JP2751616B2 - レーダ信号処理方法およびその装置 - Google Patents
レーダ信号処理方法およびその装置Info
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- JP2751616B2 JP2751616B2 JP2271295A JP27129590A JP2751616B2 JP 2751616 B2 JP2751616 B2 JP 2751616B2 JP 2271295 A JP2271295 A JP 2271295A JP 27129590 A JP27129590 A JP 27129590A JP 2751616 B2 JP2751616 B2 JP 2751616B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，アレイアンテナを使用し,DBF（Digital Be
am Forming）技術によりビーム形成を行なう捜索，追尾
レーダ，例えば航空機搭載用DBFレーダに関するもので
ある。
am Forming）技術によりビーム形成を行なう捜索，追尾
レーダ，例えば航空機搭載用DBFレーダに関するもので
ある。
第２図は，従来のフエーズド・アレイ・アンテナを使
用し，マイクロ波ビーム合成を行なう捜索，追尾レーダ
の構成図である。図において，（１）は電波を放射，あ
るいは受信するアレイアンテナのアンテナ素子，（９）
は前記各アンテナ素子の位相が設定される移相器，（1
0）は各アンテナ素子からの受信信号を加算しビーム形
成を行なうマイクロ波ビーム合成器，（５）は前記マイ
クロ波ビーム合成器のビーム形成結果により目標検出を
行ない，後段の目標情報処理部へ検出結果を算出する検
出部である。
用し，マイクロ波ビーム合成を行なう捜索，追尾レーダ
の構成図である。図において，（１）は電波を放射，あ
るいは受信するアレイアンテナのアンテナ素子，（９）
は前記各アンテナ素子の位相が設定される移相器，（1
0）は各アンテナ素子からの受信信号を加算しビーム形
成を行なうマイクロ波ビーム合成器，（５）は前記マイ
クロ波ビーム合成器のビーム形成結果により目標検出を
行ない，後段の目標情報処理部へ検出結果を算出する検
出部である。
従来の捜索，追尾レーダでは，目標の検出処理に目標
のドツプラ速度を利用している場合，レーダに平行な方
向に運動する目標を検出できず，そのような目標を対象
としていなかつた。また，目標の検出処理に目標のドツ
プラ速度でなく振幅情報すなわちパワーを利用している
場合，レーダに平行な方向に運動する目標の諸元は，目
標情報処理部における計算機演算により求めていた。
のドツプラ速度を利用している場合，レーダに平行な方
向に運動する目標を検出できず，そのような目標を対象
としていなかつた。また，目標の検出処理に目標のドツ
プラ速度でなく振幅情報すなわちパワーを利用している
場合，レーダに平行な方向に運動する目標の諸元は，目
標情報処理部における計算機演算により求めていた。
従来の捜索，追尾レーダでは，脅威の多様化に備え，
あらゆる運動形態の目標に対処可能である必要がある。
あらゆる運動形態の目標に対処可能である必要がある。
この発明は，このような課題を解決するためになされ
たもので,DBFの特徴を生かし，アンテナ２素子間の受信
信号の位相差を求め，さらにその時間変化率を算出する
ことによりレーダに平行な方向に運動する目標の速度を
算出することを目標とするものである。
たもので,DBFの特徴を生かし，アンテナ２素子間の受信
信号の位相差を求め，さらにその時間変化率を算出する
ことによりレーダに平行な方向に運動する目標の速度を
算出することを目標とするものである。
この発明に係るレーダ信号処理方法およびその装置
は，目標の距離情報およびアンテナの任意の２素子間の
受信信号の位相差の時間変化率により，レーダに平行な
方向に運動する目標の速度を算出する手段を設けたもの
である。
は，目標の距離情報およびアンテナの任意の２素子間の
受信信号の位相差の時間変化率により，レーダに平行な
方向に運動する目標の速度を算出する手段を設けたもの
である。
この発明においては,DBFの特徴を生かし，信号処理部
においてアンテナの任意の２素子間の受信信号の位相差
およびその時間変化率を算出することにより，速い応答
時間でレーダに平行な方向に運動する目標の速度が得ら
れる。
においてアンテナの任意の２素子間の受信信号の位相差
およびその時間変化率を算出することにより，速い応答
時間でレーダに平行な方向に運動する目標の速度が得ら
れる。
第１図に，この発明による一実施例の全体構成図を示
す。この図において，（１）はアレイアンテナのアンテ
ナ素子，（２）は各アンテナ素子に設けられた受信機，
（３）は前記受信機（２）から出力されるアナログ受信
信号をデイジタル信号に変換するA/D変換器，（４）は
前記A/D変換器（３）の出力を入力としデイジタルビー
ム形成を行なうデイジタルビーム形成部，（５）は前記
デイジタルビーム形成部（４）の出力より目標の検出を
行なう検出部，（６）は前記A/D変換器（３）の出力の
うち任意の２素子に対するデイジタル受信信号について
各時刻の位相を算出する位相算出部，（７）は前記アン
テナ２素子に対する位相算出部（６）の出力より各時刻
における２素子の間の位相差を算出する位相差算出部，
（８）は前記検出部（５）より出力される目標の距離情
報および前記位相差算出部（７）の出力結果よりレーダ
に平行な方向に運動する目標の速度を計算し，その結果
を後段の目標情報処理部へ出力する方位角方向速度算出
部である。
す。この図において，（１）はアレイアンテナのアンテ
ナ素子，（２）は各アンテナ素子に設けられた受信機，
（３）は前記受信機（２）から出力されるアナログ受信
信号をデイジタル信号に変換するA/D変換器，（４）は
前記A/D変換器（３）の出力を入力としデイジタルビー
ム形成を行なうデイジタルビーム形成部，（５）は前記
デイジタルビーム形成部（４）の出力より目標の検出を
行なう検出部，（６）は前記A/D変換器（３）の出力の
うち任意の２素子に対するデイジタル受信信号について
各時刻の位相を算出する位相算出部，（７）は前記アン
テナ２素子に対する位相算出部（６）の出力より各時刻
における２素子の間の位相差を算出する位相差算出部，
（８）は前記検出部（５）より出力される目標の距離情
報および前記位相差算出部（７）の出力結果よりレーダ
に平行な方向に運動する目標の速度を計算し，その結果
を後段の目標情報処理部へ出力する方位角方向速度算出
部である。
次にこの装置の動作を説明する。
第３図は，レーダに平行な方向に運動する目標に対
し，その速度を検出する本発明の原理を示した図であ
る。第３図（ａ）および第３図（ｂ）は，各々時刻ｔ＝
t1およびｔ＝t2における目標からアンテナ開口部への電
波の到来の様子を示す図である。図において，（９）お
よび（10）は時刻ｔ＝t1における目標と電波の到来方向
を示す。同様に，（11）および（12）は時刻ｔ＝t2にお
ける目標と電波の到来方向を示す。時刻ｔ＝t1におい
て，距離R,方位角θ１に存在する目標からの電波は各ア
ンテナ素子で受信されるが，このとき任意の２素子，例
えば１番目とｍ番目の素子で受信された信号の位相差Δ
t1は次式で表わされる。
し，その速度を検出する本発明の原理を示した図であ
る。第３図（ａ）および第３図（ｂ）は，各々時刻ｔ＝
t1およびｔ＝t2における目標からアンテナ開口部への電
波の到来の様子を示す図である。図において，（９）お
よび（10）は時刻ｔ＝t1における目標と電波の到来方向
を示す。同様に，（11）および（12）は時刻ｔ＝t2にお
ける目標と電波の到来方向を示す。時刻ｔ＝t1におい
て，距離R,方位角θ１に存在する目標からの電波は各ア
ンテナ素子で受信されるが，このとき任意の２素子，例
えば１番目とｍ番目の素子で受信された信号の位相差Δ
t1は次式で表わされる。
Δt1 ：時刻ｔ＝t1における受信信号の２素子間（１
番目およびｍ番目）の位相差 dlm :1番目とｍ番目のアンテナ素子間隔 θ１ ：時刻ｔ＝t1における目標からの電波の到来
方向 λ ：電波の波長 同様に，時刻ｔ＝t2における１番目とｍ番目のアンテ
ナ２素子間の受信信号の位相差Δt2は次式で表わされ
る。
番目およびｍ番目）の位相差 dlm :1番目とｍ番目のアンテナ素子間隔 θ１ ：時刻ｔ＝t1における目標からの電波の到来
方向 λ ：電波の波長 同様に，時刻ｔ＝t2における１番目とｍ番目のアンテ
ナ２素子間の受信信号の位相差Δt2は次式で表わされ
る。
Δt2 ：時刻ｔ＝t2における受信信号の２素子間（１
番目およびｍ番目）の位相差 dlm :1番目とｍ番目のアンテナ素子間隔 θ２ ：時刻ｔ＝t2における目標からの電波の到来
方向 λ ：電波の波長 一方，時刻ｔ＝t1からｔ＝t2の間に目標が進む距離RS
は次式で表わされる。
番目およびｍ番目）の位相差 dlm :1番目とｍ番目のアンテナ素子間隔 θ２ ：時刻ｔ＝t2における目標からの電波の到来
方向 λ ：電波の波長 一方，時刻ｔ＝t1からｔ＝t2の間に目標が進む距離RS
は次式で表わされる。
RS＝Ｒ（sinθ２−sinθ１） （３） 従つて，レーダに平行な方向に進行する目標の速度VS
は，式（１）〜（３）を用いて次式のように表わされ
る。
は，式（１）〜（３）を用いて次式のように表わされ
る。
VS :レーダに平行な方向に運動する目標の速
度 λ :電波の波長 Ｒ :目標の距離 Δt1,Δt2:時刻ｔ＝t1およびｔ＝t2における２素子
間の受信信号の位相差 dlm :1番目およびｍ番目のアンテナ素子間隔 本発明による装置では，アンテナ素子（１）で受信さ
れた信号は各素子に設けられた受信機（２）およびA/D
変換器（３）を通つてデイジタル信号に変換された後，
デイジタルビーム形成部（４）に入力され，ビーム形成
される。ビーム形成された結果は，検出部（５）に入力
され，検出処理された後，その結果および処理過程にお
いて得られた情報が後段の目標情報処理部に出力され
る。それと同時に，検出部（５）で得られた目標の情報
のうち距離情報Ｒが方位角方向速度算出部（８）に出力
される。また，デイジタルビーム形成部（４）に入力さ
れるＮ素子分のデイジタル受信信号のうち任意の２素
子，例えば１番目およびｍ番目の素子の受信信号が位相
算出部（６）に入力され，各時刻における各々の受信信
号の位相が算出される。位相差算出部（７）では，各々
の位相算出部（６）で算出された結果を入力とし，式
（４）においてΔt1,Δt2と記述されている各時刻
における２素子間の受信信号の位相差を算出する。方位
角方向速度算出部（８）では，検出部（５）より目標の
距離情報Ｒを，また位相差算出部（７）より各々時刻ｔ
＝t1およびｔ＝t2におけるアンテナ２素子間の受信信号
の位相差をもらい，式（４）に従つてレーダに平行な方
向に進行する目標の速度VSを算出し，後段の目標情報処
理部へ出力する。式（４）において，電波の波長λと素
子間隔dlmは既知とする。
度 λ :電波の波長 Ｒ :目標の距離 Δt1,Δt2:時刻ｔ＝t1およびｔ＝t2における２素子
間の受信信号の位相差 dlm :1番目およびｍ番目のアンテナ素子間隔 本発明による装置では，アンテナ素子（１）で受信さ
れた信号は各素子に設けられた受信機（２）およびA/D
変換器（３）を通つてデイジタル信号に変換された後，
デイジタルビーム形成部（４）に入力され，ビーム形成
される。ビーム形成された結果は，検出部（５）に入力
され，検出処理された後，その結果および処理過程にお
いて得られた情報が後段の目標情報処理部に出力され
る。それと同時に，検出部（５）で得られた目標の情報
のうち距離情報Ｒが方位角方向速度算出部（８）に出力
される。また，デイジタルビーム形成部（４）に入力さ
れるＮ素子分のデイジタル受信信号のうち任意の２素
子，例えば１番目およびｍ番目の素子の受信信号が位相
算出部（６）に入力され，各時刻における各々の受信信
号の位相が算出される。位相差算出部（７）では，各々
の位相算出部（６）で算出された結果を入力とし，式
（４）においてΔt1,Δt2と記述されている各時刻
における２素子間の受信信号の位相差を算出する。方位
角方向速度算出部（８）では，検出部（５）より目標の
距離情報Ｒを，また位相差算出部（７）より各々時刻ｔ
＝t1およびｔ＝t2におけるアンテナ２素子間の受信信号
の位相差をもらい，式（４）に従つてレーダに平行な方
向に進行する目標の速度VSを算出し，後段の目標情報処
理部へ出力する。式（４）において，電波の波長λと素
子間隔dlmは既知とする。
この発明は，以上説明したとおり,DBFの特徴を生か
し，アレイアンテナの任意の２素子に対するデイジタル
受信信号より各時刻における２素子間の位相差を求め，
さらにその時間変化率を算出することにより，信号処理
部において速い応答時間で，レーダに平行な方向に運動
する目標の速度を算出することが可能となる。
し，アレイアンテナの任意の２素子に対するデイジタル
受信信号より各時刻における２素子間の位相差を求め，
さらにその時間変化率を算出することにより，信号処理
部において速い応答時間で，レーダに平行な方向に運動
する目標の速度を算出することが可能となる。
第１図はこの発明によるレーダ信号処理装置の全体構成
図，第２図は従来のレーダ信号処理装置の全体構成図，
第３図（ａ），（ｂ）はこの発明の原理を説明する図で
ある。 図において，（１）はアンテナ素子，（２）は受信機，
（３）はA/D変換器，（４）はデイジタルビーム形成
部，（５）は検出部，（６）は位相算出部，（７）は位
相差算出部，（８）は方位角方向速度算出部である。 なお，各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
図，第２図は従来のレーダ信号処理装置の全体構成図，
第３図（ａ），（ｂ）はこの発明の原理を説明する図で
ある。 図において，（１）はアンテナ素子，（２）は受信機，
（３）はA/D変換器，（４）はデイジタルビーム形成
部，（５）は検出部，（６）は位相算出部，（７）は位
相差算出部，（８）は方位角方向速度算出部である。 なお，各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】アレイアンテナを使用し，デイジタル・ビ
ーム形成を行なう捜索，追尾レーダにおいて，各アンテ
ナ素子に対し設けられたA/D変換器の出力のうち，任意
の２素子に対するデイジタル受信信号を用いて２素子間
の位相差を求め，その位相差の時間変化率および目標の
距離情報よりレーダに平行な方向に運動する目標の速度
を算出し，後段の目標情報処理部へ出力するレーダ信号
処理方法。 - 【請求項２】目標からの電波を受信するアレイアンテナ
と，前記アレイアンテナの各アンテナ素子に対する受信
機と，前記各受信機から出力されるアナログ受信信号を
デイジタル信号に変換するA/D変換器と，前記A/D変換器
の出力を入力としデイジタルビーム形成を行なうデイジ
タルビーム形成を行なうデイジタルビーム形成部と，前
記デイジジタルビーム形成部の出力結果より目標の検出
を行なう検出部と，前記A/D変換器の出力のうち任意の
２素子に対するデイジタル受信信号について各時刻の位
相を算出する位相算出部と，前記２素子に対する各位相
算出部の算出結果により，そのアンテナ２素子間の各時
刻における位相差を算出する位相差算出部と，前記検出
部において得られる目標の距離情報および前記位相差算
出部の算出結果によりレーダに平行な方向に運動する目
標の速度を計算し，その計算結果を後段の目標情報処理
部へ出力する方位角方向速度算出部とを備えたことを特
徴とするレーダ信号処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2271295A JP2751616B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | レーダ信号処理方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2271295A JP2751616B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | レーダ信号処理方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04147079A JPH04147079A (ja) | 1992-05-20 |
| JP2751616B2 true JP2751616B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=17498059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2271295A Expired - Lifetime JP2751616B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | レーダ信号処理方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2751616B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4900360B2 (ja) * | 2008-10-17 | 2012-03-21 | ソニー株式会社 | 受信装置、移動角度推定方法、プログラム、および無線通信システム |
| US10879975B2 (en) | 2015-07-08 | 2020-12-29 | Qualcomm Incorporated | Beamforming based on adjacent beams systems and methods |
| US10211524B2 (en) | 2015-07-08 | 2019-02-19 | Qualcomm Incorporated | Antenna isolation systems and methods |
| US10021583B2 (en) | 2015-07-08 | 2018-07-10 | Qualcomm Incoporated | Beam splitting systems and methods |
| EP3329296B1 (en) | 2015-07-29 | 2021-09-15 | QUALCOMM Incorporated | Angular velocity sensing using arrays of antennas |
| CN112816944A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-18 | 无锡国芯微电子***有限公司 | 一种相控阵天线波束指向稳定方法 |
-
1990
- 1990-10-09 JP JP2271295A patent/JP2751616B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04147079A (ja) | 1992-05-20 |
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