JP5114996B2 - レーダ装置、レーダ送信信号生成方法、そのプログラムおよびプログラム記録媒体 - Google Patents
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Description
τ=1/B
以上の送信時間内で周波数を連続的に変えていくチャープ信号が採用されている。このチャープ信号は、広帯域および高出力を同時に実現することが可能であるが、送信信号の送信を終了した後で受信が可能になるので、図7に示すように、狭帯域にして送信時間を長く取るほど、近傍のターゲットからの受信波(反射波)を受信することができなくなる。図7は、レーダの送信信号の送信時間と受信信号との関係を説明するための説明図であり、図7(A)は、帯域Bの送信信号を比較的短い時間τ(=1/B)で送信した場合の例を示し、図7(B)は、帯域Bの送信信号を比較的長い時間τa(>1/B)で送信した場合の例を示している。
τ=τ1(=1/b1)+τ2(=1/b2)+…+τn(=1/bn)
と多くの送信時間を要し、受信不能となる近傍の領域が増大する。従って、近傍のターゲットを検知可能とするためには、離散帯域の送信信号を生成する場合においても、極力、送信時間を短くすることが必要である。図8は、離散帯域の送信信号を連続的に掃引して送信する場合の説明図であり、図8(A)は、帯域Bの周波数を連続的に変えていく場合の様子を示し、図8(B)は、帯域B内の離散信号をそれぞれの必要送信時間ごとに連続的に掃引する場合の様子を示している。
(2)レーダ送信信号用として使用可能な離散帯域が多数存在している場合、ターゲット情報を取得する上で必要とするレーダパラメータを指定することにより、該レーダパラメータの条件を満たす離散帯域を、使用可能な離散帯域の中からレーダ送信信号用の離散帯域として1ないし複数選択して出力する離散帯域選択手段を備えている上記(1)のレーダ装置。
(3)前記離散帯域選択手段により選択された離散帯域の各信号のうち、いずれか送信時間を最も長く必要とする離散帯域の信号の送信時間内にそれぞれの離散帯域の信号を送信するように、それぞれの離散帯域の中心周波数の信号を適宜時間軸上で組み合わせて、離散帯域合成波形として生成して出力する離散帯域合成波形生成手段を備えている上記(2)のレーダ装置。
(4)前記離散帯域選択手段により選択された離散帯域の各信号のうち、いずれか送信時間を最も長く必要とする離散帯域の信号の送信時間に合わせてそれぞれの離散帯域の信号を送信するように、送信時間を最も長く必要とする当該離散帯域の信号については中心周波数の信号を生成し、送信時間を最も長く必要とする当該離散帯域以外のそれぞれの離散帯域の信号については前記送信時間の間に下限周波数から上限周波数までに順次変化させる信号として生成した後、それぞれの離散帯域の信号を時間軸上で組み合わせて、離散帯域合成波形として生成して出力する離散帯域合成波形生成手段を備えている上記(2)のレーダ装置。
(5)前記離散帯域合成波形生成手段により生成された離散帯域合成波形を送信信号用バッファに格納する離散帯域合成波形格納手段を備えている上記(3)または(4)のレーダ装置。
(6)前記離散帯域合成波形格納手段は、前記離散帯域選択手段により複数の離散帯域が選択されて、前記離散帯域合成波形生成手段により複数の離散帯域それぞれについて前記離散帯域合成波形が生成されている場合、前記送信信号用バッファにアドレス情報を付して格納する上記(5)のレーダ装置。
(7)前記離散帯域合成波形格納手段により前記送信信号用バッファに格納された離散帯域合成波形を、レーダ用の送信信号として生成して出力する送信信号生成手段を備えている上記(5)または(6)のレーダ装置。
(8)前記送信信号生成手段は、前記送信信号用バッファに複数の離散帯域合成波形が格納されていた場合、送信環境に応じて、複数の離散帯域合成波形のデジタルデータのうち、該送信環境に適合するいずれかの離散帯域合成波形を選択して、レーダ用の送信信号として生成して出力する上記(7)のレーダ装置。
(9)レーダ送信信号の周波数として離散帯域を用いるレーダ装置のレーダ送信信号生成方法において、離散帯域の各信号のうち、送信時間を最も長く必要とする離散帯域の信号の送信時間以内に、他の離散帯域の信号を送信するように、離散帯域の各信号を適宜時間軸上で組み合わせた離散帯域合成波形を生成することにより、離散帯域の各信号すべてを前記送信時間以内に送信することを可能とするレーダ送信信号生成方法。
(10)レーダ送信信号用として使用可能な離散帯域が多数存在している場合、ターゲット情報を取得する上で必要とするレーダパラメータを指定することにより、該レーダパラメータの条件を満たす離散帯域を、使用可能な離散帯域の中からレーダ送信信号用の離散帯域として1ないし複数選択して出力する離散帯域選択ステップを有している上記(9)のレーダ送信信号生成方法。
(11)前記離散帯域選択ステップにより選択された離散帯域の各信号のうち、いずれか送信時間を最も長く必要とする離散帯域の信号の送信時間内にそれぞれの離散帯域の信号を送信するように、それぞれの離散帯域の中心周波数の信号を適宜時間軸上で組み合わせて、離散帯域合成波形として生成して出力する離散帯域合成波形生成ステップを有している上記(10)のレーダ送信信号生成方法。
(12)前記離散帯域選択ステップにより選択された離散帯域の各信号のうち、いずれか送信時間を最も長く必要とする離散帯域の信号の送信時間に合わせてそれぞれの離散帯域の信号を送信するように、送信時間を最も長く必要とする当該離散帯域の信号については中心周波数の信号を生成し、送信時間を最も長く必要とする当該離散帯域以外のそれぞれの離散帯域の信号については前記送信時間の間に下限周波数から上限周波数までに順次変化させる信号として生成した後、それぞれの離散帯域の信号を時間軸上で組み合わせて、離散帯域合成波形として出力する離散帯域合成波形生成ステップを有している上記(10)のレーダ送信信号生成方法。
(13)上記(9)ないし(12)のいずれかのレーダ送信信号生成方法を、コンピュータにより実行可能なプログラムとして実施しているレーダ送信信号生成プログラム。
(14)上記(13)のレーダ送信信号生成プログラムを、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録しているプログラム記録媒体。
本発明は、レーダ装置において、狭帯域の離散帯域を用いて送信信号を送信する場合であっても、送信時間を短縮して、近傍のターゲットからの反射波も受信することを可能としている。つまり、図8(B)にて説明したように、例えば帯域B内の離散帯域b1,b2,…,b5の5つの帯域を用いて送信する場合、図1に示すように、各離散帯域bi(i=1〜5)についてそれぞれで最低限必要とする送信時間τi(=1/bi)のうち、最も長い時間を要する離散帯域例えばb1の送信時間τ1(=1/b1)の時間内に、他の離散帯域例えばb2〜b5を平行して送信することを可能とするものである。ここで、図1は、本発明によるレーダ送信信号の送信方法の一例を説明するための説明図であり、図1(A)として従来技術の送信方法つまり図8(B)に示す送信方法を、比較のために示している。
τ=τ1+τ2+…+τ5
の送信時間を必要としている。
次に、本発明のレーダ装置の構成例について図2を用いて説明する。図2は、本発明によるレーダ装置の構成例を示すブロック構成図である。図2に示すレーダ装置10は、離散帯域選択部1、離散帯域合成波形生成部2、離散帯域合成波形格納部3、送信信号生成部4を少なくとも含んで構成されている。
次に、本発明の一実施例として図2に示すレーダ装置10の動作について具体的に説明する。まず、当該レーダ装置10として使用可能な離散帯域が、b1,b2,…b7の7種類の帯域が存在しているものと仮定し、また、近傍に存在するターゲット情報を得る上で必要とする帯域幅閾値をB以上、送信時間閾値をτ以下と仮定する。
(ケース1):fb52−fb11≧B
(ケース2):fb72−fb41≧B
レーダ用の送信信号として、離散的な狭帯域しか使用することができない場合においても、複数の離散帯域の信号を適宜組み合わせて同時に送信することにより、送信時間を極力短くすることができるので、受信不能となる近傍領域を確実に低減させることができる。
2 離散帯域合成波形生成部
3 離散帯域合成波形格納部
4 送信信号生成部
10 レーダ装置
Claims (20)
- レーダ送信信号の周波数として離散した複数の帯域を用いるレーダ装置において、
前記複数の帯域のうちで送信時間が最も長い第1の帯域に対応する第1の送信信号を送信し、
前記複数の帯域のうちで前記第1の帯域よりも広帯域かつ送信時間が短い第2の帯域に対応する第2の送信信号を、前記第1の送信信号の送信時間内で前記第1の送信信号に重畳して送信し、
前記複数の帯域のうちで前記第2の帯域よりも狭帯域かつ送信時間が長く、前記第1の帯域よりも広帯域かつ送信時間が短い第3の帯域に対応する第3の送信信号を、前記第1の送信信号の送信時間内で、送信時間の終期が前記第2の送信信号よりも後になるように、前記第1の送信信号に重畳して送信し、
前記第2の送信信号は前記第1の送信信号と同時に送信が開始され、前記第3の送信信号は前記第2の送信信号より遅れて送信が開始される、
レーダ装置。 - 前記第1乃至3の送信信号は、それぞれの送信時間内に、前記第1乃至3の帯域のそれぞれの下限周波数と上限周波数との間で周波数が変化するチャープ信号であることを特徴とする、
請求項1に記載のレーダ装置。 - 前記第1乃至3の送信信号は、それぞれ前記第1乃至3の帯域の中心の周波数を有する単一周波数信号であることを特徴とする、
請求項1に記載のレーダ装置。 - 前記第1乃至3の送信信号は、それぞれの送信時間内に、前記第1乃至3の帯域のそれぞれの下限周波数と上限周波数との間で周波数が変化するチャープ信号、又は、それぞれ前記第1乃至3の帯域の中心の周波数を有する単一周波数信号であることを特徴とする、
請求項1に記載のレーダ装置。 - 前記第3の送信信号の送信時間の終期は、前記第1の送信信号の送信時間の終期と同じであることを特徴とする、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載のレーダ装置。 - ターゲット情報を取得する上で必要とするレーダパラメータを指定することにより、レーダ送信信号用として使用可能な帯域から、該レーダパラメータの条件を満たす前記複数の帯域を選択して出力する離散帯域選択手段を備えていることを特徴とする、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載のレーダ装置。 - 前記離散帯域選択手段により選択された前記複数の帯域の各信号のうち、前記第1乃至3の送信信号を合成した離散帯域合成波形を生成して出力する離散帯域合成波形生成手段を更に備えていることを特徴とする、
請求項6に記載のレーダ装置。 - 前記離散帯域合成波形生成手段により生成された離散帯域合成波形を送信信号用バッファに格納する離散帯域合成波形格納手段を備えていることを特徴とする請求項7に記載のレーダ装置。
- 前記離散帯域合成波形格納手段は、前記離散帯域選択手段により前記複数の帯域が選択されて、前記離散帯域合成波形生成手段により前記複数の帯域のそれぞれについて前記離散帯域合成波形が生成されている場合、前記送信信号用バッファにアドレス情報を付して格納することを特徴とする請求項8に記載のレーダ装置。
- 前記離散帯域合成波形格納手段により前記送信信号用バッファに格納された離散帯域合成波形を、レーダ用の送信信号として生成して出力する送信信号生成手段を備えていることを特徴とする請求項8または9に記載のレーダ装置。
- 前記送信信号生成手段は、前記送信信号用バッファに複数の離散帯域合成波形が格納されていた場合、送信環境に応じて、複数の離散帯域合成波形のデジタルデータのうち、該送信環境に適合するいずれかの離散帯域合成波形を選択して、レーダ用の送信信号として生成して出力することを特徴とする請求項10に記載のレーダ装置。
- レーダ送信信号の周波数として離散した複数の帯域を用いるレーダ装置のレーダ送信信号生成方法において、
前記複数の帯域のうちで送信時間が最も長い第1の帯域に対応する第1の送信信号に、前記複数の帯域のうちで前記第1の帯域よりも広帯域かつ送信時間が短い第2の帯域に対応する第2の送信信号を、前記第1の送信信号の送信時間内で重畳し、
前記複数の帯域のうちで前記第2の帯域よりも狭帯域かつ送信時間が長く、前記第1の帯域よりも広帯域かつ送信時間が短い第3の帯域に対応する第3の送信信号を、前記第1の送信信号の送信時間内で、送信時間の終期が前記第2の送信信号よりも後になるように、前記第1の送信信号に重畳して、前記レーダ送信信号を生成し、
前記第2の送信信号は前記第1の送信信号と同時に送信が開始され、前記第3の送信信号は前記第2の送信信号より遅れて送信が開始される、
レーダ送信信号生成方法。
- 前記第1乃至3の送信信号は、それぞれの送信時間内に、前記第1乃至3の帯域のそれぞれの下限周波数と上限周波数との間で周波数が変化するチャープ信号であることを特徴とする、
請求項12に記載のレーダ送信信号生成方法。 - 前記第1乃至3の送信信号は、それぞれ前記第1乃至3の帯域の中心の周波数を有する単一周波数信号であることを特徴とする、
請求項12に記載のレーダ送信信号生成方法。 - 前記第1乃至3の送信信号は、それぞれの送信時間内に、前記第1乃至3の帯域のそれぞれの下限周波数と上限周波数との間で周波数が変化するチャープ信号、又は、それぞれ前記第1乃至3の帯域の中心の周波数を有する単一周波数信号であることを特徴とする、
請求項12に記載のレーダ送信信号生成方法。 - 前記第3の送信信号の送信時間の終期は、前記第1の送信信号の送信時間の終期と同じであることを特徴とする、
請求項12乃至15のいずれか一項に記載のレーダ送信信号生成方法。 - レーダ送信信号用として使用可能な帯域が多数存在している場合、ターゲット情報を取得する上で必要とするレーダパラメータを指定することにより、前記レーダ送信信号用として使用可能な帯域から、該レーダパラメータの条件を満たす前記複数の帯域を選択する離散帯域選択ステップを有していることを特徴とする、
請求項12乃至16のいずれか一項に記載のレーダ送信信号生成方法。 - 前記離散帯域選択ステップにより選択された前記複数の帯域の各信号のうち、前記第1乃至3の送信信号を合成した離散帯域合成波形を生成して出力する離散帯域合成波形生成ステップを有していることを特徴とする、
請求項17に記載のレーダ送信信号生成方法。 - 請求項12ないし18のいずれかに記載のレーダ送信信号生成方法を、コンピュータにより実行可能なプログラムとして実施していることを特徴とするレーダ送信信号生成プログラム。
- 請求項19に記載のレーダ送信信号生成プログラムを、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録していることを特徴とするプログラム記録媒体。
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