JP6289252B2 - Radar equipment - Google Patents
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Description
この発明は、電波を発射してから目標反射波が受信されるまでの遅延時間と反射電波の到来方向から目標の位置を特定するレーダ装置に関する。 The present invention relates to a radar apparatus that identifies a target position from a delay time from when a radio wave is emitted until a target reflected wave is received and the arrival direction of the reflected radio wave.
従来より、MIMO(Multi Input Multi Output)を用いたレーダ装置が知られている(例えば、非特許文献1参照)。
図15は、このような従来のMIMOレーダを想定したレーダ装置の構成図である。
図示のレーダ装置は、リニアFM型送信機101−1〜101−N、アンテナ102−1〜102−N、サーキュレータ103−1〜103−N、受信機104−1〜104−N、A/D変換器105−1〜105−N、パルス圧縮部106−1〜106−N、ドップラ補正型波形合成部107−1〜107−N、ビーム生成部108、目標検出部109を備えている。
Conventionally, a radar apparatus using MIMO (Multi Input Multi Output) is known (for example, see Non-Patent Document 1).
FIG. 15 is a configuration diagram of a radar apparatus assuming such a conventional MIMO radar.
The illustrated radar apparatus includes linear FM transmitters 101-1 to 101-N, antennas 102-1 to 102-N, circulators 103-1 to 103-N, receivers 104-1 to 104-N, and A / D. Converters 105-1 to 105-N, pulse compression units 106-1 to 106-N, Doppler correction type waveform synthesis units 107-1 to 107-N, a
リニアFM型送信機101−1〜101−Nは、リニア周波数変調を施した電波を各アンテナ102−1〜102−Nから予め設定された時間差で送信するための送信機である。アンテナ102−1〜102−Nは、電波の送受信を行うアンテナであり、サーキュレータ103−1〜103−Nは、電波の送信と受信を分離するためのサーキュレータである。受信機104−1〜104−Nは、アンテナ102−1〜102−Nで受信した電波に、帯域制限と位相検波を施す受信機である。A/D変換器105−1〜105−Nは、受信機104−1〜104−Nから出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する処理部である。パルス圧縮部106−1〜106−Nは、アンテナ102−1〜102−Nから送信された電波の波形を想定してパルス圧縮を行う処理部である。ドップラ補正型波形合成部107−1〜107−Nは、目標反射波のドップラシフトを想定してパルス圧縮信号を補正しパルス圧縮信号を合成する処理部である。ビーム生成部108は、ドップラ補正型波形合成部107−1〜107−Nからのドップラ補正型波形合成出力信号を空間方向にコヒーレント積分してビームを生成する処理部である。目標検出部109は、ビーム生成部108から出力されるビーム生成出力信号に関して雑音を目標信号と誤って判定する誤警報確率を基に設定したスレッショルドを用いて目標信号を検出する処理部である。
The linear FM transmitters 101-1 to 101-N are transmitters for transmitting radio waves subjected to linear frequency modulation from the antennas 102-1 to 102-N with a preset time difference. The antennas 102-1 to 102-N are antennas for transmitting and receiving radio waves, and the circulators 103-1 to 103-N are circulators for separating transmission and reception of radio waves. Receivers 104-1 to 104-N are receivers that perform band limitation and phase detection on radio waves received by antennas 102-1 to 102-N. The A / D converters 105-1 to 105-N are processing units that convert analog signals output from the receivers 104-1 to 104-N into digital signals. The pulse compression units 106-1 to 106-N are processing units that perform pulse compression assuming the waveform of the radio wave transmitted from the antennas 102-1 to 102-N. The Doppler correction type waveform synthesis units 107-1 to 107-N are processing units that synthesize a pulse compression signal by correcting a pulse compression signal assuming a Doppler shift of a target reflected wave. The
図16は、パルス圧縮部106−n(1≦n≦N)を示す構成図である。
図示のように、パルス圧縮部106−nは、A/D変換器105−nからの出力信号に、FFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)処理を施す受信信号FFT部110−n、リニアFM型送信機101−1〜101−Nから出力された参照信号#1〜#NにそれぞれFFT処理を施す参照信号FFT部111−n1〜111−nN、受信信号FFT部110−nの出力信号に参照信号FFT部111−n1〜111−nNの出力信号の複素共役を乗算する従来型乗算回路112−n1〜112−nN、従来型乗算回路112−n1〜112−nNの出力信号にIFFT(Inverse Fast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)処理を施すIFFT部113−n1〜113−nNを備えている。
FIG. 16 is a configuration diagram showing the pulse compression unit 106-n (1 ≦ n ≦ N).
As illustrated, the pulse compression unit 106-n includes a received signal FFT unit 110-n that performs FFT (Fast Fourier Transform) processing on an output signal from the A / D converter 105-n, and a linear FM. Output signals of the reference signal FFT units 111-n1 to 111-nN and the received signal FFT unit 110-n that perform FFT processing on the
次に動作について説明する。リニアFM型送信機101−nとアンテナ102−nで送信され、図示しない目標で反射した目標反射波が、アンテナ102−1〜102−Nで受信される。図17は、リニアFM型送信機101−1〜101−Nから送信される電波の周波数変調を表している。
アンテナ102−nで受信された電波は、受信機104−nで帯域制限と位相検波が施され、A/D変換器105−nに伝達される。A/D変換器105−nでは、受信機104−nの出力信号をデジタル信号に変換して出力する。A/D変換器105−nからの出力信号は、パルス圧縮部106−nに伝達される。A/D変換器105−nの出力信号は、受信信号FFT部110−nに伝達される。受信信号FFT部110−nでは、入力した受信信号にFFT処理を施す。ここで、受信信号FFT部110−nの出力信号は、A/D変換器105−nの出力信号の周波数スペクトルを表している。また、参照信号#m(1≦m≦N)が参照信号FFT部111−n1〜111−nNに伝達される。参照信号FFT部111−nm(1≦m≦N)では参照信号#mにFFT処理を施す。参照信号FFT部111−nmの出力信号は、参照信号#mの周波数スペクトルを表している。受信信号FFT部110−nの出力信号と参照信号FFT部111−nmの出力信号が従来型乗算回路112−n1〜112−nNに伝達される。従来型乗算回路112−n1〜112−nNでは、受信信号FFT部110−nの出力信号と、参照信号FFT部111−n1〜111−nNの出力信号との複素共役が乗算される。従来型乗算回路112−n1〜112−nNの出力信号は、IFFT部113−n1〜113−nNに伝達される。IFFT部113−n1〜113−nNでは、従来型乗算回路112−n1〜112−nNにIFFT処理を施し、波形#n1〜#nNパルス圧縮信号を生成する。波形#n1〜#nNパルス圧縮信号は、ドップラ補正型波形合成部107−n(1≦n≦N)に伝達される。
Next, the operation will be described. Target reflected waves transmitted from the linear FM transmitter 101-n and the antenna 102-n and reflected by a target (not shown) are received by the antennas 102-1 to 102-N. FIG. 17 illustrates frequency modulation of radio waves transmitted from the linear FM transmitters 101-1 to 101-N.
The radio wave received by the antenna 102-n is subjected to band limitation and phase detection by the receiver 104-n, and transmitted to the A / D converter 105-n. The A / D converter 105-n converts the output signal of the receiver 104-n into a digital signal and outputs it. The output signal from the A / D converter 105-n is transmitted to the pulse compression unit 106-n. The output signal of the A / D converter 105-n is transmitted to the reception signal FFT unit 110-n. Reception signal FFT section 110-n performs an FFT process on the input reception signal. Here, the output signal of received signal FFT section 110-n represents the frequency spectrum of the output signal of A / D converter 105-n. Reference signal #m (1 ≦ m ≦ N) is transmitted to reference signal FFT sections 111-n1 to 111-nN. In the reference signal FFT unit 111-nm (1 ≦ m ≦ N), the reference signal #m is subjected to FFT processing. The output signal of the reference signal FFT unit 111-nm represents the frequency spectrum of the reference signal #m. The output signal of the reception signal FFT unit 110-n and the output signal of the reference signal FFT unit 111-nm are transmitted to the conventional multiplier circuits 112-n1 to 112-nN. In the conventional multiplication circuits 112-n1 to 112-nN, the complex conjugate of the output signal of the received signal FFT unit 110-n and the output signal of the reference signal FFT units 111-n1 to 111-nN is multiplied. Output signals of conventional multiplier circuits 112-n1 to 112-nN are transmitted to IFFT units 113-n1 to 113-nN. In the IFFT units 113-n1 to 113-nN, IFFT processing is performed on the conventional multiplier circuits 112-n1 to 112-nN to generate waveform # n1 to #nN pulse compression signals. The waveform # n1 to #nN pulse compression signals are transmitted to the Doppler correction type waveform synthesis unit 107-n (1 ≦ n ≦ N).
ドップラ補正型波形合成部107−nでは、波形#nmパルス圧縮信号におけるkレンジビンの信号成分をsn,m,kとしてsn,1,k,…,sn,N,kに関してドップラ効果に起因する位相回転を補正してコヒーレント積分するためのFFTを施す。このFFTを施した信号をun,1,k,…,un,M,kとする。ドップラ補正型波形合成部107−nの出力信号un,m,k(1≦m≦M)はビーム生成部108に伝達される。ビーム生成部108では、u1,m,k,…,uN,m,kにFFTを施し、電波到来方向に依存して空間方向に回転している位相を補正してコヒーレント積分するためのFFTを施して信号x1,m,k,…,xN,m,kを生成する。空間方向FFTによりビームが形成され、ビーム幅の分解能で到来方向ごとに目標信号が分離される。ビーム生成部108の出力信号xn,m,kは目標検出部109に伝達される。目標検出部109では、ビーム生成部108の出力信号の絶対値|xn,m,k|と、雑音を誤って目標信号と判定する誤警報確率を基に設定されたスレッショルドを比較し、スレッショルドを超えた信号を目標信号と判定する。
In the Doppler correction type waveform synthesizer 107-n, the signal component of the k range bin in the waveform #nm pulse compression signal is set to sn , m , k , and the Doppler effect is obtained with respect to sn , 1, k , ..., sn , N, k. FFT for correcting coherent integration by correcting the phase rotation caused is performed. The signals subjected to the FFT are represented by un , 1, k , ..., un , M, k . The output signals un , m, k (1 ≦ m ≦ M) of the Doppler correction type waveform synthesis unit 107-n are transmitted to the
しかしながら、上記のような従来の構成ではビーム生成部108に入力する信号がレンジビン番号kとドップラビン番号m及びアンテナ番号nの3次元データとなっており、ビーム生成をレンジとドップラの2次元データに関して行うため、処理負荷が重くなるという問題点があった。
However, in the conventional configuration as described above, the signal input to the
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、処理負荷の低減を図ることのできるレーダ装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain a radar apparatus capable of reducing the processing load.
この発明に係るレーダ装置は、リニア周波数変調の施された波形を時間方向に巡回シフトして複数のアンテナから同時に送信することで互いに無相関の電波を送信し、送信した電波が目標に反射した電波を受信する送受信部と、送受信部の受信信号に対して、複数のアンテナから送信された電波の波形を想定してドップラ効果の影響を補正したパルス圧縮を行って目標反射波を合成する合成処理部と、合成処理部の出力信号から目標を検出する検出処理部とを備えたものである。 The radar apparatus according to the present invention cyclically shifts a waveform subjected to linear frequency modulation in the time direction and transmits the uncorrelated radio waves simultaneously from a plurality of antennas, and the transmitted radio waves are reflected on the target. Synthesizing the target reflected wave by performing pulse compression that corrects the effect of the Doppler effect, assuming the waveform of the radio wave transmitted from multiple antennas, for the transmission / reception unit that receives the radio wave and the received signal of the transmission / reception unit A processing unit and a detection processing unit for detecting a target from the output signal of the synthesis processing unit are provided.
この発明のレーダ装置は、リニアFM変調の施した波形を巡回的にシフトすることで互いに無相関の波形を生成し、それらを同時刻に送信すると共に、複数のアンテナから送信された電波の波形を想定してドップラ効果の影響を補正したパルス圧縮を行って目標反射波を合成するようにしたので、レーダ装置としての処理負荷の低減を図ることができる。 The radar apparatus of the present invention generates uncorrelated waveforms by cyclically shifting a waveform subjected to linear FM modulation, transmits them at the same time, and waveforms of radio waves transmitted from a plurality of antennas. Since the target reflected wave is synthesized by performing pulse compression that corrects the influence of the Doppler effect, the processing load of the radar apparatus can be reduced.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1によるレーダ装置を示す構成図である。
図1に示すレーダ装置は、FM型送信機1−1〜1−N、アンテナ2−1〜2−N、サーキュレータ3−1〜3−N、受信機4−1〜4−N、A/D変換器5−1〜5−N、ドップラ補正型パルス圧縮部(第1のドップラ補正型パルス圧縮部)6−1〜6−N、波形合成部7−1〜7−N、ビーム生成部(第1のビーム生成部)8、目標検出部9を備える。ここで、FM型送信機1−1〜1−N〜受信機4−1〜4−Nによって送受信部が構成され、A/D変換器5−1〜5−N〜波形合成部7−1〜7−Nによって合成処理部が構成されている。また、ビーム生成部8と目標検出部9によって検出処理部が構成されている。
1 is a block diagram showing a radar apparatus according to
The radar apparatus shown in FIG. 1 includes FM transmitters 1-1 to 1-N, antennas 2-1 to 2-N, circulators 3-1 to 3-N, receivers 4-1 to 4-N, A / D converters 5-1 to 5-N, Doppler correction type pulse compression units (first Doppler correction type pulse compression units) 6-1 to 6-N, waveform synthesis units 7-1 to 7-N, beam generation units (First beam generation unit) 8 and
アンテナ2−1〜2−N、サーキュレータ3−1〜3−N、受信機4−1〜4−N、A/D変換器5−1〜5−N、ビーム生成部8、目標検出部9は、図15に示したアンテナ102−1〜102−N、サーキュレータ103−1〜103−N、受信機104−1〜104−N、A/D変換器105−1〜105−N、ビーム生成部108、目標検出部109と同様であるため、ここでの説明は省略する。
Antennas 2-1 to 2-N, circulators 3-1 to 3-N, receivers 4-1 to 4-N, A / D converters 5-1 to 5-N,
FM型送信機1−1〜1−Nは、リニアFM変調の施された波形を時間方向に巡回シフトすることで各アンテナ2−1〜2−Nから送信される電波を互いに無相関とする送信機である。ドップラ補正型パルス圧縮部6−1〜6−Nは、ドップラ効果に起因する各アンテナ送信の目標反射波の位相回転を補正してパルス圧縮を行う処理部であり、その詳細については図2を用いて後述する。波形合成部7−1〜7−Nは、目標距離に依存してアンテナ送信波形ごとに異なる位相を補正して合成する処理部である。 The FM transmitters 1-1 to 1-N make the radio waves transmitted from the antennas 2-1 to 2-N uncorrelated with each other by cyclically shifting the waveform subjected to linear FM modulation in the time direction. It is a transmitter. The Doppler correction type pulse compression units 6-1 to 6-N are processing units that perform pulse compression by correcting the phase rotation of the target reflected wave of each antenna transmission caused by the Doppler effect. For details, see FIG. Will be described later. The waveform synthesis units 7-1 to 7-N are processing units that correct and synthesize different phases for each antenna transmission waveform depending on the target distance.
図2は、ドップラ補正型パルス圧縮部6−n(1≦n≦N)を示す構成図である。図示のドップラ補正型パルス圧縮部6−nは、受信信号FFT部(第1の受信信号FFT部)10−n、参照信号FFT部(第1の参照信号FFT部)11−n1〜11−nN、位相補正型乗算回路12−n1〜12−nN、IFFT部13−n1〜13−nNを備えている。ここで、受信信号FFT部10−n、参照信号FFT部11−n1〜11−nN、IFFT部13−n1〜13−nNは、それぞれ図16における受信信号FFT部110−n、参照信号FFT部111−n1〜111−nN、IFFT部113−n1〜113−nNと同様であるため、ここでの説明は省略する。位相補正型乗算回路12−n1〜12−nNは、受信信号FFT部10−nの出力信号に、参照信号FFT部11−n1〜11−nNの出力信号の複素共役を乗算した後、スペクトル順序を交換して目標距離に起因する各アンテナ送信の目標反射波の位相差を補正する演算回路である。 FIG. 2 is a configuration diagram showing the Doppler correction type pulse compression unit 6-n (1 ≦ n ≦ N). The illustrated Doppler correction type pulse compression unit 6-n includes a reception signal FFT unit (first reception signal FFT unit) 10-n and a reference signal FFT unit (first reference signal FFT unit) 11-n1 to 11-nN. , Phase correction type multiplication circuits 12-n1 to 12-nN and IFFT units 13-n1 to 13-nN. Here, the received signal FFT unit 10-n, the reference signal FFT units 11-n1 to 11-nN, and the IFFT units 13-n1 to 13-nN are respectively the received signal FFT unit 110-n and the reference signal FFT unit in FIG. 111-n1 to 111-nN and IFFT units 113-n1 to 113-nN are the same as those in FIG. The phase correction type multiplying circuits 12-n1 to 12-nN multiply the output signal of the reception signal FFT unit 10-n by the complex conjugate of the output signals of the reference signal FFT units 11-n1 to 11-nN, and then the spectral order. Is an arithmetic circuit for correcting the phase difference of the target reflected wave of each antenna transmission caused by the target distance.
次に、実施の形態1のレーダ装置の動作について説明する。FM型送信機1−1〜1−NからリニアFM変調の施された波形を時間方向に巡回シフトした波形の電波がアンテナ2−1〜2−Nから送信される。図3は、アンテナ2−1〜2−Nから送信される波形の変調について表している。アンテナ2−1から実線301に示すFM変調の施された電波が送信される。また、アンテナ2−2から点線302に示すFM変調の施された電波が送信される。点線302のFM変調は実線のFM変調をTp/N(Tp:パルス幅)だけずらして巡回シフトしたものとなっている。同様にしてアンテナ2−3からは実線301のFM変調を2Tp/Nだけずらして巡回シフトした一点鎖線303に示す変調の施された電波が送信され、アンテナ2−Nからは実線301のFM変調を(N−1)Tp/Nだけずらして巡回シフトした破線304に示す変調の施された電波が送信される。
Next, the operation of the radar apparatus according to the first embodiment will be described. Radio waves having a waveform obtained by cyclically shifting the waveform subjected to linear FM modulation in the time direction are transmitted from the antennas 2-1 to 2-N from the FM transmitters 1-1 to 1-N. FIG. 3 shows the modulation of the waveform transmitted from the antennas 2-1 to 2-N. A radio wave subjected to FM modulation indicated by a
以降は従来装置と同様に動作し、アンテナ2−nからの電波は受信機4−nで受信され、A/D変換器5−nでA/D変換されてドップラ補正型パルス圧縮部6−nの位相補正型乗算回路12−nm(1≦m≦N)に伝達される。位相補正型乗算回路12−nmでは、受信信号FFT部10−nの出力信号に参照信号FFT部11−nmの出力信号の複素共役を乗算した後、図4に示すようなスペクトルの順序を交換して出力する。スペクトル順序を交換することによりドップラ効果に起因する位相回転を補正する。 Thereafter, the operation is performed in the same manner as the conventional apparatus, and the radio wave from the antenna 2-n is received by the receiver 4-n, A / D converted by the A / D converter 5-n, and the Doppler correction type pulse compression unit 6- n is transmitted to the phase correction type multiplying circuit 12-nm (1 ≦ m ≦ N). In the phase correction type multiplying circuit 12-nm, the output signal of the received signal FFT unit 10-n is multiplied by the complex conjugate of the output signal of the reference signal FFT unit 11-nm, and then the spectrum order as shown in FIG. 4 is exchanged. And output. The phase rotation due to the Doppler effect is corrected by exchanging the spectral order.
位相補正型乗算回路12−nmの波形#nmパルス圧縮信号sn,m,kは、波形合成部7−nに送信される。波形合成部7−nでは、波形nmパルス圧縮信号sn,m,kに次式で表されるΔm,kを乗算し、目標距離に依存した位相回転が補正される。次式(1)でmod(k,N)はkをNで割ったときの余りを出力する関数を表している。
そして、次式(2)により波形を合成した信号yn,k(1≦m≦M)を生成する。
The waveform #nm pulse compression signal sn , m, k of the phase correction type multiplier circuit 12-nm is transmitted to the waveform synthesizer 7-n. In the waveform synthesizer 7-n, the waveform nm pulse compression signal s n, m, k is multiplied by Δm , k expressed by the following equation to correct the phase rotation depending on the target distance. In the following equation (1), mod (k, N) represents a function that outputs the remainder when k is divided by N.
And the signal yn , k (1 <= m <= M) which synthesize | combined the waveform by following Formula (2) is produced | generated.
波形合成部7−nの出力信号はビーム生成部8に伝達される。ビーム生成部8では、従来装置と同様にして、y1,k,…,yN,kにFFTを施し、ビーム生成信号x1,k,…,xN,kを生成する。ビーム生成信号x1,k,…,xN,kは目標検出部9に伝達され、従来装置と同様に動作し、目標が検出される。
The output signal of the waveform synthesizer 7-n is transmitted to the
このように、実施の形態1では、ドップラ効果に起因する位相回転も補正する必要がなく、ビーム生成部8に入力する波形合成部7−nの出力信号がレンジビン番号kの1次元データとなり、ビーム生成の処理負荷を低減できる。
As described above, in the first embodiment, it is not necessary to correct the phase rotation caused by the Doppler effect, and the output signal of the waveform synthesis unit 7-n input to the
なお、上記例では、FM型送信機1−1〜1−Nから送信される電波が互いに無相関であるとしたが、ドップラ効果による位相回転がアンテナ送信波形に依存しないという効果が得られるのであれば、相互相関の小さい波形を生成することでもよく、このような相互相関を小さくする処理も無相関の処理に含めるものとする。 In the above example, the radio waves transmitted from the FM transmitters 1-1 to 1-N are uncorrelated with each other. However, an effect is obtained that the phase rotation due to the Doppler effect does not depend on the antenna transmission waveform. If so, a waveform having a small cross-correlation may be generated, and such a process for reducing the cross-correlation is also included in the non-correlation process.
以上説明したように、実施の形態1のレーダ装置によれば、リニアFM変調の施された波形を時間方向に巡回シフトして各アンテナから同時に送信することで互いに無相関の電波を送信し、送信した電波が目標に反射した電波を受信する送受信部と、送受信部の受信信号に対して、複数のアンテナから送信された電波の波形を想定してドップラ効果の影響を補正したパルス圧縮を行って目標反射波を合成する合成処理部と、合成処理部の出力信号から目標を検出する検出処理部とを備えたので、レーダ装置としての処理負荷の低減を図ることができる。 As described above, according to the radar apparatus of the first embodiment, the waveform subjected to linear FM modulation is cyclically shifted in the time direction and simultaneously transmitted from each antenna to transmit uncorrelated radio waves, Transmitter / receiver that receives the radio waves reflected by the target, and pulse compression that corrects the Doppler effect for the received signals of the transmitter / receiver assuming the waveforms of the radio waves transmitted from multiple antennas. Thus, the processing load of the radar apparatus can be reduced because the synthesis processing unit for synthesizing the target reflected wave and the detection processing unit for detecting the target from the output signal of the synthesis processing unit are provided.
また、実施の形態1のレーダ装置によれば、合成処理部は、送受信部の受信信号に対して、スペクトル順序を交換してパルス圧縮を行うドップラ補正型パルス圧縮部と、ドップラ補正型パルス圧縮部の出力信号に対し、目標距離に依存してアンテナ送信波形ごとに異なる目標反射波の位相を補正して合成する波形合成部とを備えたので、処理負荷の低減を図ることができる。 Further, according to the radar apparatus of the first embodiment, the synthesis processing unit performs a Doppler correction type pulse compression unit that performs pulse compression by exchanging the spectrum order with respect to the received signal of the transmission / reception unit, and a Doppler correction type pulse compression. Since the output signal of the unit is provided with a waveform synthesis unit that corrects and synthesizes the phase of the target reflected wave that differs for each antenna transmission waveform depending on the target distance, the processing load can be reduced.
また、実施の形態1のレーダ装置によれば、検出処理部は、空間方向にコヒーレント積分してビームを生成するビーム生成部と、ビーム生成部が生成した信号から、雑音を目標信号と誤って判定する誤警報確率を基に設定したスレッショルドを用いて目標を検出する目標検出部とを備えたので、処理負荷の低減を図ることができる。 Further, according to the radar apparatus of the first embodiment, the detection processing unit erroneously detects noise as a target signal from a beam generation unit that generates a beam by coherent integration in a spatial direction, and a signal generated by the beam generation unit. Since a target detection unit that detects a target using a threshold set based on a false alarm probability to be determined is provided, the processing load can be reduced.
また、実施の形態1のレーダ装置によれば、ドップラ補正型パルス圧縮部は、入力信号に高速フーリエ変換処理を施す受信信号FFT部と、送受信部の送信機から出力された参照信号に高速フーリエ変換処理を施す参照信号FFT部と、受信信号FFT部の出力信号に参照信号FFT部の出力信号の複素共役を乗算した後、スペクトルの順序を交換する位相補正型乗算回路と、位相補正型乗算回路の出力信号に逆高速フーリエ変換処理を施すIFFT部とを備えたので、ドップラ効果に起因する位相回転を補正することができる。 Further, according to the radar apparatus of the first embodiment, the Doppler correction type pulse compression unit includes the received signal FFT unit that performs the fast Fourier transform process on the input signal, and the fast Fourier transform on the reference signal output from the transmitter of the transmission / reception unit. A reference signal FFT unit that performs conversion processing, a phase correction type multiplication circuit that multiplies the output signal of the reception signal FFT unit by the complex conjugate of the output signal of the reference signal FFT unit, and then exchanges the order of the spectra, and phase correction type multiplication Since an IFFT unit that performs inverse fast Fourier transform processing on the output signal of the circuit is provided, phase rotation caused by the Doppler effect can be corrected.
実施の形態2.
図5は、この発明の実施の形態2によるレーダ装置を示す構成図である。実施の形態2のレーダ装置は、FM型送信機1−1〜1−N、アンテナ2−1〜2−N、サーキュレータ3−1〜3−N、受信機4−1〜4−N、A/D変換器5−1〜5−N、第2のドップラ補正型パルス圧縮部14−1〜14−N、波形合成部7−1〜7−N、ビーム生成部8、目標検出部9を備える。ここで、第2のドップラ補正型パルス圧縮部14−1〜14−N以外の構成は、図1に示した実施の形態1の構成と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
5 is a block diagram showing a radar apparatus according to
第2のドップラ補正型パルス圧縮部14−1〜14−Nは、ドップラ効果の影響で進んだ位相を補正する処理(積分損失補正)を併用するドップラ補正型パルス圧縮部であり、図6に示すように、受信信号FFT部10−n、参照信号FFT部11−n1〜11−nN、位相進み考慮型乗算回路15−n1〜15−nN、IFFT部13a−n1〜13a−nN,13b−n1〜13b−nNを備えている。ここで、受信信号FFT部10−nと参照信号FFT部11−n1〜11−nNについては、図2に示した実施の形態1の構成と同様であるため、ここでの説明は省略する。位相進み考慮型乗算回路15−n1〜15−nNは、受信信号FFT部10−nの出力信号の位相を補正して参照信号FFT部11−n1〜11−nNの出力信号の複素共役を乗算した後、スペクトルの順序を交換する位相進みを考慮した乗算回路である。IFFT部13a−n1〜13a−nN,13b−n1〜13b−nNは、それぞれ、位相進み考慮型乗算回路15−n1〜15−nNから出力された補正無信号#n1〜#nN,位相進み補正信号#n1〜#nNのIFFT処理を行い、波形#n1〜#nNパルス圧縮信号と波形#n1〜#nNパルス圧縮信号(位相反転)とを出力するIFFT部である。
The second Doppler correction type pulse compression units 14-1 to 14 -N are Doppler correction type pulse compression units that use a process (integral loss correction) for correcting a phase advanced due to the influence of the Doppler effect. As shown, the received signal FFT unit 10-n, the reference signal FFT units 11-n1 to 11-nN, the phase advance consideration type multiplier circuits 15-n1 to 15-nN, and the
次に実施の形態2の動作について説明する。FM型送信機1−1〜1−NからリニアFM変調の施された波形を時間方向に巡回シフトした波形の電波がアンテナ2−1〜2−Nから送信される。以降は実施の形態1と同様に動作し、A/D変換器5−nの出力信号が第2のドップラ補正型パルス圧縮部14−nに入力される。第2のドップラ補正型パルス圧縮部14−nでは、受信信号FFT部10−nの出力信号と参照信号FFT部11−nmの出力信号が位相進み考慮型乗算回路15−nmに入力される。参照信号FFT部11−nmの出力信号は、参照信号#mの周波数スペクトルであり、送信周波数帯域Bの範囲に信号成分が集中している。 Next, the operation of the second embodiment will be described. Radio waves having a waveform obtained by cyclically shifting the waveform subjected to linear FM modulation in the time direction are transmitted from the antennas 2-1 to 2-N from the FM transmitters 1-1 to 1-N. Thereafter, the operation is the same as in the first embodiment, and the output signal of the A / D converter 5-n is input to the second Doppler correction type pulse compression unit 14-n. In the second Doppler correction type pulse compression unit 14-n, the output signal of the reception signal FFT unit 10-n and the output signal of the reference signal FFT unit 11-nm are input to the phase advance consideration type multiplication circuit 15-nm. The output signal of the reference signal FFT unit 11-nm is the frequency spectrum of the reference signal #m, and signal components are concentrated in the range of the transmission frequency band B.
位相進み考慮型乗算回路15−nmでは、図7に示すように、周波数帯域をmB/Nの範囲と(N−m)B/Nの範囲に領域分けし、mB/Nの範囲は何もせず、(N−m)B/Nの範囲に−1を乗算して生成した信号の複素共役と受信信号FFT部10−nの出力信号を乗算してスペクトル順序を交換した後、積分損失補正信号(位相進み補正信号)#nmを出力する。また、−1を乗算せず、位相補正型乗算回路12−nmと同様に動作して生成した補正無信号#nmも出力する。補正無信号#nmと積分損失補正信号#nmにはそれぞれIFFT部13a−nmとIFFT部13b−nmによってIFFT処理が施され、ドップラ効果に起因する位相進みを補正してパルス圧縮した信号(波形#n1〜#nNパルス圧縮信号(位相反転))と、補正せずにパルス圧縮した信号(波形#n1〜#nNパルス圧縮信号)とが波形合成部7−nに伝達される。
以降は実施の形態1と同様に動作し、ドップラ効果に起因する位相進みを補正したときの目標検出処理と、補正しなかったときの目標検出処理が行われる。
In the phase advance consideration multiplication circuit 15-nm, as shown in FIG. 7, the frequency band is divided into an mB / N range and an (N−m) B / N range, and the mB / N range can be anything. First, the complex conjugation of the signal generated by multiplying the range of (N−m) B / N by −1 and the output signal of the received signal FFT unit 10-n are exchanged to replace the spectrum order, and then the integral loss correction is performed. The signal (phase advance correction signal) #nm is output. In addition, the correction no signal #nm generated by operating in the same manner as the phase correction type multiplication circuit 12-nm without being multiplied by -1 is also output. The
Thereafter, the operation is the same as in the first embodiment, and the target detection process when the phase advance due to the Doppler effect is corrected and the target detection process when the phase advance is not corrected are performed.
実施の形態2では、以上のように構成されているので、目標距離に依存して発生する積分損失を低減でき、信号対雑音電力比が低下することなく、目標検出性能の劣化を防止できる。 Since the second embodiment is configured as described above, the integral loss that occurs depending on the target distance can be reduced, and the deterioration of the target detection performance can be prevented without lowering the signal-to-noise power ratio.
以上説明したように、実施の形態2のレーダ装置によれば、ドップラ補正型パルス圧縮部は、ドップラ効果の影響で進んだ位相を補正する処理を併用するようにしたので、目標距離に依存して発生する積分損失を低減することができる。 As described above, according to the radar apparatus of the second embodiment, the Doppler correction type pulse compression unit uses the processing for correcting the phase advanced due to the influence of the Doppler effect, and thus depends on the target distance. The integral loss that occurs can be reduced.
また、実施の形態2のレーダ装置によれば、ドップラ補正型パルス圧縮部は、入力信号に高速フーリエ変換処理を施す受信信号FFT部と、送受信部の送信機から出力された参照信号に高速フーリエ変換処理を施す参照信号FFT部と、受信信号FFT部の出力信号の位相を補正して参照信号FFT部の出力信号の複素共役を乗算した後、スペクトルの順序を交換する位相進み考慮型乗算回路と、位相進み考慮型乗算回路の出力信号に逆高速フーリエ変換処理を施すIFFT部とを備えたので、目標距離に依存して発生する積分損失を低減でき、信号対雑音電力比が低下することなく、目標検出性能の劣化を防止できる。 In addition, according to the radar apparatus of the second embodiment, the Doppler correction type pulse compression unit includes a received signal FFT unit that performs a fast Fourier transform process on an input signal, and a fast Fourier transform that is applied to a reference signal output from a transmitter of the transmission / reception unit. A phase advance-considering multiplication circuit that corrects the phase of the output signal of the received signal FFT unit by multiplying the complex conjugate of the output signal of the reference signal FFT unit after exchanging the order of the spectrum after performing the conversion process And an IFFT unit that performs inverse fast Fourier transform processing on the output signal of the phase advance-considering multiplication circuit, the integration loss that occurs depending on the target distance can be reduced, and the signal-to-noise power ratio is reduced. Therefore, deterioration of target detection performance can be prevented.
実施の形態3.
図8は、この発明の実施の形態3によるレーダ装置を示す構成図である。実施の形態3のレーダ装置は、FM型送信機1−1〜1−N、アンテナ2−1〜2−N、サーキュレータ3−1〜3−N、受信機4−1〜4−N、A/D変換器5−1〜5−N、第3のドップラ補正型パルス圧縮部16−1〜16−N、波形合成部7−1〜7−N、ビーム生成部8、目標検出部9を備える。ここで、第3のドップラ補正型パルス圧縮部16−1〜16−N以外は、図1に示した実施の形態1の構成と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
FIG. 8 is a block diagram showing a radar apparatus according to
第3のドップラ補正型パルス圧縮部16−1〜16−Nは、パルス圧縮する際に想定する目標距離の設定間隔を帯域幅より定まる距離分解能よりも小さくすることにより高精度測距を行うドップラ補正型パルス圧縮部であり、図9に示すように、第2の受信信号FFT部17−n、第2の参照信号FFT部18−n1〜18−nN、位相補正型乗算回路12−n1〜12−nN、IFFT部13−n1〜13−nNを備えている。第2の受信信号FFT部17−nは、入力した信号に0の系列を追加する零詰め補間を行った後FFTすることにより、隣接する受信信号スペクトルの間隔を短くし、高精度に受信信号スペクトルを求めるFFT部である。第2の参照信号FFT部18−n1〜18−nNは、入力した信号に零詰め補間してFFTすることにより参照信号スペクトルを高精度に求めるFFT部である。また、位相補正型乗算回路12−n1〜12−nNおよびIFFT部13−n1〜13−nNは、実施の形態1と同様の構成である。 The third Doppler correction type pulse compression units 16-1 to 16-N perform Doppler that performs high-precision distance measurement by making the target distance setting interval assumed when performing pulse compression smaller than the distance resolution determined by the bandwidth. As shown in FIG. 9, the correction type pulse compression unit includes a second reception signal FFT unit 17-n, second reference signal FFT units 18-n1 to 18-nN, and phase correction type multiplication circuits 12-n1 to 12-n1. 12-nN and IFFT units 13-n1 to 13-nN. The second reception signal FFT unit 17-n performs zero padding interpolation to add a series of 0 to the input signal, and then performs FFT to shorten the interval between adjacent reception signal spectra and to receive the reception signal with high accuracy. An FFT unit for obtaining a spectrum. The second reference signal FFT units 18-n1 to 18-nN are FFT units that obtain a reference signal spectrum with high accuracy by performing zero-padded interpolation on an input signal and performing FFT. Further, the phase correction type multiplying circuits 12-n1 to 12-nN and the IFFT units 13-n1 to 13-nN have the same configuration as that of the first embodiment.
次に実施の形態3の動作について説明する。FM型送信機1−1〜1−NからリニアFM変調の施された波形を時間方向に巡回シフトした波形の電波がアンテナ2−1〜2−Nから送信される。以降は実施の形態1と同様に動作し、A/D変換器5−nの出力信号が第3のドップラ補正型パルス圧縮部16−nの第2の受信信号FFT部17−nに伝達される。第2の受信信号FFT部17−nでは、A/D変換器5−nの出力信号に0の系列を追加する零詰め補間を行った後、FFTにより受信信号スペクトルを求める。また、参照信号#m(1≦m≦N)が第2の参照信号FFT部18−nmに伝達される。第2の参照信号FFT部18−nmでは、参照信号#mに零詰め補間してFFTすることにより参照信号スペクトルを高精度に求める。以降は実施の形態1と同様に動作して目標が検出される。 Next, the operation of the third embodiment will be described. Radio waves having a waveform obtained by cyclically shifting the waveform subjected to linear FM modulation in the time direction are transmitted from the antennas 2-1 to 2-N from the FM transmitters 1-1 to 1-N. Thereafter, the operation is the same as in the first embodiment, and the output signal of the A / D converter 5-n is transmitted to the second received signal FFT unit 17-n of the third Doppler correction type pulse compression unit 16-n. The The second received signal FFT unit 17-n performs zero padding interpolation for adding a 0 series to the output signal of the A / D converter 5-n, and then obtains a received signal spectrum by FFT. Further, the reference signal #m (1 ≦ m ≦ N) is transmitted to the second reference signal FFT unit 18-nm. The second reference signal FFT unit 18-nm obtains the reference signal spectrum with high accuracy by performing zero-padded interpolation on the reference signal #m and performing FFT. Thereafter, the target is detected by operating in the same manner as in the first embodiment.
実施の形態3では、以上のように構成されているので、第2の受信信号FFT部17−nにおいて隣接する受信信号スペクトルの間隔を短くし、また、第2の参照信号FFT部18−nmにおいて隣接する参照信号スペクトルの間隔を短くする効果でパルス圧縮により目標距離を高精度に求めることができる。 Since the third embodiment is configured as described above, the interval between adjacent reception signal spectra in the second reception signal FFT unit 17-n is shortened, and the second reference signal FFT unit 18-nm is used. The target distance can be obtained with high accuracy by pulse compression due to the effect of shortening the interval between adjacent reference signal spectra.
以上説明したように、実施の形態3のレーダ装置によれば、ドップラ補正型パルス圧縮部は、パルス圧縮する際に想定する目標距離の設定間隔を帯域幅より定まる距離分解能よりも小さくするようにしたので、目標距離を高精度に求めることができる。 As described above, according to the radar apparatus of the third embodiment, the Doppler correction type pulse compression unit makes the target distance setting interval assumed when performing pulse compression smaller than the distance resolution determined by the bandwidth. Therefore, the target distance can be obtained with high accuracy.
また、実施の形態3のレーダ装置によれば、ドップラ補正型パルス圧縮部は、入力信号に0の系列を追加する零詰め補間を行った後、高速フーリエ変換処理を施す受信信号FFT部と、送受信部の送信機から出力された参照信号に零詰め補間して高速フーリエ変換処理を施す参照信号FFT部と、受信信号FFT部の出力信号の位相を補正して参照信号FFT部の出力信号の複素共役を乗算した後、スペクトルの順序を交換する位相進み考慮型乗算回路と、位相進み考慮型乗算回路の出力信号に逆高速フーリエ変換処理を施すIFFT部とを備えたので、目標距離を高精度に求めることができる。 Further, according to the radar apparatus of the third embodiment, the Doppler correction type pulse compression unit performs a zero-padded interpolation for adding a sequence of 0 to the input signal, and then performs a fast Fourier transform process on the received signal FFT unit. A reference signal FFT unit that performs zero-padded interpolation on the reference signal output from the transmitter of the transmission / reception unit and performs fast Fourier transform processing, and corrects the phase of the output signal of the reception signal FFT unit to correct the output signal of the reference signal FFT unit After multiplying the complex conjugate, a phase advance consideration type multiplication circuit that exchanges the order of the spectrum and an IFFT unit that performs inverse fast Fourier transform processing on the output signal of the phase advance consideration type multiplication circuit are provided. The accuracy can be obtained.
実施の形態4.
図10はこの発明の実施の形態4におけるレーダ装置を示す構成図である。実施の形態4のレーダ装置は、FM型送信機1−1〜1−N、アンテナ2−1〜2−N、サーキュレータ3−1〜3−N、受信機4−1〜4−N、A/D変換器5−1〜5−N、ドップラ補正型パルス圧縮部6−1〜6−N、波形合成部7−1〜7−N、第2のビーム生成部19、目標検出部9を備える。ここで、第2のビーム生成部19以外の構成は、図1に示した実施の形態1の構成と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
FIG. 10 is a block diagram showing a radar apparatus according to
第2のビーム生成部19は、ビーム生成する際に隣接ビームの間隔を小さくすることにより高精度測角を行う高精度型のビーム生成部である。
The second
次に、実施の形態4の動作について説明する。FM型送信機1−1〜1−NからリニアFM変調の施された波形を時間方向に巡回シフトした波形の電波がアンテナ2−1〜2−Nから送信される。以降は実施の形態1と同様に動作し、波形合成部7−n(1≦n≦N)の出力信号y1,k,…,yN,kを、第2のビーム生成部19が取得する。第2のビーム生成部19では、y1,k,…,yN,kに0の系列を追加して零詰め補間を行った後、FFTして信号x1,m,k,…,xN0,m,kを生成する。ここでN0はN+追加した0の個数を表している。以降は実施の形態1と同様に動作し目標が検出される。
Next, the operation of the fourth embodiment will be described. Radio waves having a waveform obtained by cyclically shifting the waveform subjected to linear FM modulation in the time direction are transmitted from the antennas 2-1 to 2-N from the FM transmitters 1-1 to 1-N. Thereafter, the operation is performed in the same manner as in the first embodiment, and the second
実施の形態4では、以上のように構成されているので、第2のビーム生成部19において隣接するビームの間隔を短くでき、高精度測角を行える。
Since the fourth embodiment is configured as described above, the second
実施の形態5.
図11はこの発明の実施の形態5におけるレーダ装置を示す構成図である。実施の形態5のレーダ装置は、FM型送信機1−1〜1−N、アンテナ2−1〜2−N、サーキュレータ3−1〜3−N、受信機4−1〜4−N、A/D変換器5−1〜5−N、ドップラ補正型パルス圧縮部6−1〜6−N、波形合成部7−1〜7−N、ビーム生成部8、探索距離限定目標検出部20を備える。ここで、探索距離限定目標検出部20以外の構成は、実施の形態1の構成と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。探索距離限定目標検出部20は、探索する距離範囲を限定する目標検出部である。
FIG. 11 is a block diagram showing a radar apparatus according to
次に、実施の形態5の動作について説明する。FM型送信機1−1〜1−NからリニアFM変調の施された波形を時間方向に巡回シフトした波形の電波がアンテナ2−1〜2−Nから送信される。以降、ビーム生成部8までの動作は実施の形態1と同様である。実施の形態5では、ビーム生成部8の出力信号が探索距離限定目標検出部20に伝達される。探索距離限定目標検出部20では、予め探索する距離範囲が与えられており、その距離範囲に関して目標探索を行って目標を検出する。
Next, the operation of the fifth embodiment will be described. Radio waves having a waveform obtained by cyclically shifting the waveform subjected to linear FM modulation in the time direction are transmitted from the antennas 2-1 to 2-N from the FM transmitters 1-1 to 1-N. Thereafter, the operations up to the
以上説明したように、実施の形態5のレーダ装置によれば、目標検出部は、探索する距離範囲を限定して目標検出を行うようにしたので、限定した距離範囲のみ探索することで処理負荷を低減することができる。 As described above, according to the radar apparatus of the fifth embodiment, the target detection unit performs the target detection by limiting the distance range to be searched. Therefore, the processing load is increased by searching only the limited distance range. Can be reduced.
実施の形態6.
図12はこの発明の実施の形態6におけるレーダ装置を示す構成図である。実施の形態6のレーダ装置は、FM型送信機1−1〜1−N、アンテナ2−1〜2−N、サーキュレータ3−1〜3−N、受信機4−1〜4−N、A/D変換器5−1〜5−N、ドップラ補正型パルス圧縮部6−1〜6−N、波形合成部7−1〜7−N、ビーム生成部8、探索角度限定目標検出部21を備える。ここで、探索角度限定目標検出部21以外の構成は、実施の形態1の構成と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。探索角度限定目標検出部21は、探索する角度範囲を限定する目標検出部である。
FIG. 12 is a block diagram showing a radar apparatus according to
次に、実施の形態6の動作について説明する。FM型送信機1−1〜1−NからリニアFM変調の施された波形を時間方向に巡回シフトした波形の電波がアンテナ2−1〜2−Nから送信される。以降、ビーム生成部8までの動作は実施の形態1と同様である。実施の形態6では、ビーム生成部8の出力信号が探索角度限定目標検出部21に伝達される。探索角度限定目標検出部21では、予め探索する角度範囲が与えられており、その角度範囲に関して目標探索を行って目標を検出する。
Next, the operation of the sixth embodiment will be described. Radio waves having a waveform obtained by cyclically shifting the waveform subjected to linear FM modulation in the time direction are transmitted from the antennas 2-1 to 2-N from the FM transmitters 1-1 to 1-N. Thereafter, the operations up to the
以上説明したように、実施の形態6のレーダ装置によれば、目標検出部は、探索する角度範囲を限定して目標検出を行うようにしたので、限定した角度範囲のみ探索することで処理負荷を低減することができる。 As described above, according to the radar apparatus of the sixth embodiment, the target detection unit performs the target detection by limiting the angle range to be searched. Therefore, the processing load is increased by searching only the limited angle range. Can be reduced.
実施の形態7.
図13はこの発明の実施の形態7におけるレーダ装置を示す構成図である。実施の形態7のレーダ装置は、位相制御FM型送信機22−1〜22−N、アンテナ2−1〜2−N、サーキュレータ3−1〜3−N、受信機4−1〜4−N、A/D変換器5−1〜5−N、パルス圧縮部23−1〜23−N、波形合成部7−1〜7−N、ビーム生成部8、目標検出部9を備える。ここで、位相制御FM型送信機22−1〜22−Nとパルス圧縮部23−1〜23−N以外の構成は、実施の形態1の構成と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。位相制御FM型送信機22−1〜22−Nは、各アンテナ送信波形のある基準となる時刻の位相が等しくなるように初期位相を調整する位相制御FM型送信機である。パルス圧縮部23−1〜23−Nは、図15に示すパルス圧縮部106−1〜106−Nと同様の構成のパルス圧縮部であり、A/D変換器5−1〜5−Nと波形合成部7−1〜7−Nと共に、合成処理部を構成する。
13 is a block diagram showing a radar apparatus according to
次に、実施の形態7の動作について説明する。位相制御FM型送信機22−1〜22−Nからある基準となる時刻の位相が等しくなるように初期位相が調整され、リニアFM変調の施された波形を時間方向に巡回シフトした波形の電波がアンテナ2−1〜2−Nから送信される。例えば、追尾目標等では目標速度が分かっているのでその分を補正するということで、ある基準となる時刻の位相が等しくなるように初期位相を調整することができる。以降は実施の形態1と同様に動作し、パルス圧縮部23−1〜23−Nに伝達される。パルス圧縮部23−1〜23−Nにおけるパルス圧縮処理は、従来と同様に動作し、パルス圧縮信号が出力される。以降は実施の形態1と同様に動作し目標が検出される。 Next, the operation of the seventh embodiment will be described. A radio wave having a waveform obtained by cyclically shifting a waveform subjected to linear FM modulation in the time direction by adjusting the initial phase so that the phases at a certain reference time are equal from the phase control FM transmitters 22-1 to 22-N. Are transmitted from the antennas 2-1 to 2-N. For example, since the target speed is known for a tracking target or the like, the initial phase can be adjusted so that the phase at a certain reference time becomes equal by correcting the target speed. Thereafter, the operation is the same as in the first embodiment, and is transmitted to the pulse compression units 23-1 to 23-N. The pulse compression processing in the pulse compression units 23-1 to 23-N operates in the same manner as in the prior art, and a pulse compression signal is output. Thereafter, the operation is performed in the same manner as in the first embodiment, and the target is detected.
以上説明したように、実施の形態7のレーダ装置によれば、基準となる時刻の位相が等しくなるように初期位相を調整したリニア周波数変調の施された波形を時間方向に巡回シフトして複数のアンテナから同時に送信することで互いに無相関の電波を送信し、送信した電波が目標に反射した電波を受信する送受信部と、送受信部が受信した目標反射波を合成する合成処理部と、合成処理部の出力信号から目標を検出する検出処理部とを備えたので、初期位相の調整によりドップラ効果の影響がなく波形合成することができる。 As described above, according to the radar apparatus of the seventh embodiment, the waveform subjected to the linear frequency modulation with the initial phase adjusted so that the phase of the reference time becomes equal is cyclically shifted in the time direction to obtain a plurality of waveforms. Transmitting and receiving radio waves that are uncorrelated with each other by simultaneously transmitting from the antennas, receiving a radio wave reflected by the target, a synthesis processing unit synthesizing the target reflected wave received by the transceiver, and combining Since the detection processing unit for detecting the target from the output signal of the processing unit is provided, the waveform can be synthesized without the influence of the Doppler effect by adjusting the initial phase.
実施の形態8.
図14はこの発明の実施の形態8におけるレーダ装置を示す構成図である。実施の形態8のレーダ装置は、位相制御FM型送信機22−1〜22−N、アンテナ2−1〜2−N、サーキュレータ3−1〜3−N、受信機4−1〜4−N、A/D変換器5−1〜5−N、パルス圧縮部23−1〜23−N、第2の波形合成部24−1〜24−N、ビーム生成部8、目標検出部9を備える。ここで、第2の波形合成部24−1〜24−N以外の構成は、実施の形態7の構成と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。第2の波形合成部24−1〜24−Nは、目標距離に起因する位相回転を高精度に補正して波形合成の損失を低減する高精度型の波形合成部である。
FIG. 14 is a block diagram showing a radar apparatus according to
次に、実施の形態8の動作について説明する。位相制御FM型送信機22−1〜22−Nから、ある基準となる時刻の位相が等しくなるように初期位相が調整され、リニアFM変調の施された波形を時間方向に巡回シフトした波形の電波がアンテナ2−1〜2−Nから送信される。以降は実施の形態1と同様に動作し、第2の波形合成部24−1〜24−Nに伝達される。第2の波形合成部24−1〜24−Nでは、レンジ分解能よりも細かい予め定められた距離単位での位相補正項が用意されている。具体的には、kレンジビン内を分割したk’番目の目標距離に関する位相補正をΔm,k,k’として、式(2)のΔm,kに代えてΔm,k,k’を使用して補正する。以降は実施の形態1と同様に動作し目標が検出される。 Next, the operation of the eighth embodiment will be described. From the phase control FM transmitters 22-1 to 22 -N, the initial phase is adjusted so that the phases at a certain reference time are equal, and the waveform subjected to linear FM modulation is cyclically shifted in the time direction. Radio waves are transmitted from the antennas 2-1 to 2-N. Thereafter, the operation is the same as in the first embodiment, and is transmitted to the second waveform synthesis units 24-1 to 24-N. In the second waveform synthesis units 24-1 to 24-N, phase correction terms in a predetermined distance unit finer than the range resolution are prepared. Specifically, 'a phase correction for th target distance delta m, k, k' k obtained by dividing the k range bin as, delta m, k instead of delta m, k of the formula (2), the k ' Use to correct. Thereafter, the operation is performed in the same manner as in the first embodiment, and the target is detected.
以上説明したように、実施の形態8のレーダ装置によれば、波形合成部は、レンジ分解能よりも細かい距離単位で位相補正を行うようにしたので、目標距離に起因する位相回転を高精度に補正して波形合成の損失を低減することができる。 As described above, according to the radar apparatus of the eighth embodiment, the waveform synthesizer performs phase correction in units of distance finer than the range resolution, so that phase rotation caused by the target distance can be performed with high accuracy. Correction can reduce the loss of waveform synthesis.
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
1−1〜1−N FM型送信機、2−1〜2−N アンテナ、3−1〜3−N サーキュレータ、4−1〜4−N 受信機、5−1〜5−N A/D変換器、6−1〜6−N ドップラ補正型パルス圧縮部、7−1〜7−N 波形合成部、8 ビーム生成部、9 目標検出部、10−n 受信信号FFT部、11−n1〜11−nN 参照信号FFT部、12−n1〜12−nN 位相補正型乗算回路、13−n1〜13−nN,13a−n1〜13a−nN,13b−n1〜13b−nN IFFT部、14−1〜14−N 第2のドップラ補正型パルス圧縮部、15−n1〜15−nN 位相進み考慮型乗算回路、16−1〜16−N 第3のドップラ補正型パルス圧縮部、17−n 第2の受信信号FFT部、18−n 第2の参照信号FFT部、19 第2のビーム生成部、20 探索距離限定目標検出部、21 探索角度限定目標検出部、22−1〜22−N 位相制御FM型送信機、23−1〜23−N パルス圧縮部、24−1〜24−N 第2の波形合成部。 1-1 to 1-N FM transmitter, 2-1 to 2-N antenna, 3-1 to 3-N circulator, 4-1 to 4-N receiver, 5-1 to 5-N A / D Converter, 6-1 to 6-N Doppler correction type pulse compression unit, 7-1 to 7-N waveform synthesis unit, 8 beam generation unit, 9 target detection unit, 10-n reception signal FFT unit, 11-n1 11-nN reference signal FFT unit, 12-n1 to 12-nN phase correction type multiplier circuit, 13-n1 to 13-nN, 13a-n1 to 13a-nN, 13b-n1 to 13b-nN IFFT unit, 14-1 -14-N second Doppler correction type pulse compression unit, 15-n1 to 15-nN phase advance consideration type multiplication circuit, 16-1 to 16-N third Doppler correction type pulse compression unit, 17-n second Received signal FFT section, 18-n second reference signal FFT section, 9 second beam generation unit, 20 search distance limited target detection unit, 21 search angle limited target detection unit, 222-1 to 22-N phase control FM transmitter, 23-1 to 23-N pulse compression unit, 24 −1 to 24-N Second waveform synthesis unit.
Claims (13)
前記送受信部の受信信号に対して、前記複数のアンテナから送信された電波の波形を想定してドップラ効果の影響を補正したパルス圧縮を行って前記目標反射波を合成する合成処理部と、
前記合成処理部の出力信号から前記目標を検出する検出処理部とを備えたレーダ装置。 A transmission / reception unit that cyclically shifts a waveform subjected to linear frequency modulation and transmits uncorrelated radio waves by simultaneously transmitting from a plurality of antennas, and receiving the radio waves reflected by the target to the target; ,
A synthesis processing unit that synthesizes the target reflected wave by performing pulse compression that corrects the influence of the Doppler effect assuming the waveforms of radio waves transmitted from the plurality of antennas with respect to the reception signal of the transmission / reception unit;
A radar apparatus comprising: a detection processing unit that detects the target from an output signal of the synthesis processing unit.
前記送受信部の受信信号に対して、スペクトル順序を交換してパルス圧縮を行うドップラ補正型パルス圧縮部と、
前記ドップラ補正型パルス圧縮部の出力信号に対し、目標距離に依存してアンテナ送信波形ごとに異なる目標反射波の位相を補正して合成する波形合成部とを備えたことを特徴とする請求項1記載のレーダ装置。 The synthesis processing unit
Doppler correction type pulse compression unit that performs pulse compression by exchanging spectrum order for the reception signal of the transmission / reception unit,
And a waveform synthesis unit for correcting and synthesizing a phase of a target reflected wave different for each antenna transmission waveform depending on a target distance with respect to an output signal of the Doppler correction type pulse compression unit. The radar apparatus according to 1.
空間方向にコヒーレント積分してビームを生成するビーム生成部と、
前記ビーム生成部が生成した信号から、雑音を目標信号と誤って判定する誤警報確率を基に設定したスレッショルドを用いて目標を検出する目標検出部とを備えたことを特徴とする請求項1記載のレーダ装置。 The detection processing unit
A beam generator for generating a beam by coherent integration in the spatial direction;
2. A target detection unit that detects a target using a threshold set based on a false alarm probability that erroneously determines noise as a target signal from the signal generated by the beam generation unit. The radar apparatus described.
入力信号に高速フーリエ変換処理を施す受信信号FFT部と、
前記送受信部の送信機から出力された参照信号に高速フーリエ変換処理を施す参照信号FFT部と、
前記受信信号FFT部の出力信号に前記参照信号FFT部の出力信号の複素共役を乗算した後、スペクトルの順序を交換する位相補正型乗算回路と、
前記位相補正型乗算回路の出力信号に逆高速フーリエ変換処理を施すIFFT部とを備えたことを特徴とする請求項2記載のレーダ装置。 The Doppler correction type pulse compression unit is
A received signal FFT unit for performing a fast Fourier transform on the input signal;
A reference signal FFT unit that performs fast Fourier transform processing on the reference signal output from the transmitter of the transceiver unit;
A phase correction type multiplication circuit for exchanging the order of spectra after multiplying the output signal of the received signal FFT unit by the complex conjugate of the output signal of the reference signal FFT unit;
The radar apparatus according to claim 2, further comprising an IFFT unit that performs an inverse fast Fourier transform process on an output signal of the phase correction multiplier circuit.
入力信号に高速フーリエ変換処理を施す受信信号FFT部と、
前記送受信部の送信機から出力された参照信号に高速フーリエ変換処理を施す参照信号FFT部と、
前記受信信号FFT部の出力信号の位相を補正して前記参照信号FFT部の出力信号の複素共役を乗算した後、スペクトルの順序を交換する位相進み考慮型乗算回路と、
前記位相進み考慮型乗算回路の出力信号に逆高速フーリエ変換処理を施すIFFT部とを備えたことを特徴とする請求項5記載のレーダ装置。 The Doppler correction type pulse compression unit is
A received signal FFT unit for performing a fast Fourier transform on the input signal;
A reference signal FFT unit that performs fast Fourier transform processing on the reference signal output from the transmitter of the transceiver unit;
A phase-advanced multiplication circuit that corrects the phase of the output signal of the received signal FFT unit and multiplies the complex conjugate of the output signal of the reference signal FFT unit, and then exchanges the order of the spectrum;
6. The radar apparatus according to claim 5, further comprising an IFFT unit that performs an inverse fast Fourier transform process on an output signal of the phase advance consideration type multiplication circuit.
入力信号に0の系列を追加する零詰め補間を行った後、高速フーリエ変換処理を施す受信信号FFT部と、
前記送受信部の送信機から出力された参照信号に零詰め補間して高速フーリエ変換処理を施す参照信号FFT部と、
前記受信信号FFT部の出力信号の位相を補正して前記参照信号FFT部の出力信号の複素共役を乗算した後、スペクトルの順序を交換する位相進み考慮型乗算回路と、
前記位相進み考慮型乗算回路の出力信号に逆高速フーリエ変換処理を施すIFFT部とを備えたことを特徴とする請求項7記載のレーダ装置。 The Doppler correction type pulse compression unit is
A received signal FFT unit that performs fast Fourier transform processing after performing zero-padded interpolation to add a series of 0 to the input signal;
A reference signal FFT unit which performs fast Fourier transform processing by performing zero padding interpolation on the reference signal output from the transmitter of the transceiver unit;
A phase-advanced multiplication circuit that corrects the phase of the output signal of the received signal FFT unit and multiplies the complex conjugate of the output signal of the reference signal FFT unit, and then exchanges the order of the spectrum;
The radar apparatus according to claim 7, further comprising an IFFT unit that performs an inverse fast Fourier transform process on an output signal of the phase advance consideration type multiplication circuit.
前記送受信部が受信した目標反射波を合成する合成処理部と、
前記合成処理部の出力信号から前記目標を検出する検出処理部とを備えたレーダ装置。 Sending uncorrelated radio waves by cyclically shifting the waveform subjected to linear frequency modulation with the initial phase adjusted so that the phase of the reference time is equal and cyclically shifting in the time direction from multiple antennas, A transmission / reception unit that receives the radio wave reflected by the target,
A synthesis processing unit that synthesizes the target reflected wave received by the transmission / reception unit;
A radar apparatus comprising: a detection processing unit that detects the target from an output signal of the synthesis processing unit.
前記送受信部の受信信号に対してパルス圧縮を行うパルス圧縮部と、A pulse compression unit that performs pulse compression on a reception signal of the transmission / reception unit;
前記パルス圧縮部の出力信号に対し、目標距離に依存してアンテナ送信波形ごとに異なる目標反射波の位相を補正して合成する波形合成部とを備えたことを特徴とする請求項11記載のレーダ装置。12. A waveform synthesis unit that corrects and synthesizes a phase of a target reflected wave that differs for each antenna transmission waveform depending on a target distance with respect to an output signal of the pulse compression unit. Radar device.
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