JP3772522B2 - パルスレーダ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、距離分解能が目標の大きさよりも小さいパルスレーダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は従来のパルスレーダ装置を示すものであり、図１３において、１は安定化局部発信器、２は基準中間周波数信号発生器、３ａ，３ｂは周波数混合器、４はパルス変調器、５は電力増幅器、６は送受切替器、７はアンテナ、８は中間周波数増幅器、９は９０度ハイブリッド器、１０ａ，１０ｂは位相検波器、１１ａ，１１ｂはＡ／Ｄ変換器、１２は包絡線検波器、１３はコヒーレント積分器、１４は目標検出器、１５は表示器、１６は目標である。また、２１は１〜６，８〜１０をまとめた送受信器である。
【０００３】
上記の従来のパルスレーダ装置の動作について図１３を参照して説明する。安定化局部発信器１で発生した信号と、基準中間周波数信号発生器２で発生した信号は、共に、周波数混合器３ａに入力される。周波数混合器３ａでは、安定化局部発信器１で発生した信号の周波数と、基準中間周波数との和の周波数の送信キャリア信号を生成し、パルス変調器４に出力する。パルス変調器４では、周波数混合器３ａからの入力信号に対して、あらかじめ定めたパルス幅ＴとＰＲＩのパルス変調を行う。ただし、ＰＲＩは、ある送信パルスに対する目標１６からの反射パルスが受信されるまで、次のパルスを送信しないように、十分長い時間としている。パルス変調器４の出力信号は、電力増幅器５に入力され、電力の増幅が行われ、送受切替器６を経て、アンテナ７より、送信パルスＳｔとして空間へ放射される。送信パルスＳｔは目標１６に反射し、目標反射信号Ｓｒとなってアンテナ７で受信され、送受切替器６を経て、周波数混合器３ｂに入力される。また、周波数混合器３ｂには、安定化局部発信器１で発生した倍号も入力される。周波数混合器３ｂでは、受信信号のキャリア信号の周波数と安定化局部発信器１で発生した信号の差の周波数の信号、すなわち中間周波数の信号を生成する。周波数混合器３ｂの出力信号は、中間周波数増幅器８へ入力され、電力の増幅が行われ、その後２分されて、それぞれ、位相検波器１０ａ，１０ｂに入力される。一方、基準中間周波数信号発生器２で発生した信号は、９０度ハイブリッド器９で９０度の位相差を持った２つの信号に分離され、位相検波器１０ａ，１０ｂに入力される。位相検波器１０ａおよび１０ｂでは、中間周波数増幅器８の出力信号と９０度ハイブリッド器３の出力信号から、中間周波数と基準中間周波数の差の周波数を持ち、互いに９０度の位相差を持つＩ成分、Ｑ成分のビデオ信号を生成する。生成されたＩ，Ｑビデオ信号は、サンプリング周波数が１／ＴのＡ／Ｄ変換器１１ａ，１１ｂに入力され、パルス幅Ｔと同じ間隔のレンジビン毎に分割されたディジタルＩ，Ｑビデオ信号に変換される。包絡線検波器１２では、Ａ／Ｄ変換器１１ａから出力され、ディジタルＩビデオ信号の２乗とＡ／Ｄ変換器１１ｂから出力されるディジタルＱビデオ信号の２乗の和、あるいは和の平方根をすべてのレンジビンに対して求め、ノンコヒーレント積分器１３に出力する。ノンコヒーレント積分器１３では、目標１６からの反射信号の検出性能を向上するために、あらかじめ定めた積分数の連続する送信パルスに対する包絡線検波器１２の出力信号を、同じレンジビンどうしで加算することによって、等価的に目標１６からの反射信号と雑音電力比（ＳＮ比）を改善し、その結果を目標検出器１４に出力する。目標検出器１４では、全てのレンジビンのノンコヒーレント積分器１３の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとを比較し、ノンコヒーレント積分器１３の出力信号が、スレッショルドレベルＴｓよりも大きい場合は目標検出と判断し、そのレンジビンの情報から目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を求め、表示器１５に出力する。表示器１５では、目標検出器１４からの情報をもとに、目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を表示する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
パルスレーダにおいて、分離して検出できる２つの目標の距離差の最小値を距離分解能ｄＲといい、パルス幅Ｔと光速ｃを用いて数１で表される。
【０００５】
【数１】
【０００６】
上記数１からもあきらかなように、パルス幅Ｔが小さいほど、距離分解能も小さくなる。
【０００７】
図１４は、距離分解能が目標寸法よりも大きい場合の送信パルスと包絡線検波器出力信号の関係を示した図である。図１４において、１６は目標、Ｓｔは送信パルス、Ｓａは包絡線検波器出力信号、Ｓａｍは包絡線検波器出力信号Ｓａ中の目標１６からの反射信号成分である。１つの送信パルスＳｔに対する包絡線検波器出力信号Ｓａは、パルス幅Ｔと同じ時間間隔のレンジビン毎に分割される。距離分解能が目標寸法よりも大きい場合、包絡線検波器出力信号Ｓａ中の目標１６からの反射信号成分Ｓａｍは１つのレンジビンにしか現れない。
【０００８】
図１５は、従来のパルスレーダ装置において、距離分解能が目標寸法よりも大きい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。図１５において、Ｓｔ，Ｓａ，Ｓａｍは、先に図１４で説明した通りであり、Ｓｂはノンコヒーレント積分器出力信号である。先にも述べたように、包絡線検波器出力信号Ｓａ中の目標１６からの反射信号成分Ｓａｍは１つのレンジビンにしか現れない。ノンコヒーレント積分器１３では、複数の送信パルスに対する包絡線検波器出力信号Ｓａを同じレンジビンどうしで加算する。そのため、ノンコヒーレント積分器１３の出力信号Ｓｂにも、目標１６からの反射信号は１つのレンジビンにしか生じない。ただし、図１５では加算する包絡線検波器出力信号Ｓａの数を３としている。そのため、目標検出器１４における誤警報確率ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとの比較は、目標１６からの反射信号全部と行われる。すなわち、すべての目標１６からの反射信号が目標検出に用いられる。
【０００９】
近年、パルス幅の短いパルスを用いる、あるいはパルス圧縮等の処理を用いることによって、目標寸法よりも小さい距離分解能を得、目標の検出、測距の他に、クラッタ抑圧、あるいは、目標形状の認識識別をもパルスレーダ装置で行うことが考えられている。
【００１０】
図１６は、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の送信パルスと包絡線検波器出力信号の関係を示したものである。図１６において、１６，Ｓｔ，Ｓａ，Ｓａｍは、先に図１４で説明した通りである。距離分解能が目標寸法よりも小さい場合は、レンジビンの間隔も狭くなり、包絡線検波器出力信号Ｓａ中の目標１６からの反射信号成分Ｓａｍは連続する複数のレンジビンに分散して現れる。
【００１１】
図１７は、目標寸法よりも距離分解能が小さい場合の従来のパルスレーダ装置における目標検出処理の信号の流れを表した図である。図１７において、Ｓｔ，Ｓａ，Ｓｂ，Ｓａｍは、先に図１４、および図１５で説明した通りである。前にも述べたように、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合は、包絡線検波器出力信号Ｓａ中の目標１６からの反射信号成分Ｓａｍは連続する複数のレンジビンに分散して現れる。ノンコヒーレント積分器１３では、複数の送信パルスに対する包絡線検波器出力信号Ｓａを同じレンジビンどうしで加算する。そのため、ノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂにも、目標１６からの反射信号成分は連続する複数のレンジビンに分散して現れる。ただし、図１７では積分に用いる包絡線検波器出力信号Ｓａの数を３としている。そのため、目標検出器１４における誤警報確率ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとの比較は、目標１６からの反射信号の全部と行うのではなく、連続する複数のレンジビンに分散された目標１６からの反射信号の中の最大値と行われる。よって、連続する複数のレンジビンに分散された目標１６からの反射信号の中の最大値以外の目標１６からの反射信号は目標検出には用いられず、目標検出性能が劣化するという課題がある。
【００１２】
この発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、目標寸法より小さい距離分解能を有するパルスレーダ装置において、目標１６からの反射信号を無駄にすることなく用いることによって、目標検出性能を向上するパルスレーダ装置を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第１の発明によるパルスレーダ装置は、あらかじめ定めたパルス幅、およびＰＲＩでパルス変調した送信信号を送信する送信機と、前記送信信号をＰＲＩのタイミングで送受信の信号を切り換える送受切換器を介して、背景を含む目標に送信波として放射し、目標および背景で反射した送信波を受信波として受けるアンテナと、前記受信波を、距離分解能より決まる時間間隔のレンジビン毎の信号に分割した受信ビデオ信号に変換する受信機と、あらかじめ定めた積分数の送信パルスに対する前記受信機から出力される各レンジビンの受信ビデオ信号を、同じレンジビンどうしで加算を行うノンコヒーレント積分器と、前記ノンコヒーレント積分器からのすべてのレンジビンの出力信号と、あらかじめ定めたスレッショルドレベルとの比較を行い、スレッショルドレベルより大きいレンジビンの前記ノンコヒーレント積分器の出力信号のみを出力する比較器と、前記比較器の出力信号を加算するレンジ積分器と、前記レンジ積分器の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率より求まるスレッショルドレベルとを比較し、前記レンジ積分器の出力信号が、スレッショルドレベルよりも大きい場合を目標検出と判断する目標検出器を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、第２の発明によるパルスレーダ装置は、あらかじめ定めたパルス幅、およびＰＲＩでパルス変調した送信信号を送信する送信機と、前記送信信号をＰＲＩのタイミングで送受信の信号を切り換える送受切換器を介して、背景を含む目標に送信波として放射し、目標および背景で反射した送信波を受信波として受けるアンテナと、前記受信波を、距離分解能より決まる時間間隔のレンジビン毎の信号に分割した受信ビデオ信号に変換する受信機と、前記受信機から出力されるすべてのレンジビンの受信ビデオ信号と、あらかじめ定めたスレッショルドレベルとの比較を行い、スレッショルドレベルより大きいレンジビンの受信ビデオ信号のみを出力する比較器と、前記比較器の出力信号を加算するレンジ積分器と、あらかじめ定めた積分数の送信パルスに対する前記比較器の出力信号の加算を行うノンコヒーレント積分器と、前記ノンコヒーレント積分器の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率より求まるスレッショルドレベルとを比較し、前記ノンコヒーレント積分器の出力信号が、スレッショルドレベルよりも大きい場合を目標検出と判断する目標検出器を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、第３の発明によるパルスレーダ装置は、あらかじめ定めたパルス幅、およびＰＲＩでパルス変調した送信信号を送信する送信機と、前記送信信号をＰＲＩのタイミングで送受信の信号を切り換える送受切換器を介して、背景を含む目標に送信波として放射し、目標および背景で反射した送信波を受信波として受けるアンテナと、前記受信波を、距離分解能より決まる時間間隔のレンジビン毎の信号に分割した受信ビデオ信号に変換する受信機と、あらかじめ定めた積分数の送信パルスに対する前記受信機から出力される各レンジビンの受信ビデオ信号を、同じレンジビンどうしで加算を行うノンコヒーレント積分器と、前記ノンコヒーレント積分器からのすべてのレンジビンの出力信号と、あらかじめ求めメモリーに記録しておいた目標形状データとの相関処理を行い、最も相関係数の大きいレンジビンを求め、最も相関係数の大きいレンジビンとあらかじめ定めた数の前後のレンジビンの前記ノンコヒーレント積分器の出力信号のみを出力する相関器と、前記相関器の出力信号を加算するレンジ積分器と、前記レンジ積分器の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率より求まるスレッショルドレベルとを比較し、前記レンジ積分器の出力信号が、スレッショルドレベルよりも大きい場合を目標検出と判断する目標検出器を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、第４の発明によるパルスレーダ装置は、あらかじめ定めたパルス幅、およびＰＲＩでパルス変調した送信信号を送信する送信機と、前記送信信号をＰＲＩのタイミングで送受信の信号を切り換える送受切換器を介して、背景を含む目標に送信波として放射し、目標および背景で反射した送信波を受信波として受けるアンテナと、前記受信波を、距離分解能より決まる時間間隔のレンジビン毎の信号に分割した受信ビデオ信号に変換する受信機と、前記受信機から出力されるすべてのレンジビンの受信ビデオ信号と、あらかじめ求めメモリーに記録しておいた目標形状データとの相関処理を行い、最も相関係数の大きいレンジビンを求め、最も相関係数の大きいレンジビンとあらかじめ定めた数の前後のレンジビンの受信ビデオ信号のみを出力する相関器と、前記相関器の出力信号を加算するレンジ積分器と、あらかじめ定めた積分数の送信パルスに対する前記レンジ積分器の出力信号の加算を行うノンコヒーレント積分器と、前記ノンコヒーレント積分器の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率より求まるスレッショルドレベルとを比較し、前記ノンコヒーレント積分器の出力信号が、スレッショルドレベルよりも大きい場合を目標検出と判断する目標検出器を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、第５の発明によるパルスレーダ装置は、あらかじめ定めたパルス幅、およびＰＲＩでパルス変調した送信信号を送信する送信機と、前記送信信号をＰＲＩのタイミングで送受信の信号を切り換える送受切換器を介して、背景を含む目標に送信波として放射し、目標および背景で反射した送信波を受信波として受けるアンテナと、前記受信波を、距離分解能より決まる時間間隔のレンジビン毎の信号に分割した受信ビデオ信号に変換する受信機と、あらかじめ定めた積分数の送信パルスに対する前記受信機から出力される各レンジビンの受信ビデオ信号を、同じレンジビンどうしで加算を行うノンコヒーレント積分器と、前記ノンコヒーレント積分器からのすべてのレンジビンの出力信号と、あらかじめ求めメモリーに記録しておいた目標形状データとの相関処理を行い、最も相関係数の大きいレンジビンを求め、最も相関係数の大きいレンジビンとあらかじめ定めた数の前後のレンジビンの前記ノンコヒーレント積分器の出力信号のみを出力する相関器と、前記相関器からのすべてのレンジビンの出力信号と、あらかじめ定めたスレッショルドレベルとの比較を行い、スレッショルドレベルより大きいレンジビンの前記相関器の出力信号のみを出力する比較器と、前記比較器の出力信号を加算するレンジ積分器と、前記レンジ積分器の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率より求まるスレッショルドレベルとを比較し、前記レンジ積分器の出力信号が、スレッショルドレベルよりも大きい場合を目標検出と判断する目標検出器を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、第６の発明によるパルスレーダ装置は、あらかじめ定めたパルス幅、およびＰＲＩでパルス変調した送信信号を送信する送信機と、前記送信信号をＰＲＩのタイミングで送受信の信号を切り換える送受切換器を介して、背景を含む目標に送信波として放射し、目標および背景で反射した送信波を受信波として受けるアンテナと、前記受信波を、距離分解能より決まる時間間隔のレンジビン毎の信号に分割した受信ビデオ信号に変換する受信機と、前記受信機から出力されるすべてのレンジビンの受信ビデオ信号と、あらかじめ求めメモリーに記録しておいた目標形状データとの相関処理を行い、最も相関係数の大きいレンジビンを求め、最も相関係数の大きいレンジビンとあらかじめ定めた数の前後のレンジビンの前記受信機出力信号を出力する相関器と、前記相関器からのすべてのレンジビンの出力信号と、あらかじめ定めたスレッショルドレベルとの比較を行い、スレッショルドレベルより大きいレンジビンの前記相関器の出力信号のみを出力する比較器と、前記比較器の出力信号を加算するレンジ積分器と、あらかじめ定めた積分数の送信パルスに対する前記レンジ積分器の出力信号の加算を行うノンコヒーレント積分器と、前記ノンコヒーレント積分器の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率より求まるスレッショルドレベルとを比較し、前記ノンコヒーレント積分器の出力信号が、スレッショルドレベルよりも大きい場合を目標検出と判断する目標検出器を備えたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示すパルスレーダ装置の構成図であり、図１において７，１１から１６，２１は、先に図１３で説明した通りである。また、１７は比較器、１８はレンジ積分器である。この動作を、従来のパルスレーダ装置と動作の異なるノンコヒーレント積分器１３以降について図１を用いて説明する。ノンコヒーレント積分器１３では、目標１６からの反射信号の検出性能を向上するために、あらかじめ定めた積分数の連続する送信パルスに対する包絡線検波器１２の出力信号を、同じレンジビンどうしで加算することによって、等価的にＳＮ比を改善し、その結果を比較器１７に出力する。比較器１７では、全てのレンジビンのノンコヒーレント積分器１３の出力信号と、あらかじめ定めたスレッショルドレベルＴＲ１との大きさの比較を行い、スレッショルドレベルＴＲ１より大きいレンジビンのノンコヒーレント積分器１３の出力信号を比較器１７の出力信号としてレンジ積分器１８に出力する。また、スレッショルドレベルＴＲ１よりも大きいレンジビンの情報を目標検出器１４に出力する。レンジ積分器１８では、比較器１７の出力信号を異なるレンジビンで加算し、その結果を目標検出器１４に出力する。目標検出器１４では、レンジ積分器１８の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率Ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとを比較し、レンジ積分器１８の出力信号が、スレッショルドレベルＴｓよりも大きい場合を目標検出と判断し、比較器１７からのレンジビン情報から目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を求め、その平均値を表示器１５に出力する。表示器１５では、目標検出器１４からの情報をもとに、目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を表示する。
【００２０】
図２は、この発明の実施の形態１を示すパルスレーダ装置において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。図２において、Ｓｔ，Ｓａ，Ｓｂ，Ｓａｍは、先に図１４、および図１５で説明した通りであり、Ｓｃは比較器出力信号、Ｓｄはレンジ積分器出力信号である。距離分解能が目標寸法よりも小さい場合、先に発明が解決しようとしている課題で述べたように、包絡線検波器出力信号中Ｓａに、目標１６からの反射信号成分Ｓａｍは連続する複数のレンジビンに分散して現れる。ノンコヒーレント積分器１３では、複数の送信パルスに対する包絡線検波器出力信号Ｓａを同じレンジビンどうしで加算する。そのため、ノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂにも、目標１６からの反射信号成分も連続する複数のレンジビンに分散して現れる。ただし、図２では、積分に用いる包絡線検波器出力信号Ｓａの数を３としている。比較器１７では、すべてのレンジビンのノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂと、あらかじめ定めたスレッショルドレベルＴＲ１との大きさの比較を行い、スレッショルドレベルＴＲ１より大きいノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂのみを、比較器出力信号Ｓｃとしてレンジ積分器１８に出力する。図２の例では、目標１６からの反射信号を含む３つのレンジビンのノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂが、スレッショルドレベルＴＲ１よりも大きいため、比較器出力信号Ｓｃとしてレンジ積分器１８に出力される。レンジ積分器１８では、３つのレンジビンの比較器出力信号Ｓｃを加算し、レンジ積分器出力信号Ｓｄとして、目標検出器１４に出力する。
【００２１】
よって、目標検出器１４における誤警報確率ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとの比較は、目標１６からの反射信号を含んだ３つのレンジビンの和の値と行うこととなり、目標検出に用いる目標１６からの反射信号が従来のパルスレーダ装置より増え、目標検出性能を改善することができる。
【００２２】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２を示すパルスレーダ装置の構成図であり、図３において７，１１から１８，２１は、先に図１、および図１３で説明した通りである。この動作を、従来のパルスレーダ装置と動作の異なる包絡線検波器１２以降について図３を用いて説明する。包絡線検波器１２では、Ａ／Ｄ変換器１１ａから出力されるディジタルＩビデオ信号の２乗とＡ／Ｄ変換器１１ｂから出力されるディジタルＱビデオ信号の２条の和、あるいは和の平方根をすべてのレンジビンに対して求め、比較器１７に出力する。比較器１７では、すべてのレンジビンの包絡線検波器１２の出力信号と、あらかじめ定めたスレッショルドレベルＴｒ２との大きさの比較を行い、スレッショルドレベルＴｒ２より大きいレンジビンの包絡線検波器１２の出力信号のみを比較器１７の出力信号としてレンジ積分器１８に出力する。また、スレッショルドレベルＴｒ２よりも大きいレンジビンの情報を目標検出器１４に出力する。レンジ積分器１８では、比較器１７の出力信号を異なるレンジビンで加算し、その結果をノンコヒーレント積分器１３に出力する。ノンコヒーレント積分器１３では、目標１６からの反射信号の検出性能を向上するために、あらかじめ定めた積分数の連続する送信パルスに対するレンジ積分器１８の出力信号を、同じレンジビンどうしで加算することによって、等価的にＳＮ比を改善し、その結果を目標検出器１４に出力する。目標検出器１４では、ノンコヒーレント積分器１３の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率Ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとを比較し、ノンコヒーレント積分器１３の出力信号が、スレッショルドレベルＴｓよりも大きい場合を目標検出と判断し、比較器１７からのレンジビン情報から目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を求め、その平均値を表示器１５に出力する。表示器１５では、目標検出器１４からの情報をもとに、目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を表示する。
【００２３】
図４は、この発明の実施の形態２を示すパルスレーダ装置において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。図４において、Ｓｔ，Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓａｍは、先に図２、図１４、および図１５で説明した通りである。距離分解能が目標寸法よりも小さい場合、先に発明が解決しようとしている課題で述べたように、包絡線検波器の出力信号中に、目標１６からの反射信号成分Ｓａｍは連続する複数のレンジビンに分散して現れる。比較器１７では、すべてのレンジビンの包絡線検波器出力信号Ｓａと、あらかじめ定めたスレッショルドレベルＴＲ２との大きさの比較を行い、スレッショルドレベルＴＲ２より大きい包絡線検波器出力信号Ｓａのみを比較器出力信号Ｓｃとしてレンジ積分器１８に出力する。図４の例では、包絡線検波器出力信号Ｓａの中で目標１６からの反射信号を含む３つのレンジビンの包絡線検波器出力信号Ｓａが、スレッショルドレベルＴＲ２よりも大きいため、比較器出力信号Ｓｃとしてレンジ積分器１８に出力される。レンジ積分器１８では、３つのレンジビンの比較器出力信号Ｓｃを加算し、レンジ積分器出力信号Ｓｄとして、ノンコヒーレント積分器１３に出力する。ノンコヒーレント積分器１３では、複数の送信パルスに対するレンジ積分器出力信号Ｓｄを加算し、ノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂとして、目標検出器１４に出力する。ただし、図４では、積分に用いるレンジ積分器出力信号Ｓｄの数を３としている。
【００２４】
よって、目標検出器１４における誤警報確率ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとの比較は、目標１６からの反射信号を含む３つのレンジビンの信号の和と行うこととなり、目標検出に用いる目標１６からの反射信号が従来のパルスレーダ装置より増えるため、目標検出性能を改善することができる。さらに、実施の形態１では、ノンコヒーレント積分後にレンジ積分を行うため、ノンコヒーレント積分をすべてのレンジビンに対して行う必要があるのに対し、この実施の形態では、ノンコヒーレント積分を行う前にレンジ積分を行うために、ノンコヒーレント積分は、１つのレンジビンに対して行うことと等価となり、演算時間の短縮、およびコヒーレント積分に用いるメモリーの削減を行うことができる。
【００２５】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３を示すパルスレーダ装置の構成図であり、図５において７，１１から１６，１８，２１は、先に図１、および図１３で説明した通りである。また、１９はメモリー、２０は相関器である。この動作を、従来のパルスレーダ装置と動作の異なるノンコヒーレント積分器１３以降について図５を用いて説明する。ノンコヒーレント積分器１３では、目標１６からの反射信号の検出性能を向上するために、あらかじめ定めた積分数の連続する送信パルスに対する包絡線検波器１２の出力信号を、同じレンジビンどうしで加算することによって、等価的にＳＮ比を改善し、その結果を相関器２０に出力する。相関器２０では、あらかじめ求めてメモリー１９に記録しておいた目標形状データとノンコヒーレント積分器１３の出力信号を用いて相関処理を行い、数２に示す相関係数Ａ（ｍ）を計算し、Ａ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘを求める。ただし、ここでは、ノンコヒーレント積分器１３の出力信号をｕ（ｍ）、レンジビンの数をＭ、メモリー１９に記録されている目標形状データをｖ（ｐ）、形状構成する信号数をＰとしている。
【００２６】
【数２】
【００２７】
求めたＡ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘを用いて、Ｐが奇数の場合は、数３で示す範囲のレンジビンのノンコヒーレント積分器１３の出力信号を、Ｐが偶数の場合は、数４で示す範囲のレンジビンのノンコヒーレント積分器１３の出力信号を相関器２０の出力信号としてレンジ積分器１８に出力する。また，Ａ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘの情報を目標検出器１４に出力する。
【００２８】
【数３】
【００２９】
【数４】
【００３０】
レンジ積分器１８では、相関器２０の出力信号を異なるレンジビンで加算し、その結果を目標検出器１４に出力する。目標検出器１４では、レンジ積分器１８の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率Ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとを比較し、レンジ積分器１８の出力信号が、スレッショルドレベルＴｓよりも大きい場合を目標検出と判断し、相関器２０からのレンジビン情報から目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を求め、表示器１５に出力する。表示器１５では、目標検出器１４からの情報をもとに、目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を表示する。
【００３１】
図６は、この発明の実施の形態３を示すパルスレーダ装置において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。図６において、Ｓｔ，Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｄ，Ｓａｍは、先に図２、図１４、および図１５で説明した通りであり、Ｓｅは相関器出力信号、Ｓｒｐは目標の形状データである。距離分解能が目標寸法よりも小さい場合、先に発明が解決しようとしている課題で述べたように、包絡線検波器出力信号Ｓａの中に、目標１６からの反射信号成分Ｓａｍは連続する複数のレンジビンに分散して現れる。ノンコヒーレント積分器１３では、複数の送信パルスに対する包絡線検波器出力信号Ｓａを同じレンジビンどうしで加算する。そのため、ノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂにも、目標１６からの反射信号成分も連続する複数のレンジビンに分散して現れる。ただし、図６では、積分に用いる包絡線検波器出力信号Ｓａの数を３としている。相関器２０では、すべてのレンジビンのノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂと、あらかじめ求めてメモリー１９に記録しておいた目標形状データとを用いて、先に述べた相関処理を行い、その結果を相関器出力信号Ｓｅとしてレンジ積分器１８に出力する。図６の例では、ノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂの中で、目標１６からの反射信号を含む５つのすべてのノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂが、相関器出力信号Ｓｅとしてレンジ積分器１８に出力される。レンジ積分器１８では、５つのレンジビンの相関器出力信号Ｓｅを加算し、レンジ積分器出力信号Ｓｄとして、目標検出器１４に出力する。
【００３２】
よって、目標検出器１４における誤警報確率ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとの比較は、目標１６からの反射信号を含んだ５つのレンジビンの和の値と行うこととなり、目標検出に用いる目標１６からの反射信号が従来のパルスレーダ装置より増えるため、目標検出性能を改善することができる。さらに、実施の形態１では、レンジ積分に用いる目標１６からの反射信号をスレッショルドレベルを用いた強度判定で持って選別していたのに対し、この実施の形態では、あらかじめ求めた目標形状データとの相関処理によって選別することによって、目標以外の強度の大きい反射信号を、目標反射信号と誤って、レンジ積分を用いる可能性が少なくなり、誤った検出をする確率が減る。
【００３３】
実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４を示すパルスレーダ装置の構成図であり、図７において７，１１から１６，１８から２１は、先に図１，５および１３で説明した通りである。この動作を、従来のパルスレーダ装置と動作の異なる包絡線検波器１２以降について図７を用いて説明する。包絡線検波器１２では、Ａ／Ｄ変換器１１ａから出力されるディジタルＩビデオ信号の２乗とＡ／Ｄ変換器１１ｂから出力されるディジタルＱビデオ信号の２条の和、あるいは和の平方根をすべてのレンジビンに対して求め、相関器２０に出力する。相関器２０では、あらかじめ求めてメモリー１９に記録しておいた目標形状データと包絡線検波器１２の出力信号を用いて相関処理を行い、数５に示す相関係数Ａ（ｍ）を計算し、Ａ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘを求める。ただし、ここでは、包絡線検波器１２の出力信号をｗ（ｍ）、レンジビンの数をＭ、メモリー１９に記録されている目標形状データをｖ（ｐ）、形状構成する信号数をＰとしている。
【００３４】
【数５】
【００３５】
求めたＡ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘを用いて、Ｐが奇数の場合は、数３で示す範囲のレンジビンの包絡線検波器１２の出力信号を、Ｐが偶数の場合は、数４で示す範囲のレンジビンの包絡線検波器１２の出力信号を相関器２０の出力信号としてレンジ積分器１８に出力する。また，Ａ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘの情報を目標検出器１４に出力する。レンジ積分器１８では、相関器２０の出力信号を異なるレンジビンで加算し、その結果を目標検出器１４に出力する。ノンコヒーレント積分器１３では、目標１６からの反射信号の検出性能を向上するために、あらかじめ定めた積分数の連続する送信パルスに対するレンジ積分器１８の出力信号を、同じレンジビンどうしで加算することによって、等価的にＳＮ比を改善し、その結果を目標検出器１４に出力する。目標検出器１４では、ノンコヒーレント積分器１３の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率Ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとを比較し、ノンコヒーレント積分器１３の出力信号が、スレッショルドレベルＴｓよりも大きい場合を目標検出と判断し、相関器２０からのレンジビン情報から目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を求め、表示器１５に出力する。表示器１５では、目標検出器１４からの情報をもとに、目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を表示する。
【００３６】
図８は、この発明の実施の形態４を示すパルスレーダ装置において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。図８において、Ｓｔ，Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｄ，Ｓｅ，Ｓｒｐ，Ｓａｍは、先に図２、図６、図１４、および図１５で説明した通りである。距離分解能が目標寸法よりも小さい場合、先に発明が解決しようとしている課題で述べたように、包絡線検波器の出力信号中に、目標１６からの反射信号成分Ｓａｍは連続する複数のレンジビンに分散して現れる。相関器２０では、すべてのレンジビンの包絡線検波器出力信号Ｓｂと、あらかじめ求めてメモリー１９に記録しておいた目標形状データＳｒｐとを用いて、先に述べた相関処理を行い、その結果を相関器出力信号Ｓｅとしてレンジ積分器１８に出力する。図８の例では、包絡線検波器出力信号Ｓａの中で、目標１６からの反射信号を含む５つすべてのレンジビンの包絡線検波器出力信号Ｓａが、相関器出力信号Ｓｅとしてレンジ積分器１８に出力される。レンジ積分器１８では、５つのレンジビンの相関器出力信号Ｓｅを加算し、レンジ積分器出力信号Ｓｄとして、目標検出器１４に出力する。ノンコヒーレント積分器１３では、複数の送信パルスに対するレンジ積分器出力信号Ｓｄを加算し、ノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂとして、目標検出器１４に出力する。ただし、図８では、積分に用いるレンジ積分器出力信号Ｓｄの数を３としている。
【００３７】
よって、目標検出器１４における誤警報確率ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとの比較は、目標１６からの反射信号を含む５つのレンジビンの信号の和と行うこととなり、目標検出に用いる目標１６からの反射信号が従来のパルスレーダ装置より増えるため、目標検出性能を改善することができる。また、実施の形態１では、レンジ積分に用いる目標１６からの反射信号をスレッショルドを用いた強度判定でもって選別していたのに対し、この実施の形態では、あらかじめ求めた目標形状データとの相関処理によって選別することによって、目標以外の強度の大きい反射信号を、目標反射信号と誤って、レンジ積分を用いる可能性が少なくなり、誤った検出をする確率が減る。さらに、実施の形態３では、ノンコヒーレント積分後に、レンジ積分を行うため、ノンコヒーレント積分をすべてのレンジビンに対して行う必要があるのに対し、この実施の形態では、ノンコヒーレント積分を行う前にレンジ積分を行うために、ノンコヒーレント積分は、１つのレンジビンに対して行うことと等価となり、演算時間の短縮、およびコヒーレント積分に用いるメモリーの削減を行うことができる。
【００３８】
実施の形態５．
図９はこの発明の実施の形態５を示すパルスレーダ装置の構成図であり、図９において７，１１から２１は、先に図１，５，１３で説明した通りである。この動作を、実施の形態３との異なる相関器２０以降について図９を用いて説明する。すべてのレンジビンのノンコヒーレント積分器１３の出力信号は、相関器２０に入力される。相関器２０では、あらかじめ求めてメモリー１９に記録しておいた目標形状データとノンコヒーレント積分器１３の出力信号を用いて相関処理を行い、数２に示す相関係数Ａ（ｍ）を計算し、Ａ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘを求める。ただし、ここでは、ノンコヒーレント積分器１３のの出力信号をｕ（ｍ）、レンジビンの数をＭ、メモリー１９に記録されている目標形状データをｖ（ｐ）、形状構成する信号数をＰとしている。求めたＡ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘを用いて、Ｐが奇数の場合は、数３で示す範囲のレンジビンのノンコヒーレント積分器１３の出力信号を、Ｐが偶数の場合は、数４で示す範囲のレンジビンのノンコヒーレント積分器１３の出力信号を相関器２０の出力信号としてレンジ積分器１８に出力する。また、Ａ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘの情報を目標検出器１４に出力する。比較器１７では、相関器２０の出力信号と、あらかじめ定めたスレッショルドレベルＴｒ３との大きさの比較を行い、スレッショルドレベルＴｒ３より大きいレンジビンの相関器２０の出力信号のみを比較器１７の出力信号として、レンジ積分器１８に出力する。レンジ積分器１８では、比較器１７の出力信号を異なるレンジビンで加算し、その結果をレンジ積分器１８の出力信号として目標検出器１４に出力する。目標検出器１４では、レンジ積分器１８の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率Ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとを比較し、レンジ積分器１８の出力信号が、スレッショルドレベルＴｓよりも大きい場合を目標検出と判断し、相関器２０からのレンジビン情報から目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を求め、表示器１５に出力する。表示器１５では、目標検出器１４からの情報をもとに、目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を表示する。
【００３９】
図１０は、この発明の実施の形態５を示すパルスレーダ装置において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。図１０において、Ｓｔ，Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅ，Ｓｒｐ，Ｓａｍは、先に図２、図６、図１４、および図１５で説明した通りである。距離分解能が目標寸法よりも小さい場合、先に発明が解決しようとしている課題で述べたように、包絡線検波器の出力信号中に、目標１６からの反射信号成分Ｓａｍは連続する複数のレンジビンに分散して現れる。ノンコヒーレント積分器１３では、複数の送信パルスに対する包絡線検波器出力信号Ｓａを同じレンジビンどうしで加算する。そのため、ノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂにも、目標１６からの反射信号成分も連続する複数のレンジビンに分散して現れる。ただし、図１０では、積分に用いる包絡線検波器出力信号Ｓａの数を３としている。相関器２０では、すべてのレンジビンのノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂと、あらかじめ求めてメモリー１９に記録しておいた目標形状データとを用いて、先に述べた相関処理を行い、その結果を相関器出力信号Ｓｅとして比較器１７に出力する。図１０の例では、ノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂの中で、目標１６からの反射信号を含む５つすべてのレンジビンのノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂが、相関器出力信号Ｓｅとして比較器１７に出力される。比較器１７では、すべてのレンジビンの相関器出力信号Ｓｅとあらかじめ定めたスレッショルドレベルＴＲ３との大きさの比較を行い、スレッショルドレベルＴＲ３より大きい相関器出力信号Ｓｅのみを比較器出力信号Ｓｃとしてレンジ積分器１８に出力する。図１０の例では、目標１６からの反射信号を含む３つのレンジビンの相関器出力信号Ｓｅが、スレッショルドレベルＴＲ３よりも大きいため、比較器１７の出力信号Ｓｃとしてレンジ積分器１８に出力される。レンジ積分器１８では、３つのレンジビンの比較器出力信号Ｓｃを加算し、レンジ積分器出力信号Ｓｄとして、目標検出器１４に出力する。
【００４０】
よって、目標検出器１４における誤警報確率ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとの比較は、目標１６からの反射信号を含んだ３つのレンジビンの和の値と行うこととなり、目標検出に用いる目標１６からの反射信号が従来のパルスレーダ装置より増え、目標検出性能を改善することができる。さらに、実施の形態３では、相関処理によって、目標１６からの反射信号と判別されたすべてのレンジビンの相関器出力信号Ｓｅを用いてレンジ積分していたのに対し、この実施の形態では、レンジ積分の前に、相関器出力信号Ｓｅと、スレッショルドレベルＴｒ３との強度の比較を行う比較器１７を設け、スレッショルドレベルＴｒ３よりも大きい、すなわちＳＮ比の高いレンジビンの相関器出力信号Ｓｅのみを用いてレンジ積分を行う。このことによって、レンジビン間の目標１６からの反射信号の強度差が大きい場合に、レンジ積分に用いる相関器出力信号Ｓｅの平均のＳＮ比が低減することを抑圧し、目標検出性能の劣化を防ぐことができる。
【００４１】
実施の形態６．
図１１はこの発明の実施の形態６を示すパルスレーダ装置の構成図であり、図１１において７，１１から２１は先に図１，５，１３で説明した通りである。この動作を、実施の形態４と動作の異なる包絡線検波器１２以降について図１１を用いて説明する。すべてのレンジビンの包絡線検波器出力信号は、相関器２０に入力される。相関器２０では、あらかじめ求めてメモリー１９に記録しておいた目標レンジプロフィルデータと包絡線検波器１２の出力信号を用いて相関処理を行い、数５に示す相関係数Ａ（ｍ）を計算し、Ａ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘを求める。ただし、ここでは、包絡線検波器１２の出力信号をｗ（ｍ）、レンジビンの数をＭ、メモリー１９に記録されている目標形状データをｖ（ｐ）、形状構成する信号数をＰとしている。求めたＡ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘを用いて、Ｐが奇数の場合は、数３で示す範囲のレンジビンの包絡線検波器１２の出力信号を、Ｐが偶数の場合は、数４で示す範囲のレンジビンの包絡線検波器１２の出力信号を相関器２０の出力信号として比較器１７に出力する。また、Ａ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘの情報を目標検出器１４に出力する。比較器１７では、相関器２０の出力信号と、あらかじめ定めたスレッショルドレベルＴｒ４との大きさの比較を行い、スレッショルドレベルＴｒ４より大きいレンジビンの相関器２０の出力信号のみを比較器１７の出力信号としてレンジ積分器１８に出力する。レンジ積分器１８では、比較器１７の出力信号を異なるレンジビンで加算し、その結果をレンジ積分器１８の出力信号としてノンコヒーレント積分器１３に出力する。ノンコヒーレント積分器１３では、目標１６からの反射信号の検出性能を向上するために、あらかじめ定めた積分数の連続する送信パルスに対するレンジ積分器１８の出力信号を、同じレンジビンどうしで加算することによって、等価的にＳＮ比を改善し、その結果を目標検出器１４に出力する。目標検出器１４では、ノンコヒーレント積分器１３の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率Ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとを比較し、ノンコヒーレント積分器出力信号が、スレッショルドレベルＴｓよりも大きい場合を目標検出と判断し、相関器２０からのレンジビン情報から目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を求め、表示器１５に出力する。表示器１５では、目標検出器１４からの情報をもとに、目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を表示する。
【００４２】
図１２は、この発明の実施の形態６を示すパルスレーダ装置において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。図１２において、Ｓｔ，Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅ，Ｓｒｐ，Ｓａｍは、先に図２、図６、図１４、および図１５で説明した通りである。距離分解能が目標寸法よりも小さい場合、先に発明が解決しようとしている課題で述べたように、包絡線検波器の出力信号中に、目標１６からの反射信号成分Ｓａｍは連続する複数のレンジビンに分散して現れる。相関器２０では、すべてのレンジビンの包絡線検波器出力信号Ｓｂと、あらかじめ求めてメモリー１９に記録しておいた目標形状データＳｒｐとを用いて、先に述べた相関処理を行い、その結果を相関器出力信号Ｓｅとして比較器１７に出力する。図１２の例では、包絡線検波器出力信号Ｓａの中で、目標１６からの反射信号を含む５つすべてのレンジビンの包絡線検波器出力信号Ｓａが、相関器出力信号Ｓｅとして比較器１７に出力される。比較器１７では、すべてのレンジビンの相関器出力信号Ｓｅと、あらかじめ定めたスレッショルドレベルＴＲ４との大きさの比較を行い、スレッショルドレベルＴＲ４より大きい相関器出力信号Ｓｅのみを比較器出力信号Ｓｃとしてレンジ積分器１８に出力する。図１２の例では、相関器出力信号Ｓｅの中で目標１６からの反射信号を含む３つのレンジビンの相関器出力信号Ｓｅが、スレッショルドレベルＴＲ４よりも大きいため、比較器出力信号Ｓｃとしてレンジ積分器１８に出力される。レンジ積分器１８では、３つのレンジビンの比較器の出力信号Ｓｃを加算し、レンジ積分器出力信号Ｓｄとして、ノンコヒーレント積分器１３に出力する。ノンコヒーレント積分器１３では、複数の送信パルスに対するレンジ積分器出力信号Ｓｄを加算し、ノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂとして、目標検出器１４に出力する。ただし、図１２では、積分に用いるレンジ積分器出力信号Ｓｄの数を３としている。
【００４３】
よって、目標検出器１４における誤警報確率ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとの比較は、目標１６からの反射信号を含む３つのレンジビンの和の信号の和と行うこととなり、目標検出に用いる目標１６からの反射信号が従来のパルスレーダ装置より増えるため、目標検出性能を改善することができる。さらに、実施の形態４では、相関処理によって、目標１６からの反射信号と判別されたすべてのレンジビンの相関器出力信号Ｓｅを用いてレンジ積分していたのに対し、レンジ積分の前に、相関器出力信号Ｓｅと、スレッショルドレベルＴｒ４との強度の比較を行う比較器１７を設け、スレッショルドレベルＴｒ４よりも大きい、すなわちＳＮ比の高いレンジビンの相関器出力信号Ｓｅのみを用いてレンジ積分を行う。このことによって、レンジビン間の目標１６からの反射信号の強度差が大きい場合に、レンジ積分に用いる相関器出力信号Ｓｅの平均のＳＮ比が低減することを抑圧し、目標検出性能の劣化を防ぐことができる。
【００４４】
【発明の効果】
第１の発明によれば、目標寸法より小さい距離分解能を持つ場合にでも、目標からの反射信号を無駄にすることなく積分し、目標検出性能を向上するパルスレーダ装置を得ることができる。
【００４５】
また、第２の発明によれば、目標寸法より小さい距離分解能を持つ場合にでも、目標からの反射信号を無駄にすることなく積分し、目標検出性能を向上することができ、第１の発明に比べ、処理時間が短く、メモリー容量の少ないパルスレーダ装置を得ることができる。
【００４６】
また、第３の発明によれば、目標寸法より小さい距離分解能を持つ場合にでも、目標からの反射信号を無駄にすることなく積分し、目標検出性能を向上することができ、第１の発明に比べ、目標以外の反射信号を誤って、積分する可能性が小さくなり、目標以外の反射信号を、誤って検出する確率が少ないパルスレーダ装置を得ることができる。
【００４７】
また、第４の発明によれば、目標寸法より小さい距離分解能を持つ場合にでも、目標からの反射信号を無駄にすることなく積分し、目標検出性能を向上することができ、第１の発明に比べ、目標以外の反射信号を誤って、積分する可能性が小さくなり、目標以外の反射信号を、誤って検出する確率が少なく、第３の発明に比べ、処理時間が短く、メモリー容量の少ないパルスレーダ装置を得ることができる。
【００４８】
また、第５の発明によれば、目標寸法より小さい距離分解能を持つ場合にでも、目標からの反射信号を無駄にすることなく積分し、目標検出性能を向上することができ、第３の発明に比べ、レンジビン間の目標からの反射信号の強度差が大きい場合の目標の検出性能の劣化を抑圧するパルスレーダ装置を得ることができる。
【００４９】
また、第６の発明によれば、目標寸法より小さい距離分解能を持つ場合にでも、目標からの反射信号を無駄にすることなく積分し、目標検出性能を向上することができ、第４の発明に比べ、レンジビン間の目標からの反射信号の強度差が大きい場合の目標の検出性能の劣化を抑圧するパルスレーダ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態１を示す構成図である。
【図２】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態１において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。
【図３】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態２を示す構成図である。
【図４】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態２において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。
【図５】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態３を示す構成図である。
【図６】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態３において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。
【図７】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態４を示す構成図である。
【図８】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態４において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。
【図９】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態５を示す構成図である。
【図１０】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態５において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。
【図１１】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態６を示す構成図である。
【図１２】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態６において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。
【図１３】 従来のパルスレーダ装置を示す構成図である。
【図１４】 距離分解能が目標寸法よりも大きい場合の送信パルスと包絡線検波器出力信号の関係を示した図である。
【図１５】 従来のパルスレーダ装置において、距離分解能が目標寸法よりも大きい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。
【図１６】 距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の送信パルスと包絡線検波器出力信号の関係を示した図である。
【図１７】 従来のパルスレーダ装置において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。
【符号の説明】
１ 安定化局部発信器、２ 基準中間周波数信号発生器、３ 周波数混合器、４ パルス変調器、５ 電力増幅器、６ 送受切替器、７ アンテナ、８ 中間周波数増幅器、９ ９０度ハイブリッド器、１０ 位相検波器、１１ Ａ／Ｄ変換器、１２ 包絡線検波器、１３ コヒーレント積分器、１４ 目標検出器、１５ 表示器、１６ 目標、１７ 比較器、１８ レンジ積分器、１９ メモリー、２０ 相関器、２１ 送受信器、Ｓｔ 送信パルス、Ｓａ 包絡線検波器出力信号、Ｓｂ ノンコヒーレント積分器出力信号、Ｓｃ 比較器出力信号、Ｓｄ レンジ積分器出力信号、Ｓｅ 相関器出力信号、Ｓｒｐ 目標形状データ、Ｓａｍ 包絡線検波器出力信号中の目標からの反射信号成分。
【発明の属する技術分野】
この発明は、距離分解能が目標の大きさよりも小さいパルスレーダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は従来のパルスレーダ装置を示すものであり、図１３において、１は安定化局部発信器、２は基準中間周波数信号発生器、３ａ，３ｂは周波数混合器、４はパルス変調器、５は電力増幅器、６は送受切替器、７はアンテナ、８は中間周波数増幅器、９は９０度ハイブリッド器、１０ａ，１０ｂは位相検波器、１１ａ，１１ｂはＡ／Ｄ変換器、１２は包絡線検波器、１３はコヒーレント積分器、１４は目標検出器、１５は表示器、１６は目標である。また、２１は１〜６，８〜１０をまとめた送受信器である。
【０００３】
上記の従来のパルスレーダ装置の動作について図１３を参照して説明する。安定化局部発信器１で発生した信号と、基準中間周波数信号発生器２で発生した信号は、共に、周波数混合器３ａに入力される。周波数混合器３ａでは、安定化局部発信器１で発生した信号の周波数と、基準中間周波数との和の周波数の送信キャリア信号を生成し、パルス変調器４に出力する。パルス変調器４では、周波数混合器３ａからの入力信号に対して、あらかじめ定めたパルス幅ＴとＰＲＩのパルス変調を行う。ただし、ＰＲＩは、ある送信パルスに対する目標１６からの反射パルスが受信されるまで、次のパルスを送信しないように、十分長い時間としている。パルス変調器４の出力信号は、電力増幅器５に入力され、電力の増幅が行われ、送受切替器６を経て、アンテナ７より、送信パルスＳｔとして空間へ放射される。送信パルスＳｔは目標１６に反射し、目標反射信号Ｓｒとなってアンテナ７で受信され、送受切替器６を経て、周波数混合器３ｂに入力される。また、周波数混合器３ｂには、安定化局部発信器１で発生した倍号も入力される。周波数混合器３ｂでは、受信信号のキャリア信号の周波数と安定化局部発信器１で発生した信号の差の周波数の信号、すなわち中間周波数の信号を生成する。周波数混合器３ｂの出力信号は、中間周波数増幅器８へ入力され、電力の増幅が行われ、その後２分されて、それぞれ、位相検波器１０ａ，１０ｂに入力される。一方、基準中間周波数信号発生器２で発生した信号は、９０度ハイブリッド器９で９０度の位相差を持った２つの信号に分離され、位相検波器１０ａ，１０ｂに入力される。位相検波器１０ａおよび１０ｂでは、中間周波数増幅器８の出力信号と９０度ハイブリッド器３の出力信号から、中間周波数と基準中間周波数の差の周波数を持ち、互いに９０度の位相差を持つＩ成分、Ｑ成分のビデオ信号を生成する。生成されたＩ，Ｑビデオ信号は、サンプリング周波数が１／ＴのＡ／Ｄ変換器１１ａ，１１ｂに入力され、パルス幅Ｔと同じ間隔のレンジビン毎に分割されたディジタルＩ，Ｑビデオ信号に変換される。包絡線検波器１２では、Ａ／Ｄ変換器１１ａから出力され、ディジタルＩビデオ信号の２乗とＡ／Ｄ変換器１１ｂから出力されるディジタルＱビデオ信号の２乗の和、あるいは和の平方根をすべてのレンジビンに対して求め、ノンコヒーレント積分器１３に出力する。ノンコヒーレント積分器１３では、目標１６からの反射信号の検出性能を向上するために、あらかじめ定めた積分数の連続する送信パルスに対する包絡線検波器１２の出力信号を、同じレンジビンどうしで加算することによって、等価的に目標１６からの反射信号と雑音電力比（ＳＮ比）を改善し、その結果を目標検出器１４に出力する。目標検出器１４では、全てのレンジビンのノンコヒーレント積分器１３の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとを比較し、ノンコヒーレント積分器１３の出力信号が、スレッショルドレベルＴｓよりも大きい場合は目標検出と判断し、そのレンジビンの情報から目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を求め、表示器１５に出力する。表示器１５では、目標検出器１４からの情報をもとに、目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を表示する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
パルスレーダにおいて、分離して検出できる２つの目標の距離差の最小値を距離分解能ｄＲといい、パルス幅Ｔと光速ｃを用いて数１で表される。
【０００５】
【数１】
上記数１からもあきらかなように、パルス幅Ｔが小さいほど、距離分解能も小さくなる。
【０００７】
図１４は、距離分解能が目標寸法よりも大きい場合の送信パルスと包絡線検波器出力信号の関係を示した図である。図１４において、１６は目標、Ｓｔは送信パルス、Ｓａは包絡線検波器出力信号、Ｓａｍは包絡線検波器出力信号Ｓａ中の目標１６からの反射信号成分である。１つの送信パルスＳｔに対する包絡線検波器出力信号Ｓａは、パルス幅Ｔと同じ時間間隔のレンジビン毎に分割される。距離分解能が目標寸法よりも大きい場合、包絡線検波器出力信号Ｓａ中の目標１６からの反射信号成分Ｓａｍは１つのレンジビンにしか現れない。
【０００８】
図１５は、従来のパルスレーダ装置において、距離分解能が目標寸法よりも大きい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。図１５において、Ｓｔ，Ｓａ，Ｓａｍは、先に図１４で説明した通りであり、Ｓｂはノンコヒーレント積分器出力信号である。先にも述べたように、包絡線検波器出力信号Ｓａ中の目標１６からの反射信号成分Ｓａｍは１つのレンジビンにしか現れない。ノンコヒーレント積分器１３では、複数の送信パルスに対する包絡線検波器出力信号Ｓａを同じレンジビンどうしで加算する。そのため、ノンコヒーレント積分器１３の出力信号Ｓｂにも、目標１６からの反射信号は１つのレンジビンにしか生じない。ただし、図１５では加算する包絡線検波器出力信号Ｓａの数を３としている。そのため、目標検出器１４における誤警報確率ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとの比較は、目標１６からの反射信号全部と行われる。すなわち、すべての目標１６からの反射信号が目標検出に用いられる。
【０００９】
近年、パルス幅の短いパルスを用いる、あるいはパルス圧縮等の処理を用いることによって、目標寸法よりも小さい距離分解能を得、目標の検出、測距の他に、クラッタ抑圧、あるいは、目標形状の認識識別をもパルスレーダ装置で行うことが考えられている。
【００１０】
図１６は、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の送信パルスと包絡線検波器出力信号の関係を示したものである。図１６において、１６，Ｓｔ，Ｓａ，Ｓａｍは、先に図１４で説明した通りである。距離分解能が目標寸法よりも小さい場合は、レンジビンの間隔も狭くなり、包絡線検波器出力信号Ｓａ中の目標１６からの反射信号成分Ｓａｍは連続する複数のレンジビンに分散して現れる。
【００１１】
図１７は、目標寸法よりも距離分解能が小さい場合の従来のパルスレーダ装置における目標検出処理の信号の流れを表した図である。図１７において、Ｓｔ，Ｓａ，Ｓｂ，Ｓａｍは、先に図１４、および図１５で説明した通りである。前にも述べたように、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合は、包絡線検波器出力信号Ｓａ中の目標１６からの反射信号成分Ｓａｍは連続する複数のレンジビンに分散して現れる。ノンコヒーレント積分器１３では、複数の送信パルスに対する包絡線検波器出力信号Ｓａを同じレンジビンどうしで加算する。そのため、ノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂにも、目標１６からの反射信号成分は連続する複数のレンジビンに分散して現れる。ただし、図１７では積分に用いる包絡線検波器出力信号Ｓａの数を３としている。そのため、目標検出器１４における誤警報確率ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとの比較は、目標１６からの反射信号の全部と行うのではなく、連続する複数のレンジビンに分散された目標１６からの反射信号の中の最大値と行われる。よって、連続する複数のレンジビンに分散された目標１６からの反射信号の中の最大値以外の目標１６からの反射信号は目標検出には用いられず、目標検出性能が劣化するという課題がある。
【００１２】
この発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、目標寸法より小さい距離分解能を有するパルスレーダ装置において、目標１６からの反射信号を無駄にすることなく用いることによって、目標検出性能を向上するパルスレーダ装置を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第１の発明によるパルスレーダ装置は、あらかじめ定めたパルス幅、およびＰＲＩでパルス変調した送信信号を送信する送信機と、前記送信信号をＰＲＩのタイミングで送受信の信号を切り換える送受切換器を介して、背景を含む目標に送信波として放射し、目標および背景で反射した送信波を受信波として受けるアンテナと、前記受信波を、距離分解能より決まる時間間隔のレンジビン毎の信号に分割した受信ビデオ信号に変換する受信機と、あらかじめ定めた積分数の送信パルスに対する前記受信機から出力される各レンジビンの受信ビデオ信号を、同じレンジビンどうしで加算を行うノンコヒーレント積分器と、前記ノンコヒーレント積分器からのすべてのレンジビンの出力信号と、あらかじめ定めたスレッショルドレベルとの比較を行い、スレッショルドレベルより大きいレンジビンの前記ノンコヒーレント積分器の出力信号のみを出力する比較器と、前記比較器の出力信号を加算するレンジ積分器と、前記レンジ積分器の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率より求まるスレッショルドレベルとを比較し、前記レンジ積分器の出力信号が、スレッショルドレベルよりも大きい場合を目標検出と判断する目標検出器を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、第２の発明によるパルスレーダ装置は、あらかじめ定めたパルス幅、およびＰＲＩでパルス変調した送信信号を送信する送信機と、前記送信信号をＰＲＩのタイミングで送受信の信号を切り換える送受切換器を介して、背景を含む目標に送信波として放射し、目標および背景で反射した送信波を受信波として受けるアンテナと、前記受信波を、距離分解能より決まる時間間隔のレンジビン毎の信号に分割した受信ビデオ信号に変換する受信機と、前記受信機から出力されるすべてのレンジビンの受信ビデオ信号と、あらかじめ定めたスレッショルドレベルとの比較を行い、スレッショルドレベルより大きいレンジビンの受信ビデオ信号のみを出力する比較器と、前記比較器の出力信号を加算するレンジ積分器と、あらかじめ定めた積分数の送信パルスに対する前記比較器の出力信号の加算を行うノンコヒーレント積分器と、前記ノンコヒーレント積分器の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率より求まるスレッショルドレベルとを比較し、前記ノンコヒーレント積分器の出力信号が、スレッショルドレベルよりも大きい場合を目標検出と判断する目標検出器を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、第３の発明によるパルスレーダ装置は、あらかじめ定めたパルス幅、およびＰＲＩでパルス変調した送信信号を送信する送信機と、前記送信信号をＰＲＩのタイミングで送受信の信号を切り換える送受切換器を介して、背景を含む目標に送信波として放射し、目標および背景で反射した送信波を受信波として受けるアンテナと、前記受信波を、距離分解能より決まる時間間隔のレンジビン毎の信号に分割した受信ビデオ信号に変換する受信機と、あらかじめ定めた積分数の送信パルスに対する前記受信機から出力される各レンジビンの受信ビデオ信号を、同じレンジビンどうしで加算を行うノンコヒーレント積分器と、前記ノンコヒーレント積分器からのすべてのレンジビンの出力信号と、あらかじめ求めメモリーに記録しておいた目標形状データとの相関処理を行い、最も相関係数の大きいレンジビンを求め、最も相関係数の大きいレンジビンとあらかじめ定めた数の前後のレンジビンの前記ノンコヒーレント積分器の出力信号のみを出力する相関器と、前記相関器の出力信号を加算するレンジ積分器と、前記レンジ積分器の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率より求まるスレッショルドレベルとを比較し、前記レンジ積分器の出力信号が、スレッショルドレベルよりも大きい場合を目標検出と判断する目標検出器を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、第４の発明によるパルスレーダ装置は、あらかじめ定めたパルス幅、およびＰＲＩでパルス変調した送信信号を送信する送信機と、前記送信信号をＰＲＩのタイミングで送受信の信号を切り換える送受切換器を介して、背景を含む目標に送信波として放射し、目標および背景で反射した送信波を受信波として受けるアンテナと、前記受信波を、距離分解能より決まる時間間隔のレンジビン毎の信号に分割した受信ビデオ信号に変換する受信機と、前記受信機から出力されるすべてのレンジビンの受信ビデオ信号と、あらかじめ求めメモリーに記録しておいた目標形状データとの相関処理を行い、最も相関係数の大きいレンジビンを求め、最も相関係数の大きいレンジビンとあらかじめ定めた数の前後のレンジビンの受信ビデオ信号のみを出力する相関器と、前記相関器の出力信号を加算するレンジ積分器と、あらかじめ定めた積分数の送信パルスに対する前記レンジ積分器の出力信号の加算を行うノンコヒーレント積分器と、前記ノンコヒーレント積分器の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率より求まるスレッショルドレベルとを比較し、前記ノンコヒーレント積分器の出力信号が、スレッショルドレベルよりも大きい場合を目標検出と判断する目標検出器を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、第５の発明によるパルスレーダ装置は、あらかじめ定めたパルス幅、およびＰＲＩでパルス変調した送信信号を送信する送信機と、前記送信信号をＰＲＩのタイミングで送受信の信号を切り換える送受切換器を介して、背景を含む目標に送信波として放射し、目標および背景で反射した送信波を受信波として受けるアンテナと、前記受信波を、距離分解能より決まる時間間隔のレンジビン毎の信号に分割した受信ビデオ信号に変換する受信機と、あらかじめ定めた積分数の送信パルスに対する前記受信機から出力される各レンジビンの受信ビデオ信号を、同じレンジビンどうしで加算を行うノンコヒーレント積分器と、前記ノンコヒーレント積分器からのすべてのレンジビンの出力信号と、あらかじめ求めメモリーに記録しておいた目標形状データとの相関処理を行い、最も相関係数の大きいレンジビンを求め、最も相関係数の大きいレンジビンとあらかじめ定めた数の前後のレンジビンの前記ノンコヒーレント積分器の出力信号のみを出力する相関器と、前記相関器からのすべてのレンジビンの出力信号と、あらかじめ定めたスレッショルドレベルとの比較を行い、スレッショルドレベルより大きいレンジビンの前記相関器の出力信号のみを出力する比較器と、前記比較器の出力信号を加算するレンジ積分器と、前記レンジ積分器の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率より求まるスレッショルドレベルとを比較し、前記レンジ積分器の出力信号が、スレッショルドレベルよりも大きい場合を目標検出と判断する目標検出器を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、第６の発明によるパルスレーダ装置は、あらかじめ定めたパルス幅、およびＰＲＩでパルス変調した送信信号を送信する送信機と、前記送信信号をＰＲＩのタイミングで送受信の信号を切り換える送受切換器を介して、背景を含む目標に送信波として放射し、目標および背景で反射した送信波を受信波として受けるアンテナと、前記受信波を、距離分解能より決まる時間間隔のレンジビン毎の信号に分割した受信ビデオ信号に変換する受信機と、前記受信機から出力されるすべてのレンジビンの受信ビデオ信号と、あらかじめ求めメモリーに記録しておいた目標形状データとの相関処理を行い、最も相関係数の大きいレンジビンを求め、最も相関係数の大きいレンジビンとあらかじめ定めた数の前後のレンジビンの前記受信機出力信号を出力する相関器と、前記相関器からのすべてのレンジビンの出力信号と、あらかじめ定めたスレッショルドレベルとの比較を行い、スレッショルドレベルより大きいレンジビンの前記相関器の出力信号のみを出力する比較器と、前記比較器の出力信号を加算するレンジ積分器と、あらかじめ定めた積分数の送信パルスに対する前記レンジ積分器の出力信号の加算を行うノンコヒーレント積分器と、前記ノンコヒーレント積分器の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率より求まるスレッショルドレベルとを比較し、前記ノンコヒーレント積分器の出力信号が、スレッショルドレベルよりも大きい場合を目標検出と判断する目標検出器を備えたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示すパルスレーダ装置の構成図であり、図１において７，１１から１６，２１は、先に図１３で説明した通りである。また、１７は比較器、１８はレンジ積分器である。この動作を、従来のパルスレーダ装置と動作の異なるノンコヒーレント積分器１３以降について図１を用いて説明する。ノンコヒーレント積分器１３では、目標１６からの反射信号の検出性能を向上するために、あらかじめ定めた積分数の連続する送信パルスに対する包絡線検波器１２の出力信号を、同じレンジビンどうしで加算することによって、等価的にＳＮ比を改善し、その結果を比較器１７に出力する。比較器１７では、全てのレンジビンのノンコヒーレント積分器１３の出力信号と、あらかじめ定めたスレッショルドレベルＴＲ１との大きさの比較を行い、スレッショルドレベルＴＲ１より大きいレンジビンのノンコヒーレント積分器１３の出力信号を比較器１７の出力信号としてレンジ積分器１８に出力する。また、スレッショルドレベルＴＲ１よりも大きいレンジビンの情報を目標検出器１４に出力する。レンジ積分器１８では、比較器１７の出力信号を異なるレンジビンで加算し、その結果を目標検出器１４に出力する。目標検出器１４では、レンジ積分器１８の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率Ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとを比較し、レンジ積分器１８の出力信号が、スレッショルドレベルＴｓよりも大きい場合を目標検出と判断し、比較器１７からのレンジビン情報から目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を求め、その平均値を表示器１５に出力する。表示器１５では、目標検出器１４からの情報をもとに、目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を表示する。
【００２０】
図２は、この発明の実施の形態１を示すパルスレーダ装置において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。図２において、Ｓｔ，Ｓａ，Ｓｂ，Ｓａｍは、先に図１４、および図１５で説明した通りであり、Ｓｃは比較器出力信号、Ｓｄはレンジ積分器出力信号である。距離分解能が目標寸法よりも小さい場合、先に発明が解決しようとしている課題で述べたように、包絡線検波器出力信号中Ｓａに、目標１６からの反射信号成分Ｓａｍは連続する複数のレンジビンに分散して現れる。ノンコヒーレント積分器１３では、複数の送信パルスに対する包絡線検波器出力信号Ｓａを同じレンジビンどうしで加算する。そのため、ノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂにも、目標１６からの反射信号成分も連続する複数のレンジビンに分散して現れる。ただし、図２では、積分に用いる包絡線検波器出力信号Ｓａの数を３としている。比較器１７では、すべてのレンジビンのノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂと、あらかじめ定めたスレッショルドレベルＴＲ１との大きさの比較を行い、スレッショルドレベルＴＲ１より大きいノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂのみを、比較器出力信号Ｓｃとしてレンジ積分器１８に出力する。図２の例では、目標１６からの反射信号を含む３つのレンジビンのノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂが、スレッショルドレベルＴＲ１よりも大きいため、比較器出力信号Ｓｃとしてレンジ積分器１８に出力される。レンジ積分器１８では、３つのレンジビンの比較器出力信号Ｓｃを加算し、レンジ積分器出力信号Ｓｄとして、目標検出器１４に出力する。
【００２１】
よって、目標検出器１４における誤警報確率ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとの比較は、目標１６からの反射信号を含んだ３つのレンジビンの和の値と行うこととなり、目標検出に用いる目標１６からの反射信号が従来のパルスレーダ装置より増え、目標検出性能を改善することができる。
【００２２】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２を示すパルスレーダ装置の構成図であり、図３において７，１１から１８，２１は、先に図１、および図１３で説明した通りである。この動作を、従来のパルスレーダ装置と動作の異なる包絡線検波器１２以降について図３を用いて説明する。包絡線検波器１２では、Ａ／Ｄ変換器１１ａから出力されるディジタルＩビデオ信号の２乗とＡ／Ｄ変換器１１ｂから出力されるディジタルＱビデオ信号の２条の和、あるいは和の平方根をすべてのレンジビンに対して求め、比較器１７に出力する。比較器１７では、すべてのレンジビンの包絡線検波器１２の出力信号と、あらかじめ定めたスレッショルドレベルＴｒ２との大きさの比較を行い、スレッショルドレベルＴｒ２より大きいレンジビンの包絡線検波器１２の出力信号のみを比較器１７の出力信号としてレンジ積分器１８に出力する。また、スレッショルドレベルＴｒ２よりも大きいレンジビンの情報を目標検出器１４に出力する。レンジ積分器１８では、比較器１７の出力信号を異なるレンジビンで加算し、その結果をノンコヒーレント積分器１３に出力する。ノンコヒーレント積分器１３では、目標１６からの反射信号の検出性能を向上するために、あらかじめ定めた積分数の連続する送信パルスに対するレンジ積分器１８の出力信号を、同じレンジビンどうしで加算することによって、等価的にＳＮ比を改善し、その結果を目標検出器１４に出力する。目標検出器１４では、ノンコヒーレント積分器１３の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率Ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとを比較し、ノンコヒーレント積分器１３の出力信号が、スレッショルドレベルＴｓよりも大きい場合を目標検出と判断し、比較器１７からのレンジビン情報から目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を求め、その平均値を表示器１５に出力する。表示器１５では、目標検出器１４からの情報をもとに、目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を表示する。
【００２３】
図４は、この発明の実施の形態２を示すパルスレーダ装置において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。図４において、Ｓｔ，Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓａｍは、先に図２、図１４、および図１５で説明した通りである。距離分解能が目標寸法よりも小さい場合、先に発明が解決しようとしている課題で述べたように、包絡線検波器の出力信号中に、目標１６からの反射信号成分Ｓａｍは連続する複数のレンジビンに分散して現れる。比較器１７では、すべてのレンジビンの包絡線検波器出力信号Ｓａと、あらかじめ定めたスレッショルドレベルＴＲ２との大きさの比較を行い、スレッショルドレベルＴＲ２より大きい包絡線検波器出力信号Ｓａのみを比較器出力信号Ｓｃとしてレンジ積分器１８に出力する。図４の例では、包絡線検波器出力信号Ｓａの中で目標１６からの反射信号を含む３つのレンジビンの包絡線検波器出力信号Ｓａが、スレッショルドレベルＴＲ２よりも大きいため、比較器出力信号Ｓｃとしてレンジ積分器１８に出力される。レンジ積分器１８では、３つのレンジビンの比較器出力信号Ｓｃを加算し、レンジ積分器出力信号Ｓｄとして、ノンコヒーレント積分器１３に出力する。ノンコヒーレント積分器１３では、複数の送信パルスに対するレンジ積分器出力信号Ｓｄを加算し、ノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂとして、目標検出器１４に出力する。ただし、図４では、積分に用いるレンジ積分器出力信号Ｓｄの数を３としている。
【００２４】
よって、目標検出器１４における誤警報確率ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとの比較は、目標１６からの反射信号を含む３つのレンジビンの信号の和と行うこととなり、目標検出に用いる目標１６からの反射信号が従来のパルスレーダ装置より増えるため、目標検出性能を改善することができる。さらに、実施の形態１では、ノンコヒーレント積分後にレンジ積分を行うため、ノンコヒーレント積分をすべてのレンジビンに対して行う必要があるのに対し、この実施の形態では、ノンコヒーレント積分を行う前にレンジ積分を行うために、ノンコヒーレント積分は、１つのレンジビンに対して行うことと等価となり、演算時間の短縮、およびコヒーレント積分に用いるメモリーの削減を行うことができる。
【００２５】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３を示すパルスレーダ装置の構成図であり、図５において７，１１から１６，１８，２１は、先に図１、および図１３で説明した通りである。また、１９はメモリー、２０は相関器である。この動作を、従来のパルスレーダ装置と動作の異なるノンコヒーレント積分器１３以降について図５を用いて説明する。ノンコヒーレント積分器１３では、目標１６からの反射信号の検出性能を向上するために、あらかじめ定めた積分数の連続する送信パルスに対する包絡線検波器１２の出力信号を、同じレンジビンどうしで加算することによって、等価的にＳＮ比を改善し、その結果を相関器２０に出力する。相関器２０では、あらかじめ求めてメモリー１９に記録しておいた目標形状データとノンコヒーレント積分器１３の出力信号を用いて相関処理を行い、数２に示す相関係数Ａ（ｍ）を計算し、Ａ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘを求める。ただし、ここでは、ノンコヒーレント積分器１３の出力信号をｕ（ｍ）、レンジビンの数をＭ、メモリー１９に記録されている目標形状データをｖ（ｐ）、形状構成する信号数をＰとしている。
【００２６】
【数２】
求めたＡ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘを用いて、Ｐが奇数の場合は、数３で示す範囲のレンジビンのノンコヒーレント積分器１３の出力信号を、Ｐが偶数の場合は、数４で示す範囲のレンジビンのノンコヒーレント積分器１３の出力信号を相関器２０の出力信号としてレンジ積分器１８に出力する。また，Ａ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘの情報を目標検出器１４に出力する。
【００２８】
【数３】
【数４】
レンジ積分器１８では、相関器２０の出力信号を異なるレンジビンで加算し、その結果を目標検出器１４に出力する。目標検出器１４では、レンジ積分器１８の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率Ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとを比較し、レンジ積分器１８の出力信号が、スレッショルドレベルＴｓよりも大きい場合を目標検出と判断し、相関器２０からのレンジビン情報から目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を求め、表示器１５に出力する。表示器１５では、目標検出器１４からの情報をもとに、目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を表示する。
【００３１】
図６は、この発明の実施の形態３を示すパルスレーダ装置において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。図６において、Ｓｔ，Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｄ，Ｓａｍは、先に図２、図１４、および図１５で説明した通りであり、Ｓｅは相関器出力信号、Ｓｒｐは目標の形状データである。距離分解能が目標寸法よりも小さい場合、先に発明が解決しようとしている課題で述べたように、包絡線検波器出力信号Ｓａの中に、目標１６からの反射信号成分Ｓａｍは連続する複数のレンジビンに分散して現れる。ノンコヒーレント積分器１３では、複数の送信パルスに対する包絡線検波器出力信号Ｓａを同じレンジビンどうしで加算する。そのため、ノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂにも、目標１６からの反射信号成分も連続する複数のレンジビンに分散して現れる。ただし、図６では、積分に用いる包絡線検波器出力信号Ｓａの数を３としている。相関器２０では、すべてのレンジビンのノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂと、あらかじめ求めてメモリー１９に記録しておいた目標形状データとを用いて、先に述べた相関処理を行い、その結果を相関器出力信号Ｓｅとしてレンジ積分器１８に出力する。図６の例では、ノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂの中で、目標１６からの反射信号を含む５つのすべてのノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂが、相関器出力信号Ｓｅとしてレンジ積分器１８に出力される。レンジ積分器１８では、５つのレンジビンの相関器出力信号Ｓｅを加算し、レンジ積分器出力信号Ｓｄとして、目標検出器１４に出力する。
【００３２】
よって、目標検出器１４における誤警報確率ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとの比較は、目標１６からの反射信号を含んだ５つのレンジビンの和の値と行うこととなり、目標検出に用いる目標１６からの反射信号が従来のパルスレーダ装置より増えるため、目標検出性能を改善することができる。さらに、実施の形態１では、レンジ積分に用いる目標１６からの反射信号をスレッショルドレベルを用いた強度判定で持って選別していたのに対し、この実施の形態では、あらかじめ求めた目標形状データとの相関処理によって選別することによって、目標以外の強度の大きい反射信号を、目標反射信号と誤って、レンジ積分を用いる可能性が少なくなり、誤った検出をする確率が減る。
【００３３】
実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４を示すパルスレーダ装置の構成図であり、図７において７，１１から１６，１８から２１は、先に図１，５および１３で説明した通りである。この動作を、従来のパルスレーダ装置と動作の異なる包絡線検波器１２以降について図７を用いて説明する。包絡線検波器１２では、Ａ／Ｄ変換器１１ａから出力されるディジタルＩビデオ信号の２乗とＡ／Ｄ変換器１１ｂから出力されるディジタルＱビデオ信号の２条の和、あるいは和の平方根をすべてのレンジビンに対して求め、相関器２０に出力する。相関器２０では、あらかじめ求めてメモリー１９に記録しておいた目標形状データと包絡線検波器１２の出力信号を用いて相関処理を行い、数５に示す相関係数Ａ（ｍ）を計算し、Ａ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘを求める。ただし、ここでは、包絡線検波器１２の出力信号をｗ（ｍ）、レンジビンの数をＭ、メモリー１９に記録されている目標形状データをｖ（ｐ）、形状構成する信号数をＰとしている。
【００３４】
【数５】
求めたＡ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘを用いて、Ｐが奇数の場合は、数３で示す範囲のレンジビンの包絡線検波器１２の出力信号を、Ｐが偶数の場合は、数４で示す範囲のレンジビンの包絡線検波器１２の出力信号を相関器２０の出力信号としてレンジ積分器１８に出力する。また，Ａ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘの情報を目標検出器１４に出力する。レンジ積分器１８では、相関器２０の出力信号を異なるレンジビンで加算し、その結果を目標検出器１４に出力する。ノンコヒーレント積分器１３では、目標１６からの反射信号の検出性能を向上するために、あらかじめ定めた積分数の連続する送信パルスに対するレンジ積分器１８の出力信号を、同じレンジビンどうしで加算することによって、等価的にＳＮ比を改善し、その結果を目標検出器１４に出力する。目標検出器１４では、ノンコヒーレント積分器１３の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率Ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとを比較し、ノンコヒーレント積分器１３の出力信号が、スレッショルドレベルＴｓよりも大きい場合を目標検出と判断し、相関器２０からのレンジビン情報から目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を求め、表示器１５に出力する。表示器１５では、目標検出器１４からの情報をもとに、目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を表示する。
【００３６】
図８は、この発明の実施の形態４を示すパルスレーダ装置において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。図８において、Ｓｔ，Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｄ，Ｓｅ，Ｓｒｐ，Ｓａｍは、先に図２、図６、図１４、および図１５で説明した通りである。距離分解能が目標寸法よりも小さい場合、先に発明が解決しようとしている課題で述べたように、包絡線検波器の出力信号中に、目標１６からの反射信号成分Ｓａｍは連続する複数のレンジビンに分散して現れる。相関器２０では、すべてのレンジビンの包絡線検波器出力信号Ｓｂと、あらかじめ求めてメモリー１９に記録しておいた目標形状データＳｒｐとを用いて、先に述べた相関処理を行い、その結果を相関器出力信号Ｓｅとしてレンジ積分器１８に出力する。図８の例では、包絡線検波器出力信号Ｓａの中で、目標１６からの反射信号を含む５つすべてのレンジビンの包絡線検波器出力信号Ｓａが、相関器出力信号Ｓｅとしてレンジ積分器１８に出力される。レンジ積分器１８では、５つのレンジビンの相関器出力信号Ｓｅを加算し、レンジ積分器出力信号Ｓｄとして、目標検出器１４に出力する。ノンコヒーレント積分器１３では、複数の送信パルスに対するレンジ積分器出力信号Ｓｄを加算し、ノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂとして、目標検出器１４に出力する。ただし、図８では、積分に用いるレンジ積分器出力信号Ｓｄの数を３としている。
【００３７】
よって、目標検出器１４における誤警報確率ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとの比較は、目標１６からの反射信号を含む５つのレンジビンの信号の和と行うこととなり、目標検出に用いる目標１６からの反射信号が従来のパルスレーダ装置より増えるため、目標検出性能を改善することができる。また、実施の形態１では、レンジ積分に用いる目標１６からの反射信号をスレッショルドを用いた強度判定でもって選別していたのに対し、この実施の形態では、あらかじめ求めた目標形状データとの相関処理によって選別することによって、目標以外の強度の大きい反射信号を、目標反射信号と誤って、レンジ積分を用いる可能性が少なくなり、誤った検出をする確率が減る。さらに、実施の形態３では、ノンコヒーレント積分後に、レンジ積分を行うため、ノンコヒーレント積分をすべてのレンジビンに対して行う必要があるのに対し、この実施の形態では、ノンコヒーレント積分を行う前にレンジ積分を行うために、ノンコヒーレント積分は、１つのレンジビンに対して行うことと等価となり、演算時間の短縮、およびコヒーレント積分に用いるメモリーの削減を行うことができる。
【００３８】
実施の形態５．
図９はこの発明の実施の形態５を示すパルスレーダ装置の構成図であり、図９において７，１１から２１は、先に図１，５，１３で説明した通りである。この動作を、実施の形態３との異なる相関器２０以降について図９を用いて説明する。すべてのレンジビンのノンコヒーレント積分器１３の出力信号は、相関器２０に入力される。相関器２０では、あらかじめ求めてメモリー１９に記録しておいた目標形状データとノンコヒーレント積分器１３の出力信号を用いて相関処理を行い、数２に示す相関係数Ａ（ｍ）を計算し、Ａ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘを求める。ただし、ここでは、ノンコヒーレント積分器１３のの出力信号をｕ（ｍ）、レンジビンの数をＭ、メモリー１９に記録されている目標形状データをｖ（ｐ）、形状構成する信号数をＰとしている。求めたＡ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘを用いて、Ｐが奇数の場合は、数３で示す範囲のレンジビンのノンコヒーレント積分器１３の出力信号を、Ｐが偶数の場合は、数４で示す範囲のレンジビンのノンコヒーレント積分器１３の出力信号を相関器２０の出力信号としてレンジ積分器１８に出力する。また、Ａ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘの情報を目標検出器１４に出力する。比較器１７では、相関器２０の出力信号と、あらかじめ定めたスレッショルドレベルＴｒ３との大きさの比較を行い、スレッショルドレベルＴｒ３より大きいレンジビンの相関器２０の出力信号のみを比較器１７の出力信号として、レンジ積分器１８に出力する。レンジ積分器１８では、比較器１７の出力信号を異なるレンジビンで加算し、その結果をレンジ積分器１８の出力信号として目標検出器１４に出力する。目標検出器１４では、レンジ積分器１８の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率Ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとを比較し、レンジ積分器１８の出力信号が、スレッショルドレベルＴｓよりも大きい場合を目標検出と判断し、相関器２０からのレンジビン情報から目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を求め、表示器１５に出力する。表示器１５では、目標検出器１４からの情報をもとに、目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を表示する。
【００３９】
図１０は、この発明の実施の形態５を示すパルスレーダ装置において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。図１０において、Ｓｔ，Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅ，Ｓｒｐ，Ｓａｍは、先に図２、図６、図１４、および図１５で説明した通りである。距離分解能が目標寸法よりも小さい場合、先に発明が解決しようとしている課題で述べたように、包絡線検波器の出力信号中に、目標１６からの反射信号成分Ｓａｍは連続する複数のレンジビンに分散して現れる。ノンコヒーレント積分器１３では、複数の送信パルスに対する包絡線検波器出力信号Ｓａを同じレンジビンどうしで加算する。そのため、ノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂにも、目標１６からの反射信号成分も連続する複数のレンジビンに分散して現れる。ただし、図１０では、積分に用いる包絡線検波器出力信号Ｓａの数を３としている。相関器２０では、すべてのレンジビンのノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂと、あらかじめ求めてメモリー１９に記録しておいた目標形状データとを用いて、先に述べた相関処理を行い、その結果を相関器出力信号Ｓｅとして比較器１７に出力する。図１０の例では、ノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂの中で、目標１６からの反射信号を含む５つすべてのレンジビンのノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂが、相関器出力信号Ｓｅとして比較器１７に出力される。比較器１７では、すべてのレンジビンの相関器出力信号Ｓｅとあらかじめ定めたスレッショルドレベルＴＲ３との大きさの比較を行い、スレッショルドレベルＴＲ３より大きい相関器出力信号Ｓｅのみを比較器出力信号Ｓｃとしてレンジ積分器１８に出力する。図１０の例では、目標１６からの反射信号を含む３つのレンジビンの相関器出力信号Ｓｅが、スレッショルドレベルＴＲ３よりも大きいため、比較器１７の出力信号Ｓｃとしてレンジ積分器１８に出力される。レンジ積分器１８では、３つのレンジビンの比較器出力信号Ｓｃを加算し、レンジ積分器出力信号Ｓｄとして、目標検出器１４に出力する。
【００４０】
よって、目標検出器１４における誤警報確率ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとの比較は、目標１６からの反射信号を含んだ３つのレンジビンの和の値と行うこととなり、目標検出に用いる目標１６からの反射信号が従来のパルスレーダ装置より増え、目標検出性能を改善することができる。さらに、実施の形態３では、相関処理によって、目標１６からの反射信号と判別されたすべてのレンジビンの相関器出力信号Ｓｅを用いてレンジ積分していたのに対し、この実施の形態では、レンジ積分の前に、相関器出力信号Ｓｅと、スレッショルドレベルＴｒ３との強度の比較を行う比較器１７を設け、スレッショルドレベルＴｒ３よりも大きい、すなわちＳＮ比の高いレンジビンの相関器出力信号Ｓｅのみを用いてレンジ積分を行う。このことによって、レンジビン間の目標１６からの反射信号の強度差が大きい場合に、レンジ積分に用いる相関器出力信号Ｓｅの平均のＳＮ比が低減することを抑圧し、目標検出性能の劣化を防ぐことができる。
【００４１】
実施の形態６．
図１１はこの発明の実施の形態６を示すパルスレーダ装置の構成図であり、図１１において７，１１から２１は先に図１，５，１３で説明した通りである。この動作を、実施の形態４と動作の異なる包絡線検波器１２以降について図１１を用いて説明する。すべてのレンジビンの包絡線検波器出力信号は、相関器２０に入力される。相関器２０では、あらかじめ求めてメモリー１９に記録しておいた目標レンジプロフィルデータと包絡線検波器１２の出力信号を用いて相関処理を行い、数５に示す相関係数Ａ（ｍ）を計算し、Ａ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘを求める。ただし、ここでは、包絡線検波器１２の出力信号をｗ（ｍ）、レンジビンの数をＭ、メモリー１９に記録されている目標形状データをｖ（ｐ）、形状構成する信号数をＰとしている。求めたＡ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘを用いて、Ｐが奇数の場合は、数３で示す範囲のレンジビンの包絡線検波器１２の出力信号を、Ｐが偶数の場合は、数４で示す範囲のレンジビンの包絡線検波器１２の出力信号を相関器２０の出力信号として比較器１７に出力する。また、Ａ（ｍ）が最大値をとるレンジビンｍ＿ｍａｘの情報を目標検出器１４に出力する。比較器１７では、相関器２０の出力信号と、あらかじめ定めたスレッショルドレベルＴｒ４との大きさの比較を行い、スレッショルドレベルＴｒ４より大きいレンジビンの相関器２０の出力信号のみを比較器１７の出力信号としてレンジ積分器１８に出力する。レンジ積分器１８では、比較器１７の出力信号を異なるレンジビンで加算し、その結果をレンジ積分器１８の出力信号としてノンコヒーレント積分器１３に出力する。ノンコヒーレント積分器１３では、目標１６からの反射信号の検出性能を向上するために、あらかじめ定めた積分数の連続する送信パルスに対するレンジ積分器１８の出力信号を、同じレンジビンどうしで加算することによって、等価的にＳＮ比を改善し、その結果を目標検出器１４に出力する。目標検出器１４では、ノンコヒーレント積分器１３の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率Ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとを比較し、ノンコヒーレント積分器出力信号が、スレッショルドレベルＴｓよりも大きい場合を目標検出と判断し、相関器２０からのレンジビン情報から目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を求め、表示器１５に出力する。表示器１５では、目標検出器１４からの情報をもとに、目標１６とパルスレーダ装置との相対距離を表示する。
【００４２】
図１２は、この発明の実施の形態６を示すパルスレーダ装置において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。図１２において、Ｓｔ，Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅ，Ｓｒｐ，Ｓａｍは、先に図２、図６、図１４、および図１５で説明した通りである。距離分解能が目標寸法よりも小さい場合、先に発明が解決しようとしている課題で述べたように、包絡線検波器の出力信号中に、目標１６からの反射信号成分Ｓａｍは連続する複数のレンジビンに分散して現れる。相関器２０では、すべてのレンジビンの包絡線検波器出力信号Ｓｂと、あらかじめ求めてメモリー１９に記録しておいた目標形状データＳｒｐとを用いて、先に述べた相関処理を行い、その結果を相関器出力信号Ｓｅとして比較器１７に出力する。図１２の例では、包絡線検波器出力信号Ｓａの中で、目標１６からの反射信号を含む５つすべてのレンジビンの包絡線検波器出力信号Ｓａが、相関器出力信号Ｓｅとして比較器１７に出力される。比較器１７では、すべてのレンジビンの相関器出力信号Ｓｅと、あらかじめ定めたスレッショルドレベルＴＲ４との大きさの比較を行い、スレッショルドレベルＴＲ４より大きい相関器出力信号Ｓｅのみを比較器出力信号Ｓｃとしてレンジ積分器１８に出力する。図１２の例では、相関器出力信号Ｓｅの中で目標１６からの反射信号を含む３つのレンジビンの相関器出力信号Ｓｅが、スレッショルドレベルＴＲ４よりも大きいため、比較器出力信号Ｓｃとしてレンジ積分器１８に出力される。レンジ積分器１８では、３つのレンジビンの比較器の出力信号Ｓｃを加算し、レンジ積分器出力信号Ｓｄとして、ノンコヒーレント積分器１３に出力する。ノンコヒーレント積分器１３では、複数の送信パルスに対するレンジ積分器出力信号Ｓｄを加算し、ノンコヒーレント積分器出力信号Ｓｂとして、目標検出器１４に出力する。ただし、図１２では、積分に用いるレンジ積分器出力信号Ｓｄの数を３としている。
【００４３】
よって、目標検出器１４における誤警報確率ｐｆａより求まるスレッショルドレベルＴｓとの比較は、目標１６からの反射信号を含む３つのレンジビンの和の信号の和と行うこととなり、目標検出に用いる目標１６からの反射信号が従来のパルスレーダ装置より増えるため、目標検出性能を改善することができる。さらに、実施の形態４では、相関処理によって、目標１６からの反射信号と判別されたすべてのレンジビンの相関器出力信号Ｓｅを用いてレンジ積分していたのに対し、レンジ積分の前に、相関器出力信号Ｓｅと、スレッショルドレベルＴｒ４との強度の比較を行う比較器１７を設け、スレッショルドレベルＴｒ４よりも大きい、すなわちＳＮ比の高いレンジビンの相関器出力信号Ｓｅのみを用いてレンジ積分を行う。このことによって、レンジビン間の目標１６からの反射信号の強度差が大きい場合に、レンジ積分に用いる相関器出力信号Ｓｅの平均のＳＮ比が低減することを抑圧し、目標検出性能の劣化を防ぐことができる。
【００４４】
【発明の効果】
第１の発明によれば、目標寸法より小さい距離分解能を持つ場合にでも、目標からの反射信号を無駄にすることなく積分し、目標検出性能を向上するパルスレーダ装置を得ることができる。
【００４５】
また、第２の発明によれば、目標寸法より小さい距離分解能を持つ場合にでも、目標からの反射信号を無駄にすることなく積分し、目標検出性能を向上することができ、第１の発明に比べ、処理時間が短く、メモリー容量の少ないパルスレーダ装置を得ることができる。
【００４６】
また、第３の発明によれば、目標寸法より小さい距離分解能を持つ場合にでも、目標からの反射信号を無駄にすることなく積分し、目標検出性能を向上することができ、第１の発明に比べ、目標以外の反射信号を誤って、積分する可能性が小さくなり、目標以外の反射信号を、誤って検出する確率が少ないパルスレーダ装置を得ることができる。
【００４７】
また、第４の発明によれば、目標寸法より小さい距離分解能を持つ場合にでも、目標からの反射信号を無駄にすることなく積分し、目標検出性能を向上することができ、第１の発明に比べ、目標以外の反射信号を誤って、積分する可能性が小さくなり、目標以外の反射信号を、誤って検出する確率が少なく、第３の発明に比べ、処理時間が短く、メモリー容量の少ないパルスレーダ装置を得ることができる。
【００４８】
また、第５の発明によれば、目標寸法より小さい距離分解能を持つ場合にでも、目標からの反射信号を無駄にすることなく積分し、目標検出性能を向上することができ、第３の発明に比べ、レンジビン間の目標からの反射信号の強度差が大きい場合の目標の検出性能の劣化を抑圧するパルスレーダ装置を得ることができる。
【００４９】
また、第６の発明によれば、目標寸法より小さい距離分解能を持つ場合にでも、目標からの反射信号を無駄にすることなく積分し、目標検出性能を向上することができ、第４の発明に比べ、レンジビン間の目標からの反射信号の強度差が大きい場合の目標の検出性能の劣化を抑圧するパルスレーダ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態１を示す構成図である。
【図２】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態１において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。
【図３】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態２を示す構成図である。
【図４】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態２において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。
【図５】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態３を示す構成図である。
【図６】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態３において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。
【図７】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態４を示す構成図である。
【図８】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態４において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。
【図９】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態５を示す構成図である。
【図１０】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態５において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。
【図１１】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態６を示す構成図である。
【図１２】 この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態６において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。
【図１３】 従来のパルスレーダ装置を示す構成図である。
【図１４】 距離分解能が目標寸法よりも大きい場合の送信パルスと包絡線検波器出力信号の関係を示した図である。
【図１５】 従来のパルスレーダ装置において、距離分解能が目標寸法よりも大きい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。
【図１６】 距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の送信パルスと包絡線検波器出力信号の関係を示した図である。
【図１７】 従来のパルスレーダ装置において、距離分解能が目標寸法よりも小さい場合の目標検出処理の信号の流れを表した図である。
【符号の説明】
１ 安定化局部発信器、２ 基準中間周波数信号発生器、３ 周波数混合器、４ パルス変調器、５ 電力増幅器、６ 送受切替器、７ アンテナ、８ 中間周波数増幅器、９ ９０度ハイブリッド器、１０ 位相検波器、１１ Ａ／Ｄ変換器、１２ 包絡線検波器、１３ コヒーレント積分器、１４ 目標検出器、１５ 表示器、１６ 目標、１７ 比較器、１８ レンジ積分器、１９ メモリー、２０ 相関器、２１ 送受信器、Ｓｔ 送信パルス、Ｓａ 包絡線検波器出力信号、Ｓｂ ノンコヒーレント積分器出力信号、Ｓｃ 比較器出力信号、Ｓｄ レンジ積分器出力信号、Ｓｅ 相関器出力信号、Ｓｒｐ 目標形状データ、Ｓａｍ 包絡線検波器出力信号中の目標からの反射信号成分。
Claims (3)
- あらかじめ定めたパルス幅、およびパルス繰り返し周期（Ｐｕｌｓｅ Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ：ＰＲＩ）でパルス変調した送信信号を送信する送信機と、前記送信信号をＰＲＩのタイミングで送受信の信号を切り換える送受切換器を介して、背景を含む目標に送信波として放射し、目標および背景で反射した送信波を受信波として受けるアンテナと、前記受信波を、距離分解能より決まる時間間隔のレンジビン毎の信号に分割した受信ビデオ信号に変換する受信機と、あらかじめ定めた積分数の送信パルスに対する前記受信機から出力される各レンジビンの受信ビデオ信号を、同じレンジビンどうしで加算を行うノンコヒーレント積分器と、前記ノンコヒーレント積分器からのすべてのレンジビンの出力信号と、あらかじめ定めたスレッショルドレベルとの比較を行い、スレッショルドレベルより大きいレンジビンの前記ノンコヒーレント積分器の出力信号のみを出力する比較器と、前記比較器の出力信号を異なるレンジビンで加算するレンジ積分器と、前記レンジ積分器の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率より求まるスレッショルドレベルとを比較し、前記レンジ積分器の出力信号が、スレッショルドレベルよりも大きい場合を目標検出と判断する目標検出器を備えたことを特徴とするパルスレーダ装置。
- あらかじめ定めたパルス幅、およびＰＲＩでパルス変調した送信信号を送信する送信機と、前記送信信号をＰＲＩのタイミングで送受信の信号を切り換える送受切換器を介して、背景を含む目標に送信波として放射し、目標および背景で反射した送信波を受信波として受けるアンテナと、前記受信波を、距離分解能より決まる時間間隔のレンジビン毎の信号に分割した受信ビデオ信号に変換する受信機と、あらかじめ定めた積分数の送信パルスに対する前記受信機から出力される各レンジビンの受信ビデオ信号を、同じレンジビンどうしで加算を行うノンコヒーレント積分器と、前記ノンコヒーレント積分器からのすべてのレンジビンの出力信号と、あらかじめ求めメモリーに記録しておいた目標形状データとの相関処理を行い、最も相関係数の大きいレンジビンを求め、最も相関係数の大きいレンジビンとあらかじめ定めた数の前後のレンジビンの前記ノンコヒーレント積分器の出力信号のみを出力する相関器と、前記相関器の出力信号を異なるレンジビンで加算するレンジ積分器と、前記レンジ積分器の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率より求まるスレッショルドレベルとを比較し、前記レンジ積分器の出力信号が、スレッショルドレベルよりも大きい場合を目標検出と判断する目標検出器を備えたことを特徴とするパルスレーダ装置。
- あらかじめ定めたパルス幅、およびＰＲＩでパルス変調した送信信号を送信する送信機と、前記送信信号をＰＲＩのタイミングで送受信の信号を切り換える送受切換器を介して、背景を含む目標に送信波として放射し、目標および背景で反射した送信波を受信波として受けるアンテナと、前記受信波を、距離分解能より決まる時間間隔のレンジビン毎の信号に分割した受信ビデオ信号に変換する受信機と、あらかじめ定めた積分数の送信パルスに対する前記受信機から出力される各レンジビンの受信ビデオ信号を、同じレンジビンどうしで加算を行うノンコヒーレント積分器と、前記ノンコヒーレント積分器からのすべてのレンジビンの出力信号と、あらかじめ求めメモリーに記録しておいた目標形状データとの相関処理を行い、最も相関係数の大きいレンジビンを求め、最も相関係数の大きいレンジビンとあらかじめ定めた数の前後のレンジビンの前記ノンコヒーレント積分器の出力信号のみを出力する相関器と、前記相関器からのすべてのレンジビンの出力信号と、あらかじめ定めたスレッショルドレベルとの比較を行い、スレッショルドレベルより大きいレンジビンの前記相関器の出力信号のみを出力する比較器と、前記比較器の出力信号を異なるレンジビンで加算するレンジ積分器と、前記レンジ積分器の出力信号と、あらかじめ定めた誤警報確率より求まるスレッショルドレベルとを比較し、前記レンジ積分器の出力信号が、スレッショルドレベルよりも大きい場合を目標検出と判断する目標検出器を備えたことを特徴とするパルスレーダ装置。
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