JPH06201815A - Radar device - Google Patents
Radar deviceInfo
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- JPH06201815A JPH06201815A JP5002475A JP247593A JPH06201815A JP H06201815 A JPH06201815 A JP H06201815A JP 5002475 A JP5002475 A JP 5002475A JP 247593 A JP247593 A JP 247593A JP H06201815 A JPH06201815 A JP H06201815A
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- video signal
- weighting
- forming
- receiver group
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はディジタルビーム形成
方式(DBF)のアレイアンテナを用いたレーダ装置に
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 using a digital beam forming (DBF) array antenna.
【0002】[0002]
【従来の技術】図3は従来のディジタルビーム形成方式
レーダ装置の構成を示すものであり、この図において1
は電波を受信するためのアレイアンテナ、2はこのアレ
イアンテナの各素子からのマイクロ波受信信号をビデオ
信号に変換するための受信機、3は受信機出力のビデオ
信号とビーム指向方向を含んだビームパターンウエイト
データを用いてビーム形成するためのビーム形成器、4
はビームパターンウエイトデータとビーム指向方向ウェ
イトを合成してビーム形成ウェイトを作成するウエイテ
ィング形成器、5は形成されたビーム信号によりS/N
改善、S/C改善、目標検出、測角/測距、追尾データ
処理等を行うレーダ信号処理器である。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows the structure of a conventional digital beam forming radar apparatus.
Is an array antenna for receiving radio waves, 2 is a receiver for converting a microwave reception signal from each element of the array antenna into a video signal, and 3 is a receiver output video signal and a beam pointing direction Beamformer for beamforming using beam pattern weight data, 4
Is a weighting former that combines beam pattern weight data and beam pointing weight to create a beam forming weight, and 5 is an S / N based on the formed beam signal.
It is a radar signal processor that performs improvement, S / C improvement, target detection, angle measurement / distance measurement, tracking data processing, and the like.
【0003】この従来のDBFレーダ装置において、受
信ビーム形成する場合、受信ビームを送信方向に対応し
スキャンすることで目標探知処理を実施していた。In this conventional DBF radar device, when forming a reception beam, the target detection processing is performed by scanning the reception beam in correspondence with the transmission direction.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来のDBFレーダ装
置において低サイドローブのパターンを形成することで
目標の誤探知を避けていた。しかし、一般に低サイドロ
ーブパターンはアンテナゲインが低く、必然的に受信信
号S/Nが幾分低くなるという問題があった。In the conventional DBF radar device, the misdetection of the target was avoided by forming the pattern of the low side lobe. However, in general, the low sidelobe pattern has a low antenna gain, which inevitably causes the received signal S / N to be somewhat low.
【0005】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あり、目標方向にマッチドフィルタ
を構成し受信信号のS/Nを最大にすることを目的とし
ている。The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to configure a matched filter in a target direction to maximize the S / N of a received signal.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、受信機から出力される受信ビデオ信号を各時間(距
離ビン)対応にその入射方向に対してマッチドフィルタ
を構成するウエイティングをもちいて受信ビーム形成
(DBF)する。その入射方向を検出する装置として複
数のDFTディスクリ形成器を付加したもの、あるいは
FFTマルチビーム形成器出力にさらにマルチモノパル
ス演算器を付加する。In order to solve the above-mentioned problems, a weighting method is used in which a received video signal output from a receiver corresponds to each time (distance bin) and forms a matched filter with respect to its incident direction. Reception beam forming (DBF) is performed. A device to which a plurality of DFT discriformers are added as a device for detecting the incident direction, or a multi-monopulse calculator is further added to the output of the FFT multi-beam former.
【0007】[0007]
【作用】この発明におけるレーダ装置は、複数のDFT
ディスクリ形成器、あるいはFFTマルチビーム形成器
にさらにマルチモノパルス演算器を付加することで入射
角度方向の分析を実施して入射角度方向に対応した素子
間で計測される位相勾配を求め、その位相勾配に対し
て、複素共役関数をウエイティングに用い再度ビーム形
成器(DBF)によりビーム合成することで、ビデオ信
号のS/Nを最大にすることができる。The radar apparatus according to the present invention has a plurality of DFTs.
By adding a multi-monopulse calculator to the discriminator or the FFT multi-beam former, the incident angle direction is analyzed and the phase gradient measured between the elements corresponding to the incident angle direction is obtained. For the gradient, the S / N of the video signal can be maximized by using the complex conjugate function for weighting and beam combining again by the beam former (DBF).
【0008】[0008]
実施例1.図1はこの発明の一実施例を示すものであ
り、1〜3および5は前記従来装置と全く同一のもので
ある。8は受信機からのビデオ信号を一時保持するメモ
リである。6aは一時保持されたビデオ信号を受けて、
送信覆域全域に低サイドローブの受信ビームを複数形成
しディスクリを作成するDFTディスクリ形成器であ
る。4aは目標検出された方向へマッチドフィルタを構
成するウエイト形成器である。Example 1. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which 1 to 3 and 5 are exactly the same as the conventional device. Reference numeral 8 is a memory for temporarily holding the video signal from the receiver. 6a receives the temporarily stored video signal,
It is a DFT discriformer which forms a discreet by forming a plurality of low sidelobe reception beams over the entire transmission coverage area. Reference numeral 4a is a weight former which constitutes a matched filter in the direction in which the target is detected.
【0009】このように構成されたレーダ装置の動作を
詳細に説明する。各アレイ素子で受信したマイクロ波信
号を各受信機で増幅や周波数変換された受信ビデオ信号
はメモリに記録される。この受信ビデオ信号をφm
(θ)とする。ここで、mはアレイ素子番号であり、θ
は電波の入射方向である。この受信ビデオ信号を用い、
DFTディスクリ形成器では複数のDFT回路により数
1に示す演算により捜索覆域全域をカバーするディスク
リを作成する。The operation of the radar device thus configured will be described in detail. The received video signal obtained by amplifying or frequency converting the microwave signal received by each array element is recorded in the memory. This received video signal is φm
(Θ). Where m is the array element number and θ
Is the incident direction of the radio wave. Using this received video signal,
In the DFT discriminator, a plurality of DFT circuits is used to make a discretization covering the entire search coverage area by the operation shown in Formula 1.
【0010】[0010]
【数1】 [Equation 1]
【0011】この演算結果のディスクリ値Dkによりθ
kを求める。もし、求められたθk方向から平面アレイ
に電波が入射したとすれば各素子で計測される受信信号
φm(θk)は、From the discriminant value Dk of this calculation result, θ
Find k. If radio waves are incident on the planar array from the obtained θk direction, the received signal φm (θk) measured by each element is
【0012】[0012]
【数2】 [Equation 2]
【0013】と表される。この入射信号に対し、本来の
ビーム形成器でIt is expressed as follows. For this incident signal, the original beamformer
【0014】[0014]
【数3】 [Equation 3]
【0015】の演算を実行することでマッチドフィルタ
を形成してビーム形成後の信号Ψ(θk)を得る。この
ビーム形成信号Ψ(θk)は真の目標方向に近い方向θ
kへビーム形成されており利得が高く、またマッチドフ
ィルタであるために形成損失も少なく、言い換えるとア
ンテナゲインが高く、S/N値を最大にすることができ
る。The matched filter is formed by executing the calculation of (1) to obtain the beam-formed signal Ψ (θk). This beam forming signal Ψ (θk) is a direction θ close to the true target direction.
The beam is formed into k and the gain is high, and since it is a matched filter, the forming loss is small. In other words, the antenna gain is high and the S / N value can be maximized.
【0016】実施例2.図2はこの発明のもう一つの実
施例を示すものであり、1〜3および5は前記従来装置
と全く同一のものである。8は受信機からのビデオ信号
を一時記録するメモリである。6bは一時記録されたビ
デオ信号を受けて、送信覆域全域に素子数分の受信ビー
ムを形成するFFTマルチビーム形成器である。7は形
成された素子数分のマルチビームにより複数のディスク
リを作成すし目標検出方向を算出するマルチモノパルス
演算器である。4bは目標検出された方向へマッチドフ
ィルタを構成するためのウエイトを作成するウエイト形
成器である。Example 2. FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, in which 1 to 3 and 5 are exactly the same as the conventional device. Reference numeral 8 is a memory for temporarily recording the video signal from the receiver. Reference numeral 6b is an FFT multi-beam former which receives the temporarily recorded video signal and forms reception beams for the number of elements over the entire transmission coverage area. Reference numeral 7 denotes a multi-monopulse calculator which creates a plurality of discretities by using the multi-beams corresponding to the formed elements and calculates a target detection direction. Reference numeral 4b is a weight former that creates weights for forming a matched filter in the direction in which the target is detected.
【0017】このように構成されたレーダ装置の動作を
詳細に説明する。先に説明した実施例1と同様に、各ア
レイ素子で受信したマイクロ波信号を各受信機で増幅や
周波数変換された受信ビデオ信号はメモリに記録され
る。この受信ビデオ信号をφm(θ)とする。ここで、
mは素子番号。θは入射方向である。このビデオ信号
は、捜索覆域全域をカバーするFFT回路1チャンネル
を持つFFTマルチビーム形成器によりThe operation of the thus constructed radar apparatus will be described in detail. Similar to the first embodiment described above, the received video signal obtained by amplifying or frequency converting the microwave signal received by each array element by each receiver is recorded in the memory. The received video signal is φm (θ). here,
m is the element number. θ is the incident direction. This video signal is output by the FFT multi-beam former having one channel of FFT circuit that covers the entire search coverage area.
【0018】[0018]
【数4】 [Equation 4]
【0019】の演算を行い、マルチビームΦkを形成す
る。このマルチビームΦkよりThe calculation is performed to form a multi-beam Φk. From this multi-beam Φk
【0020】[0020]
【数5】 [Equation 5]
【0021】のようなモノパルス計算を実施してディス
クリ値Fkを求める。このFk値により入射角度θkを
求める。以下の処理は実施例1と同様である。The discrete value Fk is obtained by performing the monopulse calculation as described above. The incident angle θk is obtained from this Fk value. The subsequent processing is the same as in the first embodiment.
【0022】[0022]
【発明の効果】この発明は以上に説明したように構成す
ることで以下に示すような効果を持っている。The present invention has the following effects by being configured as described above.
【0023】従来の時間軸方向の信号処理によるS/N
改善に加え、ビーム形成時に複数のDFTディスクリ形
成器、またはFFTマルチビーム形成器により概算の電
波到来方向をもとめ角度方向にマッチドフィルタを構成
して再度ビーム形成することでS/Nを最大にすること
ができる。レーダ等の応用において距離性能の向上、測
距、測角、追尾精度の向上が期待できる。S / N by conventional signal processing in the time axis direction
In addition to improvement, multiple DFT discriminators or FFT multi-beam formers are used to determine the approximate arrival direction of the radio wave and a matched filter is formed in the angular direction to re-form the beam to maximize S / N. can do. In applications such as radar, improvement in distance performance, distance measurement, angle measurement, and tracking accuracy can be expected.
【図1】この発明の実施例1を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】この発明の実施例2を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図3】従来のレーダ装置を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a conventional radar device.
1 アレイアンテナ 2 受信機 3 ビーム形成器 4a ウエイティング形成器 4b ウエイティング形成器 5 信号処理器 6a DFTディスクリ形成器 6b FFTマルチビーム形成器 7 マルチモノパルス演算器 8 メモリ 1 array antenna 2 receiver 3 beam former 4a weighting former 4b weighting former 5 signal processor 6a DFT discriformer 6b FFT multi-beam former 7 multi-monopulse calculator 8 memory
Claims (2)
と、このアレイアンテナの各素子からの受信マイクロ波
信号をビデオ信号に変換する受信機群と、この受信機群
の出力ビデオ信号を一時保存するメモリと、受信機群の
出力ビデオ信号よりモノパルスディスクリを形成するD
FT(ディスクリート・フーリエ変換)ディスクリ形成
器と、このDFT(ディスクリート・フーリエ変換)デ
ィスクリ形成器で目標検出された方向から角度方向にマ
ッチドフィルタを形成するためのウェイティングを算出
するウエイティング形成器と、このウエイティングを用
いて先のメモリに一時保持された各受信機群の出力ビデ
オ信号を合成するビーム形成器と、形成されたビーム出
力を時間軸方向へ信号処理する信号処理器を備えたこと
を特徴とするレーダ装置。1. An array antenna for transmitting and receiving radio waves, a receiver group for converting a microwave signal received from each element of the array antenna into a video signal, and an output video signal of the receiver group is temporarily stored. D that forms a monopulse discretion from the memory and the output video signal of the receiver group
An FT (Discrete Fourier Transform) discriminator and a weighting generator for calculating a weighting for forming a matched filter in the angular direction from the direction of target detection by the DFT (Discrete Fourier Transform) discriminator And a beam former for synthesizing the output video signals of each receiver group temporarily stored in the previous memory using this weighting, and a signal processor for processing the formed beam output in the time axis direction. A radar device characterized by the above.
と、このアレイアンテナの各素子からの受信マイクロ波
信号をビデオ信号に変換する受信機群と、この受信機群
の出力ビデオ信号を一時保存するメモリと、受信機群の
出力ビデオ信号よりFFT(高速フーリエ変換)により
入力ビデオチャンネル数だけビームを形成するFFTマ
ルチビーム形成器と、このマルチビームにより和と差の
パターンを生成して複数のディスクリを作成するマルチ
モノパルス演算器と、このマルチモノパルス演算器で目
標検出された方向から角度方向にマッチドフィルタを形
成するためのウェイティングを算出するウエイティング
形成器と、このウエイティングを用いて先のメモリに一
時保持された各受信機群の出力ビデオ信号を合成するビ
ーム形成器と、形成されたビーム出力を時間軸方向へ信
号処理する信号処理器を備えたことを特徴とするレーダ
装置。2. An array antenna for transmitting and receiving radio waves, a receiver group for converting a microwave signal received from each element of the array antenna into a video signal, and an output video signal of the receiver group is temporarily stored. A memory, an FFT multi-beam former which forms beams by the number of input video channels by FFT (Fast Fourier Transform) from the output video signals of the receiver group, and a plurality of disks which generate sum and difference patterns by this multi-beam A multi-monopulse calculator that creates a clock, a weighting calculator that calculates a weighting for forming a matched filter in the angular direction from the direction of the target detected by this multi-monopulse calculator, and this weighting A beam former for synthesizing output video signals of respective receivers temporarily held in a memory; A radar apparatus comprising a signal processor for processing the processed beam output in the time axis direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5002475A JPH06201815A (en) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | Radar device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5002475A JPH06201815A (en) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | Radar device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06201815A true JPH06201815A (en) | 1994-07-22 |
Family
ID=11530364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5002475A Pending JPH06201815A (en) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | Radar device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06201815A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014106042A (en) * | 2012-11-26 | 2014-06-09 | Toshiba Corp | Dbf radar device |
-
1993
- 1993-01-11 JP JP5002475A patent/JPH06201815A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014106042A (en) * | 2012-11-26 | 2014-06-09 | Toshiba Corp | Dbf radar device |
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