JP5225203B2 - Radar apparatus and radar signal processing method - Google Patents

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Description

この発明は、送信波を空間へ向けて送信し、この送信波が目標物で反射された反射波を受信し、受信した反射パルスに含まれるクラッタ成分を抑圧するレーダ装置及びその装置で用いられるレーダ信号処理方法に関する。   The present invention is used in a radar apparatus that transmits a transmission wave toward a space, receives a reflected wave reflected by a target object, and suppresses clutter components included in the received reflected pulse, and the apparatus thereof. The present invention relates to a radar signal processing method.

飛翔体誘導用のレーダ装置は、所定のパルス繰り返し周波数PRF(Pulse Repetition Frequency)に従って変調パルス信号を生成し、この変調パルス信号に基づいた送信波をアンテナから送信する。そして、レーダ装置は、送信波が目標物で反射された反射波をアンテナで受信し、目標物の捜索、検定及び追跡を行い、追跡した目標物に飛翔体を誘導する。   The flying object guiding radar apparatus generates a modulated pulse signal according to a predetermined pulse repetition frequency PRF (Pulse Repetition Frequency), and transmits a transmission wave based on the modulated pulse signal from an antenna. Then, the radar apparatus receives the reflected wave obtained by reflecting the transmission wave from the target with the antenna, searches for the target, tests and tracks the target, and guides the flying object to the tracked target.

従来のレーダ装置においては、最大探知距離の測距を満足するようにパルス繰り返し周波数を選択している。このため、レーダ装置における目標物の捜索、検定及び追跡では、必然的に低PRF(Low Pulse Repetition Frequency)方式により行われる(例えば、非特許文献1参照)。ここで、低PRFに基づいて生成された変調パルス信号に基づいた送信波を送信して捜索を行う場合、周波数アンビギュイティが発生する。そのため、レーダ装置は、反射波に含まれるクラッタ成分を、マルチドップラフィルタを用いたMTI(Moving Target indicator)処理により除去するようにしている(例えば、特許文献1参照)。   In the conventional radar apparatus, the pulse repetition frequency is selected so as to satisfy the distance measurement of the maximum detection distance. For this reason, the search, verification, and tracking of the target in the radar apparatus is inevitably performed by a low PRF (Low Pulse Repetition Frequency) method (for example, see Non-Patent Document 1). Here, when a search is performed by transmitting a transmission wave based on a modulated pulse signal generated based on a low PRF, frequency ambiguity is generated. For this reason, the radar apparatus removes clutter components included in the reflected wave by MTI (Moving Target indicator) processing using a multi-Doppler filter (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、目標物を高速で捜索しなければならないレーダ装置及びアンテナの指向性が高速で回転するレーダ装置等では、1方向にビームが向けられている時間が短い。そのため、このようなレーダ装置で、低PRF方式により目標物の捜索を行う場合、強クラッタ環境下では、1方向のパルスヒット数が少ないため、クラッタ抑圧処理が不十分になり、目標物を正確に探知することが困難であるといった問題がある。   However, in a radar apparatus that must search for a target at high speed, a radar apparatus that rotates antenna directivity at high speed, etc., the time during which the beam is directed in one direction is short. Therefore, when searching for a target by such a radar device using the low PRF method, the clutter suppression processing becomes insufficient because the number of pulse hits in one direction is small in a strong clutter environment, and the target is accurately There is a problem that it is difficult to detect.

ここで、パルス繰り返し周期を短くする方法、つまり、高PRF(High Pulse Repetition Frequency)方式を採用することが考えられる。高PRF方式を採用することで、1方向へのパルスヒット数を増加させることが可能となり、クラッタ抑圧能力が向上する。ただし、高PRF方式に従って生成される変調パルスを用いて目標物の捜索、検定及び追跡を行う場合、取得される観測データに周波数アンビギュイティは発生しないが、レンジアンビギュイティが発生するため、目標物の距離を正確に測距することが不可能である。レーダ装置は、複数種類の高PRFを利用したマルチPRFレンジング(Multiple Discrete PRF Ranging)を実施することで、このレンジアンビギュイティを相殺して目標物の測距を行う。しかしながら、マルチPRFレンジングでは、受信した反射パルスの組み合わせにおいて、似た候補が存在するため、測距を間違いやすいといった問題がある。   Here, it is conceivable to adopt a method of shortening the pulse repetition period, that is, a high PRF (High Pulse Repetition Frequency) method. By adopting the high PRF method, the number of pulse hits in one direction can be increased, and the clutter suppression capability is improved. However, when searching, verifying, and tracking a target using a modulation pulse generated according to the high PRF method, frequency ambiguity does not occur in the acquired observation data, but range ambiguity occurs. It is impossible to accurately measure the distance of the target. The radar apparatus performs multiple PRF ranging using a plurality of types of high PRF, thereby canceling the range ambiguity and measuring the target. However, in the multi-PRF ranging, there is a problem that distance measurement is likely to be mistaken because similar candidates exist in the combination of received reflected pulses.

特開2007−271269号公報JP 2007-271269 A

William H. Long, David H. Mooney, William A. Skillman, " RADAR HANDBOOK Second Edition (CHAPTER 17)", McGRAW-HILL, 17.1-17.25.William H. Long, David H. Mooney, William A. Skillman, "RADAR HANDBOOK Second Edition (CHAPTER 17)", McGRAW-HILL, 17.1-17.25. Sergio Sabatini, Marco Tarantino, "Multifunction Array Radar", Artech House, pp 137-138.Sergio Sabatini, Marco Tarantino, "Multifunction Array Radar", Artech House, pp 137-138. William W. Shrader, V. Gregers-hansen, "RADAR HANDBOOK Second Edition (CHAPTER 16)", McGRAW-HILL, 15.1-17.34.William W. Shrader, V. Gregers-hansen, "RADAR HANDBOOK Second Edition (CHAPTER 16)", McGRAW-HILL, 15.1-17.34.

以上のように、従来のレーダ装置では、低PRF方式を採用する場合、1方向にビームが向けられている時間が短いと、パルスヒット数が少なくなり、クラッタ抑圧効果が十分に得られないため、目標物の誤探知が起こりやすいという問題がある。また、高PRF方式を採用する場合、レンジアンビギュイティを相殺するためにはマルチPRFレンジングを行う必要があるため、測距に間違いが生じやすいという問題がある。   As described above, in the conventional radar apparatus, when the low PRF method is adopted, if the time during which the beam is directed in one direction is short, the number of pulse hits decreases, and the clutter suppression effect cannot be obtained sufficiently. There is a problem that false detection of the target is likely to occur. In addition, when the high PRF method is adopted, there is a problem that an error is likely to occur in the distance measurement because it is necessary to perform multi-PRF ranging in order to cancel the range ambiguity.

この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、捜索時に素早く目標物を探知し、検定時に目標物までの距離を正確に測距することが可能なレーダ装置及びレーダ信号処理方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a radar apparatus and a radar signal processing method capable of quickly detecting a target at the time of searching and accurately measuring the distance to the target at the time of verification. There is to do.

上記目的を達成するため、本発明に係るレーダ装置は、指定されたPRF(Pulse Repetition Frequency)に従って送信パルスを繰り返し生成する送信パルス生成手段と、前記送信パルス生成部で生成された送信パルスを空間へ向けて送信し、目標により反射された反射パルスを受信する送受信手段と、前記受信された反射パルスの導出を選択的に切り替える切替手段と、前記切替手段から導出された反射パルスに含まれるクラッタ成分を除去し、当該信号に基づいて前記目標を捜索し、前記捜索で前記目標が探知された場合、前記目標のドップラ情報を取得し、前記ドップラ情報に基づいてPRF情報を生成する捜索手段と、前記切替手段から導出された反射パルスに含まれるクラッタ成分を除去し、当該信号に基づいて前記捜索手段で探知された目標を検定する検定手段と、前記送信パルス生成手段に対してPRFを指定し、前記切替手段を切替制御する制御手段とを具備し、前記制御手段は、初期状態では、前記反射パルスの処理に周波数アンビギュイティが発生しないが、レンジアンビギュイティが発生する高PRFを前記送信パルス生成手段に対して指定し、前記高PRFに従って生成された送信パルスによる反射パルスが前記捜索手段へ導出されるように前記切替手段を切り替え、前記捜索手段で前記目標が探知されて前記PRF情報が生成された場合、前記PRF情報に基づいて、前記反射パルスの処理にレンジアンビギュイティが発生しないが周波数アンビギュイティが発生する低PRFを前記送信パルス生成手段に対して指定し、前記低PRFに従って生成された送信パルスによる反射パルスが前記検定手段へ導出されるように前記切替手段を切り替えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a radar apparatus according to the present invention includes a transmission pulse generation unit that repeatedly generates a transmission pulse in accordance with a designated PRF (Pulse Repetition Frequency), and a transmission pulse generated by the transmission pulse generation unit. Transmitting / receiving means for transmitting toward and receiving the reflected pulse reflected by the target, switching means for selectively switching derivation of the received reflected pulse, and clutter included in the reflected pulse derived from the switching means Search means for removing a component, searching for the target based on the signal, obtaining the Doppler information of the target when the target is detected in the search, and generating PRF information based on the Doppler information; The clutter component contained in the reflected pulse derived from the switching means is removed and detected by the search means based on the signal. A verification means for verifying a standard; and a control means for designating a PRF for the transmission pulse generating means and controlling the switching means, and the control means performs processing of the reflected pulse in an initial state. A high PRF in which no frequency ambiguity is generated but a range ambiguity is generated is designated to the transmission pulse generation means, and a reflection pulse by the transmission pulse generated according to the high PRF is derived to the search means. When the switching means is switched and the target is detected by the search means and the PRF information is generated, no range ambiguity is generated in the processing of the reflected pulse based on the PRF information. A low PRF in which a Guity is generated is designated to the transmission pulse generating means, and a transmission pulse generated according to the low PRF is specified. The switching means is switched so that a reflected pulse due to a pulse is derived to the verification means.

また、本発明に係るレーダ信号処理方法は、送信パルスが目標で反射されて発生する反射パルスに基づいて前記目標の捜索及び検定を行うレーダ装置に用いられるレーダ信号処理方法であって、前記反射パルスの処理に周波数アンビギュイティが発生しないが、レンジアンビギュイティが発生する高PRFに従って前記送信パルスを生成し、前記目標からの反射パルスにFFT(Fast Fourier Transform)処理を行ってクラッタ成分を除去し、
前記FFT処理によりクラッタ成分を除去した信号に基づいて前記目標を捜索し、前記捜索で前記目標が探知された場合、前記目標のドップラ情報を取得し、前記ドップラ情報に基づいてPRF情報を生成し、前記捜索で前記目標が探知されて前記PRF情報が生成された場合、前記PRF情報に基づいて、前記反射パルスの処理にレンジアンビギュイティが発生しないが周波数アンビギュイティが発生する低PRFを選定し、当該低PRFに従って前記送信パルスを生成し、前記目標からの反射パルスにMTI(Moving Target indicator)処理を行ってクラッタ成分を除去し、前記MTI処理によりクラッタ成分を除去した信号に基づいて前記捜索で探知された目標の検定を行うことを特徴とする。
The radar signal processing method according to the present invention is a radar signal processing method used in a radar apparatus that searches and verifies the target based on a reflected pulse generated when a transmission pulse is reflected by the target. Although the frequency ambiguity does not occur in the pulse processing, the transmission pulse is generated according to the high PRF in which the range ambiguity is generated, and the reflected pulse from the target is subjected to FFT (Fast Fourier Transform) processing to obtain the clutter component. Remove,
The target is searched based on the signal from which the clutter component is removed by the FFT processing, and when the target is detected by the search, the Doppler information of the target is acquired, and the PRF information is generated based on the Doppler information. When the target is detected in the search and the PRF information is generated, based on the PRF information, a low PRF that does not generate range ambiguity but generates frequency ambiguity is generated in the processing of the reflected pulse. Select, generate the transmission pulse according to the low PRF, perform MTI (Moving Target indicator) processing on the reflected pulse from the target to remove the clutter component, and based on the signal from which the clutter component has been removed by the MTI processing The target detected by the search is verified.

上記構成によるレーダ装置及びレーダ信号処理方法では、高PRFに従って捜索手段で目標の捜索を行う。そして、捜索により目標が探知された場合には、捜索により取得されたPRF情報に基づいて低PRFを選定し、この低PRFに従って捜索時に探知された目標の検定を行う。これにより、捜索における1ビームポジション当りのパルスヒット数が増大し、クラッタ抑圧能力が向上する。また、高PRFに従った捜索では、レンジアンビギュイティが発生するが、低PRFに従って探知した目標の検定を行うため、目標までの距離を正確に測定することが可能となる。   In the radar apparatus and the radar signal processing method configured as described above, the search for the target is performed by the search means according to the high PRF. When the target is detected by the search, a low PRF is selected based on the PRF information acquired by the search, and the target detected during the search is verified according to the low PRF. As a result, the number of pulse hits per beam position in the search increases, and the clutter suppression capability improves. Further, in the search according to the high PRF, range ambiguity occurs, but since the target detected according to the low PRF is verified, the distance to the target can be accurately measured.

この発明によれば、捜索時に素早く目標物を探知し、検定時に目標物までの距離を正確に測距することが可能なレーダ装置及びレーダ信号処理方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a radar apparatus and a radar signal processing method capable of quickly detecting a target at the time of searching and accurately measuring the distance to the target at the time of verification.

本発明の第1の実施形態に係るレーダ装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the radar apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1の捜索処理部が捜索処理を行う際の処理フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing flow at the time of the search process part of FIG. 1 performing a search process. 図1の検定・追跡処理部が検定処理及び追跡処理を行う際の処理フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing flow at the time of the verification and tracking process part of FIG. 1 performing a verification process and a tracking process. 図1のビームスケジューラが捜索処理部及び検定・追跡処理部の処理に併せてパルス信号生成部及び切替部を制御する際の制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow at the time of the beam scheduler of FIG. 1 controlling a pulse signal production | generation part and a switching part according to the process of a search process part and a test | inspection / tracking process part. 図1のレーダ装置の捜索範囲を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the search range of the radar apparatus of FIG. 図1のFFT処理部によるクラッタ成分の除去を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the removal of the clutter component by the FFT process part of FIG. 図1の捜索処理部により検定処理に適したPRIを選択する際の模式図である。It is a schematic diagram at the time of selecting PRI suitable for a test process by the search process part of FIG. 図1のMTI処理部におけるマルチドップラフィルタのMTIブラインドを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the MTI blind of the multi-Doppler filter in the MTI processing part of FIG. 本発明の第2の実施形態に係わるレーダ装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the radar apparatus concerning the 2nd Embodiment of this invention. 図9のビームスケジューラの制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow of the beam scheduler of FIG. 2種類の高PRFに従って送信される送信波の模式図である。It is a schematic diagram of the transmission wave transmitted according to two types of high PRF. 本発明の第3の実施形態に係わるレーダ装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the radar apparatus concerning the 3rd Embodiment of this invention. 図12のレーダ装置の捜索範囲を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the search range of the radar apparatus of FIG.

以下、図面を参照しながら本発明に係るレーダ装置の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of a radar apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係るレーダ装置の機能構成を示すブロック図である。図1に示すレーダ装置は、パルス信号生成部10、アンテナ(フェーズドアレイ)40、受信装置50、復調部60、信号処理装置70及びビームスケジューラ80を具備し、目標物からの反射波に基づいて目標物の捜索、検定及び追跡を行う。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of a radar apparatus according to the first embodiment of the present invention. The radar apparatus shown in FIG. 1 includes a pulse signal generator 10, an antenna (phased array) 40, a receiver 50, a demodulator 60, a signal processor 70, and a beam scheduler 80, and is based on a reflected wave from a target. Search, verify and track the target.

パルス信号生成部10は、デジタル処理により、予め設定された変調方式によってパルス内が周波数または位相変調された変調パルス信号を生成する。このとき、パルス信号生成部10は、後述するビームスケジューラ80からの指示により、変調パルス信号を生成する繰り返し周波数PRF(Pulse Repetition Frequency)を切り替える。なお、以下では、反射波に基づく目標物の検出に周波数アンビギュイティは発生するが、レンジアンビギュイティは発生しないPRFを低PRFと定義し、周波数アンビギュイティは発生しないが、レンジアンビギュイティは発生するPRFを高PRFと定義する。   The pulse signal generation unit 10 generates a modulated pulse signal in which the pulse is frequency or phase modulated by a preset modulation method by digital processing. At this time, the pulse signal generation unit 10 switches a repetition frequency PRF (Pulse Repetition Frequency) for generating a modulated pulse signal according to an instruction from a beam scheduler 80 described later. In the following, a PRF in which frequency ambiguity is generated in detecting a target based on a reflected wave but no range ambiguity is defined as a low PRF, and no frequency ambiguity is generated, but range ambiguity is not generated. Tee defines the generated PRF as a high PRF.

パルス信号生成部10は、で生成したベースバンドの変調パルス信号を、直交変調し、デジタル−アナログ変換したのち、送信周波数に周波数変換してアンテナ40へ供給する。   The pulse signal generation unit 10 performs quadrature modulation on the baseband modulation pulse signal generated in (1), performs digital-analog conversion, converts the frequency to a transmission frequency, and supplies the converted signal to the antenna 40.

アンテナ40は、素子アンテナ41、送受信モジュール42及び給電回路43を備える。素子アンテナ41は、送受信モジュール42を介して供給される信号を送信波として空間へ向けて送信する。アンテナ40から送信された送信波は、目標物で反射され、反射波としてアンテナ40で受信される。アンテナ40は、素子アンテナ41で反射波を受信し、受信した反射波に基づく受信信号を送受信モジュール42を介して受信装置50へ供給する。   The antenna 40 includes an element antenna 41, a transmission / reception module 42, and a power feeding circuit 43. The element antenna 41 transmits a signal supplied via the transmission / reception module 42 toward the space as a transmission wave. The transmission wave transmitted from the antenna 40 is reflected by the target and received by the antenna 40 as a reflected wave. The antenna 40 receives the reflected wave at the element antenna 41 and supplies a reception signal based on the received reflected wave to the receiving device 50 via the transmission / reception module 42.

受信装置50は、受け取った受信信号を中間周波数帯域の信号に周波数変換し、アナログ−デジタル変換したのち、直交検波してベースバンドのビデオ信号に変換する。ベースバンドのビデオ信号は復調部60へ供給される。   The receiving device 50 frequency-converts the received signal received into an intermediate frequency band signal, performs analog-digital conversion, and then performs quadrature detection to convert it into a baseband video signal. The baseband video signal is supplied to the demodulator 60.

復調部60は、デジタル処理により、パルス信号生成部10の変調方式を用いてビデオ信号を復調する。復調されたビデオ信号は、信号処理装置70へ供給される。   The demodulator 60 demodulates the video signal using the modulation method of the pulse signal generator 10 by digital processing. The demodulated video signal is supplied to the signal processing device 70.

信号処理装置70は、切替部71、FFT(Fast Fourier Transform)処理部72、捜索処理部73、MTI(Moving Target indicator)処理部74及び検定・追跡処理部75を備える。切替部71は、後述するビームスケジューラ80からの指示により、供給されるビデオ信号をFFT処理部72又はMTI処理部74のいずれか一方へ導出する。   The signal processing device 70 includes a switching unit 71, an FFT (Fast Fourier Transform) processing unit 72, a search processing unit 73, an MTI (Moving Target indicator) processing unit 74, and a verification / tracking processing unit 75. The switching unit 71 derives the supplied video signal to either the FFT processing unit 72 or the MTI processing unit 74 in accordance with an instruction from the beam scheduler 80 described later.

FFT処理部72は、ビデオ信号にFFT処理を施してクラッタ成分の除去を行い、クラッタ信号除去後の信号を捜索処理部73へ供給する。   The FFT processing unit 72 performs FFT processing on the video signal to remove clutter components, and supplies the signal after the clutter signal removal to the search processing unit 73.

捜索処理部73は、FFT処理部72でクラッタ成分が除去された信号を用いて目標物の捜索処理を行う。捜索処理部73は、捜索結果を記録するメモリ731及び、捜索処理により得られた目標物のドップラ情報と所定のPRI(Pulse Repetition Interval)(PRI=1/PRF)との関係が予め記録されたテーブル732を備える。ここで、所定のPRIとは、検定・追跡処理部75が検定処理を行う際に最も適したPRIのことである。また、捜索処理部73は、検定処理に移行する場合、ビームスケジューラ80に対して検定処理に移行する旨、及び検定処理を行う際のPRIを通知する。   The search processing unit 73 performs a target search process using the signal from which the clutter component has been removed by the FFT processing unit 72. The search processing unit 73 stores in advance a memory 731 for storing the search results, and the relationship between the Doppler information of the target obtained by the search processing and a predetermined PRI (Pulse Repetition Interval) (PRI = 1 / PRF). A table 732 is provided. Here, the predetermined PRI is the most suitable PRI when the verification / tracking processing unit 75 performs the verification process. When the search processing unit 73 shifts to the verification process, the search processing unit 73 notifies the beam scheduler 80 of the shift to the verification process and the PRI for performing the verification process.

MTI処理部74は、ビデオ信号に含まれるクラッタ成分をマルチドップラフィルタにより除去して検定・追跡処理部75へ出力する。   The MTI processing unit 74 removes clutter components included in the video signal by a multi-Doppler filter and outputs the result to the verification / tracking processing unit 75.

検定・追跡処理部75は、MTI処理部74でクラッタ成分が除去された信号を用いて目標物の検定処理及び追跡処理を行う。検定・追跡処理部75は、検定結果等を記録するメモリ751を備える。   The verification / tracking processing unit 75 performs target verification processing and tracking processing using the signal from which the clutter component has been removed by the MTI processing unit 74. The verification / tracking processing unit 75 includes a memory 751 for recording a verification result and the like.

ビームスケジューラ80は、例えばマイクロプロセッサからなるCPU(Central Processing Unit)を備え、捜索処理部73及び検定・追跡処理部75で実行される処理に応じて、パルス信号生成部10に対してPRFを指定し、切替部71に対して供給されるビデオ信号の導出先を指示する。   The beam scheduler 80 includes a CPU (Central Processing Unit) made of, for example, a microprocessor, and designates a PRF for the pulse signal generation unit 10 according to processing executed by the search processing unit 73 and the verification / tracking processing unit 75. The switching unit 71 is instructed to derive the video signal to be supplied.

次に、上記構成における動作を説明する。   Next, the operation in the above configuration will be described.

図2は捜索処理部73が捜索処理を行う際の処理フローを示すフローチャートであり、図3は検定・追跡処理部75が検定処理及び追跡処理を行う際の処理フローを示すフローチャートである。また、図4は、ビームスケジューラ80が捜索処理部73及び検定・追跡処理部75の処理に併せてパルス信号生成部10及び切替部71を制御する際の制御フローを示すフローチャートである。   FIG. 2 is a flowchart showing a processing flow when the search processing unit 73 performs the search processing, and FIG. 3 is a flowchart showing a processing flow when the verification / tracking processing unit 75 performs the verification processing and tracking processing. FIG. 4 is a flowchart showing a control flow when the beam scheduler 80 controls the pulse signal generation unit 10 and the switching unit 71 in conjunction with the processing of the search processing unit 73 and the verification / tracking processing unit 75.

まず、捜索処理部73は、捜索処理を行う(ステップ21)。   First, the search processing unit 73 performs a search process (step 21).

ビームスケジューラ80は、捜索処理部73で捜索処理が行われる場合、パルス信号生成部10に対して高PRFを指定し(ステップ41)、切替部71に対してビデオ信号をFFT処理部72へ導出するように指示をする(ステップ42)。ここで、高PRFは、目標速度に基づいて、以下に示す式により求められる。   When the search processing is performed by the search processing unit 73, the beam scheduler 80 designates a high PRF for the pulse signal generation unit 10 (step 41), and derives the video signal to the FFT processing unit 72 for the switching unit 71. Instructed to do so (step 42). Here, the high PRF is obtained by the following formula based on the target speed.

PRF=1/PRI
=目標速度の2倍/送信波の波長 (1)
例えば、目標物の最大速度が2マッハであり、送信波の周波数が3GHzである場合、PRIは73.3μsとなる。パルス信号生成部10は、指定された高PRFに従って変調パルス信号を生成する。このとき、ビームスケジューラ80は、例えば、FFT処理部72におけるクラッタ抑圧が64バンクで行われるように、パルス信号生成部10に変調パルス信号を1ビームポジション当り64回生成させる。
PRF = 1 / PRI
= Twice the target speed / wavelength of the transmitted wave (1)
For example, when the maximum speed of the target is 2 Mach and the frequency of the transmission wave is 3 GHz, the PRI is 73.3 μs. The pulse signal generator 10 generates a modulated pulse signal according to the designated high PRF. At this time, the beam scheduler 80 causes the pulse signal generation unit 10 to generate a modulated pulse signal 64 times per beam position so that, for example, clutter suppression in the FFT processing unit 72 is performed in 64 banks.

図5は、本発明の第1の実施形態に係るレーダ装置の捜索範囲を示す模式図である。本実施形態においては、捜索範囲を方位90度、仰角60度とし、3度間隔でビームを換えていくようにしている。図5における円は、各ビームポジションを示す。各ビームポジションへは、パルス信号生成部10で生成された変調パルス信号に基づいた送信波が64回ずつ送信される。   FIG. 5 is a schematic diagram showing a search range of the radar apparatus according to the first embodiment of the present invention. In this embodiment, the search range is 90 degrees in azimuth and the elevation angle is 60 degrees, and the beams are changed at intervals of 3 degrees. Circles in FIG. 5 indicate each beam position. A transmission wave based on the modulated pulse signal generated by the pulse signal generation unit 10 is transmitted 64 times to each beam position.

アンテナ40は、各ビームポジションへ送信波を送信し、この送信波が目標物で反射された反射波を受信する。アンテナ40で受信された反射波は、受信装置50及び復調部60を介してビデオ信号へ変換され、信号処理装置70へ供給される。   The antenna 40 transmits a transmission wave to each beam position, and receives a reflected wave in which the transmission wave is reflected by a target. The reflected wave received by the antenna 40 is converted into a video signal via the receiving device 50 and the demodulator 60 and supplied to the signal processing device 70.

図6は、FFT処理部72によるクラッタ成分の除去を模式的に示す図である。FFT処理部72は、64FFTの検出バンク情報のうち、クラッタ成分を含むバンクの値を零としてクラッタ成分を除去する。FFT処理部72は、クラッタ成分除去後の信号を捜索処理部73へ出力する。   FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the removal of clutter components by the FFT processing unit 72. The FFT processing unit 72 removes the clutter component from the 64 FFT detected bank information with the value of the bank including the clutter component as zero. The FFT processing unit 72 outputs the signal after the clutter component removal to the search processing unit 73.

捜索処理部73は、FFT処理部72でクラッタ成分が除去された信号を受け取り、周波数軸上において予め設定された閾値を超える強度が検出されたバンク番号及びそのときのビームポジションを捜索結果としてメモリ731へ記録する(ステップ22)。捜索処理部73は、全ビームポジションでの送信波の送信が完了すると、メモリ731に記録された捜索結果を参照し、検出強度が閾値を超えるビームポジションがあるか否かを判定する(ステップ23)。捜索処理部73は、閾値を超えるビームポジションがある場合(ステップ23のYes)、そのビームポジションにおけるバンク番号(ドップラ情報)からテーブル732に基づいて検定処理に適したPRIを選択する(ステップ24)。   The search processing unit 73 receives the signal from which the clutter component has been removed by the FFT processing unit 72, and stores the bank number and the beam position at that time when the intensity exceeding the preset threshold on the frequency axis is detected as a search result. 731 (step 22). When the transmission of the transmission wave at all beam positions is completed, the search processing unit 73 refers to the search result recorded in the memory 731 and determines whether there is a beam position whose detected intensity exceeds the threshold (step 23). ). When there is a beam position exceeding the threshold (Yes in Step 23), the search processing unit 73 selects a PRI suitable for the verification process based on the table 732 from the bank number (Doppler information) at the beam position (Step 24). .

図7は、検定処理に適したPRIを選択する際の模式図を示す。図7において、テーブル732には、例えば5つのPRI(PRI1〜5)が予め登録されている。ここでのPRIは、以下の式を満たす低PRFに基づいて求められる値である。   FIG. 7 is a schematic diagram when selecting a PRI suitable for the test process. In FIG. 7, for example, five PRIs (PRI1 to PRI5) are registered in the table 732 in advance. The PRI here is a value obtained based on a low PRF that satisfies the following expression.

PRI=1/PRF
=処理距離÷(光速/2)+パルス幅 (2)
例えば、処理距離が120kmであり、パルス幅が50μmである場合、PRIは850μsとなる。
PRI = 1 / PRF
= Processing distance ÷ (Speed of light / 2) + Pulse width (2)
For example, when the processing distance is 120 km and the pulse width is 50 μm, the PRI is 850 μs.

テーブル732では、閾値を超える強度が検出されたバンク番号に基づいて、
(検出バンク番号×1バンク帯域)×候補のPRI
の計算が行われ、この計算結果の小数が0.4〜0.6の範囲にあるPRIが検定処理に適したPRIとして選択される。図8は、MTI処理部74におけるマルチドップラフィルタのMTIブラインドを示す模式図である。図8に示すように、MTIブラインドは、PRFの倍数に発生する。そのため、図7のようにPRIを選択することにより、目標物のドップラ周波数にドップラフィルタの有効な範囲を合わせる事が可能となり、MTIブラインドを回避することが可能となる。
In table 732, based on the bank number where the intensity exceeding the threshold is detected,
(Detection bank number x 1 bank bandwidth) x Candidate PRI
The PRI in which the decimal of the calculation result is in the range of 0.4 to 0.6 is selected as the PRI suitable for the test process. FIG. 8 is a schematic diagram showing an MTI blind of a multi-Doppler filter in the MTI processing unit 74. As shown in FIG. 8, MTI blinds occur at multiples of PRF. Therefore, by selecting the PRI as shown in FIG. 7, it is possible to match the effective range of the Doppler filter to the Doppler frequency of the target, and to avoid the MTI blind.

捜索処理部73は、ステップ24において検定処理に適したPRIを選択すると、検定処理へ移行する旨と共に、ステップ24で選択したPRIをビームスケジューラ80へ通知する(ステップ25)。また、捜索処理部73は、検出強度が閾値を超えたバンクが存在するビームポジションのみに検定処理を行うようにビームスケジューラ80へ指示を与える(ステップ26)。一方、検出強度が閾値を超えたバンクが存在するビームポジションがない場合(ステップ23のNo)、処理をステップ21へ移行し、捜索処理を繰り返す。   When the search processing unit 73 selects a PRI suitable for the verification process in step 24, the search processing unit 73 notifies the beam scheduler 80 of the PRI selected in step 24 as well as shifting to the verification process (step 25). In addition, the search processing unit 73 gives an instruction to the beam scheduler 80 so as to perform the verification process only on the beam position where the bank having the detected intensity exceeding the threshold exists (step 26). On the other hand, if there is no beam position where there is a bank whose detected intensity exceeds the threshold (No in Step 23), the process proceeds to Step 21 and the search process is repeated.

ビームスケジューラ80は、捜索処理部73から検定処理へ移行する旨及び選択したPRIの通知があるか否かを判定する(ステップ43)。ビームスケジューラ80は、捜索処理部73からの通知がある場合(ステップ43のYes)、パルス信号生成部10に対して設定された高PRFを、捜索処理部73から通知されたPRIに基づく低PRFに切り替えるように指示し(ステップ44)、切替部71に対してビデオ信号の導出をMTI処理部74へ切り替えるように指示する(ステップ45)。   The beam scheduler 80 determines whether the search processing unit 73 shifts to the verification process and whether there is a notification of the selected PRI (step 43). When there is a notification from the search processing unit 73 (Yes in Step 43), the beam scheduler 80 sets the high PRF set for the pulse signal generation unit 10 to the low PRF based on the PRI notified from the search processing unit 73. (Step 44), and instructs the switching unit 71 to switch the derivation of the video signal to the MTI processing unit 74 (step 45).

パルス信号生成部10は、新たに設定された低PRFに従って変調パルス信号を生成する。このとき、ビームスケジューラ80は、捜索処理部73からの検定処理を行うビームポジションの指示に従って、1ビームポジション当り所定回数の変調パルス信号を生成させる(ステップ46)。   The pulse signal generator 10 generates a modulated pulse signal according to the newly set low PRF. At this time, the beam scheduler 80 generates a modulated pulse signal for a predetermined number of times per beam position in accordance with the beam position instruction for performing the verification process from the search processing unit 73 (step 46).

アンテナ40は、指定されたビームポジションへ送信波を送信し、この送信波が目標物で反射された反射波を受信する。アンテナ40で受信された反射波は、受信装置50及び復調部60を介してビデオ信号へ変換され、信号処理装置70へ供給される。ビデオ信号は、MTI処理部74でクラッタ成分が除去され、検定・追跡処理部75へ出力される。   The antenna 40 transmits a transmission wave to a designated beam position, and receives a reflected wave in which the transmission wave is reflected by a target. The reflected wave received by the antenna 40 is converted into a video signal via the receiving device 50 and the demodulator 60 and supplied to the signal processing device 70. The MTI processing unit 74 removes clutter components from the video signal and outputs the video signal to the verification / tracking processing unit 75.

検定・追跡処理部75は、MTI処理部74でクラッタ成分が除去された信号を受け取り、時間軸上において予め設定された閾値を超える強度が検出された距離を測定することで、捜索処理で探知された目標物の検定を行う(ステップ31)。そして、検定・追跡処理部75は、検定結果をメモリ751へ記録する(ステップ32)。検定・追跡処理部75は、指定されたビームポジションにおける検定処理が完了すると、検定処理で目標物であると確認した目標物に対して追跡処理を開始する(ステップ33)。なお、追跡処理では、パルス信号生成部10は、検定処理と同一の低PRFに従って、変調パルス信号を生成する。   The verification / tracking processing unit 75 receives the signal from which the clutter component has been removed by the MTI processing unit 74 and measures the distance at which the intensity exceeding the preset threshold is detected on the time axis, thereby detecting the search process. The verified target is verified (step 31). Then, the verification / tracking processing unit 75 records the verification result in the memory 751 (step 32). When the verification process at the designated beam position is completed, the verification / tracking processing unit 75 starts the tracking process for the target confirmed as the target in the verification process (step 33). In the tracking process, the pulse signal generation unit 10 generates a modulated pulse signal according to the same low PRF as in the verification process.

以上のように、上記第1の実施形態では、高PRF方式により目標物の捜索を行い、目標物の検定を行う際には、検定ビームのPRFを、捜索時に取得したドップラ周波数に基づいて選択された低PRFに切り替えるようにしている。このように、捜索を高PRF方式で行っているため、1ビームポジション当りのパルスヒット数が増大し、クラッタ抑圧能力が向上することとなる。つまり、1方向にビームポジションが向けられている時間が短い場合であっても、確実に目標物を探知することが可能となる。   As described above, in the first embodiment, when searching for a target using the high PRF method and performing target verification, the PRF of the verification beam is selected based on the Doppler frequency acquired during the search. Switching to the low PRF. Thus, since the search is performed by the high PRF method, the number of pulse hits per one beam position is increased, and the clutter suppression capability is improved. That is, even when the beam position is directed in one direction is short, the target can be reliably detected.

また、高PRF方式による目標物の捜索では、レンジアンビギュイティが発生するが、検定時には低PRF方式に切り替えられるため、複数種類の高PRFによるマルチPRFレンジングを利用する必要がなくなり、測距における間違いが減少する。   In addition, range ambiguity occurs in the search for a target by the high PRF method, but since it is switched to the low PRF method at the time of verification, it is not necessary to use multi-PRF ranging by a plurality of types of high PRF. Mistakes are reduced.

また、検定時の低PRFが捜索時に取得したドップラ周波数に基づいて選択されているため、MTI処理におけるMTIブラインドを回避することが可能となる。   Further, since the low PRF at the time of verification is selected based on the Doppler frequency acquired at the time of searching, it is possible to avoid MTI blinds in the MTI processing.

また、上記第1の実施形態では、捜索の際に目標物が探知されたビームポジションのみに対して、検定処理を行うようにしている。これにより、検定処理を効率的に行うことが可能となる。   In the first embodiment, the verification process is performed only on the beam position where the target is detected during the search. Thereby, it becomes possible to perform a test process efficiently.

したがって、本発明に係るレーダ装置は、捜索の段階で素早く目標物を識別し、検定の段階でその目標物への距離を正確に測定することができる。   Therefore, the radar apparatus according to the present invention can quickly identify a target at the search stage and accurately measure the distance to the target at the verification stage.

[第2の実施形態]
図9は、本発明の第2の実施形態に係わるレーダ装置の機能構成を示すブロック図である。図9において図1と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
[Second Embodiment]
FIG. 9 is a block diagram showing a functional configuration of a radar apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 9, parts common to those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and only different parts will be described here.

ビームスケジューラ90は、捜索処理部73が捜索処理を繰り返す度に、パルス信号生成部10におけるPRFを異なる高PRFへ切り替える。図10は第2の実施形態に係るレーダ装置のビームスケジューラ90の制御フローを示すフローチャートであり、図11は2種類の高PRFに従って送信される送信波の模式図である。   The beam scheduler 90 switches the PRF in the pulse signal generator 10 to a different high PRF every time the search processor 73 repeats the search process. FIG. 10 is a flowchart showing a control flow of the beam scheduler 90 of the radar apparatus according to the second embodiment, and FIG. 11 is a schematic diagram of transmission waves transmitted according to two types of high PRF.

ビームスケジューラ90は、捜索処理部73で捜索処理が行われる場合、パルス信号生成部10に対して高PRF1を指定し(ステップ101)、切替部71に対してビデオ信号をFFT処理部72へ導出するように指示をする(ステップ102)。   When the search processing is performed by the search processing unit 73, the beam scheduler 90 designates the high PRF 1 for the pulse signal generation unit 10 (step 101), and derives the video signal to the FFT processing unit 72 for the switching unit 71. Instruct to do so (step 102).

ビームスケジューラ90は、捜索処理部73から検定処理へ移行する旨及び選択したPRIの通知があるか否かを判定する(ステップ103)。ビームスケジューラ90は、捜索処理部73からの通知がある場合(ステップ103のYes)、パルス信号生成部10に対して設定された高PRFを、捜索処理部73から通知されたPRIに基づく低PRFに切り替えるように指示し(ステップ104)、切替部71に対してビデオ信号の導出をMTI処理部74へ切り替えるように指示する(ステップ105)。   The beam scheduler 90 determines whether the search processing unit 73 shifts to the verification process and whether there is a notification of the selected PRI (step 103). When there is a notification from the search processing unit 73 (Yes in Step 103), the beam scheduler 90 sets the high PRF set for the pulse signal generation unit 10 to the low PRF based on the PRI notified from the search processing unit 73. (Step 104), and instructs the switching unit 71 to switch the derivation of the video signal to the MTI processing unit 74 (step 105).

一方、ビームスケジューラ90は、捜索処理部73から検定処理へ移行する旨及び選択したPRIの通知がない場合(ステップ103のNo)、捜索処理部73において再度捜索処理が行われるか否かを判定する(ステップ106)。捜索処理部73において再度捜索処理が行われる場合(ステップ106のYes)、パルス信号生成部10のPRFを他の種類の高PRFに切り替え(例えば、高PRF1から高PRF2へ切り替える)(ステップ107)、処理をステップ103へ移行する。捜索処理部73において再度捜索処理が行われない場合(ステップ106のNo)、処理をステップ103へ移行する。   On the other hand, the beam scheduler 90 determines whether or not the search processing unit 73 performs the search process again when there is no notification of the transition from the search processing unit 73 to the verification process and the notification of the selected PRI (No in step 103). (Step 106). When search processing is performed again in the search processing unit 73 (Yes in step 106), the PRF of the pulse signal generation unit 10 is switched to another type of high PRF (for example, switching from high PRF1 to high PRF2) (step 107). Then, the process proceeds to step 103. If search processing is not performed again in the search processing unit 73 (No in step 106), the process proceeds to step 103.

パルス信号生成部10は、新たに設定された低PRFに従って変調パルス信号を生成する。このとき、ビームスケジューラ90は、捜索処理部73からの検定処理を行うビームポジションの指示に従って、1ビームポジション当り所定回数の変調パルス信号を生成させる(ステップ108)。   The pulse signal generator 10 generates a modulated pulse signal according to the newly set low PRF. At this time, the beam scheduler 90 generates a modulated pulse signal a predetermined number of times per beam position in accordance with the beam position instruction for performing the verification process from the search processing unit 73 (step 108).

以上のように、上記第2の実施形態では、ビームスケジューラ90により、捜索時のパルス信号生成部10のPRFを複数種類の高PRFで切り替えるようにしている。レーダ装置が高PRF方式を採用する場合、送信波を送信している間は反射波を受信することができないため、図11に示すような送信ブラインドが生じる。この送信ブラインドにより、目標物の距離によっては、反射波を受信できない場合がある。本実施形態に係るレーダ装置では、捜索時に高PRF1及び高PRF2を切り替えることにより、送信ブラインドを回避することが可能となる。   As described above, in the second embodiment, the beam scheduler 90 switches the PRF of the pulse signal generation unit 10 at the time of searching among a plurality of types of high PRFs. When the radar apparatus employs the high PRF method, a reflected wave cannot be received while a transmission wave is being transmitted, so that a transmission blind as shown in FIG. 11 occurs. Depending on the distance of the target, the reflected wave may not be received by this transmission blind. In the radar apparatus according to the present embodiment, transmission blinds can be avoided by switching between high PRF 1 and high PRF 2 during search.

なお、上記第2の実施形態では、捜索処理を繰り返す毎に異なる高PRFに切り替える例について説明したが、1ビームポジションの中で異なる高PRFに切り替える場合であっても同様に実施可能である。   In the second embodiment, the example of switching to a different high PRF every time the search process is repeated has been described. However, the present invention can be similarly implemented even when switching to a different high PRF within one beam position.

また、上記第2の実施形態では、2種類の高PRFを切り替える例について説明したが、高PRFの種類は2種類に限定される必要はなく、必要な処理距離に応じて複数の高PRFを用いて切り替えても良い。   In the second embodiment, the example in which two types of high PRFs are switched has been described. However, the types of high PRFs need not be limited to two types, and a plurality of high PRFs may be selected according to the required processing distance. It may be switched using.

[第3の実施形態]
図12は、本発明の第3の実施形態に係わるレーダ装置の機能構成を示すブロック図である。図12において図1と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
[Third Embodiment]
FIG. 12 is a block diagram showing a functional configuration of a radar apparatus according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 12, parts that are the same as those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and only different parts will be described here.

捜索・検定・追跡処理部76は、MTI処理部74でクラッタ成分が除去された信号に基づいて目標物の捜索処理、検定処理及び追跡処理を行う。   The search / verification / tracking processing unit 76 performs target search processing, verification processing, and tracking processing based on the signal from which the clutter component has been removed by the MTI processing unit 74.

図13は、本発明の第3の実施形態に係るレーダ装置の捜索範囲を示す模式図である。本実施形態においては、低仰角(0度から15度)と高仰角(15度から90度)とでビームスケジューラ100による処理が異なる。低仰角においては、捜索処理部73で捜索処理が行われ、捜索・検定・追跡処理部76で検索処理及び追跡処理が行われる。また、高仰角においては、捜索・検定・追跡処理部76で捜索処理、検索処理及び追跡処理が行われる。   FIG. 13 is a schematic diagram showing a search range of a radar apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the processing by the beam scheduler 100 differs between a low elevation angle (0 to 15 degrees) and a high elevation angle (15 to 90 degrees). At the low elevation angle, the search processing unit 73 performs search processing, and the search / verification / tracking processing unit 76 performs search processing and tracking processing. At high elevation angles, the search / verification / tracking processing unit 76 performs search processing, search processing, and tracking processing.

ビームスケジューラ100は、低仰角においては、図4に示すフローと同様の処理を行う。つまり、ビームスケジューラ100は、パルス信号生成部10に対して高PRFを指定し、切替部71に対してビデオ信号をFFT処理部72へ導出するように指示をすることで、捜索処理部73で捜索処理が行われるようにする。そして、捜索処理部73での捜索処理により目標が探知された場合には、パルス信号生成部10に対して捜索処理で取得されたドップラ周波数に基づく低PRFを指定し、切替部71に対してビデオ信号をMTI処理部74へ導出するように指示をすることで、捜索・検定・追跡処理部76で検定処理が行われるようにする。また、ビームスケジューラ100は、検定・追跡処理部75で追跡処理が行われる場合、パルス信号生成部10に対して検定時と同一の低PRFを指定する。   The beam scheduler 100 performs processing similar to the flow shown in FIG. 4 at a low elevation angle. That is, the beam scheduler 100 designates a high PRF for the pulse signal generation unit 10 and instructs the switching unit 71 to derive the video signal to the FFT processing unit 72. The search process is performed. When the target is detected by the search processing in the search processing unit 73, the low PRF based on the Doppler frequency acquired by the search processing is specified for the pulse signal generation unit 10, and the switching unit 71 is specified. By instructing the video signal to be derived to the MTI processing unit 74, the search / verification / tracking processing unit 76 performs the verification process. In addition, when the tracking process is performed by the verification / tracking processing unit 75, the beam scheduler 100 designates the same low PRF as that at the time of verification to the pulse signal generation unit 10.

また、ビームスケジューラ100は、高仰角においては、パルス信号生成部10に対して低PRFを指定し、切替部71に対してビデオ信号をMTI処理部74へ導出するように指示をすることで、捜索・検定・追跡処理部76で目標物の捜索処理、検定処理及び追跡処理が行われるようにする。   Further, the beam scheduler 100 designates a low PRF for the pulse signal generation unit 10 and instructs the switching unit 71 to derive a video signal to the MTI processing unit 74 at a high elevation angle. The search / verification / tracking processing unit 76 performs target search processing, verification processing, and tracking processing.

次に、1ビームポジションにおける高PRF方式による捜索時間と、低PRF方式による捜索時間とを比較する。なお、ここでは、およそ60dBのクラッタ抑圧能を想定する場合についての比較を行う。   Next, the search time according to the high PRF method at one beam position is compared with the search time according to the low PRF method. Here, a comparison is made on the assumption of a clutter suppression capability of approximately 60 dB.

高PRF方式を採用する際の捜索処理におけるPRIは、(1)式により求められ、目標物の最大速度が2マッハであり、送信波の周波数が3GHzである場合、73.3μsとなる。ここで、60dBのクラッタ抑圧能を達成するため、送信波が1ビームポジション当り64回送信されるとする。このとき、1ビームポジション当りの捜索時間は、
73.3×64=約4.7ms
となる。
The PRI in the search process when adopting the high PRF method is obtained by the equation (1), and is 73.3 μs when the maximum velocity of the target is 2 Mach and the frequency of the transmission wave is 3 GHz. Here, it is assumed that a transmission wave is transmitted 64 times per beam position in order to achieve 60 dB of clutter suppression capability. At this time, the search time per beam position is
73.3 × 64 = about 4.7 ms
It becomes.

一方、低PRF方式を採用する際の捜索処理におけるPRIは、(2)式により求められ、処理距離が120kmであり、パルス幅が50μmである場合、850μsとなる。ここで、60dBのクラッタ抑圧能を達成するため、3パルスMTI及び9パルスドップラ処理を1ビームポジション当りに実施するようにする。すなわち、1ビームポジション当り10パルスが必要となるため、1ビームポジション当りの捜索時間は、
850×10=8.5ms
となる。このように、高PRF方式による捜索処理は、低PRF方式による捜索処理よりも捜索時間が短い。すなわち、低仰角において高PRF方式を採用することにより、低PRF方式を採用する場合よりも捜索時間が増大することはない。
On the other hand, the PRI in the search process when adopting the low PRF method is obtained by the equation (2), and is 850 μs when the processing distance is 120 km and the pulse width is 50 μm. Here, in order to achieve a clutter suppression capability of 60 dB, the 3-pulse MTI and 9-pulse Doppler processing is performed per beam position. That is, since 10 pulses are required per beam position, the search time per beam position is
850 × 10 = 8.5 ms
It becomes. Thus, the search process using the high PRF method has a shorter search time than the search process using the low PRF method. That is, by adopting the high PRF method at a low elevation angle, the search time does not increase as compared with the case of adopting the low PRF method.

以上のように、上記第3の実施形態では、低仰角における捜索処理では高PRF方式を採用し、高仰角における捜索処理では低PRF方式を採用するようにしている。つまり、強クラッタ環境であることが想定される低仰角における捜索処理に高PRF方式を採用することで、1ビームポジション当りのパルスヒット数を増大させることが可能となるため、低仰角におけるクラッタ抑圧性能を向上させることが可能となる。また、高PRF方式を採用する際に発生するレンジアンビギュイティは、低PRF方式を採用する検定時に解消するようにしているため、高PRF方式による捜索時間は、低PRF方式を採用した場合と比較しても増大することはない。   As described above, in the third embodiment, the high PRF method is adopted in the search processing at a low elevation angle, and the low PRF method is adopted in the search processing at a high elevation angle. In other words, by adopting a high PRF method for search processing at a low elevation angle, which is assumed to be a strong clutter environment, it is possible to increase the number of pulse hits per beam position, thereby suppressing clutter at a low elevation angle. The performance can be improved. In addition, the range ambiguity that occurs when adopting the high PRF method is eliminated at the time of verification using the low PRF method, so the search time for the high PRF method is the same as when the low PRF method is used. Even if it compares, it does not increase.

[その他の実施形態]
なお、この発明は上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態におけるレーダ装置は、目標物の捜索、検定及び追跡した後、飛翔体を目標物へ誘導する誘導処理部をさらに具備していてもかまわない。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above embodiments. For example, the radar apparatus in each of the above embodiments may further include a guidance processing unit that guides the flying object to the target after searching, testing, and tracking the target.

さらに、この発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

10…パルス信号生成部
40…アンテナ
41…素子アンテナ
42…送受信モジュール
43…給電回路
50…受信装置
60…復調部
70…信号処理装置
71…切替部
72…FFT処理部
73…捜索処理部
731…メモリ
732…テーブル
74…MTI処理部
75…検定・追跡処理部
751…メモリ
76…捜索・検定・追跡処理部
80,90,100…ビームスケジューラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Pulse signal generation part 40 ... Antenna 41 ... Element antenna 42 ... Transmission / reception module 43 ... Feeding circuit 50 ... Reception apparatus 60 ... Demodulation part 70 ... Signal processing apparatus 71 ... Switching part 72 ... FFT processing part 73 ... Search processing part 731 ... Memory 732 ... Table 74 ... MTI processing unit 75 ... Verification / tracking processing unit 751 ... Memory 76 ... Search / verification / tracking processing units 80, 90, 100 ... Beam scheduler

Claims (6)

指定されたPRF(Pulse Repetition Frequency)に従って送信パルスを繰り返し生成する送信パルス生成手段と、
前記送信パルス生成手段で生成された送信パルスを空間へ向けて送信し、目標により反射された反射パルスを受信する送受信手段と、
前記受信された反射パルスの導出を選択的に切り替える切替手段と、
前記切替手段から導出された反射パルスに含まれるクラッタ成分を除去し、当該信号に基づいて前記目標を捜索し、前記捜索で前記目標が探知された場合、前記目標のドップラ情報を取得し、前記ドップラ情報に基づいてMTI(Moving Target indicator)ブラインドを回避可能なPRI(Pulse Repetition Interval)選択し、前記目標が探知された探知方向についての方向情報を生成する捜索手段と、
前記切替手段から導出された反射パルスに含まれるクラッタ成分を除去し、当該信号に基づいて前記捜索手段で探知された目標を検定する検定手段と、
前記送信パルス生成手段に対してPRFを指定し、前記切替手段を切替制御する制御手段と
を具備し、
前記制御手段は、
初期状態では、前記反射パルスの処理に周波数アンビギュイティが発生しないが、レンジアンビギュイティが発生する高PRFを前記送信パルス生成手段に対して指定し、前記高PRFに従って生成された送信パルスによる反射パルスが前記捜索手段へ導出されるように前記切替手段を切り替え、
前記捜索手段で前記目標が探知されて前記PRIが選択され、前記方向情報が生成された場合、前記PRIに基づいて、前記反射パルスの処理にレンジアンビギュイティが発生しないが周波数アンビギュイティが発生する低PRFを前記送信パルス生成手段に対して指定し、前記探知方向へ前記低PRFに従って生成された送信パルスを送信し、当該方向からの反射パルスを受信するように前記送受信手段を制御し、前記受信した反射パルスが前記検定手段へ導出されるように前記切替手段を切り替え、
前記捜索手段は、
前記高PRFに従って生成された送信パルスによる反射パルスに対してFFT(Fast Fourier Transform)処理を行ってクラッタ成分を除去するFFT処理部と、
前記FFT処理部からの信号に基づいて前記目標を捜索し、前記捜索で前記目標が探知された場合、前記目標のドップラ情報を取得し、前記ドップラ情報に基づいて前記PRI選択し、前記方向情報を生成する捜索処理部と
を備え、
前記検定手段は、
前記低PRFに従って生成された送信パルスによる反射パルスに対してMTI処理を行ってクラッタ成分を除去するMTI処理部と、
前記MTI処理部からの信号に基づいて前記捜索手段で探知された目標の検定をし、前記検定の結果を記録し、前記検定処理で目標であると確認した目標を追跡する検定・追跡処理部と
を備えることを特徴とするレーダ装置。
Transmission pulse generating means for repeatedly generating a transmission pulse according to a designated PRF (Pulse Repetition Frequency);
A transmission / reception means for transmitting the transmission pulse generated by the transmission pulse generation means toward the space and receiving the reflected pulse reflected by the target;
Switching means for selectively switching derivation of the received reflected pulse;
The clutter component included in the reflected pulse derived from the switching means is removed, the target is searched based on the signal, and when the target is detected by the search, the Doppler information of the target is acquired, Search means for selecting a PRI (Pulse Repetition Interval) capable of avoiding an MTI (Moving Target indicator) blind based on Doppler information, and generating direction information about a detection direction in which the target is detected ;
A test unit for removing a clutter component included in the reflected pulse derived from the switching unit and verifying a target detected by the search unit based on the signal;
A control means for designating a PRF for the transmission pulse generating means and controlling the switching means;
The control means includes
In the initial state, no frequency ambiguity is generated in the processing of the reflected pulse, but a high PRF in which range ambiguity is generated is designated to the transmission pulse generating means, and the transmission pulse generated according to the high PRF is used. Switching the switching means so that reflected pulses are derived to the search means;
When the target is detected by the search means and the PRI is selected and the direction information is generated , no range ambiguity is generated in the processing of the reflected pulse based on the PRI , but the frequency ambiguity is not generated. The generated low PRF is designated to the transmission pulse generation means, the transmission pulse generated according to the low PRF is transmitted in the detection direction, and the transmission / reception means is controlled to receive the reflection pulse from the direction. , Switching the switching means so that the received reflected pulse is derived to the verification means,
The search means includes
An FFT processing unit that removes clutter components by performing FFT (Fast Fourier Transform) processing on the reflected pulse of the transmission pulse generated according to the high PRF;
The target is searched based on a signal from the FFT processing unit, and when the target is detected in the search, the Doppler information of the target is acquired, the PRI is selected based on the Doppler information, and the direction A search processing unit for generating information ,
The test means is
An MTI processing unit that performs MTI processing on a reflection pulse by a transmission pulse generated according to the low PRF and removes a clutter component;
A test / tracking processing unit that tests the target detected by the search means based on the signal from the MTI processing unit , records the result of the test, and tracks the target confirmed as the target in the testing process A radar apparatus comprising:
前記検定手段は、前記送受信手段による送信パルスの送信が予め設定された仰角以上である場合、前記切替手段から導出された反射パルスに含まれるクラッタ成分を除去し、当該信号に基づいて前記目標を捜索し、前記捜索で前記目標が探知された場合、前記探知された目標の検定を行
前記制御手段は、
前記送受信手段による送信パルスの送信が予め設定された仰角以上である場合、前記反射パルスの処理にレンジアンビギュイティが発生しないが、周波数アンビギュイティが発生する低PRFを前記送信パルス生成手段に対して指定し、前記低PRFに従って生成された送信パルスによる反射パルスが前記検定手段へ導出されるように前記切替手段を切り替えることを特徴とする請求項1記載のレーダ装置。
When the transmission of the transmission pulse by the transmission / reception unit is equal to or higher than a preset elevation angle, the verification unit removes a clutter component included in the reflected pulse derived from the switching unit, and determines the target based on the signal. search, and if the target by the search is detected, it has rows the detection and target of the assay,
The control means includes
When transmission of the transmission pulse by the transmission / reception means is greater than or equal to a preset elevation angle , range ambiguity does not occur in the processing of the reflected pulse, but low PRF in which frequency ambiguity is generated is sent to the transmission pulse generation means 2. The radar apparatus according to claim 1, wherein the switching means is switched so that a reflected pulse by a transmission pulse designated according to the low PRF is derived to the verification means.
前記制御手段は、初期状態では、複数種類の高PRFをサイクリックに切り替えて前記送信パルス生成手段に対して指定することを特徴とする請求項1記載のレーダ装置。   2. The radar apparatus according to claim 1, wherein the control means switches a plurality of types of high PRFs cyclically and designates them to the transmission pulse generation means in an initial state. 送信パルスが目標で反射されて発生する反射パルスに基づいて前記目標の捜索及び検定を行うレーダ装置に用いられるレーダ信号処理方法であって、
前記反射パルスの処理に周波数アンビギュイティが発生しないが、レンジアンビギュイティが発生する高PRFに従って前記送信パルスを生成し、
前記目標からの反射パルスにFFT(Fast Fourier Transform)処理を行ってクラッタ成分を除去し、
前記FFT処理によりクラッタ成分を除去した信号に基づいて前記目標を捜索し、
前記捜索で前記目標が探知された場合、前記目標のドップラ情報を取得し、前記ドップラ情報に基づいてMTI(Moving Target indicator)ブラインドを回避可能なPRI(Pulse Repetition Interval)選択し、前記目標が探知された探知方向についての方向情報を生成し、
前記捜索で前記目標が探知されて前記PRIが選択され、前記方向情報が生成された場合、前記PRIに基づいて、前記反射パルスの処理にレンジアンビギュイティが発生しないが周波数アンビギュイティが発生する低PRFを選定し、当該低PRFに従って前記送信パルスを生成し、前記探知方向へ前記低PRFに従って生成された送信パルスを送信し、
前記目標からの反射パルスにMTI処理を行ってクラッタ成分を除去し、
前記MTI処理によりクラッタ成分を除去した信号に基づいて前記捜索で探知された目標の検定をし、
前記検定の結果を記録し、前記検定処理で目標であると確認した目標を追跡することを特徴とするレーダ信号処理方法。
A radar signal processing method used in a radar device that searches and verifies a target based on a reflected pulse generated when a transmission pulse is reflected by the target,
No frequency ambiguity is generated in the processing of the reflected pulse, but the transmission pulse is generated according to a high PRF in which range ambiguity is generated,
The reflected pulse from the target is subjected to FFT (Fast Fourier Transform) processing to remove clutter components,
Searching for the target based on the signal from which clutter components have been removed by the FFT processing;
When the target is detected in the search, the Doppler information of the target is acquired, and a PRI (Pulse Repetition Interval) that can avoid an MTI (Moving Target indicator) blind is selected based on the Doppler information. Generate direction information about the detected direction of detection ,
When the target is detected in the search and the PRI is selected and the direction information is generated , no range ambiguity is generated in the processing of the reflected pulse but frequency ambiguity is generated based on the PRI. Selecting a low PRF to be generated, generating the transmission pulse according to the low PRF, transmitting the transmission pulse generated according to the low PRF in the detection direction,
The reflected pulse from the target is subjected to MTI processing to remove clutter components,
The target detected in the search is verified based on the signal from which clutter components have been removed by the MTI processing ,
A radar signal processing method , wherein the test result is recorded, and a target confirmed as a target in the verification process is tracked .
前記送信パルスが予め設定された仰角以上の方向へ送信される場合、
前記反射パルスの処理にレンジアンビギュイティが発生しないが、周波数アンビギュイティが発生する低PRFに従って前記送信パルスを生成し、
前記目標からの反射パルスにMTI(Moving Target indicator)処理を行ってクラッタ成分を除去し、
前記MTI処理によりクラッタ成分を除去した信号に基づいて前記目標を捜索し、
前記捜索で前記目標が探知された場合、前記探知された目標の検定し、
前記検定の結果を記録し、前記検定処理で目標であると確認した目標を追跡することを特徴とする請求項記載のレーダ信号処理方法。
When the transmission pulse is transmitted in a direction greater than a preset elevation angle,
Range ambiguity does not occur in the processing of the reflected pulse, but the transmission pulse is generated according to a low PRF in which frequency ambiguity occurs,
The reflected pulse from the target is subjected to MTI (Moving Target indicator) processing to remove clutter components,
Searching for the target based on a signal from which clutter components have been removed by the MTI processing;
If the target is detected in the search, the detected target is verified ,
5. The radar signal processing method according to claim 4 , wherein the result of the verification is recorded, and the target confirmed as the target in the verification process is traced .
前記送信パルスを生成する際の前記高PRFは、複数種類の高PRFからサイクリックに切り替えられたものであることを特徴とする請求項記載のレーダ信号処理方法。 5. The radar signal processing method according to claim 4 , wherein the high PRF at the time of generating the transmission pulse is cyclically switched from a plurality of types of high PRF.
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