JP5503141B2 - Target detection device - Google Patents

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Description

本発明は、例えば陸地や建造物等のような目標を検出する目標検出装置に関する。   The present invention relates to a target detection device that detects a target such as a land or a building.

目標を検出する装置としては、例えば、マイクロ波帯の電波を送信してその反射波を受信し、現在地から目標までの距離や方位を測定するレーダ装置がある。レーダ装置を用いて遠距離にある目標を高い距離分解能で検出しようとする場合、尖頭送信電力を上げ、且つ幅の狭いパルス信号を空間に発射する必要がある。   As an apparatus for detecting a target, for example, there is a radar apparatus that transmits a radio wave of a microwave band, receives a reflected wave thereof, and measures a distance and an azimuth from the current position to the target. When using a radar apparatus to detect a target at a long distance with high distance resolution, it is necessary to increase the peak transmission power and emit a narrow pulse signal to space.

ところで、近年、電波資源有効利用の観点から、マグネトロンやクライストロン等の電子管に比べて不要輻射の少ない、半導体アンプを用いた固体化レーダ装置に注目が集まっている。しかしながら、固体化レーダ装置は、電子管を用いたレーダ装置に比べて送信電力が小さいので、遠方の目標に対する感度が低下してしまうという課題がある。   By the way, in recent years, from the viewpoint of effective utilization of radio wave resources, attention has been focused on solid-state radar devices using semiconductor amplifiers that have less unnecessary radiation than electron tubes such as magnetrons and klystrons. However, since the solid-state radar device has a lower transmission power than a radar device using an electron tube, there is a problem that sensitivity to a distant target is lowered.

この課題を解決するため、所定の変調を施した幅の広いパルス信号(以下「変調パルス信号」という。)の電波を発射し、目標からの反射波を受信してパルス圧縮処理を行うことにより、遠方の目標を高い距離分解能で検出できる装置(以下「パルス圧縮レーダ装置」という。)が知られている(例えば、非特許文献1参照)。   In order to solve this problem, by emitting a radio wave of a wide pulse signal (hereinafter referred to as a “modulated pulse signal”) subjected to predetermined modulation, receiving a reflected wave from the target, and performing a pulse compression process An apparatus that can detect a distant target with high distance resolution (hereinafter referred to as “pulse compression radar apparatus”) is known (for example, see Non-Patent Document 1).

しかしながら、従来のパルス圧縮レーダ装置では、変調パルス信号の発射に起因し、放送波や通信波等を受信する設備(以下「電波受信設備」という。)において受信障害が発生することがあった。例えば、スーパーヘテロダイン方式を採用している受信機のイメージ帯域に本レーダ装置が発射する変調パルス信号が位置した場合、パルス圧縮レーダ装置特有の幅の広いパルス発射により、マグネトロンやクライストロン等の電子管に比べて長い期間、電波が照射され、混信が顕在化することがある。   However, in the conventional pulse compression radar apparatus, a reception failure may occur in a facility that receives a broadcast wave, a communication wave, or the like (hereinafter referred to as “radio wave receiving facility”) due to emission of a modulated pulse signal. For example, when the modulated pulse signal emitted by this radar device is located in the image band of a receiver that employs the superheterodyne method, the wide pulse emission unique to the pulse compression radar device causes the electron tube such as magnetron or klystron to be used. Radio waves may be radiated for a longer period of time, and interference may become apparent.

そこで、その対策として、例えば、従来のパルス圧縮レーダ装置を陸上設置型の気象レーダに適用する場合は、受信障害が起こりうると想定した方位及び仰角方向に対し、変調パルス信号の送信を停止するためセクタブランクを設ける処理を行っていた。   Therefore, as a countermeasure, for example, when a conventional pulse compression radar apparatus is applied to a land-based weather radar, transmission of a modulated pulse signal is stopped in the azimuth and elevation directions assumed to cause a reception failure. Therefore, a process of providing a sector blank has been performed.

また、例えば、従来のパルス圧縮レーダ装置を船舶に搭載する場合は、図9に示すようなアジマスブランクを設ける処理を行っていた。図9は、パルス圧縮レーダ装置を搭載した停泊中の船舶1と、陸地2と、変調パルス信号が発射可能である領域を示す電波発射可能領域3と、変調パルス信号の発射を制限する領域を示す電波発射制限領域4とを表している。船舶1に搭載されたパルス圧縮レーダ装置からは、電波発射可能領域3に向けて変調パルス信号を発射し、受信障害が起こりうると想定した陸地2の方位には変調パルス信号を発射しないよう電波発射領域を設定し、陸地2における受信障害を回避するようにしている。
吉田 孝監修「改訂 レーダ技術」、社団法人電気通信学会、平成11年5月25日発行、p275−280
For example, when a conventional pulse compression radar apparatus is mounted on a ship, processing for providing an azimuth blank as shown in FIG. 9 is performed. FIG. 9 shows an anchored ship 1 equipped with a pulse compression radar device, a land 2, a radio wave launchable region 3 indicating a region where a modulated pulse signal can be emitted, and a region where the emission of the modulated pulse signal is restricted. A radio wave emission restriction area 4 shown in FIG. The pulse compression radar device mounted on the ship 1 emits a modulated pulse signal toward the radio wave emission possible region 3 and does not emit the modulated pulse signal in the direction of the land 2 where it is assumed that a reception failure may occur. A launch area is set to avoid a reception failure on the land 2.
Supervised by Takashi Yoshida, “Revised Radar Technology”, The Institute of Telecommunications, May 25, 1999, p275-280

しかしながら、従来のパルス圧縮レーダ装置では、電波受信設備が存在すると予測される領域とレーダ装置の位置との関係に応じて、電波送信制限を設ける方位や仰角を都度設定する必要がある。そのため、海浜付近を航行する船舶や、都市型豪雨観測のために人口密集地帯で移動観測を行う移動体に従来のパルス圧縮レーダ装置を搭載した場合は、電波発射制限領域を常に最適に設定することは困難であった。したがって、従来のパルス圧縮レーダ装置では、変調パルス信号による受信障害の回避が困難であるという課題があった。   However, in the conventional pulse compression radar apparatus, it is necessary to set the azimuth and the elevation angle where the radio wave transmission restriction is provided in accordance with the relationship between the area where the radio wave receiving facility is expected to exist and the position of the radar apparatus. Therefore, when a conventional pulse compression radar device is installed on a ship navigating near the beach or a moving object that is moving in a densely populated area for urban heavy rain observation, the radio wave emission restriction area should always be set optimally. It was difficult. Therefore, the conventional pulse compression radar apparatus has a problem that it is difficult to avoid a reception failure due to a modulated pulse signal.

本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、変調パルス信号による受信障害を回避することができる目標検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the conventional problems, and an object of the present invention is to provide a target detection apparatus capable of avoiding a reception failure due to a modulated pulse signal.

本発明の目標検出装置は、船舶に搭載され、予め定めた変調方式で変調した変調パルス信号を送信し、前記変調パルス信号を送信した時点から目標における前記変調パルス信号の反射により生じた信号が受信された時点までの時間を前記目標との距離として識別する目標識別手段を備えた目標検出装置において、自装置から所定距離だけ離れた位置における前記変調パルス信号の電界強度を計算する電界強度計算手段と、現在の位置情報を取得する位置情報取得手段と、地図データ及び海図データの少なくともいずれか一方を含むマップデータを取得するマップデータ取得手段とを備え、前記目標識別手段は、前記変調パルス信号を送信した時点から前記目標における前記変調パルス信号の反射により生じた信号が受信された時点までの時間が短いほど、前記変調パルス信号の送信電力を小さな値に設定する送信電力設定手段を備え、前記目標に到来する前記変調パルス信号に対する前記目標の受信諸元データと、前記目標識別手段が前記変調パルス信号に対して有する送信諸元データとに基づいて、前記変調パルス信号の送信電力を求め、前記送信電力設定手段は、前記変調パルス信号の送信及び前記反射信号の受信に供されるアンテナのビームの方向を可変し、前記ビームを介して前記変調パルス信号が照射される領域毎の相対距離に基づいて前記送信諸元データを設定するものであって、前記変調パルス信号の電界強度、前記現在の位置情報、前記マップデータ、船体の姿勢情報、前記アンテナの指向方位及び仰角の情報に基づいて前記変調パルス信号の送信電力を設定するものである構成を有している。 The target detection device of the present invention is mounted on a ship, transmits a modulated pulse signal modulated by a predetermined modulation method, and a signal generated by reflection of the modulated pulse signal at a target from the time when the modulated pulse signal is transmitted. Electric field intensity calculation for calculating the electric field intensity of the modulated pulse signal at a position separated from the apparatus by a predetermined distance in a target detection device comprising target identification means for identifying the time until the received time as a distance from the target Means, position information acquisition means for acquiring current position information, and map data acquisition means for acquiring map data including at least one of map data and chart data, wherein the target identification means includes the modulation pulse Time from when a signal is transmitted to when a signal generated by reflection of the modulated pulse signal at the target is received Transmission power setting means for setting the transmission power of the modulated pulse signal to a smaller value as the length is shorter, the target received specification data for the modulated pulse signal arriving at the target, and the target identifying means includes the modulated pulse. The transmission power of the modulated pulse signal is obtained based on transmission specification data with respect to the signal, and the transmission power setting means is configured to transmit the modulated pulse signal and receive the reflected signal. a direction variable, I der which the modulated pulse signal through the beam sets the transmission specification data based on the relative distance for each area to be irradiated, the electric field intensity of the modulated pulse signal, the The transmission power of the modulated pulse signal is set based on the current position information, the map data, the hull attitude information, and the antenna orientation and elevation information. And a is a configuration of.

この構成により、本発明の目標検出装置は、送信電力設定手段が、変調パルス信号を送信する位置から変調パルス信号が受信される位置までの距離が短いほど変調パルス信号の送信電力を小さな値に設定するので、変調パルス信号による受信障害を回避することができる。   With this configuration, the target detection apparatus of the present invention allows the transmission power setting means to reduce the transmission power of the modulation pulse signal to a smaller value as the distance from the position where the modulation pulse signal is transmitted to the position where the modulation pulse signal is received is shorter. Since it is set, it is possible to avoid a reception failure due to the modulated pulse signal.

また、この構成により、本発明の目標検出装置では、変調パルス信号が目標識別手段から目標に到達する(照射される)往路の伝搬路と、反対に変調パルス信号が目標から目標識別手段に到達する復路の伝搬路との特性が加味されて、変調パルス信号の送信電力が設定される。したがって、既述の目標への干渉・妨害等の障害がより確度高く緩和され、あるいは回避される。 Further, according to this configuration, in the target detection device of the present invention, the modulated pulse signal reaches the target from the target identification unit, and on the contrary, the modulation pulse signal reaches the target identification unit from the target. The transmission power of the modulated pulse signal is set in consideration of the characteristics of the return path to be transmitted. Accordingly, obstacles such as interference and interference with the above-described target can be mitigated or avoided with higher accuracy.

また、この構成により、本発明の目標検出装置では、変調パルス信号が照射される領域が変化する場合であっても、その領域毎に既述の往路および復路の伝搬路の特性が加味されつつ変調パルス信号の送信電力が設定される。したがって、変調パルス信号を用いて識別されるべき目標が異なる方向に位置し、あるいは分布する場合であっても、これらの目標への干渉・妨害等の障害がより確度高く緩和され、あるいは回避される。 In addition, with this configuration, in the target detection device of the present invention, the characteristics of the propagation path of the forward path and the return path described above are added to each area even when the area irradiated with the modulation pulse signal changes. The transmission power of the modulation pulse signal is set. Therefore, even when the targets to be identified using the modulated pulse signal are located in different directions or distributed, obstacles such as interference and interference with these targets are mitigated or avoided more accurately. The

また、この構成により、本発明の目標検出装置は、送信電力設定手段が、変調パルス信号の電界強度、現在の位置情報マップデータ、船体の姿勢情報、アンテナの指向方位及び仰角の情報に基づいて変調パルス信号の送信電力を設定するので、変調パルス信号による受信障害を回避することができる。 Also, with this configuration, in the target detection device of the present invention, the transmission power setting means is based on the electric field intensity of the modulated pulse signal, current position information , map data , hull attitude information, antenna pointing direction and elevation angle information . Thus, the transmission power of the modulated pulse signal is set, so that it is possible to avoid a reception failure due to the modulated pulse signal.

さらに、本発明の目標検出装置は、前記変調パルス信号が、前記反射信号のパルス圧縮を可能とする処理が施された電波、音波、光のいずれか1つである構成を有している。   Furthermore, the target detection apparatus of the present invention has a configuration in which the modulated pulse signal is any one of radio waves, sound waves, and light that has been processed to enable pulse compression of the reflected signal.

この構成により、本発明の目標検出装置は、多様な目標及び分野に適した波動信号にパルス圧縮の技術を適用することによる測位や測距が可能となる。   With this configuration, the target detection apparatus of the present invention can perform positioning and distance measurement by applying a pulse compression technique to a wave signal suitable for various targets and fields.

本発明は、変調パルス信号による受信障害を回避することができるという効果を有する目標検出装置を提供することができるものである。   The present invention can provide a target detection apparatus having an effect of avoiding a reception failure due to a modulated pulse signal.

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明に係る目標検出装置を、船舶に搭載され、マイクロ波帯の電波を使用するレーダ装置に適用した例を挙げて説明する。また、本実施形態において、目標とは、陸地や、その海岸線、陸上又は海上の建造物等をいう。以下の説明では、レーダ装置10が目標を検出した場合は、検出した目標の付近に電波受信設備があるものと仮定する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The target detection device according to the present invention will be described with reference to an example in which the target detection device is applied to a radar device mounted on a ship and using microwave waves. Moreover, in this embodiment, a target means the land, its coastline, the land, or a building on the sea. In the following description, when the radar apparatus 10 detects a target, it is assumed that there is a radio wave receiving facility near the detected target.

まず、本発明に係るレーダ装置の一実施形態における構成について説明する。   First, the configuration of an embodiment of a radar apparatus according to the present invention will be described.

図1に示すように、本実施形態におけるレーダ装置10は、電界強度計算部11、諸元データ保持部12、ジャイロ13、全地球測位システム(以下「GPS」という。)14、マップデータ保持部15、送信タイミング指示部16、電界強度マップ生成部17、閾値データ保持部18、受信障害マップ生成部19を備えている。さらに、レーダ装置10は、受信障害判定部20、変調諸元指示部21、変調部22、送信部23、空中線部24、受信部25を備えている。   As shown in FIG. 1, a radar apparatus 10 according to the present embodiment includes an electric field intensity calculation unit 11, a specification data holding unit 12, a gyro 13, a global positioning system (hereinafter referred to as “GPS”) 14, and a map data holding unit. 15, a transmission timing instruction unit 16, an electric field strength map generation unit 17, a threshold data holding unit 18, and a reception failure map generation unit 19. The radar apparatus 10 further includes a reception failure determination unit 20, a modulation specification instruction unit 21, a modulation unit 22, a transmission unit 23, an antenna unit 24, and a reception unit 25.

電界強度計算部11は、レーダ装置10の位置に対して任意の距離における電界強度を計算するものであり、目標の付近に存在すると仮定した電波受信設備における変調パルス信号によるパルス信号波の電界強度を計算するようになっている。この電界強度は、例えば数1によって、レーダ装置10から距離rだけ離れた電波受信設備における受信電力を求めることにより算出できる。なお、電界強度計算部11は、本発明に係る電界強度計算手段を構成する。   The electric field strength calculation unit 11 calculates the electric field strength at an arbitrary distance with respect to the position of the radar apparatus 10, and the electric field strength of the pulse signal wave based on the modulated pulse signal in the radio wave receiving facility assumed to exist near the target. Is supposed to calculate. This electric field strength can be calculated by, for example, calculating the received power at the radio wave receiving facility that is separated from the radar apparatus 10 by the distance r, using Equation 1. The electric field strength calculation unit 11 constitutes electric field strength calculation means according to the present invention.

Figure 0005503141
Figure 0005503141

各変数の説明を以下に示す。
Pr:レーダ装置10から距離rだけ離れた位置での受信電力(=電界強度の2乗)
Pt:変調パルス信号の尖頭送信電力[W]
τ:変調パルス信号の変調パルス幅[秒]
Gt:変調パルス信号の空中線利得[倍]
Gr:電波受信設備の受信空中線利得[倍]
Grec:変調パルス信号の送信波長に対する電波受信設備の受信機利得[倍]
Ae:電波受信設備の受信空中線の開口面積[m
λ:変調パルス信号の送信波長[m]
The explanation of each variable is shown below.
Pr: Received power at a position r away from the radar apparatus 10 (= square of electric field strength)
Pt: Peak transmission power [W] of the modulated pulse signal
τ: Modulation pulse width of modulation pulse signal [seconds]
Gt: antenna gain [times] of the modulated pulse signal
Gr: Received antenna gain of radio wave reception equipment [times]
Grec: receiver gain of radio wave reception facility with respect to transmission wavelength of modulated pulse signal [times]
Ae: Opening area of reception antenna of radio wave reception facility [m 2 ]
λ: transmission wavelength of modulated pulse signal [m]

数1の右辺の変数のうち、Pt、τ、Gt及びλは、レーダ装置10における送信に係る変数であり、以下「送信諸元」という。また、数1の右辺の変数のうち、Gr、Grec及びAeは、電波受信設備での受信に係る変数であり、以下「受信諸元」という。   Among the variables on the right side of Equation 1, Pt, τ, Gt, and λ are variables related to transmission in the radar apparatus 10 and are hereinafter referred to as “transmission specifications”. Of the variables on the right side of Equation 1, Gr, Grec, and Ae are variables related to reception at the radio wave reception facility, and are hereinafter referred to as “reception specifications”.

諸元データ保持部12は、数1に示した送信諸元及び受信諸元のデータを保持しており、電界強度計算部11によって読み出されるようになっている。ここで、送信諸元のデータは、レーダ装置10を動作させる際に決定されるものであるので自明である。一方、受信諸元のデータは、受信障害の回避対象とする電波受信設備によって異なるものであるが、各電波受信設備が備える受信機は、放送波や通信波等に関する規格団体が提案した規格に基づいて設計されているので、その規格を参照して受信諸元のデータを決定することができる。また、予め実験を行って、受信諸元のデータを決定することもできる。   The specification data holding unit 12 holds the transmission specification and reception specification data shown in Equation 1, and is read out by the electric field strength calculation unit 11. Here, the transmission specification data is self-evident because it is determined when the radar apparatus 10 is operated. On the other hand, the data of the receiving specifications differ depending on the radio wave receiving equipment that is the target of avoiding reception disturbances. However, the receivers provided in each radio wave receiving equipment conform to the standards proposed by the standards bodies related to broadcast waves and communication waves. Since it is designed on the basis of this, it is possible to determine the data of the receiving specifications with reference to the standard. It is also possible to determine the data of the receiving specifications by conducting an experiment in advance.

ジャイロ13は、船体の姿勢を検知するものであり、予め定めたロール軸(x軸)、ピッチ軸(y軸)及びヨー軸(z軸)の各軸においてロール角、ピッチ角及びヨー角を求め、これらのデータを船体の姿勢情報として所定時間ごとに出力するようになっている。本実施形態では、レーダ装置10を船舶に搭載する例を挙げているのでジャイロ13を備える構成としたが、例えば地上に固定した建造物にレーダ装置10を搭載する場合はジャイロ13を省略してもよい。   The gyro 13 detects the attitude of the hull, and determines the roll angle, pitch angle, and yaw angle for each of the predetermined roll axis (x axis), pitch axis (y axis), and yaw axis (z axis). These data are obtained and outputted as hull attitude information every predetermined time. In this embodiment, since the example which mounts the radar apparatus 10 on a ship is given, it was set as the structure provided with the gyroscope 13, However, For example, when mounting the radar apparatus 10 in the building fixed on the ground, the gyroscope 13 is abbreviate | omitted. Also good.

GPS14は、GPS(Global Positioning System)衛星からの電波を受信し、船舶の現在位置を示す緯度及び経度の情報(以下「現在位置情報」という。)を所定時間ごとに取得するようになっている。なお、GPS14は、本発明に係る位置情報取得手段を構成する。   The GPS 14 receives radio waves from a GPS (Global Positioning System) satellite, and acquires latitude and longitude information (hereinafter referred to as “current position information”) indicating the current position of the ship at predetermined time intervals. . The GPS 14 constitutes position information acquisition means according to the present invention.

マップデータ保持部15は、地図データ及び海図データ(以下、両者を総称して「マップデータ」という。)を保持しており、GPS14が取得した現在位置情報に基づき、レーダ装置10の現在位置を中心としたマップデータを所定時間ごとに生成するようになっている。ここで、マップデータ保持部15は、本発明に係るマップデータ取得手段を構成する。レーダ装置10は、このマップデータを参照することにより、レーダ装置10の周囲環境の情報を取得することができる。なお、マップデータ保持部15が保持するマップデータは、地図データ及び海図データの少なくともいずれか一方であってもよい。また、マップデータ保持部15に代えて、例えばインターネットを介し、無線通信によってマップデータを取得する無線通信手段を備える構成としてもよい。   The map data holding unit 15 holds map data and nautical chart data (hereinafter collectively referred to as “map data”), and based on the current position information acquired by the GPS 14, the current position of the radar apparatus 10 is determined. Central map data is generated every predetermined time. Here, the map data holding unit 15 constitutes map data acquisition means according to the present invention. The radar apparatus 10 can acquire information on the surrounding environment of the radar apparatus 10 by referring to the map data. The map data held by the map data holding unit 15 may be at least one of map data and nautical chart data. Moreover, it is good also as a structure provided with the radio | wireless communication means which replaces with the map data holding | maintenance part 15, and acquires map data by radio | wireless communication, for example via the internet.

送信タイミング指示部16は、予め定められたパルス繰り返し周期(Pulse Repetition Interval:PRI)に基づいて、変調パルス信号を送信するタイミングを指示する送信トリガ信号を生成し、生成した送信トリガ信号を電界強度マップ生成部17、受信障害マップ生成部19、受信障害判定部20、変調部22にそれぞれ出力するようになっている。   The transmission timing instruction unit 16 generates a transmission trigger signal for instructing the timing for transmitting the modulated pulse signal based on a predetermined pulse repetition interval (PRI), and the generated transmission trigger signal is used as the electric field strength. The data is output to the map generation unit 17, the reception failure map generation unit 19, the reception failure determination unit 20, and the modulation unit 22.

電界強度マップ生成部17は、レーダ装置10のレーダ履域における電界強度を示すマップ(以下「電界強度マップ」という。)を生成するようになっている。具体的には、電界強度マップ生成部17は、電界強度計算部11から電界強度のデータ、ジャイロ13から船体の姿勢情報、GPS14から現在位置情報、マップデータ保持部15からマップデータ、送信タイミング指示部16から送信トリガ信号、空中線部24からアンテナ24aの指向方位及び仰角の情報(図中ではアンテナ情報と記載)をそれぞれ入力し、電界強度マップを生成するようになっている。電界強度マップ生成部17が生成する電界強度マップの一例を図2に示す。   The electric field strength map generation unit 17 generates a map (hereinafter referred to as “electric field strength map”) indicating the electric field strength in the radar track of the radar apparatus 10. Specifically, the electric field strength map generator 17 receives the electric field strength data from the electric field strength calculator 11, the attitude information of the hull from the gyro 13, the current position information from the GPS 14, the map data from the map data holding unit 15, and the transmission timing instruction. A transmission trigger signal is input from the unit 16 and information on the directivity and elevation of the antenna 24a (described as antenna information in the drawing) is input from the antenna unit 24, and an electric field strength map is generated. An example of the electric field strength map generated by the electric field strength map generating unit 17 is shown in FIG.

図2に示した電界強度マップには、レーダ装置10を搭載した船舶31が、陸地32の海岸付近を点線矢印で示す方向に航行している状態が示され、船舶31を中心とした等電界強度線33が描かれている。すなわち、電界強度マップは、船舶31の現在位置情報と、船体の姿勢情報と、電界強度のデータと、マップデータとが合成されて得られたものである。この電界強度マップは、送信トリガ信号の受信ごとに、電界強度マップ生成部17によって更新されるようになっている。   The electric field intensity map shown in FIG. 2 shows a state in which the ship 31 on which the radar apparatus 10 is mounted is navigating in the direction indicated by the dotted arrow near the coast of the land 32, and the equal electric field centered on the ship 31. An intensity line 33 is drawn. That is, the electric field strength map is obtained by combining the current position information of the ship 31, the attitude information of the hull, the electric field strength data, and the map data. This field strength map is updated by the field strength map generation unit 17 every time a transmission trigger signal is received.

図1に戻り、閾値データ保持部18は、受信障害の回避対象とする電波受信設備において、受信障害が発生するか否かを判定するための電界強度閾値のデータを保持するようになっている。この電界強度閾値は、受信障害の回避対象とする電波受信設備における受信機が期待する所望信号受信電力に基づいて決定される値である。例えば、閾値データ保持部18は、受信機の所望信号受信電力の2倍の値を電界強度閾値として保持している。受信機の所望信号受信電力は、放送波や通信波等に関する規格団体が提案した規格を参照して、又は予め実験を行って決定されるものである。   Returning to FIG. 1, the threshold data holding unit 18 holds field strength threshold data for determining whether or not a reception failure occurs in a radio wave reception facility that is a target for avoiding a reception failure. . This electric field strength threshold is a value determined based on the desired signal reception power expected by the receiver in the radio wave reception facility that is a target for avoiding reception interference. For example, the threshold data holding unit 18 holds a value twice the desired signal received power of the receiver as the electric field strength threshold. The desired signal received power of the receiver is determined by referring to a standard proposed by a standards body regarding broadcast waves, communication waves, etc., or by conducting an experiment in advance.

さらに図3を用いて閾値データ保持部18が保持する電界強度閾値のデータを説明する。図3において、横軸はレーダ装置10から目標までの距離を示し、縦軸は目標位置での電界強度を示す。   Further, the electric field strength threshold data held by the threshold data holding unit 18 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the distance from the radar apparatus 10 to the target, and the vertical axis indicates the electric field strength at the target position.

図3に示すように、レーダ装置10が発射する変調パルス信号の電界強度は、距離の2乗に反比例し、尖頭送信電力が大きくなるに従って電界強度も大きくなるので、図示のように電界強度閾値を定めることにより、レーダ装置10から目標までの距離と、電界強度計算部11が計算した電波受信設備における電界強度とにより、その電波受信設備において受信障害が発生するおそれが有るか否かを判定できることとなる。   As shown in FIG. 3, the electric field strength of the modulated pulse signal emitted by the radar apparatus 10 is inversely proportional to the square of the distance, and the electric field strength increases as the peak transmission power increases. By determining the threshold value, it is determined whether there is a possibility that a reception failure may occur in the radio wave reception facility due to the distance from the radar device 10 to the target and the electric field strength in the radio wave reception facility calculated by the electric field strength calculation unit 11. It can be determined.

図1に戻り、受信障害マップ生成部19は、送信タイミング指示部16が出力する送信トリガ信号と、電界強度マップ生成部17が生成した電界強度マップのデータと、閾値データ保持部18が保持する電界強度閾値のデータとを入力するようになっている。また、受信障害マップ生成部19は、入力した電界強度マップのデータと電界強度閾値のデータとを比較し、電界強度閾値に対する電波受信設備における電界強度の多寡に応じて、受信障害の可能性の有無を示すマップ(以下「受信障害マップ」という。)を生成するようになっている。受信障害マップの一例を図4に示す。   Returning to FIG. 1, the reception failure map generation unit 19 holds the transmission trigger signal output from the transmission timing instruction unit 16, the field strength map data generated by the field strength map generation unit 17, and the threshold data holding unit 18. Field strength threshold data is input. The reception failure map generation unit 19 compares the input field strength map data with the field strength threshold data, and determines the possibility of reception failure according to the amount of electric field strength in the radio wave reception facility with respect to the field strength threshold. A map indicating presence / absence (hereinafter referred to as “reception failure map”) is generated. An example of the reception failure map is shown in FIG.

図4に示した受信障害マップは、電界強度マップ生成部17が生成した電界強度マップと電界強度閾値のデータとを基に、受信障害の発生の可能性が無い領域41と、受信障害の発生の可能性が有る領域42〜45とを示している。この受信障害マップは、送信トリガ信号の受信ごとに、受信障害マップ生成部19によって更新されるようになっている。   The reception failure map shown in FIG. 4 is based on the field strength map generated by the field strength map generation unit 17 and the field strength threshold data, the region 41 where there is no possibility of reception failure, and the occurrence of reception failure. The regions 42 to 45 having the possibility of the above are shown. The reception failure map is updated by the reception failure map generation unit 19 every time a transmission trigger signal is received.

図1に戻り、受信障害判定部20は、空中線部24からアンテナ24aの指向方位及び仰角の情報を入力し、この情報に基づいてアンテナ24aが発射する変調パルス信号の進行方向(ビーム方向)を検出するようになっている。また、受信障害判定部20は、検出した変調パルス信号の進行方向が、電界強度マップに示される受信障害の発生の可能性が有る領域と重なるか否かを判定するようになっている。   Returning to FIG. 1, the reception failure determination unit 20 inputs information on the directivity and elevation of the antenna 24 a from the antenna unit 24, and based on this information, determines the traveling direction (beam direction) of the modulated pulse signal emitted by the antenna 24 a. It comes to detect. The reception failure determination unit 20 determines whether or not the traveling direction of the detected modulated pulse signal overlaps with a region where there is a possibility of reception failure shown in the electric field strength map.

ここで、受信障害判定部20は、変調パルス信号の進行方向が受信障害の発生の可能性が有る領域と重なった場合、今次の変調パルス信号の発射において受信障害が発生する可能性が有る旨を示す信号を、送信トリガ信号の受信ごとに、変調諸元指示部21に出力するようになっている。この際、受信障害判定部20は、閾値データ保持部18が保持する閾値データを参照し、今次の変調パルス信号の電界強度が、受信障害が発生する可能性の有る領域において電界強度閾値からどの程度超過するかを示すデータ(以下「閾値超過データ」という。)も併せて変調諸元指示部21に出力するようになっている。   Here, the reception failure determination unit 20 may cause a reception failure in the next emission of the modulated pulse signal when the traveling direction of the modulation pulse signal overlaps with a region where the reception failure may occur. A signal indicating this is output to the modulation specification instruction unit 21 every time a transmission trigger signal is received. At this time, the reception failure determination unit 20 refers to the threshold data held by the threshold data holding unit 18, and the electric field strength of the next modulated pulse signal is determined from the electric field strength threshold in a region where the reception failure may occur. Data indicating how much is exceeded (hereinafter referred to as “threshold excess data”) is also output to the modulation specification instruction unit 21 together.

変調諸元指示部21は、諸元データ保持部12が保持する送信諸元及び受信諸元のデータと、受信障害判定部20の判定結果及び閾値超過データとに基づいて、変調パルス信号に係る送信諸元のデータ値を変調部22に指示するようになっている。   The modulation specification instruction unit 21 relates to the modulation pulse signal based on the transmission specification and reception specification data held by the specification data holding unit 12, the determination result of the reception failure determination unit 20, and the threshold excess data. The data value of the transmission specification is instructed to the modulation unit 22.

具体的には、変調諸元指示部21は、レーダ装置10から目標までの距離に応じて変調パルス信号の送信電力を設定するための指示を変調部22に対して行うようになっている。例えば、変調諸元指示部21は、変調パルス信号による受信障害が発生する可能性が無い領域に対しては変調パルス信号を最大電力で送信するよう変調部22に指示する。また、例えば、変調諸元指示部21は、変調パルス信号による受信障害が発生する可能性が有る領域に対しては、その領域からレーダ装置10までの距離に応じた電力で変調パルス信号を送信するよう変調部22に指示する。なお、変調諸元指示部21は、本発明に係る送信電力設定手段を構成する。   Specifically, the modulation specification instruction unit 21 instructs the modulation unit 22 to set the transmission power of the modulation pulse signal according to the distance from the radar apparatus 10 to the target. For example, the modulation specification instruction unit 21 instructs the modulation unit 22 to transmit the modulation pulse signal with the maximum power to a region where there is no possibility of reception failure due to the modulation pulse signal. In addition, for example, the modulation specification instruction unit 21 transmits a modulation pulse signal with power corresponding to the distance from the area to the radar apparatus 10 to a region where a reception failure due to the modulation pulse signal may occur. The modulation unit 22 is instructed to do so. The modulation specification instructing unit 21 constitutes transmission power setting means according to the present invention.

変調部22は、送信タイミング指示部16から送信トリガ信号を入力し、送信トリガ信号の受信ごとに、変調諸元指示部21の指示に基づいた変調パルス信号を生成するようになっている。この変調パルス信号は、例えば、パルス幅が20μs〜50μs程度で、予め定めた変調方式によって変調された信号成分を含むものである。変調方式としては、例えば、チャープ変調方式や位相変調方式を挙げることができる。   The modulation unit 22 receives a transmission trigger signal from the transmission timing instruction unit 16 and generates a modulated pulse signal based on an instruction from the modulation specification instruction unit 21 every time the transmission trigger signal is received. This modulated pulse signal includes, for example, a signal component having a pulse width of about 20 μs to 50 μs and modulated by a predetermined modulation method. Examples of the modulation method include a chirp modulation method and a phase modulation method.

ここで、図5を用いて変調部22の処理を具体的に説明する。図5(a)は送信タイミング指示部16がPRIに基づいて生成した送信トリガ信号を示し、図5(b)〜(e)は変調部22が生成する変調パルス信号A〜Dをそれぞれ例示している。   Here, the processing of the modulation unit 22 will be specifically described with reference to FIG. 5A shows a transmission trigger signal generated by the transmission timing instruction unit 16 based on the PRI, and FIGS. 5B to 5E illustrate the modulated pulse signals A to D generated by the modulation unit 22, respectively. ing.

まず、図5(b)に示す変調パルス信号Aは、最大電力で送信する際の変調パルス信号である。この変調パルス信号Aは、変調諸元指示部21から変調パルス信号を最大電力で送信する指示があった場合に、変調部22によって生成される。   First, the modulation pulse signal A shown in FIG. 5B is a modulation pulse signal when transmitting with the maximum power. The modulation pulse signal A is generated by the modulation unit 22 when there is an instruction from the modulation specification instruction unit 21 to transmit the modulation pulse signal with the maximum power.

また、図5(c)に示す変調パルス信号Bは、変調諸元指示部21から変調パルス信号の送信電力を所定値(例えば最大電力の半分)に設定する指示があった場合に、変調部22によって生成される。この場合、変調部22は、変調パルス信号の振幅を低減する処理に代えて、図5(d)に示す変調パルス信号Cのように、変調パルス信号のパルス幅を短縮する処理を行うこともできる。   Also, the modulation pulse signal B shown in FIG. 5C is generated when the modulation specification instruction unit 21 instructs to set the transmission power of the modulation pulse signal to a predetermined value (for example, half of the maximum power). 22 is generated. In this case, instead of the process of reducing the amplitude of the modulation pulse signal, the modulation unit 22 may perform a process of shortening the pulse width of the modulation pulse signal as in the modulation pulse signal C shown in FIG. it can.

また、図5(e)に示すように、変調部22は、変調諸元指示部21から変調パルス信号の送信を停止する指示があった場合は、変調パルス信号を生成しない(換言すれば振幅値ゼロの変調パルス信号Dを生成する)処理を行う。   Further, as shown in FIG. 5E, the modulation unit 22 does not generate a modulation pulse signal (in other words, the amplitude when the modulation specification instruction unit 21 instructs to stop transmission of the modulation pulse signal). (A modulation pulse signal D having a value of zero is generated).

図1に戻り、送信部23は、変調部22が生成した変調パルス信号を入力し、変調パルス信号を空間に発射する周波数に周波数変換し、電力増幅を行って空中線部24に出力するようになっている。なお、送信部23は、本発明に係る目標識別手段を構成する。   Returning to FIG. 1, the transmission unit 23 receives the modulation pulse signal generated by the modulation unit 22, frequency-converts the modulation pulse signal to a frequency to be emitted into space, performs power amplification, and outputs the result to the antenna unit 24. It has become. The transmitter 23 constitutes a target identifying unit according to the present invention.

空中線部24は、船舶を中心とする周囲360度の領域に対し、電波の発射及び反射波の受信を行うアンテナ24aと、アンテナ24aの方位角を可変してアンテナ24aの走査領域を設定する駆動部24bとを備えている。また、空中線部24は、変調パルス信号による各電波が目標で反射した反射波信号を受信し、受信部25に出力するようになっている。また、空中線部24は、アンテナ24aの指向方位及び仰角の情報を電界強度マップ生成部17及び受信障害判定部20に出力するようになっている。なお、本実施形態において、駆動部24bが、アンテナ24aの方位角のみを可変するものとして説明するが、駆動部24bがアンテナ24aの方位角及び仰角の少なくともいずれか一方を可変するものであってもよい。   The antenna unit 24 emits radio waves and receives reflected waves with respect to an area of 360 degrees around the ship, and driving for setting the scanning area of the antenna 24a by changing the azimuth angle of the antenna 24a. Part 24b. The aerial unit 24 receives a reflected wave signal in which each radio wave based on the modulated pulse signal is reflected by the target, and outputs the received signal to the receiving unit 25. In addition, the antenna unit 24 outputs information on the directivity and elevation angle of the antenna 24 a to the electric field strength map generation unit 17 and the reception failure determination unit 20. In the present embodiment, the drive unit 24b is described as changing only the azimuth angle of the antenna 24a. However, the drive unit 24b changes at least one of the azimuth angle and the elevation angle of the antenna 24a. Also good.

受信部25は、空中線部24からの反射波信号の電力増幅、検波及びパルス圧縮処理を行って、目標である陸地や建造物等の検出を行うようになっている。また、受信部25は、目標を検出した場合、レーダ装置10から目標までの距離を、例えば特開2003−227871号公報の図2に示されたセルアベレージ値の単調減少規則を利用することによって求めるようになっている。なお、受信部25は、本発明に係る目標識別手段を構成する。   The receiving unit 25 performs power amplification, detection, and pulse compression processing of the reflected wave signal from the antenna unit 24 to detect a target land or building. Further, when the receiving unit 25 detects the target, the distance from the radar device 10 to the target is determined by using, for example, the monotonic decrease rule of the cell average value shown in FIG. 2 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-227871. It comes to ask for. The receiving unit 25 constitutes a target identifying unit according to the present invention.

次に、本実施形態におけるレーダ装置10の動作について図1及び図6を用いて説明する。図6は、レーダ装置10の動作を示すフローチャートである。   Next, the operation of the radar apparatus 10 in this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the radar apparatus 10.

電界強度計算部11は、諸元データ保持部12から送信諸元のデータを読み出し、レーダ装置10の位置に対して任意の距離における電界強度を計算し(ステップS11)、計算結果のデータを電界強度マップ生成部17に出力する。   The electric field strength calculation unit 11 reads the data of the transmission specifications from the specification data holding unit 12, calculates the electric field strength at an arbitrary distance with respect to the position of the radar apparatus 10 (step S11), and uses the calculated data as the electric field. Output to the intensity map generator 17.

ジャイロ13は、船体のロール角、ピッチ角及びヨー角を求めることによって船体の姿勢情報を取得し(ステップS12)、取得した船体の姿勢情報を所定時間ごとに電界強度マップ生成部17に出力する。船体の姿勢情報が分かれば船体に搭載してある空中線部24の姿勢情報も得られることとなる。   The gyro 13 obtains hull attitude information by obtaining the hull roll angle, pitch angle, and yaw angle (step S12), and outputs the obtained hull attitude information to the electric field strength map generation unit 17 at predetermined time intervals. . If the attitude information of the hull is known, the attitude information of the antenna unit 24 mounted on the hull can also be obtained.

GPS14は、GPS衛星からの電波を受信することによって船舶の現在位置情報を取得し(ステップS13)、取得した船舶の現在位置情報を所定時間ごとにマップデータ保持部15及び電界強度マップ生成部17にそれぞれ出力する。   The GPS 14 receives the current position information of the ship by receiving radio waves from GPS satellites (step S13), and the acquired current position information of the ship is sent to the map data holding unit 15 and the electric field strength map generating unit 17 every predetermined time. Respectively.

マップデータ保持部15は、地図又は海図の中心が船舶の現在位置となるマップデータを取得し(ステップS14)、取得したマップデータを所定時間ごとに電界強度マップ生成部17に出力する。   The map data holding unit 15 acquires map data in which the center of the map or nautical chart is the current position of the ship (step S14), and outputs the acquired map data to the electric field strength map generation unit 17 every predetermined time.

電界強度マップ生成部17は、電界強度計算部11から電界強度のデータ、ジャイロ13から船体の姿勢情報、GPS14から現在位置情報、マップデータ保持部15からマップデータ、送信タイミング指示部16から送信トリガ信号、空中線部24からアンテナ24aの指向方位及び仰角の情報をそれぞれ入力し、電界強度マップ(図2参照)を生成する(ステップS15)。また、電界強度マップ生成部17は、生成した電界強度マップのデータを受信障害マップ生成部19に出力する。   The electric field strength map generation unit 17 receives the electric field strength data from the electric field strength calculation unit 11, the attitude information of the hull from the gyro 13, the current position information from the GPS 14, the map data from the map data holding unit 15, and the transmission trigger from the transmission timing instruction unit 16. A signal and information on the directivity and elevation angle of the antenna 24a are input from the antenna unit 24, and an electric field strength map (see FIG. 2) is generated (step S15). The electric field strength map generation unit 17 outputs the generated electric field strength map data to the reception failure map generation unit 19.

受信障害マップ生成部19は、電界強度マップ生成部17が生成した電界強度マップのデータと、閾値データ保持部18が保持する電界強度閾値のデータとを入力し、入力した電界強度マップのデータと電界強度閾値のデータとを比較し、電界強度閾値に対する電波受信設備における電界強度の多寡に応じて受信障害マップ(図4参照)を生成する(ステップS16)。また、受信障害マップ生成部19は、生成した受信障害マップのデータを受信障害判定部20に出力する。   The reception failure map generation unit 19 inputs the field strength map data generated by the field strength map generation unit 17 and the field strength threshold data held by the threshold data holding unit 18, and the input field strength map data and The data of the electric field strength threshold value is compared, and a reception failure map (see FIG. 4) is generated according to the amount of electric field strength in the radio wave receiving facility with respect to the electric field strength threshold value (step S16). In addition, the reception failure map generation unit 19 outputs the generated reception failure map data to the reception failure determination unit 20.

受信障害判定部20は、空中線部24から入力するアンテナ24aの指向方位及び仰角の情報と、受信障害マップ生成部19から入力する受信障害マップのデータとに基づき、変調パルス信号による受信障害が発生するか否かの判定を行う(ステップS17)。   The reception failure determination unit 20 generates a reception failure due to the modulated pulse signal based on the information on the directivity and elevation of the antenna 24a input from the antenna unit 24 and the data of the reception failure map input from the reception failure map generation unit 19. It is determined whether or not to perform (step S17).

具体的には、受信障害判定部20は、アンテナ24aが発射する変調パルス信号の進行方向を検出し、検出した変調パルス信号の進行方向が、電界強度マップに示される受信障害の発生の可能性が有る領域と重なるかを判定する。ここで、受信障害判定部20は、変調パルス信号の進行方向が受信障害の発生の可能性が有る領域と重なった場合、今次の変調パルス信号の発射において受信障害が発生する可能性が有る旨を示す信号を、送信トリガ信号の受信ごとに、変調諸元指示部21に出力するとともに、今次の変調パルス信号の電界強度が、受信障害が発生する可能性の有る領域において電界強度閾値からどの程度超過するかを示す閾値超過データも併せて変調諸元指示部21に出力する。   Specifically, the reception failure determination unit 20 detects the traveling direction of the modulated pulse signal emitted by the antenna 24a, and the traveling direction of the detected modulated pulse signal indicates the possibility of occurrence of reception failure indicated in the electric field strength map. It is determined whether or not it overlaps the area where there is. Here, the reception failure determination unit 20 may cause a reception failure in the next emission of the modulated pulse signal when the traveling direction of the modulation pulse signal overlaps with a region where the reception failure may occur. Each time a transmission trigger signal is received, a signal indicating this is output to the modulation specification instruction unit 21, and the electric field strength of the next modulated pulse signal is a field strength threshold value in a region where a reception failure may occur. The threshold value excess data indicating how much is exceeded is also output to the modulation specification instruction unit 21.

変調諸元指示部21は、受信障害判定部20の判定結果に基づいた変調パルス信号を生成して送信部23に出力する。   The modulation specification instruction unit 21 generates a modulated pulse signal based on the determination result of the reception failure determination unit 20 and outputs the modulated pulse signal to the transmission unit 23.

まず、受信障害判定部20が、変調パルス信号の振幅を最大値に設定しても受信障害の発生が無いと判定(判定1)した領域に対して、変調諸元指示部21は、変調パルス信号の振幅を最大値に設定して最大電力で送信するよう変調部22に指示する(ステップS18)。   First, for the region where the reception failure determination unit 20 determines that no reception failure occurs even if the amplitude of the modulation pulse signal is set to the maximum value (determination 1), the modulation specification instruction unit 21 sets the modulation pulse. The modulation unit 22 is instructed to set the signal amplitude to the maximum value and transmit at the maximum power (step S18).

また、受信障害判定部20が、変調パルス信号の振幅を最大値に設定すると受信障害の発生が起こりうるが、変調パルス信号の振幅の低減(又はパルス幅の短縮)を行えば受信障害を回避することができると判定(判定2)した領域に対して、変調諸元指示部21は、距離に応じた変調パルス信号の振幅の低減(又はパルス幅を短縮)を行うよう変調部22に指示する(ステップS19)。   Further, if the reception failure determination unit 20 sets the amplitude of the modulated pulse signal to the maximum value, a reception failure may occur, but if the amplitude of the modulation pulse signal is reduced (or the pulse width is shortened), the reception failure is avoided. The modulation specification instruction unit 21 instructs the modulation unit 22 to reduce the amplitude (or shorten the pulse width) of the modulation pulse signal in accordance with the distance for the area determined to be able to be determined (determination 2). (Step S19).

また、受信障害判定部20が、変調パルス信号の振幅の低減(又はパルス幅の短縮)を行っても受信障害を回避することができないと判定(判定3)した領域に対して、変調諸元指示部21は、変調パルス信号の送信停止(換言すれば振幅値ゼロの変調パルス信号を生成)を行うよう変調部22に指示する(ステップS20)。   Further, the modulation specification is applied to the region in which the reception failure determination unit 20 determines that the reception failure cannot be avoided (determination 3) even if the amplitude of the modulated pulse signal is reduced (or the pulse width is reduced). The instruction unit 21 instructs the modulation unit 22 to stop transmission of the modulation pulse signal (in other words, generate a modulation pulse signal having an amplitude value of zero) (step S20).

変調部22は、変調諸元指示部21の指示に基づいて、変調パルス信号の振幅(又はパルス幅)を設定した変調パルス信号(例えば図5(b)〜(e))を生成し(ステップS21)し、送信部23に出力する。   The modulation unit 22 generates a modulation pulse signal (for example, FIGS. 5B to 5E) in which the amplitude (or pulse width) of the modulation pulse signal is set based on an instruction from the modulation specification instruction unit 21 (steps b). S21) and output to the transmitter 23.

送信部23は、入力した変調パルス信号を空間に発射する周波数に周波数変換し、電力増幅を行って空中線部24を介して送信し(ステップS22)、空中線部24は、目標で反射された反射波信号を受信し(ステップS23)、受信部25に出力する。受信部25は、空中線部24からの反射波信号の電力増幅、検波及びパルス圧縮処理を行う。   The transmission unit 23 frequency-converts the input modulated pulse signal to a frequency to be emitted into space, performs power amplification, and transmits the result via the antenna unit 24 (step S22). The antenna unit 24 reflects the light reflected by the target. The wave signal is received (step S23) and output to the receiving unit 25. The receiving unit 25 performs power amplification, detection, and pulse compression processing of the reflected wave signal from the antenna unit 24.

以上説明したレーダ装置10の動作を図1及び図7に基づいて具体的に説明する。図7は、レーダ装置10を搭載した船舶31が、陸地32の海岸付近を点線矢印で示す方向に航行している状態を表した図である。   The operation of the radar apparatus 10 described above will be specifically described with reference to FIGS. FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the ship 31 on which the radar apparatus 10 is mounted is navigating in the direction indicated by the dotted arrow near the coast of the land 32.

前述したように、受信障害判定部20は、電界強度閾値に対する電波受信設備における電界強度の多寡を判定して受信障害マップ(図4参照)を生成する。変調諸元指示部21は、受信障害マップに基づいて以下の処理を行う。   As described above, the reception failure determination unit 20 generates a reception failure map (see FIG. 4) by determining the amount of electric field strength in the radio wave reception facility with respect to the electric field strength threshold. The modulation specification instruction unit 21 performs the following processing based on the reception failure map.

変調諸元指示部21は、受信障害の発生の可能性が無い領域51に対しては、最大の送信電力で変調パルス信号を発射するよう変調部22に指示する。   The modulation specification instruction unit 21 instructs the modulation unit 22 to emit a modulation pulse signal with the maximum transmission power for the region 51 where there is no possibility of occurrence of reception failure.

また、領域53が、変調パルス信号の振幅の低減(又はパルス幅の短縮)を行っても受信障害を回避することができない領域であるとすると、変調諸元指示部21は、領域53に対し、変調パルス信号の発射を停止するよう変調部22に指示する。   Further, if the region 53 is a region in which the reception failure cannot be avoided even if the amplitude of the modulated pulse signal is reduced (or the pulse width is shortened), the modulation specification instruction unit 21 The modulation unit 22 is instructed to stop the emission of the modulated pulse signal.

また、領域52及び54が、変調パルス信号の振幅を最大値に設定すると受信障害の発生の可能性が有るが、変調パルス信号の振幅の低減を行えば受信障害を回避することができる領域であるとすると、変調諸元指示部21は、領域52及び54に対し、それぞれ、受信障害を回避できる変調パルス信号の振幅値のデータを指示する。   Further, the regions 52 and 54 may cause a reception failure if the amplitude of the modulation pulse signal is set to the maximum value, but if the amplitude of the modulation pulse signal is reduced, the reception failure can be avoided. If there is, the modulation specification instructing unit 21 instructs the data of the amplitude value of the modulation pulse signal that can avoid the reception failure to the areas 52 and 54, respectively.

具体的には、変調諸元指示部21は、領域52に対しては変調パルス信号の振幅を、例えば最大値の1/4とするよう変調部22に指示する。また、変調諸元指示部21は、領域52よりも遠方の領域54に対しては変調パルス信号の振幅を、例えば最大値の1/2とするよう変調部22に指示する。すなわち、船舶31に搭載されたレーダ装置10は、変調パルス信号の振幅を動的に設定し、受信障害を動的に回避することができる。   Specifically, the modulation specification instruction unit 21 instructs the modulation unit 22 to set the amplitude of the modulation pulse signal to, for example, ¼ of the maximum value for the region 52. The modulation specification instruction unit 21 instructs the modulation unit 22 to set the amplitude of the modulation pulse signal to, for example, ½ of the maximum value for the region 54 farther from the region 52. That is, the radar apparatus 10 mounted on the ship 31 can dynamically set the amplitude of the modulated pulse signal and dynamically avoid reception failures.

以上のように、本実施形態におけるレーダ装置10によれば、現在位置情報及び地図情報を用いて、変調パルス信号を送信する位置から変調パルス信号が受信される位置までの距離が短いほど変調パルス信号の送信電力を小さな値に設定する変調諸元指示部21を備える構成としたので、変調パルス信号による受信障害を回避することができる。   As described above, according to the radar apparatus 10 of the present embodiment, the modulation pulse is shorter as the distance from the position where the modulation pulse signal is transmitted to the position where the modulation pulse signal is received is shorter using the current position information and the map information. Since the modulation specification instruction unit 21 for setting the transmission power of the signal to a small value is provided, it is possible to avoid a reception failure due to the modulated pulse signal.

次に、本実施形態の他の態様を図8に基づき説明する。図8は、前述の実施形態における変調部22の構成を変更した変調部60の構成を示す図である。その他の構成は図1と同様であるので説明を省略する。   Next, another aspect of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the modulation unit 60 obtained by changing the configuration of the modulation unit 22 in the above-described embodiment. Other configurations are the same as those in FIG.

図8に示すように、変調部60は、変調パルス信号生成器61〜64と、変調パルス信号選択部65と、D/A変換部66とを備えている。   As shown in FIG. 8, the modulation unit 60 includes modulation pulse signal generators 61 to 64, a modulation pulse signal selection unit 65, and a D / A conversion unit 66.

変調パルス信号生成器61〜64は、それぞれ、送信トリガ信号に基づいて、互いに異なる振幅の変調パルス信号を生成するようになっている。   The modulation pulse signal generators 61 to 64 generate modulation pulse signals having different amplitudes based on the transmission trigger signal.

具体的には、変調パルス信号生成器61〜64は、それぞれ、変調パルス信号を生成するためのテーブルデータを保持しており、デジタル信号からなる変調パルス信号を送信トリガ信号に基づいて生成するものである。図8に示した例では、変調パルス信号生成器61〜64は、それぞれ、最大振幅、最大振幅の1/2、最大振幅の1/4及び振幅ゼロの変調パルス信号を生成するものとしている。   Specifically, each of the modulation pulse signal generators 61 to 64 holds table data for generating a modulation pulse signal, and generates a modulation pulse signal composed of a digital signal based on the transmission trigger signal. It is. In the example illustrated in FIG. 8, the modulation pulse signal generators 61 to 64 generate modulation pulse signals having maximum amplitude, 1/2 of maximum amplitude, 1/4 of maximum amplitude, and zero amplitude, respectively.

変調パルス信号選択部65は、変調諸元指示部21の指示に基づき、変調パルス信号生成器61〜64のいずれか1つを選択するようになっている。   The modulation pulse signal selection unit 65 selects any one of the modulation pulse signal generators 61 to 64 based on an instruction from the modulation specification instruction unit 21.

D/A変換部66は、変調パルス信号選択部65が選択した変調パルス信号生成器61〜64のいずれか1つの出力である変調パルス信号をアナログ信号に変換し、送信部23(図示省略)に出力するようになっている。   The D / A converter 66 converts the modulated pulse signal, which is one of the outputs of the modulated pulse signal generators 61 to 64 selected by the modulated pulse signal selector 65, into an analog signal, and transmits the transmitter 23 (not shown). To output.

この構成により、変調部60は、変調諸元指示部21の指示に基づく変調パルス信号を容易に生成することができる。   With this configuration, the modulation unit 60 can easily generate a modulation pulse signal based on an instruction from the modulation specification instruction unit 21.

なお、前述の実施形態において、尖頭送信電力を減少させる処理を振幅の低減やパルス幅の減少により行う例を挙げて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、尖頭送信電力を減少させる処理であれば同様の効果が得られる。   In the above-described embodiment, the processing for reducing the peak transmission power has been described by taking an example of performing the amplitude reduction or the pulse width reduction. However, the present invention is not limited to these, and the peak transmission is performed. A similar effect can be obtained if the process reduces power.

また、前述の実施形態において、レーダ装置10を船舶に搭載する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、車両や航空機等の移動体や、固定設置される気象レーダ等にレーダ装置10を搭載しても同様の効果が得られる。   In the above-described embodiment, the example in which the radar apparatus 10 is mounted on a ship has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the same effect can be obtained even when the radar apparatus 10 is mounted on a moving body such as a vehicle or an aircraft, or a weather radar that is fixedly installed.

さらに、前述の実施形態において、マイクロ波帯の電波を使用するレーダ装置10を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、マイクロ波帯以外の電波や、超音波、赤外線、光等を使用して目標を検出する装置に適用しても同様の効果が得られる。   Furthermore, in the above-described embodiment, the radar apparatus 10 using the microwave band radio wave has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the radio wave other than the microwave band or the ultrasonic wave is not limited thereto. The same effect can be obtained even when applied to an apparatus for detecting a target using infrared rays, light, or the like.

さらに、前述の実施形態において、変調パルス信号のパルス圧縮を実現するためのチャープ変調は、例えば、PNコードやGOLDコードのように「急峻な自己相関特性」を有する符号系列に基づいて行われる変調で代替されてもよい。   Further, in the above-described embodiment, chirp modulation for realizing pulse compression of the modulated pulse signal is performed based on a code sequence having “steep autocorrelation characteristics” such as a PN code and a GOLD code. May be substituted.

さらに、前述の実施形態において、目標は、雲、霧、波等の分布目標であってもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the target may be a distributed target such as a cloud, fog, or wave.

さらに、前述の実施形態において、変調パルス信号によって受信障害等を被る対象は、電波受信設備に限定されず、例えば、到来した変調パルス信号に起因する干渉や妨害によって性能が低下し、あるいは誤動作その他の障害が発生しうる機器であってもよい。   Further, in the above-described embodiment, the target that is subject to reception failure or the like by the modulated pulse signal is not limited to the radio wave receiving facility, and for example, performance deteriorates due to interference or interference caused by the incoming modulated pulse signal, or malfunction or the like It may be a device that may cause a failure.

以上のように、本発明に係る目標検出装置は、変調パルス信号による既述の目標への干渉・妨害等の障害がより確度高く緩和され、あるいは回避される。したがって、目標検出装置として有用である。   As described above, in the target detection apparatus according to the present invention, obstacles such as interference and interference with the target described above due to the modulated pulse signal are mitigated or avoided with higher accuracy. Therefore, it is useful as a target detection device.

本発明の一実施形態におけるレーダ装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the radar apparatus in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるレーダ装置の電界強度マップ生成部が生成する電界強度マップの一例を示す図The figure which shows an example of the electric field strength map which the electric field strength map production | generation part of the radar apparatus in one Embodiment of this invention produces | generates 本発明の一実施形態におけるレーダ装置の閾値データ保持部が保持する電界強度閾値の説明図Explanatory drawing of the electric field strength threshold value which the threshold value data holding part of the radar apparatus in one embodiment of the present invention holds 本発明の一実施形態におけるレーダ装置の受信障害マップ生成部が生成する受信障害マップの一例を示す図The figure which shows an example of the reception obstacle map which the reception obstacle map production | generation part of the radar apparatus in one Embodiment of this invention produces | generates. 本発明の一実施形態におけるレーダ装置の変調部の処理の説明図Explanatory drawing of the process of the modulation | alteration part of the radar apparatus in one Embodiment of this invention 本発明の一実施形態におけるレーダ装置の動作を示すフローチャートThe flowchart which shows operation | movement of the radar apparatus in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるレーダ装置を搭載した船舶の航行中における動作の説明図Explanatory drawing of the operation | movement during the navigation of the ship carrying the radar apparatus in one Embodiment of this invention 本発明の一実施形態におけるレーダ装置において、他の態様を示す図The figure which shows another aspect in the radar apparatus in one Embodiment of this invention. 従来のレーダ装置においてアジマスブランクを設ける処理の説明図Explanatory drawing of the process which provides an azimuth blank in the conventional radar apparatus

符号の説明Explanation of symbols

10 レーダ装置
11 電界強度計算部
12 諸元データ保持部
13 ジャイロ
14 GPS
15 マップデータ保持部
16 送信タイミング指示部
17 電界強度マップ生成部
18 閾値データ保持部
19 受信障害マップ生成部
20 受信障害判定部
21 変調諸元指示部
22 変調部
23 送信部
24 空中線部
24a アンテナ
24b 駆動部
25 受信部
31 船舶
32 陸地
33 等電界強度線
41〜45、51〜54 領域
60 変調部
61〜64 変調パルス信号生成器
65 変調パルス信号選択部
66 D/A変換部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Radar apparatus 11 Electric field strength calculation part 12 Specification data holding part 13 Gyro 14 GPS
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Map data holding part 16 Transmission timing instruction | indication part 17 Electric field strength map production | generation part 18 Threshold value data holding part 19 Reception failure map production | generation part 20 Reception failure determination part 21 Modulation specification instruction | indication part 22 Modulation part 23 Transmission part 24 Aerial part 24a Antenna 24b Drive unit 25 Receiver unit 31 Ship 32 Land 33 Equivalent electric field strength line 41 to 45, 51 to 54 Area 60 Modulator 61 to 64 Modulation pulse signal generator 65 Modulation pulse signal selection unit 66 D / A conversion unit

Claims (2)

船舶に搭載され、予め定めた変調方式で変調した変調パルス信号を送信し、前記変調パルス信号を送信した時点から目標における前記変調パルス信号の反射により生じた信号が受信された時点までの時間を前記目標との距離として識別する目標識別手段を備えた目標検出装置において、
自装置から所定距離だけ離れた位置における前記変調パルス信号の電界強度を計算する電界強度計算手段と、現在の位置情報を取得する位置情報取得手段と、地図データ及び海図データの少なくともいずれか一方を含むマップデータを取得するマップデータ取得手段とを備え、
前記目標識別手段は、前記変調パルス信号を送信した時点から前記目標における前記変調パルス信号の反射により生じた信号が受信された時点までの時間が短いほど、前記変調パルス信号の送信電力を小さな値に設定する送信電力設定手段を備え、前記目標に到来する前記変調パルス信号に対する前記目標の受信諸元データと、前記目標識別手段が前記変調パルス信号に対して有する送信諸元データとに基づいて、前記変調パルス信号の送信電力を求め、
前記送信電力設定手段は、前記変調パルス信号の送信及び前記反射信号の受信に供されるアンテナのビームの方向を可変し、前記ビームを介して前記変調パルス信号が照射される領域毎の相対距離に基づいて前記送信諸元データを設定するものであって、前記変調パルス信号の電界強度、前記現在の位置情報、前記マップデータ、船体の姿勢情報、前記アンテナの指向方位及び仰角の情報に基づいて前記変調パルス信号の送信電力を設定するものであることを特徴とする目標検出装置。
A modulated pulse signal that is mounted on a ship and modulated by a predetermined modulation method is transmitted, and a time from when the modulated pulse signal is transmitted to when a signal generated by reflection of the modulated pulse signal at a target is received In the target detection apparatus comprising target identification means for identifying the distance from the target,
At least one of electric field intensity calculation means for calculating the electric field intensity of the modulated pulse signal at a position away from the apparatus by a predetermined distance, position information acquisition means for acquiring current position information, map data and chart data Map data acquisition means for acquiring map data including,
The target identifying means reduces the transmission power of the modulated pulse signal to a smaller value as the time from when the modulated pulse signal is transmitted to when the signal generated by reflection of the modulated pulse signal at the target is received is shorter. Transmission power setting means for setting to the modulation pulse signal arriving at the target, based on the target reception specification data for the modulation pulse signal and the transmission specification data the target identification means has for the modulation pulse signal , Obtaining the transmission power of the modulated pulse signal,
The transmission power setting means varies a beam direction of an antenna used for transmission of the modulated pulse signal and reception of the reflected signal, and a relative distance for each region irradiated with the modulated pulse signal via the beam what der which sets the transmission specification data based on the field strength of the modulated pulse signal, the current position information, the map data, and orientation information of the hull, the directivity orientation and elevation information of the antenna A target detection apparatus that sets a transmission power of the modulated pulse signal based on the target.
請求項1に記載の目標検出装置において、前記変調パルス信号は、前記反射信号のパルス圧縮を可能とする処理が施された電波、音波、光のいずれか1つであることを特徴とする目標検出装置。 The target detection apparatus according to claim 1, wherein the modulated pulse signal is any one of radio waves, sound waves, and light that have been processed to enable pulse compression of the reflected signal. Detection device.
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