JP2014153141A

JP2014153141A - レーダ装置

Info

Publication number: JP2014153141A
Application number: JP2013022042A
Authority: JP
Inventors: Motoaki Hara; 元昭原
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2014-08-25
Anticipated expiration: 2033-02-07
Also published as: JP6315432B2

Abstract

【課題】適正なＳＴＣパターンを生成可能なレーダ装置を提供する。
【解決手段】全周方向に送信波を送信するとともに、目標からの反射波を受信する送受信部３と、所定の方位ごとに、反射波を所定の時間分積分してＳＴＣパターンを生成するＳＴＣ演算回路４１と、ＳＴＣ演算回路４１で生成された各方位のＳＴＣパターンに基づいて、対応する各方位の反射波を補正するＳＴＣ自動制御部４４と、を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、ＳＴＣ（ＳｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙＴｉｍｅＣｏｎｔｒｏｌ、感度時間制御）機能を備えたレーダ装置に関する。

船舶用や海上監視用のレーダ装置では、目標からの反射波・受信波を増幅する際の近距離目標の飽和を防止して、目標の視認性を向上させるために、ＳＴＣパターン（ＳＴＣ特性）に基づいて受信波映像を補正制御するＳＴＣ機能が備えられている。このＳＴＣパターンは、送信波に対する受信波の減衰量が、目標までの距離の４乗に比例するという基本的原理に基づいて、送信から受信までの時間に従ってレーダ感度が増加するように設定されている。

しかし実際には、目標までの距離のみではなく、アンテナ・空中線の設置高さや周囲環境（天候、温度、海面状況等）などの要因によっても減衰量が変化する。このため、現地においてオペレータが、適宜ＳＴＣパターンを調整、変更しながら、運用するのが実情であった（例えば、特許文献１等参照。）。

特開平０９−０７２９５８号公報

しかしながら、ＳＴＣパターンの調整には、技術的な知識と経験とを要し、適正な調整が困難であるばかりでなく、オペレータによってバラツキが生じる。しかも、装置の調整可能な範囲内では、適正な調整が行えない場合もあり、さらには、一時的に調整を行ったとしても、時々刻々と変化する周囲環境に追従して調整を行うことは困難である。

そこでこの発明は、適正なＳＴＣパターンを生成可能なレーダ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、全周方向に送信波を送信するとともに、目標からの反射波を受信する送受信手段と、所定の方位ごとに、前記反射波を所定の時間分積分してＳＴＣパターンを生成するＳＴＣ生成手段と、前記ＳＴＣ生成手段で生成された各方位のＳＴＣパターンに基づいて、対応する各方位の反射波を補正する制御手段と、を備えることを特徴とするレーダ装置である。

この発明によれば、送受信手段によって、全周方向・全方位の目標からの反射波が受信され、ＳＴＣ生成手段によって、所定の方位ごとに、反射波を所定の時間分積分してＳＴＣパターンが生成される。そして、制御手段によって、各方位のＳＴＣパターンに基づいて、対応する各方位の反射波が補正される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーダ装置において、前記ＳＴＣ生成手段は、所定のタイミングで連続的に前記ＳＴＣパターンを生成する、ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、実際の目標からの反射波に基づいてＳＴＣパターンを生成するため、アンテナの設置高さや周囲環境などに応じた適正なＳＴＣパターンを生成することが可能となる。しかも、ＳＴＣパターンは方位・方角によって異なるが、所定の方位ごとに反射波を積分してＳＴＣパターンを生成するため、各方位に適合したより適正なＳＴＣパターンを生成することが可能となる。そして、このようなＳＴＣパターンが自動で生成され、各方位のＳＴＣパターンで各方位の反射波が補正されるため、方位ごとに反射波が適正に補正されるとともに、オペレータの負担や補正のバラツキを削減することができる。

請求項２に記載の発明によれば、所定のタイミングで連続的にＳＴＣパターンを生成するため、周囲環境が変化しても、その変化に応じた適正なＳＴＣパターンを逐次生成することが可能となる。この結果、常に周囲環境に応じて適正に反射波を補正することが可能となる。

この発明の実施の形態に係るレーダ装置を示す概略構成ブロック図である。図１のレーダ装置のＳＴＣ演算回路によるＳＴＣパターンの生成手法を示す図である。図１のレーダ装置のＳＴＣ演算回路で生成されたＳＴＣパターンの記憶状態を示す図である。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

図１は、この発明の実施の形態に係るレーダ装置１を示す概略構成ブロック図である。このレーダ装置１は、船舶用や海上監視用でＳＴＣ機能を備えたレーダ装置であり、主として、空中線部（送受信手段）２と、送受信部（送受信手段）３と、指示機処理部４と、表示部５と、操作部６とを備えている。ここで、ＳＴＣ機能以外については、従来のレーダ装置と同等の構成であるため、ＳＴＣ機能について以下に主として説明し、また、船舶に搭載する場合について説明する。

空中線部２と送受信部３とは、全周方向に送信波・電波を送信するとともに、目標からの反射波を受信する装置であり、空中線部２は、船舶の見晴らしの良い場所に設置されるアンテナを備え、ビーム方向が水平面内において所定の一定速度で回転するようになっている。すなわち、アンテナを回転させる空中線部２のモータが送受信部３の空中線制御回路によって制御されるとともに、送受信部３から空中線部２に送信波が供給されることで、アンテナが一定速度で回転しながら全方位に送信波を送信する。また、送信波が船舶の周囲に存在する目標（例えば、他の船舶や海面反射、雨滴など）に当たって反射すると、その反射波・受信波が空中線部２を介して送受信部３で受信される。

そして、指示機処理部４によって、受信した反射波を映像処理して表示部５に映像を表示するものである。また、操作部６は、オペレータによって操作され、表示に関する各種パラメータを設定するものである。

さらに、指示機処理部４は、ＳＴＣ演算回路（ＳＴＣ生成手段）４１とＳＴＣ自動制御部（制御手段）４４とを備えている。ＳＴＣ演算回路４１は、所定の方位・方角ごとに、反射波を所定の時間分積分してＳＴＣパターンを生成する回路である。すなわち、送受信部３の空中線制御回路からアンテナの回転角度を示す回転信号が伝送され、送受信部３からの反射波データがアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）４２を介して伝送されるとともに、指示機制御回路４３から船舶の方位を示すジャイロ信号が伝送される。そして、回転信号の回転角度とジャイロ信号の方位と複数の反射波データに基づいて、所定の方位ごとに、反射波を所定の時間分積分し、その積分値を平均化（相関）してＳＴＣパターンを生成する。ここで、ジャイロ信号を用いるのは、次のように各絶対方位のＳＴＣパターンを生成するためである。

具体的には、全方位３６０°を所定数の方位（例えば、方位分解度である３６０°÷２^１２）に分け、絶対方位（例えば、真北を０°する方位座標）である各方位θ_０〜θ_３６０に対して、ｎ回分（所定の時間分）の反射波を積分し、その積分値を平均化する。例えば、絶対方位０°に対して、図２に示すような受信レベルの第１の反射波Ｒ_１〜第ｎの反射波Ｒ_ｎが得られた場合、これらの反射波Ｒ_１〜Ｒ_ｎを積分し、その積分値を平均化することで平均的な反射波Ｒ_ｃを生成する。同様にして、各絶対方位θ_０〜θ_３６０に対して、平均的な反射波Ｒ_ｃを生成する。ここで、反射波Ｒ_Ｘは、アンテナが１回転することで得られる反射波であり、回転数「ｎ」は、各反射波Ｒ_１〜Ｒ_ｎのバラツキを平準化して適正なＳＴＣパターンＳが得られるような数に設定されている。

次に、このようにして生成した平均的な反射波Ｒ_ｃから低域通過フィルタなどを用いて反射波Ｒ_ｃの包絡線Ｒ_ｐを生成する。この包絡線Ｒ_ｐに基づいて、各絶対方位θ_０〜θ_３６０に対してＳＴＣパターンＳを生成する。すなわち、図２に示すように、平均的な反射波Ｒ_ｃから求められた包絡線Ｒ_ｐをＳＴＣパターンＳで補正した場合に、全距離にわたって受信レベルＲが均等になるように（包絡線Ｒ_ｐと逆カーブになるような）ＳＴＣパターンＳを生成する。

そして、このようにして生成したＳＴＣパターンＳを、図３に示すように、絶対方位θ_０〜θ_３６０ごとにメモリに記憶する。さらに、このようなＳＴＣパターンＳの生成、記憶を所定のタイミングで連続的に行うようになっている。すなわち、定期的に、あるいは、天候や温度、海面状況などの周囲環境が変化する度に、ＳＴＣパターンＳを生成し、更新記憶するものである。

ＳＴＣ自動制御部４４は、ＳＴＣ演算回路４１で生成、記憶された各絶対方位θ_０〜θ_３６０のＳＴＣパターンＳに基づいて、対応する各方位θ_０〜θ_３６０の反射波を補正するものである。具体的には、メモリに記憶された絶対方位０°のＳＴＣパターンＳによって、不要波抑圧部４５で不要波が抑圧された絶対方位０°の反射波を補正する。同様に、次の絶対方位Ｘ°のＳＴＣパターンＳによって、不要波抑圧部４５で不要波が抑圧された絶対方位Ｘ°の反射波を補正し、このような補正を全方位に対して行うものである。その後は、通常の映像処理・指示機処理を行う。

このような構成のレーダ装置１によれば、まず、ＳＴＣ演算回路４１によって各絶対方位θ_０〜θ_３６０に対するＳＴＣパターンＳが生成され、メモリに記憶される。その後、このＳＴＣパターンＳを用いてＳＴＣ自動制御部４４によって、受信された各方位θ_０〜θ_３６０の反射波が補正され、映像処理されて表示部５に映像が順次表示される。続いて、ＳＴＣ演算回路４１によって各絶対方位θ_０〜θ_３６０に対するＳＴＣパターンＳが生成、更新されると、更新されたＳＴＣパターンＳを用いて、ＳＴＣ自動制御部４４によって反射波が順次補正されて表示部５に映像表示される。そして、このような処理が繰り返されるものである。

このように、このレーダ装置１によれば、実際の現場における目標からの反射波Ｒ_１〜Ｒ_ｎに基づいてＳＴＣパターンＳを生成するため、アンテナの設置高さや周囲環境などに応じた適正なＳＴＣパターンＳを生成することが可能となる。しかも、ＳＴＣパターンＳは方位θ_０〜θ_３６０によって異なるが、方位θ_０〜θ_３６０ごとにｎ回分の反射波Ｒ_１〜Ｒ_ｎを積分してＳＴＣパターンＳを生成するため、各方位θ_０〜θ_３６０に適合したより適正なＳＴＣパターンＳを生成することが可能となる。

そして、このようなＳＴＣパターンＳが自動で生成されるため、オペレータがＳＴＣパターンを調整する必要がなく、オペレータの負担や調整のバラツキを削減することができる。しかも、各絶対方位θ_０〜θ_３６０のＳＴＣパターンで対応・該当する各方位θ_０〜θ_３６０の反射波が補正されるため、全方位にわたって適正に反射波を補正して、常に目標信号とノイズレベルの比（Ｓ／Ｎ比）を最適に保ちながら表示部５に、適正・良好な映像を表示することができるとともに、オペレータの負担や補正のバラツキを削減することができる。

さらには、定期的に、あるいは、天候や温度、海面状況などの周囲環境が変化する度に、ＳＴＣパターンＳを生成、更新記憶するため、周囲環境が変化しても、その変化に応じた適正なＳＴＣパターンＳが逐次生成、記憶される。この結果、常に周囲環境に応じて適正に反射波を補正して、適正・良好な映像を表示することができる。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、レーダ装置１を船舶に搭載する場合について説明したが、海上監視設備などに搭載してもよいことは勿論である。

１レーダ装置
２空中線部（送受信手段）
３送受信部（送受信手段）
４指示機処理部
４１ＳＴＣ演算回路（ＳＴＣ生成手段）
４２アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）
４３指示機制御回路
４４ＳＴＣ自動制御部（制御手段）
４５不要波抑圧部
５表示部
６操作部
Ｒ受信レベル
ＳＳＴＣパターン（映像感度）
θ 方位

Claims

全周方向に送信波を送信するとともに、目標からの反射波を受信する送受信手段と、
所定の方位ごとに、前記反射波を所定の時間分積分してＳＴＣパターンを生成するＳＴＣ生成手段と、
前記ＳＴＣ生成手段で生成された各方位のＳＴＣパターンに基づいて、対応する各方位の反射波を補正する制御手段と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
前記ＳＴＣ生成手段は、所定のタイミングで連続的に前記ＳＴＣパターンを生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。