JPH06242228A - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明の目的は、レンジ分解能に影響され
ず、短時間にかつ高精度に目標移動量を検出することが
でき、これによって受信信号の距離方向の移動量測定を
高精度に補正することのできるレーダ装置を提供するこ
とにある。 【構成】この発明に係るレーダ装置は、一つの送信パル
スによる受信信号の位相と一つ以上離れたもう一つの送
信パルスによる受信信号の位相の差を検出する位相差検
出回路と、この回路で得られた位相差情報から当該位相
差を検出した二つのパルス間の時間内に目標が距離方向
に移動した距離を求める目標移動距離検出回路と、この
回路で得られた目標移動距離情報に基づいて、ある距離
間隔でサンプルされた受信信号を、サンプルされた距離
間隔の整数倍で移動方向とは逆方向に補正する補正回路
と、この回路での補正残差分を受信信号のサンプルポイ
ントから内挿計算により求める補正残差分算出手段とを
具備して構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、目標のレンジ移動量
を高精度に補正可能とするレーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、目標のレンジ移動量測定を主目
的とするレーダ装置にあっては、図３に示すように構成
される。

【０００３】図３において、空中線装置１１は空中線よ
り所定のビーム幅で電力を放射し、その反射電力をとら
える。送受信装置１２は繰返し送信パルスの波形生成及
び受信電力の増幅、周波数変換、直交検波を行う。

【０００４】これらの空中線装置１１及び送受信装置１
２を通して得られた繰返し送信パルスの反射パルス受信
信号（アナログビデオ信号）は信号処理装置１３に送ら
れる。この信号処理装置１３に入力されたビデオ信号
は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路１３１でデ
ジタル信号に変換された後、振幅検波回路１３２におい
てその振幅が取り出され、目標検出回路１３３に送られ
る。

【０００５】目標検出回路１３３は入力振幅の大小によ
り、目標を他のエコーと弁別し、目標位置をレンジセル
単位で自動検出する。目標移動量検出回路１３４は、目
標検出回路１３３の検出結果から目標の存在するレンジ
セルのパルス間における動きを見て目標の移動量（速
度）を割り出す。

【０００６】レンジセル単位目標移動量補正回路１３５
は、目標検出装置１３３で得られる目標位置のパルス間
における動きそのものの情報と目標移動量検出回路１３
４で得られる速度情報を用いて、１レンジセル分目標が
動いたとき、初めて移動量が１レンジセル補正されるよ
うに、レンジセル単位の目標移動量の補正を行ってい
る。ここで補正された目標位置情報は表示装置１４に送
られ、目標位置が所定の形式で適宜表示される。

【０００７】しかしながら、上記のような信号処理方式
では、目標が１レンジセル以上移動しないと速度検出が
できない。また、目標移動量の補正も、レンジセル単位
でしか行っていないので、補正精度がそのレーダが持つ
レンジ分解能に依存してしまう。

【０００８】一方、目標の移動量を検出する他の信号処
理方式としては、図４に示すように、目標からの受信信
号（Ａ／Ｄ変換回路１３１の出力）をＦＦＴ（高速フー
リエ変換）処理回路１３６で周波数分析を行うことで目
標のドプラ周波数を求め、目標移動量検出回路１３７で
ドプラ周波数から移動量を推定することが考えられてい
る。

【０００９】しかしながら、このような信号処理によっ
て移動量を推定する場合、移動量分解能はＦＦＴの周波
数分解能で決定されてしまい、さらに周波数分解能は観
測時間に依存するため、精度よく移動量を推定しようと
すると、測定時間を長くとる必要がある。特に、極めて
高い目標のレンジ移動量補正精度が要求される高分解能
レーダ装置に用いる速度検出系を考えたとき、このよう
な方式では満足なレンジ移動量補正精度が得られない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のレーダ装置では、レンジ分解能に影響されて、短時
間にかつ高精度に目標移動量を検出することができず、
受信信号の距離方向の移動量測定を高精度に補正するこ
とができなかった。

【００１１】この発明は上記の問題を解決するためにな
されたもので、レンジ分解能に影響されず、短時間にか
つ高精度に目標移動量を検出することができ、これによ
って受信信号の距離方向の移動量を高精度に補正するこ
とのできるレーダ装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明に係るレーダ装置は、一つの送信パルスによ
る受信信号の位相と一つ以上離れたもう一つの送信パル
スによる受信信号の位相の差を検出する位相差検出回路
と、この回路で得られた位相差情報から当該位相差を検
出した二つのパルス間の時間内に目標が距離方向に移動
した距離を求める目標移動距離検出回路と、この回路で
得られた目標移動距離情報に基づいて、ある距離間隔で
サンプルされた受信信号を、サンプルされた距離間隔の
整数倍で移動方向とは逆方向に補正する第１の補正回路
と、サンプルされた距離における受信信号から前記第１
の補正回路での補正残差分だけ離れた距離における受信
信号を複数のサンプルされた受信信号から内挿計算によ
り求め補正する第２の補正回路とを具備して構成され
る。

【００１３】

【作用】上記構成によるレーダ装置では、位相差検出回
路で一つの送信パルスによる受信信号の位相と一つ以上
離れたもう一つの送信パルスによる受信信号の位相との
差を検出し、目標移動距離検出回路でパルス間の位相差
量から目標のパルス間における距離方向の移動距離への
変換を行ない、補正回路で目標移動距離に基づきある時
間間隔でサンプルされた受信信号に対してサンプルされ
た距離間隔の整数倍で移動方向とは逆方向に補正を行
う。ここで、実際の目標はレンジセルごとにとびとびに
移動するわけではないので、レンジセル以下の距離の補
正を実現するため、回路での補正残差分を受信信号のサ
ンプルポイントから内挿計算により求めるようにしてい
る。

【００１４】

【実施例】以下、図１及び図２を参照してこの発明の一
実施例を詳細に説明する。尚、図１において、図３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
を中心に説明する。

【００１５】図１はこの発明に係るレーダ装置の構成を
示すもので、信号処理装置１３において、Ａ／Ｄ変換回
路１３１から出力されるデジタルビデオ信号は、位相差
量検出回路１３ａ及びレンジリサンプル回路１３ｂに送
られる。

【００１６】位相差量検出回路１３ａは、一つの送信パ
ルスによる受信信号の位相と１つ以上離れたもう一つの
送信パルスによる受信信号の位相との差を検出する。こ
の回路１３ａで得られた位相差量情報は目標移動量検出
回路１３ｃに送られる。この目標移動量検出回路１３ｃ
は入力した位相差量情報を目標移動量情報に変換する。
変換された目標移動量情報はレンジサンプル回路１３ｂ
及びレンジセル単位目標移動量補正回路１３ｄに送られ
る。

【００１７】上記レンジセル単位目標移動量補正回路１
３ｄは、入力した目標移動量情報に基づいて、ある距離
間隔でサンプルされた受信信号を、サンプルされた距離
間隔の整数倍で移動方向とは逆方向に補正する。上記レ
ンジリサンプル回路１３ｂは、補正回路１３ｄの補正精
度を上げるために、レンジ補間（サンプルされた距離間
隔の整数倍で、移動方向とは逆方向に補正した後の余り
の距離における受信信号を、サンプルされた受信信号か
ら求める）を行う。上記構成において、以下図２を参照
してその作用を説明する。

【００１８】空中線装置１１を経由して得られた目標か
らの受信信号は、送受信装置１２において周波数変換及
び直交検波されて、アナログビデオ信号となって信号処
理装置１３へ送られる。信号処理装置１３において、送
られてきたビデオ信号はＡ／Ｄ変換回路１３１でデジタ
ル変換された後、位相差量検出回路１３ａで一つの送信
パルスによる受信信号の位相と一つ以上離れたもう一つ
の送信パルスによる受信信号の位相との差が検出され
る。説明を簡単にするため、ここでは隣り合わせた送信
パルスによる受信信号間の位相差を考えることにする。

【００１９】この位相差とパルス間の時間、位相回転の
角速度の間には、 (1)式に示すような関係があり、位相
回転の角速度は (2)式に示すように目標のレーダに対す
る動きによって生ずるドプラ周波数として表わすことが
できる。また、 (3)式に示すドプラ周波数と目標速度の
関係により、目標速度を (4)式から求めることができ
る。さらに、位相を求めたパルス間の時間における目標
の移動量は (5)式の関係により (6)式のように求めるこ
とができる。

【００２０】

【数１】

【００２１】このように、目標移動量検出回路１３ｃに
おいて、パルス間の位相差量から目標のパルス間におけ
る距離方向の移動量への変換が行われる。この目標移動
量情報により、レンジセル単位目標移動量補正回路１３
ｄでは、ある時間間隔でサンプルされた受信信号に対し
て、サンプルされた距離間隔（以下、サンプルされた距
離間隔をレンジセルと称する）の整数倍で移動方向とは
逆方向に補正が行われる。

【００２２】実際の目標はレンジセルごとにとびとびに
移動するわけではないので、ここではレンジセル以下の
距離の補正を実現するため、リサンプルと呼ばれる手法
を用いる。リサンプルポイントｔにおける受信データは
ｎ＝∞とし（ｆm [Hz]以上の周波数成分を含まない場
合）、１／２ｆm 秒ごとの時点における受信データｘp
の値から次式により定まる（リサンプル関数は一例であ
り、リサンプルポイントは位相回転量から求める）。

【００２３】

【数２】

【００２４】このように、レンジセル以下の補正は、レ
ンジリサンプル回路１３ｂにおいて、その移動距離の点
（リサンプルポイント）での受信信号を求めるという形
で実現される。このように移動量補正された受信信号
は、レーダの目的、用途に応じて処理され、表示装置１
４で適宜表示される。

【００２５】したがって、上記構成によるレーダ装置
は、最低限連続した二つの送信パルスからの受信信号の
位相回転量を用いて、短時間で高精度な目標の移動量を
検出することができ、高精度な目標の移動量補正を行う
ことができる。尚、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その他、この発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々変形しても、同様に実施可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、レンジ
分解能に影響されず、短時間にかつ高精度に目標移動量
を検出することができ、これによって受信信号の距離方
向の移動量測定を高精度に補正することのできるレーダ
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るレーダ装置の一実施例の構成を
示すブロック図。

【図２】同実施例のリサンプル処理を説明するための波
形図。

【図３】従来のレーダ装置の構成を示すブロック図。

【図４】従来の他の信号処理方式によるレーダ装置の構
成を示すブロック図。

【符号の説明】

１１…空中線装置、１２…送受信装置、１３…信号処理
装置、１３１…Ａ／Ｄ変換回路、１３２…振幅検波回
路、１３３、１３３…目標検出回路、１３４…目標移動
量検出回路、１３５…レンジセル単位目標移動量補正回
路、１３６…ＦＦＴ処理回路、１３ａ…位相差量検出回
路、１３ｂ…レンジリサンプル回路、１３ｃ…目標移動
量検出回路、１３ｄ…レンジセル単位目標移動量補正回
路、１４…表示器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一つの送信パルスによる受信信号の位相と
   一つ以上離れたもう一つの送信パルスによる受信信号の
   位相の差を検出する位相差検出回路と、 この回路で得られた位相差情報から当該位相差を検出し
   た二つのパルス間の時間内に目標が距離方向に移動した
   距離を求める目標移動距離検出回路と、 この回路で得られた目標移動距離情報に基づいて、ある
   距離間隔でサンプルされた受信信号を、サンプルされた
   距離間隔の整数倍で移動方向とは逆方向に補正する第１
   の補正回路と、 サンプルされた距離における受信信号から前記第１の補
   正回路での補正残差分だけ離れた距離における受信信号
   を複数のサンプルされた受信信号から内挿計算により求
   め補正する第２の補正回路とを具備するレーダ装置。