JP5485213B2 - パルスレーダ装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
特許文献1では、FM−CWレーダにおける、受信信号に重畳した定常的なノイズ成分(周波数やレベルの時間的変動が小さいノイズ成分)の干渉ノイズ信号低減処理が開示されている。定常的なノイズ成分を記憶し、受信信号のスペクトラム分布から差し引くことで、対象物を検出する。
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。
受信用制御信号に従って前記受信ステップで受信した受信信号と前記送信信号との相関をとる相関ステップと、前記相関ステップの出力信号をベースバンドにダウンコンバートしてベースバンド信号を出力するダウンコンバートステップと、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変換ステップと、前記ディジタル信号を入力して前記ディジタル信号に含まれるノイズ信号のレプリカ信号を作成するレプリカ信号作成処理と前記ディジタル信号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処理のいずれか一方を選択して行うディジタル信号処理ステップと、を有し、前記ディジタル信号処理部で前記対象物情報検出処理を行うときは前記信号切出しステップを第1のパルス繰返し周期で行わせ、前記レプリカ信号作成処理を行うときは前記信号切出しステップを前記第1のパルス繰返し周期より短い第2のパルス繰返し周期で行わせることを特徴する。
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1を用いて以下に説明する。図1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1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5の時間波形と図6の時間波形を加算し、これから図7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8に示す。
そこで、本実施形態のパルスレーダ装置100では、レプリカ信号作成の処理を行う間は高周波送信部110で送信信号を生成するパルス繰返し周期Tzを、対象物情報検出の処理を行うときのパルス繰返し周期Tpよりも短くしており、これにより対象物情報の検索処理に与える影響をできるだけ低減している。
この場合、図10(a)に示すように、遠方で干渉信号が残ってしまい、ここに対象物からの反射波があった場合検出しにくくなる。しかしながら、このような場合は、レーダーに対し相対速度が無い状態、つまり一定の距離をずっと保ちながらいる対象物なので、危険の対象物ではない。また、その距離にある対象物の相対速度の検出が行われる場合、例えば図10(b)に示すような近づく対象物に対しては、干渉信号とは分離されて検出できるので、特に問題は無い。
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 選択部
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 (3)
- 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て送信信号を生成する信号切出しステップと、
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、
受信用制御信号に従って前記受信ステップで受信した受信信号と前記送信信号との相関をとる相関ステップと、
前記相関ステップの出力信号をベースバンドにダウンコンバートしてベースバンド信号を出力するダウンコンバートステップと、
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変換ステップと、
前記ディジタル信号を入力して前記ディジタル信号に含まれるノイズ信号のレプリカ信号を作成するレプリカ信号作成処理と前記ディジタル信号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処理のいずれか一方を選択して行うディジタル信号処理ステップと、を有し、
前記ディジタル信号処理部で前記対象物情報検出処理を行うときは前記信号切出しステップを第1のパルス繰返し周期で行わせ、前記レプリカ信号作成処理を行うときは前記信号切出しステップを前記第1のパルス繰返し周期より短い第2のパルス繰返し周期で行わせ、
前記送信用制御信号をX1〜Xm(m≧2)とし、前記信号切出しステップで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たときに前記A/D変換ステップで得られるディジタル信号を第i番目のバックグランド信号とするとき、
前記ディジタル信号処理ステップで行う前記レプリカ信号作成処理では、
前記i番目の送信用制御信号Xiとして前記X1からXmまで順次選択して前記信号切出しステップで前記Xi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たときに前記A/D変換ステップで得られるディジタル信号をそれぞれ第1番目から第m番目の前記バックグランド信号として取得し、さらに前記信号切出しステップで前記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たときに前記A/D変換ステップで得られるディジタル信号を第(m+1)番目のバックグランド信号として取得し、前記第1番目から第m番目までのバックグランド信号を加算して前記第(m+1)番目のバックグランド信号を減算したものを(m−1)で除することによりレプリカ信号を作成し、
前記対象物情報検出処理では、
前記信号切出しステップで前記m個の送信用制御信号及び前記受信用制御信号を出力したときに前記A/D変換ステップで得られるディジタル信号から前記レプリカ信号を減算して低ノイズ信号を算出し、該低ノイズ信号に基づいて前記対象物情報を検出する
ことを特徴するパルスレーダ装置の制御方法。 - 所定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て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る相関部と、前記相関部からの出力信号をベースバンド信号にダウンコンバートするダウンコンバート部と、を有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ディジタル信号に含まれるノイズ信号のレプリカ信号を作成するレプリカ信号作成処理と前記ディジタル信号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処理のいずれか一方を選択して行う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相関部に出力する制御部と、前記ディジタル信号処理部に対して前記対象物情報検出処理と前記レプリカ信号作成処理のいずれか一方を指示するとともに前記高周波送信部で送信信号を生成するパルス繰返し周期を前記制御部に指示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、
前記レーダ機能切替部は、前記パルス繰返し周期として前記ディジタル信号処理部に前記対象物情報検出処理を指示するときは前記制御部に第1のパルス繰返し周期を指示し、前記レプリカ信号作成処理を指示するときは前記制御部に前記第1のパルス繰返し周期より短い第2のパルス繰返し周期を指示し、
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たときに前記A/D変換部から出力されるディジタル信号を第i番目のバックグランド信号とし、さらに前記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たときに前記A/D変換部から出力されるディジタル信号を第(m+1)番目のバックグランド信号とするとき、
前記制御部は、
前記レーダ機能切替部から前記第2のパルス繰返し周期の指示を入力したときは、前記i番目の送信用制御信号Xiとして前記X1からXmまで順次選択して前記高周波送信部に前記Xi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さらに前記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、
前記レーダ機能切替部から前記第1のパルス繰返し周期の指示を入力したときは、前記高周波送信部に前記m個の送信用制御信号及び前記受信用制御信号を出力し、
ディジタル信号処理部は、
前記レーダ機能切替部から前記レプリカ信号作成処理の指示を入力したときは、前記A/D変換部から入力したディジタル信号を順次第1番目から第(m+1)番目の前記バックグランド信号として取得し、前記第1番目から第m番目までのバックグランド信号を加算して前記第(m+1)番目のバックグラ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作成し、
前記レーダ機能切替部から前記対象物情報検出処理の指示を入力したときは、前記A/D変換部から入力したディジタル信号から前記レプリカ信号を減算して低ノイズ信号を算出し、該低ノイズ信号に基づいて前記対象物情報を検出する
ことを特徴とするパルスレーダ装置。 - 前記ディジタル信号処理部は、
前記対象物情報検出処理を行う対象物情報検出部と、前記レプリカ信号作成処理を行うレプリカ信号作成部と、前記レーダ機能切替部からの指示に従って前記対象物情報検出部と前記レプリカ信号作成部のいずれか一方を選択して前記A/D変換部から入力したディジタル信号を出力する選択部と、を有している
ことを特徴とする請求項2に記載のパルスレーダ装置。
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