JPH10246778A - 目標探知追尾装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーダにより目標の捜索、探知及び追尾を行
う際、既追尾目標と、捜索ビームによる探知目標との相
関処理の誤判定を減少させ、かつ探知及び追尾に関する
レーダ分解能の低下を最小限にすることを目的としてい
る。 【解決手段】 追尾ビームによる目標検出処理時に計測
される信号雑音比より目標観測精度を実時間にて推定
し、捜索ビームによる探知目標と既追尾目標との相関処
理を行う際に用いる相関ゲート幅を、上記観測精度の推
定値をもとに設定できるように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はレーダ装置におけ
る自動探知追尾機能を実現する装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の目標探知追尾装置は図６のような
構成であり、図６において１はアンテナ装置、２は送受
信装置、３はレーダ信号処理装置、４は観測値出力選択
装置、５は追尾フィルタ装置、１５は相関ゲート幅設定
装置、１６は相関装置、１７はビーム制御装置である。

【０００３】従来の目標探知追尾装置は上記のように構
成されており、以下に示す動作を行う。移動目標（例え
ば水上目標、対空目標）の捜索及び追尾を時分割処理に
より行うレーダ装置において、目標捜索のために照射し
たビームを捜索ビーム、目標追尾を継続するために照射
するビームを追尾ビームと称する。捜索ビームにより探
知した目標と既追尾目標との相関処理を行い、既追尾目
標と異なる目標と判定された場合に「新目標を探知し
た」と判定して、以後追尾処理を起動し、追尾ビームを
照射する方式は、自動探知追尾レーダの一般的手法であ
る。

【０００４】なお、参考までに図１１に捜索ビームと追
尾ビームの角度方向の位置関係の例を示す。図中、４４
は左方向から右方向に移動する追尾中の目標、４５は追
尾目標に対して照射された追尾ビーム、４６は捜索ビー
ムｈ、４７は捜索ビームｉ、４８は捜索ビームｊ、４９
は捜索ビームｋ、５０は捜索ビームｌ、５１は捜索ビー
ムｍを示している。

【０００５】捜索ビームは常に一定の位置に対して照射
されており、新目標の探知を目的としているのに対し
て、追尾ビームは既に追尾中となっている目標位置に合
わせて、追尾サンプリング間隔ごとに追尾予測計算結果
に基づいて指向される。図中、捜索ビーム４８が追尾中
の目標を探知した状態を表し、この後、相関処理により
新目標か、追尾中の目標か判定されることになる。

【０００６】以降、この従来方式についての動作内容を
以下に記載する。ビーム制御装置１７により指示された
捜索ビーム指向位置に対して送受信装置２では送信信号
をアンテナ装置１に出力する。アンテナ装置１から、空
間に対して捜索ビームの送受信を行い、上記アンテナ装
置１により受信された信号は送受信装置２に入力され、
増幅等の処理を行った後、レーダ信号処理装置３に入力
される。レーダ信号処理装置３では受信信号に含まれる
目標信号と雑音信号の振幅を計測し、これらを比較して
目標の検出を行い、捜索ビーム照射時に目標の検出があ
った場合、目標を「探知」したとして、その距離、方位
角情報、高角情報の極座標系での３次元観測値を算出す
る。この観測値を観測値出力選択装置４を経由し、捜索
ビームによる目標検出時には相関装置１６に転送し、相
関装置に別途入力されている追尾予測値をもとに“数
１”に従い相関処理を実施する。

【０００７】

【数１】

【０００８】ここでＲｚ(k) は観測距離、Ｅｚ(k) は観
測高角、Ｂｙｚ(k) は観測方位角であり、Ｒｐ(k) は追
尾予測距離、Ｅｐ(k) は追尾予測高角、Ｂｙｐ(k) は追
尾予測方位角であり、添え字の(k) はサンプリング時刻
ｋにおける情報を示す。またＷR は距離の相関ゲート
幅、ＷE は高角の相関ゲート幅、ＷByは距離の相関ゲー
ト幅である。相関ゲート幅については、相関ゲート幅設
定装置１５により設定するが、設定値については、一般
的には距離方向ＷR は目標検出処理における観測距離分
解能の２倍程度の距離範囲を固定値として設定し、角度
方向ＷE 及びＷByについては照射する捜索ビーム幅（送
信ビーム中心より電界強度が３ｄＢ以下となる角度幅で
あり、送信周波数及びアンテナ径に依存する）に相当す
る角度範囲を固定値として設定する。相関処理の結果、
捜索ビームにより探知された目標が“数１”の条件を満
たすことにより新目標と判定された場合、捜索ビームに
よる目標観測位置に対して追尾ビームの照射を指示す
る。また、捜索ビームにより観測された目標が既追尾目
標と判定された場合には新たな追尾ビームは照射されず
に、既に照射している追尾ビームの照射を継続する。こ
こまでが捜索から探知の処理の流れである。以下、追尾
の処理の流れについて記載する。

【０００９】アンテナ装置１から、追尾すべき目標に対
して追尾ビームの送受信を行い、上記アンテナ装置１に
より受信された目標信号は送受信装置２に入力され、増
幅等の処理を行った後、レーダ信号処理装置３に入力さ
れる。レーダ信号処理装置３では受信信号をもとに目標
信号と雑音信号の振幅を計測し、これらを比較して目標
の検出を行い、その距離、方位角情報、高角情報の極座
標系での３次元観測値を算出する。この観測値を観測値
出力選択装置４を経由し、追尾フィルタ装置５に転送
し、追尾フィルタリングの処理が行われる。追尾フィル
タ装置５では、追尾目標ごとに、次サンプリング時刻に
おける追尾予測位置を算出する。追尾フィルタの形式は
一般に広く知られているカルマンフィルタであるので、
ここでは簡単に説明する。まず、“数２”に従い座標変
換を行う。

【００１０】

【数２】

【００１１】これは極座標系の観測値を北基準直交座標
系に変換する処理であり、これは追尾フィルタにおける
予測計算を有利に行うために座標変換を行うものであ
る。“数２”においてＺ(k) は北基準直交座標系での３
次元の観測値ベクトルであり、ｘ(k) 、ｙ(k) 、ｚ(k)
の成分である。次に、“数３”に従い平滑処理を行う。

【００１２】

【数３】

【００１３】ここで、Ｘｓ(k) は平滑位置ｘｓ(k) 、ｙ
ｓ(k) 、ｚｓ(k) と速度ｄｘｓ(k)、ｄｙｓ(k) 、ｄｚ
ｓ(k) の６次元ベクトル、Ｘｐ(k) は予測位置ｘｐ(k)
、ｙｐ(k) 、ｚｐ(k) と速度ｄｘｐ(k) 、ｄｙｐ(k)
、ｄｚｐ(k) の６次元ベクトル、Ｋ(k) は６行３列の
カルマンゲイン行列、Ｈは予測ベクトルと観測ベクトル
の整合を行う観測行列、またＰｐ(k) は６行６列の平滑
誤差共分散行列、Ｐｓ(k)は６行６列の予測誤差共分散
行列である。なお、本文書では転置行列を添え字Ｔで表
記し、Ｉは３行３列の単位行列を示す。平滑処理の後、
“数４”に従い予測処理を行う。

【００１４】

【数４】

【００１５】ここで、Φ(k) はサンプリング間隔ｔの６
行６列の推移行列であり、またＱは目標運動の不安定さ
を示す駆動雑音のパラメータで、速度の変動を正規分布
で仮定し、その分散を設定する。Γ１(k) は駆動雑音を
サンプリング時間の推移に伴い、追尾空間上へのひろが
りに換算するための変換行列である。なお、サンプリン
グ間隔ｔ、駆動雑音Ｑは事前に設定するパラメータであ
る。そして、次サンプリング時刻における平滑処理のた
めに“数５”に従いカルマンゲイン行列算出処理を行
う。

【００１６】

【数５】

【００１７】ここでＲ(k) はレーダによる目標観測誤差
の大きさを示す観測雑音のパラメータ、Γ２(k) はレー
ダによる観測誤差を北基準直交座標系における追尾空間
上に換算するための変換行列である。なお、観測雑音Ｒ
(k) は距離の観測精度ＷR 及び角度の観測精度Ｗm によ
る共分散行列であり、“数６”に従い設定される。

【００１８】

【数６】

【００１９】なお、ＷR 及びＷm はレーダ装置の設計値
等をもとに事前に設定するパラメータである。以上の処
理により次サンプリング時刻における追尾ビーム照射の
ために、予測ベクトルをもとに“数７”に従い追尾ビー
ム指向位置を極座標系に変換し、相関装置１６に出力す
る。

【００２０】

【数７】

【００２１】相関装置１６では追尾予測値をもとに“数
１”のとおり相関処理を実施するが、追尾予測値につい
てはそのままビーム制御装置１７に出力され、次サンプ
リング時刻における追尾ビームの照射を指示する。

【００２２】従来の目標探知追尾装置ではこのように捜
索、探知、追尾の処理が行われる。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】従来の目標探知追尾装
置では、このような動作をするが、相関処理における相
関ゲート幅が固定であるため、捜索、探知及び追尾の処
理に関しては以下の性能限界があげられる。まず、相関
ゲート幅を広く設定した場合、捜索、探知及び追尾に関
するレーダ分解能が低下し、捜索、探知及び追尾の性能
が劣化する。また逆に相関ゲート幅を狭く設定した場
合、捜索、探知及び追尾に関するレーダ分解能は向上す
るが、追尾中の目標との相関処理が正常に機能しない現
象が発生する。その理由は次のとおりである。

【００２４】まず、レーダ観測誤差が増大した場合、目
標観測値が追尾予測値とかけはなれた値となり、新目標
と誤判定される。

【００２５】次に、追尾サンプリング間隔を長く設定し
た場合、追尾予測誤差の範囲が広がってしまうため、追
尾は継続されるにしても目標観測値が追尾予測値とかけ
はなれた値となり、新目標と誤判定される。

【００２６】次に、目標が旋回運動などを行う場合、追
尾予測位置が目標旋回加速度に応じた追尾遅れを伴って
しまうため、追尾は継続されるにしても目標観測値が追
尾予測値とかけはなれた値となり、新目標と誤判定され
る。

【００２７】次に、目標のレーダ有効反射面積（ＲＣ
Ｓ）との関連について記載する。ＲＣＳ（Ｒａｄａｒ
Ｃｒｏｓｓ Ｓｅｃｔｉｏｎ）とは完全に電波を反射し
得る球体の断面積を基準として定義されており、ＲＣＳ
が大きい目標ほどレーダが受信できる電力は増大する。
このＲＣＳが過大である目標が現れた場合、目標位置か
ら大きく離れた位置に指向された捜索ビームでも、受信
信号中に含まれる目標信号の振幅が大きいために検出さ
れてしまい、新目標と誤判定される。

【００２８】これらの誤判定のために、既に追尾中の目
標であるにも関わらず重複して追尾を実施することにな
り、レーダ送信時間が無駄になるばかりでなく、レーダ
装置の操作、表示を行う場合にも悪影響を及ぼしてしま
う要因となる。なお、この問題は角度方向について顕著
であり、距離方向についてはほとんど問題にはならな
い。

【００２９】この発明は、上記追尾目標と、捜索ビーム
による探知目標との相関処理の誤判定を極力減少させ、
なおかつ探知追尾に関するレーダ分解能の低下を最小限
にすることを目標としている。

【００３０】

【課題を解決するための手段】この発明の目標探知追尾
装置は、レーダ信号処理装置における目標検出処理時に
計測される目標信号と雑音信号から信号雑音比を算出
し、追尾ビームによる目標観測精度を実時間にて推定
し、捜索ビームにより探知された目標と既追尾目標との
相関処理を行う際に用いる相関ゲート幅を、上記観測精
度の推定値をもとに逐次決定するので、相関ゲート幅を
必要最小限に設定できるため、目標ごとに観測精度が異
なる場合でも、探知追尾に関するレーダ分解能を低下さ
せることなく精度良く相関処理を実行する。

【００３１】この発明の目標探知追尾装置は、追尾フィ
ルタ装置における予測処理時に算出される予測誤差共分
散行列をもとに次サンプリング時刻における追尾予測誤
差範囲を実時間にて推定し、捜索ビームにより探知され
た目標と既追尾目標との相関処理を行う際に用いる相関
ゲート幅を、上記予測誤差範囲の推定値をもとに逐次決
定するので、相関ゲート幅を必要最小限に設定できるた
め、目標ごとに追尾サンプリング間隔が異なる場合で
も、探知追尾に関するレーダ分解能を低下させることな
く精度良く相関処理を実行する。

【００３２】この発明の目標探知追尾装置は、追尾フィ
ルタ装置における平滑処理時に算出される観測残差をも
とに追尾目標の曲進を実時間にて判定し、捜索ビームに
より探知された目標と既追尾目標との相関処理を行う際
に用いる相関ゲート幅を、上記曲進判定結果をもとに逐
次決定するので、相関ゲート幅を必要最小限に設定でき
るため、目標運動が変化する場合でも、探知追尾に関す
るレーダ分解能を低下させることなく精度良く相関処理
を実行する。

【００３３】この発明の目標探知追尾装置は、レーダ信
号処理装置における目標検出処理時に計測される目標信
号の振幅をもとに受信電力を求め、さらに追尾目標のＲ
ＣＳを実時間にて推定し、捜索ビームにより探知された
目標と既追尾目標との相関処理を行う際に用いる相関ゲ
ート幅を、上記レーダ有効反射面積の推定値をもとに逐
次決定するので、相関ゲート幅を必要最小限に設定でき
るため、ＲＣＳが目標ごとに大きく異なる場合でも、探
知追尾に関するレーダ分解能を低下させることなく精度
良く相関処理を実行する。

【００３４】この発明の目標探知追尾装置は、レーダ信
号処理装置における目標検出処理時に検出される目標信
号と雑音信号から信号雑音比を算出し、追尾ビームによ
る目標観測精度を実時間にて推定し、また追尾フィルタ
装置における予測処理時に算出される予測誤差共分散行
列をもとに次サンプリング時刻における追尾予測誤差範
囲を実時間にて推定し、また追尾フィルタ装置における
平滑処理時に算出される観測誤差をもとに追尾目標の曲
進を実時間にて判定し、さらにレーダ信号処理装置にお
ける目標検出処理時に計測される目標信号の振幅をもと
に受信電力を求め、さらに追尾目標のＲＣＳを実時間に
て推定し、捜索ビームにより探知された目標と既追尾目
標との相関処理を行う際に用いる相関ゲート幅を、上記
観測精度の推定値、上記予測誤差範囲の推定値、上記曲
進判定結果、及び上記ＲＣＳをもとに逐次決定するの
で、相関ゲート幅を必要最小限に設定できるため、目標
ごとに観測精度が異なる場合でも、また目標ごとに追尾
サンプリング間隔が異なる場合でも、また目標運動が変
化する場合でも、さらにＲＣＳが目標ごとに大きく異な
る場合でも、探知追尾に関するレーダ分解能を低下させ
ることなく精度良く相関処理を実行する。

【００３５】

【発明の実施の形態】

実施の形態１ 図１はこの発明の実施の形態１を示すブロック図であ
り、図において１はアンテナ装置、２は送受信装置、３
はレーダ信号処理装置、４は観測値出力選択装置、５は
追尾フィルタ装置、６は観測精度推定装置、１０は観測
精度相関ゲート幅設定装置、１６は相関装置、１７はビ
ーム制御装置である。

【００３６】上記のように構成された目標追尾装置の作
動原理を図１を用いて説明する。ビーム制御装置１７で
は、捜索時に捜索すべき空間に捜索ビームが照射される
ようビーム指向位置を次々と設定し、順次送受信装置２
に出力する。送受信装置２では、ビーム制御装置１７よ
り指示された捜索ビーム指向位置に対応する送信信号を
アンテナ装置１に出力する。アンテナ装置１では、空間
に対して捜索ビームの送信を行い、受信された信号を送
受信装置２に出力する。送受信装置２では、今度は受信
された信号に対して増幅等の処理を行い、レーダ信号処
理装置３に出力する。レーダ信号処理装置３では受信信
号に含まれる目標信号と雑音信号の振幅を比較して目標
の検出を行い、その距離、方位角情報、高角情報の極座
標系での３次元観測値を算出し、観測値出力選択装置４
に出力する。また同時にレーダ信号処理装置３では、目
標検出時における上記信号振幅値を観測精度推定装置６
に出力する。観測値出力選択装置４では、捜索ビームに
よる目標検出時には上記観測値を相関装置１６に出力
し、また追尾ビームによる目標検出時には上記観測値を
追尾フィルタ装置５に出力する。追尾フィルタ装置５で
は、上記観測値及び前回サンプリング時刻に算出したカ
ルマンゲイン行列等の数値をもとに追尾目標ごとに次サ
ンプリング時刻における追尾予測位置を算出する。追尾
フィルタの形式は一般に広く知られているカルマンフィ
ルタであるので、ここでは簡単に説明する。

【００３７】まず、入力された観測値は、“数２”に従
い座標変換を行い、次に、“数３”に従い平滑処理を行
う。さらに“数４”に従い予測処理を行う。なお、サン
プリング間隔ｔ、駆動雑音Ｑは追尾対象となる目標の運
動を事前に調査し、設定するパラメータである。そし
て、“数５”に従いカルマンゲイン行列算出処理を行
う。

【００３８】ここで“数５”において、Ｒ(k) はレーダ
による目標観測誤差の大きさを示す観測雑音のパラメー
タ、Γ２(k) はレーダによる観測誤差を北基準直交座標
系における追尾空間上に換算するための変換行列であ
る。なお、観測雑音Ｒ(k) のパラメータは観測精度推定
装置６により推定された角度の観測精度を正規分布の標
準偏差Ｗm とし、距離方向については観測分解能をもと
に推定されたＷR をそれぞれ“数６”のとおり設定し、
北基準直交座標系の分散値である共分散行列に変換し、
観測される空間における広がりを示す共分散行列Ｒ(k)
として用いる。

【００３９】以上の処理により追尾目標の次サンプリン
グ時刻における予測位置を予測ベクトルとして算出し、
さらに次サンプリング時刻における追尾ビーム照射のた
めに“数７”に従い極座標系に変換し、相関装置１６に
出力する。

【００４０】また、観測精度推定装置６では、レーダ信
号処理装置３から出力される目標検出時の信号雑音比を
もとに角度方向の観測精度の推定値Ｗm を“数８”に従
い算出する。距離観測精度ＷR については、距離分解能
（レーダ装置における目標検出処理方式に依存する定
数）の約２倍として固定値を設定する。

【００４１】

【数８】

【００４２】ここでＷm は正規分布における角度方向に
ついての観測誤差の標準偏差を推定した数値であり、θ
B は送信ビーム幅、Ｓは目標検出時の信号振幅、Ｎは目
標が存在しないときの雑音振幅、Ｋm は角度計測時の係
数である。ここで算出された観測精度推定値Ｗm は相関
ゲート幅を決定するパラメータとして観測精度相関ゲー
ト幅設定装置１０に出力される。観測精度相関ゲート幅
設定装置１０では上記観測精度推定値をもとに、相関ゲ
ート内に観測される確率を正規分布を仮定し、相関ゲー
ト幅ＷE 、ＷByを“数９”に従い算出する。

【００４３】

【数９】

【００４４】ここでＣw は正規分布を仮定した場合の判
定確率に影響する係数で、Ｃw ＝３と設定した場合、角
度方向の観測誤差を伴う目標が、相関ゲート内にて観測
される確率は９９．７３％となる。上記、相関処理のた
めの角度相関ゲート幅ＷE およびＷByは相関装置１６に
出力される。なお、距離方向についてはＷR をそのまま
用いる。

【００４５】相関装置１６では、追尾予測位置及び捜索
ビームによる探知目標の観測値との相関処理を“数１”
に従い実施し、捜索ビームによる探知目標が新目標であ
るかどうか判定する。探知目標が新目標と判定された場
合、以降追尾ビームを照射するための情報をビーム制御
装置１７に出力する。また、追尾予測値についてはその
ままビーム制御装置１７に出力する。ビーム制御装置１
７では追尾ビームの照射及び捜索ビームの照射の指示を
送受信装置２に出力し、探知追尾の動作が継続されるよ
うにする。

【００４６】図７にこの発明の実施の形態１における効
果の概念図を示す。図７では、横方向に動く目標の各サ
ンプリング時刻における位置及び空間上の広がりを示し
ている。図７において、１８は追尾目標の最新の位置、
１９はサンプリング時刻ｋ１における観測値、２０はサ
ンプリング時刻ｋ２における観測値、２１はサンプリン
グ時刻ｋ３における観測値、２２はサンプリング時刻ｋ
４における観測値、２３はサンプリング時刻ｋ５におけ
る観測値、２４はサンプリング時刻ｋ６における観測値
であり、２５はサンプリング時刻ｋ１における相関ゲー
ト、２６はサンプリング時刻ｋ２における相関ゲート、
２７はサンプリング時刻ｋ３における相関ゲート、２８
はサンプリング時刻ｋ４における相関ゲート、２９はサ
ンプリング時刻ｋ５における相関ゲート、３０はサンプ
リング時刻ｋ６における相関ゲートである。図中、２２
の観測値が大きく誤差をもち、斜線部の示す通常の相関
ゲートの外となっている。しかし、この発明により、相
関ゲート幅が実時間における観測精度に適合し、他のサ
ンプリング時刻よりも大きく設定されているため、観測
位置の誤差が増大した場合でも、相関ゲート内となって
いる。追尾目標の観測精度は目標姿勢角や電波環境によ
って変動することが多く、この発明による相関ゲートに
より相関処理が有効になることが期待できる。

【００４７】実施の形態２ 図２はこの発明の実施の形態２を示すブロック図であ
り、図において１はアンテナ装置、２は送受信装置、３
はレーダ信号処理装置、４は観測値出力選択装置、５は
追尾フィルタ装置、７は追尾予測誤差推定装置、１１は
予測誤差相関ゲート幅設定装置、１６は相関装置、１７
はビーム制御装置である。

【００４８】上記のように構成された目標追尾装置の作
動原理を図２を用いて説明する。ビーム制御装置１７で
は、捜索時に捜索すべき空間に捜索ビームが照射される
ようビーム指向位置を次々と設定し、順次送受信装置２
に出力する。送受信装置２では、ビーム制御装置１７よ
り指示された捜索ビーム指向位置に対応する送信信号を
アンテナ装置１に出力する。アンテナ装置１では、空間
に対して捜索ビームの送信を行い、受信された信号を送
受信装置２に出力する。送受信装置２では、今度は受信
された信号に対して増幅等の処理を行い、レーダ信号処
理装置３に出力する。レーダ信号処理装置３では受信信
号に含まれる目標信号と雑音信号の振幅を比較して目標
の検出を行い、その距離、方位角情報、高角情報の極座
標系での３次元観測値を算出し、観測値出力選択装置４
に出力する。観測値出力選択装置４では、捜索ビームに
よる目標検出時には上記観測値を相関装置１６に出力
し、また追尾ビームによる目標検出時には上記観測値を
追尾フィルタ装置５に出力する。追尾フィルタ装置５で
は、上記観測値及び前回サンプリング時刻に算出したカ
ルマンゲイン行列等の数値をもとに追尾目標ごとに次サ
ンプリング時刻における追尾予測位置を算出する。追尾
フィルタの形式は一般に広く知られているカルマンフィ
ルタであるので、ここでは簡単に説明する。まず、入力
された観測値は、“数２”に従い座標変換を行い、次に
“数３”に従い平滑処理を行う。さらに“数４”に従い
予測処理を行う。この予測誤差共分散行列は追尾予測誤
差推定装置７にも出力される。なお、サンプリング間隔
ｔは追尾目標ごとに運用中に設定または変更されるもの
であり、駆動雑音Ｑの各パラメータは事前に設定する。

【００４９】そして、“数５”に従いカルマンゲイン行
列算出処理を行う。これは、次サンプリング時刻におけ
る平滑処理のためにカルマンゲイン行列を算出するもの
である。

【００５０】観測雑音Ｒ(k) のパラメータはレーダが観
測し得る距離と角度の精度として、正規分布における標
準偏差を“数６”に従い事前に設定する。以上の処理に
より追尾目標の次サンプリング時刻における予測位置を
予測ベクトルとして算出し、さらに次サンプリング時刻
における追尾ビーム照射のために“数７”に従い極座標
系に変換し、相関装置１６に出力する。

【００５１】また、追尾予測誤差推定装置７では、追尾
フィルタ装置５から出力される予測誤差共分散行列をも
とに、追尾サンプリング間隔に依存する追尾予測誤差の
角度範囲Ｗｐを“数１０”に従い算出し、相関ゲート幅
を決定するパラメータとして予測誤差相関ゲート幅設定
装置１１に出力する。

【００５２】

【数１０】

【００５３】なお、ここでＭＡＸは６行６列の行列の要
素の最大値を選択する演算であり、Ｒｐ(k) は追尾予測
距離である。

【００５４】予測誤差相関ゲート幅設定装置１１では上
記追尾予測誤差の角度範囲Ｗp をもとに正規分布の確率
を仮定して相関ゲート幅を算出し、相関処理のための角
度ゲート幅ＷE およびＷByを“数１１”に従い算出す
る。

【００５５】

【数１１】

【００５６】ここでＣw は正規分布を仮定した場合の判
定確率に影響する係数で、Ｃw ＝３と設定した場合、角
度方向の追尾予測誤差を伴う目標が、相関ゲート内にて
観測される確率は９９．７３％となる。上記角度ゲート
幅ＷE およびＷByは、相関装置１６に出力される。な
お、距離方向の相関ゲート幅ＷR については距離分解能
をもとにした固定値を設定する。

【００５７】相関装置１６では、追尾予測位置及び捜索
ビームによる目標探知の観測値との相関処理を“数１”
に従い実施し、捜索ビームによる探知目標が新目標であ
るかどうか判定する。探知目標が新目標と判定された場
合、以降追尾ビームを照射するための情報をビーム制御
装置１７に出力する。また、追尾予測値についてはその
ままビーム制御装置１７に出力する。ビーム制御装置１
７では追尾ビームの照射及び捜索ビームの照射の指示を
送受信装置２に出力し、探知追尾の動作が継続されるよ
うにする。

【００５８】図８にこの発明の実施の形態２における効
果の概念図を示す。図８において、３１は追尾目標が右
方向に移動していることを示し、３２は追尾サンプリン
グ間隔ｔ１後の追尾予測誤差の範囲であり、３３は追尾
サンプリング間隔ｔ２後の追尾予測誤差の範囲である。
この発明に適用した追尾フィルタをはじめとする一般的
な追尾フィルタでは等速直進運動を仮定した予測を実施
するが、運動の不安定さを示す駆動雑音パラメータの設
定により追尾目標の予測誤差は追尾サンプリング間隔と
ともに増大する。このため、追尾サンプリング間隔が変
化するようなレーダ装置においては、相関ゲート幅を追
尾予測誤差に適合させることにより相関処理が有効にな
ることが期待できる。

【００５９】実施の形態３ 図３はこの発明の実施の形態３を示すブロック図であ
り、図において１はアンテナ装置、２は送受信装置、３
はレーダ信号処理装置、４は観測値出力選択装置、５は
追尾フィルタ装置、８は目標曲進判定装置、１２は曲進
相関ゲート幅設定装置、１６は相関装置、１７はビーム
制御装置である。

【００６０】上記のように構成された目標追尾装置の作
動原理を図３を用いて説明する。ビーム制御装置１７で
は、捜索時に捜索すべき空間に捜索ビームが照射される
ようビーム指向位置を次々と設定し、順次送受信装置２
に出力する。送受信装置２では、ビーム制御装置１７よ
り指示された捜索ビーム指向位置に対応する送信信号を
アンテナ装置１に出力する。アンテナ装置１では、空間
に対して捜索ビームの送信を行い、受信された信号を送
受信装置２に出力する。送受信装置２では、今度は受信
された信号に対して増幅等の処理を行い、レーダ信号処
理装置３に出力する。レーダ信号処理装置３では受信信
号に含まれる目標信号と雑音信号の振幅を比較して目標
の検出を行い、その距離、方位角情報、高角情報の極座
標系での３次元観測値を算出し、観測値出力選択装置４
に出力する。観測値出力選択装置４では、捜索ビームに
よる目標検出時には上記観測値を相関装置１６に出力
し、また追尾ビームによる目標検出時には上記観測値を
追尾フィルタ装置５に出力する。追尾フィルタ装置５で
は、上記観測値及び前回サンプリング時刻に算出したカ
ルマンゲイン行列等の数値をもとに追尾目標ごとに次サ
ンプリング時刻における追尾予測位置を算出する。追尾
フィルタの形式は一般に広く知られているカルマンフィ
ルタであるので、ここでは簡単に説明する。まず、入力
された観測値は、“数２”に従い座標変換を行い、次に
“数３”に従い平滑処理を行う。なお、ここで算出され
る予測位置と観測位置の差（これを観測残差と称する）
は、目標曲進判定装置８に出力される。

【００６１】さらに“数４”に従い予測処理を行う。な
お、サンプリング間隔ｔ及び駆動雑音Ｑの各パラメータ
は事前に設定する。そして、“数５”に従いカルマンゲ
イン行列算出処理を行う。これは、次サンプリング時刻
における平滑処理のためにカルマンゲイン行列を算出す
るものである。なお、Ｒ(k) はレーダによる目標観測誤
差の大きさを示すパラメータであり、“数６”に従い事
前に設定する。

【００６２】以上の処理により追尾目標の次サンプリン
グ時刻における予測位置を予測ベクトルとして算出し、
さらに次サンプリング時刻における追尾ビーム照射のた
めに“数７”に従い極座標系に変換し、相関装置１６に
出力する。

【００６３】次に、目標曲進判定装置８では、追尾フィ
ルタ装置５から出力される観測残差をもとに、目標運動
の変化の伴う曲進判定を“数１２”に従い算出する。こ
の目標曲進判定結果は相関ゲート幅を決定するパラメー
タとして曲進相関ゲート幅設定装置１２に出力する。

【００６４】

【数１２】

【００６５】ここで、Ｃ(k) はサンプリング時刻ｋにお
ける観測残差の平滑値であり、それぞれＣｘ(k) 、Ｃｙ
(k) 、Ｃｚ(k) の成分である。Ｌは曲進判定しきい値、
αは観測残差の平滑定数である。“数９”の条件を満た
したときに「目標曲進」と判定する。

【００６６】曲進相関ゲート幅設定装置１２では上記目
標曲進判定結果より相関ゲート幅Ｗd を“数１３”に従
い決定し、相関処理のための判定しきい値ＷE およびＷ
Byとして相関装置１６に出力する。なお、距離方向の相
関ゲート幅ＷR はレーダ分解能に基づく固定値とする。

【００６７】

【数１３】

【００６８】ここでａはレーダが追尾の対象とする目標
の加速度で、事前に設定されているものとする。ｔは追
尾サンプリング間隔、βは追尾遅れの係数で事前に設定
されているものとし、Ｒｐ(k) は追尾予測距離である。

【００６９】相関装置１６では、追尾予測位置及び捜索
ビームによる目標探知の観測値との相関処理を“数１”
に従い実施し、捜索ビームによる探知目標が新目標であ
るかどうか判定する。探知目標が新目標と判定された場
合、以降追尾ビームを照射するための情報をビーム制御
装置１７に出力する。また、追尾予測値についてはその
ままビーム制御装置１７に出力する。ビーム制御装置１
７では追尾ビームの照射及び捜索ビームの照射の指示を
送受信装置２に出力し、探知追尾の動作が継続されるよ
うにする。

【００７０】図９にこの発明の実施の形態３における効
果の概念図を示す。図９において、３４は追尾目標であ
り、この追尾目標が右方向に旋回しながら移動する状態
を示している。３５は次サンプリング時刻において、曲
進判定結果をもとに拡張された相関ゲートであり、内側
の円は通常の相関ゲート幅である。このように曲進判定
結果に適応させ相関ゲート幅を設定することにより相関
処理が有効になることが期待できる。

【００７１】実施の形態４ 図４はこの発明の実施の形態４を示すブロック図であ
り、図において１はアンテナ装置、２は送受信装置、３
はレーダ信号処理装置、４は観測値出力選択装置、５は
追尾フィルタ装置、９はＲＣＳ推定装置、１３はＲＣＳ
相関ゲート幅設定装置、１６は相関装置、１７はビーム
制御装置である。

【００７２】上記のように構成された目標追尾装置の作
動原理を図４を用いて説明する。ビーム制御装置１７で
は、捜索時に捜索すべき空間に捜索ビームが照射される
ようビーム指向位置を次々と設定し、順次送受信装置２
に出力する。送受信装置２では、ビーム制御装置１７よ
り指示された捜索ビーム指向位置に対応する送信信号を
アンテナ装置１に出力する。アンテナ装置１では、空間
に対して捜索ビームの送信を行い、受信された信号を送
受信装置２に出力する。送受信装置２では、今度は受信
された信号に対して増幅等の処理を行い、レーダ信号処
理装置３に出力する。レーダ信号処理装置３では受信信
号に含まれる目標信号と雑音信号の振幅を比較して目標
の検出を行い、その距離、方位角情報、高角情報の極座
標系での３次元観測値を算出し、観測値出力選択装置４
に出力する。また同時にレーダ信号処理装置３では、目
標検出時における上記信号振幅値をＲＣＳ推定装置９に
出力する。観測値出力選択装置４では、捜索ビームによ
る目標検出時には上記観測値を相関装置１６に出力し、
また追尾ビームによる目標検出時には上記観測値を追尾
フィルタ装置５に出力する。追尾フィルタ装置５では、
上記観測値及び前回サンプリング時刻に算出したカルマ
ンゲイン行列等の数値をもとに追尾目標ごとに次サンプ
リング時刻における追尾予測位置を算出する。追尾フィ
ルタの形式は一般に広く知られているカルマンフィルタ
であるので、ここでは簡単に説明する。まず、入力され
た観測値は、“数２”に従い座標変換を行い、次に“数
３”に従い平滑処理を行う。

【００７３】さらに“数４”に従い予測処理を行う。な
お、サンプリング間隔ｔ、駆動雑音Ｑの各パラメータは
事前に設定する。そして、“数５”に従いカルマンゲイ
ン行列算出処理を行う。これは、次サンプリング時刻に
おける平滑処理のためにカルマンゲイン行列を算出する
ものである。なお、観測雑音Ｒ(k) のパラメータは“数
６”に従い事前に設定する。

【００７４】以上の処理により追尾目標の次サンプリン
グ時刻における予測位置を予測ベクトルとして算出し、
さらに次サンプリング時刻における追尾ビーム照射のた
めに“数７”に従い極座標系に変換し、相関装置１６に
出力する。

【００７５】次に、ＲＣＳ推定装置９では、レーダ信号
処理装置３から出力される目標振幅Ｓをもとに、目標の
ＲＣＳを“数１４”に従い算出し、相関ゲート幅を決定
するパラメータとしてＲＣＳ相関ゲート幅設定装置１３
に出力する。

【００７６】

【数１４】

【００７７】ここで、ＳＩＧは目標のＲＣＳ推定値であ
り、πは円周率、Ｒは追尾予測距離、Ｐｔは送信電力、
Ｇはアンテナ装置からレーダ信号処理装置までの利得、
λは送信波長である。Ｐｔ、Ｇおよびλはレーダに固有
の値であるので、事前に設定しておく。

【００７８】ＲＣＳ相関ゲート幅設定装置１３では上記
ＲＣＳ推定値のパラメータより相関ゲート幅Ｗr を“数
１５”に従い決定し、相関処理のための判定しきい値Ｗ
E およびＷByとして（ＷE とＷByはＷr に等価）相関装
置１６に出力する。なお、距離方向の相関ゲート幅ＷR
は距離分解能に基づく固定値として設定する。

【００７９】

【数１５】

【００８０】ここで、Ｋｒｃｓはビーム中心からの角度
差に対するレーダの利得及び受信感度の係数、Ｒｐ(k)
は予測距離である。

【００８１】相関装置１６では、追尾予測位置及び捜索
ビームによる目標探知の観測値との相関処理を“数１”
に従い実施し、捜索ビームによる探知目標が新目標であ
るかどうか判定する。探知目標が新目標と判定された場
合、以降追尾ビームを照射するための情報をビーム制御
装置１７に出力する。また、追尾予測値についてはその
ままビーム制御装置１７に出力する。ビーム制御装置１
７では追尾ビームの照射及び捜索ビームの照射の指示を
送受信装置２に出力し、探知追尾の動作が継続されるよ
うにする。

【００８２】図１０にこの発明の実施の形態４における
効果の概念図を示す。図１０において、３６はＲＣＳの
過大な追尾目標、３７は追尾ビーム、３８は捜索ビーム
ａ、３９は捜索ビームｂ、４０は捜索ビームｃ、４１は
捜索ビームｄ、４２は捜索ビームｅ、４３は捜索ビーム
ｆであり、通常のＲＣＳを有する目標の場合は捜索ビー
ムｄ４１だけが相関判定対象となる。しかし、ＲＣＳが
過大である目標の場合は周辺の捜索ビームでも受信され
てしまうことにより捜索ビームｂ３９、捜索ビームｃ４
０、捜索ビームｄ４１の３つの捜索ビームでも探知され
る状態を示す。このような状況に置いて本発明による相
関ゲートを適用した場合、追尾目標のＲＣＳに適応し、
相関ゲート幅を広く設定することにより相関処理の誤判
定を減少させることが期待できる。

【００８３】実施の形態５ 図５はこの発明の実施の形態５を示すブロック図であ
り、図において１はアンテナ装置、２は送受信装置、３
はレーダ信号処理装置、４は観測値出力選択装置、５は
追尾フィルタ装置、６は観測精度推定装置、７は追尾予
測誤差推定装置、８は目標曲進判定装置、９はＲＣＳ推
定装置、１４は可変相関ゲート幅設定装置、１６は相関
装置、１７はビーム制御装置である。

【００８４】上記のように構成された目標追尾装置の作
動原理を図５を用いて説明する。ビーム制御装置１７で
は、捜索時に捜索すべき空間に捜索ビームが照射される
ようビーム指向位置を次々と設定し、順次送受信装置２
に出力する。送受信装置２では、ビーム制御装置１７よ
り指示された捜索ビーム指向位置に対応する送信信号を
アンテナ装置１に出力する。アンテナ装置１では、空間
に対して捜索ビームの送信を行い、受信された信号を送
受信装置２に出力する。送受信装置２では、今度は受信
された信号に対して増幅等の処理を行い、レーダ信号処
理装置３に出力する。レーダ信号処理装置３では受信信
号に含まれる目標信号と雑音信号の振幅を比較して目標
の検出を行い、その距離、方位角情報、高角情報の極座
標系での３次元観測値を算出し、観測値出力選択装置４
に出力する。また同時にレーダ信号処理装置３では、目
標検出時における上記信号振幅値を観測精度推定装置６
及びＲＣＳ推定装置９に出力する。観測値出力選択装置
４では、捜索ビームによる目標検出時には上記観測値を
相関装置１６に出力し、また追尾ビームによる目標検出
時には上記観測値を追尾フィルタ装置５に出力する。追
尾フィルタ装置５では、上記観測値及び前回サンプリン
グ時刻に算出したカルマンゲイン行列等の数値をもとに
追尾目標ごとに次サンプリング時刻における追尾予測位
置を算出する。追尾フィルタの形式は一般に広く知られ
ているカルマンフィルタであるので、ここでは簡単に説
明する。まず、入力された観測値は、“数２”に従い座
標変換を行い、次に“数３”に従い平滑処理を行う。な
お、ここで算出される予測位置と観測位置の差（これを
観測残差と称する）は、目標曲進判定装置８に出力され
る。

【００８５】さらに“数４”に従い予測処理を行う。こ
の予測誤差共分散行列は追尾予測誤差推定装置７にも出
力される。なお、サンプリング間隔ｔは追尾目標ごとに
運用中に設定または変更されるものとする。駆動雑音Ｑ
の各パラメータは事前に設定する。そして、“数５”に
従いカルマンゲイン行列算出処理を行う。これは、次サ
ンプリング時刻における平滑処理のためにカルマンゲイ
ン行列を算出するものである。

【００８６】なお、観測雑音Ｒ(k) のパラメータは観測
精度推定装置６により推定された値を“数６”に従い設
定することにより、実時間での観測状態に適したカルマ
ンゲイン行列の算出が期待できる。以上の処理により追
尾目標の次サンプリング時刻における予測位置を予測ベ
クトルとして算出し、さらに次サンプリング時刻におけ
る追尾ビーム照射のために“数７”に従い極座標系に変
換し、相関装置１５に出力する。

【００８７】また、観測精度推定装置６では、レーダ信
号処理装置から出力される目標検出時の目標信号および
雑音の振幅をもとに角度方向の観測精度の推定値Ｗm を
“数８”に従い算出する。

【００８８】ここでＳは正規分布における観測誤差の標
準偏差、θB は送信ビーム幅、Ｓは目標検出時の信号振
幅、Ｎは目標が存在しないときの雑音振幅、Ｋm は角度
観測時の係数である。ここで算出された観測精度推定値
Ｗm は相関ゲート幅を決定するパラメータとして可変相
関ゲート幅設定装置１４に出力される。

【００８９】また、追尾予測誤差推定装置７では、追尾
フィルタ装置から出力される予測誤差共分散行列をもと
に、追尾サンプリング間隔に依存する追尾予測誤差の角
度範囲Ｗp を“数１０”に従い算出し、相関ゲート幅を
決定するパラメータとして可変相関ゲート幅設定装置１
４に出力する。

【００９０】次に、目標曲進判定装置８では、追尾フィ
ルタ装置５から出力される観測残差をもとに、目標運動
の変化の伴う曲進判定を“数１２”に従い算出する。こ
の目標曲進判定結果は相関ゲート幅を決定するパラメー
タとして可変相関ゲート幅設定装置１４に出力する。こ
こで、Ｃ(k) はサンプリング時刻ｋにおける観測残差の
平滑値であり、それぞれＣｘ(k) 、Ｃｙ(k) 、Ｃｚ(k)
の成分である。Ｌは曲進判定しきい値、αは観測残差の
平滑定数である。“数９”の条件を満たしたときに「目
標曲進」と判定する。

【００９１】次に、ＲＣＳ推定装置９では、レーダ信号
処理装置３から出力される目標振幅Ｓをもとに、目標の
レーダ有効反射面積を“数１４”に従い算出し、相関ゲ
ート幅を決定するパラメータとして可変相関ゲート幅設
定装置１４に出力する。ここで、ＳＩＧは目標のＲＣＳ
推定値であり、πは円周率、Ｒは追尾目標の距離、Ｐｔ
は送信電力、Ｇはアンテナ装置からレーダ信号処理装置
までの利得、λは送信波長である。Ｐｔ、Ｇおよびλは
レーダに固有の値であるので、事前に設定しておく。

【００９２】可変相関ゲート幅設定装置１４では目標曲
進判定結果、ＲＣＳ推定値ＳＩＧのパラメータよりＷd
及びＷr を算出後、上記観測精度推定値Ｗm 、追尾予測
誤差Ｗp より相関ゲート幅Ｗを“数１６”に従い決定
し、相関処理のための判定しきい値ＷE およびＷByとし
て（ＷE およびＷByはＷと等価）相関装置１６に出力す
る。ここでｎは正規分布を仮定した確率をもとに選択す
る定数であり、例えばｎ＝２と設定すれば角度方向の相
関ゲート内に探知目標が存在する確率は９５．４５％と
なる。なお、距離方向の相関ゲート幅ＷR はレーダ装置
の距離分解能に基づいた固定値とする。

【００９３】

【数１６】

【００９４】相関装置１６では、追尾予測位置及び捜索
ビームによる目標探知の観測値との相関処理を“数１”
に従い実施し、捜索ビームによる探知目標が新目標であ
るかどうか判定する。探知目標が新目標と判定された場
合、以降追尾ビームを照射するための情報をビーム制御
装置１７に出力する。また、追尾予測値についてはその
ままビーム制御装置１７に出力する。ビーム制御装置１
７では追尾ビームの照射及び捜索ビームの照射の指示を
送受信装置２に出力し、探知追尾の動作が継続されるよ
うにする。

【００９５】

【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、以下に記載されているような効果を奏す
る。

【００９６】この発明によれば、追尾目標の観測精度を
実時間にて推定し、捜索ビームにより探知された目標と
既追尾目標との相関処理を行う際に用いる相関ゲート幅
を、上記推定値をもとに逐次決定するので、相関ゲート
幅を必要最小限に設定できるため、観測精度が変動する
目標を追尾する場合や、また追尾目標ごとに観測精度が
異なる場合でも、正確に相関処理を実行できるため、探
知追尾に関するレーダ分解能の性能向上を図ることが可
能となる。

【００９７】また、この発明によれば、追尾目標の予測
誤差範囲を実時間にて推定し、捜索ビームにより探知さ
れた目標と既追尾目標との相関処理を行う際に用いる相
関ゲート幅を、上記推定値をもとに逐次決定するので、
相関ゲート幅を必要最小限に設定できるため、追尾サン
プリング間隔を変化させながら追尾を行う場合や、また
目標ごとに追尾サンプリング時間が異なる場合でも、正
確に相関処理を実行できるため、探知追尾に関するレー
ダ分解能の性能向上を図ることが可能となる。

【００９８】この発明によれば、追尾目標の曲進状態を
実時間にて推定し、捜索ビームにより探知された目標と
既追尾目標との相関処理を行う際に用いる相関ゲート幅
を、上記推定値をもとに逐次決定するので、相関ゲート
幅を必要最小限に設定できるため、目標運動が変化する
場合でも、正確に相関処理を実行できるため、探知追尾
に関するレーダ分解能の性能向上を図ることが可能とな
る。

【００９９】また、この発明によれば、追尾目標のＲＣ
Ｓを実時間にて推定し、捜索ビームにより探知された目
標と既追尾目標との相関処理を行う際に用いる相関ゲー
ト幅を、上記推定値をもとに逐次決定するので、相関ゲ
ート幅を必要最小限に設定できるため、ＲＣＳが追尾目
標ごとに大きく異なる場合でも、正確に相関処理を実行
できるため、探知追尾に関するレーダ分解能の性能向上
を図ることが可能となる。

【０１００】この発明によれば、追尾目標の観測精度、
追尾予測誤差範囲、曲進状態及びＲＣＳを実時間にて推
定し、捜索ビームにより探知された目標と既追尾目標と
の相関処理を行う際に用いる相関ゲート幅を、上記推定
値をもとに逐次決定するので、相関ゲート幅を必要最小
限に設定できるため、観測精度が変動する目標を追尾す
る場合や、また追尾目標ごとに観測精度が異なる場合で
も、追尾サンプリング間隔を変化させながら追尾を行う
場合や、また目標ごとに追尾サンプリング間隔が異なる
場合でも、また目標運動が変化する場合でも、さらにＲ
ＣＳが追尾目標ごとに大きく異なる場合でも、正確に相
関処理を実行できるため、探知追尾に関するレーダ分解
能の性能向上を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による目標追尾装置の実施の形態１を
示すブロック図である。

【図２】この発明による目標追尾装置の実施の形態２を
示すブロック図である。

【図３】この発明による目標追尾装置の実施の形態３を
示すブロック図である。

【図４】この発明による目標追尾装置の実施の形態４を
示すブロック図である。

【図５】この発明による目標追尾装置の実施の形態５を
示すブロック図である。

【図６】従来技術による目標追尾装置を示すブロック図
である。

【図７】この発明による目標追尾装置の実施の形態１に
よる効果の概念図である。

【図８】この発明による目標追尾装置の実施の形態２に
よる効果の概念図である。

【図９】この発明による目標追尾装置の実施の形態３に
よる効果の概念図である。

【図１０】この発明による目標追尾装置の実施の形態４
による効果の概念図である。

【図１１】捜索ビームと追尾ビームが照射される状態の
概念図である。

【符号の説明】

１ アンテナ装置 ２ 送受信装置 ３ レーダ信号処理装置 ４ 観測値出力選択装置 ５ 追尾フィルタ装置 ６ 観測精度推定装置 ７ 追尾予測誤差推定装置 ８ 目標曲進判定装置 ９ レーダ有効反射面積推定装置 １０ 観測精度相関ゲート幅設定装置 １１ 予測誤差相関ゲート幅設定装置 １２ 曲進相関ゲート幅設定装置 １３ ＲＣＳ相関ゲート幅設定装置 １４ 可変相関ゲート幅設定装置 １５ 相関ゲート幅設定装置 １６ 相関装置 １７ ビーム制御装置 １８ 追尾目標 １９ サンプリング時刻ｋ１における観測値 ２０ サンプリング時刻ｋ２における観測値 ２１ サンプリング時刻ｋ３における観測値 ２２ サンプリング時刻ｋ４における観測値 ２３ サンプリング時刻ｋ５における観測値 ２４ サンプリング時刻ｋ６における観測値 ２５ サンプリング時刻ｋ１における相関ゲート ２６ サンプリング時刻ｋ２における相関ゲート ２７ サンプリング時刻ｋ３における相関ゲート ２８ サンプリング時刻ｋ４における相関ゲート ２９ サンプリング時刻ｋ５における相関ゲート ３０ サンプリング時刻ｋ６における相関ゲート ３１ 追尾目標 ３２ 時間ｔ１後の追尾予測誤差 ３３ 時間ｔ２後の追尾予測誤差 ３４ 追尾目標 ３５ 曲進判定時の相関ゲート ３６ ＲＣＳの大きな追尾目標 ３７ 追尾ビーム ３８ 捜索ビームａ ３９ 捜索ビームｂ ４０ 捜索ビームｃ ４１ 捜索ビームｄ ４２ 捜索ビームｅ ４３ 捜索ビームｆ ４４ 追尾目標 ４５ 追尾ビームｇ ４６ 捜索ビームｈ ４７ 捜索ビームｉ ４８ 捜索ビームｊ ４９ 捜索ビームｋ ５０ 捜索ビームｌ ５１ 捜索ビームｍ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動目標の捜索及び追尾を時分割処理に
   より行うレーダ装置において、空間に対して捜索ビーム
   または追尾ビームの送受信を行うアンテナ装置と、上記
   アンテナ装置に対して送信及び受信の信号を授受する送
   受信装置と、受信信号より目標の検出を行い距離、方位
   角情報、高角情報の極座標系での３次元観測値を算出す
   るレーダ信号処理装置と、レーダ信号処理装置からの観
   測値を捜索ビームによる目標検出時には相関装置に、ま
   た追尾ビームによる目標検出時には追尾フィルタ装置に
   振り分ける観測値出力選択装置と、上記観測値をもとに
   所要の座標変換を行い、さらに次サンプリング時刻にお
   ける目標予測位置を算出する追尾フィルタ装置と、レー
   ダ信号処理装置にて計測される信号雑音比より追尾ビー
   ム照射時における観測精度を推定する観測精度推定装置
   と、上記観測精度推定値をもとに相関ゲート幅を設定す
   る観測精度相関ゲート幅設定装置と、上記捜索ビームに
   よる目標観測値および追尾フィルタにより算出された予
   測位置を設定された上記相関ゲート幅をもとに相関処理
   を行い、捜索ビームによる目標観測位置が既追尾目標と
   同一のものか判定する相関装置と、新目標と判定された
   場合の目標観測値に対して追尾ビームの照射を指示し、
   また既に追尾中の目標に対しては予測位置に対して追尾
   ビームの照射を指示し、さらに他の目標を探知するため
   の捜索ビームの照射を指示するビーム制御装置とを具備
   したことを特徴とする目標探知追尾装置。
2. 【請求項２】 移動目標の捜索及び追尾を時分割処理に
   より行うレーダ装置において、空間に対して捜索ビーム
   または追尾ビームの送受信を行うアンテナ装置と、上記
   アンテナ装置に対して送信及び受信の信号を授受する送
   受信装置と、受信信号より目標の検出を行い距離、方位
   角情報、高角情報の極座標系での３次元観測値を算出す
   るレーダ信号処理装置と、レーダ信号処理装置からの観
   測値を捜索ビームによる目標検出時には相関装置に、ま
   た追尾ビームによる目標検出時には追尾フィルタ装置に
   振り分ける観測値出力選択装置と、上記観測値をもとに
   所要の座標変換を行い、さらに次サンプリング時刻にお
   ける目標予測位置を算出する追尾フィルタ装置と、追尾
   フィルタ処理により算出された目標予測誤差共分散行列
   をもとに次サンプリング時刻における追尾予測誤差の範
   囲を推定する追尾予測誤差推定装置と、上記追尾予測誤
   差推定値をもとに相関ゲート幅を設定する予測誤差相関
   ゲート幅設定装置と、上記捜索ビームによる目標観測値
   および追尾フィルタにより算出された予測位置を設定さ
   れた上記相関ゲート幅をもとに相関処理を行い、捜索ビ
   ームによる目標観測位置が既追尾目標と同一のものか判
   定する相関装置と、新目標と判定された場合の目標観測
   値に対して追尾ビームの照射を指示し、また既に追尾中
   の目標に対しては予測位置に対して追尾ビームの照射を
   指示し、さらに他の目標を探知するための捜索ビームの
   照射を指示するビーム制御装置とを具備したことを特徴
   とする目標探知追尾装置。
3. 【請求項３】 移動目標の捜索及び追尾を時分割処理に
   より行うレーダ装置において、空間に対して捜索ビーム
   または追尾ビームの送受信を行うアンテナ装置と、上記
   アンテナ装置に対して送信及び受信の信号を授受する送
   受信装置と、受信信号より目標の検出を行い距離、方位
   角情報、高角情報の極座標系での３次元観測値を算出す
   るレーダ信号処理装置と、レーダ信号処理装置からの観
   測値を捜索ビームによる目標検出時には相関装置に、ま
   た追尾ビームによる目標検出時には追尾フィルタ装置に
   振り分ける観測値出力選択装置と、上記観測値をもとに
   所要の座標変換を行い、さらに次サンプリング時刻にお
   ける目標予測位置を算出する追尾フィルタ装置と、観測
   値と予測位置の残差より目標の曲進を判定する目標曲進
   判定装置と、上記曲進判定結果をもとに相関ゲート幅を
   設定する曲進相関ゲート幅設定装置と、上記捜索ビーム
   による目標観測値および追尾フィルタにより算出された
   予測位置を設定された上記相関ゲート幅をもとに相関処
   理を行い、捜索ビームによる目標観測位置が既追尾目標
   と同一のものか判定する相関装置と、新目標と判定され
   た場合の目標観測値に対して追尾ビームの照射を指示
   し、また既に追尾中の目標に対しては予測位置に対して
   追尾ビームの照射を指示し、さらに他の目標を探知する
   ための捜索ビームの照射を指示するビーム制御装置とを
   具備したことを特徴とする目標探知追尾装置。
4. 【請求項４】 移動目標の捜索及び追尾を時分割処理に
   より行うレーダ装置において、空間に対して捜索ビーム
   または追尾ビームの送受信を行うアンテナ装置と、上記
   アンテナ装置に対して送信及び受信の信号を授受する送
   受信装置と、受信信号より目標の検出を行い距離、方位
   角情報、高角情報の極座標系での３次元観測値を算出す
   るレーダ信号処理装置と、レーダ信号処理装置からの観
   測値を捜索ビームによる目標検出時には相関装置に、ま
   た追尾ビームによる目標検出時には追尾フィルタ装置に
   振り分ける観測値出力選択装置と、上記観測値をもとに
   所要の座標変換を行い、さらに次サンプリング時刻にお
   ける目標予測位置を算出する追尾フィルタ装置と、レー
   ダ信号処理装置にて計測される目標信号の振幅より追尾
   ビーム照射時における目標レーダ有効反射面積（ＲＣ
   Ｓ）を推定するＲＣＳ推定装置と、上記ＲＣＳ推定値を
   もとに相関ゲート幅を設定するＲＣＳ相関ゲート幅設定
   装置と、上記捜索ビームによる目標観測値および追尾フ
   ィルタにより算出された予測位置を設定された上記相関
   ゲート幅をもとに相関処理を行い、捜索ビームによる目
   標観測位置が既追尾目標と同一のものか判定する相関装
   置と、新目標と判定された場合の目標観測値に対して追
   尾ビームの照射を指示し、また既に追尾中の目標に対し
   ては予測位置に対して追尾ビームの照射を指示し、さら
   に他の目標を探知するための捜索ビームの照射を指示す
   るビーム制御装置とを具備したことを特徴とする目標探
   知追尾装置。
5. 【請求項５】 移動目標の捜索及び追尾を時分割処理に
   より行うレーダ装置において、空間に対して捜索ビーム
   または追尾ビームの送受信を行うアンテナ装置と、上記
   アンテナ装置に対して送信及び受信の信号を授受する送
   受信装置と、受信信号より目標の検出を行い距離、方位
   角情報、高角情報の極座標系での３次元観測値を算出す
   るレーダ信号処理装置と、レーダ信号処理装置からの観
   測値を捜索ビームによる目標検出時には相関装置に、ま
   た追尾ビームによる目標検出時には追尾フィルタ装置に
   振り分ける観測値出力選択装置と、上記観測値をもとに
   所要の座標変換を行い、さらに次サンプリング時刻にお
   ける目標予測位置を算出する追尾フィルタ装置と、レー
   ダ信号処理装置にて計測される信号雑音比より追尾ビー
   ム照射時における観測精度を推定する観測精度推定装置
   と、追尾フィルタ処理により算出された目標予測誤差共
   分散行列をもとに次サンプリング時刻における追尾予測
   誤差の範囲を推定する追尾予測誤差推定装置と、観測値
   と予測値の残差より目標の曲進を判定する目標曲進判定
   装置と、レーダ信号処理装置にて計測される目標信号の
   振幅より追尾ビーム照射時における目標レーダ有効反射
   面積（ＲＣＳ）を推定するＲＣＳ推定装置と、上記観測
   精度推定値、追尾予測誤差推定値、目標曲進判定結果、
   ＲＣＳ推定値をもとに相関ゲート幅を設定する可変相関
   ゲート幅設定装置と、上記捜索ビームによる目標観測値
   および追尾フィルタにより算出された予測位置を設定さ
   れた上記相関ゲート幅をもとに相関処理を行い、捜索ビ
   ームによる目標観測位置が既追尾目標と同一のものか判
   定する相関装置と、新目標と判定された場合の目標観測
   値に対して追尾ビームの照射を指示し、また既に追尾中
   の目標に対しては予測位置に対して追尾ビームの照射を
   指示し、さらに他の目標を探知するための捜索ビームの
   照射を指示するビーム制御装置とを具備したことを特徴
   とする目標探知追尾装置。