JP5971993B2 - Reflector, radar apparatus, and radar system - Google Patents
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Description
本発明は、リフレクタ、レーダ装置、及びレーダシステムに関し、特に放射したパルス信号が物標で反射されて受信した受信信号から物標の識別情報(ID)を検出することを可能とするためのリフレクタ、レーダ装置、及びレーダシステムに関するものである。 The present invention relates to a reflector, a radar apparatus, and a radar system, and more particularly, a reflector for enabling identification information (ID) of a target to be detected from a received signal obtained by reflecting a radiated pulse signal by the target. , A radar apparatus, and a radar system.
レーザ、電波、あるいは超音波等の送信信号を放射し、人や車等の移動体(物標)で反射された反射波を受信して処理することにより、当該物標の位置情報を検知する移動体検知センサとしてのレーダ装置が、従来より広く知られている。このようなレーダ装置は、物標で反射された反射波を受信するだけであることから、1次レーダ方式(パッシブ方式)のレーダ装置と呼ばれる。レーダ装置で検知される物標の位置情報として、レーダ装置から物標までの距離、レーダ装置から見た物標の相対速度、レーダ装置から送信信号を放射する正面方向から見た物標の方位角、等がある。 Detects position information of a target by emitting a transmission signal such as a laser, radio wave, or ultrasonic wave and receiving and processing a reflected wave reflected by a moving object (target) such as a person or a car. A radar device as a moving body detection sensor has been widely known. Since such a radar apparatus only receives a reflected wave reflected by a target, it is called a primary radar system (passive system) radar apparatus. As the position information of the target detected by the radar device, the distance from the radar device to the target, the relative speed of the target viewed from the radar device, the direction of the target viewed from the front direction where the transmission signal is emitted from the radar device There are horns, etc.
上記のようなレーダ装置では、物標の位置情報を検知することが可能であるが、複数の物標を個別に識別するための識別情報(ID情報)を取得することはできない。物標毎のID情報を取得するためには、例えば物標が通信手段を有してレーダ装置との間で双方向通信を行えるようにする必要がある。このような双方向通信を兼ね備えたレーダ方式は、2次レーダ方式(アクティブ方式)と呼ばれる。 The radar apparatus as described above can detect position information of a target, but cannot acquire identification information (ID information) for individually identifying a plurality of targets. In order to acquire ID information for each target, for example, the target needs to have communication means so that bidirectional communication can be performed with the radar apparatus. A radar system having such two-way communication is called a secondary radar system (active system).
物標の位置情報を検知する1次レーダ方式では、例えば24.125GHz帯の信号を放射して位置情報の検知を行うことができるが、このような1次レーダ方式に用いられる周波数帯の電波は、通信用に用いることができない。また、物標との双方向通信には、例えば2.4GHz帯の電波を用いることができるが、この帯域の電波は1次レーダ方式の位置情報検知に用いることはできない。そのため、物標の位置情報とID情報の両方を検知する2次レーダ方式では、1次レーダ方式のレーダ装置に双方向通信手段を追加して持たせる必要がある。 In a primary radar system that detects position information of a target, for example, a position signal can be detected by emitting a signal in the 24.125 GHz band. However, radio waves in the frequency band used in such a primary radar system can be detected. Cannot be used for communication. In addition, for example, 2.4 GHz band radio waves can be used for bidirectional communication with the target, but radio waves in this band cannot be used for primary radar position information detection. Therefore, in the secondary radar system that detects both the position information of the target and the ID information, it is necessary to add a bidirectional communication means to the radar apparatus of the primary radar system.
2次レーダ方式のレーダ装置を備える移動体として、航空機が知られている。例えば、非特許文献1には、航空機の2次監視レーダ(SSR:Secondary Surveillance Radar)を用いてID情報を取得する方法が記載されている。非特許文献1の記載によれば、レーダによるエコーだけでは、航空機の敵味方、あるいは種別、特定の航空機の識別及び飛行高度等の情報を得ることは困難である。そこで、地上から符号パルスを電波にのせて送信してやり、機上ではこれに応答して、特定パルスを電波で送り返し、これを地上で受信・解読することにより識別することができる、とされている。空港監視レーダ(ASR)では、1次監視レーダの使用周波数(2.8GHz)とは別の周波数帯に2次監視レーダ用の通信周波数を設けている(質問用1.036GHz/返答用1.09GHz)。そのため、航空機には質問パルスを受信し、自航空機の情報を再送信するための通信機が必要となる。
An aircraft is known as a moving object including a secondary radar type radar device. For example, Non-Patent
また、特許文献1には、航空管制官に空港の地上の乗物位置及び空港の地上で検知した各乗物のIDを示す状況把握データを提供する技術が開示されている。空港の地上で運用されることの多い航空機、牽引車、除雪車及び他の乗物にトランスポンダを搭載させることによって、地上レーダ監視システムへターゲットID情報を提供する構成となっている。特許文献1に記載の技術でも、非特許文献1と同様に別途通信機が必要となる。
上記説明のように、従来のレーダ装置では、対象の物標のID情報を取得するために、レーダ装置からの送信信号を対象の物標の受信機で受信し、それを受けて再度信号を生成し、必要な情報を変調して再送信するアクティブ方式を採用している。そのため、発振器・逓倍器・フィルタ等々の送受信デバイス等を使用した通信機が必要とり、回路規模が大きくなり高コストになるといった問題があった。また、対象の物標側にて電波を生成して再送信する方式であるため、電波法にて再送信が認められる帯域の電波しか用いることができず、適用可能な分野が極めて限られていた。 As described above, in the conventional radar apparatus, in order to obtain the ID information of the target object, the transmission signal from the radar apparatus is received by the receiver of the target object, and the signal is received again in response thereto. An active method is employed in which necessary information is modulated and retransmitted. For this reason, a communication device using transmission / reception devices such as an oscillator, a multiplier, a filter and the like is required, and there is a problem that the circuit scale increases and the cost increases. In addition, because it is a method of generating and retransmitting radio waves on the target target side, only radio waves in the band allowed to be retransmitted by the Radio Law can be used, and applicable fields are extremely limited. It was.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で送信信号の反射波から物標の識別情報(ID情報)を検出することを可能にする低コストのリフレクタ、レーダ装置、及びレーダシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a low-cost reflector, a radar apparatus, and the like that enable detection of target identification information (ID information) from a reflected wave of a transmission signal with a simple configuration. And a radar system.
上記課題を解決するため、本発明のリフレクタの第1の態様は、レーダ装置で検知される物標に配置され前記レーダ装置から放射された送信信号を反射させるリフレクタであって、反射させた反射波の振幅を固有のパターンで時間変化させる固有情報付与手段を備え、前記固有情報付与手段は、入射した前記送信信号の一部を反射しその他を透過させる第1の反射板と、前記第1の反射板の反射面と反対側の前記第1の反射板と重なる位置に平行に配置されて入射した前記送信信号をすべて反射する第2の反射板と、前記第1の反射板と前記第2の反射部との間隔を変化させる動力部と、を有し、前記送信信号の自由空間波長をλとするとき、前記動力部は、前記固有のパターンで前記間隔をλ/4と0とに交互に変化させることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a first aspect of the reflector of the present invention is a reflector that reflects a transmission signal that is arranged on a target detected by a radar device and that is radiated from the radar device. Specific information providing means for changing the amplitude of the wave with a unique pattern over time , wherein the specific information providing means reflects a part of the incident transmission signal and transmits the others, and the first A second reflecting plate that is arranged in parallel to the position overlapping the first reflecting plate on the side opposite to the reflecting surface of the reflecting plate and reflects all the transmitted signals that have entered, the first reflecting plate, and the first reflecting plate And a power unit that changes the interval between the two reflection units, and when the free space wavelength of the transmission signal is λ, the power unit sets the interval to λ / 4 and 0 in the unique pattern. It is characterized by alternately changing .
本発明のリフレクタの他の態様は、前記第1の反射板は、入射した前記送信信号の一部を反射する反射部と、当該第1の反射板の前記反射部以外の部分を切除することにより開口を形成して前記送信信号のその他を前記第2の反射板まで透過させる透過部と、を有していることを特徴とする。 In another aspect of the reflector of the present invention, the first reflecting plate is configured to cut off a portion other than the reflecting portion of the first reflecting plate that reflects a part of the incident transmission signal. And a transmission part for transmitting other of the transmission signal to the second reflection plate.
本発明のリフレクタの他の態様は、前記第1の反射板は、入射した前記送信信号の一部を反射しその他を前記第2の反射板まで透過させるメッシュフィルタの構造を有していることを特徴とする。 In another aspect of the reflector of the present invention, the first reflector has a mesh filter structure that reflects part of the incident transmission signal and transmits the other part to the second reflector. It is characterized by.
本発明のリフレクタの他の態様は、レーダ装置で検知される物標に配置され前記レーダ装置から放射された送信信号を反射させるリフレクタであって、反射させた反射波の振幅を固有のパターンで時間変化させる固有情報付与手段を備え、前記固有情報付与手段は、入射した前記送信信号の偏波方向と一致するときに前記送信信号の一部を反射してその他を透過させ、前記偏波方向から略90°回転しているときは全反射させる略円形状の第1の反射板と、前記第1の反射板の反射面と反対側に所定の間隔を設けて同心円状に平行に配置されて入射した前記送信信号をすべて反射する略円形状の第2の反射板と、前記第1の反射板を回転させる動力部と、を備え、前記送信信号の自由空間波長をλとするとき、前記間隔はλ/4に略等しく、前記動力部は、前記固有のパターンで前記第1の反射板を前記送信信号の偏波方向に一致する回転角と該回転角に略90°だけ回転させた別の回転角とに交互に回転させることを特徴とする。
本発明のリフレクタの他の態様は、前記物標のレーダ散乱断面積以上の大きさのレーダ散乱断面積を有していることを特徴とする。
Another aspect of the reflector of the present invention is a reflector that is arranged on a target detected by a radar device and reflects a transmission signal emitted from the radar device, and the amplitude of the reflected wave reflected is a unique pattern. Unique information providing means for changing the time, wherein the unique information providing means reflects part of the transmission signal when it coincides with the polarization direction of the incident transmission signal and transmits the other, and the polarization direction A first reflecting plate having a substantially circular shape that is totally reflected when rotated by approximately 90 ° from the first reflecting plate, and a concentric and parallel arrangement with a predetermined interval on the opposite side of the reflecting surface of the first reflecting plate. A substantially circular second reflector that reflects all of the transmission signal incident thereon, and a power unit that rotates the first reflector, and when the free space wavelength of the transmission signal is λ, The spacing is approximately equal to λ / 4 and the front Power unit is rotated alternately the previous SL-specific pattern first reflector and another rotation angle is rotated by substantially 90 ° to the rotation angle and the rotation angle that matches the polarization direction of the transmission signal It is characterized by making it.
Another aspect of the reflector of the present invention is characterized in that the reflector has a radar scattering cross section larger than a radar scattering cross section of the target.
本発明のレーダ装置の第1の態様は、送信信号を生成する送信部と、前記送信信号から前記送信信号を入力して空間に放射する送信アンテナと、前記送信信号が物標で反射された反射波を受信する受信アンテナと、受信した前記反射波を処理して観測データを取得する受信部と、前記観測データを入力して前記物標の位置情報を検知する制御演算部と、を備えるレーダ装置であって、前記制御演算部は、さらに、前記観測データに含まれる前記反射波の振幅の時間変化をトラッキングして前記物標の識別情報を検出するID・トラッキング演算部を備え、上述した本発明のいずれか1つの態様のリフレクタからの前記反射波を前記受信アンテナで受信すると、前記ID・トラッキング演算部は、前記振幅の時間変化から前記リフレクタで付与された前記固有のパターンを検知し、前記固有のパターンから前記物標の識別情報を検出することを特徴とする。 According to a first aspect of the radar apparatus of the present invention, a transmission unit that generates a transmission signal, a transmission antenna that inputs the transmission signal from the transmission signal and radiates it in space, and the transmission signal is reflected by a target A receiving antenna that receives a reflected wave; a receiving unit that processes the received reflected wave to acquire observation data; and a control calculation unit that receives the observation data and detects position information of the target. the radar device, the control arithmetic unit further comprises a ID · tracking calculating unit to track the time variation of the amplitude of the reflected wave included in the observation data to detect the identification information of the target object, above When the said reflected wave from the reflector of any one aspect of the present invention is received by the receiving antenna, the ID · tracking operation unit, assigned by the reflector from the time variation of the amplitude It detects the previous SL-specific pattern, and detecting the identification information of the target object from the previous SL-specific pattern.
本発明のレーダ装置の他の態様は、前記ID・トラッキング演算部は、前記固有の周期または前記固有のパターンと前記物標の識別情報との対応表を有しており、前記対応表を用いて前記固有の周期または前記固有のパターンから前記物標の識別情報を取得することを特徴とする。 In another aspect of the radar apparatus of the present invention, the ID / tracking calculation unit has a correspondence table between the unique period or the unique pattern and the target identification information, and uses the correspondence table. The identification information of the target is acquired from the unique period or the unique pattern.
本発明のレーダシステムの第1の態様は、上述した本発明のいずれか1つの態様のリフレクタと、上述した本発明のいずれか1つの態様のレーダ装置と、を備えることを特徴とする。
A first aspect of a radar system according to the present invention is characterized by including the reflector according to any one aspect of the present invention described above and the radar apparatus according to any one aspect of the present invention described above .
本発明によれば、簡単な構成で送信信号の反射波から物標の識別情報(ID情報)を検出することを可能にする低コストのリフレクタ、レーダ装置、及びレーダシステムを提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a low-cost reflector, a radar apparatus, and a radar system that can detect target identification information (ID information) from a reflected wave of a transmission signal with a simple configuration. It becomes.
本発明の好ましい実施の形態におけるリフレクタ、レーダ装置、及びレーダシステムについて、図面を参照して詳細に説明する。同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。 A reflector, a radar device, and a radar system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Each component having the same function is denoted by the same reference numeral for simplification of illustration and description.
(第1実施形態)
本発明の第1の実施の形態に係るレーダ装置及びレーダシステムを、図1を用いて以下に説明する。図1は、本実施形態のレーダ装置100及びレーダシステム1の構成を示すブロック図である。図1において、レーダ装置100は、パルス状の送信信号を生成する送信部110と、送信部110で生成された送信信号を空間に放射する送信アンテナ01と、送信アンテナ101から放射された送信信号が物標(対象物)で反射された反射波を受信する受信アンテナ102、103と、受信アンテナ102、103から受信信号を入力して処理する受信部120と、受信部120で処理された信号を入力して物標の位置情報等を検知する制御演算部130と、を備えている。
(First embodiment)
A radar apparatus and a radar system according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a
本実施形態のレーダ装置100は、コヒーレントパルス式レーダの構成を有しており、受信部120は、2系列の受信アンテナ102、103から入力した受信信号を位相モノパルス方式で処理して物標の位置情報を検知する。受信部120は、2系列の受信信号をもとに和信号及び差信号を生成するハイブリッド部121と、ハイブリッド部121から和信号・差信号を入力して距離ごとの信号を切り出すスイッチ122と、スイッチ122から入力した距離ごとの信号を処理して所定の検知範囲の観測データを取得する受信処理部123と、を備えている。
The
制御演算部130は、受信処理部123から観測データを入力して物標の位置情報を検知する距離演算部131、相対速度演算部132、および角度演算部133を備えている。距離演算部131は、観測データをもとに物標までの距離を検知する。また、相対速度演算部132は、観測データをもとに物標の相対速度を検知する。さらに、角度演算部133は、観測データをもとに物標の方位角を検知する。本実施形態のレーダ装置100は、物標の位置情報として、物標までの距離、物標の相対速度及び物標の方位角を検知する構成を有しているが、これに限定されず、例えば距離演算部131のみを備えて物標までの距離のみを検知するように構成されていてもよい。
The
また、制御演算部130は送信部110及び受信部120の制御を行っており、それぞれの制御部として送信制御部134及び受信制御部135を備えている。送信制御部134は、送信部110に対し送信信号を所定のタイミングで生成するように制御している。また、受信制御部135は、送信制御部134から送信信号の生成タイミングを入力し、これを基準に受信信号から所定の検知範囲の信号を順次切り出すようにスイッチ122を制御している。
In addition, the
本実施形態のレーダ装置100及びレーダシステム1は、物標を検知してその位置情報を取得するとともに、検知した物標の識別情報(ID情報)を取得できるように構成されている。送信部110で生成される送信信号として、例えばISMバンドの24.125GHzの周波数を有する信号を用いることができる。ISMバンドの電波は移動体検知センサ用に用いることができるが、双方向通信に用いることはできない。そのため、双方向通信によるアクティブな手段で物標のID情報を取得することはできない。本実施形態のレーダ装置100は、双方向通信を行わず、パッシブな手段で物標のID情報を取得するように構成されている。
The
レーダ装置100は、検知した物標のID情報を取得するために、制御演算部130にID・トラッキング演算部140を設けている。ID・トラッキング演算部140は、受信処理部123で取得された観測データから物標のID情報を検出する。すなわち、本実施形態では、物標で反射された反射波に物標のID情報が含まれるようにし、ID・トラッキング演算部140が反射波に含まれているID情報を観測データから検出するように構成されている。ID・トラッキング演算部140は、物標のID情報を取得するために物標のトラッキング処理とID認識処理を行っている。
The
物標で反射された反射波に物標のID情報を持たせるために、図3に示すような本発明の第1実施形態に係るリフレクタ10を物標に配置している。但し、リフレクタ10が配置されていない物標が存在してもよく、その場合にはリフレクタが配置されていない物標として識別することができる。
In order to make the reflected wave reflected by the target have the ID information of the target, the
レーダ装置100が検知対象とする物標の一例を図2に示す。同図において、物標T1とT2はそれぞれが本実施形態のリフレクタ10が配置されてているのに対し、物標T3はリフレクタ10が配置されていない。レーダ装置100は、物標T1、T2、T3のそれぞれの位置情報を検知することができる。これに対し、ID情報については、物標T1、T2の情報は検出できるが、物標T3の情報は検出できない。レーダ装置100は、物標T1、T2に配置されたそれぞれのリフレクタ10からの反射波を処理することで、物標T1、T2のID情報を検出する。
An example of a target to be detected by the
本実施形態のリフレクタ10は、アクティブ方式の通信機能を有しておらず、レーダ装置100の送信アンテナ101から放射された電波を単に反射するだけのパッシブなデバイスである。そこで、パッシブ方式でID情報をレーダ装置100に伝送するために、リフレクタ10は、反射波に固有のID情報を付与する固有情報付与手段を有している。
The
本実施形態のリフレクタ10は、固有情報として反射波の強度(振幅)が固有の周期で時間変化する周期情報を反射波に付与する固有情報付与手段を有している。リフレクタ10で反射された反射波は、その強度が当該のリフレクタ10に固有の周期(以下では、リフレクタ10の固有周期と称する)で時間変化しており、この反射波が受信アンテナ102、103で受信されると、ID・トラッキング演算部140がリフレクタ10の固有周期を検知する。すなわち、ID・トラッキング演算部140は、受信処理部123で取得された観測データから反射波の振幅の時間変化をトラッキングし、この振幅の時間変化からリフレクタ10の固有周期を判定している。そして、検知したリフレクタ10の固有周期から物標のIDを識別する。
The
ID・トラッキング演算部140は、例えばリフレクタ10の固有周期と物標のIDとの対応表を事前に保存しておき、この対応表を用いて検知した固有周期から物標のIDを識別するように構成することができる。リフレクタの固有情報として上記の固有周期以外のものを用いている別の実施形態においても、リフレクタの固有情報と物標のIDとの対応表を事前に作成して用いることができる。
The ID /
本実施形態のリフレクタ10を、図3を用いて説明する。リフレクタ10は、反射板11、12と動力部13とを有しており、図3(a)はリフレクタ10の平面図、図3(b)はリフレクタ10の側面図、をそれぞれ示し、図3(c)、(d)は反射板11、12の平面図をそれぞれ示している。反射板12は、その表面の全体で入射波を反射する全反射状態に形成されている。これに対し、反射板11は、その表面の一部が入射波を反射するが、残りの部分は入射波を透過するように形成されている。すなわち、反射板11は、反射板12と同じ反射板の表面の一部を残して反射部11aとし、他の部分を切除して透過部11bとした構造を有している。
The
リフレクタ10は、反射板11を反射板12に対して平行にかつ重なる位置に配置し、動力部13が反射板11を反射板12に対して移動可能に支持した構造を有している。あるいは、動力部13が反射板12を反射板11に対して移動可能に支持するように構成してもよい。動力部13は、反射板11と反射板12との間隔dが周期的に変化するように、反射板11または反射板12を反復移動させる。リフレクタ10の動作状態を図4に示す。図4(a)は、反射板11と反射板12との間隔dが最大となったときの状態を、また図4(b)は、反射板11と反射板12とが密接して間隔dが0となったときの状態を、それぞれ示している。
The
リフレクタ10の固有情報付与手段として、リフレクタ10で反射された反射波の強度が、高いときと低いときとでその差が大きくなるようにするのが望ましい。リフレクタ10は、反射波の強度を低くするときは、入射波をできるだけ反射しないのが望ましく、理想的には全く反射しないのがよい。
As the unique information providing means of the
送信部110で生成される送信信号の波長をλとするとき、図4(a)に示す間隔dが最大となったときには、リフレクタ10からの反射波の強度ができるだけ低くなるように、間隔dをλ/4に等しくするのがよい。このとき、反射板11で反射された反射波と、反射板11を透過して反射板12で反射された反射波とでは、位相がλ/2だけ異なることになる。その結果、反射板11で反射された反射波と反射板12で反射された反射波とが打ち消しあうことになり、リフレクタ10からの反射波の強度が大幅に低下する。反射板11で反射される反射波の強度と、反射板11を透過して反射板12で反射される反射波の強度とが、略等しくなるように反射板11を形成するのがよい。
When the wavelength of the transmission signal generated by the
一方、図4(b)に示す間隔dが0となったときは、反射板11で反射された反射波と反射板12で反射された反射波とで位相がほぼ一致していることから、リフレクタ10でほぼ全反射された状態となり、反射波の強度が最大となる。送信部110で生成される送信信号の周波数を24.125GHz(波長λ=12.44mm)とするとき、図4(a)に示す間隔dの最大値は約3.11mmとなる。
On the other hand, when the interval d shown in FIG. 4B is 0, the reflected wave reflected by the reflecting
リフレクタ10の固有周期である反射波の強度変化の周期は、動力部13により動作される反射板11または12の反復周期で与えられる。この反復周期をリフレクタ10毎に異なるようにすることで、固有周期をリフレクタ10毎に異なるようにすることができる。
The period of intensity change of the reflected wave, which is the natural period of the
複数の物標に配置されたそれぞれのリフレクタ10からの反射波の一例を図5に示す。図5において、(a)は送信部110で生成される送信信号を示し、(b)は第1の物標に配置されたリフレクタ10(以下では、リフレクタ10−1とする)の固有周期、すなわちリフレクタ10−1の反射板11と12との間隔を変化させる周期を示している。同様に、図5(c)は第2の物標に配置されたリフレクタ10(以下では、リフレクタ10−2とする)の固有周期を示している。さらに、図5(d)、(e)はそれぞれ、リフレクタ10−1、10−2により反射された反射波を示している。
An example of the reflected wave from each
図5に示す例では、送信信号のパルス幅がリフレクタ10(リフレクタ10−1及び10−2)の周期より短いとしている。この場合には、リフレクタ10が全反射の状態にある期間に反射された反射波が、高い強度の反射波としてID・トラッキング演算部140で検知される。図5(d)、(e)に例示するように、固有周期の異なるリフレクタ10−1と10−2とでは、レーダ装置10が高い強度の反射波を受信するタイミングが異なり、それぞれで固有の周期の受信パターンが得られる。ID・トラッキング演算部140は、受信波の強度(振幅)の時間変化をトラッキングして受信パターンを判定し、判定された受信パターンから物標のIDを判定することが可能となる。
In the example shown in FIG. 5, it is assumed that the pulse width of the transmission signal is shorter than the period of the reflector 10 (reflectors 10-1 and 10-2). In this case, the ID /
つぎに、送信信号のパルス幅がリフレクタ10の周期より長いときのリフレクタ10からの反射波の一例を図6に示す。図6は、図5と同様に、(a)に送信信号、(b)にリフレクタ10−1の固有周期、(c)にリフレクタ10−2の固有周期、(d)にリフレクタ10−1で反射された反射波、(e)にリフレクタ10−2で反射された反射波、をそれぞれ示している。
Next, an example of a reflected wave from the
図6に示す例では、送信信号がリフレクタ10に入射されている期間に、強度の高い反射波が複数現れる。そして、強度の高い反射波が現れる周期がリフレクタ10−1と10−2とで異なっており、それぞれの固有周期となっている。ID・トラッキング演算部140は、1回の送信信号の放射で得られる反射波の強度(振幅)の時間変化を観測して振幅が大きくなる周期を検知し、これから物標のIDを判定することが可能となる。
In the example shown in FIG. 6, a plurality of reflected waves with high intensity appear during a period when the transmission signal is incident on the
図5、6に示す例では、リフレクタ10が高い強度で入射信号を反射させる周期をリフレクタ10毎に異ならせるようにしていたが、これに限定されず、例えば、動力部13をリフレクタ10毎に異なるパターンで動作させるようにしてもよい。動力部13を動作させるパターンをリフレクタ10毎に変えた一例を図7に示す。図7(a)は、リフレクタ10を全反射状態にする時間間隔が一定となるように、動力部13を一定周期で動作させる基準パターンを示している。これに対し、図7(b)、(c)は、リフレクタ10を全反射状態にする周期が基準パターンと異なるように動力部13を動作させるパターンの例を示している。
In the example shown in FIGS. 5 and 6, the period in which the
図7(b)は、基準パターンの3回に1回の割合でリフレクタ10を全反射状態にしないパターンを示しており、図7(c)は、基準パターンの3回に1回の割合でリフレクタ10を全反射状態にするパターンを示している。このように、動力部13を動作させるパターンをリフレクタ10毎に異なるようにしてもよく、リフレクタ10の固有情報として、図7(b)、(c)に例示するようなパターンの情報を用いることができる。リフレクタ10の動作パターンとして、例えばバーカー符号系列信号を利用することも可能である。
FIG. 7B shows a pattern in which the
上記では、図5、6、7を用いてリフレクタ10で反射される反射波について説明したが、レーダ装置100は、リフレクタ10で反射される反射波だけでなく、物標自体で反射される反射波も受信している。そして、物標自体で反射された反射波を処理して物標の位置情報を検知している。したがって、リフレクタ10が配置されていない物標についても、その位置情報は検知される。また、リフレクタ10が配置された物標に対しては、その位置情報に加えてID情報も検出することが可能となる。リフレクタ10で反射される反射波の強度が、物標自体で反射される反射波よりも高くなるようにするのが好ましく、リフレクタ10のレーダ散乱面積を物標自体のレーダ散乱面積より大きくするのがよい。
In the above description, the reflected wave reflected by the
本実施形態のレーダ装置100及びレーダシステム1は、簡単な構成の本実施形態のリフレクタ10を物標に配置するだけで、送信信号の反射波から物標のIDを検出することが可能となる。物標はIDを通知するためのアクティブな通信手段を備える必要がなく、簡単な構成のリフレクタ10を配置するだけでレーダ装置100にIDを通知することが可能となり、低コストのレーダ装置を提供することができる。
The
(その他の実施形態)
本発明のその他の実施の形態に係るリフレクタを、図8、9を用いて以下に説明する。図8、9はそれぞれ、第1実施形態のリフレクタ10と構成の異なるリフレクタ20、30の構成図である。図8は、別の実施形態のリフレクタ20が有する一方の反射板21の平面図を示している。また、図9(a)、(b)は、さらに別の実施形態のリフレクタ30が有する一方の反射板31の平面図を示し、図9(c)は、リフレクタ30が有する他方の反射板32の平面図を示し、図9(d)は、リフレクタ30の側面図を示している。
(Other embodiments)
A reflector according to another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIGS. 8 and 9 are configuration diagrams of
図8に示すリフレクタ20は、反射板21の構造が第1実施形態の反射板11と異なっている。第1実施形態の反射板11は、その表面を部分的に切除して透過部11bが形成されていたが、本実施形態の反射板21は、メッシュフィルタの構造を有している。メッシュフィルタは、波長選択性を有しており、反射板21は、送信信号の周波数の電波を部分的に透過させるようなメッシュフィルタの構造を有している。
The reflector 20 shown in FIG. 8 differs in the structure of the reflecting
これにより、反射板21は、第1実施形態の反射板11と同様に、反射板12との間隔がλ/4のときに、反射板21で反射された電波と反射板21を透過して反射板12で反射された電波とが打ち消しあって反射波の強度を低下させることが可能となる。また、反射板21と反射板12との間隔が0のときは、反射板21で反射された反射波と反射板12で反射された反射波とで位相がほぼ一致していることから、リフレクタ20でほぼ全反射された状態となり、反射波の強度が最大となる。
Thereby, like the
また、図9に示すリフレクタ30は、2つの反射板31、32がともに円形状に形成されている。そして、反射板32が上記実施形態の反射板12と同様に、入射された送信信号を全反射する。これに対し、反射板31は、直線偏波の電波を部分的に透過する構造を有しており、該直線偏波と一致する偏波を有する送信信号のみを透過させる。反射板31と32とは、λ/4の間隔を設けて同心円状に平行に配置されている。
Moreover, the
送信信号が垂直偏波の電波のとき、反射板31が図9(a)に示す回転角の状態にあるときに送信信号の偏波方向と一致してその一部を透過し、図9(b)に示す90°回転させた回転角の状態にあるときには送信信号を透過せず全反射する。その結果、反射板31が図9(a)の状態のときは、反射板31で反射された送信信号の一部と反射板31を透過して反射板32で反射された送信信号とが打ち消しあって反射波の強度が低下する。また、反射板31が図9(a)の状態から90°だけ回転した図9(b)の状態のときは、反射板31で送信信号が全反射されて反射波の強度が高くなる。
When the transmission signal is a vertically polarized radio wave, when the reflecting
リフレクタ30の動力部33は、2つの反射板31、32のそれぞれの中心に相当する位置に配置されて反射板31を回転させる構造を有している。動力部33は、反射板31を図9(a)に示す回転角の状態と図9(b)に示す回転角の状態とを、所定の固有周期で、または所定の固有パターンで変化させる。これにより、リフレクタ30からの反射波の強度を所定の固有周期または固有パターンで変化させることが可能となる。その結果、ID・トラッキング演算部140でリフレクタの固有情報を検知して物標のID情報を得ることが可能となる。
The
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係るリフレクタ、レーダ装置、及びレーダシステムの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態におけるリフレクタ、レーダ装置、及びレーダシステムの細部構成及び詳細な動作などに関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 Note that the description in the present embodiment shows an example of the reflector, the radar apparatus, and the radar system according to the present invention, and the present invention is not limited to this. The detailed configuration and detailed operation of the reflector, the radar apparatus, and the radar system in the present embodiment can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
1 レーダシステム
10、20、30 リフレクタ
11、12、21、31、32 反射板
11a 反射部
11b 透過部
13、33 動力部
100 レーダ装置
101 送信アンテナ
102、103 受信アンテナ
110 送信部
120 受信部
121 ハイブリッド部
122 スイッチ
123 受信処理部
130 制御演算部
131 距離演算部
132 相対速度演算部
133 角度演算部
134 送信制御部
135 受信制御部
140 ID・トラッキング演算部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
反射させた反射波の振幅を固有のパターンで時間変化させる固有情報付与手段を備え、
前記固有情報付与手段は、入射した前記送信信号の一部を反射しその他を透過させる第1の反射板と、前記第1の反射板の反射面と反対側の前記第1の反射板と重なる位置に平行に配置されて入射した前記送信信号をすべて反射する第2の反射板と、前記第1の反射板と前記第2の反射部との間隔を変化させる動力部と、を有し、
前記送信信号の自由空間波長をλとするとき、前記動力部は、前記固有のパターンで前記間隔をλ/4と0とに交互に変化させる
ことを特徴とするリフレクタ。 A reflector that is arranged on a target detected by a radar device and reflects a transmission signal emitted from the radar device,
With an intrinsic information providing means for time-changed in unique patterns the amplitude of was reflected reflected waves,
The unique information providing unit overlaps the first reflecting plate that reflects a part of the incident transmission signal and transmits the other, and the first reflecting plate on the side opposite to the reflecting surface of the first reflecting plate. A second reflecting plate that is arranged in parallel with the position and reflects all of the incident transmission signals; and a power unit that changes a distance between the first reflecting plate and the second reflecting unit.
The reflector according to claim 1, wherein when the free space wavelength of the transmission signal is λ, the power unit alternately changes the interval to λ / 4 and 0 in the unique pattern .
ことを特徴とする請求項1に記載のリフレクタ。 The first reflecting plate forms an opening by excising a portion other than the reflecting portion of the first reflecting plate and a reflecting portion that reflects a part of the incident transmission signal, and forms the opening of the transmitting signal. The reflector according to claim 1 , further comprising: a transmission portion that transmits other light to the second reflection plate.
ことを特徴とする請求項1に記載のリフレクタ。 It said first reflector, according to claim 1, characterized in that it has a structure of the mesh filter that transmits other reflects a part of the transmission signal entered to the second reflector Reflector.
反射させた反射波の振幅を固有のパターンで時間変化させる固有情報付与手段を備え、
前記固有情報付与手段は、
入射した前記送信信号の偏波方向と一致するときに前記送信信号の一部を反射してその他を透過させ、前記偏波方向から略90°回転しているときは全反射させる略円形状の第1の反射板と、
前記第1の反射板の反射面と反対側に所定の間隔を設けて同心円状に平行に配置されて入射した前記送信信号をすべて反射する略円形状の第2の反射板と、
前記第1の反射板を回転させる動力部と、を備え、
前記送信信号の自由空間波長をλとするとき、前記間隔はλ/4に略等しく、
前記動力部は、前記固有のパターンで前記第1の反射板を前記送信信号の偏波方向に一致する回転角と該回転角に略90°だけ回転させた別の回転角とに交互に回転させる
ことを特徴とするリフレクタ。 A reflector that is arranged on a target detected by a radar device and reflects a transmission signal emitted from the radar device,
A unique information providing means for changing the amplitude of the reflected wave reflected with time in a unique pattern;
The unique information giving means is
A substantially circular shape that reflects part of the transmission signal when it coincides with the polarization direction of the incident transmission signal and transmits the other part, and totally reflects when rotated by about 90 ° from the polarization direction. A first reflector;
A second reflecting plate having a substantially circular shape, which is arranged concentrically in parallel with a predetermined interval on the side opposite to the reflecting surface of the first reflecting plate and reflects all the transmitted signals incident thereon;
A power unit for rotating the first reflecting plate,
When the free space wavelength of the transmission signal is λ, the interval is substantially equal to λ / 4,
The power unit is alternately the previous SL-specific pattern first reflector and another rotation angle is rotated by substantially 90 ° to the rotation angle and the rotation angle that matches the polarization direction of the transmission signal wherein the rotating and to ruri Furekuta.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のリフレクタ。 The reflector according to any one of claims 1 to 4, wherein the reflector has a radar scattering cross section larger than a radar scattering cross section of the target.
前記制御演算部は、さらに、前記観測データに含まれる前記反射波の振幅の時間変化をトラッキングして前記物標の識別情報を検出するID・トラッキング演算部を備え、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載のリフレクタからの前記反射波を前記受信アンテナで受信すると、
前記ID・トラッキング演算部は、前記振幅の時間変化から前記リフレクタで付与された前記固有のパターンを検知し、前記固有のパターンから前記物標の識別情報を検出する
ことを特徴とするレーダ装置。 A transmission unit that generates a transmission signal, a transmission antenna that inputs the transmission signal from the transmission signal and radiates it in space, a reception antenna that receives a reflected wave in which the transmission signal is reflected by a target, and the received antenna A radar apparatus comprising: a receiving unit that processes reflected waves to acquire observation data; and a control calculation unit that inputs the observation data and detects position information of the target,
The control calculation unit further includes an ID / tracking calculation unit that detects the identification information of the target by tracking the time change of the amplitude of the reflected wave included in the observation data,
When the reflected wave from the reflector according to any one of claims 1 to 5 is received by the receiving antenna,
The ID · tracking calculation unit, a radar, characterized in that the front from the time variation of the amplitude imparted by the reflector Symbol detects specific patterns, detects the identification information of the target object from the previous SL-specific pattern apparatus.
ことを特徴とする請求項6に記載のレーダ装置。 The ID · tracking calculation unit has a front Stories unique pattern has a correspondence table between the identification information of the target object, acquires identification information of the target object from the previous SL-specific pattern by using the correspondence table The radar apparatus according to claim 6 .
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