(57)【要約】【課題】安定した目標追尾又は目標分離を行うため、目標の追尾状態に応じて適切なモードの動作を行えるように、所要とされる速度、距離又は角度分解能の目標情報を自動で出力することができるレーダ装置を得る。【解決手段】データ設定部２Ａにおいて、センサ制御部１Ａからの動作モード、モードパラメータ及び速度分解能に基づき、速度分解能を満足するＦＦＴ数を算出し、目標検出部６へＦＦＴ数を含む信号処理パラメータを出力するとともに、目標検出部６において、データ設定部２ＡからのＦＦＴ数を含む信号処理パラメータに基づいた信号処理を行い、目標を検出する。【選択図】図１
2009192355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーム制御信号の指示によって特定方向の空間に送信波を放射し、反射波を受信する空中線と、
送信信号諸元の指示によって前記空中線へ送信信号を供給する励振機と、
受信制御信号の指示によって前記空中線からの受信信号をディジタル・ビデオ受信信号へ変換する受信機と、
信号処理パラメータの指示によって前記ディジタル・ビデオ受信信号から目標を検出する目標検出部と、
前記目標検出部からの検出目標情報を管理する目標管理部と、
前記目標管理部からの目標情報を使用して追尾処理を行う目標追尾部と、
前記目標追尾部の追尾処理結果を表示し、オペレータの操作指示を出力する表示器と、
前記目標追尾部からの追尾処理結果及び前記表示器からの操作指示に基づき、動作モード、モードを動作させるためのモードパラメータ及び速度分解能を出力するセンサ制御部と、
前記センサ制御部からの動作モード、モードパラメータ及び速度分解能に基づき、前記空中線へのビーム制御信号、前記励振機への送信信号諸元、前記受信機への受信制御信号及び前記目標検出部へのＦＦＴ数を含む信号処理パラメータをそれぞれ出力するデータ設定部と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記データ設定部は、
前記センサ制御部から出力される動作モード、モードパラメータ及び速度分解能を受信し、
受信した動作モード及びモードパラメータを用いて、前記空中線への指示内容であるビームパターン及びビーム指向方向を含むビーム制御信号内容を決定し、
受信した動作モード及びモードパラメータを用いて、前記励振機への指示内容である送信周波数、パルス幅及びパルス繰り返し周期を含む送信信号諸元を決定し、
受信した動作モード及びモードパラメータを用いて、前記受信機への指示内容である送信周波数、パルス幅及びパルス繰り返し周期を含む受信制御信号内容を決定し、
決定した送信信号諸元及び受信した速度分解能を用いてＦＦＴ数を算出し、
受信した動作モード及びモードパラメータと、算出したＦＦＴ数を用いて、前記目標検出部への指示内容であるＦＦＴ数を含む信号処理パラメータを決定し、
決定したビーム制御信号、送信信号諸元、受信制御信号及び信号処理パラメータをそれぞれ出力する
ことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項３】
ビーム制御信号の指示によって特定方向の空間に送信波を放射し、反射波を受信する空中線と、
送信信号諸元の指示によって前記空中線へ送信信号を供給する励振機と、
受信制御信号の指示によって前記空中線からの受信信号をディジタル・ビデオ受信信号へ変換する受信機と、
信号処理パラメータの指示によって前記ディジタル・ビデオ受信信号から目標を検出する目標検出部と、
前記目標検出部からの検出目標情報を管理する目標管理部と、
前記目標管理部からの目標情報を使用して追尾処理を行う目標追尾部と、
前記目標追尾部の追尾処理結果を表示し、オペレータの操作指示を出力する表示器と、
前記目標追尾部からの追尾処理結果及び前記表示器からの操作指示に基づき、動作モード、モードを動作させるためのモードパラメータ及び距離分解能を出力するセンサ制御部と、
前記センサ制御部からの動作モード、モードパラメータ及び距離分解能に基づき、前記空中線へのビーム制御信号、前記励振機への送信信号諸元、前記受信機への受信制御信号及び前記目標検出部への信号処理パラメータをそれぞれ出力するデータ設定部と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項４】
前記データ設定部は、
前記センサ制御部から出力される動作モード、モードパラメータ及び距離分解能を受信し、
受信した動作モード及びモードパラメータを用いて、前記空中線への指示内容であるビームパターン及びビーム指向方向を含むビーム制御信号内容を決定し、
受信した距離分解能を用いてパルス幅を算出し、
受信した動作モード及びモードパラメータと、算出したパルス幅を用いて、前記励振機への指示内容である送信周波数及びパルス繰り返し周期を含む送信信号諸元を決定し、
受信した動作モード及びモードパラメータと、算出したパルス幅を用いて、前記受信機への指示内容である送信周波数及びパルス繰り返し周期を含む受信制御信号内容を決定し、
受信した動作モード及びモードパラメータを用いて、前記目標検出部への指示内容である信号処理パラメータを決定し、
決定したビーム制御信号、送信信号諸元、受信制御信号及び信号処理パラメータをそれぞれ出力する
ことを特徴とする請求項３記載のレーダ装置。
【請求項５】
ビーム制御信号の指示によって特定方向の空間に送信波を放射し、反射波を受信する空中線と、
送信信号諸元の指示によって前記空中線へ送信信号を供給する励振機と、
受信制御信号の指示によって前記空中線からの受信信号をディジタル・ビデオ受信信号へ変換する受信機と、
信号処理パラメータの指示によって前記ディジタル・ビデオ受信信号から目標を検出する目標検出部と、
前記目標検出部からの検出目標情報を管理する目標管理部と、
前記目標管理部からの目標情報を使用して追尾処理を行う目標追尾部と、
前記目標追尾部の追尾処理結果を表示し、オペレータの操作指示を出力する表示器と、
前記目標追尾部からの追尾処理結果及び前記表示器からの操作指示に基づき、動作モード、モードを動作させるためのモードパラメータ及び角度分解能を出力するセンサ制御部と、
前記センサ制御部からの動作モード、モードパラメータ及び角度分解能に基づき、前記空中線へのビーム制御信号、前記励振機への送信信号諸元、前記受信機への受信制御信号及び前記目標検出部への信号処理パラメータをそれぞれ出力するデータ設定部と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項６】
前記データ設定部は、
前記センサ制御部から出力される動作モード、モードパラメータ及び角度分解能を受信し、
受信した角度分解能を用いてビーム幅を算出し、
受信した動作モード及びモードパラメータと、算出したビーム幅を用いて、前記空中線への指示内容であるビームパターン及びビーム指向方向を含むビーム制御信号内容を決定し、
受信した動作モード及びモードパラメータを用いて、前記励振機への指示内容である送信周波数、パルス幅及びパルス繰り返し周期を含む送信信号諸元を決定し、
受信した動作モード及びモードパラメータを用いて、前記受信機への指示内容である送信周波数、パルス幅及びパルス繰り返し周期を含む受信制御信号内容を決定し、
受信した動作モード及びモードパラメータを用いて、前記目標検出部への指示内容である信号処理パラメータを決定し、
決定したビーム制御信号、送信信号諸元、受信制御信号及び信号処理パラメータをそれぞれ出力する
ことを特徴とする請求項５記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、目標の探知、追尾を行うフェーズドアレイアンテナを用いたレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーダ装置は対象物の探知、追尾を行うためのものである。このようなシステムの一例として、電波の送受信及び信号処理を行う装置で構成する従来技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
レーダ装置では、送受信及び信号処理を行うために必要な各種パラメータを決定して指示することにより、空間へのビーム走査、受信信号の信号処理を行い、対象物の情報を抽出する。ビーム走査すべき覆域に対して最適なビーム構成を選択する方法に関しては、既に開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、近年のレーダ装置はドップラ処理を行うために、ＦＦＴによる信号処理を行うことが周知となっており、ＦＦＴのポイント数を変えることで分解能の向上を行うレーダ装置についても、既に開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２７３５２２号公報（図１）
【特許文献２】特開２００５−５５３６３号公報（図１）
【特許文献３】特開平１１−１６６９７３号公報（請求項１５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したような従来のレーダ装置では、動作モードは事前に定められた限定した動作のみを行い、選択は可能であるが限定したモード種類の中からだけしか選択できなかったため、モード毎に決められている速度、距離又は角度分解能の目標情報だけしか出力できず、目標の追尾状態に応じた適切な動作モードとなっていないという問題点があった。そのため不安定な目標追尾又は目標失探となっていた。また、密集した目標の分離を行うために、オペレータが手動でモード変更を行う必要があるという問題点があった。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、安定した目標追尾又は目標分離を行うため、目標の追尾状態に応じて適切なモードの動作を行えるように、所要とされる速度、距離又は角度分解能の目標情報を自動で出力することができるレーダ装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るレーダ装置は、ビーム制御信号の指示によって特定方向の空間に送信波を放射し、反射波を受信する空中線と、送信信号諸元の指示によって前記空中線へ送信信号を供給する励振機と、受信制御信号の指示によって前記空中線からの受信信号をディジタル・ビデオ受信信号へ変換する受信機と、信号処理パラメータの指示によって前記ディジタル・ビデオ受信信号から目標を検出する目標検出部と、前記目標検出部からの検出目標情報を管理する目標管理部と、前記目標管理部からの目標情報を使用して追尾処理を行う目標追尾部と、前記目標追尾部の追尾処理結果を表示し、オペレータの操作指示を出力する表示器と、前記目標追尾部からの追尾処理結果及び前記表示器からの操作指示に基づき、動作モード、モードを動作させるためのモードパラメータ及び速度分解能を出力するセンサ制御部と、前記センサ制御部からの動作モード、モードパラメータ及び速度分解能に基づき、前記空中線へのビーム制御信号、前記励振機への送信信号諸元、前記受信機への受信制御信号及び前記目標検出部へのＦＦＴ数を含む信号処理パラメータをそれぞれ出力するデータ設定部とを設けたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係るレーダ装置は、安定した目標追尾又は目標分離を行うため、目標の追尾状態に応じて適切なモードの動作を行えるように、所要とされる速度、距離又は角度分解能の目標情報を自動で出力することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るレーダ装置について図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１１】
図１において、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置は、目標追尾部（後述する）からの追尾結果及び表示器（後述する）からの操作指示に基づき動作モード、モードを動作させるためのモードパラメータ及び速度分解能を出力するセンサ制御部１Ａと、このセンサ制御部１Ａからの動作モード、モードパラメータ及び速度分解能に基づき空中線（後述する）へのビーム制御信号、励振機（後述する）への送信信号諸元、受信機（後述する）への受信制御信号及び目標検出部（後述する）へのＦＦＴ数を含む信号処理パラメータを出力するデータ設定部２Ａと、データ設定部２Ａからの送信信号諸元の指示によって空中線（後述する）へ送信信号を供給する励振機３と、データ設定部２Ａからのビーム制御信号の指示によって特定方向の空間に送信波を放射し、反射波を受信する空中線４と、データ設定部２Ａからの受信制御信号の指示によって空中線４の受信信号をディジタル・ビデオ受信信号へ変換する受信機５と、データ設定部２Ａからの信号処理パラメータの指示によってディジタル・ビデオ受信信号から目標を検出する目標検出部６と、目標検出部６からの検出目標情報を管理する目標管理部７と、目標管理部７からの目標情報を使用して追尾処理を行う目標追尾部８と、目標追尾部８の追尾処理結果を表示し、オペレータの操作指示を出力する表示器９とが設けられている。
【００１２】
つぎに、この実施の形態１に係るレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。図２は、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置のデータ設定部の動作を示すフローチャートである。
【００１３】
最初に、ステップ１０１において、データ設定部２Ａは、センサ制御部１Ａから出力される動作モード、モードパラメータ及び速度分解能を受信する。
【００１４】
次に、ステップ１０２において、受信した動作モード及びモードパラメータを用いて、空中線４への指示内容であるビームパターン及びビーム指向方向を含むビーム制御信号内容を決定する。
【００１５】
次に、ステップ１０３において、受信した動作モード及びモードパラメータを用いて、励振機３への指示内容である送信周波数、パルス幅及びパルス繰り返し周期（以下、ＰＲＩという）を含む送信信号諸元を決定する。
【００１６】
次に、ステップ１０４において、受信した動作モード及びモードパラメータを用いて、受信機５への指示内容である送信周波数、パルス幅及びＰＲＩを含む受信制御信号内容を決定する。
【００１７】
次に、ステップ１０５において、決定した送信信号諸元及び受信した速度分解能を用いてＦＦＴ数を算出する。
【００１８】
次に、ステップ１０６において、受信した動作モード及びモードパラメータと、算出したＦＦＴ数を用いて、目標検出部６への指示内容であるＦＦＴ数を含む信号処理パラメータを決定する。
【００１９】
ここで、ＦＦＴ数の算出方法について説明する。ＦＦＴ数は、所要とされる速度分解能と次の式（１）の関係がある。ただし、Δｆは所要とされる速度分解能を上記のステップ１０３で決定した送信周波数を用いて周波数に換算した周波数分解能、ＰＲＩは上記のステップ１０３で決定したパルス繰り返し周期、ＦＦＴｒは必要なＦＦＴ数を示す。
【００２０】
Δｆ≧１／（ＰＲＩ×ＦＦＴｒ）                                        （１）
【００２１】
ところで、算出すべきＦＦＴ数はＦＦＴポイント数のことであり、実際に使用する場合には２のべき乗で表現できる整数値でなければならない。したがって、必要な速度分解能を満足する最小のＦＦＴ数は、次の式（２）を満足する整数Ｎの値を用いて２Ｎとして算出される。なお、ＦＦＴｒは式（１）で算出される値である。
【００２２】
２Ｎ≧ＦＦＴｒ                                                        （２）
【００２３】
式（１）及び式（２）を用いることにより、所要とされる速度分解能を満足するＦＦＴ数を算出することができる。
【００２４】
そして、図２に戻り、ステップ１０７において、データ設定部２Ａは、上記のステップ１０２で決定したビーム制御信号、上記のステップ１０３で決定した送信信号諸元、上記のステップ１０４で決定した受信制御信号及び上記のステップ１０６で決定した信号処理パラメータを出力する。信号処理パラメータに上記のステップ１０６で算出したＦＦＴ数を含めることにより、所要とされる速度分解能を満たす処理を行うための指示を行うことができる。
【００２５】
また、目標検出部６は、データ設定部２ＡからのＦＦＴ数を含めた信号処理パラメータに従った信号処理を行うことにより、所要とされる速度分解能を満たす目標情報を出力することができる。
【００２６】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るレーダ装置について図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、この発明の実施の形態２に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【００２７】
図３において、この発明の実施の形態２に係るレーダ装置は、目標追尾部（後述する）からの追尾結果及び表示器（後述する）からの操作指示に基づき動作モード、モードを動作させるためのモードパラメータ及び距離分解能を出力するセンサ制御部１Ｂと、このセンサ制御部１Ｂからの動作モード、モードパラメータ及び距離分解能に基づき空中線（後述する）へのビーム制御信号、励振機（後述する）への送信信号諸元、受信機（後述する）への受信制御信号及び目標検出部（後述する）への信号処理パラメータを出力するデータ設定部２Ｂと、励振機３と、空中線４と、受信機５と、目標検出部６と、目標管理部７と、目標追尾部８と、表示器９とが設けられている。なお、励振機３〜表示器９は、上記の実施の形態１と同一であるので詳細な説明を省略する。
【００２８】
つぎに、この実施の形態２に係るレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施の形態２に係るレーダ装置のデータ設定部の動作を示すフローチャートである。
【００２９】
最初に、ステップ２０１において、データ設定部２Ｂは、センサ制御部１Ｂから出力される動作モード、モードパラメータ及び距離分解能を受信する。
【００３０】
次のステップ２０２は、上記の実施の形態１のステップ１０２の処理と同一である。
【００３１】
次に、ステップ２０３において、受信した距離分解能を用いてパルス幅を算出する。
【００３２】
ここで、パルス幅の算出方法について説明する。パルス幅は、所要とされる距離分解能と次の式（３）の関係がある。ただし、Δｒは所要とされる距離分解能を示し、τは必要なパルス幅を示す。
【００３３】
Δｒ≧τ                                                              （３）
【００３４】
この式（３）を用いることにより、所要とされる距離分解能を満足するパルス幅を算出することができる。
【００３５】
次いで図４に戻り、ステップ２０４において、データ設定部２Ｂは、受信した動作モード及びモードパラメータと、算出したパルス幅を用いて、励振機３への指示内容である送信周波数及びＰＲＩを含む送信信号諸元を決定する。
【００３６】
次に、ステップ２０５において、受信した動作モード及びモードパラメータと、算出したパルス幅を用いて、受信機５への指示内容である送信周波数及びＰＲＩを含む受信制御信号内容を決定する。
【００３７】
次に、ステップ２０６において、受信した動作モード及びモードパラメータを用いて、目標検出部６への指示内容である信号処理パラメータを決定する。
【００３８】
そして、ステップ２０７において、データ設定部２Ｂは、上記のステップ２０２で決定したビーム制御信号、上記のステップ２０４で決定した送信信号諸元、上記のステップ２０５で決定した受信制御信号及び上記のステップ２０６で決定した信号処理パラメータを出力する。
【００３９】
送信信号諸元及び受信制御信号には、従来もパルス幅が含まれているが、動作モード毎に定められたパルス幅ではなく、上記のステップ２０３で算出したパルス幅を指示することにより、所要とされる距離分解能を満たす送受信を行うことが可能となり、結果として所要とされる距離分解能を満たす目標情報を出力することができる。
【００４０】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係るレーダ装置について図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、この発明の実施の形態３に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【００４１】
図５において、この発明の実施の形態３に係るレーダ装置は、目標追尾部（後述する）からの追尾結果及び表示器（後述する）からの操作指示に基づき動作モード、モードを動作させるためのモードパラメータ及び角度分解能を出力するセンサ制御部１Ｃと、センサ制御部１Ｃからの動作モード、モードパラメータ及び角度分解能に基づき空中線（後述する）へのビーム制御信号、励振機（後述する）への送信信号諸元、受信機（後述する）への受信制御信号及び目標検出部（後述する）への信号処理パラメータを出力するデータ設定部２Ｃと、励振機３と、空中線４と、受信機５と、目標検出部６と、目標管理部７と、目標追尾部８と、表示器９とが設けられている。なお、励振機３〜表示器９は、上記の実施の形態１と同一であるので詳細な説明を省略する。
【００４２】
つぎに、この実施の形態３に係るレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。図６は、この発明の実施の形態３に係るレーダ装置のデータ設定部の動作を示すフローチャートである。
【００４３】
最初に、ステップ３０１において、データ設定部２Ｃは、センサ制御部１Ｃから出力される動作モード、モードパラメータ及び角度分解能を受信する。
【００４４】
次に、ステップ３０２において、受信した角度分解能を用いてビーム幅を算出する。
【００４５】
ここで、ビーム幅の算出方法について説明する。ビーム幅は、所要とされる角度分解能と次の式（４）の関係がある。ただし、Δθは所要とされる角度分解能を示し、θＢは必要なビーム幅を示す。
【００４６】
Δθ≧θＢ                                                            （４）
【００４７】
この式（４）を用いることにより、所要とされる角度分解能を満足するビーム幅を算出することができる。
【００４８】
次いで図６に戻り、ステップ３０３において、データ設定部２Ｃは、受信した動作モード及びモードパラメータと、算出したビーム幅を用いて、空中線４への指示内容であるビームパターン及びビーム指向方向を含むビーム制御信号内容を決定する。
【００４９】
次のステップ３０４及び３０５は、上記の実施の形態１のステップ１０３及び１０４の処理と同一である。
【００５０】
次に、ステップ３０６において、受信した動作モード及びモードパラメータを用いて、目標検出部６への指示内容である信号処理パラメータを決定する。
【００５１】
そして、ステップ３０７において、データ設定部２Ｃは、上記のステップ３０３で決定したビーム制御信号、上記のステップ３０４で決定した送信信号諸元、上記のステップ３０５で決定した受信制御信号及び上記のステップ３０６で決定した信号処理パラメータを出力する。
【００５２】
ビーム制御信号には、従来もビーム幅又はビーム幅に相当するビーム種類の指示が含まれているが、動作モード毎に定められたビーム幅ではなく、上記のステップ３０２で算出したビーム幅を指示することにより、所要とされる角度分解能を満たす送受信を行うことが可能となり、結果として所要とされる角度分解能を満たす目標情報を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るレーダ装置のデータ設定部の動作を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態２に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係るレーダ装置のデータ設定部の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態３に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係るレーダ装置のデータ設定部の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１Ａ  センサ制御部、１Ｂ  センサ制御部、１Ｃ  センサ制御部、２Ａ  データ設定部、２Ｂ  データ設定部、２Ｃ  データ設定部、３  励振機、４  空中線、５  受信機、６  目標検出部、７  目標管理部、８  目標追尾部、９  表示器。
【図１】
2009192355.tif 000003
【図２】
2009192355.tif 000004
【図３】
2009192355.tif 000005
【図４】
2009192355.tif 000006
【図５】
2009192355.tif 000007
【図６】
2009192355.tif 000008