(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
速度計測モードと距離計測モードを切り換えるモード切換信号を出力するモード制御部と、前記モード切換信号により送受信切換信号と送信周波数設定信号を出力するタイミング発生部と、前記送受信切換信号と前記送信周波数設定信号により送信周波数信号及びローカル信号を出力する発振部と、前記送信周波数信号を増幅した送信信号を出力する送信部と、前記送受信切換信号により送受信を切り換える送受信切換部と、この送受信切換部から出力された送信信号を送信波として目標に向けて放射し、目標からの反射波を受けるアンテナ部と、前記モード制御部からのモード切換信号が速度計測モードの時には、前記アンテナ部で受けた反射波の受信信号を周波数変換、増幅、位相検波したビデオ信号を出力する速度系受信部と、前記モード制御部からのモード切換信号が距離計測モードの時には、前記アンテナ部で受けた反射波の受信信号を位相補正部から出力されたローカル補正信号により周波数変換、増幅、位相検波したビデオ信号をＡ／Ｄ変換部に出力する距離系受信部と、前記速度系受信部と前記距離系受信部からビデオ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記ディジタル信号を逆周波数解析し距離方向に分解された目標のレンジプロフィールを演算する帯域合成部と、前記レンジプロフィールを表示する表示部と、前記ディジタル信号を周波数解析しドップラ周波数を演算するドップラ演算部と、このドップラ演算部からのドップラ周波数により位相を演算する位相演算部と、この位相演算部からの位相によりローカル信号を補正する位相補正部とを備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
速度計測モードと距離計測モードを切り換えるモード切換信号を出力するモード制御部と、前記モード切換信号により送受信切換信号と送信周波数設定信号を出力するタイミング発生部と、前記送受信切換信号と前記送信周波数設定信号により送信周波数信号とローカル信号を出力する発振部と、前記送信周波数信号を増幅した送信信号を出力する送信部と、前記送受信切換信号により送受信を切り換える送受信切換部と、この送受信切換部から出力された送信信号を送信波として目標に向けて放射し、目標からの反射波を受けるアンテナ部と、前記モード制御部からのモード切換信号が速度計測モードの時には、前記アンテナ部で受けた反射波の受信信号を周波数変換、増幅、位相検波したビデオ信号を出力する速度系受信部と、前記モード制御部からのモード切換信号が距離計測モードの時には、前記アンテナ部で受けた反射波の受信信号を前記発振部から出力されたローカル信号により周波数変換、増幅、位相検波したビデオ信号をＡ／Ｄ変換部に出力する距離系受信部と、前記速度系受信部と前記距離系受信部からのビデオ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記ディジタル信号を逆周波数解析し距離方向に分解された目標のレンジプロフィールを演算する帯域合成部と、前記レンジプロフィールを表示する表示部と、前記ディジタル信号を周波数解析しドップラ周波数を演算するドップラ演算部と、このドップラ演算部からのドップラ周波数により位相を演算する位相演算部と、この位相演算部からの位相によりＡ／Ｄ変換後のディジタル信号を補正するディジタル位相補正部とを備えたことを特徴とするレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーダの送信周波数を広帯域にわたってステップ状に変化させ、距離分解能を向上させる帯域合成処理を用いて、目標までの距離とそのレンジプロフィールを取得するレーダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３と図４は従来のレーダ装置と運用図を示すものである。１はレーダ装置、２は目標、３は送信信号を目標に向けて放射し、目標２からの反射波を受けるアンテナ部、４は送受信切換信号により送信信号と受信信号の切り換える送受信切換部、５は送信周波数信号を増幅する送信部、６は送信周波数設定信号により送信周波数信号とローカル信号を出力する発振部、７は受信信号をローカル信号により周波数変換、増幅、位相検波したビデオ信号を出力する距離系受信部、８はビデオ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部、９は送受信切換信号と送信周波数設定信号を出力するタイミング発生部、１０はディジタル信号を逆周波数解析し距離方向に分解された目標のレンジプロフィールを演算する帯域合成部、１１は目標までの距離と目標のレンジプロフィールを表示する表示部である。
【０００３】
この動作を図３と図４に基づいて説明する。図４の（ａ）は運用を示すもので、１はレーダ装置、Ｔ１は固定目標、Ｔ２はレーダ装置に接近する移動目標を示す。レーダ装置１のタイミング発生部９より送信信号の周波数を発振部６に設定する。この送信信号を送信部５で増幅し、送受信切換部４、アンテナ部３を経て目標に向けて放射する。送信信号を図４（ｂ）に示す。各々の送信周波数ｆ１〜ｆＮに設定された送信信号パルス例の目標からの反射をアンテナ部３で受信する。目標ＴＩ、Ｔ２の受信信号を図４（ｃ）に示す。受信信号は、距離系受信部で周波数変換、増幅、位相検波し、Ａ／Ｄ変換部でディジタル信号に変換する。ディジタル信号を帯域合成部で逆周波数解析を行い、図４（ｄ）に示すＳ１は目標Ｔ１の、Ｓ２２は目標Ｔ２の距離方向に分解された目標のレンジプロフィールを表示する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のレーダ装置では、図４に示すとおり、移動目標Ｔ２は（ｄ）の帯域合成処理後のレンジプロフィールは、移動によるドップラ周波数の影響により実際のＳ２１の距離ではなく、移動速度分だけずれたＳ２２の距離に表示される。すなわち、固定目標Ｔ１の場合は、正しい距離Ｓ１に目標Ｔ１のレンジプロフィールが得られるが、移動目標Ｔ２の場合は実際の距離と違った距離に目標のレンジプロフィールが得られるという問題がある。
【０００５】
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、レーダ装置が目標の距離とそのレンジプロフィールを取得する際に、固定、移動目標に関わらず、目標の距離な位置のレンジプロフィールを取得することができ、この結果を表示することに利用するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明によるレーダ装置は、速度計測モードと距離計測モードを切り換えるモード切換信号を出力するモード制御部と、モード切換信号により送受信切換信号と送信周波数設定信号を出力するタイミング発生部と、送受信切換信号と送信周波数設定信号により送信周波数信号とローカル信号を出力する発振部と、送信周波数信号を増幅した送信信号を出力する送信部と、送受信切換信号により送受信を切り換える送受信切換部と、送受信切換部から出力された送信信号を送信波として空間に放射し、目標からの反射波を受信するアンテナ部と、モード制御部からのモード切換信号が速度計測モードの場合、アンテナ部で受けた反射波の受信信号を周波数変換、増幅、位相検波したビデオ信号を出力する速度系受信部と、モード制御部からのモード切換信号が距離計測モードの場合、アンテナ部で受けた反射波の受信信号を位相補償部から出力されたローカル補正信号により周波数変換、増幅、位相検波したビデオ信号をＡ／Ｄ変換部に出力する距離系受信部と、速度系受信部と距離系受信部からのビデオ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、ディジタル信号を逆周波数解析し距離方向に分解された目標のレンジプロフィールを演算する帯域合成部と、高距離分解されたレンジプロフィールを表示する表示部と、ディジタル信号を周波数解析しドップラ周波数を演算するドップラ演算部と、ドップラ演算部からのドップラ周波数により位相を演算する位相演算部と、位相演算部からの位相によりローカル信号を補正する位相補正部を備えたレーダ装置で、移動目標のドップラ周波数を速度計測モードで計測し、ドップラ周波数に対する位相を演算する。この位相を用いて距離計測モードで受信信号を補正することにより正確な距離とそのレンジプロフィールを取得する手段を有する。
【０００７】
また、第２の発明による誘導装置は、速度計測モードと距離計測モードを切り換えるモード切換信号を出力するモード制御部と、モード切換信号により送受信切換信号と送信周波数設定信号を出力するタイミング発生部と、送受信切換信号と送信周波数設定信号により送信周波数信号とローカル信号を出力する発振部と、送信周波数信号を増幅した送信信号を出力する送信部と、送受信切換信号により送受信を切り換える送受信切換部と、送受信切換部から出力された送信信号を送信波として空間に放射し、目標からの反射波を受けるアンテナ部と、モード制御部からのモード切換信号が速度計測モードの場合、アンテナ部で受けた反射波の受信信号を周波数変換、増幅、位相検波したビデオ信号を出力する速度系受信部と、モード制御部からのモード切換信号が距離計測モードの場合、アンテナ部で受けた反射波の受信信号を発振部から出力されたローカル信号により周波数変換、増幅、位相検波したビデオ信号をＡ／Ｄ変換部に出力する距離系受信部と、速度系受信部と距離系受信部からのビデオ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、ディジタル信号を逆周波数解析し距離方向に分解された目標のレンジプロフィールを演算する帯域合成部と、高距離分解されたレンジプロフィールを表示する表示部と、ディジタル信号を周波数解析しドップラ周波数を演算するドップラ演算部と、ドップラ演算部からのドップラ周波数により位相を演算する位相演算部と、位相演算部からの位相によりディジタル信号を補正するディジタル位相補正部とを備えたレーダ装置で、移動目標のドップラ周波数を速度計測モードで計測し、ドップラ周波数に対する位相を演算する。この位相を用いて距離計測モードで受信信号をディジタル信号に対して補正することにより、目標の正確な距離とそのレンジプロフィールを取得する手段を有する。
【０００８】
【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を示す構成図である。図１において、従来の構成図である図３に対する新規部分として、モード制御部１２と速度系受信部１３とドップラ計測部１４と位相演算部１５と位相補正部１６である。１２は目標のドップラ周波数を計測する速度計測モードと目標のレンジプロフィールと距離を計測する距離計測モードを切り換えるモード切換信号を生成するモード切換部、１３はモード切換部から速度計測モードを指令された際に動作し、周波数変換、増幅、位相検波し目標のドップラ情報が信号処理後得られるビデオ信号を出力する速度系受信部、１４は、Ａ／Ｄ変換部８からのディジタル信号を周波数解析し、目標のドップラ周波数を演算するドップラ演算部、１５はドップラ演算部１４からの出力である目標のドップラ周波数から位相を演算する位相演算部、１６は位相演算部１５の出力である位相補正量と送信設定周波数の切り換わりによってローカル補正信号を発生する位相補正部である。その他の構成は従来と同等である。
【０００９】
この動作を図１に基づき説明する。図１においてモード制御部１２で速度計測モードに設定する。速度計測モードで速度系受信部１３が動作する。タイミング発生部９から発振部６へ送信周波数設定信号を出力し、発振部６からの送信周波数信号を送信部５で増幅された送信信号が送受信切換部４を経て、アンテナ部３から空間に送信する。空間に送信され目標２からの反射波をアンテナ部３で受信し、送受信切換部４を経て速度系受信部１３によって周波数変換、増幅、位相検波したビデオ信号を生成する。ビデオ信号をＡ／Ｄ変換部８によってディジタル信号に変換し、ドップラ演算部において、目標２のドップラ周波数を演算しそのドップラ周波数から位相演算部１５で位相を演算する。目標２のドップラ周波数を計測した後、モード制御部１２で距離計測モードにモードを切り換える。距離計測モードで距離系受信部が動作する。タイミング発生部９から発振部６へ送信周波数を送信パルスごとに切り換える送信周波数設定信号を出力し、発振部６からの送信周波数信号を送信部５で増幅された送信信号が送受信切換部４を経て、アンテナ部３から目標に向けて送信する。目標２からの反射波をアンテナ部３で受信し、送受信切換部４を経て距離系受信部７で周波数変換、増幅、位相検波したビデオ信号を生成する。ビデオ信号をＡ／Ｄ変換部８によってディジタル信号に変換し、送信パルスごとに異なっている送信周波数に対応する受信信号を帯域合成部１０によって逆周波数解析することによりレンジプロフィールを生成し、表示する。その際、前記速度計測モードであらかじめ計測した目標２のドップラ周波数による位相を位相補正部１６によって発振部６からのローカル信号を補正する。位相補正部１６で補正されたローカル補正信号を用いて距離系受信部７で周波数変換することにより、移動目標のドップラ周波数を距離系受信部７で補正できるため、移動目標の正確な距離とそのレンジプロフィールを表示することができる。
【００１０】
このような構成をとることによって、図４の運用図の（ａ）に示す移動目標のレンジプロフィールを取得する際の距離ずれが生じる問題が、図４の（ｄ）に示すように移動目標の正確な距離のレンジプロフィールを取得することが可能となる。よって、移動目標のレンジプロフィールを取得する際の距離ずれを補正することができ、移動目標の正確な距離のレンジプロフィールを表示することが可能になる。
【００１１】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２を示す構成図である。図２において、従来の構成である図３に対する新規部分として、モード制御部１２と速度系受信部１３とドップラ計測部１４と位相演算部１５とディジタル位相補正部１７である。１２は目標のドップラ周波数を計測する速度計測モードと目標のレンジプロフィールと距離を計測する距離計測モードを切り換えるモード切換信号を生成するモード切換部、１３はモード切換部から速度計測モードを指令された際に動作し、周波数変換、増幅、位相検波し目標のドップラ情報が信号処理後得られるビデオ信号を出力する速度系受信部、１４は、Ａ／Ｄ変換部８からのディジタル信号を周波数解析し、目標のドップラ周波数を演算するドップラ演算部、１５はドップラ演算部１４からの出力である目標のドップラ周波数から位相を演算する位相演算部、１７は位相演算部１５の出力である位相補正量を距離計測モードの際に受信信号に対して補正する位相補正部である。その他の構成は従来と同等である。
【００１２】
この動作を図２に基づき説明する。図２においてモード制御部１２で速度計測モードに設定する。速度計測モードで速度系受信部１３が動作する。タイミング発生部９から発振部６へ送信周波数設定信号を出力し、発振部６からの送信周波数信号を送信部５で増幅された送信信号が送受信切換部４を経て、アンテナ部３から目標に向けて送信する。目標２からの反射波をアンテナ部３で受信し、送受信切換部４を経て速度系受信部１３によって周波数変換、増幅、位相検波したビデオ信号を生成する。ビデオ信号をＡ／Ｄ変換部８によってディジタル信号に変換し、ドップラ演算部において、目標２のドップラ周波数を演算しそのドップラ周波数から位相演算部１５で位相を演算する。目標２のドップラ周波数を計測した後、モード制御部１２で距離計測モードにモードを切り換える。距離計測モードで距離系受信部が動作する。タイミング発生部９から発振部６ヘ送信周波数を送信パルスごとに切り換える送信周波数設定信号を出力し、発振部６からの送信周波数信号を送信部５で増幅された送信信号が送受信切換部４を経て、アンテナ部３から目標に向けて送信する。目標２からの反射波をアンテナ部３で受信し、送受信切換部４を経て距離系受信部７で周波数変換、増幅、位相検波したビデオ信号を生成する。ビデオ信号をＡ／Ｄ変換部８によってディジタル信号に変換し、送信パルスごとに異なっている送信周波数に対応する受信信号を帯域合成部１０によって逆周波数解析することによりレンジプロフィールを生成し、表示する。その際、前記速度計測モードであらかじめ計測した目標２のドップラ周波数による位相を帯域合成部１０で逆周波数解析する前にディジタル位相補正部１７によって各送信周波数に対応する受信信号をあらかじめディジタル位相補正部１７内に保持しているドップラ周波数に対応する受信信号の補正データと加算することにより補正する。従って、移動目標のドップラ周波数をＡ／Ｄ変換後の受信信号に補正することにより、目標との距離とそのレンジプロフィールを正確な距離に表示することができる。
【００１３】
【発明の効果】
第１、２の発明によれば、レーダ装置で目標のレンジプロフィールを取得するために目標が固定、移動に関係なく、距離計測モードと速度計測モードの切換により目標の移動速度に対応するドップラ周波数を計測し、距離計測モードでドップラ周波数を補正することにより移動目標の正確な距離とそのレンジプロフィールを表示することができる。
【００１４】
また、第１の発明によれば、従来に比べて、移動目標の正確な距離とそのレンジプロフィールを表示することが可能になる。
【００１５】
また、第２の発明によれば、第１の発明に比べて、ディジタル信号をソフトウェア処理により補正が可能なため移動目標のレンジプロフィールをレーダ装置内の温度の影響を受けず、より正確な距離とそのレンジプロフィールを表示することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による誘導装置の実施の形態１を示す図である。
【図２】  この発明による誘導装置の実施の形態２を示す図である。
【図３】  従来のレーダ装置を示す図である。
【図４】  レーダ装置の運用図である。
【符号の説明】
１  レーダ装置、２  目標、３  アンテナ部、４  送受信切換部、５  送信部、６  発振部、７  距離系受信部、８  Ａ／Ｄ変換部、９  タイミング発生部、１０  帯域合成部、１１  表示部、１２  モード制御部、１３  速度系受信部、１４  ドップラ演算部、１５  位相演算部、１６  位相補正部、１７  ディジタル位相補正部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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