(57)【要約】【課題】他のレーダ装置から放射された電波を目標からのエコーと誤認しないレーダ装置を得ること。【解決手段】レーダ装置１は、隣り合う二つの期間のうちの前の期間において、前の期間に対応する周波数変化率を持つ周波数変調信号を送信すると共に、二つの期間のうちの後の期間において、前の期間に対応する周波数変化率と異なる周波数変化率を持つ周波数変調信号を送信する送信機２と、送信機２から送信された周波数変調信号に対応する電波を放射すると共に、放射された電波のエコーを受信する空中線４と、送信機２から送信された周波数変調信号と、空中線４によって受信されたエコーとをもとに、目標までの距離と目標の速度との一方又は双方を算出する信号処理部６とを有する。【選択図】図１
2018084450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣り合う二つの期間のうちの前の期間において、前記前の期間に対応する周波数変化率を持つ周波数変調信号を送信すると共に、前記二つの期間のうちの後の期間において、前記前の期間に対応する周波数変化率と異なる周波数変化率を持つ周波数変調信号を送信する送信機と、
前記送信機から送信された周波数変調信号に対応する電波を放射すると共に、放射された電波のエコーを受信する空中線と、
前記送信機から送信された周波数変調信号と、前記空中線によって受信されたエコーとをもとに、目標までの距離と前記目標の速度との一方又は双方を算出する信号処理部と
を備えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記目標の追尾中において、前記送信機は、周波数変調信号を常に送信する
ことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標を追尾するために用いられるレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーダ装置は、周波数が変調されない信号に対応する電波を放射し、ドップラ周波数を得ることにより、ＨＰＲＦ(High  Pulse  Repetition  Frequency)追尾処理を行う（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−４３４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のレーダ装置は、ＨＰＲＦ追尾処理を行う場合に周波数が変調されない信号に対応する電波を放射するので、他のレーダ装置から放射された電波を目標からのエコーと誤認する可能性がある。他のレーダ装置の一例は、目標に搭載されているレーダ装置である。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、他のレーダ装置から放射された電波を目標からのエコーと誤認しないレーダ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、隣り合う二つの期間のうちの前の期間において、前記前の期間に対応する周波数変化率を持つ周波数変調信号を送信すると共に、前記二つの期間のうちの後の期間において、前記前の期間に対応する周波数変化率と異なる周波数変化率を持つ周波数変調信号を送信する送信機と、前記送信機から送信された周波数変調信号に対応する電波を放射すると共に、放射された電波のエコーを受信する空中線と、前記送信機から送信された周波数変調信号と、前記空中線によって受信されたエコーとをもとに、目標までの距離と前記目標の速度との一方又は双方を算出する信号処理部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、他のレーダ装置から放射された電波を目標からのエコーと誤認しないという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態にかかるレーダ装置の構成を示す図
【図２】実施の形態にかかるレーダ装置の信号処理部が距離と速度とを算出する方法を説明するための図
【図３】実施の形態における式（１）から式（４）の周波数軸上での関係を示す図
【図４】実施の形態にかかるレーダ装置が有する送信機、指示部、受信機及び信号処理部を構成する少なくとも一部の構成要素が処理回路によって実現される場合の処理回路を示す図
【図５】実施の形態にかかるレーダ装置が有する送信機、指示部、受信機及び信号処理部の少なくとも一部の機能がプロセッサによって実現される場合のプロセッサを示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態にかかるレーダ装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態．
図１は、実施の形態にかかるレーダ装置１の構成を示す図である。レーダ装置１は、隣り合う二つの期間のうちの前の期間において、前の期間に対応する周波数変化率を持つ周波数変調信号を送信すると共に、上記の二つの期間のうちの後の期間において、前の期間に対応する周波数変化率と異なる周波数変化率を持つ周波数変調信号を送信する送信機２を有する。
【００１１】
つまり、送信機２は、連続する複数の期間における隣り合う二つの期間のうちの前の期間において、ある周波数変化率を持つ周波数変調信号を送信すると共に、上記の二つの期間のうちの後の期間において、別の周波数変化率を持つ周波数変調信号を送信する。レーダ装置１は、連続する複数の期間に各々において送信機２から送信される周波数変調信号が持つ周波数変化率を送信機２に指示する指示部３を更に有する。送信機２は、指示部３による指示にしたがって、各期間において送信する周波数変調信号が持つ周波数変化率を変更する。
【００１２】
レーダ装置１は、送信機２から送信された周波数変調信号に対応する電波を放射すると共に、放射された電波のエコーを受信する空中線４を更に有する。具体的には、空中線４は、送信機２から送信された周波数変調信号に対応するレーダ波を目標に放射し、放射されたレーダ波の目標からのエコーを受信する。レーダ装置１は、空中線４によって受信されたエコーを当該エコーに対応する信号に変換する受信機５を更に有する。受信機５は、送信機２が送信する周波数変調信号も受信する。
【００１３】
レーダ装置１は、送信機２から送信された周波数変調信号と、空中線４によって受信されたエコーとをもとに、目標までの距離と目標の速度との双方を算出する信号処理部６を更に有する。具体的には、信号処理部６は、送信機２が隣り合う二つの期間において送信した二つの周波数変調信号と、当該二つの周波数変調信号の各々についての空中線４によって受信されたエコーとをもとに、目標までの距離と目標の速度との双方を算出する。
【００１４】
より具体的には、信号処理部６は、受信機５から、空中線４によって受信されたエコーに対応する信号と、送信機２から送信された周波数変調信号とを取得する。信号処理部６は、指示部３から、指示部３が送信機２に指示した周波数変化率の情報を更に取得する。信号処理部６は、受信機５から取得した信号と、指示部３から取得した情報とをもとに、目標までの距離と目標の速度とを算出する。なお、レーダ装置１が目標を追尾している場合、つまり、目標の追尾中において、送信機２は周波数変調信号を常に送信する。
【００１５】
次に、信号処理部６が距離と速度とを算出する方法について説明する。図２は、実施の形態にかかるレーダ装置１の信号処理部６が距離と速度とを算出する方法を説明するための図である。図２において、時間と送信信号の周波数との関係を示すグラフによって特定される通り、送信機２は、連続する複数の期間における隣り合う二つの期間のうちの前の期間においてある周波数変化率を持つ周波数変調信号を送信すると共に、上記の二つの期間のうちの後の期間において別の周波数変化率を持つ周波数変調信号を送信する。
【００１６】
図２において、連続する複数の期間の一例は、第１期間、第２期間、第３期間、第４期間及び第５期間である。第１期間の後に第２期間が続き、第２期間の後に第３期間が続き、第３期間の後に第４期間が続き、第４期間の後に第５期間が続く。図２に示す通り、送信機２は、第１期間において、ある周波数変化率を持つ第１周波数変調信号を送信する。送信機２は、第２期間において、第１期間に送信する第１周波数変調信号が持つ周波数変化率と異なる周波数変化率を持つ第２周波数変調信号を送信する。
【００１７】
送信機２は、第３期間において、第１期間に送信する第１周波数変調信号が持つ周波数変化率とも第２期間に送信する第２周波数変調信号が持つ周波数変化率とも異なる周波数変化率を持つ第３周波数変調信号を送信する。送信機２は、第４期間において、上記の第１周波数変調信号、第２周波数変調信号及び第３周波数変調信号が持ついずれの周波数変化率とも異なる周波数変化率を持つ第４周波数変調信号を送信する。送信機２は、第５期間において、上記の第１周波数変調信号、第２周波数変調信号、第３周波数変調信号及び第４周波数変調信号が持ついずれの周波数変化率とも異なる周波数変化率を持つ第５周波数変調信号を送信する。
【００１８】
更に言うと、送信機２は、第１期間において送信する第１周波数変調信号が持つ周波数変化率と、第２期間において送信する第２周波数変調信号が持つ周波数変化率と、第３期間において送信する第３周波数変調信号が持つ周波数変化率とが互いに異なるように、第１期間、第２期間及び第３期間の各々において周波数変調信号を送信する。
【００１９】
送信機２は、第２期間において送信する第２周波数変調信号が持つ周波数変化率と、第３期間において送信する第３周波数変調信号が持つ周波数変化率と、第４期間において送信する第４周波数変調信号が持つ周波数変化率とが互いに異なるように、第２期間、第３期間及び第４期間の各々において周波数変調信号を送信する。
【００２０】
送信機２は、第３期間において送信する第３周波数変調信号が持つ周波数変化率と、第４期間において送信する第４周波数変調信号が持つ周波数変化率と、第５期間において送信する第５周波数変調信号が持つ周波数変化率とが互いに異なるように、第３期間、第４期間及び第５期間の各々において周波数変調信号を送信する。
【００２１】
つまり、送信機２は、少なくとも連続する３個の期間において、互いに異なる周波数変化率を持つ周波数変調信号を送信する。
【００２２】
以下では、第１期間と第２期間とにおける信号処理から、目標までの距離Ｒ［ｍ］と、目標の速度によるドップラ周波数ｆｄｏｐ［Ｈｚ］とを算出する方法を説明する。送信機２が第１期間において送信する第１周波数変調信号が持つ周波数変化率ａ［Ｈｚ／ｓ］と仮定する。加えて、第１周波数変調信号が持つ周波数変化率ａに対する、送信機２が第２期間において送信する第２周波数変調信号が持つ周波数変化率の比をｍと仮定する。この場合、第２周波数変調信号が持つ周波数変化率は、ａ×ｍ［Ｈｚ／ｓ］と表現される。光速をｃ［ｍ／ｓ］と定義する。
【００２３】
空中線４が第１期間において受信した信号の周波数ｆ１は、下記の式（１）によって表現される。
ｆ１＝ｆｄｏｐ＋２Ｒ×ａ／ｃ          ・・・（１）
【００２４】
空中線４が第２期間において受信した信号の周波数ｆ２は、下記の式（２）によって表現される。
ｆ２＝ｆｄｏｐ＋２Ｒ×ａ×ｍ／ｃ      ・・・（２）
【００２５】
周波数ｆ２から周波数ｆ１を差し引いた値である周波数の差分をΔｆとすると、距離Ｒは、上記の式（１）及び式（２）から、下記の式（３）によって表現される。
Ｒ＝（ｃ／２ａ（ｍ−１））×Δｆ      ・・・（３）
【００２６】
ドップラ周波数ｆｄｏｐ［Ｈｚ］は、上記の式（１）及び式（２）から、下記の式（４）によって表現される。
ｆｄｏｐ＝ｆ１−Δｆ／（ｍ−１）      ・・・（４）
【００２７】
図３は、実施の形態における式（１）から式（４）の周波数軸上での関係を示す図である。信号処理部６は、上記の式（１）から式（４）を用いて説明した通り、目標までの距離Ｒと目標の速度によるドップラ周波数ｆｄｏｐとを算出する。信号処理部６は、ドップラ周波数ｆｄｏｐをもとに目標の速度を算出する。信号処理部６は、目標までの距離Ｒと、目標の速度との一方のみを算出してもよい。
【００２８】
上述の通り、実施の形態のレーダ装置１は、いずれの期間においても、周波数が変調されない信号に対応する電波を放射せずに、周波数変調信号に対応する電波を放射するので、他のレーダ装置から放射された電波を目標からのエコーと誤認しない。つまり、レーダ装置１は、他のレーダ装置から放射された電波を目標からのエコーと誤認することを回避することができる。
【００２９】
加えて、レーダ装置１が目標を追尾している場合、つまり追尾処理の実行中において、送信機２が周波数変調信号を常に送信するので、信号処理部６はＦＭ(Frequency  Modulation)レンジングにより距離を算出することができ、その結果、レーダ装置１はより精度の高い距離情報をより短い時間で取得することができる。
【００３０】
さらに、送信機２が少なくとも連続する３個の期間において互いに異なる周波数変化率を持つ周波数変調信号を送信する。つまり、当該３個の期間のうちの最初の期間の周波数変調信号の周波数変化率は、最後の期間の周波数変調信号の周波数変化率と異なる。そのため、レーダ装置１は、同じ周波数変調信号が送信されることに伴う干渉を生じさせなくすることできる。
【００３１】
図４は、実施の形態にかかるレーダ装置１が有する送信機２、指示部３、受信機５及び信号処理部６を構成する少なくとも一部の構成要素が処理回路４１によって実現される場合の処理回路４１を示す図である。つまり、送信機２、指示部３、受信機５及び信号処理部６の機能の少なくとも一部は、処理回路４１によって実現されてもよい。
【００３２】
処理回路４１は、専用のハードウェアである。すなわち、処理回路４１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ(Application  Specific  Integrated  Circuit)、ＦＰＧＡ(Field-Programmable  Gate  Array)、又はこれらを組み合わせたものである。送信機２、指示部３、受信機５及び信号処理部６の一部は、残部とは別個の専用のハードウェアであってもよい。
【００３３】
図５は、実施の形態にかかるレーダ装置１が有する送信機２、指示部３、受信機５及び信号処理部６の少なくとも一部の機能がプロセッサ５１によって実現される場合のプロセッサ５１を示す図である。つまり、送信機２、指示部３、受信機５及び信号処理部６の少なくとも一部の機能は、メモリ５２に格納されるプログラムを実行するプロセッサ５１によって実現されてもよい。プロセッサ５１は、ＣＰＵ(Central  Processing  Unit)、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、又はＤＳＰ(Digital  Signal  Processor)である。図５には、メモリ５２も示されている。
【００３４】
送信機２、指示部３、受信機５及び信号処理部６の少なくとも一部の機能がプロセッサ５１によって実現される場合、当該一部の機能は、プロセッサ５１と、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア又はファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ５２に格納される。プロセッサ５１は、メモリ５２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、送信機２、指示部３、受信機５及び信号処理部６の少なくとも一部の機能を実現する。
【００３５】
すなわち、送信機２、指示部３、受信機５及び信号処理部６の少なくとも一部の機能がプロセッサ５１によって実現される場合、レーダ装置１は、送信機２、指示部３、受信機５及び信号処理部６の一部によって実行されるステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ５２を有する。メモリ５２に格納されるプログラムは、送信機２、指示部３、受信機５及び信号処理部６の一部が実行する手順又は方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
【００３６】
メモリ５２は、例えば、ＲＡＭ(Random  Access  Memory)、ＲＯＭ(Read  Only  Memory)、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ(Erasable  Programmable  Read  Only  Memory)、ＥＥＰＲＯＭ(Electrically  Erasable  Programmable  Read-Only  Memory)等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク又はＤＶＤ(Digital  Versatile  Disk)等である。
【００３７】
送信機２、指示部３、受信機５及び信号処理部６の複数の機能について、当該複数の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、当該複数の機能の残部をソフトウェア又はファームウェアで実現してもよい。このように、送信機２、指示部３、受信機５及び信号処理部６の複数の機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって実現することができる。
【００３８】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略又は変更することも可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１  レーダ装置、２  送信機、３  指示部、４  空中線、５  受信機、６  信号処理部、４１  処理回路、５１  プロセッサ、５２  メモリ。
【図１】
2018084450.tif 000003
【図２】
2018084450.tif 000004
【図３】
2018084450.tif 000005
【図４】
2018084450.tif 000006
【図５】
2018084450.tif 000007