測角精度を向上させることが難しかった。また、目標の信号を検出するために、フーリエ変換(FFT等)を実施する際に、飛翔経路の動揺等によって受信データの振幅および位相が変化し、これに起因して積分ロスが生じ、高いSN比(信号電力/熱雑音電力)を得ることができない場合があった。 In a conventional radar device using a phased array using a monopulse with a normal antenna aperture, it is difficult to improve the angle measurement accuracy due to the limitation of the aperture length. Also, when performing Fourier transform (FFT, etc.) to detect the target signal, the amplitude and phase of the received data change due to the fluctuation of the flight path, etc., resulting in an integral loss, which is high In some cases, the S / N ratio (signal power / thermal noise power) could not be obtained.
このような問題を解消するレーダ装置として、特許文献1は、角度アンビギュイティおよびグレーティングローブによる悪影響を排除して測角性能の向上を図ったレーダ装置を開示している。このレーダ装置は、移動体に搭載され、移動体の移動とともにレーダパルスを放射し、異なる位置において受信されたパルスエコーを用いて合成開口処理により目標のSAR測角値θを算出する。また、各受信位置においてモノパルス測角方式により目標の空中線測角値(以下、「モノパルス測角値」という)φを算出する。そして、SAR測角値θとモノパルス測角値φとを空間的に合成することにより、SAR測角値θの角度アンビギュイティを除去し、高精度の目標測角値を算出する。なお、合成開口については、非特許文献2に説明されている。
As a radar apparatus that solves such a problem,
図21は、このような従来のレーダ装置の電気的な構成を示すブロック図である。このレーダ装置は、信号生成/増幅器1、サーキュレータ2、空中線3、周波数変換/AD変換器41〜43および信号処理器5を備えている。信号処理器5は、検出/測角処理部51から構成されている。
FIG. 21 is a block diagram showing an electrical configuration of such a conventional radar apparatus. The radar apparatus includes a signal generation /
信号生成/増幅器1は、図示しない基準信号発生器によって発生された所定のパルス幅を有する基準信号を高周波信号に変換した後に増幅し、サーキュレータ2に送る。サーキュレータ2は、信号生成/増幅器1から送られてくる信号を空中線3に送るか、または、空中線3から送られてきた和信号Σを周波数変換/AD変換器41に送るかの切り替えを制御する。
The signal generator /
空中線3は、複数のアンテナ素子を備えたフェーズドアレイアンテナであり、そのアンテナパターンは、図示しない走査処理部により電子的に可変されるが、物理的な開口は一定である。この空中線3は、信号生成/増幅器1からサーキュレータ2を介して送られてきたパルス信号を空中に向けて放射するとともに、目標からの反射波を受信して電気信号に変換し、和信号Σ、アジマス方向の差信号ΔAZおよびエレベーション方向の差信号ΔELを生成する。この空中線3で生成された和信号Σは、サーキュレータ2を介して周波数変換/AD変換器41に送られ、差信号ΔAZは、周波数変換/AD変換器42に送られ、差信号ΔELは、周波数変換/AD変換器43に送られる。
The antenna 3 is a phased array antenna having a plurality of antenna elements, and its antenna pattern is electronically varied by a scanning processing unit (not shown), but the physical aperture is constant. The antenna 3 radiates a pulse signal sent from the signal generator /
周波数変換/AD変換器41は、空中線3からサーキュレータを介して送られてくる和信号Σを周波数変換した後に、I成分およびQ成分を持つ直交デジタル信号に変換し、和ビームΣとして検出/測角処理部51に送る。周波数変換/AD変換器42は、空中線3から送られてくる差信号ΔAZを周波数変換した後に直交デジタル信号に変換し、アジマス方向の差ビームΔAZとして検出/測角処理部51に送る。周波数変換/AD変換器43は、空中線3から送られてくる差信号ΔELを周波数変換した後に直交デジタル信号に変換し、エレベーション方向の差ビームΔELとして検出/測角処理部51に送る。
Frequency conversion / AD converter 4 1, the sum signal sigma transmitted from antenna 3 via a circulator after frequency conversion, into a quadrature digital signal having I and Q components, detected as a sum beam sigma / It is sent to the angle
検出/測角処理部51は、周波数変換/AD変換器41から送られてくる和ビームΣにより目標を検出し、周波数変換/AD変換器42および周波数変換/AD変換器43から送られてくる位相モノパルスデータ、つまり和ビームΣおよび差ビームΔ(ΔAZ、ΔEL)によりモノパルス測角を実施する。なお、以下においては、和ビームΣを「Σビーム」と呼び、アジマス方向の差ビームΔAZとエレベーション方向の差ビームΔELとを「Δビーム」と総称する場合もある。
Detection /
図22は、モノパルス測角の原理を示す図である。位相モノパルスの場合、図22(a)に示すようなΣビームおよびΔビームといった2つのビームの比をとることによって、誤差電圧Eが、次式により求められる。
ここで、
Re;複素数の実部
Σ ;和ビーム
Δ ;差ビーム
そして、予め取得したアンテナパターンから求められている、図22(b)に示すような、測角曲線のテーブルを参照し、誤差電圧Eに対応する目標角度が求められ、モノパルス測角値φ(φAZおよびφEL)が得られる(非特許文献1参照)。このようにして求められたモノパルス測角値φは、測角情報として外部に出力される。
here,
Re; real part of complex number Σ; sum beam Δ; difference beam And referring to a table of angle measurement curve obtained from the antenna pattern acquired in advance as shown in FIG. A corresponding target angle is obtained, and monopulse angle measurement values φ (φAZ and φEL) are obtained (see Non-Patent Document 1). The monopulse angle value φ thus obtained is output to the outside as angle measurement information.
図23は、上記のように構成される従来のレーダ装置の動作を、測角処理を中心に示すフローチャートである。測角処理では、まず、受信データが取得される(ステップS101)。すなわち、信号処理器5の検出/測角処理部51は、送信されたパルス信号の反射波を受信した空中線3から、受信位置毎に、受信データ(Σビーム、ΔAZビームおよびΔELビーム)を取得する。
FIG. 23 is a flowchart showing the operation of the conventional radar apparatus configured as described above, focusing on angle measurement processing. In the angle measurement process, first, received data is acquired (step S101). That is, the detection / angle
次いで、フーリエ変換が行われる(ステップS102)。すなわち、検出/測角処理部51は、ステップS11で得られた受信データをレンジセル毎にフーリエ変換する。次いで、全てのレンジに対する処理が終了したかどうかが調べられる(ステップS103)。ステップS103において、全てのレンジに対する処理が終了していないことが判断されると、処理対象が次のレンジに変更される(ステップS104)。その後、ステップS102に戻り、上述した処理が繰り返される。
Next, Fourier transform is performed (step S102). That is, the detection / angle
一方、ステップS103において、全てのレンジに対する処理が終了したことが判断されると、検出処理が実行される(ステップS105)。すなわち、検出/測角処理部51は、Σビームにより目標を検出する。次いで、測角計算が行われる(ステップS106)。すなわち、検出/測角処理部51は、位相モノパルスデータ、つまりΣビームおよびΔビーム(ΔAZ、ΔEL)よりモノパルス測角を実施する。このモノパルス測角により得られたモノパルス測角値φは、測角情報として外部に出力される。以上により、測角処理は終了する。
しかしながら、上述した従来のレーダ装置では、アンテナが小型であるためビーム幅が広く、また、SN比も十分でない場合には、測角精度が低いという問題がある。 However, the above-described conventional radar apparatus has a problem that the angle measurement accuracy is low when the antenna is small and the beam width is wide and the SN ratio is not sufficient.
本発明の課題は、小型のアンテナであっても、目標の検出性能および測角精度を向上させることができるレーダ装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a radar apparatus that can improve target detection performance and angle measurement accuracy even with a small antenna.
上記課題を解決するために、第1の発明は、一定の開口を有する空中線と、空中線から所定時間間隔で送信したパルス信号の反射波を受信し、目標に対する自己の相対速度と所定時間間隔とに基づき決定される受信位置毎に受信データを生成する受信手段と、受信手段からの受信データをレンジセル毎にフーリエ変換し、該フーリエ変換により得られた信号のピーク値から目標を検出し、該ピーク値に対応するドップラ周波数と受信位置とに基づき目標方向を測角するSAR検出/測角処理部を備え、SAR検出/測角処理部は、受信手段からの受信データをレンジセル毎にフーリエ変換し、該フーリエ変換により得られた信号のピーク値から目標を検出し、該ピーク値に対応するドップラ周波数fdのΣ(fd)ビームとこのビームのバンクと同じバンクのΔ(fd)ビームとを形成し、Δ(fd)ビームとΣ(fd)ビームの複素信号を用いて誤差電圧を算出し、該算出した誤差電圧と予め用意された測角曲線との比較によりドップラ周波数を算出し、該算出したドップラ周波数と受信位置とに基づき目標方向を測角することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the first invention receives an antenna having a certain aperture, and a reflected wave of a pulse signal transmitted from the antenna at a predetermined time interval. Receiving means for generating received data for each receiving position determined based on the received data, Fourier transform the received data from the receiving means for each range cell, detecting a target from the peak value of the signal obtained by the Fourier transform, A SAR detection / angle measurement processing unit that measures the target direction based on the Doppler frequency corresponding to the peak value and the reception position is provided , and the SAR detection / angle measurement processing unit Fourier-transforms the reception data from the reception unit for each range cell. Then, a target is detected from the peak value of the signal obtained by the Fourier transform, and the Σ (fd) beam of the Doppler frequency fd corresponding to the peak value and the band of this beam are detected. A Δ (fd) beam of the same bank is formed, an error voltage is calculated using a complex signal of the Δ (fd) beam and the Σ (fd) beam, and the calculated error voltage and an angle measurement curve prepared in advance are calculated. The Doppler frequency is calculated by comparing with the above, and the target direction is measured based on the calculated Doppler frequency and the reception position .
第1の発明によれば、目標に対する自己の相対速度と所定時間間隔、例えばPRI(Pulse Repetition Interval;パルス繰り返し間隔)とから空中線の開口の位置を把握できることを利用して、受信データをフーリエ変換することによりドップラ周波数(波面の位相傾きに対応)を算出し、位置とドップラ周波数とから目標方向を算出するので、小型のアンテナであっても合成開口処理により、目標検出効率を向上し、目標方向を高精度に測角することができる。 According to the first aspect of the present invention, the received data can be subjected to Fourier transform by utilizing the fact that the position of the antenna opening can be grasped from the relative speed of the target with respect to the target and a predetermined time interval such as PRI (Pulse Repetition Interval) By calculating the Doppler frequency (corresponding to the phase inclination of the wavefront) and calculating the target direction from the position and Doppler frequency, the target detection efficiency is improved by the synthetic aperture processing even with a small antenna, and the target The direction can be measured with high accuracy.
第2の発明によれば、受信データをフーリエ変換してドップラ周波数を算出する際に、周波数軸でΣビームのバンクにより目標を検出した後、同じバンクのΔビームの複素信号を用いて算出した誤差電圧に基づき周波数分解能以上の精度でドップラ周波数を算出するので、目標方向を高精度に測角できる。 According to the second invention, when the Doppler frequency is calculated by Fourier transforming the received data, the target is detected by the bank of Σ beams on the frequency axis, and then calculated using the complex signal of the Δ beam in the same bank. Since the Doppler frequency is calculated with an accuracy equal to or higher than the frequency resolution based on the error voltage, the target direction can be measured with high accuracy.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下においては、背景技術の欄で説明した従来のレーダ装置の構成要素と同一の構成要素には、背景技術の欄で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same constituent elements as those of the conventional radar apparatus described in the background art section are denoted by the same reference numerals as those used in the background art section, and the description thereof is omitted.
図1は、本発明の実施例1に係るレーダ装置の電気的な構成を示すブロック図である。このレーダ装置は、図21に示した従来のレーダ装置における信号処理器5が、信号処理器5aに変更されて構成されている。信号処理器5aは、従来のレーダ装置の信号処理器5の内部に、SAR検出/測角処理部53および測角値合成部54が追加されて構成されている。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an electrical configuration of a radar apparatus according to
SAR検出/測角処理部53は、周波数変換/AD変換器41から送られてくるΣビームに基づき目標を検出し、この検出した目標に対する測角処理を実行する。周波数変換/AD変換器41は、本発明の受信手段に対応する。SAR検出/測角処理部53の詳細は後述する。SAR検出/測角処理部53における測角処理によって得られたSAR測角値θは、測角値合成部54に送られる。
SAR detection /
測角値合成部54は、検出/測角処理部51から送られてくるモノパルス測角値φと、SAR検出/測角処理部53から送られてくるSAR測角値θとを空間的に合成することにより、精度および分解能をともに向上させた合成測角値を得る。具体的には、モノパルス測角値φのうちSAR測角値θに最も近い値を合成測角値として選別する(詳細後述)。この測角値合成部54で得られた合成測角値が、測角情報として外部に出力される。
The angle measurement
次に、上記のように構成される本発明の実施例1に係るレーダ装置の動作を、測角処理を中心に、図2に示すフローチャートおよび図3に示す測角の原理を説明するための図を参照しながら説明する。 Next, the operation of the radar apparatus according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 2 and the principle of angle measurement shown in FIG. This will be described with reference to the drawings.
今、レーダ装置と目標とは、図3(a)に示すような位置関係にあるものとする。レーダ装置における測角処理では、まず、受信データが取得される(ステップS11)。すなわち、信号処理器5aのSAR検出/測角処理部53は、図3(b)に示すように、所定時間間隔、例えばPRI(Pulse Repetition Interval;パルス繰り返し間隔)で送信されたパルス信号の反射波を受信した空中線3からサーキュレータ2および周波数変換/AD変換器41を介して、目標に対するレーダ装置の相対速度とPRIとに基づき決定される受信位置1〜N毎に、受信データ(Σビーム)を取得する。
Now, assume that the radar apparatus and the target are in a positional relationship as shown in FIG. In the angle measurement process in the radar device, first, received data is acquired (step S11). That is, the SAR detection / angle
次いで、フーリエ変換が行われる(ステップS12)。すなわち、SAR検出/測角処理部53は、ステップS11で取得された受信データをフーリエ変換する。これにより、周波数軸でSN比の高い信号が得られる。
Next, Fourier transform is performed (step S12). That is, the SAR detection / angle
次いで、ピーク値の抽出が行われる(ステップS13)。すなわち、SAR検出/測角処理部53は、ステップS12で得られた信号のピーク値を抽出する。次いで、全てのレンジに対する処理が終了したかどうかが調べられる(ステップS14)。ステップS14において、全てのレンジに対する処理が終了していないことが判断されると、処理対象が次のレンジに変更される(ステップS15)。その後、ステップS12に戻り、上述した処理が繰り返される。
Next, a peak value is extracted (step S13). That is, the SAR detection / angle
一方、ステップS14において、全てのレンジに対する処理が終了したことが判断されると、検出処理が実行される(ステップS16)。すなわち、SAR検出/測角処理部53は、ステップS12〜S15の処理により得られた全てのレンジのピーク値を、所定のスレショルドと比較し、スレッショルドを超えた信号が存在する場合は、図3(c)に示すように、その信号を目標として検出する。なお、スレショルドとしては、熱雑音を基準にしたスレショルド、または、CFAR(一定誤警報確率)によるスレショルド等を用いることができる。
On the other hand, if it is determined in step S14 that the processing for all ranges has been completed, detection processing is executed (step S16). That is, the SAR detection / angle
次いで、測角計算が行われる(ステップS17)。すなわち、SAR検出/測角処理部53は、ステップS16で検出されたピーク値に対応する周波数を「検出ドップラ周波数fd」とし、合成開口の各受信位置との関係は次式で表現できることを利用して、SAR測角値θを演算する。
ここで、
λ ;波長
N ;ヒット(PRI)数
fd ;検出ドップラ周波数(バンク番号)
d ;素子間隔
d=(V+Vt’)×PRI
V ;自機速度
Vt’;目標速度の近似値
素子間隔dの算出にあたり、目標速度の近似値Vt’が必要であるが、これは検出ドップラ周波数fdと、検出/測角処理部51から送られてくる通常アンテナ開口のモノパルス測角値φとから、次式により算出できる。
λ; wavelength N; number of hits (PRI) fd; detected Doppler frequency (bank number)
d: Element spacing
d = (V + Vt ′) × PRI
V: Self-machine speed Vt ′: Approximate value of target speed An approximate value Vt ′ of the target speed is necessary for calculating the element interval d. It can be calculated by the following equation from the measured monopulse angle value φ of the normal antenna opening.
ここで、
Vt’;目標速度Vtの近似値(φが誤差を持つため)
この目標速度の近似値Vt’の絶対値が自機速度Vの絶対値に比べて小さい場合は、目標速度の近似値Vt’の精度が低くても、測角精度に対する影響は小さい。したがって、絶対値が十分小さく、測角精度の許容値が比較的大きい場合には、目標速度の近似値Vt’を「0」とすることができる。以上により、SARによる測角処理は終了する。
here,
Vt ′: approximate value of the target speed Vt (because φ has an error)
When the absolute value of the approximate value Vt ′ of the target speed is smaller than the absolute value of the own speed V, the influence on the angle measurement accuracy is small even if the accuracy of the approximate value Vt ′ of the target speed is low. Therefore, when the absolute value is sufficiently small and the allowable value of the angle measurement accuracy is relatively large, the approximate value Vt ′ of the target speed can be set to “0”. Thus, the angle measurement process by SAR is completed.
上述したSARによる測角は、空中線3が1次元アレイであるため、図4(a)に示すように、円錐上にアンビギュイティを持っている。このアンビギュイティへの対策として、特許文献1に開示されている技術を用いて、測角値合成部54は、図4(b)(c)に示すように、通常アンテナ開口のモノパルス測角値を用いて、その値に最も近いSARの円錐上の測角値を抽出して合成測角値を求める。この場合、例えば、AZ、EL軸を直交軸空間として、次式の演算を実施すればよい。
ここで、
φAZ、φEL;モノパルスビームによる測角値
θ ;SAR測角値
ΦAZ、ΦEL;合成測角値
なお、上述した実施例1に係るレーダ装置においては、レンジセル毎にピーク値を有するセルを抽出し、全てのレンジセルに対する抽出が終了した後に目標を検出し、その目標のセルに対して測角を行うように構成したが、レンジセル毎に抽出したセルの全てに対して測角を実施し、全てのレンジセルの処理が終了した後、検出した目標に対する測角値を抽出するように構成することもできる。
here,
φ AZ , φ EL ; angle measurement value by monopulse beam θ; SAR angle measurement value Φ AZ , Φ EL ; composite angle measurement value In the radar apparatus according to the first embodiment described above, a cell having a peak value for each range cell The target is detected after the extraction for all the range cells is completed, and the angle is measured for the target cell. However, the angle is measured for all the cells extracted for each range cell. In addition, after all the range cells have been processed, an angle measurement value with respect to the detected target can be extracted.
本発明の実施例2に係るレーダ装置の電気的な構成は、図1に示した実施例1に係るレーダ装置の電気的な構成と同じである。
The electrical configuration of the radar apparatus according to
本発明の実施例2に係るレーダ装置の動作を、測角処理を中心に、図5に示すフローチャート、図6に示す測角の原理を説明するための図、および、図7に示す誤差電圧を用いて高精度のドップラ周波数を求める処理を説明するための図を参照しながら説明する。なお、図5に示すフローチャートにおいては、図2に示した実施例1に係るレーダ装置の動作を示すフローチャートと同一の処理を行うステップには、図2で使用した符号と同一の符号を付して説明を簡略化する。 FIG. 5 is a flowchart illustrating the operation of the radar apparatus according to the second embodiment of the present invention, focusing on angle measurement processing, the diagram for explaining the principle of angle measurement illustrated in FIG. 6, and the error voltage illustrated in FIG. A process for obtaining a highly accurate Doppler frequency by using FIG. In the flowchart shown in FIG. 5, the same reference numerals as those used in FIG. 2 are assigned to the steps for performing the same processing as the flowchart showing the operation of the radar apparatus according to the first embodiment shown in FIG. To simplify the description.
今、レーダ装置と目標とは、図6(a)に示すような位置関係にあるものとする。レーダ装置における測角処理では、まず、図6(b)に示すように、受信データが取得される(ステップS11)。次いで、フーリエ変換が行われる(ステップS12)。次いで、ピーク値の抽出が行われる(ステップS13)。次いで、全てのレンジに対する処理が終了したかどうかが調べられる(ステップS14)。 Now, assume that the radar apparatus and the target are in a positional relationship as shown in FIG. In the angle measurement process in the radar device, first, received data is acquired as shown in FIG. 6B (step S11). Next, Fourier transform is performed (step S12). Next, a peak value is extracted (step S13). Next, it is checked whether or not the processing for all ranges has been completed (step S14).
ステップS14において、全てのレンジに対する処理が終了していないことが判断されると、処理対象が次のレンジに変更される(ステップS15)。その後、ステップS12に戻り、上述した処理が繰り返される。一方、ステップS14において、全てのレンジに対する処理が終了したことが判断されると、検出処理が実行される(ステップS16)。以上の処理は実施例1に係るレーダ装置の処理と同じである。 If it is determined in step S14 that processing for all the ranges has not been completed, the processing target is changed to the next range (step S15). Then, it returns to step S12 and the process mentioned above is repeated. On the other hand, if it is determined in step S14 that the processing for all ranges has been completed, detection processing is executed (step S16). The above processing is the same as the processing of the radar apparatus according to the first embodiment.
以上の処理により目標の検出処理が終了すると、検出したドップラ・バンクΣに対応したΔバンクが形成される。このためには、下記の(5)式および(6)式に従った位相を受信データに与え、フーリエ変換すればよい。
ここで、
Rx(n) ;受信信号(n=1〜N)
FFT[ ];フーリエ変換
具体的には、ステップS16の処理が終了すると、次いで、Δ用の位相乗算が行われる(ステップS18)。すなわち、SAR検出/測角処理部53は、受信データの半分の位相を、180度反転する。次いで、フーリエ変換が行われる(ステップS19)。すなわち、SAR検出/測角処理部53は、ステップS18で位相が180度反転された受信データをフーリエ変換する。これにより、図6(c)に破線で示すようなΔビームが得られる。
here,
Rx (n): received signal (n = 1 to N)
FFT []; Fourier transform Specifically, when the processing in step S16 is completed, phase multiplication for Δ is then performed (step S18). That is, the SAR detection / angle
次いで、Δが抽出される(ステップS20)。すなわち、SAR検出/測角処理部53は、ステップS19で得られたΔビームを抽出する。以上の処理により、図6(d)に示すような、ΣビームとΔビームが得られる。
Next, Δ is extracted (step S20). That is, the SAR detection / angle
次いで、測角計算が行われる(ステップS21)。すなわち、SAR検出/測角処理部53は、検出したドップラ周波数をfdとし、モノパルス測角と同様の方法を用いて、Σ(fd)とΔ(fd)から、次式により誤差電圧を算出する。
ここで、
Em;誤差電圧
Re;複素数の実部
この誤差電圧Emと、予めテーブル化しておいた図7(b)に示すような測角曲線との比較により、図7(a)に示すような、高精度なドップラ周波数fd’を得ることができる。このドップラ周波数fd’を上述した(2)式に適用することにより、高精度なSAR測角値θを得ることができる。以上により、測角処理は終了する。
here,
Em: Error voltage Re: Real part of complex number By comparing this error voltage Em with a measured angle curve as shown in FIG. 7 (b), a high value as shown in FIG. 7 (a) is obtained. An accurate Doppler frequency fd ′ can be obtained. By applying this Doppler frequency fd ′ to the above-described equation (2), a highly accurate SAR angle measurement value θ can be obtained. Thus, the angle measurement process ends.
本発明の実施例3に係るレーダ装置の電気的な構成は、図1に示した実施例1に係るレーダ装置の電気的な構成と同じである。
The electrical configuration of the radar apparatus according to Embodiment 3 of the present invention is the same as the electrical configuration of the radar apparatus according to
本発明の実施例3に係るレーダ装置の動作を、測角処理を中心に、図8に示すフローチャート、図9に示す測角の原理を説明するための図、および、図10に示す誤差電圧を用いて高精度のドップラ周波数を求める処理を説明するための図を参照しながら説明する。なお、図8に示すフローチャートにおいては、図2に示した実施例1に係るレーダ装置の動作を示すフローチャートと同一の処理を行うステップには、図2で使用した符号と同一の符号を付して説明を簡略化する。 FIG. 8 is a flowchart illustrating the operation of the radar apparatus according to the third embodiment of the present invention, focusing on angle measurement processing, the diagram for explaining the principle of angle measurement illustrated in FIG. 9, and the error voltage illustrated in FIG. A process for obtaining a highly accurate Doppler frequency by using FIG. In the flowchart shown in FIG. 8, the same reference numerals as those used in FIG. 2 are attached to steps for performing the same processing as the flowchart showing the operation of the radar apparatus according to the first embodiment shown in FIG. To simplify the description.
今、レーダ装置と目標とは、図9(a)に示すような位置関係にあるものとする。レーダ装置における測角処理では、まず、図9(b)に示すように、受信データが取得される(ステップS11)。次いで、フーリエ変換が行われる(ステップS12)。次いで、ピーク値の抽出が行われる(ステップS13)。次いで、全てのレンジに対する処理が終了したかどうかが調べられる(ステップS14)。 Now, assume that the radar apparatus and the target are in a positional relationship as shown in FIG. In the angle measurement process in the radar apparatus, first, received data is acquired as shown in FIG. 9B (step S11). Next, Fourier transform is performed (step S12). Next, a peak value is extracted (step S13). Next, it is checked whether or not the processing for all ranges has been completed (step S14).
ステップS14において、全てのレンジに対する処理が終了していないことが判断されると、処理対象が次のレンジに変更される(ステップS15)。その後、ステップS12に戻り、上述した処理が繰り返される。一方、ステップS14において、全てのレンジに対する処理が終了したことが判断されると、検出処理が実行される(ステップS16)。以上の処理は実施例1に係るレーダ装置の処理と同じである。 If it is determined in step S14 that processing for all the ranges has not been completed, the processing target is changed to the next range (step S15). Then, it returns to step S12 and the process mentioned above is repeated. On the other hand, if it is determined in step S14 that the processing for all ranges has been completed, detection processing is executed (step S16). The above processing is the same as the processing of the radar apparatus according to the first embodiment.
目標の検出処理が終了すると、フーリエ変換の位相傾きを所定の位相分だけずらしたΣUビームを形成するために、検出したドップラ・バンクΣに隣接したΣUバンクが形成される。このためには、例えば、ドップラ周波数を0.5バンク分だけ移動し、つまり下記の式(8)式および(9)式に従った位相を受信データに与え、フーリエ変換すればよい。
ここで、
Rx(n) ;受信信号(n=1〜N)
FFT[ ];フーリエ変換
具体的には、ステップS16の処理が終了すると、次いで、ΣU用の位相乗算が行われる(ステップS22)。すなわち、SAR検出/測角処理部53は、受信データに上式を適用して、ドップラ周波数を0.5バンク分だけ移動する。次いで、フーリエ変換が行われる(ステップS23)。すなわち、SAR検出/測角処理部53は、ステップS22で得られた受信データをフーリエ変換する。これにより、図9(c)に示すようなΣUビームが得られる。
here,
Rx (n): received signal (n = 1 to N)
FFT []; the Fourier transform Specifically, the process of step S16 is completed, then the phase multiplier for sigma U is performed (step S22). That is, the SAR detection / angle
次いで、ΣUが抽出される(ステップS24)。すなわち、SAR検出/測角処理部53は、ステップS24で得られたΣUビームを抽出する。以上の処理により、図9(d)に示すように、ΣビームとΣUビームが得られる。
Then, sigma U is extracted (step S24). That, SAR detection /
次いで、測角計算が行われる(ステップS25)。すなわち、SAR検出/測角処理部53は、検出したドップラ周波数をfdとして、モノパルス測角と同様の方法を用いて、Σ(fd)とΣU(fd)とから、次式により誤差電圧を算出する。
ここで、
Es;誤差電圧
Re;複素数の実部
この誤差電圧Esと、予めテーブル化しておいた図10(b)に示すような測角曲線との比較により、図10(a)に示すような、高精度なドップラ周波数fd’を得ることができる。ドップラ周波数fd’を上述した(2)式に適用することにより、高精度なSAR測角値θを得ることができる。以上により、測角処理は終了する。
here,
Es; Error voltage Re; Real part of complex number By comparing this error voltage Es with a measured angle curve as shown in FIG. 10 (b), a high value as shown in FIG. 10 (a) is obtained. An accurate Doppler frequency fd ′ can be obtained. By applying the Doppler frequency fd ′ to the above-described equation (2), a highly accurate SAR angle value θ can be obtained. Thus, the angle measurement process ends.
なお、上述した実施例3では、ΣUビームとして、0.5バンクだけ移動した信号を用いたが、実施例3は、ΣUビームとΣビームを用いて精度の高いドップラ周波数を算出するのが主旨であり、一般的には移動する量は任意の値Δfsバンクとすることができる。 In the third embodiment described above, a signal shifted by 0.5 banks is used as the Σ U beam. However, in the third embodiment, a highly accurate Doppler frequency is calculated using the Σ U beam and the Σ beam. In general, the amount of movement can be an arbitrary value Δfs bank.
また、誤差電圧の算出にはΣビームとΣUビームの複素数を用いたが、絶対値の比を用いて、誤差電圧を算出するように構成することもできる。 Further, the error voltage is calculated using the complex number of the Σ beam and the Σ U beam. However, the error voltage may be calculated using the ratio of absolute values.
本発明の実施例4に係るレーダ装置の電気的な構成は、図1に示した実施例1に係るレーダ装置の電気的な構成と同じである。
The electrical configuration of the radar apparatus according to Embodiment 4 of the present invention is the same as the electrical configuration of the radar apparatus according to
本発明の実施例4に係るレーダ装置の動作を、測角処理を中心に、図11に示すフローチャート、および、図12に示す重心を用いて高精度のドップラ周波数を求める処理を説明するための図を参照しながら説明する。なお、図11に示すフローチャートにおいては、図8に示した実施例3に係るレーダ装置の動作を示すフローチャートと同一の処理を行うステップには、図8で使用した符号と同一の符号を付して説明を簡略化する。 FIG. 11 is a flowchart illustrating the operation of the radar apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, with a focus on angle measurement processing, and processing for obtaining a highly accurate Doppler frequency using the center of gravity illustrated in FIG. 12. This will be described with reference to the drawings. In the flowchart shown in FIG. 11, the same reference numerals as those used in FIG. To simplify the description.
今、レーダ装置と目標とは、実施例3の場合と同様に、図9(a)に示すような位置関係にあるものとする。レーダ装置における測角処理では、まず、受信データが取得される(ステップS11)。次いで、フーリエ変換が行われる(ステップS12)。次いで、ピーク値の抽出が行われる(ステップS13)。次いで、全てのレンジに対する処理が終了したかどうかが調べられる(ステップS14)。 Now, assume that the radar apparatus and the target are in a positional relationship as shown in FIG. 9A, as in the third embodiment. In the angle measurement process in the radar device, first, received data is acquired (step S11). Next, Fourier transform is performed (step S12). Next, a peak value is extracted (step S13). Next, it is checked whether or not the processing for all ranges has been completed (step S14).
このステップS14において、全てのレンジに対する処理が終了していないことが判断されると、処理対象が次のレンジに変更される(ステップS15)。その後、ステップS12に戻り、上述した処理が繰り返される。一方、ステップS14において、全てのレンジに対する処理が終了したことが判断されると、検出処理が実行される(ステップS16)。次いで、ΣU用の位相乗算が行われる(ステップS22)。次いで、フーリエ変換が行われる(ステップS23)。以上の処理は実施例3に係るレーダ装置の処理と同じである。 If it is determined in step S14 that the processing for all the ranges has not been completed, the processing target is changed to the next range (step S15). Then, it returns to step S12 and the process mentioned above is repeated. On the other hand, if it is determined in step S14 that the processing for all ranges has been completed, detection processing is executed (step S16). Then, the phase multiplier for sigma U is performed (step S22). Next, Fourier transform is performed (step S23). The above processing is the same as the processing of the radar apparatus according to the third embodiment.
以上の処理が終了すると、次いで、ΣとΣUの合成が行われる(ステップS31)。すなわち、SAR検出/測角処理部53は、ΣビームとΣUビームを要素毎に交互に配列し、これをΣ’とする。Σ’は、次式で表すことができる。
次いで、測角計算(重心演算を含む)が実行される(ステップS32)。すなわち、SAR検出/測角処理部53は、Σ’を用いて、図11に示すように、検出したドップラ周波数fdの回りの複数のMセルの複素信号に対し、次式を用いて重心演算を実施する。
ここで、
A ;振幅強度
fd;ドップラ周波数
この重心演算により求められたドップラ周波数fd’を、上述した(2)式に適用することにより、高精度なSAR測角値θを得ることができる。以上により、測角処理は終了する。
here,
A: Amplitude intensity fd: Doppler frequency By applying the Doppler frequency fd ′ obtained by the center-of-gravity calculation to the above-described equation (2), a highly accurate SAR angle measurement value θ can be obtained. Thus, the angle measurement process ends.
なお、上述した実施例4では、ΣUビームとして、0.5バンクだけ移動した信号を用いたが、この実施例4は、ΣUビームとΣビームを用いて精度の高いドップラ周波数を算出するのが主旨であり、一般的には、移動する量は任意の値Δfsバンクとすることができる。 In the fourth embodiment described above, a signal shifted by 0.5 banks is used as the Σ U beam, but in this fourth embodiment, a highly accurate Doppler frequency is calculated using the Σ U beam and the Σ beam. In general, the amount of movement can be an arbitrary value Δfs bank.
本発明の実施例5に係るレーダ装置は、測角を行うにあたり、波面の振幅および位相を補正するようにしたものである。
The radar apparatus according to
図13は、本発明の実施例5に係るレーダ装置の電気的な構成を示す図である。このレーダ装置は、図1に示した実施例1に係るレーダ装置における信号処理器5aが、信号処理器5bに変更されて構成されている。信号処理器5bは、実施例1に係るレーダ装置の信号処理器5aの内部に、SARデータ補正処理部52が追加されて構成されている。
FIG. 13 is a diagram illustrating an electrical configuration of a radar apparatus according to
SARデータ補正処理部52は、周波数変換/AD変換器41から送られてくるΣビームに所定の補正を施す(詳細は後述する)。このSARデータ補正処理部52における補正結果は、SAR検出/測角処理部53に送られる。
SAR data
本発明の実施例5に係るレーダ装置の動作を、測角処理を中心に、図14に示すフローチャート、および、図15に示す測角の原理を説明するための図を参照しながら説明する。なお、図14に示すフローチャートにおいては、図2に示した実施例1に係るレーダ装置の動作を示すフローチャートと同一の処理を行うステップには、図2で使用した符号と同一の符号を付して説明する。 The operation of the radar apparatus according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 14 and the diagram for explaining the principle of angle measurement shown in FIG. In the flowchart shown in FIG. 14, the same reference numerals as those used in FIG. 2 are assigned to steps for performing the same processing as the flowchart showing the operation of the radar apparatus according to the first embodiment shown in FIG. I will explain.
今、レーダ装置と目標とは、図15(a)に示すような位置関係にあるものとする。レーダ装置における測角処理では、まず、受信データが取得される(ステップS41)。すなわち、信号処理器5bのSARデータ補正処理部52は、図15(b)に示すように、所定時間間隔、例えばPRIで送信されたパルス信号の反射波を受信した空中線3からサーキュレータ2および周波数変換/AD変換器41を介して、目標に対するレーダ装置の相対速度とPRIとに基づき決定される受信位置1〜N毎に、受信データ(Σビーム)を取得する。
Now, assume that the radar apparatus and the target are in a positional relationship as shown in FIG. In the angle measurement process in the radar apparatus, first, received data is acquired (step S41). That is, as shown in FIG. 15B, the SAR data
次いで、フーリエ変換が行われる(ステップS42)。すなわち、SARデータ補正処理部52は、ステップS41で取得された受信データをフーリエ変換する。これにより、周波数軸でSN比の高い信号が得られる。
Next, Fourier transform is performed (step S42). That is, the SAR data
次いで、ピーク値の抽出が行われる(ステップS43)。すなわち、SARデータ補正処理部52は、図15(c)に示すように、ステップS42で得られた信号のピーク値を抽出する。次いで、Mセルの抽出が行われる(ステップS44)。すなわち、SARデータ補正処理部52は、ステップS43で抽出されたピーク値の周りのMセルのデータを抽出し、抽出したMセル以外をゼロ埋めすることによりN個のデータを生成する。
Next, a peak value is extracted (step S43). That is, the SAR data
次いで、逆フーリエ変換(逆FFT)が行われる(ステップS45)。すなわち、SARデータ補正処理部52は、ステップS44で得られたN個のデータに対し逆フーリエ変換を実施する。これにより、図15(d)に破線で示すような、補正前の波面データX(n)(n=1〜N)が得られる。この処理により、クラッタ等の不要な信号を抑圧することができる。
Next, inverse Fourier transform (inverse FFT) is performed (step S45). That is, the SAR data
一方、目標方向に依存しない波面データの補正量を算出するために、Mセルの信号がゼロ周波数に移動されて逆フーリエ変換が行われる(ステップS46)。すなわち、SARデータ補正処理部52は、ステップS44で抽出されたMセルを、図15(e)に示すように、ゼロ周波数に移動した後に逆フーリエ変換を実施し、図15(f)に破線で示すような、補正前の波面の振幅、位相ずれC(n)(n=1〜N)を算出する。次いで、補正値が算出される(ステップS47)。すなわち、SARデータ補正処理部52は、図15(f)に実線で示すような、ステップS46で算出された特性の逆特性を有する補正値1/C(n)を算出する。
On the other hand, in order to calculate the correction amount of the wavefront data that does not depend on the target direction, the signal of the M cell is moved to the zero frequency and the inverse Fourier transform is performed (step S46). That is, the SAR data
次いで、補正演算が実行される(ステップS48)。すなわち、SARデータ補正処理部52は、ステップS45で得られた波面データXに、ステップS47で算出された補正値1/Cを適用し、つまり、次式の演算を実行し、図15(d)に実直線で示すような、補正後波面データXcを得る。この補正後波面データXcは、SAR検出/測角処理部53に送られる。
ここで、
X ;補正前波面データ
Xc ;補正後波面データ
1/C;補正値
次いで、フーリエ変換が行われる(ステップS49)。すなわち、SAR検出/測角処理部53は、SARデータ補正処理部52から送られてくる補正後波面データXcをフーリエ変換する。次いで、ピーク値の抽出が行われる(ステップS13)。次いで、全てのレンジに対する処理が終了したかどうかが調べられる(ステップS14)。このステップS14において、全てのレンジに対する処理が終了していないことが判断されると、処理対象が次のレンジに変更される(ステップS15)。その後、ステップS42に戻り、上述した処理が繰り返される。
here,
X; Wavefront data before correction Xc; Wavefront data after
一方、ステップS14において、全てのレンジに対する処理が終了したことが判断されると、検出処理が実行される(ステップS16)。すなわち、SAR検出/測角処理部53は、上述した処理により得られた全てのレンジのピーク値を、所定のスレショルドと比較し、スレッショルドを超えた信号が存在する場合は、図15(g)に示すように、その信号を目標として検出する。なお、スレショルドとしては、熱雑音を基準にしたスレショルド、または、CFAR(一定誤警報確率)によるスレショルド等を用いることができる。
On the other hand, if it is determined in step S14 that the processing for all ranges has been completed, detection processing is executed (step S16). That is, the SAR detection / angle
次いで、測角計算が行われる(ステップS17)。すなわち、SAR検出/測角処理部53は、ステップS16で検出されたピーク値に対応する周波数を、検出ドップラ周波数fdとし、合成開口の各受信位置との関係は次式で表現できることを利用して、SAR測角値θを演算する。以上により、測角処理は終了する。
なお、SAR測角値θのアンビギュイティに対する対策として、測角値合成部54で行われるSAR測角値θとモノパルス測角値φとの測角値合成は、実施例1に係るレーダ装置と同様である。
As a measure against the ambiguity of the SAR angle measurement value θ, the angle measurement value synthesis of the SAR angle measurement value θ and the monopulse angle measurement value φ performed by the angle measurement
また、上述した実施例5に係るレーダ装置においては、レンジセル毎にピーク値を有するセルを抽出し、全てのレンジセルに対する抽出が終了した後に目標を検出し、その目標のセルに対して測角を行うように構成したが、レンジセル毎に抽出したセルの全てに対して測角を実施し、全てのレンジセルの処理が終了した後、検出した目標に対する測角値を抽出するように構成することもできる。 In the radar apparatus according to the fifth embodiment described above, a cell having a peak value is extracted for each range cell, a target is detected after extraction for all the range cells is completed, and an angle measurement is performed on the target cell. Although it is configured to perform, angle measurement is performed on all the cells extracted for each range cell, and after all the range cells have been processed, the angle measurement value for the detected target may be extracted. it can.
本発明の実施例6に係るレーダ装置は、上述した実施例5に係るレーダ装置に、実施例2、実施例3または実施例4に係るレーダ装置の機能を適用したものである。 The radar apparatus according to the sixth embodiment of the present invention is obtained by applying the function of the radar apparatus according to the second, third, or fourth embodiment to the radar apparatus according to the fifth embodiment described above.
本発明の実施例6に係るレーダ装置の電気的な構成は、図13に示した実施例5に係るレーダ装置の電気的な構成と同じである。
The electrical configuration of the radar apparatus according to Embodiment 6 of the present invention is the same as the electrical configuration of the radar apparatus according to
図16は、本発明の実施例6の第1の例に係るレーダ装置の動作を示すフローチャートであり、実施例5に係るレーダ装置の動作を示すフローチャート(図14参照)のステップS17を、実施例2に係るレーダ装置の動作を示すフローチャート(図5参照)のステップS18〜S21で置き換えたものである。図16に示すフローチャートにおいて、図14および図5に示すフローチャートに示されたステップと同じ処理を実行するステップには、図14および図5に示すフローチャートで使用した符号と同一の符号を付してあるので、各ステップの説明は、図14および図5に示すフローチャートの説明を参照されたい。
FIG. 16 is a flowchart showing the operation of the radar apparatus according to the first example of Embodiment 6 of the present invention. Step S17 of the flowchart (see FIG. 14) showing the operation of the radar apparatus according to
図17は、本発明の実施例6の第2の例に係るレーダ装置の動作を示すフローチャートであり、実施例5に係るレーダ装置の動作を示すフローチャート(図14参照)のステップS17を、実施例3に係るレーダ装置の動作を示すフローチャート(図8参照)のステップS22〜S25で置き換えたものである。図17に示すフローチャートにおいて、図14および図8に示すフローチャートに示されたステップと同じ処理を実行するステップには、図14および図8に示すフローチャートで使用した符号と同一の符号を付してあるので、各ステップの説明は、図14および図8に示すフローチャートの説明を参照されたい。
FIG. 17 is a flowchart showing the operation of the radar apparatus according to the second example of Embodiment 6 of the present invention. Step S17 of the flowchart (see FIG. 14) showing the operation of the radar apparatus according to
図18は、本発明の実施例6の第3の例に係るレーダ装置の動作を示すフローチャートであり、実施例5に係るレーダ装置の動作を示すフローチャート(図14参照)のステップS17を、実施例4に係るレーダ装置の動作を示すフローチャート(図11参照)のステップS22、S23、S31およびS32で置き換えたものである。図18に示すフローチャートにおいて、図14および図11に示すフローチャートに示されたステップと同じ処理を実行するステップには、図14および図11に示すフローチャートで使用した符号と同一の符号を付してあるので、各ステップの説明は、図14および図11に示すフローチャートの説明を参照されたい。
FIG. 18 is a flowchart showing the operation of the radar apparatus according to the third example of Embodiment 6 of the present invention. Step S17 of the flowchart (see FIG. 14) showing the operation of the radar apparatus according to
以上説明した実施例6に係るレーダ装置によれば、上述した実施例5に係るレーダ装置と同様の作用および効果に加えて、実施例2に係るレーダ装置、実施例3に係るレーダ装置または実施例4に係るレーダ装置と同様の作用および効果を奏する。 According to the radar apparatus according to the sixth embodiment described above, in addition to the same operations and effects as those of the radar apparatus according to the fifth embodiment described above, the radar apparatus according to the second embodiment, the radar apparatus according to the third embodiment, or the implementation. The same operations and effects as the radar device according to Example 4 are obtained.
本発明の実施例7に係るレーダ装置は、測角を行うにあたり、波面の振幅および位相を補正し、フーリエ変換を実施せずに波面のまま測角演算したものである。 The radar apparatus according to Example 7 of the present invention corrects the amplitude and phase of the wavefront and performs angle measurement with the wavefront without performing Fourier transform when performing angle measurement.
本発明の実施例7に係るレーダ装置の電気的な構成は、図13に示した実施例5に係るレーダ装置の電気的な構成と同じである。
The electrical configuration of the radar apparatus according to Embodiment 7 of the present invention is the same as the electrical configuration of the radar apparatus according to
本発明の実施例7に係るレーダ装置の動作を、測角処理を中心に、図19に示すフローチャート、および、図20に示す測角の原理を説明するための図を参照しながら説明する。なお、図19に示すフローチャートにおいては、図14に示した実施例5に係るレーダ装置の動作を示すフローチャートと同一の処理を行うステップには、図14で使用した符号と同一の符号を付して説明を簡略化する。 The operation of the radar apparatus according to Embodiment 7 of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 19 and the diagram for explaining the principle of angle measurement shown in FIG. In the flowchart shown in FIG. 19, the same reference numerals as those used in FIG. 14 are given to steps for performing the same processing as the flowchart showing the operation of the radar apparatus according to the fifth embodiment shown in FIG. 14. To simplify the description.
今、レーダ装置と目標とは、図15(a)に示すような位置関係にあるものとする。レーダ装置における測角処理では、まず、図20(b)に示すような受信データが取得される(ステップS41)。次いで、フーリエ変換が行われる(ステップS42)。次いで、図20(c)に示すようなピーク値の抽出が行われる(ステップS43)。次いで、Mセルの抽出が行われる(ステップS44)。次いで、逆フーリエ変換(逆FFT)が行われる(ステップS45)。これにより、図20(d)に破線で示すような、補正前の波面データX(n)(n=1〜N)が得られる。 Now, assume that the radar apparatus and the target are in a positional relationship as shown in FIG. In the angle measurement process in the radar device, first, received data as shown in FIG. 20B is acquired (step S41). Next, Fourier transform is performed (step S42). Next, extraction of peak values as shown in FIG. 20C is performed (step S43). Next, M cells are extracted (step S44). Next, inverse Fourier transform (inverse FFT) is performed (step S45). As a result, wavefront data X (n) (n = 1 to N) before correction as shown by a broken line in FIG.
一方、目標方向に依存しない波面データの補正量を算出するために、図20(e)に示すように、Mセルの信号をゼロ周波数に移動し、その後、逆フーリエ変換が行われる(ステップS46)。次いで、図20(f)に実線で示すような補正値が算出される(ステップS47)。次いで、補正演算が実行される(ステップS48)。これにより図20(d)に実直線で示すような補正後波面データXcが得られる。以上の動作は、実施例5に係るレーダ装置の動作と同じである。 On the other hand, in order to calculate the correction amount of the wavefront data that does not depend on the target direction, as shown in FIG. 20E, the signal of the M cell is moved to the zero frequency, and then the inverse Fourier transform is performed (step S46). ). Next, a correction value as indicated by a solid line in FIG. 20 (f) is calculated (step S47). Next, correction calculation is executed (step S48). As a result, corrected wavefront data Xc as shown by a solid line in FIG. 20D is obtained. The above operation is the same as the operation of the radar apparatus according to the fifth embodiment.
補正後波面データXcが得られると、この補正後波面データXcから目標方向に対応する位相傾きを算出するために、次式を用いて、探索用波面の位相傾きを順次変化させながら、補正後波面データXcと共役値とを乗算した後、加算する処理が行われる。
ここで、
Xc;補正後波面データ
Sm;探索用波面データ(m=1〜M)
* ;複素共役
具体的には、まず、補正後波面と探索波面の共役演算が行われる(ステップS51)。すなわち、SAR検出/測角処理部53は、SARデータ補正処理部52から送られてくる補正後波面データXcと探索用波面データSmとの共役演算を実行する。次いで、演算結果が保存される(ステップS52)。SAR検出/測角処理部53は、ステップS51で得られた演算結果を内部のメモリ(図示しない)に保存する。
here,
Xc: corrected wavefront data Sm: wavefront data for search (m = 1 to M)
*; Complex conjugate Specifically, first, a conjugate calculation of the corrected wavefront and the search wavefront is performed (step S51). In other words, the SAR detection / angle
次いで、全ての探索波面に対する処理が終了したかどうかが調べられる(ステップS53)。ステップS53において、全ての探索波面に対する処理が終了していないことが判断されると、探索波面が次の波面に変更される(ステップS54)。その後、ステップS51に戻り、上述した処理が繰り返される。 Next, it is checked whether or not processing for all search wavefronts has been completed (step S53). If it is determined in step S53 that the processing for all search wavefronts has not been completed, the search wavefront is changed to the next wavefront (step S54). Then, it returns to step S51 and the process mentioned above is repeated.
一方、ステップS53において、全ての探索波面に対する処理が終了したことが判断されると、Σの最大値(またはΔの最小値)が抽出される(ステップS55)。すなわち、SAR検出/測角処理部53は、Σsが最大になるmmaxを算出して、目標を検出するとともに、次式により、図20(g)に示すように、目標方向を算出できる。
次いで、全てのレンジに対する処理が終了したかどうかが調べられる(ステップS14)。このステップS14において、全てのレンジに対する処理が終了していないことが判断されると、処理対象が次のレンジに変更される(ステップS15)。その後、ステップS42に戻り、上述した処理が繰り返される。一方、ステップS14において、全てのレンジに対する処理が終了したことが判断されると、検出処理が実行される(ステップS16)。次いで、測角計算が行われる(ステップS17)。以上により、測角処理は終了する。 Next, it is checked whether or not the processing for all ranges has been completed (step S14). If it is determined in step S14 that the processing for all the ranges has not been completed, the processing target is changed to the next range (step S15). Then, it returns to step S42 and the process mentioned above is repeated. On the other hand, if it is determined in step S14 that the processing for all ranges has been completed, detection processing is executed (step S16). Next, angle measurement calculation is performed (step S17). Thus, the angle measurement process ends.
なお、目標の検出はΣsを用いて行われるが、探索用ビームとしてΔビームを用いる場合は、次式が使用される。
ここで、
Xc;補正後波面データ
Dm;探索用波面データ(m=1〜M)
この場合、SAR検出/測角処理部53は、Δsが最小になるmを算出して、目標を検出するとともに、次式により、図20(h)に示すように、目標方向を算出できる。
Xc: corrected wavefront data Dm: wavefront data for search (m = 1 to M)
In this case, the SAR detection / angle
なお、上述した実施例7では、波面の位相傾きを、探索用波面を用いて算出する方法について説明したが、波面の傾きにより測角演算するのが主旨であるため、波面の位相データより、最小2乗直線を算出して、波面の傾きを算出する方法を採用することもできる。 In the seventh embodiment described above, the method for calculating the phase inclination of the wavefront using the search wavefront has been described. However, since the main purpose is to perform an angle measurement operation based on the inclination of the wavefront, from the phase data of the wavefront, A method of calculating the slope of the wavefront by calculating a least square line can also be adopted.
また、SAR測角値θのアンビギュイティに対する対策として、測角値合成部54で行われるSAR測角値θとモノパルス測角値φとの測角値合成は、実施例1に係るレーダ装置と同様である。
As a measure against the ambiguity of the SAR angle measurement value θ, the angle measurement value synthesis of the SAR angle measurement value θ and the monopulse angle measurement value φ performed by the angle measurement
さらに、上述した実施例7では、補正後波面データを用いる方法について述べたが、処理規模を削減するために、補正前波面データを用いるように構成することもできる。 Further, in the above-described seventh embodiment, the method using the corrected wavefront data has been described. However, in order to reduce the processing scale, the wavefront data before correction can be used.
1 信号生成/増幅器
2 サーキュレータ
3 空中線3
41〜43 周波数変換/AD変換器
5a、5b 信号処理器
51 検出/測角処理部
52 SARデータ補正処理部
53 SAR検出/測角処理部
54 測角値合成部
1 Signal Generator /
4 1 to 4 3 Frequency conversion /
Claims (1)
前記空中線から所定時間間隔で送信したパルス信号の反射波を受信し、目標に対する自己の相対速度と前記所定時間間隔とに基づき決定される受信位置毎に受信データを生成する受信手段と、
前記受信手段からの受信データをレンジセル毎にフーリエ変換し、該フーリエ変換により得られた信号のピーク値から目標を検出し、該ピーク値に対応するドップラ周波数と前記受信位置とに基づき目標方向を測角するSAR検出/測角処理部と、
を備え、
前記SAR検出/測角処理部は、
前記受信手段からの受信データをレンジセル毎にフーリエ変換し、該フーリエ変換により得られた信号のピーク値から目標を検出し、該ピーク値に対応するドップラ周波数fdのΣ(fd)ビームとこのビームのバンクと同じバンクのΔ(fd)ビームとを形成し、Δ(fd)ビームとΣ(fd)ビームの複素信号を用いて誤差電圧を算出し、該算出した誤差電圧と予め用意された測角曲線との比較によりドップラ周波数を算出し、該算出したドップラ周波数と前記受信位置とに基づき目標方向を測角することを特徴とするレーダ装置。 An aerial with a constant opening;
Receiving means for receiving a reflected wave of a pulse signal transmitted at a predetermined time interval from the antenna, and generating reception data for each reception position determined based on the relative speed of the self with respect to a target and the predetermined time interval;
The received data from the receiving means is Fourier transformed for each range cell, the target is detected from the peak value of the signal obtained by the Fourier transformation, and the target direction is determined based on the Doppler frequency corresponding to the peak value and the receiving position. A SAR detection / angle measurement processing unit for measuring an angle;
Equipped with a,
The SAR detection / angle measurement processing unit
The received data from the receiving means is Fourier transformed for each range cell, a target is detected from the peak value of the signal obtained by the Fourier transformation, and a Σ (fd) beam of Doppler frequency fd corresponding to the peak value and this beam A Δ (fd) beam of the same bank as that of the first bank is formed, and an error voltage is calculated using a complex signal of the Δ (fd) beam and the Σ (fd) beam. A radar apparatus , wherein a Doppler frequency is calculated by comparison with an angular curve, and a target direction is measured based on the calculated Doppler frequency and the reception position .
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