JP5621499B2 - Pulse radar equipment - Google Patents

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Description

本発明は、パルスレーダ装置に関し、特に目標物の距離およびドップラ周波数に基づいて目標の３次元情報を算定するパルスレーダ装置に関する。   The present invention relates to a pulse radar apparatus, and more particularly to a pulse radar apparatus that calculates three-dimensional information of a target based on a target distance and a Doppler frequency.

レーダ装置は、一般に空間に電波を発射して、目標物からの反射信号を受信することにより、目標物の存在を探知し、その位置、運動状況などを観測するものである。この種のレーダ装置においては、電波は空中線から空間に発信され、目標物に当たって反射した後、再び空中線で受けて受信機へレーダ受信信号として伝送される。   A radar device generally detects the presence of a target by observing its position, movement status, etc. by emitting a radio wave into space and receiving a reflected signal from the target. In this type of radar apparatus, radio waves are transmitted from the antenna to the space, reflected by the target, reflected by the antenna, and transmitted again to the receiver as a radar reception signal.

前述のレーダ受信信号を所定のサンプリング間隔でＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換し、サンプリング点毎のディジタル受信信号の振幅値と予め設定されたしきい値とを比較し、このしきい値以上のディジタル受信信号を目標信号と判定して目標信号を検出する。   A / D (analog / digital) conversion is performed on the aforementioned radar reception signal at a predetermined sampling interval, and the amplitude value of the digital reception signal at each sampling point is compared with a preset threshold value. The digital received signal is determined as the target signal and the target signal is detected.

また、電波を発信した時刻と前述の目標信号を検出した時刻との差分を求めることにより目標の距離情報を得ることができ、この処理を測距処理と言う。   Further, the distance information of the target can be obtained by obtaining the difference between the time when the radio wave is transmitted and the time when the target signal is detected, and this processing is called distance measurement processing.

上述の目標物の探知および目標物との距離情報の測定がレーダ装置の基本機能であり、最も簡単な構成である。この構成のレーダ装置では目標物との距離情報しか得ることができない。このため、航空機等を監視するレーダ装置では、前述の空中線を所定の回転速度で水平方向に回転するように制御し、空中線が電波を発信する方位を変化させたときの方位の異なるレーダ受信信号を得て、方位測角処理を行うことによって目標物の方位情報を得ることができるようになっている。   The above-described detection of the target and measurement of the distance information with respect to the target are the basic functions of the radar apparatus and the simplest configuration. In the radar apparatus having this configuration, only distance information with respect to the target can be obtained. For this reason, in a radar apparatus that monitors an aircraft or the like, the above-described antenna is controlled to rotate in the horizontal direction at a predetermined rotation speed, and the radar reception signals having different azimuths when the direction in which the antenna transmits radio waves are changed. The azimuth information of the target can be obtained by performing the azimuth measuring process.

また、前述のように空中線を機械的に回転させるのではなく、電子的にビームの方向を変化させるフェーズドアレイ空中線とよばれる空中線も存在する。さらに、レーダは、観測したい空間に一通り電波発射することをスキャンと呼び、スキャン動作を繰り返し行うことによって、目標物情報を所定の間隔で連続して取得することができる。   In addition, there is also an antenna called a phased array antenna that electronically changes the direction of the beam instead of mechanically rotating the antenna as described above. Furthermore, the radar is called scanning to emit a radio wave in a space to be observed, and the target information can be continuously acquired at a predetermined interval by repeatedly performing the scanning operation.

このように、目標物の距離情報および方位情報という２次元の位置情報を得るレーダ装置は、一般に２次元レーダ装置と呼ばれる。これに対して、距離情報および方位情報に、高度情報を加えた３次元の位置情報を得るレーダ装置は３次元レーダ装置と呼ばれる。この３次元レーダ装置は、一般に仰角の異なる複数の電波を発射して、同じ目標物から反射信号を受信して仰角の異なる受信信号の振幅差や位相差に基づいて仰角測角処理を行うことにより、目標物の高度情報を得ることができる。   A radar device that obtains two-dimensional position information such as target distance information and azimuth information is generally called a two-dimensional radar device. On the other hand, a radar apparatus that obtains three-dimensional position information obtained by adding altitude information to distance information and azimuth information is called a three-dimensional radar apparatus. This three-dimensional radar apparatus generally emits a plurality of radio waves having different elevation angles, receives reflected signals from the same target, and performs elevation angle measurement processing based on amplitude differences and phase differences of received signals having different elevation angles. Thus, altitude information of the target can be obtained.

ここで、前述の３次元レーダ装置の場合は、方位や仰角の異なる複数の方向に電波を発射および受信することから空中線や送受信器等のＨ／Ｗ（ハードウェア）が、単純に１方向に電波を送受信して距離情報を得るだけのレーダ装置に比べて複雑且つ大規模になり、高価となってしまう。また、２次元レーダ装置も３次元レーダ装置ほどではないが、やはり単純に１方向に電波を送受信して距離情報を得るだけのレーダ装置に比べて複雑且つ大規模になり、高価になってしまう。   Here, in the case of the above-described three-dimensional radar apparatus, since radio waves are emitted and received in a plurality of directions having different azimuths and elevation angles, H / Ws (hardware) such as antennas and transceivers are simply set in one direction. Compared to a radar apparatus that only obtains distance information by transmitting and receiving radio waves, it becomes complicated and large-scale and expensive. Also, although the two-dimensional radar device is not as large as the three-dimensional radar device, it becomes complicated and large-scale and expensive compared to a radar device that simply transmits and receives radio waves in one direction to obtain distance information. .

これに対して、従来より具体的に知られている上記技術分野の内容としては、特許文献１乃至特許文献３がある。   On the other hand, there are Patent Documents 1 to 3 as the contents of the above-described technical fields that have been specifically known conventionally.

特許文献１乃至特許文献３には、距離情報、方位情報および高度情報といった位置情報を得ることができる３次元レーダ装置の機能を、安価なレーダ装置で実現するように構成されたレーダ装置が開示されている。   Patent Documents 1 to 3 disclose a radar apparatus configured to realize the function of a three-dimensional radar apparatus that can obtain position information such as distance information, azimuth information, and altitude information with an inexpensive radar apparatus. Has been.

特許文献１に開示された技術は、レーダ装置が対象とする航空機等の目標物は、等高度等速直線運動をしていることが多いことを利用している。これは、高度変更など運動を変化させると等高度等速直線運動をしている場合に比べて、より多くの燃料を消費するため、目標物が目的地点までは基本的に等高度等速直線運動をすると想定できるためである。等高度等速直線運動していることを仮定することにより、仰角の異なる複数の電波を同時に発信・受信することなく高度情報を推定することができるというものである。これには、２次元レーダ装置において、２スキャン分の目標物の距離情報、方位角情報およびドップラ情報を計測することにより、高度情報を推定し３次元レーダ装置の機能を実現している。   The technique disclosed in Patent Document 1 utilizes the fact that a target such as an aircraft targeted by a radar apparatus often has a constant-velocity constant-velocity linear motion. This is because when the motion is changed, such as changing the altitude, it consumes more fuel than when the constant-velocity linear motion is performed. This is because it can be assumed to exercise. Assuming that a constant-velocity linear motion is performed, altitude information can be estimated without simultaneously transmitting and receiving a plurality of radio waves having different elevation angles. For this purpose, in the two-dimensional radar apparatus, altitude information is estimated by measuring distance information, azimuth angle information, and Doppler information of a target for two scans, thereby realizing the function of the three-dimensional radar apparatus.

また、 特許文献２に開示された技術を図５を参照して説明する。空中線部１０１は、駆動制御部１０８によって制御された方向に電波を発信し目標物からの反射電波を受信し、受信した信号を送受信部１０２に出力する。送受信器部１０２は、送信する電波の元となる送信信号を空中線部１０１に出力し、さらに、受信した高周波信号を検波し、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換してディジタル受信信号としてパルスドップラ処理部１０３へ出力する。 The technique disclosed in Patent Document 2 will be described with reference to FIG. The antenna unit 101 transmits a radio wave in a direction controlled by the drive control unit 108, receives a reflected radio wave from the target, and outputs the received signal to the transmission / reception unit 102. The transmitter / receiver unit 102 outputs a transmission signal, which is the source of the radio wave to be transmitted, to the antenna unit 101, further detects the received high-frequency signal, performs A / D (analog / digital) conversion, and performs pulse Doppler as a digital reception signal. The data is output to the processing unit 103.

パルスドップラ処理部１０３は、同一方向に発信した複数の送信パルス毎に得られるディジタル受信信号間の相関処理であるパルスドップラ処理を行う。パルスドップラ処理は、レーダ装置において探知性能を向上させる目的で同一方向に複数の送信パルスを照射する場合に一般的に行われる処理である。   The pulse Doppler processing unit 103 performs pulse Doppler processing that is correlation processing between digital reception signals obtained for each of a plurality of transmission pulses transmitted in the same direction. The pulse Doppler process is a process generally performed when a plurality of transmission pulses are irradiated in the same direction for the purpose of improving detection performance in a radar apparatus.

目標検出部１０４は、前述のパルスドップラ処理されたディジタル受信信号を予め設定されたしきい値と比較し、ディジタル受信信号がしきい値以上であれば、このディジタル受信信号を目標信号として判定し、目標信号を検出する。   The target detection unit 104 compares the above-described pulse Doppler-processed digital reception signal with a preset threshold value, and if the digital reception signal is equal to or greater than the threshold value, determines that the digital reception signal is a target signal. The target signal is detected.

距離計測部１０５は、送信電波を発信した時刻と目標信号を検出した時刻との差分により目標物との距離を算出し出力する。方位角計測部１０９は、目標信号検出時のビーム送信角度や受信信号の振幅等から目標の方位角を計測し出力する。   The distance measuring unit 105 calculates and outputs the distance to the target based on the difference between the time when the transmission radio wave is transmitted and the time when the target signal is detected. The azimuth measuring unit 109 measures and outputs the target azimuth from the beam transmission angle at the time of target signal detection, the amplitude of the received signal, and the like.

ドップラ計測部１０６は、目標のドップラ周波数に基づいて目標の視線方向速度を算出する。遅延部１１０Ａ乃至１１０Ｃは、計測された目標の距離、方位角および視線方向速度の値を一定期間遅延させて出力する。推定高度算出部１１１は、計測された距離、方位角、視線方向速度および前述の遅延部１１０Ａ乃至１１０Ｃによって遅延された所定時間前の距離、方位角、視線方向速度の合計６つ入力信号に基づいて以下の式を用いて推定高度を算出する。この算出式は特許文献２の（１８）式において示されている。   The Doppler measurement unit 106 calculates a target gaze direction velocity based on the target Doppler frequency. The delay units 110A to 110C delay and output the measured target distance, azimuth angle, and line-of-sight speed values for a certain period. The estimated altitude calculation unit 111 is based on a total of six input signals of the measured distance, azimuth angle, line-of-sight speed, and the distance, azimuth, and line-of-sight speed a predetermined time delayed by the delay units 110A to 110C. The estimated altitude is calculated using the following formula. This calculation formula is shown in Formula (18) of Patent Document 2.

さらに、特許文献３には、異なる地点に設置された２つの受信手段によって受信した目標物の反射電波をそれぞれ画像として生成した電波反射情報を、お互いに関連づけることによって目標の３次元座標を取得するレーダ装置が開示されている。   Furthermore, in Patent Document 3, the three-dimensional coordinates of the target are acquired by associating the radio wave reflection information generated as the images with the reflected radio waves of the target received by the two receiving units installed at different points. A radar device is disclosed.

特開２００９−１４６５５JP2009-14655 特開２００９−２４４１９４JP2009-244194A 特開２００６−３３４８JP 2006-3348

しかしながら、特許文献１乃至２に開示されたレーダ装置は、目標物の高度の算出式において目標物の方位角情報を使用するためレーダ装置として２次元レーダを使用しており、ハードウェアが１方向のみ観測する簡単なレーダ装置に比べて複雑で大規模となり高価となってしまうという不都合があった。   However, the radar apparatus disclosed in Patent Documents 1 and 2 uses a two-dimensional radar as a radar apparatus in order to use the azimuth angle information of the target in the calculation formula for the altitude of the target. Compared to a simple radar device that only observes, there is a disadvantage that it becomes complicated, large-scale and expensive.

さらに、特許文献３に開示されたレーダ装置は、目標の電波反射情報を画像として生成する装置を受信手段毎に用意しなければならず、ハードウェアが複雑且つ高価になってしまうという不都合があった。   Furthermore, the radar apparatus disclosed in Patent Document 3 must have a device for generating target radio wave reflection information as an image for each receiving unit, resulting in inconvenience that hardware is complicated and expensive. It was.

〔発明の目的〕
本発明は、上記関連技術の有する不都合を改善し、方位角情報を使用せず１方向のみを観測する簡単なレーダ装置を使用して目標物の高度情報を含む３次元情報の算定を行うことを可能としたパルスレーダ装置を提供すること、その目的とする。 (Object of invention)
The present invention improves the inconvenience of the related art and calculates three-dimensional information including altitude information of a target by using a simple radar apparatus that observes only one direction without using azimuth information. It is an object of the present invention to provide a pulse radar device that can perform the above-described operation.

上記目的を達成するため、本発明に係るパルスレーダ装置は、一方向のみ観測可能な一方と他方のパルスレーダを異なった位置から同一空間を重複して探索するように配設し、この各パルスレーダが、飛行中の目標物に対して発信した電波およびその反射電波に基づいて前記目標物との距離情報及び当該目標物にかかるドップラ情報を得ると共に、これらの各情報に基づいて前記目標物の検出時刻、目標物との距離および視線方向速度を算定し目標物データとして出力する機能を備えており、前記各パルスレーダから出力される目標物データを入力すると共にこれを同一時刻の目標物データに補正する時刻補正部を備えると共に、この時刻補正部によって補正された前記各パルスレーダからの目標物データおよび前記各パルスレーダの位置座標データとに基づいて、前記目標物の高度情報を含む３次元座標を算定する目標座標算定部を備えていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the pulse radar device according to the present invention is arranged so that one and the other pulse radars that can be observed in only one direction are searched in duplicate from the same position from different positions. The radar obtains the distance information with respect to the target and the Doppler information concerning the target based on the radio wave transmitted to the target in flight and the reflected radio wave, and the target based on each information. Is provided with the function of calculating the detection time, the distance to the target and the speed in the direction of the line of sight and outputting the target data as target data. A time correction unit for correcting the data, the target data from each pulse radar corrected by the time correction unit, and the position of each pulse radar Based on the data, characterized by comprising a target coordinate calculation unit for calculating three-dimensional coordinates including altitude information of the target.

また、本発明に係るパルスレーダ装置制御方法は、空間を飛行中の目標物に対して発信した発信電波および当該目標物から得られる反射電波に基づいて前記目標物との距離情報および前記目標物にかかるドップラ情報を得ると共に、一のパルスレーダが当該距離情報およびドップラ情報に基づいて前記目標物の検出時間、距離、及び視線方向速度を算定し目標物データとして出力し、この一のパルスレーダとは異なった位置に配置され且つ当該一のパルスレーダと同じ機能を備えた他のパルスレーダが、前記一のパルスレーダと重複する空間に対して前記一のパルスレーダと同様に発信電波を発信し、前記各パルスレーダから出力される前記各目標物データを入力すると共に、時刻補正部がこれを同一時刻の目標物データに補正し、この時刻補正部によって補正された前記各パルスレーダで得られた目標物データおよび前記各パルスレーダの位置座標データとに基づいて、目標座標算定部が前記目標物の高度情報を含む３次元座標を算定する構成としたことを特徴とする。   Further, the pulse radar apparatus control method according to the present invention includes a distance information to the target and the target based on a transmitted radio wave transmitted to a target flying in space and a reflected radio wave obtained from the target. The Doppler information is obtained, and one pulse radar calculates the target detection time, distance, and line-of-sight speed based on the distance information and Doppler information, and outputs it as target data. Another pulse radar that is arranged at a different position and has the same function as the one pulse radar transmits a radio wave to the space overlapping with the one pulse radar in the same manner as the one pulse radar. The target data output from each pulse radar is input, and the time correction unit corrects the target data to the target data at the same time. Based on the target data obtained by each pulse radar corrected by the normal part and the position coordinate data of each pulse radar, the target coordinate calculation unit calculates three-dimensional coordinates including altitude information of the target. It is characterized by having a configuration.

更に、本発明に係るパルスレーダ装置制御用プログラムは、空間を飛行中の目標物に対して発信した発信電波および当該目標物から得られる反射電波に基づいて前記目標物との距離情報および前記目標物にかかるドップラ情報を得ると共に、当該距離情報およびドップラ情報に基づいて前記目標物の検出時間、距離、及び視線方向速度を算定し目標物データとして出力するレーダ機能、前記レーダ機能を有した２組のパルスレーダによって出力される前記目標物データをそれぞれ入力すると共にこれを同一時刻の目標物データに補正する時刻補正機能、および前記時刻補正機能によって補正された前記各パルスレーダで得られた目標物データと前記各パルスレーダの位置座標データとに基づいて、前記目標物の高度情報を含む３次元座標を算定する目標座標算定機能、をコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とする。   Further, the program for controlling the pulse radar device according to the present invention includes the distance information to the target and the target based on the transmitted radio wave transmitted to the target flying in space and the reflected radio wave obtained from the target. A radar function that obtains Doppler information on an object, calculates a detection time, a distance, and a gaze direction speed of the target based on the distance information and the Doppler information, and outputs the target data as target data. Each of the target data output by a set of pulse radars is inputted and corrected to target data at the same time, and the target obtained by each pulse radar corrected by the time correction function Based on the object data and the position coordinate data of each pulse radar, three-dimensional coordinates including altitude information of the target are calculated. Target coordinate calculation function of, it is characterized in that so as to realize the computer.

本発明は上述したように構成したので、これによると、１方向のみ観測する簡単なレーダ装置によって捕捉される目標物に係る距離情報およびドップラ情報から、目標物の高度情報を含む３次元情報を得ることができるという優れたパルスレーダ装置、パルスレーダ装置制御方法およびパルスレーダ装置制御用プログラムを提供することができる。   Since the present invention is configured as described above, according to this, three-dimensional information including altitude information of a target is obtained from distance information and Doppler information related to the target captured by a simple radar device that observes only one direction. An excellent pulse radar device, a pulse radar device control method, and a pulse radar device control program that can be obtained can be provided.

本発明に係るパルスレーダ装置の第１実施形態を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a first embodiment of a pulse radar device according to the present invention. 図１に開示したブロック図におけるレーダ装置と目標の位置関係を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the positional relationship of the radar apparatus and target in the block diagram disclosed in FIG. 本発明に係るパルスレーダ装置の第２実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 2nd Embodiment of the pulse radar apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るパルスレーダ装置の第３実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 3rd Embodiment of the pulse radar apparatus which concerns on this invention. 従来におけるレーダ装置の形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the form of the conventional radar apparatus.

〔第１実施形態〕
以下、本発明に係るパルスレーダ装置の第１実施形態を、図１に基づいて説明する。 [First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of a pulse radar device according to the present invention will be described with reference to FIG.

まず、図１に示す実施形態は、一方向のみ観測可能なパルスレーダ１０およびパルスレーダ２０を異なった位置から同一空間を重複して探索するように配設し、この各パルスレーダが空間を飛行中の目標物（図示しない）に対して発信した発信電波および当該目標物から得られる反射電波に基づいて前記目標物との距離情報および前記目標物にかかるドップラ情報を得ると共に、当該距離情報およびドップラ情報に基づいて前記目標物の検出時刻、前記目標物との距離、及び視線方向速度を算定し目標物データとして出力する機能を備えている。   First, in the embodiment shown in FIG. 1, the pulse radar 10 and the pulse radar 20 that can be observed in only one direction are arranged so as to search the same space repeatedly from different positions, and each pulse radar flies through the space. The distance information with respect to the target and the Doppler information for the target are obtained based on the transmitted radio wave transmitted to the target (not shown) and the reflected radio wave obtained from the target, and the distance information and It has a function of calculating the detection time of the target, the distance from the target, and the line-of-sight speed based on Doppler information and outputting the target data.

前述のパルスレーダ１０は、所定の方向に発信電波を発信し目標物からの反射電波を受信する空中線部１１と、送信パルスを発生し前述の発信電波として空中線部１１へ出力すると共に空中線部１１が受信した高周波信号を検波しＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換してディジタル受信信号として伝送する送受信部１２と、この送受信部１２から出力されたディジタル受信信号に対して複数の送信パルス毎に得られるディジタル受信信号間の相関処理であるパルスドップラ処理を行うパルスドップラ処理部１３とを備えている。   The above-described pulse radar 10 includes an antenna unit 11 that transmits a transmission radio wave in a predetermined direction and receives a reflected radio wave from a target, and generates a transmission pulse and outputs the transmission pulse to the antenna unit 11 as the above-described transmission radio wave. The transmission / reception unit 12 detects the high-frequency signal received and converts it to A / D (analog / digital) and transmits it as a digital reception signal; And a pulse Doppler processing unit 13 that performs pulse Doppler processing that is correlation processing between the obtained digital reception signals.

これにより、送受信部１２で発生した送信パルスは発信電波として空中線部１１へ出力され、空中線部１１から発信された発信電波は空間を飛行中の目標物に反射し、この反射電波を空中線部１１が受信して送受信部１２がＡ／Ｄ変換しディジタル受信信号として出力し、このディジタル受信信号をパルスドップラ処理部１３がパルスドップラ処理することができる。   Thereby, the transmission pulse generated in the transmission / reception unit 12 is output to the antenna unit 11 as a transmission radio wave, and the transmission radio wave transmitted from the antenna unit 11 is reflected on the target in flight through the space, and the reflected radio wave is transmitted to the antenna unit 11. Is received and received, and the A / D converter 12 performs A / D conversion and outputs it as a digital reception signal. The pulse Doppler processing unit 13 can perform pulse Doppler processing on this digital reception signal.

ここで、前述のパルスドップラ処理とは、パルスレーダ装置において探知性能を向上させる目的で同一方向に複数の送信パルスを照射する場合に一般的に行われる処理である。   Here, the aforementioned pulse Doppler processing is processing generally performed when a plurality of transmission pulses are irradiated in the same direction for the purpose of improving detection performance in the pulse radar device.

また、パルスレーダ１０は、前述のパルスドップラ処理部１３によってパルスドップラ処理されたディジタル受信信号に基づいて前記目標物に係る信号の検出および前記目標物との距離を計測する距離算定手段１４と、前述のパルスドップラ処理部１３によってパルスドップラ処理されたディジタル受信信号に基づいて前記目標物の視線方向速度を算定する視線方向速度算定手段１５と、距離算定手段１４によって前記目標物に係る信号を検出した時刻、目標物との距離および視線方向速度算定手段１５によって算定された目標物の視線方向速度を収集して一つの目標物データを算定する目標物データ出力部１６とを備えている。   Further, the pulse radar 10 includes a distance calculating unit 14 that detects a signal related to the target and measures a distance to the target based on the digital reception signal that has been subjected to pulse Doppler processing by the pulse Doppler processing unit 13 described above. Based on the digital received signal pulse-Doppler processed by the pulse Doppler processing unit 13 described above, the gaze direction speed calculation means 15 for calculating the gaze direction speed of the target and the distance calculation means 14 detect the signal related to the target. And a target data output unit 16 for collecting one target data by collecting the target time, the distance to the target, and the visual direction speed of the target calculated by the visual direction speed calculating means 15.

ここで、前述の距離算定手段１４は、前述のパルスドップラ処理部１３でパルスドップラ処理されたディジタル受信信号と予め設定されたしきい値とを比較してしきい値以上である場合には、前述のディジタル受信信号を目標物に係る信号と判定して目標物を検出する目標信号検出部１４Ａと、前述の送受信部１２が送信パルスを発生し発信電波として空中線部１１から電波を発信した時刻と目標信号検出部１４Ａによって目標物に係る信号を検出した時刻との差分により目標物との距離を算定する距離算定部１４Ｂとを備えている。   Here, the distance calculating means 14 compares the digital reception signal subjected to the pulse Doppler processing by the pulse Doppler processing unit 13 with a preset threshold value and is equal to or larger than the threshold value. A target signal detection unit 14A that detects the target by determining the digital reception signal as a signal related to the target, and a time at which the transmission / reception unit 12 generates a transmission pulse and transmits a radio wave from the antenna unit 11 as a transmission radio wave. And a distance calculation unit 14B that calculates the distance from the target based on the difference between the time when the signal related to the target is detected by the target signal detection unit 14A.

これにより、目標検出部１４は、目標とは無関係の不要なノイズを排除し目標物に係る信号のみ検出し、この目標物に係る信号を検出した時刻と前述の送受信部１２から出力された発信電波が空中線部１１によって発信された時刻との差分をとることにより距離算定部１４Ｂが、目標物との距離を算定することができる。   Thus, the target detection unit 14 eliminates unnecessary noise unrelated to the target, detects only the signal related to the target, the time when the signal related to the target is detected, and the transmission output from the transmission / reception unit 12 described above. The distance calculation unit 14B can calculate the distance to the target by taking the difference from the time when the radio wave is transmitted by the antenna unit 11.

また、視線方向速度算定手段１５は、前述のパルスドップラ処理部１３によってパルスドップラ処理されたディジタル受信信号に基づいて目標物のドップラ周波数を算定し出力するドップラ情報算定部１５Ａと、このドップラ情報算定部１５Ａによって出力されたドップラ周波数に基づいて目標物の視線方向速度を算定する視線方向速度算定部１５Ｂとを備えている。   The line-of-sight speed calculation means 15 calculates the Doppler frequency of the target based on the digital received signal subjected to the pulse Doppler processing by the pulse Doppler processing unit 13 and outputs the Doppler information calculation unit 15A. A line-of-sight speed calculation unit 15B that calculates the line-of-sight speed of the target based on the Doppler frequency output by the unit 15A.

これにより、パルスドップラ処理されたディジタル受信信号に基づいて、ドップラ情報算定部１５Ａが目標のドップラ周波数を算定し、このドップラ周波数に基づいて視線方向速度算定部１５Ｂが目標物の視線方向速度を算定することができる。   Accordingly, the Doppler information calculation unit 15A calculates the target Doppler frequency based on the digital received signal subjected to the pulse Doppler processing, and the line-of-sight speed calculation unit 15B calculates the line-of-sight speed of the target based on the Doppler frequency. can do.

前述のとおり、パルスレーダ２０は、パルスレーダ１０と同じ機能を備えており、本実施形態ではパルスレーダ１０と同じ構成のもの使うものとする。このため、パルスレーダ２０は、空中線部２１と、送受信部２２と、パルスドップラ処理部２３と、目標信号検出部２４Ａおよび距離計測部２４Ｂによって構成される距離算定手段１４と、ドップラ情報算定部２５Ａおよび視線方向速度算定部２５Ｂによって構成される視線方向速度算定手段１５と、目標物データ出力部２６とを備えている。   As described above, the pulse radar 20 has the same function as the pulse radar 10, and in this embodiment, the same configuration as the pulse radar 10 is used. For this reason, the pulse radar 20 includes an antenna unit 21, a transmission / reception unit 22, a pulse Doppler processing unit 23, a distance calculation unit 14 including a target signal detection unit 24A and a distance measurement unit 24B, and a Doppler information calculation unit 25A. And a line-of-sight speed calculation means 15 constituted by a line-of-sight speed calculation unit 25B, and a target data output unit 26.

また、パルスレーダ２０の空中線部２１は、パルスレーダ１０の空中線部１１と位置が異なり且つ重複する空間を照射するように設置されている。
このようにパルスレーダ１０の空中線部１１およびパルスレーダ２０の空中線部２１を設置することにより、異なる位置から同じ目標に対して電波を発信することが可能となる。 Further, the aerial part 21 of the pulse radar 20 is installed so as to irradiate an overlapping space whose position is different from that of the aerial part 11 of the pulse radar 10.
By installing the antenna unit 11 of the pulse radar 10 and the antenna unit 21 of the pulse radar 20 as described above, it is possible to transmit radio waves to the same target from different positions.

さらに、パルスレーダ１０の目標物データ出力部１６およびパルスレーダ２０の目標物データ出力部２６からそれぞれ出力される目標物データを同一時刻の目標物データに補正する時刻補正部４０と、この時刻補正部４０で補正されたパルスレーダ１０およびパルスレーダ２０で受信した目標物データと前述の各パルスレーダの設置された位置座標データとに基づいて目標の高度情報を含む３次元座標を算定する目標座標算定部５０とが、パルスレーダ１０およびパルスレーダ２０に併設されている。   Further, a time correction unit 40 that corrects the target data output from the target data output unit 16 of the pulse radar 10 and the target data output unit 26 of the pulse radar 20 to target data at the same time, and the time correction. Target coordinates for calculating three-dimensional coordinates including target altitude information based on the target data received by the pulse radar 10 and the pulse radar 20 corrected by the unit 40 and the position coordinate data where each of the pulse radars is installed. A calculation unit 50 is provided in the pulse radar 10 and the pulse radar 20.

ここで、前述の時刻補正部４０は、時刻を補正する方法として検出時刻の近い目標物データを選択して、内挿計算等により、同一の時刻での距離および視線速度をそれぞれ算定する。   Here, the time correction unit 40 described above selects target data having a similar detection time as a method of correcting the time, and calculates the distance and the line-of-sight speed at the same time by interpolation calculation or the like.

これにより、１方向のみ観測するレーダ装置によって得られる目標の距離およびドップラ情報に基づいて、目標の高度情報を含む３次元座標を算定することができる。   Accordingly, it is possible to calculate the three-dimensional coordinates including the target altitude information based on the target distance and Doppler information obtained by the radar apparatus that observes only one direction.

〔全体的な動作〕
次に、パルスレーダ装置の全体的な動作について図１乃至図２に基づいて説明する。 [Overall operation]
Next, the overall operation of the pulse radar apparatus will be described with reference to FIGS.

図１において、まず最初にパルスレーダ１０についての説明をする。図１の送受信部１２は、送信する電波の元となる送信パルスを発生し、発信電波として空中線部１１に出力する（送信信号発生工程）。空中線部１１は、この送受信部１２から出力された発信電波を所定の方向に発信すると共に当該発信電波が空間を飛行中の目標物によって反射された反射電波を受信し、この反射電波を反射信号として送受信器１２に出力する（電波送受信工程）。   In FIG. 1, first, the pulse radar 10 will be described. The transmission / reception unit 12 shown in FIG. 1 generates a transmission pulse that is a source of a radio wave to be transmitted, and outputs the transmission pulse to the antenna unit 11 as a transmission radio wave (transmission signal generation step). The antenna unit 11 transmits the transmission radio wave output from the transmission / reception unit 12 in a predetermined direction, receives the reflected radio wave reflected by the target flying in the space, and reflects the reflected radio wave as a reflected signal. To the transmitter / receiver 12 (radio wave transmitting / receiving step).

続いて、送受信部１２は、空中線部１１から出力された反射電波の高周波信号を検波し、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換してディジタル受信信号としてパルスドップラ処理部１３へ出力する（受信信号検波工程）。パルスドップラ処理部１３は、送受信部１２から出力されたディジタル受信信号に対して、複数の送信パルス毎に得られるディジタル受信信号間の相関処理であるパルスドップラ処理を行い、このパルスドップラ処理を行った後のディジタル受信信号を目標信号検出部１４Ａおよびドップラ情報算定部１５Ａに出力する（パルスドップラ処理工程）。   Subsequently, the transmission / reception unit 12 detects a high-frequency signal of the reflected radio wave output from the antenna unit 11, performs A / D (analog / digital) conversion, and outputs the digital reception signal to the pulse Doppler processing unit 13 (reception signal). Detection process). The pulse Doppler processing unit 13 performs pulse Doppler processing, which is correlation processing between digital reception signals obtained for each of a plurality of transmission pulses, on the digital reception signal output from the transmission / reception unit 12, and performs this pulse Doppler processing. The received digital signal is output to the target signal detector 14A and the Doppler information calculator 15A (pulse Doppler processing step).

目標信号検出部１４Ａは、パルスドップラ処理部１３から出力されたパルスドップラ処理後のディジタル受信信号と予め設定されたしきい値とを比較して、受信したディジタル受信信号が前述のしきい値以上のディジタル受信信号であった場合に、このディジタル受信信号を目標物に係る信号と判定して目標物を検出し、距離算定部１４Ｂに出力する（目標信号検出工程）。   The target signal detection unit 14A compares the digital reception signal after pulse Doppler processing output from the pulse Doppler processing unit 13 with a preset threshold value, and the received digital reception signal is equal to or greater than the above threshold value. If the received signal is a digital received signal, the digital received signal is determined as a signal related to the target, the target is detected, and is output to the distance calculating unit 14B (target signal detecting step).

距離算定部１４Ｂは、空中線部１１から電波を発信した時刻と目標信号検出部１４Ａで目標物に係る信号を検出した時刻との差分により目標物との距離を算定し、この算定した距離情報を目標物データ出力部１６に出力する（距離算定工程）。   The distance calculation unit 14B calculates the distance to the target based on the difference between the time when the radio wave is transmitted from the antenna unit 11 and the time when the target signal detection unit 14A detects the signal related to the target, and the calculated distance information is obtained. It outputs to the target object data output part 16 (distance calculation process).

ドップラ情報算定部１５Ａは、前述のパルスドップラ処理部１３から出力されたパルスドップラ処理されたディジタル受信信号に基づいて目標のドップラ周波数を算定し、この算定したドップラ周波数情報を視線方向速度算定部１５Ｂに出力する（ドップラ周波数計測工程）。   The Doppler information calculation unit 15A calculates a target Doppler frequency based on the pulse Doppler-processed digital reception signal output from the pulse Doppler processing unit 13, and uses the calculated Doppler frequency information as the gaze direction velocity calculation unit 15B. (Doppler frequency measurement process).

視線方向速度算定部１５Ｂは、ドップラ情報算定部１５Ａから出力されたドップラ周波数情報に基づいて目標の視線方向速度を算定し、この算定した視線方向速度情報を目標物データ出力部１６に出力する（視線方向速度算定工程）。   The line-of-sight speed calculation unit 15B calculates a target line-of-sight direction speed based on the Doppler frequency information output from the Doppler information calculation unit 15A, and outputs the calculated line-of-sight direction speed information to the target data output unit 16 ( Line-of-sight speed calculation process).

前述の距離算定部１４Ｂによって算定した目標物との距離および、視線方向速度算定部１５Ｂによって算定した目標の視線方向速度により、目標物の距離情報および速度情報を得ることができる。   The distance information and speed information of the target can be obtained from the distance to the target calculated by the distance calculation unit 14B and the target gaze direction speed calculated by the gaze direction speed calculation unit 15B.

目標物データ出力部１６は、前述の目標信号検出部１４Ａで検出した目標物に係る信号の検出時刻、距離計測部１４Ｂで算定した目標物との距離情報、および視線方向速度算定部１５Ｂで算定した目標物の視線方向速度情報を収集して一つの目標物データを生成し、この目標物データを時刻補正部４０に出力する（データ出力工程）。   The target data output unit 16 detects the detection time of the signal related to the target detected by the target signal detection unit 14A, the distance information with the target calculated by the distance measurement unit 14B, and the gaze direction velocity calculation unit 15B. Gaze direction velocity information on the target is collected to generate one target data, and this target data is output to the time correction unit 40 (data output step).

一方、パルスレーダ２０に備えられた空中線部２１、送受信部２２、パルスドップラ処理部２３、目標信号検出部２４Ａおよび距離計測部２４Ｂによって構成される距離算定手段２４、ドップラ情報算定部２５Ａおよび視線方向速度算定部２５Ｂによって構成される視線方向速度算定手段２５、および目標物データ出力部２６についても、上述のパルスレーダ１０に備えられた各部と同じ動作をするものとする。   On the other hand, the distance calculation means 24, the Doppler information calculation unit 25A, and the line-of-sight direction constituted by the antenna unit 21, the transmission / reception unit 22, the pulse Doppler processing unit 23, the target signal detection unit 24A and the distance measurement unit 24B provided in the pulse radar 20. The line-of-sight speed calculation unit 25 and the target data output unit 26 configured by the speed calculation unit 25B also operate in the same manner as the units included in the pulse radar 10 described above.

時刻補正部４０は、パルスレーダ１０の目標物データ出力部１６およびパルスレーダ２０の目標物データ出力部２６から出力される目標物データを同一時刻のデータに補正し、この補正した目標物データを目標座標算定部５０に出力する（時刻補正工程）。   The time correction unit 40 corrects the target data output from the target data output unit 16 of the pulse radar 10 and the target data output unit 26 of the pulse radar 20 to data of the same time, and the corrected target data is converted to the corrected target data. It outputs to the target coordinate calculation part 50 (time correction process).

目標座標算定部５０は、時刻補正部４０によって同一時刻に補正されたパルスレーダ１０およびパルスレーダ２０からそれぞれ出力された目標物データと、パルスレーダ１０の空中線部１１およびパルスレーダ２０の空中線部２１の設置された位置座標データとに基づいて高度情報を含む目標物の３次元座標を算定する（目標座標算定工程）。   The target coordinate calculation unit 50 includes target data output from the pulse radar 10 and the pulse radar 20 corrected at the same time by the time correction unit 40, and the antenna unit 11 of the pulse radar 10 and the antenna unit 21 of the pulse radar 20, respectively. The three-dimensional coordinates of the target including altitude information are calculated on the basis of the position coordinate data where is installed (target coordinate calculation step).

続いて、前述の目標座標算定部５０が目標物の３次元座標を算定する方法について、図２および以下に示す数式に基づいて詳細に説明する。   Next, a method by which the above-described target coordinate calculation unit 50 calculates the three-dimensional coordinates of the target will be described in detail based on FIG. 2 and the mathematical formulas shown below.

図２は本発明のレーダ装置と目標物３０との位置関係を説明する模式図である。ここで、前提条件として目標物３０は等高度等速直線運動をしているものとする。本方式のレーダ装置における計測値は検出時刻Ｔ、距離Ｒ、視線速度Ｒｖであり、２つの空中線部に対応するパルスレーダ１０およびパルスレーダ２０がそれぞれ計測する。 FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the positional relationship between the radar apparatus of the present invention and the target 30. Here, as a precondition, it is assumed that the target 30 is in a constant-velocity linear motion. The measurement values in the radar apparatus of this system are the detection time T, the distance R, and the line-of-sight velocity Rv , which are respectively measured by the pulse radar 10 and the pulse radar 20 corresponding to the two antenna portions.

また、３次元座標計算においては、これらの２回分の計測値を使用する。パルスレーダ１０の空中線部１１の座標を（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とし、パルスレーダ２０の空中線部２１の座標を（ｘ２，ｙ２，ｚ２）とする。１回目および２回目にスキャンした時の目標物３０の座標を（ｘ，ｙ，ｚ）、（ｘ’，ｙ’，ｚ）とする。ここで、ｚは高度を示すものであり、目標物３０は等高度等速直線運動をしているためｚは変化しないものとする。目標物３０’は、２スキャン目の際の目標物３０の位置を示す。 In the three-dimensional coordinate calculation, these two measurement values are used. The coordinates of the antenna portion 11 of the pulse radar 10 are (x 1 , y 1 , z 1 ), and the coordinates of the antenna portion 21 of the pulse radar 20 are (x 2 , y 2 , z 2 ). The coordinates of the target 30 when scanned for the first time and the second time are (x, y, z) and (x ′, y ′, z). Here, z indicates the altitude, and z does not change because the target 30 is in constant-velocity linear motion. The target 30 ′ indicates the position of the target 30 at the second scan.

前述の計測値をＲ１，Ｒ２，Ｒ１ｖ，Ｒ２ｖ，ＶＲ１，ＶＲ２であり、ここで、添字１、２はパルスレーダ１０または２０の計測値であることを示し、「’」は２スキャン目の計測値であることを示す。また、１回目と２回目の時刻差をΔｔとする。 The above measured values are R 1 , R 2 , R 1v , R 2v , V R1 , VR 2 , where the subscripts 1 and 2 indicate the measured values of the pulse radar 10 or 20, and “′” Indicates a measurement value of the second scan. Further, the time difference between the first time and the second time is represented by Δt.

ここで、未知のパラメータは３次元直交座標上の目標物の真の座標Ａ１（ｘ，ｙ，ｚ）と、Ａ２（ｘ’，ｙ’，ｚ）と、目標物３０の速度（ｘｖ，ｙｖ，０）である。これら８つの未知のパラメータの間には、以下の関係式が成り立つため、目標物の３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）を算定することができる。 Here, the unknown parameters are the true coordinates A 1 (x, y, z) and A 2 (x ′, y ′, z) of the target on the three-dimensional orthogonal coordinates, and the speed (x of the target 30) v , y v , 0). Since the following relational expression holds between these eight unknown parameters, the three-dimensional coordinates (x, y, z) of the target can be calculated.

各パラメータの間に成立する関係式を以下に示す。
（ｘ−ｘ１）２＋（ｙ−ｙ１）２＋（ｚ−ｚ１）２＝Ｒ１ ２ ・・・（１）

（ｘ−ｘ１）・ｘｖ＋（ｙ−ｙ１）・ｙｖ＝Ｒ１・Ｒ１ｖ ・・・（２）

（ｘ−ｘ２）２＋（ｙ−ｙ２）２＋（ｚ−ｚ２）２＝Ｒ２ ２ ・・・（３）

（ｘ−ｘ２）・ｘｖ＋（ｙ−ｙ２）・ｙｖ＝Ｒ２・Ｒ２ｖ ・・・（４）

（ｘ’−ｘ１）２＋（ｙ’−ｙ１）２＋（ｚ’−ｚ２）２＝Ｒ１’２ ・・・（５）

（ｘ’−ｘ１）・ｘｖ＋（ｙ’−ｙ１）・ｙｖ＝Ｒ１’・Ｒ１ｖ’ ・・・（６）

（ｘ’−ｘ２）２＋（ｙ’−ｙ２）２＋（ｚ’−ｚ２）２＝Ｒ２’２ ・・・（７）

（ｘ’−ｘ２）・ｘｖ＋（ｙ’−ｙ２）・ｙｖ＝Ｒ２’・Ｒ２ｖ’ ・・・（８）

ｘ’＝ｘ＋ｘｖ・Δｔ ・・・（９）

ｙ’＝ｙ＋ｙｖ・Δｔ ・・・（１０）

まず、ｘｖが次式を解くことにより求められる。

（Ｂ１ ２＋Ｃ１ ２）・ｘｖ ２−２Ｂ１・Ｄ１・ｘｖ＋Ｄ１ ２−Ａ１・Ｃ１ ２＝０
・・・（１１）

ここで、

Ａ１＝（Ｒ１’・Ｒ１ｖ’−Ｒ１・Ｒ１ｖ）／Δｔ ・・・（１２）

Ｂ１＝ｘ２−ｘ１ ・・・（１３）

Ｃ１＝ｙ２−ｙ１ ・・・（１４）

Ｄ１＝Ｒ１・Ｒ１ｖ−Ｒ２・Ｒ２ｖ ・・・（１５）

ここで、（１１）式は、２次方程式であるため、解が２通り得られるが、２通りの解に対応して後段の計算を並行して行い、電波を照射する空間外の座標として求められる解を除去することで単一の解が得られる。

また、ｙｖは次式により求められる。

ｙｖ＝（Ｄ１−Ｂ１）・ｘｖ／Ｃ ・・・（１６）

次に、ｘ，ｙ，ｚを次式により求める。なお、簡略化のために座標系をｚ１＝ｚ２＝０とする。

ｘ＝（Ｃ２・Ｂ３−Ｃ３・Ｂ２）／（Ａ２・Ｂ３−Ａ３・Ｂ２） ・・・（１７）

ｙ＝（Ｃ２−Ａ２・ｘ）／Ｂ２ ・・・（１８）

ｚ＝√｛Ｒ１ ２−（ｘ−ｘ１）２＋（ｙ−ｙ１）２｝ ・・・（１９）

ここで、

Ａ２＝ｘｖ ・・・（２０）

Ｂ２＝ｙｖ ・・・（２１）

Ｃ２＝Ｒ１・Ｒ１ｖ＋ｘ１・ｘｖ＋ｙ１・ｙｖ ・・・（２２）

Ａ３＝２・（ｘ２−ｘ１） ・・・（２３）

Ｂ３＝２・（ｙ２−ｙ１） ・・・（２４）

Ｃ３＝Ｒ１ ２−Ｒ１ ２−ｘ１ ２−ｙ１ ２＋ｘ２ ２＋ｙ２ ２ ・・・（２５）

である。（１７）〜（１９）式により目標物の３次元座標を算定することができる。 The relational expressions established between the parameters are shown below.
(X-x 1) 2 + (y-y 1) 2 + (z-z 1) 2 = R 1 2 ··· (1)

(X−x 1 ) · x v + (y−y 1 ) · y v = R 1 · R 1v (2)

(X−x 2 ) 2 + (y−y 2 ) 2 + (z−z 2 ) 2 = R 2 2 (3)

(X−x 2 ) · x v + (y−y 2 ) · y v = R 2 · R 2v (4)

(X′−x 1 ) 2 + (y′−y 1 ) 2 + (z′−z 2 ) 2 = R 1 ′ 2 (5)

(X′−x 1 ) · x v + (y′−y 1 ) · y v = R 1 ′ · R 1v ′ (6)

(X′−x 2 ) 2 + (y′−y 2 ) 2 + (z′−z 2 ) 2 = R 2 ′ 2 (7)

(X′−x 2 ) · x v + (y′−y 2 ) · y v = R 2 ′ · R 2v ′ (8)

x ′ = x + x v · Δt (9)

y ′ = y + y v · Δt (10)

First, xv is obtained by solving the following equation.

(B 1 2 + C 1 2 ) · x v 2 −2B 1 · D 1 · x v + D 1 2 −A 1 · C 1 2 = 0
(11)

here,

A 1 = (R 1 ′ · R 1v ′ −R 1 · R 1v ) / Δt (12)

B 1 = x 2 −x 1 (13)

C 1 = y 2 −y 1 (14)

D 1 = R 1 · R 1v -R 2 · R 2v (15)

Here, since the equation (11) is a quadratic equation, two solutions are obtained, but the subsequent calculation is performed in parallel corresponding to the two solutions, and the coordinates outside the space where the radio wave is irradiated are obtained. By removing the required solution, a single solution is obtained.

Moreover, yv is calculated | required by following Formula.

y v = (D 1 -B 1 ) · x v / C ··· (16)

Next, x, y, and z are obtained by the following equations. For simplification, the coordinate system is set to z 1 = z 2 = 0.

x = (C 2 · B 3 −C 3 · B 2 ) / (A 2 · B 3 −A 3 · B 2 ) (17)

y = (C 2 −A 2 × x) / B 2 (18)

z = √ {R 1 2 − (x−x 1 ) 2 + (y−y 1 ) 2 } (19)

here,

A 2 = x v (20)

B 2 = y v (21)

C 2 = R 1 · R 1v + x 1 · x v + y 1 · y v (22)

A 3 = 2 · (x 2 −x 1 ) (23)

B 3 = 2 · (y 2 −y 1 ) (24)

C 3 = R 1 2 -R 1 2 -x 1 2 -y 1 2 + x 2 2 + y 2 2 ··· (25)

It is. The three-dimensional coordinates of the target can be calculated from the equations (17) to (19).

ここで、上記の計算式において、目標物の方位角情報を使用していないので、１方向のみ観測し、目標物の距離およびドップラ情報のみ得ることのできる単純なレーダ装置で、目標物の高度情報を含む３次元座標を算定する３次元レーダ装置の機能を実現することが可能となる。   Here, since the azimuth angle information of the target is not used in the above calculation formula, the altitude of the target can be obtained with a simple radar device that can observe only one direction and obtain only the target distance and Doppler information. It is possible to realize a function of a three-dimensional radar apparatus that calculates three-dimensional coordinates including information.

また、算定した目標物の３次元座標は、図示しない形で目標座標算定部５０と接続された表示手段上に数値として表示しても、数値情報を図形として表示してもよいものとする。   Further, the calculated three-dimensional coordinates of the target may be displayed as numerical values on the display means connected to the target coordinate calculating section 50 in a form not shown, or numerical information may be displayed as a figure.

ここで、上述した第１実施形態における動作にあって、上記工程で実行される各実行内容をプログラム化し、これをコンピュータに機能させるように構成してもよい。なお、この場合、本プログラムは、非一時的な記録媒体、例えば、ＤＶＤ、ＣＤ、フラッシュメモリなどに記録されてもよい。その場合、本プログラムは、記録媒体からコンピュータによって読み出され、実行される。   Here, in the operation in the first embodiment described above, each execution content executed in the above steps may be programmed, and this may be configured to function on a computer. In this case, the program may be recorded on a non-temporary recording medium such as a DVD, a CD, or a flash memory. In this case, the program is read from the recording medium by a computer and executed.

（第１実施形態の効果）
以上のように、本第１実施形態では、空中線部の位置が異なり且つ当該空中線部から発信される電波の範囲が重複するように設置されたパルスレーダ１０およびパルスレーダ２０が目標物に係る信号の検出時刻、目標との距離および目標の視線方向速度を算定して目標物データとして出力し、この目標物データを同一時刻のデータに時刻補正部４０が補正し、この補正されたそれぞれの目標物データおよびパルスレーダ１０の空中線部１１とパルスレーダ２０の空中線部２１のそれぞれの座標位置データに基づいて、目標座標算定部が目標物の高度情報を含む３次元座標を算定する。これによって目標物の距離情報およびドップラ情報のみで目標物の高度の算定を可能とし、電波の発信方向を変えない単純なハードウェアのレーダ装置で目標物の３次元情報を得ることが可能となる。 (Effect of 1st Embodiment)
As described above, in the first embodiment, the pulse radar 10 and the pulse radar 20 installed so that the positions of the antenna portions are different and the radio wave ranges transmitted from the antenna portions overlap are signals related to the target. The detection time, the distance to the target, and the target gaze direction speed are calculated and output as target data. The target correction data is corrected by the time correction unit 40 to data at the same time, and each of the corrected targets is corrected. Based on the object data and the respective coordinate position data of the aerial part 11 of the pulse radar 10 and the aerial part 21 of the pulse radar 20, the target coordinate calculation part calculates three-dimensional coordinates including the altitude information of the target. This makes it possible to calculate the altitude of the target only with the distance information and Doppler information of the target, and to obtain three-dimensional information of the target with a simple hardware radar device that does not change the direction of transmission of the radio wave. .

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を図３に基づいて説明する。
ここで、前述した第１実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を用いるものとする。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Here, the same code | symbol shall be used about the component same as 1st Embodiment mentioned above.

上記図１に開示した第１実施形態にあっては、パルスレーダ１０の目標物データ出力部１６およびパルスレーダ２０の目標物データ出力部２６で生成された目標物データの検出時刻を、時刻補正部４０で補正する場合を例示した。   In the first embodiment disclosed in FIG. 1 described above, the detection time of the target data generated by the target data output unit 16 of the pulse radar 10 and the target data output unit 26 of the pulse radar 20 is corrected for time. The case where it corrects in the part 40 was illustrated.

これに対し、本第２実施形態では、図３に示すように、前述の時刻補正部４０による時刻の補正に代えて、パルスレーダ１０とパルスレーダ２０とが同期をとって電波の発信を行い、時刻補正部４０による時刻補正をせずに同一時刻の目標物に係る信号を検出できるように発信タイミング制御部６０を備えたことを特徴とする。   In contrast, in the second embodiment, as shown in FIG. 3, instead of the time correction by the time correction unit 40 described above, the pulse radar 10 and the pulse radar 20 transmit radio waves in synchronization. The transmission timing control unit 60 is provided so that a signal related to the target at the same time can be detected without correcting the time by the time correction unit 40.

発信タイミング制御部６０は、パルスレーダ１０の送受信部１２およびパルスレーダ２０の送受信部２２に対して、それぞれの送受信部がお互いに異なる周波数で同時に発信電波を発信するように制御するタイミング制御信号を出力する。   The transmission timing control unit 60 transmits a timing control signal for controlling the transmission / reception unit 12 of the pulse radar 10 and the transmission / reception unit 22 of the pulse radar 20 so that each transmission / reception unit simultaneously transmits transmission radio waves at different frequencies. Output.

パルスレーダ１０の送受信部１２は、前述のタイミング制御信号を受信すると発信電波を空中線部１１に発信する。一方、パルスレーダ２０の送受信部２２も前述送受信部１２と同様にタイミング制御信号を受信すると発信電波を空中線部２１に発信する。   When the transmission / reception unit 12 of the pulse radar 10 receives the timing control signal described above, the transmission / reception unit 12 transmits a transmission radio wave to the antenna unit 11. On the other hand, the transmission / reception unit 22 of the pulse radar 20 also transmits a transmission radio wave to the antenna unit 21 when receiving the timing control signal in the same manner as the transmission / reception unit 12.

このタイミング制御信号により、送受信部１２および送受信部２２がそれぞれ異なる周波数で発信電波を発信するタイミングを制御でき、それぞれの送受信部が同時に発信電波を発信することが可能となる。   With this timing control signal, the timing at which the transmission / reception unit 12 and the transmission / reception unit 22 transmit outgoing radio waves at different frequencies can be controlled, and the respective transmission / reception units can simultaneously transmit outgoing radio waves.

また、目標物データ出力部１６および２８は、それぞれ前述の目標物データを目標座標算定部５０に対して出力する。これは、前述の発信タイミング制御部６０によって予め同期がとられた送信パルスが出力されるため、時刻の補正をせずに目標物の３次元座標を算定することができるためである。   The target data output units 16 and 28 output the above-described target data to the target coordinate calculation unit 50, respectively. This is because a transmission pulse synchronized in advance by the transmission timing control unit 60 described above is output, so that the three-dimensional coordinates of the target can be calculated without correcting the time.

これにより、パルスレーダ１０およびパルスレーダ２０の各パルスレーダが同一時刻の目標物に係る信号を検出し目標物データを発生させることができるため、上述のように時刻補正を行うことなく目標の３次元座標を算定することが可能となる。   Thereby, each pulse radar of the pulse radar 10 and the pulse radar 20 can detect a signal related to the target at the same time and generate target data, so that the target 3 can be obtained without performing time correction as described above. Dimensional coordinates can be calculated.

〔第２実施形態の動作〕
まず、発信タイミング制御部６０は、パルスレーダ１０の送受信部１２およびパルスレーダ２０の送受信部２２のそれぞれに対して、それぞれ異なる周波数で同時に発信電波の発信を行うように制御するタイミング制御信号を出力する。 [Operation of Second Embodiment]
First, the transmission timing control unit 60 outputs a timing control signal that controls the transmission / reception unit 12 of the pulse radar 10 and the transmission / reception unit 22 of the pulse radar 20 to simultaneously transmit transmission radio waves at different frequencies. To do.

パルスレーダ１０の送受信部１２は、前述のタイミング制御信号を受けて発信電波を出力し空中線部１１から発信する。発信電波を発信した後の動作については、第１実施形態と同様に、目標物からの反射電波を空中線部１１で受信し、この受信電波を送受信部１２に出力し、送受信部１２でＡ／Ｄ変換を行ってディジタル受信信号としてパルスドップラ処理部１３に出力する。   The transmission / reception unit 12 of the pulse radar 10 receives the timing control signal described above, outputs a transmission radio wave, and transmits it from the antenna unit 11. As for the operation after the transmission radio wave is transmitted, the reflected radio wave from the target is received by the antenna unit 11 and the received radio wave is output to the transmission / reception unit 12 as in the first embodiment. D conversion is performed and a digital reception signal is output to the pulse Doppler processing unit 13.

パルスドップラ処理部１３は、前述のディジタル受信信号に対してパルスドップラ処理を行い、このパルスドップラ処理後のディジタル受信信号を目標信号検出部１４Ａおよびドップラ情報算定部１５Ａに対して出力する   The pulse Doppler processing unit 13 performs pulse Doppler processing on the above-described digital reception signal, and outputs the digital reception signal after the pulse Doppler processing to the target signal detection unit 14A and the Doppler information calculation unit 15A.

目標信号検出部１４Ａは、前述のディジタル受信信号と予め設定されたしきい値を比較し、しきい値以上のディジタル受信信号を目標物に係る信号として検出し、距離算定部１４Ｂに出力する。距離算定部１４Ｂは、電波を発信した時刻と目標物に係る信号を検出した時刻との差分により目標物との距離を算定し目標物データ出力部１６に出力する。   The target signal detection unit 14A compares the above-described digital reception signal with a preset threshold value, detects a digital reception signal equal to or greater than the threshold value as a signal related to the target, and outputs the signal to the distance calculation unit 14B. The distance calculation unit 14B calculates the distance to the target based on the difference between the time when the radio wave is transmitted and the time when the signal related to the target is detected, and outputs the distance to the target data output unit 16.

一方、ドップラ情報算定部１５Ａは、前述のパルスドップラ処理されたディジタル受信信号に基づいて目標のドップラ周波数を算定し、視線方向速度算定部１５Ｂに出力する。視線方向速度算定部１５Ｂは、前述の目標のドップラ周波数に基づいて目標の視線方向速度を算定し目標物データ出力部１６に出力する。   On the other hand, the Doppler information calculation unit 15A calculates a target Doppler frequency based on the digital reception signal subjected to the pulse Doppler process and outputs the target Doppler frequency to the line-of-sight speed calculation unit 15B. The line-of-sight speed calculation unit 15B calculates the target line-of-sight direction speed based on the above-described target Doppler frequency, and outputs the target line-of-sight speed to the target data output unit 16.

目標物データ出力部１６は、目標信号検出部１４Ａで検出した時刻と距離算定部１４Ｂで算定した目標との距離と視線方向速度算定部１５Ｂで算定した目標の視線方向速度を収集し一つの目標物データを出力する。   The target data output unit 16 collects the distance between the time detected by the target signal detection unit 14A and the target calculated by the distance calculation unit 14B and the target gaze direction velocity calculated by the gaze direction velocity calculation unit 15B, and collects one target. Output object data.

また、パルスレーダ２０についても、上述のパルスレーダ１０の各部と同様の動作をするものとする。   The pulse radar 20 also operates in the same manner as each part of the pulse radar 10 described above.

目標座標算定部５０は、パルスレーダ１０の目標物データ出力部１６およびパルスレーダ２０の目標物データ出力部２６のそれぞれから出力された目標物データに基づいて、目標の高度情報を含む３次元座標を算定する。この算定方法については、第１実施形態の数式（１７）乃至（１９）に示すとおりである。   The target coordinate calculation unit 50 includes three-dimensional coordinates including target altitude information based on the target data output from each of the target data output unit 16 of the pulse radar 10 and the target data output unit 26 of the pulse radar 20. Is calculated. About this calculation method, it is as having shown to Numerical formula (17) thru | or (19) of 1st Embodiment.

（第２実施形態の効果）
このように、パルスレーダ１０およびパルスレーダ２０に対して、それぞれ異なる周波数で同時に発信電波を出力するように制御するタイミング制御信号を出力する発信タイミング制御部６０を備えたことにより、各パルスレーダが同一時刻の目標を検出し、目標物データを算定することができる。このため、時刻補正を行うことなく、目標物の３次元座標を算定することが可能となる。さらに、この場合は時刻補正による誤差が発生しないため、３次元座標の算定結果の誤差が低減される。また、片方のパルスレーダのみパルス送信を行い、受信動作は両方のパルスレーダで行うことで目標物の３次元情報を算定することも可能である。
その他の構成およびその作用効果については、前述した第１実施形態と同じである。 (Effect of 2nd Embodiment)
As described above, since each of the pulse radars 10 and 20 is provided with the transmission timing control unit 60 that outputs the timing control signal for controlling the transmission radio waves to be simultaneously output at different frequencies, Targets at the same time can be detected and target data can be calculated. For this reason, it is possible to calculate the three-dimensional coordinates of the target without performing time correction. Further, in this case, an error due to time correction does not occur, so that an error in the calculation result of the three-dimensional coordinates is reduced. It is also possible to calculate the three-dimensional information of the target by performing pulse transmission only on one of the pulse radars and performing the reception operation on both pulse radars.
About another structure and its effect, it is the same as 1st Embodiment mentioned above.

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を図４に基づいて説明する。
ここで、前述した第１実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を用いるものとする。 [Third Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Here, the same code | symbol shall be used about the component same as 1st Embodiment mentioned above.

上記図１に開示した第１実施形態にあっては、２組のパルスレーダであるパルスレーダ１０およびパルスレーダ２０を使用して目標物データの３次元座標を算定する場合を例示した。   In the first embodiment disclosed in FIG. 1 described above, the case where the three-dimensional coordinates of the target data are calculated using the pulse radar 10 and the pulse radar 20 which are two sets of pulse radars is exemplified.

これに対し、本第３実施形態では、図４に示すように、広範囲の目標物に係る信号を検出するため、Ｎ（≧３）組のパルスレーダを備えており、それぞれのパルスレーダはパルスレーダ選択部７０に対して目標物データを出力するように構成されている。   On the other hand, in the third embodiment, as shown in FIG. 4, in order to detect signals related to a wide range of targets, N (≧ 3) sets of pulse radars are provided. It is configured to output target data to the radar selection unit 70.

さらに、パルスレーダ選択部７０は、前述の各パルスレーダから出力された目標物データについて、電波を照射する範囲が重複する目標物データを選択して時刻補正部４０に出力する。これは、前述のＮ組の各パルスレーダの設置された座標位置データおよび、各パルスレーダから発信される電波の範囲が予め設定されているため、パルスレーダ選択部７０は、重複する目標物データを選択することができるためである。
また、その他の構成については、第１実施形態と同一となっている。 Further, the pulse radar selection unit 70 selects target data having overlapping ranges of radio wave irradiation and outputs the target data output from each pulse radar to the time correction unit 40. This is because the above-described coordinate position data for each of the N sets of pulse radars and the range of radio waves transmitted from each pulse radar are set in advance. This is because it can be selected.
Other configurations are the same as those of the first embodiment.

〔第３実施形態の動作〕
複数のパルスレーダから目標物データを受信したパルスレーダ選択部７０は、電波照射範囲の重複する目標物データを選択して時刻補正部４０に出力する。 [Operation of Third Embodiment]
The pulse radar selection unit 70 that has received target data from a plurality of pulse radars selects target data having overlapping radio wave irradiation ranges and outputs the target data to the time correction unit 40.

時刻補正部４０は、パルスレーダ選択部７０から出力された目標物データを同一時刻のデータとして補正を行い、この時刻補正された目標物データを目標座標算定部５０に出力する。   The time correction unit 40 corrects the target data output from the pulse radar selection unit 70 as data at the same time, and outputs the time-corrected target data to the target coordinate calculation unit 50.

目標座標算定部５０は、前述の時刻補正された目標物データに基づいて目標の３次元座標を算定する。この方法は、第１実施形態の算定式（１７）乃至（１９）を用いることで算定することができる。   The target coordinate calculation unit 50 calculates the target three-dimensional coordinates based on the above-described time-corrected target object data. This method can be calculated by using the calculation formulas (17) to (19) of the first embodiment.

ここで、各パルスレーダが発信電波を照射する範囲は、各パルスレーダの空中線部が設置された位置座標データによって予め特定できるため、重複する目標物データを選択することができる。 Here, since the range in which each pulse radar radiates the transmission radio wave can be specified in advance by the position coordinate data where the antenna portion of each pulse radar is installed, overlapping target data can be selected.

（第３実施形態の効果）
このように、広範囲に設置された３組以上のパルスレーダから出力される目標物データを、パルスレーダ選択部７０によって電波発信範囲が重複する目標物データを選択することによって、高価な３次元レーダ装置を使わずに、必要な範囲に安価なレーダを複数配置することで３次元レーダ装置の機能を実現することが可能となる。また、３組以上のパルスレーダが重複する範囲においては、本第１実施形態の算定式に加えて３点測量も併用することで、座標の計測制度を向上させることも可能である。
その他の構成およびその作用効果については、前述した第１実施形態と同じである。 (Effect of the third embodiment)
As described above, by selecting target data output from three or more sets of pulse radars installed over a wide range by using the radar radar selection unit 70 for overlapping the radio wave transmission ranges, an expensive three-dimensional radar is selected. The function of the three-dimensional radar apparatus can be realized by arranging a plurality of inexpensive radars in a necessary range without using the apparatus. In addition, in a range where three or more sets of pulse radars overlap, it is possible to improve the coordinate measurement system by using three-point surveying in addition to the calculation formula of the first embodiment.
About another structure and its effect, it is the same as 1st Embodiment mentioned above.

上述した実施形態については、その新規な技術的内容の要点をまとめると、以下の付記のようになる。
尚、上記実施形態の一部又は全部は、新規な技術として以下のようにまとめられるが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。 About the embodiment mentioned above, if the summary of the novel technical content is put together, it will become as the following additional remarks.
In addition, although one part or all part of the said embodiment is put together as follows as a novel technique, this invention is not necessarily limited to this.

（付記１）一方向のみ観測可能な一方と他方のパルスレーダを異なった位置から同一空間を重複して探索するように配設し、
この各パルスレーダが、飛行中の目標物に対して発信した電波およびその反射電波に基づいて前記目標物との距離情報及び当該目標物にかかるドップラ情報を得ると共に、これらの各情報に基づいて前記目標物の検出時刻、目標物との距離および視線方向速度を算定し目標物データとして出力する機能を備えており、
前記各パルスレーダから出力される目標物データを入力すると共にこれを同一時刻の目標物データに補正する時刻補正部を備えると共に、
この時刻補正部によって補正された前記各パルスレーダからの目標物データおよび前記各パルスレーダの位置座標データとに基づいて、前記目標物の高度情報を含む３次元情報を算定する目標座標算定部を備えていることを特徴とするパルスレーダ装置。 (Appendix 1) Arrange one and the other pulse radars that can be observed in only one direction so as to search the same space repeatedly from different positions,
Each of these pulse radars obtains distance information with respect to the target and Doppler information concerning the target based on the radio wave transmitted to the target in flight and the reflected radio wave, and based on each information It has the function of calculating the detection time of the target, the distance to the target, and the gaze direction speed and outputting it as target data,
A time correction unit that inputs target data output from each pulse radar and corrects it to target data at the same time, and
A target coordinate calculation unit for calculating three-dimensional information including altitude information of the target based on the target data from each pulse radar and the position coordinate data of each pulse radar corrected by the time correction unit; A pulse radar device comprising:

（付記２）付記１に記載のパルスレーダ装置において、
前記各パルスレーダは、
空中線を介して所定方向に電波を発信すると共に目標物からの反射波を受信しＡ／Ｄ変換しディジタル受信信号として出力する送受信部と、このディジタル受信信号に対して複数の送信パルス毎に得られるディジタル受信信号間の相関処理であるパルスドップラ処理を行うパルスドップラ処理部と、前記パルスドップラ処理された前記ディジタル受信信号に基づいて前記目標物を特定すると共に当該目標物との距離を算定する距離算定手段と、前記パルスドップラ処理された前記ディジタル受信信号に基づいて前記目標物の視線方向速度を算定する視線方向速度算定手段とを有し、
前記距離算定手段によって前記目標物が特定された時刻情報、前記算定された目標物との距離情報、および前記視線方向速度算定手段によって算定された前記目標物の視線方向速度、を収集し目標物データとして出力する目標物データ出力部を備えていることを特徴としたパルスレーダ装置。 (Appendix 2) In the pulse radar device according to Appendix 1,
Each pulse radar is
A transmission / reception unit that transmits a radio wave in a predetermined direction via an antenna, receives a reflected wave from a target, performs A / D conversion, and outputs it as a digital reception signal, and obtains the digital reception signal for each of a plurality of transmission pulses. A pulse Doppler processing unit for performing pulse Doppler processing, which is correlation processing between digital received signals, and specifying the target based on the digital received signal subjected to the pulse Doppler processing and calculating a distance from the target A distance calculation means; and a gaze direction speed calculation means for calculating a gaze direction speed of the target based on the digital Doppler-processed digital reception signal,
Collecting time information when the target is specified by the distance calculation means, distance information with respect to the calculated target, and gaze direction speed of the target calculated by the gaze direction speed calculation means A pulse radar device comprising a target data output unit for outputting data.

（付記３）付記２に記載のパルスレーダ装置において、
前記距離算定手段は、前記パルスドップラ処理された前記ディジタル受信信号と予め設定されたしきい値とを比較し前記ディジタル受信信号が前記しきい値以上であった場合に前記ディジタル受信信号を前記目標物に係る信号として判定して目標物を検出する目標信号検出部と、前記送受信部が前記発信電波を発信した時刻と前記目標物を検出した時刻との差分により前記目標物との距離を算定する距離算定部とを備えていることを特徴とするパルスレーダ装置。 (Appendix 3) In the pulse radar device according to Appendix 2,
The distance calculating means compares the digital received signal that has been subjected to the pulse Doppler processing with a preset threshold value, and if the digital received signal is equal to or greater than the threshold value, A target signal detection unit that detects a target by determining as a signal related to the object, and calculates a distance from the target based on a difference between a time at which the transmission / reception unit transmits the transmission radio wave and a time at which the target is detected A pulse radar device comprising: a distance calculating unit that performs the calculation.

（付記４）付記２に記載のパルスレーダ装置において、
前記視線方向速度算定手段は、前記パルスドップラされた前記ディジタル受信信号に基づいて前記目標のドップラ周波数を算定し出力するドップラ情報算定部と、前記目標のドップラ周波数に基づいて前記目標の視線方向速度を算定する視線方向速度算定部とを備えていることを特徴とするパルスレーダ装置。 (Appendix 4) In the pulse radar device according to Appendix 2,
The line-of-sight speed calculation means calculates a target Doppler frequency based on the pulse-Doppler digital received signal and outputs the target Doppler frequency; and the target line-of-sight speed based on the target Doppler frequency. A pulse radar device comprising: a line-of-sight speed calculation unit that calculates

（付記５）付記２乃至４のいずれか一つに記載のパルスレーダ装置において、
前記時刻補正部に代えて、前記各レーダセンサの送受信部に対して、それぞれが異なる周波数で同時に前記発信電波を発信させるように制御するタイミング制御信号を出力する発信タイミング制御部を備えていることを特徴とするパルスレーダ装置。 (Appendix 5) In the pulse radar device according to any one of Appendixes 2 to 4,
Instead of the time correction unit, a transmission timing control unit that outputs a timing control signal for controlling the transmission / reception unit of each radar sensor to transmit the transmission radio wave at different frequencies simultaneously is provided. A pulse radar device characterized by the above.

（付記６）付記５に記載のパルスレーダ装置において、
前記一および他のレーダ装置に備えられた前記送受信部は、いずれか一方の送受信部から前記発信電波を発信すると共にそれぞれの送受信部で前記反射波を受信することを特徴とするパルスレーダ装置。 (Appendix 6) In the pulse radar device according to Appendix 5,
The pulse radar apparatus, wherein the transmission / reception units provided in the one and other radar devices transmit the transmission radio wave from any one of the transmission / reception units and receive the reflected wave in each transmission / reception unit.

（付記７）付記１乃至４のいずれか一つに記載のパルスレーダ装置において、
前記パルスレーダを３組以上設置し、前記各パルスレーダの目標物データ出力部からそれぞれ出力される前記目標物データの内の電波照射範囲が重複する目標物データを選択して前記時刻補正部に出力するパルスレーダ選択部を備えていることを特徴とするパルスレーダ装置。 (Appendix 7) In the pulse radar device according to any one of Appendixes 1 to 4,
Three or more sets of the pulse radars are installed, and the target data that overlaps the radio wave irradiation range in the target data output from the target data output unit of each pulse radar is selected and the time correction unit is selected. A pulse radar apparatus comprising a pulse radar selection unit for outputting.

（付記８）付記７に記載のパルスレーダ装置において、
前記目標座標算定部は、前記パルスレーダ選択部によって３組以上の前記目標物データが選択された場合には、３点測量を併用して前記目標物の高度情報を含む３次元情報を算定することを特徴とするパルスレーダ装置。 (Appendix 8) In the pulse radar device according to Appendix 7,
The target coordinate calculation unit calculates three-dimensional information including altitude information of the target using three-point surveying when three or more sets of target data are selected by the pulse radar selection unit. A pulse radar device characterized by that.

（付記９）空間を飛行中の目標物に対して発信した発信電波および当該目標物から得られる反射電波に基づいて前記目標物との距離情報および前記目標物にかかるドップラ情報を得ると共に、一のパルスレーダが当該距離情報およびドップラ情報に基づいて前記目標物の検出時間、距離、及び視線方向速度を算定し目標物データとして出力し、
この一のパルスレーダとは異なった位置に配置され且つ当該一のパルスレーダと同じ機能を備えた他のパルスレーダが、前記一のパルスレーダと重複する空間に対して前記一のパルスレーダと同様に発信電波を発信し、
前記各パルスレーダから出力される前記各目標物データを入力すると共に、時刻補正部がこれを同一時刻の目標物データに補正し、
この時刻補正部によって補正された前記各パルスレーダで得られた目標物データおよび前記各パルスレーダの位置座標データとに基づいて、目標座標算定部が前記目標物の高度情報を含む３次元情報を算定する構成としたことを特徴とするパルスレーダ装置制御方法。 (Additional remark 9) While obtaining the distance information with respect to the target and the Doppler information concerning the target based on the transmission radio wave transmitted to the target in flight and the reflected radio wave obtained from the target, The pulse radar calculates the detection time, distance, and line-of-sight speed of the target based on the distance information and Doppler information, and outputs it as target data.
Other pulse radars arranged at different positions from this one pulse radar and having the same function as the one pulse radar are similar to the one pulse radar in the space overlapping with the one pulse radar. Send outgoing radio waves to
While inputting each target data output from each pulse radar, the time correction unit corrects this to target data at the same time,
Based on the target data obtained by each pulse radar corrected by the time correction unit and the position coordinate data of each pulse radar, the target coordinate calculation unit calculates three-dimensional information including altitude information of the target. A method of controlling a pulse radar device, characterized in that the calculation is configured.

（付記１０）空間を飛行中の目標物に対して発信した発信電波および当該目標物から得られる反射電波に基づいて前記目標物との距離情報および前記目標物にかかるドップラ情報を得ると共に、当該距離情報およびドップラ情報に基づいて前記目標物の検出時間、距離、及び視線方向速度を算定し目標物データとして出力するレーダ機能、
前記レーダ機能を有した２組のパルスレーダによって出力される前記目標物データをそれぞれ入力すると共にこれを同一時刻の目標物データに補正する時刻補正機能、
および前記時刻補正機能によって補正された前記各パルスレーダで得られた目標物データと前記各パルスレーダの位置座標データとに基づいて、前記目標物の高度情報を含む３次元情報を算定する目標座標算定機能、
をコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とするパルスレーダ装置制御用プログラム。 (Additional remark 10) While obtaining the distance information with respect to the target and the Doppler information concerning the target based on the transmission radio wave transmitted to the target in flight in the space and the reflected radio wave obtained from the target, A radar function that calculates the detection time, distance, and line-of-sight speed of the target based on distance information and Doppler information and outputs the target data as target data;
A time correction function for inputting the target data output by two sets of pulse radars having the radar function and correcting the target data to target data at the same time;
And target coordinates for calculating three-dimensional information including altitude information of the target based on target data obtained by each pulse radar corrected by the time correction function and position coordinate data of each pulse radar Calculation function,
A program for controlling a pulse radar device, characterized in that a computer is realized.

本発明は、等高度等速直線運動をする目標物に対して、異なる位置に設置され且つ重複する空間に電波を発信する空中線部を備えたパルスレーダを２組用いて、これらのパルスレーダによってそれぞれ得られる目標物に係る信号の検出時刻、目標物との距離および目標物の視線方向速度を算定し、目標物データとして出力する。この目標物データを同一時刻のデータとして補正し、この時刻補正したそれぞれの目標物データおよび各パルスレーダの位置座標データに基づいて目標物の高度情報を含む３次元情報を算定する。これにより、電波の発信方向を変えない単純なハードウェアの空中線を備えるレーダ装置においても目標物の３次元情報を得ることが可能なため、高価で大規模な３次元レーダ装置の機能を比較的安価なレーダ装置で実現することが可能となる。   The present invention uses two sets of pulse radars that are installed at different positions and transmit radio waves in overlapping spaces with respect to a target that performs constant-velocity constant-velocity linear motion. The detection time of the signal related to each target obtained, the distance to the target, and the line-of-sight speed of the target are calculated and output as target data. The target data is corrected as data at the same time, and three-dimensional information including altitude information of the target is calculated based on the target data corrected at the time and the position coordinate data of each pulse radar. As a result, even in a radar apparatus having a simple hardware antenna that does not change the direction of transmission of radio waves, it is possible to obtain the three-dimensional information of the target, so that the functions of the expensive and large-scale three-dimensional radar apparatus can be relatively improved. It can be realized with an inexpensive radar device.

１０ パルスレーダ（一のパルスレーダ）
１１ 空中線部
１２ 送受信部
１３ パルスドップラ処理部
１４ 距離算定手段
１４Ａ 目標信号検出部
１４Ｂ 距離算定部
１５ 視線方向速度算定手段
１５Ａ ドップラ情報算定部
１５Ｂ 視線方向速度算定部
１６ 目標物データ出力部
２０ パルスレーダ（他のパルスレーダ）
４０ 時刻補正部
５０ 目標座標算定部
６０ 発信タイミング制御部
７０ パルスレーダ選択部 10 Pulse radar (one pulse radar)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Aerial part 12 Transmission / reception part 13 Pulse Doppler process part 14 Distance calculation means 14A Target signal detection part 14B Distance calculation part 15 Gaze direction speed calculation means 15A Doppler information calculation part 15B Gaze direction speed calculation part 16 Target object data output part 20 Pulse radar (Other pulse radar)
40 Time Correction Unit 50 Target Coordinate Calculation Unit 60 Transmission Timing Control Unit 70 Pulse Radar Selection Unit

Claims (1)

一方向のみ観測可能な一方及び他方のパルスレーダを異なった位置から同一空間を重複して探索するように配設したパルスレーダ装置において、
この各パルスレーダが、等高度等速直線運動をする飛行中の目標物に対して電波を発信し、その反射電波のパルスドップラ処理によって得られたディジタル受信信号に基づいて前記目標物までの距離及び前記目標物の視線方向速度を計測し、
前記一方のパルスレーダの空中線の座標を（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、
前記他方のパルスレーダの空中線の座標を（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、
前記一方及び他方のパルスレーダによる１回目の計測値である前記目標物までの距離及び目標物の視線速度をそれぞれＲ１，Ｒ２，Ｒ１ｖ，Ｒ２ｖ、
前記一方及び他方のパルスレーダによる２回目の計測値である前記目標物までの距離及び目標物の視線速度をそれぞれＲ１’，Ｒ２’，Ｒ１ｖ’，Ｒ２ｖ’、
前記一方及び他方のパルスレーダによる１回目の計測と２回目の計測との時刻差をΔｔとしたとき、
前記一方及び他方のパルスレーダによる１回目の計測時における前記目標物の真の座標（ｘ，ｙ，ｚ）、前記一方及び他方のパルスレーダによる２回目の計測時における前記目標物の真の座標を（ｘ’，ｙ’，ｚ）、前記目標物の速度を（ｘｖ，ｙｖ，０）を次式から求める、
（ｘ−ｘ１）２＋（ｙ−ｙ１）２＋（ｚ−ｚ１）２＝Ｒ１ ２ ・・・（１）
（ｘ−ｘ１）・ｘｖ＋（ｙ−ｙ１）・ｙｖ＝Ｒ１・Ｒ１ｖ ・・・（２）
（ｘ−ｘ２）２＋（ｙ−ｙ２）２＋（ｚ−ｚ２）２＝Ｒ２ ２ ・・・（３）
（ｘ−ｘ２）・ｘｖ＋（ｙ−ｙ２）・ｙｖ＝Ｒ２・Ｒ２ｖ ・・・（４）
（ｘ’−ｘ１）２＋（ｙ’−ｙ１）２＋（ｚ’−ｚ２）２＝Ｒ１’２ ・・・（５）
（ｘ’−ｘ１）・ｘｖ＋（ｙ’−ｙ１）・ｙｖ＝Ｒ１’・Ｒ１ｖ’ ・・・（６）
（ｘ’−ｘ２）２＋（ｙ’−ｙ２）２＋（ｚ’−ｚ２）２＝Ｒ２’２ ・・・（７）
（ｘ’−ｘ２）・ｘｖ＋（ｙ’−ｙ２）・ｙｖ＝Ｒ２’・Ｒ２ｖ’ ・・・（８）
ｘ’＝ｘ＋ｘｖ・Δｔ ・・・（９）
ｙ’＝ｙ＋ｙｖ・Δｔ ・・・（１０）
ことを特徴とするパルスレーダ装置。 In the pulse radar device arranged to search the same space repeatedly from different positions for one and the other pulse radar that can be observed in only one direction,
Each pulse radar transmits a radio wave to an in-flight target moving in a constant-velocity constant-velocity linear motion, and the distance to the target is based on a digital reception signal obtained by pulse Doppler processing of the reflected radio wave. And the gaze direction velocity of the target,
The coordinates of the antenna of the one pulse radar are (x 1 , y 1 , z 1 ),
The coordinates of the antenna of the other pulse radar are (x 2 , y 2 , z 2 ),
R 1 , R 2 , R 1v , R 2v, the distance to the target and the line-of-sight speed of the target, which are the first measured values by the one and the other pulse radars, respectively ,
R 1 ′, R 2 ′, R 1v ′, R 2v ′ , the distance to the target and the line-of-sight speed of the target, which are the second measured values by the one and the other pulse radars, respectively ,
When the time difference between the first measurement and the second measurement by the one and the other pulse radar is Δt,
True coordinates (x, y, z) of the target at the first measurement by the one and the other pulse radar, True coordinates of the target at the second measurement by the one and the other pulse radar (X ′, y ′, z), and the speed of the target is obtained from the following equation (x v , y v , 0):
(X-x 1) 2 + (y-y 1) 2 + (z-z 1) 2 = R 1 2 ··· (1)
(X−x 1 ) · x v + (y−y 1 ) · y v = R 1 · R 1v (2)
(X−x 2 ) 2 + (y−y 2 ) 2 + (z−z 2 ) 2 = R 2 2 (3)
(X−x 2 ) · x v + (y−y 2 ) · y v = R 2 · R 2v (4)
(X′−x 1 ) 2 + (y′−y 1 ) 2 + (z′−z 2 ) 2 = R 1 ′ 2 (5)
(X′−x 1 ) · x v + (y′−y 1 ) · y v = R 1 ′ · R 1v ′ (6)
(X′−x 2 ) 2 + (y′−y 2 ) 2 + (z′−z 2 ) 2 = R 2 ′ 2 (7)
(X′−x 2 ) · x v + (y′−y 2 ) · y v = R 2 ′ · R 2v ′ (8)
x ′ = x + x v · Δt (9)
y ′ = y + y v · Δt (10)
A pulse radar device characterized by that.
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