JPH07120547A - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーダ受信信号をＡ／Ｄ変換して得た受信デ
ータをメモリ等の記憶装置に記憶させ、記憶させた受信
データを読み出して解析装置で解析するレーダ装置にお
いて、メモリ等の記憶装置から読み出したデータのみに
基づいて送信と受信との同期を取り、受信データの解析
を行なえるようにする。 【構成】 ビート信号ＢＳをＡ／Ｄ変換した受信データ
ＤＳをメモリ４２の特定ビットＤ０〜Ｄ１１へ供給し、
掃引信号ＳＳならびにアンテナ選択信号Ｓ０，Ｓ１をメ
モリ４２の他のビットＤ１２〜Ｄ１４へ供給して、受信
データＤＳと送信情報ＳＳ，Ｓ０，Ｓ１とを同時に記憶
させる。解析装置５は、メモリ４２から読み出した送信
情報ＭＳＳ，ＭＳ０，ＭＳ１に基づいて送信タイミング
を判断し、送信と同期を取って受信データＭＤＳを信号
解析し、物標の存在やその距離を表示装置６に表示させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レーダ受信信号をデ
ジタル信号へ変換してメモリに記憶させた後に、メモリ
に記憶されたデータを解析して物標の存在や位置を検出
するようにしたレーダ装置に係り、特に送信タイミング
や送信信号の種別等の送信情報を受信データとともにメ
モリに記憶させることで、受信信号の解析に際して同期
信号や送信情報を供給しなくても、メモリから受信デー
タとともに読み出される送信情報に基づいてデータ処理
期間の同期や送信信号の種別に応じた信号解析を可能に
したレーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーダ受信信号をデジタル信号へ変換し
てメモリに記憶させ、メモリに記憶させたデータを周波
数解析することで、物標の存在や位置等を検出するよう
にしたレーダ装置は、実開昭６１−１３１６７９号公報
で知られている。

【０００３】レーダ装置は、送信信号と受信信号との時
間差、位相差、もしくは送信信号と受信信号のビート周
波数に基づいて距離測定等を行うので、メモリに記憶さ
せたデータを解析する場合、送信信号の発射タイミング
もしくは送信信号の掃引タイミング等のタイミング情報
が必要である。このため、従来のレーダ装置では、送信
信号の発射時点や掃引の開始時点からカウンタ等の計時
手段を動作させ、所定のタイミングからＡ／Ｄ変換動作
を開始させるとともに、メモリの特定のアドレスから受
信データを順次記憶させることで、メモリのアドレス自
体を送信時点からの経過時間に対応付けている。

【０００４】または、Ａ／Ｄ変換動作ならびにメモリへ
の記憶は所定のサンプリングクロックに基づいて連続的
に行なうとともに、送信開始時点や掃引開始時点のデー
タが記憶されるメモリのアドレスを他の記憶装置に記憶
させておき、他の記憶装置に記憶させたメモリアドレス
を解析装置に供給することで、メモリから読み出して一
連の受信データと送信タイミングとの対応付けを行なう
ようにしている。さらに、複数のビームを切り換えて送
信を行なうレーダ装置においては、送信ビーム情報を他
の記憶装置に記憶させておき、メモリから読み出したデ
ータがどのビームのデータであるかの対応が付けられる
ようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このため、従来のレー
ダ装置では、メモリへの書き込みタイミングを制御する
ための回路や、メモリから読み出したデータと送信状態
との対応を付けるための各種のデータの記憶装置が受信
データ記憶用のメモリの他に必要である。したがって、
レーダ装置の構成が複雑となる。

【０００６】また、受信データを一時保管しておき別の
機会に解析を行なったり、受信データを他の記録媒体を
介して他の装置へ供給して各種の処理を行なうことを想
定した場合、受信データだけでは送信情報との対応付け
ができないので、受信データと送信情報とを同時に記憶
させておき、そのデータだけで信号解析ができるように
することが望まれていた。

【０００７】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、タイミング制御回路や送信タイミン
グ，ビーム種別等の送信情報と受信データとの対応を付
けるための他の記憶装置等を不要にしてレーダ装置の構
成を簡略化するとともに、メモリに記憶したデータに基
づいて信号解析ができるようにしたレーダ装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係るレーダ装置は、レーダ受信信号を所定の
サンプリング周期でＡ／Ｄ変換して得た受信データを時
間経過との対応を付けて記憶装置もしくは記憶媒体に記
憶させ、前記記憶装置もしくは記憶媒体から読み出した
受信データを解析装置で解析して物標の存在や位置を検
出するレーダ装置において、データを解析するために必
要な送信信号の送信もしくは掃引タイミング，送信ビー
ムの種別等の送信データを受信データと共に記憶装置も
しくは記憶媒体に記憶させるとともに、解析装置は記憶
装置もしくは記憶媒体から受信データと共に読み出され
る送信データに基づいて解析期間の基準点ならびに解析
条件を設定して解析を行うよう構成したことを特徴とす
る。

【０００９】

【作用】記憶装置もしくは記憶媒体には、受信データと
共に送信データが記憶される。解析装置は、受信データ
と共に読み出される送信データに基づいて、送信タイミ
ングもしくは掃引タイミングを把握し受信データの解析
基準点を設定することができる。また、解析装置はどの
送信ビームによる受信データであるか等の送信条件を把
握し、把握した送信条件に基づいて所定の解析処理を行
うことができる。

【００１０】記憶装置もしくは記憶媒体から読み出した
データのみに基づいて送信信号との同期をとった解析処
理が行えるので、送信装置から解析装置へ送信情報を供
給するための回路ならびに信号伝送路が不要となり、レ
ーダ装置の構成が簡略化される。また、送信情報と受信
データとが時間的対応を付けて記憶されているので、記
憶媒体に記憶したデータを他の場所で解析することも可
能であり、さらに、例えば定時観測したデータをバッチ
処理することも可能となる。

【００１１】

【実施例】以下この発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１はこの発明に係る送信ビーム切換型ＦＭ
−ＣＷ式のレーダ装置のブロック構成図である。このレ
ーダ装置１は、送受信部２と、同期情報生成部３と、サ
ンプリング部４と、解析装置５と、表示装置６とからな
る。

【００１２】送受信部２は、変調制御回路２１から供給
される周波数指定電圧信号２１ａに基づいて基本周波数
を掃引したＦＭ信号２２ａを発生する電圧制御発振器
（ＶＣＯ）２２と、アイソレータ２３を介して供給され
るＦＭ信号２３ａを送信信号ＴＳと局部信号ＬＳとに分
配する方向性結合器２４と、送信信号ＴＳをアンテナ切
換回路２５へ供給するとともに、このアンテナ切換回路
２５で選択された送受信アンテナＡ〜Ｄで受信した信号
を効率良く取り出すサーキュレータ２６と、サーキュレ
ータ２６から供給される受信信号ＲＳと局部信号ＬＳと
を混合してビート信号ＢＳを生じさせるミキサ２７と備
える。

【００１３】同期情報生成部３は、例えば水晶振動子等
Ｘを用い周波数精度の高く経時的にも安定した基準クロ
ックＭＣＫを発生するとともに、これを分周等してサン
プリングクロックＳＣＫを生成する基準クロック発生回
路３１と、サンプリングクロックＳＣＫに基づいて２ビ
ットのアンテナ選択信号Ｓ０，Ｓ１、ならびに、掃引指
令信号ＳＳを生成するタイミング信号発生回路３２と、
付加情報生成手段３３と備える。

【００１４】図２は掃引ならびにアンテナ切換の動作を
示す説明図である。図２（ａ）に示す掃引指令信号ＳＳ
の例えば立上りに同期して、図２（ｂ）に示すアンテナ
選択信号Ｓ０，Ｓ１を変化させるようにしている。図１
に示したアンテナ切換回路２５は、２ビット情報で与え
られるアンテナ選択信号Ｓ０，Ｓ１をデコードし、アン
テナ選択信号Ｓ０，Ｓ１で指定されたアンテナＡ〜Ｄを
選択してサーキュレータ２６との接続を行うよう構成し
ている。これにより、図２（ｃ）に示すように、各アン
テナＡ〜Ｄの選択切換がなされる。

【００１５】図３に各アンテナのビーム指向特性を示
す。各アンテナＡ〜Ｄのビーム指向特性は、相互に重複
する領域を有するよう設定している。

【００１６】図１に示した変調制御回路２１は、掃引指
令信号ＳＳの例えば立上りに基づいて送信周波数を予め
設定した変化速度で上昇させ、掃引指令信号ＳＳの例え
ば立下りに基づいて送信周波数を予め設定した変化速度
で下降させるよう周波数指定電圧信号２１ａを発生す
る。これにより、図２（ｄ）に示すように、基本周波数
ｆ０から周波数ｆ０＋Δｆの範囲に亘って三角波形状に
周波数変調された送信信号ＴＳが選択されたアンテナＡ
〜Ｄから放射される。

【００１７】したがって、送信信号ＴＳと図２（ｅ）に
示す受信信号ＲＳとの間には、物標までの距離に応じた
時間差が生じ、図１に示したミキサ２７を介して、図２
（ｆ）に示すように物標までの距離に応じた周波数のビ
ート信号ＢＳが出力され、このビート信号ＢＳはサンプ
リング部４へ供給される。

【００１８】サンプリング部４は、サンプリングクロッ
クＳＣＫに基づいてビート信号ＢＳを標本化・量子化す
るＡ／Ｄ変換器４１と、Ａ／Ｄ変換器４１から出力され
た受信データ（デジタルビート信号）ＤＳを記憶する例
えばＲＡＭ等の記憶装置（以下半導体メモリと記す）４
２と、この半導体メモリ４２の書き込む・読み出しを制
御する書込・読出制御手段４３とを備える。

【００１９】Ａ／Ｄ変換器４１は、例えば１２ビット並
列出力型のものを用いている。なお、Ａ／Ｄ変換器４１
の分解能（ビット数）は、データ解析の精度や処理時間
等に基づいて適宜設定されるべきものである。この実施
例では、Ａ／Ｄ変換器４１から出力された受信データＤ
Ｓを半導体メモリ４２のデータ入力端子の下位ビット側
（Ｄ０〜Ｄ１１）へ供給している。そして、データ入力
端子の１２ビット，１３ビット（Ｄ１２，Ｄ１３）にア
ンテナ選択信号Ｓ０，Ｓ１を、データ入力端子の１４ビ
ット（Ｄ１４）に送信指令信号ＳＳをそれぞれ供給して
いる。さらに、データ入力端子の最上位ビット（Ｄ１
５）には、付加情報生成手段３３からビット直列で供給
される付加情報ＨＪを供給している。

【００２０】付加情報ＨＪは、送信の日付・時刻データ
や、送受信アンテナの種別、ビーム指向特性、送信の基
本周波数ｆ０とその周波数偏位Δｆ、サンプリング周期
等のデータ解析時に参照すべき各種の情報である。この
付加情報ＨＪは、半導体メモリ４２に記憶した受信デー
タＤＳを他の解析装置へ供給してデータ解析を行う場合
や、定時観測データをバッチ処理する場合等に必要とな
るものである。なお、送信の基本周波数ｆ０とその周波
数偏位Δｆ、サンプリング周期等の解析条件が設定され
ている解析装置５で解析を行う場合は、付加情報ＨＪを
記憶させなくても受信データＤＳの解析は可能である。

【００２１】付加情報生成手段３３は、時計機能や図示
しないキーボード等の入力手段から入力された各種のデ
ータを記憶するＲＡＭ等を備えるとともに、サンプリン
グクロックＳＣＫに同期して、日付・時刻データや外部
から設定された各種の情報を予め設定されたデータフォ
ーマットに基づいて、ビット直列に出力するよう構成し
ている。なお、付加情報ＨＪを記憶する必要のない場合
は、付加情報生成手段３３を設ける必要はない。

【００２２】書込・読出制御手段４３は、サンプリング
クロックＳＣＫに基づいて書込アドレスを歩進させる書
込アドレス制御手段と、解析装置５から供給される読出
要求５ａに基づいて読出アドレスを設定する読出アドレ
ス制御手段と、基準クロックＭＣＫをカウントすること
でサンプリングクロックＳＣＫから所定時間後（Ａ／Ｄ
変換データが確定したタイミング）で書込アドレス信号
４３ａを半導体メモリ４２のアドレス入力端子ＡＤＤへ
供給し、その後に書込指令信号４３ｂを出力して、受信
データＤＳを書き込まさせるとともに、書き込み動作以
外の時間は読出要求５ａに基づく読出アドレス信号４３
ｃを供給するとともに、読出指令信号４３ｄを出力して
半導体メモリ４２に記憶した受信データＭＤＳを読み出
させる書込・読出時分割処理手段等を備え、半導体メモ
リ４２への受信データＤＳの書き込みとその読み出しを
行なうよう構成している。

【００２３】解析装置５は、受信データ解析手段５１
と、同期・解析条件設定手段５２と、受信データ読出制
御手段５３とを備える。同期・解析条件設定手段５２
は、半導体メモリ４２のデータ出力端子Ｏ１２，Ｏ１３
から供給されるアンテナ選択信号ＭＳ０，ＭＳ１、なら
びに、データ出力端子Ｏ１４から供給される掃引指令信
号ＭＳＳとに基づいて、送信信号ＴＳの送信タイミング
や、アンテナ切換のタイミングを判定し、半導体メモリ
４２から読み出した受信データＭＤＳの解析対象範囲や
解析条件５２ａを受信データ解析手段５１へ供給して解
析条件を設定する。

【００２４】また、この同期・解析条件設定手段５２
は、半導体メモリ４２のデータ出力端子Ｏ１５から供給
されるビット直列の付加情報ＭＨＪを所定のフォーマッ
トの情報へ復元し、例えば必要に応じて日時情報や送信
アンテナの種別等の情報を抽出して、これ付加表示情報
５ｃとして表示装置６へ供給する。

【００２５】さらに、この同期・解析条件設定手段５２
は、半導体メモリ４２から読み出されたアンテナ選択信
号ＭＳ０，ＭＳ１に基づいて送信アンテナＡ〜Ｄの切換
タイミングを把握した後は、その切換時点から所定の時
間が経過するまでの受信データにはアンテナ切換に伴う
雑音が混入していると判断し、図４（ａ）に示すよう
に、その間の受信データの読み出しを行なわないように
受信データ読み出し禁止区間ＴＫを設定したり、もしく
はその読み出し禁止区間ＴＫ内の受信データＤＳを除い
て信号解析を行なうよう構成している。また、図４
（ｂ）に示すように、アンテナ切換時点もしくは掃引指
令信号ＭＳＳに基づいて判断した掃引タイミングに同期
させて受信信号解析期間Ｔａを設定し、設定した受信信
号解析期間Ｔａ内の受信データＭＤＳのみを読み出した
り、もしくはその受信解析期間Ｔａ内の受信データＤＳ
のみに対してい信号解析を施すよう構成している。

【００２６】受信データ読出制御手段５３は、同期・解
析条件設定手段５２から特定の読み出し範囲が指定され
ない場合は、半導体メモリ４２に記憶された受信データ
ＤＳを時系列順（例えばメモリアドレスの０番地から順
次）読み出すよう読み出し要求５ａを発生するが、同期
・解析条件設定手段５２から特定の読み出し範囲が指令
された場合は、その指定された範囲の読み出し要求５ａ
をサンプリング部４へ供給するよう構成している。

【００２７】受信データ解析手段５１は、半導体メモリ
４２のデータ出力端子Ｏ０〜Ｏ１１から出力された受信
データＭＤＳに対して、同期・解析条件設定手段５２か
ら指定された解析対象範囲や解析条件５２ａに基づい
て、受信データの解析を行ない、物標の存在の検出や距
離の測定を行ない、その解析結果データ５ｂを表示装置
６へ供給する。受信データの解析には、例えば高速フー
リエ変換等のデジタル演算処理が利用される。

【００２８】表示装置６は、受信データ解析手段５１か
ら出力される解析結果データ５ｂを予め設定した所定の
表示フォーマットに変換して可視表示するとともに、同
期・解析条件設定手段５２から必要に応じて出力される
付加表示情報５ｃを可視表示表示するよう構成してい
る。なお、この表示装置６は、音声合成装置等を備え、
物標までの距離等を可聴表示する構成としてよい。

【００２９】以上の構成における動作を次に説明する。
同期情報生成部３内のタイミング信号発生回路３２は、
サンプリングクロックＳＣＫに同期させて掃引指令信号
ＳＳ、ならびに、アンテナ選択信号Ｓ０，Ｓ１を発生す
る。サンプリング部４内のＡ／Ｄ変換器４１は、サンプ
リングクロックＳＣＫに基づいて送受信部２の受信出力
であるビート信号ＢＳをデジタル信号へ変換する。書込
・読出制御手段４３は、Ａ／Ｄ変換された受信データＤ
ＳをサンプリングクロックＳＣＫに同期して半導体メモ
リ４２へ記憶させる。この時、同一アドレスの他のビッ
トには、掃引指令信号ＳＳ、ならびに、アンテナ選択信
号Ｓ０，Ｓ１をそれぞれ供給しているので、受信データ
ＤＳと同時に、掃引指令信号ＳＳ、ならびに、アンテナ
選択信号Ｓ０，Ｓ１等の送信情報が半導体メモリ４２に
記憶される。なお、送信情報（ＳＳ，Ｓ０，Ｓ１等）
は、サンプリングクロックＳＣＫに同期させて生成して
おり、また、半導体メモリ４２へのデータ書き込み動作
もサンプリングクロックＳＣＫに同期させているので、
Ａ／Ｄ変換の動作タイミングや半導体メモリ４２への書
き込みタイミングによって、送信情報と受信データと間
に時間的なずれが生ずることはない。

【００３０】解析装置５は、半導体メモリ４２から受信
データＭＤＳと共に読み出される掃引指令信号ＳＳ、な
らびに、アンテナ選択信号Ｓ０，Ｓ１等の送信情報に基
づいて、送信タイミングや送信アンテナの種別を判定す
ることができるので、送信タイミングに同期させて受信
信号解析期間を設定し、その受信信号解析期間内の受信
データＤＳに対してデジタル信号処理を施して、物標の
存在や物標までの距離を検出することができ、その結果
を表示装置６で表示させることができる。

【００３１】受信データＤＳとともに送信情報（ＳＳ，
Ｓ０，Ｓ１等）を同期させて記憶しているので、解析装
置５は半導体メモリ４２から読み出したデータのみに基
づいて送信タイミングと受信信号との同期を取ることが
でき、また、送信アンテナの種別を判別することができ
る。さらに、アンテナ切換時点から所定の期間内の受信
データを解析対象外として、アンテナ切換に伴う雑音成
分を除去するデータ処理を解析装置５側で行なうことも
可能となる。また、解析装置５側で、送信情報に即して
より高精度の検出が可能となるよう、もしくはより短時
間での解析が可能となるよう受信信号の解析対象範囲を
適宜変更することもできる。

【００３２】なお、この実施例では複数の送信ビームを
切り換えるＦＭ−ＣＷレーダ装置につて説明したが、ア
ンテナ切り換えを行なわないレーダ装置においては、掃
引信号ＳＳのみを記憶させる構成としてもよい。また、
図２に示したように、掃引信号ＳＳとアンテナ選択信号
Ｓ０，Ｓ１が同期している場合は、掃引信号ＳＳを記憶
させずし、アンテナ選択信号Ｓ０，Ｓ１のみを記憶させ
る構成として、半導体メモリ４２のデータビット数を減
少させてもよい。パルスレーダにおいては、送信パルス
の送信タイミングを示す２値信号を記憶させる構成とす
ることで、送信信号と受信信号の同期を取ることができ
る。

【００３３】この実施例では、受信データＤＳならびに
送信情報（ＳＳ，Ｓ０，Ｓ１）を記憶する手段として１
個の半導体メモリ４２を用いる構成を示したが、メモリ
アドレスを同一もしくは関連付けられた２個の半導体メ
モリを備え、受信データＤＳと送信情報（ＳＳ，Ｓ０，
Ｓ１）とはそれぞれ別の半導体メモリに記憶するように
してもよい。

【００３４】また、半導体メモリ４２の代わりに磁気デ
ィスク駆動装置もしくは光磁気ディスク駆動装置を用
い、磁気ディスクもしくは光磁気ディスク等の記憶（記
録）媒体に受信データＤＳならびに送信情報を記録させ
るようにしてもよい。また、移動可能な磁気ディスクも
しくは光磁気ディスク等の記憶（記録）媒体を用いて、
記録したデータを他の解析装置へ供給したり、長期間に
亘るデータを保存するようにしてもよい。なお、このよ
うな場合、付加情報ＨＪを含めて記録する構成であれ
ば、データ解析時の受信データの時刻や送信アンテナの
種別等を確認することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係るレー
ダ装置は、レーダ受信信号をＡ／Ｄ変換して得た受信デ
ータを解析するために必要な送信データを、受信データ
と共に記憶装置もしくは記憶媒体に記憶させる構成とし
たので、解析装置は記憶装置もしくは記憶媒体から読み
出した受信データと送信データとに基づいて、送信と受
信との同期を取り、受信データの信号解析を行なうこと
ができる。

【００３６】記憶装置もしくは記憶（記録）媒体から読
み出したデータのみに基づいて送信信号との同期を取っ
た解析処理が行なえるので、送信装置から解析装置へ送
信情報を供給するための回路ならびに信号伝送路等が不
要となり、レーダ装置に構成が簡略化される。また、送
信情報と受信データとが時間的に対応付けて記憶されて
いるので、記憶（記録）媒体に記憶したデータを他の場
所で解析することも可能であり、さらに、定時観測した
データをバッチ処理することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る送信ビーム切換型ＦＭ−ＣＷ式
のレーダ装置のブロック構成図

【図２】掃引ならびにアンテナ切換の動作を示す説明図

【図３】各アンテナのビーム指向特性の一例を示す説明
図

【図４】送信信号との同期を取った信号解析処理の一例
を示す説明図

【符号の説明】

１ レーダ装置 ２ 送受信部 ３ 同期情報生成部 ４ サンプリング部 ５ 解析装置 ６ 表示装置 ３２ タイミング信号発生回路 ４１ Ａ／Ｄ変換器 ４２ 半導体メモリ（記憶手段） ５１ 受信データ解析手段 ５２ 同期・解析条件設定手段 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 送受信アンテナ ＢＳ ビート信号 ＤＳ 受信データ（デジタルビート信号） ＭＤＳ 半導体メモリから読み出した受信データ ＭＳ０，ＭＳ１ 半導体メモリから読み出したアンテナ
選択信号 ＭＳＳ 半導体メモリから読み出した掃引指令信号 Ｓ０，Ｓ１ アンテナ選択信号 ＳＳ 掃引指令信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 卓 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーダ受信信号を所定のサンプリング周
   期でＡ／Ｄ変換して得た受信データを時間経過との対応
   を付けて記憶装置もしくは記憶媒体に記憶させ、前記記
   憶装置もしくは記憶媒体から読み出した受信データを解
   析装置で解析して物標の存在や位置を検出するレーダ装
   置において、 受信データを解析するために必要な送信信号の送信タイ
   ミングもしくは掃引タイミングや送信ビームの種別等の
   送信データを前記受信データと共に前記記憶装置もしく
   は記憶媒体に記憶させるとともに、 前記解析装置は前記記憶装置もしくは記憶媒体から受信
   データと共に読み出される前記送信データに基づいて解
   析期間の基準点ならびに解析条件を設定して解析を行う
   よう構成したことを特徴とするレーダ装置。