JPH0236386A - レーダ装置 - Google Patents
レーダ装置Info
- Publication number
- JPH0236386A JPH0236386A JP63186420A JP18642088A JPH0236386A JP H0236386 A JPH0236386 A JP H0236386A JP 63186420 A JP63186420 A JP 63186420A JP 18642088 A JP18642088 A JP 18642088A JP H0236386 A JPH0236386 A JP H0236386A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- signal
- distance
- doppler
- filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 15
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 8
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 208000019901 Anxiety disease Diseases 0.000 description 1
- 230000036506 anxiety Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、高いパルス繰返し周波数で送信し。
目標からの反射信号のドツプラ周波数を抽出して速度、
角度追尾を行いながら、所定の期間直線状周波数変調を
用いた測距を行って距離の予測追尾を行うレーダ装置に
関するものである。
角度追尾を行いながら、所定の期間直線状周波数変調を
用いた測距を行って距離の予測追尾を行うレーダ装置に
関するものである。
第4図は、従来の高いパルス繰返し周波数で送信し、目
標を追尾しながら周期的に直線状周波数変調を用いて測
距を行い、距離追尾を行うレーダ装置を示した構成図で
あシ1図において(1)は一定周波数の送信波と直線状
送信波を発生する発振器。
標を追尾しながら周期的に直線状周波数変調を用いて測
距を行い、距離追尾を行うレーダ装置を示した構成図で
あシ1図において(1)は一定周波数の送信波と直線状
送信波を発生する発振器。
(2)は上記発振器(1)の出力の送信波を所定のパル
ス幅と所定のパルス繰返し周波数でパルス変調する変調
器、(3)は上記変調器(2)の出力のパルス信号を大
電力に増幅して空間へ放射し、目標からの反射信号を受
信するアクティブ・フェーズド・アレー・アンテナ、(
4)は上記反射信号を増幅し1局発信号を用いて周波数
変換し8位相検波後ディジタル信号に変換する受信機、
(5)はディジタル信号処理器で、上記ディジタル信号
に各種信号処理を施こし、目標までの距離に応じた周波
数ピン差を出力する。(6)はクラッタ等の不要信号を
除去し信号のみを通過させる帯域通過フィルタ、(7)
は高速フーリエ変換等によ)多数のドツプラ・フィルタ
列を得る周波数分析回路、(8)は上記周波数分析回路
(7)の出力から目標信号のみを検出する信号検出回路
。
ス幅と所定のパルス繰返し周波数でパルス変調する変調
器、(3)は上記変調器(2)の出力のパルス信号を大
電力に増幅して空間へ放射し、目標からの反射信号を受
信するアクティブ・フェーズド・アレー・アンテナ、(
4)は上記反射信号を増幅し1局発信号を用いて周波数
変換し8位相検波後ディジタル信号に変換する受信機、
(5)はディジタル信号処理器で、上記ディジタル信号
に各種信号処理を施こし、目標までの距離に応じた周波
数ピン差を出力する。(6)はクラッタ等の不要信号を
除去し信号のみを通過させる帯域通過フィルタ、(7)
は高速フーリエ変換等によ)多数のドツプラ・フィルタ
列を得る周波数分析回路、(8)は上記周波数分析回路
(7)の出力から目標信号のみを検出する信号検出回路
。
伺は上記信号検出回路(8)よ)出力される信号周波数
ピン番号を、直線状周波数変調フェーズごとに得て、そ
の周波数ピン差を演算する回路、αDは上記周波数ピン
差から目標までの距離を演算し、距離追尾を行うデータ
処理器、α3は上記周波数ピン差よシ距離を求める距離
演算処理器、α脣は上記距離値を用いて目標距離を予想
追尾する距離追尾処理器、αりは定期的に測距を行うた
めに受信機(4)。
ピン番号を、直線状周波数変調フェーズごとに得て、そ
の周波数ピン差を演算する回路、αDは上記周波数ピン
差から目標までの距離を演算し、距離追尾を行うデータ
処理器、α3は上記周波数ピン差よシ距離を求める距離
演算処理器、α脣は上記距離値を用いて目標距離を予想
追尾する距離追尾処理器、αりは定期的に測距を行うた
めに受信機(4)。
タイミング回路αりに対しモード変更指令を行う動作モ
ード制御器、αeは目標の距離と方位をシンボルとして
表示する表示器、αηはアンテナ・ビームの指向角を制
御するビーム制御器、 aSは上記アクティブ・フェー
ズド・アレー・アンテナ(3)に直流電源を供給する電
源である。
ード制御器、αeは目標の距離と方位をシンボルとして
表示する表示器、αηはアンテナ・ビームの指向角を制
御するビーム制御器、 aSは上記アクティブ・フェー
ズド・アレー・アンテナ(3)に直流電源を供給する電
源である。
第5図は、追尾状態とFM測距状態の送信周波数変化と
受信信号スペクトラムを示す概念図であ)、α場は送信
信号、翰は受信信号、QDは狭帯域の帯域通過フィルタ
、(至)は狭帯域ドツプラフィルタ。
受信信号スペクトラムを示す概念図であ)、α場は送信
信号、翰は受信信号、QDは狭帯域の帯域通過フィルタ
、(至)は狭帯域ドツプラフィルタ。
(至)は目標ドツプラ信号、@は広帯域の帯域通過フィ
ルタである。
ルタである。
次に動作について説明する。発振器(1)によって出力
される一定周波数の信号を変調器(2)で所定のパルス
幅、所定のパルス繰返し周波数で変調した後、アクティ
ブ・フェーズド・アレー・アンテナ(3)で大電力に増
幅して目標に放射し9反射された信号を受信部(4)で
増1]a1周波数変換2位相検波。
される一定周波数の信号を変調器(2)で所定のパルス
幅、所定のパルス繰返し周波数で変調した後、アクティ
ブ・フェーズド・アレー・アンテナ(3)で大電力に増
幅して目標に放射し9反射された信号を受信部(4)で
増1]a1周波数変換2位相検波。
ディジタル信号へ変換し、ディジタル信号飽理器(5)
へ送出する。ところで第5図(、)に示すように送信信
号(11が1時間T1から時間T2 まで一定周波数で
対向接近目標を照射すると、目標から反射した受信信号
・jは時間T1 から時間T2まで、上記送信信号α1
に対して(fc)Hzだけ周波数が偏移している。デー
タ処理器(11)は、目標追尾時には、上記(fc:)
Hzのドツプラ周波数信号を第5図(b)に示す狭帯域
の帯域通過フィルタC!η内に保持し、パルス繰返し周
波数(PRF)Hz の半分の周波数(PRF/2)
になるように受信機(4)内の位相検波用基準信号周波
数を、捜索時に対して(PRF/2−r(1)Hx
オフセットさせる。
へ送出する。ところで第5図(、)に示すように送信信
号(11が1時間T1から時間T2 まで一定周波数で
対向接近目標を照射すると、目標から反射した受信信号
・jは時間T1 から時間T2まで、上記送信信号α1
に対して(fc)Hzだけ周波数が偏移している。デー
タ処理器(11)は、目標追尾時には、上記(fc:)
Hzのドツプラ周波数信号を第5図(b)に示す狭帯域
の帯域通過フィルタC!η内に保持し、パルス繰返し周
波数(PRF)Hz の半分の周波数(PRF/2)
になるように受信機(4)内の位相検波用基準信号周波
数を、捜索時に対して(PRF/2−r(1)Hx
オフセットさせる。
したがって、ディジタル信号処理器(5)へ送られる受
信信号は(j’RF / 2 :) Hzのドツプラ周
波数となる。次に0時系列の受信信号は、狭帯域の帯域
通過フィルタ(6)を通過して、追尾しようとする目目
標以外の信号、クラッタが除去された後、高速フーリエ
変換等による周波数分析回路(7)を通過して、第5図
(b)に示す多数の狭帯域ドラグラフィルタ四の中から
、目標ドツプラ信号(至)として信号検出回路(8)に
よって抽出される。通常の追尾を継続しているときには
、第4図には図示していないが、上記信号検出回路(8
)出力の目標ドツプラ信号(至)に含まれる角度データ
、速度データを分離した後データ処理器(Iυに出力す
る。データ処理器Iは目標の詳細な速度データを用いて
第4図に図示していない速度追尾フィルタを形成して、
受信機(4)内の基準信号周波数を制御し、常に目標ド
ツプラ信号(至)を(PRF/2)Hzの周波数となる
ようにする。
信信号は(j’RF / 2 :) Hzのドツプラ周
波数となる。次に0時系列の受信信号は、狭帯域の帯域
通過フィルタ(6)を通過して、追尾しようとする目目
標以外の信号、クラッタが除去された後、高速フーリエ
変換等による周波数分析回路(7)を通過して、第5図
(b)に示す多数の狭帯域ドラグラフィルタ四の中から
、目標ドツプラ信号(至)として信号検出回路(8)に
よって抽出される。通常の追尾を継続しているときには
、第4図には図示していないが、上記信号検出回路(8
)出力の目標ドツプラ信号(至)に含まれる角度データ
、速度データを分離した後データ処理器(Iυに出力す
る。データ処理器Iは目標の詳細な速度データを用いて
第4図に図示していない速度追尾フィルタを形成して、
受信機(4)内の基準信号周波数を制御し、常に目標ド
ツプラ信号(至)を(PRF/2)Hzの周波数となる
ようにする。
また、角度データを用いて、やは)図示していない角度
追尾フィルタを形成して、ビーム制御器αηに対して、
常に目標方向を指向するような角度指令を出力する。次
に高いパルス繰返し周波数のパルス・ドツプラ・レーダ
では、距離が不確定であるので、直線状周波数変調を用
いて測距を行うことによって目標までの距離データを得
る。第5図(、)において時間T1 tでは、追尾を継
続しているが1時間T2からは測距を行うフェーズの作
動を示している。第4図のデータ処理器0は1図示して
いないが5今まで実施していた速度及び角度の追尾を時
間T1 で中止・シ、外挿追尾を開始する。
追尾フィルタを形成して、ビーム制御器αηに対して、
常に目標方向を指向するような角度指令を出力する。次
に高いパルス繰返し周波数のパルス・ドツプラ・レーダ
では、距離が不確定であるので、直線状周波数変調を用
いて測距を行うことによって目標までの距離データを得
る。第5図(、)において時間T1 tでは、追尾を継
続しているが1時間T2からは測距を行うフェーズの作
動を示している。第4図のデータ処理器0は1図示して
いないが5今まで実施していた速度及び角度の追尾を時
間T1 で中止・シ、外挿追尾を開始する。
そして動作モード制御器α9は、ビーム制御器aηに対
して目標の予測角度を、受信機(4)に対しては速度補
償のない基準信号周波数を送出する。次に。
して目標の予測角度を、受信機(4)に対しては速度補
償のない基準信号周波数を送出する。次に。
動作モード制御器(2)が、ディジタル信号処理器(5
)K対して、追尾そ−ドから捜索モードに移行するよう
に指令すると、帯域通過フィルタ(6)は第5図(c)
に示すような広帯域の帯域通過フィルタ(至)に切換夛
、タイミング回路αqは時間T2 より直線状周波数
変調による測距を行りためのFM変調フェーズC,B、
Aのタイミングを発振器(1)に対して送出し8時間’
r5で停止する。時間T2から時間T5の間の送信信号
・α1に対して、受信信号−は目標までの距離に応じた
時間rだけ遅れて受信される。
)K対して、追尾そ−ドから捜索モードに移行するよう
に指令すると、帯域通過フィルタ(6)は第5図(c)
に示すような広帯域の帯域通過フィルタ(至)に切換夛
、タイミング回路αqは時間T2 より直線状周波数
変調による測距を行りためのFM変調フェーズC,B、
Aのタイミングを発振器(1)に対して送出し8時間’
r5で停止する。時間T2から時間T5の間の送信信号
・α1に対して、受信信号−は目標までの距離に応じた
時間rだけ遅れて受信される。
こOため、FM変1p17エーズCでの受信機(4)出
力のドツプラ周波数は(fc)Hzとなるが、FM変調
フェーズBでのドツプラ周波数は、 (fc)Hzよ
シ小さな(fB’lHzとなる。またFM変調7工−ズ
人でのドツプラ周波数は[fc]HzJ:C小さく [
−fn)Hzj、り大きな〔fム)lFIzとなる。
力のドツプラ周波数は(fc)Hzとなるが、FM変調
フェーズBでのドツプラ周波数は、 (fc)Hzよ
シ小さな(fB’lHzとなる。またFM変調7工−ズ
人でのドツプラ周波数は[fc]HzJ:C小さく [
−fn)Hzj、り大きな〔fム)lFIzとなる。
これらの各ドツプラ周波数fc、 rB 、 fムは、
目標との相対速度をV (m / ’ ) * 距離
をR(m) 。
目標との相対速度をV (m / ’ ) * 距離
をR(m) 。
光速をCo (m/a ) 、 送信01号の波長を
λ(m)。
λ(m)。
FM変調フェーズBの変調度’e ’ (Hz−□’8
) i FM変調7エーズAの変調度をF’/2()(
z/s)とすると次式で示される。
) i FM変調7エーズAの変調度をF’/2()(
z/s)とすると次式で示される。
各FM変調フェーズC,B、^でのドツプラ周波数値f
c 、 fB、 fh から目標までの距離R(m)
は次式で求められる。
c 、 fB、 fh から目標までの距離R(m)
は次式で求められる。
・・・・・・・・・・・・・・・ (4)ドツプラ周
波数’c+fnlfムは、第4図の周波数分析回路()
)によって狭い帯域幅のフィルタ出力として得られ、そ
の後に続く信号検出回路(8)によって雑音の中から何
番目のフィルタに信号が存在するという形式で検出され
る。
波数’c+fnlfムは、第4図の周波数分析回路()
)によって狭い帯域幅のフィルタ出力として得られ、そ
の後に続く信号検出回路(8)によって雑音の中から何
番目のフィルタに信号が存在するという形式で検出され
る。
したがって1周波数の分解能はフィルタの帯域幅で決定
される。高速フーリエ変換によるドツプラフィルタ帯域
幅wHデータのサンプル周波数f8とサンプル点数Nに
よって決まり、w=ra/Nとなる。今rs二IQOK
Hz 、 N−4・24とするとWさ98Tizとな
p 、 F −4MHz 、/ sとすれば最小距離分
解能ΔR(rn) Fi、 (41式よシ求められて、
(5)式に示す値となる。
される。高速フーリエ変換によるドツプラフィルタ帯域
幅wHデータのサンプル周波数f8とサンプル点数Nに
よって決まり、w=ra/Nとなる。今rs二IQOK
Hz 、 N−4・24とするとWさ98Tizとな
p 、 F −4MHz 、/ sとすれば最小距離分
解能ΔR(rn) Fi、 (41式よシ求められて、
(5)式に示す値となる。
このよりに、F■フェーズC,B、 Aに対応して検出
された目標ドツプラ信号(至)は、各FM7エーズに対
応し、九周波数ピン番号として第4図の周波数ピン差演
算処理器(ハ)に送られ1周波数ピン差が演算される。
された目標ドツプラ信号(至)は、各FM7エーズに対
応し、九周波数ピン番号として第4図の周波数ピン差演
算処理器(ハ)に送られ1周波数ピン差が演算される。
この周波数ピン差は。データ処理器Iの距離演算処理a
sにおいて、(4)式を基本として距離に換算される。
sにおいて、(4)式を基本として距離に換算される。
今、FMフェーズC,B、Aの目標が存在する周波数ピ
ン番号をそれぞれ# I’IC* flB + ft
ム とすると* fc ”” flc * fB ”
nB 、 f4 = nムとなシしたがって。距離の
精度は、狭帯域ドラグラフィルタ(2)の帯域幅で決ま
るので、非常に誤差が大きくなる。精度改善の方法とし
て、FM変調度を大きくする方法もあるが、この値を大
きくしすぎると1発振器の周波数安定度が劣化し、送信
及び局発信号に付帯するFM雑音成分が増加し、クラッ
タ除去能力を大幅に低下させる。
ン番号をそれぞれ# I’IC* flB + ft
ム とすると* fc ”” flc * fB ”
nB 、 f4 = nムとなシしたがって。距離の
精度は、狭帯域ドラグラフィルタ(2)の帯域幅で決ま
るので、非常に誤差が大きくなる。精度改善の方法とし
て、FM変調度を大きくする方法もあるが、この値を大
きくしすぎると1発振器の周波数安定度が劣化し、送信
及び局発信号に付帯するFM雑音成分が増加し、クラッ
タ除去能力を大幅に低下させる。
とのように誤差の大きな距離データを用いて距離追尾処
理器Q41は、スムージングを行い表示器αGに目標距
離を出力する。また、測距が終了するとデータ処理器a
Oの動作モード制御器(I9は再度、速度及び角度の追
尾を開始するように、受信機(4)に対しては、外挿追
尾に基づき速度補償した基準信号周波数を送出し、ディ
ジタル信号処理器(5)に対しては追尾モードへの移行
指令を出力する。そして第5図(a)に示す時間T4か
ら追尾が再会されるとともに周期的に2M測距を繰ル返
し行う。
理器Q41は、スムージングを行い表示器αGに目標距
離を出力する。また、測距が終了するとデータ処理器a
Oの動作モード制御器(I9は再度、速度及び角度の追
尾を開始するように、受信機(4)に対しては、外挿追
尾に基づき速度補償した基準信号周波数を送出し、ディ
ジタル信号処理器(5)に対しては追尾モードへの移行
指令を出力する。そして第5図(a)に示す時間T4か
ら追尾が再会されるとともに周期的に2M測距を繰ル返
し行う。
従来のレーダ装置では、上記のような2M測距の信号処
理方式によ)目標の距離を測定していたために、距離誤
差が大きく1表示上の目標シンボルが距離方向に変動し
て不安でかつ精度も悪かった。目標を追尾後の表示上の
距離の変化は、真の距離変化に比して大きく変動し、狭
帯域ドツプラフィルタの帯域幅によって決まる距離分解
能以上に変動していた。このため、ミサイルの発射距離
計算データも不安定にな)8発射時期が定まらないとい
う問題点もあった。
理方式によ)目標の距離を測定していたために、距離誤
差が大きく1表示上の目標シンボルが距離方向に変動し
て不安でかつ精度も悪かった。目標を追尾後の表示上の
距離の変化は、真の距離変化に比して大きく変動し、狭
帯域ドツプラフィルタの帯域幅によって決まる距離分解
能以上に変動していた。このため、ミサイルの発射距離
計算データも不安定にな)8発射時期が定まらないとい
う問題点もあった。
この発明は、このような課題を解決するためになされた
もので、従来の2M測距のための周波数変調方式を簡単
にするとともに、信号処理の段階において、より詳細で
正確な周波数値を演算することによって正確な目標距離
を算出し、追尾距離精度を向上させるレーダ装置を得る
ことを目的とする。
もので、従来の2M測距のための周波数変調方式を簡単
にするとともに、信号処理の段階において、より詳細で
正確な周波数値を演算することによって正確な目標距離
を算出し、追尾距離精度を向上させるレーダ装置を得る
ことを目的とする。
この発明に係わるレーダ装置は、このような目的を達成
するために、FM測距フェーズをFM変調度の最も大き
なフェーズのみ使用するとともに。
するために、FM測距フェーズをFM変調度の最も大き
なフェーズのみ使用するとともに。
従来実施していたFM測距フェーズ時の捜索処理へのモ
ード変更を中止し、追尾状態を継続したままFM変調を
行うことによ)2M測距に必要な時間を半減するととも
に、追尾時の狭帯域の帯域通過フィルタ内に存在する目
標ドツプラ信号の周波数を従来同一の信号検出方式にて
検出後、信号の存在する狭帯域ドツプラフィルタとその
両側の狭帯域ドラグラフィルタを用いて周波数ディスク
リミネータを形成し、正確な周波数を求め、この正確な
周波数よシ正確な距離を算出するものである。
ード変更を中止し、追尾状態を継続したままFM変調を
行うことによ)2M測距に必要な時間を半減するととも
に、追尾時の狭帯域の帯域通過フィルタ内に存在する目
標ドツプラ信号の周波数を従来同一の信号検出方式にて
検出後、信号の存在する狭帯域ドツプラフィルタとその
両側の狭帯域ドラグラフィルタを用いて周波数ディスク
リミネータを形成し、正確な周波数を求め、この正確な
周波数よシ正確な距離を算出するものである。
この発明において、追尾状態のまま2M測距を行うとと
もにFM測距フェーズをFM変調度の高いフェーズのみ
とすることによシFM測距を行うために実施していたモ
ード切換、基準信号周波数変更に要する過渡的な無駄時
間がなくな)、かつ。
もにFM測距フェーズをFM変調度の高いフェーズのみ
とすることによシFM測距を行うために実施していたモ
ード切換、基準信号周波数変更に要する過渡的な無駄時
間がなくな)、かつ。
2M測距を行う時間も半減され、狭帯域ドツプラフィル
タを複数用いて周波数ディスクリミネータを形成するこ
とにより正確な周波数データが得られ、正確な周波数デ
ータによシ正確な距離の算出が可能となる。
タを複数用いて周波数ディスクリミネータを形成するこ
とにより正確な周波数データが得られ、正確な周波数デ
ータによシ正確な距離の算出が可能となる。
以下、この発明の一実施例を図に基づいて説明する。第
1図は、この発明に係わるレーダ装置の構成テアル。(
1)〜(4)、 (61〜(81,(Il、 am、
Q41. (19〜(I穆は上記従来のレーダ装置と全
く同一の機器又は部分である。この発明において、(9
)は目標ドツプラ信号の存在する狭帯域ドラグラフィル
タとその両側の狭帯域ドラグラフィルタを用いて形成し
た周波数ディスクリミネータであシ、αりは上記周波数
ディスクリミネータ(9)からの目標周波数データを用
いて正確な周波数差を求める精密周波数演算処理である
。第2図はこの発明によるレーダ装置で精密な測距を行
うときの動作を示す図であシ(I!J〜(至)は従来の
″レーダと同一である。第3図は9周波数ディスクリミ
ネータの特性を示す図であシ@は周波数ディスクリ曲線
である。
1図は、この発明に係わるレーダ装置の構成テアル。(
1)〜(4)、 (61〜(81,(Il、 am、
Q41. (19〜(I穆は上記従来のレーダ装置と全
く同一の機器又は部分である。この発明において、(9
)は目標ドツプラ信号の存在する狭帯域ドラグラフィル
タとその両側の狭帯域ドラグラフィルタを用いて形成し
た周波数ディスクリミネータであシ、αりは上記周波数
ディスクリミネータ(9)からの目標周波数データを用
いて正確な周波数差を求める精密周波数演算処理である
。第2図はこの発明によるレーダ装置で精密な測距を行
うときの動作を示す図であシ(I!J〜(至)は従来の
″レーダと同一である。第3図は9周波数ディスクリミ
ネータの特性を示す図であシ@は周波数ディスクリ曲線
である。
次にこの発明によるレーダ装置の動作について説明する
。発振器(1)、変調器(2)、アクティブ・フェーズ
ド・アレイ・アンテナ(3)、受信機(4)、帯域通過
フィルタ(6)9周波数分析回路(7)、信号検出回路
(8)、タイミング回路αG、距離演算処理(I3.距
離追尾処理11表示器αe、ビーム制御器αη、電源α
樽の動作は、従来のレーダ装置と同様である。この発明
に係わるレーダ装置では、第2図(a)に示すように
送信信号α優が1時間Toから時間T1 tで一定周波
数で対向接近目標を照射すると、目標から反射した受信
信号(1)は0時間TOから時間T1まで、上記送信信
号0に対して(fc)Hzだけ周波数が偏移している。
。発振器(1)、変調器(2)、アクティブ・フェーズ
ド・アレイ・アンテナ(3)、受信機(4)、帯域通過
フィルタ(6)9周波数分析回路(7)、信号検出回路
(8)、タイミング回路αG、距離演算処理(I3.距
離追尾処理11表示器αe、ビーム制御器αη、電源α
樽の動作は、従来のレーダ装置と同様である。この発明
に係わるレーダ装置では、第2図(a)に示すように
送信信号α優が1時間Toから時間T1 tで一定周波
数で対向接近目標を照射すると、目標から反射した受信
信号(1)は0時間TOから時間T1まで、上記送信信
号0に対して(fc)Hzだけ周波数が偏移している。
データ処理器Iは、目標追尾時には、上記(re)Hz
のドツプラ周波数信号を第2図(b)に示す狭帯域の帯
域通過フィルタQfJ内に保持し、パルス繰返し周波数
(PRF ) Hz の半分の周波数(PRF’/2
)になるように受信機(4)内の位相検波用基準信号周
波数を、捜索時に対して(PRF / 2− f、1
) Hzオフセットさせる。
のドツプラ周波数信号を第2図(b)に示す狭帯域の帯
域通過フィルタQfJ内に保持し、パルス繰返し周波数
(PRF ) Hz の半分の周波数(PRF’/2
)になるように受信機(4)内の位相検波用基準信号周
波数を、捜索時に対して(PRF / 2− f、1
) Hzオフセットさせる。
したがって、ディジタル信号処理器(5)へ送られる受
信信号は(PRF/2)Hzのドツプラ周波数となる。
信信号は(PRF/2)Hzのドツプラ周波数となる。
次に1時系列の受信信号は、狭帯域の帯域通過フィルタ
(6)を通過して、追尾しようとする目標以外の信号、
クラッタが除去された後、高速フーリエ変換等による周
波数分析回路(7)を通過して。
(6)を通過して、追尾しようとする目標以外の信号、
クラッタが除去された後、高速フーリエ変換等による周
波数分析回路(7)を通過して。
第2図(b)に示す多数の狭帯域ドツプラフィルタ(2
)の中から、目標ドツプラ信号(2)として信号検出回
路(8)によって抽出される。通常の追尾を継続してい
るときには、第1図には図示していないが、上記信号検
出回路(8)の出力の目標ドツプラ信号(至)に含まれ
る角度データ、速度データを分離した後データ処理器(
Lυに出力する。データ処理器aυは目標の詳細な速度
データを用いて第1図に図示していない速度追尾フィル
タを形成して、受信機(4)内の基準信号周波数を制御
し、常に目標ドツプラ信号(至)を(PRF/2)Hz
の周波数となるようにする。
)の中から、目標ドツプラ信号(2)として信号検出回
路(8)によって抽出される。通常の追尾を継続してい
るときには、第1図には図示していないが、上記信号検
出回路(8)の出力の目標ドツプラ信号(至)に含まれ
る角度データ、速度データを分離した後データ処理器(
Lυに出力する。データ処理器aυは目標の詳細な速度
データを用いて第1図に図示していない速度追尾フィル
タを形成して、受信機(4)内の基準信号周波数を制御
し、常に目標ドツプラ信号(至)を(PRF/2)Hz
の周波数となるようにする。
また、角度データを用いて、やはシ図示していない角度
追尾フィルタを形成して、ビーム制御器αηに対して常
に目標方向を指向するような角度指令を出力する。次に
、目標までの測距を行うために。
追尾フィルタを形成して、ビーム制御器αηに対して常
に目標方向を指向するような角度指令を出力する。次に
、目標までの測距を行うために。
データ処理器aυは、今まで実施していた速度及び角度
追尾を時間T1 で中止し外挿追尾を開始する。
追尾を時間T1 で中止し外挿追尾を開始する。
そして動作モード制御器(L5は、外挿追尾に基づく基
準信号周波数を受信機(4)に送出するとともにディジ
タル信号処理器(5)に対して、FM測距と周波数ディ
スクリミネータの形成を指示する、帯域通過フィルタ(
6)は、第2図(0に示すように追尾時と同じく、狭帯
域の帯域通過フィルタ121)が選択されておシ、タイ
ミング回路αGは、第2図(1)に示すように9時間T
2 よシ直線状周波数変調による測距を行うためのFM
変調フェーズBのみのタイミングを発振器(りに対して
送出し1時間T5で停止する。このように、追尾からF
M測距へのモード切換に関する過渡的な時間が減少する
とともにFM変調フェーズは従来C,B、Aの3つあっ
たのに対し、この発明ではBのみとなるので時間は1/
3程度に短縮される。追尾中に速度追尾を行うために周
波数ディスクリミネータ(9)を用いると正確な周波数
データが得られるので、FM測距フェーズでは最もFM
変調度の高いBフェーズのみを用いて周波数ディスクリ
ミネータを形成し、正確な周波数を算出すれば、正確な
周波数差から正確な距離を算出することができる。
準信号周波数を受信機(4)に送出するとともにディジ
タル信号処理器(5)に対して、FM測距と周波数ディ
スクリミネータの形成を指示する、帯域通過フィルタ(
6)は、第2図(0に示すように追尾時と同じく、狭帯
域の帯域通過フィルタ121)が選択されておシ、タイ
ミング回路αGは、第2図(1)に示すように9時間T
2 よシ直線状周波数変調による測距を行うためのFM
変調フェーズBのみのタイミングを発振器(りに対して
送出し1時間T5で停止する。このように、追尾からF
M測距へのモード切換に関する過渡的な時間が減少する
とともにFM変調フェーズは従来C,B、Aの3つあっ
たのに対し、この発明ではBのみとなるので時間は1/
3程度に短縮される。追尾中に速度追尾を行うために周
波数ディスクリミネータ(9)を用いると正確な周波数
データが得られるので、FM測距フェーズでは最もFM
変調度の高いBフェーズのみを用いて周波数ディスクリ
ミネータを形成し、正確な周波数を算出すれば、正確な
周波数差から正確な距離を算出することができる。
帯域通過フィルタ(6)を通過後9周波数分析回路(7
)を通過して多数の狭帯域ドツプラフィルタ(2)中か
ら目標ドツプラ信号(至)として信号検出回路(8)に
よって抽出される。通常の追尾中にも、第3図(a)(
b)に示すように、信号の存在する狭帯域ドツプラフィ
ルタnとその両側の狭帯域ドツプラフィルタn1.n+
1 を用いて0周波数ディスクリミネータを形成する
。第3図(b)に示すように、n番目の狭帯域ドツプラ
フィルタでの信号の振幅をK (n) 。
)を通過して多数の狭帯域ドツプラフィルタ(2)中か
ら目標ドツプラ信号(至)として信号検出回路(8)に
よって抽出される。通常の追尾中にも、第3図(a)(
b)に示すように、信号の存在する狭帯域ドツプラフィ
ルタnとその両側の狭帯域ドツプラフィルタn1.n+
1 を用いて0周波数ディスクリミネータを形成する
。第3図(b)に示すように、n番目の狭帯域ドツプラ
フィルタでの信号の振幅をK (n) 。
(n−t)番目の狭帯域ドツプラフィルタでの信号の振
幅をE (n−1)、 (n+1 )番目の狭帯域ドツ
プラフィルタでの信号の振幅をE(n+1)とすると9
周波数ディスクリミネータ(9)の出力ACは次式で示
される。
幅をE (n−1)、 (n+1 )番目の狭帯域ドツ
プラフィルタでの信号の振幅をE(n+1)とすると9
周波数ディスクリミネータ(9)の出力ACは次式で示
される。
この周波数ディスクリミネータの誤差感度Kfは、フィ
ルタの形状によって決まシ、ハミング関数のウェーティ
ングを用いたフィルタではKf=0.6となる。
ルタの形状によって決まシ、ハミング関数のウェーティ
ングを用いたフィルタではKf=0.6となる。
したがって、このときの正確な周波数fcは次式となる
。
。
次にFM測距において信号の存在する狭帯域ドツプラフ
ィルタをに番目とすると正確な周波数fBは次式となる
。
ィルタをに番目とすると正確な周波数fBは次式となる
。
ただし
この2つの正確な周波数f、、 fB を用いて距
離演算を行うと次式となる。
離演算を行うと次式となる。
・・・・・・・・・ αG
したがって、1つの狭帯域フ・イルタの@Wよシ更に細
かい周波数を求めることができる。
かい周波数を求めることができる。
このように作動する周波数ディスクリミネータ(9)か
らは1周波数ビ/n又はkと周波数誤差KfAe又ti
KfABがデータ処理器αυのnI密周波数差演算処理
器a3に入力され、01式に示される周波数差((n+
KfAc) (k+KfAB)) が演算され1次
に距離演算処理(13でrll)式に示される距離が計
算される。この正確な距離データは、距離追尾処理a番
でスムージングされて表示器(IGに出方される。信号
対雑音比が10dB 程度の場合、距離誤差は従来レー
ダの1/10 以下に低減される。
らは1周波数ビ/n又はkと周波数誤差KfAe又ti
KfABがデータ処理器αυのnI密周波数差演算処理
器a3に入力され、01式に示される周波数差((n+
KfAc) (k+KfAB)) が演算され1次
に距離演算処理(13でrll)式に示される距離が計
算される。この正確な距離データは、距離追尾処理a番
でスムージングされて表示器(IGに出方される。信号
対雑音比が10dB 程度の場合、距離誤差は従来レー
ダの1/10 以下に低減される。
なお、上記実施例では周期的にFM測距を行いスムージ
ングする方式を示したが、信号対雑音比が十分高く、距
離が非常に精度よく得られた時点でFM測距を中止し、
その距離を初期値として。
ングする方式を示したが、信号対雑音比が十分高く、距
離が非常に精度よく得られた時点でFM測距を中止し、
その距離を初期値として。
正確なドツプラ周波数追尾データから速度を求め。
正確なタイマーによる時間とを利用して距離を計算によ
って予測追尾してゆく方式によっても正確でかつ、安定
な距離情報を得ることができる。
って予測追尾してゆく方式によっても正確でかつ、安定
な距離情報を得ることができる。
また、上記実施例ではFM測距時は、1つの2M測距フ
ェーズのみを用いるものとしたが、信号を検出する確率
を高めるために、従来Oレーダと同じように2M測距フ
ェーズをC,B、AO3フェーズとし。どの任意の組合
せによっても測距ができる方式としても十分精度の高い
距離情報を得ることができる。
ェーズのみを用いるものとしたが、信号を検出する確率
を高めるために、従来Oレーダと同じように2M測距フ
ェーズをC,B、AO3フェーズとし。どの任意の組合
せによっても測距ができる方式としても十分精度の高い
距離情報を得ることができる。
さらに、レーダの構成はハードウェア部分をソフトウェ
アで構成することも可能であ)、アクティブ・フェーズ
ド・アレイ・アンテナの代υに機械駆動アンテナを用い
ることも可能である。
アで構成することも可能であ)、アクティブ・フェーズ
ド・アレイ・アンテナの代υに機械駆動アンテナを用い
ることも可能である。
以上のようにこの発明は、従来のレーダ装置のFM測距
を、追尾を継続させた1!ま実施させるとともに2M測
距フェーズをFM変調度の最も高いフェーズのみとして
時間を短縮し、さらに信号の存在する狭帯域ドツプラフ
ィルタとその両側の狭帯域ドツプラフィルタを用いて周
波数ディスクリミネータを形成し、フィルタ内を細かい
周波数に分解して精度の高い周波数差を求め、とれから
精度の高い距離を算出し、精度良くかつ安定な距離追尾
が可能となる効果がある。
を、追尾を継続させた1!ま実施させるとともに2M測
距フェーズをFM変調度の最も高いフェーズのみとして
時間を短縮し、さらに信号の存在する狭帯域ドツプラフ
ィルタとその両側の狭帯域ドツプラフィルタを用いて周
波数ディスクリミネータを形成し、フィルタ内を細かい
周波数に分解して精度の高い周波数差を求め、とれから
精度の高い距離を算出し、精度良くかつ安定な距離追尾
が可能となる効果がある。
第1図は、この発明の一実施例にょるレーダ装置を示す
概略の構成図、第2図は。この発明にょるレーダ装置で
精密な測距を行うときの動作を示す図、第3図は、この
発明における周波数ディスクリミネータの特性を示す図
、第4図は、従来のレーダ装置を示す概略の構成図、第
5図は、従来のレーダ装置て測距を行うときの動作を示
す図である。図において、(1)は発振器、(2)は変
調器、(3)はアクティブ・フェーズド・アレイ・アン
テナ。 (4)は受信機、(5)はディジタル信号処理器、(6
)は帯域通過フィルタ5(7)は周波数分析回路、(8
)は信号検出回路9(9)は周波数ディスクリミネータ
、α[有]はタイミング回路、Iはデータ処理器、働は
精密周波数差演算処理器、a3は距離演算処理器、 +
1<lけ距離追尾処理器9(11は動作モード制御器、
aeは表示器、aηはビーム制御器、舖は電源、 (I
Iは送信信号。 曽は受信信号、 ODは狭帯域の帯域通過フィルタ。 勾は狭帯域ドラグラフィルタ、(ハ)は目標ドツプラ信
号、(財)は周波数ディスクリ曲線、PRF Fiパル
ス繰返し周波数、fc + fB+ fム はドツプラ
周波数* ’ro 、TI 、T2 、T3 、’r4
は時間1”21n−1、n、 n+1 は狭帯域ドツ
プラフィルタの番号、E(n−1)、E(n)、 E(
n+t)は狭帯域ドラグラフィルタ出力の信号振幅、K
fは周波数ディスクリミネータの誤差感度、lfc は
周波数誤差。 Acは周波数ディスクリミネータ出力振幅、Wは狭帯域
ドツプラフィルタ帯域幅、A、B、CはFM変調フェー
ズ期間、τは時間遅れ、foは送信周波数+ fRは
受信周波数である。 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
しである。
概略の構成図、第2図は。この発明にょるレーダ装置で
精密な測距を行うときの動作を示す図、第3図は、この
発明における周波数ディスクリミネータの特性を示す図
、第4図は、従来のレーダ装置を示す概略の構成図、第
5図は、従来のレーダ装置て測距を行うときの動作を示
す図である。図において、(1)は発振器、(2)は変
調器、(3)はアクティブ・フェーズド・アレイ・アン
テナ。 (4)は受信機、(5)はディジタル信号処理器、(6
)は帯域通過フィルタ5(7)は周波数分析回路、(8
)は信号検出回路9(9)は周波数ディスクリミネータ
、α[有]はタイミング回路、Iはデータ処理器、働は
精密周波数差演算処理器、a3は距離演算処理器、 +
1<lけ距離追尾処理器9(11は動作モード制御器、
aeは表示器、aηはビーム制御器、舖は電源、 (I
Iは送信信号。 曽は受信信号、 ODは狭帯域の帯域通過フィルタ。 勾は狭帯域ドラグラフィルタ、(ハ)は目標ドツプラ信
号、(財)は周波数ディスクリ曲線、PRF Fiパル
ス繰返し周波数、fc + fB+ fム はドツプラ
周波数* ’ro 、TI 、T2 、T3 、’r4
は時間1”21n−1、n、 n+1 は狭帯域ドツ
プラフィルタの番号、E(n−1)、E(n)、 E(
n+t)は狭帯域ドラグラフィルタ出力の信号振幅、K
fは周波数ディスクリミネータの誤差感度、lfc は
周波数誤差。 Acは周波数ディスクリミネータ出力振幅、Wは狭帯域
ドツプラフィルタ帯域幅、A、B、CはFM変調フェー
ズ期間、τは時間遅れ、foは送信周波数+ fRは
受信周波数である。 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
しである。
Claims (1)
- 一定周波数の送信波と直線状周波数変調の送信波を交
互に所定の期間送出する発振器と、この送信波を所定の
パルス幅と所定のパルス繰返し周波数でパルス変調する
変調器と、この変調器の出力を大電力に増幅して空間へ
放射し、目標からの反射信号を受信するアンテナと、こ
のアンテナより出力される受信信号を増幅し、上記送信
波と位相同期した局発信号を用いて周波数変換によりド
ップラ周波数を得て、ディジタル信号に変換する受信機
と、この受信機の出力を高速フーリエ変換によ、細かい
ドップラフィルタとして取り出すとともに、信号の存在
するドップラフィルタとこのドップラフィルタに隣り合
う両側のドップラフィルタを用いて周波数ディスクリミ
ネータを形成して周波数のドップラフィルタ中心からの
誤差を算出するディジタル信号処理器と、上記信号の存
在するドップラフィルタの周波数ピン番号と上記周波数
誤差の両データを直線状周波数変調時と一定周波数時の
それぞれで受け取り、これらのデータを用いて正確な周
波数差を算出し、目標までの正確な距離情報を得ること
によつて正確で安定な距離追尾を行うディジタル・デー
タ処理器と、目標諸元をシンボルとして表示する表示器
と、アンテナ・ビーム制御を行うビーム制御器とを備え
たレーダ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63186420A JPH0236386A (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | レーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63186420A JPH0236386A (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | レーダ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0236386A true JPH0236386A (ja) | 1990-02-06 |
JPH0553382B2 JPH0553382B2 (ja) | 1993-08-09 |
Family
ID=16188115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63186420A Granted JPH0236386A (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | レーダ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0236386A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6384768B1 (en) * | 2000-03-17 | 2002-05-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | FM pulse Doppler radar apparatus |
JP2013088347A (ja) * | 2011-10-20 | 2013-05-13 | Mitsubishi Electric Corp | レーダ装置 |
-
1988
- 1988-07-26 JP JP63186420A patent/JPH0236386A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6384768B1 (en) * | 2000-03-17 | 2002-05-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | FM pulse Doppler radar apparatus |
JP2013088347A (ja) * | 2011-10-20 | 2013-05-13 | Mitsubishi Electric Corp | レーダ装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0553382B2 (ja) | 1993-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3606257B2 (ja) | ドップラーレーダー装置 | |
US4568938A (en) | Radar altimeter nearest return tracking | |
EP0425006B1 (en) | FM-CW radar apparatus | |
US8384587B2 (en) | Radar for aerial target detection fitted to an aircraft notably for the avoidance of obstacles in flight | |
US4053886A (en) | Stepped dual-frequency, ocean-wave spectrometer | |
US4599618A (en) | Nearest return tracking in an FMCW system | |
JPH03140889A (ja) | 電磁放射のドップラシフトを利用して目標の速度を測定する方法及び装置 | |
CN101793960A (zh) | 具有啁啾特性的高精度动态门限目标监测方法 | |
US2991467A (en) | Pulse radar system for automatically tracking a selected moving target | |
US2776425A (en) | Coherent radar system | |
US3065465A (en) | Distance measuring devices | |
US4065768A (en) | Radar apparatus | |
JP2821738B2 (ja) | 距離測定方法及び距離測定装置 | |
US3188635A (en) | Radar systems | |
JPH0236386A (ja) | レーダ装置 | |
US4423420A (en) | Cancellation of group delay error by dual speed of rotation | |
US4338603A (en) | Self adaptive correlation radar | |
CN111427034A (zh) | 一种低功耗结构简单的时差测距雷达结构 | |
US2961190A (en) | Guided missile control device | |
TW201823767A (zh) | 連續波雷達感測系統之信號處理裝置 | |
US3189899A (en) | Continuous wave radar systems | |
US4485384A (en) | Microwave system | |
US4109249A (en) | Scanning beam receiver | |
CN113253280B (zh) | 一种联合双曲调频与线性调频的测距测速方法 | |
JP2000356675A (ja) | Fm−cwレーダ装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080809 Year of fee payment: 15 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |