(57)【要約】【課題】  目標の発射位置や弾道経路等の標定精度を向上させることのできる標定レーダ装置を得る。【解決手段】  目標の位置標定を行なう際に、所定の受信レベルを有する目標観測データから推定される弾道に基づいて、所定の受信レベルには達しないもののこの目標に該当する観測データを全観測データの中から抽出し、微弱目標観測データを編集する。そして、この微弱目標観測データを目標観測データに加えて、より多くの捕捉点を含む観測データに基づいて位置標定を行なう。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛翔する目標を時刻の異なる複数の点で捕捉し、これら複数の捕捉点から目標の位置を標定する標定レーダ装置であって、
所定の方向に送信ビーム及び受信ビームを形成する空中線部と、
この空中線部に送信信号を供給する送信部と、
前記空中線部で受信した信号を受信処理して観測データを出力する受信部と、
この受信部からの前記観測データを時系列に記憶する記憶手段と、
この記憶手段により時系列に記憶された前記観測データから所定の受信レベル以上の観測データを抽出して目標を検出し、目標観測データとして出力する目標検出手段と、
この目標観測データから前記目標の飛翔経路を推定し、この飛翔経路に該当する前記所定の受信レベルに達しない観測データを前記時系列に記憶された観測データの中から抽出して微弱目標観測データとして出力する微弱目標観測データ抽出手段と、
前記目標観測データと前記微弱目標観測データとに基づいて前記目標の位置を標定する位置標定手段と
を有することを特徴とする標定レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速で弾道飛行する例えば砲弾等の目標を観測し、その発射位置や弾道経路等を標定する標定レーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダビームを走査することによって、この形成したビーム幕の中を高速で弾道飛行する砲弾等の目標が通過したときの位置情報から目標の弾道経路を推定し、その発射位置等を求める標定レーダ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この特許文献１に開示された標定レーダ装置においては、高低方向に幅の広いレーダビームを所定の速度で方位方向に走査を繰り返すことによりビーム幕を形成しておき、砲弾等の目標がこのビーム幕を通過している間にその目標に対して複数点の捕捉位置情報を取得する。そして、これら取得した捕捉位置情報から目標の弾道を推定し、さらに標定演算を行なうことにより目標の発射位置または着弾位置を標定している。
【０００４】
この種の標定レーダ装置において目標の標定演算を行なうには、まず、レーダが探知した全観測データをレンジセル単位で時系列に記憶しておく。次に、その中から所定の受信レベル以上の観測データを抽出し、データ間の相関を見きわめることによって砲弾等の目標を検出後、抽出したデータ、すなわち目標の捕捉位置をこれら検出した各目標毎に振り分ける。さらに、捕捉位置を観測時刻順に並べ、各目標毎に目標観測データを編集する。そして、この目標観測データに基づいて目標の推定弾道を描き、目標の発射位置や着弾位置を標定する。
【特許文献１】特開平９−１０１３６３号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、目標の弾道経路や発射位置を高い精度で標定するには、目標の推定弾道をより良い精度で描くことが必要である。このためには、目標をできる限り多くの位置で捕捉し、これら多数の捕捉位置が含まれる目標観測データに基づいて標定演算を実行することが必要となる。同時に、各捕捉位置の角度誤差及び距離誤差が少ないことが望ましい。
【０００６】
しかしながら、従来においては、レーダが探知した全観測データの中から砲弾等の目標を検出する際、目標を誤認することなく安定に検出するとともに、目標検出時の信号処理の負荷を増加させることのないように、所定の受信レベル以上の観測データを対象にしている。また、レーダの特性上、目標を遠距離で捕捉した場合には、目標からの反射信号の受信レベルが十分でない上、その捕捉位置の誤差も大きくなる。遠距離でない場合においても、目標との相対位置関係によってはその反射信号のレベルが低くなり、目標が捕捉できないか、あるいは捕捉できても捕捉位置の誤差が大きくなることがある。
【０００７】
このため、所定の受信レベルに達しない微弱な受信レベルの観測データは抽出されず、目標観測データに含まれる捕捉位置の点数が減ってしまい、標定演算において目標の推定弾道を高い精度で描くことができない場合が多かった。さらに、捕捉位置が遠距離の場合には、その捕捉位置の誤差も大きくなることから、特に目標の発射位置を標定する際には、高い精度での標定が困難であるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、目標の発射位置や弾道経路等の標定精度を向上させることのできる標定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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の標定レーダ装置は、飛翔する目標を時刻の異なる複数の点で捕捉し、これら複数の捕捉点から目標の位置を標定する標定レーダ装置であって、所定の方向に送信ビーム及び受信ビームを形成する空中線部と、この空中線部に送信信号を供給する送信部と、前記空中線部で受信した信号を受信処理して観測データを出力する受信部と、この受信部からの前記観測データを時系列に記憶する記憶手段と、この記憶手段により時系列に記憶された前記観測データから所定の受信レベル以上の観測データを抽出して目標を検出し、目標観測データとして出力する目標検出手段と、この目標観測データから前記目標の飛翔経路を推定し、この飛翔経路に該当する前記所定の受信レベルに達しない観測データを前記時系列に記憶された観測データの中から抽出して微弱目標観測データとして出力する微弱目標観測データ抽出手段と、前記目標観測データと前記微弱目標観測データとに基づいて前記目標の位置を標定する位置標定手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、目標の位置標定を行なう際に、全観測データの中から所定の受信レベルに達しない微弱な目標の観測データを抽出してこれらを所定の受信レベルを有する目標の観測データに加えることにより、目標に対するより多くの捕捉点を含む観測データに基づいて位置標定を行なうので、その標定精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る標定レーダ装置を実施するための最良の形態について、図１乃至図５を参照して説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明に係る標定レーダ装置の一実施例を示すブロック図である。この標定レーダ装置は、空中線部１、送信部２、受信部３、信号処理部４、及び表示部５から構成されている。
【００１３】
空中線部１は、対象領域内の所定の方向に送信ビームを形成して送信部２からの送信パルス信号を放射するとともに、受信ビームを形成して対象領域内からの反射信号を受信し、受信信号として受信部３に送出する。送信部２は、所定の送信スケジュールで送信パルス信号を発生し、空中線部１に送出する。受信部３は、空中線部１からの受信信号を受信処理して対象領域の受信レベルを取得し、これを全観測データとして信号処理部４に出力する。
【００１４】
信号処理部４では、この全観測データから目標を検出し、検出した目標毎に位置標定を行なってその結果を表示部５に送出する。ここで、信号処理部４は、記憶器４１、目標検出器４２、及び弾道予測器４３から構成されている。
【００１５】
記憶器４１は、受信部３から送られてくる全観測データを時系列に記憶する。目標検出器４２は、所定のタイミングで記憶器４１に時系列に記憶されている全観測データから所定の受信レベル以上の観測データを対象にして目標の検出を行ない、検出した目標毎に後述する図３に例示した目標観測データを編集して弾道予測器４３に送出する。
【００１６】
弾道予測器４３では、この目標観測データに基づいて目標の弾道を推定し、記憶器４１内に時系列に記憶された全観測データ中から、この推定した弾道に該当しかつ所定の受信レベルに満たない観測データを抽出して、図３と同様の微弱目標観測データを編集するとともに、目標観測データ及び微弱目標観測データに基づいて、対象目標の位置標定を行なう。そして、その標定結果を表示部５に送出し、表示部５はこれを表示する。
【００１７】
次に、前述の図１ならびに図２のフローチャート及び図３乃至図５の説明図を参照して、上述した本発明に係る標定レーダ装置の動作を説明する。
【００１８】
図２は、図１に示した本発明に係る標定レーダ装置の一実施例の動作を説明するためのフローチャートである。まず、あらかじめ設定された送信スケジュールに従って、送信パルス信号が送信部２から空中線部１に継続的に送られる。この送信パルス信号は、空中線部１に形成した送信ビームにより対象領域内の所定の方向に放射される（ＳＴ１）。
【００１９】
この後、各送信パルス信号に対応する反射信号が空中線部１の受信ビームにより受信され、受信信号として受信部３に送られる。受信部３では、この受信信号が受信処理され、対象領域内の各レンジセル毎の受信レベルが取得される。取得された各レンジセル毎の受信レベルは、対象領域内の全観測データとして信号処理部４に送出される（ＳＴ２）。
【００２０】
受信部３からの全観測データは、送信スケジュールに対応して逐次信号処理部４に送出される。信号処理部４では、これら逐次送られてくる全観測データを受けとって、記憶器４１に時系列に記憶していく（ＳＴ３）。
【００２１】
次に、目標を検出するために、目標検出器４２は、これら記憶されている全観測データの中から、所定の受信レベル以上の観測データを抽出する。抽出の際に設定される受信レベルは、目標を誤認することなく安定に検出できるとともに、信号処理部４での処理負荷を増大させることのない値としている（ＳＴ４）。
【００２２】
抽出された観測データは、時刻及びその時刻における捕捉点を互いに関連づけすることによって目標毎に仕分けされ、各目標毎に目標観測データが編集される。このときに編集される目標観測データの一例を図３に示す。この図３に例示した目標観測データは、この目標が捕捉された複数の点からなり、それら各捕捉点の時刻、方位角、仰角、距離、及び受信レベルから構成され、さらに各捕捉点は時刻順に編集されている。そして、この目標観測データは、弾道予測器４３に送出される（ＳＴ５）。
【００２３】
弾道予測器４３では、目標検出器４２からの目標観測データ中の捕捉点数を各目標毎に検定し、対象目標を所定の精度で位置標定するのに必要な捕捉点数が得られているか否かを判定する（ＳＴ６）。ここで、十分な捕捉点数が既に得られている場合には、この目標観測データにより目標の弾道を確定するステップに進む（ＳＴ６のＹＥＳ）。
【００２４】
しかし、十分な捕捉点数が得られていない場合には（ＳＴ６のＮＯ）、記憶器４１に記憶されている全観測データ中から微弱目標観測データを抽出するために、まず、目標観測データに基づいて目標の弾道を推定する。次に、この推定した弾道から、抽出の対象とする時刻、方位角、仰角、距離、及び受信レベル等の条件を指定し、記憶器４１に対してデータ抽出要求を出す（ＳＴ７）。
【００２５】
このデータ抽出要求に対して、記憶器４１は、記憶されている全観測データの中から指定条件の観測データを抽出して弾道予測器４３に送出する。弾道予測器４３では、記憶器４１により抽出された観測データに対して、既に推定した目標の弾道との相関処理を施すことによって対象目標の観測データのみを抽出する。ここで抽出された観測データは、例えば目標との距離や相対位置関係等の影響によって受信レベルが微弱な捕捉点である。そして、これらデータは、微弱目標観測データとして編集される。
【００２６】
編集された微弱目標観測データの一例を図４に示す。この図４に例示された微弱目標観測データも、図３の目標観測データと同様に、各捕捉点の時刻、方位角、仰角、距離、及び受信レベルから構成され、各捕捉点は時刻順に編集されている（ＳＴ８）。
【００２７】
このようにして編集された微弱目標観測データは、既に編集済みの目標観測データに付加されて、対象目標の弾道が確定される。図５に、弾道確定後における目標の観測データの一例を示す。この図５に示した事例では、図３に例示された目標観測データに対して図４に例示された微弱目標観測データが付加されており、各捕捉点は時刻順に並べて編集されている（ＳＴ９）。
【００２８】
さらに、弾道予測器４３では、この弾道確定後の目標の観測データに基づいて標定演算が実行され、目標の弾道経路や発射位置等が標定される（ＳＴ１０）。標定結果は、弾道予測器４３から表示部５に送られ、表示部５に表示される（ＳＴ１１）。そして、位置標定の終了が指示されるまで、上述したＳＴ１からＳＴ１１の動作が繰り返される（ＳＴ１２）。
【００２９】
以上説明したように、本実施例による標定レーダ装置においては、所定の受信レベルを有する目標観測データから推定される弾道に基づいて、所定の受信レベルには達しないもののこの目標に該当する観測データを全観測データの中から抽出し、微弱目標観測データを編集している。そして、この微弱目標観測データを目標観測データに加えて位置標定を行なっている。これにより、多くの捕捉点を含む観測データに基づいて位置標定を行なうことができるので、目標の標定精度を向上させることができる。
【００３０】
特に、目標が遠距離にある場合の捕捉点や目標との相対位置関係等によって受信レベルが微弱な捕捉点等が加えられるので、弾道予測精度を向上させるとともに、遠距離の発射位置に対する標定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る標定レーダ装置の一実施例を示すブロック図。
【図２】図１の標定レーダ装置の動作を説明するためのフローチャート。
【図３】目標観測データの一例を示す説明図。
【図４】微弱目標観測データの一例を示す説明図。
【図５】弾道確定後における目標の観測データの一例を示す説明図。
【符号の説明】
【００３２】
１  空中線部
２  送信部
３  受信部
４  信号処理部
５  表示部
４１  記憶器
４２  目標検出器
４３  弾道予測器
【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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