JP3990830B2 - レーダビデオ合成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はレーダビデオ信号合成装置に関し、特に、複数のレーダビデオ信号を一つのレーダビデオ信号に合成する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、レーダビデオ合成装置では、複数のアンテナを所定の場所に配置して(つまり、複数のアンテナの設置場所を同一軸上の設置場所として)、アンテナからの電波の送信とアンテナの回転を同期させて、物体からの反射波を受けて、複数の受信レーダビデオ信号を得て、これら複数の受信ビデオ信号を合成して合成ビデオ信号を生成している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、艦船等ではステルス化によってマスト構造物が若干の傾斜をもった多面構造となっており、結果的に、マスト構造物がレーダアンテナの後方に位置することになっていることから、後方側に出力されるレーダ電波がマスト構造物によって遮蔽されることが多い。従って、後方の安全を確保するため、複数の監視用レーダを設ける必要がある。つまり、前方監視用レーダの他に後方監視用レーダを別に設けて複数のレーダを用いて監視する必要がある。
【0004】
前述のように、従来のレーダビデオ合成装置では、複数のアンテナの設置場所を同一軸上の設置場所とする必要があり、しかもアンテナからの電波の送信とアンテナの回転を同期させて、受信ビデオ信号の合成を行う必要がある関係上、上述のように、レーダ間において、アンテナ回転及びレーダ繰り返し周波数が非同期で、しかもアンテナの設置場所が異なっていると、複数の受信レーダビデオ信号を合成して合成レーダビデオ信号を得ることが難しいという問題点がある。
【0005】
つまり、従来のレーダビデオ合成装置において合成レーダビデオ信号を得るためには、複数のアンテナを同一軸上の設置場所としなければならず、加えて、複数のアンテナにおいて、アンテナからの電波の送信とアンテナの回転とが同期していなければならず、このため、複数の受信レーダビデオ信号を合成して合成レーダビデオ信号を得ることが難しいという問題点がある。
【0006】
本発明の目的はレーダアンテナの設置場所が異なり、しかもアンテナ間において電波の送信及びアンテナの回転が非同期であっても合成レーダビデオ信号を生成することのできるレーダビデオ合成装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、複数のレーダから得られたレーダビデオを合成する際に用いられるレーダビデオ合成装置であって、前記複数のレーダの各々からはビデオ信号、方位信号、及びトリガ信号を出力され、前記複数のレーダのうちの一つが基準レーダとされており、前記基準レーダを除く他のレーダの各々について前記ビデオ信号を前記方位信号に基づいて直交座標データに変換する第1の手段と、前記基準レーダからの方位信号に応じて前記直交座標データを極座標データに変換する第2の手段と、レーダ切換データに応じて前記基準レーダからのビデオ信号と前記極座標データとを選択的に出力ビデオ信号として出力し前記出力ビデオ信号と前記基準レーダからの方位信号及びトリガ信号とをレーダビデオ合成出力として送出する第3の手段とを有することを特徴とするレーダビデオ合成装置が得られる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下本発明について図面を参照して説明する。
【0009】
図1を参照して、図示のレーダビデオ合成装置は、ビデオバッファ1、S/D変換回路2、トリガタイミング調整回路3、切換回路4、コンピュータ5、レーダ切換RAM6、トリガ同期制御回路7、直交座標−極座標変換回路(XY−Rθ変換回路)8、A/D変換回路9、S/D変換回路10、トリガ同期制御回路11、入力バッファ制御回路12、入力バッファ13、入力バッファ14、極座標−直交座標変換回路(Rθ−XY変換回路)15、画像メモリ16、出力バッファ17、出力バッファ18、出力バッファ制御回路19、及びD/A変換回路20を備えている。
【0010】
図示の例では、レーダビデオ合成装置には二つのレーダA及びBが接続されているものとする。そして、レーダA及びBのアンテナはそれぞれ別の設置場所に設置され、互いに独立して、つまり、非同期状態で運用されている。図示の例では、レーダAが基準とされ、後述するようにして、レーダAを基準としてレーダBの設置位置を補正して、アンテナの回転及び繰り返し周期を同期させる。
【0011】
いま、レーダAからはそれぞれビデオA1、方位A2、及びトリガA3が出力され、レーダBからはそれぞれビデオB1、方位B2、及びトリガB3が出力されている。
【0012】
トリガA3、ビデオA1、及び方位A2はそれぞれ図2(a)、(b)、及び(c)に示すタイミングでレーダビデオ合成装置に与えられており、ビデオA1はビデオバッファ1に一旦蓄積された後、切換回路4に供給される。方位A2はS/D変換回路2によって第1のデジタル方位信号に変換されて、XY−Rθ変換回路8及びレーダ切換RAM6に供給される。さらに、方位A2は方位(基準方位)として出力される。トリガA3はトリガタイミング調整回路3及びトリガ同期制御回路7に供給されて、トリガタイミング調整回路3においてトリガA3はタイミング調整されてトリガ(基準トリガ)として出力される。このタイミング調整に当たっては、切換回路4の出力(ビデオ)とタイミングが一致するようにトリガA3の出力タイミングが調整させる。トリガ同期制御回路7ではトリガA3を受けてトリガA3に同期して第1のクロック信号を発生する。
【0013】
トリガB3(図2(d)参照)はトリガ同期制御回路11へ与えられ、トリガ同期制御回路11ではトリガB3に同期して第2のクロック信号を発生する。そして、この第2のクロック信号はA/D変換回路9及びS/D変換回路10に与えられる。一方、ビデオB1(図2(e)参照)はA/D変換回路9に与えられ、A/D変換回路9では第2のクロック信号に応じてビデオB1をデジタルビデオに変換する。そして、このデジタルビデオは入力バッファ13及び14に与えられる。方位B2はS/D変換回路10に与えられ、S/D変換回路10では第2のクロック信号に応じて方位B2を第2のデジタル方位信号に変換する。そして、第2のデジタル方位信号は入力バッファ13及び14に与えられる。
【0014】
図示のように、入力バッファ制御回路12にはトリガA3に基づいたタイミング及び第2のクロック信号が与えられており、入力バッファ制御回路12はトリガA3及び第2のクロック信号に基づいて入力バッファ13及び14を制御する。つまり、図2(f)及び(g)に示すように、第2のクロック信号、即ち、トリガB3のタイミングで、入力バッファ制御回路12はデジタルビデオ及び第2のデジタル方位信号を交互に入力バッファ13及び14に書き込みデータとして書き込む。言い換えると、入力バッファ13及び14にはトリガB3に同期してレーダAの繰り返し時間の長さ以内でデジタルビデオ及び第2の方位信号が交互に書き込まれることになる。この際、入力バッファ制御回路12は画像メモリの書き込みタイミングでトリガA3に同期して入力バッファ13及び14から書き込みデータを読出しデータとして読み出し、Rθ−XY変換回路15に与える。Rθ−XY変換回路15では読出しデータを極座標(Rθ)から直交座標(XY)に変換して、画像メモリ16に画像データとして記憶させる(図2(h))。
【0015】
画像メモリ16の画像データは、XY−Rθ変換回路8に入力される。XY−Rθ変換回路8にはトリガ同期調整回路7からの第1のクロック信号が与えられるとともに、S/D変換回路2から第1のデジタル方位信号が与えられ、XY−Rθ変換回路8は第1のクロック信号のタイミングで第1のデジタル方位信号に応じて画像データをXY−Rθ変換して変換画像データとして出力される(図2(i))。
【0016】
出力バッファ制御回路19にはトリガ同期調整回路7からの第1のクロック信号が与えられており、出力バッファ制御回路19では第1のクロック信号に応じて変換画像データを交互に出力バッファ17及び18に書き込む。つまり、出力バッファ制御回路19はトリガA3に同期して画像メモリの読み出しタイミングで変換画像データを交互に出力バッファ17及び18に書き込む。この際、出力バッファ制御回路19は第1のクロック信号に同期して出力バッファ17及び18から交互に変換画像データを読み出す(図2(j)及び(k))。出力バッファ17及び18から読み出された変換画像データはD/A変換回路17に与えられ、ここでD/A変換されてアナログビデオとして切換回路4に供給される(図2(l))。
【0017】
ところで、コンピュータ5は、レーダA及びBの切り換え範囲を決定しており、コンピュータ5はレーダA及びBの切り換え範囲を示すレーダ切換データをレーダ切換RAM6へ記憶させる(図3(a))。なお、レーダA及びBのように2種類のレーダを切り換える際のレーダ切換データとして、例えば、レーダAの場合には“1”、レーダBの場合には“0”が用いられる。レーダ切換RAM6に記憶されたレーダ切換データは、トリガ同期回路7からの第1のクロック信号及びS/D変換回路2からの第1のデジタル方位信号に同期して読み出され、切換回路4に与えられる。レーダ切換データが“1”であると、切換回路4ではレーダAを選択し、レーダ切換データが“0”であると、レーダBを選択する。つまり、レーダ切換データが“1”であると、切換回路4はビデオA1を選択して出力ビデオとして出力し、レーダ切換データが“0”であると、切換回路4はD/A変換回路20からアナログビデオを選択して出力ビデオとして出力する(図2(m))。そして、レーダAの方位A2、トリガタイミング調整回路3からのトリガ、及び出力ビデオはレーダビデオ合成出力として出力されることになる(図2(n))。
【0018】
上述のようにして、レーダA及びBのレーダビデオが極座標上で合成されて出力されることになる。つまり、図3(b)に示すレーダAのビデオと図3(c)に示すレーダBのビデオとが合成されて、図3(d)に示すレーダビデオ合成出力が得られることになる。
【0019】
このように、図1に示すレーダビデオ合成装置を用いると、例えば、図4に示すように、レーダBがレーダAと異なった設置位置(x1 ,y1 )に配置されていても、一旦、XY(直交座標)に座標変換して、その後、レーダAに合わせた中心位置からRθ(極座標)変換すれば、実質的にレーダBをレーダAと同一のアンテナ回転トリガで同期させてビデオを出力することができ、レーダAのビデオとレーダBのビデオとを容易に合成することができる。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、レーダアンテナの設置が異なり、しかもアンテナ間において電波の送信及びアンテナの回転が非同期であっても、合成レーダビデオ信号を生成することのできるので、例えば、艦船の後方が遮蔽されている際においても、この遮蔽を補うように他のレーダアンテナを配置すれば、全周漏れなく監視することができる。また、近距離においては距離分解のよいレーダ(パルス幅短)、遠距離においては距離分解能は劣っても遠くまで届く(パルス幅長、送信電力大)ような異なった特質のレーダビデオを合成すれば、近距離分解能がよくて遠距離まで見える等、両者の良い特質を生かした運用も可能となる。
【0021】
そして、本発明では、一般的に使われているPPI方式等のレーダ指示機に複数レーダ合成ビデオを供給することができ、この結果、従来の装置も生かすこともできる。従って、安価にシステム構成ができることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるレーダビデオ合成装置の一例を示すブロック図である。
【図2】図1に示すレーダビデオ合成装置おけるビデオ合成のタイミングを説明するための図である。
【図3】レーダビデオの切り換え及び合成を示す図である。
【図4】互いに設置位置が異なるレーダのビデオを合成した際のレーダビデオ合成出力を示す図である。
【符号の説明】
1 ビデオバッファ
2,10 S/D変換回路
3 トリガタイミング調整回路
4 切換回路
5 コンピュータ
6 レーダ切換RAM
7 トリガ同期制御回路
8 XY−Rθ変換回路
9 A/D変換回路
11 トリガ同期制御回路
12 入力バッファ制御回路
13,14 入力バッファ
15 Rθ−XY変換回路
16 画像メモリ
17,18 出力バッファ
19 出力バッファ制御回路
20 D/A変換回路
Claims (6)
- 複数のレーダから得られたレーダビデオを合成する際に用いられるレーダビデオ合成装置であって、前記複数のレーダの各々からはビデオ信号、方位信号、及びトリガ信号を出力され、前記複数のレーダのうちの一つが基準レーダとされており、前記基準レーダを除く他のレーダの各々について前記ビデオ信号を前記方位信号に基づいて直交座標データに変換する第1の手段と、前記基準レーダからの方位信号に応じて前記直交座標データを極座標データに変換する第2の手段と、レーダ切換データに応じて前記基準レーダからのビデオ信号と前記極座標データとを選択的に出力ビデオ信号として出力し前記出力ビデオ信号と前記基準レーダからの方位信号及びトリガ信号とをレーダビデオ合成出力として送出する第3の手段とを有することを特徴とするレーダビデオ合成装置。
- 請求項1に記載されたレーダビデオ合成装置において、前記複数のレーダとして第1及び第2のレーダが備えられており、前記第1のレーダが前記基準レーダとされ、前記第1及び前記第2のレーダはそれぞれ第1及び第2のビデオ信号、第1及び第2の方位信号、及び第1及び第2のトリガ信号を出力するようにしたことを特徴とするレーダビデオ合成装置。
- 請求項2に記載されたレーダビデオ合成装置において、前記第1の手段は、前記第2のトリガ信号に応じて前記第2のビデオ信号をA/D変換してデジタルビデオ信号を生成するA/D変換手段と、前記第2のトリガ信号に応じて前記第2の方位信号をS/D変換して第2のデジタル方位信号を生成するS/D変換手段と、前記デジタルビデオ信号及び前記第2のディジタル方位信号を蓄積するバッファ手段と、前記第2のトリガ信号に応じて前記バッファ手段に前記デジタルビデオ信号及び前記第2のデジタル方位信号を書き込み前記第1のトリガ信号に応じて前記バッファ手段から前記デジタルビデオ信号及び前記第2のデジタル方位信号をそれぞれ読出しデジタルビデオ信号及び読出しデジタル方位信号として第1の読出し手段と、前記読出しデジタル方位信号に応じて前記読出しデジタルビデオ信号を前記直交座標データに変換する第1の座標変換手段と、該直交座標データを画像データとして蓄積するメモリ手段とを有することを特徴とするレーダビデオ合成装置。
- 請求項3に記載されたレーダビデオ合成装置において、前記第2の手段は、前記第1のトリガ信号に応じて前記第1の方位信号をS/D変換して第1のデジタル方位信号を生成するS/D変換手段と、前記第1のディジタル方位信号に応じて前記画像データを前記極座標データに変換する第2の座標変換手段と、前記極座標データを一旦蓄積する出力バッファ手段と、前記第1のトリガ信号に応じて前記出力バッファ手段から前記極座標データを読出し極座標データとして読み出す第2の読出し手段と、前記読出し極座標データをD/A変換してアナログデータとするD/A変換手段とを有することを特徴とするレーダビデオ合成装置。
- 請求項4に記載されたレーダビデオ合成装置において、前記第3の手段は、前記第1のビデオ信号を一旦蓄積した後バッファデータとして出力するバッファ手段と、前記レーダ切換データに応じて前記バッファデータと前記アナログデータとを選択的に前記出力ビデオ信号として出力する切換手段とを有することを特徴とするレーダビデオ合成装置。
- 請求項5に記載されたレーダビデオ合成装置において、さらに前記レーダ切換データを生成する生成手段と、該レーダ切換データが蓄積され前記第1のディジタル方位信号に応じて前記レーダ切換データが読み出されるRAMとを有し、該RAMから前記切換手段に前記レーダ切換データが与えられるようにしたことを特徴とするレーダビデオ合成装置。
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