JPH06249950A - 移動目標検出レーダ装置 - Google Patents

移動目標検出レーダ装置

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JPH06249950A
JPH06249950A JP5039689A JP3968993A JPH06249950A JP H06249950 A JPH06249950 A JP H06249950A JP 5039689 A JP5039689 A JP 5039689A JP 3968993 A JP3968993 A JP 3968993A JP H06249950 A JPH06249950 A JP H06249950A
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signal
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Yasuhiro Toshitsuna
康宏 年綱
Takaaki Hayashi
孝明 林
Hachiro Sueda
八郎 末田
Seiichi Maeda
誠一 前田
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Japan Steel Works Ltd
NEC Corp
Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
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Japan Steel Works Ltd
NEC Corp
Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
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Abstract

(57)【要約】 【目的】移動目標で反射されるレーダ送信信号のドップ
ラ偏移周波数を利用して移動目標を検出する。 【構成】変調コード発生器101の変調コードによって
作られた送信信号の移動目標からの反射信号をアンテナ
104で受信し、受信機105でビデオ信号に変換す
る。移動目標のビデオ信号に含まれるドップラ偏移周波
数成分をドップラ係数発生器107でよって作られるド
ップラ係数と受信機105のビデオ信号出力とを乗算
し、その結果を変調コード発生器101で発生する変調
コードと相関器108で相関を取り、目標判定器109
によって相関器108の出力信号の中から移動目標信号
を抽出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は移動目標検出レーダ装
置に関し、特に移動目標からの反射信号のドップラ偏移
周波数により移動目標の反射信号を抽出し、移動目標を
検出する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の移動目標検出レーダ方式
は、たとえば米国特許、第4,730,189号明細書
に示されるように、複数のパルスを送信し、目標からの
反射信号を受信して記憶し、この受信信号の中から送信
した複数のパルスの間隔で信号を取り出し、同期積分を
行うことにより移動目標を検出していた。
【0003】まず、図6及び図7を参照して前記米国特
許明細書に記載されている従来の移動目標検出レーダ方
式の一例を説明する。図6は、従来の移動目標検出レー
ダの受信信号の同期積分処理系統を示すブロック図であ
る。アナログ・デジタル変換器(以後A/D変換器と言
う)51,52は、復調器58のI及びQアナログビデ
オ信号をデジタル信号に変換する。同期積分器53は、
A/D変換器51,52の出力信号をベクトル加算す
る。スレショルド回路54は、同期積分器53の出力信
号の中から定められた振幅以上の信号を取り出す。指示
器55は、スレショルド回路54の出力信号を表示す
る。送信機56は、送信信号を発生させる。送受信切換
器57は、送信機56の出力信号をアンテナへ送り出
し、アンテナで受信した信号を復調器58側へ送り出
す。復調器58は、受信信号をI及びQアナログビデオ
信号へ変換する。同期信号発振器59は、送信信号の作
成及びI,Qアナログビデオ信号の作成に必要な同期信
号を発生する。図7は、図6の同期積分器53の具体例
を示したものである。図でシフトレジスタ61,62,
63,64は送信信号のパルス間隔に合ったシフトレジ
スタである。乗算器65,66,67,68は、シフト
レジスタ61,62,63,64の入力または出力信号
にドップラ偏移周波数係数を乗算する。加算器69は、
乗算器65,66,67,68の出力を加算する。
【0004】次に図6の動作を説明する。同期信号発振
器59の同期信号を基準として送信機56で作られた信
号は、送受信切換器57を通ってアンテナから空中へ放
射される。放射された信号は目標で反射されアンテナで
受信される。この受信信号は、送受信切換器57を通っ
て復調器58に加えられる。復調器58では、受信信号
の受信処理をし、同期信号発振器59の同期信号を基準
として受信信号をI,Qアナログビデオ信号へ変換す
る。I,Qアナログビデオ信号は、A/D変換器51,
52によりそれぞれデジタル信号へ変換される。このデ
ジタル信号は、同期積分器53により複数のドップラ偏
移周波数別にベクトル加算され、スレッショルド回路5
4によって定められた振幅以上の信号が取り出され指示
器55に表示される。
【0005】更に図7の動作を以下に説明する。図7
は、説明を簡単にするため信号を複素数で表示してい
る。従って入力信号も複素数信号とする。入力信号は、
シフトレジスタ61,62,63,64によりシフトさ
れ、複数の送信パルス間隔に等しい間隔のシフトレジス
タの内容が乗算器65,66,67,68へ加えられ、
複素数ei・w0・n・PRTと乗算される。ω0 は複数のドップ
ラ偏移周波数の一例を、n・PRTは送信パルス間隔に
対応した時間を表わす。乗算器の出力は加算器69で加
算される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この従来の移動目標検
出レーダ方式では、複数の送信パルスの受信信号をシフ
トレジスタ等に加え記憶しておき、複数の送信パルスの
間隔で受信信号の同期積分を行う必要があった。従っ
て、1回の同期積分処理に対し少なくとも送信パルス数
以上の乗算回路を必要とし、複雑な同期積分処理と多く
の乗算回路を必要とした。
【0007】本発明の目的は、移動目標からの反射信号
のドップラ偏移周波数を用いた移動目標の検出を、簡単
な回路と少ない乗算回路で行える移動目標検出レーダ装
置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明においては、受信
機の出力信号に対し検出対象とする移動目標について想
定されるドップラ偏移周波数成分を連続して乗じ、その
結果を記憶し、その記憶した内容と送信信号を発生する
ために用いた変調コードとの相関処理を行うことにより
上記目的を達成している。
【0009】
【実施例】次に、本発明について図面を参照にして説明
する。図1は本発明の一実施例を示すブロック図であ
る。図1において変調コード発生器101は、同期信号
発生器110の信号を基準として変調コードを発生させ
送信機へ入力する。送信機102は、変調コード発生器
101からの変調コードによって変調を受けた送信周波
数信号を発生される。送受信切換器103は、送信機1
02の信号をアンテナ104へ送り出し、アンテナ10
4で受信した信号を受信機105へ送り出す。アンテナ
104は、送信信号を空間へ放射し、送信信号の目標ま
たは地面等からの反射信号を受信する。受信機105
は、入力された信号をビデオ信号に変換する。乗算器1
06は、受信機105の出力信号とドップラ係数発生器
107によって発生されたドップラ係数とを乗算する。
相関器108は、乗算器106の出力信号と変調コード
発生器101で発生される変調コードとの相関を取る。
ここで、相関器108は、あらかじめ前記変調コード情
報を記憶している場合には、図1の変調コード発生器1
01と相関器108を接続する必要はない。同期信号発
生器110は、図1によって示されるレーダ装置の動作
に必要な同期信号を発生する。ドップラ係数発生器10
7は、ドップラ係数を発生し、これを乗算器106へ入
力する。目標判定器109は相関器108の出力信号の
中から、定められた判定基準で目標を抽出する。受信機
105では、必要に応じてクラッタの抑圧を行う。
【0010】次に図1のレーダ動作を説明する。同期信
号発生器110にて作られた信号を基準として変調コー
ド発生器101で作られた変調コードは、送信機102
に加えられる。送信機102は、加えられた変調コード
を用いて送信信号を発生させ、送受信切換器103を通
してアンテナ104へ発生させた送信信号を送る。アン
テナ104は送信信号を空間へ放射する。アンテナ10
4で放射された信号は目標または地面等で反射され一部
はアンテナ104で受信される。アンテナ104で受信
された信号は、送受信切換器103を通して受信機10
5へ入力される。受信機105では入力された信号を処
理し、必要に応じクラッタを抑圧し、ビデオ信号に変換
させる。ビデオ信号は、乗算器106にてドップラ係数
発生器107で発生させられた検出対象とする移動目標
について想定されるドップラ偏移周波数成分の係数を乗
ぜられ、相関器108で変調コードと相関を取られる。
相関器108の出力信号は、目標判定器109に入力さ
れる。目標判定器109は定められた基準により、相関
器108の出力信号から移動目標信号を抽出する。同期
信号発生器110は、本レーダに必要な同期信号を発生
する。
【0011】図2は、変調コード発生器101で発生さ
せられる変調コードを構成しているn個の要素の立上が
りのタイミングの実施例を示す。(a)は立上がりタイ
ミングの間隔が番号1,2の立上がり間隔より番号2,
3の立上がり間隔が大、番号3,4の立上がり間隔が番
号2,3の立上がり間隔より大のように番号が大きくな
るにつれて立上がり間隔が大きい例である。(b)は立
上がり間隔は全て等しいが、立上がりの極性が反転して
いるものを含む例である。(c)は立上がり間隔が任意
の値の例である。(d)は立上がり間隔が等しい例であ
る。(e)は(a)の逆で、立上がり間隔が立上がりタ
イミング番号が大きくなるほど小さくなる例である。送
信機102は、図2の(a)〜(e)に示されるような
変調コードの一つまたは複数の種類の変調コードを時間
的に切換えて送信信号を発生させる。送信信号は、図2
の(a)〜(e)に示される1,2,3,…nのタイミ
ングで発生する送信周波数のパルスである。送信機10
2は、1,2,3,…nの送信パルス列を繰り返し発生
させる。図2の(b)に示す変調コードにより作られる
送信信号は、1,2,3,…nのタイミングで発生する
パルスで(b)の横線の上のタイミング1,3,4…と
下のタイミング2,5,…nでは送信周波数の位相が相
互に180度異なっているパルス列であり、パルス幅は
任意に定められるが、最大幅は各タイミング間隔であ
る。
【0012】図3は、乗算器106とドップラ係数発生
器107と相関器108を説明する図である。図3にお
いて入力信号f(t)はアンテナ104から受信器10
5へ入力され受信処理された信号である。f(t)はm
チャンネルに分岐され乗算器106へ加えられ、ドップ
ラ係数発生器107にて発生した係数e-jw1t ,e
-jw2t ,…e-jwmt が図に示すように乗ぜられる。乗算
器106の出力はf(t)e-jw1t ,f(t)
-jw2t ,…f(t)e-jwmt であり相関器108へ加
えられる。相関器108の主構成はシフトレジスタ30
4,305,306と加算器307,308,309で
あり、シフトレジスタには乗算器106の出力信号が加
えられる。シフトレジスタ304,305,306の出
力に付された数字の1,2,3,…nは、図2の(a)
〜(e)に示す変調コードタイミングの1,2,3,…
nの時間間隔と等しいことを示している。加算器30
7,308,309はシフトレジスタ304,305,
306の出力を加算する。乗算器301について説明す
ると、入力信号f(t)は乗算器301でe-jw1t が乗
ぜられ、出力はf(t)・e-jw1t となる。このf
(t)・e-jw1t は、シフトレジスタ304へ加えられ
る。シフトレジスタ304の出力1,2,…nは加算器
307へ加えられ、ここで加算されその結果が出力信号
1となる。この動作は下記の数式1で表される。
【0013】
【0014】式1のt1 ,t2 ,…tn は、シフトレジ
スタ304の出力タイミング1,2,…nと等しく、t
1 は1と、t2 は2と、…tn はnと等しい関係であ
る。式1の値はf(t)がω1 の角速度を持つ信号で最
大となる。従って、移動目標の検出に必要な複数の角速
度ω1 ,ω2 ,…,ωm についての処理を各々に行い出
力信号1,出力信号2,…出力信号mを得る。
【0015】図4は、図2の(b)の変調コードによっ
て作られた送信信号を用いたレーダでの、互いに180
度異なる位相の受信信号をシフトレジスタ310の出力
で信号極性制御器312で同一位相になるよう制御した
後、加算器313へ加え、出力信号を得る実施例を示
す。
【0016】図5は、図3に複素数表示をした乗算器3
01とシフトレジスタ304と加算器307の動作の実
施例を示す。入力信号f(t)は、I,Qビデオ信号に
変換され別々に処理される。f(t)I はIビデオ信号
を、f(t)Q はQビデオ信号を表わす。f(t)I
処理について説明する。入力信号f(t)I は乗算器4
01でKcosω1 が乗ぜられる。Kは任意の実数であ
る。入力信号f(t)I は乗算器402でKsinω1
tが乗ぜられる。シフトレジスタ405,406の出力
1,2,…nは図2の変調コードの要素の立上がりタイ
ミング1,2,…nと等しいタイミングとなっている。
加算器409,410はシフトレジスタ405,406
の出力をそれぞれ加算する。加算器409,410の出
力信号は、ベクトル合成器413において下記の数式2
の計算が行われるが、ベクトル合成器413の計算は式
1に限定されず、下記の式2の近似式でもよい。
【0017】
【0018】入力信号f(t)Q についても前記f
(t)I と同様な処理が行われる。ベクトル合成器41
5はベクトル合成器413,414からの信号を個別に
2乗した後、加算し平方根をとって出力信号1を発生さ
せる。ベクトル合成器415の計算も近似計算でもよ
い。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による移動
目標検出レーダ装置は、レーダの受信機の出力信号に対
し検出対象とする移動目標について想定されるドップラ
偏移周波数成分を連続して乗じ、その結果を記憶し、そ
の記憶した内容と送信信号を発生されるために用いた変
調コードとの相関処理を行うことにより、従来の同期積
分処理より乗算回路が少ない簡単な回路で移動目標を検
出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック図。
【図2】図1に示したブロック図の変調コード発生器の
変調コードタイミング図。
【図3】図1の乗算器と相関器の部分を示すブロック
図。
【図4】図1の実施例に適用できる他の相関器のブロッ
ク図。
【図5】図1の乗算器と相関器の部分の詳細を説明する
ブロック図。
【図6】従来例を示すブロック図。
【図7】従来例における同期積分器のブロック図。
【符号の説明】
101 変調コード発生器 102 送信機 103 送受信切換器 104 アンテナ 105 受信機 106 乗算器 107 ドップラ係数発生器 108 相関器 109 目標判定器 110 同期信号発生器
フロントページの続き (72)発明者 末田 八郎 千葉県我孫子市下ケ戸236−24 (72)発明者 前田 誠一 東京都保谷市富士町1−9−2ハイムスク エア203

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 適当な変調コードで変調された信号を送
    信して、目標からの反射信号を受信し受信信号から移動
    目標による反射信号を抽出する際、移動目標からの反射
    信号を抽出しようとする範囲の受信信号に、検出対象と
    する移動目標について想定されるドップラ偏移周波数成
    分の係数を連続して乗じた後、当該受信信号と変調コー
    ドとの相関処理を行うことにより、当該ドップラ偏移を
    持つ移動目標の反射信号を抽出し、移動目標を検出する
    ことを特徴とする移動目標検出レーダ装置。
JP5039689A 1993-03-01 1993-03-01 移動目標検出レーダ装置 Expired - Lifetime JP2908164B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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