(57)【要約】【課題】従来の帯域合成処理を用いたレーダ装置は、レンジプロフィール基点が０ｍ固定であった。【解決手段】位相補正量計算部９は外部から入力される目標予測距離Ｒｘとレンジプロフィール幅Ｌと距離分解能ＤＲから位相補正量φを計算し、位相補正部１０は上記位相補正量ｆを用いて、メモリ８で保持されているＮ個のディジタルビデオ信号ｖｉｄの位相補正演算をするようにして、レンジプロフィール基点を可変にし、レンジプロフィール上の目標信号位置が、レーダ装置と目標の相対距離によらず、任意のレンジビンに移動できるようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め決められたパルス繰り返し周期で電波を生成する局部発振部と、
上記局部発振部の出力をパルス変調して送信する送信部と、
上記送信部から送信され目標で反射された受信波を復調する受信部と、
上記受信部で復調されたビデオ信号をディジタルビデオ信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
予め設定された目標予測距離に基づいて、目標信号がレンジプロフィール上の決められた位置になるように上記ディジタルビデオ信号を位相補正する位相補正部と、
上記位相補正部で補正されたディジタルビデオ信号を帯域合成処理する帯域合成部、
とを備えたことを特徴としたレーダ装置。
【請求項２】
予め決められたパルス繰り返し周期ＴＰＲＩ毎に予め決められた周波数から予め決められた周波数ステップＤｆで時系列で増加もしくは減少してＮ×ＴＰＲＩ    で１サイクルとなるように電波を生成する局部発振部と、
上記電波を予め決められたＴＰＲＩでパルス変調、増幅して送信パルス電波を生成する送信部と、
上記送信パルス電波を外部空間に向けて照射して、目標で反射された反射波を受信するアンテナと、
上記反射波を局部発振部が出力する電波で周波数変換、増幅しビデオ信号を生成する受信部と、
上記ビデオ信号を標本・量子化してディジタルビデオ信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、上記ディジタルビデオ信号をＮ個分記録するメモリと、
外部から入力される目標予測距離Ｒｘとレンジプロフィール幅Ｌと距離分解能ＤＲから、目標信号がレンジプロフィール上の予め決められた位置になるように位相補正量ｆを計算する位相補正量計算部と、
上記位相補正量ｆを用いて、上記メモリで保持されているＮ個のディジタルビデオ信号の位相補正演算をする位相補正部と、
位相補正されたＮ個のディジタルビデオ信号を逆離散フーリエ変換し距離分解能ＤＲの高距離分解能化されたレンジプロフィールを出力する帯域合成部とを備えたことを特徴としたレーダ装置。
【請求項３】
上記位相補正量計算部は、外部から入力される距離オフセット情報Ｒｏｆｆｓｅｔに応じて、位相補正量ｆを計算することを特徴とした請求項１もしくは請求項２記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、距離分解能を向上させる処理である帯域合成処理を用いたレーダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の帯域合成処理を用いたレーダ装置は、レンジプロフィール基点がレーダ装置からの距離０ｍ固定であったため、レンジプロフィール上の目標信号位置は、レーダ装置と目標の相対距離により決定されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１２２６６０号公報
【０００４】
上記の場合、例えば、レンジプロフィールには折り返し発生領域が存在し、目標が折り返し発生領域に存在する場合、レンジプロフィール上に目標信号の折り返しが生じていた。
【０００５】
また、例えば、レーダ装置内部には電波を伝送する線路があり、この線路長もレーダ装置と目標の相対距離に含まれるため、実際の相対距離とレンジプロフィール上の目標信号位置に相違があった。
【０００６】
これを防ぐためには、レンジプロフィール基点を可変にすることにより、レーダ装置と目標の相対距離に関係なく、レンジプロフィール上の目標信号を任意のレンジビンに移動することが必要である。しかし、特許文献１記載の従来技術に代表されるように、レンジプロフィール基点を可変にするシステムは、今までのところ実現化されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のレーダ装置では、図２に示すように、Ｎ個のパルスに対して、パルス毎に送信周波数をｆ０からｆ（ｎ）まで、周波数ステップＤｆ毎に変化させて送信を行う。その時の送信信号Ｓｎ（ｔ）は数１で表される。ただし、ここでは数式による表現を簡略化するために各信号を複素形式で表現している。
【０００８】
【数１】
2004251815.tif 000003
【０００９】
ただし、Ａは送信信号の振幅、ｆｎは各送信周波数の初期位相、Ｔｐはパルス幅、Ｔｐｒｉはパルス繰返し周期を表す。この送信信号がレーダ装置から距離Ｒ離れたところにある目標に反射してレーダ装置に受信された場合、受信信号Ｕｎ（ｔ）は数２で表される。
【００１０】
【数２】
2004251815.tif 000004
【００１１】
ただし、Ａ’は受信信号の振幅、ｃは光速を表す。この受信ＰＲＩ信号に対して、数３で示すような各周波数の初期位相が送信信号と同じ参照信号（リファレンス信号）Ｖｎ（ｔ）を用いて周波数変換を行った場合、周波数変換後の信号Ｗｎ（ｔ）は数４で表される。
【００１２】
【数３】
2004251815.tif 000005
【００１３】
【数４】
2004251815.tif 000006
【００１４】
数４で表される各周波数（Ｎ周波）について、Ｗｎ（ｔ）のパルス変調された部分（受信波の存在する部分）の信号を１サンプルしたものをｖｉｄとし、このＮ個のサンプルを逆離散フーリエ変換することにより高距離分解能化されたレンジプロフィールを得ていた。この場合、レンジプロフィールの距離分解能ＤＲは数５で表され、レンジプロフィール幅Ｌは数６で表される。
【００１５】
【数５】
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【００１６】
【数６】
2004251815.tif 000008
【００１７】
また、レーダからの相対距離とレンジプロフィールの関係は図３のようになる。なお、図３はＮが５、ＤＲが１０ｍの場合の例である。帯域合成処理を用いたレーダでは、各送信周波数毎にリファレンス信号の位相を基準とした受信波の位相遅延量を得ることによりレンジプロフィールを得ている。このため、図３のように、レンジプロフィール基点は相対距離０ｍ固定となる。
【００１８】
一方、離散フーリエ変換を用いる場合、図４に示すように、折り返しが生じる領域が存在する。上記のようなレンジプロフィール基点が０ｍ固定のレーダ装置で、この領域に目標が存在する場合、図４のようにレンジプロフィールに目標信号の折り返しが生じるため、目標がないレンジプロフィールレンジビンにあたかも目標が存在するような結果となる。このような場合、レーダが目標を追尾していたとすると、目標折り返しに誤ロックして、目標相対距離を誤る可能性があることが問題である。
なお、図４はＮが５、ＤＲが１０ｍ  、Ｒが９２．５ｍの場合の例である。
【００１９】
また、レーダ装置内の電波伝送経路長をＭとした場合、数４は数７に示すように、Ｍ分の誤差成分が生じるため、実際の目標相対距離とレンジプロフィール上の目標信号位置に誤差を生じることが問題である。
【００２０】
【数７】
2004251815.tif 000009
【００２１】
この発明は、係る課題を解決するために成されたものであり、レンジプロフィールに目標信号の折り返しが生じて、目標がないレンジプロフィールレンジビンにあたかも目標が存在するように誤認するレーダの追尾誤差を防止し、良好なレンジプロフィールを与えるレーダ装置を得ることを目的とする。
【００２２】
また、電波伝送経路長の伝送誤差によって目標信号位置に誤差を生じることを防止し、良好なレンジプロフィールを与えるレーダ装置を得ることを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係るレーダ装置は、予め決められたパルス繰り返し周期で電波を生成する局部発振部と、上記局部発振部の出力をパルス変調して送信する送信部と、上記送信部から送信され目標で反射された受信波を復調する受信部と、上記受信部で復調されたビデオ信号をディジタルビデオ信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、予め設定された目標予測距離に基づいて、目標信号がレンジプロフィール上の決められた位置になるように上記ディジタルビデオ信号を位相補正する位相補正部と、上記位相補正部で補正されたディジタルビデオ信号を帯域合成処理する帯域合成部とを備えたものである。
【００２４】
また、予め決められたパルス繰り返し周期ＰＲＩ毎に予め決められた周波数から予め決められた周波数ステップＤｆで順次増加もしくは減少してＮ×ＰＲＩで１サイクルとなるように電波を生成する局部発振部と、上記電波を予め決められたＰＲＩでパルス変調、増幅して送信パルス電波を生成する送信部と、上記送信パルス電波を外部空間に向けて照射して、目標で反射された反射波を受信するアンテナと、上記反射波を局部発振部が出力する電波で周波数変換、増幅しビデオ信号を生成する受信部と、上記ビデオ信号を標本・量子化してディジタルビデオ信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、上記ディジタルビデオ信号をＮ個分記録するメモリと、外部から入力される目標予測距離Ｒｘとステップ周波数間隔Ｄｆで決定されているレンジプロフィール幅Ｌから、目標信号がレンジプロフィール上の予め決められた位置になるように位相補正量ｆを計算する位相補正量計算部と、上記位相補正量ｆを用いて、上記メモリで保持されているＮ個のディジタルビデオ信号の位相補正演算をする位相補正部と、位相補正されたＮ個のディジタルビデオ信号を逆離散フーリエ変換する帯域合成部とを備えても良い。
【００２５】
また、第２の発明に係るレーダ装置は、第１の発明に係るレーダ装置において、距離オフセット情報Ｒｏｆｆｓｅｔに応じて位相補正量ｆを計算する位相補正量計算部とを備えたものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図を用いてこの発明に係る実施の形態１について説明する。図１は実施の形態１によるレーダ装置の構成を示している。１はレーダ装置であり、局部発振部２は図２に示すＮ個の電波を図２に示すようなタイミングで生成する。送信部３は上記電波を図２に示すタイミングでパルス変調、増幅して送信パルス電波を生成する。アンテナ部４は上記送信パルス電波を外部空間に向けて照射して、目標５で反射された反射波を受信する。受信部６は上記反射波を局部発振部２が出力する電波で周波数変換、増幅しビデオ信号を生成する。Ａ／Ｄ変換部７は上記ビデオ信号を標本・量子化してディジタルビデオ信号に変換する。メモリ８は上記ディジタルビデオ信号ｖｉｄをＮ個分記録する。位相補正量計算部９は外部から入力される目標予測距離Ｒｘとレンジプロフィール幅Ｌと距離分解能ＤＲから位相補正量ｆを以下のように計算する。外部から入力される目標予測距離Ｒｘは、例えばレーザー測距装置や、他のレーダー装置の測距結果でよい。
【００２７】
目標信号をレンジプロフィールレンジビン番号Ｍに移動する場合について考える。目標予測距離Ｒｘとレンジプロフィール幅Ｌとを用いて、目標信号位置が何番目のレンジプロフィールになるか（以下予測目標レンジプロフィール番号Ｐ）を数８によって計算する。
【００２８】
【数８】
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【００２９】
ただし、ｃｅｉｌは入れ子の値より大きくて最も近い整数への丸めを表す。よって、レンジプロフィールレンジビン番号Ｍに相当する距離ＲＭは数９で計算できる。
【００３０】
【数９】
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【００３１】
目標予測距離Ｒｘと距離ＲＭとの差に相当する位相量を各周波数毎に補正すればよいから、
位相補正量ｆは数１０で計算できる。
【００３２】
【数１０】
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【００３３】
位相補正部１０は上記位相補正量ｆを用いて、数１１により、メモリ８で保持されているＮ個のディジタルビデオ信号ｖｉｄの位相補正演算をする。
【００３４】
【数１１】
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【００３５】
帯域合成部１１は位相補正されたＮ個のディジタルビデオ信号ＶＩＤを逆離散フーリエ変換し、レンジプロフィールを出力する。前に説明した図４の場合において、Ｒｘを９２．５ｍ、Ｍを中央レンジビンの３として上記位相補償を実施した結果の例を図５に示す。
【００３６】
この実施の形態によれば、例えば目標がレンジプロフィールの中央にあるように、レンジプロフィール基点を可変にでき、目標とレーダとの相対距離によらず、レンジプロフィール上の目標信号位置を任意のレンジビンに移動でき、外部から入力される目標予測距離Ｒｘの誤差がＬ／２以内であれば、折り返しを生じないレンジプロフィールを生成することができる。この場合、折り返しを生じないので、目標折り返しに誤ロックして、目標相対距離を誤ることがなくなる。これによって、目標がないレンジプロフィールレンジビンにあたかも目標が存在するように誤認するレーダの追尾誤差を防止し、良好なレンジプロフィールを与えるレーダ装置を得る
【００３７】
実施の形態２．
以下、図を用いてこの発明に係る実施の形態２について説明する。
図６は実施の形態２によるレーダ装置の構成を示している。図６において、１から８、１０、１１は先に図１で説明したとおりである。オフセット位相補正量計算部１２は外部から入力される距離オフセット情報Ｒｏｆｆｓｅｔと定数である光速と円周率ｐを用いて、数１２により、Ｎ個の周波数毎の位相補正量ｆを計算する。
【００３８】
【数１２】
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【００３９】
位相補正部１０は上記位相補正量を用いて、上記数１１により、メモリ８で保持されているＮ個のディジタルビデオ信号ｖｉｄの位相補正演算をする。
【００４０】
例えばレーダ装置内に電波伝送経路長Ｋがあった場合、周波数変換後の信号ｖｉｄは前述の数７のＷｎ（ｔ）となるが、事前にＫを計測しておき、距離オフセット情報Ｒｏｆｆｓｅｔとして与え、オフセット位相補正量計算部１２が数１２によって位相補正量ｆを計算し、位相補正部１０が数１２の位相補正演算をすることにより、Ｍの項を打ち消し、帯域合成部１１の入力は前述の数４と同じになるため、レーダ装置と目標間の距離とレンジプロフィール上の目標信号位置が一致する。
【００４１】
【発明の効果】
この発明によれば、レンジプロフィール基点を可変にすることにより、目標とレーダとの相対距離によらず、レンジプロフィール上の目標信号位置を任意に移動できるので、例えば、折り返しを生じないレンジプロフィールを生成することができる。
【００４２】
また、この発明によれば、外部から入力される距離オフセット情報Ｒｏｆｆｓｅｔに応じて、位相補正量ｆを計算することにより、レーダ装置内に電波伝送経路長があっても、レーダ装置と目標間の距離とレンジプロフィール上の目標信号位置とを一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の構成を示す図である。
【図２】局部発振部の周波数とパルス変調タイミングを説明するための図である。
【図３】レーダからの相対距離とレンジプロフィールの関係を示す図である。
【図４】レーダからの相対距離とレンジプロフィールと折り返しの関係示す図である。
【図５】位相補正後のレーダからの相対距離とレンジプロフィールと折り返しの関係
【図６】この発明の実施の形態２の構成を示す図である。
【符号の説明】
１レーダ装置、２局部発振部、３送信部、４アンテナ部、５目標、６受信部、７Ａ／Ｄ変換部、８メモリ、９位相補正量計算部、１０位相補正部、１１帯域合成部、１２オフセット位相補正量計算部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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