JP5591544B2 - Radar apparatus and radar signal processing method - Google Patents

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Description

本発明は、レーダ装置及びレーダ信号処理方法に関する。   The present invention relates to a radar apparatus and a radar signal processing method.

目標を捜索する捜索レーダでは、要求目標RCS(有効反射面積;radar cross section)における要求覆域を満足するようにレーダパラメータの一つであるPRI(パルス繰り返し周期;pulse repetition interval)を調整する。フェーズドアレイアンテナを用いた捜索レーダにおいて、目標を確実に検出するためには、追尾性能(追尾レート)を向上させることが求められる。   A search radar that searches for a target adjusts a PRI (pulse repetition interval), which is one of the radar parameters, so as to satisfy a required coverage in a required target RCS (effective reflection area; radar cross section). In a search radar using a phased array antenna, it is required to improve tracking performance (tracking rate) in order to reliably detect a target.

例えば特許文献1には、目標捜索のデータレートを向上させるアンテナ装置が記載されている。このアンテナ装置では、アレイアンテナの開口を仰角方向に分割し、分割に対応させて捜索領域も分割している。分割したそれぞれの走査覆域に対して受信ビームが形成されて目標が検出される。捜索は、重複が無いように行なわれる。   For example, Patent Document 1 describes an antenna device that improves the data rate of a target search. In this antenna device, the aperture of the array antenna is divided in the elevation direction, and the search area is also divided corresponding to the division. A reception beam is formed for each of the divided scanning coverage areas and a target is detected. The search is done so that there are no duplicates.

特開2004−279147号公報(段落0036)JP 2004-279147 A (paragraph 0036)

しかしながら、特許文献1に記載の技術によって捜索のデータレートを向上させるためには、送信開口又は受信開口の増大(送信又は受信モジュールの増加)が必要となる。このため、システム規模の見直しが必要であり実施が容易ではない。   However, in order to improve the search data rate by the technique described in Patent Document 1, it is necessary to increase the transmission aperture or the reception aperture (increase the transmission or reception module). For this reason, it is necessary to review the system scale and implementation is not easy.

また、同一の方位において、異なる距離についての捜索が連続して行われると、捜索領域の境目近辺において目標が両方の領域で検出されても、領域間での捜索時間差が極短時間である。このため、追尾レートの向上には寄与しない。   In addition, if searches for different distances are continuously performed in the same direction, even if a target is detected in both areas near the boundary of the search area, the search time difference between the areas is extremely short. For this reason, it does not contribute to the improvement of the tracking rate.

本発明は、前記のような問題に鑑みなされたもので、追尾性能を向上させたレーダ装置及びレーダ信号処理方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a radar apparatus and a radar signal processing method with improved tracking performance.

本発明の一実施形態に係るレーダ装置は、レーダ信号の送信及び受信を行なうレーダ送受信手段と、前記レーダ送受信手段が受信した受信信号に基づいて、所定の捜索領域を捜索して目標を検出する検出手段と、前記目標検出手段が検出した目標を追尾するための追尾処理を行う追尾手段と、前記検出手段による前記捜索領域の捜索を制御する捜索制御手段であって、前記捜索領域を方位方向に複数の領域に分割し、前記複数の領域のそれぞれを更に距離方向に分割して、隣り合う分割領域の一部が重複するように複数の分割領域を生成し、同一の方位について、分割領域間の捜索に時間差が生じるように、前記検出手段による前記複数の分割領域の捜索の順序を設定する捜索制御手段を具備する。   A radar apparatus according to an embodiment of the present invention searches for a predetermined search area and detects a target based on radar transmission / reception means for transmitting and receiving radar signals and reception signals received by the radar transmission / reception means. Detection means; tracking means for performing tracking processing for tracking the target detected by the target detection means; and search control means for controlling search of the search area by the detection means, wherein the search area is azimuthally oriented. Each of the plurality of areas is further divided in the distance direction to generate a plurality of divided areas so that a part of the adjacent divided areas overlaps, and the divided areas are divided in the same direction. Search control means for setting the search order of the plurality of divided regions by the detection means so that a time difference occurs in the search between them.

また、本発明の一実施形態に係るレーダ信号処理方法は、レーダ信号の送信及び受信を行なうレーダ送受信手段を具備するレーダ装置においてレーダ信号を処理するレーダ信号処理方法であって、前記レーダ送受信手段が受信した受信信号に基づいて、所定の捜索領域を捜索して目標を検出するステップと、前記目標を追尾するための追尾処理を行うステップと、前記捜索領域の捜索を制御するステップであって、前記捜索領域を方位方向に複数の領域に分割し、前記複数の領域のそれぞれを更に距離方向に分割して、隣り合う分割領域の一部が重複するように複数の分割領域を生成し、同一の方位について、分割領域間の捜索に時間差が生じるように、前記複数の分割領域の捜索の順序を設定するステップを備える。   A radar signal processing method according to an embodiment of the present invention is a radar signal processing method for processing a radar signal in a radar apparatus including radar transmission / reception means for transmitting and receiving radar signals, the radar transmission / reception means. A step of searching for a predetermined search region based on the received signal received to detect a target, a step of performing a tracking process for tracking the target, and a step of controlling the search of the search region. The search area is divided into a plurality of areas in the azimuth direction, each of the plurality of areas is further divided in the distance direction, and a plurality of divided areas are generated so that a part of the adjacent divided areas overlaps, A step of setting a search order of the plurality of divided regions so that a time difference occurs in the search between the divided regions with respect to the same direction;

本発明によれば、追尾性能を向上させたレーダ装置及びレーダ信号処理方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a radar apparatus and a radar signal processing method with improved tracking performance.

本発明の一実施形態に係るレーダ装置の構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of a radar apparatus according to an embodiment of the present invention. 捜索領域Wを距離方向に2分割して行う探知について概略的に示す図。The figure which shows roughly about the detection performed by dividing the search area | region W into the distance direction. 図2に示すように捜索領域を分割した場合の捜索順序の一例を示す図。The figure which shows an example of the search order at the time of dividing | segmenting a search area | region as shown in FIG. 捜索領域Wを距離方向に重複させて2分割して行う探知について概略的に示す図。The figure which shows roughly about the detection performed by making the search area W overlap in the distance direction and dividing into two. 図4に示すように捜索領域を重複させて分割した場合の捜索順序の一例を示す図。The figure which shows an example of the search order at the time of dividing and overlapping a search area | region as shown in FIG. 図4に示すように捜索領域を重複させて分割した場合の本実施形態に係る捜索順序の一例を示す図。The figure which shows an example of the search order which concerns on this embodiment at the time of dividing a search area | region as it overlaps as shown in FIG. 図3に示すように設定された捜索順序に従って行われる目標捜索の結果の一例を示す図。The figure which shows an example of the result of the target search performed according to the search order set as shown in FIG. 図6に示すように設定された捜索順序に従って行われる目標検出の結果の一例を示す図。The figure which shows an example of the result of the target detection performed according to the search order set as shown in FIG. PRI、RCS及び探知距離の関係を示す図。The figure which shows the relationship between PRI, RCS, and detection distance.

以下、図面を参照して本発明によるレーダ装置の実施形態を説明する。   Hereinafter, an embodiment of a radar apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の一実施形態に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。図1に示すようにレーダ装置は、レーダ制御部10、アンテナ部20、走査制御部30、目標検出部40、及び追尾処理部50を具備している。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a radar apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the radar apparatus includes a radar control unit 10, an antenna unit 20, a scanning control unit 30, a target detection unit 40, and a tracking processing unit 50.

レーダ制御部10はレーダ装置全体の動作を制御する。具体的には、レーダ装置10は例えばビームスケジュールの管理を行い、目標の捜索順序やPRI(パルス繰り返し周期pulse repetition interval)の制御を行なう。   The radar control unit 10 controls the operation of the entire radar apparatus. Specifically, the radar apparatus 10 manages a beam schedule, for example, and controls a target search order and a PRI (pulse repetition interval).

アンテナ部20は、フェーズドアレイアンテナとして構成され、送信部21、電力分配合成器22、複数の送受信モジュール23−1〜23−n、複数のアンテナ素子24−1〜24−n、及び受信部25を具備する。   The antenna unit 20 is configured as a phased array antenna, and includes a transmission unit 21, a power distribution combiner 22, a plurality of transmission / reception modules 23-1 to 23-n, a plurality of antenna elements 24-1 to 24-n, and a reception unit 25. It comprises.

レーダ信号の送信時には、送信部21から送られる送信信号を電力分配合成器22が分配して、送受信モジュール23−1〜23−nに供給する。   At the time of transmitting the radar signal, the power distribution synthesizer 22 distributes the transmission signal transmitted from the transmission unit 21 and supplies it to the transmission / reception modules 23-1 to 23-n.

送受信モジュール23−1〜23−nは、対応するアンテナ素子24−1〜24−nの位相及び振幅を調整し、送信信号の信号増幅を行なう。この送信信号は、アンテナ措置24−1〜24−nから空間へ放射される。   The transmission / reception modules 23-1 to 23-n adjust the phase and amplitude of the corresponding antenna elements 24-1 to 24-n and perform signal amplification of the transmission signals. This transmission signal is radiated into the space from the antenna measures 24-1 to 24-n.

信号の受信時には、アンテナ素子24−1〜24−nによって受信された受信信号に対して、対応する送受信モジュール23−1〜23−nによって低雑音増幅及び位相制御が行なわれる。   At the time of signal reception, low noise amplification and phase control are performed on the reception signals received by the antenna elements 24-1 to 24-n by the corresponding transmission / reception modules 23-1 to 23-n.

受信部25は、送受信モジュール23−1〜23−nから送られた受信信号の電力合成を行なう。また受信部25は、受信信号に対して、中間周波数(IF)への周波数変換、アナログ・デジタル変換、及び直交検波を行なう。直交検波によって複素形式のI(同相;In-phase)信号とQ(直交;Quadrature)信号が生成され、生成されたI信号とQ信号は目標検出部40に送られる。   The receiving unit 25 performs power combining of the reception signals transmitted from the transmission / reception modules 23-1 to 23-n. The receiving unit 25 performs frequency conversion to an intermediate frequency (IF), analog / digital conversion, and quadrature detection on the received signal. A complex type I (In-phase) signal and Q (Quadrature) signal are generated by quadrature detection, and the generated I signal and Q signal are sent to the target detection unit 40.

走査制御部30は、送受信モジュール23−1〜23−nに、ビーム走査角に応じた制御信号を送信する。送受信モジュール23−1〜23−nは、対応するアンテナ素子24−1〜24−nの位相及び振幅を、制御信号に応じて設定する。   The scanning control unit 30 transmits a control signal corresponding to the beam scanning angle to the transmission / reception modules 23-1 to 23-n. The transmission / reception modules 23-1 to 23-n set the phase and amplitude of the corresponding antenna elements 24-1 to 24-n according to the control signal.

目標検出部40は、受信部25から出力されるI信号及びQ信号に基づいて所望の受信ビームを形成する。また目標検出部40は、形成された受信ビームから目標を捜索して検出する目標検出処理を行なう。検出された目標を表す目標情報は、追尾処理部50に送られる。   The target detection unit 40 forms a desired reception beam based on the I signal and the Q signal output from the reception unit 25. The target detection unit 40 performs target detection processing for searching for and detecting a target from the formed reception beam. The target information representing the detected target is sent to the tracking processing unit 50.

追尾処理部50は、目標検出部40から送られた目標情報に基づいて、目標の相関処理及び追尾処理を行う。   The tracking processing unit 50 performs target correlation processing and tracking processing based on the target information sent from the target detection unit 40.

次に、以上のように構成されたレーダ装置の動作について説明する。   Next, the operation of the radar apparatus configured as described above will be described.

レーダ制御部10は、ビーム形成のタイミング及び目標検出部40が目標検出処理を行うための捜索領域の管理を行っている。通常のレーダの最大の探知距離は、以下の式(1)によって表される。

Figure 0005591544
The radar control unit 10 manages beam forming timing and a search area for the target detection unit 40 to perform target detection processing. The maximum detection distance of a normal radar is expressed by the following equation (1).
Figure 0005591544

式(1)に示すように、目標RCS(有効反射面積;radar cross section)の値σが大きい程、遠距離での探知が可能になる。このため、レーダ制御部10は、対象とする目標RCSに応じてPRIを調整する。すなわち、レーダ制御部10がPRIを変更することにより、捜索の距離が制御される。   As shown in the equation (1), the detection at a long distance becomes possible as the value σ of the target RCS (effective reflection area; radar cross section) is larger. For this reason, the radar control unit 10 adjusts the PRI according to the target RCS to be processed. That is, the search distance is controlled by the radar controller 10 changing the PRI.

図2は、捜索領域Wを距離方向に2分割して行う探知について概略的に示す図である。図2に示す例では、1つの方位θについての捜索領域が、近距離側の捜索領域Aと遠距離側の捜索領域Bとに分割されている。この例では、従来技術と同様に、捜索領域Aと捜索領域Bとの間に重複する領域は生じていない。   FIG. 2 is a diagram schematically showing detection performed by dividing the search area W into two in the distance direction. In the example shown in FIG. 2, the search area for one azimuth θ is divided into a search area A on the short distance side and a search area B on the long distance side. In this example, as in the prior art, there is no overlapping area between the search area A and the search area B.

図3は、図2に示すように捜索領域を分割した場合の捜索順序の一例を示す図である。図3に示す例では、捜索領域Wを方位方向にN個の領域(−X〜X)に分割している。そして、それぞれの方位において、捜索領域を近距離側の捜索領域Aと遠距離側の捜索領域Bに分割している。   FIG. 3 is a diagram showing an example of the search order when the search area is divided as shown in FIG. In the example shown in FIG. 3, the search area W is divided into N areas (−X to X) in the azimuth direction. In each direction, the search area is divided into a search area A on the short distance side and a search area B on the long distance side.

図3に示す例においては、方位θ=−Xにおける捜索領域Aの捜索順序が1番に、捜索領域Bの捜索順序が2番に設定されている。以降同様に、各方位において、近距離側の捜索領域Aの捜索が行なわれた後に、遠距離側の捜索領域Bの捜索が行なわれる。全ての捜索領域を終了するには、捜索時間Tが要される。すなわち、分割された捜索領域の1つ1つについては、周期Tで捜索が行なわれる。このため、それぞれの領域について追尾レートを向上させることができない。   In the example shown in FIG. 3, the search order of the search area A in the direction θ = −X is set to the first, and the search order of the search area B is set to the second. Similarly, in each direction, after searching for the search area A on the short distance side, the search for the search area B on the long distance side is performed. Search time T is required to complete all search areas. That is, for each of the divided search areas, the search is performed with the period T. For this reason, the tracking rate cannot be improved for each region.

図4は、捜索領域Wを距離方向に重複させて2分割して行う探知について概略的に示す図である。図4に示す例では、1つの方位についての捜索領域が、近距離側の捜索領域(分割領域)Aと遠距離側の捜索領域(分割領域)Bとに分割され、分割領域Aと分割領域Bの一部が重複している。   FIG. 4 is a diagram schematically showing detection performed by dividing the search area W into two in the distance direction. In the example shown in FIG. 4, the search area for one direction is divided into a search area (division area) A on the short distance side and a search area (division area) B on the long distance side. Part of B is duplicated.

図5は、図4に示すように捜索領域を重複させて分割した場合の捜索順序の一例を示す図である。図5に示す例では、捜索領域Wを方位方向にN個の領域(−X〜X)に分割している。そして、それぞれの方位において、捜索領域を近距離側の捜索領域Aと遠距離側の捜索領域Bに分割している。近距離側の分割領域Aの一部と遠距離側の分割領域B一部は互いに重なりあっている。   FIG. 5 is a diagram showing an example of the search order when the search areas are divided and overlapped as shown in FIG. In the example shown in FIG. 5, the search area W is divided into N areas (−X to X) in the azimuth direction. In each direction, the search area is divided into a search area A on the short distance side and a search area B on the long distance side. A part of the divided area A on the near side and a part of the divided area B on the far side overlap each other.

図5に示す例においては、方位θ=−Xにおける捜索領域Aの捜索順序が1番に、捜索領域Bの捜索順序が2番に設定されている。以降同様に、各方位において、近距離側の捜索領域Aの捜索が行なわれた後に、遠距離側の捜索領域Bの捜索が行なわれる
全ての捜索領域を終了するには、捜索時間Tが要される。このとき、各方位において重複する領域については、周期Tの間に2回捜索が行なわれることになる。しかしながらこの2回の捜索のタイミングが近いため、検出結果にはほとんど差が生じない。このため、追尾レートの向上には寄与しない。
In the example shown in FIG. 5, the search order of the search area A in the direction θ = −X is set to the first, and the search order of the search area B is set to the second. Similarly, in each direction, after searching the search area A on the short distance side, searching for the search area B on the long distance side is completed. Search time T is required to finish all the search areas. Is done. At this time, the search is performed twice during the period T for the overlapping regions in each direction. However, since the timings of these two searches are close, there is almost no difference in the detection results. For this reason, it does not contribute to the improvement of the tracking rate.

そこで、本実施形態では、以下のように捜索領域及び捜索順序を設定して、追尾レートを向上させる。   Therefore, in this embodiment, the search area and search order are set as follows to improve the tracking rate.

図6は、図4に示すように捜索領域を重複させて分割した場合の本実施形態に係る捜索順序の一例を示す図である。図6に示す例では、捜索領域Wを方位方向にN個の領域(−X〜X)に分割している。そして、それぞれの方位において、捜索領域を近距離側の捜索領域(分割領域)Aと遠距離側の捜索領域(分割領域)Bに分割している。近距離側の分割領域Aの一部と遠距離側の分割領域B一部は互いに重なりあっている。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a search order according to the present embodiment when the search areas are divided and overlapped as shown in FIG. In the example shown in FIG. 6, the search area W is divided into N areas (−X to X) in the azimuth direction. In each direction, the search area is divided into a search area (division area) A on the short distance side and a search area (division area) B on the long distance side. A part of the divided area A on the near side and a part of the divided area B on the far side overlap each other.

図6に示す例においては、方位θ=−Xにおける捜索領域Aの捜索順序が1番に設定されており、この捜索領域Aが1番最初に捜索される。そして、図6において右隣のθ=−X+1における捜索領域Aの捜索順序が2番に設定されており、この捜索領域Aが2番目に捜索される。以降同様に、近距離側の捜索領域Aが各方位において順次捜索される。   In the example shown in FIG. 6, the search order of the search area A in the direction θ = −X is set to the first, and this search area A is searched first. In FIG. 6, the search order of the search area A at θ = −X + 1 on the right side is set to the second position, and this search area A is searched second. Thereafter, similarly, the search area A on the short distance side is sequentially searched in each direction.

そして、捜索領域Aの捜索が終了した後、方位θ=−Xにおける捜索領域Bが捜索される。続いて、図6において右隣のθ=−X+1における捜索領域Bが捜索される。以降同様に、遠距離側の捜索領域Bが各方位において順次捜索される。このような捜索順序は、レーダ制御部10によって設定される。   Then, after the search of the search area A is completed, the search area B in the direction θ = −X is searched. Subsequently, in FIG. 6, the search area B in the right adjacent θ = −X + 1 is searched. Thereafter, similarly, the long-distance search area B is sequentially searched in each direction. Such a search order is set by the radar control unit 10.

全ての捜索領域を終了するまでには、図5の例と同様に捜索時間Tが要される。従って、近距離側(内側)の捜索領域A全ての捜索には捜索時間T/2が、遠距離側(外側)の捜索領域B全ての捜索にも捜索時間T/2が必要とされる。このため、各方位において重複する領域では、周期T/2で捜索が行なわれることになり、同方位であっても捜索のタイミングにT/2だけ時間差が生じる。これによって、同じ方位の捜索結果の間に差が生じ、重複領域の捜索結果が意味を持つようになり、重複領域における追尾レートを向上させることができるようになる。   A search time T is required in the same manner as in the example of FIG. 5 until all search areas are completed. Accordingly, the search time T / 2 is required for searching all the search areas A on the short distance side (inner side), and the search time T / 2 is required for searching all the search areas B on the far distance side (outer side). For this reason, in the overlapping area in each azimuth, the search is performed with the period T / 2, and even in the same azimuth, a time difference is generated by T / 2 in the search timing. As a result, a difference occurs between search results of the same direction, and the search result of the overlapping area becomes meaningful, and the tracking rate in the overlapping area can be improved.

次に、捜索領域を分割し、捜索順序を制御することによる追尾レートの向上について説明する。   Next, the improvement of the tracking rate by dividing the search area and controlling the search order will be described.

図7は、図3に示すように設定された捜索順序に従って行なわれる目標捜索の結果の一例を示す図である。図7に示す例では、捜索領域W内には目標a、目標b、及び目標cが存在している。近距離側の捜索領域Aと遠距離側の捜索領域Bに重複が無い場合、分割された捜索領域の1つ1つについては、周期Tで捜索が行なわれる。このため、目標a、目標b、及び目標cのいずれも、捜索時間Tの間に1回ずつ検出される。また、追尾間隔Tで追尾処理が行われることになる。   FIG. 7 is a diagram showing an example of the result of the target search performed according to the search order set as shown in FIG. In the example shown in FIG. 7, the target a, the target b, and the target c exist in the search area W. When there is no overlap between the search area A on the short distance side and the search area B on the long distance side, the search is performed in the period T for each of the divided search areas. For this reason, all of the target a, the target b, and the target c are detected once during the search time T. Further, the tracking process is performed at the tracking interval T.

図8は、図6に示すように設定された捜索順序に従って行なわれる目標検出の結果の一例を示す図である。図8に示す例でも、捜索領域W内には目標a、目標b、及び目標cが存在している。この場合、全ての捜索領域A(捜索領域Wの内側)の捜索が終了した後に、全ての捜索領域B(捜索領域Wの外側)の捜索が行なわれ、1つの方位において、捜索領域Aの捜索と捜索領域Bの捜索の間に充分な時間間隔が生じている。従って、近距離側の捜索領域Aと遠距離側の捜索領域Bに重複がある場合、当該重複領域では、周期T/2で捜索が行なわれる。   FIG. 8 is a diagram showing an example of the result of target detection performed according to the search order set as shown in FIG. Also in the example illustrated in FIG. 8, the target a, the target b, and the target c exist in the search area W. In this case, after all the search areas A (inside the search area W) have been searched, all the search areas B (outside the search area W) are searched, and the search of the search area A is performed in one direction. There is a sufficient time interval between the search of the search area B. Therefore, when there is an overlap between the search area A on the short distance side and the search area B on the long distance side, the search is performed in the overlap area in the cycle T / 2.

このため、重複領域内にある目標b及び目標cは、捜索時間Tの間に2回ずつ検出される。また、重複領域内においては、追尾間隔T/2で追尾処理が行われることになる。このため、重複領域にある目標については、追尾レートが向上し、追尾性能が高くなっていることがわかる。   For this reason, the target b and the target c in the overlapping region are detected twice during the search time T. In the overlapping area, the tracking process is performed at the tracking interval T / 2. For this reason, it can be seen that the tracking rate is improved and the tracking performance is high for the target in the overlapping region.

一方、重複する領域外に存在する目標aは、図7の場合と同様に、捜索時間Tの間に1回検出され、追尾間隔Tで追尾処理が行われることになる。しかしながら、図7の場合に比べて追尾レートが劣っているわけではない。   On the other hand, the target a existing outside the overlapping region is detected once during the search time T as in the case of FIG. 7, and the tracking process is performed at the tracking interval T. However, the tracking rate is not inferior to the case of FIG.

このように、本実施形態に係るレーダ装置によれば、捜索領域を重複させて分割し、捜索順序を適切に設定することで、追尾レートを向上させることができる。このレーダ装置では、レーダ制御部10によって、レーザパラメータ(PRI)が変更され、捜索領域の分割方法及び捜索順序が調整される。これによって、追尾性能が向上する。   As described above, according to the radar apparatus according to the present embodiment, the tracking rate can be improved by dividing the search area in an overlapping manner and appropriately setting the search order. In this radar apparatus, the laser parameter (PRI) is changed by the radar control unit 10 and the search area dividing method and search order are adjusted. This improves the tracking performance.

すなわち、捜索領域を距離方向に分割し、同じ方位において分割された領域間の捜索時間間隔を充分に大きく設定することで、重複領域の目標に対しては早期の検出、検出機会の増加(追尾レートの向上)が可能となり、追尾性能の向上が可能となる。   In other words, by dividing the search area in the distance direction and setting the search time interval between the areas divided in the same direction sufficiently large, early detection and increased detection opportunities (tracking) for the target of the overlapping area Rate), and tracking performance can be improved.

なお、レーダパラメータの1つであるPRIを調整することで、目標RCSが大きい場合であれば、探知距離が延伸し、重複領域を延伸することもできる。   Note that by adjusting PRI, which is one of the radar parameters, if the target RCS is large, the detection distance can be extended and the overlapping region can be extended.

図9は、PRI、RCS及び探知距離の関係を示す図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between PRI, RCS, and detection distance.

図9において左側に示すように、PRI=Y[μs]の時の最大探知距離をy[km]とする。このとき、図示のようにRCS=A[m]での最大の探知距離はa[km](a<y)、RCS=B[m]での最大の探知距離はb[km](b<y)と一意に定まる。すなわち、PRIを制御することで目標RCSにより、最大の探知距離を伸ばすことができる。探知距離が伸びることで、遠距離の目標をいち早く検出することが可能となる。 As shown on the left side in FIG. 9, the maximum detection distance when PRI = Y [μs] is y [km]. At this time, as shown in the figure, the maximum detection distance at RCS = A [m 2 ] is a [km] (a <y), and the maximum detection distance at RCS = B [m 2 ] is b [km] ( b <y) is uniquely determined. That is, the maximum detection distance can be extended by the target RCS by controlling the PRI. By extending the detection distance, it is possible to quickly detect a long-distance target.

従って、目標RCSに応じたPRIを設定することで、所望の探知距離を実現することができる。   Therefore, a desired detection distance can be realized by setting the PRI according to the target RCS.

以上のように、本実施形態に係るレーダ装置によれば、システム規模を変更する事なく、追尾性能を向上させることが可能となる。   As described above, the radar apparatus according to the present embodiment can improve the tracking performance without changing the system scale.

なお、上述の実施形態では、探索領域Aと探索領域Bの一部を重複させた。重複する領域は、図8に示すように、より多くの目標が含まれるように設定されてもよい。目標が存在する可能性の高い領域が既知であれば、その領域が重複部分に含まれるように探索領域の分割が成される。   In the above-described embodiment, a part of the search area A and the search area B are overlapped. The overlapping areas may be set so as to include more targets as shown in FIG. If an area where the target is likely to exist is known, the search area is divided so that the area is included in the overlapping portion.

なお、上述の実施形態では、図6に示すように近距離側の捜索領域Aの捜索を方位の順に順次行い、その後に遠距離側の捜索領域Bの捜索を方位の順に順次行なった。しかしながら、遠距離側の捜索領域Bの捜索を方位の順に順次行い、その後に近距離側の捜索領域Aの捜索を方位の順に順次行なってもよい。また、捜索の順序は方位の順に限定されない。同じ方位において、捜索範囲Aの捜索と捜索範囲Bの捜索との間に充分な時間差(例えば捜索時間Tの2分の1程度)が設けられれば、レーダ制御部10によってどのような捜索順序が設定されてもよい。   In the above-described embodiment, as shown in FIG. 6, the search of the search area A on the short distance side is sequentially performed in the order of the orientation, and then the search of the search area B on the long distance side is sequentially performed in the order of the orientation. However, the search of the search area B on the long distance side may be sequentially performed in the order of the azimuth, and then the search of the search area A on the short distance side may be sequentially performed in the order of the azimuth. Further, the search order is not limited to the order of the directions. If there is a sufficient time difference (for example, about one half of the search time T) between the search of the search range A and the search of the search range B in the same direction, the radar control unit 10 determines what search order. It may be set.

捜索範囲Aの捜索と捜索範囲Bの捜索との間の充分な時間差は、目標の移動速度に応じて定められてもよい。捜索範囲Aと捜索範囲Bの捜索結果において、重複する部分に差分が生じれば良く、移動速度の速い目標については短い時間差でも良く、移動速度の遅い目標については長い時間差が設定されてもよい。   A sufficient time difference between the search of the search range A and the search of the search range B may be determined according to the moving speed of the target. In the search results of the search range A and the search range B, it suffices if a difference occurs in the overlapping portion, a short time difference may be set for a target having a high moving speed, and a long time difference may be set for a target having a low moving speed. .

また、図3に示す捜索順序(重複無し)、図5に示す捜索順序(重複あり)、及び図6に示す捜索順序(重複あり、1つの方位において捜索時間差があり)を切換えて用いてもよい。図3の操作順序や図5の操作順序は、方位毎に捜索を行なうため、処理結果を分かりやすく図示することができる。従って、通常は図3又は図5の捜索順序に従って捜索を行い、より高精度の追尾が求められる場合に図6に示す捜索順序が用いられてもよい。   Further, the search order shown in FIG. 3 (no duplication), the search order shown in FIG. 5 (with duplication), and the search order shown in FIG. 6 (with duplication and a search time difference in one direction) may be used. Good. In the operation sequence of FIG. 3 and the operation sequence of FIG. 5, since the search is performed for each direction, the processing result can be illustrated in an easy-to-understand manner. Therefore, the search order shown in FIG. 6 may be used when a search is normally performed according to the search order shown in FIG. 3 or 5 and tracking with higher accuracy is required.

上述の実施形態では、1つの方位について、捜索領域を距離方向に2分割したが、捜索領域は2以上の分割領域に分割されてもよい。   In the above-described embodiment, the search area is divided into two in the distance direction for one azimuth, but the search area may be divided into two or more divided areas.

また、上述の実施形態ではアンテナ部20はアレイアンテナとして構成されるとした。しかしながら、回転レーダ等の他の方式のアンテナを用いるレーダ装置にも、本発明を適用することが可能である。   In the above-described embodiment, the antenna unit 20 is configured as an array antenna. However, the present invention can also be applied to a radar apparatus that uses another type of antenna such as a rotating radar.

本願発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、前記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、1つの実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されたり、幾つかの実施形態に示される構成要件が組み合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除されたり組み合わされた構成が発明として抽出され得るものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention when it is practiced. Further, each of the embodiments includes inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in one embodiment or the constituent elements shown in some embodiments are combined, they are described in the column of the problem to be solved by the invention. In the case where the problems described above can be solved and the effects described in the “Effects of the Invention” can be obtained, a configuration in which these constituent requirements are deleted or combined can be extracted as an invention.

10…レーダ装置、20…アンテナ部、21…送信部、22…電力分配合成器、23−1〜23−n…送受信モジュール、24−1〜24−n…アンテナ素子、25…受信部、30…走査制御部、40…目標検出部、50…追尾処理部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Radar apparatus, 20 ... Antenna part, 21 ... Transmission part, 22 ... Power distribution synthesizer, 23-1 to 23-n ... Transmission / reception module, 24-1 to 24-n ... Antenna element, 25 ... Reception part, 30 ... Scanning control unit, 40 ... target detection unit, 50 ... tracking processing unit.

Claims (4)

レーダ信号の送信及び受信を行なうレーダ送受信手段と、
前記レーダ送受信手段が受信した受信信号に基づいて、所定の捜索領域を捜索して目標を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した目標を追尾するための追尾処理を行う追尾手段と、
前記検出手段による前記捜索領域の捜索を制御する捜索制御手段であって、
前記捜索領域を方位方向に複数の領域に分割し、
前記複数の領域のそれぞれを更に距離方向に分割して、隣り合う分割領域の一部が重複するように複数の分割領域を生成し、
同一の方位について、分割領域間の捜索に前記目標の移動速度に応じた時間差が生じるように、前記検出手段による前記複数の分割領域の捜索の順序を設定する捜索制御手段と、
を具備するレーダ装置。
Radar transmitting and receiving means for transmitting and receiving radar signals;
Based on the received signal received by the radar transmission / reception means, a detection means for searching a predetermined search area and detecting a target;
Tracking means for performing tracking processing for tracking the target detected by the detection means;
Search control means for controlling search of the search area by the detection means,
Dividing the search area into a plurality of areas in the azimuth direction;
Each of the plurality of regions is further divided in the distance direction to generate a plurality of divided regions so that a part of the adjacent divided regions overlap,
For the same direction, search control means for setting the search order of the plurality of divided areas by the detection means so that a time difference according to the moving speed of the target occurs in the search between the divided areas,
A radar apparatus comprising:
前記捜索制御手段は、前記レーダ送受信手段の有効反射面積を制御することで、前記複数の領域のそれぞれを距離方向に分割する請求項1に記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to claim 1, wherein the search control unit divides each of the plurality of regions in the distance direction by controlling an effective reflection area of the radar transmission / reception unit. 前記捜索制御手段は、前記レーダ送受信手段のパルス繰り返し周期を制御することで、前記複数の領域のそれぞれを距離方向に分割する請求項1に記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to claim 1, wherein the search control unit divides each of the plurality of regions in the distance direction by controlling a pulse repetition period of the radar transmission / reception unit. レーダ信号の送信及び受信を行なうレーダ送受信手段を具備するレーダ装置においてレーダ信号を処理するレーダ信号処理方法であって、
前記レーダ送受信手段が受信した受信信号に基づいて、所定の捜索領域を捜索して目標を検出するステップと、
前記目標を追尾するための追尾処理を行うステップと、
前記捜索領域の捜索を制御するステップであって、
前記捜索領域を方位方向に複数の領域に分割し、
前記複数の領域のそれぞれを更に距離方向に分割して、隣り合う分割領域の一部が重複するように複数の分割領域を生成し、
同一の方位について、分割領域間の捜索に前記目標の移動速度に応じた時間差が生じるように、前記複数の分割領域の捜索の順序を設定するステップと、
を備えるレーダ信号処理方法。
A radar signal processing method for processing a radar signal in a radar apparatus comprising a radar transmitting / receiving means for transmitting and receiving a radar signal,
Detecting a target by searching a predetermined search area based on the received signal received by the radar transmitting and receiving means;
Performing a tracking process for tracking the target;
Controlling the search of the search area, comprising:
Dividing the search area into a plurality of areas in the azimuth direction;
Each of the plurality of regions is further divided in the distance direction to generate a plurality of divided regions so that a part of the adjacent divided regions overlap,
For the same azimuth, setting the search order of the plurality of divided regions so that a time difference according to the moving speed of the target occurs in the search between the divided regions;
A radar signal processing method comprising:
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