JP5544737B2 - Radar receiver - Google Patents

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Description

この発明はレーダ受信機に係り、特に受信レベルが受信パルス内および受信パルス間で大きく変動する場合に、受信機の飽和を防止することが可能な、レーダ受信機に関する。   The present invention relates to a radar receiver, and more particularly to a radar receiver capable of preventing saturation of the receiver when the reception level fluctuates greatly within and between reception pulses.

レーダ受信機では、受信パルス内における受信信号の飽和を防止するために、通常、STC(Sensitivity Time Control:感度時間制御)や、AGC(Automatic Gain Control:自動利得制御) を使用するが、合成開口レーダのように、受信パルス幅が広く、移動しながら受信するレーダの場合は、受信パルス内のレベル変動が、パルス内およびパルス間で、大きく変化する。   The radar receiver normally uses STC (Sensitivity Time Control) or AGC (Automatic Gain Control) to prevent saturation of the received signal in the received pulse. In the case of a radar that has a wide reception pulse width and receives it while moving like a radar, the level fluctuation in the reception pulse varies greatly between pulses and between pulses.

図5は、従来の合成開口レーダの構成を示したものであって、レーダアンテナ21と、入力増幅器22と、ミキサ回路23と、可変減衰器24と、増幅器25と、可変減衰器26と、出力増幅器27と、分岐器28と、整流器29と、AGC回路30とからなる構成が示されている。   FIG. 5 shows a configuration of a conventional synthetic aperture radar, which includes a radar antenna 21, an input amplifier 22, a mixer circuit 23, a variable attenuator 24, an amplifier 25, a variable attenuator 26, A configuration including an output amplifier 27, a branching device 28, a rectifier 29, and an AGC circuit 30 is shown.

レーダアンテナ21は、図示しない送信部からの高周波パルスを目標に対して送信し、目標からの反射波を受信する。受信波には、送信パルスが目標以外の地上で反射して戻ってきた信号RX SIGが含まれている。図中の信号RX SIGは、レーダアンテナ21で受信される信号を時間軸で示したものである。   The radar antenna 21 transmits a high-frequency pulse from a transmission unit (not shown) to the target, and receives a reflected wave from the target. The received wave includes a signal RX SIG in which a transmission pulse is reflected on the ground other than the target and returned. A signal RX SIG in the figure represents a signal received by the radar antenna 21 on the time axis.

受信波は入力増幅器22で増幅されたのち、ミキサ回路23で図示されないLO(Local Oscillator)からの局部発振信号によって周波数変換されて出力される。ミキサ出力は、可変減衰器24において、STC ATT信号によって固定パターンからなるSTCパターンに従って減衰した信号に変換される。可変減衰器24の出力は増幅器25において一定増幅度で増幅されたのち、第2の可変減衰器26において、AGC回路30からのAGC ATT信号に応じて減衰してから、出力増幅器27で増幅されて出力される。出力増幅器27の出力信号は、分岐器28を経て出力されるが、この際、一部が分岐されて、整流器29で整流されて直流信号に変換され、AGC回路30において、出力されるAGC ATT信号の大きさを制御する。   The received wave is amplified by the input amplifier 22 and then frequency-converted by a local oscillation signal from a LO (Local Oscillator) (not shown) by the mixer circuit 23 and output. The mixer output is converted by the variable attenuator 24 into a signal attenuated according to the STC pattern composed of a fixed pattern by the STC ATT signal. The output of the variable attenuator 24 is amplified at a constant amplification level in the amplifier 25, then attenuated in accordance with the AGC ATT signal from the AGC circuit 30 in the second variable attenuator 26, and then amplified in the output amplifier 27. Is output. The output signal of the output amplifier 27 is output through the branching device 28. At this time, a part of the output signal is branched, rectified by the rectifier 29 and converted into a DC signal, and output by the AGC circuit 30. Control the magnitude of the signal.

図5の回路におけるAGC制御は、合成開口レーダの受信機出力に設けられた信号処理部のダイナミックレンジを小さくするために用いられている。これは、信号のダイナミックレンジが大きいと、信号処理を行うA/D変換器のビット数を大きくする必要があり、ビット数が多いと処理すべきデータ量が大きくなるので、そのあとのデータ処理,記録,伝送等の信号処理に大きな制約を受けることになるが、このような制約を少なくするため、信号のダイナミックレンジを小さくして極力ビット数を少なくすることが望ましいためである。   The AGC control in the circuit of FIG. 5 is used to reduce the dynamic range of the signal processing unit provided at the receiver output of the synthetic aperture radar. This is because if the signal dynamic range is large, it is necessary to increase the number of bits of the A / D converter that performs signal processing. If the number of bits is large, the amount of data to be processed increases. This is because signal processing such as recording and transmission is subject to great restrictions. In order to reduce such restrictions, it is desirable to reduce the number of bits as much as possible by reducing the dynamic range of the signal.

すなわち、信号処理に用いられるA/D変換器(不図示)のビット数から定まる利得値には適正値が存在する。適正利得データは、通常8ビットのA/D変換器の場合40dB程度である。一方、受信機は通常60dB程度の利得があるため、そのままでは、A/D変換器が飽和してしまうので、レーダ受信機の場合、必ずなんらかの方法で平均化を行っている。   That is, there is an appropriate value for the gain value determined from the number of bits of an A / D converter (not shown) used for signal processing. The appropriate gain data is usually about 40 dB in the case of an 8-bit A / D converter. On the other hand, since the receiver usually has a gain of about 60 dB, the A / D converter will be saturated as it is. Therefore, in the case of a radar receiver, averaging is always performed by some method.

また、従来のレーダ受信機における出力信号の平均化は、STC回路である程度平均化されたデータを、受信パルス間で同じ程度の信号になるようにすることによって行われている。すなわち、受信ゲート内の平均化ではなく、受信パルスごとの平均化であって、2次元的に行われていた。そして、時間軸に対して固定パターンで補正を行っていたため、このパターンから外れると、出力をフラットにすることができなかった。   In addition, averaging of the output signal in the conventional radar receiver is performed by making the data averaged to some extent by the STC circuit become the same signal between the received pulses. That is, it is not the averaging in the reception gate but the averaging for each reception pulse, which is performed two-dimensionally. And since the correction was performed with a fixed pattern with respect to the time axis, the output could not be made flat if the pattern deviated from this pattern.

このように、従来のレーダ受信機に用いられるSTCは、受信パルス内で固定の減衰パターンを用いて減衰器を制御していたため、合成開口レーダのような、移動しながら広範囲の信号を送受信するレーダ装置では、予め決められた理想的な減衰パターンと、実際の受信波形のパターンとが一致せず、そのためレーダ受信機における受信信号の飽和を防止することができなかった。
また、パルス内の波形をメモリし、パルスごとに平均化処理するためには、高速の演算器が必要であって、技術的にも困難であった。
As described above, since the STC used in the conventional radar receiver controls the attenuator using a fixed attenuation pattern in the received pulse, it transmits and receives a wide range of signals while moving like a synthetic aperture radar. In the radar apparatus, the ideal attenuation pattern determined in advance does not match the pattern of the actual received waveform, so that saturation of the received signal in the radar receiver cannot be prevented.
Moreover, in order to memorize | store the waveform in a pulse and to carry out the averaging process for every pulse, a high-speed arithmetic unit is required and it was technically difficult.

これに対して特許文献1においては、発振器の出力信号を送信系統を通したのち、サーキュレータを介してアンテナから電波を輻射し、目標物から反射した反射波を同じアンテナで受信し、サーキュレータから受信系統を通して受信信号を得るレーダ装置において、受信系統にSTC(Sensitivity Time Control) 可変減衰器を挿入し、この可変減衰器の最大減衰量を、受信系統に最大レベルの信号が入力した場合でも受信系統を飽和させないような値とし、送信期間中に可変減衰器の減衰量が最大になるようにして送信信号の漏れ込みによる受信系統の飽和を防止することによって、送信直後の受信を可能にする、レーダ装置が開示されている。   On the other hand, in Patent Document 1, after passing the output signal of the oscillator through the transmission system, the radio wave is radiated from the antenna via the circulator, and the reflected wave reflected from the target is received by the same antenna and received from the circulator. In a radar device that obtains a received signal through a system, an STC (Sensitivity Time Control) variable attenuator is inserted into the receiving system, and the maximum attenuation of this variable attenuator is received even when a maximum level signal is input to the receiving system. By making the value not to saturate and maximizing the attenuation of the variable attenuator during the transmission period to prevent saturation of the reception system due to leakage of the transmission signal, enabling reception immediately after transmission, A radar device is disclosed.

しかしながら、特許文献1記載の技術では、移動しながら広範囲の信号を送受信するレーダ装置の場合に、受信機における受信信号の飽和を防止するように、AGCを制御することが難しい。   However, in the technique described in Patent Document 1, it is difficult to control the AGC so as to prevent saturation of the received signal in the receiver in the case of a radar apparatus that transmits and receives a wide range of signals while moving.

また、特許文献2においては、飛翔体に搭載され、飛行方向と直角斜方向に直線周波数変調された送信電波を発射しつつデータを取得する合成開口レーダ装置において、地表に向かって発射した電波の反射波を受信する受信部に、飛翔体の姿勢変動の程度により影響を受ける反射波を、その変動の内容に対応して平坦にする受信信号振幅平坦部を備え、飛翔体の姿勢精度要求を必要としないで高品質な画像を取得する、合成開口レーダ装置が開示されている。   Further, in Patent Document 2, in a synthetic aperture radar device that is mounted on a flying body and acquires data while emitting a transmission radio wave that is linearly frequency-modulated in a direction oblique to the flight direction, the radio wave emitted toward the ground surface The receiving unit that receives the reflected wave is equipped with a received signal amplitude flattening unit that flattens the reflected wave affected by the degree of attitude variation of the flying object according to the content of the fluctuation, and requests the flying object attitude accuracy. A synthetic aperture radar device is disclosed that acquires high quality images without the need.

しかしながら、特許文献2記載の技術では、移動しながら広範囲の信号を送受信するレーダ装置の場合に、受信機における受信信号の飽和を防止するように、AGCを制御することが難しい。   However, in the technique described in Patent Document 2, it is difficult to control the AGC so as to prevent saturation of the received signal in the receiver in the case of a radar apparatus that transmits and receives a wide range of signals while moving.

また、特許文献3においては、受信パルス信号の利得を入力データに応じて増減する可変利得増幅器に対し、可変利得増幅器から出力される受信パルス信号の直流成分から検出されたパワーモニタ信号を入力して、受信パルス信号を適正レベルにするための利得設定データを供給するレーダ受信機の自動利得制御回路において、A/D変換回路は、パワーモニタ信号について1つの受信パルス期間中に複数のタイミングでそのレベルをサンプルしてデジタルデータに変換し、積分回路でそのパルス期間中に得られたデータを順次加算する。積分回路は、そのパルス期間中に得られたデータを順次加算する。PROM回路は、この加算データからパワーモニタ信号の平均パワーレベルを求め、このレベルに対応する適正利得設定データを発生することによって、1つの受信パルス内でのレベル変動が激しい場合でも、受信レベルを適正に設定可能な、レーダ受信機の自動利得制御回路が開示されている。   In Patent Document 3, the power monitor signal detected from the DC component of the received pulse signal output from the variable gain amplifier is input to the variable gain amplifier that increases or decreases the gain of the received pulse signal according to the input data. In the radar receiver automatic gain control circuit for supplying gain setting data for setting the reception pulse signal to an appropriate level, the A / D conversion circuit performs a plurality of timings on the power monitor signal during one reception pulse period. The level is sampled and converted into digital data, and the data obtained during the pulse period is sequentially added by an integrating circuit. The integration circuit sequentially adds the data obtained during the pulse period. The PROM circuit obtains the average power level of the power monitor signal from this added data and generates appropriate gain setting data corresponding to this level, so that the reception level can be set even when the level fluctuation within one reception pulse is severe. A radar receiver automatic gain control circuit that can be set appropriately is disclosed.

しかしながら、特許文献3記載の技術では、移動しながら広範囲の信号を送受信するレーダ装置の場合に、受信機における受信信号の飽和を防止するように、AGCを制御することが難しい。   However, in the technique described in Patent Document 3, it is difficult to control the AGC so as to prevent saturation of the received signal in the receiver in the case of a radar apparatus that transmits and receives a wide range of signals while moving.

また、特許文献4においては、航空機の反射レベルを独立的に検出する方向性結合器、サブ受信部および目標レベル検出部と、目標ごとの反射レベルに対応したSTC減衰量を適応的に得るための目標STC発生器を従来のSTC発生器に併置し、これら2つのSTC発生器の出力を合成して目標の反射レベルが常時、受信系の飽和レベルを超えないように合成する合成器を備えたSTC制御部と、STC処理を施すSTC回路とを有し、これにより目標の反射レベルが高すぎて飽和する目標に対してのみ適度なSTC減衰をかけることが可能となり、小目標の検出性能を損なわずにタイムサイドローブを抑止することによって、パルス圧縮を使用しかつSTCによるクラッタ除去を行う捜索レーダにおいて、大型航空機からの反射信号が受信機の飽和レベルを超えることによって生じるタイムサイドローブを抑止する、捜索レーダ装置が開示されている。   In Patent Document 4, a directional coupler that independently detects the reflection level of an aircraft, a sub-reception unit, a target level detection unit, and an STC attenuation amount corresponding to the reflection level for each target can be obtained adaptively. The target STC generator is combined with the conventional STC generator, and the output of these two STC generators is combined so that the target reflection level does not always exceed the saturation level of the receiving system. The STC control unit and the STC circuit for performing the STC processing can be used to apply appropriate STC attenuation only to a target that is saturated because the target reflection level is too high. In a search radar that uses pulse compression and removes clutter by STC by suppressing time side lobes without impairing To suppress the time side lobe caused by exceeding the saturation level of the machine, search radar apparatus is disclosed.

しかしながら、特許文献4記載の技術では、移動しながら広範囲の信号を送受信するレーダ装置の場合に、受信機における受信信号の飽和を防止するように、AGCを制御することが難しい。   However, in the technique described in Patent Document 4, it is difficult to control the AGC so as to prevent saturation of the received signal in the receiver in the case of a radar apparatus that transmits and receives a wide range of signals while moving.

特開2001−174542号公報JP 2001-174542 A 特開平03−130683号公報Japanese Patent Laid-Open No. 03-130683 特開平06−174826号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-174826 特開平09−068571号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-068571

従来のSTCは、受信パルス内で固定の減衰パターンを用いて減衰器を制御していたため、ターゲットが刻々と変化する合成開口レーダのように、移動しながら広範囲の信号を送受信するレーダ装置では、受信機における受信信号の飽和を防止するように、AGCを制御することが難しいという問題があった。   Since the conventional STC controls the attenuator using a fixed attenuation pattern in the received pulse, a radar device that transmits and receives a wide range of signals while moving, like a synthetic aperture radar in which the target changes every moment, There is a problem that it is difficult to control the AGC so as to prevent saturation of the received signal in the receiver.

この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、ターゲットが刻々と変化する合成開口レーダのように、移動しながら広範囲の信号を送受信するレーダ装置の場合に、受信機における受信信号の飽和を防止するように、AGCを制御することができるようにすることを目的としている。   The present invention has been made in view of such circumstances, and in the case of a radar device that transmits and receives a wide range of signals while moving, such as a synthetic aperture radar in which a target changes every moment, a received signal in a receiver. The purpose is to make it possible to control the AGC so as to prevent the saturation of the AGC.

上記課題を解決するため、この発明は、合成開口レーダのレーダ受信機に係り、高周波パルスを目標に対して送信し、目標からの反射パルスを受信するレーダアンテナと、該レーダアンテナの受信波を増幅する入力増幅器と、該入力増幅器の出力を周波数変換して受信パルス信号を出力するミキサ回路と、該ミキサ回路から出力される前記受信パルス信号を分岐する分岐器と、該分岐器で分岐された一方の前記受信パルス信号をモニタ検波する整流器と、該整流器で検波検出された前記受信パルス信号の直流成分に基づいてSTCパターンを生成するSTC回路と、前記分岐器で分岐された他方の前記受信パルス信号を前記STC回路で生成されたSTCパターンに対応するSTC減衰制御信号に応じて可変減衰させる可変減衰器と、該可変減衰器の出力信号を増幅して出力する出力増幅器とを備えてなると共に、前記STC回路は、前記整流器にて検波検出された前記受信パルス信号の直流成分を受信パルス内に複数のタイミングでサンプルして、ディジタルデータに変換するA/D変換回路と、該A/D変換回路におけるA/D変換結果を記録するメモリ回路と、該メモリ回路に記録されたディジタルデータを、受信パルスごとに所定の時定数分、積分する積分回路と、該積分回路における積分結果を平均化して、受信波形を「飽和を生じさせない」適正利得に設定するための前記STCパターンを生成して前記STC減衰制御信号として前記可変減衰器に送出する演算回路とを備えてなることを特徴としている。 To solve the above problems, this invention relates to a radar receiver of the synthetic aperture radar, the radar antenna transmits radio frequency pulses to the target, receiving a reflected pulse from the target, receiving waves of the radar antenna An input amplifier that amplifies the received amplifier, a mixer circuit that frequency-converts the output of the input amplifier and outputs a received pulse signal, a branching device that branches the received pulse signal output from the mixer circuit, and a branching device that branches A rectifier that monitors and detects one of the received pulse signals, an STC circuit that generates an STC pattern based on a DC component of the received pulse signal detected and detected by the rectifier, and the other branched by the branching device a variable attenuator for varying the attenuation in accordance with the STC attenuation control signal corresponding to the received pulse signal to the STC pattern generated by the STC circuit, the variable Together comprising an output amplifier for amplifying and outputting an output signal of 衰器, the STC circuit is sampled at a plurality of timings the DC component of the detected said detected received pulse signal in the received pulse at the rectifier An A / D conversion circuit for converting into digital data, a memory circuit for recording the A / D conversion result in the A / D conversion circuit, and a digital data recorded in the memory circuit for each received pulse An integration circuit that integrates the time constant of the signal, and an integration result in the integration circuit is averaged to generate the STC pattern for setting the received waveform to an appropriate gain that “does not cause saturation” to generate the STC attenuation control signal And an arithmetic circuit for sending to the variable attenuator .

この発明のレーダ受信機によれば、合成開口レーダ等のレーダ受信機において、受信信号の飽和を防止して、受信系のダイナミックレンジを有効に利用することができるようになる。   According to the radar receiver of the present invention, in a radar receiver such as a synthetic aperture radar, saturation of the received signal can be prevented and the dynamic range of the receiving system can be used effectively.

本発明のレーダ受信機の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the radar receiver of this invention. 図1に示されたたレーダ受信機の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the radar receiver shown by FIG. 本発明のレーダ受信機におけるSTC回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the STC circuit in the radar receiver of this invention. 図3に示されたSTC回路の動作を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the STC circuit shown in FIG. 3. 従来のレーダ受信機の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional radar receiver.

実施形態1Embodiment 1

以下、本発明のレーダ受信機の第1の実施形態として、合成開口レーダの場合について説明する。   Hereinafter, the case of a synthetic aperture radar will be described as a first embodiment of the radar receiver of the present invention.

図1は、本発明のレーダ受信機の構成例を示したものであって、レーダアンテナ1と、入力増幅器2と、ミキサ回路3と、分岐器4と、整流器5と、STC回路6と、可変減衰器7と、出力増幅器8とからなる構成が示されている。   FIG. 1 shows a configuration example of a radar receiver according to the present invention, which includes a radar antenna 1, an input amplifier 2, a mixer circuit 3, a branching device 4, a rectifier 5, an STC circuit 6, A configuration comprising a variable attenuator 7 and an output amplifier 8 is shown.

レーダアンテナ1は、図示しない発振器からの高周波パルスを目標に対して送信し、目標からの反射パルスを受信する。受信波には、送信パルスが目標以外の地上で反射して戻ってきた信号RX SIGが含まれている。受信波は入力増幅器2で増幅されたのち、ミキサ回路3で図示されないLO(Local Oscillator)からの局部発振信号によって周波数変換して出力される。ミキサ出力は、分岐器4を経て可変減衰器7に送られるが、一部が分岐され、整流器5で整流されてSTC回路6に入力される。STC回路6は、入力信号に応じてSTC ATT信号を生成して、可変減衰器7の減衰度を制御することによって、受信波形からSTCパターンが生成される。出力増幅器8は、STCパターンを増幅して出力する。   The radar antenna 1 transmits a high-frequency pulse from an oscillator (not shown) to a target and receives a reflected pulse from the target. The received wave includes a signal RX SIG in which a transmission pulse is reflected on the ground other than the target and returned. The received wave is amplified by the input amplifier 2 and then frequency-converted by a local oscillation signal from a LO (Local Oscillator) (not shown) by the mixer circuit 3 and output. The mixer output is sent to the variable attenuator 7 via the branching device 4, but a part thereof is branched, rectified by the rectifier 5, and input to the STC circuit 6. The STC circuit 6 generates an STC ATT signal according to the input signal, and controls the attenuation of the variable attenuator 7 to generate an STC pattern from the received waveform. The output amplifier 8 amplifies and outputs the STC pattern.

図2は、本発明のレーダ受信機の動作を説明するものである。以下、従来技術の場合と対比しながら、説明する。
図2において(a) は、レーダ送信波がターゲットで反射する際の後方散乱係数が受信エリアで一様であるとした場合を示したものである。ここで後方散乱係数とは、送信波がターゲットで反射する際の面の荒さによる入射角依存性を示すものであって、送信波がターゲットで反射されて戻ってくる程度を示す係数である。後方散乱係数は、送信波の入射角,ターゲットの性質(人工物,森林,水面,耕作地等等の違い)によって異なるものである。
図2(a) の場合は、後方散乱係数が受信エリアで一様なので、従来技術の場合のような、通常のSTC補正によって、フラットな受信レベルが得られることが示されている。
FIG. 2 illustrates the operation of the radar receiver of the present invention. Hereinafter, a description will be given while comparing with the case of the prior art.
FIG. 2 (a) shows a case where the backscattering coefficient when the radar transmission wave is reflected by the target is uniform in the reception area. Here, the backscattering coefficient indicates the incident angle dependence due to the roughness of the surface when the transmitted wave is reflected by the target, and is a coefficient indicating the degree to which the transmitted wave is reflected by the target and returned. The backscattering coefficient varies depending on the incident angle of the transmission wave and the nature of the target (difference in artifacts, forests, water surface, cultivated land, etc.).
In the case of FIG. 2 (a), since the backscattering coefficient is uniform in the reception area, it is shown that a flat reception level can be obtained by normal STC correction as in the case of the prior art.

図2において(b) は、後方散乱係数が受信エリアで一様でない場合を示したものであって、通常のSTC補正によっては、受信レベルの変動を補正しきれないことが示されている。   In FIG. 2, (b) shows a case where the backscattering coefficient is not uniform in the reception area, and it is shown that fluctuations in the reception level cannot be corrected by normal STC correction.

図2において(c) は、本発明の動作を説明するものであって、STC回路において受信波形からリアルタイムでSTCパターンを計算して、受信波形に反映させるので、観測エリアの状態のいかんに関わらず、精度よくSTC補正を行って、フラットな受信レベルが得られることが示されている。   In FIG. 2, (c) explains the operation of the present invention. The STC circuit calculates the STC pattern in real time from the received waveform and reflects it in the received waveform. Therefore, regardless of the state of the observation area. It is shown that a flat reception level can be obtained by performing STC correction with high accuracy.

本発明の場合は面を対象として3次元的に平均化を行うので、フラットな波形の受信レベルが得られる。これに対して従来技術では2次元的に平均化を行っており、固定パターンの時間軸で補正を行っていたので、このパターンから外れる場合は、受信レベルをフラットにすることはできなかった。   In the case of the present invention, since the three-dimensional averaging is performed on the surface, a flat waveform reception level can be obtained. On the other hand, in the prior art, averaging is performed two-dimensionally, and correction is performed on the time axis of a fixed pattern. Therefore, if it deviates from this pattern, the reception level cannot be made flat.

このように本発明は、レーダ装置における検出対象物の変化に基づく検出情報の変動に対する対策を行うものであって、特許文献2記載の場合のように、レーダ装置を搭載した移動体(飛翔体)の姿勢の変化に基づく検出情報の変動に対する対策を行うものではない。   As described above, the present invention provides a countermeasure against fluctuations in detection information based on a change in a detection target in a radar apparatus, and as in the case of Patent Document 2, a mobile object (flying object) equipped with a radar apparatus. ) Does not take measures against fluctuations in detection information based on changes in attitude.

さらに本発明においては、受信波形をモニタし、モニタされた信号を受信パルス内で一定間隔で、複数ポイント、A/D変換してメモリに記録し、メモリに記録されたデータを受信パルスごとに所定時定数分積分して、平均的な受信波形を導き出し、この結果を用いて、受信パルス内のSTCパターンを生成して、STC用の減衰器を制御する。
以下、図面を参照して詳細に説明する。
Furthermore, in the present invention, the received waveform is monitored, and the monitored signal is A / D converted at a plurality of points at regular intervals within the received pulse, recorded in the memory, and the data recorded in the memory is recorded for each received pulse. An average reception waveform is derived by integration for a predetermined time constant, and an STC pattern in the reception pulse is generated using this result, and the STC attenuator is controlled.
Hereinafter, it will be described in detail with reference to the drawings.

図3は、本発明のレーダ受信機におけるSTC回路の構成例を示すものであって、A/D変換回路11と、メモリ回路12と、積分回路13と、演算回路14とからなる構成が示されている。   FIG. 3 shows an example of the configuration of the STC circuit in the radar receiver of the present invention, and shows a configuration comprising an A / D conversion circuit 11, a memory circuit 12, an integration circuit 13, and an arithmetic circuit 14. Has been.

図3において、A/D変換回路11は、受信パルス信号をモニタ検波して、検出された直流成分を1受信パルス内に複数のタイミングでサンプルして、ディジタルデータに変換する。メモリ回路12は、A/D変換回路11におけるA/D変換結果を記録する。積分回路13は、メモリ回路12に記録されたディジタルデータを、サンプルごとに所定の時定数分、積分する。演算回路14は、積分回路13における積分結果を平均化して、受信パルス内の適正利得設定データを発生する。   In FIG. 3, an A / D conversion circuit 11 monitors and detects a received pulse signal, samples a detected direct current component at a plurality of timings within one received pulse, and converts it into digital data. The memory circuit 12 records the A / D conversion result in the A / D conversion circuit 11. The integration circuit 13 integrates the digital data recorded in the memory circuit 12 by a predetermined time constant for each sample. The arithmetic circuit 14 averages the integration results in the integration circuit 13 and generates appropriate gain setting data in the received pulse.

図4は、図3に示されたSTC回路の動作を説明するものであって、図3に示す演算回路が積分回路の積分データから受信パルス間のサンプルタイミングごとの平均化パワーレベルを求め、この平均化パワーレベルに対する適正利得データを設定して、STC ATT信号として可変減衰器に送出する態様を示している。   FIG. 4 explains the operation of the STC circuit shown in FIG. 3. The arithmetic circuit shown in FIG. 3 obtains an average power level for each sample timing between received pulses from the integration data of the integration circuit. The figure shows a mode in which appropriate gain data for this averaged power level is set and sent as an STC ATT signal to a variable attenuator.

図4(a) は、n番目の受信パルス信号に対するパワーモニタ信号を示したものであって、矢印は、これに対するA/D変換のサンプルタイミングを示している。
図4(b) は、n+1番目の受信パルス信号に対するパワーモニタ信号を示したものであって、矢印は、これに対するA/D変換のサンプルタイミングを示している。
FIG. 4 (a) shows the power monitor signal for the nth received pulse signal, and the arrow indicates the sample timing of the A / D conversion.
FIG. 4B shows the power monitor signal for the (n + 1) th received pulse signal, and the arrows indicate the A / D conversion sample timing.

図4(c) は、n+x番目の受信パルス信号に対するパワーモニタ信号を示したものであって、矢印は、これに対するA/D変換のサンプルタイミングを示している。
図4(d) は、演算結果から求められたSTCパターンを示したものであって、パワーモニタ信号のレベルに対応した、受信パルスに対するパワーモニタ信号のレベルに応じて変化する、フラットなSTCパターンが得られることが示されている。
FIG. 4 (c) shows a power monitor signal for the (n + x) th received pulse signal, and the arrows indicate the A / D conversion sample timing.
FIG. 4 (d) shows an STC pattern obtained from the calculation result, which is a flat STC pattern that changes in accordance with the level of the power monitor signal with respect to the received pulse, corresponding to the level of the power monitor signal. Is shown to be obtained.

このように、本発明においては、STC回路におけるSTCパターンの生成と、信号処理部におけるAGC設定の演算とを同一の演算回路で行うことによって、回路規模を縮減しており、STC回路におけるSTCパターンの生成と、信号処理部におけるAGC設定の演算とをそれぞれ別の手段で行う特許文献2記載の場合とは構成が異なっている。   As described above, in the present invention, the circuit size is reduced by performing the STC pattern generation in the STC circuit and the AGC setting calculation in the signal processing unit by the same arithmetic circuit, and the STC pattern in the STC circuit is reduced. The configuration differs from the case described in Patent Document 2 in which the generation of AGC and the calculation of the AGC setting in the signal processing unit are performed by different means.

実施形態2Embodiment 2

次に、本発明のレーダ受信機の第2の実施形態について説明する。
本発明の第2の実施形態では、受信パルス内のサンプル数、及びパルス間のサンプル数(時定数)を、それぞれのレーダ受信機の最適値に設定することによって、合成開口レーダだけでなく、他の移動体レーダへの応用も可能にする。
Next, a second embodiment of the radar receiver of the present invention will be described.
In the second embodiment of the present invention, by setting the number of samples in the received pulse and the number of samples between pulses (time constant) to the optimum value of each radar receiver, not only the synthetic aperture radar, It can also be applied to other mobile radars.

他の移動体レーダの具体例としては、実開口レーダを挙げることができる。合成開口レーダでは、送信パルスごとの受信波形を合成して一つのパルス信号と見なすが、実開口レーダの場合は、送信パルスごとの受信波形を合成することなく、そのまま処理して平均値を求めて、STCパターンを生成する。   Specific examples of other mobile radars include real aperture radar. Synthetic aperture radar synthesizes the received waveform for each transmitted pulse and regards it as one pulse signal. However, in the case of actual aperture radar, the received waveform for each transmitted pulse is processed without being synthesized to obtain the average value. Then, an STC pattern is generated.

以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. Are also included in the present invention.

この発明のレーダ受信機は、合成開口レーダのような、移動中に受信レベルが大きく変化するデータを取得するレーダ装置の場合に、適用することができる。   The radar receiver of the present invention can be applied to a radar apparatus that acquires data whose reception level changes greatly during movement, such as a synthetic aperture radar.

1 レーダアンテナ
2 入力増幅器
3 ミキサ回路
4 分岐器
5 整流器
6 STC回路
7 可変減衰器
8 出力増幅器
11 A/D変換回路
12 メモリ回路
13 積分回路
14 演算回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radar antenna 2 Input amplifier 3 Mixer circuit 4 Branch device 5 Rectifier 6 STC circuit 7 Variable attenuator 8 Output amplifier 11 A / D conversion circuit 12 Memory circuit 13 Integration circuit 14 Operation circuit

Claims (3)

合成開口レーダのレーダ受信機であって、高周波パルスを目標に対して送信し、目標からの反射パルスを受信するレーダアンテナと、該レーダアンテナの受信波を増幅する入力増幅器と、該入力増幅器の出力を周波数変換して受信パルス信号を出力するミキサ回路と、該ミキサ回路から出力される前記受信パルス信号を分岐する分岐器と、該分岐器で分岐された一方の前記受信パルス信号をモニタ検波する整流器と、該整流器で検波検出された前記受信パルス信号の直流成分に基づいてSTCパターンを生成するSTC回路と、前記分岐器で分岐された他方の前記受信パルス信号を前記STC回路で生成されたSTCパターンに対応するSTC減衰制御信号に応じて可変減衰させる可変減衰器と、該可変減衰器の出力信号を増幅して出力する出力増幅器とを備えてなると共に、
前記STC回路は、前記整流器にて検波検出された前記受信パルス信号の直流成分を受信パルス内に複数のタイミングでサンプルして、ディジタルデータに変換するA/D変換回路と、該A/D変換回路におけるA/D変換結果を記録するメモリ回路と、該メモリ回路に記録されたディジタルデータを、受信パルスごとに所定の時定数分、積分する積分回路と、該積分回路における積分結果を平均化して、受信波形を「飽和を生じさせない」適正利得に設定するための前記STCパターンを生成して前記STC減衰制御信号として前記可変減衰器に送出する演算回路とを備えてなることを特徴とするレーダ受信機。
A radar receiver of a synthetic aperture radar, which transmits a high-frequency pulse to a target and receives a reflected pulse from the target, an input amplifier that amplifies the received wave of the radar antenna , and A mixer circuit that converts the output frequency and outputs a reception pulse signal, a branching device that branches the reception pulse signal output from the mixer circuit, and monitor detection of one of the reception pulse signals branched by the branching device A rectifier that generates an STC pattern based on a DC component of the received pulse signal detected and detected by the rectifier, and the other received pulse signal branched by the branch is generated by the STC circuit. a variable attenuator for varying the attenuation amplifies the output signal of the variable attenuator and outputs in accordance with the STC attenuation control signal corresponding to the STC pattern Together comprising a power amplifier,
The STC circuit samples an DC component of the received pulse signal detected and detected by the rectifier at a plurality of timings in the received pulse and converts it into digital data, and the A / D conversion A memory circuit for recording an A / D conversion result in the circuit, an integration circuit for integrating digital data recorded in the memory circuit for a predetermined time constant for each received pulse, and averaging the integration results in the integration circuit And an arithmetic circuit that generates the STC pattern for setting the received waveform to an appropriate gain that does not cause saturation and sends the generated STC pattern as the STC attenuation control signal to the variable attenuator. Radar receiver.
前記レーダアンテナの受信波に、前記レーダアンテナの送信パルスが目標以外の地上で反射して戻ってきた信号が含まれていることを特徴とする請求項記載のレーダ受信機。 Wherein the received wave of the radar antenna, a radar receiver according to claim 1, wherein the transmit pulse is characterized in that it contains a signal that is reflected back to it on the ground other than the target of the radar antenna. 前記レーダ受信機が、実開口レーダのレーダ受信機であることを特徴とする請求項1又は2記載のレーダ受信機。 Claim 1 or 2 radar receiver wherein said radar receiver is a radar receiver of the real aperture radar.
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