JPH10282231A - レーダ装置 - Google Patents
レーダ装置Info
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- JPH10282231A JPH10282231A JP9083700A JP8370097A JPH10282231A JP H10282231 A JPH10282231 A JP H10282231A JP 9083700 A JP9083700 A JP 9083700A JP 8370097 A JP8370097 A JP 8370097A JP H10282231 A JPH10282231 A JP H10282231A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーダ設置位置の超遠方を高速で移動する目
標の捜索機会を増加させる。 【解決手段】 受信機６は、ビーム走査制御器４により
設定される捜索データレートに応じて繰り返し実行され
る複数のビーム走査ごとに、移動目標から得られる電波
を空中線３および切替器２を介して受信する。この際の
ビーム走査速度は、ヒット数を低減することにより、従
来と比較して高速に設定される。スレッショルド検出器
７は、ビーム走査ごとに得られる受信信号から予め設定
される閾値を用いて目標およびノイズを示す検出信号を
抽出する。この際、所望の検出確率Ｐｄを確保するため
に、閾値は低レベルに設定されている。スキャンデータ
生成器８は、ビーム走査ごとに得られる検出信号をそれ
ぞれ重ね合わせてスキャンデータを生成する。そして、
線分目標検出器９が、スキャンデータに含まれる線分を
ハフ変換の性質を利用して抽出し、該線分と相関関係に
ある検出信号が示す物体を移動目標として検出する。
標の捜索機会を増加させる。 【解決手段】 受信機６は、ビーム走査制御器４により
設定される捜索データレートに応じて繰り返し実行され
る複数のビーム走査ごとに、移動目標から得られる電波
を空中線３および切替器２を介して受信する。この際の
ビーム走査速度は、ヒット数を低減することにより、従
来と比較して高速に設定される。スレッショルド検出器
７は、ビーム走査ごとに得られる受信信号から予め設定
される閾値を用いて目標およびノイズを示す検出信号を
抽出する。この際、所望の検出確率Ｐｄを確保するため
に、閾値は低レベルに設定されている。スキャンデータ
生成器８は、ビーム走査ごとに得られる検出信号をそれ
ぞれ重ね合わせてスキャンデータを生成する。そして、
線分目標検出器９が、スキャンデータに含まれる線分を
ハフ変換の性質を利用して抽出し、該線分と相関関係に
ある検出信号が示す物体を移動目標として検出する。
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、レーダ装置に関
し、特に遠距離を高速で移動する目標を探知し追尾する
レーダ装置に関する。
し、特に遠距離を高速で移動する目標を探知し追尾する
レーダ装置に関する。
【０００１】
【従来の技術】従来、軌道ミサイルのような超遠距離を
高速で水平線方向から出現する目標を捜索する際には、
図９ＡおよびＢに示されるようなフェンスサーチが用い
られる。すなわち、地表面（水平面）方向に沿って、そ
の地表面（水平面）方向すなわち下方だけをビーム幅θ
Bのビームでビーム走査角θを走査することで捜索デー
タレートを上げ、目標探知の機会損失を低減する方法が
とられる。
高速で水平線方向から出現する目標を捜索する際には、
図９ＡおよびＢに示されるようなフェンスサーチが用い
られる。すなわち、地表面（水平面）方向に沿って、そ
の地表面（水平面）方向すなわち下方だけをビーム幅θ
Bのビームでビーム走査角θを走査することで捜索デー
タレートを上げ、目標探知の機会損失を低減する方法が
とられる。
【０００２】次に、従来のレーダ装置について図１０お
よび図１１を参照して説明する。
よび図１１を参照して説明する。
【０００３】図１０は、従来のレーダ装置の構成を示す
ブロック図であり、送信機１は、捜索距離から決定され
る送信繰り返し周期で送信パルス信号を発生する。送信
パルス信号は、送受切替器２により空中線３に供給され
る。空中線３は、フェーズドアレイ方式のアンテナを用
い、電力合成／分配器３１、複数の移相器３２及び各移
相器３２に対応して設けられる放射素子３２により構成
され、ビーム走査は、移相器３２の位相を制御すること
によって行われる。ビーム走査のための制御信号は、前
述のフェンスサーチに応じたビーム走査プログラム５の
データに基づいて、ビーム走査制御器４により生成され
る。
ブロック図であり、送信機１は、捜索距離から決定され
る送信繰り返し周期で送信パルス信号を発生する。送信
パルス信号は、送受切替器２により空中線３に供給され
る。空中線３は、フェーズドアレイ方式のアンテナを用
い、電力合成／分配器３１、複数の移相器３２及び各移
相器３２に対応して設けられる放射素子３２により構成
され、ビーム走査は、移相器３２の位相を制御すること
によって行われる。ビーム走査のための制御信号は、前
述のフェンスサーチに応じたビーム走査プログラム５の
データに基づいて、ビーム走査制御器４により生成され
る。
【０００４】空中線３で受信した信号は、送受切替器２
を介して受信機６に入力されて増幅、検波の受信処理が
なされ、多ヒット積分器１１に出力される。多ヒット積
分器１１は、受信機６から供給された受信信号を、複数
ヒットの相関処理を行うことで積分処理し、同一距離に
ある目標については、その振幅をＮ（Ｎはヒット数であ
る）倍に拡大する。ここで、ヒットとは、送信パルスが
目標にあたることを示し、ヒット数とは、１回のスキャ
ン（ビーム走査）で目標にあたる送信パルスの数を示
す。
を介して受信機６に入力されて増幅、検波の受信処理が
なされ、多ヒット積分器１１に出力される。多ヒット積
分器１１は、受信機６から供給された受信信号を、複数
ヒットの相関処理を行うことで積分処理し、同一距離に
ある目標については、その振幅をＮ（Ｎはヒット数であ
る）倍に拡大する。ここで、ヒットとは、送信パルスが
目標にあたることを示し、ヒット数とは、１回のスキャ
ン（ビーム走査）で目標にあたる送信パルスの数を示
す。
【０００５】無相関の雑音については、振幅の積みあが
りはルートＮ倍となり、１ヒットに対してＮ倍の信号対
雑音比（Ｓ／Ｎ）に拡大する。スレッショルド検出器１
２は、所望の目標検出確率Ｐｄ、誤警報確率Ｐｆａとに
基づいて、目標を検出するためのスレッショルドレベル
を設定し、該スレッショルドレベル以上の受信信号を目
標として検出する。航跡確立処理器１０ａは、検出され
た目標信号の複数スキャンにわたるデータに基づいて目
標の航跡を確立する。
りはルートＮ倍となり、１ヒットに対してＮ倍の信号対
雑音比（Ｓ／Ｎ）に拡大する。スレッショルド検出器１
２は、所望の目標検出確率Ｐｄ、誤警報確率Ｐｆａとに
基づいて、目標を検出するためのスレッショルドレベル
を設定し、該スレッショルドレベル以上の受信信号を目
標として検出する。航跡確立処理器１０ａは、検出され
た目標信号の複数スキャンにわたるデータに基づいて目
標の航跡を確立する。
【０００６】スレッショルド検出器１２におけるスレッ
ショルドレベルの設定方法について、図１１を参照して
説明する。
ショルドレベルの設定方法について、図１１を参照して
説明する。
【０００７】図１１を参照すると、雑音および信号＋雑
音の振幅確率密度が同一平面上にプロットされている。
スレッショルドレベルを下げることで、目標の検出確率
Ｐｄを増大させることができるが、一方、雑音を誤目標
として検出する誤警報確率Ｐｆａをも同時に増大させて
しまう。通常は、レーダに要求される検出確率Ｐｄと誤
警報確率Ｐｆａの両者を満足する値にスレッショルドレ
ベルを設定することになる。
音の振幅確率密度が同一平面上にプロットされている。
スレッショルドレベルを下げることで、目標の検出確率
Ｐｄを増大させることができるが、一方、雑音を誤目標
として検出する誤警報確率Ｐｆａをも同時に増大させて
しまう。通常は、レーダに要求される検出確率Ｐｄと誤
警報確率Ｐｆａの両者を満足する値にスレッショルドレ
ベルを設定することになる。
【０００８】次に、従来のレーダ装置における捜索（１
スキャン）に必要な時間、すなわち捜索データレートに
ついて説明する。
スキャン）に必要な時間、すなわち捜索データレートに
ついて説明する。
【０００９】フェンスサーチを行う従来のレーダ装置で
は、捜索データレートＤｔは、下式により表される。 Ｄｔ＝［（ビーム走査角θ）／（ビーム幅θB×Ｓ
Ｆ）］×（送信繰り返し時間ＰＲＴ）×（ヒット数ｎ） ここで、ＳＦは、スタックファクタ、すなわちビームオ
ーバラップ係数を示す。
は、捜索データレートＤｔは、下式により表される。 Ｄｔ＝［（ビーム走査角θ）／（ビーム幅θB×Ｓ
Ｆ）］×（送信繰り返し時間ＰＲＴ）×（ヒット数ｎ） ここで、ＳＦは、スタックファクタ、すなわちビームオ
ーバラップ係数を示す。
【００１０】たとえば、約２０００Ｋｍ前方から出現す
る目標を捜索するレーダ装置において、目標の速度を約
１０マッハ、ビーム幅θBを約１度、スタックファクタ
を０．８、必要なビーム走査角（θ）を４５度、ヒット
数（ｎ）を８ヒット、送信繰り返し周期（ＰＲＴ）を約
１４ｍｓと仮定すると、２０００Ｋｍ前方の目標がビー
ム幅相当の距離を移動する時間は、約１０ｓである。一
方、捜索データレートは、上述の式を用いて下記のとお
り算出すると、 Ｄｔ＝［４５度／（１度×０．８）］×１４ｍｓ×８ヒ
ット＝６．３ｓ となる。
る目標を捜索するレーダ装置において、目標の速度を約
１０マッハ、ビーム幅θBを約１度、スタックファクタ
を０．８、必要なビーム走査角（θ）を４５度、ヒット
数（ｎ）を８ヒット、送信繰り返し周期（ＰＲＴ）を約
１４ｍｓと仮定すると、２０００Ｋｍ前方の目標がビー
ム幅相当の距離を移動する時間は、約１０ｓである。一
方、捜索データレートは、上述の式を用いて下記のとお
り算出すると、 Ｄｔ＝［４５度／（１度×０．８）］×１４ｍｓ×８ヒ
ット＝６．３ｓ となる。
【００１１】したがって、従来のレーダ装置において
は、図２Ａに示されるように、１回目のスキャンで検出
された目標は、２回目のスキャンでは、既にビーム外に
移動してしまい検出の機会を失うことになる。通常、航
跡として確立するためには、２スキャン連続あるいは３
スキャン中２回の検出が必要であり、データ数は、少な
くとも３スキャン以上は必要とされる。したがって、上
述の従来のレーダ装置にあっては、その条件を満たすた
めに、捜索データレートを約２．５ｓに短縮する必要が
ある。
は、図２Ａに示されるように、１回目のスキャンで検出
された目標は、２回目のスキャンでは、既にビーム外に
移動してしまい検出の機会を失うことになる。通常、航
跡として確立するためには、２スキャン連続あるいは３
スキャン中２回の検出が必要であり、データ数は、少な
くとも３スキャン以上は必要とされる。したがって、上
述の従来のレーダ装置にあっては、その条件を満たすた
めに、捜索データレートを約２．５ｓに短縮する必要が
ある。
【００１２】捜索データレートを短縮するためには、ビ
ーム幅の拡大、送信繰り返し周期の短縮、ヒット数の低
減等が考えられるが、ビーム幅の拡大は、空中線利得の
低下を伴い、レーダ探知距離を減ずることになる。ま
た、送信繰り返し周期は、所望の探知距離により制限さ
れるパラメータであるため、その短縮は実現困難であ
る。また、ヒット数の低減は、多ヒット積分による積分
利得を減ずることになり実現困難である。
ーム幅の拡大、送信繰り返し周期の短縮、ヒット数の低
減等が考えられるが、ビーム幅の拡大は、空中線利得の
低下を伴い、レーダ探知距離を減ずることになる。ま
た、送信繰り返し周期は、所望の探知距離により制限さ
れるパラメータであるため、その短縮は実現困難であ
る。また、ヒット数の低減は、多ヒット積分による積分
利得を減ずることになり実現困難である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーダ装置で
は、超遠距離を高速に移動する目標を高精度に検出する
ことができない。また、この目標を高精度に検出するた
めの手法として、捜索データレートを大幅に短縮するこ
とが考えられるが、従来の技術では、この捜索データレ
ートの短縮を容易に実現することは困難である。
は、超遠距離を高速に移動する目標を高精度に検出する
ことができない。また、この目標を高精度に検出するた
めの手法として、捜索データレートを大幅に短縮するこ
とが考えられるが、従来の技術では、この捜索データレ
ートの短縮を容易に実現することは困難である。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明のレーダ装置は、予め設定される捜索デー
タレートに応じて繰り返し実行される複数のビーム走査
ごとに、移動目標から得られる電波を受信する受信手段
と、前記ビーム走査ごとに得られる受信信号から予め設
定される閾値を用いて目標および雑音を示す検出信号を
抽出する抽出手段と、前記ビーム走査ごとに得られる前
記検出信号をそれぞれ重ね合わせてスキャンデータを生
成する生成手段と、前記スキャンデータに含まれる線分
を抽出し、該線分と相関関係にある前記検出信号が示す
物体を移動目標として検出する検出手段とを備える。
めに、本発明のレーダ装置は、予め設定される捜索デー
タレートに応じて繰り返し実行される複数のビーム走査
ごとに、移動目標から得られる電波を受信する受信手段
と、前記ビーム走査ごとに得られる受信信号から予め設
定される閾値を用いて目標および雑音を示す検出信号を
抽出する抽出手段と、前記ビーム走査ごとに得られる前
記検出信号をそれぞれ重ね合わせてスキャンデータを生
成する生成手段と、前記スキャンデータに含まれる線分
を抽出し、該線分と相関関係にある前記検出信号が示す
物体を移動目標として検出する検出手段とを備える。
【００１５】また、本発明の他のレーダ装置は、予め設
定される捜索データレートに応じて繰り返し実行される
複数のビーム走査ごとに、移動目標から得られる電波を
受信する受信手段と、前記ビーム走査ごとに得られる受
信信号から予め設定される閾値を用いて目標および雑音
を示す検出信号を抽出する抽出手段と、前記ビーム走査
ごとに得られる前記検出信号をそれぞれ重ね合わせてス
キャンデータを生成する生成手段と、前記スキャンデー
タに含まれる線分を抽出し、該線分と相関関係にある前
記検出信号が示す物体を移動目標として検出する検出手
段とを備える捜索処理系と、予め設定される追尾データ
レートに応じたビーム走査ごとに得られる電波を受信す
る受信手段と、該受信手段により得られた受信信号を切
換器を介して受け取り積分処理する多ヒット積分処理手
段と、積分処理された信号から所望の閾値を用いて目標
からの信号を検出する検出手段とを備える追尾処理系と
を備える。
定される捜索データレートに応じて繰り返し実行される
複数のビーム走査ごとに、移動目標から得られる電波を
受信する受信手段と、前記ビーム走査ごとに得られる受
信信号から予め設定される閾値を用いて目標および雑音
を示す検出信号を抽出する抽出手段と、前記ビーム走査
ごとに得られる前記検出信号をそれぞれ重ね合わせてス
キャンデータを生成する生成手段と、前記スキャンデー
タに含まれる線分を抽出し、該線分と相関関係にある前
記検出信号が示す物体を移動目標として検出する検出手
段とを備える捜索処理系と、予め設定される追尾データ
レートに応じたビーム走査ごとに得られる電波を受信す
る受信手段と、該受信手段により得られた受信信号を切
換器を介して受け取り積分処理する多ヒット積分処理手
段と、積分処理された信号から所望の閾値を用いて目標
からの信号を検出する検出手段とを備える追尾処理系と
を備える。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明のレーダ装置の一実
施形態について図面を参照して詳細に説明する。
施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】本実施形態のレーダ装置は、従来のレーダ
装置の探知能力から要求されるヒット数に対して、大幅
にこれを減じて、高速にビーム走査を行い、得られた受
信信号から目標を検出する際、検出スレッショルドを大
幅に低下させ、所望の検出確率Ｐｄで目標検出を行う。
このとき、誤警報確率Ｐｆａも増大することになるが、
目標航跡の直線性に着目し、複数スキャンのデータを重
ね合わせ、線分との相関処理による線分検出処理を行
う。これにより線分と無相関な雑音を抑圧し、目標を検
出することが可能となり、レーダ装置に要求される誤警
報確率をも十分に満足した目標検出を行うものである。
装置の探知能力から要求されるヒット数に対して、大幅
にこれを減じて、高速にビーム走査を行い、得られた受
信信号から目標を検出する際、検出スレッショルドを大
幅に低下させ、所望の検出確率Ｐｄで目標検出を行う。
このとき、誤警報確率Ｐｆａも増大することになるが、
目標航跡の直線性に着目し、複数スキャンのデータを重
ね合わせ、線分との相関処理による線分検出処理を行
う。これにより線分と無相関な雑音を抑圧し、目標を検
出することが可能となり、レーダ装置に要求される誤警
報確率をも十分に満足した目標検出を行うものである。
【００１８】ここで、図１は、本実施形態のレーダ装置
の構成を示すブロック図であり、送信機１は、捜索距離
により決定される送信繰り返し周期で送信パルス信号を
発生する。送信パルス信号は、送受切替器２により空中
線３に供給される。空中線３は、例えば、フェーズドア
レイ方式のアンテナが採用され、電力合成／分配器、移
相器（φ）及び放射素子を備え、移相器（φ）を制御す
ることによって、所望のビーム走査を行う。ビーム走査
制御器４およびビーム走査プログラム５は、ビーム走査
を行うために、空中線３の移相器（φ）の制御信号を生
成する。ビーム走査プログラム５は、従来のレーダ装置
に対し、１ビーム当たりの送信ヒット数を大幅に減少
し、所望のビーム走査範囲を高速にビーム走査するよう
にプログラムされている。
の構成を示すブロック図であり、送信機１は、捜索距離
により決定される送信繰り返し周期で送信パルス信号を
発生する。送信パルス信号は、送受切替器２により空中
線３に供給される。空中線３は、例えば、フェーズドア
レイ方式のアンテナが採用され、電力合成／分配器、移
相器（φ）及び放射素子を備え、移相器（φ）を制御す
ることによって、所望のビーム走査を行う。ビーム走査
制御器４およびビーム走査プログラム５は、ビーム走査
を行うために、空中線３の移相器（φ）の制御信号を生
成する。ビーム走査プログラム５は、従来のレーダ装置
に対し、１ビーム当たりの送信ヒット数を大幅に減少
し、所望のビーム走査範囲を高速にビーム走査するよう
にプログラムされている。
【００１９】図２ＡおよびＢには、従来のレーダ装置と
本実施形態のレーダ装置におけるビーム走査の概念が比
較する形で示されている。図２Ａを参照すると、本実施
形態のビーム走査は、従来のビーム走査と比較して、捜
索データレートが１／８の約０．８秒であり、目標がビ
ーム幅内を通過するまでに例えば１０スキャン以上の検
出データが得られることになる。
本実施形態のレーダ装置におけるビーム走査の概念が比
較する形で示されている。図２Ａを参照すると、本実施
形態のビーム走査は、従来のビーム走査と比較して、捜
索データレートが１／８の約０．８秒であり、目標がビ
ーム幅内を通過するまでに例えば１０スキャン以上の検
出データが得られることになる。
【００２０】このように、本発明のレーダ装置の一実施
形態では、従来のフェンスサーチにおける捜索データレ
ートが約１２ｓであったのに対して、捜索データレート
を約２ｓ以下に設定して高速なビーム走査を実現してい
る。ここで、捜索データレートを約２ｓ以下まで短縮す
るために、ヒット数、すなわち１回の走査で目標にあた
る送信パルスの数を１回程度にしている。
形態では、従来のフェンスサーチにおける捜索データレ
ートが約１２ｓであったのに対して、捜索データレート
を約２ｓ以下に設定して高速なビーム走査を実現してい
る。ここで、捜索データレートを約２ｓ以下まで短縮す
るために、ヒット数、すなわち１回の走査で目標にあた
る送信パルスの数を１回程度にしている。
【００２１】このようなビーム走査によって得られる受
信信号は、空中線３から送受切替器２を介して受信機６
に入力れ、増幅、検波の受信処理が行われる。受信機６
からスレッショルド検出器７に供給される受信信号は、
従来の多ヒット積分処理を行わず、予め従来よりも低い
値に設定された検出スレッショルドを用い、該検出スレ
ッショルドよりも大きい受信信号成分を抽出すること
で、レーダに要求される検出確率Ｐｄを実現する。すな
わち、低Ｓ／Ｎ（信号対雑音比）の条件で目標を検出す
る。この場合、多くの雑音を誤目標として検出すること
になり、この時点ではレーダ装置に要求される誤警報確
率Ｐｆａを満足しない。すなわち、誤警報確率Ｐｆａは
１０-2程度である。
信信号は、空中線３から送受切替器２を介して受信機６
に入力れ、増幅、検波の受信処理が行われる。受信機６
からスレッショルド検出器７に供給される受信信号は、
従来の多ヒット積分処理を行わず、予め従来よりも低い
値に設定された検出スレッショルドを用い、該検出スレ
ッショルドよりも大きい受信信号成分を抽出すること
で、レーダに要求される検出確率Ｐｄを実現する。すな
わち、低Ｓ／Ｎ（信号対雑音比）の条件で目標を検出す
る。この場合、多くの雑音を誤目標として検出すること
になり、この時点ではレーダ装置に要求される誤警報確
率Ｐｆａを満足しない。すなわち、誤警報確率Ｐｆａは
１０-2程度である。
【００２２】検出された信号は、スキャンデータ生成器
８で、複数スキャンのデータを重ね合わせ、線分目標検
出器９に供給される。ここで、図３Ａ、ＢおよびＣに
は、スレッショルド検出器７における処理およびその検
出信号が示されており、図４には、スキャンデータ生成
器８で得られる複数スキャンのデータが重ね合わされた
データが示されている。
８で、複数スキャンのデータを重ね合わせ、線分目標検
出器９に供給される。ここで、図３Ａ、ＢおよびＣに
は、スレッショルド検出器７における処理およびその検
出信号が示されており、図４には、スキャンデータ生成
器８で得られる複数スキャンのデータが重ね合わされた
データが示されている。
【００２３】線分目標検出器９は、ハフ変換器９ａ、交
線数計測器９ｂおよび目標検出器９ｃを備え、多くの雑
音中から目標をハフ変換を用いて線分との相関処理によ
り検出するものである。
線数計測器９ｂおよび目標検出器９ｃを備え、多くの雑
音中から目標をハフ変換を用いて線分との相関処理によ
り検出するものである。
【００２４】ここで、図５ＡおよびＢを参照して、ハフ
変換による目標の検出方法について説明する。
変換による目標の検出方法について説明する。
【００２５】図５ＡおよびＢに示されるように、ハフ変
換の性質として、（ｘ，ｙ）平面上にある任意の点は、
ハフ平面である（ａ，ｂ）平面上では直線として表さ
れ、さらに、（ｘ，ｙ）平面上にある直線を構成する点
は、ハフ平面上では一つの点で交わる複数の直線（以
下、この直線を交線とする）として得られる。ハフ変換
器９ａは、この性質を図４に示されたスキャンデータ生
成器８の出力に適用することによって、直線上の航跡を
描く目標データは、ハフ平面上では交線をなし、雑音
は、目標データを示す線分と無相関なため、ハフ平面上
では交線をなさないデータを出力する。交線数計測器９
ｂ、ハフ変換後の交線数を計測し、目標検出器９ｃで、
交線数に対するスレッショルド検出を行い、予め設定さ
れたスレッショルドよりも交線数が大きいデータを目標
として検出する。ここで、該スレッショルドは、レーダ
から要求される誤警報確率Ｐｆａを満足する値に設定さ
れている。なお、目標検出器９ｃでは、目標として検出
されたハフ平面上の交線が、図６に示されるような
（ｘ，ｙ）平面上における直線上の点として抽出され
る。このように、線分目標検出器９による目標検出で、
誤警報確率Ｐｆａは１０-6程度を確保することができ
る。
換の性質として、（ｘ，ｙ）平面上にある任意の点は、
ハフ平面である（ａ，ｂ）平面上では直線として表さ
れ、さらに、（ｘ，ｙ）平面上にある直線を構成する点
は、ハフ平面上では一つの点で交わる複数の直線（以
下、この直線を交線とする）として得られる。ハフ変換
器９ａは、この性質を図４に示されたスキャンデータ生
成器８の出力に適用することによって、直線上の航跡を
描く目標データは、ハフ平面上では交線をなし、雑音
は、目標データを示す線分と無相関なため、ハフ平面上
では交線をなさないデータを出力する。交線数計測器９
ｂ、ハフ変換後の交線数を計測し、目標検出器９ｃで、
交線数に対するスレッショルド検出を行い、予め設定さ
れたスレッショルドよりも交線数が大きいデータを目標
として検出する。ここで、該スレッショルドは、レーダ
から要求される誤警報確率Ｐｆａを満足する値に設定さ
れている。なお、目標検出器９ｃでは、目標として検出
されたハフ平面上の交線が、図６に示されるような
（ｘ，ｙ）平面上における直線上の点として抽出され
る。このように、線分目標検出器９による目標検出で、
誤警報確率Ｐｆａは１０-6程度を確保することができ
る。
【００２６】航跡確立処理器１０は、線分目標検出器９
により得られる線分を目標の航跡として確立する。
により得られる線分を目標の航跡として確立する。
【００２７】このように、本実施形態では、高速なビー
ム走査により、受信信号の振幅レベルが低下するため
に、そのままでは所望の検出確率が得られないが、この
高速なビーム走査とリンクして検出確率が約５０％以上
となる程度にスレッショルドレベルを低い値に設定して
いる。このようにスレッショルドレベルを低い値に設定
すると、多くの雑音成分が検出されることになるが、ハ
フ変換の性質を利用した線分抽出処理を適用することに
より、雑音が多く含まれた検出データの中から同一の線
分上にある検出データを目標データとして抽出し、その
線分を目標の航跡として確立している。
ム走査により、受信信号の振幅レベルが低下するため
に、そのままでは所望の検出確率が得られないが、この
高速なビーム走査とリンクして検出確率が約５０％以上
となる程度にスレッショルドレベルを低い値に設定して
いる。このようにスレッショルドレベルを低い値に設定
すると、多くの雑音成分が検出されることになるが、ハ
フ変換の性質を利用した線分抽出処理を適用することに
より、雑音が多く含まれた検出データの中から同一の線
分上にある検出データを目標データとして抽出し、その
線分を目標の航跡として確立している。
【００２８】尚、ハフ変換は、直線だけでなく、円、放
物線等の線分に対しても同様な性質を示すため、本実施
形態では、直線上を描く目標検出について説明したが、
他の線分を示す航跡データからの目標検出も可能であ
る。
物線等の線分に対しても同様な性質を示すため、本実施
形態では、直線上を描く目標検出について説明したが、
他の線分を示す航跡データからの目標検出も可能であ
る。
【００２９】なお、本発明のレーダ装置は、上述の実施
形態のごとくフェーズドアレイ方式の空中線を適用する
ことに必ずしも限定されるものではなく、図７に示され
るように、ビーム走査を機械駆動式の空中線３１を用い
て行ってもかまわない。この場合、ビーム走査制御器４
では、空中線３１を駆動するための機械駆動器３２を制
御するための駆動制御信号を生成することになる。
形態のごとくフェーズドアレイ方式の空中線を適用する
ことに必ずしも限定されるものではなく、図７に示され
るように、ビーム走査を機械駆動式の空中線３１を用い
て行ってもかまわない。この場合、ビーム走査制御器４
では、空中線３１を駆動するための機械駆動器３２を制
御するための駆動制御信号を生成することになる。
【００３０】さらに、本実施形態のレーダ装置では、目
標検出系として、低Ｓ／Ｎで目標を検出する方式を採用
しているため、測距・測角の精度は、従来のレーダ装置
に比べて劣化する。そこで、図８に示されるように、本
実施形態のレーダ装置に、従来のレーダ装置に備えられ
た多ヒット積分器１１、スレッショルド検出器１２を備
える目標検出系を追尾ビーム処理系として付加すること
によって、従来のレーダ装置と同様の計測精度で目標を
検出することが可能となる。
標検出系として、低Ｓ／Ｎで目標を検出する方式を採用
しているため、測距・測角の精度は、従来のレーダ装置
に比べて劣化する。そこで、図８に示されるように、本
実施形態のレーダ装置に、従来のレーダ装置に備えられ
た多ヒット積分器１１、スレッショルド検出器１２を備
える目標検出系を追尾ビーム処理系として付加すること
によって、従来のレーダ装置と同様の計測精度で目標を
検出することが可能となる。
【００３１】すなわち、捜索処理系の航跡確立処理器１
０により移動目標を検出した場合、この検出された追尾
目標からの受信信号を、処理系選択器１５を介して追尾
ビーム処理系で処理することによって航跡追尾処理器１
４による追尾処理における計測精度を維持することが可
能となる。
０により移動目標を検出した場合、この検出された追尾
目標からの受信信号を、処理系選択器１５を介して追尾
ビーム処理系で処理することによって航跡追尾処理器１
４による追尾処理における計測精度を維持することが可
能となる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーダ装
置は、従来のレーダ探知能力から要求されるヒット数に
対して、大幅にこれを減じて、高速にビーム走査を行
い、得れれた受信信号に対して、検出スレッショルドを
大幅に低下させたスレッショルド検出処理を行い、かつ
検出されたデータを複数スキャン分重ね合わせ、ハフ変
換を用いた線分検出処理を行うことで、レーダに要求さ
れる検出確率と誤警報確率を満足させることができる。
置は、従来のレーダ探知能力から要求されるヒット数に
対して、大幅にこれを減じて、高速にビーム走査を行
い、得れれた受信信号に対して、検出スレッショルドを
大幅に低下させたスレッショルド検出処理を行い、かつ
検出されたデータを複数スキャン分重ね合わせ、ハフ変
換を用いた線分検出処理を行うことで、レーダに要求さ
れる検出確率と誤警報確率を満足させることができる。
【００３３】その結果、本発明のレーダ装置では、高速
にビーム走査を行うことが可能となり、特に超遠距離を
高速で移動する目標の捜索場面において検出機会を大幅
に向上することができる。
にビーム走査を行うことが可能となり、特に超遠距離を
高速で移動する目標の捜索場面において検出機会を大幅
に向上することができる。
【図１】本発明のレーダ装置の一実施形態の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】ビーム走査を示す図であって、図２Ａは、従来
のレーダ装置におけるビーム走査を示し、図２Ｂは、本
実施形態のレーダ装置におけるビーム走査を示す図であ
る。
のレーダ装置におけるビーム走査を示し、図２Ｂは、本
実施形態のレーダ装置におけるビーム走査を示す図であ
る。
【図３】図１におけるスレッショルド検出器において検
出される低スレッショルド検出データを示す図であり、
図３Ａ、ＢおよびＣは、それぞれ１回目のスキャン（ビ
ーム走査）、２回目のスキャンおよび３回目のスキャン
において検出されるデータを示す。
出される低スレッショルド検出データを示す図であり、
図３Ａ、ＢおよびＣは、それぞれ１回目のスキャン（ビ
ーム走査）、２回目のスキャンおよび３回目のスキャン
において検出されるデータを示す。
【図４】図３によって得られたデータに基づいて、図１
におけるスキャンデータ生成器から出力されるレーダ平
面上における目標および雑音を示す図である。
におけるスキャンデータ生成器から出力されるレーダ平
面上における目標および雑音を示す図である。
【図５】ハフ変換の性質を説明する図であって、図５Ａ
は、（ｘ，ｙ）平面上に複数の検出点が存在することを
示し、図５Ｂは、図５Ａで示される（ｘ，ｙ）平面上の
各点をハフ変換することによって得られるハフ平面上の
複数の直線を示す図である。
は、（ｘ，ｙ）平面上に複数の検出点が存在することを
示し、図５Ｂは、図５Ａで示される（ｘ，ｙ）平面上の
各点をハフ変換することによって得られるハフ平面上の
複数の直線を示す図である。
【図６】図１における線分目標検出器から出力される線
分抽出処理後のデータを示す図である。
分抽出処理後のデータを示す図である。
【図７】本発明のレーダ装置の他の実施形態の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図８】本発明のレーダ装置のさらに他の実施形態の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図９】フェンスサーチを説明するための図である。
【図１０】従来のレーダ装置の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図１１】図１０におけるスレッショルド検出器におけ
るスレッショルドレベルの設定方法を説明するための図
である。
るスレッショルドレベルの設定方法を説明するための図
である。
１ 送信機 ２ 送受切替器 ３ フェーズドアレイ空中線 ４ ビーム走査制御器 ５ ビーム走査プログラム ６ 受信機 ７ スレッショルド検出器 ８ スキャンデータ生成器 ９ 線分目標検出器 ９ａ ハフ変換器 ９ｂ 交線数計測器 ９ｃ 目標検出器 １０ 航跡確立処理器 １１ 多ヒット積分器 １２ スレッショルド検出器 １３ 計測処理器 １４ 航跡追尾処理器 １５ 処理系選択器
Claims (8)
- 【請求項１】 予め設定される捜索データレートに応じ
て繰り返し実行される複数のビーム走査ごとに、移動目
標から得られる電波を受信する受信手段と、 前記ビーム走査ごとに得られる受信信号から予め設定さ
れる閾値を用いて目標および雑音を示す検出信号を抽出
する抽出手段と、 前記ビーム走査ごとに得られる前記検出信号をそれぞれ
重ね合わせてスキャンデータを生成する生成手段と、 前記スキャンデータに含まれる線分を抽出し、該線分と
相関関係にある前記検出信号が示す物体を移動目標とし
て検出する検出手段とを備えることを特徴とするレーダ
装置。 - 【請求項２】 前記捜索データレートは、連続して実行
されるビーム走査において、少なくとも連続する１０回
の走査によるビームが前記移動目標にヒットするように
設定されることを特徴とする請求項１記載のレーダ装
置。 - 【請求項３】 前記捜索データレートは、約２秒以下の
値に設定されることを特徴とする請求項１記載のレーダ
装置。 - 【請求項４】 前記閾値は、前記抽出手段により得られ
る前記検出信号における検出確率が約５０％以上となる
程度に低いレベルに設定されることを特徴とする請求項
１記載のレーダ装置。 - 【請求項５】 前記検出手段は、ハフ変換の性質を利用
して前記抽出手段により得られた検出信号のうち、特定
の線分上にある信号のみを抽出することを特徴とする請
求項１記載のレーダ装置。 - 【請求項６】 予め設定される捜索データレートに応じ
て繰り返し実行される複数のビーム走査ごとに、移動目
標から得られる電波を受信する受信手段と、 前記ビーム走査ごとに得られる受信信号から予め設定さ
れる閾値を用いて目標および雑音を示す検出信号を抽出
する抽出手段と、 前記ビーム走査ごとに得られる前記検出信号をそれぞれ
重ね合わせてスキャンデータを生成する生成手段と、 前記スキャンデータに含まれる線分を抽出し、該線分と
相関関係にある前記検出信号が示す物体を移動目標とし
て検出する検出手段とを備える捜索処理系と、 予め設定される追尾データレートに応じたビーム走査ご
とに得られる電波を受信する受信手段と、 該受信手段により得られた受信信号を切換器を介して受
け取り積分処理する多ヒット積分処理手段と、 積分処理された信号から所望の閾値を用いて目標からの
信号を検出する検出手段とを備える追尾処理系とを備え
ることを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項７】 前記捜索処理系により検出された目標に
対して前記追尾処理系を用いて追尾することを特徴とす
る請求項６記載のレーダ装置。 - 【請求項８】 前記捜索データレートは、１回のビーム
走査で１パルスが前記移動目標にヒットする程度に設定
され、前記追尾データレートは、１回のビーム走査で多
パルスが前記捜索処理系により検出され追尾されるべき
目標にヒットする程度に設定されることを特徴とする請
求項６記載のレーダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9083700A JP2933053B2 (ja) | 1997-04-02 | 1997-04-02 | レーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9083700A JP2933053B2 (ja) | 1997-04-02 | 1997-04-02 | レーダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10282231A true JPH10282231A (ja) | 1998-10-23 |
| JP2933053B2 JP2933053B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=13809780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9083700A Expired - Fee Related JP2933053B2 (ja) | 1997-04-02 | 1997-04-02 | レーダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2933053B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005331392A (ja) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Nec Corp | 目標検出方法および装置 |
| KR101244762B1 (ko) | 2011-03-11 | 2013-03-18 | 국방과학연구소 | 허프 변환을 이용한 이동 표적 연계 방법 및 이를 이용한 탐지 시스템 |
| CN106707276A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-05-24 | 电子科技大学 | 一种基于滑窗eht的进动目标雷达三维成像方法 |
| JP2018054297A (ja) * | 2016-09-26 | 2018-04-05 | 桓達科技股▲ふん▼有限公司ＦＩＮＥＴＥＫ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 液位センシング装置 |
| CN112859065A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-05-28 | 中山大学 | 一种基于椭圆霍夫变换的目标跟踪方法和系统 |
-
1997
- 1997-04-02 JP JP9083700A patent/JP2933053B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005331392A (ja) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Nec Corp | 目標検出方法および装置 |
| KR101244762B1 (ko) | 2011-03-11 | 2013-03-18 | 국방과학연구소 | 허프 변환을 이용한 이동 표적 연계 방법 및 이를 이용한 탐지 시스템 |
| JP2018054297A (ja) * | 2016-09-26 | 2018-04-05 | 桓達科技股▲ふん▼有限公司ＦＩＮＥＴＥＫ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 液位センシング装置 |
| CN106707276A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-05-24 | 电子科技大学 | 一种基于滑窗eht的进动目标雷达三维成像方法 |
| CN106707276B (zh) * | 2016-12-20 | 2020-07-31 | 电子科技大学 | 一种基于滑窗eht的进动目标雷达三维成像方法 |
| CN112859065A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-05-28 | 中山大学 | 一种基于椭圆霍夫变换的目标跟踪方法和系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2933053B2 (ja) | 1999-08-09 |
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