JP2004354252A

JP2004354252A - Dbf radar receiving device

Info

Publication number: JP2004354252A
Application number: JP2003153401A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Asako; 淳浅古; Kazumi Yahagi; 和美矢作; Shinichi Yajima; 信一矢島
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2004-12-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a DBF radar receiving device capable of reducing wrong detection of a target by suppressing a clutter without exerting an influence on operation, and having excellent video visibility. <P>SOLUTION: The clutter state in an object region is stored in a clutter map storage part 23 relative to each unit cell. An IQ signal as a DBF reception signal is generated by applying a weight value for reception beam formation to a unit cell wherein a clutter to be suppressed does not exist and zero weight as a reception weight value to a unit cell wherein a clutter to be suppressed exists based on the stored content at the beam formation time in a beam formation part 21, to thereby suppress the clutter. Then, pulse compression processing is performed by a pulse compression processing part 15. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーダ受信装置に係り、特に任意の方向にビームを形成できるＤＢＦレーダ装置に用いられるＤＢＦレーダ受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
任意の方向にビームを形成して目標からの反射信号を受信し、この受信結果から目標検出を行なうＤＢＦ（ＤｉｇｉｔａｌＢｅａｍＦｏｒｍｉｎｇ）レーダ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１のＤＢＦレーダ装置では、送信されたパルス信号が目標物によって反射されてクラッタとともに受信され、この受信された信号は、デジタル信号に変換後ビーム形成がなされ、更にパルス圧縮処理が施された上で目標検出が行なわれる。
【０００３】
このようなＤＢＦレーダ装置に用いられる従来のＤＢＦレーダ受信装置のブロック図の一例を図３に示す。このＤＢＦレーダ受信装置は、空中線部１１、受信部１２、ＡＤ変換部１３、ビーム形成部１４、パルス圧縮部１５、目標検出部１６、及び表示部１７を備えている。ここで、空中線部１１はｎ個の空中線素子１１１〜１１ｎから構成されている。また、これらｎ個の空中線素子に対応して、受信部１２にはｎ個の受信機１２１〜１２ｎが、更に、ＡＤ変換部１３にはｎ個のＡＤ変換器１３１〜１３ｎがそれぞれ設けられている。
【０００４】
目標からの反射信号は、クラッタとともに空中線部１１の各空中線素子１１１〜１１ｎによって受信され、受信信号としてそれぞれの空中線素子１１１〜１１ｎに対応して設けられた受信機１２１〜１２ｎに送出される。これらの受信信号は各受信機１２１〜１２ｎで受信処理された後、更にＡＤ変換器１３１〜１３ｎによりデジタル信号に変換され、デジタル受信信号としてビーム形成部１４に送られる。
【０００５】
ビーム形成部１４は、ＡＤ変換器１３１〜１３ｎにてデジタル変換された受信信号に対してＩＱ直交検波を行なった後、検波後の各信号に対して所定の受信ウェイト値を適用することによって所望する方向にビーム形成を行ない、レンジセル毎のＩＱ信号を生成する。
【０００６】
パルス圧縮部１５は、生成された上記のＩＱ信号に対してパルス圧縮処理を行なって目標検出部１６に送出する。目標検出部１６では、このパルス圧縮処理されたＩＱ信号から目標を検出し、その結果を表示部１７に送出する。そして、表示部１７は目標検出部１６から目標の検出結果を受けとってこれを表示する。このようにして、ＤＢＦレーダ装置に用いられる従来のレーダ受信装置は、受信信号から目標を検出し表示している。
【０００７】
ところで、空中線部１１で受信される信号には、対象目標からの反射信号とともに、クラッタと呼ばれる固定目標等からの反射信号も含まれている。クラッタは対象目標の検出を妨げ誤警報を発生させるとともに、表示ビデオの視認性を劣化させる。これらクラッタを抑圧する方法としては、従来よりＭＴＩ（ＭｏｖｉｎｇＴａｒｇｅｔＩｎｄｉｃａｔｏｒ）が良く知られている（例えば、非特許文献１参照。）。これは、固定目標からのクラッタがほとんどドプラ周波数を持たないことを利用し、受信信号の周波数軸上においてドプラ周波数を有する移動目標を分離し抽出する方法である。
【０００８】
しかしながら、実際にはレーダ受信装置にＭＴＩだけを適用してクラッタを十分に抑圧することは難しい。すなわち、固定目標からのクラッタも周波数スペクトラムの広がりを持っており、その振幅及び位相は絶えず変動しているため、クラッタの消え残りが生ずる。また、レーダ装置を構成する高周波系の振幅特性及び位相特性や送信タイミング等の安定度も、ＭＴＩのクラッタ抑圧性能に影響を及ぼす。更に、アンテナのサイドローブ方向に強大なクラッタが存在する場合は、受信されるクラッタの位相が不安定なためにＭＴＩでは必ずしもクラッタを良好に抑圧することができない。
【０００９】
サイドローブ方向からのクラッタの影響に対処した事例としては、反射波がサイドローブ方向から入射していることが判定される場合は認識した目標の表示を禁止するという、いわゆるＳＬＢ（ＳｉｄｅＬｏｂｅＢｌａｎｋｉｎｇ）を有するレーダ装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。しかし、消え残りのクラッタがパルス圧縮部１５を通過すると、例えば図４に示すように間延びしたエコーとなって目標検出部１６を経て表示部１７に表示されるが、この場合に、間延びしたエコー全体の表示を上記のＳＬＢにより禁止することは、監視不能な領域が広がってＤＢＦレーダ装置での監視領域を大幅に狭めてしまうことになり、得策ではない。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−１６０４１４号公報（第７頁、図１）
【００１１】
【特許文献２】
特開２０００−１８０５３１号公報（第１０頁、図１）
【００１２】
【非特許文献１】
吉田孝監修「レーダ技術」電子通信学会、昭和５９年１月２０日、Ｐ．６５−９７
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、ＤＢＦレーダ装置に用いられる従来のレーダ受信装置では、アンテナのメインローブ方向及びサイドローブ方向のどちらからの反射信号に対しても、ＭＴＩだけではクラッタの消え残りが生じ、必ずしも良好なクラッタ抑圧が得られなかった。このため、目標の誤検出が増加するとともに、ビデオの視認性が劣化していた。また、サイドローブ方向からのクラッタ抑圧にＳＬＢを適用すると監視領域が制限され、装置の運用に影響を及ぼしていた。
【００１４】
本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、装置の運用に影響を及ぼすことなくクラッタを抑圧して目標の誤検出を減少させるとともに、良好なビデオの視認性を有するＤＢＦレーダ受信装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のＤＢＦレーダ受信装置は、対象領域に照射したレーダパルス波の反射信号を複数の空中線素子で受信し、ＤＢＦ処理を施して任意の方向にビームを形成することにより目標を検出するＤＢＦレーダ受信装置において、前記複数の空中線素子で受信した前記反射信号を前記複数の空中線素子に対応付けて受信処理し、これら処理結果をデジタル信号として出力する受信処理手段と、前記受信処理手段からの各デジタル信号に適用する第１及び第２のウェイト値を所定の距離単位及び角度単位毎に記憶するウェイト値記憶手段と、前記所定の距離単位及び角度単位毎に設定された選択情報に基づいて前記第１のウェイト値または前記第２のウェイト値のいずれか一方を選択し、受信ウェイト値として出力するウェイト値選択手段と、このウェイト値選択手段からの受信ウェイト値を前記受信処理手段からの各デジタル信号に適用し、前記所定の距離単位及び角度単位毎にビーム形成を行なってＤＢＦ受信信号を生成するビーム形成手段と、このＤＢＦ受信信号から目標を検出する目標検出手段とを具備したことを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、装置の運用に影響を及ぼすことなくクラッタを抑圧して目標の誤検出を減少させるとともに、良好なビデオの視認性を有するＤＢＦレーダ受信装置を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るＤＢＦレーダ受信装置の実施の形態を、図１及び図２を参照して説明する。なお、図３に示した従来のＤＢＦレーダ受信装置と同一構成には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００１８】
図１は、本発明に係るＤＢＦレーダ受信装置の一実施の形態を示すブロック図である。このＤＢＦレーダ受信装置は、空中線部１１、受信部１２、ＡＤ変換部１３、ビーム形成部２１、パルス圧縮部１５、目標検出部１６、及び表示部１７を有している。ここで、空中線部１１はｎ個の空中線素子１１１〜１１ｎから構成され、これらｎ個の空中線素子に対応して、受信部１２にはｎ個の受信機１２１〜１２ｎが、更に、ＡＤ変換部１３にはｎ個のＡＤ変換器１３１〜１３ｎがそれぞれ設けられている。
【００１９】
空中線部１１はｎ個の空中線素子１１１〜１１ｎでレーダパルス波の反射信号を受信し、受信信号として各空中線素子１１１〜１１ｎに対応して接続された受信部１２の各受信機１２１〜１２ｎに送出する。受信部１２は、空中線部１１からの受信信号をそれぞれの受信機１２１〜１２ｎで受けとって低雑音増幅や周波数変換等の受信処理を施し、各受信機１２１〜１２ｎに対応して接続されたＡＤ変換部１３の各ＡＤ変換器１３１〜１３ｎに送出する。ＡＤ変換部１３では、受信部１２で受信処理された信号をそれぞれのＡＤ変換器１３１〜１３ｎで受けとってＡＤ変換し、デジタル受信信号としてビーム形成部２１に送出する。
【００２０】
ビーム形成部２１は、ＡＤ変換部１３から送られてくる複数ｎ個のデジタル受信信号に対してそれぞれＩＱ直交検波を行なった後、検波後の各信号に対して後述するウェイト選択部２２からの受信ウェイト値を適用することによってビームの形成を行ない、所定の距離単位及び角度単位（以下、単位セルという）毎にＤＢＦ受信信号としてのＩＱ信号を生成する。また、生成対象とする単位セルを指定するためのセル指定情報を、後述するクラッタマップ記憶部２３、受信ビームウェイト記憶部２４、及びクラッタ抑圧ウェイト記憶部２５に送出する。
【００２１】
パルス圧縮部１５は、ビーム形成部２１で生成されたＩＱ信号に対してパルス圧縮処理を施し、パルス圧縮信号を目標検出部１６に送出する。目標検出部１６は、このパルス圧縮信号から目標を検出し、その検出結果を表示部１７に送出する。そして、表示部１７は目標検出部１６からの検出結果を受けとって、これを表示する。
【００２２】
さらに、図１のＤＢＦレーダ受信装置は、ビーム形成部２１においてビーム形成時に適用する受信ウェイト値を制御するため、ウェイト選択部２２、クラッタマップ記憶部２３、受信ビームウェイト記憶部２４、クラッタ抑圧ウェイト記憶部２５、及び操作部２６を有している。
【００２３】
ウェイト選択部２２は、受信ビームウェイト記憶部２４からの受信ビームウェイト値、またはクラッタ抑圧ウェイト記憶部２５からのクラッタ抑圧ウェイト値のいずれか一方を、クラッタマップ記憶部２３からの選択情報に基づいて選択し、受信ウェイト値としてビーム形成部２１に送出する。
【００２４】
クラッタマップ記憶部２３は、対象領域内のクラッタ状況を単位セル毎に記憶したクラッタマップを有しており、ビーム形成部２１からのセル指定情報によって指定された単位セルの記憶内容に基づいて、この単位セルに適用する受信ウェイト値を選択するための選択情報をウェイト選択部２２に送出する。クラッタマップの一例を図２に示す。この図に示すように、本実施の形態においては、クラッタマップの記憶内容は、対象領域である自位置を中心にした方位角全周分の各単位セル毎に、例えば抑圧すべきクラッタが存在するか否かを数値に対応させて、存在する場合は１、存在しない場合は０としている。
【００２５】
受信ビームウェイト記憶部２４は、所定の受信ビームを形成するための受信ビームウェイトを、例えば図２と同様に構成した単位セル毎に記憶しており、ビーム形成部２１からのセル指定情報によって指定された単位セルの受信ビームウェイト値をウェイト選択部２２に送出する。
【００２６】
クラッタ抑圧ウェイト記憶部２５も、例えば図２と同様に構成した単位セル毎にクラッタ抑圧ウェイトを記憶しており、ビーム形成部２１からのセル指定情報によって指定された単位セルのクラッタ抑圧ウェイト値をウェイト選択部２２に送出する。本実施の形態では、クラッタ抑圧ウェイトとしては、例えばビーム形成結果であるＤＢＦ受信信号がゼロとなるウェイト値（以下、ゼロウェイトという）を設定している。
【００２７】
操作部２６は、設定操作を受けつけてクラッタマップ記憶部２３、受信ビームウェイト記憶部２４、及びクラッタ抑圧ウェイト記憶部２５の記憶内容を設定・更新する。
【００２８】
次に、前述の図１及び図２を参照して、上述した本発明の実施の形態によるＤＢＦレーダ受信装置の動作を説明する。
【００２９】
まず、あらかじめ操作部２６からの設定操作により、受信ビームウェイト記憶部２４に受信ビームウェイトの設定データが、またクラッタ抑圧ウェイト記憶部２５にクラッタ抑圧ウェイトの設定データがそれぞれ送られ、記憶される。同様に、対象領域のクラッタマップの設定データが操作部２６からの設定操作によりクラッタマップ記憶部２３に送られ、クラッタマップとして記憶される。
【００３０】
目標からの反射信号は、クラッタとともに空中線部１１の各空中線素子１１１〜１１ｎによって受信され、受信信号としてそれぞれの空中線素子１１１〜１１ｎに対応して接続された受信機１２１〜１２ｎに送出される。これら複数ｎ個の受信信号は、受信部１２内の各受信機１２１〜１２ｎで低雑音増幅や周波数変換等の受信処理を施された後、さらに各受信機に対応して接続されたＡＤ変換部１３の各ＡＤ変換器１３１〜１３ｎに送出される。そして、これらＡＤ変換器１３１〜１３ｎによりデジタル信号に変換され、複数ｎ個のデジタル受信信号としてビーム形成部２１に送られる。
【００３１】
ビーム形成部２１においては、各デジタル受信信号はＩＱ直交検波された後、各信号に対してウェイト選択部２２からの受信ウェイト値を適用することによって、単位セル毎にビーム形成を行ない、ＩＱ信号が生成される。このときに適用される受信ウェイト値は次のように選択される。
【００３２】
すなわち、まず、ビーム形成部２１からビーム形成の対象とする単位セルのセル指定情報が、クラッタマップ記憶部２３、受信ビームウェイト記憶部２４、及びクラッタ抑圧ウェイト２５に送出される。このセル指定情報に基づいて、受信ビームウェイト記憶部２４及びクラッタ抑圧ウェイト記憶部２５は、それぞれ指定された単位セルの受信ビームウェイト値及びクラッタ抑圧ウェイト値をウェイト選択部２２に送出する。
【００３３】
一方、クラッタマップ記憶部２３は、前記のセル指定情報により指定された単位セルの記憶内容を参照して、この単位セルに抑圧すべきクラッタが存在するか否かを選択情報としてウェイト選択部２２に通知する。ウェイト選択部２２ではこの選択情報を受けとって、抑圧すべきクラッタが存在しない場合には、ビーム形成部２１への受信ウェイト値として受信ビームウェイト記憶部２４からの受信ビームウェイト値を選択し、これを送出する。また、抑圧すべきクラッタが存在する場合には、ウェイト選択部２２はクラッタ抑圧ウェイト記憶部２５からのクラッタ抑圧ウェイト値を選択し、これを送出する。
【００３４】
このようにして選択された受信ウェイト値をＩＱ直交検波された後の信号に適用すると、抑圧すべきクラッタの存在しない単位セルに対しては所定の受信ビームにより受信したＩＱ信号が生成され、抑圧すべきクラッタが存在する単位セルにはゼロウェイトが適用されて生成されるＩＱ信号はゼロとなって、後続のパルス圧縮部１５に送出される。
【００３５】
パルス圧縮部１５においては、ビーム形成部２１からのＩＱ信号に対して相関処理等を繰り返すことによりパルス圧縮処理が施され、パルス圧縮信号となってさらに目標検出部１６に送出され、このパルス圧縮信号から対象目標の検出処理が行なわれる。そして、その検出結果は目標検出部１６から表示部１７に送られ、表示部１７に表示される。
【００３６】
以上説明したように、本実施の形態においては、対象領域内におけるクラッタ状況を単位セル毎にクラッタマップ記憶部２３に記憶しておき、ビーム形成部２１におけるビーム形成時に、抑圧すべきクラッタの存在する単位セルにはＩＱ検波後の信号に対する受信ウェイト値としてゼロウェイトを適用している。これにより、クラッタの存在する単位セルのみのＩＱ信号がゼロとなって、クラッタ抑圧されたＩＱ信号がパルス圧縮処理部１５に送出され、目標の誤検出を減少させることができるとともに、良好なビデオの視認性を得ることができる。
【００３７】
また、クラッタの抑圧の設定は、クラッタマップ記憶部２３に記憶されるクラッタマップ中の必要な単位セルのみについて行なえば良い。これにより、監視不能となる領域も最小限に留めることができ、装置の運用に対する制限を軽減することができる。
【００３８】
さらに、クラッタマップ記憶部２３に設定するクラッタマップは、操作部２６から設定している。これにより、運用場所の変更等、装置の運用状況の変更に対しても最適なクラッタマップを設定することができ、良好なクラッタ抑圧特性を得ることができる。
【００３９】
なお、本実施の形態においては、単位セルとしては図２に示すように、方位角及び距離により構成しているが、仰角及び距離により構成しても良く、また、方位角、仰角、及び距離の３次元構成とすることもできる。さらに、クラッタ抑圧ウェイト記憶部２５にはゼロウェイトを設定しているが、例えばビーム形成後のＩＱ信号がノイズ相当となるようなウェイト値を設定したり、単位セル毎に異なるウェイト値を設定するなど、種々の変形が可能である。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、装置の運用に影響を及ぼすことなくクラッタを抑圧して目標の誤検出を減少させるとともに、良好なビデオの視認性を有するＤＢＦレーダ受信装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＤＢＦレーダ受信装置の一実施の形態を示すブロック図。
【図２】クラッタマップの一例を示す説明図。
【図３】従来のＤＢＦレーダ受信装置の一例を示すブロック図。
【図４】パルス圧縮前後でのクラッタの波形をモデル化して示す説明図。
【符号の説明】
１１空中線部
１２受信部
１３ＡＤ変換部
１４、２１ビーム形成部
１５パルス圧縮部
１６目標検出部
１７表示部
２２ウェイト選択部
２３クラッタマップ記憶部
２４受信ビームウェイト記憶部
２５クラッタ抑圧ウェイト記憶部
２６操作部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a radar receiver, and more particularly to a DBF radar receiver used for a DBF radar apparatus that can form a beam in an arbitrary direction.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art There is known a DBF (Digital Beam Forming) radar device that forms a beam in an arbitrary direction, receives a reflected signal from a target, and detects a target from the reception result (for example, see Patent Document 1). In the DBF radar apparatus disclosed in Patent Document 1, a transmitted pulse signal is reflected by a target and received together with clutter, and the received signal is converted into a digital signal, subjected to beam forming, and further subjected to pulse compression processing. Then, target detection is performed.
[0003]
FIG. 3 shows an example of a block diagram of a conventional DBF radar receiving apparatus used for such a DBF radar apparatus. This DBF radar receiving apparatus includes an antenna unit 11, a receiving unit 12, an AD converting unit 13, a beam forming unit 14, a pulse compressing unit 15, a target detecting unit 16, and a display unit 17. Here, the antenna unit 11 is composed of n antenna elements 111 to 11n. Further, corresponding to these n antenna elements, the receiver 12 is provided with n receivers 121 to 12n, and the AD converter 13 is provided with n AD converters 131 to 13n. I have.
[0004]
The reflected signals from the target are received by the antenna elements 111 to 11n of the antenna unit 11 together with the clutter, and are transmitted as reception signals to the receivers 121 to 12n provided corresponding to the respective antenna elements 111 to 11n. After these receiving signals are subjected to receiving processing by the receivers 121 to 12n, they are further converted into digital signals by AD converters 131 to 13n and sent to the beam forming unit 14 as digital receiving signals.
[0005]
The beam forming unit 14 performs IQ quadrature detection on the reception signals digitally converted by the AD converters 131 to 13n, and then applies a predetermined reception weight value to each of the detected signals. In this case, beam forming is performed in the direction in which the signal is generated, and an IQ signal is generated for each range cell.
[0006]
The pulse compression section 15 performs a pulse compression process on the generated IQ signal and sends it to the target detection section 16. The target detector 16 detects a target from the pulse-compressed IQ signal, and sends the result to the display 17. Then, the display unit 17 receives the detection result of the target from the target detection unit 16 and displays it. In this way, the conventional radar receiver used in the DBF radar device detects and displays a target from a received signal.
[0007]
By the way, the signal received by the antenna unit 11 includes not only a reflected signal from the target target but also a reflected signal from a fixed target called clutter. Clutter interferes with the detection of the target target, generates a false alarm, and degrades the visibility of the displayed video. As a method for suppressing such clutter, MTI (Moving Target Indicator) has been well known (for example, see Non-Patent Document 1). This is a method of separating and extracting a moving target having a Doppler frequency on the frequency axis of a received signal, utilizing the fact that clutter from a fixed target has almost no Doppler frequency.
[0008]
However, in practice, it is difficult to sufficiently suppress clutter by applying only the MTI to the radar receiver. That is, clutter from a fixed target also has a spread in the frequency spectrum, and its amplitude and phase are constantly fluctuating, so that clutter disappears. In addition, the stability of the amplitude characteristics and phase characteristics of the high-frequency system constituting the radar device, the transmission timing, and the like also affect the clutter suppression performance of the MTI. Furthermore, when strong clutter exists in the side lobe direction of the antenna, the clutter cannot be satisfactorily suppressed by MTI because the phase of the received clutter is unstable.
[0009]
As an example of coping with the influence of clutter from the side lobe direction, when it is determined that the reflected wave is incident from the side lobe direction, display of a recognized target is prohibited, that is, so-called SLB (Side Love Blanking). (See, for example, Patent Document 2). However, when the remaining clutter passes through the pulse compression unit 15, the echo becomes an extended echo as shown in FIG. 4, for example, and is displayed on the display unit 17 via the target detection unit 16. In this case, the extended echo is Prohibiting the entire display by the above-mentioned SLB is not a good measure, because the unmonitored area is widened and the monitoring area in the DBF radar device is greatly reduced.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-11-160414 (page 7, FIG. 1)
[0011]
[Patent Document 2]
JP-A-2000-180531 (page 10, FIG. 1)
[0012]
[Non-patent document 1]
"Radar technology" supervised by Takashi Yoshida, IEICE, January 20, 1984, p. 65-97
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional radar receiving apparatus used for the DBF radar apparatus, clutter remains in the MTI alone for reflected signals from both the main lobe direction and the side lobe direction of the antenna, and the clutter is not necessarily eliminated. Good clutter suppression was not obtained. For this reason, erroneous detection of the target has increased, and the visibility of the video has deteriorated. Further, when the SLB is applied to the clutter suppression from the side lobe direction, the monitoring area is limited, which affects the operation of the apparatus.
[0014]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and suppresses clutter without affecting the operation of the apparatus, reduces false detection of a target, and has a DBF radar having good video visibility. An object is to provide a receiving device.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a DBF radar receiving apparatus of the present invention receives reflected signals of a radar pulse wave applied to a target area by a plurality of antenna elements, performs DBF processing, and forms a beam in an arbitrary direction. A DBF radar receiving apparatus that detects a target by performing a receiving process in which the reflection signals received by the plurality of antenna elements are associated with the plurality of antenna elements, and outputs a processing result as a digital signal; Weight value storage means for storing first and second weight values applied to each digital signal from the reception processing means for each predetermined distance unit and angle unit, and setting for each of the predetermined distance unit and angle unit One of the first weight value and the second weight value is selected based on the selected information and output as a reception weight value Weight value selecting means, and a reception weight value from the weight value selection means is applied to each digital signal from the reception processing means, and beam forming is performed for each of the predetermined distance unit and angle unit to generate a DBF reception signal. And a target detecting means for detecting a target from the DBF reception signal.
[0016]
According to the present invention, it is possible to suppress clutter without affecting the operation of the apparatus, reduce erroneous detection of a target, and obtain a DBF radar receiving apparatus having good video visibility.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of a DBF radar receiving apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The same components as those of the conventional DBF radar receiver shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.
[0018]
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a DBF radar receiving apparatus according to the present invention. This DBF radar receiving apparatus has an antenna unit 11, a receiving unit 12, an AD converting unit 13, a beam forming unit 21, a pulse compressing unit 15, a target detecting unit 16, and a display unit 17. Here, the antenna unit 11 is composed of n antenna elements 111 to 11n. In correspondence with these n antenna elements, the receiver 12 includes n receivers 121 to 12n, and an AD converter. 13 is provided with n AD converters 131 to 13n, respectively.
[0019]
The antenna unit 11 receives the reflected signals of the radar pulse waves by the n antenna elements 111 to 11n, and receives the reflected signals as reception signals for the respective receivers 121 to 12n of the receiving unit 12 connected to the antenna elements 111 to 11n. Send out. The receiving unit 12 receives the reception signal from the antenna unit 11 at each of the receivers 121 to 12n, performs reception processing such as low noise amplification and frequency conversion, and performs AD processing corresponding to each of the receivers 121 to 12n. The signal is sent to each of the AD converters 131 to 13n of the converter 13. In the A / D converter 13, the signals received and processed by the receiver 12 are received by the respective A / D converters 131 to 13n, A / D converted, and transmitted to the beam forming unit 21 as digital reception signals.
[0020]
The beam forming unit 21 performs IQ quadrature detection on each of the plurality of n digital reception signals sent from the AD conversion unit 13, and then outputs the detected signals from a weight selection unit 22 described later. Beam formation is performed by applying a reception weight value, and an IQ signal as a DBF reception signal is generated for each predetermined distance unit and angle unit (hereinafter, referred to as a unit cell). Further, it transmits cell specification information for specifying a unit cell to be generated to a clutter map storage unit 23, a reception beam weight storage unit 24, and a clutter suppression weight storage unit 25 described later.
[0021]
The pulse compression section 15 performs a pulse compression process on the IQ signal generated by the beam forming section 21 and sends out the pulse compression signal to the target detection section 16. The target detection unit 16 detects a target from the pulse compression signal and sends the detection result to the display unit 17. Then, the display unit 17 receives the detection result from the target detection unit 16 and displays it.
[0022]
Further, the DBF radar receiving apparatus of FIG. 1 controls the reception weight value applied at the time of beam forming in the beam forming section 21, and thus the weight selection section 22, the clutter map storage section 23, the reception beam weight storage section 24, the clutter suppression weight It has a storage unit 25 and an operation unit 26.
[0023]
The weight selection unit 22 determines one of the reception beam weight value from the reception beam weight storage unit 24 and the clutter suppression weight value from the clutter suppression weight storage unit 25 based on the selection information from the clutter map storage unit 23. The selected value is transmitted to the beam forming unit 21 as a reception weight value.
[0024]
The clutter map storage unit 23 has a clutter map in which the clutter state in the target area is stored for each unit cell, and based on the storage content of the unit cell specified by the cell specification information from the beam forming unit 21, The selection information for selecting the reception weight value to be applied to this unit cell is transmitted to weight selection section 22. FIG. 2 shows an example of the clutter map. As shown in this figure, in the present embodiment, the stored contents of the clutter map include, for example, clutter to be suppressed exists for each unit cell of the azimuth around the own position, which is the target area, for the entire circumference. Whether or not to do so is associated with a numerical value, and is set to 1 if it exists and 0 if it does not exist.
[0025]
The reception beam weight storage unit 24 stores reception beam weights for forming a predetermined reception beam, for example, for each unit cell configured in the same manner as in FIG. The received reception beam weight value of the unit cell is transmitted to weight selection section 22.
[0026]
The clutter suppression weight storage unit 25 also stores a clutter suppression weight for each unit cell configured in the same manner as in FIG. 2, for example, and stores the clutter suppression weight value of the unit cell specified by the cell specification information from the beam forming unit 21. It is sent to the weight selection unit 22. In the present embodiment, as the clutter suppression weight, for example, a weight value (hereinafter, referred to as a zero weight) at which the DBF reception signal as a beam forming result becomes zero is set.
[0027]
The operation unit 26 sets and updates the storage contents of the clutter map storage unit 23, the reception beam weight storage unit 24, and the clutter suppression weight storage unit 25 in response to the setting operation.
[0028]
Next, the operation of the DBF radar receiver according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0029]
First, the setting data of the reception beam weight is sent to the reception beam weight storage unit 24 and the setting data of the clutter suppression weight is sent to the clutter suppression weight storage unit 25 and stored by the setting operation from the operation unit 26 in advance. Similarly, the setting data of the clutter map of the target area is sent to the clutter map storage unit 23 by the setting operation from the operation unit 26, and is stored as the clutter map.
[0030]
The reflected signal from the target is received by the antenna elements 111 to 11n of the antenna unit 11 together with the clutter, and is transmitted as reception signals to the receivers 121 to 12n connected to the respective antenna elements 111 to 11n. The plurality of n received signals are subjected to reception processing such as low-noise amplification and frequency conversion in each of the receivers 121 to 12n in the reception unit 12, and then to AD conversion connected to each of the receivers. The signals are sent to the AD converters 131 to 13n of the unit 13. Then, the signals are converted into digital signals by the AD converters 131 to 13n and sent to the beam forming unit 21 as a plurality of n digital reception signals.
[0031]
In the beam forming unit 21, each digital received signal is subjected to IQ quadrature detection, and then the reception weight value from the weight selecting unit 22 is applied to each signal to perform beam forming for each unit cell. Is generated. The reception weight value applied at this time is selected as follows.
[0032]
That is, first, the cell specification information of the unit cell to be subjected to beam formation is transmitted from the beam forming unit 21 to the clutter map storage unit 23, the reception beam weight storage unit 24, and the clutter suppression weight 25. Based on the cell designation information, the reception beam weight storage unit 24 and the clutter suppression weight storage unit 25 send the reception beam weight value and the clutter suppression weight value of the designated unit cell to the weight selection unit 22, respectively.
[0033]
On the other hand, the clutter map storage unit 23 refers to the storage content of the unit cell specified by the cell specification information, and determines whether or not clutter to be suppressed exists in this unit cell as selection information as the weight selection unit 22. Notify Receiving this selection information, if there is no clutter to be suppressed, the weight selection unit 22 selects the reception beam weight value from the reception beam weight storage unit 24 as the reception weight value to the beam forming unit 21, and Is sent. If there is clutter to be suppressed, the weight selection unit 22 selects a clutter suppression weight value from the clutter suppression weight storage unit 25 and sends it.
[0034]
When the reception weight value selected in this way is applied to a signal after IQ quadrature detection, an IQ signal received by a predetermined reception beam is generated for a unit cell having no clutter to be suppressed, and the suppression is performed. The IQ signal generated by applying zero weight to the unit cell in which the clutter to be present exists becomes zero, and is transmitted to the subsequent pulse compression unit 15.
[0035]
The pulse compression section 15 performs pulse compression processing by repeating correlation processing and the like on the IQ signal from the beam forming section 21 and outputs a pulse compression signal to the target detection section 16. The target target is detected from the signal. The detection result is sent from the target detection unit 16 to the display unit 17 and displayed on the display unit 17.
[0036]
As described above, in the present embodiment, the clutter status in the target area is stored in the clutter map storage unit 23 for each unit cell, and the existence of the clutter to be suppressed at the time of beam formation in the beam forming unit 21 is described. A zero weight is applied as a reception weight value for a signal after IQ detection to a unit cell that performs IQ detection. As a result, the IQ signal of only the unit cell in which the clutter exists becomes zero, and the clutter-suppressed IQ signal is sent to the pulse compression processing unit 15, so that erroneous detection of a target can be reduced and good video can be obtained. Can be obtained.
[0037]
Further, the setting of the clutter suppression may be performed only for the necessary unit cells in the clutter map stored in the clutter map storage unit 23. As a result, the area that cannot be monitored can be minimized, and restrictions on the operation of the apparatus can be reduced.
[0038]
Further, the clutter map set in the clutter map storage unit 23 is set from the operation unit 26. Thus, an optimal clutter map can be set even for a change in the operation status of the apparatus such as a change in the operation place, and a good clutter suppression characteristic can be obtained.
[0039]
In the present embodiment, the unit cell is constituted by an azimuth and a distance as shown in FIG. 2, but may be constituted by an elevation and a distance, and may be constituted by an azimuth, an elevation and a distance. May be adopted. Further, a zero weight is set in the clutter suppression weight storage unit 25. For example, a weight value is set so that an IQ signal after beam forming is equivalent to noise, or a different weight value is set for each unit cell. For example, various modifications are possible.
[0040]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to suppress clutter without affecting the operation of the apparatus, reduce erroneous detection of a target, and obtain a DBF radar receiving apparatus having good video visibility.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a DBF radar receiving apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a clutter map.
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a conventional DBF radar receiver.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a model of a clutter waveform before and after pulse compression.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 11 Antenna unit 12 Receiving unit 13 AD converting unit 14, 21 Beam forming unit 15 Pulse compressing unit 16 Target detecting unit 17 Display unit 22 Weight selecting unit 23 Clutter map storing unit 24 Receiving beam weight storing unit 25 Clutter suppressing weight storing unit 26 Operation Department

Claims

対象領域に照射したレーダパルス波の反射信号を複数の空中線素子で受信し、ＤＢＦ処理を施し任意の方向にビームを形成して目標を検出するＤＢＦレーダ受信装置において、
前記複数の空中線素子で受信した前記反射信号を前記複数の空中線素子に対応付けて受信処理し、これら処理結果をデジタル信号として出力する受信処理手段と、
前記受信処理手段からの各デジタル信号に適用する第１及び第２のウェイト値を所定の距離単位及び角度単位毎に記憶するウェイト値記憶手段と、
前記所定の距離単位及び角度単位毎に設定された選択情報に基づいて前記第１のウェイト値または前記第２のウェイト値のいずれか一方を選択し、受信ウェイト値として出力するウェイト値選択手段と、
このウェイト値選択手段からの受信ウェイト値を前記受信処理手段からの各デジタル信号に適用し、前記所定の距離単位及び角度単位毎にビーム形成を行なってＤＢＦ受信信号を生成するビーム形成手段と、
このＤＢＦ受信信号から目標を検出する目標検出手段とを具備したことを特徴とするＤＢＦレーダ受信装置。In a DBF radar receiving apparatus that receives a reflected signal of a radar pulse wave applied to a target area by a plurality of antenna elements, performs DBF processing, forms a beam in an arbitrary direction, and detects a target,
Reception processing means for receiving the reflected signals received by the plurality of antenna elements in association with the plurality of antenna elements and outputting the processing results as digital signals,
Weight value storage means for storing first and second weight values applied to each digital signal from the reception processing means for each predetermined distance unit and angle unit;
Weight value selecting means for selecting one of the first weight value or the second weight value based on the selection information set for each of the predetermined distance unit and the angle unit, and outputting the selected value as a reception weight value; ,
Beam forming means for applying a reception weight value from the weight value selection means to each digital signal from the reception processing means, forming a beam for each of the predetermined distance unit and angle unit, and generating a DBF reception signal,
A DBF radar receiving apparatus comprising: a target detecting means for detecting a target from the DBF reception signal.

前記第１のウェイト値及び前記第２のウェイト値のいずれか一方は所定の受信ビームを形成するためのウェイト値とし、他方はクラッタを抑圧するためのウェイト値としたことを特徴とする請求項１に記載のＤＢＦレーダ装置。4. The method according to claim 1, wherein one of the first weight value and the second weight value is a weight value for forming a predetermined reception beam, and the other is a weight value for suppressing clutter. 2. The DBF radar device according to 1.

前記所定の距離単位及び角度単位毎に設定された選択情報は、前記対象領域のクラッタ分布に基づいて設定することを特徴とする請求項２に記載のＤＢＦレーダ受信装置。The DBF radar receiver according to claim 2, wherein the selection information set for each of the predetermined distance unit and the angle unit is set based on a clutter distribution of the target area.