(57)【要約】【課題】レーダの移動目標検出装置は、増幅器の増幅率を高くすると増幅器が飽和し、信号レベルの低い移動目標を飽和させてしまい、検出できないことがあった。【解決手段】初段の増幅器に減算器を設け、クラッタ成分を減算した後、次段の増幅器の増幅率を上げ、レベルの低い移動目標の検出確率を向上させることが可能となる。また、静止物の検出も可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接線方向に移動する目標あるいはクラッタ上に不意に出現する静止目標等を検出するレーダ装置おいて、Ｉ、Ｑビデオ信号を初段の増幅器で飽和しない線形な領域で増幅し、位相検波器の直流成分、クラッタ等の不要な反射信号成分と同一レベルとなるクラッタマップを自動制御により作成し、初段または次段の増幅器にフィードバックし、不要な反射信号成分を抑圧した後、移動目標または静止目標だけを次段の増幅器で増幅することにより目標の信号検出確率を向上させることを特徴とするレーダ目標検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、接線方向に移動する目標あるいはクラッタ上に不意に出現する静止目標等を検出するレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の接線方向に移動する目標あるいはクラッタ上に不意に出現する静止目標等を検出するレーダ装置、Ｉ、Ｑビデオ信号をＡＤ変換し、クラッタマップ情報を減算することにより、ドップラ成分がゼロである接線方向に移動する目標や物陰から不意に現れたヘリコプタ等の静止している目標を検出するものである。図３に示すように、レーダ受信機からのＩＦ信号を位相検波器１、２で検波し、増幅器３、４で増幅した後、ＡＤ変換器５、６でデジタル信号に変換する。デジタル化したＩ、Ｑビデオ信号はゼロドップラフィルタ７、８に対応したクラッタマップ９、１０と減算器１１、１２を設け、受信信号ベクトルに変化があった場合、Ｉ、Ｑビデオ信号毎に差を検出し、この差について合成回路１３で２乗和の平方根を算出するようにして、入力信号にベクトル変化があれば、その変化ベクトルの大きさが目標として検出されるものである。
【特許文献１】特開平１１−１１８９２０号公報
【非特許文献１】Ｍｅｒｒｉｌｌ  Ｉ  Ｓｋｏｌｎｉｋ  著  「Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  ｒａｄａｒ  ｓｙｓｔｅｍｓ」ｓｅｃｏｎｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ、１２７〜１２９ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかしながら、以上の技術によれば、クラッタの信号レベルに対して目標の信号レベルが小さい場合、増幅器の増幅率を上げるとクラッタの信号レベルで増幅器が飽和し、目標信号が消えてしまい、検出が難しいという問題があった。【０００４】  そこで、この発明は、アナログ領域でクラッタを抑圧した後、小目標の信号を増幅し、ＡＤ変換を行い、接線方向に移動する目標あるいはクラッタ上に不意に出現する静止目標等を検出するレーダ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  以上の課題を解決するために、Ｉ、Ｑビデオ信号を初段の増幅器で飽和しない線形な領域で増幅し、位相検波器の直流成分、クラッタ等の不要な反射信号成分と同一レベルとなるクラッタマップを自動制御により作成し、初段または次段の増幅器にフィードバックし、不要な反射信号成分を抑圧した後、移動目標または静止目標だけを次段の増幅器で増幅することにより目標の信号検出確率を向上させることを特徴とするレーダ目標検出装置。
【発明の効果】
【０００６】  上述したように本発明のレーダ目標検出装置は、増幅器が飽和することなく小目標の信号レベルを十分に増幅することができ、目標の検出確率が向上すること、クラッタ環境の変化に時間遅れを持ち、静止物の出現、消滅の検出も可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】  この発明の一実施形態を、図１に示す。
増幅器２０、２１、２２、２３は、位相検波器の出力を直結して増幅するもので、位相検波器の直流分とクラッタの信号成分をキャンセルするため、ＡＤ変換器の出力がゼロとなるようクラッタマップ９、１０の信号をフィードバックする自動制御回路である。【０００８】  増幅器２０、２１は、位相検波器自体の直流分とクラッタからの反射信号を含む信号を増幅器が飽和しない程度に増幅する増幅器である。増幅器は位相検波器自体の直流分とクラッタからの反射信号をキャンセルできるよう減算増幅回路の構成となっている。増幅器２２、２３は、小目標の信号を十分に増幅する増幅器であり、ＡＤ変換器のフルスケールに対して、小目標の信号が最低でもＡＤ変換器の最小ビットを上回る増幅率、最高はＡＤ変換器のフルスケールまでの増幅率を持ち、レーダ装置のアンテナゲイン、送信出力等のレーダ諸元により変わる常数であり、通常は最適な諸元に手動または自動で調整できるものとなっている。また、増輻器２２、２３は、位相検波器自体の直流分とクラッタからの反射信号をキャンセルするために減算増幅器の構成であってもかまわない。【０００９】  ＡＤ変換器５、６でデジタルに変換した信号は、比較器２６、２７でゼロと比較し、信号が正の場合は、クラッタマップ９、１０の値よりＡＤ変換器５、６の出力が大きいことを意味し、クラッタマップの値をアップし、差を少なくするように制御する。信号が負の場合は、クラッタマップ９、１０の値よりＡＤ変換器５、６の出力が小さい場合を意味し、クラッタマップの値をダウンし、差を少なくするように制御する。ＡＤ変換器５、６の出力がゼロとなった時点で、クラッタマップ９、１０の値が収束した状態となり、位相検波器自体の直流成分とクラッタ成分の和と同じ振幅値となっており、従来の移動目標検出装置で使われているクラッタマップと同等な機能となる。【００１０】  ＤＡ変換器２４、２５でクラッタマップ９、１０の値をアナログに変換し、増幅器２０、２１または増幅器２２、２３から減算すれば位相検波器の直流分とクラッタ成分が抑圧できる。クラッタマップのビット数とＤＡ変換器２４、２５のビット数は同一である必要は無く、クラッタマップに加算する量をＤＡ変換器のビット数よりも下のビット数にシフトしてから加算するとクラッタマップが収束するまでに時間を要し、平均回数を増加したのと同じ効果が得られる。ＤＡ変換器が１２ビットの場合、クラッタマップを１４ビットとすれば、２ビット分４回の平均効果となる。目標の検出は、従来の移動目標検出レーダ装置と同様な動作により、クラッタ上の接線方向に移動する目標あるいはクラッタ上に不意に出現する静止目標等が存在すると、ＡＤ変換器のデータは、ゼロとはならず、合成回路１３で合成され、目標として検出される。目標が静止している場合は、クラッタマップの値が、目標信号をゼロにするように収束して行くが、目標が移動しているため、ゼロに収束するには至らない。
【実施形態の効果】
【００１１】  この実施形態によれば、増幅器が飽和することなく小信号の目標を十分増幅することができ、また、線形な動作ができるので、小目標がクラッタにより圧縮されることなく検出できるので検出の確率が向上する。
【他の実施形態】
【００１２】  図１の実施形態では、距離を測定するレーダ装置全般に適用される技術であるが、距離情報の得られないＣＷレーダにおいても実現できる。図２は、ＣＷレーダに適用した処理回路であり、３０はＣＷのドップラモジュール、３２は図１の比較器２６、２７、クラッタマップ９、１０、合成回路１３をマイクロプロセッサにより置き換え、回路を構成したものである。ＣＷレーダの場合、距離情報が得られないため、距離毎のクラッタ情報を記憶する必要は無く、また、回転しない固定のレーダで有ればクラッタマップ９、１０は１個のメモリで良い。３１は検出レベルを設定する回路、３３は表示回路である。
【００１３】  ＣＷドップラモジュール３０からの出力は、位相検波されたＩ、Ｑ出力信号が出ており、それを初段の増幅器２０、２１で位相検波器の直流成分とクラッタからの反射信号が増幅器の飽和レベルを超えない程度の増幅率で増幅する。飽和レベルを超えると接線方向に移動する目標または、新たな静止物等の目標が検出できないという問題を生じる。増幅器２０、２１は減算器の構成を持ち、位相検波器の直流成分と現在受信している反射信号をキャンセルする構成となっている。増幅器２２，２３は、十分な増幅率を持つ増幅器でＡＤ変換器５、６の入力レベル一杯まで目標の信号を増幅する。しかし、増幅率は、あまり上げ過ぎるとドップラモジュールの雑音や増幅器の雑音が増えるので適度な増幅率とする。増幅器２０、２１、２２、２３は、移動目標の検出を目的としない場合には、低周波成分だけ通すようローパスフィルタの構成でも良い。ＡＤ変換器５、６でデジタルに変換した後、マイクロプロセッサで比較、クラッタマップの処理を行い、設定３１で決めたレベルを超えた場合に目標を検出したと判定し、表示器３３で検出したことを表示する。
【００１４】  移動目標だけでなく静止物の検出も可能であり、駐車場の車両の管理、セキュリティ、室内の安否確認センサ、土石流の検知、土砂崩壊の検出として利用可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の一実施形態をブロック図である。
【図２】その他の実施形態を示すブロック図である。
【図３】従来技術を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００１６】１、２    位相検波器      ３、４    増幅器        ５、６      ＡＤ変換器
７、８    ゼロドップラフィルタ                    ９、１０    クラッタマップ
１１、１２    減算器      １３    合成回路
２０、２１    増幅器１    ２２、２３  増幅器２    ２４、２５  ＤＡ変換器
２６、２７    比較器
３０    ドップラモジュール
３１    設定器                      ３２    マイクロプロセッサ
３３    表示器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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