JP6584825B2 - マルチスタティックレーダシステム、および同期監視方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、マルチスタティックレーダシステム、および同期監視方法に関する。

従来、送信装置と受信装置とを異なる場所に設置して目標物を検出するマルチスタティックレーダシステムが知られている。マルチスタティックレーダシステムは、送信装置により送信波を送信し、目標物により反射された反射波を受信装置により受信して目標物を特定する。マルチスタティックレーダシステムにおいて、目標物を特定する処理の信頼性を高くするためには、送信装置の動作タイミングと受信装置の動作タイミングとが同期している必要がある。しかしながら、送信装置と受信装置との距離が長いほど、送信装置と受信装置とが同期していることを確認することが困難であり、信頼性が十分ではない場合があった。

特開２０１４−５５８７７号公報

本発明が解決しようとする課題は、送信装置と受信装置とが同期していることの信頼性を高くすることができるマルチスタティックレーダシステム、および同期監視方法を提供することである。

実施形態のマルチスタティックレーダシステムは、第１のレーダ装置と、第２のレーダ装置と、監視部とを持つ。第１のレーダ装置は、自装置で管理される第１のトリガ時刻に基づいて送信波を送信する第１のレーダ装置である。第１のレーダ装置は、航空機により所定期間ごとに送信された前記航空機の位置情報を受信し、前記航空機の位置情報を受信した受信時刻、および自装置と前記航空機との距離と、前記第１のトリガ時刻とを監視部に出力する。第２のレーダ装置は、前記第１のレーダ装置により送信された送信波が目標物によって反射された反射波を自装置で管理される第２のトリガ時刻に基づいて受信する第２のレーダ装置である。第２のレーダ装置は、航空機により所定期間ごとに送信された前記航空機の位置情報を受信し、前記航空機の位置情報を受信した受信時刻、および自装置と前記航空機との距離と、前記第２のトリガ時刻とを前記監視部に出力する。監視部は、前記第１のレーダ装置および前記第２のレーダ装置により出力された受信時刻同士の差分と、前記第１のレーダ装置および前記第２のレーダ装置により出力された前記航空機との距離同士の差分と、前記第１のトリガ時刻と前記第２のトリガ時刻との差分とに基づいて、前記第１のレーダ装置および前記第２のレーダ装置の同期状態を監視する。

実施形態のマルチスタティックレーダシステム１の構成を示すブロック図。 実施形態のマルチスタティックレーダシステム１における送受信用レーダ装置１０の構成を示すブロック図。 実施形態のマルチスタティックレーダシステム１における受信用レーダ装置２０の構成を示すブロック図。 送受信用レーダ装置１０における制御部１８の構成を示すブロック図。 実施形態の受信用レーダ装置２０による送信波Ｗ１の送信タイミング反射波Ｗ２の受信タイミングを示す図。 実施形態のマルチスタティックレーダシステム１における飛行体Ｐと送受信用レーダ装置１０と受信用レーダ装置２０との位置関係を示す図。 実施形態のマルチスタティックレーダシステム１において送受信用レーダ装置１０と受信用レーダ装置２０との同期を監視する動作の流れを示すフローチャート。 実施形態のマルチスタティックレーダシステム１Ａの他の構成を示すブロック図。

以下、実施形態のマルチスタティックレーダシステム、および同期監視方法を、図面を参照して説明する。
図１は、実施形態のマルチスタティックレーダシステム１の構成を示すブロック図である。マルチスタティックレーダシステム１は、送受信用レーダ装置１０と、受信用レーダ装置２０と、同期監視装置３０とを備える。マルチスタティックレーダシステム１は、送受信用レーダ装置１０と受信用レーダ装置２０とを異なる場所に設置したレーダシステムである。なお、実施形態のマルチスタティックレーダシステムは、送受信用レーダ装置１０と受信用レーダ装置２０とがそれぞれ一つの例について説明する。

送受信用レーダ装置１０は、目標物Ｔｇに対して信号（以下、送信波Ｗ１と呼ぶ。）を送信する第１のレーダ装置である。受信用レーダ装置２０は、送受信用レーダ装置１０Ａが送信した送信波Ｗ１のうち目標物Ｔｇにより反射された信号（以下、反射波Ｗ２と呼ぶ。）を受信する第２のレーダ装置である。また、送受信用レーダ装置１０は、目標物Ｔｇにより反射された送信波Ｗ１のうち目標物Ｔｇで反射された反射波Ｗ２を受信する。マルチスタティックレーダシステム１は、送受信用レーダ装置１０により送信波Ｗ１が送信されたタイミングから、受信用レーダ装置２０により反射波Ｗ２が受信されるタイミングまでに経過した時間および反射波Ｗ２の到来方向などに基づいて目標物Ｔｇの位置などを検出する。

同期監視装置３０は、送受信用レーダ装置１０と受信用レーダ装置２０との同期状態を監視する監視部として機能する。同期監視装置３０は、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０と別体の装置である。同期監視装置３０は、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０との間で情報の授受が可能な通信機能を有する。同期監視装置３０は、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０により送信された同期状態を確認するための情報を受信する。同期監視装置３０は、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０のそれぞれから送信された同期状態を確認するための情報に基づいて送受信用レーダ装置１０と受信用レーダ装置２０との同期状態が異常であるか否かを判定する。同期監視装置３０は、送受信用レーダ装置１０と受信用レーダ装置２０との同期状態が異常である場合に、通知などの所定の処理を行う。

送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星２が送信するＧＰＳ信号（衛星信号）を受信する。送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０は、受信したＧＰＳ信号に基づいて動作タイミングを決定する。これにより、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０は、互いに同期して動作する。

また、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０は、飛行体Ｐから発信される飛行体信号Ｗ１０を受信する。飛行体Ｐは、飛行体信号Ｗ１０を所定期間ごとに発信する。飛行体Ｐは、例えば航空機である。飛行体信号Ｗ１０は、飛行体Ｐの緯度および経度などの位置情報を含む。飛行体信号Ｗ１０は、例えばＡＤＳ−Ｂ（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast；放送型自動従属監視）データである。送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０は、飛行体信号Ｗ１０に基づいて互いの同期状態の異常を確認させるための動作を行う。

図２は、実施形態のマルチスタティックレーダシステム１における送受信用レーダ装置１０の構成を示すブロック図である。送受信用レーダ装置１０は、レーダ用アンテナ部１２ａと、送信回路１２ｂと、送信信号処理部１２ｃと、受信回路１２ｄと、受信信号処理部１２ｅとを備える。また、送受信用レーダ装置１０は、ＧＰＳ用アンテナ部１４ａと、ＧＰＳ受信部１４ｂと、ＧＰＳ信号処理部１４ｃとを備える。さらに、送受信用レーダ装置１０は、飛行体用アンテナ部１６ａと、飛行体信号受信部１６ｂと、飛行体信号処理部１６ｃとを備える。さらに、送受信用レーダ装置１０は、制御部１８を備える。

送信信号処理部１２ｃは、励振器などの信号生成回路を備える。送信信号処理部１２ｃは、信号生成回路により生成された所定周波数の送信信号を出力する。送信回路１２ｂは、送信信号処理部１２ｃにより出力された送信信号に対して増幅処理およびフィルタ処理などの信号処理を施してレーダ用アンテナ部１２ａに供給する。レーダ用アンテナ部１２ａは、送信回路１２ｂにより送信信号が供給されたことに応じて送信波Ｗ１を放射する。

レーダ用アンテナ部１２ａは、反射波Ｗ２を受信して受信信号を生成し、受信回路１２ｄに供給する。受信回路１２ｄは、増幅処理およびフィルタ処理などの信号処理を施して受信信号を受信信号処理部１２ｅに供給する。受信信号処理部１２ｅは、受信信号に対してＡ／Ｄ変換処理などの受信処理を行い、受信データを制御部１８に供給する。

ＧＰＳ用アンテナ部１４ａは、ＧＰＳ衛星２により送信されたＧＰＳ信号を受信し、受信したＧＰＳ信号をＧＰＳ受信部１４ｂに供給する。ＧＰＳ受信部１４ｂは、ＧＰＳ用アンテナ部１４ａにより供給されたＧＰＳ信号を復調する。ＧＰＳ信号処理部１４ｃは、ＧＰＳ受信部１４ｂにより復調された情報に基づいて時刻情報を算出して、制御部１８に供給する。

飛行体用アンテナ部１６ａは、飛行体Ｐにより送信された飛行体信号Ｗ１０を受信し、受信した飛行体信号を飛行体信号受信部１６ｂに供給する。飛行体信号受信部１６ｂは、ＧＰＳ用アンテナ部１４ａにより供給された飛行体信号を復調する。飛行体信号処理部１６ｃは、飛行体信号受信部１６ｂにより復調された情報に基づいて飛行体Ｐの位置情報などを含む飛行体情報を取得して、制御部１８に供給する。

制御部１８は、レーダ用アンテナ部１２ａから送信波Ｗ１を送信させると共に、受信信号に基づいて目標物Ｔｇの位置などを特定する。制御部１８は、目標物Ｔｇの位置などを目標物Ｔｇの検出結果として出力する。このとき、制御部１８は、ＧＰＳ信号処理部１４ｃにより算出された時刻情報に基づいて、送信波Ｗ１の送信タイミングおよび受信信号の検出期間を制御する。また、制御部１８は、飛行体信号処理部１６ｃにより供給された飛行体情報に基づく検出結果を同期監視装置３０に出力する。

なお、ＧＰＳ信号と飛行体信号Ｗ１０とは、マイクロ波の周波数帯域のうち１ＧＨｚ帯（０．５〜１．５ＧＨｚ）のＬバンドの周波数が使用される。したがって、送受信用レーダ装置１０は、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部１４ｂおよびＧＰＳ信号処理部１４ｃと飛行体信号を受信する飛行体信号受信部１６ｂおよび飛行体信号処理部１６ｃとを共通した構成にしてもよい。これにより、送受信用レーダ装置１０は、ＧＰＳ信号および飛行体信号Ｗ１０に対する損失を抑制することができる。

図３は、実施形態のマルチスタティックレーダシステム１における受信用レーダ装置２０の構成を示すブロック図である。受信用レーダ装置２０は、レーダ用アンテナ部２２ａと、受信回路２２ｂと、受信信号処理部２２ｃとを備える。さらに、受信用レーダ装置２０は、ＧＰＳ用アンテナ部２４ａと、ＧＰＳ受信部２４ｂと、ＧＰＳ信号処理部２４ｃとを備える。さらに、受信用レーダ装置２０は、飛行体用アンテナ部２６ａと、飛行体信号受信部２６ｂと、飛行体信号処理部２６ｃとを備える。さらに、受信用レーダ装置２０は、制御部２８を備える。

レーダ用アンテナ部２２ａは、反射波Ｗ２を受信して受信信号を生成し、受信回路２２ｂに供給する。受信回路２２ｂは、増幅処理およびフィルタ処理などの信号処理を施して受信信号を受信信号処理部２２ｃに供給する。受信信号処理部２２ｃは、受信信号に対してＡ／Ｄ変換処理などの受信処理を行い、受信データを制御部２８に供給する。

ＧＰＳ用アンテナ部２４ａは、ＧＰＳ衛星２により送信されたＧＰＳ信号を受信し、受信したＧＰＳ信号をＧＰＳ受信部２４ｂに供給する。ＧＰＳ受信部２４ｂは、ＧＰＳ用アンテナ部２４ａにより供給されたＧＰＳ信号を復調する。ＧＰＳ信号処理部２４ｃは、ＧＰＳ受信部２４ｂにより復調されたＧＰＳ信号に基づいて時刻に同期した信号を生成して、制御部２８に供給する。

飛行体用アンテナ部２６ａは、飛行体Ｐにより送信された飛行体信号Ｗ１０を受信し、受信した飛行体信号を飛行体信号受信部２６ｂに供給する。飛行体信号受信部２６ｂは、ＧＰＳ用アンテナ部２４ａにより供給された飛行体信号を復調する。飛行体信号処理部２６ｃは、ＧＰＳ受信部２４ｂにより復調された情報に基づいて飛行体Ｐの位置情報などを含む飛行体情報を取得して、制御部２８に供給する。

制御部２８は、受信信号に基づいて目標物Ｔｇの位置などを特定する。制御部２８は、目標物Ｔｇの位置などを目標物Ｔｇの検出結果として出力する。このとき、制御部２８は、ＧＰＳ信号処理部２４ｃにより生成された時刻に同期した信号に基づいて、受信信号の検出期間を制御する。また、制御部２８は、飛行体信号処理部２６ｃにより供給された飛行体情報に基づく検出結果を同期監視装置３０に出力する。

図４は、送受信用レーダ装置１０における制御部１８の構成を示すブロック図である。なお、送受信用レーダ装置１０における制御部１８を説明することにより、受信用レーダ装置２０の制御部２８の説明を省略する。制御部１８は、クロック生成部１８０と、タイムスタンプ生成部１８２と、レーダ処理部１８４と、飛行体情報出力部１８６と、飛行体情報蓄積部１８８とを備える。

クロック生成部１８０は、発振器（不図示）が発振したクロック信号に基づいてシステムクロックＣＫを生成する。クロック生成部１８０は、システムクロックＣＫを送信信号処理部１２ｃ、受信信号処理部１２ｅ、ＧＰＳ信号処理部１４ｃ、飛行体信号処理部１６ｃ、およびタイムスタンプ生成部１８２に出力する。これにより、クロック生成部１８０は、送信信号処理部１２ｃ、受信信号処理部１２ｅ、ＧＰＳ信号処理部１４ｃ、および飛行体信号処理部１６ｃをシステムクロックＣＫに同期して動作させる。

ＧＰＳ信号処理部１４ｃは、ＧＰＳ信号に基づく信号として１ＰＰＳ（１パルス／秒）信号を出力する。タイムスタンプ生成部１８２は、１ＰＰＳ信号及びシステムクロックＣＫに基づいてタイムスタンプＴＳを生成する。タイムスタンプ生成部１８２は、生成したタイムスタンプＴＳをレーダ処理部１８４および飛行体情報出力部１８６に出力する。クロック生成部１８０は、例えば、周波数が１０〜数１００ＭＨｚのシステムクロックを生成する。クロック生成部１８０は、例えばシステムクロックＣＫが５００ＭＨｚの場合、ＧＰＳ信号処理部１４ｃにおいて生成した１ＰＰＳの信号に基づいて、２ｎｓｅｃ単位のタイムスタンプＴＳを発生させる。

レーダ処理部１８４は、受信信号処理部１２ｅにより供給された受信データに基づいて目標物Ｔｇの位置などを検出する。レーダ処理部１８４は、目標物Ｔｇの位置などの検出データにタイムスタンプＴＳに基づく検出時刻を付加した目標物Ｔｇの検出結果を出力する。レーダ処理部１８４は、目標物Ｔｇの検出結果を同期監視装置３０に出力する。

図５は、実施形態の受信用レーダ装置２０による送信波Ｗ１の送信タイミングおよび反射波Ｗ２の受信タイミングを示す図である。レーダ処理部１８４は、システムクロックＣＫに従ってＰＲＩ（Pulse Repetition Interval）の到来を判定する。レーダ処理部１８４は、図５の上図に示す時刻ｔ０において、トリガ時刻が到来する度に送信波Ｗ１を送信する。トリガ時刻は、ＰＲＩの開始タイミングである。レーダ処理部１８４は、送信波Ｗ１のトリガ時刻に基づいて、反射波Ｗ２を受信することが予測される期間を受信信号の検出期間として設定する。反射波Ｗ２が送受信用レーダ装置１０に到来する場合、レーダ処理部１８４には、図５の下図に示すように、時刻ｔ０後の時刻ｔ１において、反射波Ｗ２に基づく受信信号が供給される。送信波Ｗ１の到来時刻（例えばｔ０）と反射波Ｗ２の到来時刻（例えばｔ１）との時間差は、送受信用レーダ装置１０から目標物Ｔｇまでの距離を反映した値となる。なお、受信用レーダ装置２０の制御部２８も同様に送信波Ｗ１のトリガ時刻（ＰＲＩ）に従って受信信号の検出期間を設定する。

飛行体情報出力部１８６には、飛行体信号処理部１６ｃにより飛行体情報が供給される。飛行体情報出力部１８６は、タイムスタンプ生成部１８２により供給されたタイムスタンプＴＳに基づいて飛行体信号Ｗ１０の受信時刻を認識する。また、飛行体情報出力部１８６は、飛行体情報から飛行体Ｐの位置情報を抽出する。さらに、飛行体情報出力部１８６は、飛行体情報から飛行体Ｐの識別情報を抽出する。飛行体Ｐの識別情報は、飛行体Ｐの位置情報に付加された情報であって、飛行体Ｐを他の飛行体Ｐと区別する情報である。飛行体Ｐの識別情報は、例えばＡＤＳ−Ｂデータに格納されるモードＳアドレスである。

飛行体情報出力部１８６は、飛行体情報から抽出された飛行体Ｐの位置情報と既知の送受信用レーダ装置１０の位置とに基づいて、送受信用レーダ装置１０と飛行体Ｐとの距離（スラントレンジ）を算出する。飛行体情報出力部１８６は、飛行体Ｐの識別情報、飛行体情報の受信時刻、および飛行体Ｐとの距離を、飛行体Ｐの検出結果として同期監視装置３０に出力する。これにより、送受信用レーダ装置１０は、送受信用レーダ装置１０内部のトリガ時刻および飛行体Ｐの検出結果を同期監視装置３０に出力する。

飛行体情報出力部１８６における送受信用レーダ装置１０内部のトリガ時刻および飛行体Ｐの検出結果の出力タイミングおよび出力方式は、任意である。飛行体情報出力部１８６は、例えば、１日１回などの所定時間ごとに飛行体Ｐの検出結果を送信してもよい。また、飛行体データ出力部１８６は、インターネット等の通信回線などにより飛行体Ｐの検出結果を出力してもよく、メールなどの形式により飛行体Ｐの検出結果を出力してもよい。さらに、飛行体データ出力部１８６は、同期監視装置３０の要求に応じて飛行体Ｐの検出結果を送信してもよい。

飛行体情報出力部１８６は、所定期間ごとに送信された飛行体Ｐの検出結果をリスト化して飛行体情報蓄積部１８８に蓄積してもよい。飛行体情報蓄積部１８８は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などの情報記憶媒体である。飛行体情報出力部１８６は、飛行体Ｐの検出結果ごとに、飛行体Ｐの識別情報に対応づけて、飛行体Ｐの位置情報、飛行体信号Ｗ１０の受信時刻、および飛行体Ｐとの距離を飛行体情報蓄積部１８８に蓄積させる。飛行体情報出力部１８６は、飛行体Ｐの検出結果の出力タイミングが到来したことに応じて未送信の飛行体Ｐの検出結果を飛行体情報蓄積部１８８から抽出して同期監視装置３０に出力する。

図６は、飛行体Ｐと送受信用レーダ装置１０と受信用レーダ装置２０との位置関係を示す図である。飛行体情報に含まれる飛行体Ｐの位置情報が（Ｘｐ，Ｙｐ）であるとすると、同期監視装置３０には、送受信用レーダ装置１０の位置（Ｘａ，Ｙａ）および飛行体Ｐの位置（Ｘｐ，Ｙｐ）に基づく飛行体Ｐとの距離Ｌａ［メートル］が出力される。同期監視装置３０は、距離Ｌａ、電磁波の伝搬速度（３×１０^８［メートル／秒］）、および飛行体信号Ｗ１０の遅延時間に基づいて、下記の式１ａにより飛行体信号Ｗ１０の発信時刻を算出することができる。飛行体信号Ｗ１０の遅延時間は、飛行体信号Ｗ１０の発信時刻と飛行体信号Ｗ１０の受信時刻ｔａとの差分であり、
飛行体信号Ｗ１０の発信時刻−飛行体信号Ｗ１０の受信時刻ｔａ＝Ｌａ／３×１０^８
と表される。
上記式を変形し、同期監視装置３０は、
飛行体信号Ｗ１０の発信時刻＝（Ｌａ／３×１０^８）＋ｔａ （式１ａ）
という演算により、飛行体信号Ｗ１０の発信時刻を算出する。
同様に、同期監視装置３０は、受信用レーダ装置２０の位置（Ｘｂ，Ｙｂ）および飛行体Ｐの位置（Ｘｐ，Ｙｐ）に基づく飛行体Ｐとの距離Ｌｂ、および飛行体信号Ｗ１０の受信時刻ｔｂに基づいて、下記の式１ｂにより飛行体信号Ｗ１０の発信時刻を算出する。
飛行体信号Ｗ１０の発信時刻＝（Ｌｂ／３×１０^８）＋ｔｂ （式１ｂ）

同期監視装置３０は、Ｌａおよびｔａに基づく飛行体信号Ｗ１０の発信時刻と、Ｌｂおよびｔｂに基づく飛行体信号Ｗ１０の発信時刻との差と第１の所定値とを比較する。第１の所定値は、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０における飛行体信号Ｗ１０の発信時刻の誤差程度に設定される。同期監視装置３０は、Ｌａおよびｔａに基づく飛行体信号Ｗ１０の発信時刻と、Ｌｂおよびｔｂに基づく飛行体信号Ｗ１０の発信時刻との差が第１の所定値よりも小さい場合には、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０の同期状態が異常ではないと判定する。一方、同期監視装置３０は、Ｌａおよびｔａに基づく飛行体信号Ｗ１０の発信時刻と、Ｌｂおよびｔｂに基づく飛行体信号Ｗ１０の発信時刻との差が第１の所定値以上である場合には、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０の同期状態が異常であると判定する。

また、実施形態のマルチスタティックレーダシステム１は、同期監視装置３０により飛行体信号Ｗ１０の発信時刻同士を比較するのではなく、下記の式２に従って演算を行って、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０の同期状態を確認してもよい。式２は、上述した式１ａおよび式１ｂを組み合わせて変形したものである。
|Ｌａ−Ｌｂ|／（３×１０^８）−|ｔａ−ｔｂ| （式２）

同期監視装置３０は、送受信用レーダ装置１０から飛行体信号Ｗ１０の受信時刻ｔａおよび飛行体Ｐとの距離Ｌａが出力される。また、同期監視装置３０は、受信用レーダ装置２０からび飛行体信号Ｗ１０の受信時刻ｔｂおよび飛行体Ｐとの距離Ｌｂが出力される。同期監視装置３０は、距離ＬａおよびＬｂと飛行体信号Ｗ１０の受信時刻ｔａおよびｔｂに基づいて式２の演算を行い、演算結果を得る。同期監視装置３０は、演算結果と第１の所定値とを比較する。同期監視装置３０は、演算結果が第１の所定値未満である場合には同期状態が異常ではないと判定し、演算結果が第１の所定値以上である場合には同期状態が異常であると判定する。

図７は、実施形態のマルチスタティックレーダシステム１において送受信用レーダ装置１０と受信用レーダ装置２０との同期を監視する動作の流れを示すフローチャートである。
送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０は、飛行体Ｐにより送信された飛行体信号Ｗ１０を受信する度に飛行体情報出力部１８６により飛行体Ｐの検出結果を生成する。これにより、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０は、飛行体Ｐの検出結果のリストをそれぞれ作成する（ステップＳ１００およびＳ１０２）。送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０により作成された飛行体Ｐの検出結果のリストは、同期監視装置３０にそれぞれ出力される（ステップＳ１０４）。これにより、同期監視装置３０には、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０によりそれぞれ出力されたトリガ時刻および飛行体Ｐの検出結果が蓄積される。

同期監視装置３０は、送受信用レーダ装置１０と受信用レーダ装置２０との同期状態を確認するタイミングが到来したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。同期状態を確認するタイミングは、同期監視装置３０に設定された任意のタイミングである。同期状態を確認するタイミングは、例えば１日に１回に設定される。同期監視装置３０は、予め設定された同期状態を確認するタイミングが到来していない場合にはステップＳ１０４に処理を戻す。

同期監視装置３０は、同期状態を確認するタイミングが到来したと判定した場合には、送受信用レーダ装置１０により作成された飛行体Ｐの検出結果のリストを、飛行体Ｐの識別情報によりソートする（ステップＳ１０８）。同様に、同期監視装置３０は、受信用レーダ装置２０により作成された飛行体Ｐの検出結果のリストを、飛行体Ｐの識別情報によりソートする（ステップＳ１０８）。同期監視装置３０は、ソートされたそれぞれの飛行体Ｐの検出結果のリストから、同一の飛行体Ｐの識別情報に対応づけられた飛行体信号Ｗ１０の受信時刻および飛行体Ｐとの距離をそれぞれ抽出する。これにより、同期監視装置３０は、飛行体Ｐの識別情報を利用して同一の飛行体信号Ｗ１０を抽出することができる。

同期監視装置３０は、抽出された飛行体信号Ｗ１０の受信時刻および飛行体Ｐとの距離に基づいて、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０の同期状態を演算する（ステップＳ１１０）。同期監視装置３０は、同期状態の演算結果に基づいて、送受信用レーダ装置１０と受信用レーダ装置２０との同期状態が異常であるか否かを判定する（ステップＳ１１２）。同期監視装置３０は、同期状態が異常ではない場合には処理を終了する。一方、同期監視装置３０は、同期状態の異常であると判定したことに応じて、通知処理を行う（ステップＳ１１４）。同期監視装置３０は、例えば、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０の管理者のメールアドレス宛に同期状態の異常を通知するメールデータを送信する。

なお、同期監視装置３０は、ステップＳ１１２において、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０により送信されたトリガ時刻（ＰＲＩの開始時刻）に基づいて送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０のそれぞれが同期して動作しているか否かを判定してもよい。同期監視装置３０は、送受信用レーダ装置１０から送信された第１のトリガ時刻と受信用レーダ装置２０から送信された第２のトリガ時刻を比較する。同期監視装置３０は、トリガ時刻の差が第２の所定値未満であるか否かを判定する。この第２の所定値は、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０に要求される同期の精度に基づいて設定される。同期監視装置３０は、トリガ時刻の差が第２の所定値未満である場合には、同期状態が異常ではないと判定する。同期監視装置３０は、トリガ時刻の差が第２の所定値以上である場合には、同期状態の異常であると判定して、通知処理を行う。

上述した実施形態では、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０が、飛行体Ｐの識別情報、飛行体信号Ｗ１０の受信時刻、および飛行体Ｐとの距離を飛行体Ｐの検出結果として同期監視装置３０に送信するものとした。しかし、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０は、少なくとも飛行体Ｐの位置情報および飛行体信号Ｗ１０の受信時刻を飛行体Ｐの検出結果として同期監視装置３０に出力すればよい。同期監視装置３０は、既知の送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０の位置および飛行体Ｐの位置情報に基づいて距離ＬａおよびＬｂを演算し、距離ＬａおよびＬｂと飛行体信号Ｗ１０の受信時刻ｔａおよびｔｂとに基づいて式２の演算結果を得る。

なお、同期監視装置３０は、式１ａおよび式１ｂにより演算した飛行体信号Ｗ１０の発信時刻の差の平均値を算出し、算出した平均値と第１の所定値とを比較して、同期状態の異常を判定してもよい。また、同期監視装置３０は、式２により演算した値の平均値を算出し、算出した平均値と第１の所定値とを比較して、同期状態の異常を判定してもよい。さらに、同期監視装置３０は、平均値のみならず、式１ａおよび式１ｂにより演算した複数の値、または式２により演算した複数の値を用いて他の統計値を演算して、同期状態の異常を判定してもよい。これにより、同期監視装置３０は、同期状態の異常を判定する精度を高くすることができる。

以上説明した実施形態のマルチスタティックレーダシステム１によれば、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０により出力された飛行体信号Ｗ１０の受信時刻同士の差分と、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０により出力された飛行体Ｐとの距離同士の差分とに基づいて、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０の同期状態を監視する。したがって、実施形態のマルチスタティックレーダシステム１によれば、飛行体Ｐとの距離に基づいて送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０の飛行体信号Ｗ１０の受信時刻に差が生ずることを利用して、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０の受信時刻に基づく演算結果を比較して、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０の同期状態を監視することができる。この結果、実施形態のマルチスタティックレーダシステム１によれば、送受信用レーダ装置１０と受信用レーダ装置２０とが同期していることの信頼性を高くすることができる。また、実施形態のマルチスタティックレーダシステム１によれば、送受信用レーダ装置１０と受信用レーダ装置２０との同期状態が異常であることを判定したことに応じて送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０の同期状態を修正させることができるので、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０を安定して動作させることができる。

図８は、実施形態のマルチスタティックレーダシステム１Ａの他の構成を示すブロック図である。マルチスタティックレーダシステム１Ａは、上述した実施形態のマルチスタティックレーダシステム１に対し、同期監視装置３０を備えていない点で異なる。図８の例では、送受信用レーダ装置１０Ａが同期監視部１０ａを備えるものとしたが、受信用レーダ装置２０Ａが同期監視部２０ａを備えてもよい。同期監視部１０ａおよび２０ａは、上述した同期監視装置３０と同様に、送受信用レーダ装置１０Ａおよび受信用レーダ装置２０Ａの同期状態を監視する。

マルチスタティックレーダシステム１Ａにおいて、送受信用レーダ装置１０Ａおよび受信用レーダ装置２０Ａは、飛行体Ｐの検出結果を通信する。送受信用レーダ装置１０Ａは、内部において飛行体Ｐの検出結果を生成すると共に、同期監視部１０ａにより受信用レーダ装置２０Ａにより生成された飛行体Ｐの検出結果を取得する。そして、同期監視部１０ａは、上述した式１または式２に基づく同期状態の演算結果に基づいて、同期状態の異常を判定する。このような実施形態のマルチスタティックレーダシステム１Ａは、上述したマルチスタティックレーダシステム１と同様の効果を奏することができる。なお、マルチスタティックレーダシステム１Ａにおいて、送受信用レーダ装置１０Ａおよび受信用レーダ装置２０Ａの少なくとも一方が、同期監視部を内蔵すればよい。マルチスタティックレーダシステム１Ａは、送受信用レーダ装置１０Ａおよび受信用レーダ装置２０Ａの双方に同期監視部１０ａおよび２０ａを備える場合、何れかの同期監視部により同期状態の異常を判定したことに応じて他方の同期監視部に通知する。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０により出力された受信時刻同士の差分と、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０により出力された飛行体Ｐとの距離同士の差分とに基づいて、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０の同期状態を監視する監視部（３０、１０ａまたは２０ａ）を持つことにより、送受信用レーダ装置１０および受信用レーダ装置２０の同期状態を監視することができ、この結果、送受信用レーダ装置１０と受信用レーダ装置２０とが同期していることの信頼性を高くすることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均などの範囲に含まれるものである。

１、１Ａ…マルチスタティックレーダシステム、２…ＧＰＳ衛星、１０、１０Ａ…送受信用レーダ装置、１０ａ、２０ａ…同期監視部、１２ａ…レーダ用アンテナ部、１２ｂ…送信回路、１２ｃ…送信信号処理部、１２ｄ…受信回路、１２ｅ…受信信号処理部、１４ａ…ＧＰＳ用アンテナ部、１４ｂ…ＧＰＳ受信部、１４ｃ…ＧＰＳ信号処理部、１６ａ…飛行体用アンテナ部、１６ｂ…飛行体信号受信部、１６ｃ…飛行体信号処理部、１８…制御部、２０、２０Ａ…受信用レーダ装置、２２ａ…レーダ用アンテナ部、２２ｂ…受信回路、２２ｃ…受信信号処理部、２４ａ…ＧＰＳ用アンテナ部、２４ｂ…ＧＰＳ受信部、２４ｃ…ＧＰＳ信号処理部、２６ａ…飛行体用アンテナ部、２６ｂ…飛行体信号受信部、２６ｃ…飛行体信号処理部、２８…制御部、３０…同期監視装置、１８０…クロック生成部、１８２…タイムスタンプ生成部、１８４…レーダ処理部、１８６…飛行体情報出力部、１８８…飛行体情報蓄積部

Claims (7)

1. 自装置で管理される第１のトリガ時刻に基づいて送信波を送信する第１のレーダ装置であって、航空機により所定期間ごとに送信された前記航空機の位置情報を受信し、前記航空機の位置情報を受信した受信時刻、および自装置と前記航空機との距離と、前記第１のトリガ時刻とを監視部に出力する第１のレーダ装置と、
   前記第１のレーダ装置により送信された送信波が目標物によって反射された反射波を自装置で管理される第２のトリガ時刻に基づいて受信する第２のレーダ装置であって、航空機により所定期間ごとに送信された前記航空機の位置情報を受信し、前記航空機の位置情報を受信した受信時刻、および自装置と前記航空機との距離と、前記第２のトリガ時刻とを前記監視部に出力する第２のレーダ装置と、
   前記第１のレーダ装置および前記第２のレーダ装置により出力された受信時刻同士の差分と、前記第１のレーダ装置および前記第２のレーダ装置により出力された前記航空機との距離同士の差分と、前記第１のトリガ時刻と前記第２のトリガ時刻との差分とに基づいて、前記第１のレーダ装置および前記第２のレーダ装置の同期状態を監視する前記監視部と、
   を備えるマルチスタティックレーダシステム。
2. 前記第１のレーダ装置および前記第２のレーダ装置は、前記航空機の位置情報と予め設定された自装置の位置情報とに基づいて、自装置と前記航空機との距離を算出する、
   請求項１に記載のマルチスタティックレーダシステム。
3. 前記監視部は、前記第１のレーダ装置および前記第２のレーダ装置により出力された受信時刻同士の差分と前記第１のレーダ装置および前記第２のレーダ装置により出力された前記航空機との距離同士の差分とに基づく演算結果が所定値未満である場合に、前記第１のレーダ装置および前記第２のレーダ装置の同期状態が異常ではないと判定し、前記演算結果が所定値以上である場合に、前記第１のレーダ装置および前記第２のレーダ装置の同期状態が異常であると判定する、
   請求項１または２に記載のマルチスタティックレーダシステム。
4. 前記第１のレーダ装置および前記第２のレーダ装置は、前記航空機の位置情報を受信した受信時刻と自装置の前記航空機との距離に対応づけて前記航空機により送信された位置情報に付加された前記航空機の識別情報を前記監視部に出力し、
   前記監視部は、前記第１のレーダ装置および前記第２のレーダ装置により出力された前記航空機の位置情報を受信した受信時刻と自装置の前記航空機との距離のうち、同一の識別情報に対応づけられた前記航空機の位置情報を受信した受信時刻と自装置の前記航空機との距離を抽出する、
   請求項１から３のうちいずれか１項に記載のマルチスタティックレーダシステム。
5. 前記監視部は、前記第１のレーダ装置および前記第２のレーダ装置とは別体の装置である、
   請求項１から４のうちいずれか１項に記載のマルチスタティックレーダシステム。
6. 前記監視部は、前記第１のレーダ装置と前記第２のレーダ装置とのうちいずれかに内蔵される、
   請求項１から４のうちいずれか１項に記載のマルチスタティックレーダシステム。
7. 自装置で管理される第１のトリガ時刻に基づいて送信波を送信する第１のレーダ装置と、前記第１のレーダ装置により送信された送信波が目標物によって反射された反射波を自装置で管理される第２のトリガ時刻に基づいて受信する第２のレーダ装置との同期状態を監視する同期監視方法であって、
   前記第１のレーダ装置が、航空機により所定期間ごとに送信された前記航空機の位置情報を受信するステップと、
   前記第２のレーダ装置が、航空機により所定期間ごとに送信された前記航空機の位置情報を受信するステップと、
   前記第１のレーダ装置が位置情報を受信した受信時刻と前記第２のレーダ装置が位置情報を受信した受信時刻との差分と、前記第１のレーダ装置と前記航空機との距離と前記第２のレーダ装置と前記航空機との距離との差分と、前記第１のトリガ時刻と前記第２のトリガ時刻との差分とに基づいて、前記第１のレーダ装置と前記第２のレーダ装置との同期状態を監視するステップと、
   を有する同期監視方法。

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