(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号のドップラ周波数を利用して目標物の識別をなすレーダ装置であって、
前記ドップラ周波数をフィルタ群に分割するためのＭ個（Ｍは２以上の整数）のパルスドップラフィルタと、これ等パルスドップラフィルタの出力を、複数の閾値を使用して処理しこの処理結果に応じて目標識別をなす第一の目標識別回路とを有する第一の目標処理手段と、
前記ドップラ周波数をフィルタ群に分割するためのＮ個（ＮはＭより大なる整数）のパルスドップラフィルタと、これ等パルスドップラフィルタの出力を、複数の閾値を使用して処理しこの処理結果に応じて目標識別をなす第二の目標識別回路とを有する第二の目標処理手段と、
これ等第一及び第二の目標処理手段を切換える切換え手段と、
を含み、目標物捜索時には、前記第一の目標処理手段により目標検知を行い、検知された目標物の識別時には、前記第二の目標処理手段により目標識別を行うようにしたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記第一の目標識別回路の閾値は、第一の閾値と、この第一の閾値より小なる第二の閾値とが設定されており、これ等第一及び第二の閾値による判定結果に応じて前記目標検知をなすことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記第二の目標識別回路の閾値は、第三の閾値と、この第三の閾値より小なる第四の閾値とが設定されており、これ等第三及び第四の閾値による判定結果に応じて前記目標識別をなすことを特徴とする請求項１または２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記第三の閾値で前記目標検知を行い、前記第四の閾値でホバリングヘリコプタの回転翼の回転による反射信号の変動によってレベル低した受信信号を検出するようにしたことを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項５】
入力信号のドップラ周波数をフィルタ群に分割するためのＭ個（Ｍは２以上の整数）のパルスドップラフィルタと、これ等パルスドップラフィルタの出力を、複数の閾値を使用して処理しこの処理結果に応じて目標識別をなす第一の目標識別回路とを有する第一の目標処理手段と、
前記ドップラ周波数をフィルタ群に分割するためのＮ個（ＮはＭより大なる整数）のパルスドップラフィルタと、これ等パルスドップラフィルタの出力を、複数の閾値を使用して処理しこの処理結果に応じて目標識別をなす第二の目標識別回路とを有する第二の目標処理手段と、
を含むレーダ装置の動作制御方法であって、
目標物捜索時には、前記第一の目標処理手段により前記目標の検知を行うステップと、
この検知された目標物の識別時には、前記第二の目標処理手段により目標の識別を行うステップと、
を含むことを特徴とする動作制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーダ装置及びその動作制御方法に関し、特に受信信号のドップラ周波数を利用して目標物の識別をなす際に、ホバリングするヘリコプタを他の移動目標物からの識別するのに好適なレーダ装置及びその動作制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーダの反射信号の中から目標信号を検出するためには、前もって不要信号であるクラッタを抑圧する必要がある。このクラッタの抑圧機能を有するレーダ装置の例として、実開昭６３−９０１８１号公報の明細書に開示のものがあり、図１０にその機能ブロック図を示す。図１０において、１００はパルスドップラフィルタ、２００は定誤警報受信処理回路（ＣＦＡＲ）、３００は周波数軸論理和回路、４００はゼロドップラ検出回路、５００はゲート回路、６００は基準値、７００は比較器である。
【０００３】
同図において、パルスドップラフィルタ１００の出力は図１１（ａ）に示す様に複数のドップラフィルタ群となる。またＣＦＡＲ回路２００は各フィルタ毎に目標検出を行い、周波数軸論理回路３００において、各距離毎に周波数軸方向にフィルタＮｏ．０を除き論理和を行い、単一の距離方向検出信号になる。従って、周波数軸論理和回路３００の出力はクラッタが除去されたものではあるが、パルスドップラフィルタ１００の抑圧能力を越える様な強力なクラッタの消え残り（６０）は、図１１（ｂ）〜（ｃ）に示す様に、除去されない。
【０００４】
一方、パルスドップラフィルタ１００の出力は比較器７００において基準値６００と比較され、基準値を越える信号は検出信号として出力される。比較器７００の検出出力はゼロドップラ検出回路４００において、パルスドップラフィルタ１００のどのフィルタの出力であるかそのＮｏ．を検出する。フィルタがＮｏ．が０である場合は、ドップラスペクトルが０Ｈｚ付近にあることになるので、クラッタとみなすことができるのである。また強力なクラッタによりＮｏ．０以外のフィルタで検出された場合も、Ｎｏ．０のフィルタで同時に検出されればクラッタと判断し除去することができる。
【０００５】
更に、例えば、空中で停止しているホバリングヘリコプタからの反射波が回転翼によりスペクトルが一様に拡がっている場合、すべてのフィルタＮｏ．から検出されるため、ヘリコプタであることを認識できる。以上の結果によりゼロドップラ検出回路４００は禁止制御信号をゲート回路５００に発生する。以上の動作を図１２にまとめている。
【０００６】
上記動作を更に詳細に説明する。図１１（ａ）は図１０におけるパルスドップラフィルタ１００の出力、図１１（ｂ）はＣＦＡＲ回路２００の出力、図１１（ｃ）は周波数軸論理和回路３００の出力、図１１（ｄ）はゼロドップラ検出回路４００の出力、図１１（ｅ）はゲート回路５００の出力を示すものである。
【０００７】
図１１（ｂ）において、フィルタＮｏ．０にクラッタ７０が存在すると、ゼロドップラ検出回路４００は図１１（ｄ）に示す禁止制御信号１０００を発生する。ゲート回路５００は禁止制御信号１０００を受けた場合、周波数軸論理和回路３００の出力に、図１１（ｃ）に示す様に、クラッタの消え残り６０が検出信号として出力されていても、図１１（ｅ）に示す様にこれを除去し、飛行機等の移動する他の目標信号８０のみを検出する。
【０００８】
次に空中で停止しているヘリコプタからの反射波は回転翼によりスペクトルが拡がっているため、図１１（ｂ）における信号９０に示す様にすべてのフィルタで検出される。すべてのフィルタで検出された場合、ゼロドップラ検出回路４００はフィルタＮｏ．０に検出があっても禁止制御信号は発生しない。従ってヘリコプタは最終的に目標信号として出力されることになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、レーダ装置においては、あるヒット数分を積分して、目標信号のＳ／Ｎを向上させる技術が用いられている。ここで、ドップラフィルタのフィルタ数は、ヒット数と同じ数になるため、ヒット数が多いとフィルタの数も増えることになる。上述した従来技術では、ホバリングヘリコプタと飛行機等の他の移動目標を周波数スペクトルの拡がりの違いにより識別しているが、ヒット数が少なくフィルタの数が少ないと多目標とヘリコプタの識別が困難になる。一方、全フィルタに信号がある場合にヘリコプタと判定するため、フィルタの数が多いとフィルタのどれか一つでも信号が欠けてしまうとヘリコプタと判定しなくなってしまう可能性がある。
【００１０】
例えば、図１３に示すように、ホバリングヘリコプタのブレードの回転角度によって反射するレベル、すなわち受信信号レベルが変動し、目標信号として受信出来ない場合が出てくる。目標と判定するためのスレッショルド値は、誤検出の確率を少なくするように設定されているため、低いレベルの信号は目標として検出されない可能性がある。前述のようにホバリングヘリコプタの反射波は、レベルが変動しているため、ある時は目標として検出し、ある時は目標として検出されないという問題が生ずる。
【００１１】
また、フィルタの数を増やすためにヒット数を多く取ると、Ｓ／Ｎは向上するが、データレートが遅くなるとともに相手に探知されやすくなり、秘匿性という面から不利になるという問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、かかる従来技術の問題点を解決し、ホバリングヘリコプタと他の移動目標との識別を正確に行い、かつ秘匿性の向上を図ったレーダ装置およびその動作制御方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、受信信号のドップラ周波数を利用して目標物の識別をなすレーダ装置であって、前記ドップラ周波数をフィルタ群に分割するためのＭ個（Ｍは２以上の整数）のパルスドップラフィルタと、これ等パルスドップラフィルタの出力を、複数の閾値を使用して処理しこの処理結果に応じて目標識別をなす第一の目標識別回路とを有する第一の目標処理手段と、前記ドップラ周波数をフィルタ群に分割するためのＮ個（ＮはＭより大なる整数）のパルスドップラフィルタと、これ等パルスドップラフィルタの出力を、複数の閾値を使用して処理しこの処理結果に応じて目標識別をなす第二の目標識別回路とを有する第二の目標処理手段と、これ等第一及び第二の目標処理手段を切換える切換え手段とを含み、目標物捜索時には、前記第一の目標処理手段により目標検知を行い、検知された目標物の識別時には、前記第二の目標処理手段により目標識別を行うようにしたことを特徴とするレーダ装置が得られる。
【００１４】
そして、前記第一の目標識別回路の閾値は、第一の閾値と、この第一の閾値より小なる第二の閾値とが設定されており、これ等第一及び第二の閾値による判定結果に応じて前記目標検知をなすことを特徴とする。
【００１５】
更に、前記第二の目標識別回路の閾値は、第三の閾値と、この第三の閾値より小なる第四の閾値とが設定されており、これ等第三及び第四の閾値による判定結果に応じて前記目標識別をなすことを特徴とする。また、前記第三の閾値で前記目標検知を行い、前記第四の閾値でホバリングヘリコプタの回転翼の回転による反射信号の変動によってレベル低下した受信信号を検出するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、受信信号のドップラ周波数をフィルタ群に分割するためのＭ個（Ｍは２以上の整数）のパルスドップラフィルタ、及びこれ等パルスドップラフィルタの出力を、複数の閾値を使用して処理しこの処理結果に応じて目標識別をなす第一の目標識別回路とを有する第一の目標処理手段と、前記ドップラ周波数をフィルタ群に分割するためのＮ個（ＮはＭより大なる整数）のパルスドップラフィルタ、及びこれ等パルスドップラフィルタの出力を、複数の閾値を使用して処理しこの処理結果に応じて目標識別をなす第二の目標識別回路とを有する第二の目標処理手段とを含むレーダ装置の動作制御方法であって、目標物捜索時には、前記第一の目標処理手段により前記目標の検知を行うステップと、この検知された目標物の識別時には、前記第二の目標処理手段により目標の識別を行うステップとを含むことを特徴とする動作制御方法が得られる。
【００１７】
すなわち、本発明では、ドップラフィルタの個数がＭ＜ＮなるＭ個のドップラフィルタを備えた第一の目標処理装置と、Ｎ個のドップラフィルタを備えた第二の目標処理装置を有し、第一及び第二のそれぞれの目標処理装置には目標信号判定において複数のスレッショルド値（閾値）を用いて検出処理可能な目標識別回路を有し、目標物の捜索時には第一の目標処理装置にて探知に必要な最小限のヒット数を送信し目標検知を行い、検知された目標物の識別を行うときは第二の目標処理装置を用いて、捜索時より多くのヒット数を送信しドップラフィルタ数を増やすことによりドップラ分解能を向上させて目標物のドップラ識別をする手段を有する。
【００１８】
また、目標を検知するためのスレッショルド値がＴＨ１＞ＴＨ２なる２種類のスレッショルド値で検知可能な目標検出回路を有し、スレッショルド値ＴＨ１にて目標物を検知し、スレッショルド値ＴＨ２にてホバリングヘリコプタの回転翼の回転による反射信号の変動によって受信レベルが低くなった信号を検知する手段を有する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。図１は本発明の実施例の構成を示すブロック図である。同図において、受信された信号をドップラ周波数で分離するためのパルスドップラフィルタ４と、フィルタ毎に分離された信号の中から目標として検出するためのＣＦＡＲ（定誤警報回路）６と、各フィルタでの検出信号を基に目標を識別するための目標識別回路８からなる目標処理装置１と、目標処理装置１と同様にパルスドップラフィルタ５、ＣＦＡＲ７、目標識別回路９から成る目標処理装置２と、目標処理装置１と目標処理装置２の選択を行うための切換スイッチ３と、目標処理装置１と目標処理装置２のそれぞれで処理された信号を合成するための合成回路１０とから構成される。
【００２０】
目標識別回路８及び目標識別回路９には、目標検出判定のための２つのスレッショルド値（閾値）を持ったダブルスレッレショルド検出回路１１，１４と、２つのスレッショルドで検出された出力信号をフィルタ間で相関を取るためのフィルタ間相関回路１２，１５とがある。また、目標識別回路８には、フィルタ間相関回路１２にて得られた情報を元に、切換スイッチ３を制御するためのフィルタ数切替指示回路１３がある。
【００２１】
目標処理装置１と目標処理装置２との違いはドップラフィルタのフィルタ数であり、ドップラフィルタ４は捜索モード用として０〜Ｍの少ないフィルタ数を持ち、ドップラフィルタ５は識別モード用として０〜Ｎの捜索モードより多いフィルタ数を持ち、Ｍ＜Ｎの関係にある。
【００２２】
次に、本発明の実施例の動作について図１を参照して説明する。クラッタや目標物から反射された受信信号は、探索モードの時は目標処理装置１へ、識別モードの時は目標処理装置２へ入力されるように切換スイッチ３を切り換えて選択される。目標処理装置１へ入力された受信信号はドップラフィルタ４によってフィルタ０〜フィルタＭのドップラ周波数にフィルタリングされる。例として、Ｍ＝２のときのドップラフィルタと受信信号を図２に示す。受信信号は、周波数成分によってドップラフィルタでフィルタリングされて、ＣＦＡＲ６においてフィルタバンク毎に距離方向の振幅情報に分けられる。
【００２３】
次に目標識別回路８において、目標として検出するためのスレッショルド値と比較され、スレッショルド値を越えた信号を目標の信号と判断する。通常、移動目標は図２に示す高いスレッショルド値（ＴＨ１）で検出されるが、ホバリングヘリコプタの場合はフィルタ０以外ではＴＨ１では検出されない。
【００２４】
そこで、ダブルスレッショルド検出回路１１を使用し、ホバリングヘリコプタの反射信号レベル変動を考慮した低いスレッショルド値（ＴＨ２）を設けることによりホバリングヘリコプタの低くなった反射信号レベルも検出可能となる。図３はスレッショルド値ＴＨ２にてフィルタと距離の情報として得られた結果を示す。ＴＨ１及びＴＨ２によって検出された信号は、フィルタ間相関回路１２によって図４のように検知される。
【００２５】
かかる動作によって、ＴＨ２でフィルタＮｏ．０以外のフィルタにて信号を検知した場合、その目標物がヘリコプタである可能性が出てくる。ヘリコプタであるかの識別が必要な場合は、フィルタ切替指示回路から切換スイッチ３に目標処理装置２へ切り換える指示信号が伝送され目標処理装置２へ切り換わる。目標処理装置２へ入力された受信信号はドップラフィルタ５によってフィルタ０〜フィルタＮの周波数にフィルタリングされる。例として、Ｎ＝５とした時のドップラフィルタと受信信号を図５に示す。
【００２６】
目標処理装置１と同様に、受信信号は周波数成分によってドップラフィルタでフィルタリングされて、ＣＦＡＲ７においてフィルタバンク毎に距離方向の振幅情報に分けられる。次に、目標識別回路９で目標として検出するためのスレッショルド値と比較され、スレッショルド値を越えた信号を目標の信号と判断する。目標処理装置２においても、ダブルスレッショルド検出回路１４にてスレッショルド値ＴＨ３及びＴＨ４を持ち、ホバリングヘリコプタの反射信号レベル変動に対応できるようにする。図６にＴＨ４にて検出されたフィルタと距離の情報として得られた結果を示す。目標処理装置２では，フィルタ数が多くなっているためドップラ周波数の分解能が向上している。
【００２７】
スレッショルド値ＴＨ３及びＴＨ４の出力はフィルタ間相関回路１５によって、図７のように識別される。本発明で提案する目標識別の基準として従来の技術と異なる点は、従来技術では全フィルタの信号検出でヘリコプタと判断していたが、ヘリコプタの広がったドップラ周波数において、図８に示すように、雑音に埋もれて検出されないフィルタが生じることを考慮して識別基準を決定することにある。図９は全フィルタで検出されないホバリングヘリコプタからの受信信号をフィルタと距離の情報として示したものであるが、このような場合にも、ホバリングヘリコプタとして識別を可能とすることができる。
【００２８】
目標処理装置１及び目標処理装置２で処理された信号は、合成回路１０で必要とする情報として、図示せぬ表示器に出力される。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、ホバリングヘリコプタと他目標の識別を正確に行い、また秘匿性の向上が図られる効果を有する。その理由は、ヒット数に合ったフィルタ数を持つ目標処理装置を複数設け、選択して用いることにより、目標物の捜索は秘匿性の高い少ないヒット数を選択し、検知した目標物の識別はフィルタ数が多い処理に切換え分解能を上げることが可能だからである。また、複数のスレッショルド値で目標検出を行っているため、ホバリングヘリコプタのブレードの回転による受信信号レベルの変動にも対応可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図１における第一の目標処理装置１の受信信号とパルスドップラフィルタとの関係を示す図である。
【図３】図１の第一の目標処理装置１におけるフィルタ対距離の振幅情報を示す図である。
【図４】図１の第一の目標処理装置１における検出されたフィルタＮｏ．と信号の種類との関係を、スレッシュホールド値の関係で示す図である。
【図５】図１における第二の目標処理装置２の受信信号とドップラフィルタの関係を示す図である。
【図６】図１の第二の目標処理装置２におけるフィルタ対距離の振幅情報を示す図である。
【図７】図１の第二の目標処理装置２における検出されたフィルタＮｏ．と信号の種類との関係を、スレッシュホールド値の関係で示す図である。
【図８】ホバリングヘリコプタの受信信号とドップラフィルタの関係を示す図である。
【図９】ホバリングヘリコプタのフィルタ対距離の振幅情報を示す図である。
【図１０】従来の技術における目標識別回路のブロック図である。
【図１１】図１０の回路の動作を説明するための図である。
【図１２】図１０の回路において検出されたフィルタＮｏ．と信号の種類との関係を示す図である。
【図１３】ホバリングヘリコプタのレベル変動を説明するための図である。
【符号の説明】
１，２  目標処理装置
３  切換スイッチ
４，５  パルスドップラフィルタ
６，７  ＣＦＡＲ
８，９  目標識別回路
１０  合成回路
１１，１４  ダブルスレッショルド検出回路
１２，１５  フィルタ間相関回路
１３  フィルタ数切替指示回路
【図１】
0003594000.tif 000002
【図２】
0003594000.tif 000003
【図３】
0003594000.tif 000004
【図４】
0003594000.tif 000005
【図５】
0003594000.tif 000006
【図６】
0003594000.tif 000007
【図７】
0003594000.tif 000008
【図８】
0003594000.tif 000009
【図９】
0003594000.tif 000010
【図１０】
0003594000.tif 000011
【図１１】
0003594000.tif 000012
【図１２】
0003594000.tif 000013
【図１３】
0003594000.tif 000014