(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標の複数の測定されたイプシロンと目標のグリント情報とを使用して、対象目標と非対象目標とを区別するように目標を分類する目標分類器であって、
理論上の複数のイプシロン標準偏差の平均値から、現在のドウェルに対する合計イプシロンノイズ値を算定し、
中心範囲と検出範囲とに基づいて、前記現在のドウェルに対する前記合計イプシロンノイズ値を調節し、
複数の照準外れ誤差から、前記現在のドウェルに対する合計イプシロン測定値を算定し、
前記合計イプシロン測定値が前記調節された合計イプシロンノイズ値よりも大きい場合に、前記現在のドウェルに対するノイズカウント値を上げ、
前記ノイズカウント値が対象目標のタイプに対するノイズカウント閾値を超えた場合に、現在追跡されている目標を非対象目標として識別するように構成されている、目標分類器。
【請求項２】
前記現在追跡されている目標が非対象目標のタイプとして識別された場合に、前記現在追跡されている目標を追跡することを中断するように、目標追跡回路に命令するフラグを設定することを更に含む、請求項１の目標分類器。
【請求項３】
前記複数の照準外れ誤差を含む目標の複数の測定されたイプシロンの窓平均をとることによって、複数のイプシロン平均値を計算することと、
前記現在のドウェルに対する前記目標の複数の測定されたイプシロンから、前記複数のイプシロン平均値を減算することによって、前記合計イプシロン測定値を算定することと、
を更に含む、
ように更に構成されている、請求項２の目標分類器。
【請求項４】
複数の受信信号の正規化された信号電力と公称ノイズ電力とに基づいて、前記現在のドウェルに対する理論上の複数のイプシロン標準偏差を算定することと、
前記理論上の複数のイプシロン標準偏差の窓平均を使用して、前記現在のドウェルに対する前記理論上の複数のイプシロン標準偏差の平均値を算定することと、
を含むように更に構成されている、請求項３の目標分類器。
【請求項５】
前記合計イプシロン測定値が前記合計イプシロンノイズ値よりも大きくない場合に、前記現在のドウェルに対する前記ノイズカウント値を下げる、
ように更に構成されている、請求項４の目標分類器。
【請求項６】
対象目標と非対象目標とを区別する方法であって、
理論上の複数のイプシロン標準偏差の平均値から、現在のドウェルに対する合計イプシロンノイズ値を算定することと、
中心範囲と検出範囲とに基づいて、前記現在のドウェルに対する前記合計イプシロンノイズ値を調節することと、
複数の照準外れ誤差から、前記現在のドウェルに対する合計イプシロン測定値を算定することと、
前記合計イプシロン測定値が前記調節された合計イプシロンノイズ値よりも大きい場合に、前記現在のドウェルに対するノイズカウント値を上げることと、
前記ノイズカウント値が対象目標のタイプに対するノイズカウント閾値を超えた場合に、現在追跡されている目標を非対象目標として識別することと、
を含む、方法。
【請求項７】
前記現在追跡されている目標が非対象目標のタイプとして識別された場合に、前記現在追跡されている目標を追跡することを中断するように、目標追跡回路に命令するフラグを設定すること、を更に含む、請求項６の方法。
【請求項８】
前記複数の照準外れ誤差を含む目標の複数の測定されたイプシロンの窓平均をとることによって、複数のイプシロン平均値を計算することと、
前記現在のドウェルに対する前記目標の複数の測定されたイプシロンから、前記複数のイプシロン平均値を減算することによって、前記合計イプシロン測定値を算定することと、
を更に含む、請求項７の方法。
【請求項９】
複数の受信信号の正規化された信号電力と公称ノイズ電力とに基づいて、前記現在のドウェルに対する理論上の複数のイプシロン標準偏差を算定することと、
前記理論上の複数のイプシロン標準偏差の窓平均を使用して、前記現在のドウェルに対する前記理論上の複数のイプシロン標準偏差の平均値を算定することと、
を更に含む、請求項８の方法。
【請求項１０】
前記合計イプシロン測定値が前記合計イプシロンノイズ値よりも大きくない場合に、前記現在のドウェルに対する前記ノイズカウント値を下げること、を更に含む請求項９の方法。
【請求項１１】
対象目標と非対象目標とを区別する目標分類器と、
前記目標分類器に応答して、非対象目標を追跡することを差し控える目標追跡回路と、
を具備する、目標追跡レーダであって、
前記目標分類器は、
理論上の複数のイプシロン標準偏差の平均値から、現在のドウェルに対する合計イプシロンノイズ値を算定し、
中心範囲と検出範囲とに基づいて、前記現在のドウェルに対する前記合計イプシロンノイズ値を調節し、
複数の照準外れ誤差から、前記現在のドウェルに対する合計イプシロン測定値を算定し、
前記合計イプシロン測定値が前記調節された合計イプシロンノイズ値よりも大きい場合に、前記現在のドウェルに対するノイズカウント値を上げ、
前記ノイズカウント値が対象目標のタイプに対するノイズカウント閾値を超えた場合に、現在追跡されている目標を追跡することを中断するように、前記目標追跡回路に命令する、
ように構成されている、目標追跡レーダ。
【請求項１２】
前記目標分類器は、
前記複数の照準外れ誤差を含む目標の複数の測定されたイプシロンの窓平均をとることによって、複数のイプシロン平均値を計算し、
前記現在のドウェルに対する前記目標の複数の測定されたイプシロンから、前記複数のイプシロン平均値を減算することによって、前記合計イプシロン測定値を算定する、
ように更に構成されている、請求項１１の目標追跡レーダ。
【請求項１３】
前記目標分類器は、
複数の受信信号の正規化された信号電力と公称ノイズ電力とに基づいて、前記現在のドウェルに対する理論上の複数のイプシロン標準偏差を算定し、
前記理論上の複数のイプシロン標準偏差の窓平均を使用して、前記現在のドウェルに対する前記理論上の複数のイプシロン標準偏差の前記平均値を算定する、
ように更に構成されている、請求項１２の目標追跡レーダ。
【請求項１４】
前記合計イプシロン測定値が前記合計イプシロンノイズ値よりも大きくない場合に、前記目標分類器は、前記現在のドウェルに対する前記ノイズカウント値を下げるように更に構成されている、請求項１３の目標追跡レーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
この特許出願は、２０１１年４月１５日に出願された米国特許出願のシリアル番号第１３／０８７，５２７号に対して優先権の利益を主張している。これによって、米国特許出願のシリアル番号第１３／０８７，５２７号は、参照により全体的にここに組み込まれている。
【０００２】
政府の権利
本発明は、海軍省との契約番号Ｎ０００２４−０７−Ｃ−５４３７号のもとで米国政府の補助を受けて作られた。米国政府は、本発明にある特定の権利を有している。
【０００３】
関連出願
本出願は、米国特許出願であって、シリアル番号が第１３／０７５，２９９号（代理人整理番号（attorney docket no.）１５４７．１３５ＵＳ１号［参照番号１０−０６６４号］）であり、２０１１年３月３０日に出願され、「ＴＡＲＧＥＴ−ＴＲＡＣＫＩＮＧ  ＲＡＤＡＲ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＲＥＳＰＯＮＤＩＮＧ  ＴＯ  ＦＬＵＣＴＵＡＴＩＯＮＳ  ＩＮ  ＴＡＲＧＥＴ  ＳＮＲ（目標のＳＮＲにおける変動に応答する目標追跡レーダ及び方法）」という名称を有する、米国特許出願に関連している。米国特許出願のシリアル番号第１３／０７５，２９９号は、参照により全体的にここに組み込まれている。
【０００４】
技術分野
実施形態は、モノパルスレーダを含む目標追跡レーダに関する。幾つかの実施形態は、目標（又は、ターゲット（target））のグリント（glint）の検出と目標の分類とに関する。幾つかの実施形態は、火砲（artillery）と、軍需品(munition)と、臼砲（mortar）と、ロケットと、ミサイルとのような、弾道目標（ballistic target）を含む非操縦目標(non-maneuvering target)を追跡することに関する。
【背景技術】
【０００５】
モノパルスレーダのような目標追跡レーダは、単一レーダパルスを２つ以上のローブ（lobe）において同時に送信することによって目標を追跡するように構成されており、単一パルスから、特に角度情報を得ることができる。目標追跡レーダに関する１つの課題は、目的とする目標と、目的としていない目標とを区別することである。十分に高い帯域幅を有する目標追跡レーダは、目標のイプシロン(epsilon)(即ち、照準外れ（off-boresight）角度又は誤差推定値)におけるノイズに偶発的に応答することがある。このノイズは、目標の信号対ノイズ比(signal-to-noise ratio, SNR)の低下から生じ得る。目標のＳＮＲの低下は、測定されたイプシロンの分散（variance）の増大をもたらす。これは、目的とする目標と、目的としていない目標とを区別することを難しくする。
【０００６】
従って、目的とする目標と、目的としていない目標とを区別することができる、改善された目標追跡レーダ及び方法が、一般に必要とされている。更に、目的としていない目標を無視する一方で、目的とする目標を追跡することを継続できる、目標追跡レーダ及び方法が、一般に必要とされている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】幾つかの実施形態に従う目標追跡レーダの動作環境を示している。
【図２Ａ】幾つかの実施形態に従う目標分類手順のフローチャートである。
【図２Ｂ】幾つかの実施形態に従う目標分類手順のフローチャートである。
【図３】幾つかの実施形態に従う目標分類器の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下の記載と図面は、当業者が特定の実施形態を実行できるように、それらを十分に説明している。他の実施形態は、構造、論理、電気、プロセス、又は他の変更を取り込んでもよい。幾つかの実施形態の一部分及び特徴が、他の実施形態の一部分及び特徴に含まれても又はその代わりに置き換えられてもよい。請求項に示されている実施形態は、それらの請求項の利用可能な同等のものを全て含んでいる。
【０００９】
図１は、幾つかの実施形態に従って目標追跡レーダの動作環境を示している。目標追跡レーダ１０２は、１つ以上の目標、例えば目標１０４を、目標１０４からのレーダ戻り信号（radar-return signal）の受信に基づいて追跡するように構成され得る。戻り信号の比較に基づいて、照準に対する目標の方向が決定され得る。幾つかの実施形態では、目標追跡レーダ１０２は、モノパルスレーダであってもよく、単一レーダパルスを２つ以上のローブ１０３において同時に送信して角度情報を得ることによって、目標１０４を追跡するように構成され得る。これらの実施形態では、各ローブからの戻り信号を別々に増幅し、相互に比較し、特に、照準に対する目標１０４の方向を決定することを可能にしている。この比較は１パルス中に行なわれ得るので、目標の位置又は進行方向（heading）の変化は、比較にほとんど又は全く影響を及ぼさない。
【００１０】
実施形態によると、目標追跡レーダ１０２は、特に、目標分類器１０６と目標追跡回路１０８とを含んでいる。目標分類器１０６は、目標の測定されたイプシロン及び目標のグリント情報と、目標の追跡範囲とを使用して、目標１０４を分類するように構成され得る。これらの実施形態では、目標分類器１０６は、合計イプシロン測定値と目標のグリント情報とを比較し、追跡されている目標１０４が対象目標のタイプであるかどうかを決定するように構成され得る。目標追跡回路１０８は、この比較と他の情報とに基づいて、目標１０４を追跡し続けてもよく、又は目標１０４を追跡することを中断してもよい。従って、目標追跡レーダ１０２は、目的とする目標と、目的としていない目標とを区別することができる。これらの実施形態は、後述でより詳しく記載される。
【００１１】
幾つかの実施形態では、ドウェル（dwell）毎に、合計角度測定値(即ち、目標のイプシロン)と、理論上の合計イプシロンノイズ値に基づく閾値と、を比較する。この比較に基づいて、目標１０４を追跡することを目標追跡回路１０８に中断させるように、目標追跡フラグを設定してもよい。これらの実施形態は、後述でより詳しく更に記載される。
【００１２】
従って、目標が現在の追跡範囲においてその目標のタイプに対するあるべき「グリンティ（又は、グリント状態（glinty））」よりも過度に「グリンティ」であると決定されると、追跡されている目標が異なる目標のタイプであることを示しているかもしれない。例えば、火砲を追跡することが指定されている場合に、追跡されている目標が、実際には別の目標のタイプ（例えば、航空機）であるときは、その目標は特定の範囲において予想されるよりもグリンティであるように見えるかもしれない。目標のタイプの正確な分類は、例えば、報復手段を非対象目標に向けるのを防ぐのに役立ち得る。これらの実施形態では、目標のタイプ別のグリントを範囲別に特徴付け、目標のグリントの特徴を使用し、対象目標と非対象目標とを区別し得る。
【００１３】
幾つかの実施形態では、目標追跡レーダ１０２は、目標１０４の位置を範囲で追跡するように構成されている。幾つかの実施形態では、目標追跡レーダ１０２は、飛来してくるロケットと火砲の発射とを検出し、追跡し、交戦する（engage）ための、陸上を基地とする又は艦船を基地とするミサイル防衛システムの一部分であり得るが、目標追跡レーダ１０２は、殆どの目標物体の追跡に使用され得るので、実施形態の範囲はこの点で制限されない。
【００１４】
図２は、幾つかの実施形態に従う目標分類手順のフローチャートである。目標分類手順２００は、目標追跡レーダ１０２(図１)の目標分類器１０６(図１)によって行なわれ得る。手順２００では、ドウェル毎に、対象目標のタイプに対する理論上の合計イプシロンノイズ値に基づく閾値と、合計イプシロン(即ち、角度)測定値とを比較する。この比較に基づいて、例えば、目標が非対象目標のタイプである場合は、目標１０４(図１)を追跡することを目標追跡回路１０８(図１)に中断させるように、目標追跡フラグを設定してもよい。
【００１５】
例えば、遠く離れた範囲では、飛来してくる航空機と飛来してくる火砲との両者が、点目標に見えるが、航空機の目標は、火砲の目標よりも早く、非点目標に移行する。この移行は、中心範囲（pivot range）と呼ばれるものにおいて起こる。この移行中に、目標に対する合計イプシロン測定値は、対象目標のタイプに対する理論上のイプシロンノイズ値を超え始める。
【００１６】
手順２００では、次の入力、即ち、信号電力と、方位角(方位角イプシロン)と、仰角(仰角イプシロン)と、追跡範囲と、公称ノイズ電力と、移動平均の片側の窓の長さ（moving average one sided window length）と、方位角傾斜アンテナ係数と、仰角傾斜アンテナ係数と、ノイズ閾値の乗数（noise threshold multiplier）と、アップ／ダウンカウンタの閾値と、最大処理電圧利得と、中心範囲と、を使用してもよい。これらの入力のうちの幾つかは、対象目標のタイプによって決まり得る。
【００１７】
動作２０２では、目標１０４を捕捉し且つ追跡が安定する(即ち、目標１０４が安定した追跡（stable track）に定まる)まで待つように、目標分類器１０６を構成してもよい。追跡が安定すると、後述の動作２０４乃至２３２の一部として、合計角度測定値(イプシロン)と、理論上の合計イプシロンノイズ値に基づく閾値とを、ドウェル毎に比較してもよい。
【００１８】
動作２０４では、受信信号の正規化された信号電力と公称ノイズ電力とに基づいて、現在のドウェル(即ち、ドウェルｎ)に対する理論上のイプシロン標準偏差(即ち、方位角と仰角との両者におけるモノパルス誤差)を算定するように、目標分類器１０６を構成してもよい。ドウェルｎに対する理論上のイプシロン標準偏差は、次のように与えられる。
【数１】
0005826916.tif 000002
【００１９】
ここで、
σｎ，ＡＺは、ドウェルｎに対する方位角チャネルの理論上の標準偏差であり、
σｎ，ＥＬは、ドウェルｎに対する仰角チャネルの理論上の標準偏差であり、
ＫＡＺは、方位角チャネルＫの係数(ハードコード化された定数)であり、
ＫＥＬは、仰角チャネルＫの係数(ハードコード化された定数)であり、
Ｇは、最大処理電圧利得であり、
Ｎｎｏｍは、公称ノイズ電力(ハードコード化された定数)であり、
Ｐｎｏｒｍ，ｎは、ドウェルｎに対する（入力引数から）正規化された信号電力である。
【００２０】
動作２０６では、理論上のイプシロン標準偏差の窓平均（windowed average）を使用して、現在のドウェルに対する理論上のイプシロン標準偏差の平均値を算定するように、目標分類器１０６を構成してもよい。ドウェルｎの場合に、点目標に対する理論上の平均イプシロン標準偏差は、次のように決定され得る。
【数２】
0005826916.tif 000003
【００２１】
ここで、
【数３】
0005826916.tif 000004
【００２２】
は、ドウェルｎに対する平均方位角イプシロン標準偏差であり、
【数４】
0005826916.tif 000005
【００２３】
は、ドウェルｎに対する平均仰角イプシロン標準偏差であり、
Ｌは、移動平均の片側の窓の長さ(ハードコード化された定数)であり、
σｉ，ＡＺは、ドウェルｉに対する理論上の方位角イプシロン標準偏差値であり、
σｉ，ＥＬは、ドウェルｉに対する理論上の仰角イプシロン標準偏差値である。
【００２４】
動作２０８では、理論上のイプシロン標準偏差の平均値から、現在のドウェルに対する合計イプシロンノイズ値を算定するように、目標分類器１０６を構成してもよい。ドウェルｎに対する理論上のイプシロンノイズ値は、
【数５】
0005826916.tif 000006
【００２５】
によって定められ得る。
【００２６】
ここで、
σｎ，ｔｏｔａｌは、ドウェルｎに対する理論上の合計イプシロンノイズ値であり、
【数６】
0005826916.tif 000007
【００２７】
は、ドウェルｎに対する理論上の方位角イプシロン標準偏差であり、
【数７】
0005826916.tif 000008
【００２８】
は、ドウェルｎに対する理論上の仰角イプシロン標準偏差である。
【００２９】
範囲中の目標１０４がより近くに移動すると、複数の散乱（scatter）が分解し(resolve)、目標１０４は点目標に最早見えず、グリントが増すかもしれない。従って、目標の角度ノイズが変化し、角度ノイズは区分関数（piecewise function）になる。
【００３０】
動作２１０では、中心範囲と検出範囲とに基づいて、現在のドウェルに対する合計イプシロンノイズ値を調節するように、目標分類器１０６を構成してもよい。次のように、合計イプシロンノイズ値を、補足的な値(additional value)によって乗算し、調節された合計イプシロンノイズ値を得てもよい。
【数８】
0005826916.tif 000009
【００３１】
ここで、
σｎ，ａｄｊは、ドウェルｎに対する理論上の合計イプシロンノイズ値であり、
σｎ，ｔｏｔａｌは、ドウェルｎに対する理論上の合計イプシロンノイズ値であり、
Ｒｐは、中心範囲であり、
Ｒｎは、入力引数からのドウェルｎに対する検出範囲である。
【００３２】
動作２１２乃至２１６に記載されているように、合計イプシロン測定値は、次のように算定され得る。
【００３３】
動作２１２では、目標の測定されたイプシロンの窓平均をとることによって、イプシロン平均値を計算するように、目標分類器１０６を構成してもよい。目標の測定されたイプシロンは、照準外れ誤差を含んでいる。ドウェルｎに対するイプシロン平均値は、
【数９】
0005826916.tif 000010
【００３４】
によって計算され得る。
【００３５】
ここで、
【数１０】
0005826916.tif 000011
【００３６】
は、ドウェルｎに対する測定方位角イプシロン平均値であり、
【数１１】
0005826916.tif 000012
【００３７】
は、ドウェルｎに対する測定された仰角イプシロン平均値であり、
Ｌは、移動平均の片側の窓の長さ(ハードコード化された定数)であり、
εｉ，ＡＺは、ドウェルｉに対する方位角イプシロン値であり、
εｉ，ＥＬは、ドウェルｉに対する仰角イプシロン値である。
【００３８】
動作２１４では、照準外れ誤差から、現在のドウェルに対する合計イプシロン測定値を算定するように、目標分類器１０６を構成してもよい。現在のドウェルに対する目標の測定されたイプシロンから、イプシロン平均値を減算することによって、合計イプシロン測定値が算定され得る。合計イプシロン測定値は、次のように算定され得る。
【数１２】
0005826916.tif 000013
【００３９】
ここで、
εｎ，ｔｏｔａｌは、ドウェルｎに対する理論上の合計イプシロン測定値であり、
εｎ，ＡＺは、ドウェルｎに対する方位角イプシロン測定値であり、
εｎ，ＥＬは、ドウェルｎに対する仰角イプシロン測定値であり、
【数１３】
0005826916.tif 000014
【００４０】
は、ドウェルｎに対する測定された方位角イプシロン平均値であり、
【数１４】
0005826916.tif 000015
【００４１】
は、ドウェルｎに対する測定された仰角イプシロン平均値である。
【００４２】
動作２１６では、合計イプシロン測定値と、調節された合計イプシロンノイズ値とを比較し、ノイズカウント値を上げるか又は下げるかを決定するように、目標分類器１０６を構成してもよい。動作２１８において、合計イプシロン測定値が合計イプシロンノイズ値よりも大きいと決定された場合は、動作２２０が行なわれる。合計イプシロン測定値が合計イプシロンノイズ値よりも大きくない場合は、動作２２２が行なわれ得る。
【００４３】
動作２２０では、現在のドウェルに対するノイズカウント値を上げるように、目標分類器１０６を構成してもよい。その理由は、目標が、現在の範囲において、対象目標のタイプについて予想されるものよりもノイジー又はグリンティであるからである。
【００４４】
動作２２２では、現在のドウェルに対するノイズカウント値を下げるように、目標分類器１０６を構成してもよい。
【００４５】
例えば、ドウェルｎの場合に、動作２２０と２２２は、次のように説明され得る。
【数１５】
0005826916.tif 000016
【００４６】
ここで、
ＮｏｉｓｅＣｏｕｎｔｎは、ドウェルｎに対するアップ／ダウンカウントであり、
ＮｏｉｓｅＣｏｕｎｔｎ−1は、ドウェルｎ−１に対するアップ／ダウンカウントであり、
ｋは、ノイズ閾値の乗数(ハードコード化された定数)であり、
ＣｏｕｎｔＴｈｒｅｓｈは、アップ／ダウンカウンタの閾値である（これは、特定の目標のタイプに対するハードコード化された定数であってもよい）。
【００４７】
項ｍａｘ（ＮｏｉｓｅＣｏｕｎｔｎ−１−１，０）は、カウントをゼロ未満に減少できないことを確かなものにするのに役立つ。項ｍｉｎ（ＮｏｉｓｅＣｏｕｎｔｎ−１＋１，ＣｏｕｎｔＴｈｒｅｓｈ＋１）は、閾値をちょうど超えたカウントに上限を定める（cap）。カウントはゼロに初期設定してもよい。
【００４８】
動作２２４では、ノイズカウント値とノイズカウント閾値とを比較するように、目標分類器１０６を構成してもよい。ノイズカウント値がノイズカウント閾値を超えた場合に、目標分類器１０６は目標追跡フラグを設定してもよい。例えば、次の通りである。
【数１６】
0005826916.tif 000017
【００４９】
ここで、
ＣｏｕｎｔＴｈｒｅｓｈは、アップ／ダウンカウンタの閾値(ハードコード化された定数)であり、
ＮｏｉｓｅＦｒａｇｎは、ドウェルｎに対するノイズ検査フラグであり、
ＮｏｉｓｅＣｏｕｎｔｎは、上述で定められている。
【００５０】
ドウェルの連続番号に対して目標追跡中であることを示す予め決定された値（例えば、５）に等しいまま、追跡検出タイプが留まる限り、動作２２４のこの比較は、全てのドウェルで行なわれ得る。ドウェルに対する追跡検出タイプがこの値よりも下がった場合は、幾つか（即ち、２Ｌ＋１）の連続するドウェル中に、この値に再び等しくなるまで、イプシロンの比較を止めてもよい。これらの実施形態では、この比較が再開するまで、ノイズカウント値を同じまま留めてもよい。システムが最早追跡されていないことを追跡モードインジケータが示す場合に、手順は、後述するように、動作２０２に戻ってもよい。
【００５１】
動作２２６では、目標追跡フラグが設定されているかどうかを判断するように、目標分類器１０６を構成してもよい。目標追跡フラグが設定されている場合は、動作２２８が行われる。目標追跡フラグが設定されていない場合は、動作２３０が行われ得る。
【００５２】
動作２２８では、目標の追跡に設定されている現在の目標１０４を追跡することを中断し、且つ幾つかの実施形態では目標追跡レーダ１０２をサーチモードに戻すことを、目標追跡回路１０８に命令するように、目標分類器１０６を構成してもよい。この場合に、追跡されていた目標は非対象目標であった。
【００５３】
動作２３０では、追跡モードに留まって目標を追跡し続けることを、目標追跡回路１０８に命令するように、目標分類器１０６を構成してもよい。この場合に、少なくとも現在の範囲において、追跡されている目標は対象目標であると考えられる。
【００５４】
動作２３２では、追跡が安定しているかどうかを決定するように、目標分類器１０６を構成してもよい。追跡が安定していて、目標１０４が追跡されている場合は、次のドウェルに対して、動作２０４乃至２３０を繰り返してもよい。追跡が安定していない場合は、ノイズカウント値をリセットしてもよく、追跡が安定化するまで、動作２０２を行なってもよい。
【００５５】
図３は、幾つかの実施形態に従う目標分類器の機能ブロック図である。目標分類器３００は、目標分類器１０６(図１)として使用するのに適切であり得るが、他の目標分類器の構成も適切であり得る。更に、目標分類器３００は、目標分類手順２００(図２)を行なうのに適切であり得るが、他の目標分類器の構成も適切であり得る。
【００５６】
実施形態によると、特に、目標の測定されたイプシロン３５１と目標のグリント情報３６１とを使用して、目標１０４(図１)を分類するように、目標分類器３００を構成してもよい。これらの実施形態では、目標分類器３００は、合計イプシロン測定値３１５と目標のグリント情報３６１とを比較し、追跡されている目標１０４が、対象目標のタイプに対応しているかどうかを決定し得る。比較に基づいて、目標１０４を追跡し続けるか、又は目標１０４を追跡することを中断するように、目標追跡回路１０８(図１)を構成してもよい。目標の測定されたイプシロン３５１は、目標の照準外れ誤差に基づく合計角度測定値を含んでいる。目標の照準外れ誤差は、受信信号(即ち、レーダ戻り信号)から生成される。受信信号は、和信号と、方位角デルタ信号と、仰角デルタ信号とを含んでいる。
【００５７】
目標１０４の照準外れ誤差は、目標の照準外れ角度とも呼ばれ得る。和信号と、方位角デルタ信号と、仰角デルタ信号は、例えば米国特許出願のシリアル番号１３／０７５，２９９号に記載されている。
【００５８】
目標分類器３００は、受信信号の正規化された信号電力３５０と公称ノイズ電力３５７とに基づいて現在のドウェル（即ち、ドウェルｎ）に対する理論上のイプシロン標準偏差３０５(即ち、モノパルスの誤差の方位角と仰角)を算定する回路３０４を含んでいる。
【００５９】
幾つかの実施形態では、追跡モードインジケータ３６１に基づいて、目標の追跡が安定する(即ち、目標１０４が追跡に定まる)まで、理論上のイプシロン標準偏差３０５を算定することを差し控えるように、目標分類器３００は更に構成されている。これらの実施形態では、追跡モードインジケータ３６１は、目標１０４が追跡されている（追跡中である）ことと、追跡が安定化したこととを示し得る。目標を追跡する前に、目標追跡レーダ１０２は、目標捕捉モードで動作してもよい。目標１０４が捕捉されると、目標追跡レーダ１０２は、目標追跡モードで動作してもよい。
【００６０】
目標分類器３００は、理論上のイプシロン標準偏差３０５の窓平均を使用して、現在のドウェルに対する理論上のイプシロン標準偏差３０５の平均値３０７を算定する回路３０６を含んでいる。
【００６１】
目標分類器３００は、理論上のイプシロン標準偏差３０５の平均値３０７から、現在のドウェルに対する合計イプシロンノイズ値３０９を算定する回路３０８を更に含んでいる。中心範囲に基づいて現在のドウェルに対する合計イプシロンノイズ値３０９を調節し、調節された合計イプシロンノイズ値３１１を生成する回路３１０を、目標分類器３００は更に含み得る。
【００６２】
目標分類器３００は、目標の測定されたイプシロン３５１の窓平均をとることによって、イプシロン平均値３１３を計算する回路３１２を含み得る。目標の測定されたイプシロン３５１は、照準外れ誤差を含んでいる。現在のドウェルに対する目標の測定されたイプシロン３５１から、イプシロン平均値３１３を減算することによって、合計イプシロン測定値３１５を算定する回路３１４を、目標分類器３００は更に含み得る。
【００６３】
合計イプシロン測定値３１５と、調節された合計イプシロンノイズ値３１１とを比較し、ノイズカウント値３１９を上げるか又は下げるかを決定する回路３１６を、目標分類器３００は更に含み得る。合計イプシロン測定値３１５が合計イプシロンノイズ値３０９よりも大きい場合に、現在のドウェルに対するノイズカウント値３１９を上げてもよい。合計イプシロン測定値３１５が合計イプシロンノイズ値３０９よりも大きくない場合に、現在のドウェルに対するノイズカウント値３１９を下げてもよい。
【００６４】
これらの実施形態では、特定の目標のタイプに対して予想されるよりもノイジー又はグリンティである目標に対して、ノイズカウント値３１９を上げる。他方で、目標が、特定の目標のタイプに対して予想されるよりもノイジー又はグリンティでない場合は、ノイズカウント値３１９を下げる。
【００６５】
幾つかの実施形態では、回路３１６によって行なわれた比較からの＋／−信号３１７に基づいて、ノイズカウント値３１９を維持するために、マルコフ連鎖カウンタ３１８のようなカウンタ回路を、目標分類器３００は含み得る。
【００６６】
ドウェル毎にノイズカウント閾値３２３とノイズカウント値３１９とを比較する回路３２４を、目標分類器３００は更に含み得る。ノイズカウント値３１９がノイズカウント閾値３２３を越えた場合に、目標追跡フラグ３２５を設定するように、回路３２４を更に構成してもよい。設定された目標追跡フラグ３２５に応答して、現在の目標１０４を追跡することを中断し、且つ幾つかの実施形態ではサーチモードに戻るように、目標追跡レーダ１０２(図１)の目標追跡回路１０８(図１)を構成してもよい。
【００６７】
これらの実施形態では、目標１０４が現在の範囲において予想されるよりもノイジーであるという理由で、目標１０４を追跡することを中断するように、目標追跡レーダ１０２を構成してもよい。目標１０４が現在の範囲において予想されるよりもノイジーであることは、ノイズカウント値３１９（合計カウント）がノイズカウント閾値３２３を超えていることによって示される。目標追跡フラグ３２５を設定し（例えば、フラグ＝真）、目標追跡レーダ１０２の目標追跡回路１０８に与えてもよい。これらの実施形態では、ノイズカウント値３１９がノイズカウント閾値３２３を越えない限り、目標追跡フラグ３２５は設定されない。
【００６８】
幾つかの実施形態では、目標追跡フラグ３２５を設定することは、追跡される対象とされた目標のタイプについての現在の追跡範囲に対して、目標１０４が過度にグリンティであることを示し得る。例えば、火砲が追跡される対象とされている場合に、目標が、特定の目標追跡範囲３５３において予想されるよりもグリンティであるように見え得る場合は、火砲ではなく、航空機(又は、別の目標タイプ)を追跡しているかもしれないことを示している。
【００６９】
幾つかの実施形態では、目標追跡フラグ３２５が設定されない限り、目標追跡回路１０８は、目標追跡レーダ１０２を追跡モードに留めて、目標追跡レーダ１０２に目標１０４を追跡し続けさせてもよい。目標追跡フラグ３２５が設定されない限り、目標追跡回路１０８が目標１０４を追跡しながら、例えば、報復手段を目標１０４に放ってもよい。これらの実施形態は、特定の目標のタイプ(例えば、火砲)に対して報復手段を放つことを許可し、非対象目標（例えば、航空機）に対して報復手段を放つことを防ぐのを助け得る。
【００７０】
幾つかの実施形態では、目標１０４が最早追跡されていないことを、追跡モードインジケータ３６１が示した場合に、目標追跡フラグ３２５をリセットしてもよい(例えば、フラグ＝偽)。例えば、目標追跡レーダ１０２が、現在の目標１０４を追跡することを中断し、(例えば目標捕捉動作２０２中に)新しい目標を追跡し始めたときに、これを行ってもよい。
【００７１】
目標１０４が最早追跡されていない又は追跡が不安定（unstable）であることを、追跡モードインジケータ３６１が示した場合に、マルコフ連鎖カウンタ３１８をリセットしてもよい(即ち、ノイズカウント値３１９をゼロに設定してもよい)。
【００７２】
目標分類器３００によって区別され得る目標のタイプは、火砲と航空機、民間航空機と軍用航空機、航空機のタイプ(例えば、ＦＡ１８、Ｆ１６、Ｂ７３７、又は小型自家用機)、火砲とミサイル、等を含み得る。幾つかの実施形態では、目標のグリントは、目標のタイプ別に、範囲別に、予め特徴付けられる(更に、測定値と比較するために、目標のグリント情報３６１として取り込まれる)ので、目標のタイプに基づいて、目標を追跡し続けるか、又は目標を追跡することを差し控えるかを決定するように、目標分類器３００を構成してもよい。
【００７３】
幾つかの実施形態では、上述の目標分類器１０６の様々な回路要素は、１つ以上のプロセッサによって実施され得る。１つ以上のプロセッサは、例えば、ディジタル信号プロセッサ(digital signal processor, DSP)を含む処理要素のような、ソフトウェアで構成された要素（software-configured element）、及び／又は他のハードウェア要素、の組み合わせを含む。例えば、幾つかの要素は、１つ以上のマイクロプロセッサ、ＤＳＰ、特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit, ASIC）、無線周波数集積回路(radio-frequency integrated circuit, RFIC)、及び少なくともここに記載されている機能を実行する論理回路と様々なハードウェアとの組み合わせ、を含み得る。幾つかの実施形態では、目標分類器１０６の回路要素は、１つ以上の処理要素に作用する１つ以上のプロセスを指し得る。
【００７４】
実施形態は、ハードウェアと、ファームウェアと、ソフトウェアとのうちの１つ、又はこれらの組み合わせで実施され得る。更に、実施形態は、コンピュータ読み出し可能記憶デバイスに記憶されている命令として実施され得る。命令は、ここに記載されている動作を行なうために、少なくとも１つのプロセッサによって読み出され、実行され得る。コンピュータ読み出し可能記憶デバイスは、機械(例えば、コンピュータ)によって読み出し可能な形態で情報を記憶する何らかの非一時的な機構(non-transitory mechanism)を含み得る。例えば、コンピュータ読み出し可能記憶デバイスは、読み出し専用メモリ(read-only memory, ROM)と、ランダムアクセスメモリ(random-access memory, RAM)と、磁気ディスク記憶媒体と、光記憶媒体と、フラッシュメモリデバイスと、他の記憶デバイス及び媒体と、を含み得る。幾つかの実施形態では、目標分類器１０６は、１つ以上のプロセッサを含み、コンピュータ読み出し可能記憶デバイス上に記憶された命令で構成され得る。
【００７５】
３７Ｃ.Ｆ．Ｒ．セクション１．７２（ｂ）では、読み手が技術的開示の特性と要点とを把握できるようにする要約書を要求しており、３７Ｃ.Ｆ．Ｒ．セクション１．７２（ｂ）に従って、要約書が提供されている。これは、要約書を使用して、請求項の範囲又は意味を制限又は解釈しないという理解で提示されている。これによって、請求項は詳細な説明に組み込まれ、各請求項はそれ自体で異なる実施形態を表す。
以下に、本願出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[１]目標の複数の測定されたイプシロンと目標のグリント情報とを使用して、目標を分類する目標分類器であって、
前記目標分類器は、合計イプシロン測定値と前記目標のグリント情報とを比較し、追跡されている目標が対象目標のタイプに対応しているかどうかを決定するように構成されており、
目標追跡回路は、前記比較に基づいて、前記目標を追跡し続けるか又は前記目標を追跡
することを中断するように構成されている、目標分類器。
[２]前記目標の複数の測定されたイプシロンは、目標の複数の照準外れ誤差に基づく合計角度測定値を含み、
前記目標の複数の照準外れ誤差は、複数の受信信号から生成され、
前記複数の受信信号は、和信号と、方位角デルタ信号と、仰角デルタ信号と、を含む、前記[１]の目標分類器。
[３]前記目標を分類するために、前記目標分類器は、
理論上の複数のイプシロン標準偏差の複数の平均値から、現在のドウェルに対する合計イプシロンノイズ値を算定し、
前記複数の照準外れ誤差から、前記現在のドウェルに対する合計イプシロン測定値を算定し、
前記合計イプシロン測定値が前記合計イプシロンノイズ値よりも大きい場合に、前記現在のドウェルに対するノイズカウント値を上げ、
前記合計イプシロン測定値が前記合計イプシロンノイズ値よりも大きくない場合に、前記現在のドウェルに対するノイズカウント値を下げる、
ように更に構成されている、前記[２]の目標分類器。
[４]前記複数の受信信号の正規化された信号電力と公称ノイズ電力とに基づいて、前記現在のドウェルに対する理論上の複数のイプシロン標準偏差を算定し、
前記理論上の複数のイプシロン標準偏差の窓平均を使用し、前記現在のドウェルに対する前記理論上の複数のイプシロン標準偏差の複数の平均値を算定する、
ように更に構成されている、前記[３]の目標分類器。
[５]中心範囲と検出範囲とに基づいて、前記現在のドウェルに対する前記合計イプシロンノイズ値を調節し、
前記合計イプシロン測定値と前記調節された合計イプシロンノイズ値とを比較し、前記ノイズカウント値を上げるか又は下げるかを決定する、
ように更に構成されている、前記[３]の目標分類器。
[６]追跡モードインジケータに基づいて、前記目標の追跡が安定するまで、前記目標分類器は、前記理論上の複数のイプシロン標準偏差を算定することを差し控えるように更に構成されている、前記[４]の目標分類器。
[７]前記現在のドウェルに対する前記合計イプシロンノイズ値を算定するために、前記目標分類器は、
前記目標の複数の測定されたイプシロンの窓平均をとることによって、複数のイプシロン平均値を計算し、
ここで、前記目標の複数の測定されたイプシロンは、前記複数の照準外れ誤差を含む、
前記現在のドウェルに対する前記目標の複数の測定されたイプシロンから、前記複数のイプシロン平均値を減算することによって、前記合計イプシロン測定値を算定する、
ように更に構成されている、前記[３]の目標分類器。
[８]目標分類器は、
ドウェル毎に、前記ノイズカウント値とノイズカウント閾値とを比較し、
前記ノイズカウント値が前記ノイズカウント値を超えている場合に、目標追跡フラグを設定する、
ように更に構成されており、
前記追跡フラグが設定されたことに応答して、目標追跡レーダの前記目標追跡回路が、前記目標を追跡することを中断するように構成されている、前記[３]の目標分類器。
[９]前記目標追跡フラグが設定されない限り、前記目標追跡レーダに、目標追跡モードに留まって前記目標を追跡し続けさせるように、前記目標追跡回路が構成されている、前記[８]の目標分類器。
[１０]対象目標と非対象目標とを区別する方法であって、
理論上の複数のイプシロン標準偏差の複数の平均値から、合計イプシロンノイズ値を算定することと、
中心範囲と検出範囲とに基づいて、前記合計イプシロンノイズ値を調節することと、
複数の照準外れ誤差から、合計イプシロン測定値を算定することと、
前記合計イプシロン測定値が前記合計イプシロンノイズ値よりも大きい場合に、現在のドウェルに対するノイズカウント値を上げることと、
前記ノイズカウント値が対象目標のタイプに対するノイズカウント閾値を超えた場合に、現在追跡されている目標を非対象目標として識別することと、
を含む、方法。
[１１]前記現在追跡されている目標が非対象目標のタイプとして識別された場合に、前記現在追跡されている目標を追跡することを中断するように、目標追跡回路に命令するフラグを設定すること、を更に含む、前記[１０]の方法。
[１２]目標の複数の測定されたイプシロンの窓平均をとることによって、複数のイプシロン平均値を計算することと、
ここで、前記目標の複数の測定されたイプシロンは、前記複数の照準外れ誤差を含む、
前記現在のドウェルに対する前記目標の複数の測定されたイプシロンから、前記複数のイプシロン平均値を減算することによって、前記合計イプシロン測定値を算定することと、
を更に含む、前記[１１]の方法。
[１３]複数の受信信号の正規化された信号電力と公称ノイズ電力とに基づいて、前記現在のドウェルに対する理論上の複数のイプシロン標準偏差を算定することと、
前記理論上の複数のイプシロン標準偏差の窓平均を使用して、前記現在のドウェルに対する前記理論上の複数のイプシロン標準偏差の複数の平均値を算定することと、
を更に含む、前記[１２]の方法。
[１４]前記合計イプシロン測定値が前記合計イプシロンノイズ値よりも大きくない場合に、前記現在のドウェルに対する前記ノイズカウント値を下げること、を更に含む前記[１３]の方法。
[１５]対象目標と非対象目標とを区別する目標分類器と、
前記目標分類器に応答して、非対象目標を追跡することを差し控える目標追跡回路と、
を具備する、目標追跡レーダであって、
前記目標分類器は、
理論上の複数のイプシロン標準偏差の複数の平均値から、現在のドウェルに対する合計イプシロンノイズ値を算定し、
中心範囲と検出範囲とに基づいて、前記現在のドウェルに対する前記合計イプシロンノイズ値を調節し、
複数の照準外れ誤差から、前記現在のドウェルに対する合計イプシロン測定値を算定し、
前記合計イプシロン測定値が前記合計イプシロンノイズ値よりも大きい場合に、前記現在のドウェルに対するノイズカウント値を上げ、
前記ノイズカウント値が非対象目標のタイプに対するノイズカウント閾値を超えた場合に、現在追跡されている目標を追跡することを中断するように、前記目標追跡回路に命令する、
ように構成されている、目標追跡レーダ。
[１６]前記目標分類器は、
目標の複数の測定されたイプシロンの窓平均をとることによって、複数のイプシロン平均値を計算し、
ここで、前記目標の複数の測定されたイプシロンは、前記複数の照準外れ誤差を含む、
前記現在のドウェルに対する前記目標の複数の測定されたイプシロンから、前記複数のイプシロン平均値を減算することによって、前記合計イプシロン測定値を算定する、
ように更に構成されている、前記[１５]の目標追跡レーダ。
[１７]前記目標分類器は、
複数の受信信号の正規化された信号電力と公称ノイズ電力とに基づいて、前記現在のドウェルに対する理論上の複数のイプシロン標準偏差を算定し、
前記理論上の複数のイプシロン標準偏差の窓平均を使用して、前記現在のドウェルに対する前記理論上の複数のイプシロン標準偏差の前記複数の平均値を算定する、
ように更に構成されている、前記[１６]の目標追跡レーダ。
[１８]前記合計イプシロン測定値が前記合計イプシロンノイズ値よりも大きくない場合に、前記目標分類器は、前記現在のドウェルに対する前記ノイズカウント値を下げるように更に構成されている、前記[１７]の目標追跡レーダ。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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