JP6019795B2 - レーダ装置、目標データ取得方法及び、目標追尾システム - Google Patents
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Description
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。なお、第1の実施形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
3 送信信号生成ユニット
4 送受信ユニット
5 受信信号処理ユニット
6 CW目標検出ユニット
7 FM目標検出ユニット
8 目標一致判定部
9 モード制御部
31 基本信号発生部
32 信号変調部
33 方向性結合部
41 方位制御部
42 送信部
43 受信部
44 方位制御部
45 フェーズドアレイ送信部
46 フェーズドアレイ受信部
51 ミキサ
52 ローパスフィルタ
53 A/D変換部
54 データ抽出部
55 FFT処理部
56 データ分配部
61 目標候補検出部
62 速度算出部
63 方位角検出部
71 距離・速度算出部
Claims (17)
- 目標検出情報を受信して、当該目標検出情報が目標の無検出を示す場合には基本信号に対して変調を行なわない無変調の連続波を送受信するCWモードを指示し、前記目標検出情報が目標の検出を示す場合には前記基本信号に対して周波数変調された連続波を送受信するFMCWモードを指示し、前記目標が検出されると前記CWモードから前記FMCWモードに移行し、前記目標が検出されなくなると前記CWモードに復帰するモード指令を出力するモード制御部と、
前記モード指令が前記CWモードを指示する場合には無変調の送信信号を生成し、前記FMCWモードを指示する場合には前記基本信号の振幅値に応じた周波数の信号に周波数変調された送信信号を生成する送信信号生成ユニットと、
前記モード指令で指示されたスキャン角速度でスキャンしながら、前記送信信号を電波として放射すると共に、当該電波の反射波を受信して受信信号として出力し、かつ、受信時における方位を方位角情報として出力する送受信ユニットと、
前記送信信号と前記受信信号との差分信号から、前記電波が移動する前記目標によりドップラ効果を受けた際のドップラ周波数でピークを示すスペクトラム波形データを求め、当該スペクトラム波形データを前記モード指令に応じた出力先に出力する受信信号処理ユニットと、
前記モード指令が前記CWモードを指示する場合には前記スペクトラム波形データを受信し、当該スペクトラム波形データの振幅ピーク値が予め設定された閾値より大きい場合には、前記目標を検出したことを示す前記目標検出情報を前記モード制御部に出力すると共に、前記振幅ピーク値に基づき前記目標の速度をCW速度として求め、かつ、前記方位角情報に基づき当該CW速度を求めた際の方位を求めて、該方位と前記CW速度とをCW検出情報として出力するCW目標検出ユニットと、
前記モード指令が前記FMCWモードを指示する場合には、前記スペクトラム波形データから前記目標の速度をFM速度として求めると共に当該目標の距離を求めて、当該FM速度と前記距離とをFM検出情報として出力するFM目標検出ユニットと、
前記CW検出情報と前記FM検出情報を受信して、前記CW速度と前記FM速度とが一致する場合に、当該速度と、前記方位と、前記距離とを目標データとして出力する目標一致判定部と、を備えることを特徴とするレーダ装置。 - 請求項1に記載のレーダ装置であって、
前記受信信号処理ユニットは、受信した信号から前記モード指令が指示するモードに応じた長さのデータを抽出し、かつ、抽出したデータに前記モード指令が示すモードをモード情報に付加してFFTデータとして出力するデータ抽出部と、
前記FFTデータを高速フーリエ変換処理して前記スペクトラム波形データを生成するFFT処理部と、
前記スペクトラム波形データに含まれる前記モード情報に基づき、当該スペクトラム波形データを前記CW目標検出ユニット又は前記FMCW目標検出ユニットのいずれか一方に出力するデータ分配部と、を含むことを特徴とするレーダ装置。 - 請求項1又は2に記載のレーダ装置であって、
前記CW目標検出ユニットは、
前記スペクトラム波形データの振幅ピーク値が予め設定された閾値より大きい場合には、目標が検出されたと判断して、前記振幅ピーク値と該振幅ピーク値に対応する周波数とを出力する目標候補検出部と、
前記目標候補検出部からの前記周波数に基づき前記目標の前記速度を算出する速度算出部と、
前記速度算出部から複数の前記速度を受信した際に、複数の前記速度の包絡線が最大となる速度をCW速度として算出すると共に、当該CW速度に対応する方位を算出して、前記CW速度と前記方位とを前記CW検出情報として前記目標一致判定部に出力すると共に、前記目標が検出されたことを示す目標検出情報を前記モード制御部に出力する方位角検出部と、を備えることを特徴とするレーダ装置。 - 請求項1又は2に記載のレーダ装置であって、
前記CW目標検出ユニットは、
前記スペクトラム波形データの振幅ピーク値が予め設定された閾値より大きい場合には、目標が検出されたと判断して、前記振幅ピーク値と該振幅ピーク値に対応する周波数とを算出すると共に、前記目標が検出されたことを示す目標検出情報を前記モード制御部に出力する目標候補検出部と、
前記目標候補検出部からの前記周波数に基づき前記CW速度を算出する速度算出部と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のレーダ装置であって、
前記FM目標検出ユニットは、
前記スペクトラム波形データから前記目標の前記FM速度と距離とを算出し、該FM速度と距離とを前記FM検出情報として前記目標一致判定部に出力する距離・速度算出部を備えることを特徴とするレーダ装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載のレーダ装置であって、
前記送受信ユニットは、
前記モード指令に応じたスキャン速度で送信方位を変える送信部と、
前記送信部と同期したスキャン速度で受信方位を変える受信部と、
前記送信部及び前記受信部を前記モード指令に応じたスキャン速度に設定する方位設定部と、を備えることを特徴とするレーダ装置。 - 請求項6に記載のレーダ装置であって、
前記送信部及び前記受信部は、フェーズドアレイにより形成されたフェーズドアレイ送信部及びフェーズドアレイ受信部であることを特徴とするレーダ装置。 - 請求項6に記載のレーダ装置であって、
前記送信部及び前記受信部は、送受信方向をメカニカルに変える回転機構を備えることを特徴とするレーダ装置。 - 目標を追尾する目標追尾システムであって、
請求項1乃至8のいずれか1項に記載されて検出した前記目標データを出力するレーダ装置と、
前記目標データに基づき目標を追尾する追尾装置と、を備えることを特徴とする目標追尾システム。 - 目標検出情報を受信して、当該目標検出情報が目標の無検出を示す場合には基本信号に対して変調を行なわない無変調の連続波を送受信するCWモードを指示し、前記目標検出情報が目標の検出を示す場合には前記基本信号に対して周波数変調された連続波を送受信するFMCWモードを指示し、前記目標が検出されると前記CWモードから前記FMCWモードに移行し、前記目標が検出されなくなると前記CWモードに復帰するモード指令を出力するモード制御手順と、
前記モード指令が前記CWモードを指示する場合には無変調の送信信号を生成し、前記FMCWモードを指示する場合には前記基本信号の振幅値に応じた周波数の信号に周波数変調された送信信号を生成する送信信号生成手順と、
前記モード指令で指示されたスキャン角速度でスキャンしながら、前記送信信号を電波として放射すると共に、当該電波の反射波を受信して受信信号として出力し、かつ、受信時における方位を方位角情報として出力する送受信手順と、
前記送信信号と前記受信信号との差分信号から、前記電波が移動する前記目標によりドップラ効果を受けた際のドップラ周波数でピークを示すスペクトラム波形データを求め、当該スペクトラム波形データを前記モード指令に応じた出力先に出力する受信信号処理手順と、
前記モード指令が前記CWモードを指示する場合には前記スペクトラム波形データを受信し、当該スペクトラム波形データの振幅ピーク値が予め設定された閾値より大きい場合には、前記目標を検出したことを示す前記目標検出情報を前記モード制御手順に出力すると共に、前記振幅ピーク値に基づき前記目標の速度をCW速度として求め、かつ、前記方位角情報に基づき当該CW速度を求めた際の方位を求めて、該方位と前記CW速度とをCW検出情報として出力するCW目標検出手順と、
前記モード指令が前記FMCWモードを指示する場合には、前記スペクトラム波形データから前記目標の速度をFM速度として求めると共に当該目標の距離を求めて、当該FM速度と前記距離とをFM検出情報として出力するFM目標検出手順と、
前記CW検出情報と前記FM検出情報を受信して、前記CW速度と前記FM速度とが一致する場合に、当該速度と、前記方位と、前記距離とを目標データとして出力する目標一致判定手順と、を含むことを特徴とする目標データ取得方法。 - 請求項10に記載の目標データ取得方法であって、
前記受信信号処理手順は、受信した信号から前記モード指令が指示するモードに応じた長さのデータを抽出し、かつ、抽出したデータに前記モード指令が示すモードをモード情報に付加してFFTデータとして出力するデータ抽出部と、
前記FFTデータを高速フーリエ変換処理して前記スペクトラム波形データを生成するFFT処理手順と、
前記スペクトラム波形データに含まれる前記モード情報に基づき、当該スペクトラム波形データを前記CW目標検出手順又は前記FMCW目標検出手順のいずれか一方に出力するデータ分配手順と、を含むことを特徴とする目標データ取得方法。 - 請求項10又は11に記載の目標データ取得方法であって、
前記CW目標検出手順は、
前記スペクトラム波形データの振幅ピーク値が予め設定された閾値より大きい場合には、目標が検出されたと判断して、前記振幅ピーク値と該振幅ピーク値に対応する周波数とを出力する目標候補検出手順と、
前記目標候補検出手順からの前記周波数に基づき前記目標の前記速度を算出する速度算出手順と、
前記速度算出手順から複数の前記速度を受信した際に、複数の前記速度の包絡線が最大となる速度をCW速度として算出すると共に、当該CW速度に対応する方位を算出して、前記CW速度と前記方位とを前記CW検出情報として前記目標一致判定手順に出力すると共に、前記目標が検出されたことを示す目標検出情報を前記モード制御手順に出力する方位角検出手順と、を含むことを特徴とする目標データ取得方法。 - 請求項10又は11に記載の目標データ取得方法であって、
前記CW目標検出手順は、
前記スペクトラム波形データの振幅ピーク値が予め設定された閾値より大きい場合には、目標が検出されたと判断して、前記振幅ピーク値と該振幅ピーク値に対応する周波数とを算出すると共に、前記目標が検出されたことを示す目標検出情報を前記モード制御手順に出力する目標候補検出手順と、
前記目標候補検出手順からの前記周波数に基づき前記CW速度を算出する速度算出手順と、を備えることを特徴とする目標データ取得方法。 - 請求項10乃至13のいずれか1項に記載の目標データ取得方法であって、
前記FM目標検出手順は、
前記スペクトラム波形データから前記目標の前記FM速度と距離とを算出し、該FM速度と距離とを前記FM検出情報として前記目標一致判定手順に出力する距離・速度算出手順を含むことを特徴とする目標データ取得方法。 - 請求項10乃至14のいずれか1項に記載の目標データ取得方法であって、
前記送受信手順は、
前記モード指令に応じたスキャン速度で送信方位を変える送信手順と、
前記送信手順と同期したスキャン速度で受信方位を変える受信手順と、
前記送信手順及び前記受信手順を前記モード指令に応じたスキャン速度に設定する方位設定手順と、を含むことを特徴とする目標データ取得方法。 - 請求項15に記載の目標データ取得方法であって、
前記送信手順及び前記受信手順は、フェーズドアレイにより形成されて電子的に方位を変える手順を含むことを特徴とする目標データ取得方法。 - 請求項15に記載の目標データ取得方法であって、
前記送信手順及び前記受信手順は、送受信方向をメカニカルに変える手順を含むことを特徴とする目標データ取得方法。
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