(57)【要約】【課題】ドップラーを用いないことにより、パルス繰り返し周波数が低い場合に周波数分布が折返してブレード枚数が偶数か奇数かの判定が行えないことを解消した、回転翼機目標に関する種類識別のための特徴量を抽出することのできるレーダ装置を提供する。【解決手段】受信信号にある第一閾値を設けてフラッシュを検出する第一閾値検出器１、第一閾値より低い第二閾値を設けてフラッシュを検出する第二閾値検出器２、第一閾値検出器と第二閾値検出器のフラッシュの検出周期を算出するフラッシュ周期判定器３、フラッシュ周期判定器で得られた各閾値に対応するフラッシュの周期を比較して第一閾値に関する周期が第二閾値に関する周期の二倍になっている場合にローターのブレードの枚数が奇数、両周期が等しい場合にはブレード枚数が偶数であると判断するブレード数偶奇判定器４、を備えた。【選択図】図１
2006330009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のブレードを有するローターを搭載した目標に対して電波を送信し該目標からの反射波を受信して目標の種類識別のための特徴量を得るレーダ装置であって、
送信機で発生された送信パルスを目標に照射して、その散乱波を収集して受信機に送る送受信アンテナと、
目標に対する見込み角が前記送受信アンテナとは異なる位置で前記目標の散乱波を収集して受信機に送る受信アンテナと、
各受信機の出力信号において周期的な強い信号であるフラッシュを検出して、その発生時刻と発生時間間隔を出力するそれぞれのフラッシュ検出器と、
各フラッシュ検出器の出力である、フラッシュの発生時刻の比較から、各フラッシュ検出器の出力間のフラッシュの発生時間差を得て、これと各アンテナからの目標の見込み角の差とから目標のローターの回転角速度を推定する角速度推定器と、
角速度推定器の出力である角速度とフラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間間隔とから、ローターのブレード枚数を、ローターのブレード枚数が偶数の場合は２で、奇数の場合は１で割った値である基本ブレード枚数を推定する基本ブレード枚数推定器と、
フラッシュ信号の周波数分布と角速度推定器の出力であるローターの回転角速度からブレードの長さを推定するブレード長推定器と、
受信信号の周波数分布の時間変動からブレード枚数の偶数／奇数を判定するブレード枚数偶奇判定器と、
基本ブレード枚数推定器の出力である基本ブレード枚数と、ブレード枚数偶奇判定器の出力であるブレード枚数の偶数／奇数判定結果から、ブレード枚数を推定するブレード枚数推定器と、
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
フラッシュ検出器が、
受信機の出力である受信信号を閾値処理した後に近傍の値との比較から、ピークの位置を探索するピーク検出器と、
全ピーク間の時間差を算出するピーク時間差算出器と、
前記全ピーク間の時間差のうちの各ピーク間の時間差に対してそれぞれのピーク間の時間差が倍数になっているかどうかを判定して、その倍数の頻度が最も多いピーク間時間差をフラッシュの時間差として判定する倍数時間差算出器と、
倍数時間差算出器で判定したフラッシュの発生時間差の判定結果とその時のピークの位置からフラッシュの発生時間を決定するフラッシュ特徴抽出器と、
を備えた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】
ブレード長推定器が、
フラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間をもとに、受信信号におけるフラッシュ近傍の信号を切り出す連続時間幅信号切出器と、
前記各切り出された受信信号ごとにフーリエ変換を行うフーリエ変換器と、
フーリエ変換器の出力である各フラッシュのドップラースペクトルを積分する周波数信号積分器と、
周波数信号積分器の出力である受信信号のドップラースペクトルに閾値処理を適用し、その周波数幅を推定する周波数幅検定器と、
周波数幅検定器の出力である受信信号の周波数幅と、角速度推定器の出力である目標のローターの回転角速度の推定結果からブレード長を推定するブレード長算出器と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項４】
ブレード枚数偶奇推定器が、
受信信号に短時間フーリエ変換処理を適用してドップラースペクトルの時間履歴を算出するＳＴＦＴ器と、
ドップラースペクトルの時間履歴において、正負両方で設定した周波数における信号の時間変化を抽出する設定正負周波数信号検出器と、
設定正負周波数信号検出器の出力である、設定した正負の周波数での信号の時間変化から周期的な強いピークの発生時間と時間差をそれぞれ探索するフラッシュ検出器と、
フラッシュ検出器で得られた正負それぞれのピークの発生時間と時間差から、正負のピークの発生タイミングを判断し、正負のピークが同時に現れる場合には偶数、交互に現れる場合には奇数とブレード枚数の偶数奇数判定を行う正負ピーク間隔比較器と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項５】
ブレード長推定器が、
フラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間をもとに、受信信号におけるフラッシュ近傍の信号を切り出す連続時間幅信号切出器と、
前記各切り出された受信信号ごとに時間領域でゼロ詰め処理を行うゼロ詰め器と、
前記ゼロ詰め後の信号のフーリエ変換を行うフーリエ変換器と、
フーリエ変換器の出力である各フラッシュのドップラースペクトルを積分する周波数信号積分器と、
周波数信号積分器の出力である受信信号のドップラースペクトルに閾値処理を適用し、その周波数幅を推定する周波数幅検定器と、
周波数幅検定器の出力である受信信号の周波数幅と、各速度推定器の出力である目標のローターの回転角速度の推定結果からブレード長を推定するブレード長算出器と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項６】
ブレード長推定器が、
フラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間をもとに、受信信号をフラッシュの発生時間間隔の長さで切り出す最適時間幅信号切出器と、
前記各切り出された受信信号ごとにフーリエ変換を行うフーリエ変換器と、
フーリエ変換器の出力である各フラッシュのドップラースペクトルを積分する周波数信号積分器と、
周波数信号積分器の出力である受信信号のドップラースペクトルに閾値処理を適用し、その周波数幅を推定する周波数幅検定器と、
周波数幅検定器の出力である受信信号の周波数幅と、各速度推定器の出力である目標のローターの回転角速度の推定結果からブレード長を推定するブレード長算出器と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項７】
ブレード長推定器が、
受信信号のフーリエ変換を行うフーリエ変換器と、
受信信号中に複数のフラッシュ信号が含まれることを前提として、その干渉の影響で受信信号の周波数特性が変動する影響を周波数領域での移動平均処理で軽減した後に周波数幅を抽出する干渉考慮周波数幅検定器と
干渉考慮周波数幅検定器の出力である受信信号の周波数幅と、各速度推定器の出力である目標のローターの回転角速度の推定結果からブレード長を推定するブレード長算出器と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項８】
ブレード枚数偶奇推定器が、
受信信号に短時間フーリエ変換処理を適用してドップラースペクトルの時間履歴を算出するＳＴＦＴ器と、
ドップラースペクトルの時間履歴において、正負の各領域で信号を積分して、正負の周波数における信号の時間変化を抽出する正負周波数信号積分器と、
正負周波数信号積分器の出力である、正負の周波数での信号の時間変化から周期的な強いピークの発生時間と時間差をそれぞれ探索するフラッシュ検出器と、
フラッシュ検出器で得られた正負それぞれのピークの発生時間と時間差から、正負のピークの発生タイミングを判断し、正負のピークが同時に現れる場合には偶数、交互に現れる場合には奇数とブレード枚数の偶数奇数判定を行う正負ピーク間隔比較器と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項９】
フラッシュ検出器が、
受信機の出力である受信信号を閾値処理した後に近傍の値との比較から、ピークの位置を探索するピーク検出器と、
全ピーク間の時間差を算出するピーク時間差算出器と、
前記全ピーク間の時間差のうちの各ピーク間の時間差に対してそれぞれのピーク間の時間差が倍数になっているかどうかを判定して、その倍数の頻度が最も多いピーク間時間差をフラッシュの時間差として判定する倍数時間差算出器と、
倍数時間差算出器で判定したフラッシュの発生時間差と発生時間に基づいて、各ピークがフラッシュであるかどうかを再検定し、フラッシュであると判定されなかったピークについては除去し、フラッシュであると判定されたピークについてのみ最小二乗処理を適用してピーク間距離とピーク位置を算出する不要ピーク除去器と、
不要ピーク除去器からのピーク間距離とピーク位置からフラッシュの発生時間を決定するフラッシュ特徴抽出器と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項１０】
複数のブレードを有するローターを搭載した目標に対して電波を送信し該目標からの反射波を受信して目標の種類識別のための特徴量を得るレーダ装置であって、
送信機で発生された送信パルスを目標に照射して、その散乱波を収集して受信機に送る送受信アンテナと、
目標に対する見込み角が前記送受信アンテナとは異なる位置で前記目標の散乱波を収集して受信機に送る受信アンテナと、
各受信機の出力信号において周期的な強い信号であるフラッシュを検出して、その発生時刻と発生時間間隔を出力するそれぞれのフラッシュ検出器と、
各フラッシュ検出器の出力である、フラッシュの発生時刻の比較から、各フラッシュ検出器の出力間のフラッシュの発生時間差を得て、これと各アンテナからの目標の見込み角の差とから目標のローターの回転角速度を推定する角速度推定器と、
角速度推定器の出力である角速度とフラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間間隔とから、ローターのブレード枚数を、ローターのブレード枚数が偶数の場合は２で、奇数の場合は１で割った値である基本ブレード枚数を推定する基本ブレード枚数推定器と、
受信信号に短時間フーリエ変換処理を適用してドップラースペクトルの時間履歴を算出するＳＴＦＴ器と、
ドップラースペクトルの時間履歴において、正負両方で設定した周波数における信号の時間変化を抽出する設定正負周波数信号検出器と、
設定正負周波数信号検出器の出力である、設定した正負の周波数での信号の時間変化から周期的な強いピークの発生時間と時間差をそれぞれ探索するフラッシュ検出器と、
フラッシュ検出器で得られた正負それぞれのピークの発生時間と時間差から、正負のピークの発生タイミングを判断し、正負のピークが同時に現れる場合には偶数、交互に現れる場合には奇数とブレード枚数の偶数奇数判定を行う正負ピーク間隔比較器と、
正負ピーク間隔比較器で得られたブレードの正負判定結果と基本ブレード枚数推定器で得られた基本ブレード枚数からブレード枚数を推定するブレード枚数推定器と、
ＳＴＦＴ器の出力であるドップラースペクトルの時間履歴を各時間ドップラー周波数ごとに全時間に渡り積分して、その結果に閾値処理に基づく周波数幅推定処理を適用して周波数幅を推定するＳＴＦＴ型周波数幅検定器と、
この周波数幅と、角速度推定器の出力である目標のローターの回転角速度の推定結果からブレード長を推定するブレード長算出器と、
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】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転翼機目標の回転機構(以下ローター)とレーダ装置の間の相対位置関係の変化に基づく反射信号の変化に基き回転翼機目標を検出、分類するレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２６は、下記の特許文献１に記載された従来のこの種のレーダ装置のブロック構成図である。図において、５０１は送信機、５０２は送受切換器、５０３は送受信アンテナ、５０４は受信機、５０５はＡ／Ｄ変換器、５０６はＦＦＴ手段、５０７は処理器、５０８は表示器である。
【０００３】
次に図１６を用いて従来の装置の内容を説明する。送信機５０１で発生された高周波パルスは送受切換器５０２を介して送受信アンテナ５０３に供給される。送受信アンテナ５０３は、供給された高周波パルスを放射する。
【０００４】
送受信アンテナ５０３から放射された高周波パルスは目標で反射され、この反射された信号(エコー)は、送受信アンテナ５０３に入り、送受切換器５０２を介して受信機５０４で復調される。受信機５０４で復調された受信信号は、Ａ／Ｄ変換器５０５でＡ／Ｄ変換され、以後ディジタル信号で取り扱われる。
【０００５】
Ａ／Ｄ変換された受信信号は、ＦＦＴ手段５０６でＦＦＴ(Fast Fourier Transform)される。ＦＦＴの処理は以下の(１)式で与えられる。
【０００６】
【数１】
2006330009.tif 000003
【０００７】
ここで回転翼機目標のローターの羽根(ブレード)の姿勢とレーダの位置関係と受信信号の関係について述べる。一般にブレードとレーダの観測方向が直交する時に、ブレードのレーダ断面積が大きくなる。よって、ヘリコプタを横から観測する場合のように、ローターの回転軸とレーダの観測方向が直交するような場合、ローターの回転角速度とローターに含まれるブレードの枚数に応じたある一定の周期で反射信号が大きな値になる。この現象は一般にフラッシュと呼ばれる。フラッシュ時のドップラー周波数はブレードがレーダに近づく場合には正の値に、レーダから遠ざかる場合には負の値になる。
【０００８】
ここでは特に４点のＦＦＴを考える。(１)式におけるＡ(ｎ)  (ｎ＝０，１，２，３)の値は処理器５０７に送られる。処理器５０７では、Ａ(１)、Ａ(３)の値を調べ、これらの値のいずれかが事前に設定した閾値を超えた場合にはフラッシュが検出されたとみなす。そしてＡ(１)とＡ(３)がほぼ等しい場合には、遠ざかるブレードと近づくブレードのフラッシュが同時に現れているのでこの時のブレードの枚数は偶数とみなされる。Ａ(１)とＡ(３)が交互に閾値を超える場合には、遠ざかるブレードと近づくブレードのフラッシュが交互に現れているので、この場合はブレードの枚数は奇数とみなせる。
【０００９】
処理器５０７ではこの性質を利用して、ブレード枚数を偶数か奇数か判定する。表示器５０８では結果を表示する。
【００１０】
【特許文献１】特開平５−２１５８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のような従来のレーダ装置では、パルス繰り返し周波数が低い場合に、周波数分布が折返して上記ブレード枚数が偶数か奇数かの判定が行えないという問題があった。又ローターの回転角速度とブレード枚数の積を知ることができないという問題があった。又ロータの回転角速度を知ることができないという問題があった。またロータブレードの枚数を知ることができないという問題があった。またロータブレードの長さを知ることができないという問題があった。又、回転機構を有する目標のうちの例えばプロペラ機とヘリコプタの類別を行えない問題があった。
【００１２】
また、ブレードの回転角速度、枚数、ブレード長を知ることができないという問題があった。
【００１３】
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、回転翼機目標に関する種類識別のための上記各特徴量をそれぞれ抽出することのできるレーダ装置を提供することを目的とする。
【００１４】
また、ブレードの回転角速度、枚数、ブレード長等の上記情報量を抽出することのできるレーダ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明に係るレーダ装置は、複数のブレードを有するローターを搭載した目標に対して電波を送信し該目標からの反射波を受信して目標の種類識別のための特徴量を得るレーダ装置であって、送信機で発生された送信パルスを目標に照射して、その散乱波を収集して受信機に送る送受信アンテナと、目標に対する見込み角が送受信アンテナとは異なる位置で目標の散乱波を収集して受信機に送る受信アンテナと、各受信機の出力信号において周期的な強い信号であるフラッシュを検出して、その発生時刻と発生時間間隔を出力するそれぞれのフラッシュ検出器と、各フラッシュ検出器の出力である、フラッシュの発生時刻の比較から、各フラッシュ検出器の出力間のフラッシュの発生時間差を得て、これと各アンテナからの目標の見込み角の差とから目標のローターの回転角速度を推定する角速度推定器と、角速度推定器の出力である角速度とフラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間間隔とから、ローターのブレード枚数を、ローターのブレード枚数が偶数の場合は２で、奇数の場合は１で割った値である基本ブレード枚数を推定する基本ブレード枚数推定器と、フラッシュ信号の周波数分布と角速度推定器の出力であるローターの回転角速度からブレードの長さを推定するブレード長推定器と、受信信号の周波数分布の時間変動からブレード枚数の偶数／奇数を判定するブレード枚数偶奇判定器と、基本ブレード枚数推定器の出力である基本ブレード枚数と、ブレード枚数偶奇判定器の出力であるブレード枚数の偶数／奇数判定結果から、ブレード枚数を推定するブレード枚数推定器と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、フラッシュ検出器が、受信機の出力である受信信号を閾値処理した後に近傍の値との比較から、ピークの位置を探索するピーク検出器と、全ピーク間の時間差を算出するピーク時間差算出器と、全ピーク間の時間差のうちの各ピーク間の時間差に対してそれぞれのピーク間の時間差が倍数になっているかどうかを判定して、その倍数の頻度が最も多いピーク間時間差をフラッシュの時間差として判定する倍数時間差算出器と、倍数時間差算出器で判定したフラッシュの発生時間差の判定結果とその時のピークの位置からフラッシュの発生時間を決定するフラッシュ特徴抽出器と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、ブレード長推定器が、フラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間をもとに、受信信号におけるフラッシュ近傍の信号を切り出す連続時間幅信号切出器と、各切り出された受信信号ごとにフーリエ変換を行うフーリエ変換器と、フーリエ変換器の出力である各フラッシュのドップラースペクトルを積分する周波数信号積分器と、周波数信号積分器の出力である受信信号のドップラースペクトルに閾値処理を適用し、その周波数幅を推定する周波数幅検定器と、周波数幅検定器の出力である受信信号の周波数幅と、角速度推定器の出力である目標のローターの回転角速度の推定結果からブレード長を推定するブレード長算出器と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、ブレード枚数偶奇推定器が、受信信号に短時間フーリエ変換処理を適用してドップラースペクトルの時間履歴を算出するＳＴＦＴ器と、ドップラースペクトルの時間履歴において、正負両方で設定した周波数における信号の時間変化を抽出する設定正負周波数信号検出器と、設定正負周波数信号検出器の出力である、設定した正負の周波数での信号の時間変化から周期的な強いピークの発生時間と時間差をそれぞれ探索するフラッシュ検出器と、フラッシュ検出器で得られた正負それぞれのピークの発生時間と時間差から、正負のピークの発生タイミングを判断し、正負のピークが同時に現れる場合には偶数、交互に現れる場合には奇数とブレード枚数の偶数奇数判定を行う正負ピーク間隔比較器と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、ブレード長推定器が、フラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間をもとに、受信信号におけるフラッシュ近傍の信号を切り出す連続時間幅信号切出器と、各切り出された受信信号ごとに時間領域でゼロ詰め処理を行うゼロ詰め器と、ゼロ詰め後の信号のフーリエ変換を行うフーリエ変換器と、フーリエ変換器の出力である各フラッシュのドップラースペクトルを積分する周波数信号積分器と、周波数信号積分器の出力である受信信号のドップラースペクトルに閾値処理を適用し、その周波数幅を推定する周波数幅検定器と、周波数幅検定器の出力である受信信号の周波数幅と、各速度推定器の出力である目標のローターの回転角速度の推定結果からブレード長を推定するブレード長算出器と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、ブレード長推定器が、フラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間をもとに、受信信号をフラッシュの発生時間間隔の長さで切り出す最適時間幅信号切出器と、各切り出された受信信号ごとにフーリエ変換を行うフーリエ変換器と、フーリエ変換器の出力である各フラッシュのドップラースペクトルを積分する周波数信号積分器と、周波数信号積分器の出力である受信信号のドップラースペクトルに閾値処理を適用し、その周波数幅を推定する周波数幅検定器と、周波数幅検定器の出力である受信信号の周波数幅と、各速度推定器の出力である目標のローターの回転角速度の推定結果からブレード長を推定するブレード長算出器と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、ブレード長推定器が、受信信号のフーリエ変換を行うフーリエ変換器と、受信信号中に複数のフラッシュ信号が含まれることを前提として、その干渉の影響で受信信号の周波数特性が変動する影響を周波数領域での移動平均処理で軽減した後に周波数幅を抽出する干渉考慮周波数幅検定器と干渉考慮周波数幅検定器の出力である受信信号の周波数幅と、各速度推定器の出力である目標のローターの回転角速度の推定結果からブレード長を推定するブレード長算出器と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、ブレード枚数偶奇推定器が、受信信号に短時間フーリエ変換処理を適用してドップラースペクトルの時間履歴を算出するＳＴＦＴ器と、ドップラースペクトルの時間履歴において、正負の各領域で信号を積分して、正負の周波数における信号の時間変化を抽出する正負周波数信号積分器と、正負周波数信号積分器の出力である、正負の周波数での信号の時間変化から周期的な強いピークの発生時間と時間差をそれぞれ探索するフラッシュ検出器と、フラッシュ検出器で得られた正負それぞれのピークの発生時間と時間差から、正負のピークの発生タイミングを判断し、正負のピークが同時に現れる場合には偶数、交互に現れる場合には奇数とブレード枚数の偶数奇数判定を行う正負ピーク間隔比較器と、を備えたことを特徴とする。
【００２３】
また、フラッシュ検出器が、受信機の出力である受信信号を閾値処理した後に近傍の値との比較から、ピークの位置を探索するピーク検出器と、全ピーク間の時間差を算出するピーク時間差算出器と、全ピーク間の時間差のうちの各ピーク間の時間差に対してそれぞれのピーク間の時間差が倍数になっているかどうかを判定して、その倍数の頻度が最も多いピーク間時間差をフラッシュの時間差として判定する倍数時間差算出器と、倍数時間差算出器で判定したフラッシュの発生時間差と発生時間に基づいて、各ピークがフラッシュであるかどうかを再検定し、フラッシュであると判定されなかったピークについては除去し、フラッシュであると判定されたピークについてのみ最小二乗処理を適用してピーク間距離とピーク位置を算出する不要ピーク除去器と、不要ピーク除去器からのピーク間距離とピーク位置からフラッシュの発生時間を決定するフラッシュ特徴抽出器と、を備えたことを特徴とする。
【００２４】
また、複数のブレードを有するローターを搭載した目標に対して電波を送信し該目標からの反射波を受信して目標の種類識別のための特徴量を得るレーダ装置であって、送信機で発生された送信パルスを目標に照射して、その散乱波を収集して受信機に送る送受信アンテナと、目標に対する見込み角が送受信アンテナとは異なる位置で目標の散乱波を収集して受信機に送る受信アンテナと、各受信機の出力信号において周期的な強い信号であるフラッシュを検出して、その発生時刻と発生時間間隔を出力するそれぞれのフラッシュ検出器と、各フラッシュ検出器の出力である、フラッシュの発生時刻の比較から、各フラッシュ検出器の出力間のフラッシュの発生時間差を得て、これと各アンテナからの目標の見込み角の差とから目標のローターの回転角速度を推定する角速度推定器と、角速度推定器の出力である角速度とフラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間間隔とから、ローターのブレード枚数を、ローターのブレード枚数が偶数の場合は２で、奇数の場合は１で割った値である基本ブレード枚数を推定する基本ブレード枚数推定器と、受信信号に短時間フーリエ変換処理を適用してドップラースペクトルの時間履歴を算出するＳＴＦＴ器と、ドップラースペクトルの時間履歴において、正負両方で設定した周波数における信号の時間変化を抽出する設定正負周波数信号検出器と、設定正負周波数信号検出器の出力である、設定した正負の周波数での信号の時間変化から周期的な強いピークの発生時間と時間差をそれぞれ探索するフラッシュ検出器と、フラッシュ検出器で得られた正負それぞれのピークの発生時間と時間差から、正負のピークの発生タイミングを判断し、正負のピークが同時に現れる場合には偶数、交互に現れる場合には奇数とブレード枚数の偶数奇数判定を行う正負ピーク間隔比較器と、正負ピーク間隔比較器で得られたブレードの正負判定結果と基本ブレード枚数推定器で得られた基本ブレード枚数からブレード枚数を推定するブレード枚数推定器と、ＳＴＦＴ器の出力であるドップラースペクトルの時間履歴を各時間ドップラー周波数ごとに全時間に渡り積分して、その結果に閾値処理に基づく周波数幅推定処理を適用して周波数幅を推定するＳＴＦＴ型周波数幅検定器と、この周波数幅と、角速度推定器の出力である目標のローターの回転角速度の推定結果からブレード長を推定するブレード長算出器と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
この発明によれば、ブレードの枚数、ブレード長等の上記情報量を抽出することのできるレーダ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるレーダ装置のブロック構成図である。図１において、従来のもとの同一もしくは相当部分は同一符号で示す。１は第一閾値検出器、２は第二閾値検出器、３はフラッシュ周期判定器、４はブレード数偶奇判定器である。また、図２は本実施の形態の内容を説明するための図である。
【００２７】
次に図１、図２に従って動作を説明する。本実施の形態では、ブレードの形状の非対称性に基づくフラッシュの振幅変調を用いて回転翼機目標であるヘリコプタ目標の類別(種類識別)のための特徴量を抽出する。
【００２８】
図２の(ａ)、(ｂ)は３枚ブレードのロータを観測している模式図であり、(ａ)(ｂ)いずれにおいても点線で囲った部分がレーダの観測方向と垂直になっていることからフラッシュが生じる。しかし、同図に示されるように、(ａ)(ｂ)の両者では、フラッシュを生じるブレードのレーダに対する姿勢が１８０度異なる。よって、それぞれのフラッシュの値は異なる。
【００２９】
従って受信信号では同図(ｃ)に示されるように、強いフラッシュと弱いフラッシュが交互に現れるような振幅変調がかかる。この現象は、単に３枚のみならず、５枚、７枚・・・の奇数枚ブレードのロータで同様に現れる。
【００３０】
これに対して、偶数枚ブレードのロータでは、通常(ａ)の状態のブレードと(ｂ)の状態のブレードのフラッシュが同時に現れるために、(ｄ)に示すように上記のような振幅変調は現れない。よって、以上の差異を利用してブレードの偶数奇数判定を行える。
【００３１】
送信機５０１〜Ａ／Ｄ変換器５０５の動作は従来技術と同一である。すなわち送信機５０１で発生された高周波パルスは送受切換器５０２を介して送受信アンテナ５０３に供給され、送受信アンテナ５０３は、供給された高周波パルスを放射する。送受信アンテナ５０３から放射された高周波パルスは目標で反射され、この反射されたエコー信号は、送受信アンテナ５０３に入り、送受切換器５０２を介して受信機５０４で復調される。受信機５０４で復調された受信信号は、Ａ／Ｄ変換器５０５でＡ／Ｄ変換され、以後ディジタル信号で取り扱われる。
【００３２】
Ａ／Ｄ変換器５０５の出力信号ｓ(ｔ)に対して第一閾値検出器１では、適切な第一の閾値Ｔｈ１を設定し、この閾値を越える時刻ｔｍ(ｍ＝１，２，３，・・・，  ｓ(ｔｍ)＞Ｔｈ１)を得る。次に第二閾値検出器２では、適切な第二の閾値Ｔｈ２(Ｔｈ１＞Ｔｈ２)を設定し、この閾値を越える時刻ｔｎ(ｎ＝１，２，３，・・・，  ｓ(ｔｎ)＞Ｔｈ２)を得る。
【００３３】
フラッシュ周期判定器３ではこれら閾値を越えた時刻列ｔｍから第一閾値における隣接フラッシュ間の時間差の平均値ｔｍｅａｎ１、時刻列ｔｎから第二閾値における隣接フラッシュ間の時間差の平均値ｔｍｅａｎ２を得る。ブレード数偶奇判定器４ではｔｍｅａｎ１とｔｍｅａｎ２を比較し、ｔｍｅａｎ１＝ｔｍｅａｎ２ならばブレード数を偶数枚、ｔｍｅａｎ１＝２ｔｍｅａｎ２ならブレード数を奇数枚と判定する。
【００３４】
結果は表示器５０８で表示する。ブレードが偶数枚／奇数枚のいずれであるかは、ヘリコプタ等の目標の種類を特定する上での有効な特徴量となり、さらにドップラーを用いていないので従来のレーダ装置で述べた折返しの問題を回避できる。
【００３５】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２によるレーダ装置のブロック構成図である。図３において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。２１はωＮ積決定手段である。その他のブロックは図１と同一である。
【００３６】
次に、図３を用いて本実施の形態の処理内容を説明する。送信機５０１〜ブレード数偶奇判定器４の処理は実施の形態１と同様である。
【００３７】
本実施の形態では、ωＮ積決定手段２１では、次の(２)式によりロータの角速度ωとブレード枚数Ｎの積ωＮを得る。
【００３８】
【数２】
2006330009.tif 000004
【００３９】
ただし、αはブレード数遇奇判定器４で得られた、ブレード数が偶数であるか奇数であるかの判定結果を基に、偶数の場合は２、奇数の場合は１と与えられる係数である。以上より、回転翼機目標のロータの角速度ωとブレード枚数Ｎの積ωＮが得られたので、これを表示器５０８で表示する。
【００４０】
ロータの角速度ωとブレード枚数Ｎの積ωＮはヘリコプタ等の各目標に固有の特徴量の一つであり、ヘリコプタを特定する上での有効な特徴量になる。
【００４１】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３によるレーダ装置のブロック構成図である。図４において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。５０３１は送受信アンテナ、５０３２は送受信アンテナ、３１はフラッシュ時間差算出器、３２は角速度算出器である。その他のブロックは図１と同一である。ここでは送受信アンテナ５０３１又は５０３２と送信機５０１〜第一閾値検出器１からなる送受信部分を２組設けている。
【００４２】
また、図５は本実施の形態の内容を説明するための図である。図において、３３は送受信アンテナ５０３１で観測した場合に、フラッシュを生じる時刻のブレード、３４は送受信アンテナ５０３２で観測した場合に、フラッシュを生じる時刻のブレードを表す。
【００４３】
次に図４、図５を用いて本実施の形態の処理内容を説明する。本実施の形態では、図５の(ａ)に示す目標に対して見込み角が異なる２つの送受信アンテナ５０３１、５０３２を用いて、ロータの回転角速度を推定する。見込み角の差をφとすると、ブレード３３と３４の間の角度差θはφに等しい。よって、二つの系でフラッシュの発生する時間差をΔｔ１２とすると、その角速度ωは次の(３)式で与えられる。
【００４４】
【数３】
2006330009.tif 000005
【００４５】
送信機５０１から送受信アンテナ５０３１を介して第一閾値検出器１でフラッシュの検出を行う処理、送信機５０１から送受信アンテナ５０３２を介して第一閾値検出器１でフラッシュの検出を行う処理は実施の形態１と同一である。フラッシュ時間差算出器３１では、これら二つの系それぞれで得られた図５の(ｂ)に示す受信信号ｓ１１(ｔ)、ｓ２２(ｔ)を比較して、両者の間のフラッシュ発生の時間差ωｔ１２を得る。角速度算出器３２では(３)式を用いて角速度ωを算出し、結果を表示器５０８に表示する。
【００４６】
ブレード(又はローター)の角速度ωは各目標ごとに固有の値を取るので、目標を類別する際の有用な特徴量となる。
【００４７】
実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４によるレーダ装置のブロック構成図である。図６において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。４１はバイスタ角速度算出器、４２は受信アンテナである。その他のブロックは図４と同一である。
【００４８】
また、図７は本実施の形態の内容を説明するための図である。４３は送受信アンテナ５０３で観測した場合に、フラッシュを生じる時刻のブレード、４４は受信アンテナ４２で観測した場合に、フラッシュを生じる時刻のブレードを表す。
【００４９】
次に図６、図７を用いて本実施の形態の処理内容を説明する。本実施の形態では、見込み角をφだけ変えて設置された、一つの送受信アンテナ５０３と一つの受信アンテナ４２で受信された受信信号に現れるフラッシュの時間差からブレードの回転角速度ωを推定する。
【００５０】
送信機５０１から送受信アンテナ５０３を介して第一閾値検出器１までの処理は実施の形態３と同一である。また、受信アンテナ４２〜第一閾値検出器１では、送受信アンテナ５０３から目標に照射して得られる反射信号を受信してディジタル信号に変換してフラッシュの検出を行う。
【００５１】
後者の系はバイスタティック構成なので、両アンテナの見込み角の差φとブレード４３、４４の角度差θの関係はθ＝φ／２で与えられる。よって実施の形態３と同様にフラッシュ時間差算出器３１で得られるフラッシュの時間差をΔｔ１２とするとローターの回転角速度ωは次の(４)式で与えられる。
【００５２】
【数４】
2006330009.tif 000006
【００５３】
バイスタ角速度算出器４１では(４)式を用いて角速度ωを算出し、結果を表示器５０８に表示する。
【００５４】
ブレード(又はローター)の角速度ωは各目標ごとに固有の値を取るので、目標を類別する際の有用な特徴量となる。
【００５５】
実施の形態５．
図８はこの発明の実施の形態５によるレーダ装置のブロック構成図である。図８において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。５１はブレード枚数算出器である。その他のブロックは図３、図４と同一である。
【００５６】
次に図８を用いて本実施の形態の処理内容を説明する。本実施の形態では、送信機５０１から送受信アンテナ５０３１を介してωＮ積決定手段２１で目標のロータの回転角速度ωとブレード枚数Ｎの積ωＮを算出する処理は実施の形態２と同一であり、送受信アンテナ５０３１および送受信アンテナ５０３２の両者を介して得られる２種類の受信信号を基に、フラッシュ時間差算出器３１、角速度算出器３２を介してブレードの回転角速度ωを算出する処理は実施の形態３と同一である。
【００５７】
ブレード枚数算出器５１ではωＮ積決定手段２１で得られたωＮの値を、角速度算出器３２で得られたωで割ることにより、ブレード枚数Ｎを推定し、結果を表示器５０８に表示する。
【００５８】
ブレードの枚数Ｎは各目標ごとに固有の値を取るので、目標を類別する際の有用な特徴量となる。
【００５９】
なお、本実施の形態でωを得るために用いた実施の形態３と同一の構成部分の代りに実施の形態４の構成を用いてもよく、同様の効果が得られる。
【００６０】
実施の形態６．
図９はこの発明の実施の形態６によるレーダ装置のブロック構成図である。図９において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。６１はフーリエ変換器、６２は周波数幅算出器、６３はブレード長算出器である。その他のブロックは図８と同一である。図１０は本実施の形態の内容を説明するための図である。
【００６１】
次に図９、図１０を用いて本実施の形態の処理内容を説明する。本実施の形態では、角速度算出器３２でローターの角速度ωを得るまでの処理、ブレード枚数算出器５１でブレードの枚数Ｎを得るまでの処理は実施の形態５と同一である。
【００６２】
ここではさらに、Ａ／Ｄ変換器５０５で得られた受信信号ｓ(ｔ)にフーリエ変換器６１でフーリエ変換を適用して、周波数スペクトルＳ(ｆ)を得る。周波数幅算出器６２では、フーリエ変換器６１で得られた周波数スペクトルＳ(ｆ)に図１０の(ｂ)に示すように閾値Ｔｆを設けて、これを上回る値を示すドップラー周波数帯域幅Δｆを得る。
【００６３】
一般にラジアル速度Ｖで運動する目標を波長λのレーダで観測した場合のドップラー周波数は−２Ｖ／λで与えられる。図１０の(ａ)に示すブレード長Ｌ(図では回転軸の反対側のブレードも含めて長さ２Ｌと示されている)のロータが回転する場合、最大ラジアル速度はＬω、最小ラジアル速度は−Ｌωで与えられるからそのドップラー周波数幅Δｆは次の(５)式で与えられる。
【００６４】
【数５】
2006330009.tif 000007
【００６５】
即ち、ブレード長Ｌは次の(６)式で与えられる。
【００６６】
【数６】
2006330009.tif 000008
【００６７】
ブレード長算出器６３では(６)式を用いてブレード長Ｌを算出し、これをブレード枚数算出器５１で得られたブレード枚数Ｎと共に表示器５０８に表示する。
ブレード長Ｌは各目標ごとに固有のものであり、目標を類別する際の有用な特徴量になる。
【００６８】
実施の形態７．
図１１はこの発明の実施の形態７によるレーダ装置のブロック構成図である。図１１において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。７１はＲＣＳ算出器を表す。その他のブロックは図９と同一である。図１２は本実施の形態の内容を説明するための図である。
【００６９】
次に図１１、図１２を用いて本実施の形態の処理内容を説明する。図１１はＲＣＳ算出器７１を除いて図９と同一である。ＲＣＳ算出器７１では、各種目標のブレードのＲＣＳ値分布を算出して、典型的な目標の実寸法Ｌと実際に光っている部分Ｌ’(図１２の(ａ)中のハッチング部分)の比β(＝Ｌ／Ｌ')を得る。実施の形態６の処理によりＬ'を得た場合、ブレード長算出器６３では実寸法ＬをＬ＝βＬ'で得る。
【００７０】
以上の処理によりローターのブレードの実寸法を精度よく推定できる。ブレード長は各目標ごとに固有のものであり、目標を類別する際の有用な特徴量になる。
【００７１】
実施の形態８．
図１３はこの発明の実施の形態８によるレーダ装置のブロック構成図である。図１３において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。８１は目標追尾器、８２は速度算出器、８３はヘリコプタ判定器である。
【００７２】
次に図１３を用いて本実施の形態の処理内容を説明する。本実施の形態では、回転機構を有するプロペラ機やジェット機、ヘリコプタのうちの、速度の遅いヘリコプタを類別する方式について述べる。いずれの目標についても、ある一定の周期でフラッシュを生じる可能性がある。しかし、一般にヘリコプタ目標は遅いことから、仮にフラッシュが検出された場合でも、目標の速度がある一定の値より高ければヘリコプタ目標ではないとみなして棄却する。
【００７３】
図１３において、送信機５０１から第一閾値検出器１まででフラッシュを検出する処理は実施の形態１と同一である。本実施の形態では、Ａ／Ｄ変換器５０５の出力である受信信号からレンジ、アジマス、エレベーションに関する情報を抽出し、これをもとに各時刻における目標の位置を追尾する処理を目標追尾器８１で実施する。速度算出器８２では、各時刻における目標の位置から目標の速度を算出する。
【００７４】
ヘリコプタ判定器８３では、第一閾値検出器１でフラッシュが検出された場合に、速度算出器８２で得られた速度がある閾値ＶＴ以上であれば、ヘリコプタ以外の回転機構を有する目標と判定する。速度がある閾値以下であれば、ヘリコプタと判定する。またフラッシュを検出しな場合はそれ以外の目標と判定する。
【００７５】
以上の構成をとることにより、回転機構を有する目標のうちのヘリコプタをそれ以外と類別できる利点がある。
【００７６】
実施の形態９．
図１４はこの発明の実施の形態９によるレーダ装置のブロック構成図である。図１４において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。図において、２０１はフラッシュ検出器、２０２は角速度推定器、２０３は基本ブレード枚数推定器、２０４はブレード長推定器、２０５はブレード枚数偶奇推定器、２０６はブレード枚数推定器である。
【００７７】
また図１５は本実施の形態のフラッシュ検出器２０１の処理ブロック図である。図において、２１１はピーク検出器、２１２はピーク時間差算出器、２１３は倍数時間算出器、２１４はフラッシュ特徴抽出器である。
【００７８】
また図１６は本実施の形態のブレード長推定器２０４の処理ブロック図である。図において、２４１は連続時間幅信号切出器、２４２はフーリエ変換器、２４３は周波数信号積分器、２４４は周波数幅検定器、２４５はブレード長算出器である。
【００７９】
また図１７は本実施の形態のブレード枚数偶奇推定器２０５の処理ブロック図である。図において、２５１はＳＴＦＴ器、２５２は設定正負周波数信号検出器、２５３は正負ピーク間隔比較器である。
【００８０】
また図１８は本実施の形態のジオメトリ(幾何学的説明図)である。さらに図１９は本実施の形態の処理内容を説明するためのタイムチャートである。
【００８１】
次に図１４から図１９を用いて、本実施の形態の処理内容を説明する。本実施の形態では、図１８に示すように、２機のレーダradar＃１，radar＃２のうちの一方(radar＃１)を送受に、もう一方(radar＃２)を受信に用いて、ヘリコプタ目標をモノスタティック／バイスタティックの同時観測し、得られた観測値を用いて、目標のロータの回転角速度ω、ブレード枚数Ｎ、ブレード長Ｌを推定する。
【００８２】
radar＃１の送信機５０１で発生した高周波パルスを送受切換器５０２、送受信アンテナ５０３を介して目標に照射させる処理は従来技術と同一である。また、目標で反射・回折された散乱・回折波の一部を送受信アンテナ５０３、送受信切換器５０２を介して受信機５０４で受信／検波する処理も従来技術と同一である。
【００８３】
radar＃２ではradar＃１から目標に照射されて発生した散乱・回折波を受信アンテナ５０３２を介して受信機５０４で受信する。すなわち、以上の処理で同一目標の受信波を異なる位置で得ることができる。
【００８４】
各レーダの受信機５０４で得られた受信信号はフラッシュ検出器２０１に送られる。
【００８５】
次にフラッシュ検出器２０１の処理内容を説明する。フラッシュ検出器２０１には、強度に関する１次元の配列が入力される。強度に関する１次元の配列とはは本実施の形態においては、各時刻における受信信号強度を表す。
【００８６】
フラッシュ検出器２０１では、まず、ピーク検出器２１１(図１５参照)で、設定した閾値を越えて、なおかつある設定した近傍セル内で一番受信強度の高いセルをそれぞれ探索する。次にピーク時間差算出器２１２では、ピーク検出器２１１で得られた各ピーク間のセル差(ここでは、時間差)をそれぞれ算出する。
【００８７】
ロータの回転角速度は、ある短い時間内では、一定であると考えられるので、フラッシュの発生間隔も一定となる。そこで、理想的には、検出された各ピーク間の発生時間差は、隣接するピーク間の時間差(＝フラッシュの発生周期)の倍数になっているはずである。
【００８８】
このような観点から、倍数時間差算出器２１３では、各ピーク間時間差ごとに、その倍数の頻度を算出し、その頻度を最大とするピーク間時間差を、フラッシュのピーク間時間差Δτとして設定する。
【００８９】
フラッシュ特徴抽出器２１４では、このピーク間時間差Δτに関するピークの組の位置と、Δτの値に基づいて、各フラッシュの発生時刻を決定する。
【００９０】
フラッシュ検出器２０１では上記Δτおよび各フラッシュの発生時刻を特徴量として出力する。radar＃１及びradar＃２の両者で得られた上記フラッシュのΔτと各フラッシュの発生時刻は角速度推定器２０２に送られる。
【００９１】
角速度推定器２０２では、radar＃２の受信信号におけるフラッシュの発生時刻からradar＃２の受信信号におけるフラッシュの発生時刻を引いた時間差ΔＴを算出する。
【００９２】
図１８のようなジオメトリの場合、radar＃１の受信信号上で発生するフラッシュはブレード(blade)の角度φがπ／２、３π／２の場合に発生された反射信号である。radar＃１の受信信号上で発生するフラッシュはブレードの角度φがπ／２＋θ／２、３π／２＋θ／２の場合に発生された反射信号である。すなわち、バイスタティックレーダにおけるアスペクト角差がθの場合には、ブレードの姿勢がモノスタティックレーダに比べてθ／２だけずれた角度でフラッシュが発生する。
【００９３】
そこで、バイスタティック角θを事前に測定可能な既知の値として、ロータブレードの回転角速度ωは上記ΔＴとθを用いて式(７)で与えられる。
【００９４】
【数７】
2006330009.tif 000009
【００９５】
角速度推定器２０２では以上の処理により、観測目標のロータブレードの回転角速度ωを得る。
【００９６】
次に基本ブレード枚数推定器２０３の処理内容について説明する。一般に一枚のブレードでは一周する間に２回フラッシュを発生する。よって、Ｎ枚のブレードを持つロータでは一周する間にＭ＝２Ｎ回フラッシュを発生すると考えることができる。しかし、実際は奇数枚数ロータでは上記が成り立つものの、偶数枚ロータでは、その構造の対称性から、接近するロータと遠ざかるロータが同時にフラッシュを発生するため、１周する間にＭ＝２Ｎ／２＝Ｎ回しかフラッシュを発生しない。そこでｋをＮが奇数で１、Ｎが偶数で２となる値として定義し、ロータ１周当りのフラッシュ発生回数Ｍを次式で与える。
【００９７】
【数８】
2006330009.tif 000010
【００９８】
さて、１周あたりＭ回フラッシュを発生させるロータの回転角速度をω、フラッシュの発生時間間隔をΔτとすると、これらの間には次式(９)の関係がある。
【００９９】
【数９】
2006330009.tif 000011
【０１００】
よって式(３)(４)よりブレード枚数Ｎは次式(１０)で与えられる。
【０１０１】
【数１０】
2006330009.tif 000012
【０１０２】
式(１０)中のＮ0をブレードの基本枚数と呼ぶ。Ｎ0は次式(１１)で与えられる。
【０１０３】
【数１１】
2006330009.tif 000013
【０１０４】
基本ブレード枚数推定器２０３では式(１１)により基本ブレード枚数Ｎ0を得る。
【０１０５】
次にブレード枚数偶奇推定器２０５の処理内容について説明する。ブレード枚数偶奇推定器２０５では、ブレード枚数の偶数／奇数判定を行い、先に述べたｋを得る。
【０１０６】
ＳＴＦＴ器２５１(図１７参照)では、radar＃１の受信機５０４で得られた受信信号に短時間フーリエ変換(Short Time Fourier Transform：ＳＴＦＴ)を適用して、受信信号のドップラースペクトルの時間変化を得る。ここで、受信信号のドップラー周波数の時間変化について考えると、回転によってレーダから遠ざかる方向に移動するブレードがフラッシュを発生した場合には、そのドップラー周波数は負の値になる。これに対して、レーダに近づく方向に移動するブレードがフラッシュを発生する場合にはそのドップラー周波数は正の値になる。
【０１０７】
ここでローターのブレード枚数が奇数の場合には、遠ざかるブレードと近づくブレードが交互にフラッシュを発生するのにたいして、偶数の場合には、遠ざかるブレードと近づくブレードが同時にフラッシュを発生する。
【０１０８】
すなわち、受信信号のドップラースペクトルの時間変化に関しては、Ｎが奇数の場合には図１９の(ｃ)に表れるように正負のドップラー周波数成分が交互に現れる。これに対して、Ｎが偶数の場合には、正負のドップラー周波数成分が同時に現れる。
【０１０９】
よって、正負どちらか一方(例えば正)のドップラー成分を基準に、次に同じドップラー成分が発生するまでの時間をΔτｆ１、符号の異なるドップラー成分が発生するまでの時間をΔτｆ２とすると、ｋは次式(１２)で与えられる。
【０１１０】
【数１２】
2006330009.tif 000014
【０１１１】
設定正負周波数信号検出器２５２では、ＳＴＦＴ器２５１で得られた受信信号のドップラースペクトルの時間変化において、正負それぞれの周波数で事前に設定した周波数における信号の時間変化を抽出する。
【０１１２】
これら抽出された正負それぞれのドップラー周波数の信号に対して、フラッシュ検出器２０１では、フラッシュの検出処理を行い、正負それぞれのドップラー周波数におけるピークの発生時刻を得る。
【０１１３】
正負ピーク間隔比較器２５３では、フラッシュ検出器２０１で得られた正負のピーク検出結果を比較して、Δτｆ１、Δτｆ２を算出し、この値を式(１２)に適用させてｋを得る。
【０１１４】
ブレード枚数推定器２０６では、基本ブレード枚数推定器２０３で得られた基本ブレード枚数Ｎ0および、ブレード枚数の偶数奇数判定結果ｋを用いて式(１０)よりブレード枚数Ｎを算出する。
【０１１５】
次にブレード長推定器２０４の処理内容について説明する。長さＬのブレードが角速度ωで回転している場合，遠ざかるブレードと近づくブレードのフラッシュを含むエコーのドップラー周波数幅ΔＦは次式(１３)で与えられる。
【０１１６】
【数１３】
2006330009.tif 000015
【０１１７】
ここでＣは光速、Ｆcは搬送波周波数である。よって、ブレード長Ｌは次式(１４)で与えられる。
【０１１８】
【数１４】
2006330009.tif 000016
【０１１９】
連続時間幅信号切出器２４１(図１６参照)では、radar＃１のフラッシュ検出器２０１で得られたフラッシュ近傍のデータ列を切り出す。フーリエ変換器２４２では各フラッシュごとに連続時間幅信号切出器２４１で切り出されたデータ列に対してフーリエ変換を適用する。
【０１２０】
フーリエ変換により得られたフラッシュの周波数特性は、レーダから遠ざかるブレードから発せられたフラッシュの場合には負のドップラー周波数が、レーダに近づくブレードから発せられたフラッシュの場合には正のドップラー周波数が得られる。よって、周波数信号積分器２４３では、各フラッシュｓ(ｓ＝１,２,・・・,Ｓ)ごとに得られたドップラー周波数に関する電力分布ｐｓ(ｆ)を次式(１５)で積分して、周波数分布psumを得る。
【０１２１】
【数１５】
2006330009.tif 000017
【０１２２】
このpsumには正負両者の受信信号が含まれている。さらに、積分の効果により雑音の影響を低減できる。
【０１２３】
周波数幅検定器２４４では、このpsumの周波数幅ΔＦを閾値処理により得る。ブレード長算出器２４５では以上で得られたΔＦを用いて式(１４)によりブレード長を算出する。
【０１２４】
以上の処理を行うことにより、ヘリコプタ目標を特徴づける有用な特徴量であるロータの回転角速度ω、ロータのブレード枚数Ｎ、及びブレード長Ｌを得ることができる効果がある。
【０１２５】
さらに、フラッシュ検出器の処理内容を図１５に示したブロックにすることで、フラッシュの発生時間やその発生間隔を精度良く推定できるようになり、各特徴量の推定精度が向上する効果がある。
【０１２６】
さらに、ブレード長推定器を図１６に示すブロックにすることで、ブレード長を雑音の影響を低減して精度良く推定できる効果がある。
【０１２７】
さらに、ブレード枚数偶奇推定器を図１７に示すブロックで実現することでブレードの正負判定を精度良く行える効果がある。
【０１２８】
実施の形態１０．
図２０は本実施の形態のブレード長推定器２０４の処理ブロック図である。図２０において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。３４１はゼロ詰め器である。
【０１２９】
次に、図１４、図１６、図２０を用いて本実施の形態の処理内容を説明する。実施の形態９と本実施の形態１０では、連続時間幅信号切出器２４１の後段にゼロ詰め器３４１を配した点のみが異なる。
【０１３０】
ゼロ詰め器３４１では連続時間幅信号切出器２４１の出力である各フラッシュ近傍の受信信号のゼロ詰め処理を行い、後段のフーリエ変換器２４２における周波数ステップ幅を短くする。よって、その後段の周波数幅検定器２４４で周波数幅を精度良く推定することができる。つまり、ブレード長の推定精度を向上させることができる。
【０１３１】
本実施の形態の処理を行うことで、実施の形態９と同様の効果を得れる他、上記のブレード長の推定精度を向上させる効果がある。
【０１３２】
実施の形態１１．
図２１は本実施の形態のブレード長推定器２０４の処理ブロックを示す図である。図において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。４４１は最適時間幅信号切出器である。
【０１３３】
次に図１４、図１６、図２１を用いて本実施の形態の処理内容を示す。実施の形態９と本実施の形態とでは、連続時間幅信号切出器２４１を最適時間幅信号切出器４４１に置き換えた点が異なる。最適時間幅信号切出器４４１では、radar＃１のフラッシュ検出器２０１で得られたフラッシュの発生時間間隔の幅で受信信号を切り出す。
【０１３４】
ここで切り出し時には１つのフラッシュが時間的に隣接する２つの切り出し信号にまたがないように、切り出し信号の中央付近にフラッシュが配置されるように切り出す。各切り出された受信信号列にはフラッシュが一つ入っているのでこれに実施の形態と同じ処理を適用する。
【０１３５】
切り出し幅が広すぎて、切り出し信号中にフラッシュ信号が２系列入っていた場合には、そのフラッシュ間の干渉で、周波数幅を測定するのが困難になる。又、切り出し幅が狭すぎると実施の形態１０のようなゼロ詰めの処理を行わないと、周波数ステップ幅が大きくなるために周波数幅の推定精度、言い換えるとブレード長の推定精度が劣化する。
【０１３６】
本実施の形態の処理を行うことで、実施の形態９と同様の効果を得れる他、以上のブレード長の推定精度が劣化する問題を解決することができる。
【０１３７】
実施の形態１２．
図２２は本実施の形態のブレード長推定器２０４の処理ブロックを示す図である。図において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。５４１は干渉考慮周波数幅検定器である。
【０１３８】
次に図１４、図１６、図２２を用いて本実施の形態の処理内容を説明する。本実施の形態では、図１４中のブレード長推定器２０４を図１６ではなく図２２のブロックで構成した点が実施の形態９と異なる。
【０１３９】
本実施の形態では図１６で連続時間幅信号切出器２４１でフラッシュ近傍の信号を切り出す処理を省略して、受信信号を直接フーリエ変換器２４２でフーリエ変換する点が第一に異なる。よって、フーリエ変換後の信号においては各フラッシュ間の干渉の影響で周波数成分が変動する。
【０１４０】
干渉考慮周波数幅検定器５４１では、干渉の影響で周波数成分が変動する影響を周波数に関する移動平均処理で低減して周波数幅ΔＦを推定する。
【０１４１】
本実施の形態の処理を用いることで、実施の形態９と同様の効果を得れる他、連続時間幅信号切出器の処理を不要とするので、構成が単純になる。また、長時間の信号を用いて周波数幅の推定を行うので周波数分解能が向上し、結果としてブレード長の推定精度が向上する。
【０１４２】
実施の形態１３．
図２３は本実施の形態のブレード枚数偶奇推定器２０５の処理ブロックである。図において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。３５２は正負周波数信号積分器である。
【０１４３】
次に、図１４、図１７、図２３を用いて本実施の形態の処理内容を説明する。本実施の形態では、実施の形態９と比較して、ブレード枚数偶奇推定器２０５における設定正負周波数信号検出器２５２が、正負周波数信号積分器３５２に替っている部分のみが異なる。
【０１４４】
ＳＴＦＴ器２５１における出力信号の電力分布をｐ(ｈ，ｆ)  (ここでｈはヒット、ｆはドップラーセルで、ｈ＝１,２,・・・,Ｈ０，  ｆ＝−Ｎ0／２，−Ｎ0／２＋１,・・・,０,・・・, Ｎ0／２−２,Ｎ０／２−１と表せる)とする。
【０１４５】
正負周波数信号積分器３５２では、正のドップラー周波数成分Ｐｐ(ｈ)、負のドップラー周波数成分Ｐｍ(ｈ)を次式(１６)、(１７)で計算する。
【０１４６】
【数１６】
2006330009.tif 000018
【０１４７】
【数１７】
2006330009.tif 000019
【０１４８】
ｆｓは直流成分を除去するための適当な定数である。以下フラッシュ検出器２０１で正負のドップラー成分のピーク検出を行い、正負ピーク間隔比較器２５３でピーク間隔の比較を行う処理は実施の形態９と同一である。
【０１４９】
本実施の形態の処理を実施することで、実施の形態９と同様の効果を得れるのみならず、正負両領域でのピークの検出を、それぞれの領域での信号を積分して得られた信号を用いて行うため、耐雑音性能が向上する。
【０１５０】
実施の形態１４．
図２４は本実施の形態におけるフラッシュ検出器２０１の処理ブロックである。図において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。３１１は不要ピーク除去器である。
【０１５１】
次に、図１４、図１５、図２４を用いて本実施の形態の処理内容を説明する。本実施の形態では、実施の形態９と比較して、フラッシュ検出器２０１のブロックでの倍数時間差算出器２１３の後段に不要ピーク除去器３１１を配した点が実施の形態９と異なる。
【０１５２】
実施の形態９で説明したように、倍数時間差算出器２１３では全ピーク間の距離をすべて求めて、各ピーク間の距離に対して、全ピーク間のそれぞれの距離が倍数になっている割合を算出して、その割合が大きいものをピーク間の距離として設定した。この際、雑音信号の影響でピークが誤検出された場合には、そのピークの影響で倍数の関係が崩れ、正しいピーク間距離の推定が困難となる。
【０１５３】
不要ピーク除去器３１１では、倍数時間差算出器２１３で倍数の比率が高かった場合に関して、そのピーク間隔とピークの位置から、全ピークに関して、その時の倍数の関係を満足するかどうかを判定し、判定の結果倍数の関係を満足しない点を不要ピークとして除去する。さらに、満足するピーク列に対して最小二乗法を適用して、ピーク間距離とピーク位置を算出する。
【０１５４】
上記の処理を行うことで、ピーク間の距離を精度良く推定できるので、実施の形態９の効果を得れるのに加えて、特徴量の推定精度が向上するという利点がある。
【０１５５】
実施の形態１５．
図２５は本実施の形態のレーダ装置のブロック構成図である。図において上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。４００はＳＴＦＴ型周波数幅推定器である。
【０１５６】
次に図２５を用いて本実施の形態の処理内容を説明する。角速度推定器２０２で角速度を得るまでの処理、ブレード枚数推定器２０６でブレード枚数を得るまでの処理は実施の形態９と同様である。本実施の形態では実施の形態９でフーリエ変換器２４２を用いて得ていた目標信号の周波数分布をＳＴＦＴ器２５１の出力である周波数スペクトルの時間履歴ｐ(ｈ，ｆ)より得る。
【０１５７】
ＳＴＦＴ型周波数幅推定器４００では、次式(１８)により周波数分布psum(ｆ)を得る。
【０１５８】
【数１８】
2006330009.tif 000020
【０１５９】
得られたpsum(ｆ)に対して閾値処理を行い、ΔＦを推定する。以下ブレード長算出器２４５の処理は実施の形態９と同一である。
【０１６０】
本実施の形態の処理を用いることで、実施の形態９の効果に加えて、フーリエ変換器２４２を省くことができるので処理ブロックを簡素化できる効果がある。
【０１６１】
以上のようにこの発明によれば、複数のブレードを有するローターを搭載した目標に対して電波を送信し該目標からの反射波を受信して目標の種類識別のための特徴量を得るレーダ装置であって、ブレードの回転によって受信信号に生じる大きさの異なる複数種のフラッシュのそれぞれの周期の関係、または異なる位置に設けられた複数のアンテナで受信したフラッシュの時間差に基づいて回転翼機目標の種類識別のための特徴量の抽出する手段を備えたことを特徴とするレーダ装置としたので、ドップラーを用いていないので従来のレーダ装置で述べた折返しの問題を回避した上で、ヘリコプタ等の目標の種類を特定する上での有効な特徴量を得ることができる。
【０１６２】
また、受信信号にある第一閾値を設けてフラッシュを検出する第一閾値検出器と、前記第一閾値より低い第二閾値を設けてフラッシュを検出する第二閾値検出器と、第一閾値検出器と第二閾値検出器のフラッシュの検出周期を算出するフラッシュ周期判定器と、フラッシュ周期判定器で得られた各閾値に対応するフラッシュの周期を比較して第一閾値に関する周期が第二閾値に関する周期の二倍になっている場合にローターのブレードの枚数が奇数、両周期が等しい場合にはブレード枚数が偶数であると判断するブレード数偶奇判定器と、を備えたので、ドップラーを用いていないので従来のレーダ装置で述べた折返しの問題を回避した上で、ブレードが偶数枚／奇数枚のいずれであるかを判定できる。
【０１６３】
また、前記フラッシュ周期判定器で得られた第一閾値に関するフラッシュ周期とブレード数偶奇判定器の出力を用いてローターの回転角速度とブレード枚数の積を算出するωＮ積決定手段を備えたので、目標を特定する上での有効な特徴量であるロータの角速度ωとブレード枚数Ｎの積ωＮを判定することができる。
【０１６４】
また、目標に対する見込み角の異なる２つの送受信アンテナと、各送受信アンテナごとに受信信号にある第一閾値を設けてフラッシュを検出する第一閾値検出器と、各第一閾値検出器の出力を比較して各受信信号のフラッシュの出現時間差を測定するフラッシュ時間差算出器と、このフラッシュ時間差算出器の出力と二つの送受信アンテナの見込み角の差から目標のロータの回転角速度を推定する角速度算出器と、を備えたので、目標を特定する上での有効な特徴量であるブレードあるいはローターの角速度ωを判定することができる。
【０１６５】
また、一つの送受信アンテナと、このアンテナから放射され目標で反射された信号を見込み角の異なる位置で受信する受信アンテナと、各アンテナごとに受信信号にある第一閾値を設けてフラッシュを検出する第一閾値検出器と、各第一閾値検出器の出力を比較して各受信信号のフラッシュの出現時間差を測定するフラッシュ時間差算出器と、このフラッシュ時間差算出器の出力と二つの送受信アンテナの見込み角の差から目標のロータの回転角速度を推定するバイスタ角速度算出器と、を備えたので、目標を特定する上での有効な特徴量であるブレードあるいはローターの角速度ωを判定することができる。
【０１６６】
また、上記レーダ装置を融合させて構成し、さらにωＮ積決定手段の出力である目標の角速度とブレード枚数の積と、角速度算出器で得られた目標の角速度から目標のブレード枚数を算出するブレード枚数算出器を備えたので、目標を特定する上での有効な特徴量であるブレードの枚数Ｎを判定することができる。
【０１６７】
また、受信信号をフーリエ変換するフーリエ変換器と、このフーリエ変換器の出力結果から受信信号の周波数幅を測定する周波数幅算出器と、角速度算出器の出力結果である目標の角速度と前記周波数幅算出器で得られた周波数幅から目標のブレード長を算出するブレード長算出器と、を備えたので、目標を特定する上での有効な特徴量であるブレード長Ｌを判定することができる。
【０１６８】
また、事前に一般的なロータのレーダ断面積分布を求め、これからブレード上で強い反射を示す部分の長さと真の長さの比を算出するＲＣＳ算出器をさらに備え、ブレード長算出器がこのＲＣＳ算出器の結果を基にブレードの真の長さを算出するようにしたので、ローターのブレードの実寸法を精度よく推定できる。
【０１６９】
また、ローターを搭載した目標に対して電波を送信し該目標からの反射波を受信して目標の種類識別のための特徴量を得るレーダ装置であって、受信信号にある第一閾値を設けてフラッシュを検出する第一閾値検出器と、受信信号を基に目標の追尾を行う目標追尾器と、目標追尾器の出力である追尾結果を基に目標の速度を算出する速度算出器と、前記第一閾値検出器の出力であるフラッシュの検出結果と前記速度算出器の出力である速度を基に、フラッシュを検出し速度がある閾値以下ならヘリコプタ、フラッシュを検出して速度がある閾値以上ならヘリコプタ以外のローターを有する目標、フラッシュを検出しない場合はそれ以外の目標と判定するヘリコプタ判定器と、を備えたので、回転機構を有する目標のうちのヘリコプタをそれ以外と類別できる利点がある。
【０１７０】
また、複数のブレードを有するローターを搭載した目標に対して電波を送信し該目標からの反射波を受信して目標の種類識別のための特徴量を得るレーダ装置であって、送信機で発生された送信パルスを目標に照射して、その散乱波を収集して受信機に送る送受信アンテナと、前記目標の散乱波を収集して受信機に送る受信アンテナと、各受信機の出力信号において周期的な強い信号であるフラッシュを検出して、その発生時刻と発生時間間隔を出力するそれぞれのフラッシュ検出器と、各フラッシュ検出器の出力である、フラッシュの発生時刻の比較から、各フラッシュ検出器の出力間のフラッシュの発生時間差を得て、これと各アンテナからの目標の見込み角の差とから目標のロータの回転角速度を推定する角速度推定器と、角速度推定器の出力である角速度とフラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間間隔とから、ロータのブレード枚数を、ロータのブレード枚数が偶数の場合は２で、奇数の場合は１で割った値である基本ブレード枚数を推定する基本ブレード枚数推定器と、フラッシュ信号の周波数分布と角速度推定器の出力であるロータの回転角速度からブレードの長さを推定するブレード長推定器と、受信信号の周波数分布の時間変動からブレード枚数の偶数／奇数を判定するブレード枚数偶奇判定器と、基本ブレード枚数推定器の出力である基本ブレード枚数と、ブレード枚数偶奇判定器の出力であるブレード枚数の偶数／奇数判定結果から、ブレード枚数を推定するブレード枚数推定器と、を備えたことを特徴とするレーダ装置としたので、ヘリコプタ目標を特徴づける有用な特徴量であるロータの回転角速度ω、ロータのブレード枚数Ｎ、及びブレード長Ｌを得ることができる効果がある。
【０１７１】
また、フラッシュ検出器を、受信機の出力である受信信号を閾値処理した後に近傍の値との比較から、ピークの位置を探索するピーク検出器と、全ピーク間の時間差を算出するピーク時間差算出器と、前記全ピーク間の時間差のうちの各ピーク間の時間差に対してそれぞれのピーク間の時間差が倍数になっているかどうかを判定して、その倍数の頻度が最も多いピーク間時間差をフラッシュの時間差として判定する倍数時間差算出器と、倍数時間差算出器で判定したフラッシュの発生時間差の判定結果とその時のピークの位置からフラッシュの発生時間を決定するフラッシュ特徴抽出抽出器と、で構成するようにしたので、フラッシュの発生時間やその発生間隔を精度良く推定できるようになり、各特徴量の推定精度が向上する効果がある。
【０１７２】
また、ブレード長推定器を、フラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間をもとに、受信信号におけるフラッシュ近傍の信号を切り出す連続時間幅信号切出器と、前記各切り出された受信信号ごとにフーリエ変換を行うフーリエ変換器と、フーリエ変換器の出力である各フラッシュのドップラースペクトルを積分する周波数信号積分器と、周波数信号積分器の出力である受信信号のドップラースペクトルに閾値処理を適用し、その周波数幅を推定する周波数幅検定器と、周波数幅検定器の出力である受信信号の周波数幅と、角速度推定器の出力である目標のロータの回転角速度の推定結果からブレード長を推定するブレード長算出器と、で構成したので、ブレード長を雑音の影響を低減して精度良く推定できる効果がある。
【０１７３】
また、ブレード枚数偶奇推定器を、受信信号に短時間フーリエ変換処理を適用してドップラースペクトルの時間履歴を算出するＳＴＦＴ器と、ドップラースペクトルの時間履歴において、正負両方で設定した周波数における信号の時間変化を抽出する設定正負周波数信号検出器と、設定正負周波数信号検出器の出力である、設定した正負の周波数での信号の時間変化から周期的な強いピークの発生時間と時間差をそれぞれ探索するフラッシュ検出器と、フラッシュ検出器で得られた正負それぞれのピークの発生時間と時間差から、正負のピークの発生タイミングを判断し、正負のピークが同時に現れる場合には偶数、交互に現れる場合には奇数とブレード枚数の偶数奇数判定を行う正負ピーク間隔比較器と、で構成したので、ブレードの正負判定を精度良く行える効果がある。
【０１７４】
また、ブレード長推定器を、フラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間をもとに、受信信号におけるフラッシュ近傍の信号を切り出す連続時間幅信号切出器と、前記各切り出された受信信号ごとに時間領域でゼロ詰め処理を行うゼロ詰め器と、前記ゼロ詰め後の信号のフーリエ変換を行うフーリエ変換器と、フーリエ変換器の出力である各フラッシュのドップラースペクトルを積分する周波数信号積分器と、周波数信号積分器の出力である受信信号のドップラースペクトルに閾値処理を適用し、その周波数幅を推定する周波数幅検定器と、周波数幅検定器の出力である受信信号の周波数幅と、各速度推定器の出力である目標のロータの回転角速度の推定結果からブレード長を推定するブレード長算出器と、で構成したので、上記効果に加えて、ブレード長の推定精度を向上させる効果がある。
【０１７５】
ブレード長推定器を、フラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間をもとに、受信信号をフラッシュの発生時間間隔の長さで切り出す最適時間幅信号切出器と、前記各切り出された受信信号ごとにフーリエ変換を行うフーリエ変換器と、フーリエ変換器の出力である各フラッシュのドップラースペクトルを積分する周波数信号積分器と、周波数信号積分器の出力である受信信号のドップラースペクトルに閾値処理を適用し、その周波数幅を推定する周波数幅検定器と、周波数幅検定器の出力である受信信号の周波数幅と、各速度推定器の出力である目標のロータの回転角速度の推定結果からブレード長を推定するブレード長算出器と、で構成したので、上記効果に加えて、ブレード長の推定精度が劣化する問題を解決することができる。
【０１７６】
また、ブレード長推定器を、受信信号のフーリエ変換を行うフーリエ変換器と、受信信号中に複数のフラッシュ信号が含まれることを前提として、その干渉の影響で受信信号の周波数特性が変動する影響を周波数領域での移動平均処理で軽減した後に周波数幅を抽出する干渉考慮周波数幅検定器と、干渉考慮周波数幅検定器の出力である受信信号の周波数幅と、各速度推定器の出力である目標のロータの回転角速度の推定結果からブレード長を推定するブレード長算出器と、で構成したので、上記効果に加えて連続時間幅信号切出器の処理を不要とするので、構成が単純になる。また、長時間の信号を用いて周波数幅の推定を行うので周波数分解能が向上し、結果としてブレード長の推定精度が向上する。
【０１７７】
また、ブレード枚数偶奇推定器を、受信信号に短時間フーリエ変換処理を適用してドップラースペクトルの時間履歴を算出するＳＴＦＴ器と、ドップラースペクトルの時間履歴において、正負の各領域で信号を積分して、正負の周波数における信号の時間変化を抽出する正負周波数信号積分器と、正負周波数信号積分器の出力である、正負の周波数での信号の時間変化から周期的な強いピークの発生時間と時間差をそれぞれ探索するフラッシュ検出器と、フラッシュ検出器で得られた正負それぞれのピークの発生時間と時間差から、正負のピークの発生タイミングを判断し、正負のピークが同時に現れる場合には偶数、交互に現れる場合には奇数とブレード枚数の偶数奇数判定を行う正負ピーク間隔比較器と、で構成したので、上記効果に加えて、正負両領域でのピークの検出を、それぞれの領域での信号を積分して得られた信号を用いて行うため、耐雑音性能が向上する。
【０１７８】
また、フラッシュ検出器を、受信機の出力である受信信号を閾値処理した後に近傍の値との比較から、ピークの位置を探索するピーク検出器と、全ピーク間の時間差を算出するピーク時間差算出器と、前記全ピーク間の時間差のうちの各ピーク間の時間差に対してそれぞれのピーク間の時間差が倍数になっているかどうかを判定して、その倍数の頻度が最も多いピーク間時間差をフラッシュの時間差として判定する倍数時間差算出器と、倍数時間差算出器で判定したフラッシュの発生時間差と発生時間に基づいて、各ピークがフラッシュであるかどうかを再検定し、フラッシュであると判定されなかったピークについては除去し、フラッシュであると判定されたピークについてのみ最小二乗処理を適用してピーク間距離とピーク位置を算出する不要ピーク除去器と、不要ピーク除去器からのピーク間距離とピーク位置からフラッシュの発生時間を決定するフラッシュ特徴抽出抽出器と、で構成したので、上記効果に加えて、ピーク間の距離を精度良く推定できるので、特徴量の推定精度が向上するという利点がある。
【０１７９】
また、複数のブレードを有するローターを搭載した目標に対して電波を送信し該目標からの反射波を受信して目標の種類識別のための特徴量を得るレーダ装置であって、送信機で発生された送信パルスを目標に照射して、その散乱波を収集して受信機に送る送受信アンテナと、前記目標の散乱波を収集して受信機に送る受信アンテナと、各受信機の出力信号において周期的な強い信号であるフラッシュを検出して、その発生時刻と発生時間間隔を出力するそれぞれのフラッシュ検出器と、各フラッシュ検出器の出力である、フラッシュの発生時刻の比較から、各フラッシュ検出器の出力間のフラッシュの発生時間差を得て、これと各アンテナからの目標の見込み角の差とから目標のロータの回転角速度を推定する角速度推定器と、角速度推定器の出力である角速度とフラッシュ検出器の出力であるフラッシュの発生時間間隔とから、ロータのブレード枚数を、ロータのブレード枚数が偶数の場合は２で、奇数の場合は１で割った値である基本ブレード枚数を推定する基本ブレード枚数推定器と、受信信号に短時間フーリエ変換処理を適用してドップラースペクトルの時間履歴を算出するＳＴＦＴ器と、ドップラースペクトルの時間履歴において、正負両方で設定した周波数における信号の時間変化を抽出する設定正負周波数信号検出器と、設定正負周波数信号検出器の出力である、設定した正負の周波数での信号の時間変化から周期的な強いピークの発生時間と時間差をそれぞれ探索するフラッシュ検出器と、フラッシュ検出器で得られた正負それぞれのピークの発生時間と時間差から、正負のピークの発生タイミングを判断し、正負のピークが同時に現れる場合には偶数、交互に現れる場合には奇数とブレード枚数の偶数奇数判定を行う正負ピーク間隔比較器と、正負ピーク間隔比較器で得られたブレードの正負判定結果と基本ブレード枚数推定器で得られた基本ブレード枚数からブレード枚数を推定するブレード枚数推定器と、ＳＴＦＴ器の出力であるドップラースペクトルの時間履歴を各時間ドップラー周波数ごとに全時間に渡り積分して、その結果に閾値処理に基づく周波数幅推定処理を適用して周波数幅を推定するＳＴＦＴ型周波数幅検定器と、この周波数幅と、角速度推定器の出力である目標のロータの回転角速度の推定結果からブレード長を推定するブレード長算出器と、で構成したので、上記効果に加えて、フーリエ変換器を省くことができるので処理ブロックを簡素化できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０１８０】
【図１】この発明の実施の形態１によるレーダ装置のブロック構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１の内容を説明するための図である。
【図３】この発明の実施の形態２によるレーダ装置のブロック構成図である。
【図４】この発明の実施の形態３によるレーダ装置のブロック構成図である。
【図５】この発明の実施の形態３の内容を説明するための図である。
【図６】この発明の実施の形態４によるレーダ装置のブロック構成図である。
【図７】この発明の実施の形態４の内容を説明するための図である。
【図８】この発明の実施の形態５によるレーダ装置のブロック構成図である。
【図９】この発明の実施の形態６によるレーダ装置のブロック構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態６の内容を説明するための図である。
【図１１】この発明の実施の形態７によるレーダ装置のブロック構成図である。
【図１２】この発明の実施の形態７の内容を説明するための図である。
【図１３】この発明の実施の形態８によるレーダ装置のブロック構成図である。
【図１４】この発明の実施の形態９によるレーダ装置のブロック構成図である。
【図１５】この発明の実施の形態９のフラッシュ検出器の処理ブロック図である。
【図１６】この発明の実施の形態９のブレード長推定器の処理ブロック図である。
【図１７】この発明の実施の形態９のブレード枚数偶奇推定器の処理ブロック図である。
【図１８】この発明を説明するたのジオメトリ(幾何学的説明図)である。
【図１９】この発明の処理内容を説明するためのタイムチャートである。
【図２０】この発明の実施の形態１０のブレード長推定器の処理ブロック図である。
【図２１】この発明の実施の形態１１のブレード長推定器の処理ブロックを示す図である。
【図２２】この発明の実施の形態１２のブレード長推定器の処理ブロックを示す図である。
【図２３】この発明の実施の形態１３のブレード枚数偶奇推定器の処理ブロックである。
【図２４】この発明の実施の形態１４のフラッシュ検出器の処理ブロックである。
【図２５】この発明の実施の形態１５のレーダ装置のブロック構成図である。
【図２６】従来のこの種のレーダ装置のブロック構成図である。
【符号の説明】
【０１８１】
１  第一閾値検出器、２  第二閾値検出器、３  フラッシュ周期判定器、４  ブレード数偶奇判定器、２１  ωＮ積決定手段、３１  フラッシュ時間差算出器、３２  角速度算出器、４１  バイスタ角速度算出器、４２  受信アンテナ、５１  ブレード枚数算出器、６１  フーリエ変換器、６２  周波数幅算出器、６３  ブレード長算出器、７１  ＲＣＳ算出器、８１  目標追尾器、８２  速度算出器、８３  ヘリコプタ判定器、２０１  フラッシュ検出器、２０２  角速度推定器、２０３  基本ブレード枚数推定器、２０４  ブレード長推定器、２０５  ブレード枚数偶奇推定器、２０６  ブレード枚数推定器、２１１  ピーク検出器、２１２  ピーク時間差算出器、２１３  倍数時間算出器、２１４  フラッシュ特徴抽出器、２４１  連続時間幅信号切出器、２４２  フーリエ変換器、２４３  周波数信号積分器、２４４  周波数幅検定器、２４５  ブレード長算出器、２５１  ＳＴＦＴ器、２５２  設定正負周波数信号検出器、２５３  正負ピーク間隔比較器、３１１  不要ピーク除去器、３４１  ゼロ詰め器、３５２  正負周波数信号積分器、４００  ＳＴＦＴ型周波数幅推定器、４４１  最適時間幅信号切出器、５０１  送信機、５０２  送受切換器、５０３，５０３１，５０３２  送受信アンテナ、５０４  受信機、５０５  Ａ／Ｄ変換器、５０８  表示器、５４１  干渉考慮周波数幅検定器。
【図１】
2006330009.tif 000021
【図２】
2006330009.tif 000022
【図３】
2006330009.tif 000023
【図４】
2006330009.tif 000024
【図５】
2006330009.tif 000025
【図６】
2006330009.tif 000026
【図７】
2006330009.tif 000027
【図８】
2006330009.tif 000028
【図９】
2006330009.tif 000029
【図１０】
2006330009.tif 000030
【図１１】
2006330009.tif 000031
【図１２】
2006330009.tif 000032
【図１３】
2006330009.tif 000033
【図１４】
2006330009.tif 000034
【図１５】
2006330009.tif 000035
【図１６】
2006330009.tif 000036
【図１７】
2006330009.tif 000037
【図１８】
2006330009.tif 000038
【図１９】
2006330009.tif 000039
【図２０】
2006330009.tif 000040
【図２１】
2006330009.tif 000041
【図２２】
2006330009.tif 000042
【図２３】
2006330009.tif 000043
【図２４】
2006330009.tif 000044
【図２５】
2006330009.tif 000045
【図２６】
2006330009.tif 000046