JP5044358B2

JP5044358B2 - Radar equipment

Info

Publication number: JP5044358B2
Application number: JP2007273992A
Authority: JP
Inventors: 晋一竹谷
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-10-22
Filing date: 2007-10-22
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2027-10-22
Also published as: JP2009103510A

Description

本発明は、目標を検出するレーダ装置に関し、特に目標までの距離分解能を高める技術に関する。 The present invention relates to a radar apparatus that detects a target, and more particularly to a technique for increasing the distance resolution to a target.

レーダ装置において、高い距離分解能を得るために、広帯域のチャープ信号を送受信し、パルス圧縮処理を行って距離方向にパルスを圧縮するパルス圧縮方式が知られている。この場合、チャープ帯域を広げることは、瞬時帯域を広げることを意味し、送受信器やアンテナの制約により実現できない場合があった。 In a radar apparatus, in order to obtain a high distance resolution, a pulse compression method is known in which a broadband chirp signal is transmitted and received, and a pulse compression process is performed to compress pulses in the distance direction. In this case, widening the chirp band means widening the instantaneous band, and there are cases where it cannot be realized due to restrictions on the transceiver and the antenna.

そこで、狭帯域の信号の周波数を順次ステップ状に変化させて、ＦＦＴ（高速フーリエ変換；Fast Fourier Transform）合成することにより、等価的に広帯域の信号として距離分解能を向上させるステップ周波数方式が提案されている（例えば非特許文献１、非特許文献２参照）。 Therefore, a step frequency method has been proposed which improves the distance resolution equivalently as a wideband signal by sequentially changing the frequency of the narrowband signal in a stepped manner and synthesizing with FFT (Fast Fourier Transform). (For example, see Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2).

図１５は、このようなステップ周波数方式を採用した従来のレーダ装置の構成を示すブロック図である。このレーダ装置は、ステップ＆チャープ信号生成器１、送信増幅器２、サーキュレータ３、アンテナ４、受信器５、パルス圧縮器６およびステップ周波数合成器７を備えている。 FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of a conventional radar apparatus employing such a step frequency method. This radar apparatus includes a step & chirp signal generator 1, a transmission amplifier 2, a circulator 3, an antenna 4, a receiver 5, a pulse compressor 6 and a step frequency synthesizer 7.

ステップ＆チャープ信号生成器１は、チャープ信号のパルスの周波数がステップ状に変化する送信信号を生成する。ステップ＆チャープ信号生成器１において生成される送信信号は、図１６（ａ）に示すように、パルス幅τを有するチャープ信号のパルスが、パルス繰り返し周期（ＰＲＩ；Pulse Repetition Interval）で出現し、隣接するパルスは、図１６（ｂ）に示すように、ステップ周波数Δｆの間隔（ステップ）を有し、ＣＰＩ(Coherent Processing Interval)の期間内において、すなわち、受信時におけるＭＴＩ（Moving Target Indicator）やＤＦＴ(Digital Fourier Transform)などの処理が完了するのに必要な期間内において、周波数ｆの範囲にわたって変化するように形成されている。ステップ周波数方式のレーダ装置では、周波数ｆの範囲が広ければ広いほど、受信時において、より高い距離分解能を得ることができる。 The step & chirp signal generator 1 generates a transmission signal in which the frequency of the chirp signal pulse changes stepwise. As shown in FIG. 16 (a), the transmission signal generated in the step & chirp signal generator 1 has a pulse of a chirp signal having a pulse width τ appearing in a pulse repetition period (PRI; Pulse Repetition Interval). As shown in FIG. 16B, adjacent pulses have an interval (step) of a step frequency Δf, and within a CPI (Coherent Processing Interval) period, that is, MTI (Moving Target Indicator) at the time of reception, It is formed so as to change over the range of the frequency f within a period necessary to complete processing such as DFT (Digital Fourier Transform). In the step-frequency radar device, the wider the frequency f, the higher the distance resolution at the time of reception.

ステップ＆チャープ信号生成器１で生成された送信信号は、図示しない励振器によって送信に必要な周波数にアップコンバートされ、送信増幅器２に送られる。そして、送信増幅器２において増幅された後、サーキュレータ３を介してアンテナ４に送られ、このアンテナ４から送信波として空間に放射される。 The transmission signal generated by the step & chirp signal generator 1 is up-converted to a frequency necessary for transmission by an exciter (not shown) and sent to the transmission amplifier 2. Then, after being amplified in the transmission amplifier 2, it is sent to the antenna 4 through the circulator 3 and is radiated from the antenna 4 to the space as a transmission wave.

アンテナ４から空間に放射された送信波は、目標で反射されてアンテナ４に入力される。アンテナ４は、入力された反射波を電気信号に変換し、サーキュレータ３を介して受信器５に送る。 A transmission wave radiated from the antenna 4 to the space is reflected by the target and input to the antenna 4. The antenna 4 converts the input reflected wave into an electric signal and sends it to the receiver 5 via the circulator 3.

受信器５は、高周波増幅回路、周波数変換回路およびＡ／Ｄ変換回路（いずれも図示しない）を備えており、アンテナ４からサーキュレータ３を介して送られてくる信号を高周波増幅回路で増幅し、周波数変換回路で中間周波数信号（ＩＦ）に変換し、さらに、Ａ／Ｄ変換回路でデジタル信号に変換した後に、受信信号としてパルス圧縮器６に送る。 The receiver 5 includes a high-frequency amplifier circuit, a frequency conversion circuit, and an A / D conversion circuit (all not shown), and amplifies a signal transmitted from the antenna 4 via the circulator 3 with the high-frequency amplifier circuit. The signal is converted into an intermediate frequency signal (IF) by the frequency conversion circuit and further converted into a digital signal by the A / D conversion circuit, and then sent to the pulse compressor 6 as a reception signal.

パルス圧縮器６は、受信器５から送られてきた受信信号に対してパルス圧縮を実行する。なお、パルス圧縮については、非特許文献３〜非特許文献５に説明されている。このパルス圧縮器６でパルス圧縮された信号は、ステップ周波数合成器７に送られる。 The pulse compressor 6 performs pulse compression on the received signal sent from the receiver 5. Note that pulse compression is described in Non-Patent Documents 3 to 5. The signal pulse-compressed by the pulse compressor 6 is sent to the step frequency synthesizer 7.

ステップ周波数合成器７は、パルス圧縮器６から送られてくるパルス圧縮された信号に対し、ＦＦＴ合成を行って出力する。このステップ周波数合成器７から出力される信号は、図示しない検出部に送られる。検出部は、パルス幅が１／ｆのパルスと同等の高い距離分解能で目標を検出し、目標検出信号として出力する。 The step frequency synthesizer 7 performs FFT synthesis on the pulse-compressed signal sent from the pulse compressor 6 and outputs the result. The signal output from the step frequency synthesizer 7 is sent to a detection unit (not shown). The detection unit detects the target with a high distance resolution equivalent to a pulse having a pulse width of 1 / f, and outputs the target detection signal.

このように、ステップ周波数方式のレーダ装置によれば、連続した広い周波数帯域を占有することができないという電波取得の制約等により、連続した広帯域のチャープ信号を形成できない場合であっても、狭帯域のチャープ信号のパルスの周波数がステップ状に変化する信号の送受信により、距離方向に高い分解能を得ることができる。 As described above, according to the step-frequency radar device, even if a continuous wide band chirp signal cannot be formed due to radio wave acquisition restrictions or the like that cannot occupy a continuous wide frequency band, High resolution in the distance direction can be obtained by transmitting / receiving a signal whose pulse frequency of the chirp signal changes stepwise.

ステップ周波数方式のレーダ装置において、狭帯域のチャープ信号のパルスの周波数がステップ状に変化する信号を形成するのは、チャープ帯域の拡大が送受信器の構成を困難にするという理由の他に、上述した電波取得上の制約があるからである。したがって、電波取得の制約上から、周波数ｆにわたって周波数がステップ状に変化する信号を形成するとき、ステップ周波数Δｆの間隔を広げざるを得ない場合が発生する。 In the step frequency type radar apparatus, the signal whose pulse frequency of the narrow band chirp signal is changed in a step shape is formed in addition to the reason that the expansion of the chirp band makes the configuration of the transmitter / receiver difficult. This is because there are restrictions on the acquisition of radio waves. Therefore, when a signal whose frequency changes stepwise over the frequency f is formed due to restrictions on radio wave acquisition, the interval of the step frequency Δf must be increased.

ステップ周波数Δｆの間隔を広げた場合は、ステップ数が少なくなり、図１６（ｃ）に示すように、ＦＦＴ合成を行った後に、グレーティングによるサイドローブであるレンジ・グレーティングローブが発生し、距離分解能が低下することにより、追尾能力が低下するという問題があった。 When the interval of the step frequency Δf is widened, the number of steps is reduced, and as shown in FIG. 16C, after performing the FFT synthesis, a range / grating lobe, which is a side lobe by the grating, is generated, and the distance resolution There is a problem that the tracking ability is reduced due to the decrease in.

このような問題に対処するために、レンジ・グレーティングローブが発生する距離に、パルス圧縮波形のヌルを生成する技術が開発されている（特許文献１参照）。この技術は、ステップ周波数を用いたレーダ装置において、ウェイト制御器を設け、パルス圧縮器における複素ウェイトを制御し、レンジ・サイドローブが上昇する距離領域における、受信感度応答特性の低減を図る。
特開２００７−６４６７１号公報 Donald R.Wehner,”High-Resolution Radar Second Edition”,Artech House(1995),pp.200-209 Jae Sok Son,” Range-Doppler Radar Imaging and Motion Compensation”,Artec House(2001), pp13-15 電子情報通信学会、“改訂レーダ技術”、pp.275-278(1996) Donald R.Wehner,”High-Resolution Radar Second Edition”,Artech House(1995),pp.149-153 Donald R.Wehner,”High-Resolution Radar Second Edition”,Artech House(1995),pp.174-177 In order to cope with such a problem, a technique for generating a null of a pulse compression waveform at a distance where a range / grating lobe is generated has been developed (see Patent Document 1). In this technique, a weight controller is provided in a radar apparatus using a step frequency to control a complex weight in a pulse compressor, thereby reducing a reception sensitivity response characteristic in a distance region where the range and side lobe rise.
JP 2007-64671 A Donald R. Wehner, “High-Resolution Radar Second Edition”, Artech House (1995), pp. 200-209 Jae Sok Son, “Range-Doppler Radar Imaging and Motion Compensation”, Artec House (2001), pp13-15 IEICE, “Revised Radar Technology”, pp.275-278 (1996) Donald R. Wehner, “High-Resolution Radar Second Edition”, Artech House (1995), pp.149-153 Donald R. Wehner, “High-Resolution Radar Second Edition”, Artech House (1995), pp.174-177

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、パルス圧縮比が小さい場合には、自由度が不足し、十分なヌルを生成するのが困難になる場合があるという問題がある。 However, the technique disclosed in Patent Document 1 has a problem that when the pulse compression ratio is small, the degree of freedom is insufficient and it may be difficult to generate sufficient nulls.

本発明の課題は、ステップ周波数の間隔に制約があってレンジ・グレーティングローブが発生する場合であっても、高い距離分解能を得ることができるレーダ装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a radar device that can obtain a high range resolution even when the step frequency interval is limited and range grating lobes are generated.

上記課題を解決するために、第１の発明は、チャープ信号のパルスの周波数がステップ状に変化する送信信号を生成するステップ＆チャープ信号生成器と、ステップ＆チャープ信号生成器で生成された送信信号を送信することにより得られた反射波を受信して受信信号を生成する受信器と、和信号を表すΣ信号および差信号を表すΔ信号のパルス圧縮用のウェイト

を発生するパルス圧縮ウェイト制御器と、受信器からの受信信号に対して、パルス圧縮ウェイト制御器からのウェイトを用いてパルス圧縮を行ってΣ信号およびΔ信号を生成するパルス圧縮器と、パルス圧縮器におけるパルス圧縮により得られたΣ信号およびΔ信号の各々について、ステップ周波数による合成を行うステップ周波数合成器と、ステップ周波数合成器で合成することにより得られたΣ信号とΔ信号の絶対値のレベルを比較する比較器と、比較器による比較により、Σ信号のレベルがΔ信号のレベルより大きいことを示している場合のΣ信号を用いて目標を検出し、目標距離を出力する検出器を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the first invention is a step & chirp signal generator for generating a transmission signal in which the frequency of the chirp signal pulse changes stepwise, and a transmission generated by the step & chirp signal generator. A receiver that receives a reflected wave obtained by transmitting a signal and generates a reception signal, and a weight for pulse compression of a Σ signal that represents a sum signal and a Δ signal that represents a difference signal

A pulse compression weight controller that generates a Σ signal and a Δ signal by performing pulse compression on the received signal from the receiver using the weight from the pulse compression weight controller, and a pulse Step frequency synthesizer that synthesizes by step frequency for each of Σ signal and Δ signal obtained by pulse compression in compressor, and absolute value of Σ signal and Δ signal obtained by synthesizing by step frequency synthesizer A comparator that compares the levels of the two and a detector that detects the target using the Σ signal when the level of the Σ signal is greater than the level of the Δ signal by comparison by the comparator and outputs the target distance It is provided with.

また、第２の発明は、第１の発明において、検出器で複数の目標距離が検出された場合に、最も近い目標までの目標距離に対応する信号を抽出し、該抽出した信号を用いて測角を行う測角部を備えたことを特徴とする。 Further, according to the second invention, in the first invention, when a plurality of target distances are detected by the detector, a signal corresponding to the target distance to the nearest target is extracted, and the extracted signal is used. An angle measuring unit for measuring an angle is provided.

第１の発明によれば、チャープ信号のパルスの周波数がステップ状に変化する信号を送受信した場合のステップ周波数合成後の距離サイドローブの形状は、パルス圧縮後の距離軸上の波形とステップ周波数合成による距離軸上の波形との乗算であるので、Σ信号とΔ信号のレベル差を利用して、Σ信号のレベルがΔ信号のレベルより高い付近の信号のみを抽出して目標を検出するので、レンジ・グレーティングローブの影響を抑えた測距が可能になる。 According to the first invention, the shape of the distance side lobe after the step frequency synthesis when transmitting and receiving a signal whose pulse frequency of the chirp signal changes stepwise is the waveform on the distance axis after the pulse compression and the step frequency. Since it is multiplication with the waveform on the distance axis by synthesis, the target is detected by extracting only signals in the vicinity where the level of the Σ signal is higher than the level of the Δ signal using the level difference between the Σ signal and the Δ signal. Therefore, it becomes possible to perform distance measurement while suppressing the influence of the range / grating lobe.

また、第２の発明によれば、ステップ周波数合成後のレンジ・グレーティングローブの影響を抑えた高い距離分解能で、マルチパス環境下の直接波と間接波（マルチパス）とを分離し、距離の近い直接波を抽出して目標検出および測角を行うので、高精度な測角値が得られる。

Further, according to the second invention, the direct wave and the indirect wave (multipath) in the multipath environment are separated with high distance resolution that suppresses the influence of the range / grating lobe after the step frequency synthesis, and the distance Since target detection and angle measurement are performed by extracting a close direct wave, a highly accurate angle measurement value can be obtained.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下においては、背景技術の欄で説明した従来のレーダ装置の構成部分に相当する部分には、背景技術の欄で使用した符号と同じ符号を付して説明を省略または簡単化する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, parts corresponding to the constituent parts of the conventional radar apparatus described in the background art section are denoted by the same reference numerals as those used in the background art section, and description thereof is omitted or simplified.

図１は、本発明の実施例１に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。このレーダ装置は、ステップ＆チャープ信号生成器１、送信増幅器２、サーキュレータ３、アンテナ４、受信器５、パルス圧縮器６、ステップ周波数合成器７、比較器８、検出器９およびパルス圧縮ウェイト制御器１０を備えている。 FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. This radar apparatus includes a step & chirp signal generator 1, a transmission amplifier 2, a circulator 3, an antenna 4, a receiver 5, a pulse compressor 6, a step frequency synthesizer 7, a comparator 8, a detector 9, and pulse compression weight control. A vessel 10 is provided.

ステップ＆チャープ信号生成器１は、図２に示すような、チャープ信号のパルスの周波数がステップ状に変化する送信信号（背景技術の欄で、図１６を参照しながら説明した送信信号と同じ）を生成する。このステップ＆チャープ信号生成器１で生成された送信信号は、図示しない励振器によって送信に必要な周波数にアップコンバートされ、送信増幅器２に送られる。そして、送信増幅器２において増幅された後、サーキュレータ３を介してアンテナ４に送られ、このアンテナ４から送信波として空間に放射される。 The step & chirp signal generator 1 has a transmission signal in which the frequency of the chirp signal pulse changes in a step shape as shown in FIG. 2 (same as the transmission signal described in the background art section with reference to FIG. 16). Is generated. The transmission signal generated by the step & chirp signal generator 1 is up-converted to a frequency necessary for transmission by an exciter (not shown) and sent to the transmission amplifier 2. Then, after being amplified in the transmission amplifier 2, it is sent to the antenna 4 through the circulator 3 and is radiated from the antenna 4 to the space as a transmission wave.

受信器５は、高周波増幅回路、周波数変換回路およびＡ／Ｄ変換回路（いずれも図示しない）を備えており、アンテナ４からサーキュレータ３を介して送られてくる信号を高周波増幅回路で増幅し、周波数変換回路で中間周波数信号（ＩＦ）に変換し、さらに、Ａ／Ｄ変換回路で直交デジタル（Ｉ，Ｑ）信号ｘ（ｒ，ｎ）（ｒ；レンジセル、ｎ；周波数番号）に変換した後に、受信信号としてパルス圧縮器６に送る。 The receiver 5 includes a high-frequency amplifier circuit, a frequency conversion circuit, and an A / D conversion circuit (all not shown), and amplifies a signal transmitted from the antenna 4 via the circulator 3 with the high-frequency amplifier circuit. After conversion to an intermediate frequency signal (IF) by a frequency conversion circuit and further conversion to an orthogonal digital (I, Q) signal x (r, n) (r: range cell, n: frequency number) by an A / D conversion circuit And sent to the pulse compressor 6 as a received signal.

パルス圧縮ウェイト制御器１０は、Σ信号およびΔ信号用の位相を付与するために、Σ信号およびΔ信号のパルス圧縮用のウェイトＷを生成する。この圧縮ウェイト制御器１０で生成されたウェイトＷは、パルス圧縮器６に送られる。 The pulse compression weight controller 10 generates a weight W for pulse compression of the Σ signal and the Δ signal in order to give a phase for the Σ signal and the Δ signal. The weight W generated by the compression weight controller 10 is sent to the pulse compressor 6.

パルス圧縮器６は、受信器５から送られてきた受信信号ｘ（ｒ，ｎ）に対して、パルス圧縮ウェイト制御器１０から送られてくるΣ信号およびΔ信号のパルス圧縮用のウェイトＷを用いて、パルス圧縮を実行する。パルス圧縮は、次式にしたがって実施することができる。

The pulse compressor 6 applies the weight W for pulse compression of the Σ signal and Δ signal sent from the pulse compression weight controller 10 to the received signal x (r, n) sent from the receiver 5. To perform pulse compression. Pulse compression can be performed according to the following equation:

ここで、
ＦＴｒ：レンジセルｒに関するフーリエ変換
ＦＴ：フーリエ変換
ＩＦＴｆ：ｆに対する逆フーリエ変換
＊：複素共役
ｆ：チャープ周波数（ｆ＝１〜Ｒ）
ｘ（ｒ、ｎ）：受信信号
ｒ：レンジセル番号（ｒ＝１〜Ｒ）
ｎ：ステップ周波数の周波数番号（ｎ＝１〜Ｎ）
Ｘ（ｆ、ｎ）：ｘ（ｔ）のフーリエ変換
Ｗ（ｆ、ｎ）：パルス圧縮時のウェイト（ｆ＝１〜Ｒ）
ｘｒ（ｒ、ｎ）：パルス圧縮後の波形
ｒｅｆ：パルス圧縮用参照信号
パルス圧縮用参照信号ｒｅｆは、次式で表すことができる。

here,
FTr: Fourier transform for range cell r FT: Fourier transform IFTf: Inverse Fourier transform for f *: Complex conjugate f: Chirp frequency (f = 1 to R)
x (r, n): received signal r: range cell number (r = 1 to R)
n: Frequency number of step frequency (n = 1 to N)
X (f, n): Fourier transform of x (t) W (f, n): Weight during pulse compression (f = 1 to R)
xr (r, n): waveform after pulse compression ref: reference signal for pulse compression The reference signal for pulse compression ref can be expressed by the following equation.

ここで、
Ｂ：チャープ帯域幅
τ：パルス幅
ｔ：時間
また、ウェイトＷは、Σ信号およびΔ信号の各々について、例えば一様分布の場合は、次のウェイト形状とすることができる。

here,
B: Chirp bandwidth τ: Pulse width t: Time Further, the weight W can be set to the following weight shape for each of the Σ signal and the Δ signal, for example, in the case of uniform distribution.

なお、レンジ・サイドローブを低減する場合には、窓関数として、テイラー分布やチェビシェフ分布等といった他の分布を用いるように構成することができる。 In the case of reducing the range / side lobe, another distribution such as a Taylor distribution or a Chebyshev distribution can be used as the window function.

このパルス圧縮器６におけるパルス圧縮により得られたパルス圧縮後の信号ｘｒ（ｒ、ｎ）は、Σ信号およびΔ信号毎に、ステップ周波数合成器７に送られる。 The pulse-compressed signal xr (r, n) obtained by the pulse compression in the pulse compressor 6 is sent to the step frequency synthesizer 7 for each Σ signal and Δ signal.

ステップ周波数合成器７は、パルス圧縮器６から送られてくるパルス圧縮後の信号ｘｒ（ｒ、ｎ）を用いて、Σ信号およびΔ信号の各々について、フーリエ変換することにより、ステップ周波数による合成を行う（非特許文献１、非特許文献２参照）。このステップ周波数合成器７でステップ周波数合成された信号は比較器８に送られる。 The step frequency synthesizer 7 uses the signal xr (r, n) after pulse compression sent from the pulse compressor 6 to perform Fourier transform on each of the Σ signal and Δ signal, thereby synthesizing at the step frequency. (See Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2). The signal frequency-synthesized by the step frequency synthesizer 7 is sent to the comparator 8.

ステップ周波数による合成を行う際に、目標の動きがある場合には、目標速度を抽出して、位置を補正する必要がある。図３および図４は、この補正の原理を説明するための図である。目標速度を抽出するために、図３（ａ）に示すステップ周波数ｆ１、ｆ２、…、ｆＮの各々に対して複数パルス列を送受信してＦＦＴ処理を実行することにより、図３（ｂ）に示すドップラフィルタバンクが得られる。この中の最大値となるドップラフィルタバンクに目標Ｓ１、Ｓ２、…ＳＮが含まれるので、図３（ｃ）に示すように、そのフィルタバンクより、次式を用いて目標速度ｖが算出される。

When performing synthesis using the step frequency, if there is a target movement, it is necessary to extract the target speed and correct the position. 3 and 4 are diagrams for explaining the principle of this correction. In order to extract the target velocity, a plurality of pulse trains are transmitted / received to / from each of the step frequencies f1, f2,..., FN shown in FIG. A Doppler filter bank is obtained. Since the Doppler filter bank having the maximum value among these includes the targets S1, S2,... SN, the target speed v is calculated from the filter bank using the following equation as shown in FIG. .

ここで、
ｆｄ：ドップラ周波数（バンク）
λ ：波長
もし、目標速度に対してＰＲＦ（パルス繰り返し周波数）が低く、目標速度にアンビギュイティが生じる場合には、追随時の観測位置より目標速度の概略値を算出し、フィルタバンクにより精度の高い目標速度を算出するように構成できる。 here,
fd: Doppler frequency (bank)
λ: Wavelength If the PRF (pulse repetition frequency) is low with respect to the target speed and ambiguity occurs in the target speed, the approximate value of the target speed is calculated from the observation position at the time of tracking, and the filter bank is used for accuracy It can be configured to calculate a high target speed.

目標速度が同定できれば、図３（ｄ）に示すように、各パルス列の時間と速度を用いて、次式により位相補正できる。この位相補正の様子を、図４に示す。

If the target speed can be identified, as shown in FIG. 3D, the phase can be corrected by the following equation using the time and speed of each pulse train. This phase correction is shown in FIG.

ここで、
φｎ：位相補正量
ｖｎ：ステップ周波数ｆｎの際の目標速度（ｎ＝１〜Ｎ）
Ｔ：ステップ周波数ｆｎの時間
λｎ：波長（ｎ＝１〜Ｎ）
目標信号をｘｒ_Σ、ｘｒ_Δとすると、速度補正後の信号は、次式となる。

here,
φn: Phase correction amount vn: Target speed at step frequency fn (n = 1 to N)
T: Step frequency fn time λn: Wavelength (n = 1 to N)
If the target signals are xr _Σ and xr _Δ , the signal after speed correction is expressed by the following equation.

ここで、
ｊ：虚数単位
この速度補正後の信号を、次式に示すようにフーリエ変換すれば、速度補償されたステップ周波数合成後の信号が得られ、この信号が、比較器８に送られる。

here,
j: Imaginary unit If this speed-corrected signal is Fourier transformed as shown in the following equation, a speed-compensated signal after step frequency synthesis is obtained, and this signal is sent to the comparator 8.

ここで、
ｘｒ_Σ ：Σウェイトのパルス圧縮後の信号
ｘｒ_Δ ：Δウェイトのパルス圧縮後の信号
ｘｒ_Σｃ：ｘｒ_Σの補正後信号
ｘｒ_Δｃ：ｘｒ_Δの補正後信号
Ｘstep_Σ（ｒ）：レンジセルｒ毎に更にＮポイントに分割したΣ信号
Ｘstep_Δ（ｒ）：レンジセルｒ毎に更にＮポイントに分割したΔ信号
ＦＴｎ：周波数ｎに関するフーリエ変換
ｒ：レンジセル番号
なお、上述した式は、簡単のため、フーリエ変換時に窓関数を含めないで記述されているが、レンジ・サイドローブを低減するために、窓関数を含めるように構成することもできる。 here,
xr _Σ : signal after pulse compression of Σ weight xr _Δ : signal after pulse compression of Δ weight xr _Σc : signal after correction of xr _Σ xr _Δc : signal after correction of xr _Δ Xstep _Σ (r): for each range cell r Σ signal further divided into N points Xstep _Δ (r): Δ signal further divided into N points for each range cell r FTn: Fourier transform relating to frequency n r: Range cell number Note that the above formula is Fourier transform for simplicity. Although sometimes described without the window function, it may be configured to include a window function to reduce range sidelobes.

比較器８は、ステップ周波数合成器７から送られてくるＸ_Σ（ｒ）信号およびＸ_Δ（ｒ）信号を用いて、次式により、絶対値を算出する。

The comparator 8 uses the X _Σ (r) signal and the X _Δ (r) signal sent from the step frequency synthesizer 7 to calculate an absolute value according to the following equation.

ここで、
ａｂｓ［］：絶対値
図５は、Σ信号とΔ信号のレンジ応答の様子を示す。ステップ周波数合成後の距離サイドローブの形状は、パルス圧縮後の距離軸上の波形とステップ周波数合成による距離軸上の波形との乗算であり、図５（ａ）に示す波形は、Σ信号およびΔ信号について、それぞれ図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すようになる。 here,
abs []: Absolute Value FIG. 5 shows the state of the range response of the Σ signal and the Δ signal. The shape of the distance side lobe after the step frequency synthesis is a multiplication of the waveform on the distance axis after pulse compression and the waveform on the distance axis by the step frequency synthesis, and the waveform shown in FIG. The Δ signal is as shown in FIGS. 5B and 5C, respectively.

比較器８は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、Ｘ_Σの方がＸ_Δよりも大きい場合には、信号がメインローブにあるものと判断する。一方、比較器８は、図６（ｃ）および図６（ｄ）に示すように、Ｘ_Σの方がＸ_Δよりも小さい場合には、グレーティングローブから信号が入力しているものと判断する。比較器８は、メインローブからの信号であると判断した場合は、Σ信号を検出器９に送る。 Comparator 8, as shown in FIG. 6 (a) and 6 (b), when the direction of X _sigma is greater than X _delta is determined that the signal in the main lobe. Meanwhile, comparator 8, as shown in FIG. 6 (c) and FIG. 6 (d), the in the case towards the X _sigma is smaller than the X _delta is determined that the signal from the grating lobe is entered . If the comparator 8 determines that the signal is from the main lobe, it sends a Σ signal to the detector 9.

検出器９は、比較器８から送られてくるΣ信号と所定の検出用スレショルドと比較し、Σ信号が検出用スレショルドを超えた場合には目標である旨を検出し、この目標であるとして検出されたセルまでの距離を目標距離として外部に出力する。 The detector 9 compares the Σ signal sent from the comparator 8 with a predetermined detection threshold, and detects that the target is the target when the Σ signal exceeds the detection threshold. The detected distance to the cell is output to the outside as a target distance.

なお、距離精度をあげるために、複数セルの情報をもとに、次式の重心演算を実施するように構成することもできる。

In addition, in order to raise distance accuracy, it can also comprise so that the gravity center calculation of following Formula may be implemented based on the information of multiple cells.

ここで、
ｒｍ：検出したレンジセルの回りのレンジ（１〜Ｍ）
ｒｇ：重心演算により求めたレンジセル
次に、上記のように構成される本発明の実施例１に係るレーダ装置の動作を、図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。 here,
rm: Range around the detected range cell (1 to M)
rg: Range cell obtained by centroid calculation Next, the operation of the radar apparatus according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、受信データが取得される（ステップＳ１１）。すなわち、ステップ＆チャープ信号生成器１は、チャープ信号のパルスの周波数がステップ状に変化する送信信号を生成して送信増幅器２に送る。この送信信号は、送信増幅器２およびサーキュレータ３を介してアンテナ４に送られ、このアンテナ４から送信波として空間に放射される。アンテナ４から空間に放射された送信波は、目標で反射されてアンテナ４に入力され、サーキュレータ３を介して受信器５に送られる。受信器５は、サーキュレータ３から送られてくる信号を、受信信号としてパルス圧縮器６に送る。 First, received data is acquired (step S11). That is, the step & chirp signal generator 1 generates a transmission signal in which the frequency of the chirp signal pulse changes stepwise and sends it to the transmission amplifier 2. This transmission signal is sent to the antenna 4 via the transmission amplifier 2 and the circulator 3, and is radiated from the antenna 4 to the space as a transmission wave. A transmission wave radiated from the antenna 4 to the space is reflected by the target, input to the antenna 4, and sent to the receiver 5 via the circulator 3. The receiver 5 sends the signal sent from the circulator 3 to the pulse compressor 6 as a received signal.

次いで、Σパルス圧縮が行われる（ステップＳ１２）。すなわち、パルス圧縮器６は、受信器５から送られてきた受信信号に対して、パルス圧縮ウェイト制御器１０から送られてくるΣ信号のパルス圧縮用のウェイトＷを用いて、パルス圧縮を実行し、パルス圧縮後のΣ信号をステップ周波数合成器７に送る。 Next, Σ pulse compression is performed (step S12). That is, the pulse compressor 6 performs pulse compression on the received signal sent from the receiver 5 by using the pulse compression weight W of the Σ signal sent from the pulse compression weight controller 10. Then, the Σ signal after pulse compression is sent to the step frequency synthesizer 7.

次いで、Σステップ周波数合成が行われる（ステップＳ１３）。すなわち、ステップ周波数合成器７は、パルス圧縮器６から送られてくるパルス圧縮後のΣ信号をフーリエ変換することにより、ステップ周波数による合成を行い、結果を比較器８に送る。 Next, Σ step frequency synthesis is performed (step S13). That is, the step frequency synthesizer 7 performs synthesis by step frequency by Fourier transforming the pulse-compressed Σ signal sent from the pulse compressor 6, and sends the result to the comparator 8.

次いで、Δパルス圧縮が行われる（ステップＳ１４）。すなわち、パルス圧縮器６は、受信器５から送られてきた受信信号に対して、パルス圧縮ウェイト制御器１０から送られてくるΔ信号のパルス圧縮用のウェイトＷを用いて、パルス圧縮を実行し、パルス圧縮後のΔ信号をステップ周波数合成器７に送る。 Next, Δ pulse compression is performed (step S14). That is, the pulse compressor 6 performs pulse compression on the received signal sent from the receiver 5 by using the pulse compression weight W of the Δ signal sent from the pulse compression weight controller 10. Then, the Δ signal after pulse compression is sent to the step frequency synthesizer 7.

次いで、Δステップ周波数合成が行われる（ステップＳ１５）。すなわち、ステップ周波数合成器７は、パルス圧縮器６から送られてくるパルス圧縮後のΔ信号をフーリエ変換することにより、ステップ周波数による合成を行い、結果を比較器８に送る。 Next, Δ step frequency synthesis is performed (step S15). In other words, the step frequency synthesizer 7 performs synthesis using the step frequency by Fourier transforming the Δ signal after pulse compression sent from the pulse compressor 6, and sends the result to the comparator 8.

次いで、ΣがΔより大きいかどうかが調べられる（ステップＳ１６）。すなわち、比較器８は、ステップ周波数合成器７から送られてくるΣ信号とΔ信号とを比較する。このステップＳ１６において、ΣがΔより大きいことが判断されると、目標検出が行われる（ステップＳ１７）。すなわち、比較器８は、メインローブからの信号であると判断すると、Σ信号を検出器９に送り、検出器９は、比較器８から送られてくるΣ信号と検出用スレショルドと比較し、Σ信号が検出用スレショルドを超えた場合には目標である旨を検出し、この目標であるとして検出されたセルまでの距離を目標距離として外部に出力する。その後、処理は終了する。 Next, it is checked whether Σ is larger than Δ (step S16). That is, the comparator 8 compares the Σ signal and the Δ signal sent from the step frequency synthesizer 7. If it is determined in step S16 that Σ is larger than Δ, target detection is performed (step S17). That is, when the comparator 8 determines that the signal is from the main lobe, it sends a Σ signal to the detector 9, and the detector 9 compares the Σ signal sent from the comparator 8 with the detection threshold, When the Σ signal exceeds the detection threshold, it detects that it is a target, and outputs the distance to the cell detected as this target to the outside as the target distance. Thereafter, the process ends.

一方、ステップＳ１６において、ΣがΔより大きくないことが判断されると、目標非検出が行われる（ステップＳ１８）。すなわち、比較器８は、グレーティングローブからの信号であると判断すると、Σ信号を検出器９に送らない。これにより、検出部９における目標検出は行われず、処理は終了する。 On the other hand, if it is determined in step S16 that Σ is not larger than Δ, target non-detection is performed (step S18). That is, when the comparator 8 determines that the signal is from the grating lobe, it does not send the Σ signal to the detector 9. Thereby, the target detection in the detection part 9 is not performed, but a process is complete | finished.

本発明の実施例２に係るレーダ装置は、実施例１に係るレーダ装置のステップ周波数合成器が処理するパルス波形としてパルス圧縮後の波形を用いたのに対し、単パルスの波形を用いて、Σ信号とΔ信号に相当する波形を生成するようにしたものである。 The radar apparatus according to the second embodiment of the present invention uses a pulse-compressed waveform as the pulse waveform processed by the step frequency synthesizer of the radar apparatus according to the first embodiment. Waveforms corresponding to the Σ signal and the Δ signal are generated.

図８は、本発明の実施例２に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。このレーダ装置は、実施例１に係るレーダ装置からパルス圧縮器６およびパルス圧縮ウェイト制御器１０が除去されて受信器５の出力がステップ周波数合成器７に送られるように変更されるとともに、ステップ＆チャープ信号生成器１が、ステップ＆ΣΔ信号生成器１ａに置き換えられて構成されている。以下、実施例１に係るレーダ装置と相違する部分を中心に説明する。 FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a radar apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The radar apparatus is modified so that the pulse compressor 6 and the pulse compression weight controller 10 are removed from the radar apparatus according to the first embodiment and the output of the receiver 5 is sent to the step frequency synthesizer 7. The & chirp signal generator 1 is replaced with a step & ΣΔ signal generator 1a. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the radar apparatus according to the first embodiment.

ステップ＆ΣΔ信号生成器１ａは、測距したい範囲について、Σ信号に比べてΔ信号のレベルを低くした単パルス（チャープ信号ではないパルス）の波形を有する送信信号を生成し、送信増幅器２に送る。 The step & ΣΔ signal generator 1a generates a transmission signal having a waveform of a single pulse (pulse that is not a chirp signal) in which the level of the Δ signal is lower than that of the Σ signal in a range to be measured, and sends the transmission signal to the transmission amplifier 2 .

ステップ周波数合成器７は、受信器５から送られてくる受信信号を用いて、Σ信号およびΔ信号の各々について、フーリエ変換することにより、ステップ周波数による合成を行う。この場合、目標の動きがあれば、Σ信号とΔ信号を用いて、（４）〜（７）式による速度補正を行った後に、ステップ周波数による合成を行う。このステップ周波数合成器７でステップ周波数合成された信号が比較器８に送られる。 The step frequency synthesizer 7 uses the received signal sent from the receiver 5 to perform Fourier transform on each of the Σ signal and Δ signal, thereby synthesizing with the step frequency. In this case, if there is a target movement, the Σ signal and the Δ signal are used to perform speed correction using the equations (4) to (7), and then synthesis is performed using the step frequency. The signal frequency-synthesized by the step frequency synthesizer 7 is sent to the comparator 8.

比較器８は、ステップ周波数合成器７から送られてくる信号を用いて、（８）式により、Ｘ_Σ信号およびＸ_Δ信号を取得し、これらの比較を行う。以下、実施例１と同様の処理により、レンジ・グレーティングローブを抑圧した高分解能の測距値が得られる。 The comparator 8 uses the signal sent from the step frequency synthesizer 7 to obtain the X _Σ signal and the X _Δ signal according to the equation (8), and compares them. Thereafter, a high-resolution range-finding value with the range / grating lobe suppressed is obtained by the same processing as in the first embodiment.

次に、上記のように構成される本発明の実施例２に係るレーダ装置の動作を、図９に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、実施例１に係るレーダ装置における処理（図７のフローチャート参照）に相当する処理を行う部分には、図７のフローチャートで使用した符号と同一の符号を付して説明する。 Next, the operation of the radar apparatus according to Embodiment 2 of the present invention configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Note that portions that perform processing corresponding to processing (see the flowchart in FIG. 7) in the radar apparatus according to the first embodiment will be described with the same reference numerals used in the flowchart in FIG.

まず、受信データが取得される（ステップＳ１１）。すなわち、ステップ＆ΣΔ信号生成器１ａは、Σ信号に比べてΔ信号のレベルを低くしたパルス波形を有する送信信号を生成して送信増幅器２に送る。この送信信号は、送信増幅器２およびサーキュレータ３を介してアンテナ４に送られ、このアンテナ４から送信波として空間に放射される。アンテナ４から空間に放射された送信波は、目標で反射されてアンテナ４に入力され、サーキュレータ３を介して受信器５に送られる。受信器５は、サーキュレータ３から送られてくるΣ信号およびΔ信号をステップ周波数合成器７に送る。 First, received data is acquired (step S11). That is, the step & ΣΔ signal generator 1a generates a transmission signal having a pulse waveform in which the level of the Δ signal is lower than that of the Σ signal, and sends the transmission signal to the transmission amplifier 2. This transmission signal is sent to the antenna 4 via the transmission amplifier 2 and the circulator 3, and is radiated from the antenna 4 to the space as a transmission wave. A transmission wave radiated from the antenna 4 to the space is reflected by the target, input to the antenna 4, and sent to the receiver 5 via the circulator 3. The receiver 5 sends the Σ signal and Δ signal sent from the circulator 3 to the step frequency synthesizer 7.

次いで、Σステップ周波数合成が行われる（ステップＳ１３）。すなわち、ステップ周波数合成器７は、パルス圧縮器６から送られてくるΣ信号をフーリエ変換することにより、ステップ周波数による合成を行い、結果を比較器８に送る。 Next, Σ step frequency synthesis is performed (step S13). That is, the step frequency synthesizer 7 performs synthesis by the step frequency by Fourier-transforming the Σ signal sent from the pulse compressor 6, and sends the result to the comparator 8.

次いで、Δステップ周波数合成が行われる（ステップＳ１５）。すなわち、ステップ周波数合成器７は、パルス圧縮器６から送られてくるΔ信号をフーリエ変換することにより、ステップ周波数による合成を行い、結果を比較器８に送る。 Next, Δ step frequency synthesis is performed (step S15). In other words, the step frequency synthesizer 7 performs a Fourier transform on the Δ signal sent from the pulse compressor 6 to synthesize by the step frequency, and sends the result to the comparator 8.

次いで、ΣがΔより大きいかどうかが調べられる（ステップＳ１６）。すなわち、比較器８は、ステップ周波数合成器７から送られてくるΣ信号とΔ信号とを比較する。このステップＳ１６において、ΣがΔより大きいことが判断されると、目標検出が行われる（ステップＳ１７）。すなわち、比較器８は、メインローブからの信号であると判断すると、Σ信号を検出器９に送り、検出器９は、比較器８から送られてくるΣ信号と検出用スレショルドと比較し、Σ信号が検出用スレショルドを超えた場合には目標である旨を検出し、検出器の位置からこの目標であるとして検出したセルまでの距離を目標距離として外部に出力する。その後、処理は終了する。 Next, it is checked whether Σ is larger than Δ (step S16). That is, the comparator 8 compares the Σ signal and the Δ signal sent from the step frequency synthesizer 7. If it is determined in step S16 that Σ is larger than Δ, target detection is performed (step S17). That is, when the comparator 8 determines that the signal is from the main lobe, it sends a Σ signal to the detector 9, and the detector 9 compares the Σ signal sent from the comparator 8 with the detection threshold, When the Σ signal exceeds the detection threshold, it is detected that the target is the target, and the distance from the detector position to the cell detected as the target is output to the outside as the target distance. Thereafter, the process ends.

本発明の実施例３に係るレーダ装置は、実施例１に係るレーダ装置に測角器を追加し、マルチパス環境下において、直接波と間接波（マルチパス波）が入力された場合に、直接波を抽出し、この抽出した直接波を用いて測角を行うものである。 The radar apparatus according to the third embodiment of the present invention adds a goniometer to the radar apparatus according to the first embodiment, and when a direct wave and an indirect wave (multipath wave) are input in a multipath environment, A direct wave is extracted, and angle measurement is performed using the extracted direct wave.

図１０は、本発明の実施例３に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。このレーダ装置は、実施例１に係るレーダ装置に測角器（直接波抽出を含む）１１が追加されて構成されている。 FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a radar apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. This radar apparatus is configured by adding a goniometer (including direct wave extraction) 11 to the radar apparatus according to the first embodiment.

間接波（マルチパス波）は、地面や海面等で反射しているため、図１１に示すように、直接波に比べて距離が遠くなる。直接波と間接波の距離差に比べて距離分解能が低いレーダ装置では、直接波と間接波を分離できないが、高い距離分解能を有するように構成された実施例１に係るレーダ装置によれば、図１２に示すように、距離の短い直接波と距離の遠い間接波とを分離することができる。 Since the indirect wave (multipath wave) is reflected by the ground, the sea surface, or the like, the distance is longer than the direct wave as shown in FIG. According to the radar apparatus according to the first embodiment configured to have a high distance resolution, a radar apparatus having a low distance resolution compared to the distance difference between the direct wave and the indirect wave cannot separate the direct wave and the indirect wave. As shown in FIG. 12, a direct wave having a short distance and an indirect wave having a long distance can be separated.

検出器９は、比較器８から送られてくるΣ信号と検出用スレショルドと比較し、Σ信号が検出用スレショルドを超えた場合には目標である旨を検出し、この目標であるとして検出されたセルまでの距離を目標距離として測角部１１に送る。 The detector 9 compares the Σ signal sent from the comparator 8 with the detection threshold. When the Σ signal exceeds the detection threshold, the detector 9 detects that it is a target, and is detected as this target. The distance to the measured cell is sent to the angle measuring unit 11 as a target distance.

測角部１１は、検出器９から送られてくる目標距離が複数存在する場合は、最も近い目標距離を抽出し、つまり直接波を抽出し、この抽出した直接波の信号を用いて測角処理を行う。測角処理においては、位相モノパルスの場合には、図１３（ａ）に示すように、ΣビームとΔビームに対して、次式により誤差電圧を求める。

When there are a plurality of target distances sent from the detector 9, the angle measuring unit 11 extracts the nearest target distance, that is, extracts a direct wave, and measures the angle using the extracted direct wave signal. Process. In the angle measurement process, in the case of a phase monopulse, as shown in FIG. 13A, an error voltage is obtained by the following equation for the Σ beam and Δ beam.

ここで、
Ｅｍ；誤差電圧
Ｒｅ；複素数の実部
この誤差電圧Ｅと、図１２（ｂ）に示すような、あらかじめテーブル化しておいた測角曲線と比較することにより、測角値を得ることができる。なお、振幅比較測角の場合には、位相モノパルスのΔビームの代わりに、Σに対してスクイントしたΣＵビームを用いて、次式の誤差電圧により測角すればよい。

here,
Em; Error voltage Re; Real part of complex number A measured angle value can be obtained by comparing this error voltage E with a previously measured angled curve as shown in FIG. In the case of amplitude comparison angle measurement, angle measurement may be performed using the error voltage of the following equation using a ΣU beam squinted with respect to Σ instead of the phase monopulse Δ beam.

次に、上記のように構成される本発明の実施例３に係るレーダ装置の動作を、図１４に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、実施例１に係るレーダ装置における処理（図７のフローチャート参照）に相当する処理を行う部分には、図７のフローチャートで使用した符号と同一の符号を付して説明を簡略化する。 Next, the operation of the radar apparatus according to Embodiment 3 of the present invention configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG. It should be noted that the same reference numerals as those used in the flowchart of FIG. 7 are attached to portions that perform the processing corresponding to the processing in the radar apparatus according to the first embodiment (see the flowchart of FIG. 7), and the description is simplified.

まず、受信データが取得される（ステップＳ１１）。次いで、Σパルス圧縮が行われる（ステップＳ１２）。次いで、Σステップ周波数合成が行われる（ステップＳ１３）。次いで、Δパルス圧縮が行われる（ステップＳ１４）。次いで、Δステップ周波数合成が行われる（ステップＳ１５）。 First, received data is acquired (step S11). Next, Σ pulse compression is performed (step S12). Next, Σ step frequency synthesis is performed (step S13). Next, Δ pulse compression is performed (step S14). Next, Δ step frequency synthesis is performed (step S15).

次いで、ΣがΔより大きいかどうかが調べられる（ステップＳ１６）。このステップＳ１６において、ΣがΔより大きいことが判断されると、目標検出が行われる（ステップＳ１７）。その後、ステップＳ１９に進む。一方、ステップＳ１６において、ΣがΔより大きくないことが判断されると、目標非検出が行われる（ステップＳ１８）。すなわち、目標検出は行われず、ステップＳ１９に進む。 Next, it is checked whether Σ is larger than Δ (step S16). If it is determined in step S16 that Σ is larger than Δ, target detection is performed (step S17). Thereafter, the process proceeds to step S19. On the other hand, if it is determined in step S16 that Σ is not larger than Δ, target non-detection is performed (step S18). That is, target detection is not performed and it progresses to Step S19.

ステップＳ１９においては、近距離目標が抽出される。すなわち、測角部１１は、検出器９から送られてくる目標距離が複数存在する場合は最も近い目標距離、つまり、直接波の信号を抽出する。次いで、測角が行われる（ステップＳ２０）。すなわち、測角部１１は、ステップＳ１９で抽出した直接波の信号を用いて測角処理を行い、測角値を出力する。以上により、処理は終了する。 In step S19, a short distance target is extracted. That is, when there are a plurality of target distances sent from the detector 9, the angle measuring unit 11 extracts the closest target distance, that is, a direct wave signal. Next, angle measurement is performed (step S20). That is, the angle measurement unit 11 performs angle measurement processing using the direct wave signal extracted in step S19, and outputs an angle measurement value. Thus, the process ends.

なお、上述した実施例３に係るレーダ装置は、実施例１に係るレーダ装置に測角部１１を設けたが、実施例２に係るレーダ装置に測角部１１を設けるように構成することもできる。この場合にも、上述した実施例３に係るレーダ装置と同様の作用および効果が得られる。 The radar device according to the third embodiment described above includes the angle measuring unit 11 in the radar device according to the first embodiment. However, the radar device according to the second embodiment may be configured to include the angle measuring unit 11. it can. Also in this case, the same operation and effect as the radar device according to the third embodiment described above can be obtained.

以上説明したように、本発明の実施例３に係るレーダ装置によれば、間接波の影響を抑圧して高精度な測角値が得られる。 As described above, according to the radar apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, it is possible to obtain highly accurate angle measurement values by suppressing the influence of indirect waves.

本発明は、距離精度向上による追尾能力向上、マルチパス対処等のために、高い距離分解能を要するレーダ装置やソナー装置などに利用可能である。 The present invention can be used for a radar apparatus or a sonar apparatus that requires high distance resolution in order to improve tracking ability by improving distance accuracy, cope with multipath, and the like.

本発明の実施例１に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例１に係るレーダ装置のステップ＆チャープ信号生成器で発生される送信信号を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the transmission signal generated with the step & chirp signal generator of the radar apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係るレーダ装置において、目標の動きがある場合に行われるステップ周波数の速度補正の原理（その１）を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the principle (part 1) of speed correction of a step frequency performed when there is a target movement in the radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例１に係るレーダ装置において、目標の動きがある場合に行われるステップ周波数の速度補正の原理（その２）を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a principle (part 2) of speed correction of a step frequency performed when there is a target movement in the radar apparatus according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施例１に係るレーダ装置におけるΣ信号とΔ信号によるレンジ応答を示す図である。It is a figure which shows the range response by (SIGMA) signal and (DELTA) signal in the radar apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係るレーダ装置の比較器における比較動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the comparison operation | movement in the comparator of the radar apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係るレーダ装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the radar apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例２に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radar apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例２に係るレーダ装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the radar apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例３に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radar apparatus which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例３に係るレーダ装置において使用される直接波と間接波の距離差を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the distance difference of the direct wave and indirect wave which are used in the radar apparatus which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例３に係るレーダ装置において得られる直接波と間接波を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the direct wave and indirect wave which are obtained in the radar apparatus which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例３に係るレーダ装置において行われる測角を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the angle measurement performed in the radar apparatus which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例３に係るレーダ装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the radar apparatus which concerns on Example 3 of this invention. 従来のレーダ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional radar apparatus. 従来のレーダ装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the conventional radar apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１ステップ＆チャープ信号発生器
１ａステップ＆ΣΔ信号発生器
２送信増幅器
３アンテナ
４サーキュレータ
５受信器
６パルス圧縮器
７ステップ周波数合成器
８比較器
９検出器
１０パルス圧縮ウェイト制御器
１１測角器 1 Step & Chirp Signal Generator 1a Step & ΣΔ Signal Generator 2 Transmitting Amplifier 3 Antenna 4 Circulator 5 Receiver 6 Pulse Compressor 7 Step Frequency Synthesizer 8 Comparator 9 Detector 10 Pulse Compression Weight Controller 11 Angle Measuring Instrument

Claims

チャープ信号のパルスの周波数がステップ状に変化する送信信号を生成するステップ＆チャープ信号生成器と、
前記ステップ＆チャープ信号生成器で生成された送信信号を送信することにより得られた反射波を受信して受信信号を生成する受信器と、
和信号を表すΣ信号および差信号を表すΔ信号のパルス圧縮用のウェイト

を発生するパルス圧縮ウェイト制御器と、
前記受信器からの受信信号に対して、前記パルス圧縮ウェイト制御器からのウェイトを用いてパルス圧縮を行ってΣ信号およびΔ信号を生成するパルス圧縮器と、
前記パルス圧縮器におけるパルス圧縮により得られたΣ信号およびΔ信号の各々について、ステップ周波数による合成を行うステップ周波数合成器と、
前記ステップ周波数合成器で合成することにより得られたΣ信号とΔ信号の絶対値のレベルを比較する比較器と、
前記比較器による比較により、Σ信号のレベルがΔ信号のレベルより大きいことを示している場合のΣ信号を用いて目標を検出し、目標距離を出力する検出器と、
を備えたことを特徴とするレーダ装置。 A step and chirp signal generator for generating a transmission signal in which the frequency of the chirp signal pulse changes stepwise;
A receiver for receiving a reflected wave obtained by transmitting the transmission signal generated by the step & chirp signal generator and generating a reception signal;
Weight for pulse compression of Σ signal representing sum signal and Δ signal representing difference signal

A pulse compression weight controller for generating
A pulse compressor that generates a Σ signal and a Δ signal by performing pulse compression on the received signal from the receiver using a weight from the pulse compression weight controller;
A step frequency synthesizer for synthesizing with a step frequency for each of the Σ signal and Δ signal obtained by pulse compression in the pulse compressor;
A comparator that compares the level of the absolute value of the Σ signal and Δ signal obtained by synthesizing with the step frequency synthesizer;
A detector that detects a target using the Σ signal when the level of the Σ signal indicates that the level of the Σ signal is greater than the level of the Δ signal by comparison by the comparator, and outputs a target distance;
A radar apparatus comprising:

前記検出器で複数の目標が検出された場合に、最も近い目標までの目標距離に対応する信号を抽出し、該抽出した信号を用いて測角を行う測角部を備えたことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。When a plurality of targets are detected by the detector, a signal corresponding to a target distance to the nearest target is extracted, and an angle measuring unit that performs angle measurement using the extracted signal is provided. The radar device according to claim 1.