JP6880345B1 - レーダ装置およびレーダ方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施の形態1に係るレーダ装置1の構成を示すブロック図である。図1に例示したレーダ装置1は、送信RF信号を電波として空間に放射し、空間に存在する観測対象である目標において送信RF信号が反射された反射波を受信し、反射波の受信RF信号に基づいて目標を検出する。また、レーダ装置1は、送信部2、受信部3および信号処理部4を備え、信号処理部4によって算出された目標情報が表示器5に表示される。目標情報には、例えば、目標距離、目標速度、目標の到来角度が含まれる。
図3は、実施の形態1に係るレーダ方法を示すフローチャートであり、レーダ装置1による一連の動作を示している。送信部2が、相互相関抑圧用符号を追加した変調符号を用いて送信RF信号を生成し、生成した送信RF信号を、送信アンテナ1−1−nTxを用いて空間に放射する(ステップST1)。ここで、nTxは、送信チャンネルごとに付与された送信チャンネル番号であり、送信チャンネル数NTxまでの2以上の整数である。
図4は、送信部2の動作を示すフローチャートであり、図3のステップST1の処理の詳細を示している。局部発振信号生成部1−6が局部発振信号を生成する(ステップST1a)。局部発振信号生成部1−6によって生成された局部発振信号は、符号変調部1−3および受信機1−8−nRxに出力される。
なお、符号生成部1−4は、送信チャンネル番号nTxの送信チャンネルに対応した変調符号Code1(nTx,h)に対してオフセット用位相φ0,nTxを付加してもよい。オフセット用位相φ0,nTxを付加することによって、送信アンテナ1−1−nTxから空間に同時に放射する送信RF信号の合成放射パターンを設計することが可能になる。また、送信RF信号の秘匿性が向上するので、妨害耐性が向上する。符号生成部1−4は、送信チャンネル番号nTxの送信チャンネルに対応した変調符号Code1(nTx,h)を直交化符号生成部1−5に出力する。
図9は、受信部3の動作を示すフローチャートであり、図3のステップST2の処理の詳細を示している。空間に放射された送信RF信号は、空間内に存在する目標で反射されて反射RF信号となる。反射RF信号は、受信アンテナ1−7−nRxに入射する。受信アンテナ1−7−nRxは、入射した反射RF信号を受信する(ステップST1b)。
上記式(7)において、Δtは、変調時間T0における受信ビート信号のサンプリング間隔である。mは、変調時間T0においてサンプリングされた受信ビート信号のサンプリング番号であり、1からM−1までのいずれかの整数値である。Mは、変調時間T0における受信ビート信号のサンプリング数である。AVは受信ビート信号の振幅であり、R0は目標相対距離の初期値であり、vは目標相対速度であり、θは目標角度である。また、cは、光速である。
図10は、信号処理部4の動作を示すフローチャートであり、図3のステップST3の処理の詳細を示している。周波数領域変換部41は、下記式(11)に従って、受信ビート信号V1(nRx,h,m)を離散フーリエ変換することにより、受信チャンネル番号nRxの受信チャンネルに対応する周波数領域の信号fb,1(nRx,h,mfft)を生成する(ステップST1c)。下記式(11)において、Mfftは、離散フーリエ変換点数であり、mfftは離散フーリエ変換番号である。なお、周波数領域変換部41は、離散フーリエ変換の代わりに、FFTを用いて受信ビート信号を周波数領域の信号に変換してもよい。FFTを用いると、低演算化および高速化が可能になり、低コストおよび処理時間の短縮を実現したレーダ装置1を得ることができる。
レーダ装置1における、送信部2、受信部3および信号処理部4の機能は、処理回路によって実現される。すなわち、レーダ装置1は、図3のステップST1からステップST3までの処理を実行する処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリに記憶されたプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)であってもよい。
Claims (12)
- 同じ符号系列を互いに異なる巡回シフト量で巡回シフトすることによって互いに異なる複数の変調符号を生成し、送信信号間の相互相関を抑圧する相互相関抑圧用符号の系列が、生成した複数の変調符号の系列にそれぞれ追加されてなる複数の符号を生成し、生成した複数の符号を用いて符号変調された互いに異なる複数の送信信号を生成し、互いに異なる複数の送信信号を、複数の送信アンテナによって放射する送信部と、
複数の前記送信アンテナによって放射された複数の送信信号が、観測対象である目標において反射された反射波を、受信アンテナによって受信し、前記反射波の受信信号を出力する受信部と、
前記受信部から出力された受信信号を周波数領域の信号に変換し、前記送信部によって生成された変調符号を用いて前記周波数領域の信号を符号復調する信号処理部と、
を備えたことを特徴とするレーダ装置。 - 前記信号処理部は、符号復調した信号を積分すること
を特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。 - 前記信号処理部は、複数の前記送信アンテナの各位置、前記受信アンテナの位置および前記目標との角度の想定値に基づいて、符号復調して積分した信号をさらに積分すること
を特徴とする請求項2に記載のレーダ装置。 - 前記信号処理部は、信号をヒット方向に複素積分すること
を特徴とする請求項2または請求項3に記載のレーダ装置。 - 前記信号処理部は、信号をヒット方向にフーリエ変換すること
を特徴とする請求項2または請求項3に記載のレーダ装置。 - 前記送信部は、前記符号系列として擬似雑音系列を用いること
を特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。 - 前記送信部は、前記符号系列としてM系列、Gold系列または嵩系列を用いること
を特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。 - 前記送信部は、生成した各変調符号の相互相関が一定値となる巡回シフト量を用いること
を特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。 - 前記送信部は、送信信号にオフセット用位相を付加すること
を特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。 - 前記送信部は、送信信号を、系列長の整数倍だけ用いること
を特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。 - 前記信号処理部は、周波数領域の信号への変換および積分処理に高速フーリエ変換を用いること
を特徴とする請求項2または請求項3に記載のレーダ装置。 - 送信部が、同じ符号系列を互いに異なる巡回シフト量で巡回シフトすることによって互いに異なる複数の変調符号を生成し、送信信号間の相互相関を抑圧する相互相関抑圧用符号の系列が、生成した複数の変調符号の系列にそれぞれ追加されてなる複数の符号を生成し、生成した複数の符号を用いて符号変調された互いに異なる複数の送信信号を生成し、互いに異なる複数の送信信号を、複数の送信アンテナによって放射するステップと、
受信部が、複数の前記送信アンテナによって放射された複数の送信信号が、観測対象である目標において反射された反射波を、受信アンテナによって受信し、前記反射波の受信信号を出力するステップと、
信号処理部が、前記受信部から出力された受信信号を周波数領域の信号に変換し、前記送信部によって生成された変調符号を用いて前記周波数領域の信号を符号復調するステップと、
を備えたことを特徴とするレーダ方法。
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