JP5697497B2 - Radar receiver and pulse radar device - Google Patents
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この発明は、パルスレーダのECCM(Electronic Counter Counter Measures)機能として、欺瞞妨害波を識別する機能を有するレーダ受信機及びパルスレーダ装置に関するものである。 The present invention relates to a radar receiver and a pulse radar apparatus having a function of identifying deceptive interference waves as an ECCM (Electronic Counter Counter Measurements) function of a pulse radar.
例えば、以下の特許文献1にはパルスレーダ装置が開示されているが、パルスレーダ装置は、パルス送信波を空間に放射して、そのパルス送信波が目標物に反射されて戻ってきている反射波であるパルス受信波を受信することで、その目標物までの距離と方位を測定する装置である。 For example, the following Patent Document 1 discloses a pulse radar device. The pulse radar device radiates a pulse transmission wave to space, and the pulse transmission wave is reflected by a target and returned. It is a device that measures the distance and azimuth to the target by receiving a pulse reception wave that is a wave.
図10は従来のパルスレーダ装置に搭載されているレーダ受信機を示す構成図である。
従来のパルスレーダ装置では、送信機101がパルス送信波を出力すると、そのパルス送信波が送受切換器102を介してアンテナ103に出力され、アンテナ103からパルス送信波が空間に放射される。
空間に放射されたパルス送信波は、例えば、飛行機などの目標物が存在する場合、その目標物に反射してパルスレーダ装置に戻ってくる。
アンテナ103は、目標物に反射されて戻ってきている反射波であるパルス受信波を受信し、そのパルス受信波を送受切換器102に出力する。
送受切換器102は、アンテナ103により受信されたパルス受信波をIF変換器104に出力する。
FIG. 10 is a block diagram showing a radar receiver mounted on a conventional pulse radar apparatus.
In the conventional pulse radar apparatus, when the
For example, when a target such as an airplane exists, the pulse transmission wave radiated to the space is reflected by the target and returns to the pulse radar device.
The
The transmission /
IF変換器104は、送受切換器102からパルス受信波を受けると、そのパルス受信波の周波数を高周波帯から中間周波数帯に変換し、周波数変換後の信号であるIF変調波(中間周波数帯域の信号)を中間周波増幅器105に出力する。
中間周波増幅器105は、マッチドフィルタの働きを有しており、IF変換器104からIF変調波を受けると、そのIF変調波のS/N比(信号対ノイズ比)を最大にして、S/N比が最大のIF変調波を検波器106に出力する。
検波器106は、中間周波増幅器105からS/N比が最大のIF変調波を受けると、そのIF変調波の包絡線を検波する。
When receiving a pulse reception wave from the transmission /
The
When receiving the IF modulated wave having the maximum S / N ratio from the
パルス圧縮器107は、検波器106により検波された包絡線が示すパルス波形を圧縮してパルス振幅を大きくし、振幅増幅後のパルス波形をA/D変換器108に出力する。
A/D変換器108は、パルス圧縮器107から出力されたパルス波形をアナログ信号からデジタル信号に変換し、そのデジタル信号を信号処理器109に出力する。
信号処理器109は、A/D変換器108からデジタルのパルス波形を受けると、そのパルス波形に含まれているクラッタなどの不要な成分を除去するなどの信号処理を実施し、信号処理後のパルス波形をパルスレーダ装置に搭載されている目標物の測定処理器(図示せぬ)に出力する。
The
The A /
Upon receiving the digital pulse waveform from the A /
これにより、測定処理器(図示せぬ)では、信号処理後のパルス波形から目標物までの距離と方位を測定することができる。
しかしながら、アンテナ103が受信しているパルス受信波が目標物に反射されて戻ってきているパルス送信波の反射波ではなく、欺瞞妨害装置が放射された偽のパルス波である場合、目標物が本来存在している場所と異なる位置に目標物が存在していると判断してしまって、レーダとしての機能を果たせなくなる。
Thereby, a measurement processor (not shown) can measure the distance and direction from the pulse waveform after signal processing to the target.
However, if the pulse received wave received by the
従来のパルスレーダ装置は以上のように構成されているので、欺瞞妨害装置から偽のパルス波が放射されると、目標物が本来存在している場所と異なる位置に目標物が存在していると誤判断してしまうため、欺瞞妨害波を除去する必要がある。しかし、パルスレーダのサイドローブに対する欺瞞妨害波は、SLC(Sidelobe Canceller)によって除去することが可能であるが、パルスレーダのメインローブに対する欺瞞妨害波については、最も近い目標物のエコーの立ち上がりを捉えるリーディングエッジトラッキング程度の対策しかなく、欺瞞妨害装置がレーダのパルスよりも早いタイミングでパルス波を放射すると、欺瞞妨害波を除去することができない課題があった。 Since the conventional pulse radar device is configured as described above, when a false pulse wave is radiated from the deception jamming device, the target exists at a position different from the place where the target originally exists. Therefore, it is necessary to remove deceptive interference waves. However, the fraudulent interference wave for the side lobe of the pulse radar can be removed by SLC (Sidelobe Cancer), but the fraud disturbance wave for the main lobe of the pulse radar captures the rising edge of the nearest target echo. There is only a measure of leading edge tracking, and if the deception disturbing device emits a pulse wave at a timing earlier than the pulse of the radar, there is a problem that the deceptive disturbing wave cannot be removed.
なお、リーディングエッジトラッキングは追尾レーダの機能であり、捜索レーダはリーディングエッジトラッキングの機能を実装しておらず、欺瞞妨害波を除去する対処法が存在していない状況である。
また、中間周波増幅器105がIF変調波のS/N比を最大にしており、欺瞞妨害波形の分析能力を備えていないため、レーダ受信機において、欺瞞妨害波を検出すること自体困難である。
Leading edge tracking is a function of tracking radar, and search radar does not have a function of leading edge tracking, and there is no coping method for removing deceptive interference waves.
Further, since the
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、パルス受信波が目標物の反射波であるのか、欺瞞妨害波であるのかを正確に識別することができるレーダ受信機を得ることを目的とする。
また、この発明は、パルス受信波が目標物の反射波であるのか、欺瞞妨害波であるのかを正確に識別して、真の目標物までの距離と方位を測定することができるパルスレーダ装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a radar receiver that can accurately identify whether a pulse reception wave is a reflected wave of a target or a deception interference wave. For the purpose.
The present invention also provides a pulse radar device capable of accurately identifying whether a received pulse wave is a reflected wave of a target object or a deceiving interference wave and measuring the distance and direction to the true target object. The purpose is to obtain.
この発明に係るレーダ受信機は、パルス送信波を空間に放射する一方、そのパルス送信波が目標物に反射されて戻ってきている反射波であるパルス受信波を受信するパルス波送受信手段により受信されたパルス受信波を、パルス波送受信手段から空間に放射されたパルス送信波のパルス周波数よりサンプリングレートが高いアナログ/デジタル変換器を用いてサンプリングして、そのパルス受信波のパルス波形を検出するパルス波形検出手段とを設け、受信波識別手段が、パルス波形検出手段により検出されたパルス波形からパルス受信波の立ち上がり時間を特定するとともに、そのパルス波形の立ち上がり部分、立ち下がり部分及びオーバーシュート部分を除いた部分における最大振幅からの振幅の低下率であるパルス受信波のドループを特定し、そのパルス受信波の立ち上がり時間がパルス送信波の立ち上がり時間より長い場合、そのパルス受信波が目標物の反射波であると識別し、そのパルス受信波の立ち上がり時間がパルス送信波の立ち上がり時間より長くない場合、そのパルス受信波のドループがパルス送信波のドループより大きければ、そのパルス受信波が欺瞞妨害波であると識別するようにしたものである。 The radar receiver according to the present invention receives the pulse transmission wave in the space, and receives the pulse reception wave by the pulse wave transmission / reception means that receives the pulse reception wave that is the reflected wave reflected by the target and returning. The received pulse wave is sampled using an analog / digital converter whose sampling rate is higher than the pulse frequency of the pulse transmission wave radiated into the space from the pulse wave transmitting / receiving means, and the pulse waveform of the pulse received wave is detected. A pulse waveform detecting means, and the received wave identifying means specifies the rise time of the pulse received wave from the pulse waveform detected by the pulse waveform detecting means , and the rising portion, falling portion and overshoot portion of the pulse waveform. The droop of the pulse reception wave, which is the rate of decrease in amplitude from the maximum amplitude in the part excluding Constant and, when the rise time of the pulse received wave is longer than the rise time of the pulse transmitting wave, the pulse received wave is identified as a reflected wave of the target, rise rise time of a pulse transmission wave of the pulse received wave If it is not longer than the time, if the droop of the pulse reception wave is larger than the droop of the pulse transmission wave, the pulse reception wave is identified as a deception jamming wave .
この発明によれば、パルス送信波を空間に放射する一方、そのパルス送信波が目標物に反射されて戻ってきている反射波であるパルス受信波を受信するパルス波送受信手段により受信されたパルス受信波を、パルス波送受信手段から空間に放射されたパルス送信波のパルス周波数よりサンプリングレートが高いアナログ/デジタル変換器を用いてサンプリングして、そのパルス受信波のパルス波形を検出するパルス波形検出手段とを設け、受信波識別手段が、パルス波形検出手段により検出されたパルス波形からパルス受信波の立ち上がり時間を特定するとともに、そのパルス波形の立ち上がり部分、立ち下がり部分及びオーバーシュート部分を除いた部分における最大振幅からの振幅の低下率であるパルス受信波のドループを特定し、そのパルス受信波の立ち上がり時間がパルス送信波の立ち上がり時間より長い場合、そのパルス受信波が目標物の反射波であると識別し、そのパルス受信波の立ち上がり時間がパルス送信波の立ち上がり時間より長くない場合、そのパルス受信波のドループがパルス送信波のドループより大きければ、そのパルス受信波が欺瞞妨害波であると識別するように構成したので、パルス波送受信手段により受信されたパルス受信波が目標物の反射波であるのか、欺瞞妨害波であるのかを正確に識別することができる効果がある。 According to the present invention, the pulse received by the pulse wave transmitting / receiving means that radiates the pulse transmission wave to the space and receives the pulse reception wave that is the reflected wave reflected by the target and returning. Pulse waveform detection that samples the received wave using an analog / digital converter whose sampling rate is higher than the pulse frequency of the pulse transmission wave radiated from the pulse wave transmission / reception means and detects the pulse waveform of the pulse reception wave And the received wave identifying means identifies the rising time of the pulse received wave from the pulse waveform detected by the pulse waveform detecting means, and excludes the rising portion, falling portion and overshoot portion of the pulse waveform. identify amplitude pulse of the received wave loop is a reduction ratio of the maximum amplitude in the portion, that If the rise time of the pulse received wave is longer than the rise time of the pulse transmitting wave, the pulse received wave is identified as a reflected wave of the target, the rise time of the pulse received wave is not longer than the rise time of the pulse transmitting wave In this case, if the droop of the pulse reception wave is larger than the droop of the pulse transmission wave, the pulse reception wave is configured to be identified as a fraud interference wave. There is an effect that it is possible to accurately identify whether it is a reflected wave of an object or a deceptive disturbance wave .
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるパルスレーダ装置を示す構成図である。
図1において、送信機1は例えば高周波帯の変調波であるパルス送信波を発信する機器である。
送受切換器2は送信機1から発信されたパルス送信波をアンテナ3に出力する一方、アンテナ3により受信されたパルス受信波をIF変換器5に出力する機器である。
アンテナ3は送受切換器2から出力されたパルス送信波を空間に放射する一方、そのパルス送信波が目標物に反射されて戻ってきている反射波であるパルス受信波を受信する機器である。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing a pulse radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, a transmitter 1 is a device that transmits a pulse transmission wave that is a modulated wave in a high frequency band, for example.
The transmission /
The
図1の例では、送信機1、送受切換器2及びアンテナ3がレーダ受信機4の外部に設けられているが、レーダ受信機4の内部に設けられていてもよい。
IF変換器5は送受切換器2から出力されたパルス受信波の周波数を高周波帯から中間周波数帯に変換し、周波数変換後の信号であるIF変調波(中間周波数帯域の信号)を受信信号検出部6,11に出力する処理を実施する。
なお、送信機1、送受切換器2、アンテナ3及びIF変換器5からパルス波送受信手段が構成されている。
In the example of FIG. 1, the transmitter 1, the transmission /
The IF converter 5 converts the frequency of the pulse reception wave output from the transmission /
The transmitter 1, the transmission /
第1の受信信号検出部6は中間周波増幅器7、検波器8、パルス圧縮器9及びA/D変換器10から構成されており、IF変換器5から出力されたIF変調波を検波し、その検波結果が示すパルス波形を圧縮してパルス振幅を大きくし、振幅増幅後のパルス波形を出力する処理を実施する。なお、第1の受信信号検出部6はパルス受信波検波手段を構成している。
中間周波増幅器7はマッチドフィルタの働きを有しており、IF変換器5から出力されたIF変調波のS/N比(信号対ノイズ比)を最大にして、S/N比が最大のIF変調波を検波器8に出力する処理を実施する。
The first received signal detector 6 includes an intermediate frequency amplifier 7, a detector 8, a pulse compressor 9 and an A /
The intermediate frequency amplifier 7 has a function of a matched filter, and maximizes the S / N ratio (signal-to-noise ratio) of the IF modulated wave output from the IF converter 5 to maximize the S / N ratio. A process of outputting the modulated wave to the detector 8 is performed.
検波器8は中間周波増幅器7から出力されたIF変調波の包絡線を検波する機器である。
パルス圧縮器9は検波器8により検波された包絡線が示すパルス波形を圧縮してパルス振幅を大きくし、振幅増幅後のパルス波形をA/D変換器10に出力する処理を実施する。
A/D変換器10はパルス圧縮器9から出力されたパルス波形をアナログ信号からデジタル信号に変換し、そのデジタル信号を第1の反射波抽出器14に出力する処理を実施する。
The detector 8 is a device that detects the envelope of the IF modulated wave output from the intermediate frequency amplifier 7.
The pulse compressor 9 compresses the pulse waveform indicated by the envelope detected by the detector 8 to increase the pulse amplitude, and outputs the pulse waveform after amplitude amplification to the A /
The A /
第2の受信信号検出部11は高速A/D変換器(アナログ/デジタル変換器)12及びメモリ13から構成されており、アンテナ3から空間に放射されたパルス送信波のパルス周波数よりサンプリングレートが高い高速A/D変換器12を用いて、IF変換器5から出力されたIF変調波をサンプリングして、アンテナ3により受信されたパルス受信波のパルス波形を検出する処理を実施する。なお、第2の受信信号検出部11はパルス波形検出手段を構成している。
高速A/D変換器12は例えばパルス送信波のパルス周波数の2倍以上のサンプリングレートで、IF変換器5から出力されたIF変調波をサンプリングして、アナログ信号であるIF変調波をデジタル信号に変換することで、そのIF変調波のパルス波形を示す波形データをメモリ13に記録する処理を実施する。
メモリ13は波形データを記録する記録媒体である。
The second received signal detection unit 11 includes a high-speed A / D converter (analog / digital converter) 12 and a
The high-speed A /
The
反射波抽出器14,15は第2の受信信号検出部11のメモリ13に記録されている波形データから、アンテナ3により受信されたパルス受信波の立ち上がり時間及びドループを特定し、そのパルス受信波の立ち上がり時間及びドループと、パルス送信波の立ち上がり時間及びドループとを比較することで、そのパルス受信波が目標物の反射波であるのか、欺瞞妨害波であるのかを識別する処理を実施する。
即ち、第1の反射波抽出器14はパルス受信波の立ち上がり時間がパルス送信波の立ち上がり時間より長い場合、そのパルス受信波が目標物の反射波であると識別し、第1の受信信号検出部6から出力されたパルス波形を信号処理器16に出力する処理を実施する。
The reflected
That is, when the rise time of the pulse reception wave is longer than the rise time of the pulse transmission wave, the first reflected
また、第1の反射波抽出器14はパルス受信波において、立ち上がり時間内に複数のオーバーシュートが発生している場合、あるいは、第1の受信信号検出部6によりパルス波形が検出されているが、第2の受信信号検出部11によりパルス波形が検出されていない場合、そのパルス受信波が目標物の反射波であると識別し、第1の受信信号検出部6から出力されたパルス波形を信号処理器16に出力する処理を実施する。
また、第1の反射波抽出器14はパルス受信波の立ち上がり時間がパルス送信波の立ち上がり時間と同程度で短く、かつ、そのパルス受信波のドループがパルス送信波のドループより大きい場合、そのパルス受信波が欺瞞妨害波であると識別する処理を実施する。
The first reflected
In addition, the first reflected
第2の反射波抽出器15はパルス受信波の立ち上がり時間がパルス送信波の立ち上がり時間と同程度で短く、かつ、そのパルス受信波のドループがパルス送信波のドループより小さい場合、そのパルス受信波とパルス送信波における立ち上がり部分の相互相関処理を実施して類似性を判定し、立ち上がり部分が似ていることが認められれば、そのパルス受信波が目標物の反射波であると識別して、第1の受信信号検出部6から出力されたパルス波形を信号処理器16に出力する処理を実施する。一方、立ち上がり部分が似ていることが認められなければ、そのパルス受信波が欺瞞妨害波であると識別する処理を実施する。
なお、反射波抽出器14,15は受信波識別手段を構成している。
When the rise time of the pulse reception wave is as short as the rise time of the pulse transmission wave and the droop of the pulse reception wave is smaller than the droop of the pulse transmission wave, the second reflected wave extractor 15 Performing the cross-correlation process of the rising part in the pulse transmission wave and determining the similarity, and if the rising part is recognized to be similar, the received pulse wave is identified as the reflected wave of the target, A process of outputting the pulse waveform output from the first received signal detector 6 to the
The reflected
信号処理器16は第1の反射波抽出器14又は第2の反射波抽出器15から出力されたパルス波形に含まれているクラッタなどの不要な成分を除去するなどの信号処理を実施する。
測定処理器17は信号処理器16による信号処理後のパルス波形に基づいて目標物までの距離及び目標物の方位を測定する処理を実施する。なお、測定処理器17は測定手段を構成している。
図2はこの発明の実施の形態1によるパルスレーダ装置の処理内容を示すフローチャートである。
The
The
FIG. 2 is a flowchart showing the processing contents of the pulse radar device according to the first embodiment of the present invention.
次に動作について説明する。
まず、送信機1は、例えば高周波帯の変調波であるパルス送信波を発信する。
送受切換器2は、送信機1がパルス送信波を発信すると、そのパルス送信波をアンテナ3に出力する。
これにより、アンテナ3からパルス送信波が空間に放射され、空間内に目標物が存在する場合には、そのパルス送信波が目標物に反射されて、その反射波がパルスレーダ装置に戻ってくる。
Next, the operation will be described.
First, the transmitter 1 transmits a pulse transmission wave that is a modulated wave in a high frequency band, for example.
When the transmitter 1 transmits a pulse transmission wave, the transmission /
As a result, when a pulse transmission wave is radiated from the
図3はパルスレーダ装置に対して、斜め方向に位置している航空機(目標物)にパルス送信波が照射されている様子を示す説明図であり、図4はパルスレーダ装置に対して、胴体が垂直に位置している航空機(目標物)にパルス送信波が照射されている様子を示す説明図である。
ここでは、説明の便宜上、パルスレーダ装置から放射されるパルス送信波は、図5に示すようなパルス波形を有しているものとする。
なお、欺瞞妨害装置におけるパルス送信波の再現を困難にするために、図5に示すパルス送信波の立ち上がり部分は複雑なパルス波形に形成されている。
FIG. 3 is an explanatory view showing a state in which a pulse transmission wave is irradiated to an aircraft (target) located in an oblique direction with respect to the pulse radar device, and FIG. 4 shows a fuselage with respect to the pulse radar device. It is explanatory drawing which shows a mode that the pulse transmission wave is irradiated to the aircraft (target object) located vertically.
Here, for convenience of explanation, it is assumed that the pulse transmission wave radiated from the pulse radar apparatus has a pulse waveform as shown in FIG.
In order to make it difficult to reproduce the pulse transmission wave in the deception disturbing device, the rising portion of the pulse transmission wave shown in FIG. 5 is formed into a complex pulse waveform.
パルスレーダ装置に対して、航空機(目標物)が斜め方向に位置している場合、図3に示すように、航空機のノーズで反射する反射波A、航空機の両翼で反射する反射波B、航空機のテールで反射する反射波Cなど、航空機の異なる表面で反射する複数の反射波が合成されてパルスレーダ装置に戻ってくるが、航空機における各々の表面は、パルスレーダ装置との距離が異なるため、各々の表面で反射する反射波は時間がずれており、複数の同一パルスの合成波がパルスレーダ装置に戻ってくることになる。
図6は各々の表面で反射する反射波及び合成波を示す説明図である。
When the aircraft (target) is positioned obliquely with respect to the pulse radar device, as shown in FIG. 3, the reflected wave A reflected by the aircraft nose, the reflected wave B reflected by both wings of the aircraft, A plurality of reflected waves reflected from different surfaces of the aircraft, such as the reflected wave C reflected from the tail of the aircraft, are combined and returned to the pulse radar device, but each surface of the aircraft has a different distance from the pulse radar device. The reflected waves reflected from the respective surfaces are shifted in time, and a composite wave of a plurality of identical pulses returns to the pulse radar device.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a reflected wave and a composite wave reflected on each surface.
ここでは、目標物が航空機である例を示しているが、目標物は航空機に限るものではなく、例えば、目標物が艦艇などの場合もあるが、艦艇なども航空機と同様に形状が立体的であり、パルスレーダ装置のアンテナ3から見て、目標物の各表面までの距離には違いがある。
そのため、目標物に反射してパルスレーダ装置に戻ってくる複数の反射波の合成波(パルス受信波)のパルス波形は、パルスレーダ装置から放射されたパルス送信波と同様の形状ではなく、目標物のレンジ方向の長さ分だけ時間がずれている複数の反射波が重なり合っているパルス波形となる。
パルス受信波の立ち上がり部分に注目すると、そのパルス受信波の立ち上がり時間は、パルス送信波と比べて長くなり、なだらかな立ち上がりとなる。
例えば、パルスレーダ装置のレンジ方向に30mの長さを有する目標物の場合、0.2μsec程度のパルス遅延が発生する。
Here, an example in which the target is an aircraft is shown, but the target is not limited to an aircraft. For example, the target may be a ship, but the shape of a ship is also three-dimensional like an aircraft. As seen from the
Therefore, the pulse waveform of the composite wave (pulse reception wave) of the reflected waves that return to the pulse radar device after being reflected by the target is not the same shape as the pulse transmission wave radiated from the pulse radar device. A pulse waveform is formed by overlapping a plurality of reflected waves that are shifted in time by the length in the range direction of the object.
When attention is paid to the rising portion of the pulse reception wave, the rise time of the pulse reception wave is longer than that of the pulse transmission wave, and the pulse reception wave becomes gentle.
For example, in the case of a target having a length of 30 m in the range direction of the pulse radar device, a pulse delay of about 0.2 μsec occurs.
なお、パルスレーダ装置に対して、航空機(目標物)の胴体が垂直に位置している場合、図4に示すように、航空機の胴体部分で反射する反射波E、航空機の両翼で反射する反射波D,Fなどがあるが、航空機の両翼で反射する反射波D,Fは、胴体部分で反射する反射波Eと比べて非常に小さいため、目標物に反射してパルスレーダ装置に戻ってくる複数の反射波の合成波は、パルスレーダ装置から放射されたパルス送信波と類似しているパルス波形になる。
図7は各々の表面で反射する反射波及び合成波を示す説明図である。
When the aircraft (target) fuselage is positioned vertically with respect to the pulse radar device, as shown in FIG. 4, the reflected wave E reflected by the aircraft fuselage and the reflection reflected by both wings of the aircraft are shown. There are waves D, F, etc., but the reflected waves D, F reflected by both wings of the aircraft are much smaller than the reflected waves E reflected by the fuselage, so they are reflected by the target and returned to the pulse radar device. The combined wave of the plurality of reflected waves has a pulse waveform similar to the pulse transmission wave radiated from the pulse radar device.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing reflected waves and synthesized waves reflected on each surface.
一方、欺瞞妨害装置は、通常、パルスレーダ装置から放射されたパルス送信波を受信機で受信し、その受信機の受信波を増幅して、遅延や変調等の処理を実施した後、その受信波と同じパルス波形の欺瞞妨害波をパルスレーダ装置に向けて送信する。
図8は欺瞞妨害装置から送信される欺瞞妨害波のパルス波形の一例を示す説明図であり、欺瞞妨害波のパルス波形は、図5に示すパルス送信波と類似した形状となる。
On the other hand, a fraud jamming device normally receives a pulse transmission wave radiated from a pulse radar device by a receiver, amplifies the reception wave of the receiver, performs processing such as delay and modulation, and then receives the received signal. The deceiving interference wave having the same pulse waveform as the wave is transmitted to the pulse radar device.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a pulse waveform of a fraud interference wave transmitted from a fraud jamming apparatus, and the pulse waveform of the fraud jamming wave has a shape similar to that of the pulse transmission wave shown in FIG.
送受切換器2は、アンテナ3が目標物に反射されて戻ってきている合成波であるパルス受信波を受信すると(パルス受信波が欺瞞妨害波である可能性もある)、そのパルス受信波をIF変換器5に出力する(図2のステップST1)。
IF変換器5は、送受切換器2からパルス受信波を受けると、そのパルス受信波の周波数を高周波帯から中間周波数帯に変換し、周波数変換後の信号であるIF変調波(中間周波数帯域の信号)を受信信号検出部6,11に出力する(ステップST2)。
When the transmission /
When receiving a pulse reception wave from the transmission /
第1の受信信号検出部6は、IF変換器5からIF変調波を受けると、そのIF変調波の包絡線を検波し、その包絡線が示すパルス波形を圧縮してパルス振幅を大きくし、振幅増幅後のパルス波形を第1の反射波抽出器14に出力する(ステップST3)。
即ち、第1の受信信号検出部6の中間周波増幅器7は、マッチドフィルタの働きを有しており、IF変換器5からIF変調波を受けると、そのIF変調波のS/N比を最大にして、S/N比が最大のIF変調波を検波器8に出力する。
When receiving the IF modulated wave from the IF converter 5, the first received signal detector 6 detects the envelope of the IF modulated wave, compresses the pulse waveform indicated by the envelope, and increases the pulse amplitude. The pulse waveform after amplitude amplification is output to the first reflected wave extractor 14 (step ST3).
That is, the intermediate frequency amplifier 7 of the first received signal detector 6 has a function of a matched filter. When receiving the IF modulated wave from the IF converter 5, the S / N ratio of the IF modulated wave is maximized. Then, the IF modulated wave having the maximum S / N ratio is output to the detector 8.
検波器8は、中間周波増幅器7からS/N比が最大のIF変調波を受けると、そのIF変調波の包絡線を検波する。
パルス圧縮器9は、アンテナ3が微弱なパルス受信波を受信している場合でも、目標物の探知を可能にするために、その包絡線が示すパルス波形を圧縮してパルス振幅を大きくし、振幅増幅後のパルス波形をA/D変換器10に出力する。
A/D変換器10は、パルス圧縮器9からパルス波形を受けると、そのパルス波形をアナログ信号からデジタル信号に変換し、そのデジタル信号を第1の反射波抽出器14に出力する。
When receiving the IF modulated wave having the maximum S / N ratio from the intermediate frequency amplifier 7, the detector 8 detects the envelope of the IF modulated wave.
The pulse compressor 9 increases the pulse amplitude by compressing the pulse waveform indicated by the envelope in order to enable detection of a target even when the
Upon receiving the pulse waveform from the pulse compressor 9, the A /
第2の受信信号検出部11は、IF変換器5からIF変調波を受けると、高速A/D変換器12を用いて、そのIF変調波をサンプリングして、アンテナ3により受信されたパルス受信波のパルス波形を検出する(ステップST4)。
即ち、第2の受信信号検出部11の高速A/D変換器12は、パルス受信波のパルス波形を忠実に再現可能な間隔で、IF変換器5から出力されたIF変調波をサンプリングして(例えば、パルス送信波のパルス周波数の2倍以上のサンプリングレートで、IF変換器5から出力されたIF変調波をサンプリングする)、アナログ信号であるIF変調波をデジタル信号に変換することで、そのIF変調波のパルス波形を示す波形データをメモリ13に記録する。
When receiving the IF modulated wave from the IF converter 5, the second received signal detection unit 11 uses the high-speed A /
That is, the high-speed A /
第1の反射波抽出器14は、第2の受信信号検出部11のメモリ13に記録されている波形データを参照して、アンテナ3により受信されたパルス受信波の立ち上がり時間T1及びドループdr1を特定する(ステップST5)。
ここで、図9はパルス受信波の立ち上がり時間及びドループを示す説明図である。
パルス受信波の「立ち上がり時間」は、パルス受信波が立ち上がるのに要する時間である。
The first reflected
Here, FIG. 9 is an explanatory diagram showing the rise time and droop of the received pulse wave.
The “rise time” of the pulse reception wave is the time required for the pulse reception wave to rise.
パルス受信波は、立ち上がり後にオーバーシュートが発生し、その後、出力パワーを維持することができないために、出力パワーが低下するドループ現象が発生する。
「ドループ」は、送信機1がパルス送信波を出力する際にパワーを維持することができないために発生するパワーの低下率を示すものである。
第1の反射波抽出器14では、パルス受信波のドループを特定する際、オーバーシュートの歪みに影響されないようにするために、パルス受信波の最初の25%と最後の25%を除いて、ドループを特定するようにする。
即ち、残りの50%部分を例えば最小二乗法によって直線近似して、ドループ測定部分における最大振幅からの低下率を測定することで、ドループを特定する。
In the pulse reception wave, an overshoot occurs after rising, and the output power cannot be maintained thereafter, so that a droop phenomenon in which the output power decreases occurs.
The “droop” indicates a rate of power reduction that occurs because the transmitter 1 cannot maintain power when outputting a pulse transmission wave.
The first reflected
That is, the remaining 50% portion is linearly approximated by, for example, the least square method, and the droop is specified by measuring the rate of decrease from the maximum amplitude in the droop measurement portion.
第1の反射波抽出器14は、アンテナ3により受信されたパルス受信波の立ち上がり時間T1とドループdr1を特定すると、パルス受信波の立ち上がり時間T1とパルス送信波の立ち上がり時間T2を比較する。
ここでは、パルス送信波の立ち上がり時間T2とドループdr2は、既知であることを想定しているが、送信機1がパルス送信波を発信する際、例えば、方向性結合器を用いて、そのパルス送信波の一部を第2の受信信号検出部11に与え、第1の反射波抽出器14が、第2の受信信号検出部11のメモリ13に記録されている波形データを参照して、そのパルス送信波の立ち上がり時間T2及びドループdr2を特定するようにしてもよい。
When the first reflected
Here, it is assumed that the rise time T2 and the droop dr2 of the pulse transmission wave are known, but when the transmitter 1 transmits the pulse transmission wave, the pulse is transmitted using, for example, a directional coupler. A part of the transmission wave is given to the second received signal detector 11, and the first reflected
パルスレーダ装置に対して、航空機(目標物)が斜め方向に位置している場合、上述したように、パルスレーダ装置のアンテナ3から見て、目標物の各表面までの距離に違いがあるために、そのパルス受信波の立ち上がり時間がパルス送信波の立ち上がり時間と比べて長くなる。欺瞞妨害波は、パルス送信波を受信して、その受信波をそのまま増幅して送信するものであるため、そのパルス送信波と同様に、立ち上がり時間が短い。
そこで、第1の反射波抽出器14は、パルス受信波の立ち上がり時間T1がパルス送信波の立ち上がり時間T2より長い場合(ステップST6;YES)、そのパルス受信波が目標物の反射波であると識別し、第1の受信信号検出部6から出力されたパルス波形を信号処理器16に出力する(ステップST7)。
When the aircraft (target) is located in an oblique direction with respect to the pulse radar device, as described above, there is a difference in distance to each surface of the target when viewed from the
Therefore, when the rise time T1 of the pulse reception wave is longer than the rise time T2 of the pulse transmission wave (step ST6; YES), the first reflected
第1の反射波抽出器14は、パルス受信波の立ち上がり時間T1がパルス送信波の立ち上がり時間T2と同程度で短い場合(ステップST6;NO)、そのパルス受信波のドループdr1とパルス送信波のドループdr2を比較する。
第1の反射波抽出器14は、そのパルス受信波のドループdr1がパルス送信波のドループdr2より大きい場合(ステップST8;NO)、送信機1と異なる送信機から送信されたパルス波であることが想定されるため、そのパルス受信波が欺瞞妨害波であると識別する(ステップST9)。
この場合、第1の受信信号検出部6から出力されたパルス波形は、目標物の探知には使用されない。
When the rise time T1 of the pulse reception wave is approximately the same as the rise time T2 of the pulse transmission wave and is short (step ST6; NO), the first reflected
When the droop dr1 of the pulse reception wave is larger than the droop dr2 of the pulse transmission wave (step ST8; NO), the first reflected
In this case, the pulse waveform output from the first received signal detector 6 is not used for detecting the target.
第1の反射波抽出器14は、そのパルス受信波のドループdr1がパルス送信波のドループdr2より小さい場合(ステップST8;YES)、そのパルス受信波が目標物の反射波である可能性があるため、そのパルス受信波が欺瞞妨害波であると識別せずに、そのパルス受信波の識別を第2の反射波抽出器15に委ねる。
パルス受信波が目標物の反射波である場合、マルチパスの影響でパルス受信波の後半部分が重なったために、パルス受信波のドループdr1がパルス送信波のドループdr2より小さくなることがある。
When the droop dr1 of the pulse reception wave is smaller than the droop dr2 of the pulse transmission wave (step ST8; YES), the first reflected
When the pulse reception wave is a reflected wave of the target, the droop dr1 of the pulse reception wave may be smaller than the droop dr2 of the pulse transmission wave because the latter half of the pulse reception wave overlaps due to multipath.
ただし、第1の反射波抽出器14は、パルス受信波において、立ち上がり時間内に複数のオーバーシュートが発生している場合、目標物の各々の表面で反射された反射波の合成波である可能性が高いため、そのパルス受信波が目標物の反射波であると識別し、第1の受信信号検出部6から出力されたパルス波形を信号処理器16に出力する。
また、第1の反射波抽出器14は、第1の受信信号検出部6によりパルス波形が検出されているが、第2の受信信号検出部11によりパルス波形が検出されていない場合も、そのパルス受信波が目標物の反射波であると識別し、第1の受信信号検出部6から出力されたパルス波形を信号処理器16に出力する。
However, the first reflected
Further, the first reflected
第1の受信信号検出部6がパルス圧縮を行うことで、ようやく探知できるレベルのパルス受信波は、圧縮前においては、パルス形状を確認できるほどの振幅がないため、第2の受信信号検出部11では、パルス波形を検出することができない。
しかし、実際の運用では、パルスレーダ装置が確実に受信可能な強さで、欺瞞妨害装置が欺瞞妨害波を送信してくると考えられ、パルス圧縮が必要となる程度の欺瞞妨害波を送信してくることは運用上ほとんどない。
仮に、パルス圧縮が必要となる程度の欺瞞妨害波を送信してきても、遠距離からの妨害であれば、危険度が小さいため、目標物の反射波として扱っても差し支えない。
Since the first received signal detector 6 performs pulse compression, the pulse received wave at a level that can finally be detected does not have an amplitude enough to confirm the pulse shape before compression, and therefore the second received signal detector 11 cannot detect a pulse waveform.
However, in actual operation, it is considered that the deceiving jammer transmits a fraud jamming wave with a strength that can be reliably received by the pulse radar device, and transmits a fraud jamming wave that requires pulse compression. There is almost no operation.
Even if a fraudulent interference wave that requires pulse compression is transmitted, if it is an interference from a long distance, the risk is small, so it can be handled as a reflected wave of the target.
第2の反射波抽出器15は、第1の反射波抽出器14からパルス受信波の識別を委ねられた場合、即ち、パルス受信波の立ち上がり時間T1がパルス送信波の立ち上がり時間T2と同程度で短く、かつ、そのパルス受信波のドループdr1がパルス送信波のドループdr2より小さい場合、そのパルス受信波とパルス送信波における立ち上がり部分の相互相関処理を実施して類似性を判定する。マルチパスによる波形崩れを考慮して、立ち下がり部分は相互相関処理に含めない。
パルス受信波とパルス送信波における立ち上がり部分の相互相関処理は、立ち上がり部分の類似性を判定することができるものであれば、特に限定するものではないが、例えば、パルス受信波の立ち上がり部分とパルス送信波の立ち上がり部分とをFFT処理し、パルス受信波の立ち上がり部分のFFT結果とパルス送信波の立ち上がり部分のFFT結果とを比較することで、立ち上がり部分の類似性を判定することができる。
When the second reflected wave extractor 15 is entrusted with the identification of the pulse reception wave from the first reflected
The cross-correlation processing of the rising part of the pulse reception wave and the pulse transmission wave is not particularly limited as long as the similarity of the rising part can be determined, but for example, the rising part of the pulse reception wave and the pulse By performing FFT processing on the rising portion of the transmission wave and comparing the FFT result of the rising portion of the pulse reception wave with the FFT result of the rising portion of the pulse transmission wave, the similarity of the rising portion can be determined.
第2の反射波抽出器15は、立ち上がり部分の相関が取れており(例えば、相互相関処理の処理結果を示す相関度が所定の閾値より大きい場合)、立ち上がり部分が似ていることが認められれば(ステップST10;YES)、そのパルス受信波が目標物の反射波であると識別して、第1の受信信号検出部6から出力されたパルス波形を信号処理器16に出力する(ステップST7)。
一方、立ち上がり部分が似ていることが認められなければ(ステップST10;NO)、そのパルス受信波が欺瞞妨害波であると識別する処理を実施する(ステップST9)。
この場合、第1の受信信号検出部6から出力されたパルス波形は、目標物の探知には使用されない。
なお、TWT、クライストロンなどの送信機には、送信機が意図しない立ち上がり、立ち下がり、ドループなど、送信機固有の特性が含まれているため、立ち上がり部分の相互相関処理を実施することで、パルスレーダ装置から送信されたパルス送信波の反射波であるのか、欺瞞妨害装置から送信された欺瞞妨害波であるのかを識別することができる。
In the second reflected wave extractor 15, the rising portion is correlated (for example, when the correlation indicating the processing result of the cross-correlation processing is larger than a predetermined threshold value), and it is recognized that the rising portions are similar. If this is the case (step ST10; YES), the received pulse wave is identified as a reflected wave of the target, and the pulse waveform output from the first received signal detector 6 is output to the signal processor 16 (step ST7). ).
On the other hand, if it is not recognized that the rising portions are similar (step ST10; NO), a process of identifying that the pulse reception wave is a deception jamming wave is performed (step ST9).
In this case, the pulse waveform output from the first received signal detector 6 is not used for detecting the target.
Note that transmitters such as TWT and klystron include characteristics unique to the transmitter such as rising, falling, and droop that are not intended by the transmitter. It is possible to identify whether it is a reflected wave of the pulse transmission wave transmitted from the radar device or a deception jamming wave transmitted from the deception jamming device.
信号処理器16は、第1の反射波抽出器14又は第2の反射波抽出器15によりパルス受信波が目標物の反射波であると識別されて、第1の受信信号検出部6から出力されたパルス波形を受けると、そのパルス波形に含まれているクラッタなどの不要な成分を除去するなどの信号処理を実施する。この信号処理自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
測定処理器17は、信号処理器16による信号処理後のパルス波形に基づいて目標物までの距離及び目標物の方位を測定する。この測定処理自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
The
The
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、アンテナ3から空間に放射されたパルス送信波のパルス周波数よりサンプリングレートが高い高速A/D変換器12を用いて、アンテナ3により受信されたパルス受信波をサンプリングして、そのパルス受信波のパルス波形を検出する第2の受信信号検出部11を設け、反射波抽出器14,15が、第2の受信信号検出部11により検出されたパルス波形からパルス受信波の立ち上がり時間T1及びドループdr1を特定し、そのパルス受信波の立ち上がり時間T1及びドループdr1とパルス送信波の立ち上がり時間T2及びドループdr2を比較することで、そのパルス受信波が目標物の反射波であるのか、欺瞞妨害波であるのかを識別するように構成したので、アンテナ3により受信されたパルス受信波が目標物の反射波であるのか、欺瞞妨害波であるのかを正確に識別することができる効果を奏する。
As is apparent from the above, according to the first embodiment, reception is performed by the
実施の形態2.
上記実施の形態1では、第1の反射波抽出器14又は第2の反射波抽出器15によりパルス受信波が欺瞞妨害波であると識別された場合、第1の受信信号検出部6から出力されたパルス波形が目標物の探知には使用されないものを示したが、その欺瞞妨害波を送信している欺瞞妨害装置を特定するようにしてもよい。
In Embodiment 1 described above, when the first reflected
この場合、既知の欺瞞妨害装置が送信する欺瞞妨害波の特徴を特定し(例えば、欺瞞妨害波の立ち上がり、立ち下がり、ドループなどの送信機固有の特性)、その特徴を示す特徴データと当該欺瞞妨害装置の対応関係を記録しているデータベースを用意する。
そして、第1の反射波抽出器14又は第2の反射波抽出器15によりパルス受信波が欺瞞妨害波であると識別された場合、図示せぬ妨害装置検索手段が、そのパルス受信波の特徴を特定し、そのパルス受信波の特徴を示す特徴データと、そのデータベースに記録されている特徴データとを照合する。
妨害装置検索手段は、そのデータベースに記録されている特徴データの中に、そのパルス受信波の特徴を示す特徴データと一致する特徴データがあれば、その特徴データに対応する欺瞞妨害装置が、その欺瞞妨害波の送信源であると特定する。
この実施の形態2によれば、上記実施の形態1と同様の効果を奏する他に、欺瞞妨害波の送信源を特定することができる効果を奏する。
In this case, the characteristics of the deceptive jamming wave transmitted by a known fraud jamming device are identified (for example, characteristics unique to the transmitter such as rising, falling, and droop of the fraud jamming wave), and feature data indicating the characteristics and the fraud Prepare a database that records the correspondence of jamming devices.
When the first reflected
If the feature data recorded in the database includes feature data that matches the feature data indicating the feature of the received pulse wave, the jamming device search means selects the deceptive jammer that corresponds to the feature data. Identifies the source of fraud interference.
According to the second embodiment, in addition to the same effects as those of the first embodiment, there is an effect that the transmission source of the fraud interference wave can be specified.
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
1 送信機(パルス波送受信手段)、2 送受切換器(パルス波送受信手段)、3 アンテナ(パルス波送受信手段)、4 レーダ受信機、5 IF変換器(パルス波送受信手段)、6 第1の受信信号検出部(パルス受信波検波手段)、7 中間周波増幅器、8 検波器、9 パルス圧縮器、10 A/D変換器、11 第2の受信信号検出部(パルス波形検出手段)、12 高速A/D変換器(アナログ/デジタル変換器)、13 メモリ、14 第1の反射波抽出器(受信波識別手段)、15 第2の反射波抽出器(受信波識別手段)、16 信号処理器、17 測定処理器(測定手段)、101 送信機、102 送受切換器、103 アンテナ、104 IF変換器、105 中間周波増幅器、106 検波器、107 パルス圧縮器、108 A/D変換器、109 信号処理器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmitter (pulse wave transmission / reception means), 2 Transmission / reception switcher (pulse wave transmission / reception means), 3 Antenna (pulse wave transmission / reception means), 4 Radar receiver, 5 IF converter (pulse wave transmission / reception means), 6 1st Received signal detector (pulse received wave detecting means), 7 intermediate frequency amplifier, 8 detector, 9 pulse compressor, 10 A / D converter, 11 second received signal detector (pulse waveform detecting means), 12 high speed A / D converter (analog / digital converter), 13 memory, 14 first reflected wave extractor (received wave identifying means), 15 second reflected wave extractor (received wave identifying means), 16 signal processor , 17 Measurement processor (measuring means), 101 transmitter, 102 transmission / reception switch, 103 antenna, 104 IF converter, 105 intermediate frequency amplifier, 106 detector, 107 pulse compressor, 108 A D converter, 109 a signal processor.
Claims (7)
上記受信波識別手段は、上記パルス受信波が上記目標物の反射波であると識別する場合、上記パルス受信波検波手段から出力されたパルス波形をパルスレーダ装置における目標物の測定手段に出力することを特徴とする請求項1または請求項2記載のレーダ受信機。 Detecting a pulse reception wave received by the pulse wave transmission / reception means, compressing a pulse waveform indicated by the detection result to increase a pulse amplitude, and providing a pulse reception wave detection means for outputting a pulse waveform after amplitude amplification;
The received wave identifying means outputs the pulse waveform output from the pulse received wave detecting means to the target measuring means in the pulse radar device when the pulse received wave is identified as a reflected wave of the target. The radar receiver according to claim 1 or 2, wherein
上記受信波識別手段により欺瞞妨害波であると識別されたパルス受信波の立ち上がり、立ち下がり又はドループを示す特徴データを抽出し、上記データベースから上記パルス受信波の特徴データに対応する妨害装置を検索する妨害装置検索手段を設けたことを特徴とする請求項1記載のレーダ受信機。 When there is a database that records the correspondence between the characteristic data indicating the rise, fall, or droop of deceptive jamming waves transmitted by a known jamming device and the jamming device,
Extract feature data indicating rising, falling, or droop of a pulse reception wave identified as a fraudulent interference wave by the reception wave identification means, and search the database for a disturbance device corresponding to the feature data of the pulse reception wave. radar receiver according to claim 1, characterized in that a jamming device search means for.
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