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技術 レーダ装置

出願人 三菱電機株式会社
発明者 野中康秀原照幸影目聡
出願日 2013年5月20日 (7年6ヶ月経過) 出願番号 2013-105865
公開日 2014年12月8日 (5年11ヶ月経過) 公開番号 2014-228296
状態 特許登録済
技術分野 レーダ方式及びその細部
主要キーワード 受信ノイズ 周波数解析処理 励振器 パルス変調信号 位相補正処理 相対速 位相補正量 スペクトラム信号
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年12月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

PRF電波アクティブ方式誘導装置搭載用レーダ装置において、パルス変調された送信波目標放射し、その反射波受信処理する際、ドップラ周波数分周波数偏移した複数の受信スペクトラムのうち一本のみを狭帯域フィルタで抽出することでノイズ抑圧しS/Nを確保していたが、受信した他のスペクトラムを有効に活用してS/N改善することができなかった。

解決手段

複数の狭帯域フィルタを具備する受信系により複数のスペクトラムを受信し、複数の目標信号を含む受信スペクトラムを距離、ドップラ周波数及びPRI諸元に応じて補正し、コヒーレント積分することによりS/Nを改善する。

概要

背景

パルス変調された送信波高頻度目標放射し、その反射波を受信して、複数の目標信号を含む受信スペクトラム周波数解析を行い、目標とクラッタを区別するHPRF(High Pulse Repetition Frequency)方式のレーダ装置(以下、HPRFレーダ装置)が知られている。HPRFレーダ装置においては、複数の目標信号を含む受信スペクトラムから狭帯域バンドパスフィルタにより一つのスペクトラムを抽出し、連続波にして受信信号を処理することで、S/N改善を図っている(例えば、特許文献1参照)。

概要

HPRF電波アクティブ方式誘導装置搭載用レーダ装置において、パルス変調された送信波を目標に放射し、その反射波を受信処理する際、ドップラ周波数分周波数偏移した複数の受信スペクトラムのうち一本のみを狭帯域フィルタで抽出することでノイズ抑圧しS/Nを確保していたが、受信した他のスペクトラムを有効に活用してS/N改善することができなかった。 複数の狭帯域フィルタを具備する受信系により複数のスペクトラムを受信し、複数の目標信号を含む受信スペクトラムを距離、ドップラ周波数及びPRI諸元に応じて補正し、コヒーレント積分することによりS/Nを改善する。

目的

この発明は係る課題を解決するためになされたものであって、受信機8の受信した複数の受信スペクトラムを有効活用して更なるS/N改善を図ることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

パルス変調された送信波目標放射し、その反射波を受信し、複数の狭帯域フィルタにより複数の受信スペクトラム弁別する受信機と、上記受信機により処理した複数の目標信号を含む受信スペクトラムを、目標相対距離目標相対速度、及びパルス繰り返し周波数に応じて位相補正し、位相補正した受信スペクトラムについてコヒーレント積分する信号処理器と、を備えたレーダ装置

技術分野

0001

この発明は、誘導装置に搭載されるレーダ装置のS/N(信号対ノイズ比)改善に関する。

背景技術

0002

パルス変調された送信波高頻度目標放射し、その反射波を受信して、複数の目標信号を含む受信スペクトラム周波数解析を行い、目標とクラッタを区別するHPRF(High Pulse Repetition Frequency)方式のレーダ装置(以下、HPRFレーダ装置)が知られている。HPRFレーダ装置においては、複数の目標信号を含む受信スペクトラムから狭帯域バンドパスフィルタにより一つのスペクトラムを抽出し、連続波にして受信信号を処理することで、S/N改善を図っている(例えば、特許文献1参照)。

先行技術

0003

特開平5−40165号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ここで、図3を用いて、従来のHPRFレーダ装置における、S/N改善上の課題を説明する。図3において、従来のHPRFレーダ装置は、アンテナ4と、サーキュレータ3と、増幅器2と、励振器1と、受信機8と、信号処理器9を備えている。励振器1の発振したパルス変調信号は、増幅器2で増幅され、サーキュレータ3を介してアンテナ4に送信されて、目標6に向けて送信される。その後、目標6で反射した受信波7はアンテナ4で受信され、サーキュレータ3を介して受信機8にて受信された後、信号処理器9で周波数解析処理がなされ、目標検出が行われる。信号処理器9は、コヒーレント積分処理10、目標検出処理11等の信号処理を行う。

0005

従来のHPRFレーダ装置は、図3に示すように、パルス変調された送信波が目標で反射され、受信機8の得た受信波は、目標相対速度に比例した周波数分、すなわちドップラ周波数分ずれた複数の受信スペクトラムとなる。従来の信号処理器9は、このうち一本のみを狭帯域フィルタで抽出することで、ノイズ抑圧所要のS/Nを確保していた。

0006

しかしながら、受信機8の受信した狭帯域フィルタの周波数帯以外の他のスペクトラムは、コヒーレント積分処理において活用することができず、これ以上のS/N改善に利用することができなかった。

0007

この発明は係る課題を解決するためになされたものであって、受信機8の受信した複数の受信スペクトラムを有効活用して更なるS/N改善を図ることを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

この発明によるレーダ装置は、パルス変調された送信波を目標に放射し、その反射波を受信し、複数の狭帯域フィルタにより複数の受信スペクトラムに弁別する受信機と、上記受信機により処理した複数の目標信号を含む受信スペクトラムを、目標相対距離、目標相対速度、及びパルス繰り返し周波数に応じて位相補正し、位相補正した受信スペクトラムについてコヒーレント積分する信号処理器と、を備えたものである。

発明の効果

0009

この発明によれば、複数の狭帯域フィルタを具備する受信系により複数のスペクトラムを受信し、目標との相対速度、相対距離に応じた受信波の位相補正を実施し、複数の受信スペクトラムをコヒーレント積分することで、S/Nの改善を図ることができる。

図面の簡単な説明

0010

実施の形態1によるHPRFレーダ装置の構成及びスペクトラム信号の処理例を示す図である。
実施の形態1によるHPRFレーダ装置の受信信号の時間軸上の波形を例示する図である。
従来のHPRFレーダ装置の構成及びスペクトラム信号の処理例を示す図である。

実施例

0011

実施の形態1.
図1は、この発明に係る実施の形態1によるHPRFレーダ装置の構成及びスペクトラム信号の処理例を示す図である。図1において、実施の形態1によるHPRFレーダ装置は、アンテナ4と、サーキュレータ3と、増幅器2と、励振器1と、受信機8と、信号処理器9を備えている。励振器1は、送信波5の元となるパルス変調された信号を生成し、増幅器2にて増幅した後、サーキュレータ5を経由して、アンテナ4から目標6の方向へ、送信波5を放射する。

0012

送信波5は、目標6にて反射され、受信波7としてアンテナ4に受信される。アンテナ4の受けた受信波7は、受信信号としてサーキュレータ3を経由して、受信機8にて受信処理が施される。受信機8は、複数の狭帯域フィルタ、増幅器等を具備する。受信機8は、各狭帯域フィルタによるフィルタリング処理増幅処理等の受信処理を実施する。受信機8で受信処理の施された信号は、狭帯域フィルタ毎の複数の信号に弁別される。その後、信号処理器9にて、狭帯域フィルタ毎に弁別された複数の信号のスペクトラムについて、位相補性処理12、コヒーレント積分処理10、及び目標検出処理11が施される。

0013

次に、実施の形態1の動作について、図1を用いて説明する。
パルス変調された送信波5は、パルス幅、PRF(Pulse Repetition Frequency;パルス繰り返し周波数)に応じた複数のスペクトラムになる。この送信波5が相対速度のある目標に反射されると、受信波7のスペクトラムは送信波5のスペクトラムから相対速度に応じたドップラ周波数分だけ、周波数がシフト周波数偏移)する。受信機8は、複数の狭帯域フィルタ(例えば図1の狭帯域フィルタ1、2、3)により複数のスペクトラム(例えば図1のスペクトラム1、2、3)を受信処理し、信号処理器9に出力する。この受信信号は、式(1)により表現される。

0014

0015

信号処理器9は、複数のスペクトラムのそれぞれの周波数及び距離に応じて、式(2)により位相補正量を算出し、算出した位相補正量を式(1)の受信信号に適用して、式(3)に示す位相補正処理12を施す。ここで、位相補正量は、目標相対距離(R0)、目標相対速度(v)、及びPRF諸元(例えばパルス繰り返し周波数fr)に応じて算出される。

0016

0017

0018

位相補正処理12による位相補正処理後の受信信号の複数のスペクトラムは、コヒーレント積分処理10にてコヒーレント積分がなされる。コヒーレント積分処理10は、スペクトラム毎にヒット方向のFFT処理13を実施し、その後スペクトラム方向FFT処理14を実施することで、複数のスペクトラムを合成する。

0019

ここで、図2は、実施の形態1によるHPRFレーダ装置の受信信号の波形を例示する図であり、(a)はアンテナ4の送信波、(b)はアンテナ4の受信波、(c)は受信機8の動作ステータ、(d)は受信機8の受信ノイズ、(e)は受信機8の受信波と受信ノイズを混ぜたものである。受信機8の入力は、図2(e)に示すように、受信波と受信機ノイズが混ざったものであり、目標の複数のスペクトラムを合成した際に受信機ノイズの電力についても合成するが、ノイズは受信時間が長く各スペクトラムの相関度は目標に比べ低いため、目標スペクトラムほど電力が増加せず、その結果、コヒーレント積分処理10の処理後はS/Nの改善が図れることとなる。

0020

このようにして、実施の形態1によるHPRFレーダ装置は、受信した複数のスペクトラムについて、目標との相対速度及び相対距離に応じた受信波の位相補正を施し、複数の受信スペクトラムをコヒーレント積分することで、S/Nの改善を図ることができる。

0021

実施の形態1によるHPRFレーダ装置は、パルス変調された送信波を目標に放射し、その反射波を受信し、複数の狭帯域フィルタにより複数の受信スペクトラムに弁別する受信機8と、上記受信機8により処理した複数の目標信号を含む受信スペクトラムを、目標相対距離、目標相対速度、及びパルス繰り返し周波数に応じて位相補正し、位相補正した受信スペクトラムについてコヒーレント積分する信号処理器9と、を備える。

0022

これによって、HPRF電波アクティブ方式の誘導装置搭載用レーダ装置において、パルス変調された送信波を目標に放射し、その反射波を受信処理する際、複数の狭帯域フィルタを具備する受信系により複数のスペクトラムを受信し、複数の目標信号を含む受信スペクトラムを目標相対距離、目標相対速度、PRF諸元に応じて位相補正し、位相補正した複数の受信スペクトラムをコヒーレント積分することにより、S/N改善を図ることができる。

0023

1励振器、2増幅器、3サーキュレータ、4アンテナ、5送信波、6目標、7受信波、8受信機、9信号処理器、10コヒーレント積分処理、11目標検出処理、12位相補正処理、13ヒット方向FFT、14スペクトラム方向FFT。

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