JP6462365B2 - レーダ装置及びそのレーダ信号処理方法 - Google Patents
レーダ装置及びそのレーダ信号処理方法Info
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Description
上記構成において、以下に第1の実施例を説明する。
第1の実施例では、変調器の構成を、中心周波数を分割する方式とした。本実施例では、中心周波数を設定する方式として、位相勾配を設定する手法を採用した場合について述べる。
第2の実施例では、変調等により所定の周波数分割範囲外に周波数スペクトルが広がる場合もあり、送信チャンネル間で結合が生じて分離度が劣化する。第3の実施例は、分離度の劣化を低減する対策を実現する。
第4の実施例は、第1の実施例等に示したように、パルス幅内の変調信号PSMにより変調後、中心周波数を変化させて変調信号を生成する。この信号を復調するには、一般的にはM個の受信チャンネル毎にNチャンネルの送信変調信号との相関処理(パルス圧縮処理)が必要になり、処理規模の大きなパルス圧縮(非特許文献5参照)処理をM×N回実施することになる。本実施例では、これを改善する手法について述べる。
第5の実施例は、周波数帯を送信素子数NによりN分割するため、レンジ分解能が1/Nに低下し、レンジ精度もその分低下する。この対策として、レンジ精度を向上させるために、レンジ軸位相モノパルス(特許文献1参照)を用いる手法について簡単に述べる。
第4の実施例では、レンジ軸の精度を向上する手法について述べた。第6の実施例では、レンジ軸分解能を向上する手法(特許文献2参照)を適用する場合について述べる。
MIMOビーム形成においては、(5)式で示すようにビーム形成用の複素ウェイトWnmにより、送信振幅・位相を含めて、送受信ビ−ムを制御することができる。第7の実施例では、図20を参照して、MIMOが送信位相を任意に制御できることを利用して、送信位相を疑似ランダムとし、特定の方向に送信ビームを形成できない方式について述べる。
第8の実施例として、MIMOが送信位相を任意に制御できることを利用して、送信ビームを目標方向等の所定の方向に向ける際に、その方向にヌルを形成する方式について述べる。所定の方向としては、目標側でレーダ送信波が向けられていることを検知できないようにする場合には目標方向である。この様子を図21に示す。他には電波干渉を抑圧したい方向等が考えられる。
2…制御器、
3…MIMO処理器、311〜31M…レンジ軸FFT処理部、321〜32N…周波数抽出部、33,331〜33N…MIMOΣウェイト設定部、34,341〜34N…MIMOΔウェイト設定部、35,351〜35N…MIMOΣビーム形成部、36,361〜36N…MIMOΔビーム形成部、
4…送信位相制御器、
5…観測信号処理器、51,511〜51N…PRI−FFT処理部、52,521〜52N…乗算部、53,531〜53N…参照信号発生部、54,541〜54N…レンジ軸FFT処理部、55,551〜55N…レンジ逆FFT処理部、56…CFAR処理部、57…検出セル抽出部、58…測角部、59,591〜59N…PRI−FFT処理部、5A,5A1〜5AN…乗算部、5B,5B1〜5BN…参照信号発生部、5C,5C1〜5CN…レンジ軸FFT処理部、5D,5D1〜5DN…レンジ逆FFT処理部、5E…検出セル抽出部、5F…DBF処理部(Nチャンネル分)、5G…DBF処理部(Nチャンネル分)、5H…検出セル近傍抽出部、5I…レンジ軸FFT処理部、5J…乗算部、5K…参照信号生成部、5L…参照信号FFT処理部、5M…Σ・Δ用ウェイト乗算部、5N…逆FFT処理部、5O…レンジ軸モノパルス演算部、5P…レンジ算出部、5Q…平均相関行列算出部、5R…MUSIC処理部、5S…CFAR検出部、5T…レンジ算出部、
A1,A11〜A1N…参照信号発生部、A21〜A2N…周波数設定部、A31〜A3N…変調信号出力部、A41〜A4N…位相勾配設定部、A51〜A5N…レンジ軸FFT処理部、A61〜A6N…周波数フィルタ、A71〜A7N…レンジ軸逆FFT処理部。
Claims (8)
- 送信系統と受信系統とを備え、
前記送信系統は、N(Nは2以上の自然数)通りの位相勾配が与えられて変更されたN通りの中心周波数を持つ変調信号を生成し、アンテナ開口面をN個の送信アンテナ(1素子以上)に分割し、送信周波数帯域内をN個に分割し、前記N通りの中心周波数に応じた帯域の分割周波数毎に、パルス内を前記N通りの中心周波数を持つ変調信号により変調した信号を送信し、
前記受信系統は、アンテナ開口面をM(Mは2以上の自然数)個の受信アンテナ(1素子以上)に分割し、前記受信アンテナ毎の受信信号を、送信のN通りの中心周波数に応じた帯域に分割し、各々の分割帯域において送信側の対応した変調信号により復調してN×M個の復調信号を取得し、取得された各々の帯域の復調信号に送信ビーム形成用ウェイト、受信ビーム形成用ウェイトを乗算してビ−ム合成してMIMO(Multiple Input Multiple Output)ビームを形成し、ビーム形成方向の目標を検出するレーダ装置。 - 前記送信系統は、さらに時間軸を周波数軸に変換して、前記変調信号の中心周波数付近を抽出した後に時間軸に戻して変調信号を取得する請求項1記載のレーダ装置。
- 前記送信系統は、送信位相を既知の擬似ランダム位相に設定し、
前記受信系統は、前記受信アンテナ毎のレンジ軸の受信信号を周波数軸の信号に変換して、前記変調信号に対応した周波数帯に分割後、N×MのMIMO信号を取得し、所定の複素ウェイトを乗算してMIMOビームを形成し、前記パルス内を変調した変調信号によりパルス圧縮し、前記MIMOビームを形成する際に前記送信位相を補正する請求項1記載のレーダ装置。 - 前記送信系統は、送信位相を観測方向にヌルになるように設定し、
前記受信系統は、前記MIMOビームを形成する際に前記送信位相を補正してビーム形成する請求項3記載のレーダ装置。 - 送信系統側で、N(Nは2以上の自然数)通りの位相勾配が与えられて変更されたN通りの中心周波数を持つ変調信号を生成し、アンテナ開口面をN個の送信アンテナ(1素子以上)に分割し、送信周波数帯域内をN個に分割し、前記N通りの中心周波数に応じた帯域の分割周波数毎に、パルス内を前記N通りの中心周波数を持つ変調信号により変調した信号を送信し、
受信系統側で、アンテナ開口面をM(Mは2以上の自然数)個の受信アンテナ(1素子以上)に分割し、前記受信アンテナ毎の受信信号を、送信のN通りの中心周波数に応じた帯域に分割し、各々の分割帯域において送信側の対応した変調信号により復調してN×M個の復調信号を取得し、取得された各々の帯域の復調信号に送信ビーム形成用ウェイト、受信ビーム形成用ウェイトを乗算してビ−ム合成してMIMO(Multiple Input Multiple Output)ビームを形成し、ビーム形成方向の目標を検出するレーダ装置のレーダ信号処理方法。 - 前記送信系統側において、さらに時間軸を周波数軸に変換して、前記変調信号の中心周波数付近を抽出した後に時間軸に戻して変調信号を取得する請求項5記載のレーダ装置のレーダ信号処理方法。
- 前記送信系統側において、送信位相を既知の擬似ランダム位相に設定し、
前記受信系統側において、前記受信アンテナ毎のレンジ軸の受信信号を周波数軸の信号に変換して、前記変調信号に対応した周波数帯に分割後、N×MのMIMO(Multiple Input Multiple Output)信号を取得し、所定の複素ウェイトを乗算してMIMOビームを形成し、前記パルス内を変調した変調信号によりパルス圧縮し、前記MIMOビームを形成する際に前記送信位相を補正する請求項5記載のレーダ装置のレーダ信号処理方法。 - 前記送信系統側において、送信位相を観測方向にヌルになるように設定し、
前記受信系統側において、前記MIMOビームを形成する際に前記送信位相を補正してビーム形成する請求項7記載のレーダ装置のレーダ信号処理方法。
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