(57)【要約】【課題】  装置が大型化することなく、パルス諸元検出の精度を向上させたレーダー装置を提供する。特に、短い時間間隔で入力されるパルス信号に対し、リアルタイムにパルス諸元の抽出を行うことができるレーダー装置を提供する。【解決手段】  受信信号をサンプリングして得られるサンプリング信号について、信号レベルを所定の第１閾値と比較し、信号レベルが第１閾値以上となるサンプリング点を有効サンプリング点として抽出する有効サンプリング点抽出部１１と、有効サンプリング点間を補間し、パルス信号を生成する補間処理部１４と、パルス信号について信号レベルを第１閾値よりも高い第２閾値と比較し、信号レベルが第２閾値以上となるパルス信号に基づいてパルス諸元を生成するパルス諸元生成部１５と、時系列に入力される複数の有効サンプリング点からなるパルス部分を各補間処理部１４に割り振るパルス分配部１２により構成される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号をサンプリングして得られるサンプリング信号について、信号レベルを所定の第１閾値と比較し、信号レベルが第１閾値以上となるサンプリング点を有効サンプリング点として抽出する有効サンプリング点抽出手段と、
上記有効サンプリング点間を補間し、パルス信号を生成するパルス生成手段と、
上記パルス信号について信号レベルを上記第１閾値よりも高い第２閾値と比較し、信号レベルが第２閾値以上となるパルス信号に基づいてパルス諸元を生成するパルス諸元生成手段とを備えたことを特徴とするレーダー装置。
【請求項２】
上記パルス生成手段は、連続する複数の有効サンプリング点からなるパルス部分について補間処理を行う２以上の補間処理部と、
時系列に入力される上記パルス部分を上記各補間処理部に割り振るパルス分配部とからなることを特徴とする請求項１に記載のレーダー装置。
【請求項３】
上記パルス分配部は、ある補間処理部が補間処理中である場合に、パルス部分が入力されると、当該パルス部分を補間処理中でない他の補間処理部に割り振ることを特徴とする請求項２に記載のレーダー装置。
【請求項４】
上記パルス生成手段は、連続する複数の有効サンプリング点からなるパルス部分についてスプライン補間を行うことを特徴とする請求項１に記載のレーダー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダー装置に係り、さらに詳しくは、受信信号をサンプリングして得られるサンプリング信号に基づいて、パルス諸元を生成するレーダー装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
目標探知を行うレーダー装置は、受信系から入力されるビデオ信号に基づいてパルス繰り返し周期（Pulse Repetition Interval：ＰＲＩ）などのパルス諸元を生成し、目標方位などの識別を行っている。パルス諸元は、ビデオ信号を一定の周期でサンプリングし、信号レベルが閾値を超えるサンプリング点を抽出することから求められる（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この様なレーダー装置では、ビデオ信号をサンプリングする周期によってパルス諸元における時間軸方向の精度が決定されるので、パルス諸元検出の精度が低いという問題があった。そこで、低レートでサンプリングされたビデオ信号について補間処理（アップコンバート処理）を行い、各サンプリング点における時間軸方向の間隔を狭めることが考えられる。しかし、短い時間間隔で入力されるパルス信号に対し、十分な速度及び精度でアップコンバートするのは容易ではないので、リアルタイムに補間処理を行おうとすると、装置が大規模化してしまうという問題があった。
【特許文献１】特開２００１−２２１８４５号公報
【非特許文献１】吉田  孝著，「レーダー技術」，社団法人  電子情報通信学会編，平成７年５月２０日，ｐ.７６−ｐ.８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した通り、従来のレーダー装置では、パルス諸元検出の精度が低いという問題があった。また、リアルタイムに補間処理を行おうとすると、装置が大型化してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、装置が大型化することなく、パルス諸元検出の精度を向上させたレーダー装置を提供することを目的としている。特に、短い時間間隔で入力されるパルス信号に対し、リアルタイムにパルス諸元の抽出を行うことができるレーダー装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるレーダー装置は、受信信号をサンプリングして得られるサンプリング信号について、信号レベルを所定の第１閾値と比較し、信号レベルが第１閾値以上となるサンプリング点を有効サンプリング点として抽出する有効サンプリング点抽出手段と、上記有効サンプリング点間を補間し、パルス信号を生成するパルス生成手段と、上記パルス信号について信号レベルを上記第１閾値よりも高い第２閾値と比較し、信号レベルが第２閾値以上となるパルス信号に基づいてパルス諸元を生成するパルス諸元生成手段により構成される。
【０００７】
この様な構成によれば、第１閾値に基づいてサンプリング信号から抽出された有効サンプリング点について補間処理が行われるので、信号全体について補間処理を行うのに比べて補間処理に要する時間を短縮することができる。その際、信号レベルが第２閾値以上となるパルス信号に基づいてパルス諸元が生成されるので、パルス諸元検出の精度を向上させることができる。
【０００８】
特に、上記パルス生成手段が、連続する複数の有効サンプリング点からなるパルス部分について補間処理を行う２以上の補間処理部と、時系列に入力される上記パルス部分を上記各補間処理部に割り振るパルス分配部とからなるように構成すれば、処理負荷が大きい補間処理を効率的に実行させることができるので、短い時間間隔でパルス信号が入力される場合であっても、装置が大型化することなく、リアルタイムにパルス諸元の抽出を行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によるレーダー装置によれば、信号レベルが第２閾値以上となるパルス信号に基づいてパルス諸元が生成されるので、パルス諸元検出の精度を向上させることができる。特に、処理負荷が大きい補間処理を効率的に実行させることができるので、短い時間間隔でパルス信号が入力される場合であっても、装置が大型化することなく、リアルタイムにパルス諸元の抽出を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるレーダー装置の概略構成の一例を示したブロック図である。本実施の形態によるレーダー装置１は、レーダー波を受信し、受信信号からパルス諸元を検出することにより目標方位などの識別を行う電子機器であり、受信部２、Ａ／Ｄ変換部３、パルス諸元検出部４及び目標識別部５からなる。
【００１１】
受信部２は、アンテナを介して受信した高周波信号を復調し、Ａ／Ｄ変換部３へ出力している。Ａ／Ｄ変換部３は、復調後の受信信号を所定のサンプリングレートでサンプリングし、量子化処理を行っている。すなわち、一定時間ごとの量子化された信号レベルからなるデジタルデータがサンプリング信号として生成される。なお、サンプリングの周期は、パルス繰り返し周期（Pulse Repetition Interval：ＰＲＩ）やパルス幅（Pulse Width：Ｐｗ）に比べて十分に短いものとする。
【００１２】
パルス諸元検出部４は、Ａ／Ｄ変換部３によりデジタルデータ化されたサンプリング信号に基づいて、パルス諸元の検出を行っている。パルス諸元の検出は、サンプリング信号から有効サンプリング点を抽出し、有効サンプリング点間を補間処理することにより行われる。
【００１３】
ここでは、パルス諸元として、パルス到来時刻（Time Of Arrival：ＴＯＡ）、Ｐｗ、パルス振幅（PulseAmplitude：Ｐａ）及びＰＲＩが検出される。目標識別部５は、パルス諸元検出部４により生成されたパルス諸元からなる諸元データに基づいて、目標方位などの識別処理を行っている。
【００１４】
図２は、図１のレーダー装置における要部詳細の一例を示したブロック図であり、受信系から入力されるデジタルデータ化されたサンプリング信号に基づいて、パルス諸元の検出を行うパルス諸元検出部４の構成が示されている。このパルス諸元検出部４は、有効サンプリング点抽出部１１、パルス分配部１２、第１の諸元検出部１３ａ及び第２の諸元検出部１３ｂからなる。第１の諸元検出部１３ａ及び第２の諸元検出部１３ｂは、それぞれ補間処理部１４及びパルス諸元生成部１５からなる。
【００１５】
有効サンプリング点抽出部１１は、サンプリング信号における信号レベルを所定の閾値（第１閾値）と比較することにより、有効サンプリング点の抽出を行うスレショルド（Threshold）処理手段である。すなわち、受信系から入力されるデジタルデータ化されたサンプリング信号について、その信号レベルが第１閾値と比較され、信号レベルが第１閾値以上となるサンプリング点が有効サンプリング点として抽出される。
【００１６】
これにより、一連の有効サンプリング点からなるパルス部分が抽出される。すなわち、時間軸方向に連続する複数の有効サンプリング点から形成されるパルス信号の主要部分だけを抽出することができる。なお、サンプリング信号における信号レベルは、サンプリング信号の振幅レベルであり、受信強度に対応している。
【００１７】
一般に、第１閾値を低くするとパルス諸元の検出精度は高くなるが、抽出される有効サンプリング点の数が多くなるので、補間処理に要する時間は長くなる。一方、第１閾値を高くすると抽出される有効サンプリング点の数が少なくなるので、補間処理に要する時間は短くなるが、パルス諸元の検出精度は低くなる。従って、この第１閾値は、要求されるパルス諸元の検出精度と、補間処理における処理速度とに応じて適切に設定することが望ましい。
【００１８】
補間処理部１４は、連続する複数の有効サンプリング点からなるパルス部分について、有効サンプリング点間を補間する補間処理を行っている。補間処理は、例えば、有効サンプリング点間を２以上に区分する補間点における補間値を内挿法により求めるスプライン（Spline）補間により行われる。この様な補間処理により、連続する複数の有効サンプリング点を結ぶ曲線部分からなるパルス信号が生成される。
【００１９】
パルス諸元生成部１５は、補間処理により得られるパルス信号に基づいてパルス諸元の生成を行っている。すなわち、補間処理部１４により生成されたパルス信号について、信号レベルが第１閾値よりも高い所定の閾値（第２閾値）と比較され、信号レベルが第２閾値以上となるパルス信号に基づいてパルス諸元が判別される。
【００２０】
パルス分配部１２は、有効サンプリング点抽出部１１から時系列に入力されるパルス部分を各補間処理部１４に割り振る動作を行っている。特に、ある補間処理部１４が補間処理中である場合に、パルス部分が入力されると、当該パルス部分は補間処理中でない他の補間処理部１４に割り振られる。これにより、２つの諸元検出部１３ａ及び１３ｂに対して、パルス部分の補間処理及びパルス諸元の生成を並列に行わせることができる。
【００２１】
図３は、図２のパルス諸元検出部におけるパルス諸元検出の動作例を示した図であり、補間処理により得られるパルス信号からパルス諸元Ｂ１〜Ｂ３が生成される様子が示されている。受信系から入力されるデジタルデータ化されたサンプリング信号のうち、信号レベルが第１閾値Ａ１以上であるサンプリング点が有効サンプリング点として抽出される。
【００２２】
有効サンプリング点からなるパルス部分（有効サンプリングデータ範囲）について補間処理が行われ、時間軸方向に連続する複数の有効サンプリング点を滑らかに結ぶスプライン曲線２１が得られる。このスプライン曲線２１について、信号レベルが第２閾値Ａ２（Ａ２＞Ａ１）以上となる曲線部分からパルス諸元が検出される。
【００２３】
具体的には、スプライン曲線２１及び第２のスレショルドライン２２の２つの交点について、時間軸方向の間隔からパルス幅（Ｐｗ）Ｂ２が求められ、パルス信号の立ち上がり部の時刻からパルス到来時刻（ＴＯＡ）Ｂ１が求められる。また、信号レベルの最大値からパルス振幅（Ｐａ）Ｂ３が求められる。補間処理により得られる曲線部分からパルス諸元が抽出されるので、サンプリング周期よりも短い時間間隔でパルス諸元を求めることができ、諸元検出の精度を向上させることができる。
【００２４】
図４（ａ）〜（ｄ）は、図２のパルス諸元検出部におけるパルス諸元検出の動作例を示した状態遷移図である。図４（ａ）には、受信系から入力されるデジタルデータ化されたサンプリング信号が示され、図４（ｂ）には、信号レベルが第１のスレショルドライン以上となる有効サンプリング点列が示されている。また、図４（ｃ）には、有効サンプリング点列からなるパルス部分についての補間処理により得られるスプライン曲線２１が示され、図４（ｄ）には、スプライン曲線２１について信号レベルが第２のスレショルドライン以上となる曲線部分からパルス諸元、すなわち、パルス到来時刻Ｂ１、パルス幅Ｂ２、パルス振幅Ｂ３が生成される様子が示されている。
【００２５】
図５は、図２のパルス諸元検出部におけるパルス諸元検出の動作例を示したタイミングチャートであり、パルス部分の抽出に同期して行われる補間処理と、その補間処理に同期して行われるパルス諸元生成処理の様子が示されている。
【００２６】
パルス分配部１２は、有効サンプリング点抽出部１１によりサンプリング信号から抽出された有効サンプリングデータからなるパルス部分が時系列に入力されると、各諸元検出部１３ａ及び１３ｂに割り振る動作を行っている。
【００２７】
ここでは、１つのパルス部分についての補間処理に要する時間がパルス繰り返し周期（ＰＲＩ）よりも長く、ＰＲＩの２倍よりは短いものとしている。従って、第１の諸元検出部１３ａにおいて補間処理中に入力される次のパルス部分は、第２の諸元検出部１３ｂにおいて補間処理される。
【００２８】
つまり、２つの諸元検出部１３ａ及び１３ｂを並列に動作させ、補間処理が効果的に割り振られるので、短い時間間隔でパルス部分が入力される場合であっても、リアルタイムにパルス諸元の抽出を行うことができる。特に、補間処理に要する時間が１パルス分以上となっても、リアルタイムに諸元抽出が行えるので、処理速度を低下させることなく、諸元検出の精度を向上させることができる。
【００２９】
本実施の形態によれば、第１閾値に基づいてサンプリング信号から抽出された有効サンプリング点について補間処理が行われるので、処理性能が同一であれば、信号全体について補間処理を行うのに比べ、補間処理に要する時間を短縮することができる。その際、信号レベルが第２閾値以上となるパルス信号に基づいてパルス諸元が生成されるので、パルス諸元検出の精度を向上させることができる。
【００３０】
実施の形態２．
実施の形態１では、２つの諸元検出部１３ａ及び１３ｂを用いて、時系列に入力されるパルス部分が並列に補間処理される場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、３以上の諸元検出部を用いてパルス部分を補間処理する場合について説明する。
【００３１】
例えば、３つの諸元検出部を用いて、実施の形態１と同様に並列動作させれば、補間処理に要する時間が２パルス分以上となっても、リアルタイムにパルス諸元の抽出を行うことができるので、諸元検出の精度をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態１によるレーダー装置の概略構成の一例を示したブロック図である。
【図２】図１のレーダー装置における要部詳細の一例を示したブロック図である。
【図３】図２のパルス諸元検出部におけるパルス諸元検出の動作例を示した図である。
【図４】図２のパルス諸元検出部におけるパルス諸元検出の動作例を示した状態遷移図である。
【図５】図２のパルス諸元検出部におけるパルス諸元検出の動作例を示したタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１  レーダー装置、２  受信部、３  Ａ／Ｄ変換部、４  パルス諸元検出部、
５  目標識別部、１１  有効サンプリング点抽出部、１２  パルス分配部、
１３ａ  第１の諸元検出部、１３ｂ  第２の諸元検出部、１４  補間処理部、
１５  パルス諸元生成部、２１  スプライン曲線、２２  第２のスレショルドライン
【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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