JPH0228109B2 - Reedatsuibihoshiki - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は低高度を飛行する航空機等の目標を
追尾観測するレーダ追尾装置において、海面、陸
地等によるマルチパス現像により目標からの反射
エコーが一時的に消失する場合、また通常の追尾
観測においても、目標の形状および運動の関係に
より反射エコーが一時的に消失する場合（シンチ
レーシヨン現象）に、追尾を停止せず外測予測に
より観測を継続するとともに、予測位置に現われ
るフラツクノイズや他の目標による反射エコーに
誤追尾することなく、元の目標による反射エコー
が復元した場合のみ自動的に再追尾するレーダ追
尾方式に関するものである。

従来この種の装置について第１図により説明を
行う。第１図において１は高出力マイクロ波パル
スを出力する送信機部、２はレーダ波を送受信す
るアンテナ部、３はアンテナ部２が受信したレー
ダ波を検波、増幅しビデオ信号ａを出力する受信
機部、４は送信タイミングに同期した各種トリガ
を作成し出力するタイミング発生部、５はある規
定レベルを越えるビデオ信号をもつて目標と判定
するレベル判定器、６は追尾中心からの目標ビデ
オ信号の位置のずれに応じた電圧を圧力する距離
誤差弁別部、７は信号の増幅を行う増幅器、８は
入力電圧に応じて発振周波数が制御されたクロツ
クｋを出力する電圧制御発振器、９は電圧制御発
振器からのクロツクｋを計数し現在の追尾中心ま
での距離を示す距離カウンタ、１０はタイミング
発生部４からのスタートトリガｂを受け、カウン
タ動作を開始し、ストツプトリガｃを受け動作を
停止しリセツトされる高速カウンタ、１１は高速
カウンタの内容ｄと距離カウンタの内容ｅとを比
較し、内容が一致した時点で一致パルスｆを出力
する一致検出部、１２は一致検出部１１からの一
致パルスｆを受け、追尾ゲートｇを発生するゲー
ト作成部、１３はレベル判定器５からの目標ビデ
オ有無の判定信号ｉに基づいて、距離誤差弁別部
６の出力で追尾ループを閉じるか、信号処理部１
５からの信号で追尾ループを閉じるかを切換える
切換器、１４は上述の５，６，７，８，９，１
０，１１，１２，１３をレーダ追尾部としてまと
めたもの、１５は１４からの追尾信号をもとに処
理を行う信号処理部である。

またレーダ追尾装置の構成品には上述の他に角
度追尾部などがあるがここでは簡単のためにそれ
らを省略している。

次に動作について説明する。タイミング発生部
４からの送信タイミングに同期したスタートトリ
ガｂにより高速カウンタ１０が計数を開始する。
ここで高速カウンタ１０の内容は送信時点から目
標反射エコー受信時点までの時間間隔の基準、す
なわち距離の基準となるものである。一致検出部
１１では、高速カウンタ１０の内容ｄと距離カウ
ンタ９の内容ｅとを比較し、それらが一致した時
点で一致パルスｆを出力する。ゲート作成部１２
はこの一致パルスｆを受け追尾ゲートｇを出力す
る。

距離誤差弁別部６では入力されたビデオ信号ａ
から目標ビデオを、このゲート作成部１２からの
追尾ゲートｇにより抽出し、追尾ゲート中心から
の目標ビデオ中心のずれ（以下追尾誤差という）
に応じた距離追尾誤差電圧ｈを出力する。このよ
うにして発生された距離誤差電圧ｈは増幅器７お
よび切換器１３を経て、電圧制御発振器８に加え
られる。電圧制御発振器８は入力電圧に比例した
周波数のクロツクｋを出力するものであり、この
クロツクにより前述の距離カウンタ９を駆動し、
追尾誤差に見合つた分だけ距離カウンタ９の内容
を補正する。このようにして追尾ループが形成さ
れ、その結果距離カウンタの内容ｅは常に目標ま
での距離を示すことになる。レベル判定器５は追
尾ゲート内に規定レベル以上のビデオの有無を判
定し、ビデオ有の時目標追尾信号ｉを出力し、切
換器１３を距離誤差弁別部６の出力側に切換え、
追尾ループを閉じさせるものである。

従来のレーダ追尾装置は以上のように構成され
ており、目標ビデオが存在しているときは、距離
誤差弁別器６からの出力は有効であり、それによ
り追尾ループを閉じているが、目標ビデオがマル
チパス現象等により一時的に消失した場合には追
尾が跡切れることを避けるために、信号処理部１
５において、目標ビデオが消失する直前まで追尾
していたデータに基づいて速度等を算出し、それ
をもとに目標位置の外挿予測を行い距離追尾誤差
電圧ｈに相当する信号ｌをレーダ追尾部１４へ出
力し、それを用いて追尾ループを閉じ、予測追尾
を行い、再度追尾ゲートｇ内にビデオが入つて来
れば、それを再追尾する方法をとつていた。しか
しこの方法ではもと追尾していた目標と同一か否
かにかかわらず、ゲート内にビデオが入つてくれ
ば、無条件で再追尾するためクラツクノイズ、異
なつた目標に誤追尾する欠点があつた。

この発明はこれらの欠点を改善するためになさ
れたもので、従来のレーダ追尾部に加えて、再追
尾しようとする目標を検定するレーダ副追尾部を
設け、そのレーダ副追尾部で追尾ゲート内に入つ
た目標を一旦追尾し、再追尾しようとする目標の
速度・加速度などの運動諸元とビデオが消失する
直前まで追尾していた元の目標の運動諸元とを比
較し、ある範囲内であれば元の目標と同一として
初めて再追尾を許可することで誤つた目標に追尾
することなく元の目標に確実に再追尾させうる方
式を提供するものである。

以下この発明の一実施例について第２図、第３
図を用いて説明を行う。第２図において１６は従
来と同様にレベル判定器１５、距離誤差弁別部
６、増幅器７、電圧制御発振器８、距離カウンタ
９、高速カウンタ１０、一致検出器１１、ゲート
作成部１２、切換器１３、などから構成されるレ
ーダ主追尾部、１７は同様の構成からなり、再追
尾しようとする目標を検定するレーダ副追尾部、
１８はレーダ主追尾部１６およびレーダ副追尾部
１７の追尾データに基づいて目標の位置、速度お
よび加速度等を平滑計算する目標運動諸元平滑計
算部である。１９は目標運動諸元平滑計算部１８
で計算されたレーダ主追尾部１６側の目標運動諸
元とレーダ副追尾部１７側の目標運動諸元とを比
較し、ある許容範囲内で一致しているかどうかを
検出する比較器、２０は目標諸元平滑計算部１８
からの目標諸元に基づいて外挿予測計算を行い距
離誤差信号に相当する信号を出力する外挿予測計
算部、１５は目標運動諸元平滑計算部１８，比較
器１９、外挿予測計算部２０からなる信号処理
部、２１はレーダ主追尾部１６およびレーダ副追
尾部１７のレベル判定器５からのビデオ有無の判
定信号ｉを受けレーダ主追尾部１６による追尾か
レーダ副追尾部１７による追尾かを決定する判定
部、２２は論理積回路、２３は論理和回路、２４
は論理和回路２３の出力信号ｒが“１”から
“０”に変化する時出力が反転し、信号ｐでリセ
ツト状態となるフリツプフロツプ回路、２５はフ
リツプフロツプ回路２４の出力を反転する論理否
定回路である。

また第３図はレーダ主追尾部１６およびレーダ
副追尾部１７の構成を示す図であり、５は入力ビ
デオのレベルをある規定値と比較し目標ビデオの
存在を判定し、その判定信号ｉを第２図に示した
判定部２１に出力するレベル判定器、６は追尾中
心からの目標ビデオ信号の位置のずれに応じた電
圧を出力する距離誤差弁別部、７は信号の増幅を
行う増幅器、８は入力電圧に応じて発振周波数が
制御されたクロツクｋを出力する電圧制御発振
器、９は電圧制御発振器からのクロツクｋを計数
する距離カウンタであり、外部からの設定信号ｏ
によりその内容外部追尾データｍに置き換えるこ
とができる。また１０はスタートトリガｂを受
け、カウンタ動作を開始し、ストツプトリガｃを
受けると動作を停止し、リセツトされる高速カウ
ンタ、１１は高速カウンタの内容ｄと距離カウン
タの内容ｅとを比較し、内容が一致した時点で一
致パルスｆを出力する一致検出部、１２は一致検
出部１１からの一致パルスｆを受け、追尾ゲート
ｇを発生するゲート作成部、１３は外部からの切
換信号ｊ、すなわちレーダ主追尾部１６において
は第２図に示す主追尾部許可信号ｒおよびレーダ
副追尾部１７においては第２図に示す副追尾部追
尾許可信号ｓに対応する信号を受け、追尾ループ
の切換えを行う切換器である。

次に動作について説明する。レーダ主追尾部１
６のレベル判定器５にて目標ビデオが存在すると
判定されると、その判定信号１１は判定部２１へ
と送出され、追尾開始時点では判定部２１はこの
とき第４図のモードとなる。レーダ主追尾部１
６はこの結果判定部２１からの主追尾部追尾許可
信号ｒを受け、切換信号ｊとし、切換器１３が距
離誤差弁別器６の出力側に切り換わり、追尾ルー
プが閉じられ目標を追尾する。またレーダ副追尾
部１７は判定部２１からの副追尾部追尾許可信号
が“０”（無効）のため、切換器は作動しないが、
レーダ副追尾部１７への距離カウンタ設定信号ｔ
が“１”（有効）であるから距離カウンタ９の内
容はレーダ主追尾部の距離カウンタ９の内容に設
定される。これによりレーダ副追尾部１７の追尾
ゲート位置はレーダ主追尾部１６の追尾ゲート位
置と同じになる。

また信号処理部１５ではレーダ主追尾部１６の
距離カウンタ９から目標の追尾データｖを受け取
ると目標諸元平滑計算器２２にて目標の位置、速
度、加速度等を算出する。

次にレーダ主追尾部１６において一旦目標を追
尾した後、マルチパス現象等により目標ビデオが
消失するとレベル判定器５が目標ビデオなしと判
断し、その判定信号は判定部２１へ送出される。
この時点で判定部２１は第４図に示すモードと
なり、その出力である主追尾部追尾許可信号ｒを
“０”（無効）とする。その結果、レーダ主追尾部
１６では切換器１３が信号処理部１５からの出力
信号ｔ側に切換わる。

同時に信号処理部１５では判定部２１からの主
追尾部追尾許可番号ｒが“０”となつたのを受け
て、目標諸元平滑計算部１８はその出力データの
更新を停止し、主追尾部追尾許可信号ｒが“０”
となる直前の目標緒元に固定し、外挿予測計算部
２０に送出する。外挿予測計算部２０では、その
出力に基づいて外挿予測計算を行い距離誤差信号
に対応する信号ｕを出力する。その結果レーダ主
追尾部１６は信号処理部１５の出力で追尾ループ
を閉じることとなり、予測追尾を実施することと
なる。

またこの時、レーダ副追尾部１７では判定部２
１からの距離カウンタ設定信号ｔが“１”のまま
のため距離カウンタ９の内容はレーダ主追尾部１
６の設定され、追尾ゲートはレーダ主追尾部１６
の追尾ゲートと同じ位置にある。次に消失した目
標ビデオが再び追尾ゲート内に現われると、レー
ダ主追尾部１６およびレーダ副追尾部１７のレベ
ル判定器５において目標ありと判定され、その判
定信号ｉ２は判定部２１へと送られる。これによ
り判定部２１は第４図のモードとなる。すなわ
ち、主追尾部追尾許可番号ｒは“０”のままであ
り、一方レーダ副追尾部に対しては再追尾目標を
検定するため副追尾部追尾許可信号ｓが“１”と
なる。

この結果、レーダ副追尾部１７の切換器１３は
距離誤差弁別部６からの出力側に切り換わり、追
尾ループが閉じられ目標を追尾する。

こうして目標の再追尾を開始するとレーダ副追
尾部１７からの信号処理部１５へ出力されている
追尾データｗに基づいて信号処理部１５の目標諸
元平滑計算部１８では目標の位置・速度・加速度
等の運動諸元ｘの計算が行われる。この算出され
た再追尾目標の運動諸元ｘとビデオ消失直前まで
レーダ主追尾部１６で追尾していた目標の運動諸
元ｙとが比較器１９で比較され、ある許容範囲内
である場合のみ、レーダ副追尾部１７での再追尾
目標が、ビデオ消失までレーダ主追尾部１６で追
尾していた元の目標と同一と判定される。これに
より比較器１９からレーダ主追尾部１６及び判定
部２１に再追尾許可パルスｑが出力される。

レーダ主追尾部１６ではこの再追尾許可パルス
ｑが“１”（有効）の間その距離カウンタ９の内
容をレーダ副追尾部１７の追尾データｗに設定
し、主追尾部の追尾ゲート位置を副追尾部のそれ
に合わせ目標の捕捉を確実にする。また同時に判
定部２１では第４図のモードに示すように再追
尾許可パルスｑの終了時点（“１”から“０”へ
の立ち下がり時点）で内部のフリツプフロツプ２
４の出力が反転され、レーダ主追尾部１６のレベ
ル判定器５からの目標ありの判定信号ｉと合わさ
ることで主追尾部追尾許可信号ｒが再び“１”
（有効）となる。

この結果、レーダ主追尾部１６ではこの信号に
より切換器１３が再び距離誤差弁別部６からの出
力側に切換えられ追尾ループが閉じられ元の目標
への再追尾が完了する。

したがつてこのように動作するから追尾を行つ
ていた目標のビデオが消失した後ゲート内に入つ
てくるクラツクやノイスなど元の目標と異なるも
のによるビデオには誤まつて再追尾することな
く、元の目標によるビデオが復元した場合のみ確
実に再追尾を行うことが可能である。

なお、以上は目標検定用のレーダ副追尾部が独
立して１回路ある場合について説明を行つたが、
同時に多くの再追尾候補目標を追尾し検定するた
めにレーダ副追尾部を２回路以上設ける場合また
レーダ主追尾を時分割でレーダ副追尾部として使
用する場合も同様に考えられる。

以上のようにこの発明によるレーダ追尾方式に
よれば、追尾中の目標のビデオがレーダ観測にお
いてしばしば問題とされるマルチパス現象やシン
チレーシヨン現象などにより一時的に消失する場
合に、追尾を停止せず外挿予測により観測を継続
するとともに、再追尾検定用のレーダ副追尾部を
用いて追尾ゲート内に現れたビデオを一旦追尾
し、再追尾しようとする目標の運動諸元を求め、
元の目標の運動諸元と比較することで、元の目標
か否かを識別するものであるから、クラツタおよ
びノイズなど元の目標とは異なるもののビデオに
は誤まつて再追尾することなく、元の目標による
ビデオが復元した場合のみ確実に再追尾できる利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレーダ追尾方式による構成図、
第２図は本発明によるレーダ追尾方式の一実施例
の構成図、第３図はレーダ主追尾部およびレーダ
副追尾部の構成図、第４図は判定部の動作を説明
するタイムチヤートである。 図中、１は送信機部、２はアンテナ部、３は受
信機部、４はタイミング発生部、５はレベル判定
器、６は距離誤差弁別部、７は増幅部、８は電圧
制御発振器、９は距離カウンタ、１０は高速カウ
ンタ、１１は一致検出部、１２はゲート作成部、
１３は切換器、１４はレーダ追尾部、１５は信号
処理部、１６はレーダ主追尾部、１７はレーダ副
追尾部、１８は目標諸元平滑計算部、１９は比較
器、２０は外挿予測計算部、２１は判定部、２２
は論理積回路、２３は論理和回路、２４はフリツ
プフロツプ回路、２５は論理否定回路である。な
お図中、同一あるいは相当部分には同一符号を付
して示してある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 目標ビデオを追尾し、他関連装置へ追尾デー
   タを提供するレーダ主追尾部と、目標ビデオが一
   時的に消失後、レーダ主追尾部が予測追尾中に追
   尾ゲート近傍に現われたビデオを一旦追尾し、元
   の目標かどうかの識別のための追尾データを提供
   するレーダ副追尾部と、上述各追尾部の追尾デー
   タに基づいて目標の運動諸元を計算し、外挿予測
   計算ならびに目標の識別を行う信号処理部と各追
   尾部の切換制御を行う判定部とを備え、目標ビデ
   オが一時的に消失した場合にも、上述信号処理部
   の外挿予測計算により予測追尾を実施し観測を継
   続するとともに、追尾ゲート近傍にビデオが現わ
   れた場合には、一旦上述レーダ副追尾部によつて
   追尾を行い、その追尾データに基づいて、ビデオ
   消失までレーダ主追尾部で追尾していた目標と同
   一か否かの識別を行うことで、レーダ主追尾部に
   おける再追尾の実施を決定することを特徴とする
   レーダ追尾方式。