JP2014182010A - Radar apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態は、目標の距離、速度を算出するレーダ装置に関する。 The present embodiment relates to a radar apparatus that calculates a target distance and speed.
周知のように、クラッタを抑圧し、かつ距離及び速度を観測する場合には、簡易なレーダ方式としてＦＭＣＷ（Frequency Modulated continuous wave）がよく用いられる。ＦＭＣＷ方式としては、一般に連続波が用いられるが、原理的に同等であるパルス列を用いて同様の処理を行う方式がある。 As is well known, when the clutter is suppressed and the distance and speed are observed, FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) is often used as a simple radar system. As the FMCW system, a continuous wave is generally used, but there is a system that performs the same processing using a pulse train that is equivalent in principle.
パルス列を用いる場合には、ＨＰＲＦ（High Pulse Repetition Frequency）により周波数軸でクラッタ速度成分を抑圧しつつ、距離及び速度を算出する。この場合、距離と速度が未知数となるため、送受信波形としては、アップチャープ信号とダウンチャープ信号を組み合わせて、２個のパラメータを同時に算出するのが一般的である。このため、少なくとも２種以上のＣＰＩ（Coherent Pulse Repetition Interval）において検出をあげる必要があり、検知率が低下する場合があった。また、誤検知が多い場合には、２種以上のＰＲＩ（Pulse Repetition Interval）の誤ペアリングにより、距離及び速度精度が劣化する場合があった。また、２種以上のＣＰＩが必要であるため、サイクルタイムが長くなる問題があった。 When a pulse train is used, the distance and the speed are calculated while suppressing the clutter speed component on the frequency axis by HPRF (High Pulse Repetition Frequency). In this case, since the distance and speed are unknown, it is general to calculate two parameters simultaneously as a transmission / reception waveform by combining an up-chirp signal and a down-chirp signal. For this reason, it is necessary to increase detection in at least two or more types of CPI (Coherent Pulse Repetition Interval), and the detection rate may decrease. When there are many false detections, the distance and speed accuracy may be deteriorated due to erroneous pairing of two or more types of PRI (Pulse Repetition Interval). Further, since two or more types of CPI are required, there is a problem that the cycle time becomes long.
距離を観測するには、距離アンビギュイティのないＬＰＲＦ（低ＰＲＦ）を用いる手法もあるが、速度アンビギュティが生じるため、速度を算出することができない。また、遠距離の目標やＲＣＳ（レーダ反射断面積）の小さい目標を検出するためには、パルス圧縮用レーダではパルス幅が長くなる。その結果、瞬間的に発熱する量を抑えるため冷却規模が大きくなり、また送信パルスによる近距離ブラインド距離が増える問題があった。 In order to observe the distance, there is a method using LPRF (low PRF) without distance ambiguity, but speed ambiguity is generated, so that the speed cannot be calculated. In addition, in order to detect a long-distance target or a target having a small RCS (radar reflection cross section), a pulse compression radar has a long pulse width. As a result, there is a problem that the cooling scale is increased in order to suppress the amount of heat generated instantaneously, and the short-distance blind distance due to the transmission pulse is increased.
一方、速度を算出するために速度アンビギュイティの無いＨＰＲＦ（高ＰＲＦ）を用いる手法もあるが、距離に対してはアンビギュイティが生じるため、距離を確定することができない。 On the other hand, there is a method using HPRF (high PRF) without speed ambiguity for calculating speed, but the distance cannot be determined because ambiguity occurs with respect to the distance.
以上述べたように、従来のレーダ方式には次の課題がある。
（１）距離及び速度を観測するためのＦＭＣＷ方式では少なくとも２種以上のＣＰＩにおいて検出をあげる必要があり、検知率が低下する。
（２）誤検知が多い場合には、誤ペアリングにより距離及び速度精度が劣化する。
（３）２種以上のＣＰＩが必要であるため、サイクルタイムが長くなる。
（４）距離を観測するには、距離アンビギュイティのないＬＰＲＦを用いる手法もあるが、速度アンビギュティが生じるため速度を算出できず、また遠距離の目標やＲＣＳ（レーダ反射断面積）の小さい目標を検出するためにはパルス圧縮用レーダではパルス幅が長くなり瞬間的に発熱する量を抑えるため冷却規模が大きくなり、また送信パルスによる近距離ブラインド距離が増える。
（５）速度を算出するために速度アンビギュイティの無いＨＰＲＦを用いる手法もあるが、距離に対してはアンビギュイティが生じるため距離を確定できない。
As described above, the conventional radar system has the following problems.
(1) In the FMCW method for observing the distance and speed, it is necessary to increase detection in at least two types of CPI, and the detection rate is lowered.
(2) When there are many false detections, distance and speed accuracy deteriorate due to false pairing.
(3) Since two or more types of CPI are required, the cycle time becomes long.
(4) There is a method using LPRF without distance ambiguity to observe the distance, but speed cannot be calculated due to the speed ambiguity, and the distance target and RCS (radar reflection cross section) are small. In order to detect a target, in the pulse compression radar, the pulse width becomes long, the cooling scale becomes large in order to suppress the amount of instantaneous heat generation, and the short distance blind distance by the transmission pulse increases.
(5) Although there is a method using HPRF without speed ambiguity to calculate the speed, the distance cannot be determined because ambiguity occurs with respect to the distance.
本実施形態は上記課題に鑑みなされたもので、比較的短いパルス列を用いて、距離及び速度を高い検知率及び低い誤検知率で観測することのできるレーダ装置を提供することを目的とする。 The present embodiment has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a radar apparatus that can observe a distance and speed with a high detection rate and a low false detection rate by using a relatively short pulse train.
上記の課題を解決するために、本実施形態に係るパルスレーダ装置は、パルス列を符号化変調して送信信号を生成し、前記送信信号を送信し、その反射信号を受信して符号化パルス列を得る送受信手段と、観測速度範囲内の複数の速度毎に前記変調に用いた符号に基づく相関用の参照信号を生成する参照信号生成手段と、前記送受信手段で得られた符号化パルス列について前記参照信号生成手段で生成される速度毎の参照信号と相関をとる相関処理手段と、前記相関処理手段の相関出力が示す位置を距離情報として、前記相関出力が所定のスレショルドを超える参照信号の速度を速度情報として出力する距離・速度処理手段とを具備する態様とする。 In order to solve the above-described problem, the pulse radar device according to the present embodiment generates a transmission signal by encoding and modulating a pulse train, transmits the transmission signal, receives the reflected signal, and converts the encoded pulse train. Transmitting / receiving means, reference signal generating means for generating a reference signal for correlation based on the code used for the modulation for each of a plurality of speeds within the observation speed range, and the reference for the encoded pulse train obtained by the transmitting / receiving means Correlation processing means that correlates with a reference signal for each speed generated by the signal generation means, and the position indicated by the correlation output of the correlation processing means as distance information, the speed of the reference signal for which the correlation output exceeds a predetermined threshold. It is set as the aspect which comprises the distance and speed processing means output as speed information.
まず、実施形態を説明するに先立ち、従来方式のレーダ装置（非特許文献１）について、図１２乃至図１４を参照して説明する。図１２は構成を示すブロック図、図１３及び図１４は処理を説明するための波形図である。 Prior to describing the embodiment, a conventional radar device (Non-Patent Document 1) will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a block diagram showing the configuration, and FIGS. 13 and 14 are waveform diagrams for explaining the processing.
図１２に示すレーダ装置では、送受信器２０の送信器２１でスイープした信号をアンテナ送信素子１１から送信し、その反射波をアンテナ受信素子１２で受信する。このアンテナ受信素子１２で得られた複数の受信信号をそれぞれミキサ２２により周波数変換し、これによって生成されるビート周波数信号を信号処理器３０に送る。信号処理器３０では、入力された各受信素子出力のビート周波数信号をＡＤ変換部３１でディジタル信号に変換し、アップ系列ダウン系列抽出部３７で各素子信号（ディジタル信号）からアップチャープ信号とダウンチャープ信号を抽出した後、ＦＦＴ処理部３３で各々ＦＦＴ処理して周波数軸上の信号に変換する。そして、この周波数軸の信号を用いて、ＤＢＦ（Digital Beam Forming）３４により、周波数毎にΣビームとΔビームを形成して、Σ信号のアップ系列とダウン系列の信号をＦＦＴした結果からそれぞれの振幅が極値をもつ周波数ピークを抽出する。続いて、ペアリング処理部３８でアップ系列とダウン系列のペアリングを実行し、測距・測速算出部３５でペアリングされたアップ系列及びダウン系列の信号から検出目標の距離／速度を算出し、測角部３６で検出目標の角度を算出する。送受信のスイープ信号を図１３（ａ），（ｂ）に示し、アップ系列とダウン系列が得られる様子を図１３（ｃ）に示し、アップ系列とダウン系列のペアリングが不明な場合の目標検出処理を図１４に示す。
In the radar apparatus shown in FIG. 12, the signal swept by the
上記送受信のスイープ信号の関係式を次に示す。
一方、距離によるビート周波数ｆｒと目標速度によるドップラー周波数ｆｄは、次式となる。
（３）式をＲとＶで展開し、（２）式を代入すると、次式となる。
この方式により、距離Ｒと速度Ｖが算出できるが、ダウンチャープ系列とアップチャープ系列のピーク周波数が異なるために、周波数ペアを対応させる必要がある。単一目標や少数目標の場合には、ペアリングも比較的容易であるが、目標数や、背景の反射点が増えると、図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、周波数軸のピーク値が多数となり、ペアリングが困難になる問題がある。 With this method, the distance R and the velocity V can be calculated. However, since the peak frequencies of the down-chirp sequence and the up-chirp sequence are different, it is necessary to correspond the frequency pair. In the case of a single target or a minority target, pairing is relatively easy. However, as the number of targets and the reflection points of the background increase, as shown in FIGS. There is a problem that pairing becomes difficult due to a large number of peak values.
以下、上記の問題を解決する実施形態を説明する。
［第１の実施形態］
第１の実施形態について図１乃至図８を用いて説明する。
Hereinafter, an embodiment for solving the above problem will be described.
[First Embodiment]
A first embodiment will be described with reference to FIGS.
まず、図１は第１の実施形態に係るレーダ装置の構成を示すブロック図、図２は図１に示すレーダ装置の処理の流れを示すフローチャート、図３は第１の実施形態において、符号化した送信パルス列を示している。符号化の方式としては、例えばＭ系列コード（非特許文献５）があり、他のコードでもよい。符号列を用いて、例えば次式に示すように、信号位相を変化させて送信用信号を生成する。
図１に示す第１の実施形態のレーダ装置は、複数のアンテナ素子を備える送受信アンテナ１と、送受信部２１及び符号化制御部２２を備える送受信器２と、ＡＤ（Analog Digital）変換部３１、ＦＦＴ（Fast Fourier Transformer）処理部３２、相関処理部３３、ＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate：一定誤警報率）処理部３４、距離／速度抽出処理部３５、参照信号生成部３６、測角部３７を備える信号処理器３とを具備する。
A radar apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1 includes a transmission /
送受信器２において、送受信部２１は、送信パルス列を符号化制御部２２にて発生される符号列により変調し、この変調された送信パルス列を送信信号として送受信アンテナ１から送出し、その反射信号を当該送受信アンテナ１で受信して信号処理器３に送る。
In the transmitter /
信号処理器３は、入力した受信信号をＡＤ変換部３１によりディジタル信号に変換してＤＢＦ処理を行い、送信パルス列の周期ＰＲＩで受信パルス列（Σビーム信号、ΔＡＺ及びΔＥＬ信号）を得る。この受信パルス列をＦＦＴ処理部３２で高速フーリエ変換して周波数領域の検出処理を行う。
The
次に、参照信号生成部３６において、相関処理の基準となる参照信号を生成する。この参照信号は、クラッタ速度範囲を除く所定の観測速度範囲を設定し、受信パルス列との相関をとるためにＦＦＴ処理することで生成される。相関処理部３３は、受信パルス列Σ信号のＦＦＴ処理結果と参照信号のＦＦＴ処理結果とを乗算し、更にサイドローブを低減するためのウェイトを乗算して逆ＦＦＴすることにより相関結果を得る。
Next, the reference
上記相関処理部３３で得られたΣビーム信号はＣＦＡＲ処理部３４に送られる。ＣＦＡＲ処理部３４は、時間軸に対して、対象とするテストセルの周囲の±Ｑセルのリファレンスセルの平均値等でテストセルの値を除算した結果によりスレショルドを検出し、Σビーム信号から所定のスレショルドを超えるレンジセル番号を抽出する。ここで抽出されたレンジセル番号は距離／速度抽出処理部３５及び測角部３７に送られる。距離／速度抽出処理部３５は、入力されるレンジセル番号のデータから目標検出を行ってその距離と速度を抽出する演算を行う。また、測角部３７は、ＦＦＴ処理部３２で得られたΣビーム信号、ΔＡＺ及びΔＥＬ信号を入力し、ＣＦＡＲ処理によって得られたレンジセル番号に対応するΔＡＺ及びΔＥＬ信号を抽出して角度に換算する。
The Σ beam signal obtained by the
上記構成において、以下に図２に示すフローチャートを参照して信号処理の流れについて説明する。 In the above configuration, the flow of signal processing will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.
まず、送受信器２により、送信パルス列のＰＲＦ送受信が開始される（ステップＳ１）。信号処理器３に入力された受信信号はＡＤ変換部３１によりディジタル信号に変換され、送信パルスの周期ＰＲＩで受信パルス信号列が得られる。この信号の様子を図４に示す。図４において、（ａ）は送信パルス列、（ｂ）は探知距離が０の場合の受信パルス列、（ｃ）は探知距離が最大の場合の受信パルス列を示している。すなわち、探知距離が０の場合は、送信パルスと同じ時間にパルス列が受信され、最大距離Ｒmaxでは、α＝２Ｒmax／ｃ（ｃ；光速）の時間遅延でパルス列が受信される。
First, PRF transmission / reception of a transmission pulse train is started by the transceiver 2 (step S1). The reception signal input to the
この受信パルス列をＦＦＴ処理部３２でフーリエ変換して目標検出処理を行う。検出処理では、モノパルスビーム（Σ、ΔＡＺ，ΔＥＬ、非特許文献４参照）のうちΣビームを用いる。ＰＲＩ内ではＭ個のレンジセルΔＲ（時間セル×光速／２）があり、最大探知距離まで考慮してＦＦＴのポイント数を決める。最大探知距離に相当する時間遅延αをレンジセルに換算すると、次式となる。
したがって、全レンジセルは、
このNallのセルの信号ｆｃに対して、参照信号との相関処理により検出レンジを抽出する。そのため、まずｆｃをＦＦＴ処理により高速フーリエ変換する。
次に、相関処理をするための基準参照信号を生成する（ステップＳ２）。基準参照信号としては、所定の速度範囲の速度毎に次式に示す演算により算出する。
ところで、所定の速度範囲としては、例えば航空機搭載用レーダの場合は、自速度をＶとすると、クラッタの速度範囲は次式で算出できるため、その範囲以外を選定すれば、クラッタを抑圧できる。この場合は、図５に示す構成図及び図６に示すフローチャートのように、参照信号生成部３６の前段にクラッタ速度算出部３８を追加し、ＰＲＦ送受信開始後、自機速度及び目標観測速度の情報からクラッタ速度範囲を算出し（ステップＳ１１の追加）、このクラッタ速度範囲を除いて参照信号速度範囲を設定する（ステップＳ２）。
By the way, as the predetermined speed range, for example, in the case of an aircraft-mounted radar, if the own speed is V, the speed range of the clutter can be calculated by the following equation. Therefore, if a range other than that range is selected, the clutter can be suppressed. In this case, as shown in the configuration diagram of FIG. 5 and the flowchart of FIG. 6, a clutter
ここで、図７に示す座標系をもとに、クラッタ速度を算出する。 Here, the clutter speed is calculated based on the coordinate system shown in FIG.
まず、レーダ搭載機（以下、自機）の位置を原点Ｏとすると、角度θＡＺ、θＥＬ方向のクラッタ反射点のべクトルは、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標で表現すると、次式となる。
次に、自機がＹ軸に沿ってフライトする場合のクラッタの速度ベクトルは次式となる。
クラッタの自機に向かうラジアル速度ベクトルＶｃは、次式のように、ＰｏｓのＲを除く方向余弦とＶｃの内積となる。
アンテナビームが照射する範囲をθＡＺ１〜θＡＺ２、θＥＬ１〜θＥＬ２として、（１０）式に代入すれば、クラッタの速度範囲を算出することができる。そこで、このクラッタ速度範囲を除いて、基準参照信号の速度範囲を設定すれば、クラッタを抑圧できることになる。 By substituting the range irradiated by the antenna beam as θAZ1 to θAZ2 and θEL1 to θEL2 into the equation (10), the velocity range of the clutter can be calculated. Therefore, if the speed range of the standard reference signal is set except for this clutter speed range, the clutter can be suppressed.
設定した基準参照信号長はＮであり、相関処理のために符号長をＮａｌｌにするために、ゼロ埋めしたものを参照信号とする。
この参照信号と入力信号との相関を算出するために、参照信号をＦＦＴ処理する。
そこで、図８に示すように、入力ＰＲＦ列信号のＦＦＴ結果と参照信号（Ｎコード＋ゼロα）のＦＦＴ結果を乗算し、更にサイドローブを低減するためのウェイト（Ｗ）を乗算し、逆ＦＦＴする。これにより、相関出力結果ｇが得られる。
ウェイトＷとしては、例えばテーラーウェイト（非特許文献３）があるが、他のウェイトでもよい。 As the weight W, for example, there is a tailor weight (Non-Patent Document 3), but other weights may be used.
上記相関出力ｇに対して、ＣＦＡＲ検出部３３（非特許文献２）により、所定のスレショルドを超えるレンジセル番号Ｒdcellを抽出する（ステップＳ４）。以上の処理を参照信号の設定範囲が終了するまで、参照信号速度を変更（スイープ）しながら、ステップＳ３，Ｓ４の処理を繰り返し実行する（ステップＳ５，Ｓ６）。 With respect to the correlation output g, the CFAR detector 33 (Non-patent Document 2) extracts a range cell number Rdcell exceeding a predetermined threshold (step S4). The processes in steps S3 and S4 are repeatedly executed (steps S5 and S6) while changing (sweeping) the reference signal speed until the reference signal setting range is completed.
ここで、ＣＦＡＲは、時間軸に対して、対象とするテストセルの周囲の±Ｑセルのリファレンスセルの平均値等により、テストセルの値を除算した結果によりスレショルド検出する処理である。このレンジセル番号より、次式によりレンジが求まる（ステップＳ７）。
また、抽出した信号の参照信号の速度により、参照信号の速度に近いＨＰＲＦの検出速度を抽出することができる（ステップＳ８）。ここで求めた目標の距離／速度は観測結果として出力される（ステップＳ９）。 Further, the HPRF detection speed close to the reference signal speed can be extracted based on the reference signal speed of the extracted signal (step S8). The target distance / speed obtained here is output as an observation result (step S9).
以上は、Σビームの処理について述べたが、次に測角について述べる。Σビームにより検出したレンジセル番号のデータにより、ΔＡＺ及びΔＥＬ信号を抽出し、位相モノパルス測角処理３６により測角値（ＡＺ角、ＥＬ角）を得る（ステップＳ１０）。 The processing of the Σ beam has been described above. Next, the angle measurement will be described. The ΔAZ and ΔEL signals are extracted from the range cell number data detected by the Σ beam, and angle measurement values (AZ angle, EL angle) are obtained by the phase monopulse angle measurement process 36 (step S10).
測角方式として、位相モノパルス（非特許文献４）の場合について述べる。位相モノパルスビームに用いるΣビームは次式で表現できる。
また、位相モノパルスビームに用いるΔビームは次式の通りである。方位面のΔＡＺと仰角面のΔＥＬがあるが、ここでは、各々の面の信号をΔとして記述する。
ΣとΔを用いて、位相モノパルスの測角に用いる誤差電圧εは、次式で表すことができる。
このεと予め保存してあるεとθの対応テーブル（または、多項式近似値）を用いて、測角値θを算出できる。このようにして求められた測角値は、観測結果として出力される。 The angle measurement value θ can be calculated using the correspondence table (or polynomial approximation value) of ε and ε stored in advance. The measured angle value thus obtained is output as an observation result.
以上をまとめると、所定の速度範囲の参照信号の設定を行う図１（構成）及び図２（処理フロー）の方式と自速度とクラッタの角度からクラッタ速度を算出し、クラッタを抑圧するために、その速度範囲を除いた速度範囲を設定する図５（構成）及び図６（処理フロー）の方式となる。 To summarize the above, the clutter speed is calculated from the method of FIG. 1 (configuration) and FIG. 2 (processing flow) for setting the reference signal in the predetermined speed range, the self-speed and the angle of the clutter, and the clutter is suppressed. The speed range excluding the speed range is set as shown in FIG. 5 (configuration) and FIG. 6 (processing flow).
本方式の効果としては、目標からの反射である符号化したパルス列のみを抽出し、無相関の信号を抑圧できるため、妨害波等の無相関な不要波を抑圧できるのは言うまでもない。 As an effect of this method, it is needless to say that an uncorrelated unnecessary wave such as an interference wave can be suppressed because only an encoded pulse train that is reflection from a target can be extracted and an uncorrelated signal can be suppressed.
［第２の実施形態］
他の実施例として、図９〜図１１を用いて説明する。図９は第２の実施形態に係るレーダ装置の構成を示すブロック図、図１０は図９に示すレーダ装置の処理の流れを示すフローチャート、図１１は図９に示すレーダ装置のパルス列を説明するための波形図である。尚、図９及び図１０において、それぞれ図１及び図２と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは主に異なる部分について説明する。
[Second Embodiment]
Another embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the radar apparatus according to the second embodiment, FIG. 10 is a flowchart showing the processing flow of the radar apparatus shown in FIG. 9, and FIG. 11 explains the pulse train of the radar apparatus shown in FIG. FIG. 9 and 10, the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and different parts will be mainly described here.
第１の実施形態では、所定の範囲（目標が存在すると予想する速度範囲）の参照信号を生成したが、速度範囲が広い場合には、処理時間を要する。この対策のために、第２の実施形態では、参照信号の速度範囲を絞り込むことを行う。 In the first embodiment, a reference signal in a predetermined range (a speed range in which a target is expected to exist) is generated. However, if the speed range is wide, processing time is required. For this measure, in the second embodiment, the speed range of the reference signal is narrowed down.
本実施形態では、参照信号の速度範囲を限定するために、送受信器２にＰＲＦ制御部２３を追加し、図１１に示すように、非コード化とする無変調送受信期間（ＰＲＦ１）と、コード化処理する変調送受信期間（ＰＲＦ２）を生成し、ＰＲＦ１において、非コード化パルス列による検出と測速を行い、ＰＲＦ２において、コード化パルス列による検出と測距を行うことで、速度と距離を取得し出力する。
In this embodiment, in order to limit the speed range of the reference signal, a
具体的には、無変調送受信期間（ＰＲＦ１）において、符号化しない無変調のパルス列の信号（ＣＷ信号）を送受信する(図１０のステップＳ２１）。このＰＲＦ（パルス繰り返し周波数）は、ＰＲＦ制御部２３で制御し、速度アンビギュイティが生じないように、次式の範囲の周波数を選定する。
このＰＲＦにより送受信した信号をＦＦＴ処理し、ＣＦＡＲ等のスレショルド処理をする（図１０のステップＳ２２）ことにより、検出ドップラー周波数ｆｄが決まり、次式により速度を算出できる（図１０のステップＳ２３）。
そこで、参照信号生成部３６において、上記検出速度Ｖｄを速度参照信号とする（参照速度プリセット値として抽出：図１０のステップＳ２４）か、もしくは速度誤差のある場合に備えて、Ｖｄを中心にΔＶの幅を持つ速度範囲を参照信号とする（図１０のステップＳ２５）ことにより、第１の実施形態の場合の参照信号の範囲を限定することができ、相関演算の処理回数を削減することができる。
Therefore, the
変調送受信期間（ＰＲＦ２）における参照信号の生成後の処理は、第１の実施形態の場合と同様であり、目標の距離と速度を算出し、測角により角度を算出することができる。 The processing after the generation of the reference signal in the modulation transmission / reception period (PRF2) is the same as in the first embodiment, and the target distance and speed can be calculated and the angle can be calculated by angle measurement.
尚、第２の実施形態において、航空機搭載の場合には、第１の実施形態と同様に、図５及び図６で説明したクラッタ速度範囲を除いて参照信号を生成する構成とすることで、クラッタ成分を抑圧して処理することができる。 In the second embodiment, when the aircraft is mounted, as in the first embodiment, the reference signal is generated except for the clutter speed range described in FIGS. 5 and 6. The clutter component can be suppressed and processed.
以上まとめると、上記実施形態のレーダ装置では、第１の手段として、レンジ（距離）及び速度の測定の際に、パルス列に対して符号化した信号により変調した信号を送信し、受信した信号に対して、複数の速度毎の参照信号により相関処理し、相関出力が所定のスレショルドを超える参照信号の速度と、相関結果による位置を距離出力とする。 In summary, in the radar apparatus of the above-described embodiment, as a first means, when measuring the range (distance) and speed, a signal modulated by a signal encoded with a pulse train is transmitted, and the received signal is converted into a received signal. On the other hand, correlation processing is performed with reference signals for a plurality of speeds, and the speed of the reference signal whose correlation output exceeds a predetermined threshold and the position based on the correlation result are set as distance outputs.
また、第２の手段として、レンジ及び速度の測定の際に、パルス列に対して符号化した信号により変調した信号を送信し、その反射波を受信した信号に対して、当該レーダ装置搭載機の速度からクラッタの速度範囲を算出し、その範囲外に設定した複数の速度毎の参照信号により相関処理し、相関出力が所定のスレショルドを超える参照信号の速度と、相関結果による位置を距離出力とする。 Further, as a second means, when measuring the range and speed, a signal modulated by a signal encoded with respect to a pulse train is transmitted, and the signal received from the reflected wave is transmitted to the radar device-equipped machine. The velocity range of the clutter is calculated from the velocity, and correlation processing is performed with reference signals for each of a plurality of velocities set outside the range, and the velocity of the reference signal whose correlation output exceeds a predetermined threshold and the position based on the correlation result as the distance output To do.
また、第３の手段として、第１の手段において、ＣＷ信号と符号化された信号の少なくとも２系列の信号をＨＰＲＦ（High Repetition Radio Frequency）により送信し、その反射波を受信したＣＷ信号よりドップラー周波数を抽出して速度を算出し、その速度を中心に所定の速度幅を持つ参照信号を用いて、符号化パルス列の受信信号を相関処理し、相関出力が所定のスレショルドを超える参照信号の速度と、相関結果による位置を距離出力とする。 Further, as a third means, in the first means, at least two series of signals of the CW signal and the encoded signal are transmitted by HPRF (High Repetition Radio Frequency), and the reflected wave is Doppler from the received CW signal. The speed of the reference signal is calculated by extracting the frequency, calculating the speed, correlating the received signal of the encoded pulse train with the reference signal having a predetermined speed width around the speed, and the correlation output exceeding the predetermined threshold. Then, the position based on the correlation result is set as the distance output.
上記第１の手段によれば、符号化した変調信号と速度毎の参照信号により、レンジと速度を算出するため、ＦＭＣＷのように２種以上のＣＰＩ信号が不要になるため検知率を向上し、またペアリングも不要であるため誤検知率を低下できる。また１種のＣＰＩでレンジ及び速度を算出できるため、サイクルタイムも短くすることができる。 According to the first means, since the range and speed are calculated from the encoded modulation signal and the reference signal for each speed, two or more kinds of CPI signals are not required as in FMCW, thereby improving the detection rate. Moreover, since pairing is unnecessary, the false detection rate can be reduced. Further, since the range and speed can be calculated with one kind of CPI, the cycle time can also be shortened.
また、第２の手段によれば、搭載用レーダで自機速度からクラッタ速度範囲を算出し、そのクラッタ速度範囲を参照信号から除くことで、クラッタを抑圧することができる。 Further, according to the second means, the clutter can be suppressed by calculating the clutter speed range from the own speed by the on-board radar and removing the clutter speed range from the reference signal.
また、第３の手段によれば、ＨＰＲＦ処理により算出した速度を用いて参照信号を絞り込むことで、処理規模を小さくして、レンジ及び速度を算出することができる。 Further, according to the third means, it is possible to calculate the range and the speed by reducing the processing scale by narrowing down the reference signal using the speed calculated by the HPRF process.
上述したように本実施形態のレーダ装置は、比較的短いパルス列の送受信信号により得られた信号により、クラッタ環境下等の誤検出や複数目標が存在する場合でも、レンジ及び速度を高い検知率及び低い誤検知率で観測することができる。 As described above, the radar apparatus according to the present embodiment uses a signal obtained by a relatively short pulse train transmission / reception signal to increase the detection rate and the range and speed even when false detection such as in a clutter environment or multiple targets exist. It can be observed with a low false detection rate.
尚、本実施形態は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present embodiment is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
１…送受信アンテナ
２…送受信器
２１…送受信部
２２…符号化制御部
２３…ＰＲＦ制御部
３…信号処理器
３１…ＡＤ変換部
３２…ＦＦＴ処理部
３３…相関処理部
３４…ＣＦＡＲ処理部
３５…距離／速度抽出処理部
３６…参照信号生成部
３７…測角処理部
３８…クラッタ速度算出部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
観測速度範囲内の複数の速度毎に前記変調に用いた符号に基づく相関用の参照信号を生成する参照信号生成手段と、
前記送受信手段で得られた符号化パルス列について前記参照信号生成手段で生成される速度毎の参照信号と相関をとる相関処理手段と、
前記相関処理手段の相関出力が示す位置を距離情報として、前記相関出力が所定のスレショルドを超える参照信号の速度を速度情報として出力する距離・速度処理手段と
を具備するレーダ装置。 A transmission / reception unit that encodes and modulates a pulse train to generate a transmission signal, transmits the transmission signal, receives the reflected signal, and obtains an encoded pulse train;
Reference signal generating means for generating a reference signal for correlation based on the code used for the modulation for each of a plurality of speeds within an observation speed range;
Correlation processing means for correlating with the reference signal for each speed generated by the reference signal generating means for the encoded pulse train obtained by the transmitting / receiving means;
A radar apparatus comprising: distance / speed processing means for outputting, as distance information, a position indicated by a correlation output of the correlation processing means, and speed of a reference signal having a correlation output exceeding a predetermined threshold as speed information.
さらに、前記移動体に対するクラッタの速度範囲を算出するクラッタ速度範囲算出手段を備え、
前記参照信号生成手段は、前記クラッタの速度範囲を除く観測速度範囲内の複数の速度毎に前記変調に用いた符号に基づく相関用の参照信号を生成する請求項１記載のレーダ装置。 A radar device mounted on a moving body,
Furthermore, a clutter speed range calculating means for calculating a clutter speed range for the moving body is provided,
The radar apparatus according to claim 1, wherein the reference signal generation unit generates a reference signal for correlation based on a code used for the modulation for each of a plurality of speeds within an observation speed range excluding the speed range of the clutter.
前記無変調送受信期間での受信パルス列についてドップラー周波数を抽出して速度を算出する速度算出手段と、
前記変調送受信期間で、前記速度算出手段で算出される速度を中心に所定の速度幅を持つ範囲内の複数の速度毎に前記変調に用いた符号に基づく相関用の参照信号を生成する参照信号生成手段と、
前記送受信手段で得られた符号化パルス列について前記参照信号生成手段で生成される速度毎の参照信号と相関をとる相関処理手段と、
前記相関処理手段の相関出力が示す位置を距離情報として、前記相関出力が所定のスレショルドを超える参照信号の速度を速度情報として出力する距離・速度処理手段と
を具備するレーダ装置。 A modulated transmission / reception period in which a pulse train is encoded and modulated to generate a transmission signal, the transmission signal is transmitted, a reflected signal is received and an encoded pulse train is obtained, and the pulse train is transmitted as a transmission signal without modulation. A transmission / reception means comprising a non-modulated transmission / reception period for receiving a reflected signal and obtaining an encoded pulse train;
Speed calculation means for calculating a speed by extracting a Doppler frequency for the received pulse train in the unmodulated transmission / reception period;
A reference signal for generating a reference signal for correlation based on the code used for the modulation for each of a plurality of speeds within a range having a predetermined speed width around the speed calculated by the speed calculation means in the modulation transmission / reception period Generating means;
Correlation processing means for correlating with the reference signal for each speed generated by the reference signal generating means for the encoded pulse train obtained by the transmitting / receiving means;
A radar apparatus comprising: distance / speed processing means for outputting, as distance information, a position indicated by a correlation output of the correlation processing means, and speed of a reference signal having a correlation output exceeding a predetermined threshold as speed information.
さらに、前記移動体に対するクラッタの速度範囲を算出するクラッタ速度範囲算出手段を備え、
前記参照信号生成手段は、前記クラッタの速度範囲を除く観測速度範囲内の複数の速度毎に前記変調に用いた符号に基づく相関用の参照信号を生成する請求項４記載のレーダ装置。 A radar device mounted on a moving body,
Furthermore, a clutter speed range calculating means for calculating a clutter speed range for the moving body is provided,
The radar apparatus according to claim 4, wherein the reference signal generating unit generates a reference signal for correlation based on a code used for the modulation for each of a plurality of speeds within an observation speed range excluding the speed range of the clutter.
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170024452A (en) * | 2015-08-25 | 2017-03-07 | 광운대학교 산학협력단 | Target detection method and apparatus using radar |
| WO2017115459A1 (en) | 2015-12-28 | 2017-07-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Sensor, and faucet device using sensor |
| JP2017161358A (en) * | 2016-03-09 | 2017-09-14 | 株式会社東芝 | Radar device |
| JP2018105770A (en) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 株式会社東芝 | Radar system |
| JP2018105769A (en) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 株式会社東芝 | Rader system and radar signal processing method therefor |
| JP2019095391A (en) * | 2017-11-27 | 2019-06-20 | 株式会社東芝 | Radar system and radar signal processing method thereof |
| JP2019100947A (en) * | 2017-12-06 | 2019-06-24 | 株式会社東芝 | Radar device and radar signal processing method of the same |
| JP2019105601A (en) * | 2017-12-14 | 2019-06-27 | 株式会社東芝 | Rader system and radar signal processing method for the same |
| JP2019158670A (en) * | 2018-03-14 | 2019-09-19 | 株式会社東芝 | Radar system and radar signal processing method |
| WO2020138108A1 (en) * | 2018-12-25 | 2020-07-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Detection device and detection method |
| CN113419251A (en) * | 2021-05-17 | 2021-09-21 | 重庆大学 | Attitude recognition, coding and decoding and communication method based on laser reflection |
| WO2021240632A1 (en) * | 2020-05-26 | 2021-12-02 | 三菱電機株式会社 | Direction-of-arrival estimation device |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63158487A (en) * | 1986-08-06 | 1988-07-01 | Mitsubishi Electric Corp | Airborne radar equipment |
| JP2001165598A (en) * | 1999-12-03 | 2001-06-22 | Mitsubishi Electric Corp | Guided airframe |
| JP2006078270A (en) * | 2004-09-08 | 2006-03-23 | Toshiba Corp | Radar device |
| JP2008101997A (en) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Mitsubishi Electric Corp | Radar system |
| JP2012242288A (en) * | 2011-05-20 | 2012-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | Radar device |
-
2013
- 2013-03-19 JP JP2013056796A patent/JP2014182010A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63158487A (en) * | 1986-08-06 | 1988-07-01 | Mitsubishi Electric Corp | Airborne radar equipment |
| JP2001165598A (en) * | 1999-12-03 | 2001-06-22 | Mitsubishi Electric Corp | Guided airframe |
| JP2006078270A (en) * | 2004-09-08 | 2006-03-23 | Toshiba Corp | Radar device |
| JP2008101997A (en) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Mitsubishi Electric Corp | Radar system |
| JP2012242288A (en) * | 2011-05-20 | 2012-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | Radar device |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170024452A (en) * | 2015-08-25 | 2017-03-07 | 광운대학교 산학협력단 | Target detection method and apparatus using radar |
| KR101714198B1 (en) | 2015-08-25 | 2017-03-08 | 광운대학교 산학협력단 | Target detection method and apparatus using radar |
| WO2017115459A1 (en) | 2015-12-28 | 2017-07-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Sensor, and faucet device using sensor |
| JP2017161358A (en) * | 2016-03-09 | 2017-09-14 | 株式会社東芝 | Radar device |
| JP2018105770A (en) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 株式会社東芝 | Radar system |
| JP2018105769A (en) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 株式会社東芝 | Rader system and radar signal processing method therefor |
| JP2019095391A (en) * | 2017-11-27 | 2019-06-20 | 株式会社東芝 | Radar system and radar signal processing method thereof |
| JP2019100947A (en) * | 2017-12-06 | 2019-06-24 | 株式会社東芝 | Radar device and radar signal processing method of the same |
| JP2019105601A (en) * | 2017-12-14 | 2019-06-27 | 株式会社東芝 | Rader system and radar signal processing method for the same |
| JP2019158670A (en) * | 2018-03-14 | 2019-09-19 | 株式会社東芝 | Radar system and radar signal processing method |
| WO2020138108A1 (en) * | 2018-12-25 | 2020-07-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Detection device and detection method |
| WO2021240632A1 (en) * | 2020-05-26 | 2021-12-02 | 三菱電機株式会社 | Direction-of-arrival estimation device |
| CN113419251A (en) * | 2021-05-17 | 2021-09-21 | 重庆大学 | Attitude recognition, coding and decoding and communication method based on laser reflection |
| CN113419251B (en) * | 2021-05-17 | 2023-07-18 | 重庆大学 | Gesture recognition, coding and decoding and communication method based on laser reflection |
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