JP5160022B2 - Pulse radar equipment - Google Patents

Pulse radar equipment Download PDF

Info

Publication number
JP5160022B2
JP5160022B2 JP2005071247A JP2005071247A JP5160022B2 JP 5160022 B2 JP5160022 B2 JP 5160022B2 JP 2005071247 A JP2005071247 A JP 2005071247A JP 2005071247 A JP2005071247 A JP 2005071247A JP 5160022 B2 JP5160022 B2 JP 5160022B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
relative speed
signal
video signal
complex
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005071247A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005308723A (en
Inventor
照幸 原
高志 関口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2005071247A priority Critical patent/JP5160022B2/en
Publication of JP2005308723A publication Critical patent/JP2005308723A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5160022B2 publication Critical patent/JP5160022B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

この発明は、パルスレーダ装置と目標との間の相対速度が0でない場合に、相対速度計測モードを用いずに合成帯域モードのみで、目標との相対速度計測、相対速度補正、合成帯域処理による目標との高分解能相対距離計測を行うパルスレーダ装置に関するものである。
特に、同じデータを用いて目標との相対速度計測と合成帯域処理を行うことによって、相対速度補正の精度の向上と、1回の合成帯域処理による目標との高分解能相対距離を得るために必要な受信信号観測時間を短くできるパルスレーダ装置に関するものである。
In the present invention, when the relative speed between the pulse radar device and the target is not 0, the relative speed measurement mode, the relative speed correction, and the composite band processing are performed only in the composite band mode without using the relative speed measurement mode. The present invention relates to a pulse radar device that performs high-resolution relative distance measurement with respect to a target.
In particular, it is necessary to improve the accuracy of relative speed correction and obtain a high-resolution relative distance from the target by one synthesis band processing by performing relative speed measurement and synthesis band processing using the same data. The present invention relates to a pulse radar device that can shorten the time for observing received signals.

従来のパルスレーダ装置においては、パルスレーダ装置と目標との間の相対速度が0でない場合には、目標との相対速度計測を行う相対速度計測モードと合成帯域処理を行う合成帯域モードを設け、相対速度計測モードで計測した目標との相対速度を用いて合成帯域モードの信号に対し相対速度補正を行う(例えば、特許文献1参照)。   In the conventional pulse radar apparatus, when the relative speed between the pulse radar apparatus and the target is not 0, a relative speed measurement mode for performing relative speed measurement with the target and a synthetic band mode for performing synthetic band processing are provided. Relative speed correction is performed on the signal in the combined band mode using the relative speed with the target measured in the relative speed measurement mode (see, for example, Patent Document 1).

なお、合成帯域処理に関する先行技術文献として、非特許文献1がある。   Note that there is Non-Patent Document 1 as a prior art document relating to the synthesis band processing.

特開平11−231047号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-231047 Donald R.Wehner著「High-Resolution Radar」、Second Edition、Artech House、Chapter 5、第197頁−第237頁“High-Resolution Radar” by Donald R. Wehner, Second Edition, Arttech House, Chapter 5, 197-237

合成帯域処理については、上記文献に記載されているが、ここでは発明が解決しようとする課題を明確にするために簡単に説明する。   Synthetic band processing is described in the above-mentioned document, but will be briefly described here in order to clarify the problem to be solved by the invention.

合成帯域処理を用いて高分解能相対距離を得るパルスレーダ装置では、送信時に、図13に示すように、N個の送信パルスStに対して、パルス毎に送信周波数をfからfN−1まで周波数ステップ間隔Δf毎に変化させる。その時の送信信号S(t)は式1で表される。ただし、ここでは、数式による表現を簡略化するために、各信号を複素信号で表現している。 In a pulse radar device that obtains a high-resolution relative distance by using synthetic band processing, as shown in FIG. 13, during transmission, the transmission frequency is changed from f 0 to f N−1 for each pulse with respect to N transmission pulses St. Until the frequency step interval Δf. The transmission signal S n (t) at that time is expressed by Equation 1. However, here, each signal is expressed as a complex signal in order to simplify the expression by the mathematical expression.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

ただし、Aは送信信号の振幅、φは各送信周波数の初期位相、Tはパルス幅、Tpriはパルス繰り返し周期を表す。式1で表される送信信号S(t)がパルスレーダ装置から距離R離れたところにあり、パルスレーダ装置と目標との間に相対速度が0の目標に反射して、パルスレーダ装置に受信された場合、受信信号U(t)は、式2で表される。 Where A is the amplitude of the transmission signal, φ n is the initial phase of each transmission frequency, T p is the pulse width, and T pri is the pulse repetition period. The transmission signal S n (t) represented by Equation 1 is located at a distance R away from the pulse radar device, and is reflected by the target having a relative velocity of 0 between the pulse radar device and the target. When received, the received signal U n (t) is expressed by Equation 2.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

ただし、A′は受信信号の振幅、cは光速を表す。式2で表される受信信号U(t)に対して、式3で示す送信信号S(t)と同じ周波数、同じ初期位相をもつ局部発信信号W(t)を用いて周波数をダウンコンバートすることによって生成した複素ビデオ信号V(t)は式4で表される。ただし、Bは局部発信信号の振幅、A″は複素ビデオ信号の振幅を示す。 However, A 'represents the amplitude of the received signal, and c represents the speed of light. With respect to the received signal U n (t) represented by Expression 2, the frequency is determined using the local transmission signal W n (t) having the same frequency and the same initial phase as the transmission signal S n (t) represented by Expression 3. A complex video signal V n (t) generated by down-conversion is expressed by Equation 4. Here, B represents the amplitude of the locally transmitted signal, and A ″ represents the amplitude of the complex video signal.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

式4より、同じレンジビン番号でサンプリングされたn(n=0,1,・・・N−1)番目の送信パルスに対する複素ディジタルビデオ信号V(n)は式5で表される。ただし、量子化誤差は無視している。   From Equation 4, the complex digital video signal V (n) for the n (n = 0, 1,... N−1) th transmission pulse sampled with the same range bin number is expressed by Equation 5. However, the quantization error is ignored.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

式5で表される複素ディジタルビデオに対して、逆フーリエ変換を行った場合、逆フーリエ変換後の信号P(k)は式6で表される。 When the inverse Fourier transform is performed on the complex digital video represented by Expression 5, the signal P v (k) after the inverse Fourier transform is represented by Expression 6.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

式6より、式7が成り立つ時にP(k)の絶対値として求められる振幅値(強度)がピーク値となることがわかる。 From Equation 6, it can be seen that the amplitude value (intensity) obtained as the absolute value of P v (k) becomes the peak value when Equation 7 holds.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

(k)の振幅値がピーク値となるkをkとすると、P(k)のピークを検出することによってkを求め、求めたkを用いて式8より、パルスレーダ装置と目標との相対距離Rを求めることができる。 If P v of k amplitude value reaches a peak value of (k) and k p, determine the k p by detecting the peak of the P v (k), the equation 8 with k p thus determined pulse radar The relative distance R between the device and the target can be determined.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

また、距離分解能ΔRは式9で表され、Nあるいは、Δfを大きくすることによって、距離分解能ΔRは小さくなり、高分解能相対距離が得られることが分かる。   In addition, the distance resolution ΔR is expressed by Equation 9, and it can be seen that by increasing N or Δf, the distance resolution ΔR decreases and a high resolution relative distance can be obtained.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

しかしながら、パルスレーダ装置が移動している、あるいは、目標が移動している場合には、パルスレーダ装置と目標との間に相対速度が生じ、受信信号は相対速度の影響をうける。例えば、周波数fの送信パルスの立ち上がりの時間を基準時間とし、その時のパルスレーダ装置40と目標10との相対距離をRとし、パルスレーダ装置が静止、目標が速度vで等速直線運動でパルスレーダ装置に接近しているとすると、式1で表される送信信号S(t)が目標に反射して、パルスレーダ装置に受信された場合、受信信号はU′(t)は、式10で表される。 However, when the pulse radar apparatus is moving or the target is moving, a relative speed is generated between the pulse radar apparatus and the target, and the received signal is affected by the relative speed. For example, the rising time of the transmission pulse of frequency f 0 is set as the reference time, the relative distance between the pulse radar device 40 and the target 10 at that time is set as R 0 , the pulse radar device is stationary, the target is at a constant velocity v and the linear motion is constant. If the transmission signal S n (t) represented by Equation 1 is reflected by the target and received by the pulse radar device, the received signal is U ′ n (t). Is represented by Equation 10.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

式10で表されるパルスレーダ装置と目標との相対速度がvの場合の受信信号U′(t)に対して、式3で示す送信信号S(t)と同じ周波数、同じ初期位相をもつ局部発信信号W(t)を用いて周波数をダウンコンバートすることによって生成したパルスレーダ装置と目標との相対速度がvの場合の複素ビデオ信号V′(t)は式11で表される。ただし、複素ビデオ信号の振幅は、式4と同様にA″としている。 For the received signal U ′ n (t) when the relative velocity between the pulse radar device represented by equation 10 and the target is v, the same frequency and the same initial phase as the transmission signal S n (t) represented by equation 3 The complex video signal V ′ n (t) when the relative velocity between the pulse radar device and the target generated by down-converting the frequency using the local transmission signal W n (t) having the frequency v is expressed by Equation 11 Is done. However, the amplitude of the complex video signal is A ″ as in the case of Equation 4.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

式11より、同じレンジビン番号でサンプリングされたn(n=0,1,・・・N−1)番目の送信パルスに対するパルスレーダ装置と目標との相対速度がvの場合の複素ディジタルビデオ信号V′(n)は式12で表される。ただし、量子化誤差は無視している。   From Equation 11, the complex digital video signal V when the relative velocity between the pulse radar device and the target for the n (n = 0, 1,... N−1) th transmission pulse sampled with the same range bin number is v. ′ (N) is represented by Expression 12. However, the quantization error is ignored.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

よって、式12で表されるパルスレーダ装置と目標との相対速度がvの場合の複素ディジタルビデオ信号V′(n)に対して、逆フーリエ変換を行った場合、逆フーリエ変換後の信号PV′(k)は式13で表される。 Therefore, when the inverse Fourier transform is performed on the complex digital video signal V ′ (n) in the case where the relative velocity between the pulse radar device represented by Expression 12 and the target is v, the signal P after the inverse Fourier transform is obtained. V ′ (k) is expressed by Equation 13.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

式13より、式14が成り立つ時にPV′(k)の絶対値として求められる振幅値がピーク値となることがわかる。 From Equation 13, it can be seen that the amplitude value obtained as the absolute value of P V ′ (k) becomes the peak value when Equation 14 holds.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

しかし、式7と異なり、パルスレーダ装置と目標との相対速度vが0でない場合は、n毎に式13中のexp(j2π(k/N-Δf(2R0/c)+f0(2v/c)Tpri+Δf(2v/c)nTpri)n)の振幅値が最大値をとるkの値が異なり、式15に示すように、基準時間のパルスレーダ装置と目標との相対距離Rからずれた距離がピークとなることが分かる。ただし、kp2(n)はn毎の式13中のexp(j2π(k/N-Δf(2R0/c)+f0(2v/c)Tpri+Δf(2v/c)nTpri)n)の振幅値が最大値をとるkの値を示す。 However, unlike the equation 7, when the relative velocity v between the pulse radar device and the target is not 0, exp (j2π (k / N-Δf (2R 0 / c) + f 0 (2v / c) T pri + Δf (2v / c) nT pri ) n) where the amplitude value k takes the maximum value, and the relative distance between the pulse radar device at the reference time and the target as shown in Equation 15 It can be seen that the distance deviated from R0 is the peak. However, k p2 (n) is exp (j2π (k / N-Δf (2R 0 / c) + f 0 (2v / c) T pri + Δf (2v / c) nT pri )) for each n. The value of k where the amplitude value of n) takes the maximum value is shown.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

すなわち、図14に示すように、パルスレーダ装置と目標との相対速度vが0でない場合は、合成帯域処理によって高距離分解能化して得られたパルスレーダ装置と目標との相対距離は、基準の時刻のパルスレーダ装置と目標との相対距離Rと異なる距離を示す。図14において、Srpは、目標との相対速度vが0の時の目標10からの反射信号、Srp´は、目標との相対速度vが0でない時の目標10からの反射信号を示す。 That is, as shown in FIG. 14, when the relative velocity v between the pulse radar apparatus and the target is not 0, the relative distance between the pulse radar apparatus and the target obtained by the high-bandwidth resolution by the synthesis band processing is the reference distance. A distance different from the relative distance R 0 between the pulse radar device at the time and the target is shown. In FIG. 14, Srp represents a reflected signal from the target 10 when the relative speed v with respect to the target is 0, and Srp ′ represents a reflected signal from the target 10 when the relative speed v with respect to the target is not 0.

式12に示すパルスレーダ装置と目標との相対速度がvの場合の複素ディジタルビデオ信号において、Δf、f、Tpri、Nの値は、送信パラメータであるため既知である。そのため、合成帯域処理によって、真の基準時間のパルスレーダ装置と目標との相対距離Rを得るためには、何等かの方法で目標との相対速度を計測し、式16で表される相対速度補正量Z(n)を求め、式17に示すように、目標との相対速度がvの場合の複素ディジタルビデオ信号V´(n)に対して相対速度の補正を行えばよい。 In the complex digital video signal when the relative velocity between the pulse radar apparatus and the target shown in Equation 12 is v, the values of Δf, f 0 , T pri , and N are known because they are transmission parameters. Therefore, in order to obtain the relative distance R 0 between the pulse radar device having the true reference time and the target by the synthesis band processing, the relative speed with the target is measured by some method, and the relative speed expressed by Expression 16 is used. The speed correction amount Z (n) is obtained, and the relative speed may be corrected for the complex digital video signal V ′ (n) when the relative speed with respect to the target is v as shown in Expression 17.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

ただし、vcalは計測した目標との相対速度を、V(n)は相対速度補正後複素ディジタルビデオ信号を示す。 Here, v cal represents the relative speed with the measured target, and V c (n) represents the complex digital video signal after the relative speed correction.

式17において、真の目標との相対速度vと計測した目標との相対速度Vcalが等しければ、式17で表される相対速度補正後複素ディジタルビデオ信号V(n)は、式5で示す目標との相対速度が0の場合の複素ディジタルビデオV(n)と同じとなる。よって、相対速度補正後複素ディジタルビデオ信号V(n)に対して、逆フーリエ変換することによって、前述のように、基準時間のパルスレーダ装置と目標との相対距離Rを求めることができる。 In Expression 17, if the relative speed v with the true target is equal to the relative speed V cal with the measured target, the complex digital video signal V c (n) after the relative speed correction expressed by Expression 17 is expressed by Expression 5. This is the same as the complex digital video V (n) when the relative speed to the target shown is zero. Therefore, by performing inverse Fourier transform on the complex digital video signal V c (n) after the relative speed correction, the relative distance R 0 between the pulse radar device at the reference time and the target can be obtained as described above. .

従来のパルスレーダ装置では、相対速度計測モードと合成帯域モードを設け、相対速度計測モードで計測した目標との相対速度をvcalとして、式16、17で表される相対速度補正量Z(n)、相対速度補正後複素ディジタルビデオ信号V(n)を求め、求めた相対速度補正後複素ディジタルビデオ信号V(n)に対して、逆フーリエ変換することによって、基準時間のパルスレーダ装置と目標との相対距離Rを求めていた。 In the conventional pulse radar apparatus, a relative speed measurement mode and a composite band mode are provided, and the relative speed with respect to the target measured in the relative speed measurement mode is set as v cal , and the relative speed correction amount Z (n ), A complex digital video signal V c (n) after relative velocity correction is obtained, and a pulse radar device at a reference time is obtained by performing inverse Fourier transform on the obtained complex digital video signal V c (n) after relative velocity correction. And a relative distance R 0 between the target and the target.

従来のパルスレーダ装置において、パルスレーダ装置と目標との間の相対速度が0でない場合に、合成帯域処理によって、高分解能相対距離を得る場合の目標との相対速度と高分解能相対距離計測結果が得られるタイミングを図12に示す。また、あわせてその時の送信パルスSt、受信パルスSrを示す。また、相対速度計測モードと合成帯域モードで、パルス繰り返し周期とパルス幅は、必ずしも同じである必要はないため、相対速度計測モードのパルス繰り返し周期とパルス幅をTpri1、Tp1、合成帯域モードのパルス繰り返し周期とパルス幅をTpri2、Tp2としている。 In the conventional pulse radar apparatus, when the relative speed between the pulse radar apparatus and the target is not 0, the relative speed with the target and the high resolution relative distance measurement result when the high resolution relative distance is obtained by the synthesis band processing is obtained. The obtained timing is shown in FIG. In addition, a transmission pulse St and a reception pulse Sr at that time are also shown. In addition, since the pulse repetition period and the pulse width are not necessarily the same in the relative speed measurement mode and the composite band mode, the pulse repetition period and the pulse width in the relative speed measurement mode are set to T pri1 , T p1 , and the composite band mode. These pulse repetition periods and pulse widths are T pri2 and T p2 .

従来のパルスレーダ装置では、はじめに、相対速度計測モードとして、M個のパルスに対し、パルス毎に同じ送信周波数、例えばfで送信し、次に、合成帯域モードとして、パルス毎に送信周波数がfからfN−1まで周波数間隔Δfずつ変化するN個のパルスを送信する。以降は、この(M+N)個のパルスの組を繰り返し送信する。 In the conventional pulse radar device, first, as a relative velocity measurement mode, transmission is performed with respect to M pulses at the same transmission frequency for each pulse, for example, f 0 , and then, as a synthesis band mode, a transmission frequency is set for each pulse. N pulses that change by a frequency interval Δf from f 0 to f N−1 are transmitted. Thereafter, the set of (M + N) pulses is repeatedly transmitted.

目標との相対速度計測には、パルス繰り返し周期Tpri1の時間毎に得られる相対速度計測モードのM個の周波数fの送信パルスに対する同じレンジビン番号、図12の例ではレンジビン番号3の受信信号を用いて、周波数解析を行うことによって、目標との相対速度を計測する。 For the relative speed measurement with the target, the received signal of the same range bin number for the transmission pulse of M frequencies f 0 in the relative speed measurement mode obtained every time of the pulse repetition period T pri1 , the range bin number 3 in the example of FIG. The relative speed with respect to the target is measured by performing frequency analysis using.

一方、合成帯域処理には、パルス繰り返し周期Tpri2の時間毎に得られる合成帯域モードの周波数f、f、・・・、fNー1のN個の送信パルスに対する同じレンジビン番号、図12の例ではレンジビン番号3の受信信号に対して、相対速度計測モードで計測した最新の目標との相対速度を用いて相対速度補正を行った後に、位相合成処理を行い、目標までの高分解能相対距離測距結果を得る。 On the other hand, in the synthesis band processing, the same range bin number for the N transmission pulses of the frequencies f 0 , f 1 ,..., F N−1 in the synthesis band mode obtained every time of the pulse repetition period T pri2 , In the example of 12, the received signal of the range bin number 3 is subjected to the relative speed correction using the relative speed with the latest target measured in the relative speed measurement mode, and then the phase synthesis process is performed to obtain a high resolution up to the target. Get the relative distance measurement result.

下記に従来のパルスレーダ装置において、目標との相対速度を測定する原理を説明する。従来のパルスレーダ装置において、目標との相対速度を測定するには、送信時に図15に示すように、M個の送信パルスStに対し、パルス毎に同じ送信周波数、例えばfを用いる。その時の送信信号S″(t)は式18で表される。ただし、ここでは、数式による表現を簡略化するために、式1と同様に、各信号を複素信号で表現している。また、パルス繰り返し周期、パルス幅は1を省略し、Tpri、Tで表している。 The principle of measuring the relative speed with the target in the conventional pulse radar apparatus will be described below. In conventional pulse radar apparatus, to measure the relative velocity of the target, as shown in FIG. 15 at the time of transmission, to the M transmit pulse St, the same transmission frequency from pulse to pulse, for example, the f 0 is used. The transmission signal S ″ n (t) at that time is expressed by Expression 18. However, in order to simplify the expression by the mathematical expression, each signal is expressed by a complex signal as in Expression 1. Further, the pulse repetition period and the pulse width are represented by T pri and T p with 1 omitted.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

ただし、送信信号の振幅は、式1と同様にAとしている。また、φ″は各送信周波数の初期位相を表す。 However, the amplitude of the transmission signal is A as in Equation 1. Φ ″ m represents the initial phase of each transmission frequency.

式18で表される送信信号S″(t)が、パルスレーダ装置から基準時間に相対距離R離れ、相対速度vで等速直線運動している目標に反射して、パルスレーダ装置に受信された場合、受信信号U″(t)は、式19で表される。 The transmission signal S ″ n (t) expressed by Equation 18 is reflected from the pulse radar device to a target that is moving at a constant linear velocity with a relative distance R 0 at a relative distance R 0 at the reference time, and is transmitted to the pulse radar device. When received, the received signal U ″ m (t) is expressed by Equation 19.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

式19で表される受信信号U″(t)に対して、式20で示す送信信号S″(t)と同じ周波数、同じ初期位相をもつ局部発信信号W″(t)を用いて周波数をダウンコンバートすることによって生成した複素ビデオ信号V″(t)は式21で表される。 For the received signal U ″ m (t) represented by Expression 19, a local transmission signal W ″ m (t) having the same frequency and the same initial phase as the transmission signal S ″ m (t) represented by Expression 20 is used. The complex video signal V ″ m (t) generated by down-converting the frequency is expressed by Equation 21.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

ただし、式3、4と同様に、Bは局部発信信号の振幅、A″は複素ビデオ信号の振幅を示す。式21より、同じレンジビン番号でサンプリングされたm(m=0,1,・・・M−1)番目の送信パルスに対する複素ディジタルビデオ信号V″(m)は式22で表される。ただし、量子化誤差は無視している。   However, as in Equations 3 and 4, B indicates the amplitude of the local transmission signal, and A ″ indicates the amplitude of the complex video signal. From Equation 21, m (m = 0, 1,...) Sampled with the same range bin number. The complex digital video signal V ″ (m) for the M−1) th transmission pulse is expressed by Equation 22. However, the quantization error is ignored.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

よって、式22で表される複素ディジタルビデオ信号V″(m)に対して、フーリエ変換を行った場合、フーリエ変換後の信号PV″(k)は式23で表される。 Therefore, when the Fourier transform is performed on the complex digital video signal V ″ (m) represented by Expression 22, the signal P V ″ (k) after the Fourier transform is represented by Expression 23.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

式23より、式24が成り立つ時にPV″(k)の振幅値がピーク値となることがわかる。 From Equation 23, it can be seen that the amplitude value of P V ″ (k) becomes the peak value when Equation 24 holds.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

V″(k)の振幅値がピーク値となるkをkp3とすると、kp3を用いて式25より、パルスレーダ装置と目標との相対速度vを求めることができる。 The P V "k amplitude value reaches a peak value of (k) When k p3, from the formula 25 using k p3, it is possible to obtain the relative velocity v of the pulse radar apparatus and the target.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

よって、上記従来のパルスレーダ装置では、図12に示すように、はじめに、相対速度計測モードとして、M個のパルスに対し、パルス毎に同じ送信周波数、例えばfで送信し、次に、合成帯域モードとして、パルス毎に送信周波数がfからfN−1まで周波数間隔Δfずつ変化するN個のパルスを送信する。以降は、この(M+N)個のパルスの組を繰り返し送信する。 Therefore, in the conventional pulse radar device, as shown in FIG. 12, first, as a relative speed measurement mode, M pulses are transmitted at the same transmission frequency, for example, f 0 for each pulse, and then synthesized. As a band mode, N pulses whose transmission frequency changes by a frequency interval Δf from f 0 to f N−1 are transmitted for each pulse. Thereafter, the set of (M + N) pulses is repeatedly transmitted.

目標との相対速度計測には、パルス繰り返し周期Tpri1の時間毎に得られる相対速度計測モードのM個の周波数fの送信パルスに対する同じレンジビン番号、図12の例ではレンジビン番号3の受信信号を用いて求める。 For the relative speed measurement with the target, the received signal of the same range bin number for the transmission pulse of M frequencies f 0 in the relative speed measurement mode obtained every time of the pulse repetition period T pri1 , the range bin number 3 in the example of FIG. Find using.

一方、合成帯域処理には、パルス繰り返し周期Tpri2の時間毎に得られる合成帯域モードの周波数f、f、・・・、fNー1のN個の送信パルスに対する同じレンジビン番号、図12の例ではレンジビン番号3の受信信号を用いる。真の高分解能相対距離を得るためには、相対速度計測モードで求めた最新の目標との相対速度を用いて相対速度補正を行った後に合成帯域処理を行う。 On the other hand, in the synthesis band processing, the same range bin number for the N transmission pulses of the frequencies f 0 , f 1 ,..., F N−1 in the synthesis band mode obtained every time of the pulse repetition period T pri2 , In the example of 12, the received signal of range bin number 3 is used. In order to obtain a true high-resolution relative distance, after performing relative speed correction using the relative speed with the latest target obtained in the relative speed measurement mode, synthetic band processing is performed.

そのため、1回の高分解能相対距離計測結果を得るために、少なくとも相対速度計測モードのパルス繰り返し周期Tpri1のM倍の時間と合成帯域モードのパルス繰り返し周期Tpri2のN倍の信号送信時間を必要とするという問題点があった。 Therefore, in order to obtain one high-resolution relative distance measurement result, a signal transmission time of at least M times the pulse repetition period T pri1 in the relative velocity measurement mode and N times the pulse repetition period T pri2 in the combined band mode is set. There was a problem of need.

さらに、目標との相対速度計測と合成帯域処理に用いる受信信号が異なるために、相対速度変化の大きい目標に対しては、相対速度補正の精度が劣化するという問題点があった。   Furthermore, since the received signal used for the relative speed measurement with the target and the combined band process are different, there is a problem that the accuracy of the relative speed correction deteriorates for the target having a large relative speed change.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、パルスレーダ装置と目標との間に相対速度が0でない場合に、1回の高分解能相対距離計測結果を得るために必要な信号送信時間間隔を短くすることができ、かつ相対速度変化の大きい目標に対しても相対速度補正の精度を高くすることができるパルスレーダ装置を得るものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to obtain a single high-resolution relative distance measurement result when the relative speed is not zero between the pulse radar device and the target. It is possible to obtain a pulse radar device that can shorten the signal transmission time interval necessary for obtaining the signal and can increase the accuracy of relative speed correction even for a target having a large relative speed change.

この発明に係るパルスレーダ装置は、パルス毎に送信周波数が所定の周波数間隔ずつ変化する複数個のパルスを目標方向へ繰り返し送信し、パルス繰り返し周期毎に得られる反射信号を受信してI成分、及びQ成分ビデオ信号を生成するパルスレーダ装置であって、送信パルスに対する受信信号から得られた同じレンジビン番号のI成分ビデオ信号を実部、Q成分ビデオ信号を虚部とした複素ビデオ信号、及び前記複素ビデオ信号の虚部の符号を反転した複素共役ビデオ信号を生成し、前記複素ビデオ信号及び前記複素共役ビデオ信号を最適なシフト量だけシフトさせ乗算を行って相対速度計測用複素信号を生成する複素共役乗算手段と、前記相対速度計測用複素信号の周波数スペクトルを求める周波数スペクトル分析手段と、前記周波数スペクトルより目標との相対速度を求める相対速度計測手段とを設けたものである。   The pulse radar device according to the present invention repeatedly transmits a plurality of pulses whose transmission frequency changes by a predetermined frequency interval for each pulse in a target direction, receives a reflection signal obtained at each pulse repetition period, and receives an I component, And a pulse radar apparatus for generating a Q component video signal, a complex video signal having an I component video signal of the same range bin number obtained from a received signal with respect to a transmission pulse as a real part and a Q component video signal as an imaginary part, and A complex conjugate video signal is generated by inverting the sign of the imaginary part of the complex video signal, and the complex video signal and the complex conjugate video signal are shifted by an optimum shift amount and multiplied to generate a complex signal for relative speed measurement. Complex conjugate multiplying means, frequency spectrum analyzing means for obtaining a frequency spectrum of the complex signal for relative velocity measurement, and the frequency spectrum. Is provided with a relative velocity measurement means for determining the relative velocity of the target from the vector.

この発明に係るパルスレーダ装置は、1回の高分解能相対距離計測結果を得るために必要な信号送信時間間隔が短くすることができ、かつ相対速度変化の大きい目標に対しても相対速度補正の精度を高くすることができるという効果を奏する。   The pulse radar apparatus according to the present invention can shorten the signal transmission time interval necessary for obtaining a single high-resolution relative distance measurement result, and can perform relative speed correction even for a target having a large relative speed change. There is an effect that the accuracy can be increased.

実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係るパルスレーダ装置について図1から図3までを参照しながら説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係るパルスレーダ装置の構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Embodiment 1 FIG.
A pulse radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a diagram showing a configuration of a pulse radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In addition, in each figure, the same code | symbol shows the same or equivalent part.

図1において、この実施の形態1に係るパルスレーダ装置は、タイミング発生器1と、周波数シンセサイザ2と、分配器3a、3bと、基準中間周波数信号発生器4と、周波数変換器5a、5bと、パルス変調器6と、電力増幅器7と、送受切替器8と、アンテナ9とが設けられている。   In FIG. 1, the pulse radar device according to the first embodiment includes a timing generator 1, a frequency synthesizer 2, distributors 3a and 3b, a reference intermediate frequency signal generator 4, and frequency converters 5a and 5b. A pulse modulator 6, a power amplifier 7, a transmission / reception switch 8, and an antenna 9 are provided.

さらに、中間周波数増幅器11と、90度ハイブリッド器12と、位相検波器13a、13bと、A/D変換器14a、14bと、ビデオ信号保存用メモリ15と、シフト複素共役乗算器(複素共役乗算手段)16と、周波数スペクトル分析器(周波数スペクトル分析手段)17と、相対速度計測器(相対速度計測手段)18と、相対速度補正器(相対速度補正手段)19と、合成帯域器(合成帯域手段)20と、包絡線検波器21と、表示器22とが設けられている。   Further, the intermediate frequency amplifier 11, the 90-degree hybrid 12, the phase detectors 13a and 13b, the A / D converters 14a and 14b, the video signal storage memory 15, and the shift complex conjugate multiplier (complex conjugate multiplication). Means) 16, a frequency spectrum analyzer (frequency spectrum analyzing means) 17, a relative speed measuring instrument (relative speed measuring means) 18, a relative speed corrector (relative speed correcting means) 19, and a composite bander (synthetic band). Means) 20, an envelope detector 21 and a display 22 are provided.

つぎに、この実施の形態1に係るパルスレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。   Next, the operation of the pulse radar device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.

タイミング発生器1では、パルス繰り返し周期Tpriの間隔で、周波数切換信号を周波数シンセサイザ2へ、パルス変調信号をパルス変調器6へ、送受切換信号を送受切替器8へ出力する。周波数シンセサイザ2では、タイミング発生器1からの周波数切換信号によって、予め周波数と初期位相を定めたN種類の信号の中の一種類を、最も低い周波数から昇順に、あるいは、最も高い周波数から降順にパルス繰り返し周期Tpri毎に生成し、分配器3aに出力する。 The timing generator 1 outputs a frequency switching signal to the frequency synthesizer 2, a pulse modulation signal to the pulse modulator 6, and a transmission / reception switching signal to the transmission / reception switching device 8 at intervals of the pulse repetition period T pri . In the frequency synthesizer 2, one of the N types of signals whose frequency and initial phase are determined in advance in ascending order from the lowest frequency or in descending order from the highest frequency by the frequency switching signal from the timing generator 1. It generates every pulse repetition period T pri and outputs it to the distributor 3a.

分配器3aでは、周波数シンセサイザ2からの入力信号を2分し、一方を送信信号生成用の周波数変換器5aの局部発振信号として周波数変換器5aに、もう一方を中間周波数信号生成用の周波数変換器5bの局部発振信号として、周波数変換器5bに出力する。周波数変換器5aでは、分配器3aからの局部発振信号の周波数と、基準中間周波数信号発生器4で生成した基準中間周波数信号の周波数との和の周波数の送信キャリア信号を生成し、パルス変調器6に出力する。パルス変調器6では、周波数変換器5aからの入力信号に対して、タイミング発生器1からのパルス変調信号によって、パルス繰り返し周期Tpri毎に、予め定めたパルス幅Tのパルス変調を行う。 In the distributor 3a, the input signal from the frequency synthesizer 2 is divided into two, one is used as a local oscillation signal of the frequency converter 5a for transmission signal generation, and the other is converted to the frequency converter 5a, and the other is converted to frequency conversion for intermediate frequency signal generation. It outputs to the frequency converter 5b as a local oscillation signal of the converter 5b. The frequency converter 5a generates a transmission carrier signal having a frequency that is the sum of the frequency of the local oscillation signal from the distributor 3a and the frequency of the reference intermediate frequency signal generated by the reference intermediate frequency signal generator 4, and a pulse modulator. 6 is output. The pulse modulator 6 performs pulse modulation with a predetermined pulse width T p for each pulse repetition period T pri on the input signal from the frequency converter 5 a by the pulse modulation signal from the timing generator 1.

パルス変調器6の出力信号は、電力増幅器7に入力され、電力の増幅が行われ、送受切替器8に出力される。送受切替器8では、タイミング発生器1からの送受切換信号によって、パルス繰り返し周期Tpri毎に、予め定めた時間間隔の電力増幅器7からの入力信号をアンテナ9に出力する。アンテナ9では、送受切替器8からの入力信号を、送信信号として空間へ放射する。 The output signal of the pulse modulator 6 is input to the power amplifier 7, the power is amplified, and is output to the transmission / reception switch 8. The transmission / reception switch 8 outputs an input signal from the power amplifier 7 at a predetermined time interval to the antenna 9 for each pulse repetition period T pri by the transmission / reception switching signal from the timing generator 1. The antenna 9 radiates the input signal from the transmission / reception switch 8 to space as a transmission signal.

送信信号は目標10、および背景に反射し、反射信号となってアンテナ9で受信され、送受切替器8に出力される。送受切替器8では、タイミング発生器1からの送受切換信号によって、パルス繰り返し周期Tpri毎に、予め定めた時間間隔のアンテナ9からの入力信号を周波数変換器5bに出力する。 The transmission signal is reflected on the target 10 and the background, is received by the antenna 9 as a reflected signal, and is output to the transmission / reception switch 8. The transmission / reception switch 8 outputs an input signal from the antenna 9 at a predetermined time interval to the frequency converter 5b for each pulse repetition period T pri by the transmission / reception switching signal from the timing generator 1.

また、周波数変換器5bには、分配器3aから局部発振信号も入力される。周波数変換器5bでは、受信信号の周波数と局部発振信号の差の周波数の中間周波数信号を生成し、中間周波数増幅器11へ出力する。中間周波数増幅器11では、中間周波数信号の電力の増幅を行い、その結果を分配器3bに出力する。分配器3bでは、中間周波数増幅器11から入力信号を2分し、それぞれを位相検波器13a、13bに出力する。   Further, a local oscillation signal is also input from the distributor 3a to the frequency converter 5b. In the frequency converter 5 b, an intermediate frequency signal having a difference between the frequency of the received signal and the local oscillation signal is generated and output to the intermediate frequency amplifier 11. The intermediate frequency amplifier 11 amplifies the power of the intermediate frequency signal and outputs the result to the distributor 3b. The distributor 3b divides the input signal from the intermediate frequency amplifier 11 into two and outputs them to the phase detectors 13a and 13b.

一方、基準中間周波数信号発生器4で発生した基準中間周波数信号は、90度ハイブリッド器12で90度の位相差を持った2つの信号に分離され、位相検波器13a、13bに出力される。位相検波器13a、13bでは、分配器3bからの入力信号と90度ハイブリッド器12からの入力信号から、中間周波数信号の周波数と基準中間周波数信号の周波数の差の周波数を持ち、互いに90度の位相差を持つI成分、Q成分のビデオ信号を生成する。生成されたI、Qビデオ信号は、サンプリング周波数が1/TのA/D変換器14a、14bに入力され、パルス幅Tと同じ間隔のレンジビン毎のディジタルI、Qビデオ信号に変換され、ビデオ信号保存用メモリ15に出力される。 On the other hand, the reference intermediate frequency signal generated by the reference intermediate frequency signal generator 4 is separated into two signals having a phase difference of 90 degrees by the 90 degree hybrid unit 12, and is output to the phase detectors 13a and 13b. The phase detectors 13a and 13b have a frequency that is the difference between the frequency of the intermediate frequency signal and the reference intermediate frequency signal from the input signal from the distributor 3b and the input signal from the 90-degree hybrid 12, and are 90 degrees from each other. A video signal of I component and Q component having a phase difference is generated. The generated I and Q video signals are input to A / D converters 14a and 14b having a sampling frequency of 1 / T p and converted into digital I and Q video signals for each range bin having the same interval as the pulse width T p. And output to the video signal storage memory 15.

ビデオ信号保存用メモリ15では、パルス繰り返し周期TpriのN倍の時間間隔の全てのレンジビン番号のディジタルI、Qビデオ信号を保存する。 The video signal storage memory 15 stores the digital I and Q video signals of all the range bin numbers in a time interval N times the pulse repetition period T pri .

シフト複素共役乗算器16では、ビデオ信号保存用メモリ15からN個の周波数の異なる送信パルスに対する受信信号から得られた同じレンジビン番号のディジタルI、Qビデオ信号をとりだし、ディジタルIビデオ信号を実部、ディジタルQビデオ信号を虚部とした、複素ディジタルビデオ信号と、生成した複素ディジタルビデオ信号の虚部の符号を反転した、複素共役ディジタルビデオ信号を生成し、複素ディジタルビデオ信号と複素共役ディジタルビデオ信号を1以上、N未満の値を持つ整数量αだけシフトさせて乗算を行い、N−α組の相対速度計測用ディジタルI、Q信号を生成する。生成したN−α組の相対速度計測用複素ディジタル信号を周波数スペクトル分析器17に出力する。   The shift complex conjugate multiplier 16 takes out digital I and Q video signals of the same range bin number obtained from the received signals corresponding to N transmission pulses having different frequencies from the video signal storage memory 15, and converts the digital I video signal into a real part. A complex digital video signal in which the digital Q video signal is an imaginary part and a complex conjugate digital video signal in which the sign of the imaginary part of the generated complex digital video signal is inverted is generated, and the complex digital video signal and the complex conjugate digital video are generated. The signal is shifted by an integer amount α having a value of 1 or more and less than N, and multiplication is performed to generate N-α sets of digital I and Q signals for relative speed measurement. The generated N-α sets of complex digital signals for measuring relative velocity are output to the frequency spectrum analyzer 17.

図2にαを1とした時のシフト複素共役乗算器16での処理内容を示す。図2において、V′(n)(n=0,1,…,N−1)は、複素ディジタルビデオ信号を、V′(n)(n=0,1,…,N−1)は、複素共役ディジタルビデオ信号を、X(n′)(n′=0,1,…,N−2)は、相対速度計測用複素ディジタル信号を示す。 FIG. 2 shows the processing contents in the shift complex conjugate multiplier 16 when α is 1. In FIG. 2, V ′ (n) (n = 0, 1,..., N−1) is a complex digital video signal, and V ′ * (n) (n = 0, 1,..., N−1) is , X (n ′) (n ′ = 0, 1,..., N−2) represents a complex digital signal for relative speed measurement.

式12で示したパルスレーダ装置と目標との相対速度がvの場合の複素ディジタルビデオ信号V′(n)に対して図2に示す処理を行った場合、その出力信号である相対速度計測用複素ディジタル信号X(n′)は式26で表される。   When the processing shown in FIG. 2 is performed on the complex digital video signal V ′ (n) when the relative velocity between the pulse radar device and the target shown in Equation 12 is v, the output signal is a relative velocity measurement signal. The complex digital signal X (n ′) is expressed by Equation 26.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

ただし、*は複素共役を示す。また、相対速度計測用複素ディジタル信号X(n′)の数N′はαだけシフトさせたため、次式となる。   However, * shows a complex conjugate. Further, since the number N ′ of the complex digital signal X (n ′) for relative speed measurement is shifted by α, the following equation is obtained.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

式26で表される相対速度計測用ビデオ信号X(n′)に対して、周波数スペクトル分析を行った場合、第1項exp(-j2πf0(2v/c)αTpri)、第2項exp(-j2παΔf(-2R0/c))、第3項exp(-j2πα2Δf(2v/c)Tpri)は、それぞれ、変数n′には関係のない項なので、これらは初期位相としか影響しない。一方、第4項exp(-j2π2αΔf(2v/c)n'Tpri)は、送信キャリア周波数が2αΔfの信号に対するドップラ周波数を表す。 When the frequency spectrum analysis is performed on the video signal X (n ′) for relative velocity measurement represented by Expression 26, the first term exp (−j2πf 0 (2v / c) αT pri ) and the second term exp (-j2παΔf (-2R 0 / c)) and the third term exp (-j2πα 2 Δf (2v / c) T pri ) are terms that are not related to the variable n ′. It does not affect. On the other hand, the fourth term exp (−j2π2αΔf (2v / c) n′T pri ) represents a Doppler frequency for a signal having a transmission carrier frequency of 2αΔf.

周波数スペクトル分析方法として逆フーリエ変換を用いた場合、式26で表される相対速度計測用ビデオ信号X(n′)に対してN′点で逆フーリエ変換した信号、すなわち相対速度計測用複素ディジタル信号の周波数スペクトルP(k′)は式28で表される。 When inverse Fourier transform is used as the frequency spectrum analysis method, a signal obtained by inverse Fourier transform at the N ′ point with respect to the video signal X (n ′) for relative velocity measurement represented by Equation 26, that is, a complex digital for relative velocity measurement. The frequency spectrum P X (k ′) of the signal is expressed by Equation 28.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

周波数スペクトル分析器17では、上述のように、逆フーリエ変換を用いて、シフト複素共役乗算器16からの相対速度計測用複素ディジタル信号の周波数スペクトルを求め、その結果を相対速度計測器18に出力する。   In the frequency spectrum analyzer 17, the frequency spectrum of the complex digital signal for relative speed measurement from the shift complex conjugate multiplier 16 is obtained using the inverse Fourier transform as described above, and the result is output to the relative speed meter 18. To do.

式28より、式29が成り立つ時にP(k′)の絶対値として求められる振幅値(強度)がピーク値となることがわかる。 From Equation 28, it can be seen that the amplitude value (intensity) obtained as the absolute value of P X (k ′) becomes the peak value when Equation 29 holds.

Figure 0005160022
Figure 0005160022

(k′)の振幅値が最大値をとるk′の値をkp4とすると、kp4を求めることにより、式30よりによりパルスレーダ装置と目標との相対速度vを求めることができる。 If the value of k ′ at which the amplitude value of P X (k ′) takes the maximum value is k p4 , the relative velocity v between the pulse radar device and the target can be obtained from Equation 30 by obtaining k p4. .

Figure 0005160022
Figure 0005160022

相対速度計測器18では、上述のように、周波数スペクトル分析器17からの相対速度計測用複素ディジタル信号の周波数スペクトルの振幅値のピーク信号を検出することにより目標との相対速度を求め、その結果を相対速度補正器19に出力する。   In the relative velocity measuring instrument 18, as described above, the relative velocity with respect to the target is obtained by detecting the peak signal of the amplitude value of the frequency spectrum of the complex digital signal for measuring the relative velocity from the frequency spectrum analyzer 17, and the result thereof. Is output to the relative speed corrector 19.

相対速度補正器19では、相対速度計測器18で求めた目標との相対速度をvcalとして、式16で表される相対速度補正量Z(n)を求め、目標との相対速度計測のためにシフト複素共役乗算器16で用いた同じN組の周波数の異なる送信パルスに対する受信信号から得られた同じレンジビン番号のディジタルI、Qビデオ信号をビデオ信号保存用メモリ15から取り出し、ディジタルIビデオ信号を実部、ディジタルQビデオ信号を虚部とした複素ディジタルビデオ信号に対して、式17で示す相対速度の補正を行い、相対速度補正後複素ディジタルビデオ信号を求め、求めた相対速度補正後複素ディジタルビデオ信号を合成帯域器20に出力する。 The relative speed corrector 19 obtains the relative speed correction amount Z (n) expressed by Expression 16 using the relative speed with the target obtained by the relative speed measuring instrument 18 as v cal , and measures the relative speed with the target. The digital I and Q video signals having the same range bin number obtained from the received signals for the same N sets of different transmission pulses used in the shift complex conjugate multiplier 16 are extracted from the video signal storage memory 15 and the digital I video signal is obtained. For the complex digital video signal having the real part and the digital Q video signal as the imaginary part, the relative speed correction shown in Expression 17 is performed to obtain the complex digital video signal after the relative speed correction, The digital video signal is output to the synthesis bander 20.

合成帯域器20では、相対速度補正器19から入力された相対速度補正後複素ディジタルビデオ信号を逆フーリエ変換することによって、帯域の合成を行い、パルス幅T以下の距離分解能ΔRを持つ複素信号を生成し、その結果を包絡線検波器21に出力する。包絡線検波器21では、合成帯域器20から入力されるすべて複素信号の振幅値を求め、合成帯域処理による高距離分解能相対距離計測結果として、表示器22に出力する。表示器22では、包絡線検波器21からの入力信号を表示する。 In the combining zone 20, by inverse Fourier transform of the relative velocity corrected complex digital video signal inputted from the relative velocity corrector 19 performs synthesis of band complex signal having a pulse width T p following distance resolution ΔR And outputs the result to the envelope detector 21. The envelope detector 21 obtains the amplitude values of all complex signals input from the synthesis bander 20 and outputs them to the display unit 22 as a result of high distance resolution relative distance measurement by synthesis band processing. The display 22 displays the input signal from the envelope detector 21.

図3は、この実施の形態1に係るパルスレーダ装置において、目標とレーダ装置間に相対速度がある場合に、合成帯域処理によって、高分解能相対距離を得る場合の目標との相対速度と高分解能相対距離計測結果が得られるタイミングを示す。また、あわせてその時の送信パルスSt、受信パルスSrを示す。   FIG. 3 shows the relative speed and the high resolution with respect to the target when a high resolution relative distance is obtained by the synthesis band processing when there is a relative speed between the target and the radar apparatus in the pulse radar device according to the first embodiment. The timing at which the relative distance measurement result is obtained is shown. In addition, a transmission pulse St and a reception pulse Sr at that time are also shown.

図3に示すように、この実施の形態1に係るパルスレーダ装置では、パルス毎に送信周波数がfからfN−1まで周波数間隔Δfずつ変化するN個のパルスを繰り返し送信する。 As shown in FIG. 3, the pulse radar device according to the first embodiment repeatedly transmits N pulses whose transmission frequency changes by a frequency interval Δf from f 0 to f N−1 for each pulse.

相対速度計測処理には、パルス繰り返し周期Tpriの時間毎に得られる合成帯域モードの周波数f、f、・・・、fNー1のN個の送信パルスに対する同じレンジビン番号、図3の例ではレンジビン番号3の受信信号を用いる。また、合成帯域処理には、目標との相対速度計測に用いた同じ受信信号に対して、相対速度計測処理において求めた目標との相対速度を用いて相対速度補正を行った後に合成帯域処理を行う。 In the relative velocity measurement process, the same range bin number for N transmission pulses of the frequencies f 0 , f 1 ,..., F N−1 in the composite band mode obtained every time of the pulse repetition period T pri , FIG. In the example, the received signal of range bin number 3 is used. Also, in the synthesis band process, the same received signal used for the relative speed measurement with the target is subjected to the relative speed correction using the relative speed with the target obtained in the relative speed measurement process, and then the synthesis band process is performed. Do.

すなわち、この実施の形態1に係るパルスレーダ装置は、パルス毎に送信周波数がfからfN−1まで周波数間隔Δfずつ変化するN(2以上の整数)個のパルスを目標方向へ繰り返し送信するパルスレーダ装置であって、パルス繰り返し周期毎に得られるfからfN−1の送信パルスに対する同じレンジビン番号の複素ビデオ信号とその複素共役信号を1以上、N未満の値を持つ整数値αだけシフトさせて乗算行うシフト複素共役乗算器16と、複素共役乗算によって得られた信号の周波数スペクトルを求める周波数スペクトル分析器17と、求めた周波数スペクトルより、目標との相対速度を求める相対速度計測器18と、求めた目標との相対速度を用いて、目標との相対速度計測に用いた同じビデオ信号に対して相対速度補正を行う相対速度補正器19と、相対速度補正を施されたビデオ信号に対して合成帯域処理を行う合成帯域器20等を備えたものである。 In other words, the pulse radar device according to the first embodiment repeatedly transmits N (an integer greater than or equal to 2) pulses having a transmission frequency of f 0 to f N−1 by a frequency interval Δf for each pulse in the target direction. An integer value having a value of 1 or more and less than N for a complex video signal having the same range bin number and its complex conjugate signal for f 0 to f N−1 transmission pulses obtained at each pulse repetition period. Shift complex conjugate multiplier 16 that performs multiplication by shifting by α, frequency spectrum analyzer 17 that obtains the frequency spectrum of the signal obtained by complex conjugate multiplication, and relative velocity that obtains the relative velocity with respect to the target from the obtained frequency spectrum. Using the relative speed between the measuring instrument 18 and the obtained target, the relative speed correction is performed on the same video signal used for the relative speed measurement with the target. And the Hare relative velocity corrector 19, those having a composite band 20 or the like for combining band processing to the video signal subjected to the relative velocity correction.

従って、目標との相対速度を求めるために従来のパルスレーダ装置で示した相対速度計測モードを設けなくても、パルス繰り返し周期TpriのN倍の時間間隔毎に目標との相対速度を求めることができ、求めた目標との相対速度を用いて目標との相対速度計測に用いた同じ受信信号に対して相対速度補正を行った後に合成帯域処理を行うことによって、パルス繰り返し周期TpriのN倍の信号送信時間で1回の高分解能相対距離計測結果を得ることができる。 Therefore, the relative speed with respect to the target can be obtained every time interval N times the pulse repetition period T pri without providing the relative speed measurement mode shown in the conventional pulse radar device for obtaining the relative speed with the target. By performing the relative band correction on the same received signal used for the relative speed measurement with the target using the relative speed with the obtained target, and performing the composite band process, N of the pulse repetition period T pri One high-resolution relative distance measurement result can be obtained with double signal transmission time.

実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係るパルスレーダ装置について図4を参照しながら説明する。図4は、この発明の実施の形態2に係るパルスレーダ装置の構成を示す図である。
Embodiment 2. FIG.
A pulse radar apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the pulse radar apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.

図4において、この実施の形態2に係るパルスレーダ装置は、複数シフト複素共役乗算器(複素共役乗算手段)23と、複数周波数スペクトル分析器(周波数スペクトル分析手段)24と、複数相対速度計測器(相対速度計測手段)25と、相対速度平均器(相対速度平均手段)26とが設けられている。その他は、上記実施の形態1と同様である。   4, the pulse radar apparatus according to the second embodiment includes a multiple shift complex conjugate multiplier (complex conjugate multiplication means) 23, a multiple frequency spectrum analyzer (frequency spectrum analysis means) 24, and a plurality of relative velocity measuring instruments. A (relative speed measuring means) 25 and a relative speed averager (relative speed average means) 26 are provided. Others are the same as those in the first embodiment.

つぎに、この実施の形態2に係るパルスレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。   Next, the operation of the pulse radar device according to the second embodiment will be described with reference to the drawings.

図4において、ビデオ信号保存用メモリ15までは、上記実施の形態1と同様の動作である。   In FIG. 4, the operations up to the video signal storage memory 15 are the same as those in the first embodiment.

複数シフト複素共役乗算器23では、ビデオ信号保存用メモリ15からN個の周波数の異なる送信パルスに対する受信信号から得られた同じレンジビン番号のディジタルI、Qビデオ信号をとりだし、ディジタルIビデオ信号を実部、ディジタルQビデオ信号を虚部とした、複素ディジタルビデオ信号と、生成した複素ディジタルビデオ信号の虚部の符号を反転した、複素共役ディジタルビデオ信号を生成し、複素ディジタルビデオ信号と複素共役ディジタルビデオ信号を1以上、N未満の値を持つ複数の異なる値の整数量αだけシフトさせて乗算を行い、複数のN−α組の相対速度計測用ディジタルI、Q信号を生成する。生成した複数のN−α組の相対速度計測用複素ディジタル信号を複数周波数スペクトル分析器24に出力する。   The multi-shift complex conjugate multiplier 23 extracts the digital I and Q video signals having the same range bin number obtained from the received signals for the N transmission pulses having different frequencies from the video signal storage memory 15 and executes the digital I video signals. A complex digital video signal in which the digital Q video signal is an imaginary part and a complex conjugate digital video signal in which the sign of the imaginary part of the generated complex digital video signal is inverted is generated, and the complex digital video signal and the complex conjugate digital are generated. The video signal is shifted by a plurality of different integer values α having a value of 1 or more and less than N, and multiplication is performed to generate a plurality of N-α sets of digital I and Q signals for relative speed measurement. The generated plurality of N-α sets of complex digital signals for measuring relative velocity are output to the multi-frequency spectrum analyzer 24.

複数周波数スペクトル分析器24では、複数シフト複素共役乗算器23からの複数のN−α組の相対速度計測用複素ディジタル信号をそれぞれ逆フーリエ変換することによって複数の相対速度計測用複素ディジタル信号の周波数スペクトルを求め、その結果を複数相対速度計測器25に出力する。   In the multiple frequency spectrum analyzer 24, the frequency of the plurality of relative velocity measurement complex digital signals is obtained by performing inverse Fourier transform on each of the plurality of N−α sets of complex velocity measurement complex digital signals from the multiple shift complex conjugate multiplier 23. The spectrum is obtained and the result is output to the multiple relative velocity measuring device 25.

複数相対速度計測器25では、複数の相対速度計測用複素ディジタル信号の周波数スペクトルそれぞれの振幅値のピーク信号を検出することにより目標との複数の相対速度を求め、その結果を相対速度平均器26に出力する。相対速度平均器26では、複数相対速度計測器25より入力された目標との複数の相対速度の平均を求めその結果を相対速度補正器19に出力する。   The plurality of relative velocity measuring devices 25 obtains a plurality of relative velocities with respect to the target by detecting the peak signals of the amplitude values of the frequency spectra of the plurality of complex digital signals for measuring the relative velocity, and the results are used as the relative velocity averager 26. Output to. In the relative speed averager 26, the average of a plurality of relative speeds with the target input from the plurality of relative speed measuring devices 25 is obtained and the result is output to the relative speed corrector 19.

相対速度補正器19以降の動作は、上記実施の形態1と同様である。   The operations after the relative speed corrector 19 are the same as those in the first embodiment.

すなわち、この実施の形態2に係るパルスレーダ装置は、パルス毎に送信周波数がfからfN−1まで周波数間隔Δfずつ変化するN(2以上の整数)個のパルスを目標方向へ繰り返し送信するパルスレーダ装置であって、パルス繰り返し周期毎に得られるfからfN−1の送信パルスに対する同じレンジビン番号の複素ビデオ信号とその複素共役信号を複数の異なる1以上、N未満の値を持つ整数値αだけシフトさせて乗算行う複数シフト複素共役乗算器23と、複数のN−α組の複素共役乗算によって得られた信号の各周波数スペクトルを求める複数周波数スペクトル分析器24と、求めた複数の周波数スペクトルより、目標との複数の相対速度を求める複数相対速度計測器25と、求めた目標との複数の相対速度を平均する相対速度平均器26と、求めた目標との平均相対速度を用いて、目標との相対速度計測に用いた同じビデオ信号に対して相対速度補正を行う相対速度補正器19と、相対速度補正を施されたビデオ信号に対して合成帯域処理を行う合成帯域器20等を備えたものである。 That is, the pulse radar device according to the second embodiment repeatedly transmits N (integer greater than or equal to 2) pulses whose transmission frequency changes by a frequency interval Δf from f 0 to f N−1 for each pulse in the target direction. A pulse radar apparatus that performs a complex video signal having the same range bin number and a complex conjugate signal with respect to a transmission pulse of f 0 to f N−1 obtained at each pulse repetition period with a plurality of different values of 1 or more and less than N. A multi-shift complex conjugate multiplier 23 that performs multiplication by shifting the integer value α; a multi-frequency spectrum analyzer 24 that obtains each frequency spectrum of a signal obtained by complex conjugate multiplication of a plurality of N-α sets; A plurality of relative speed measuring devices 25 for obtaining a plurality of relative speeds with a target from a plurality of frequency spectra, and a relative speed for averaging the plurality of relative speeds with the obtained target. A relative speed corrector 19 that performs relative speed correction on the same video signal used for measuring the relative speed with respect to the target using the average relative speed between the degree averager 26 and the obtained target, and relative speed correction are performed. And a synthesis bander 20 for performing synthesis band processing on the video signal.

従って、目標との相対速度を求めるために従来のパルスレーダ装置で示した相対速度計測モードを設けなくても、パルス繰り返し周期TpriのN倍の時間間隔毎に目標との相対速度を求めることができ、求めた目標との相対速度を用いて目標との相対速度計測に用いた同じ受信信号に対して相対速度補正を行った後に合成帯域処理を行うことによって、パルス繰り返し周期TpriのN倍の信号送信時間で1回の高分解能相対距離計測結果を得ることができ、さらに、計測精度の良い目標との相対速度計測が可能となる。 Therefore, the relative speed with respect to the target can be obtained every time interval N times the pulse repetition period T pri without providing the relative speed measurement mode shown in the conventional pulse radar device for obtaining the relative speed with the target. By performing the relative band correction on the same received signal used for the relative speed measurement with the target using the relative speed with the obtained target, and performing the composite band process, N of the pulse repetition period T pri A single high-resolution relative distance measurement result can be obtained in double signal transmission time, and relative speed measurement with a target with high measurement accuracy can be performed.

実施の形態3.
この発明の実施の形態3に係るパルスレーダ装置について図5を参照しながら説明する。図5は、この発明の実施の形態3に係るパルスレーダ装置の構成を示す図である。
Embodiment 3 FIG.
A pulse radar apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the pulse radar apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.

図5において、この実施の形態3に係るパルスレーダ装置は、周波数スペクトル加算器(周波数スペクトル加算手段)27が設けられている。その他は、上記実施の形態1あるいは2と同様である。   In FIG. 5, the pulse radar device according to the third embodiment is provided with a frequency spectrum adder (frequency spectrum adding means) 27. Others are the same as in the first or second embodiment.

つぎに、この実施の形態3に係るパルスレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。   Next, the operation of the pulse radar device according to the third embodiment will be described with reference to the drawings.

図5において、複数周波数スペクトル分析器24までは、上記実施の形態2と同様の動作である。   In FIG. 5, the operations up to the multiple frequency spectrum analyzer 24 are the same as those in the second embodiment.

周波数スペクトル加算器27では、複数周波数スペクトル分析器24からの複数の相対速度計測用複素ディジタル信号の周波数スペクトルを同じ周波数ビン毎に加算しその結果を相対速度計測器18に出力する。   The frequency spectrum adder 27 adds the frequency spectra of the plurality of relative velocity measurement complex digital signals from the plurality of frequency spectrum analyzers 24 for the same frequency bin, and outputs the result to the relative velocity measurement device 18.

相対速度計測器18以降の動作は、上記実施の形態1と同様である。   The operations after the relative velocity measuring instrument 18 are the same as those in the first embodiment.

すなわち、この実施の形態3に係るパルスレーダ装置は、パルス毎に送信周波数がfからfN−1まで周波数間隔Δfずつ変化するN(2以上の整数)個のパルスを目標方向へ繰り返し送信するパルスレーダ装置であって、パルス繰り返し周期毎に得られるfからfN−1の送信パルスに対する同じレンジビン番号の複素ビデオ信号とその複素共役信号を複数の異なる1以上、N未満の値を持つ整数値αだけシフトさせて乗算行う複数シフト複素共役乗算器23と、複数のN−α組の複素共役乗算によって得られた信号の各周波数スペクトルを求める複数周波数スペクトル分析器24と、求めた複数の周波数スペクトルを同じ周波数ビン毎に加算する周波数スペクトル加算器27と、求めた複数の周波数スペクトルを周波数ビン毎に加算した周波数スペクトルより、目標との相対速度を求める相対速度計測器18と、求めた目標との相対速度を用いて、目標との相対速度計測に用いた同じビデオ信号に対して相対速度補正を行う相対速度補正器19と、相対速度補正を施されたビデオ信号に対して合成帯域処理を行う合成帯域器20等を備えたものである。 That is, the pulse radar device according to the third embodiment repeatedly transmits N (an integer of 2 or more) pulses whose transmission frequency changes by a frequency interval Δf from f 0 to f N−1 for each pulse in the target direction. A pulse radar apparatus that performs a complex video signal having the same range bin number and a complex conjugate signal with respect to a transmission pulse of f 0 to f N−1 obtained at each pulse repetition period with a plurality of different values of 1 or more and less than N. A multi-shift complex conjugate multiplier 23 that performs multiplication by shifting the integer value α; a multi-frequency spectrum analyzer 24 that obtains each frequency spectrum of a signal obtained by complex conjugate multiplication of a plurality of N-α sets; A frequency spectrum adder 27 that adds a plurality of frequency spectra for each frequency bin, and adds the obtained frequency spectra for each frequency bin. Based on the obtained frequency spectrum, the relative velocity measuring device 18 for obtaining the relative velocity with respect to the target and the relative velocity with respect to the obtained target are used to perform relative velocity correction on the same video signal used for measuring the relative velocity with respect to the target. A relative speed corrector 19 and a composite bander 20 for performing a composite band process on the video signal subjected to the relative speed correction are provided.

従って、目標との相対速度を求めるために従来のパルスレーダ装置で示した相対速度計測モードを設けなくても、パルス繰り返し周期TpriのN倍の時間間隔毎に目標との相対速度を求めることができ、求めた目標との相対速度を用いて目標との相対速度計測に用いた同じ受信信号に対して相対速度補正を行った後に合成帯域処理を行うことによって、パルス繰り返し周期TpriのN倍の信号送信時間で1回の高分解能相対距離計測結果を得ることができ、さらに、目標との相対速度計測時の目標反射信号対雑音電力比を等価的に高めることが可能となる。なお、上記実施の形態1に適用した場合について説明したが、上記実施の形態2にも適用することができる。すなわち、図4において、複数周波数スペクトル分析器24の後段に周波数スペクトル加算器27を設ける。 Therefore, the relative speed with respect to the target can be obtained every time interval N times the pulse repetition period T pri without providing the relative speed measurement mode shown in the conventional pulse radar device for obtaining the relative speed with the target. By performing the relative band correction on the same received signal used for the relative speed measurement with the target using the relative speed with the obtained target, and performing the composite band process, N of the pulse repetition period T pri A single high-resolution relative distance measurement result can be obtained in double signal transmission time, and the target reflected signal-to-noise power ratio at the time of measuring the relative speed with the target can be increased equivalently. In addition, although the case where it applied to the said Embodiment 1 was demonstrated, it is applicable also to the said Embodiment 2. FIG. That is, in FIG. 4, a frequency spectrum adder 27 is provided after the multiple frequency spectrum analyzer 24.

実施の形態4.
この発明の実施の形態4に係るパルスレーダ装置について図6を参照しながら説明する。図6は、この発明の実施の形態4に係るパルスレーダ装置の構成を示す図である。
Embodiment 4 FIG.
A pulse radar apparatus according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the pulse radar apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.

図6において、この実施の形態4に係るパルスレーダ装置は、最適シフト量選択器(最適シフト量選択手段)28が設けられている。その他は、上記実施の形態1と同様である。   In FIG. 6, the pulse radar device according to the fourth embodiment is provided with an optimum shift amount selector (optimum shift amount selection means) 28. Others are the same as those in the first embodiment.

つぎに、この実施の形態4に係るパルスレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。   Next, the operation of the pulse radar device according to the fourth embodiment will be described with reference to the drawings.

図6において、ビデオ信号保存用メモリ15までは、上記実施の形態1と同様の動作である。   In FIG. 6, the operations up to the video signal storage memory 15 are the same as those in the first embodiment.

シフト複素共役乗算器16では、ビデオ信号保存用メモリ15からN個の周波数の異なる送信パルスに対する受信信号から得られた同じレンジビン番号のディジタルI、Qビデオ信号をとりだし、ディジタルIビデオ信号を実部、ディジタルQビデオ信号を虚部とした、複素ディジタルビデオ信号と、生成した複素ディジタルビデオ信号の虚部の符号を反転した、複素共役ディジタルビデオ信号を生成し、複素ディジタルビデオ信号と複素共役ディジタルビデオ信号を1以上、N未満の値を持つ整数量αだけシフトさせて乗算を行い、N−α組の相対速度計測用ディジタルI、Q信号を生成する。生成したN−α組の相対速度計測用複素ディジタル信号を周波数スペクトル分析器17に出力する。   The shift complex conjugate multiplier 16 takes out digital I and Q video signals of the same range bin number obtained from the received signals corresponding to N transmission pulses having different frequencies from the video signal storage memory 15, and converts the digital I video signal into a real part. A complex digital video signal in which the digital Q video signal is an imaginary part and a complex conjugate digital video signal in which the sign of the imaginary part of the generated complex digital video signal is inverted is generated, and the complex digital video signal and the complex conjugate digital video are generated. The signal is shifted by an integer amount α having a value of 1 or more and less than N, and multiplication is performed to generate N-α sets of digital I and Q signals for relative speed measurement. The generated N-α sets of complex digital signals for measuring relative velocity are output to the frequency spectrum analyzer 17.

周波数スペクトル分析器17では、逆フーリエ変換を用いて、シフト複素共役乗算器16からの相対速度計測用複素ディジタル信号の周波数スペクトルを求め、その結果を相対速度計測器18に出力する。相対速度計測器18では、周波数スペクトル分析器17からの相対速度計測用複素ディジタル信号の周波数スペクトルの振幅値のピーク信号を検出することにより目標との相対速度を求め、その結果を相対速度補正器19に出力するとともに、最適シフト量選択器28へ出力する。   The frequency spectrum analyzer 17 obtains the frequency spectrum of the complex digital signal for relative velocity measurement from the shift complex conjugate multiplier 16 using inverse Fourier transform, and outputs the result to the relative velocity meter 18. In the relative velocity measuring device 18, the relative velocity with respect to the target is obtained by detecting the peak signal of the amplitude value of the frequency spectrum of the complex digital signal for measuring the relative velocity from the frequency spectrum analyzer 17, and the result is obtained as a relative velocity corrector. 19 and output to the optimum shift amount selector 28.

最適シフト量選択器28では、目標との相対速度が速い場合は少ないシフト量αを選択し、逆に、目標との相対速度が遅い場合は、多いシフト量αを選択し、選択したシフト量αをシフト複素共役乗算器16に出力する。シフト複素共役乗算器16では、最適シフト量選択器28から入力された最新のシフト量αを用いて上述の処理を行い、相対速度計測用複素ディジタル信号を求め、その結果を周波数スペクトル分析器17に出力する。以降この動作を繰り返す。   The optimum shift amount selector 28 selects a small shift amount α when the relative speed with respect to the target is fast, and conversely selects a large shift amount α when the relative speed with respect to the target is slow, and selects the selected shift amount. α is output to the shift complex conjugate multiplier 16. The shift complex conjugate multiplier 16 performs the above-described processing using the latest shift amount α input from the optimum shift amount selector 28, obtains a complex digital signal for relative speed measurement, and obtains the result as a frequency spectrum analyzer 17. Output to. Thereafter, this operation is repeated.

相対速度補正器19以降の動作は、上記実施の形態1と同様である。   The operations after the relative speed corrector 19 are the same as those in the first embodiment.

すなわち、この実施の形態4に係るパルスレーダ装置は、求めた目標との相対速度より最適なシフト量αを求め、その結果をシフト複素共役乗算器16、複数シフト複素共役乗算器23に反映する最適シフト量選択器28等を備えたものである。   That is, the pulse radar device according to the fourth embodiment obtains the optimum shift amount α from the obtained relative speed with respect to the target, and reflects the result to the shift complex conjugate multiplier 16 and the multiple shift complex conjugate multiplier 23. An optimum shift amount selector 28 and the like are provided.

従って、目標との相対速度を求めるために従来のレーダ装置で示した相対速度計測モードを設けなくても、パルス繰り返し周期TpriのN倍の時間間隔毎に目標との相対速度を求めることができ、求めた目標との相対速度を用いて目標との相対速度計測に用いた同じ受信信号に対して相対速度補正を行った後に合成帯域処理を行うことによって、パルス繰り返し周期TpriのN倍の信号送信時間で1回の高分解能相対距離計測結果を得ることができ、さらに、目標の相対速度に応じた効率および精度の良い目標との相対速度計測が可能となる。なお、上記実施の形態1に適用した場合について説明したが、上記実施の形態2や3にも適用することができる。 Therefore, even if the relative speed measurement mode shown in the conventional radar apparatus is not provided in order to obtain the relative speed with respect to the target, the relative speed with respect to the target can be obtained every time interval N times the pulse repetition period T pri. And the composite band processing is performed after performing the relative speed correction on the same received signal used for the relative speed measurement with the target using the obtained relative speed with the target, so that N times the pulse repetition period T pri A high-resolution relative distance measurement result can be obtained in one signal transmission time, and it is possible to measure relative speed with a target with high efficiency and accuracy according to the target relative speed. In addition, although the case where it applied to the said Embodiment 1 was demonstrated, it is applicable also to the said Embodiment 2 and 3.

実施の形態5.
この発明の実施の形態5に係るパルスレーダ装置について図7から図10までを参照しながら説明する。図7は、この発明の実施の形態5に係るパルスレーダ装置の構成を示す図である。
Embodiment 5 FIG.
A pulse radar apparatus according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a pulse radar apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.

図7において、この実施の形態5に係るパルスレーダ装置は、周波数選別器(周波数選別手段)29と、目標相対速度/距離対応器(目標相対速度/距離対応手段)30が設けられている。その他は、上記実施の形態1と同様である。   In FIG. 7, the pulse radar device according to the fifth embodiment is provided with a frequency selector (frequency selector) 29 and a target relative speed / distance correspondence device (target relative speed / distance correspondence means) 30. Others are the same as those in the first embodiment.

つぎに、この実施の形態5に係るパルスレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。   Next, the operation of the pulse radar device according to the fifth embodiment will be described with reference to the drawings.

図8及び図9は、この発明の実施の形態5に係るパルスレーダ装置の周波数選別器の動作を示す図である。また、図10は、この発明の実施の形態5に係るパルスレーダ装置の目標相対速度/距離対応器の動作を示す図である。   8 and 9 are diagrams showing the operation of the frequency selector of the pulse radar device according to Embodiment 5 of the present invention. FIG. 10 is a diagram showing the operation of the target relative speed / distance correspondence device of the pulse radar apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.

図7において、周波数スペクトル分析器17までは、上記実施の形態1と同様の動作である。   In FIG. 7, the operation up to the frequency spectrum analyzer 17 is the same as that in the first embodiment.

周波数選別器29では、周波数スペクトル分析器17からの相対速度計測用複素ディジタル信号の周波数スペクトルの各周波数成分の振幅値(強度)を求め、振幅値が予め定めた閾値よりも大きい場合、あるいは、図8に示すように、振幅値が予め定めた閾値よりも大きく、且つ、その周波数が予め定めた周波数ゲートの範囲内である場合、あるいは、図9に示すように、予め定めた閾値を超える振幅値を持つ連続する周波数の幅が、予め定めた周波数幅よりも小さい場合、あるいは、予め定めた閾値を超える振幅値を持つ連続する周波数の幅が、予め定めた周波数幅よりも小さいく、且つ、それらの周波数が予め定めた周波数ゲートの範囲内である場合に、それらの周波数成分を目標の周波数成分を含む範囲の周波数スペクトルとし、全ての目標の周波数成分を含む範囲の周波数スペクトルを相対速度計測器18に出力する。   In the frequency selector 29, the amplitude value (intensity) of each frequency component of the frequency spectrum of the complex digital signal for relative velocity measurement from the frequency spectrum analyzer 17 is obtained, and when the amplitude value is larger than a predetermined threshold, or As shown in FIG. 8, when the amplitude value is larger than the predetermined threshold and the frequency is within the predetermined frequency gate range, or exceeds the predetermined threshold as shown in FIG. When the width of the continuous frequency having the amplitude value is smaller than the predetermined frequency width, or the width of the continuous frequency having the amplitude value exceeding the predetermined threshold is smaller than the predetermined frequency width, And when those frequencies are within the range of a predetermined frequency gate, those frequency components are set to a frequency spectrum in a range including the target frequency component, and all And it outputs the frequency spectrum in the range including the target frequency components to the relative velocity meter 18.

図8及び図9を用いて、周波数選別器29の動作の例を説明する。図8、図9にそれぞれ、周波数スペクトル分析器17からの相対速度計測用複素ディジタル信号の周波数スペクトルの各周波数成分の振幅値を示す。図8において、予め定めた閾値は0.04、予め定めた周波数ゲートの範囲を0から5000Hzとしている。そのため、閾値を越えた3つの周波数成分FA、FB、FCの中で、FAとFBが、目標の周波数成分を含む範囲の周波数スペクトルとして選択される。   An example of the operation of the frequency selector 29 will be described with reference to FIGS. FIG. 8 and FIG. 9 show the amplitude value of each frequency component of the frequency spectrum of the complex digital signal for relative velocity measurement from the frequency spectrum analyzer 17, respectively. In FIG. 8, the predetermined threshold is 0.04, and the predetermined frequency gate range is 0 to 5000 Hz. Therefore, among the three frequency components FA, FB, and FC exceeding the threshold value, FA and FB are selected as a frequency spectrum in a range including the target frequency component.

また、図9おいて、予め定めた閾値は0.04、予め定めた周波数幅を700Hzとしている。閾値を越えた3つの周波数成分FA、FB、FCの周波数幅WFA、WFB、WFCはそれぞれ564Hz、459Hz、1084Hzであるため、予め定めた周波数幅よりも小さいFAとFBが、目標の周波数成分を含む範囲の周波数スペクトルとして選択される。 In FIG. 9, the predetermined threshold is 0.04, and the predetermined frequency width is 700 Hz. Since the frequency widths W FA , W FB , W FC of the three frequency components FA, FB, FC exceeding the threshold are 564 Hz, 459 Hz, 1084 Hz, respectively, FA and FB smaller than the predetermined frequency width are the target A frequency spectrum including a frequency component is selected as a frequency spectrum.

相対速度計測器18では、周波数選別器29からの各目標の周波数成分を含む範囲の周波数スペクトルのピーク信号を検出することにより各目標との相対速度を求め、その結果を相対速度補正器19に出力する。   In the relative speed measuring device 18, the relative speed with respect to each target is obtained by detecting the peak signal of the frequency spectrum in the range including the frequency components of each target from the frequency selector 29, and the result is sent to the relative speed corrector 19. Output.

相対速度補正器19では、相対速度計測器18で求めた全ての目標との相対速度中のから1つの目標との相対速度を順次選択し、その目標との相対速度をvcalとして、式16で表される相対速度補正量Z(n)を求め、目標との相対速度計測のためにシフト複素共役乗算器16で用いた同じN組の周波数の異なる送信パルスに対する受信信号から得られた同じレンジビン番号のディジタルI、Qビデオ信号をビデオ信号保存用メモリ15から取り出し、ディジタルIビデオ信号を実部、ディジタルQビデオ信号を虚部とした複素ディジタルビデオ信号に対して、式17で示す相対速度の補正を行い、相対速度補正後複素ディジタルビデオ信号を求め、求めた相対速度補正後複素ディジタルビデオ信号を合成帯域器20に出力する。 The relative speed corrector 19 sequentially selects a relative speed with one target from the relative speeds with all the targets obtained by the relative speed measuring device 18, and sets the relative speed with the target as v cal, as shown in Expression 16 And the same obtained from the received signals for the same N sets of different transmission pulses of the frequency used in the shift complex conjugate multiplier 16 for measuring the relative speed with respect to the target. The digital I and Q video signals of the range bin number are taken out from the video signal storage memory 15, and the relative speed shown by the equation 17 is applied to the complex digital video signal having the digital I video signal as a real part and the digital Q video signal as an imaginary part. And the complex digital video signal after the relative speed correction is obtained, and the obtained complex digital video signal after the relative speed correction is outputted to the synthesis bander 20.

合成帯域器20では、相対速度補正器19から入力された相対速度補正後複素ディジタルビデオ信号を逆フーリエ変換することによって、帯域の合成を行い、パルス幅T以下の距離分解能ΔRを得る合成帯域処理を行い、その結果を包絡線検波器21に出力する。
包絡線検波器21では、合成帯域器20から入力されるすべて複素信号の振幅値を求め、合成帯域処理による高距離分解能相対距離計測結果として、目標相対速度/距離対応器30に出力する。
In the combining zone 20, by inverse Fourier transform of the relative velocity corrected complex digital video signal inputted from the relative velocity corrector 19 performs synthesis of band, synthetic band to obtain a pulse width T p following distance resolution ΔR Processing is performed and the result is output to the envelope detector 21.
The envelope detector 21 obtains the amplitude values of all complex signals input from the synthesis bander 20 and outputs them to the target relative speed / distance correspondence unit 30 as a result of high distance resolution relative distance measurement by synthesis band processing.

目標相対速度/距離対応器30では、包絡線検波器21からの合成帯域処理による高距離分解能相対距離計測結果より、各相対距離の振幅値と予め定めた閾値との大きさの比較を行い、振幅値が予め定めた閾値よりも大きい場合、あるいは、図10に示すように、予め定めた閾値を超える振幅値を持つ連続する距離の幅が、予め定めた距離幅よりも小さい場合、あるいは、振幅値が予め定めた閾値よりも大きく、相対速度補正器19で用いた目標との相対速度を相対速度計測器18で求めた時の相対速度計測用複素ディジタル信号の周波数スペクトルの振幅値(強度)、あるいはその換算値に最も近い場合に、その相対距離を相対速度補正器19で用いた相対速度の目標の相対距離とし、包絡線検波器21からの合成帯域処理による高距離分解能相対距離計測結果に、相対速度補正器19で用いた目標との相対速度と、その相対速度の目標の相対距離の情報を付加して、表示器22に出力する。   The target relative speed / distance correspondence device 30 compares the amplitude value of each relative distance with a predetermined threshold value from the high distance resolution relative distance measurement result by the synthetic band processing from the envelope detector 21, When the amplitude value is larger than a predetermined threshold value, or as shown in FIG. 10, when the width of a continuous distance having an amplitude value exceeding the predetermined threshold value is smaller than the predetermined distance width, or The amplitude value (intensity) of the frequency spectrum of the complex digital signal for measuring relative velocity when the amplitude value is larger than a predetermined threshold and the relative velocity measuring unit 18 obtains the relative velocity with the target used by the relative velocity correcting unit 19. ), Or when the relative distance is the closest to the converted value, the relative distance is set as the relative distance of the target of the relative speed used in the relative speed corrector 19, and the high distance by the synthetic band processing from the envelope detector 21. The ability relative distance measurement result, by adding the relative speed of the target used in the relative velocity corrector 19, the information of the relative distance of the target of the relative speed, and outputs to the display unit 22.

図8、図10を用いて、目標相対速度/距離対応器30の動作の例を説明する。図10に、包絡線検波器21からの合成帯域処理による高距離分解能測距結果を示す。図10において、予め定めた閾値は0.02、予め定めた距離幅が3.0mとしている。閾値を越えた2つの距離成分RA、RBの距離幅WRA、WRBは、それぞれ1.7m、3.9mであるため、予め定めた距離幅よりも小さいRAが、相対速度補正器19で用いた相対速度の目標の相対距離として選択される。 An example of the operation of the target relative speed / distance correspondence unit 30 will be described with reference to FIGS. FIG. 10 shows the results of high-range resolution ranging from the envelope detector 21 by the combined band processing. In FIG. 10, the predetermined threshold is 0.02, and the predetermined distance width is 3.0 m. Since the distance widths W RA and W RB of the two distance components RA and RB exceeding the threshold are 1.7 m and 3.9 m, respectively, an RA smaller than the predetermined distance width is detected by the relative speed corrector 19. It is selected as the target relative distance for the relative speed used.

また、例えば、相対速度補正器19で用いた目標との相対速度を相対速度計測器18で求めた時の周波数成分の振幅値が図8のFAであった場合、その振幅値は、0.129であり、図10において、閾値を越えた2つの距離成分RA、RBの中で、振幅値が0.129に最も近いRAが、相対速度補正器19で用いた相対速度の目標の相対距離として選択される。   Also, for example, when the relative velocity with respect to the target used by the relative velocity corrector 19 is obtained by the relative velocity measuring device 18 and the amplitude value of the frequency component is FA in FIG. In FIG. 10, among the two distance components RA and RB exceeding the threshold value in FIG. 10, the RA whose amplitude value is closest to 0.129 is the relative distance of the target relative speed used by the relative speed corrector 19. Selected as.

表示器22では、目標相対速度/距離対応器30からの出力信号を表示する。   The display 22 displays an output signal from the target relative speed / distance correspondence unit 30.

周波数選別器29において、複数の目標の周波数成分を含む範囲の周波数スペクトルが選別された場合は、相対速度計測器18で求めた目標との相対速度の回数だけ、相対速度補正器19から表示器22の動作を繰り返し、全ての目標との相対速度に対して対応する相対距離を求める。   When a frequency spectrum in a range including a plurality of target frequency components is selected by the frequency selector 29, the relative speed corrector 19 displays the frequency spectrum as many times as the relative speed with respect to the target obtained by the relative speed measuring device 18. The operation 22 is repeated, and the relative distances corresponding to the relative velocities with all the targets are obtained.

すなわち、この実施の形態5に係るパルスレーダ装置は、相対速度計測用複素ディジタル信号の周波数スペクトルより目標の周波数成分を含む範囲の周波数スペクトルを選別する周波数選別器29と、目標との相対速度と相対距離の対応を行う目標相対速度/距離対応器30等を備えたものである。   That is, the pulse radar device according to the fifth embodiment includes a frequency selector 29 that selects a frequency spectrum in a range including a target frequency component from the frequency spectrum of the complex digital signal for relative speed measurement, and a relative speed with respect to the target. A target relative speed / distance correspondence device 30 or the like that performs relative distance correspondence is provided.

従って、目標との相対速度を求めるために、従来のパルスレーダ装置で示した相対速度計測モードを設けなくても、パルス繰り返し周期TpriのN倍の時間間隔毎に目標との相対速度を求めることができ、求めた目標との相対速度を用いて目標との相対速度計測に用いた同じ受信信号に対して相対速度補正を行った後に合成帯域処理を行うことによって、パルス繰り返し周期TpriのN倍の信号送信時間で1回の高分解能相対距離計測結果を得ることができ、さらに、目標の数が複数ある場合にも対応することが可能となる。なお、上記実施の形態1に適用した場合について説明したが、上記実施の形態2、3、4にも適用することができる。 Accordingly, in order to obtain the relative speed with respect to the target, the relative speed with respect to the target is obtained every time interval N times the pulse repetition period T pri without providing the relative speed measurement mode shown in the conventional pulse radar device. By performing the relative band correction on the same received signal used for the relative speed measurement with the target using the calculated relative speed with the target, and performing the synthesis band processing, the pulse repetition period T pri A single high-resolution relative distance measurement result can be obtained in N times the signal transmission time, and it is possible to cope with a case where there are a plurality of targets. In addition, although the case where it applied to the said Embodiment 1 was demonstrated, it is applicable also to the said Embodiment 2, 3, 4.

実施の形態6.
この発明の実施の形態6に係るパルスレーダ装置について図11を参照しながら説明する。図11は、この発明の実施の形態6に係るパルスレーダ装置の構成を示す図である。
Embodiment 6 FIG.
A pulse radar apparatus according to Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a pulse radar apparatus according to Embodiment 6 of the present invention.

図11において、この実施の形態6に係るパルスレーダ装置は、レプリカ信号生成器(レプリカ信号生成手段)31と、減算器(減算手段)32と、減算後ビデオ信号保存用メモリ33とが設けられている。その他は、上記実施の形態5と同様である。   In FIG. 11, the pulse radar apparatus according to the sixth embodiment is provided with a replica signal generator (replica signal generation means) 31, a subtracter (subtraction means) 32, and a post-subtraction video signal storage memory 33. ing. Others are the same as those of the fifth embodiment.

つぎに、この実施の形態6に係るパルスレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。   Next, the operation of the pulse radar device according to the sixth embodiment will be described with reference to the drawings.

図11において、目標相対速度/距離対応器30までは、上記実施の形態5と同様の動作である。   In FIG. 11, the operations up to the target relative speed / distance correspondence device 30 are the same as those in the fifth embodiment.

目標相対速度/距離対応器30では、包絡線検波器21からの合成帯域処理による高距離分解能相対距離計測結果に、相対速度補正器19で用いた目標との相対速度と、その相対速度の目標の相対距離の情報を付加して、表示器22に出力するとともに、相対速度補正器19で用いた目標との相対速度の情報、その相対速度の目標の相対距離の情報、及び、その相対距離の包絡線検波器21からの合成帯域処理による高距離分解能相対距離計測結果の振幅値を、相対速度補正器19で用いた相対速度の目標の強度の情報としてレプリカ信号生成器31に出力する。   In the target relative speed / distance correspondence unit 30, the relative speed with respect to the target used in the relative speed corrector 19 and the target of the relative speed are added to the high distance resolution relative distance measurement result by the synthetic band processing from the envelope detector 21. Information on the relative speed of the target, the relative speed with respect to the target used in the relative speed corrector 19, information on the relative distance of the target of the relative speed, and the relative distance. The amplitude value of the high distance resolution relative distance measurement result by the synthetic band processing from the envelope detector 21 is output to the replica signal generator 31 as information on the target intensity of the relative speed used in the relative speed corrector 19.

レプリカ信号生成器31では、目標相対速度/距離対応器30からの、相対速度補正器19で用いた目標との相対速度の情報と、その相対速度の目標の相対距離と強度の情報より、目標反射信号のレプリカ信号を生成し、生成したレプリカ信号を減算器32に出力する。   In the replica signal generator 31, the target relative speed / distance correspondence unit 30 obtains the target based on the information on the relative speed with the target used in the relative speed corrector 19 and the information on the relative distance and strength of the target of the relative speed. A replica signal of the reflected signal is generated, and the generated replica signal is output to the subtractor 32.

減算器32では、ビデオ信号保存用メモリ15より目標との相対速度計測のためにシフト複素共役乗算器16で用いた同じN組の周波数の異なる送信パルスに対する受信信号から得られた同じレンジビン番号のディジタルI、Qビデオ信号を取り出し、取り出したディジタルI、Qビデオ信号から、レプリカ信号生成器31で生成したレプリカ信号を引くことによって、減算後ディジタルI、Qビデオ信号を生成し、その結果を相対速度補正器19に出力するとともに、減算後ビデオ信号保存用メモリ33に出力する。   In the subtracter 32, the same range bin number obtained from the received signals for the same N sets of different transmission pulses used in the shift complex conjugate multiplier 16 for measuring the relative speed with the target from the video signal storage memory 15 is used. The digital I and Q video signals are extracted, and the subtracted digital I and Q video signals are generated by subtracting the replica signal generated by the replica signal generator 31 from the extracted digital I and Q video signals. In addition to being output to the speed corrector 19, it is output to the video signal storage memory 33 after subtraction.

相対速度補正器19では、相対速度計測器18で求めた別の目標との相対速度をvcalとして、式16で表される新たな相対速度補正量Z(n)を求め、減算後ディジタルIビデオ信号を実部、減算後ディジタルQビデオ信号を虚部とした減算後複素ディジタルビデオ信号に対して、式17で示す相対速度の補正を行い、相対速度補正後複素ディジタルビデオ信号を新たに求め、求めた相対速度補正後複素ディジタルビデオ信号を合成帯域器20に出力する。 The relative speed corrector 19 obtains a new relative speed correction amount Z (n) expressed by Expression 16 using the relative speed with another target obtained by the relative speed measuring device 18 as v cal , and the subtracted digital I For the complex digital video signal after subtraction with the real part of the video signal and the digital Q video signal after subtraction as the imaginary part, the relative speed shown in Equation 17 is corrected, and a complex digital video signal after relative speed correction is newly obtained. The obtained complex digital video signal after the relative speed correction is output to the synthesis bander 20.

合成帯域器20から、目標相対速度/距離対応器30までは、上記実施の形態5と同様の動作である。 The operations from the synthesis bander 20 to the target relative speed / distance correspondence unit 30 are the same as those in the fifth embodiment.

レプリカ信号生成器31では、目標相対速度/距離対応器30からの、新たに相対速度補正器19で用いた目標との相対速度の情報と、その相対速度の目標の相対距離と強度の情報より、新たに目標反射信号のレプリカ信号を生成し、生成したレプリカ信号を減算器32に出力する。   In the replica signal generator 31, the information on the relative speed with the target newly used in the relative speed corrector 19 from the target relative speed / distance correspondence unit 30 and the information on the relative distance and intensity of the target of the relative speed are used. Then, a new replica signal of the target reflection signal is generated, and the generated replica signal is output to the subtractor 32.

減算器32では、減算後ビデオ信号保存用メモリ33より、前回の減算後ディジタルI、Qビデオ信号を取り出し、取り出した減算後ディジタルI、Qビデオ信号から、レプリカ信号生成器31で新たに生成したレプリカ信号を引くことによって、新たに減算後ディジタルI、Qビデオ信号を生成し、その結果を相対速度補正器19に出力するとともに、新たに、減算後ビデオ信号保存用メモリ33に出力する。   In the subtracter 32, the digital I and Q video signals after the previous subtraction are taken out from the subtraction video signal storage memory 33, and are newly generated by the replica signal generator 31 from the taken out digital I and Q video signals after the subtraction. By subtracting the replica signal, new digital I and Q video signals after subtraction are generated, and the result is output to the relative speed corrector 19 and newly output to the video signal storage memory 33 after subtraction.

上記の相対速度補正器19から減算後ビデオ信号保存用メモリ33までの動作を、相対速度計測器18で検出された目標との相対速度の数だけ繰り返す。   The operations from the relative speed corrector 19 to the post-subtraction video signal storage memory 33 are repeated by the number of relative speeds with respect to the target detected by the relative speed measuring device 18.

すなわち、この実施の形態6に係るパルスレーダ装置は、目標相対速度/距離対応器30からの、相対速度補正器19で用いた目標との相対速度の情報と、その相対速度の目標の相対距離と強度の情報より、目標反射信号のレプリカ信号を生成するレプリカ信号生成器31と、目標との相対速度計測に用いた同じビデオ信号、あるいは、減算後ビデオ信号保存用メモリ33から取り出した減算後ビデオ信号から目標反射信号のレプリカ信号を引く減算器32と、減算後ビデオ信号を保存する減算後ビデオ信号保存用メモリ33等を備えたものである。   That is, in the pulse radar device according to the sixth embodiment, information on the relative speed with respect to the target used in the relative speed corrector 19 from the target relative speed / distance correspondence unit 30 and the relative distance of the target of the relative speed. From the information on the intensity and the replica signal generator 31 that generates a replica signal of the target reflected signal and the same video signal used for measuring the relative speed with the target, or after subtraction taken out from the video signal storage memory 33 after subtraction A subtracter 32 that subtracts a replica signal of the target reflection signal from the video signal, a post-subtraction video signal storage memory 33 that stores the subtraction video signal, and the like are provided.

従って、目標との相対速度を求めるために、従来のパルスレーダ装置で示した相対速度計測モードを設けなくても、パルス繰り返し周期TpriのN倍の時間間隔毎に目標との相対速度を求めることができ、求めた目標との相対速度を用いて目標との相対速度計測に用いた同じ受信信号に対して相対速度補正を行った後に合成帯域処理を行うことによって、パルス繰り返し周期TpriのN倍の信号送信時間で1回の高分解能相対距離計測結果を得ることができ、さらに、目標の数が複数ある場合にも対応でき、なお且つ、大きな受信信号強度目標のサイドローブに小さな受信信号強度の目標が埋もれてしまうことを回避することができる。 Accordingly, in order to obtain the relative speed with respect to the target, the relative speed with respect to the target is obtained every time interval N times the pulse repetition period T pri without providing the relative speed measurement mode shown in the conventional pulse radar device. By performing the relative band correction on the same received signal used for the relative speed measurement with the target using the calculated relative speed with the target, and performing the synthesis band processing, the pulse repetition period T pri A single high-resolution relative distance measurement result can be obtained with a signal transmission time of N times, and even when there are multiple targets, it is possible to receive a small reception in a side lobe with a large received signal strength target. It can be avoided that the signal strength target is buried.

この発明の実施の形態1に係るパルスレーダ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pulse radar apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係るパルスレーダ装置のシフト複素共役乗算器の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the shift complex conjugate multiplier of the pulse radar apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係るパルスレーダ装置の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the pulse radar apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係るパルスレーダ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pulse radar apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3に係るパルスレーダ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pulse radar apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4に係るパルスレーダ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pulse radar apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態5に係るパルスレーダ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pulse radar apparatus which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態5に係るパルスレーダ装置の周波数選別器の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the frequency selector of the pulse radar apparatus which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態5に係るパルスレーダ装置の周波数選別器の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the frequency selector of the pulse radar apparatus which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態5に係るパルスレーダ装置の目標相対速度/距離対応器の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the target relative speed / distance correspondence device of the pulse radar apparatus which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態6に係るパルスレーダ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pulse radar apparatus concerning Embodiment 6 of this invention. 従来のパルスレーダ装置の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the conventional pulse radar apparatus. 従来のパルスレーダ装置の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the conventional pulse radar apparatus. 従来のパルスレーダ装置の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the conventional pulse radar apparatus. 従来のパルスレーダ装置の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the conventional pulse radar apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 タイミング発生器、2 周波数シンセサイザ、3a、3b 分配器、4 基準中間周波数信号発生器、5a、5b 周波数変換器、6 パルス変調器、7 電力増幅器、8 送受切替器、9 アンテナ、10 目標、11 中間周波数増幅器、12 90度ハイブリッド器、13a、13b 位相検波器、14a、14b A/D変換器、15 ビデオ信号保存用メモリ、16 シフト複素共役乗算器、17 周波数スペクトル分析器、18 相対速度計測器、19 相対速度補正器、20 合成帯域器、21 包絡線検波器、22 表示器、23 複数シフト複素共役乗算器、24 複数周波数スペクトル分析器、25 複数相対速度計測器、26 相対速度平均器、27 周波数スペクトル加算器、28 最適シフト量選択器、29 周波数選別器、30 目標相対速度/距離対応器、31 レプリカ信号生成器、32 減算器、33 減算後ビデオ信号保存用メモリ。   1 timing generator, 2 frequency synthesizer, 3a, 3b distributor, 4 reference intermediate frequency signal generator, 5a, 5b frequency converter, 6 pulse modulator, 7 power amplifier, 8 duplexer, 9 antenna, 10 target, 11 intermediate frequency amplifier, 12 90 degree hybrid, 13a, 13b phase detector, 14a, 14b A / D converter, 15 video signal storage memory, 16 shift complex conjugate multiplier, 17 frequency spectrum analyzer, 18 relative speed Measuring instrument, 19 Relative velocity corrector, 20 Synthetic band detector, 21 Envelope detector, 22 Display, 23 Multiple shift complex conjugate multiplier, 24 Multiple frequency spectrum analyzer, 25 Multiple relative velocity measuring instrument, 26 Relative velocity average 27 frequency spectrum adder 28 optimum shift amount selector 29 frequency selector 30 Target relative speed / distance correspondence unit, 31 replica signal generator, 32 subtractor, 33 memory for storing video signal after subtraction.

Claims (12)

パルス毎に送信周波数が所定の周波数間隔ずつ変化する複数個のパルスを目標方向へ繰り返し送信し、パルス繰り返し周期毎に得られる反射信号を受信してI成分、及びQ成分ビデオ信号を生成するパルスレーダ装置であって、
送信パルスに対する受信信号から得られた同じレンジビン番号のI成分ビデオ信号を実部、Q成分ビデオ信号を虚部とした複素ビデオ信号、及び前記複素ビデオ信号の虚部の符号を反転した複素共役ビデオ信号を生成し、前記複素ビデオ信号及び前記複素共役ビデオ信号を最適なシフト量だけシフトさせ乗算を行って相対速度計測用複素信号を生成する複素共役乗算手段と、
前記相対速度計測用複素信号の周波数スペクトルを求める周波数スペクトル分析手段と、
前記周波数スペクトルより目標との相対速度を求める相対速度計測手段と
を備えたことを特徴とするパルスレーダ装置。
A pulse that repeatedly transmits a plurality of pulses whose transmission frequency changes by a predetermined frequency interval for each pulse in a target direction, receives a reflection signal obtained at each pulse repetition period, and generates an I component and a Q component video signal A radar device,
A complex video signal in which the I component video signal of the same range bin number obtained from the received signal with respect to the transmission pulse is a real part, a Q component video signal is an imaginary part, and a complex conjugate video in which the sign of the imaginary part of the complex video signal is inverted Complex conjugate multiplication means for generating a signal, shifting the complex video signal and the complex conjugate video signal by an optimum shift amount and performing multiplication to generate a complex signal for relative speed measurement;
A frequency spectrum analyzing means for obtaining a frequency spectrum of the complex signal for relative velocity measurement;
A pulse radar apparatus comprising: a relative speed measuring means for obtaining a relative speed with respect to a target from the frequency spectrum.
前記複素共役乗算に用いた同じレンジビン番号のI成分ビデオ信号、Q成分ビデオ信号に対して、求めた前記目標との相対速度を用いて、相対速度の補正を行う相対速度補正手段と、
相対速度補正後のI成分ビデオ信号、Q成分ビデオ信号を用いて帯域の合成を行い、所定の分解能で目標との相対距離を得る合成帯域手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載のパルスレーダ装置。
Relative speed correction means for correcting the relative speed for the I component video signal and Q component video signal of the same range bin number used for the complex conjugate multiplication, using the obtained relative speed with the target;
2. A synthesis band means for synthesizing a band using the I component video signal and the Q component video signal after the relative velocity correction, and obtaining a relative distance from the target with a predetermined resolution. The pulse radar device described.
前記複素共役乗算手段は、送信パルスに対する受信信号から得られた同じレンジビン番号のI成分ビデオ信号を実部、Q成分ビデオ信号を虚部とした複素ビデオ信号、及び前記複素ビデオ信号の虚部の符号を反転した複素共役ビデオ信号を生成し、前記複素ビデオ信号及び前記複素共役ビデオ信号を最適なシフト量だけシフトさせ乗算を行って複数の相対速度計測用複素信号を生成し、
前記周波数スペクトル分析手段は、前記複数の相対速度計測用複素信号の周波数スペクトルを生成し、
前記相対速度計測手段は、前記複数の相対速度計測用複素信号の周波数スペクトルより、目標との複数の相対速度を求め、
求めた前記複数の相対速度を平均して前記相対速度補正手段へ出力する相対速度平均手段
をさらに備えたことを特徴とする請求項2記載のパルスレーダ装置。
The complex conjugate multiplication means includes a complex video signal having a real part of an I component video signal having the same range bin number obtained from a received signal with respect to a transmission pulse, an imaginary part of the Q component video signal, and an imaginary part of the complex video signal. Generating a complex conjugate video signal with an inverted sign, shifting the complex video signal and the complex conjugate video signal by an optimum shift amount, and performing multiplication to generate a plurality of complex signals for measuring relative speed;
The frequency spectrum analyzing means generates a frequency spectrum of the plurality of relative velocity measurement complex signals,
The relative speed measuring means obtains a plurality of relative speeds with a target from a frequency spectrum of the plurality of relative speed measuring complex signals,
The pulse radar apparatus according to claim 2, further comprising: a relative speed averaging unit that averages the plurality of obtained relative speeds and outputs the average to the relative speed correction unit.
前記複素共役乗算手段は、送信パルスに対する受信信号から得られた同じレンジビン番号のI成分ビデオ信号を実部、Q成分ビデオ信号を虚部とした複素ビデオ信号、及び前記複素ビデオ信号の虚部の符号を反転した複素共役ビデオ信号を生成し、前記複素ビデオ信号及び前記複素共役ビデオ信号を最適なシフト量だけシフトさせ乗算を行って複数の相対速度計測用複素信号を生成し、
前記周波数スペクトル分析手段は、前記複数の相対速度計測用複素信号の周波数スペクトルを生成し、
前記複数の相対速度計測用複素信号の周波数スペクトルを同じ周波数ビン毎に加算する周波数スペクトル加算手段
をさらに備えたことを特徴とする請求項2又は3記載のパルスレーダ装置。
The complex conjugate multiplication means includes a complex video signal having a real part of an I component video signal having the same range bin number obtained from a received signal with respect to a transmission pulse, an imaginary part of the Q component video signal, and an imaginary part of the complex video signal. Generating a complex conjugate video signal with an inverted sign, shifting the complex video signal and the complex conjugate video signal by an optimum shift amount, and performing multiplication to generate a plurality of complex signals for measuring relative speed;
The frequency spectrum analyzing means generates a frequency spectrum of the plurality of relative velocity measurement complex signals,
4. The pulse radar device according to claim 2, further comprising: a frequency spectrum adding unit that adds frequency spectra of the plurality of complex signals for measuring the relative velocity for each same frequency bin.
求めた前記目標との相対速度、あるいは求めた前記目標との複数の相対速度の平均に基づき最適なシフト量を選択して前記複素共役乗算手段に出力する最適シフト量選択手段
をさらに備えたことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載のパルスレーダ装置。
An optimum shift amount selecting means for selecting an optimum shift amount based on the obtained relative speed with respect to the target or an average of a plurality of relative speeds with the obtained target and outputting the selected shift amount to the complex conjugate multiplying means; The pulse radar device according to any one of claims 1 to 4, wherein:
前記相対速度計測用複素信号の周波数スペクトルから目標の周波数成分を含む範囲の周波数スペクトルを選別する周波数選別手段と、
前記目標との相対速度と前記目標との相対距離の対応を行う目標相対速度/距離対応手段とをさらに備え、
前記相対速度計測手段は、選別した全ての前記目標の周波数成分を含む範囲の周波数スペクトルに対して目標との相対速度を求め、
前記相対速度補正手段は、前記目標との相対速度を1つずつ順次用いて、相対速度の補正を行う
ことを特徴とする請求項2、3又は4記載のパルスレーダ装置。
A frequency selecting means for selecting a frequency spectrum in a range including a target frequency component from the frequency spectrum of the complex signal for relative velocity measurement;
A target relative speed / distance correspondence means for performing correspondence between a relative speed with the target and a relative distance with the target;
The relative velocity measuring means obtains a relative velocity with respect to a target with respect to a frequency spectrum in a range including all the selected frequency components of the target,
5. The pulse radar device according to claim 2, wherein the relative speed correcting unit corrects the relative speed by sequentially using the relative speed with respect to the target one by one.
前記周波数選別手段は、前記相対速度計測用複素信号の周波数スペクトルのうち、予め定めた閾値を超えた周波数成分を目標の周波数成分を含む範囲の周波数スペクトルとして選別する
ことを特徴とする請求項6記載のパルスレーダ装置。
The frequency selection means selects a frequency component that exceeds a predetermined threshold from a frequency spectrum of the complex signal for relative velocity measurement as a frequency spectrum in a range including a target frequency component. The pulse radar device described.
前記周波数選別手段は、前記相対速度計測用複素信号の周波数スペクトルのうち、予め定めた閾値を超えた周波数成分の幅が予め定めた範囲内の場合に目標の周波数成分を含む範囲の周波数スペクトルとして選別する
ことを特徴とする請求項6記載のパルスレーダ装置。
The frequency selection means is a frequency spectrum of a range including a target frequency component when a width of a frequency component exceeding a predetermined threshold is within a predetermined range of the frequency spectrum of the complex signal for relative speed measurement. The pulse radar device according to claim 6, wherein the pulse radar device is selected.
前記周波数選別手段は、前記相対速度計測用複素信号の周波数スペクトルのうち、予め定めた閾値を超えた周波数成分の周波数が予め定めた範囲内の場合に目標の周波数成分を含む範囲の周波数スペクトルとして選別する
ことを特徴とする請求項6記載のパルスレーダ装置。
The frequency selection means, as a frequency spectrum of a range including a target frequency component when a frequency of a frequency component exceeding a predetermined threshold is within a predetermined range of the frequency spectrum of the complex signal for relative speed measurement The pulse radar device according to claim 6, wherein the pulse radar device is selected.
前記目標相対速度/距離対応手段は、合成帯域処理後の結果のうち、予め定めた閾値を超えた信号の幅が、予め定めた範囲内の場合に、前記信号の距離を前記相対速度補正手段で用いた相対速度の目標の相対距離とする
ことを特徴とする請求項6から請求項9までのいずれかに記載のパルスレーダ装置。
The target relative speed / distance correspondence means determines the distance of the signal when the width of the signal exceeding a predetermined threshold is within a predetermined range among the results after the synthesis band processing. The pulse radar device according to any one of claims 6 to 9, wherein the relative distance of the target of the relative speed used in the step is used.
前記目標相対速度/距離対応手段は、合成帯域処理後の結果のうち、予め定めた閾値を超えた信号の強度が、前記相対速度補正手段で用いた前記目標との相対速度の前記相対速度計測用複素信号の周波数スペクトルの強度、あるいは、その換算値に最も近い場合に、前記信号の距離を、前記相対速度補正手段で用いた相対速度の目標の相対距離とする
ことを特徴とする請求項6から請求項9までのいずれかに記載のパルスレーダ装置。
The target relative speed / distance correspondence means measures the relative speed of the relative speed with respect to the target used by the relative speed correction means when the intensity of the signal that exceeds a predetermined threshold among the results after the synthesis band processing. The distance of the signal is the relative distance of the target of the relative speed used in the relative speed correction means when the intensity of the frequency spectrum of the complex signal is closest to the intensity of the complex signal or a converted value thereof. The pulse radar device according to any one of claims 6 to 9.
前記目標相対速度/距離対応手段からの、前記相対速度補正手段で用いた目標との相対速度の情報と、その相対速度の目標の相対距離と強度の情報を用いて、目標からの反射信号のレプリカ信号を生成するレプリカ信号生成手段と、
複素共役乗算に用いた同じレンジビン番号のI成分ビデオ信号、Q成分ビデオ信号から前記目標からの反射信号のレプリカ信号を減算し減算後ビデオ信号を生成する、あるいは前記減算後ビデオ信号から、前記目標からの反射信号のレプリカ信号を減算し、新たな減算後ビデオ信号を生成する減算手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項6から請求項11までのいずれかに記載のパルスレーダ装置。
Using the target relative speed / distance correspondence means, information on the relative speed with the target used in the relative speed correction means, and information on the relative distance and intensity of the target of the relative speed, the reflected signal from the target Replica signal generation means for generating a replica signal;
A replica signal of the reflected signal from the target is subtracted from the I component video signal and Q component video signal of the same range bin number used for the complex conjugate multiplication to generate a subtracted video signal, or from the subtracted video signal, the target The pulse radar device according to any one of claims 6 to 11, further comprising: subtracting means for subtracting a replica signal of the reflected signal from the signal to generate a new post-subtraction video signal.
JP2005071247A 2004-03-25 2005-03-14 Pulse radar equipment Expired - Fee Related JP5160022B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005071247A JP5160022B2 (en) 2004-03-25 2005-03-14 Pulse radar equipment

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004088904 2004-03-25
JP2004088904 2004-03-25
JP2005071247A JP5160022B2 (en) 2004-03-25 2005-03-14 Pulse radar equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005308723A JP2005308723A (en) 2005-11-04
JP5160022B2 true JP5160022B2 (en) 2013-03-13

Family

ID=35437649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005071247A Expired - Fee Related JP5160022B2 (en) 2004-03-25 2005-03-14 Pulse radar equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5160022B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4754981B2 (en) * 2006-02-08 2011-08-24 三菱電機株式会社 Pulse radar equipment
JP5704552B2 (en) * 2009-03-03 2015-04-22 国立大学法人電気通信大学 Radar equipment
JP2014174072A (en) * 2013-03-12 2014-09-22 Mitsubishi Electric Corp Guide
JP2020165985A (en) * 2020-06-16 2020-10-08 パイオニア株式会社 Information processing device, control method, program, and storage medium

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005308723A (en) 2005-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3672778B2 (en) Radar apparatus and coherent integration method thereof
JP6818541B2 (en) Radar device and positioning method
CN101435871B (en) Electronic scanning radar apparatus
US7834804B2 (en) Radar apparatus
US5999119A (en) CW radar range measuring system with improved range resolution
JP5491877B2 (en) Radar apparatus, flying object guidance apparatus, and target detection method
JPWO2019043749A1 (en) Radar equipment
JP5160022B2 (en) Pulse radar equipment
JP4702117B2 (en) Pulse radar apparatus and distance measuring method
JP6164918B2 (en) Radar equipment
JP2002323556A (en) Distance measuring device
JPWO2017141352A1 (en) Object detection device and sensor device
JP2642803B2 (en) Pulse Doppler radar device
JP4754981B2 (en) Pulse radar equipment
JPWO2011021262A1 (en) Radar equipment
JP5247069B2 (en) Radar equipment
JPH08297162A (en) Bi-static radar equipment
JP3799337B2 (en) FM-CW radar apparatus and interference wave removing method in the apparatus
JP5197125B2 (en) Pulse radar equipment
JP3366615B2 (en) Pulse radar equipment
WO2018207288A1 (en) Radar device
JP2001116831A (en) Pulse radar system
JP4451203B2 (en) Pulse radar equipment
JP3925068B2 (en) Pulse radar equipment
WO2019224880A1 (en) Radar device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080130

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100402

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101130

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110510

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121212

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5160022

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151221

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees