JP2011247596A - レーダ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電波の放射を行う送信部100と、異なる観測点に位置し前記送信部の放射電波の複数の目標での反射電波をそれぞれ受信し、各目標に関する受信時刻とドップラ周波数を観測するための時刻・ドップラ周波数用センサTDSおよび各目標の方位を観測するための測角センサASをそれぞれ有する複数の受信部200,300と、前記各受信部で観測された受信時刻、ドップラ周波数および測角値から目標の位置ベクトルおよび速度ベクトルを推定して前記複数目標の位置と速度を求める第1の手段を含む測位・測速演算部Cと、を備えた。
【選択図】図1
Description
p:位置ベクトル
v:速度ベクトル
(添字の2、3、S、T:観測点2、観測点3、電波源、目標をそれぞれ示す)
τn:観測点nで観測された受信時刻
fn:観測点nで観測されたドップラ周波数
c:電波の伝搬速度
f0:送信周波数
を示す。
図1はこの発明によるレーダ装置の概略的構成を示す図である。測位・測速演算部Cには電波源1である送信アンテナANを設けた送信部100と、観測点2A,3Aに位置するそれぞれに時刻・ドップラ周波数用センサTDSと測角センサASを設けた例えば2つの受信部200,300が有線または無線により通信可能に接続されている。送信部100、受信部200,300は、GPSや送信部100から受信部200,300への直接波の利用などの手段により、時刻同期が行われている。なお、観測点すなわ受信部の数は、目標の2次元の位置と速度を求める場合には2個以上、目標の3次元の位置と速度を求める場合には3個以上で構成する。また、送信部100、受信部200,300の位置は、これらが位置固定の場合には予め測位・測速演算部Cの記憶部(図示省略)に格納され、また移動可能な場合には、例えば各観測情報等に付される等して逐次、位置情報が送られてくるものとする。以下の説明では発明の理解を容易にするために、送信部100、受信部200,300の位置情報に関する説明は省略する(例えば既知の位置に固定として考える)。
この発明の実施の形態2によるレーダ装置の概略的構成および配置は図1,2と同様である。ただし実施の形態2では、各観測点の測角センサASの観測レートが、受信時刻・ドップラ周波数を取得する時刻・周波数センサTDSよりも高い。その一例を図8に示す。図8の(a)は時刻・周波数センサTDSの観測タイミング、(b)は測角センサASの観測タイミングを示し、横軸が時間、各インパルスがセンサそれぞれの観測タイミングを表している。図8の例の場合、時刻・周波数センサTDSでの1回の観測に対して、測角センサASは2回の観測を行っている。この発明の実施の形態2ではこの点に着目し、実施の形態1での時刻・周波数センサTDSでの目標位置ベクトル候補と、測角センサASでの目標位置ベクトル候補の比較に加えて、両センサで導出された速度ベクトル候補の比較も行い、受信信号の組み合わせを決定する。
この発明の実施の形態3は、各センサの観測値に誤警報が発生する場合に、誤警報に対処しながら、実施の形態1、2と同様に複数目標に対して測位・測速処理を行うものである。誤警報とは目標反射波による受信信号が存在していないにも関わらず、目標反射波の強度が低いあるいは雑音の強度が高いといった場合に、雑音を目標反射波と誤認してしまう現象である。このため時刻・周波数TDSでは目標反射波に対応したものとは別に、受信時刻・ドップラ周波数を観測してしまうし、測角センサASであれば目標に対応したものとは別に測角値を観測してしまう。この発明の実施の形態3によるレーダ装置の概略的構成および配置は図1,2と同様である。
これまでの実施の形態1〜3では、時刻・周波数センサTDSの受信時刻とドップラ周波数を用いた測位・測速結果を、最終的な推定結果としていた。すなわち時刻・周波数センサTDSでの測位・測速処理において、複数目標に対処するために測角センサASの情報を用いていた。この発明の実施の形態4では実施の形態1〜3とは逆に、複数の測角センサASでの測角値による測位処理において、複数目標に対処するために時刻・周波数センサTDSの受信時刻情報を用いることを考える。実施の形態1〜3との1番の差異は、最終的な測位結果が、受信時刻情報によるのではなく、測角値によるということである。
Claims (15)
- 電波の放射を行う送信部と、
異なる観測点に位置し前記送信部の放射電波の複数の目標での反射電波をそれぞれ受信し、各目標に関する受信時刻とドップラ周波数を観測するための時刻・ドップラ周波数用センサおよび各目標の方位を観測するための測角センサをそれぞれ有する複数の受信部と、
前記各受信部で観測された受信時刻、ドップラ周波数および測角値から目標の位置ベクトルおよび速度ベクトルを推定して前記複数目標の位置と速度を求める第1の手段を含む測位・測速演算部と、
を備えたことを特徴とするレーダ装置。 - 測位・測速演算部の第1の手段が、複数の目標が存在する場合に、各受信部で観測された測角値から求めた目標位置ベクトル候補から計算した各受信部での受信時刻計算値と、各受信部で観測された受信時刻観測値を比較することで、各受信部間での受信時刻観測値とドップラ周波数観測値の組み合わせを決定し、複数目標それぞれの位置ベクトルと速度ベクトルを推定することを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。
- 測位・測速演算部の第1の手段が、複数の目標が存在する場合に、各受信部で観測された測角値から求めた目標位置ベクトル候補と、各受信部で観測された受信時刻観測値から求めた目標位置ベクトル候補を比較することで、各受信部間での受信時刻観測値とドップラ周波数観測値の組み合わせを決定し、複数目標それぞれの位置ベクトルと速度ベクトルを推定することを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。
- 測位・測速演算部の第1の手段が、複数の目標が存在する場合に、各受信部で観測された測角値と、各受信部で観測された受信時刻観測値から求めた目標位置ベクトル候補から計算された各受信部での測角値の計算値を比較することで、各受信部間での受信時刻観測値とドップラ周波数観測値の組み合わせを決定し、複数目標それぞれの位置ベクトルと速度ベクトルを推定することを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。
- 測位・測速演算部が各受信部の測角値の複数時間サンプルから目標の速度ベクトルを推定する第2の手段を含み、
第1の手段が、目標位置ベクトルまたは受信時刻または測角値の情報の比較のみならず、各受信部の測角値から求めた速度ベクトルから計算した各受信部でのドップラ周波数の計算値と、各受信部で観測されたドップラ周波数の観測値も比較することで、各受信部間での受信時刻観測値とドップラ周波数観測値の組み合わせを決定し、複数目標それぞれの位置ベクトルと速度ベクトルを推定することを特徴とする請求項2から4までのいずれか1項に記載のレーダ装置。 - 測位・測速演算部が各受信部の測角値の複数時間サンプルから目標の速度ベクトルを推定する第2の手段を含み、
第1の手段が、目標位置ベクトルまたは受信時刻または測角値の情報の比較のみならず、各受信部の測角値から求めた速度ベクトルと、各受信部で観測されたドップラ周波数から計算した速度ベクトルも比較することで、各受信部間での受信時刻観測値とドップラ周波数観測値の組み合わせを決定し、複数目標それぞれの位置ベクトルと速度ベクトルを推定することを特徴とする請求項2から4までのいずれか1項に記載のレーダ装置。 - 測位・測速演算部が、各受信部間での受信時刻観測値とドップラ周波数観測値の組み合わせ決定時に、想定目標数を変化させながら組み合わせの評価を行うことで目標数を決定し複数目標それぞれの位置ベクトルと速度ベクトルを推定することを特徴とする請求項2から6までのいずれか1項に記載のレーダ装置。
- 測位・測速演算部の第1の手段が、複数の目標が存在する場合に、各受信部で観測された測角値から求めた目標位置ベクトル候補から計算した各受信部での受信時刻計算値と、各受信部で観測された受信時刻観測値を比較することで、各受信部間での測角値の組み合わせを決定し、複数目標それぞれの位置ベクトルを推定することを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。
- 測位・測速演算部の第1の手段が、複数の目標が存在する場合に、各受信部で観測された測角値から求めた目標位置ベクトル候補と、各受信部点で観測された受信時刻観測値から求めた目標位置ベクトル候補を比較することで、各受信部間での測角値の組み合わせを決定し、複数目標それぞれの位置ベクトルを推定することを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。
- 測位・測速演算部の第1の手段が、複数の目標が存在する場合に、各受信部で観測された測角値と、各受信部で観測された受信時刻観測値から求めた目標位置ベクトル候補から計算した測角値を比較することで、各受信部間での測角値の組み合わせを決定し、複数目標それぞれの位置ベクトルを推定することを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。
- 上記各受信部間での測角値の組み合わせ決定時に、想定目標数を変化させながら組み合わせの評価を行うことで目標数を決定し複数目標それぞれの位置ベクトルを推定することを特徴とする請求項8から10までのいずれか1項に記載のレーダ装置。
- 送信部がいずれかの受信部に一体に設けられたことを特徴とする請求項1から11までのいずれか1項に記載のレーダ装置。
- 2個以上の受信部を備え、各目標の2次元の位置と速度を求めることを特徴とする請求項1から12までのいずれか1項に記載のレーダ装置。
- 3個以上の受信部を備え、各目標の3次元の位置と速度を求めることを特徴とする請求項1から12までのいずれか1項に記載のレーダ装置。
- 測角センサとして、IRセンサを用いることを特徴とする請求項1から14までのいずれか1項に記載のレーダ装置。
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