JP6044116B2 - Radar apparatus, angle measuring method and program - Google Patents

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Description

本発明は、目標を検出するレーダ装置に関し、特に目標の仰角情報を検出する際に地面や海面等からの反射波があるマルチパス環境下であるか否かを判定するマルチパス有無判定技術に関する。   The present invention relates to a radar device that detects a target, and more particularly, to a multipath presence / absence determination technology that determines whether or not a reflected wave from the ground or the sea surface is present in a multipath environment when detecting elevation angle information of a target. .

レーダ装置は、一般に空間に電波を発射し、目標にて反射された電波を受信することにより、目標の存在を探知し、目標の位置や目標の運動状況などを観測する。   Radar devices generally emit radio waves into space and receive radio waves reflected by the target to detect the presence of the target and observe the position of the target, the motion state of the target, and the like.

レーダ装置においては、電波である送信ビームが、空中線から空間に発射され、目標に当たって反射された後、再び空中線で受信され、空中線から受信器等へレーダ受信信号として出力される。レーダ受信信号は、所定のサンプリング間隔でA/D変換されてディジタル受信信号となる。各サンプリング点のディジタル受信信号の振幅値はしきい値と比較され、しきい値以上のディジタル受信信号が、目標の存在を示す目標信号として検出される。また、レーダ装置は、電波を発射した時刻と目標信号を検出した時刻との差分により、目標の距離情報を得る。この目標の探知と距離情報の測定が、レーダ装置の基本機能である。   In the radar apparatus, a transmission beam, which is a radio wave, is emitted from an aerial into space, reflected by a target, then received again by the aerial, and output from the aerial to a receiver or the like as a radar reception signal. The radar reception signal is A / D converted at a predetermined sampling interval to become a digital reception signal. The amplitude value of the digital reception signal at each sampling point is compared with a threshold value, and a digital reception signal equal to or greater than the threshold value is detected as a target signal indicating the presence of the target. Also, the radar apparatus obtains target distance information based on the difference between the time when the radio wave is emitted and the time when the target signal is detected. This target detection and distance information measurement are the basic functions of the radar apparatus.

また、レーダ装置は、送信ビームの方位を変化させ、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り、目標の方位情報を得ることができる。   The radar apparatus can obtain target azimuth information by changing the azimuth of the transmission beam, obtaining radar reception signals having different azimuths, and performing azimuth measurement processing.

さらに、レーダ装置は、仰角の異なる複数の送信ビームを発射し、同じ目標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を使って仰角測角処理を行うことによって目標の高度情報を得ることができる。   Further, the radar apparatus emits a plurality of transmission beams having different elevation angles, receives reflected signals from the same target, and performs elevation angle measurement processing using the amplitude difference and phase difference of reception signals having different elevation angles. Altitude information can be obtained.

観測したい空間に一通り電波を発射することをスキャンと呼び、レーダ装置はスキャンの動作を繰り返し行うことで、目標情報を所定の間隔で連続して取得することができる。   Sending a radio wave to the space to be observed is called scanning, and the radar apparatus can acquire target information continuously at a predetermined interval by repeatedly performing the scanning operation.

代表的な仰角方向の測角方式として、例えば振幅比較方式やモノパルス方式が知られている。   For example, an amplitude comparison method and a monopulse method are known as representative angle measuring methods.

振幅比較方式では、レーダ装置は、仰角方向に連続して形成した複数の受信ビームで目標を検出し、目標仰角(目標の仰角)と各受信ビームにおける目標信号の振幅または位相の比が一定の関係にあることを利用して目標仰角を求める。   In the amplitude comparison method, the radar apparatus detects a target with a plurality of reception beams formed continuously in the elevation angle direction, and the ratio of the target elevation angle (target elevation angle) and the amplitude or phase of the target signal in each reception beam is constant. The target elevation angle is obtained using the relationship.

振幅比較方式では、マルチパスが有る場合、測角精度が劣化することが特許文献1に記載されている。   In the amplitude comparison method, Patent Document 1 describes that the angle measurement accuracy deteriorates when there are multipaths.

図23は、レーダ装置の空中線1が、目標Tからの直接波に加え、地面または海面からの反射波であるマルチパス波を受信している様子を示している。   FIG. 23 shows a state in which the antenna 1 of the radar apparatus receives a multipath wave that is a reflected wave from the ground or the sea surface in addition to the direct wave from the target T.

空中線1に入力される直接波とマルチパス波の位相関係は、目標Tまでの距離等に依存する。マルチパスが有る場合、直接波とマルチパス波の合成波が目標信号として検出されるため、上記関係が成立しなくなり、測角精度が劣化する。   The phase relationship between the direct wave and the multipath wave input to the antenna 1 depends on the distance to the target T and the like. When there is a multipath, since the combined wave of the direct wave and the multipath wave is detected as the target signal, the above relationship is not established, and the angle measurement accuracy deteriorates.

モノパルス方式では、レーダ装置は、Σ(和)ビームとΔ(差)ビームの2種類の受信ビームパターンを同時に形成して和差除算信号Δ/Σが目標仰角に対して一定の特性曲線を描く関係となることを利用して直接波の到来角を求める。   In the monopulse system, the radar apparatus simultaneously forms two types of received beam patterns of Σ (sum) beam and Δ (difference) beam, and the sum / division division signal Δ / Σ draws a constant characteristic curve with respect to the target elevation angle. The arrival angle of the direct wave is obtained using the relationship.

モノパルス方式でも、マルチパスが有る場合は、振幅比較方式の場合と同様、測角精度が劣化することが非特許文献1および特許文献2に記載されている。   Non-Patent Document 1 and Patent Document 2 describe that the angle measurement accuracy deteriorates even when the monopulse method has multipath, as in the case of the amplitude comparison method.

マルチパス対策として、様々な手法が知られている。   Various methods are known as a multipath countermeasure.

一般的なマルチパス対策としてはダイバーシティ方式がある。ダイバーシティ方式は、複数の周波数やアンテナを使用して、マルチパスの影響が異なる複数のデータを取得して処理することにより、マルチパスの影響を軽減するものである。   There is a diversity method as a general multipath countermeasure. The diversity method reduces the influence of multipath by using a plurality of frequencies and antennas to acquire and process a plurality of data having different influences of multipath.

ダイバーシティ方式以外で、特に振幅比較方式における対策としては、受信ビームの指向中心を上方にずらして設定(オフボア)する方式が知られている。このオフボア方式により、地面や海面からのマルチパス波の受信電力を低減してその影響を軽減する。   In addition to the diversity method, as a measure particularly in the amplitude comparison method, a method of setting (off-bore) the directional center of the received beam by shifting upward is known. With this off-bore method, the received power of the multipath wave from the ground or the sea surface is reduced and the influence is reduced.

また、モノパルス方式における対策として、測角精度を向上させるために、直接波とマルチパス波の到来角を推定する測角方法が、特許文献3に記載されている。   In addition, as a countermeasure in the monopulse method, Patent Document 3 discloses an angle measurement method for estimating the arrival angles of direct waves and multipath waves in order to improve angle measurement accuracy.

特開2006−078342号公報JP 2006-0783342 A 特開2000−28704号公報JP 2000-28704 A 特開2002−243824号公報JP 2002-243824 A

Samuel M. Sherman;“Monopulse Principles and Techniques” , Artech House, Inc. 1983Samuel M.M. Sherman; “Monopulse Principles and Techniques”, Artech House, Inc. 1983

マルチパス環境外の受信ビームに対して上記マルチパス対策を行うと、以下の問題が生ずる。   If the above multipath countermeasure is performed on a received beam outside the multipath environment, the following problem occurs.

マルチパス対策としてオフボア方式を採用した場合、低い仰角の目標からの受信信号も弱くなってしまい、オフボアをしない場合に比べて目標検出が困難になるという問題がある。   When the off-bore method is adopted as a multipath countermeasure, the received signal from a target with a low elevation angle also becomes weak, and there is a problem that target detection becomes difficult as compared with the case without off-bore.

特許文献3に記載の測角方法においては、直接波とマルチパス波の到来角を推定するため演算負荷が大きくなるという問題がある。   In the angle measuring method described in Patent Document 3, there is a problem that the calculation load increases because the arrival angles of the direct wave and the multipath wave are estimated.

周波数ダイバーシティ方式においては、複数の周波数の信号を送受信するため、同時に複数の周波数で送信できないレーダ装置においては同一方向に複数回送信を行う必要があり、データレートが低下するという問題がある。   In the frequency diversity method, since signals of a plurality of frequencies are transmitted and received, a radar apparatus that cannot transmit at a plurality of frequencies at the same time needs to transmit a plurality of times in the same direction, resulting in a problem that the data rate is lowered.

本発明の目的は、上記課題を解決可能なレーダ装置、測角方法およびプログラムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a radar apparatus, an angle measuring method, and a program that can solve the above-described problems.

本発明のレーダ装置は、
互いに仰角の異なる複数の受信ビームを形成し、各受信ビームでの受信信号を抽出するビーム形成部と、
前記各受信ビームでの受信信号に基づいて、目標の存在を示す目標信号を検出する目標検出部と、
前記複数の受信ビームのうち前記目標信号が検出された受信ビームを含む複数の選択受信ビームでの受信信号に基づいて、マルチパスの有無を判定するマルチパス有無判定部と、
前記マルチパスが無しと判定された場合に、マルチパス対策が施されていない第1測角処理を行い、前記マルチパスが有りと判定された場合に、マルチパス対策が施された第2測角処理を行う処理部と、を有し、
前記マルチパス有無判定部は、
前記複数の選択受信ビームから特定される2本の特定受信ビームでの受信信号の位相差を算出する位相差算出部と、
前記マルチパスがない状況における前記2本の特定受信ビームでの各受信信号の位相差を予測する位相差予測部と、
前記位相差算出部の算出結果と前記位相差予測部の予測結果との差に基づいて、前記マルチパスの有無を判定する判定部と、を含み、
前記ビーム形成部は、前記複数の受信ビームとして、前記目標信号が検出された同時Σビームを含む互いに仰角の異なる2本以上の同時Σビームを形成し、
前記マルチパス有無判定部は、さらに、前記位相差を予測する上で必要となるパラメータを前記位相差予測部に出力する出力部を含み、
前記位相差予測部は、前記2本の特定受信ビームの仰角と前記パラメータとに基づいて、前記位相差を予測する
The radar apparatus of the present invention
A beam forming unit that forms a plurality of reception beams having different elevation angles and extracts a reception signal in each reception beam;
A target detection unit for detecting a target signal indicating the presence of a target based on a reception signal in each reception beam;
A multipath presence / absence determination unit that determines presence / absence of multipath based on reception signals in a plurality of selection reception beams including a reception beam in which the target signal is detected among the plurality of reception beams;
When it is determined that there is no multipath, a first angle measurement process without multipath countermeasures is performed, and when it is determined that there is multipath, a second measurement with multipath countermeasures is performed. A processing unit for performing corner processing,
The multipath presence determination unit
A phase difference calculation unit for calculating a phase difference of reception signals in two specific reception beams specified from the plurality of selection reception beams;
A phase difference prediction unit that predicts a phase difference between the reception signals in the two specific reception beams in a situation where there is no multipath;
Based on the difference between the predicted results of the phase difference prediction unit and the calculation result of the phase difference calculating section, seen including and a determination unit for determining presence or absence of the multipath,
The beam forming unit forms, as the plurality of reception beams, two or more simultaneous Σ beams having different elevation angles including the simultaneous Σ beam in which the target signal is detected,
The multipath presence / absence determining unit further includes an output unit that outputs parameters necessary for predicting the phase difference to the phase difference predicting unit,
The phase difference prediction unit predicts the phase difference based on an elevation angle of the two specific reception beams and the parameter .

本発明の測角方法は、レーダ装置での測角方法であって、
互いに仰角の異なる複数の受信ビームを形成し、各受信ビームでの受信信号を抽出するビーム形成ステップと、
前記各受信ビームでの受信信号に基づいて、目標の存在を示す目標信号を検出する目標検出ステップと、
前記複数の受信ビームのうち前記目標信号が検出された受信ビームを含む複数の選択受信ビームでの受信信号に基づいて、マルチパスの有無を判定するマルチパス有無判定ステップと、
前記マルチパスが無しと判定された場合に、マルチパス対策が施されていない第1測角処理を行い、前記マルチパスが有りと判定された場合に、マルチパス対策が施された第2測角処理を行う処理ステップと、を有し、
前記マルチパス有無判定ステップは、
前記複数の選択受信ビームから特定される2本の特定受信ビームでの受信信号の位相差を算出する位相差算出ステップと、
前記マルチパスがない状況における前記2本の特定受信ビームでの各受信信号の位相差を予測する位相差予測ステップと、
前記位相差の算出結果と前記位相差の予測結果との差に基づいて、前記マルチパスの有無を判定する判定ステップと、を含み、
前記ビーム形成ステップでは、前記複数の受信ビームとして、前記目標信号が検出された同時Σビームを含む互いに仰角の異なる2本以上の同時Σビームを形成し、
前記マルチパス有無判定ステップでは、さらに、前記位相差を予測する上で必要となるパラメータを前記位相差予測部に出力し、
前記位相差予測ステップでは、前記2本の特定受信ビームの仰角と前記パラメータとに基づいて、前記位相差を予測する
An angle measuring method of the present invention is an angle measuring method in a radar apparatus,
A beam forming step of forming a plurality of reception beams having different elevation angles and extracting a reception signal in each reception beam;
A target detection step of detecting a target signal indicating the presence of a target based on the received signal in each of the received beams;
A multipath presence / absence determination step for determining presence / absence of multipath based on reception signals in a plurality of selection reception beams including the reception beam in which the target signal is detected among the plurality of reception beams;
When it is determined that there is no multipath, a first angle measurement process without multipath countermeasures is performed, and when it is determined that there is multipath, a second measurement with multipath countermeasures is performed. Processing steps for performing corner processing,
The multipath presence determination step includes
A phase difference calculating step of calculating a phase difference of received signals in two specific received beams specified from the plurality of selected received beams;
A phase difference prediction step for predicting a phase difference between the reception signals in the two specific reception beams in a situation where there is no multipath;
Based on the difference between the predicted results of the phase difference between the calculation result of the phase difference, seen including and a determination step of determining whether the multipath,
In the beam forming step, as the plurality of reception beams, two or more simultaneous Σ beams having different elevation angles including the simultaneous Σ beam in which the target signal is detected are formed,
In the multipath presence / absence determination step, a parameter required for predicting the phase difference is further output to the phase difference prediction unit,
In the phase difference prediction step, the phase difference is predicted based on the elevation angle of the two specific reception beams and the parameter .

本発明のプログラムは、コンピュータに、
互いに仰角の異なる複数の受信ビームを形成し、各受信ビームでの受信信号を抽出するビーム形成手順と、
前記各受信ビームでの受信信号に基づいて、目標の存在を示す目標信号を検出する目標検出手順と、
前記複数の受信ビームのうち前記目標信号が検出された受信ビームを含む複数の選択受信ビームでの受信信号に基づいて、マルチパスの有無を判定するマルチパス有無判定手順と、
前記マルチパスが無しと判定された場合に、マルチパス対策が施されていない第1測角処理を行い、前記マルチパスが有りと判定された場合に、マルチパス対策が施された第2測角処理を行う処理手順と、を実行させ、
前記マルチパス有無判定手順は、
前記複数の選択受信ビームから特定される2本の特定受信ビームでの受信信号の位相差を算出する位相差算出手順と、
前記マルチパスがない状況における前記2本の特定受信ビームでの各受信信号の位相差を予測する位相差予測手順と、
前記位相差の算出結果と前記位相差の予測結果との差に基づいて、前記マルチパスの有無を判定する判定手順と、を含み、
前記ビーム形成手順では、前記複数の受信ビームとして、前記目標信号が検出された同時Σビームを含む互いに仰角の異なる2本以上の同時Σビームを形成し、
前記マルチパス有無判定手順では、さらに、前記位相差を予測する上で必要となるパラメータを前記位相差予測部に出力し、
前記位相差予測手順では、前記2本の特定受信ビームの仰角と前記パラメータとに基づいて、前記位相差を予測する
The program of the present invention is stored in a computer.
A beam forming procedure for forming a plurality of reception beams having different elevation angles and extracting a reception signal in each reception beam;
A target detection procedure for detecting a target signal indicating the presence of a target based on a received signal in each of the received beams;
A multipath presence / absence determination procedure for determining presence / absence of multipath based on reception signals in a plurality of selective reception beams including a reception beam in which the target signal is detected among the plurality of reception beams;
When it is determined that there is no multipath, a first angle measurement process without multipath countermeasures is performed, and when it is determined that there is multipath, a second measurement with multipath countermeasures is performed. A processing procedure for performing corner processing, and
The multipath presence determination procedure includes:
A phase difference calculation procedure for calculating a phase difference of reception signals in two specific reception beams specified from the plurality of selection reception beams;
A phase difference prediction procedure for predicting a phase difference of each received signal in the two specific received beams in the absence of the multipath;
Based on the difference between the predicted results of the phase difference between the calculation result of the phase difference, seen including and a determination procedure for determining the presence or absence of the multipath,
In the beam forming procedure, as the plurality of received beams, two or more simultaneous Σ beams having different elevation angles including the simultaneous Σ beam in which the target signal is detected are formed,
In the multipath presence / absence determination procedure, further, a parameter necessary for predicting the phase difference is output to the phase difference prediction unit,
In the phase difference prediction procedure, the phase difference is predicted based on the elevation angle of the two specific reception beams and the parameter .

本発明によれば、マルチパスがない状況でマルチパス対策によって発生する不具合を回避することが可能になる。   According to the present invention, it is possible to avoid problems caused by multipath countermeasures in the absence of multipath.

本発明の実施形態1に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radar apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1におけるマルチパス有無判定器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the multipath presence determination device in Embodiment 1 of this invention. 電波がリニアアレイアンテナ正面方向に対して角度αの方向から到来した状態を示す図である。It is a figure which shows the state from which the electromagnetic wave came from the direction of angle (alpha) with respect to the linear array antenna front direction. 本発明の実施形態1においてマルチパスが無い場合に得られる受信信号Σ1と受信信号Σ2を複素平面で示した図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a reception signal Σ 1 and a reception signal Σ 2 obtained when there is no multipath in Embodiment 1 of the present invention in a complex plane. 本発明の実施形態1においてマルチパスが無い場合に得られる受信信号の位相とその受信信号を得る際に用いた受信ビームのノーズ仰角との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the phase of the received signal obtained when there is no multipath in Embodiment 1 of this invention, and the nose elevation angle of the received beam used when obtaining the received signal. 本発明の実施形態1においてマルチパスが有る場合に得られる受信信号Σ1と受信信号Σ2を複素平面で示した図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a reception signal Σ 1 and a reception signal Σ 2 obtained when there is a multipath in Embodiment 1 of the present invention in a complex plane. 本発明の実施形態1においてマルチパスが有る場合に得られる受信信号の位相とその受信信号を得る際に用いた受信ビームのノーズ仰角との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the phase of the received signal obtained when there exists multipath in Embodiment 1 of this invention, and the nose elevation angle of the received beam used when obtaining the received signal. 本発明の実施形態1においてマルチパスが無い場合に得られる2本のビームのノーズ仰角の差分と、受信信号Σ1と受信信号Σ2の位相差の関係を示す図である。Is a diagram illustrating the difference between the nose elevation of the two beams obtained when the multipath does not exist, the relationship between the phase difference of the received signal sigma 1 and the received signal sigma 2 in the first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態1においてマルチパスが有る場合に得られる2本のビームのノーズ仰角の差分と、受信信号Σ1と受信信号Σ2の位相差の関係を示す図である。It illustrates two and the difference of the nose elevation of the beam obtained when multipath is present, the relationship between the phase difference of the received signal sigma 1 and the received signal sigma 2 in the first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態2におけるマルチパス有無判定器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the multipath presence determination device in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態2においてマルチパスが無い場合に得られるビーム仰角と受信信号の位相の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the beam elevation angle obtained when there is no multipath in Embodiment 2 of this invention, and the phase of a received signal. 本発明の実施形態2においてマルチパスが有る場合に得られるビーム仰角と受信信号の位相の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the beam elevation angle obtained when there exists multipath in Embodiment 2 of this invention, and the phase of a received signal. 本発明の実施形態2における補正値算出部66での処理内容をビーム仰角と受信信号の位相の関係を用いて説明した図である。It is the figure explaining the processing content in the correction value calculation part 66 in Embodiment 2 of this invention using the relationship between the beam elevation angle and the phase of a received signal. 本発明の実施形態2においてマルチパスが無い場合に得られる受信信号の位相とその受信信号を得る際に用いた受信ビームのノーズ仰角との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the phase of the received signal obtained when there is no multipath in Embodiment 2 of this invention, and the nose elevation angle of the received beam used when obtaining the received signal. 本発明の実施形態2においてマルチパスが有る場合に得られる受信信号の位相とその受信信号を得る際に用いた受信ビームのノーズ仰角との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the phase of the received signal obtained when there exists multipath in Embodiment 2 of this invention, and the nose elevation angle of the received beam used when obtaining the received signal. 本発明の実施形態3におけるマルチパス有無判定器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the multipath presence determination device in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態3においてマルチパスが無い場合に得られる受信信号Σと受信信号Δを複素平面で示した図である。It is the figure which showed the received signal (SIGMA) and the received signal (DELTA) obtained when there is no multipath in Embodiment 3 of this invention on a complex plane. 本発明の実施形態3においてマルチパスが有る場合に得られる受信信号Σと受信信号Δを複素平面で示した図である。It is the figure which showed the received signal (SIGMA) and the received signal (DELTA) obtained when there exists multipath in Embodiment 3 of this invention on a complex plane. 本発明の実施形態4に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radar apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施形態1において、マルチパスが有る場合に得られる受信信号Σ1とΣ2の位相差が、位相差予測値φ0と同じ値になる例を示す図である。In Embodiment 1 of this invention, it is a figure which shows the example from which the phase difference of the received signals (SIGMA) 1 and (SIGMA) 2 obtained when there exists multipath becomes the same value as phase difference prediction value (phi) 0 . 本発明の実施形態3において、マルチパスが有る場合に得られる受信信号Σと受信信号Δの位相差が、位相差予測値φ0と同じ値になる例を示す図である。In Embodiment 3 of this invention, it is a figure which shows the example from which the phase difference of the received signal (SIGMA) obtained when there exists multipath and the received signal (DELTA) becomes the same value as phase difference prediction value (phi) 0 . 本発明の実施形態5に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radar apparatus which concerns on Embodiment 5 of this invention. マルチパスの様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of a multipass.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<実施形態1>
図1は、実施形態1のレーダ装置10を示すブロック図である。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a block diagram illustrating a radar apparatus 10 according to the first embodiment.

図1において、本実施形態1のレーダ装置10は、空中線1、送受信部2、ビーム形成器3、目標信号検出器4、ビーム選択器5、マルチパス有無判定器6、切替器7、マルチパス外測角処理器81、およびマルチパス内測角処理器82を含む。切替器7とマルチパス外測角処理器81とマルチパス内測角処理器82は、処理部Aに含まれる。ビーム形成器3と目標信号検出器4とビーム選択器5とマルチパス有無判定器6と処理部Aは、信号処理器Bに含まれる。   In FIG. 1, a radar apparatus 10 according to the first embodiment includes an antenna 1, a transmission / reception unit 2, a beam former 3, a target signal detector 4, a beam selector 5, a multipath presence / absence determiner 6, a switch 7, and a multipath. An external angle measurement processor 81 and a multipath internal angle measurement processor 82 are included. The switching unit 7, the multipath outside angle measurement processor 81, and the multipath angle measurement processor 82 are included in the processing unit A. The beam processor 3, the target signal detector 4, the beam selector 5, the multipath presence / absence determiner 6, and the processing unit A are included in the signal processor B.

送受信部2は、送信波信号(例えば、高周波信号)を空中線1へ出力する。   The transmission / reception unit 2 outputs a transmission wave signal (for example, a high frequency signal) to the antenna 1.

空中線1は、複数のアンテナを含み、送信波信号に応じた電波を空中の所定の方向に向けて放射する。また、空中線1は、目標にて反射された電波を受信し、受信した電波に応じた信号を送受信部2へ出力する。   The antenna 1 includes a plurality of antennas, and radiates radio waves according to transmission wave signals in a predetermined direction in the air. The antenna 1 receives the radio wave reflected by the target and outputs a signal corresponding to the received radio wave to the transmission / reception unit 2.

送受信部2は、空中線1より送られた信号を検波し、その信号をA/D変換してディジタル受信信号を生成し、ディジタル受信信号をビーム形成器3に出力する。なお、送受信部2は、アンテナごとにディジタル受信信号を生成し、アンテナごとのディジタル受信信号をビーム形成器3に出力する。   The transmission / reception unit 2 detects a signal transmitted from the antenna 1, A / D converts the signal to generate a digital reception signal, and outputs the digital reception signal to the beam former 3. The transmission / reception unit 2 generates a digital reception signal for each antenna and outputs the digital reception signal for each antenna to the beam former 3.

ビーム形成器3は、ビーム形成部の一例である。ビーム形成器3は、送受信部2から送られてくる複数のディジタル受信信号に基づいて、目標信号が検出された受信ビームを含む2本以上の受信用マルチビームを同時に形成するとともに、形成した各受信ビームでの受信信号を算出する。通常、受信マルチビーム形成を行う場合はディジタルビーム形成(DBF)技術が使われるが、アナログビーム形成(ABF)技術が使用されても良い。   The beam former 3 is an example of a beam forming unit. The beam former 3 simultaneously forms two or more reception multi-beams including a reception beam from which a target signal is detected based on a plurality of digital reception signals sent from the transmission / reception unit 2 and A reception signal in the reception beam is calculated. Normally, digital beam forming (DBF) technology is used when performing reception multi-beam forming, but analog beam forming (ABF) technology may be used.

目標信号検出器4は、目標検出部の一例である。目標信号検出器4は、ビーム形成器3で形成された各受信ビームの受信信号をあらかじめ設定された目標検出閾値と比較して、目標検出閾値以上の受信信号を目標信号として検出する。目標信号検出器4は、目標信号を用いて、距離情報および方位角情報を検出する。例えば、目標信号検出器4は、空中線1が電波を発射した時刻と目標信号を検出した時刻との差分により、目標の距離情報を得る。また、目標信号検出器4は、目標信号の元となった電波の放射(送信)方向から、目標の方位角情報を得る。目標信号検出器4は、ビーム形成器3の出力と目標信号検出器4の検出結果とをビーム選択器5に出力する。   The target signal detector 4 is an example of a target detection unit. The target signal detector 4 compares the reception signal of each reception beam formed by the beam former 3 with a preset target detection threshold, and detects a reception signal equal to or higher than the target detection threshold as a target signal. The target signal detector 4 detects distance information and azimuth angle information using the target signal. For example, the target signal detector 4 obtains target distance information based on the difference between the time when the antenna 1 emits radio waves and the time when the target signal is detected. The target signal detector 4 obtains target azimuth information from the radiation (transmission) direction of the radio wave that is the source of the target signal. The target signal detector 4 outputs the output of the beam former 3 and the detection result of the target signal detector 4 to the beam selector 5.

ビーム選択器5は、ビーム形成器3が形成した同時マルチビームの数が2本以上の場合に、目標信号が検出された受信ビームを含む2本の受信ビーム(選択受信ビーム)、およびその受信ビーム(選択受信ビーム)により算出された受信信号を選択し、選択した2本の受信ビームおよび受信信号を、マルチパス有無判定器6に出力する。   When the number of simultaneous multi-beams formed by the beam former 3 is two or more, the beam selector 5 includes two reception beams (selection reception beams) including the reception beam from which the target signal is detected, and the reception thereof. The reception signal calculated by the beam (selected reception beam) is selected, and the selected two reception beams and reception signals are output to the multipath presence / absence determiner 6.

また、ビーム選択器5は、マルチパス有無判定器6において判定された結果を基に、測角に必要な受信ビーム、およびその受信ビームにより算出された受信信号を選択し、その選択結果(測角に必要な受信ビームと、その受信ビームにより算出された受信信号)を、切替器7に出力する。   Further, the beam selector 5 selects a reception beam necessary for angle measurement and a reception signal calculated by the reception beam based on the result determined by the multipath presence / absence determination unit 6, and the selection result (measurement). A reception beam necessary for the corner and a reception signal calculated by the reception beam are output to the switch 7.

また、ビーム選択器5は、ビーム形成器3が形成した同時マルチビームの数が2本の場合は、全ての受信ビーム(選択受信ビーム)の仰角、およびその受信ビームにより算出された受信信号を、マルチパス有無判定器6、および切替器7に出力する。   In addition, when the number of simultaneous multi-beams formed by the beam former 3 is two, the beam selector 5 calculates the elevation angles of all reception beams (selection reception beams) and reception signals calculated by the reception beams. And output to the multipath presence / absence determiner 6 and the switch 7.

マルチパス有無判定器6は、マルチパス有無判定部の一例である。マルチパス有無判定器6は、ビーム選択器5より選択された2本の受信ビーム(選択受信ビーム)の仰角、およびその受信ビーム(選択受信ビーム)により算出された受信信号を基に、マルチパスの有無を判定し、その判定結果をビーム選択器5および切替器7に出力する。構成の詳細は後述する。   The multipath presence / absence determiner 6 is an example of a multipath presence / absence determination unit. The multipath presence / absence determiner 6 determines the multipath based on the elevation angle of the two received beams (selected received beam) selected by the beam selector 5 and the received signal calculated by the received beam (selected received beam). The determination result is output to the beam selector 5 and the switch 7. Details of the configuration will be described later.

切替器7は、マルチパス有無判定器6においてマルチパス無しと判定された場合はマルチパス外測角処理器81で測角処理を行うことを選択し、マルチパス有りと判定された場合はマルチパス内測角処理器82で測角処理を行うことを選択する。   When the multipath presence / absence determiner 6 determines that there is no multipath, the switching unit 7 selects to perform angle measurement processing by the multipath outside angle measurement processor 81, and when it is determined that there is multipath, the switch 7 It is selected to perform the angle measurement process by the in-path angle measurement processor 82.

マルチパス外測角処理器81、マルチパス内測角処理器82は、ともに、検出された目標に対して測角演算を行って目標仰角を算出する。   Both the out-of-multipath angle measurement processor 81 and the in-multipath angle measurement processor 82 perform angle measurement operations on the detected target to calculate the target elevation angle.

マルチパス外測角処理器81は、振幅比較測角方式等のマルチパス対策を施さない通常の測角処理(第1測角処理)により目標仰角を算出するのに対し、マルチパス内測角処理器82は、例えばオフボア方式を採用した振幅比較測角方式等のマルチパス対処を施した測角処理(第2測角処理)により目標仰角を算出する。   The multipath outside angle measurement processor 81 calculates the target elevation angle by a normal angle measurement process (first angle measurement process) that does not take a multipath countermeasure such as an amplitude comparison angle measurement method, while the multipath angle measurement The processor 82 calculates the target elevation angle by angle measurement processing (second angle measurement processing) that performs multipath countermeasures such as an amplitude comparison angle measurement method employing an off-bore method, for example.

処理部Aは、マルチパスが無しと判定された場合に、マルチパス対策が施されていない第1測角処理を行い、マルチパスが有りと判定された場合に、マルチパス対策が施された第2測角処理を行う。   When it is determined that there is no multipath, the processing unit A performs a first angle measurement process that is not provided with multipath countermeasures, and when it is determined that multipath is present, multipath countermeasures are applied. A second angle measurement process is performed.

信号処理器Bは、例えば、コンピュータである。   The signal processor B is, for example, a computer.

図2は、第1実施形態のマルチパス有無判定器6を示したブロック図である。なお、図2において、図1に示したものと同一構成のものには同一符号を付してある。   FIG. 2 is a block diagram showing the multipath presence / absence determiner 6 of the first embodiment. In FIG. 2, the same components as those shown in FIG.

図2において、マルチパス有無判定器6は、位相差算出部61、位相差予測部62、比例係数出力部63、許容誤差設定部64、および判定部65を含む。   In FIG. 2, the multipath presence / absence determiner 6 includes a phase difference calculation unit 61, a phase difference prediction unit 62, a proportional coefficient output unit 63, an allowable error setting unit 64, and a determination unit 65.

位相差算出部61は、ビーム選択器5から入力された2つの受信信号の位相差を算出する。なお、入力された2つの受信信号は、ビーム選択器5にて選択された2本の選択受信ビームである2本の特定受信ビームでの受信信号である。   The phase difference calculation unit 61 calculates the phase difference between the two received signals input from the beam selector 5. The two input reception signals are reception signals of two specific reception beams that are two selection reception beams selected by the beam selector 5.

位相差予測部62は、マルチパスが無い場合において、ビーム選択器5にて選択された2つの受信ビーム(特定受信ビーム)より得られた各受信信号の位相差として取りうる理論値を予測値として算出する。   When there is no multipath, the phase difference prediction unit 62 predicts a theoretical value that can be taken as a phase difference between the reception signals obtained from the two reception beams (specific reception beams) selected by the beam selector 5. Calculate as

比例係数出力部63は、出力部の一例である。比例係数出力部63は、位相差予測部62が位相差の予測値を算出する上で必要となる情報(パラメータ)を、位相差予測部62に出力する。   The proportional coefficient output unit 63 is an example of an output unit. The proportionality coefficient output unit 63 outputs information (parameters) necessary for the phase difference prediction unit 62 to calculate the predicted value of the phase difference to the phase difference prediction unit 62.

許容誤差設定部64は、設定部の一例である。許容誤差設定部64は、マルチパス無しに相当する位相差の値の範囲を設定する上で必要となる位相差の許容誤差を設定する。   The allowable error setting unit 64 is an example of a setting unit. The permissible error setting unit 64 sets the permissible error of the phase difference necessary for setting the range of the phase difference value corresponding to the absence of multipath.

判定部65は、位相差算出部61で算出された値と位相差予測部62で算出された値の差に基づいて、マルチパスの有無を判定する。本実施形態では、判定部65は、位相差算出部61で算出された値と位相差予測部62で算出された値の差が許容誤差設定部64で設定した許容誤差以内であればマルチパス無しと判定し、その差が許容誤差を超えている場合はマルチパス有りと判定する。判定部65は、判定結果をビーム選択器5および切替器7に出力する。   The determination unit 65 determines the presence / absence of multipath based on the difference between the value calculated by the phase difference calculation unit 61 and the value calculated by the phase difference prediction unit 62. In the present embodiment, the determination unit 65 performs multipath if the difference between the value calculated by the phase difference calculation unit 61 and the value calculated by the phase difference prediction unit 62 is within the allowable error set by the allowable error setting unit 64. If it is determined that there is no difference and the difference exceeds an allowable error, it is determined that there is multipath. The determination unit 65 outputs the determination result to the beam selector 5 and the switch 7.

ここで、位相差算出部61に入力される2つの受信信号は、2本の受信ビーム(特定受信ビーム)で同時に受信された信号であり、2本の受信ビームをビーム1、ビーム2とし、ビーム1についての受信信号を受信信号1とし、ビーム2についての受信信号を受信信号2とする。なお、受信信号1および2はいずれも複素数で表される。   Here, the two reception signals input to the phase difference calculation unit 61 are signals received simultaneously by two reception beams (specific reception beams), and the two reception beams are referred to as beam 1 and beam 2, The received signal for beam 1 is referred to as received signal 1, and the received signal for beam 2 is referred to as received signal 2. The received signals 1 and 2 are both represented by complex numbers.

位相差予測部62は、マルチパスが無い場合において、2つの受信ビーム(特定受信ビーム)より得られた受信信号の位相差として取りうる理論値を出力するが、この値の算出方法は受信ビームの形成方法、すなわち測角方法により異なる。   The phase difference predicting unit 62 outputs a theoretical value that can be taken as a phase difference between received signals obtained from two received beams (specific received beams) when there is no multipath. It differs depending on the forming method, that is, the angle measuring method.

本実施形態1では2本の受信ビームとしては、互いに仰角の異なる2本の同時Σビームが用いられるが、2本の同時Σビームの代わりにモノパルスビーム(Σ、Δビーム)が用いられることも可能である。モノパルスビーム使用時における判定基準設定については実施形態3で述べる。   In the first embodiment, two simultaneous Σ beams having different elevation angles are used as the two received beams, but a monopulse beam (Σ, Δ beam) may be used instead of the two simultaneous Σ beams. Is possible. The determination reference setting when the monopulse beam is used will be described in the third embodiment.

図3に示したように、空中線1が、N個のアンテナ素子#1〜#Nが等間隔に配置されたリニアアレイ(間隔d)により形成されているとする。   As shown in FIG. 3, it is assumed that the antenna 1 is formed by a linear array (interval d) in which N antenna elements # 1 to #N are arranged at equal intervals.

なお、図3では、電波(平面波)がアンテナ正面方向に対して角度αの方向から到来した状態を示す。   FIG. 3 shows a state in which radio waves (plane waves) arrive from an angle α with respect to the antenna front direction.

各アンテナ素子を左から順にアンテナ#1、アンテナ#2、・・・アンテナ#Nとすると、各アンテナ素子の出力(受信された信号)は、それぞれ可変移相器31を経て加算器32で加算される。可変移相器31と加算器32はビーム形成器3に含まれる。図3では、説明の簡略化を図るため、送受信部2が省略されている。   If each antenna element is antenna # 1, antenna # 2,... Antenna #N in order from the left, the output (received signal) of each antenna element is added by an adder 32 via a variable phase shifter 31, respectively. Is done. The variable phase shifter 31 and the adder 32 are included in the beam former 3. In FIG. 3, the transmitter / receiver 2 is omitted for simplification of description.

ここで、説明の簡略化を図るため各アンテナ素子の受信特性は互いに等しいとし、アンテナ#1での受信信号をE1(t,α)とする。このときアンテナ#nとアンテナ#1との経路差はd・(n−1)・sinαとなるため、送信周波数における波長をλとすると、アンテナ#nでの受信信号En(t,α)は以下の式で表される。 Here, in order to simplify the description, it is assumed that the reception characteristics of the antenna elements are equal to each other, and the reception signal at antenna # 1 is E 1 (t, α). At this time, since the path difference between the antenna #n and the antenna # 1 becomes d · (n-1) · sinα, when the wavelength at the transmission frequency and the lambda, the received signal E n of the antenna #n (t, alpha) Is represented by the following equation.

n(t,α)=E1(t,α)exp[−j2π(d/λ)・(n−1)sinα]
・・・(1)
ここで、アレーアンテナの受信ビームのノーズ方向がアンテナ正面方向から角度θk(k=1、2)となるようにビームを形成したとすると、このビームkにおけるアンテナ#nの受信信号は可変移相器を経た時点で、
n(t,α)・exp[j2π(d/λ)・(n−1)sinθk
=E1(t,α)exp[j2π(d/λ)・(n−1)・(sinθk−sinα)]
・・・(2)
ビームkで受信された受信信号Σkは式(2)の合成出力であることから、受信信号Σkは以下の式で表される。
E n (t, α) = E 1 (t, α) exp [−j2π (d / λ) · (n−1) sin α]
... (1)
Here, assuming that the beam is formed so that the nose direction of the received beam of the array antenna is an angle θ k (k = 1, 2) from the front direction of the antenna, the received signal of antenna #n in this beam k is variable. After going through the phaser,
E n (t, α) · exp [j2π (d / λ) · (n−1) sin θ k ]
= E 1 (t, α) exp [j2π (d / λ) · (n−1) · (sin θ k −sin α)]
... (2)
Since the received signal Σ k received by the beam k is the combined output of the equation (2), the received signal Σ k is expressed by the following equation.

Σk=E1(t,α)・Σexp[j2π(d/λ)・(n−1)・(sinθk−sinα)]
・・・(3)
ただし、式(3)での右式のΣはn=0〜N−1までの和を表す。このとき受信信号Σkの位相argΣkは以下の式となる。
Σ k = E 1 (t, α) · Σexp [j2π (d / λ) · (n−1) · (sin θ k −sin α)]
... (3)
However, Σ in the right equation in equation (3) represents the sum of n = 0 to N−1. Phase Argshiguma k of the received signal sigma k this time is the following formula.

argΣk=arg[E1(t,α)]
+arg(Σexp[j2π(d/λ)・(n−1)・(sinθk−sinα)])
・・・(4)
ここでθk−αが十分に小さい場合、以下の近似が成り立つ。
argΣ k = arg [E 1 (t, α)]
+ Arg (Σexp [j2π (d / λ) · (n−1) · (sin θ k −sin α)])
... (4)
Here, when θ k −α is sufficiently small, the following approximation holds.

sinθk−sinα=sinθk−sin(θk−(θk−α))
≒sinθk−[sinθk−cosθk・(θk−α)]
=cosθk・(θk−α) ・・・(5)
となる。式(5)が成立するとき、受信信号Σkの位相は以下の通りとなる。
sinθ k -sinα = sinθ k -sin ( θ k - (θ k -α))
≒ sinθ k - [sinθ k -cosθ k · (θ k -α)]
= Cos θ k · (θ k −α) (5)
It becomes. When Expression (5) is established, the phase of the reception signal Σ k is as follows.

argΣk=arg[E1(t,α)]
+arg(Σexp[j2π(d/λ)・(n−1)・cosθk・(θk−α)])
=arg[E1(t,α)]+ψ(xk) ・・・(6)
ただし、
ψ(xk)=arg(Σexp[j2π(d/λ)・(n−1)・xk]) ・・・(7)
k=cosθk・(θk−α) ・・・(8)
としたとき、θk−αは十分に小さいとしているため、xkも十分に小さいとみなせる。よって、ψ(xn)をxnの1次関数と近似的に表すことが可能となり、以下の関係が成り立つ。
argΣ k = arg [E 1 (t, α)]
+ Arg (Σexp [j2π (d / λ) · (n−1) · cos θ k · (θ k −α)])
= Arg [E 1 (t, α)] + ψ (x k ) (6)
However,
ψ (x k ) = arg (Σexp [j2π (d / λ) · (n−1) · x k ]) (7)
x k = cos θ k · (θ k −α) (8)
In this case, since θ k −α is sufficiently small, x k can be regarded as sufficiently small. Therefore, ψ (x n ) can be approximately expressed as a linear function of x n , and the following relationship is established.

ψ(xk)=ψ(0)+ψ ’(0)・xk ・・・(9)
ただし、ψ’(x)はψ(x)の導関数であり、ψ’(0)はθk、αには依存しない定数である。また、
ψ(0)=arg(Σexp[2π(d/λ)・0])=argN=0
より、式(9)は以下のように変形できる。
ψ (x k ) = ψ (0) + ψ ′ (0) · x k (9)
However, ψ ′ (x) is a derivative of ψ (x), and ψ ′ (0) is a constant independent of θ k and α. Also,
ψ (0) = arg (Σexp [2π (d / λ) · 0]) = argN = 0
Thus, equation (9) can be modified as follows.

ψ(xk)=C・xk=C・cosθk・(θk−α) (C≡ψ ’(0))・・・(10)
ここで、ビーム1およびビーム2の間隔が狭い場合、
cosθ1≒cosθ2 ・・・(11)
と見なせる。通常マルチパスが問題となるのは、ビームのノーズ仰角方向、および到来波方向がともに水平方向に近い場合であるため、θk−αは十分に小さいと考えて良い。また、ビーム間隔についても、例えばθ1=+0°の場合、−8°<θ2<8°であれば、cosθ2>0.99となり、両者の差は1%以下となるため、通常はcosθ1≒cosθ2≒1が成立しているとみなしても実用上差し支えない。
ψ (x k ) = C · x k = C · cos θ k · (θ k −α) (C≡ψ ′ (0)) (10)
Here, when the distance between the beam 1 and the beam 2 is narrow,
cos θ 1 ≈cos θ 2 (11)
Can be considered. Normally, multipath is a problem when both the nose elevation direction of the beam and the direction of the incoming wave are close to the horizontal direction, so that θ k −α may be considered to be sufficiently small. As for the beam interval, for example, when θ 1 = + 0 °, if −8 ° <θ 2 <8 °, cos θ 2 > 0.99, and the difference between the two is 1% or less. Even if it is considered that cos θ 1 ≈cos θ 2 ≈1 holds, there is no practical problem.

以上より、ビーム1で受信された受信信号Σ1の位相、およびビーム2で受信された受信信号Σ2の位相は式(6)、(10)および(11)より以下の通りとなる。 From the above, the phase of the received signal Σ 1 received by the beam 1 and the phase of the received signal Σ 2 received by the beam 2 are as follows from the equations (6), (10), and (11).

argΣ1=arg[E1(t,α)]+ψ(x1
=arg[E1(t,α)]+C・cosθ1・(θ1−α) ・・・(12)
argΣ2=arg[E1(t,α)]+ψ(x2
=arg[E1(t,α)]+C・cosθ1・(θ2−α) ・・・(13)
よって受信信号Σ1と受信信号Σ2の位相差は以下の通りとなる。
argΣ 1 = arg [E 1 (t, α)] + ψ (x 1 )
= Arg [E 1 (t, α)] + C · cos θ 1 · (θ 1 −α) (12)
argΣ 2 = arg [E 1 (t, α)] + ψ (x 2 )
= Arg [E 1 (t, α)] + C · cos θ 1 · (θ 2 −α) (13)
Therefore, the phase difference between the received signal Σ 1 and the received signal Σ 2 is as follows.

argΣ2−argΣ1=C・cosθ1・(θ2−θ1)=φ0 ・・・(14)
定数C=ψ’(0)はアンテナ素子数N、アンテナ素子間隔d、および波長λの関数となるが、これらは既知のため算出可能である。また、ビームノーズ仰角θ1およびθ2ともに既知であるため、マルチパスが無い場合は受信信号Σ1と受信信号Σ2の位相差φ0
はあらかじめ予測可能である。
argΣ 2 −argΣ 1 = C · cos θ 1 · (θ 2 −θ 1 ) = φ 0 (14)
The constant C = ψ ′ (0) is a function of the number N of antenna elements, the antenna element interval d, and the wavelength λ, and these are known and can be calculated. Also, since the beam nose elevation angles θ 1 and θ 2 are known, the phase difference φ 0 between the reception signal Σ 1 and the reception signal Σ 2 when there is no multipath.
Can be predicted in advance.

ここで、式(6)を使って、到来波方向がαでマルチパスが無い場合の受信信号Σkを以下の通りに表すことができる。 Here, using equation (6), the received signal Σ k when the direction of the incoming wave is α and there is no multipath can be expressed as follows.

Σ1=R1t・exp(jχ)・exp[jψ(x1)] ・・・(15)
Σ2=R2t・exp(jχ)・exp[jψ(x2)] ・・・(16)
kt: ビームkより得られる直接波受信信号の振幅強度
χ=arg[E1(t,α)]
このとき、マルチパスが無い場合における受信信号Σ1と受信信号Σ2を複素平面で表すと、図4に示す通りである。図5はマルチパスが無い場合における受信信号の位相とその受信信号を得る際に用いた受信ビームのノーズ仰角との関係を示す。図5において黒丸は受信ビーム1より得られた点を、黒四角は受信ビーム2より得られた点をそれぞれ示す。式(12)および(13)が示す通り、この黒丸と黒四角を通過する直線の傾きは、一定値C・cosθ1となる。
Σ 1 = R 1t · exp (jχ) · exp [jψ (x 1 )] (15)
Σ 2 = R 2t · exp (jχ) · exp [jψ (x 2 )] (16)
R kt : Amplitude intensity of direct wave reception signal obtained from beam k χ = arg [E 1 (t, α)]
At this time, the reception signal Σ 1 and the reception signal Σ 2 when there is no multipath are represented by a complex plane as shown in FIG. FIG. 5 shows the relationship between the phase of the received signal and the nose elevation angle of the received beam used to obtain the received signal when there is no multipath. In FIG. 5, black circles indicate points obtained from the reception beam 1, and black squares indicate points obtained from the reception beam 2. As shown in equations (12) and (13), the slope of the straight line passing through the black circle and the black square is a constant value C · cos θ 1 .

一方、マルチパス波がアンテナ正面方向に対して角度βの方向から到来した場合の受信電力は、直接波による寄与とマルチパス波による寄与との和となり、以下の式で表される。   On the other hand, the received power when the multipath wave arrives from the direction of the angle β with respect to the antenna front direction is the sum of the contribution from the direct wave and the contribution from the multipath wave, and is expressed by the following equation.

Σ1=Rt・exp(jχ)・exp[jψ1(x1)]+Rt’・exp(jχ’)・exp[jψ1(x1’)] ・・・(17)
Σ2=Rt・exp(jχ)・exp[jψ2(x2)]+Rt’・exp(jχ’)・exp[jψ2(x2’)] ・・・(18)
R’t:ビームkより得られるマルチパス波受信信号の振幅強度
χ’=arg[E1(t,β)]
n’=cosθn・(θn−β) ・・・(19)
このとき、マルチパスが有る場合における受信信号Σ1と受信信号Σ2を複素平面で表すと、図6に示す通りである。図6において、点線が直接波による寄与を表し、破線がマルチパス波による寄与を表す。マルチパス波による寄与が加算されるため、受信信号Σ1と受信信号Σ2の位相がマルチパスの無い場合とは異なる値を取ることが図6より分かる。
Σ 1 = R t · exp (jχ) · exp [jψ 1 (x 1 )] + R t '· exp (jχ') · exp [jψ 1 (x 1 ')] (17)
Σ 2 = R t · exp (jχ) · exp [jψ 2 (x 2 )] + R t '· exp (jχ') · exp [jψ 2 (x 2 ')] (18)
R ′ t : Amplitude intensity of multipath wave reception signal obtained from beam k χ ′ = arg [E 1 (t, β)]
x n '= cos θ n · (θ n −β) (19)
At this time, when the received signal Σ 1 and the received signal Σ 2 in the case of multipath are expressed in a complex plane, they are as shown in FIG. In FIG. 6, the dotted line represents the contribution from the direct wave, and the broken line represents the contribution from the multipath wave. Since contributions due to multipath waves are added, it can be seen from FIG. 6 that the phases of the received signal Σ 1 and the received signal Σ 2 have different values from the case where there is no multipath.

図7はマルチパスが有る場合における受信信号の位相とその受信信号を得る際に使用した受信ビームのノーズ仰角との関係を示す。   FIG. 7 shows the relationship between the phase of the received signal and the nose elevation angle of the received beam used to obtain the received signal when there are multipaths.

図7において黒丸は受信ビーム1より得られた点を、黒四角は受信ビーム2より得られた点をそれぞれ示す。比較のために、マルチパスが無い場合において、受信ビーム1より得られた点を白丸で、受信ビーム2より得られた点を白四角でそれぞれ示す。マルチパスが無い場合に得られる2点については、白丸を通る傾きC・cosθ1の直線上に白四角が乗っているのに対して、マルチパスが有る場合に得られる2点については、黒丸を通る傾きC・cosθ1の直線から外れた位置に黒四角が通常存在することが分かる。 In FIG. 7, black circles indicate points obtained from the reception beam 1, and black squares indicate points obtained from the reception beam 2. For comparison, when there is no multipath, a point obtained from the reception beam 1 is indicated by a white circle, and a point obtained from the reception beam 2 is indicated by a white square. For the two points obtained when there is no multipath, a white square is on the straight line of the slope C · cos θ 1 passing through the white circle, whereas for the two points obtained when there is a multipath, the black circle It can be seen that a black square usually exists at a position deviating from the straight line of the slope C · cos θ 1 passing through.

マルチパスが無い場合に受信信号Σ1と受信信号Σ2の位相差として取りうる値を位相差予測値φ0とすると、以下の関係が成り立つ。 If the value that can be taken as the phase difference between the received signal Σ 1 and the received signal Σ 2 when there is no multipath is the phase difference predicted value φ 0 , the following relationship holds.

φ0=C・cosθ1・(θ2−θ1) ・・・(20)
位相差予測値φ0と、実際に得られた受信信号Σ1と受信信号Σ2の位相差の値を比較したときに、両者の値が異なっていればマルチパスが有ると推定でき、また両者の値が近ければマルチパスが無いと推定できる。
φ 0 = C · cos θ 1 · (θ 2 −θ 1 ) (20)
When comparing the phase difference predicted value φ 0 with the actually obtained received signal Σ 1 and the phase difference value of the received signal Σ 2 , if the two values are different, it can be estimated that there is a multipath, If both values are close, it can be estimated that there is no multipath.

判定部65は、位相差算出部61で算出された値であるΣ2−Σ1と、位相差予測部62で算出された位相差予測値φ0を比較し、両者の差が許容誤差設定部64で設定した許容誤差δφ以内であればマルチパス無しと判定し、許容誤差δφを超えている場合はマルチパス有りと判定し、その判定結果をビーム選択器5および切替器7に出力する。 The determination unit 65 compares the value Σ 2 −Σ 1 calculated by the phase difference calculation unit 61 with the phase difference prediction value φ 0 calculated by the phase difference prediction unit 62, and the difference between the two is set as an allowable error setting. If it is within the allowable error δφ set by the unit 64, it is determined that there is no multipath, and if it exceeds the allowable error δφ, it is determined that there is multipath, and the determination result is output to the beam selector 5 and the switch 7. .

図8と図9はともに使用した2本の受信ビームのノーズ仰角の差分θ2−θ1と、受信信号Σ1と受信信号Σ2の位相差の関係を示す。argΣ2−argΣ1は実際に得られた受信信号から算出された値であり、位相差予測値φ0は式(20)より得られた値である。図8はargΣ2−argΣ1とφ0の差分が許容誤差δφ以内であることからマルチパス無しと判定されるケースに相当し、argΣ2−argΣ1とφ0の差分が許容誤差δφ以内であることが分かる。一方、図9はマルチパス有りと判定されるケースに相当する。 FIGS. 8 and 9 show the relationship between the difference θ 2 −θ 1 between the nose elevation angles of the two received beams used together and the phase difference between the received signal Σ 1 and the received signal Σ 2 . argΣ 2 -argΣ 1 is a value calculated from the actually obtained received signal, and the phase difference predicted value φ 0 is a value obtained from Equation (20). Figure 8 is argΣ 2 -argΣ 1 the difference of phi 0 corresponds to the case where it is determined that no multipath since tolerance is within the error δφ, argΣ 2 difference -Argshiguma 1 and phi 0 is within tolerance .delta..phi I understand that there is. On the other hand, FIG. 9 corresponds to a case where it is determined that there is multipath.

次に、本実施形態の効果を説明する。   Next, the effect of this embodiment will be described.

本実施形態1のレーダ装置10によれば、位相差算出部61、位相差予測部62、比例係数出力部63、許容誤差設定部64、判定部65を備えたマルチパス有無判定器6を用いたことにより、マルチパスの有無判定が可能となる。また、切替器7、マルチパス外測角処理器81、マルチパス内測角処理器82を組み合わせることにより、マルチパスが有る場合にのみマルチパス対策処理を行うことが可能となる。   According to the radar apparatus 10 of the first embodiment, the multipath presence / absence determiner 6 including the phase difference calculation unit 61, the phase difference prediction unit 62, the proportional coefficient output unit 63, the allowable error setting unit 64, and the determination unit 65 is used. This makes it possible to determine the presence or absence of multipath. Further, by combining the switch 7, the external multipath angle measurement processor 81, and the multipath internal angle measurement processor 82, it is possible to perform the multipath countermeasure processing only when there is a multipath.

本実施形態によれば、ビーム形成器3は、互いに仰角の異なる複数の受信ビームを形成し、各受信ビームでの受信信号を抽出する。目標信号検出器4は、各受信ビームでの受信信号に基づいて、目標の存在を示す目標信号を検出する。マルチパス有無判定器6は、複数の受信ビームのうち目標信号が検出された受信ビームを含む複数の選択受信ビームでの受信信号に基づいて、マルチパスの有無を判定する。処理部Aは、マルチパスが無しと判定された場合に、マルチパス対策が施されていない第1測角処理を行い、マルチパスが有りと判定された場合に、マルチパス対策が施された第2測角処理を行う。   According to the present embodiment, the beam former 3 forms a plurality of reception beams having different elevation angles, and extracts reception signals from the respective reception beams. The target signal detector 4 detects a target signal indicating the presence of a target based on the reception signal in each reception beam. The multipath presence / absence determiner 6 determines the presence / absence of multipath based on reception signals of a plurality of selected reception beams including a reception beam from which a target signal is detected among a plurality of reception beams. When it is determined that there is no multipath, the processing unit A performs a first angle measurement process that is not provided with multipath countermeasures, and when it is determined that multipath is present, multipath countermeasures are applied. A second angle measurement process is performed.

マルチパス有無判定器6は、位相差算出部61と、位相差予測部62と、判定部65と、を含む。位相差算出部61は、複数の選択受信ビームから特定される2本の特定受信ビームでの受信信号の位相差を算出する。位相差予測部62は、前記マルチパスがない状況における前記2本の特定受信ビームでの各受信信号の位相差を予測する。判定部65は、位相差算出部61の算出結果と位相差予測部62の予測結果との差に基づいて、マルチパスの有無を判定する。   Multipath presence / absence determiner 6 includes a phase difference calculation unit 61, a phase difference prediction unit 62, and a determination unit 65. The phase difference calculation unit 61 calculates the phase difference between the reception signals in the two specific reception beams specified from the plurality of selection reception beams. The phase difference prediction unit 62 predicts a phase difference between the reception signals in the two specific reception beams in a situation where there is no multipath. The determination unit 65 determines the presence / absence of multipath based on the difference between the calculation result of the phase difference calculation unit 61 and the prediction result of the phase difference prediction unit 62.

このため、2本の特定受信ビームでの受信信号の位相差と、マルチパスがない状況での予測位相差と、を用いて、マルチパスの有無を判定することが可能になる。そして、マルチパスの有無を判定することによって、マルチパスが有る場合にのみマルチパス対策処理を行うことが可能となる。   For this reason, it is possible to determine the presence / absence of multipath using the phase difference between the reception signals of the two specific reception beams and the predicted phase difference when there is no multipath. Then, by determining the presence or absence of multipath, it is possible to perform multipath countermeasure processing only when there is a multipath.

また、本実施形態では、許容誤差設定部64は、位相差算出部61の算出結果と位相差予測部62の予測結果との差の許容値を設定する。判定部65は、位相差算出部61の算出結果と位相差予測部62の予測結果との差が許容値よりも大きい場合に、マルチパスが有ると判定し、その差が許容値以下である場合に、マルチパスが無いと判定する。このため、許容値の設定の仕方によって、マルチパス有無判定の精度を調整することが可能になる。   In the present embodiment, the allowable error setting unit 64 sets an allowable value of a difference between the calculation result of the phase difference calculation unit 61 and the prediction result of the phase difference prediction unit 62. The determination unit 65 determines that there is multipath when the difference between the calculation result of the phase difference calculation unit 61 and the prediction result of the phase difference prediction unit 62 is larger than the allowable value, and the difference is equal to or less than the allowable value. In this case, it is determined that there is no multipath. For this reason, it is possible to adjust the accuracy of the determination of the presence / absence of multipath depending on how the allowable value is set.

また、本実施形態では、ビーム形成器3は、複数の受信ビームとして、目標信号が検出された同時Σビームを含む互いに仰角の異なる2本以上の同時Σビームを形成する。マルチパス有無判定器6は、位相差を予測する上で必要となるパラメータを位相差予測部62に出力する比例係数出力部63を含む。位相差予測部62は、2本の特定受信ビームの仰角と比例係数出力部63からのパラメータとに基づいて、マルチパスがない状況での位相差を予測する。   In the present embodiment, the beam former 3 forms two or more simultaneous Σ beams having different elevation angles, including the simultaneous Σ beams from which the target signals are detected, as a plurality of reception beams. The multipath presence / absence determiner 6 includes a proportional coefficient output unit 63 that outputs parameters necessary for predicting the phase difference to the phase difference prediction unit 62. The phase difference prediction unit 62 predicts a phase difference in a situation where there is no multipath, based on the elevation angles of the two specific reception beams and the parameters from the proportional coefficient output unit 63.

このため、複数の受信ビームとして、目標信号が検出された同時Σビームを含む互いに仰角の異なる2本以上の同時Σビームを形成されても、位相差予測部62は、マルチパスがない状況での位相差を予測することが可能になる。   For this reason, even if two or more simultaneous Σ beams having different elevation angles including the simultaneous Σ beams in which the target signal is detected are formed as a plurality of received beams, the phase difference prediction unit 62 does not have multipath. It is possible to predict the phase difference.

また、本実施形態では、複数の選択受信ビームおよび2本の特定受信ビームは、ビーム形成器3が形成した2本以上の同時Σビームのうち、目標信号が検出された同時Σビームを含む2本の同時Σビームである。位相差予測部62は、2本の特定受信ビームの仰角に基づいて、マルチパスがない状況における2本の特定受信ビームでの各受信信号の位相差を予測する。   Further, in the present embodiment, the plurality of selective reception beams and the two specific reception beams include the two simultaneous Σ beams in which the target signal is detected among the two or more simultaneous Σ beams formed by the beam former 3. It is a simultaneous Σ beam of books. The phase difference prediction unit 62 predicts the phase difference between the reception signals in the two specific reception beams in a situation where there is no multipath, based on the elevation angles of the two specific reception beams.

このため、2本の同時Σビームを用いてマルチパスの有無を判定可能になる。   Therefore, it is possible to determine the presence or absence of multipath using two simultaneous Σ beams.

<実施形態2>
実施形態1においては、使用するビームの間隔が狭い場合、つまり式(11)の関係が成り立つことを前提としているが、実施形態2では、使用するビームの間隔が広く、式(11)の関係が成り立たない場合についてもマルチパスの有無判定が可能となる。ただし、実施形態1では同時マルチビームとして2本以上あれば良いのに対して、実施形態2では同時マルチビームとして3本以上が必要となる。
<Embodiment 2>
In the first embodiment, it is assumed that the distance between the beams to be used is narrow, that is, the relationship of Expression (11) is established. However, in Embodiment 2, the distance between the beams to be used is wide and the relation of Expression (11) is satisfied. It is possible to determine the presence / absence of multipath even when the above is not established. However, in Embodiment 1, two or more simultaneous multi-beams are sufficient, whereas in Embodiment 2, three or more simultaneous multi-beams are required.

図10は、実施形態2におけるマルチパス有無判定器6Aを示すブロック図である。図10において、図2に示したものと同一構成のものには同一符号を付してある。   FIG. 10 is a block diagram illustrating a multipath presence / absence determiner 6A according to the second embodiment. In FIG. 10, the same components as those shown in FIG.

実施形態2において、実施形態1と異なる点は、実施形態1で用いられたビーム選択器5およびマルチパス有無判定器6の代わりに、ビーム選択器5Aおよびマルチパス有無判定器6Aが用いられ、実施形態1ではビーム選択器5が、目標信号が検出されたビームを含む2本同時ビームを使用したのに対し、実施形態2においてはビーム選択器5Aが、目標信号が検出されたビームを含む3本同時ビームを使用し、マルチパス有無判定器6A内に、マルチパス有無判定器6の構成に加えて補正値算出部66が追加されている点である。   The second embodiment differs from the first embodiment in that a beam selector 5A and a multipath presence / absence determiner 6A are used instead of the beam selector 5 and the multipath presence / absence determiner 6 used in the first embodiment. In the first embodiment, the beam selector 5 uses two simultaneous beams including the beam from which the target signal is detected. In the second embodiment, the beam selector 5A includes the beam from which the target signal is detected. In addition to the configuration of the multipath presence / absence determiner 6, a correction value calculation unit 66 is added to the multipath presence / absence determiner 6A using three simultaneous beams.

ビーム選択器5Aは、ビーム形成器3が形成した同時マルチビーム(複数の同時Σビーム)の数が4本以上の場合に3本の受信ビーム(選択受信ビーム)、およびその受信ビームにより算出された受信信号を選択し、その選択結果(選択受信ビームの仰角と受信信号)をマルチパス有無判定器6Aに出力する。   When the number of simultaneous multi-beams (several simultaneous Σ beams) formed by the beam former 3 is four or more, the beam selector 5A is calculated by three received beams (selected received beams) and the received beams. The received signal is selected, and the selection result (the elevation angle of the selected received beam and the received signal) is output to the multipath presence / absence determiner 6A.

また、ビーム選択器5Aは、マルチパス有無判定器6Aにおいて判定された結果を基に、測角に必要な受信ビーム、およびその受信ビームにより算出された受信信号を選択し、その選択結果を切替器7に出力する。   The beam selector 5A selects a reception beam necessary for angle measurement and a reception signal calculated by the reception beam based on the result determined by the multipath presence / absence determination unit 6A, and switches the selection result. To the device 7.

なお、ビーム形成器3が形成した同時マルチビームの数が3本の場合は、ビーム選択器5Aは、全ての受信ビーム(選択受信ビーム)、およびその受信ビームにより算出された受信信号をマルチパス有無判定器6Aに出力する。   When the number of simultaneous multi-beams formed by the beam former 3 is 3, the beam selector 5A multipaths all received beams (selected received beams) and received signals calculated by the received beams. Output to the presence / absence determiner 6A.

ここで、図10が示す通り、ビーム選択器5Aで選択された3本の受信ビームおよびその受信ビームにより得られた受信信号のうち、2本の受信ビーム(2本の受信ビームの仰角)およびその受信ビームにより得られた受信信号については、マルチパス有無判定器6A内の補正値算出部66に送られる。   Here, as shown in FIG. 10, among the three reception beams selected by the beam selector 5A and the reception signals obtained by the reception beams, two reception beams (the elevation angles of the two reception beams) and The reception signal obtained by the reception beam is sent to the correction value calculation unit 66 in the multipath presence / absence determiner 6A.

比例係数出力部63は、実施形態1同様に位相差の予測値を算出する上で必要となる情報を位相差予測部62に出力するほか、補正値算出部66が算出する受信信号(2本の特定受信ビームの一方)の位相argΣ'および2本の特定受信ビームの一方(以下「補正したビーム」とも称する)のノーズ仰角θ'を算出する上で必要となる情報を補正値算出部66にも出力する。   Similar to the first embodiment, the proportionality coefficient output unit 63 outputs information necessary for calculating the predicted value of the phase difference to the phase difference prediction unit 62, and also receives the received signals (two) calculated by the correction value calculation unit 66. Information necessary for calculating the phase argΣ ′ of one of the specific reception beams) and the nose elevation angle θ ′ of one of the two specific reception beams (hereinafter also referred to as “corrected beam”). Also output.

補正値算出部66は、算出部の一例である。補正値算出部66は、ビーム選択器5Aから入力される2本の受信ビームについてのノーズ仰角および受信信号の位相と、比例係数出力部63から入力される定数Cを元に、補正した受信信号(2本の特定受信ビームの一方での受信信号)の位相argΣ2'および補正したビーム(2本の特定受信ビームの一方)のノーズ仰角θ2'を算出し、補正した受信信号の位相argΣ2'を位相差算出部61に、補正したビームのノーズ仰角θ2'を位相差予測部62に出力する。 The correction value calculation unit 66 is an example of a calculation unit. The correction value calculation unit 66 corrects the received signal based on the nose elevation angle and the phase of the received signal for the two received beams input from the beam selector 5A and the constant C input from the proportional coefficient output unit 63. The phase argΣ 2 ′ of one of the two specific received beams and the nose elevation angle θ 2 ′ of the corrected beam (one of the two specific received beams) are calculated and the phase argΣ of the corrected received signal 2 ′ is output to the phase difference calculation unit 61, and the corrected nose elevation angle θ 2 ′ of the beam is output to the phase difference prediction unit 62.

補正値算出部66で算出される補正したビームのノーズ仰角θ2'は、実施形態1におけるビーム2のノーズ仰角θ2に相当し、補正した受信信号の位相argΣ2'は実施形態1におけるビーム2で受信された受信信号の位相Σ2に相当するため、位相差算出部61、位相差予測部62、許容誤差設定部64、判定部65における処理は、実施形態1と同じである。 The corrected beam nose elevation angle θ 2 ′ calculated by the correction value calculator 66 corresponds to the nose elevation angle θ 2 of the beam 2 in the first embodiment, and the corrected received signal phase argΣ 2 ′ is the beam in the first embodiment. order corresponding to the phase sigma 2 received signals received at 2, phase difference calculation unit 61, the phase difference prediction portion 62, the allowable error setting unit 64, processing in the determining unit 65 are the same as in embodiment 1.

マルチパスが無い場合、ビーム選択器5Aで選択された3本の受信ビームにより得られた受信信号の位相は、式(6)、(10)より以下の通りとなる。   When there is no multipath, the phase of the reception signal obtained by the three reception beams selected by the beam selector 5A is as follows from the equations (6) and (10).

ビーム1:argΣ1=arg[E1(t,α)]+ψ(x1
=arg[E1(t,α)]+C・cosθ1・(θ1−α)・・・(21)
ビーム2:argΣ2=arg[E1(t,α)]+ψ(x2
=arg[E1(t,α)]+C・cosθ2・(θ2−α)・・・(22)
ビーム3:argΣ3=arg[E1(t,α)]+ψ(x3
=arg[E1(t,α)]+C・cosθ3・(θ3−α)・・・(23)
図11はマルチパスが無い場合におけるビーム仰角と受信信号の位相の関係を、図12はマルチパスが有る場合におけるビーム仰角と受信信号の位相の関係を示す。いずれの図も横軸が仰角θ、縦軸が受信信号の位相argΣに相当する。
Beam 1: arg Σ 1 = arg [E 1 (t, α)] + ψ (x 1 )
= Arg [E 1 (t, α)] + C · cos θ 1 · (θ 1 −α) (21)
Beam 2: arg Σ 2 = arg [E 1 (t, α)] + ψ (x 2 )
= Arg [E 1 (t, α)] + C · cos θ 2 · (θ 2 −α) (22)
Beam 3: arg Σ 3 = arg [E 1 (t, α)] + ψ (x 3 )
= Arg [E 1 (t, α)] + C · cos θ 3 · (θ 3 −α) (23)
FIG. 11 shows the relationship between the beam elevation angle and the phase of the received signal when there is no multipath, and FIG. 12 shows the relationship between the beam elevation angle and the phase of the received signal when there is a multipath. In each figure, the horizontal axis corresponds to the elevation angle θ, and the vertical axis corresponds to the phase argΣ of the received signal.

k=1、2、3とすると、いずれの図においても、黒丸で示した点(θk,argΣk)は、それぞれビームノーズ仰角θkのときに得られる受信信号の位相がargΣkであることを示している。 Assuming k = 1, 2, and 3, in each of the figures, the point (θ k , argΣ k ) indicated by the black circle has the phase of the received signal obtained when the beam nose elevation angle θ k is argΣ k . It is shown that.

ここで、点(θ1,argΣ1)を通り傾きがC・cosθ1となる直線を実線、点(θ2,argΣ2)を通り傾きがC・cosθ2となる直線を点線、点(θ3,argΣ3)を通り傾きがC・cosθ3となる直線を一点破線で表すと、マルスパスが無い場合には図11が示すとおり、3本の直線が横軸θ=αにおいて一点(α,arg[E1(t,α)])で必ず交わる。 Here, a straight line passing through the point (θ 1 , arg Σ 1 ) and having an inclination of C · cos θ 1 is a solid line, and a straight line passing through the point (θ 2 , arg Σ 2 ) and having an inclination of C · cos θ 2 is a dotted line. 3 , arg Σ 3 ), and a straight line having a slope of C · cos θ 3 is represented by a one-dot broken line. In the absence of a Mars path, as shown in FIG. arg [E 1 (t, α)]).

これに対し、マルスパスが有る場合には、図12が示すとおり通常3本の直線は一点では交わらない。   On the other hand, when there is a Mars pass, normally three straight lines do not intersect at one point as shown in FIG.

この特性の違いを利用することにより、マルチパスの有無判定が可能となる。以下、マルチパスの有無判定の手順を示す。   By utilizing this difference in characteristics, it is possible to determine the presence or absence of multipath. The procedure for determining the presence / absence of multipath is described below.

図13は補正値算出部66における処理内容をビーム仰角と受信信号の位相の関係を用いて説明した図である。図13では、横軸が仰角θ、縦軸が受信信号の位相argΣに相当する。   FIG. 13 is a diagram for explaining the processing contents in the correction value calculation unit 66 using the relationship between the beam elevation angle and the phase of the received signal. In FIG. 13, the horizontal axis corresponds to the elevation angle θ, and the vertical axis corresponds to the phase argΣ of the received signal.

ビーム選択器5Aから入力される2本受信ビームをそれぞれ受信ビーム2、受信ビーム3とし、それぞれのビームから得られた点を(θ2,argΣ2)および(θ3,argΣ3)とする。このとき図13において、点(θ2,argΣ2)を通り傾きがC・cosθ2となる直線と、点(θ3,argΣ3)を通り傾きがC・cosθ3となる直線と、を引くことにより交点が得られる。この交点の横軸座標が、補正したビームのノーズ仰角θ2'に相当し、交点の縦軸座標が、補正した受信信号の位相argΣ2'に相当する。これより、補正した受信信号の位相argΣ2'および補正したビームのノーズ仰角θ2'が算出される。なお、補正した受信信号の位相argΣ2は式(21)におけるarg[E1(t,α)]に、また補正したビームのノーズ仰角θ2'は電波の到来波方向αになる。 The two reception beams input from the beam selector 5A are referred to as reception beam 2 and reception beam 3, respectively, and the points obtained from the respective beams are defined as (θ 2 , arg Σ 2 ) and (θ 3 , arg Σ 3 ). At this time, in FIG. 13, a straight line having a slope of C · cos θ 2 passing through the point (θ 2 , argΣ 2 ) and a straight line having a slope of C · cos θ 3 passing through the point (θ 3 , argΣ 3 ) are drawn. This will give you an intersection. The horizontal axis coordinate of this intersection point corresponds to the nose elevation angle θ 2 ′ of the corrected beam, and the vertical axis coordinate of the intersection point corresponds to the phase argΣ 2 ′ of the corrected received signal. From this, the corrected phase argΣ 2 ′ of the received signal and the corrected beam nose elevation angle θ 2 ′ are calculated. The corrected phase argΣ 2 of the received signal is arg [E 1 (t, α)] in equation (21), and the corrected nose elevation angle θ 2 ′ is the arrival wave direction α of the radio wave.

図14はマルチパスが無い場合における受信信号の位相とその受信信号を得る際に用いた受信ビームのノーズ仰角との関係を示す。図14において黒丸は受信ビーム1より得られた点を、白丸は補正したビームより得られた点をそれぞれ示す。図11が示す通り、図14のおける黒丸と白丸を通過する直線の傾きは、一定値C・cosθ1となる。 FIG. 14 shows the relationship between the phase of the received signal and the nose elevation angle of the received beam used to obtain the received signal when there is no multipath. In FIG. 14, black circles indicate points obtained from the received beam 1, and white circles indicate points obtained from the corrected beam. As shown in FIG. 11, the slope of the straight line passing through the black circle and the white circle in FIG. 14 is a constant value C · cos θ 1 .

図15はマルチパスが有る場合における受信信号の位相とその受信信号を得る際に使用した受信ビームのノーズ仰角との関係を示す。図15において黒丸は受信ビーム1より得られた点を、白丸は補正したビームより得られた点をそれぞれ示す。マルチパスが無い場合、図14が示す通り白丸を通る傾きC・cosθ1の直線上に黒丸が乗っているのに対して、マルチパスが有る場合に得られる2点については、白丸を通る傾きC・cosθ1の直線から外れた位置に黒丸が通常存在することが分かる。 FIG. 15 shows the relationship between the phase of the received signal and the nose elevation angle of the received beam used to obtain the received signal when there are multipaths. In FIG. 15, black circles indicate points obtained from the received beam 1, and white circles indicate points obtained from the corrected beam. When there is no multipath, a black circle is on the straight line of the slope C · cos θ 1 passing through the white circle as shown in FIG. 14, while the two points obtained when there is a multipath are slopes through the white circle. It can be seen that a black circle usually exists at a position deviating from the C · cos θ 1 straight line.

図5と図14、もしくは図7と図15を比較することにより、実施形態2における補正したビームのノーズ仰角θ2'は、実施形態1におけるビーム2のノーズ仰角θ2に相当し、補正した受信信号の位相argΣ2'は実施形態1におけるビーム2で受信された受信信号の位相Σ2に相当することが分かる。 By comparing FIG. 5 and FIG. 14 or FIG. 7 and FIG. 15, the nose elevation angle θ 2 ′ of the corrected beam in the second embodiment corresponds to the nose elevation angle θ 2 of the beam 2 in the first embodiment and is corrected. It can be seen that the phase argΣ 2 ′ of the received signal corresponds to the phase Σ 2 of the received signal received by the beam 2 in the first embodiment.

マルチパスが無い場合に受信信号Σ1と補正した受信信号Σ2'の位相差として取りうる値を位相差予測値φ0とすると、以下の関係が成り立つ。 If the value that can be taken as the phase difference between the received signal Σ 1 and the corrected received signal Σ 2 ′ when there is no multipath is the phase difference predicted value φ 0 , the following relationship holds.

φ0=C・cosθ1・(θ2'−θ1) ・・・(24)
判定部65は、位相差算出部61で算出された値であるargΣ2'− argΣ1と、位相差予測部62で算出された位相差予測値φ0を比較し、両者の差が許容誤差設定部64で設定した許容誤差δφ以内であればマルチパス無しと判定し、許容誤差δφを超えている場合はマルチパス有りと判定し、その判定結果をビーム選択器5Aおよび切替器7に出力する。
φ 0 = C · cos θ 1 · (θ 2 '−θ 1 ) (24)
The determination unit 65 compares argΣ 2 ′ −argΣ 1 , which is a value calculated by the phase difference calculation unit 61, with the phase difference prediction value φ 0 calculated by the phase difference prediction unit 62, and the difference between the two is an allowable error. If it is within the allowable error δφ set by the setting unit 64, it is determined that there is no multipath, and if it exceeds the allowable error δφ, it is determined that there is multipath, and the determination result is output to the beam selector 5A and the switch 7. To do.

本実施形態では、ビーム形成器3は、複数の受信ビームとして、目標信号が検出された同時Σビームを含む互いに仰角の異なる3本以上の同時Σビームを形成する。複数の選択受信ビームは、ビーム形成器3が形成した3本以上の同時Σビームのうち、目標信号が検出された同時Σビームを含む3本の同時Σビームである。補正値算出部66は、選択受信ビームである3本の同時Σビームのうちの2本の同時Σビームの各仰角とこの2本の同時Σビームでの各受信信号とに基づいて、2本の特定受信ビームの一方の特定受信ビームの仰角と、この一方の特定受信ビームでの受信信号を生成する。選択受信ビームである3本の同時Σビームのうち残りの1本の同時Σビームは、2本の特定受信ビームの他方の特定受信ビームとなる。位相差予測部62は、2本の特定受信ビームの仰角に基づいて、マルチパスが無い状況における2本の特定受信ビームでの受信信号の位相差を予測する。   In the present embodiment, the beam former 3 forms three or more simultaneous Σ beams having different elevation angles, including the simultaneous Σ beams in which the target signal is detected, as a plurality of reception beams. The plurality of selective reception beams are three simultaneous Σ beams including the simultaneous Σ beams in which the target signal is detected among the three or more simultaneous Σ beams formed by the beam former 3. The correction value calculation unit 66 uses two elevations of two simultaneous Σ beams out of the three simultaneous Σ beams that are selected reception beams and two reception signals from the two simultaneous Σ beams. The elevation angle of one of the specific reception beams and the reception signal of the one specific reception beam are generated. The remaining one simultaneous Σ beam among the three simultaneous Σ beams that are the selective reception beams is the other specific reception beam of the two specific reception beams. The phase difference predicting unit 62 predicts the phase difference of the reception signals in the two specific reception beams in a situation where there is no multipath, based on the elevation angles of the two specific reception beams.

このため、本実施形態2のレーダ装置10によれば、使用するビームの間隔が広く、式(11)の関係が成り立たない場合についてもマルチパスの有無判定が可能となるため、実施形態1同様にマルチパスが有る場合にのみマルチパス対策処理を行うことが可能となる。   For this reason, according to the radar apparatus 10 of the second embodiment, it is possible to determine the presence / absence of multipath even when the interval between the beams to be used is wide and the relationship of Expression (11) does not hold. Multipath countermeasure processing can be performed only when there are multipaths.

<実施形態3>
実施形態1、および実施形態2においては、振幅比較測角方式を採用することを前提としているが、実施形態3では、モノパルス方式を採用する場合についてもマルチパスの有無判定が可能となる。
<Embodiment 3>
In the first and second embodiments, it is assumed that the amplitude comparison angle measurement method is adopted. However, in the third embodiment, the presence / absence of multipath can be determined even when the monopulse method is adopted.

図16は、実施形態3におけるマルチパス有無判定器6Bの構成を示すブロック図である。図16において、図2に示したものと同一構成のものには同一符号を付してある。   FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of the multipath presence / absence determiner 6B according to the third embodiment. In FIG. 16, the same components as those shown in FIG.

実施形態3において、実施形態1と異なる点は、ビーム選択部5およびマルチパス有無判定器6の代わりに、ビーム選択器5Bおよびマルチパス有無判定器6Bが用いられ、マルチパス有無判定器6Bが、マルチパス有無判定器6の構成から比例係数出力部63を除かれた構成を有する点である。   The third embodiment is different from the first embodiment in that a beam selector 5B and a multipath presence / absence determiner 6B are used instead of the beam selector 5 and the multipath presence / absence determiner 6, and the multipath presence / absence determiner 6B is The configuration is such that the proportional coefficient output unit 63 is removed from the configuration of the multipath presence / absence determiner 6.

ΣビームのパターンをS(θ)、ΔビームのパターンをD(θ)とすると、各受信ビームでの受信信号Σ、Δはそれぞれ以下の式で表される。   If the Σ beam pattern is S (θ) and the Δ beam pattern is D (θ), the received signals Σ and Δ in each received beam are expressed by the following equations, respectively.

Σ=Rt・exp(jχΣΔ)・[S(α)+γ・S(β)・exp(jψΣΔ)]
・・・(25)
Δ=Rt・exp(jχΣΔ)・[D(α)+γ・D(β)・exp(jψΣΔ)]
・・・(26)
α: 直接波の仰角
β: マルチパス波の仰角
t: 直接波の振幅強度
χΣΔ: 直接波の絶対位相
γ: 直接波に対するマルチパス波の相対振幅比
ψΣΔ: 直接波に対するマルチパス波の相対位相差
マルチパスが無い状況ではマルチパス波を受けないため、直接波に対するマルチパス波の相対振幅比γ=0となり、式(25)および式(26)より、以下の通りとなる。
Σ = R t · exp (jχ ΣΔ ) · [S (α) + γ · S (β) · exp (jψ ΣΔ )]
... (25)
Δ = R t · exp (jχ ΣΔ ) · [D (α) + γ · D (β) · exp (jψ ΣΔ )]
... (26)
α: Elevation angle of direct wave β: Elevation angle of multipath wave R t : Amplitude intensity of direct wave χ ΣΔ : Absolute phase of direct wave γ: Relative amplitude ratio of multipath wave to direct wave ψ ΣΔ : Multipath wave to direct wave Relative phase difference Since no multipath wave is received in a situation where there is no multipath, the relative amplitude ratio γ of the multipath wave with respect to the direct wave becomes = 0, and from the equations (25) and (26), the following is obtained.

argΔ−argΣ=arg(D(α)/S(α)) ・・・(27)
ここで、式(27)においてD(α)/S(α)が実数となることが非特許文献1より知られているため、マルチパスが無い状況でモノパルス方式により得られるΣ、Δ信号の位相差は、アンテナ素子数やアンテナ素子間隔によらず0またはπとなることから、以下の関係が成立する。
argΔ−argΣ = arg (D (α) / S (α)) (27)
Here, since it is known from Non-Patent Document 1 that D (α) / S (α) is a real number in Equation (27), the Σ and Δ signals obtained by the monopulse method in the absence of multipath Since the phase difference is 0 or π regardless of the number of antenna elements and the antenna element spacing, the following relationship is established.

φ0=argΔ−argΣ=0またはπ ・・・(28)
位相差予測値φ0を求める上で実施形態1において必要となったパラメータCは不要となるため、実施形態3においては、図16に示す通り比例係数出力部63は必要なくなる。
φ 0 = argΔ−argΣ = 0 or π (28)
Since the parameter C required in the first embodiment for obtaining the phase difference predicted value φ 0 is not required, the proportional coefficient output unit 63 is not required in the third embodiment as shown in FIG.

図17はマルチパスが無い状況における受信信号Σ、Δを式(25)および式(26)に基づき複素平面上で示した図である。黒丸がΣ信号、黒四角がΔ信号をそれぞれ示す。図17ではΔ/Σが負の値を取る例を示しており、受信信号Σ、Δの位相差がπとなっていることが分かる。   FIG. 17 is a diagram showing received signals Σ and Δ on a complex plane based on Expressions (25) and (26) in a situation where there is no multipath. A black circle indicates a Σ signal, and a black square indicates a Δ signal. FIG. 17 shows an example in which Δ / Σ takes a negative value, and it can be seen that the phase difference between the received signals Σ and Δ is π.

一方、図18はマルチパスが有る状況における受信信号Σ、Δを式(25)および式(26)に基づき複素平面上で示した図である。黒丸が受信信号Σ、黒四角が受信信号Δをそれぞれ示す。点線が直接波による寄与を、破線がマルチパス波による寄与をそれぞれ示している。さらに比較のため、マルチパスが無い状況におけるΣ信号を白丸で、Σ信号を白四角でそれぞれ示している。受信信号Σ、Δの位相差が0でもなく、またπでも無い値となっていることが分かる。   On the other hand, FIG. 18 is a diagram showing received signals Σ and Δ on a complex plane based on Expressions (25) and (26) in a situation where there are multipaths. A black circle represents the received signal Σ, and a black square represents the received signal Δ. The dotted line indicates the contribution by the direct wave, and the broken line indicates the contribution by the multipath wave. Further, for comparison, the Σ signal in a situation without multipath is indicated by a white circle, and the Σ signal is indicated by a white square. It can be seen that the phase difference between the received signals Σ and Δ is neither 0 nor π.

よって、式(28)で与えられる位相差予測値φ0と、実際に得られた受信信号Σ、Δの位相差の値を比較したときに、両者の値が異なっていればマルチパスが有ることが推定でき、また両者の値が近ければマルチパスが無いことが推定できる。 Therefore, when the phase difference predicted value φ 0 given by the equation (28) is compared with the phase difference values of the actually obtained received signals Σ and Δ, there is a multipath if both values are different. If both values are close, it can be estimated that there is no multipath.

判定部65は、位相差算出部61で算出された値であるargΔ−argΣと、位相差予測部62から出力される位相差予測値φ0を比較し、両者の差が許容誤差設定部64で設定した許容誤差δφ以内であればマルチパス無しと判定し、許容誤差δφを超えている場合はマルチパス有りと判定し、その判定結果をビーム選択器5Bおよび切替器7に出力する。 The determination unit 65 compares argΔ−argΣ that is the value calculated by the phase difference calculation unit 61 with the phase difference prediction value φ 0 output from the phase difference prediction unit 62, and the difference between the two is an allowable error setting unit 64. If it is within the permissible error δφ set in step 1, it is determined that there is no multipath, and if it exceeds the permissible error δφ, it is determined that there is multipath, and the determination result is output to the beam selector 5B and the switch 7.

なお、本実施形態では、マルチパス外測角処理器81は、マルチパス対策を施さない通常のモノパルス方式の測角処理(第1測角処理)を行い、マルチパス内測角処理器82は、特許文献3に示されたような、マルチパス対策を施したモノパルス方式の測角処理(第2測角処理)を行う。   In the present embodiment, the external multi-path angle measurement processor 81 performs normal monopulse-type angle measurement processing (first angle measurement processing) without taking multi-path countermeasures, and the multi-path internal angle measurement processor 82 Then, monopulse type angle measurement processing (second angle measurement processing) with multipath countermeasures as shown in Patent Document 3 is performed.

本実施形態では、ビーム形成器3は、複数の受信ビームとして、ΣビームとΔビームとを有するモノパルスビームを形成する。モノパルスビームは、複数の選択受信ビームおよび2本の特定受信ビームとなる。このため、測角方式をモノパルス方式とした場合についてもマルチパスの有無判定が可能となるため、実施形態1同様にマルチパスが有る場合にのみマルチパス対策処理を行うことが可能となる。   In the present embodiment, the beam former 3 forms a monopulse beam having a Σ beam and a Δ beam as a plurality of reception beams. The monopulse beam becomes a plurality of selective reception beams and two specific reception beams. For this reason, since it is possible to determine the presence or absence of multipath even when the angle measurement method is a monopulse method, it is possible to perform multipath countermeasure processing only when there is multipath as in the first embodiment.

<実施形態4>
実施形態1〜3では、受信ビーム、および受信ビームにより算出された受信信号といったマルチパスの有無判定に必要な1組のデータをビーム選択器5、5Aまたは5Bで選択し、マルチパス有無判定器6、6Aまたは6Bに出力するが、実施形態4では、マルチパスの有無判定に必要なデータを複数用いて、多数決処理により、マルチパスの有無判定を行う。これにより、マルチパスの有無判定の精度が向上する。
<Embodiment 4>
In the first to third embodiments, the beam selector 5, 5 </ b> A or 5 </ b> B selects a set of data necessary for determining the presence / absence of multipath, such as the reception beam and the reception signal calculated by the reception beam, and the multipath presence / absence determination unit However, in the fourth embodiment, the presence / absence of multipath is determined by majority processing using a plurality of data necessary for determining the presence / absence of multipath. This improves the accuracy of the determination of the presence / absence of multipath.

図19は、実施形態4におけるレーダ装置10Cを示すブロック図である。図19において、図1に示したものと同一構成のものには同一符号を付してある。   FIG. 19 is a block diagram illustrating a radar apparatus 10C according to the fourth embodiment. 19, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

実施形態4において、実施形態1と異なる点は、実施形態1の構成に、メモリ91と多数決処理器92が追加されている点である。メモリ91と多数決処理器92は、判定処理部Cに含まれる。なお、図19において、ビーム選択器5およびマルチパス有無判定器6の代わりに、ビーム選択器5Aおよびマルチパス有無判定器6A、または、ビーム選択器5Bおよびマルチパス有無判定器6Bが用いられてもよい。   The fourth embodiment is different from the first embodiment in that a memory 91 and a majority processor 92 are added to the configuration of the first embodiment. The memory 91 and the majority processor 92 are included in the determination processing unit C. In FIG. 19, instead of the beam selector 5 and the multipath presence / absence determiner 6, a beam selector 5A and a multipath presence / absence determiner 6A, or a beam selector 5B and a multipath presence / absence determiner 6B are used. Also good.

マルチパス無しの時には、異なる受信ビームで得られた受信信号の位相差を予測できるのに対し、マルチパス有りの場合は空中線1と目標の位置や、電波伝搬経路により、マルチパスの影響が複雑に変化するため、位相差の予測は通常不可能である。   When there is no multipath, the phase difference between the received signals obtained with different receive beams can be predicted, but when there is multipath, the influence of multipath is complicated by the antenna 1 and the target position and the radio wave propagation path. Therefore, it is usually impossible to predict the phase difference.

しかしながら、マルチパス有りの場合における受信信号の位相差が偶然位相差予測値φ0に対して許容誤差δφ以内の値となり、判定部65においてマルチパス無しと誤判定される場合も起こりうる。 However, the phase difference of the received signal in the case of there multipath becomes a value within the tolerance δφ against accidental phase difference prediction value phi 0, can also occur when it is erroneously determined that no multipath in the determination unit 65.

図20は実施形態1において、マルチパス有りの場合における受信信号Σ1、Σ2の位相差が、位相差予測値φ0と同じ値になる例を示す。図20では受信信号Σ1における直接波成分とマルチパス波成分の位相差が0、受信信号Σ2における直接波成分とマルチパス波成分の位相差がπとなった場合の例であるが、実施形態1の場合、受信信号Σ1、Σ2それぞれについて、直接波成分とマルチパス波成分の位相差が0またはπとなる場合、マルチパスが存在したとしても、受信信号Σ1、Σ2の位相差は偶然位相差予測値φ0に対して許容誤差δφ以内の値になる。 FIG. 20 shows an example in which the phase difference between the received signals Σ 1 and Σ 2 in the first embodiment is the same as the phase difference predicted value φ 0 when there is multipath. FIG. 20 shows an example in which the phase difference between the direct wave component and the multipath wave component in the received signal Σ 1 is 0 and the phase difference between the direct wave component and the multipath wave component in the received signal Σ 2 is π. in the embodiment 1, the received signal sigma 1, sigma 2 for each, if the phase difference between the direct wave component and a multipath wave component becomes 0 or [pi, also multipath is present, the received signal sigma 1, sigma 2 phase difference becomes a value within the tolerance δφ against accidental phase difference prediction value phi 0.

図21は実施形態3において、マルチパス有りの場合における位相差が位相差予測値φ0に対して許容誤差δφ以内の値になる例を示す。実施形態1の場合と同様に、実施形態3においても受信信号Σ、Δそれぞれについて、直接波成分とマルチパス波成分の位相差が0またはπとなる場合、マルチパスが存在したとしても、受信信号Σ、Δの位相差は偶然位相差予測値φ0に対して許容誤差δφ以内の値になる。 21 in the embodiment 3, an example where the phase difference in the case of there multipath assumes a value within the allowable error δφ to the phase difference prediction value phi 0. As in the case of the first embodiment, in the third embodiment, the received signal Σ, Δ is received even when multipath exists even if the phase difference between the direct wave component and the multipath wave component is 0 or π. signal sigma, the phase difference Δ is a value within the tolerance δφ against accidental phase difference prediction value phi 0.

この場合、マルチパスの影響を受けているにも関わらず、マルチパス対策を施さない通常の測角処理を行うため、測角精度が低下する。   In this case, in spite of being affected by multipath, normal angle measurement processing without multipath countermeasures is performed, so that angle measurement accuracy is lowered.

しかしながら、マルチパス無し時における受信信号の位相差が必ず位相差予測値φ0と一致するのに対し、マルチパス有りの場合における位相差が位相差予測値φ0と偶然同じ値となるケースは極めて稀であるため、複数個のデータを取ることにより、判定の精度を上げることが可能となる。 However, while the phase difference of the received signal at no multipath time coincides always with the phase difference prediction value phi 0, case where the phase difference becomes equal chance retardation predicted value phi 0 in the case of there multipath Since it is extremely rare, it is possible to increase the accuracy of determination by taking a plurality of data.

複数個のデータとしては、例えば複数目標が近接した距離範囲内で検出された場合、複数目標から得られるデータを組み合わせて複数個のデータとすることが可能である。   As a plurality of data, for example, when a plurality of targets are detected within a close distance range, data obtained from the plurality of targets can be combined into a plurality of data.

また、同時マルチビームによる振幅比較測角を採用する実施形態1や実施形態2においては、マルチパスの有無判定に必要な本数以上の受信ビームをビーム選択器5または5Aにて選択することにより、複数個のデータを取ることが可能となる。例えば実施形態1において4本の受信ビームをビーム選択器5にて選択した場合、組み合わせとしてビーム1とビーム2、ビーム1とビーム3、ビーム1とビーム4、ビーム2とビーム3、ビーム2とビーム4、ビーム3とビーム4の計6つ組み合わせが可能となる。   In the first and second embodiments that employ amplitude comparison angle measurement using simultaneous multi-beams, the beam selector 5 or 5A selects more than the number of reception beams necessary for the determination of the presence or absence of multipath, A plurality of data can be taken. For example, when four receiving beams are selected by the beam selector 5 in the first embodiment, the beam 1 and the beam 2, the beam 1 and the beam 3, the beam 1 and the beam 4, the beam 2 and the beam 3, and the beam 2 are combined as combinations. A total of six combinations of beam 4, beam 3, and beam 4 are possible.

マルチパス有無判定器6、6Aまたは6Bで得られた複数個のデータについてのマルチパス有無判定結果はメモリ91に記憶される。メモリ91に所定の数の組み合わせのデータ(マルチパス有無判定結果)が記憶されたら、それらのデータは多数決処理器92に出力される。   Multipath presence / absence determination results for a plurality of data obtained by the multipath presence / absence determiner 6, 6A or 6B are stored in the memory 91. When a predetermined number of combinations of data (multipath presence / absence determination result) are stored in the memory 91, these data are output to the majority processor 92.

多数決処理器92では、メモリ91から入力されるマルチパス有無に関する複数個の判定結果を元に多数決処理を行うことによりマルチパス有無の判定を行う。多数決処理器92は、マルチパス有無判定器6、6Aまたは6Bでマルチパス無しと判定されたデータ数が所定の数以上であればマルチパス無しと判定し、所定の数未満であればマルチパス有りと判定する。   The majority processor 92 determines the presence / absence of a multipath by performing a majority process based on a plurality of determination results regarding the presence / absence of a multipath input from the memory 91. The majority processor 92 determines that there is no multipath if the number of data determined by the multipath presence / absence determiner 6, 6A or 6B is greater than or equal to a predetermined number, and determines that there is no multipath if it is less than the predetermined number. Judge that there is.

本実施形態では、位相差算出部61は、複数の選択受信ビームから特定される2本の特定受信ビームの組み合わせごとに、2本の特定受信ビームでの受信信号の位相差を算出する。位相差予測部62は、2本の特定受信ビームの組み合わせごとに、マルチパスがない状況における2本の特定受信ビームでの各受信信号の位相差を予測する。判定部65は、2本の特定受信ビームの組み合わせごとに、位相差算出部61の算出結果と位相差予測部62の予測結果との差に基づいてマルチパスの有無を判定する。判定処理部Cは、2本の特定受信ビームの組み合わせごとの判定部65の判定結果に基づいて、マルチパスの有無を判定する。処理部Aは、判定処理部Cがマルチパス無しと判定した場合に第1測角処理を行い、判定処理部Cがマルチパス有りと判定した場合に第2測角処理を行う。   In the present embodiment, the phase difference calculation unit 61 calculates the phase difference between the reception signals of the two specific reception beams for each combination of two specific reception beams specified from the plurality of selection reception beams. The phase difference prediction unit 62 predicts the phase difference of each reception signal in the two specific reception beams in a situation where there is no multipath for each combination of the two specific reception beams. The determination unit 65 determines the presence or absence of multipath based on the difference between the calculation result of the phase difference calculation unit 61 and the prediction result of the phase difference prediction unit 62 for each combination of two specific reception beams. The determination processing unit C determines the presence / absence of multipath based on the determination result of the determination unit 65 for each combination of two specific reception beams. The processing unit A performs first angle measurement processing when the determination processing unit C determines that there is no multipath, and performs second angle measurement processing when the determination processing unit C determines that there is multipath.

このため、2本の特定受信ビームの組み合わせごとの複数の判定結果に基づいてマルチパスの有無を判定するため、マルチパスの有無判定の精度向上が可能となる。   For this reason, since the presence / absence of multipath is determined based on a plurality of determination results for each combination of two specific reception beams, the accuracy of determination of the presence / absence of multipath can be improved.

<実施形態5>
実施形態4では、マルチパスの有無判定に必要なデータを複数用いてマルチパスの有無判定を行うことにより、マルチパス有りの場合にマルチパス無しと誤判定される確率を低減させることが可能となっているが、実施形態5では、ある目標距離、仰角、方位角におけるマルチパス有無に関する過去の情報を参照することにより、実施形態4に比べてマルチパス有りの場合にマルチパス無しと誤判定される確率をさらに低減させることが可能となっている。
<Embodiment 5>
In the fourth embodiment, it is possible to reduce the probability of erroneously determining that there is no multipath when there is multipath by performing multipath presence determination using a plurality of data necessary for determining the presence or absence of multipath. However, in the fifth embodiment, by referring to past information regarding the presence / absence of multipath at a certain target distance, elevation angle, and azimuth, it is erroneously determined that there is no multipath compared to the fourth embodiment when there is multipath. It is possible to further reduce the probability of being played.

図22は、実施形態5におけるレーダ装置10Dの構成を示すブロック図である。図22において、図19に示したものと同一構成のものには同一符号を付してある。   FIG. 22 is a block diagram illustrating a configuration of a radar apparatus 10D according to the fifth embodiment. In FIG. 22, the same components as those shown in FIG. 19 are denoted by the same reference numerals.

実施形態5において、図19に示した実施形態4と異なる点は、実施形態4の構成に、マップ発生器100とマップメモリ110が追加されている点である。   The fifth embodiment is different from the fourth embodiment shown in FIG. 19 in that a map generator 100 and a map memory 110 are added to the configuration of the fourth embodiment.

マップ発生器100は、判定制御部の一例である。マップ発生器100は、目標信号検出器4で検出された目標の距離、方位角、および検出に用いたビーム仰角から、所定の距離範囲、方位角範囲、ビーム仰角範囲毎に区分した小領域単位に、多数決処理器92によるマルチパス有無の判定結果をマッピングしてマップ情報を生成して、そのマップ情報をマップメモリ110に出力する。   The map generator 100 is an example of a determination control unit. The map generator 100 is a small area unit divided into a predetermined distance range, azimuth angle range, and beam elevation angle range from the target distance, azimuth angle detected by the target signal detector 4 and the beam elevation angle used for detection. In addition, the map information is generated by mapping the determination result of the multipath presence / absence by the majority processor 92, and the map information is output to the map memory 110.

マップメモリ110は、記憶部の一例である。マップメモリ110には、過去のマップ情報が記録されており、マップ発生器100でマップ情報が新たに発生するとマップ情報が更新される。なお、マップ情報は、目標の距離情報、目標の方位角情報および処理部Aの測角処理の結果と、判定処理部Cの判定結果と、の関係の履歴を表す関係履歴情報の一例である。   The map memory 110 is an example of a storage unit. The map memory 110 stores past map information, and the map information is updated when map information is newly generated by the map generator 100. The map information is an example of relationship history information that represents a history of relationship between target distance information, target azimuth information, and results of angle measurement processing by the processing unit A and determination results by the determination processing unit C. .

マップ発生器100におけるマルチパス有無に関するマップ情報の生成方法について以下詳細を述べる。   Details of a method for generating map information related to the presence or absence of multipath in the map generator 100 will be described below.

マップ発生器100にはマップメモリ110より過去のマップ情報が入力されるとともに、目標信号検出器4と多数決処理器92より最新情報が入力される。目標信号検出器4から入力されるのは、目標の距離、方位角、および検出に用いたビーム仰角に関する情報であり、多数決処理器92から入力されるのはマルチパス有無に関する情報である。   Past map information is input to the map generator 100 from the map memory 110, and the latest information is input from the target signal detector 4 and the majority processor 92. Information about the target distance, azimuth angle, and beam elevation angle used for detection are input from the target signal detector 4, and information about the presence / absence of multipath is input from the majority processor 92.

マップ発生器100は、マップメモリ110より入力された過去複数スキャンのマップ情報と、上述の最新情報と、を用いて多数決処理を行う。マップ発生器100は、マルチパス無しと判定された回数が所定の数以上である場合はマルチパス無しというマップ情報を発生し、マルチパス無しと判定された回数が所定の数未満である場合はマルチパス有りというマップ情報を発生する。マップ発生器100は、この新たに発生したマップ情報をマップメモリ110に記録して、マップメモリ110に記録されているマップ情報を更新する。   The map generator 100 performs majority processing using the map information of the past multiple scans input from the map memory 110 and the latest information described above. The map generator 100 generates map information indicating that there is no multipath when the number of times determined that there is no multipath is a predetermined number or more, and if the number of times determined that there is no multipath is less than the predetermined number. Generates map information that multipath exists. The map generator 100 records the newly generated map information in the map memory 110, and updates the map information recorded in the map memory 110.

マップメモリ110内のマップ情報に記載されたマルチパス有無の判定結果は、切替器7に送られる。   The determination result of the presence / absence of multipath described in the map information in the map memory 110 is sent to the switch 7.

本実施形態では、目標信号検出器4は、目標信号に基づいて、目標の距離情報および目標の方位角情報を生成する。マップメモリ110は、目標の距離情報、目標の方位角情報および処理部Aの測角処理の結果と、判定処理部Cの判定結果と、の関係の履歴を表すマップ情報(関係履歴情報)を記憶する。マップ発生器100は、マップメモリ110内のマップ情報に基づいて、マルチパスの有無を判定する。処理部Aは、判定処理部Cの代わりにマップ発生器100がマルチパス無しと判定した場合に第1測角処理を行い、判定処理部Cの代わりにマップ発生器100がマルチパス有りと判定した場合に第2測角処理を行う。   In the present embodiment, the target signal detector 4 generates target distance information and target azimuth information based on the target signal. The map memory 110 stores map information (relation history information) representing a history of the relationship between the target distance information, the target azimuth angle information, the result of the angle measurement process of the processing unit A, and the determination result of the determination processing unit C. Remember. The map generator 100 determines the presence / absence of multipath based on the map information in the map memory 110. The processing unit A performs the first angle measurement process when the map generator 100 determines that there is no multipath instead of the determination processing unit C, and determines that the map generator 100 has multipath instead of the determination processing unit C. If so, the second angle measurement process is performed.

このため、本実施形態5のレーダ装置10Dによれば、過去のマルチパス有無に関するマップ情報を用いることから、実施形態4に比べてマルチパス有りの場合にマルチパス無しと誤判定される確率をさらに低減させることが可能となる。   For this reason, according to the radar apparatus 10D of the fifth embodiment, since the map information relating to the past multipath presence / absence is used, the probability of erroneously determining that there is no multipath is higher when there is multipath than in the fourth embodiment. Further reduction is possible.

なお、上記各実施形態において、信号処理器Bはコンピュータにて実現されてもよい。この場合、このコンピュータは、コンピュータにて読み取り可能なCD−ROM(Compact Disk Read Only Memory)のような記録媒体に記録されたプログラムを読込み実行して、信号処理器Bが有する機能を実行する。なお、記録媒体は、CD−ROMに限らず適宜変更可能である。   In each of the above embodiments, the signal processor B may be realized by a computer. In this case, the computer reads and executes a program recorded on a recording medium such as a CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) readable by the computer, and executes the function of the signal processor B. The recording medium is not limited to the CD-ROM and can be changed as appropriate.

以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。   In each embodiment described above, the illustrated configuration is merely an example, and the present invention is not limited to the configuration.

1 空中線
#1〜#N アンテナ
2 送受信部
3 ビーム形成器
31 可変移相器
32 加算器
4 目標信号検出器
5、5A、5B ビーム選択器
6、6A、6B マルチパス有無判定器
61 位相差算出部
62 位相差予測部
63 比例係数出力部
64 許容誤差設定部
65 判定部
66 補正値算出部
7 切替器
81 マルチパス外測角処理器
82 マルチパス内測角処理器
91 メモリ
92 多数決処理部
100 マップ発生器
110 マップメモリ
10、10C、10D レーダ装置
A 処理部
B 信号処理器
C 判定処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna # 1-#N Antenna 2 Transmitter / receiver 3 Beamformer 31 Variable phase shifter 32 Adder 4 Target signal detector 5, 5A, 5B Beam selector 6, 6A, 6B Multipath presence / absence determiner 61 Phase difference calculation Unit 62 Phase difference prediction unit 63 Proportional coefficient output unit 64 Allowable error setting unit 65 Judgment unit 66 Correction value calculation unit 7 Switcher 81 Multipath outside angle measuring processor 82 Multipath angle measuring processor 91 Memory 92 Majority processing unit 100 Map generator 110 Map memory 10, 10C, 10D Radar device A processing unit B signal processor C determination processing unit

Claims (10)

互いに仰角の異なる複数の受信ビームを形成し、各受信ビームでの受信信号を抽出するビーム形成部と、
前記各受信ビームでの受信信号に基づいて、目標の存在を示す目標信号を検出する目標検出部と、
前記複数の受信ビームのうち前記目標信号が検出された受信ビームを含む複数の選択受信ビームでの受信信号に基づいて、マルチパスの有無を判定するマルチパス有無判定部と、
前記マルチパスが無しと判定された場合に、マルチパス対策が施されていない第1測角処理を行い、前記マルチパスが有りと判定された場合に、マルチパス対策が施された第2測角処理を行う処理部と、を有し、
前記マルチパス有無判定部は、
前記複数の選択受信ビームから特定される2本の特定受信ビームでの受信信号の位相差を算出する位相差算出部と、
前記マルチパスがない状況における前記2本の特定受信ビームでの各受信信号の位相差を予測する位相差予測部と、
前記位相差算出部の算出結果と前記位相差予測部の予測結果との差に基づいて、前記マルチパスの有無を判定する判定部と、を含み、
前記ビーム形成部は、前記複数の受信ビームとして、前記目標信号が検出された同時Σビームを含む互いに仰角の異なる2本以上の同時Σビームを形成し、
前記マルチパス有無判定部は、さらに、前記位相差を予測する上で必要となるパラメータを前記位相差予測部に出力する出力部を含み、
前記位相差予測部は、前記2本の特定受信ビームの仰角と前記パラメータとに基づいて、前記位相差を予測する、レーダ装置。
A beam forming unit that forms a plurality of reception beams having different elevation angles and extracts a reception signal in each reception beam;
A target detection unit for detecting a target signal indicating the presence of a target based on a reception signal in each reception beam;
A multipath presence / absence determination unit that determines presence / absence of multipath based on reception signals in a plurality of selection reception beams including a reception beam in which the target signal is detected among the plurality of reception beams;
When it is determined that there is no multipath, a first angle measurement process without multipath countermeasures is performed, and when it is determined that there is multipath, a second measurement with multipath countermeasures is performed. A processing unit for performing corner processing,
The multipath presence determination unit
A phase difference calculation unit for calculating a phase difference of reception signals in two specific reception beams specified from the plurality of selection reception beams;
A phase difference prediction unit that predicts a phase difference between the reception signals in the two specific reception beams in a situation where there is no multipath;
Based on the difference between the predicted results of the phase difference prediction unit and the calculation result of the phase difference calculating section, seen including and a determination unit for determining presence or absence of the multipath,
The beam forming unit forms, as the plurality of reception beams, two or more simultaneous Σ beams having different elevation angles including the simultaneous Σ beam in which the target signal is detected,
The multipath presence / absence determining unit further includes an output unit that outputs parameters necessary for predicting the phase difference to the phase difference predicting unit,
The phase difference prediction unit is a radar device that predicts the phase difference based on an elevation angle of the two specific reception beams and the parameter .
互いに仰角の異なる複数の受信ビームを形成し、各受信ビームでの受信信号を抽出するビーム形成部と、
前記各受信ビームでの受信信号に基づいて、目標の存在を示す目標信号を検出する目標検出部と、
前記複数の受信ビームのうち前記目標信号が検出された受信ビームを含む複数の選択受信ビームでの受信信号に基づいて、マルチパスの有無を判定するマルチパス有無判定部と、
前記マルチパスが無しと判定された場合に、マルチパス対策が施されていない第1測角処理を行い、前記マルチパスが有りと判定された場合に、マルチパス対策が施された第2測角処理を行う処理部と、を有し、
前記マルチパス有無判定部は、
前記複数の選択受信ビームから特定される2本の特定受信ビームでの受信信号の位相差を算出する位相差算出部と、
前記マルチパスがない状況における前記2本の特定受信ビームでの各受信信号の位相差を予測する位相差予測部と、
前記位相差算出部の算出結果と前記位相差予測部の予測結果との差に基づいて、前記マルチパスの有無を判定する判定部と、を含み、
前記ビーム形成部は、前記複数の受信ビームとして、前記目標信号が検出された同時Σビームを含む互いに仰角の異なる2本以上の同時Σビームを形成し、
前記複数の選択受信ビームおよび前記2本の特定受信ビームは、前記2本以上の同時Σビームのうち、前記目標信号が検出された同時Σビームを含む2本の同時Σビームであり、
前記位相差予測部は、前記2本の特定受信ビームの仰角に基づいて、前記位相差を予測する、レーダ装置。
A beam forming unit that forms a plurality of reception beams having different elevation angles and extracts a reception signal in each reception beam;
A target detection unit for detecting a target signal indicating the presence of a target based on a reception signal in each reception beam;
A multipath presence / absence determination unit that determines presence / absence of multipath based on reception signals in a plurality of selection reception beams including a reception beam in which the target signal is detected among the plurality of reception beams;
When it is determined that there is no multipath, a first angle measurement process without multipath countermeasures is performed, and when it is determined that there is multipath, a second measurement with multipath countermeasures is performed. A processing unit for performing corner processing,
The multipath presence determination unit
A phase difference calculation unit for calculating a phase difference of reception signals in two specific reception beams specified from the plurality of selection reception beams;
A phase difference prediction unit that predicts a phase difference between the reception signals in the two specific reception beams in a situation where there is no multipath;
Based on the difference between the predicted results of the phase difference prediction unit and the calculation result of the phase difference calculating section, seen including and a determination unit for determining presence or absence of the multipath,
The beam forming unit forms, as the plurality of reception beams, two or more simultaneous Σ beams having different elevation angles including the simultaneous Σ beam in which the target signal is detected,
The plurality of selective reception beams and the two specific reception beams are two simultaneous Σ beams including the simultaneous Σ beams in which the target signal is detected among the two or more simultaneous Σ beams,
The phase difference prediction unit is a radar device that predicts the phase difference based on an elevation angle of the two specific reception beams .
互いに仰角の異なる複数の受信ビームを形成し、各受信ビームでの受信信号を抽出するビーム形成部と、
前記各受信ビームでの受信信号に基づいて、目標の存在を示す目標信号を検出する目標検出部と、
前記複数の受信ビームのうち前記目標信号が検出された受信ビームを含む複数の選択受信ビームでの受信信号に基づいて、マルチパスの有無を判定するマルチパス有無判定部と、
前記マルチパスが無しと判定された場合に、マルチパス対策が施されていない第1測角処理を行い、前記マルチパスが有りと判定された場合に、マルチパス対策が施された第2測角処理を行う処理部と、を有し、
前記マルチパス有無判定部は、
前記複数の選択受信ビームから特定される2本の特定受信ビームでの受信信号の位相差を算出する位相差算出部と、
前記マルチパスがない状況における前記2本の特定受信ビームでの各受信信号の位相差を予測する位相差予測部と、
前記位相差算出部の算出結果と前記位相差予測部の予測結果との差に基づいて、前記マルチパスの有無を判定する判定部と、を含み、
前記ビーム形成部は、前記複数の受信ビームとして、前記目標信号が検出された同時Σビームを含む互いに仰角の異なる3本以上の同時Σビームを形成し、
前記複数の選択受信ビームは、前記3本以上の同時Σビームのうち、前記目標信号が検出された同時Σビームを含む3本の同時Σビームであり、
前記マルチパス有無判定部は、前記3本の同時Σビームのうちの2本の同時Σビームの各仰角と前記2本の同時Σビームでの各受信信号とに基づいて、前記2本の特定受信ビームの一方の仰角と前記一方での受信信号を生成する算出部を含み、
前記3本の同時Σビームのうち残りの1本の同時Σビームは、前記2本の特定受信ビームの他方となり、
前記位相差予測部は、前記2本の特定受信ビームの仰角に基づいて、前記位相差を予測する、レーダ装置。
A beam forming unit that forms a plurality of reception beams having different elevation angles and extracts a reception signal in each reception beam;
A target detection unit for detecting a target signal indicating the presence of a target based on a reception signal in each reception beam;
A multipath presence / absence determination unit that determines presence / absence of multipath based on reception signals in a plurality of selection reception beams including a reception beam in which the target signal is detected among the plurality of reception beams;
When it is determined that there is no multipath, a first angle measurement process without multipath countermeasures is performed, and when it is determined that there is multipath, a second measurement with multipath countermeasures is performed. A processing unit for performing corner processing,
The multipath presence determination unit
A phase difference calculation unit for calculating a phase difference of reception signals in two specific reception beams specified from the plurality of selection reception beams;
A phase difference prediction unit that predicts a phase difference between the reception signals in the two specific reception beams in a situation where there is no multipath;
Based on the difference between the predicted results of the phase difference prediction unit and the calculation result of the phase difference calculating section, seen including and a determination unit for determining presence or absence of the multipath,
The beam forming unit forms, as the plurality of reception beams, three or more simultaneous Σ beams having different elevation angles including the simultaneous Σ beam in which the target signal is detected,
The plurality of selective reception beams are three simultaneous Σ beams including the simultaneous Σ beams in which the target signal is detected among the three or more simultaneous Σ beams,
The multipath presence / absence determining unit is configured to determine the two specific identification signals based on elevation angles of two simultaneous Σ beams of the three simultaneous Σ beams and reception signals of the two simultaneous Σ beams. A calculation unit for generating one elevation angle of the reception beam and the one reception signal;
Of the three simultaneous Σ beams, the remaining one simultaneous Σ beam is the other of the two specific reception beams,
The phase difference prediction unit is a radar device that predicts the phase difference based on an elevation angle of the two specific reception beams .
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のレーダ装置において、
前記マルチパス有無判定部は、さらに、前記位相差算出部の算出結果と前記位相差予測部の予測結果との差の許容値を設定する設定部を含み、
前記判定部は、前記位相差算出部の算出結果と前記位相差予測部の予測結果との差が前記許容値よりも大きい場合に、前記マルチパスが有ると判定し、前記差が前記許容値以下である場合に、前記マルチパスが無いと判定する、レーダ装置。
The radar apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
The multipath presence / absence determining unit further includes a setting unit that sets an allowable value of a difference between the calculation result of the phase difference calculation unit and the prediction result of the phase difference prediction unit,
The determination unit determines that the multipath exists when the difference between the calculation result of the phase difference calculation unit and the prediction result of the phase difference prediction unit is larger than the allowable value, and the difference is the allowable value. A radar apparatus that determines that the multipath does not exist when:
請求項1に記載のレーダ装置において、
前記ビーム形成部は、前記複数の受信ビームとして、前記目標信号が検出された同時Σビームを含む互いに仰角の異なる2本以上の同時Σビームを形成し、
前記複数の選択受信ビームおよび前記2本の特定受信ビームは、前記2本以上の同時Σビームのうち、前記目標信号が検出された同時Σビームを含む2本の同時Σビームであり、
前記位相差予測部は、前記2本の特定受信ビームの仰角に基づいて、前記位相差を予測する、レーダ装置。
The radar apparatus according to claim 1 , wherein
The beam forming unit forms, as the plurality of reception beams, two or more simultaneous Σ beams having different elevation angles including the simultaneous Σ beam in which the target signal is detected,
The plurality of selective reception beams and the two specific reception beams are two simultaneous Σ beams including the simultaneous Σ beams in which the target signal is detected among the two or more simultaneous Σ beams,
The phase difference prediction unit is a radar device that predicts the phase difference based on an elevation angle of the two specific reception beams.
請求項1に記載のレーダ装置において、
前記ビーム形成部は、前記複数の受信ビームとして、前記目標信号が検出された同時Σビームを含む互いに仰角の異なる3本以上の同時Σビームを形成し、
前記複数の選択受信ビームは、前記3本以上の同時Σビームのうち、前記目標信号が検出された同時Σビームを含む3本の同時Σビームであり、
前記マルチパス有無判定部は、前記3本の同時Σビームのうちの2本の同時Σビームの各仰角と前記2本の同時Σビームでの各受信信号とに基づいて、前記2本の特定受信ビームの一方の仰角と前記一方での受信信号を生成する算出部を含み、
前記3本の同時Σビームのうち残りの1本の同時Σビームは、前記2本の特定受信ビームの他方となり、
前記位相差予測部は、前記2本の特定受信ビームの仰角に基づいて、前記位相差を予測する、レーダ装置。
The radar apparatus according to claim 1 , wherein
The beam forming unit forms, as the plurality of reception beams, three or more simultaneous Σ beams having different elevation angles including the simultaneous Σ beam in which the target signal is detected,
The plurality of selective reception beams are three simultaneous Σ beams including the simultaneous Σ beams in which the target signal is detected among the three or more simultaneous Σ beams,
The multipath presence / absence determining unit is configured to determine the two specific identification signals based on elevation angles of two simultaneous Σ beams of the three simultaneous Σ beams and reception signals of the two simultaneous Σ beams. A calculation unit for generating one elevation angle of the reception beam and the one reception signal;
Of the three simultaneous Σ beams, the remaining one simultaneous Σ beam is the other of the two specific reception beams,
The phase difference prediction unit is a radar device that predicts the phase difference based on an elevation angle of the two specific reception beams.
請求項1から6のいずれか1項に記載のレーダ装置において、
前記位相差算出部は、前記複数の選択受信ビームから特定される2本の特定受信ビームの組み合わせごとに、前記2本の特定受信ビームでの受信信号の位相差を算出し、
前記位相差予測部は、前記2本の特定受信ビームの組み合わせごとに、前記マルチパスがない状況における前記2本の特定受信ビームでの各受信信号の位相差を予測し、
前記判定部は、前記2本の特定受信ビームの組み合わせごとに、前記位相差算出部の算出結果と前記位相差予測部の予測結果との差に基づいて前記マルチパスの有無を判定し、
前記2本の特定受信ビームの組み合わせごとの前記判定部の判定結果に基づいて、前記マルチパスの有無を判定する判定処理部を含み、
前記処理部は、前記判定処理部が前記マルチパス無しと判定した場合に前記第1測角処理を行い、前記判定処理部が前記マルチパス有りと判定した場合に前記第2測角処理を行う、レーダ装置。
The radar apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The phase difference calculation unit calculates a phase difference of reception signals in the two specific reception beams for each combination of two specific reception beams specified from the plurality of selection reception beams,
The phase difference prediction unit predicts a phase difference of each reception signal in the two specific reception beams in a situation where there is no multipath for each combination of the two specific reception beams,
The determination unit determines presence / absence of the multipath based on a difference between a calculation result of the phase difference calculation unit and a prediction result of the phase difference prediction unit for each combination of the two specific reception beams,
A determination processing unit that determines presence or absence of the multipath based on a determination result of the determination unit for each combination of the two specific reception beams;
The processing unit performs the first angle measurement process when the determination processing unit determines that the multipath is not present, and performs the second angle measurement process when the determination processing unit determines that the multipath is present. , Radar equipment.
請求項7に記載のレーダ装置において、
前記目標検出部は、前記目標信号に基づいて、前記目標の距離情報および前記目標の方位角情報を生成し、
前記目標の距離情報、前記目標の方位角情報および前記処理部の測角処理の結果と、前記判定処理部の判定結果と、の関係の履歴を表す関係履歴情報を記憶する記憶部と、
前記関係履歴情報に基づいて、前記マルチパスの有無を判定する判定制御部と、を含み、
前記処理部は、前記判定処理部の代わりに前記判定制御部が前記マルチパス無しと判定した場合に前記第1測角処理を行い、前記判定処理部の代わりに前記判定制御部が前記マルチパス有りと判定した場合に前記第2測角処理を行う、レーダ装置。
The radar apparatus according to claim 7, wherein
The target detection unit generates the target distance information and the target azimuth information based on the target signal,
A storage unit that stores relationship history information that represents a history of a relationship between the target distance information, the target azimuth information, and a result of the angle measurement processing of the processing unit and a determination result of the determination processing unit;
A determination control unit that determines the presence or absence of the multipath based on the relationship history information,
The processing unit performs the first angle measurement process when the determination control unit determines that there is no multipath instead of the determination processing unit, and the determination control unit replaces the multipath with the determination processing unit. A radar apparatus that performs the second angle measurement process when it is determined that there is.
レーダ装置での測角方法であって、
互いに仰角の異なる複数の受信ビームを形成し、各受信ビームでの受信信号を抽出するビーム形成ステップと、
前記各受信ビームでの受信信号に基づいて、目標の存在を示す目標信号を検出する目標検出ステップと、
前記複数の受信ビームのうち前記目標信号が検出された受信ビームを含む複数の選択受信ビームでの受信信号に基づいて、マルチパスの有無を判定するマルチパス有無判定ステップと、
前記マルチパスが無しと判定された場合に、マルチパス対策が施されていない第1測角処理を行い、前記マルチパスが有りと判定された場合に、マルチパス対策が施された第2測角処理を行う処理ステップと、を有し、
前記マルチパス有無判定ステップは、
前記複数の選択受信ビームから特定される2本の特定受信ビームでの受信信号の位相差を算出する位相差算出ステップと、
前記マルチパスがない状況における前記2本の特定受信ビームでの各受信信号の位相差を予測する位相差予測ステップと、
前記位相差の算出結果と前記位相差の予測結果との差に基づいて、前記マルチパスの有無を判定する判定ステップと、を含み、
前記ビーム形成ステップでは、前記複数の受信ビームとして、前記目標信号が検出された同時Σビームを含む互いに仰角の異なる2本以上の同時Σビームを形成し、
前記マルチパス有無判定ステップでは、さらに、前記位相差を予測する上で必要となるパラメータを前記位相差予測部に出力し、
前記位相差予測ステップでは、前記2本の特定受信ビームの仰角と前記パラメータとに基づいて、前記位相差を予測する、測角方法。
An angle measurement method in a radar device,
A beam forming step of forming a plurality of reception beams having different elevation angles and extracting a reception signal in each reception beam;
A target detection step of detecting a target signal indicating the presence of a target based on the received signal in each of the received beams;
A multipath presence / absence determination step for determining presence / absence of multipath based on reception signals in a plurality of selection reception beams including the reception beam in which the target signal is detected among the plurality of reception beams;
When it is determined that there is no multipath, a first angle measurement process without multipath countermeasures is performed, and when it is determined that there is multipath, a second measurement with multipath countermeasures is performed. Processing steps for performing corner processing,
The multipath presence determination step includes
A phase difference calculating step of calculating a phase difference of received signals in two specific received beams specified from the plurality of selected received beams;
A phase difference prediction step for predicting a phase difference between the reception signals in the two specific reception beams in a situation where there is no multipath;
Based on the difference between the predicted results of the phase difference between the calculation result of the phase difference, seen including and a determination step of determining whether the multipath,
In the beam forming step, as the plurality of reception beams, two or more simultaneous Σ beams having different elevation angles including the simultaneous Σ beam in which the target signal is detected are formed,
In the multipath presence / absence determination step, a parameter required for predicting the phase difference is further output to the phase difference prediction unit,
In the phase difference prediction step, the phase difference is predicted based on an elevation angle of the two specific reception beams and the parameter .
コンピュータに、
互いに仰角の異なる複数の受信ビームを形成し、各受信ビームでの受信信号を抽出するビーム形成手順と、
前記各受信ビームでの受信信号に基づいて、目標の存在を示す目標信号を検出する目標検出手順と、
前記複数の受信ビームのうち前記目標信号が検出された受信ビームを含む複数の選択受信ビームでの受信信号に基づいて、マルチパスの有無を判定するマルチパス有無判定手順と、
前記マルチパスが無しと判定された場合に、マルチパス対策が施されていない第1測角処理を行い、前記マルチパスが有りと判定された場合に、マルチパス対策が施された第2測角処理を行う処理手順と、を実行させ、
前記マルチパス有無判定手順は、
前記複数の選択受信ビームから特定される2本の特定受信ビームでの受信信号の位相差を算出する位相差算出手順と、
前記マルチパスがない状況における前記2本の特定受信ビームでの各受信信号の位相差を予測する位相差予測手順と、
前記位相差の算出結果と前記位相差の予測結果との差に基づいて、前記マルチパスの有無を判定する判定手順と、を含み、
前記ビーム形成手順では、前記複数の受信ビームとして、前記目標信号が検出された同時Σビームを含む互いに仰角の異なる2本以上の同時Σビームを形成し、
前記マルチパス有無判定手順では、さらに、前記位相差を予測する上で必要となるパラメータを前記位相差予測部に出力し、
前記位相差予測手順では、前記2本の特定受信ビームの仰角と前記パラメータとに基づいて、前記位相差を予測する、プログラム。
On the computer,
A beam forming procedure for forming a plurality of reception beams having different elevation angles and extracting a reception signal in each reception beam;
A target detection procedure for detecting a target signal indicating the presence of a target based on a received signal in each of the received beams;
A multipath presence / absence determination procedure for determining presence / absence of multipath based on reception signals in a plurality of selective reception beams including a reception beam in which the target signal is detected among the plurality of reception beams;
When it is determined that there is no multipath, a first angle measurement process without multipath countermeasures is performed, and when it is determined that there is multipath, a second measurement with multipath countermeasures is performed. A processing procedure for performing corner processing, and
The multipath presence determination procedure includes:
A phase difference calculation procedure for calculating a phase difference of reception signals in two specific reception beams specified from the plurality of selection reception beams;
A phase difference prediction procedure for predicting a phase difference of each received signal in the two specific received beams in the absence of the multipath;
Based on the difference between the predicted results of the phase difference between the calculation result of the phase difference, seen including and a determination procedure for determining the presence or absence of the multipath,
In the beam forming procedure, as the plurality of received beams, two or more simultaneous Σ beams having different elevation angles including the simultaneous Σ beam in which the target signal is detected are formed,
In the multipath presence / absence determination procedure, further, a parameter necessary for predicting the phase difference is output to the phase difference prediction unit,
In the phase difference prediction procedure, the phase difference is predicted based on an elevation angle of the two specific reception beams and the parameter .
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