JPH06167566A - Radar device - Google Patents

Radar device

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JPH06167566A
JPH06167566A JP4316964A JP31696492A JPH06167566A JP H06167566 A JPH06167566 A JP H06167566A JP 4316964 A JP4316964 A JP 4316964A JP 31696492 A JP31696492 A JP 31696492A JP H06167566 A JPH06167566 A JP H06167566A
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display
data
target point
turning
compensation
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JP4316964A
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Hisashi Yoshiko
尚志 吉子
Toshiyuki Hirai
俊之 平井
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PURPOSE:To prevent degradation of picture quality and to eliminate deviation of position relationship on display between its own airplane and a target point by performing phase compensation and range walk compensation accurately even if the airplane makes turn. CONSTITUTION:Rotation conditions are detected by a turn condition detector 9. A position compensation data compensator 12 uses an error component data memory 11 to compensate the phase compensation data calculated by a phase compensation data calculator 10. A range walk compensator 8 performs range walk compensation using a compensation period data memory 13. When a target point enters a range where no processing can be made, control is made so that no processing is made by a process controller 19. When the position relationship on display between its own airplane and the target point deviates, the position relationship with the target is calculated by a target point coordinate calculator 20 and the display azimuth angle is controlled by a display controller 21.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はレーダ装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radar device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、従来のレーダ装置を示す図であ
り、1は特定方向の空間に送信波を放射し、反射波を受
信するフェイズドアレイアンテナ、2はアレイアンテナ
モジュールの位相制御により上記フェイズドアレイアン
テナ1のビームの指向を制御するビーム制御器、3は表
示座標を決定し、上記ビーム制御器に対してビーム指向
角度を指示する表示座標算出器、4は送信波を発生する
励振器、5は上記フェイズドアレイアンテナ1へ上記励
振器4から信号を供給し、受信信号を受信検波部へ供給
するサーキュレータ、6は上記サーキュレータ5からの
受信信号をディジタルビデオ受信信号へと変換する受信
器、7はレーダプラットフォームの動揺を検出する慣性
プラットフォームセンサ、8は目標とする地表点との距
離変化を線形と仮定して、表示座標決定時点での上記慣
性プラットフォームセンサ7からの自機動揺データと上
記表示座標算出器3からのビーム指向角度データよりレ
ンジビンをずらす周期を算出し、一定周期間隔でレンジ
ビンをずらす処理を行うレンジウォーク補償器、10は
上記慣性プラットフォームセンサ7からの自機動揺デー
タと上記表示座標算出器3からのビーム指向角度データ
から受信信号の位相変化量を実時間で算出する位相補償
データ発生器、14は上記位相補償データ発生器10か
らの位相補償データを用いてビデオ受信信号の位相を補
正する位相補償器、15はビーム内の方位方向に対応し
たドップラ周波数を検出するFFT(Fast Fou
rier Transform)演算器、16は上記F
FT演算器15から出力されるデータから特定の周波数
の振幅を検出する振幅検出器、17は上記振幅検出器1
6から出力されるデータを画像データに変換する画像デ
ータ変換器、18は上記画像データ変換器17から出力
される画像データを表示する表示器である。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a diagram showing a conventional radar device, in which 1 is a phased array antenna which radiates a transmitted wave in a space in a specific direction and receives a reflected wave, and 2 is a phase control of an array antenna module. A beam controller 3 for controlling the beam pointing of the phased array antenna 1 determines a display coordinate, and a display coordinate calculator 4 for instructing the beam pointing angle to the beam controller 4 is an excitation for generating a transmitted wave. Reference numeral 5 denotes a circulator that supplies a signal from the exciter 4 to the phased array antenna 1 and supplies a reception signal to a reception detection unit. Reference numeral 6 indicates a reception signal that converts the reception signal from the circulator 5 into a digital video reception signal. The instrument, 7 is an inertial platform sensor that detects the motion of the radar platform, and 8 is the linear change in the distance to the target ground point. Then, the cycle for shifting the range bin is calculated from the self-motion data from the inertial platform sensor 7 at the time of determining the display coordinates and the beam pointing angle data from the display coordinate calculator 3, and the range bin is shifted at a constant cycle interval. A range walk compensator 10 for performing the phase compensation data generation for calculating the phase change amount of the received signal in real time from the self-motion data from the inertial platform sensor 7 and the beam pointing angle data from the display coordinate calculator 3. A phase compensator 14 corrects the phase of the video reception signal using the phase compensation data from the phase compensation data generator 10. A FFT (Fast Fou Fou) detects a Doppler frequency corresponding to the azimuth direction in the beam.
riier Transform) calculator, 16 is the above F
An amplitude detector for detecting the amplitude of a specific frequency from the data output from the FT calculator 15, 17 is the amplitude detector 1
An image data converter for converting the data output from 6 into image data, and a display device 18 for displaying the image data output from the image data converter 17.

【0003】従来のレーダ装置は上記のように構成さ
れ、図7において速度Vのレーダプラットフォーム23
から、表示座標検出器によって指示された方位角A、仰
角Bの目標とする地表点24に向けて、ビーム制御器2
による位相制御によりフェイズドアレイアンテナ1から
波長λの送信波を放射し、地表面からの反射波をフェイ
ズドアレイアンテナ1で受信し、反射波はサーキュレー
タ5を通り受信器6によってディジタルビデオ受信信号
に変換される。観測開始時刻(t=0)における目標地
点との距離をR(0)とし、t秒後における目標地点と
の距離をR(t)とする。機体が等速直線運動すると仮
定すれば、観測時間T内の目標との距離変化量は、慣性
プラットフォームセンサ7からの速度データVと、表示
座標算出器からのビーム指向角度データ(A,B)を用
いてVT cosA cosBで表わされる。この時の
レンジウォーク補償周期は、レンジ分解能をrとすると
r/(V cosA cosB)で表わされる。レンジ
ウォーク補償器8はディジタルビデオ受信信号に対し
て、r/(V cosA cosB)で求められるレン
ジウォーク補償周期でレンジビンのずれの補正を行う。
観測時刻tにおける目標地点との距離R(t)は、慣性
プラットフォームセンサ7からのプラットフォーム動揺
データV=(VX ,VY ,VZ)と表示座標算出器3か
らのビーム指向角度データ(A,B)を用いて次式で表
わされる。
The conventional radar device is constructed as described above, and in FIG.
From the beam controller 2 toward the target ground point 24 of the azimuth A and the elevation B indicated by the display coordinate detector.
The phased array antenna 1 radiates a transmission wave of wavelength λ by the phase control by, and the reflected wave from the ground surface is received by the phased array antenna 1. The reflected wave passes through the circulator 5 and is converted into a digital video reception signal by the receiver 6. To be done. The distance to the target point at the observation start time (t = 0) is R (0), and the distance to the target point after t seconds is R (t). Assuming that the aircraft moves in a uniform linear motion, the distance change amount with respect to the target within the observation time T is calculated by the velocity data V from the inertial platform sensor 7 and the beam pointing angle data (A, B) from the display coordinate calculator. Is represented by VT cosA cosB. The range walk compensation period at this time is represented by r / (V cosA cosB) where r is the range resolution. The range walk compensator 8 corrects the deviation of the range bin with respect to the digital video received signal at the range walk compensation period obtained by r / (V cosA cosB).
The distance R (t) to the target point at the observation time t is the platform fluctuation data V = (V X , V Y , V Z ) from the inertial platform sensor 7 and the beam pointing angle data (A from the display coordinate calculator 3). , B) is expressed by the following equation.

【0004】[0004]

【数1】 [Equation 1]

【0005】このときの受信信号の位相変化dθ(t)
は、数1において平方根をテーラー展開した場合のtの
二次項以降をΔrとすれば次式で表わされる。
Phase change dθ (t) of the received signal at this time
Is expressed by the following equation, where Δr is the second and subsequent terms of t when the square root is Taylor-expanded in Equation 1.

【0006】[0006]

【数2】 [Equation 2]

【0007】ここで、Δrは許容誤差λ/8に対して非
常に小さいので、無視しても問題ない。位相補償データ
発生器10は実時間処理を行うため、数2においてΔr
を無視した次式を用いて有限ビット長の固定小数点演算
を行う。
Here, since Δr is very small with respect to the allowable error λ / 8, there is no problem in ignoring it. Since the phase compensation data generator 10 performs real-time processing, Δr in Equation 2
Fixed-point arithmetic with a finite bit length is performed using the following equation ignoring.

【0008】[0008]

【数3】 [Equation 3]

【0009】数3における括弧内の各項(VX t co
sA cosB,VY t sinAcosB,VZ
sinB)の有限ビット長固定小数点演算の結果を(Δ
X,ΔY,ΔZ)とすると、算出される位相変化量Δθ
(t)は次の式で表わされる。
Each term in parentheses (V X t co
sA cosB, V Y t sinAcosB, V Z t
sinB) finite bit length fixed point operation result (Δ
X, ΔY, ΔZ), the calculated phase change amount Δθ
(T) is expressed by the following equation.

【0010】[0010]

【数4】 [Equation 4]

【0011】位相補償器14は上記位相補償データ発生
器10で算出された位相変化量を用いてディジタルビデ
オ受信信号に対して位相補正を行い、FFT演算器15
によってビーム内の方位方向に対応したドップラ周波数
を検出し、振幅検出器16によって特定の周波数の振幅
を検出し、画像データ変換器17によって映像化を行っ
て表示器18に高分解能なグランドマップ画像を表示す
ることが出来る。
The phase compensator 14 corrects the phase of the digital video received signal using the phase change amount calculated by the phase compensation data generator 10, and the FFT calculator 15
Detects the Doppler frequency corresponding to the azimuth direction in the beam, the amplitude detector 16 detects the amplitude of a specific frequency, and the image data converter 17 visualizes it to display a high-resolution ground map image on the display 18. Can be displayed.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のレ
ーダにおいては、図8に示すように機体が航跡25、速
度V=(VX ,VY ,VZ )、角速度ωで、処理可能範
囲26に対して旋回を行った場合には、次のような問題
点があった。すなわち、従来の装置では、位相補償デー
タ発生器10による位相補償データの算出は、実時間処
理を可能とするために、有限ビット長固定小数点演算を
行っており、旋回時には演算誤差が増大していた。つま
り、数3における括弧内の各項の有限ビット長固定小数
点演算の結果を(ΔX,ΔY,ΔZ)とし、それぞれの
真値からの誤差量を(ΔeX ,ΔeY ,ΔeZ )とする
と、これらは慣性プラットフォームセンサ7より得られ
る自機動揺データV=(VX ,VY ,VZ )に対して係
数(KX ,KY ,KZ )に比例した演算誤差であり、
(ΔeX ,ΔeY ,ΔeZ )=(KXX ,KYY
ZZ )と書くことができる。各項の演算誤差の和を
Δe=ΔeX +ΔeY +ΔeZ とすると、直線飛行の場
合には、VY ≒0のためΔeY ≒0となり、Δe≒Δe
X +ΔeZ となるため、許容誤差範囲となる。角速度ω
で機体が旋回を行っている場合には、ΔeY =KY
sin(ωt)となるため、時間の経過にしたがってΔ
eが増大し、許容誤差であるλ/8を超えるため、画像
の歪む原因となっていた。
In the conventional radar as described above, as shown in FIG. 8, the airframe can be processed with the track 25, the velocity V = (V X , V Y , V Z ) and the angular velocity ω. When making a turn to the range 26, there were the following problems. That is, in the conventional device, the calculation of the phase compensation data by the phase compensation data generator 10 is performed by finite bit length fixed point arithmetic in order to enable real-time processing, and the arithmetic error increases during turning. It was That is, assuming that the result of the finite bit length fixed point arithmetic operation of each term in the parentheses in Expression 3 is (ΔX, ΔY, ΔZ), and the error amount from each true value is (Δe X , Δe Y , Δe Z ) , These are calculation errors proportional to the coefficients (K X , K Y , K Z ) with respect to the motion data V = (V X , V Y , V Z ) obtained from the inertial platform sensor 7,
(Δe X , Δe Y , Δe Z ) = (K X V X , K Y V Y ,
It can be written as K Z V Z ). Assuming that the sum of the calculation errors of each term is Δe = Δe X + Δe Y + Δe Z , in the case of a straight flight, V Y ≈0, so Δe Y ≈0, and Δe ≈Δe
Since X + Δe Z , it is within the allowable error range. Angular velocity ω
If the aircraft is turning at, Δe Y = K Y V
sin (ωt), so Δ
Since e increases and exceeds the allowable error of λ / 8, it is a cause of image distortion.

【0013】またレンジウォーク補償においては、レン
ジウォーク補償器8において目標との距離変化量が線形
に増加することを仮定して観測時間中にずれるレンジビ
ン数を算出していたため、距離変化量が線形に増加して
ゆかない旋回時においては、正確な補正が行えず、分解
能の劣化を招いていた。
In the range walk compensation, the range walk compensator 8 calculates the number of range bins deviated during the observation time on the assumption that the distance change amount with respect to the target increases linearly. During a turning that does not increase to a certain level, accurate correction cannot be performed, resulting in deterioration of resolution.

【0014】さらに、機体が旋回した場合には、表示座
標算出器3による表示座標決定から、処理を行うまでの
時間変化によって、目標地点の機軸に対する角度が変化
し、目標地点に対する合成開口長が不足する場合におい
ても処理を行い、所定の分解能が得られていない画像を
表示していた。
Further, when the machine body turns, the angle of the target point with respect to the machine axis changes due to the time change from the display coordinate determination by the display coordinate calculator 3 to the processing, and the synthetic aperture length with respect to the target point changes. Even when there is a shortage, processing is performed to display an image for which a predetermined resolution has not been obtained.

【0015】そして、表示座標算出器3による表示座標
決定から、表示を行うまでに一定の時間を必要とするた
め、旋回によって目標とする地点と自機との方位方向の
位置関係が実際と表示上とで異なってしまうという現象
が生じていた。
Since a certain time is required from the determination of the display coordinates by the display coordinate calculator 3 to the display, the positional relationship in the azimuth direction between the target point by turning and the own machine is actually displayed. There was a phenomenon that it was different from the above.

【0016】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたもので、従来に比べてシミュレーショ
ンにより算出された位相補償量誤差成分データとレンジ
ウォーク補償周期をメモリに格納しておくことにより、
旋回を行っても精度良く位相補償と、レンジウォーク補
償を行うことができ、また、旋回によって目標地点に対
する合成開口長が不足し、所定の分解能が得られない場
合に目標地点に対する処理を行わず、さらに、自機と目
標地点との方位方向の位置関係にずれを表示において無
くすことができる装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and stores the phase compensation amount error component data and the range walk compensation period calculated by simulation as compared with the conventional case. By
Phase compensation and range walk compensation can be performed with high accuracy even when turning is performed. Also, if the synthetic aperture length for the target point is insufficient due to the turning and the prescribed resolution cannot be obtained, the target point is not processed. Another object of the present invention is to obtain a device capable of eliminating a deviation in the azimuth direction positional relationship between the own device and the target point in the display.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】この発明に係るレーダ装
置においては、シミュレーションによって得られた位相
補償量誤差成分データをメモリに格納しておき、慣性プ
ラットフォームセンサより得られる自機動揺データよ
り、速度ベクトルの変化率が一定になったことにより機
体が旋回状態であることを検出し、速度、角速度に応じ
て、最適な位相補償量誤差成分データを用いて、位相補
償データ算出器による位相補償データの補正を行うもの
である。
In the radar device according to the present invention, the phase compensation amount error component data obtained by simulation is stored in a memory, and the velocity fluctuation is calculated from the own motion data obtained from the inertial platform sensor. It is detected that the aircraft is in a turning state because the vector change rate is constant, and the optimum phase compensation amount error component data is used according to the velocity and angular velocity. Is to be corrected.

【0018】また、線形近似シミュレーションによる旋
回時のレンジウォーク補償周期をメモリに格納しておく
ことにより、目標との距離変化量が線形に増加しない場
合でも、速度、角速度に応じて一定周期のレンジウォー
ク補償を行うものである。
Further, by storing the range walk compensation period at the time of turning by the linear approximation simulation in the memory, even if the distance change amount with the target does not increase linearly, the range of the constant period is changed according to the velocity and the angular velocity. Walk compensation is performed.

【0019】さらに、旋回によって目標地点に対する合
成開口長が不足し、処理不可能となった場合、その地点
に対する処理を行わないように制御を行うものである。
Furthermore, if the synthetic aperture length for the target point becomes insufficient due to the turning and processing becomes impossible, control is performed so as not to perform processing for that point.

【0020】さらにまた、旋回によって、自機と目標地
点との方位方向の位置関係が実際と表示上でずれる場
合、角速度より座標決定時から表示時点までの機軸の変
化を算出し、表示器に対して表示方位角の制御を行うも
のである。
Further, when the positional relationship between the aircraft and the target point in the azimuth direction is deviated from the actual display due to the turning, the change in the axis from the time of coordinate determination to the display time is calculated from the angular velocity and displayed on the display. On the other hand, the display azimuth angle is controlled.

【0021】[0021]

【作用】この発明においては、速度、角速度に応じて、
最適な位相補償量誤差成分データを用いて、位相補償デ
ータ算出器による位相補償データを精度良く補正するこ
とにより、旋回によって生ずる演算誤差の影響を小さく
することができる。
In the present invention, according to the velocity and the angular velocity,
By accurately correcting the phase compensation data by the phase compensation data calculator by using the optimum phase compensation amount error component data, it is possible to reduce the influence of the calculation error caused by the turning.

【0022】また、線形近似シミュレーションによる旋
回時のレンジウォーク補償周期をメモリに格納しておく
ことにより、目標との距離変化量が線形に増加しない場
合でも、一定周期のレンジウォーク補償を最小の誤差で
行うことができる。
Further, by storing the range walk compensation period at the time of turning by the linear approximation simulation in the memory, even if the distance change amount from the target does not increase linearly, the range walk compensation of the constant period has the minimum error. Can be done at.

【0023】さらに、旋回によって目標地点が処理不可
能な範囲に入った場合、その地点に対する処理を行わな
いようにすることができる。
Further, when the target point enters the unprocessable range due to the turning, it is possible not to process the target point.

【0024】そして、旋回によって、自機と目標地点と
の方位方向の位置関係が実際と表示上でずれる場合、自
機の起動により目標と自機との現在の位置関係を算出
し、表示器に対して表示方位角の制御を行うことができ
る。
When the azimuth positional relationship between the aircraft and the target point deviates from the actual display due to the turning, the present positional relationship between the target and the aircraft is calculated by starting the aircraft, and the indicator is displayed. The display azimuth can be controlled with respect to.

【0025】[0025]

【実施例】【Example】

実施例1.図1はこの発明の一実施例を示す図である。
1〜7、10、14〜18は、上記従来装置と全く同一
のものである。8は従来のレンジウォーク補償器の動作
二加えて、外部からレンジウォーク補償周期を入力する
ことができるレンジウォーク補償器、9は上記慣性プラ
ットフォームセンサ7からの自機動揺データの速度ベク
トルの変化率が一定になったことにより、機体が旋回状
態であることを検出し、速度、角速度を出力する旋回条
件検出器、11はシミュレーションにより算出された位
相補償量誤差成分データを格納する誤差成分データメモ
リ、12は上記誤差成分データメモリ11を用いて、上
記位相補償データ発生器10から出力される位相補償デ
ータに対して、上記旋回条件検出器9より出力される旋
回条件に応じた位相補償量誤差成分を補正する位相補償
データ補正器、13は旋回中の目標地点との距離変化に
対して、線形近似シミュレーションにより算出されたレ
ンジウォーク補償周期データを格納する補償周期データ
メモリ、8は従来のレンジウォーク補償器の動作に加え
て、上記旋回条件検出器9より出力される旋回条件に応
じて上記補償周期データメモリ13を用いてレンジウォ
ークを補正するレンジウォーク補償器、19はマッピン
グ中に機体が旋回することによって、目標地点に対する
機軸の変化により合成開口長が不足し、目標地点が処理
可能範囲から外れてしまう場合に、上記旋回条件検出器
9より出力される旋回条件に応じて、上記表示座標検出
器3における座標決定時から処理開始までの機軸の変化
を算出し、その地点に対する処理を行わないように制御
する処理制御器、20はマッピング中に機体が旋回する
ことによって、目標地点と自機との方位方向の位置関係
が実際と表示上とで異なってしまう場合に、上記旋回条
件検出器9より出力される旋回条件に応じて、上記表示
座標算出器3における座標決定時から表示時点までの機
軸の変化を算出する目標地点座標算出器、21は上記目
標地点座標算出器20より得られる目標地点座標データ
により、自機と目標地点との方位方向の位置関係を上記
表示器18に対して制御する表示制御器、22は表示座
標決定時から処理開始および表示までの時間を上記処理
制御器19および目標地点座標算出器20に対して設定
するタイミング制御器である。
Example 1. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
1 to 7, 10 and 14 to 18 are exactly the same as the above conventional device. In addition to the operation of the conventional range walk compensator, 8 is a range walk compensator capable of inputting a range walk compensation period from the outside, and 9 is the rate of change of the velocity vector of the own motion data from the inertial platform sensor 7. When the air conditioner becomes constant, the turning condition detector that detects the turning state of the aircraft and outputs the velocity and the angular velocity, 11 is the error component data memory that stores the phase compensation amount error component data calculated by the simulation. , 12 use the error component data memory 11 to detect the phase compensation amount error corresponding to the turning condition output from the turning condition detector 9 with respect to the phase compensation data output from the phase compensation data generator 10. The phase compensation data corrector for correcting the component, 13 is a linear approximation simulation for the change in the distance to the target point during turning. Compensation cycle data memory for storing the range walk compensation cycle data calculated by ## EQU1 ## In addition to the operation of the conventional range walk compensator, the compensation cycle data is provided according to the turning condition output from the turning condition detector 9. The range walk compensator 19 for correcting the range walk using the memory 13 has a synthetic aperture length short due to a change in the axis with respect to the target point due to the turning of the aircraft during mapping, and the target point is out of the processable range. In this case, in accordance with the turning condition output from the turning condition detector 9, the change in the axis from the time when the coordinates are determined in the display coordinate detector 3 to the start of the process is calculated, and the process for that point is not performed. The processing controller 20 controls the position of the target point and the own plane in the azimuth direction by turning the aircraft during mapping. When the relation between the actual state and the displayed state is different, the change in the axis from the time when the coordinates are determined by the display coordinate calculator 3 to the display time is calculated according to the turning condition output from the turning condition detector 9. A target point coordinate calculator, 21 is a display controller for controlling the positional relationship in the azimuth direction between the own device and the target point with respect to the display device 18 based on the target point coordinate data obtained from the target point coordinate calculator 20. , 22 are timing controllers that set the time from the determination of display coordinates to the start of processing and display to the processing controller 19 and the target point coordinate calculator 20.

【0026】前記のように構成されたレーダ装置におい
ては、旋回条件検出器9より検出される旋回条件が速度
V=(VX ,VY ,VZ )、角速度ωの場合には、位相
補償データ発生器10において数3により求められる位
相変化量は固定小数点演算であるため、(VX t co
sA cosB,VY t sinA cosB,VZ
sinB)の有限ビット長固定小数点演算の結果を
(ΔX,ΔY,ΔZ)とし、各項の演算結果の真値から
の誤差量を(ΔeX ,ΔeY ,ΔeZ )=(KXX
YY ,KZZ )とする。速度V=(VX ,VY
Z )、角速度ωので機体が旋回を行っている場合に
は、各項の演算誤差は(ΔeX ,ΔeY ,ΔeZ )=
(KX V cos(ωt),KY V sin(ωt),
ZZ )で表わされる。各項の演算誤差の和をΔe=
ΔeX ,ΔeY ,ΔeZ とすると、この位相変化量演算
誤差27は図2に示すように時間によって変化する。位
相補償量誤差成分ΔEは、位相変化量演算誤差27とテ
ーラー展開による平方根の近似誤差Δrの和となり、次
式によって求められる。
In the radar apparatus constructed as described above, when the turning condition detected by the turning condition detector 9 is velocity V = (V X , V Y , V Z ) and angular velocity ω, phase compensation is performed. Since the phase change amount obtained by the equation 3 in the data generator 10 is a fixed-point arithmetic operation, (V X t co
sA cosB, V Y t sinA cosB, V Z t
sinB) the fixed-point fixed-point arithmetic result is (ΔX, ΔY, ΔZ), and the error amount from the true value of the arithmetic result of each term is (Δe X , Δe Y , Δe Z ) = (K X V X
K Y V Y , K Z V Z ). Velocity V = (V X , V Y ,
V Z ), angular velocity ω, when the aircraft is turning, the calculation error of each term is (Δe X , Δe Y , Δe Z ) =
(K X V cos (ωt), K Y V sin (ωt),
Represented by K Z V Z). The sum of the calculation errors of each term is Δe =
Assuming Δe X , Δe Y , and Δe Z , the phase change amount calculation error 27 changes with time as shown in FIG. The phase compensation amount error component ΔE is the sum of the phase change amount calculation error 27 and the square root approximation error Δr due to Taylor expansion, and is calculated by the following equation.

【0027】[0027]

【数5】 [Equation 5]

【0028】この結果を誤差成分データメモリ11に格
納しておき、位相補償データ発生器10により算出され
る位相補償データを、旋回条件検出器9より検出される
旋回条件に応じて、位相補償データ補正器12において
次式の演算を行って補正する。
The result is stored in the error component data memory 11, and the phase compensation data calculated by the phase compensation data generator 10 is converted into the phase compensation data according to the turning condition detected by the turning condition detector 9. In the corrector 12, the calculation of the following equation is performed to correct.

【0029】[0029]

【数6】 [Equation 6]

【0030】また、速度V、角速度ωで機体が旋回を行
っている場合には、目標地点との距離変化量28は次式
によって表わされる。
When the vehicle is turning at the velocity V and the angular velocity ω, the distance change amount 28 from the target point is represented by the following equation.

【0031】[0031]

【数7】 [Equation 7]

【0032】この値は、時間に対して変化する図3に示
す曲線になる。サンプル点数をNとし、各サンプル点に
おける時間をtn (nは1〜Nの整数)とし、距離変化
量28をΔR(tn )とする。
This value becomes the curve shown in FIG. 3 which changes with time. The number of sample points is N, the time at each sample point is t n (n is an integer of 1 to N), and the distance change amount 28 is ΔR (t n ).

【0033】[0033]

【数8】 [Equation 8]

【0034】(a,bは任意の実数)とし、Qを最小と
するようなbを求め、これをKとすると、距離変化量2
8は傾きKの直線29で近似されたことになる。この場
合のレンジウォーク補償周期は、レンジ分解能をrとす
ると、r/Kとなる。このレンジウォーク補償周期を補
償周期データメモリ13に格納しておき、目標との距離
変化量が線形に増加しない旋回時でも、旋回条件検出器
9より検出される旋回条件に応じて、補償周期データメ
モリ13のレンジウォーク補償周期を用いて、レンジウ
ォーク補償器8において一定周期間隔でレンジウォーク
補償を行う。
If (a and b are arbitrary real numbers), b that minimizes Q is obtained, and if this is K, the distance change amount 2
8 is approximated by the straight line 29 having the inclination K. The range walk compensation cycle in this case is r / K, where r is the range resolution. This range walk compensation cycle is stored in the compensation cycle data memory 13 so that the compensation cycle data can be stored in accordance with the turning condition detected by the turning condition detector 9 even when the turning distance change amount does not increase linearly. The range walk compensator 8 uses the range walk compensation cycle of the memory 13 to perform range walk compensation at regular cycle intervals.

【0035】さらに、図4において、処理可能角度範囲
30がθMIN 〜θMAX の場合、表示座標算出器3による
表示座標決定から処理開始までの時間をタイミング制御
器22によりT1 と設定した場合、旋回条件検出器9よ
り検出される角速度ωより、この間の機軸変化31はω
1 で表わされる。表示座標算出器3からのビーム指向
角度データによる目標地点方位角32をθとすると、θ
ーωT1 <θMIN または、θーωT1 <θMAX の場合に
は、合成開口長が不足し所定の分解能が得られないた
め、処理制御器18によりその地点に対する処理を行わ
ないように制御する。例えば、図4において表示座標決
定時目標地点24が処理不可能な範囲33に入った場
合、処理を行わないように制御する。
Further, in FIG. 4, when the processable angular range 30 is θ MIN to θ MAX , the time from the display coordinate determination by the display coordinate calculator 3 to the start of processing is set to T 1 by the timing controller 22. From the angular velocity ω detected by the turning condition detector 9, the machine axis change 31 during this period is ω
It is represented by T 1 . If the target point azimuth 32 based on the beam pointing angle data from the display coordinate calculator 3 is θ, then θ
When -ωT 1MIN or θ-ωT 1MAX , the processing controller 18 does not perform processing for that point because the synthetic aperture length is insufficient and a predetermined resolution cannot be obtained. To do. For example, in FIG. 4, when the target point 24 at the time of determining display coordinates enters the unprocessable range 33, the process is controlled not to be performed.

【0036】そして、図5において、表示座標算出器3
からのビーム指向角度データによる目標地点方位角32
をθとし、表示座標決定から表示までの時間をタイミン
グ制御器22によりT2 と設定した場合、表示時点まで
の機軸変化34は、旋回条件検出器9より検出される角
速度よりωT2 で表わされる。目標地点座標算出器20
においてωT2 を算出し、表示制御器21によって表示
器18に対して、表示方位角35をθ−ωT2 とする制
御を行う。
Then, in FIG. 5, the display coordinate calculator 3
Azimuth 32 of the target point based on beam pointing angle data from
Is θ and the time from display coordinate determination to display is set to T 2 by the timing controller 22, the axis change 34 up to the display time is represented by ωT 2 from the angular velocity detected by the turning condition detector 9. . Target point coordinate calculator 20
At ωT 2 , the display controller 21 controls the display device 18 so that the display azimuth angle 35 is θ−ωT 2 .

【0037】[0037]

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下で記載されるような効果を奏する。
Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects.

【0038】最適な位相補償量誤差成分データを用い
て、位相補償データ算出器による位相補償データを精度
良く補正することにより、旋回によって生ずる演算誤差
の増大による画質の低下を防ぐことができる。
By accurately correcting the phase compensation data by the phase compensation data calculator using the optimum phase compensation amount error component data, it is possible to prevent the deterioration of the image quality due to the increase of the calculation error caused by the turning.

【0039】また、目標との距離変化量が線形に増加し
ない場合でも、旋回に応じた補償周期データにより、線
形のレンジウォーク補償を最小の誤差で行うことがで
き、分解能の劣化を防ぐことができる。
Further, even when the distance change amount from the target does not increase linearly, the linear range walk compensation can be performed with the minimum error by the compensation cycle data according to the turning, and the deterioration of the resolution can be prevented. it can.

【0040】さらに、旋回によって目標地点との角度が
変化し、合成開口長が不足するため処理不可能となった
場合、その地点に対する処理を行わないように制御する
ことにより、画質の悪い画像を表示するために費す処理
時間を削除することができる。
Further, when the angle with the target point changes due to the turning, and the processing cannot be performed because the synthetic aperture length becomes insufficient, the processing is not performed for that point, so that an image with poor image quality is displayed. You can remove the processing time you spend displaying.

【0041】そして、旋回によって、自機と目標地点と
の方位方向の位置関係が表示上でずれる場合、自機の機
動により現在の目標との方位方向の位置関係を算出する
目標地点座標算出器の目標地点座標データを用いて表示
方位角を制御することにより、表示上のずれを無くすこ
とができる。
When the azimuth positional relationship between the aircraft and the target point deviates on the display due to the turning, the target point coordinate calculator for calculating the azimuth positional relationship with the current target due to the movement of the aircraft. By controlling the display azimuth angle using the target point coordinate data, the display deviation can be eliminated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施例であるレーダ装置を示す図で
ある。
FIG. 1 is a diagram showing a radar device according to an embodiment of the present invention.

【図2】位相補償データ発生器の誤差量を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing an error amount of a phase compensation data generator.

【図3】目標との距離変化量とその線形近似を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing a distance change amount from a target and a linear approximation thereof.

【図4】処理不可能な範囲を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an unprocessable range.

【図5】座標決定時と表示時点での目標地点方位角のず
れを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the deviation of the azimuth angle of the target point at the time of coordinate determination and at the time of display.

【図6】従来のレーダ装置を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a conventional radar device.

【図7】航空機と目標地点との幾何学的関係を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing a geometrical relationship between an aircraft and a target point.

【図8】表示座標に対する航空機の軌跡を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a trajectory of an aircraft with respect to display coordinates.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フェイズドアレイアンテナ 2 ビーム制御器 3 表示座標算出器 4 励振器 5 サーキュレータ 6 受信器 7 慣性プラットフォームセンサ 8 レンジウォーク補償器 9 旋回条件検出器 10 位相補償データ発生器 11 誤差成分データメモリ 12 位相補償データ補正器 13 補償周期データメモリ 14 位相補償器 15 FFT演算器 16 振幅検出器 17 画像データ変換器 18 表示器 19 処理制御器 20 目標地点座標算出器 21 表示制御器 22 タイミング制御器 23 レーダプラットフォーム 24 目標地点 25 航跡 26 処理可能範囲 27 位相変化量演算誤差 28 目標地点との距離変化量 29 傾きKの近似直線 30 処理可能範囲 31 表示座標決定から処理開始までの機軸変化 32 座標決定時目標地点方位角 33 処理不可能な範囲 34 表示座標決定から表示までの機軸変化 35 表示方位角 1 phased array antenna 2 beam controller 3 display coordinate calculator 4 exciter 5 circulator 6 receiver 7 inertial platform sensor 8 range walk compensator 9 turning condition detector 10 phase compensation data generator 11 error component data memory 12 phase compensation data Corrector 13 Compensation cycle data memory 14 Phase compensator 15 FFT calculator 16 Amplitude detector 17 Image data converter 18 Display 19 Processing controller 20 Target point coordinate calculator 21 Display controller 22 Timing controller 23 Radar platform 24 Target Point 25 Wake 26 Processable range 27 Phase change amount calculation error 28 Distance change from target point 29 Approximate straight line of inclination K 30 Processable range 31 Machine axis change from display coordinate determination to process start 32 Target point azimuth at coordinate determination 33 Not processable 35 Display azimuth axis changes to the display from a range 34 displayed coordinate determination

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 DBS(Doppler Beam S
harpening)技術を用いた高分解能の地表マッ
プを実時間で作成するレーダであって、特定方向の空間
に送信波を放射し、反射波を受信するフェイズドアレイ
アンテナと、アレイアンテナモジュールの位相制御によ
り、上記フェイズドアレイアンテナのビームの指向を制
御するビーム制御器と、表示座標を決定し、上記ビーム
制御器に対してビーム指向角度を指示する表示座標算出
器と、送信波を発生する励振器と、上記フェイズドアレ
イアンテナへ送信部から信号を供給し、受信信号を受信
検波部へ供給するサーキュレータと、受信信号をディジ
タルビデオ受信信号へと変換する受信器と、レーダプラ
ットフォームの動揺を検出する慣性プラットフォームセ
ンサと、上記慣性プラットフォームセンサからの自機動
揺データと上記表示座標算出器からのビーム指向角度デ
ータにより、目標とする地表点との距離変化を線形と仮
定してレンジビンのずれる周期を算出し、一定周期間隔
でレンジビンをずらす処理を行うレンジウォーク補償器
と、上記慣性プラットフォームセンサからの自機動揺デ
ータより、速度ベクトルの変化率が一定になったことに
より、機体が旋回状態であることを検出し、速度、角速
度を出力する旋回条件検出器と、上記慣性プラットフォ
ームセンサからの自機動揺データと上記表示座標算出器
からのビーム指向角度データにより、受信信号の位相変
化量を実時間で算出する位相補償データ発生器と、シミ
ュレーションにより算出された位相補償量誤差成分を格
納する誤差成分データメモリと、上記誤差成分データメ
モリを用いて、上記位相補償データ発生器から出力され
る位相補償データに対して、上記旋回条件検出器より出
力される旋回条件に応じて位相補償量誤差成分を補正す
る位相補償データ補正器と、上記位相補償データ補正器
からのデータを用いて受信信号の位相を補正する位相補
償器と、ビーム内の方位方向に対応したドップラ周波数
を検出するFFT(Fast Fourier Tra
nsform)演算器と、上記FFT演算器から出力さ
れるデータから特定の周波数の振幅を検出する振幅検出
器と、上記振幅検出器から出力されるデータを画像デー
タに変換する画像データ変換器と、上記画像データ変換
器から出力される画像データを表示する表示器とを備え
たことを特徴とするレーダ装置。
1. A DBS (Doppler Beam S)
It is a radar that creates a high-resolution surface map using the harpening technology in real time. It uses a phased array antenna that emits a transmitted wave in a specific direction space and receives a reflected wave, and the phase control of the array antenna module. A beam controller that controls the beam pointing of the phased array antenna, a display coordinate calculator that determines the display coordinates and indicates the beam pointing angle to the beam controller, and an exciter that generates a transmitted wave. , A circulator that supplies a signal from the transmitter to the phased array antenna and supplies a received signal to the receiving detector, a receiver that converts the received signal into a digital video received signal, and an inertial platform that detects fluctuations of the radar platform Sensor and the motion data from the inertial platform sensor and the table above With the beam pointing angle data from the coordinate calculator, the range walk compensator that calculates the range bin shift cycle assuming a linear change in the distance to the target ground point, and shifts the range bin at fixed cycle intervals, From the inertial motion data from the inertial platform sensor, the rate of change of the velocity vector becomes constant, so it is detected that the aircraft is in a turning state, and a turning condition detector that outputs speed and angular velocity, and the inertia Phase compensation data generator that calculates the phase change amount of the received signal in real time based on the motion data from the platform sensor and the beam pointing angle data from the display coordinate calculator, and the phase compensation amount error calculated by simulation Using the error component data memory for storing components and the error component data memory, the phase compensation data The phase compensation data corrector that corrects the phase compensation amount error component according to the turning condition output from the turning condition detector with respect to the phase compensation data output from the generator, and the phase compensation data corrector A phase compensator that corrects the phase of the received signal using data, and an FFT (Fast Fourier Tra) that detects the Doppler frequency corresponding to the azimuth direction in the beam
nsform) arithmetic unit, an amplitude detector that detects the amplitude of a specific frequency from the data output from the FFT arithmetic unit, an image data converter that converts the data output from the amplitude detector into image data, A radar device comprising: a display for displaying image data output from the image data converter.
【請求項2】 上記レンジウォーク補償器において、機
体が旋回中で目標地点との距離変化量が線形に増加しな
い場合に、線形近似シミュレーションにより算出された
レンジウォーク補償周期を用いて、上記旋回条件検出器
より出力される旋回条件に応じて、一定周期間隔でレン
ジウォーク補償を行うための補償周期データメモリを備
えたことを特徴とする請求項第1項記載のレーダ装置。
2. In the range walk compensator, when the vehicle is turning and the amount of change in distance to the target point does not increase linearly, the turning condition is calculated using a range walk compensation period calculated by a linear approximation simulation. 2. The radar device according to claim 1, further comprising a compensation cycle data memory for performing range walk compensation at a constant cycle interval according to the turning condition output from the detector.
【請求項3】 マッピング座標決定から、処理開始およ
び表示までの時間を設定するタイミング制御器と、この
タイミング制御器で設定された座標決定から処理開始ま
での設定時間と、上記表示座標算出器からのビーム指向
角度データと、上記旋回条件検出器より出力される旋回
条件により、マッピング中に機体が旋回することにより
生ずる処理不可能な地点に対する処理を行わないように
制御する処理制御器とを備えたことを特徴とする請求項
第1項記載のレーダ装置。
3. A timing controller for setting a time from mapping coordinate determination to processing start and display, a set time from the coordinate determination set by the timing controller to processing start, and the display coordinate calculator. Of the beam pointing angle data and the turning condition output from the turning condition detector, and a processing controller for controlling not to process a point that cannot be processed due to the turning of the aircraft during mapping. The radar device according to claim 1, wherein the radar device is provided.
【請求項4】 マッピング座標決定から、処理を行うま
でに一定の時間を必要とするため、マッピング中に機体
が旋回することにより、目標とする地点と自機との方位
方向の位置関係が実際と表示上で異なってしまう場合
に、上記旋回条件検出器より出力される旋回条件と、上
記タイミング制御器による座標決定から表示までの設定
時間により、座標決定から表示時点までの機軸の変化を
算出する目標地点座標算出器と、上記目標地点座標算出
器より得られる目標地点座標データと、上記座標算出器
からのビーム指向角度データにより自機と目標地点との
位置関係を正確に表示するように表示器の制御を行う表
示制御器を備えたことを特徴とする請求項第1項記載の
レーダ装置。
4. Since a fixed time is required from the determination of the mapping coordinates to the processing, the turning of the aircraft during the mapping causes the actual positional relationship between the target point and the aircraft in the azimuth direction. If the display condition is different from the display, the change in the axis from the coordinate determination to the display time is calculated by the turning condition output from the above-mentioned turning condition detector and the set time from the coordinate determination to the display by the timing controller. The target point coordinate calculator, the target point coordinate data obtained from the target point coordinate calculator, and the beam pointing angle data from the coordinate calculator are used to accurately display the positional relationship between the own device and the target point. The radar device according to claim 1, further comprising a display controller that controls the display device.
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