JPH1039002A - 船舶用レーダ装置 - Google Patents

船舶用レーダ装置

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JPH1039002A
JPH1039002A JP8199425A JP19942596A JPH1039002A JP H1039002 A JPH1039002 A JP H1039002A JP 8199425 A JP8199425 A JP 8199425A JP 19942596 A JP19942596 A JP 19942596A JP H1039002 A JPH1039002 A JP H1039002A
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JP
Japan
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signal
pulse width
scan
signals
transmission
Prior art date
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JP8199425A
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English (en)
Inventor
Masaru Kawaguchi
優 川口
Masaya Sawayanagi
雅哉 沢柳
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Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1039002A publication Critical patent/JPH1039002A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】レーダ装置からの送信信号パルス幅に依存しな
い目標物からの受信信号と、送信信号パルス幅に依存す
るシークラッタによる反射信号との識別能力を向上させ
ること。 【解決手段】空中線輻射部22から信号を送信する際、
所定のスキャン毎に送信信号のパルス幅を変えて送信
し、各スキャン毎の受信信号を用いて相関処理回路30
においてスキャン相関処理を行う。スキャン相関処理で
は、所定のスキャン数分の受信信号の平均化処理を行
い、各スキャンの同じ場所における受信電力のレベルを
平均化する。平均化処理の効果により、シークラッタの
ように送信信号パルス幅に依存して変化する受信信号
は、その平均レベルが低下し、送信信号パルス幅依存性
の少ない船舶等の固形目標物からの受信信号は、その平
均レベルの低下が少なく、両信号の識別能力が向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、船舶用レーダ装置
に関し、特に、レーダ装置における空中線輻射部のスキ
ャン(回転)毎に送信パルス幅の異なる電波を送信し、
受信映像信号をスキャン相関処理することによりシーク
ラッタによる信号と目標信号との識別能力を向上した船
舶用レーダ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、船舶や航空機等において、進
路上の障害物やブイ等の標識物を観測するためにレーダ
装置が使用されている。
【0003】従来の船舶用レーダ装置は、各測定(測
距)レンジ毎にそれぞれ所定の送信パルス幅を持ったパ
ルス信号で送信を行うシステムである。一般的には、距
離分解能や感度等を考慮して、近距離レンジほど狭い送
信パルス幅(ショートパルス)の信号を使用し、遠距離
レンジほど広い送信パルス幅(ロングパルス)の信号を
使用することによって、各測定レンジ毎に、送信パルス
(送信出力)に見合った目標物からの反射信号(レーダ
受信信号、レーダ映像信号、目標信号等と称する。)が
得られることとなる。
【0004】ところで、船舶用レーダ装置の場合、目標
物からの反射信号の他に、海上の波面からの反射信号
(一般にシークラッタと称される。)が不要信号として
レーダ受信信号に含まれることとなり、船舶用レーダ装
置において、シークラッタと目標信号とを識別、分離抽
出することが必要になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】いまレーダ装置の受信
信号のパワーPr は、一般的に目標物(単に目標ともい
う。)の有効反射断面積をσとすると、Pr =P
r (σ)で与えられ、有効反射断面積σの関数として考
えることができる。これをさらに詳述すれば、レーダ装
置の受信信号(反射信号)のパワー(受信電力)P
r は、下記(1)式で示されるレーダ方程式で与えられ
る。
【0006】 Pr =Pt t 2 λ2 σ/(4π)3 4 〔W〕 …(1) ただし、Pr :受信電力 Pt :送信電力 Gt :アンテナゲイン λ :波長 σ :目標の有効反射断面積 R :目標までの距離 すなわち、目標物の有効反射断面積σが大きいほど受信
信号のパワーPr が大きくなるといえる。
【0007】この有効反射断面積σは目標物によってさ
まざまなパラメータに依存してその値が決まる。例えば
目標物自体の大きさ、レーダから送信される送信信号の
周波数等がパラメータの一例であり、目標物が船舶等の
固形物である場合は、一般的にレーダ装置の送信パルス
幅τに依存しないのに対し、シークラッタすなわち海面
の場合は、後述するようにレーダ装置の送信パルス幅τ
に依存し、送信パルス幅が大きいほど有効反射断面積σ
は大きくなる。
【0008】このことは、送信パルス信号の海面からの
反射を考える場合、図2の模式図に示すように、送信電
波があたる面積Aを考えると、送信パルス幅τそのもの
が面積を決定するパラメータとなるためと考えることが
できるからである。
【0009】すなわち、図2(a)の側面図に示すよう
に、レーダ装置のアンテナ1から送信される電波(送信
信号または送信パルス信号)2が距離R{図2(b)参
照}の位置で海面3の波面によって反射する時のシーク
ラッタについて考察すると、図2(b)の平面図に示す
ように、シークラッタの有効反射断面積σは、 σ=σ0 A となる。ただし、Aは送信波があたる海面の面積
〔m2 〕、σ0 は海面の反射率〔m2 /m2 〕である。
【0010】従って、レーダ装置のアンテナ1から送信
される送信信号2の送信パルス幅(送信信号パルス幅)
をτ、空中線輻射部水平ビーム幅をθH とすると、シー
クラッタの有効反射断面積σは、 σ=σ0 {θH ×R×(Cτ/2)} となる。ただし、Cは光速である。
【0011】以上のことから、送信信号パルス幅τに依
存しない、船舶等の固形物からの反射信号のパワーPr
と、送信信号パルス幅τに依存するシークラッタによる
反射信号のパワーPr との受信信号レベル差を考える
時、送信信号パルス幅τが大きいほど、両者のレベル差
が小さくなることが理解できる。
【0012】このため、レーダ装置からの送信信号パル
ス幅τが広くなるほど、いいかえれば遠距離レンジの目
標物ほど送信パルス(送信電力)に見合って、大きなパ
ワーの受信信号が得られる反面、シークラッタによる不
要信号パワーも大きくなり、送信信号パルス幅τが大き
くなるに従って、目標物からの反射信号(目標信号)
と、シークラッタとのレベル差が小さくなり、目標信号
の識別、検出が困難になるという不都合があった。
【0013】本発明は、このような課題を解決するため
になされたものであり、目標信号と、レーダ装置からの
送信信号パルス幅に依存性があるシークラッタによる反
射信号との識別能力を向上した船舶用レーダ装置を提供
することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、例えば、図1に示すように、空中線輻
射部22の所定のスキャン毎に送信パルス幅の異なる電
波を送信する手段12、14、16、18、20と、前
記各スキャン毎の受信信号を用いて、スキャン相関処理
する相関処理手段30とを備えたことを特徴とする。
【0015】また、本発明は、前記の船舶用レーダ装置
において、前記相関処理手段30は、各スキャン毎の受
信信号を平均化する平均化処理を行うことを特徴とす
る。
【0016】本発明によるレーダ装置は、空中線輻射部
から信号を送信する際、所定のスキャン毎に送信信号の
パルス幅を変えて送信し、各スキャン毎の受信信号を用
いてスキャン相関処理を行う。スキャン相関処理では、
所定のスキャン数分の受信信号の平均化処理を行い、各
スキャンの同じ場所における受信電力Pr のレベルを平
均化する。この平均化処理の効果により、シークラッタ
のように送信信号パルス幅に依存して変化する受信信号
(ランダム性の強い信号)は、その平均レベルが低下
し、送信信号パルス幅依存性の少ない船舶等の固形目標
物からの受信信号(ランダム性の弱い信号)は、その平
均レベルの低下が少なく、両信号の識別能力が向上す
る。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明に係る船舶用レーダ装置に
ついて、実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら
以下詳細に説明する。
【0018】図1は、本発明に係る船舶用レーダ装置の
構成を示すブロック図である。本発明に係る船舶用レー
ダ装置10は、回転検出回路12、送信パルス幅選択回
路14、変調回路16、送信管(マグネトロン:MA
G)18、サーキュレータ20、空中線輻射部22、受
信回路24、A/D変換回路26、メモリ28、相関処
理回路30から構成されている。
【0019】回転検出回路12は、空中線輻射部22の
回転に応じた回転信号を発生させ、送信パルス幅選択回
路14、メモリ回路28、相関処理回路30に所定の信
号を出力する。
【0020】送信パルス幅選択回路14は、回転検出回
路12の出力信号に基づいて、空中線輻射部22のスキ
ャン(回転)毎に応じて、送信信号のパルス幅を選択
し、その選択信号を変調回路16に出力する。
【0021】変調回路16およびマグネトロン18によ
って、送信パルス幅選択回路14で選択されたパルス幅
に従った送信波が発生され、送信波(送信信号)と受信
波(受信信号)の経路を切り換えるサーキュレータ20
を経由して、空中線輻射部22から送信信号が出力され
る。
【0022】空中線輻射部22から発射された送信信号
は、目標物や海面に反射し、再び船舶用レーダ装置10
に受信信号(受信波)として戻る。
【0023】目標物等に反射して戻ってきた受信信号
は、空中線輻射部22、サーキュレータ20を経て受信
回路24で受信され、A/D変換回路26にアナログ受
信信号として提供される。A/D変換回路26は、アナ
ログ受信信号をデジタル受信信号に変換し、メモリ回路
28に出力する。
【0024】メモリ回路28では、回転検出回路12の
出力信号に基づき、空中線輻射部22のスキャン(回
転)と対応づけてスキャン毎の受信信号が記憶される。
相関処理回路30では、メモリ回路28に記憶されたス
キャン毎の受信信号を用いて、スキャン相関処理を行
う。
【0025】前述したように、レーダ装置10からの送
信信号パルス幅τに依存しない、船舶等の固形物からの
反射信号のパワーPr と、送信信号パルス幅τに依存す
るシークラッタによる反射信号のパワーPr との受信信
号レベル差を考える時、送信信号パルス幅τが大きいほ
ど、両者のレベル差が小さくなる。
【0026】このため、レーダ装置10からの送信信号
パルス幅τが広くなるほど、いいかえれば遠距離レンジ
の目標物ほど送信パルス(送信電力)に見合った大きな
パワーの受信信号が得られる反面、シークラッタによる
不要信号パワーも大きくなり、送信信号パルス幅τが大
きくなるに従って、目標物からの反射信号(目標信号)
と、シークラッタとのレベル差が小さくなり、目標信号
の識別、検出が困難になる。
【0027】本発明による船舶用レーダ装置10では、
空中線輻射部22から信号を送信する際、そのスキャン
毎に、回転検出回路12の出力に基づいて、送信パルス
幅選択回路14で送信信号パルス幅を選択して異なるパ
ルス幅の信号を送信し、各スキャン毎の受信信号を用い
て相関処理回路30において、受信信号のスキャン相関
処理を行う。
【0028】ここで、相関処理回路30におけるスキャ
ン相関処理は、各スキャン数分の受信信号の平均化処理
を行い、各スキャンの同じ場所における受信電力Pr
レベルを平均化する処理をいう。
【0029】この平均化処理の効果により、シークラッ
タのように送信信号パルス幅τに依存して変化する受信
信号(ランダム性の強い信号)は、その平均レベルが低
下し、送信信号パルス幅依存性の少ない船舶等の固形目
標物からの受信信号(ランダム性の弱い信号)は、その
平均レベルの低下が少なく、両信号の識別能力を向上す
ることができる。
【0030】本発明に係る船舶用レーダ装置10におい
ては、所定のスキャン毎に送信信号パルス幅τを変化さ
せることにより、スキャン相関処理における平均化処理
の効果がさらに増大し、目標物からの受信信号とシーク
ラッタによる受信信号の識別能力を一層増大させること
ができる。
【0031】以上の実施形態においては、空中線輻射部
22から信号を送信する際、そのスキャン毎に、いいか
えればスキャンの都度、回転検出回路12の出力に基づ
いて、送信パルス幅選択回路14で送信信号パルス幅τ
を選択して異なるパルス幅の信号を送信する場合を説明
したが、本発明はこの実施形態に限られるものではな
く、種々の変形が可能である。
【0032】例えば、各スキャン毎(スキャンの都度)
に送信信号パルス幅を変化させる形態ではなく、所定の
スキャン毎、例えば、1スキャンおきに、あるいは、数
スキャンおき等、予め定めたスキャン周期毎に送信信号
パルス幅を変化させる形態としても、同様の作用効果が
期待できる。
【0033】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る船舶用レー
ダ装置によれば、空中線輻射部から信号を送信する際、
所定のスキャン毎に送信信号のパルス幅を変えて送信
し、各スキャン毎の受信信号を用いてスキャン相関処理
を行う。スキャン相関処理では、所定のスキャン数分の
受信信号の平均化処理を行い、各スキャンの同じ場所に
おける受信電力のレベルを平均化するものであるから、
平均化処理の効果により、シークラッタのように送信信
号パルス幅に依存して変化する受信信号(ランダム性の
強い信号)は、その平均レベルが低下し、送信信号パル
ス幅依存性の少ない船舶等の固形目標物からの受信信号
(ランダム性の弱い信号)は、その平均レベルの低下が
少なく、両信号の識別能力を向上させることができると
いう効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るレーダ装置の構成を示すブロック
図である。
【図2】送信パルス信号の海面からの反射の様子を示す
模式図であり、図2(a)はその側面図、図2(b)は
その平面図である。
【符号の説明】
10…船舶用レーダ装置 12…回転検出
回路 14…送信パルス幅選択回路 16…変調回路 18…送信管 20…サーキュ
レータ 22…空中線輻射部 24…受信回路 26…A/D変換回路 28…メモリ回
路 30…相関処理回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】空中線輻射部の所定のスキャン毎に送信パ
    ルス幅の異なる電波を送信する手段と、 前記各スキャン毎の受信信号を用いて、スキャン相関処
    理する相関処理手段と、 を備えたことを特徴とする船舶用レーダ装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の船舶用レーダ装置におい
    て、前記相関処理手段は、各スキャン毎の受信信号を平
    均化する平均化処理を行うことを特徴とする船舶用レー
    ダ装置。
JP8199425A 1996-07-29 1996-07-29 船舶用レーダ装置 Pending JPH1039002A (ja)

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