JP6946238B2 - Radar device and radar signal processing method - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、パルス圧縮レーダ装置及びそのレーダ信号処理方法に関する。 An embodiment of the present invention relates to a pulse compression radar device and a radar signal processing method thereof.
従来のパルスレーダ装置では、送信の出力レベルが数百W〜数kW以上と高出力な場合に、パルスの送信中は送信波の周り込みにより受信回路が飽和するため、レーダ観測が行えないという本質的な問題がある。特にパルス圧縮を用いた固体化気象レーダでは、送信パルスが数十μs〜数百μsと時間幅の長いパルス(長パルス)を用いるため、観測不能なブラインド領域が〜数十kmと大きくなるという問題がある。 With conventional pulse radar equipment, when the transmission output level is as high as several hundred watts to several kW or more, radar observation cannot be performed because the receiving circuit is saturated due to the wraparound of the transmitted wave during pulse transmission. There is an essential problem. In particular, solidarized weather radar using pulse compression uses pulses with a long time width of tens of μs to several hundreds of μs (long pulses), so the unobservable blind region becomes as large as tens of kilometers. There's a problem.
このブラインド領域を補間するため、現行の固体化気象レーダではパルス幅が0.5μs〜1μs程度の短パルスを使った観測も併用している。ただ、長パルスと短パルスの互いの干渉を防ぐ目的で、それぞれの中心周波数をずらして使用していることにより、周波数の占有帯域幅が2倍に増えている。また、長パルスの観測と短パルスの観測を連続的に行うことになり、観測時間の増大あるいは観測距離の減少といった問題も発生している。これらの長パルスと短パルスを併用することで生じる弊害を改善するため、長パルスのみで観点できる(=パルスの送信中も観測できる)固体化パルス圧縮レーダの実現が望まれている。 In order to interpolate this blind region, the current solid-state weather radar also uses observations using short pulses with a pulse width of about 0.5 μs to 1 μs. However, for the purpose of preventing mutual interference between the long pulse and the short pulse, the occupied bandwidth of the frequency is doubled by using the center frequencies of each with a shift. In addition, long-pulse observations and short-pulse observations are performed continuously, which causes problems such as an increase in observation time or a decrease in observation distance. In order to improve the harmful effects caused by the combined use of these long pulses and short pulses, it is desired to realize a solidified pulse compression radar that can be viewed only with long pulses (= can be observed even during pulse transmission).
以上のように、従来のパルス圧縮レーダ装置では、パルスの送信中は送信波の周り込みにより受信回路が飽和してレーダ観測が行えないブラインド領域を補間するため、短パルスを使った観測も併用しているが、長パルスと短パルスの互いの干渉を防ぐ目的で周波数の占有帯域幅が2倍に増えている。また、長パルスの観測と短パルスの観測を連続的に行うため、観測時間の増大あるいは観測距離の減少といった問題も発生している。 As described above, in the conventional pulse compression radar device, since the reception circuit is saturated due to the wraparound of the transmitted wave during the transmission of the pulse and the blind region where the radar observation cannot be performed is interfered, the observation using the short pulse is also used. However, the occupied bandwidth of the frequency is doubled in order to prevent mutual interference between the long pulse and the short pulse. In addition, since long pulse observation and short pulse observation are performed continuously, there are problems such as an increase in observation time or a decrease in observation distance.
本実施形態は上記課題に鑑みなされたもので、送信信号の周り込みを抑圧して受信NFの劣化を抑えつつ、送信中もレーダ観測を行うことができるパルス圧縮レーダ装置とそのレーダ信号処理方法を提供することを目的とする。 This embodiment has been made in view of the above problems, and is a pulse compression radar device capable of performing radar observation even during transmission while suppressing wraparound of the transmission signal and suppressing deterioration of the reception NF, and a radar signal processing method thereof. The purpose is to provide.
一実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置は、送信結合器と、受信結合器と、調整器と、電力合成器と、第1受信回路と、第2受信回路とを有する。前記送信結合器では、パルス圧縮用の変調を施したパルス信号を周波数変換して出力される送信信号とカップリングして送信カップリング信号を取得し、前記受信結合器では、送信された前記送信信号が観測対象によって反射されて受信される受信信号とカップリングして受信カップリング信号を取得し、前記調整器では、前記送信カップリング信号の振幅及び位相を前記受信カップリング信号に含まれる前記送信信号の周り込み成分に応じて調整し、前記電力合成器では、前記振幅及び位相の調整を受けた送信カップリング信号と前記受信カップリング信号とを電力合成する。前記第1受信回路では、前記電力増幅器から出力される受信カップリング信号を入力して時間軸上でパルス圧縮処理を施し、前記第2受信回路では、前記受信結合器から出力される受信カップリング信号を入力して時間軸上でパルス圧縮処理を施す。前記受信信号とカップリングして取得された受信カップリング信号の信号レベルは、前記電力合成された受信カップリング信号の信号レベルよりも高い。 The pulse compression radar device according to one embodiment includes a transmission coupler, a reception coupler, a regulator, a power synthesizer, a first reception circuit, and a second reception circuit. In the transmission coupler, a pulse signal modulated for pulse compression is frequency-converted and coupled with an output transmission signal to acquire a transmission coupling signal, and in the reception coupler, the transmission is transmitted. signal and the received signal coupled to be received is reflected acquires reception coupling signal by observation target, in the regulator include an amplitude and phase of the transmission coupling signals to the reception coupling signal the adjusted depending around inclusive component of the transmission signal, in the power combiner, and the reception coupling signal and the transmission coupling the signal subjected to adjustment of the amplitude and phase to power combining. In the first receiving circuit, the subjected to pulse compression processing on a time to input the received coupling signal output from the power amplifier axis, and in the second receiving circuit, the receiving coupling output from said receiver combiner A signal is input and pulse compression processing is performed on the time axis. The signal level of the reception coupling signal acquired by coupling with the reception signal is higher than the signal level of the power-synthesized reception coupling signal.
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置として、送受共用アンテナを使ったパラボラレーダの構成を示すブロック図である。図1において、100は送信回路、200は第1受信回路,300は第2受信回路、400は回り込み抑制回路、500はサーキュレータ、600は送受共用アンテナを示している。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
(First Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a parabolic radar using a transmission / reception shared antenna as the pulse compression radar device according to the first embodiment. In FIG. 1, 100 is a transmission circuit, 200 is a first reception circuit, 300 is a second reception circuit, 400 is a wraparound suppression circuit, 500 is a circulator, and 600 is a transmission / reception shared antenna.
送信回路100は、レーダに必要な変調パルス信号を発生し、規定の送信周波数、送信出力に増幅させる役割を担っている。まず、変調信号発生器100aで周波数変調を施したパルス信号をデジタル信号で発生し、D/A変換器100bでデジタルからアナログ信号への変換を行った後、周波数変換器100cでRF周波数に変換して高周波電力増幅器100dにより規定の送信出力に電力増幅し、送信RF信号として出力する。
The transmission circuit 100 plays a role of generating a modulated pulse signal necessary for radar and amplifying it to a specified transmission frequency and transmission output. First, a pulse signal frequency-modulated by the
上記送信回路100から出力される送信RF信号は、後述の周り込み抑圧回路400の方向性結合器400a、サーキュレータ500を介して送受共用アンテナ600から送出され、送受共用アンテナ600で受けた観測対象からの反射波は受信RF信号となってサーキュレータ500、周り込み抑圧回路400の方向性結合器400eを介して第2受信回路300に送られる。
The transmission RF signal output from the transmission circuit 100 is transmitted from the transmission / reception shared
ここで、上記回り込み抑圧回路400は、送信RF信号がサーキュレータ500を通じて受信回路に周り込む送信波を抑圧するもので、方向性結合器400aで送信回路100から出力される送信RF信号の一部を取り出し、位相調整器400b、振幅調整器400cで位相、振幅を調整した後、電力合成器400dに送る。一方、受信RF信号を取り込んで方向性結合器400eでその一部を取り出して、電力合成器400dに送り、送信RF信号の位相・振幅調整結果と合成することで、受信RF信号から送信RF信号の回り込み成分を抑圧する。電力合成器400dの出力は第1受信回路200に送られる。
Here, the wraparound suppression circuit 400 suppresses the transmission wave in which the transmission RF signal wraps around the reception circuit through the
上記第1受信回路200は、受信RF信号を取り込んで低雑音電力増幅器200aで電力増幅した後、周波数変換器200bで受信IF信号に変換し、A/D変換器200cでデジタル信号に変換し、パルス圧縮器200dでパルス圧縮を行って、受信出力信号1(観測領域1)として出力する。同様に、上記第2受信回路300は、受信RF信号を取り込んで低雑音電力増幅器300aで電力増幅した後、周波数変換器300bで受信IF信号に変換し、A/D変換器300cでデジタル信号に変換し、パルス圧縮器300dでパルス圧縮を行って、受信出力信号2(観測領域2)として出力する。
The first receiving circuit 200 takes in the received RF signal, amplifies the power with the low
上記構成において、以下に本実施形態の処理動作を説明する。
送受共用アンテナを使ったパラボラレーダでは、送信回路と受信回路の間には通常サーキュレータが配置され、サーキュレータの働きにより、送信回路からの送信信号はアンテナに接続され、アンテナで受信した受信信号は受信回路に接続される。サーキュレータとしては、送信回路から受信回路への信号の流れは抑圧される方向に働くが、通常は15dB〜30dB程度の抑圧量しかとれない。そのため、サーキュレータを介して送信回路から受信回路への送信信号および雑音の漏洩が生じ、これが受信回路への送信の周り込みとなる。
In the above configuration, the processing operation of the present embodiment will be described below.
In a parabolic radar that uses a shared antenna for transmission and reception, a circulator is usually placed between the transmission circuit and the reception circuit. By the action of the circulator, the transmission signal from the transmission circuit is connected to the antenna, and the reception signal received by the antenna is received. Connected to the circuit. As a circulator, the signal flow from the transmitting circuit to the receiving circuit works in the direction of suppression, but usually only a suppression amount of about 15 dB to 30 dB can be taken. Therefore, the transmission signal and noise leak from the transmission circuit to the reception circuit via the circulator, and this wraps around the transmission to the reception circuit.
送信出力が数百W以上の高い電力のレーダでは、この送信信号及び雑音の周り込みにより受信回路が飽和あるいは雑音レベルの上昇が生じるため、レーダの送信中は受信信号を観測することが不可能あるいは性能の劣化がおきる。特に受信回路において、時間軸上でパルス幅の圧縮処理を実施するパルス圧縮レーダでは、長いパルス幅の信号を用いるためにレーダ設置場所を円の中心として観測できない領域が円形状に広がるという問題がある。 In a high-power radar with a transmission output of several hundred watts or more, it is impossible to observe the received signal during radar transmission because the reception circuit is saturated or the noise level rises due to the wraparound of the transmission signal and noise. Alternatively, the performance deteriorates. In particular, in the pulse compression radar that performs pulse width compression processing on the time axis in the receiving circuit, there is a problem that the unobservable area expands in a circular shape with the radar installation location as the center of the circle because a long pulse width signal is used. be.
そこで、本実施形態では、レーダ送信波の送信中も受信を可能とするため、第1の実施形態では受信信号に含まれる送信信号の周り込みを抑圧するための回路として周り込み抑圧回路400を配置している。
周り込み抑圧回路400では、送信回路100からの出力を方向性結合器400aにより、送信信号の一部をカップリングして分岐する。このカップリングされた送信信号は位相調整器400b、振幅調整器400cによってそれぞれ位相と振幅レベルを調整した後、電力合成器400dに入力される。一方、受信側においても上記周り込み信号を含んだ受信信号を方向性結合器400eで結合、分岐し、電力合成器400dに入力される。
Therefore, in the present embodiment, since reception is possible even during transmission of the radar transmission wave, in the first embodiment, the wraparound suppression circuit 400 is used as a circuit for suppressing the wraparound of the transmission signal included in the received signal. It is arranged.
In the wraparound suppression circuit 400, the output from the transmission circuit 100 is branched by coupling a part of the transmission signal by the
電力合成器400dでは、送信からのカップリング信号と受信からのカップリング信号が電力合成される。このとき、受信カップリング信号に含まれる周り込み信号の位相と振幅に対して、送信カップリング信号が同振幅で位相が逆相で電力合成されるように位相調整器400bと振幅調整器400cにおいて位相と振幅を調整する。これにより、受信カップリング信号に含まれる送信の周り込み信号を抑圧することができる。
In the
第1の実施形態では、受信した信号を低雑音で電力増幅(200a,300a)し、周波数変換(200b,300b)、アナログ信号からデジタル信号への変換(200c,300c)、パルス圧縮(200d,300d)を行って受信出力信号を得る受信回路を2系統配置している(第1受信回路200、第2受信回路300)。 In the first embodiment, the received signal is power-amplified (200a, 300a) with low noise, frequency conversion (200b, 300b), conversion from analog signal to digital signal (200c, 300c), pulse compression (200d, Two receiving circuits for obtaining a received output signal by performing 300d) are arranged (first receiving circuit 200, second receiving circuit 300).
第1受信回路200及び第2受信回路300は、回路構成は同じであるが、第1受信回路200は、電力合成器400dの出力端子に接続されており、第2受信回路300は、方向性結合器400eの出力端子に接続されている。
第1受信回路200では、送信中に従来はブラインドとなっていた近距離の観測領域をカバーするために、周り込み抑圧回路400によって送信の周り込みが抑圧された受信出力信号1を出力する。
The first receiving circuit 200 and the second receiving circuit 300 have the same circuit configuration, but the first receiving circuit 200 is connected to the output terminal of the
The first reception circuit 200 outputs the reception output signal 1 in which the wraparound suppression circuit 400 suppresses the transmission wraparound in order to cover a short-distance observation region that was conventionally blind during transmission.
一方、受信回路300では、方向性結合器400eを介して低損失で接続されるためにパルス送信中は受信観測を行えないが、パルス送信後に送信回路100の高出力電力増幅器100dの動作がオフとなっているときに観測可能な受信出力信号2を出力することができる。
On the other hand, in the reception circuit 300, reception observation cannot be performed during pulse transmission because it is connected via the
送信するパルスの長さをT [s]、光の速度をc [m/s]とおくと、送信時に従来レーダでブラインドとなる観測領域〜Rb[m]は下記の(1)式となる。 Assuming that the length of the pulse to be transmitted is T [s] and the speed of light is c [m / s], the observation area ~ R b [m] that is blinded by the conventional radar at the time of transmission is the following equation (1). Become.
第1の実施形態では、受信側の方向性結合器400eの結合度をCcpl[dB]、電力合成器400dの損失をLcomb [dB]とおくと、第1受信回路200に入力される受信信号のレベルは、Ccpl+Lcomb[dB]分、信号レベルが低下することになる。しかし、レーダでは同じ標的であっても観測距離が短い程受信レベルが大きくなるため、上記信号レベルの低下を観測距離が短くなることによるレベル向上で相殺できれば観測上問題がない。
In the first embodiment, if the coupling degree of the directional coupler 400e on the receiving side is C cpl [dB] and the loss of the
標的から反射して戻ってくる受信電力(Pr)は観測する標的の種類により異なり、下記のレーダ方程式で記述される。
(i) 離散分布型標的の場合のレーダ方程式
The received power (Pr ) reflected from the target and returned depends on the type of target to be observed, and is described by the radar equation below.
(i) Radar equations for discrete distribution targets
第2受信回路300で観測する最大観測距離をRmax [m]とした場合、観測距離RmaxとRb間での受信電力の差をG [dB]とすると、受信側の方向性結合器400eの結合度Ccpl[dB]を下記の条件を満たすように設定することで、第1受信回路200における観測領域(r≦Rb)においても第2受信回路300の最大観測距離Rmax時に得られるS/Nと同等以上のS/Nを確保することができる。 Assuming that the maximum observation distance observed by the second receiving circuit 300 is R max [m] and the difference in received power between the observation distances R max and R b is G [dB], the directional coupler on the receiving side By setting the coupling degree C cpl [dB] of 400e so as to satisfy the following conditions, even in the observation region (r ≦ R b ) in the first reception circuit 200, when the maximum observation distance R max of the second reception circuit 300 is reached. It is possible to secure an S / N equal to or higher than the obtained S / N.
なお、上記の説明は、送受共用アンテナ600、サーキュレータ500を用いた場合を例にとっているが、本実施形態は、アンテナが送受共用であるか送受別々であるか、あるいはサーキュレータを使っているかどうかの構成については問わず、どちらでも適用可能である(以下の実施形態でも同様)。
In the above description, the case where the transmission / reception shared
図2では、第1の実施形態における観測領域と取得データの関係を示している。ここでは、パルスの送信時間(T [s])を光の速度で距離換算したRb [m]に相当する領域を第1受信回路200の受信出力信号1で観測する領域とし、Rb<r≦Rmaxに相当する領域を第2受信回路300の受信出力信号2で観測する領域としている。
FIG. 2 shows the relationship between the observation area and the acquired data in the first embodiment. Here, the region corresponding to R b [m] obtained by converting the pulse transmission time (T [s]) by the speed of light is defined as the region to be observed by the reception output signal 1 of the first reception circuit 200, and R b <. The region corresponding to r ≦ R max is defined as the region to be observed by the received
パルスレーダでは、孤立型の標的であっても、送信しているパルス長の長さでエコーが返ってくるため、受信出力信号1の観測領域1にある標的からのエコーも時間軸上では0<t≦2×T [s]の範囲で観測されることになる。
これに対して、パルス圧縮レーダでは、観測するエコー信号を時間軸上で相関処理による積分を行って利得の積み上げを行う。そこで、相関処理によるパルス圧縮利得を十分稼ぐために、標的からの観測エコーがパルス長分は含まれる形でデータを取得する。
In the pulse radar, even if it is an isolated target, an echo is returned with the length of the transmitted pulse length, so the echo from the target in the observation area 1 of the received output signal 1 is also 0 on the time axis. It will be observed in the range of <t ≤ 2 × T [s].
On the other hand, in the pulse compression radar, the observed echo signal is integrated by correlation processing on the time axis to accumulate the gain. Therefore, in order to obtain sufficient pulse compression gain by correlation processing, data is acquired in a form in which the observation echo from the target includes the pulse length.
パルス圧縮前のA/D変換器200、A/D変換器300の出力信号を受信信号R1、受信信号R2とし、それぞれの受信信号R1,R2のデータ取得時間を下記とする。
受信信号R1のデータ取得時間:0≦t≦2×T
受信信号R2のデータ取得時間:T≦t≦Rmax/c×2+T
パルス圧縮前の受信信号R1,R2のデータ取得時間を上記のように設定することで、図2に示すエコー1,2,…,Nのような受信信号に対しても十分なパルス圧縮利得を得ることが可能となる。
The output signals of the A / D converter 200 and the A / D converter 300 before pulse compression are the received signal R1 and the received signal R2, and the data acquisition times of the received signals R1 and R2 are as follows.
Data acquisition time of received signal R1: 0 ≤ t ≤ 2 x T
Data acquisition time of received signal R2: T ≤ t ≤ R max /
By setting the data acquisition time of the received signals R1 and R2 before pulse compression as described above, a sufficient pulse compression gain can be obtained even for received signals such as
(第2の実施形態)
図3は、第2の実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置の構成を示すブロック図である。図3において、図1と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは異なる部分について説明する。
第2の実施形態では、送信回路100と周り込み抑圧回路400、受信回路200は、第1の実施形態と同じであるが、受信が1系統となって受信回路300がなくなっている。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the pulse compression radar device according to the second embodiment. In FIG. 3, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and different parts will be described here.
In the second embodiment, the transmission circuit 100, the wraparound suppression circuit 400, and the reception circuit 200 are the same as those in the first embodiment, but the reception is one system and the reception circuit 300 is eliminated.
また、パルスの送信中は受信回路200を電力合成器400dに接続し、パルスの送信後は方向性結合器400eに接続できるように切り替えスイッチ300を配置している。またスイッチ300には、受信回路200が接続されていない端子は終端できるように終端器801,802も接続されている。
Further, the receiving circuit 200 is connected to the
第1の実施形態と異なり、受信回路200ではスイッチ300の切り替えによりパルスの送信中も送信後も受信回路200の受信出力信号を使って観測することになる。パルス長をT [s]、最大観測距離をRmax [m]とすると、第1の実施形態と同じように(1)式、(4)式が成立し、受信側の方向性結合器400eの結合度Ccplが(4)式を満たすように設定することで、第1の実施形態と同じ効果を得ることが可能である。
Unlike the first embodiment, in the receiving circuit 200, by switching the switch 300, observation is performed using the received output signal of the receiving circuit 200 both during and after the transmission of the pulse. Assuming that the pulse length is T [s] and the maximum observation distance is R max [m], the equations (1) and (4) are established as in the first embodiment, and the
図4では、第2の実施形態における観測領域と取得データの関係を示している。
本実施形態では、1系統の受信回路200を使ってスイッチ700で切り替えることにより、観測領域1と観測領域2の観測を行う。パルスの送信中は受信回路200を電力合成器400dに接続し、パルスの送信後は受信回路200を方向性結合器400eに接続する。
FIG. 4 shows the relationship between the observation area and the acquired data in the second embodiment.
In the present embodiment, the observation area 1 and the
その際、観測領域1用のデータとしては、図4中の信号S1のデータに信号S2のT≦t≦2×Tの部分データ(信号A)を継ぎ足したものを使用する。信号S1と信号S2では、信号が通ってくる回路の違いにより振幅、位相の違いが生じる。事前にその差異を校正データとして取得しておき、校正データを反映したものを信号Aとして用いる。 At that time, as the data for the observation region 1, the data of the signal S1 in FIG. 4 plus the partial data (signal A) of the signal S2 with T ≦ t ≦ 2 × T is used. In the signal S1 and the signal S2, the amplitude and the phase are different due to the difference in the circuit through which the signal passes. The difference is acquired as calibration data in advance, and the signal A that reflects the calibration data is used.
図5では、第1、第2の実施形態における周り込み抑圧回路400の具体例を示している。
送信回路100から受信回路200,300の周り込みは、サーキュレータ500でのアイソレーションポートへの漏洩やアンテナ600とのミスマッチによる反射、レドームからの反射と複数の要素で生じている場合がある。それぞれの周り込み成分の振幅値、位相、遅延量がそれぞれ異なる場合においても、その成分毎に振幅値、位相、遅延量を合わせたものを合算して電力合成することで受信回路への周り込みをキャンセルすることができる。
FIG. 5 shows a specific example of the wraparound suppression circuit 400 according to the first and second embodiments.
The wraparound from the transmitting circuit 100 to the receiving circuits 200 and 300 may be caused by a plurality of factors such as leakage to the isolation port in the
図5では、複数の周り込み要素がある場合に対応するために、各周り込み成分の振幅値と位相、遅延量に応じて調整できるよう、送信側の方向性結合器400a側に電力分配器400fを配置してN系統に分配し、遅延線411〜41N、振幅調整器421〜42N、位相調整器431〜43Nをそれぞれ直列に接続して受信側の電力合成器400dに接続している。
In FIG. 5, in order to deal with the case where there are a plurality of wraparound elements, a power distributor is provided on the transmission side
図6では、第1の実施形態における振幅調整器と位相調整器の制御の一例を示している。図6において、図1と同一部分には同一符号を付して示す。
観測すべき標的からのエコーが無い状態、例えばアンテナが終端されている、あるいは晴天時にレーダが天頂を向いているという状態では、図6における第1受信回路200の受信出力信号1は限りなく低いレベル、あるいはノイズフローに埋もれていることが望ましい。送信中に検出される信号があれば、送信回路100から受信回路200への周り込み信号と考えられ、この出力を検波回路901で検波し、制御回路902でその検波結果に基づいて振幅調整器400cの振幅と位相調整器400bの位相の調整を制御することで、受信回路200への送信の周り込み量を最小化することができる。
FIG. 6 shows an example of control of the amplitude adjuster and the phase adjuster in the first embodiment. In FIG. 6, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
In the absence of echoes from the target to be observed, for example, when the antenna is terminated or the radar is facing the zenith in fine weather, the received output signal 1 of the first receiving circuit 200 in FIG. 6 is extremely low. It is desirable to be buried in the level or noise flow. If there is a signal detected during transmission, it is considered to be a wraparound signal from the transmission circuit 100 to the reception circuit 200, and this output is detected by the
周り込み量の検波においては、パルス圧縮後の信号を検波することで周り込み成分においてもパルス幅が狭くなり、パルス圧縮利得によるS/N向上効果が得られるため検波精度が向上する。
図6では、出力レベルを検波するための検波回路901とその結果を受けて振幅調整器400cと位相調整器400bを制御するための制御回路902を付加している。図6は第1の実施形態への適用例を図示しているが、第2の実施形態においても図3中の受信回路200の出力に検波回路901、制御回路902を接続することで、同様に制御が可能である。
In the detection of the wraparound amount, by detecting the signal after pulse compression, the pulse width is narrowed even in the wraparound component, and the S / N improvement effect due to the pulse compression gain is obtained, so that the detection accuracy is improved.
In FIG. 6, a
図7では、第1、第2の実施形態における振幅調整器400cと位相調整器400bの制御のもう一つの例を示しており、図7Aは図6と同様に振幅調整器400cと位相調整器400bを制御するための検波回路A01、制御回路A02を備える構成を示すブロック図、図7Bは電力合成器400dに用いられる4端子電力合成器の入出力を示している。
FIG. 7 shows another example of control of the
周り込み抑圧回路400中の電力合成器400dとして、図7Bに示すような4端子の電力合成器を用いた場合、2つの入力信号(0°信号A、-90°信号B)の同相合成出力端子の出力Cを検波することで、送信の周り込み量が最小となるように振幅調整器400cと位相調整器400bを制御することが可能である。
When a 4-terminal power synthesizer as shown in FIG. 7B is used as the
本回路では、4端子の電力合成器400dの逆相合成出力である信号Dが受信回路200に接続されて、同相合成出力の信号Cが検波回路A01に接続される。送信の周り込みが電力合成器400dによって抑圧される程、信号Cの検波レベルは大きくなる。したがって、検波回路A01の検波レベルができる限り大きくなるように制御回路A02から振幅調整器400c、位相調整器400bの制御を行うことで、受信回路200に入力される送信の周り込み量を最小化することができる。
In this circuit, the signal D, which is the reverse-phase combined output of the 4-
図8は、第1、第2の実施形態の後段で行うデジタル信号処理の例を示している。
レーダでは、地面や建造物からの不要波(グランドクラッタ)を抑圧するため、一般的にMTI(Moving Target Indicator)が用いられる。これは、グランドクラッタの速度成分が0に近いことを利用して、速度が0付近の成分を除去して速度成分を有する観測対象と分離するものである。
FIG. 8 shows an example of digital signal processing performed in the subsequent stage of the first and second embodiments.
In radar, MTI (Moving Target Indicator) is generally used in order to suppress unnecessary waves (ground clutter) from the ground or buildings. This utilizes the fact that the velocity component of the ground clutter is close to 0, and removes the component whose velocity is near 0 to separate it from the observation target having the velocity component.
送信の周り込みの除去に関してもMTI処理は有効で、第1または第2の実施形態で抑圧し残した送信の周り込みを効果的に除去することができる。
図8に示すように、受信回路200から出力される受信出力信号1(ヒット1,2,…,n)は、サイドローブの発生を低減するための窓関数を前処理部B01で設定し、フーリエ変換部(FFT)B02でフーリエ変換を施して速度スペクトルを算出し、速度0付近除去部B03で速度成分が0 [m/s] 付近を除去あるいはフィルタ除去し、逆フーリエ変換部B04で逆フーリエ変換を行うことで送信の周り込み成分を除去することができる。なお、気象レーダでは、本処理によって必要な気象エコーも除去されてしまうため、除去した部分の補填が行われる。
なお、グランドクラッタの除去処理に関しては、以下の文献にその詳細が示されている。
下記文献の付録A-8 (2)グランドクラッタの除去処理
http://www.nilim.go.jp/lab/bcg/siryou/tnn/tnn0909pdf/ks090915.pdf
The MTI process is also effective for removing the wraparound of the transmission, and the wraparound of the transmission left after being suppressed in the first or second embodiment can be effectively removed.
As shown in FIG. 8, for the received output signal 1 (hits 1, 2, ..., N) output from the receiving circuit 200, a window function for reducing the occurrence of side lobes is set by the preprocessing unit B01. The Fourier transform unit (FFT) B02 performs Fourier transform to calculate the velocity spectrum, the velocity component near 0 [m / s] is removed or the filter is removed by the removal section B03, and the inverse Fourier transform section B04 reverses. By performing the Fourier transform, the wraparound component of the transmission can be removed. In the weather radar, the necessary weather echo is also removed by this process, so the removed part is compensated.
The details of the removal process of the ground clutter are shown in the following documents.
Appendix A-8 (2) Ground clutter removal treatment in the following documents
http://www.nilim.go.jp/lab/bcg/siryou/tnn/tnn0909pdf/ks090915.pdf
図9は、第1の実施形態中の第2受信回路300の低雑音電力増幅器300aの保護回路を示している。
FIG. 9 shows a protection circuit of the low
第1の実施形態では、送信中において第1受信回路200と第2受信回路300に送信の周り込みが混入される。電力合成器400dによって送信の周り込みが十分抑圧されるため、第1受信回路200に入力される受信RF信号は低雑音電力増幅器200aの損傷するほどのレベルにはならないが、第2受信回路300には低雑音電力増幅器300aが損傷するレベルの送信の周り込みが入力するおそれがある。図9では、方向性結合器400eと低雑音電力増幅器300aの間に電力リミッタ回路C01を配置することで、低雑音電力増幅器300aの過入力による損傷を防止することができる。
In the first embodiment, transmission wraparound is mixed in the first receiving circuit 200 and the second receiving circuit 300 during transmission. Since the wraparound of transmission is sufficiently suppressed by the
なお、第1受信回路200と第2受信回路300の回路系統で回路の対称性を維持するために電力合成器400dと低雑音電力増幅器200aの間にC01と同じ電力リミッタ回路を配置してもよい。
図10は、第2の実施形態中の低雑音電力増幅器200aの保護回路を示している。図10中の低雑音電力増幅器200aとスイッチ700との間に電力リミッタ回路C02を配置することで、低雑音電力増幅器200aが過入力で損傷することを防止できる。
Even if the same power limiter circuit as C01 is arranged between the
FIG. 10 shows the protection circuit of the low
以上のように、第1の本実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置は、周波数変調を施したパルス信号をデジタル/アナログ変換、周波数変換、電力増幅後に送信を行う送信回路と、受信した信号を低雑音増幅、周波数変換、アナログ/デジタル変換後に時間軸上でパルス圧縮を施す受信回路を2つ以上有し、1つの受信回路の低雑音増幅器の入力段に方向性結合器を配置し、送信回路の出力段にも方向性結合器を配置し、送信回路側の方向性結合器でカップリングした送信カップリング信号を位相と振幅を調整した後に受信回路側の方向性結合器でカップリングした受信カップリング信号と電力合成するための電力合成器を配置した、周り込み抑圧回路を有し、この周り込み抑圧回路の電力合成器の出力がもう1つの受信回路の低雑音増幅器の入力段に接続されていることを特徴とする。 As described above, in the pulse compression radar device according to the first embodiment, the transmission circuit that transmits the frequency-modulated pulse signal after digital / analog conversion, frequency conversion, and power amplification, and the received signal are low. It has two or more receiving circuits that perform pulse compression on the time axis after noise amplification, frequency conversion, and analog / digital conversion, and a directional coupler is placed at the input stage of the low noise amplifier of one receiving circuit, and the transmission circuit. A directional coupler is also arranged in the output stage of, and the transmission coupling signal coupled by the directional coupler on the transmission circuit side is adjusted in phase and amplitude, and then the reception is coupled by the directional coupler on the reception circuit side. It has a wraparound suppression circuit in which a power synthesizer for power synthesis with a coupling signal is arranged, and the output of the power synthesizer of this wraparound suppression circuit is connected to the input stage of the low noise amplifier of another receiving circuit. It is characterized by being done.
この構成によれば、受信側に方向性結合器を付加して受信回路のパスを2つにすることで、送信中に送信波の周り込みをキャンセルしながら受信するパス(第1受信回路)と、送信後の信号を受信するパス(第2受信回路)に分けることができる。
第1受信回路では、レーダから近い距離の範囲をカバーする観測を行い、第2受信回路では、レーダから遠い距離の範囲をカバーする観測を行うというように観測エリアを使い分けることで、第2受信回路の観測におけるNFの劣化を低減することができる(従来回路では、観測距離に関わらず合成器(ハイブリッド)によるNF劣化が生じていた。)。
According to this configuration, by adding a directional coupler to the receiving side to make two paths of the receiving circuit, the path of receiving while canceling the wraparound of the transmitted wave during transmission (first receiving circuit). And, it can be divided into a path (second receiving circuit) for receiving the signal after transmission.
The first receiving circuit makes observations that cover a range close to the radar, and the second receiving circuit makes observations that cover a range far from the radar. It is possible to reduce the deterioration of NF in the observation of the circuit (in the conventional circuit, the deterioration of NF by the synthesizer (hybrid) occurs regardless of the observation distance).
第1受信回路では、方向性結合器の結合度と電力合成器の損失(3dB)分の受信信号レベルの低下(=NFの劣化)が生じるが、レーダ観測において観測距離が近くなるほど受信レベルが高くなることを利用すると、方向性結合器の結合度と観測距離を適切に選択することで、第2受信回路と同等のS/Nを維持することができる。 In the first receiving circuit, the degree of coupling of the directional coupler and the loss of the power combiner (3 dB) cause a decrease in the received signal level (= deterioration of NF), but the closer the observation distance is in radar observation, the lower the reception level. By utilizing the fact that the height is increased, the S / N equivalent to that of the second receiving circuit can be maintained by appropriately selecting the coupling degree and the observation distance of the directional coupler.
また、受信回路に周り込む送信信号(又は雑音)のレベルを考えると、受信回路に付加された方向性結合器により、周り込みのレベルを結合度分、従来回路より低減できるという効果がある。
上記構成において、電力合成器に接続されている第1受信回路を使って観測領域1で示す領域の観測を行い、もう一つの方向性結合器に接続されている第2受信回路を使って観測領域2の観測を行う。すなわち、観測距離(レーダ装置からの距離)をR[m]とするとき、観測領域1をR≦Rb、観測領域2をRb<R≦Rmaxとする。ここで、Rmax [m]はレーダ装置の最大観測距離で、Rbはc×T/2[m](c:光速 [m/s]、T:パルス長 [s])とする。このような信号処理を施すことで、余分なNF劣化を生じさせず、また十分な送信信号の周り込みの低減効果を享受できる。
Further, considering the level of the transmission signal (or noise) wrapping around the receiving circuit, the directional coupler added to the receiving circuit has an effect that the wraparound level can be reduced by the degree of coupling as compared with the conventional circuit.
In the above configuration, the first receiving circuit connected to the power synthesizer is used to observe the region shown in the observation region 1, and the second receiving circuit connected to the other directional coupler is used for observation. Observation of
上記第1受信回路で行うパルス圧縮に用いるデータは、送信パルスの開始から送信パルスの2倍の時間幅もしくはそれ以上で受信した信号を用い、第2受信回路で行うパルス圧縮に用いるデータは送信パルスの送信終了後から取得した受信信号を用いる。
このように、第1受信回路で使用するデータ長を送信パルスの2倍以上の時間幅とすることで、観測領域1を観測するためのパルス圧縮利得を十分確保することができる。
The data used for pulse compression performed by the first receiving circuit is a signal received with a time width twice or longer than the transmission pulse from the start of the transmission pulse, and the data used for pulse compression performed by the second receiving circuit is transmitted. The received signal acquired after the end of pulse transmission is used.
In this way, by setting the data length used in the first receiving circuit to be twice or more the time width of the transmission pulse, it is possible to sufficiently secure the pulse compression gain for observing the observation region 1.
また、第2の実施形態に係るパルス圧縮レーダ装置は、周波数変調を施したパルス信号をデジタル/アナログ変換、周波数変換、電力増幅後に送信を行う送信回路と、受信した信号を低雑音増幅、周波数変換、アナログ/デジタル変換後に時間軸上でパルス圧縮を施す受信回路を有し、受信RF信号を結合して分岐させるための方向性結合器を配置し、送信回路の出力段にも方向性結合器を配置し、送信回路側の方向性結合器でカップリングした送信カップリング信号を位相と振幅を調整した後に受信回路側の方向性結合器でカップリングした受信カップリング信号と電力合成するための電力合成器を配置した、周り込み抑圧回路を有し、この周り込み抑圧回路の電力合成器からの出力と方向性結合器の順方向出力の2つの出力を、上記受信回路か終端器のどちらかに選択して接続できるスイッチを有することを特徴とする。 Further, the pulse compression radar device according to the second embodiment includes a transmission circuit that transmits a frequency-modulated pulse signal after digital / analog conversion, frequency conversion, and power amplification, and low-noise amplification and frequency of the received signal. It has a receiving circuit that performs pulse compression on the time axis after conversion and analog / digital conversion, a directional coupler for coupling and branching the received RF signal is arranged, and directional coupling is also performed on the output stage of the transmission circuit. To synthesize the power of the transmit coupling signal coupled by the directional coupler on the transmitter circuit side with the receive coupling signal coupled by the directional coupler on the receiver circuit side after adjusting the phase and amplitude. It has a wraparound suppression circuit in which the power synthesizer of It is characterized by having a switch that can be selected and connected to either one.
この構成によれば、第1の実施形態と効果は同じであるが、スイッチを追加して受信回路を1つで共用しているため、小型・軽量化を実現できる。
ここで、パルスの送信中は、受信回路を電力合成器の出力に接続し、パルスの送信後は、受信回路を方向性結合器の出力に接続するようスイッチを制御する。このように構成することで、スイッチの切り替え操作をパルスの送信中、送信後で行うことができる。
According to this configuration, the effect is the same as that of the first embodiment, but since a switch is added and the receiving circuit is shared by one, it is possible to realize miniaturization and weight reduction.
Here, the switch is controlled so that the receiving circuit is connected to the output of the power synthesizer during the transmission of the pulse, and the receiving circuit is connected to the output of the directional coupler after the transmission of the pulse. With this configuration, the switch switching operation can be performed during and after the pulse transmission.
ただし、パルス送信後に取得したデータ(信号S2)の先頭から送信パルスの時間幅もしくはそれ以上の時系列データに対して振幅のレベルと位相を補正したものを、パルス送信中に取得したデータ(信号S1)の後に追加し、このデータを観測領域1のパルス圧縮前のデータとして用いる。このようにすることで、スイッチ切り替え方式が抱える問題点、すなわち観測領域1の観測には、パルス送信幅の2倍のデータが必要であるが、スイッチによる切り替え方式では信号S1において送信後のパルス幅分のデータが欠損することを考慮し、欠損分のデータを信号S2から生成することで、スイッチ切り替え方式においても、観測領域1を観測するためのパルス圧縮利得を十分確保することができる。 However, the data (signal) acquired during pulse transmission is obtained by correcting the amplitude level and phase of the time-series data of the transmission pulse time width or longer from the beginning of the data (signal S2) acquired after pulse transmission. It is added after S1), and this data is used as the data before pulse compression in the observation region 1. By doing so, the problem of the switch switching method, that is, the observation of the observation area 1, requires data twice the pulse transmission width, but in the switching method using the switch, the pulse after transmission in the signal S1. By generating the missing data from the signal S2 in consideration of the loss of the width data, it is possible to sufficiently secure the pulse compression gain for observing the observation region 1 even in the switch switching method.
また、上記受信回路に接続される方向性結合器の結合度(Ccpl[dB])を下記の関係式を満足するように設定すれば、観測領域1における受信信号のS/Nを観測領域2におけるS/Nよりも同等もしくはそれ以上を確保することができる。
Ccpl≦G−Lcomb
Lcomb:電力合成器の損失 [dB]
G :距離による利得差 [dB]
(i) 観測対象が離散分布型標的の場合 G=10×log10(Rmax/Rb)2
(ii)観測対象が孤立型標的の場合 G=10×log10(Rmax/Rb)4
また、上記実施形態では、周波数変調を施したパルス信号を送信信号としたが、変調方式は周波数変調に限らず、符号化変調等のパルス圧縮用の他の変調方式でもよい。
Further, if the coupling degree (C cpl [dB]) of the directional coupler connected to the receiving circuit is set so as to satisfy the following relational expression, the S / N of the received signal in the observation region 1 can be determined in the observation region. It is possible to secure equal or higher than the S / N in 2.
C cpl ≤ G−L comb
L comb : Power synthesizer loss [dB]
G: Gain difference due to distance [dB]
(i) When the observation target is a discrete distribution type target G = 10 × log 10 (R max / R b ) 2
(ii) When the observation target is an isolated target G = 10 × log 10 (R max / R b ) 4
Further, in the above embodiment, the pulse signal subjected to frequency modulation is used as the transmission signal, but the modulation method is not limited to frequency modulation, and other modulation methods for pulse compression such as code modulation may be used.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and at the implementation stage, the components can be modified and embodied within a range that does not deviate from the gist thereof. In addition, various inventions can be formed by an appropriate combination of the plurality of components disclosed in the above-described embodiment. For example, some components may be removed from all the components shown in the embodiments. In addition, components across different embodiments may be combined as appropriate.
100…送信回路、100a…変調信号発生器、100b…D/A変換器、100c…周波数変換器、100d…高周波電力増幅器、200…第1受信回路,200a…低雑音電力増幅器、200b…周波数変換器、200c…A/D変換器、200d…パルス圧縮器、300…第2受信回路、300a…低雑音電力増幅器、300b…周波数変換器、300c…A/D変換器、300d…パルス圧縮器、400…回り込み抑制回路、400a…方向性結合器、400b…位相調整器、400c…振幅調整器、400d…電力増幅器、400e…方向性結合器、400f…電力分配器、411〜41N…遅延線、421〜42N…振幅調整器、431〜43N…位相調整器、500…サーキュレータ、600…送受共用アンテナ。700…スイッチ、801,802…終端器、901…検波回路、902…制御回路、A01…検波回路、A02…制御回路、B01…前処理部、B02…フーリエ変換部(FFT)、B03…速度0付近除去部、B04…逆フーリエ変換部、C01,C02…電力リミッタ回路。
100 ... Transmission circuit, 100a ... Modulation signal generator, 100b ... D / A converter, 100c ... Frequency converter, 100d ... High frequency power amplifier, 200 ... First receiving circuit, 200a ... Low noise power amplifier, 200b ... Frequency conversion Instrument, 200c ... A / D converter, 200d ... Pulse compressor, 300 ... Second receiving circuit, 300a ... Low noise power amplifier, 300b ... Frequency converter, 300c ... A / D converter, 300d ... Pulse compressor, 400 ... wraparound suppression circuit, 400a ... directional coupler, 400b ... phase adjuster, 400c ... amplitude adjuster, 400d ... power amplifier, 400e ... directional coupler, 400f ... power distributor, 411-41N ... delay line, 421-42N ... Amplitude adjuster, 431-43N ... Phase adjuster, 500 ... Circulator, 600 ... Transmission / reception shared antenna. 700 ... Switch, 801,802 ... Terminator, 901 ... Detection circuit, 902 ... Control circuit, A01 ... Detection circuit, A02 ... Control circuit, B01 ... Preprocessing unit, B02 ... Fourier transform unit (FFT), B03 ...
Claims (22)
送信された前記送信信号が観測対象によって反射されて受信される受信信号とカップリングして受信カップリング信号を取得する受信結合器と、
前記送信カップリング信号の振幅及び位相を前記受信カップリング信号に含まれる前記送信信号の周り込み成分に応じて調整する調整器と、
前記振幅及び位相の調整を受けた送信カップリング信号と前記受信カップリング信号とを電力合成する電力合成器と、
前記電力合成器から出力される受信カップリング信号を入力して時間軸上でパルス圧縮処理を施す第1受信回路と、
前記受信結合器から出力される受信カップリング信号を入力して時間軸上でパルス圧縮処理を施す第2受信回路と
を具備し、
前記受信結合器から出力される受信カップリング信号の信号レベルは、前記電力合成器から出力される受信カップリング信号の信号レベルよりも高いレーダ装置。 A transmission coupler that acquires a transmission coupling signal by frequency-converting a modulated pulse signal for pulse compression and coupling it with an output transmission signal.
A receiver coupler in which the transmission signal transmitted acquires the reception coupling signals received signal coupled to be received is reflected by the observation target,
A regulator that adjusts the amplitude and phase of the transmission coupling signal according to the wraparound component of the transmission signal included in the reception coupling signal.
A power combiner for power-combining the said reception coupling signal and the transmission coupling the signal subjected to adjustment of the amplitude and phase,
A first receiving circuit that inputs a receiving coupling signal output from the power synthesizer and performs pulse compression processing on the time axis.
It is provided with a second receiving circuit that inputs a receiving coupling signal output from the receiving coupler and performs pulse compression processing on the time axis.
A radar device in which the signal level of the reception coupling signal output from the reception coupler is higher than the signal level of the reception coupling signal output from the power synthesizer .
前記第2受信回路が出力する第2受信出力信号は、前記第1観測領域を越えて最大観測距離までの第2観測領域における観測結果を表す、
請求項1に記載のレーダ装置。 The first reception output signal output by the first reception circuit represents the observation result in the first observation region up to the distance obtained by converting the transmission time of the pulse signal by the speed of light.
The second reception output signal output by the second reception circuit represents the observation result in the second observation region beyond the first observation region to the maximum observation distance.
The radar device according to claim 1.
前記第2受信回路は、前記パルス圧縮処理に用いるデータに、前記送信信号のパルスの送信終了後から前記最大観測距離に相当する時間に前記パルスの送信時間を加算した時間まで取得した受信カップリング信号を用いる
請求項2に記載のレーダ装置。 The first reception circuit uses the reception coupling signal acquired from the start of the pulse of the transmission signal to a time width twice the transmission time of the pulse as the data used for the pulse compression processing.
The second receiving circuit has acquired the data used for the pulse compression processing from the end of the transmission of the pulse of the transmission signal to the time obtained by adding the transmission time of the pulse to the time corresponding to the maximum observation distance. The radar device according to claim 2, which uses a signal.
前記第1受信回路の出力レベルを検波する第1検波回路と、
前記出力レベルに基づいて前記調整器の振幅及び位相の調整を制御する制御回路と
を備え、
前記制御回路は、前記観測対象からのエコーがない状態における前記出力レベルに基づいて、前記調整器の振幅及び位相の調整を制御する
請求項1乃至3のいずれか一項に記載のレーダ装置。 Moreover,
The first detection circuit that detects the output level of the first reception circuit and
With a control circuit that controls the amplitude and phase adjustment of the regulator based on the output level.
With
The control circuit controls the amplitude and phase adjustment of the regulator based on the output level in the absence of echo from the observation target.
The radar device according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載のレーダ装置。 The radar device according to claim 4, wherein the control circuit controls the adjustment of the amplitude and phase of the regulator so that the output level is minimized in the absence of echo from the observation target. ..
送信された前記送信信号が観測対象によって反射されて受信される受信信号とカップリングして受信カップリング信号を取得する受信結合器と、
前記送信カップリング信号の振幅及び位相を前記受信カップリング信号に含まれる前記送信信号の周り込み成分に応じて調整する調整器と、
前記振幅及び位相の調整を受けた送信カップリング信号と前記受信カップリング信号とを電力合成する電力合成器と、
前記電力合成器から出力される受信カップリング信号と前記受信結合器から出力される受信カップリング信号を切換出力する切換回路と、
前記切換回路で切換出力される、前記電力合成器から出力される受信カップリング信号と前記受信結合器から出力される受信カップリング信号を入力して、それぞれ時間軸上でパルスの圧縮処理を施す受信回路と
を具備し、
前記受信結合器から出力される受信カップリング信号の信号レベルは、前記電力合成器から出力される受信カップリング信号の信号レベルよりも高いレーダ装置。 A transmission coupler that acquires a transmission coupling signal by frequency-converting a modulated pulse signal for pulse compression and coupling it with an output transmission signal.
A receiver coupler in which the transmission signal transmitted acquires the reception coupling signals received signal coupled to be received is reflected by the observation target,
A regulator that adjusts the amplitude and phase of the transmission coupling signal according to the wraparound component of the transmission signal included in the reception coupling signal.
A power combiner for power-combining the said reception coupling signal and the transmission coupling the signal subjected to adjustment of the amplitude and phase,
A switching circuit that switches and outputs the reception coupling signal output from the power synthesizer and the reception coupling signal output from the reception coupling device.
The reception coupling signal output from the power combiner and the reception coupling signal output from the reception coupler, which are switched and output by the switching circuit, are input, and pulse compression processing is performed on the time axis, respectively. Equipped with a receiving circuit
A radar device in which the signal level of the reception coupling signal output from the reception coupler is higher than the signal level of the reception coupling signal output from the power synthesizer .
前記受信結合器から出力される受信カップリング信号を入力した前記受信回路が出力する第2受信出力信号は、前記第1観測領域を越えて最大観測距離までの第2観測領域における観測結果を表す、 The second reception output signal output by the reception circuit that inputs the reception coupling signal output from the reception coupler represents the observation result in the second observation region beyond the first observation region and up to the maximum observation distance. ,
請求項8に記載のレーダ装置。The radar device according to claim 8.
前記振幅及び位相を補正した受信カップリング信号の時系列データを、前記送信信号のパルスの送信中に前記電力合成器から出力される受信カップリング信号の時系列データの後に追加して、この時系列データを前記第1観測領域のパルス圧縮処理対象とし、
前記送信信号のパルスの送信終了後から前記最大観測距離に相当する時間に前記パルスの送信時間を加算した時間まで前記受信結合器から出力される受信カップリング信号を前記第2観測領域のパルス圧縮処理対象とする請求項9又は10に記載のレーダ装置。 The receiving circuit corrects the amplitude and phase of the time series data of the reception coupling signal acquired from the end of transmission of the pulse of the transmission signal to the elapse of the transmission time of the pulse of the transmission signal .
The time-series data of the amplitude and the reception coupling signal phase corrected, by adding after the time-series data of the received coupling signal output from the power combiner during transmission of pulses of the transmission signal, when the The series data is targeted for pulse compression processing in the first observation region.
The reception coupling signal output from the reception coupler is pulse-compressed in the second observation region from the end of transmission of the pulse of the transmission signal to the time obtained by adding the transmission time of the pulse to the time corresponding to the maximum observation distance. The radar device according to claim 9 or 10, which is the object of processing .
前記受信回路の出力レベルを検波する第1検波回路と、 The first detection circuit that detects the output level of the reception circuit and
前記出力レベルに基づいて前記調整器の振幅及び位相の調整を制御する制御回路と With a control circuit that controls the amplitude and phase adjustment of the regulator based on the output level.
を備え、With
前記制御回路は、前記観測対象からのエコーがない状態における前記出力レベルに基づいて、前記調整器の振幅及び位相の調整を制御する The control circuit controls the amplitude and phase adjustment of the regulator based on the output level in the absence of echo from the observation target.
請求項8乃至11のいずれか一項に記載のレーダ装置。The radar device according to any one of claims 8 to 11.
前記出力レベルが最小となるように、前記調整器の振幅及び位相の調整を制御する、
請求項12に記載のレーダ装置。 The control circuit, when the reception circuit is inputting a reception coupling signal output from the power combiner, in the absence echoes from the observation target,
As the output level is minimized, to control the adjustment of the regulator of the amplitude and phase,
The radar device according to claim 12.
前記電力合成器は、前記受信結合器で取得された受信カップリング信号を、前記調整器で振幅及び位相が調整された送信カップリング信号と電力合成する The power synthesizer power-synthesizes the reception coupling signal acquired by the reception coupling device with the transmission coupling signal whose amplitude and phase are adjusted by the regulator.
請求項1乃至15のいずれか一項に記載のレーダ装置。The radar device according to any one of claims 1 to 15.
前記調整器は、前記複数系統に電力分配された送信カップリング信号のそれぞれに、前記送信信号の複数の周り込み成分に応じた遅延補正、振幅調整、位相調整を施し、
前記電力合成器は、前記遅延補正、振幅調整、位相調整が施された複数系統の送信カップリング信号を前記受信カップリング信号と共に電力合成して出力する
請求項1乃至17のいずれか一項に記載のレーダ装置。 Further, a power distributor for distributing the transmission coupling signal output from the transmission coupler to a plurality of systems is provided.
The regulator performs delay correction, amplitude adjustment, and phase adjustment according to a plurality of wraparound components of the transmission signal to each of the transmission coupling signals whose power is distributed to the plurality of systems.
Any of claims 1 to 17, wherein the power synthesizer power-synthesizes and outputs a plurality of transmission coupling signals to which the delay correction, amplitude adjustment, and phase adjustment have been performed together with the reception coupling signal. The radar device according to one item .
さらに、
前記電力合成器の同相合成出力端から出力される信号レベルを検波する第2検波回路と、
前記電力合成器の同相合成出力端から出力される信号レベルに基づいて前記調整器の振幅及び位相の調整を制御する制御回路と
を備える
請求項1乃至18のいずれか一項に記載のレーダ装置。 The power combiner has a first signal input end, a second signal input end, an in-phase composite output end, and a reverse-phase composite output end, and the transmission coupling signal whose amplitude and phase are adjusted by the regulator is the first. The reception coupling signal input from the 1 signal input end and output from the reception coupler is input from the second signal input end, and the signal output from the reverse phase composite output end is output from the power combiner. Including a 4-terminal circuit that serves as a reception coupling signal
Moreover,
A second detection circuit that detects the signal level output from the common mode combined output end of the power synthesizer, and
A control circuit that controls the amplitude and phase adjustment of the regulator based on the signal level output from the common mode composite output end of the power synthesizer.
To prepare
The radar device according to any one of claims 1 to 18.
請求項19記載のレーダ装置。 The control circuit controls the amplitude and phase adjustment of the regulator so that the signal level output from the in-phase synthesis output end of the power synthesizer is maximized in the absence of echo from the observation target. The radar device according to claim 19 .
送信された前記送信信号が観測対象によって反射されて受信される信号の受信信号とカップリングして受信カップリング信号を取得し、
前記送信カップリング信号の振幅及び位相を前記受信カップリング信号に含まれる前記送信信号の周り込み成分に応じて調整し、
前記振幅及び位相の調整を受けた送信カップリング信号と前記受信カップリング信号とを電力合成し、
前記電力合成された受信カップリング信号に時間軸上でパルス圧縮処理を施し、
前記受信信号とのカップリングにより取得された受信カップリング信号に時間軸上でパルス圧縮処理を施すようにし、
前記受信信号とカップリングして取得された受信カップリング信号の信号レベルは、前記電力合成された受信カップリング信号の信号レベルよりも高いレーダ信号処理方法。 The pulse signal modulated for pulse compression is frequency-converted and coupled with the output transmission signal to obtain the transmission coupling signal.
The transmission signal transmitted by the received signal and the coupling of the received Ru signal is reflected by the observation target to obtain received coupling signal,
The amplitude and phase of the transmission coupling signal are adjusted according to the wraparound component of the transmission signal included in the reception coupling signal .
Wherein the amplitude and the receiving coupling signal and the transmission coupling the signal subjected to phase adjustment and power combining,
The power-synthesized reception coupling signal is subjected to pulse compression processing on the time axis to be subjected to pulse compression processing.
The reception coupling signal acquired by the coupling with the reception signal is subjected to pulse compression processing on the time axis .
A radar signal processing method in which the signal level of the reception coupling signal acquired by coupling with the reception signal is higher than the signal level of the power-synthesized reception coupling signal .
送信された前記送信信号が観測対象によって反射されて受信される受信信号とカップリングして受信カップリング信号を取得し、
前記送信カップリング信号の振幅及び位相を前記受信カップリング信号に含まれる前記送信信号の周り込み成分に応じて調整し、
前記振幅及び位相の調整を受けた送信カップリング信号と前記受信カップリング信号とを電力合成し、
前記電力合成された後の受信カップリング信号と前記電力合成される前の受信カップリング信号とを切換出力し、
前記切換出力される前記電力合成された後の受信カップリング信号及び前記電力合成される前の受信カップリング信号に、それぞれ時間軸上でパルス圧縮処理を施すようにし、
前記受信信号とカップリングして取得された受信カップリング信号の信号レベルは、前記電力合成された受信カップリング信号の信号レベルよりも高いレーダ信号処理方法。 The pulse signal modulated for pulse compression is frequency-converted and coupled with the output transmission signal to obtain the transmission coupling signal.
Received signal and coupling the transmission signal transmitted is received are reflected by the observation target to obtain received coupling signal,
The amplitude and phase of the transmission coupling signal are adjusted according to the wraparound component of the transmission signal included in the reception coupling signal .
Wherein the amplitude and the receiving coupling signal and the transmission coupling the signal subjected to phase adjustment and power combining,
The reception coupling signal after the power synthesis and the reception coupling signal before the power synthesis are switched and output.
The reception coupling signal after the power synthesis and the reception coupling signal before the power synthesis, which are switched and output, are respectively subjected to pulse compression processing on the time axis .
A radar signal processing method in which the signal level of the reception coupling signal acquired by coupling with the reception signal is higher than the signal level of the power-synthesized reception coupling signal .
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