JP5480184B2 - パルスレーダ装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
また、特許文献2では、パルスレーダ装置における干渉ノイズ信号やセルフミキシングノイズ等をレプリカ信号として取得し、これを観測データから除去することで、対象物を高精度に検出する技術が開示されている。
本発明の第1の実施の形態に係るパルスレーダ装置を、図2を用いて以下に説明する。図2は、本実施形態のパルスレーダ装置100の構成を示すブロック図である。図2において、パルスレーダ装置100は、高周波信号を処理する高周波送信部110及び高周波受信部120と、低周波信号を処理するベースバンド部130と、電波を空間に放射するための送信アンテナ101と、対象物で反射した反射波を受信する受信アンテナ102と、を備えている。以下では、説明容易のため、パルスレーダ装置100で検出する対象物を符号Tで示す。
(β+γ+δ)+(α+γ+δ)−(γ+δ)= α+β+γ+δ
上記のようにして、記憶部134には干渉ノイズ信号α、β、γ、及びセルフミキシングノイズδを合成したノイズ信号のレプリカ信号(α+β+γ+δ)が保存される。レプリカ信号(α+β+γ+δ)の時間波形は、図6の時間波形と図7の時間波形を加算し、これから図8の時間波形を減算することで得られる。この場合のレプリカ信号(α+β+γ+δ)の時間波形を図9に示す。
BA(i,j)=BB(i、j)+BB(i、j+Nr)−BB(i、j+2・Nr)
(i=1〜Np、j=1〜Nr)
で与えられる。
さらに、距離データ毎ノイズ信号の作成順序をLN(k)(i=1〜Nt)で与えるものとする。すなわち、レプリカ信号の作成過程において、k番目に作成される距離データ毎ノイズ信号は、n2=LN(k)とおくと、RA(i,n2)(i=1〜Np)となる。距離データ毎ノイズ信号を作成する順序は、事前にLN(k)に任意に設定しておくものとする。
ステップS11では、組数n3がNdより小さいか否かを判定し、組数n3がNdより小さいと判定されたときはステップS4に戻る一方、組数n3がNdに等しいときはステップS21に進む。ステップS21では、組数n1を0に初期化する。その後、次の更新サイクルまで待機する。
本発明の第2の実施形態に係るパルスレーダ装置を、図11を用いて以下に説明する。図11は、本実施形態のパルスレーダ装置200の構成を示すブロック図である。本実施形態のパルスレーダ装置200は、対象物Tの方位角を位相モノパルス方式で測定(測角)するために、受信アンテナ210として、第1アンテナ211及び第2アンテナ212の2つのアンテナを備えている。第1アンテナ211及び第2アンテナ212による受信信号は、ハイブリッド回路213に入力され、ここで2つの受信信号の和信号(Σとする)と差信号(Δとする)に変換されて切替器214に出力される。
101 送信アンテナ
102 受信アンテナ
103 高周波用基板
104 低周波用基板
105 コネクタ
110 高周波送信部
111 発振器
112 第1ゲート部
113 第2ゲート部
120 高周波受信部
121 相関器
122 IQミキサ
123 第1ミキサ
124 第2ミキサ
125 移相器
130 ベースバンド部
131 A/D変換部
132 ディジタル信号処理部
132a 単位サンプリング処理部
132b 対象物情報検出部
132c レプリカ信号作成部
133 制御部
134 記憶部
135 レーダ機能切替部
Claims (4)
- 予め設定された更新周期で所定の探知距離内の対象物の情報を検出して情報提供するパルスレーダ装置の制御方法であって、
所定周波数の搬送波を2以上の送信用制御信号に従ってパルス状に切出し、前記2以上の送信用制御信号のすべてが出力されたときに送信信号を生成する送信信号処理ステップと、
前記送信信号を電波として空間に放射する送信ステップと、
前記電波が対象物で反射された反射波を受信する受信ステップと、
前記送信信号処理ステップと前記送信ステップと前記受信ステップとを所定の繰返し周期で複数回繰り返してそれぞれで受信した受信信号を受信用制御信号に従って測定距離毎にサンプリングすることで距離データを取得する単位サンプリング処理ステップと、
前記距離データ毎に含まれるノイズ信号を取得する単位ノイズ処理ステップと、
前記単位ノイズ処理ステップで取得されたノイズ信号を用いてレプリカ信号を更新するレプリカ信号作成ステップと、
前記単位サンプリング処理ステップを前記測定距離を変えながら第1の設定回数だけ行わせることで前記探知距離内のすべての前記距離データを取得し、前記すべての距離データから前記レプリカ信号を減算して前記対象物の情報を検出する対象物情報検出ステップと、を有し、
前記更新周期内の第1の期間に前記対象物情報検出ステップを行い、
前記更新周期内の前記第1の期間を除く第2の期間に前記単位ノイズ処理ステップを前記送信信号処理ステップで用いる前記送信用制御信号の出力条件及び/または前記測定距離を変えながら所定回数だけ行い、
前記単位ノイズ処理ステップを、すべての前記距離データに対するすべてのノイズ信号を取得するまで繰り返し行い、さらに前記すべての距離データに対するすべてのノイズ信号を取得する処理を繰り返し行い、
前記送信用制御信号をX1〜Xm(m≧2)とするとき、
前記単位ノイズ処理ステップでは、
前記送信用制御信号のうちi番目の送信用制御信号Xiを出力せずこれを除く前記送信用制御信号及び前記受信用制御信号を出力して前記送信信号処理ステップと前記送信ステップと前記受信ステップとを前記繰返し周期で複数回繰り返したときに前記受信用制御信号に従って測定距離毎にサンプリングしたものを第i番目のバックグラウンド信号の距離データ毎ノイズ信号として保存し、
前記m個の送信用制御信号のすべてを出力せず前記受信用制御信号を出力して前記送信信号処理ステップと前記送信ステップと前記受信ステップとを前記繰返し周期で複数回繰り返したときに前記受信用制御信号に従って測定距離毎にサンプリングしたものを第(m+1)番目のバックグラウンド信号の距離データ毎ノイズ信号として保存する
ことを特徴とするパルスレーダ装置の制御方法。 - 前記レプリカ信号作成ステップでは、
すべての前記距離データ毎ノイズ信号からなる前記第1番目から第m番目までのバックグラウンド信号を加算して前記第(m+1)番目のバックグラウンド信号を減算したものを(m−1)で除することにより前記レプリカ信号を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載のパルスレーダ装置の制御方法。 - 使用開始時に、前記単位ノイズ処理ステップをすべての前記距離データに対するすべてのノイズ信号を取得するまで行い、さらに前記レプリカ信号作成ステップを行うことで、前記レプリカ信号の初期値を作成する
ことを特徴とする請求項1または2に記載のパルスレーダ装置の制御方法。 - 予め設定された更新周期で所定の探知距離内の対象物の情報を検出して情報提供するパルスレーダ装置であって、
所定の周波数の搬送波を生成する発振器を有し、前記搬送波を2以上の送信用制御信号に従ってパルス状に切出し、前記2以上の送信用制御信号のすべてが出力されたときに送信信号を生成する高周波送信部と、
前記高周波送信部から前記送信信号を入力して電波として空間に放射する送信アンテナと、
前記電波が対象物で反射された反射波を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナから受信信号を入力して受信用制御信号に従って前記送信信号との相関をとってベースバンド信号に変換する高周波受信部と、
前記ベースバンド信号を入力してディジタル信号に変換するA/D変換部と、前記A/D変換部から前記ディジタル信号を入力して前記対象物情報を検出するディジタル信号処理部と、前記送信用制御信号を前記高周波送信部に出力するとともに前記受信用制御信号を前記高周波受信部に出力する制御部と、前記ディジタル信号処理部と前記制御部の動作を制御するレーダ機能切替部と、を有するベースバンド部と、を備え、
前記ディジタル信号処理部はさらに、
前記ディジタル信号を入力して測定距離毎にサンプリングすることで距離データを取得する単位サンプリング処理部と、
前記距離データに含まれるノイズ信号を取得してレプリカ信号を更新するレプリカ信号作成部と、
前記単位サンプリング処理部から前記探知距離内のすべての前記距離データを取得し、前記すべての距離データから前記レプリカ信号を減算して前記対象物情報を検出する対象物情報検出部と、を有しており、
前記送信用制御信号をX1〜Xm(m≧2)とし、前記制御部から前記送信用制御信号のうちi番目の送信用制御信号Xiが出力されずこれを除く前記送信用制御信号及び前記受信用制御信号が出力されたときに前記単位サンプリング処理部で取得される前記距離データを距離データ毎ノイズ信号とし、前記探知距離内のすべての前記距離データ毎ノイズ信号からなる信号を第i番目のバックグラウンド信号とするとき、
前記レプリカ信号作成部は、
前記第1番目から第m番目までのバックグラウンド信号を加算して前記第(m+1)番目のバックグラウンド信号を減算したものを(m−1)で除することにより前記レプリカ信号を算出し、
前記レーダ機能切替部は、
前記更新周期内の第1の期間に前記対象物情報検出部を実行させ、
前記更新周期内の前記第1の期間を除く第2の期間に前記レプリカ信号作成部を実行させる
ことを特徴するパルスレーダ装置。
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