JPH0228110B2 - Reedatsuibihoshiki - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は航空機等の目標を追尾観測するレー
ダ追尾装置において、同じ追尾ビーム内に船舶も
しくは地上の建物や他の航空機等が入つてきて本
来追尾観測している目標からの反射エコーと、そ
れらの別の物体からの反射エコーが重なる場合
に、別の物体からの反射エコーに追尾が移行（誤
追尾）したり、またその反射エコーの影響によ
り、目標に対する追尾が乱れることなく、本来の
目標による反射エコーのみを安定して追尾しつづ
けるレーダ追尾方式に関するものである。

まず従来のこの種の装置について第１図を用い
て説明する。

第１図において１は高出力マイクロ波パレスを
出力する送信機部、２はレーダ波を送受信するア
ンテナ部、３はアンテナ部２が受信したレーダ波
を検波、増幅し、ビデオ信号ａを出力する受信機
部、４は送信タイミングに同期した各種トリガを
作成し出力するタイミング発生部、５はある規定
レベルを越えるビデオ信号をもつて目標と判定す
るレベル判定器、６は追尾中心からの目標ビデオ
信号の位置のずれに応じた電圧を出力する距離誤
差弁別部、７は信号の増幅を行う増幅器、８は入
力電圧に応じて発振周波数が制御されたクロツク
ｋを出力する電圧制御発振器、９は電圧制御発振
器からのクロツクｋを計数し現在の追尾中心まで
の距離を示す距離カウンタ、１０はタイミング発
生部４からのスタートトリガｂを受け、カウンタ
動作を開始し、ストツプトリガｃを受け動作を停
止し、リセツトされる高速カウンタ、１１は高速
カウンタの内容ｄと距離カウンタの内容ｅとを比
較し、内容が一致した時点で一致パルスｆを出力
する一致検出部、１２は一致検出部１１からの一
致パルスｆを受け追尾ゲートｇを発生するゲート
作成部、１３はレベル判定器５からの目標からの
反射エコーに対応するビデオの有無の判定結果ｉ
に基づいて、距離誤差弁別部６の出力で追尾ルー
プを閉じるか、信号処理部１５からの信号で追尾
ループを閉じるかを切換える切換器、１４は上述
の５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３
をレーダ追尾部としてまとめたもの、１５は１４
からの追尾信号をもとに各種処理を行う信号処理
部である。

またこの種のレーダ追尾装置の構成品には上述
の他に角度追尾部などがあるがここでは簡単のた
めにそれらを省略している。

次に動作について説明する。

まずタイミング発生部４からの送信タイミング
に同期したスタートトリガｂにより、高速カウン
タ１０が計数を開始する。

ここで高速カウンタ１０の内容は、送信時点か
ら目標の反射エコー受信時点までの時間間隔の基
準、すなわち距離の基準となるものである。

また一方、距離カウンタ９には前回の受信時に
観測された目標までの距離に対応する時間が計数
され保持されている。

つぎに一致検出部１１では高速カウンタ１０の
内容ｄと距離カウンタ９の内容ｅを比較し、それ
らが一致した時点で一致パルスｆが出力され、そ
れを受けたゲート作成部１２から同時に追尾ゲー
トｇが出力されることで、前回の受信時に観測さ
れた目標の位置に追尾ゲートが作成されることと
なる。

距離誤差弁部６では入力されたビデオ信号ａか
ら目標ビデオを追尾ゲートｇにより抽出し、追尾
ゲート中心からの目標ビデオ中心のずれ（以下追
尾誤差という）に応じた距離追尾誤差電圧ｈを出
力する。

このようにして発生された距離誤差電圧ｈは増
幅器７および切換器１３を経て、電圧制御発振器
８に加えられる。

電圧制御発振器８は入力電圧に比例した周波数
のクロツクｋを出力するものであり、このクロツ
クｋにより前述の距離カウンタ９を駆動し、追尾
誤差に見合つた分だけ距離カウンタ９の内容を補
正する。

このようにして追尾ループが形成され、その結
果距離カウンタ９の内容ｅは常に目標までの距離
を示すことになる。

レベル判定器５は追尾ゲート内に規定レベル以
上のビデオの有無を判定し、ビデオ有の時その判
定信号ｉを有効とし、切換器１３を距離誤差弁別
部６の出力側に切換え追尾ループを閉じさせるも
のであるとともに追尾ゲート内の目標ビデオの信
号レベルに比例した信号を受信機３に出力してお
り、いわゆる自動利得制御を行ない目標ビデオの
大きさを一定にする役割を果している。

従来のレーダ追尾装置は以上のように構成され
ており、対象としている目標ビデオが単独に存在
している場合には距離誤差弁別器６からの出力は
真に追尾誤差を示しており、それにより追尾ルー
プを閉じても支障はないが、他の別の目標の反射
エコーによるビデオが対象としている目標ビデオ
の近傍に現われたり、重なつたりした場合には、
その重なりによるビデオ波形で変形で乱れること
や、障害となる別目標のビデオが対象としている
ビデオに比較して大きい場合には、その別目標の
ビデオで自動利得制御が行なわれ、対象としてい
るビデオが抑圧され、追尾が対象目標からその他
目標に移つてしまう欠点があつた。

この発明はこられの欠点を解消するためになさ
れたもので、従来のレーダ追尾部とほぼ同様の構
成をもつレーダ追尾部に加えて、そのレーダ主追
尾部で追尾中の目標ビデオの近傍に現われる別目
標を追尾するためのレーダ副追尾部を設け、その
レーダ副追尾部で追尾した別目標の位置速度等の
運動諸元とレーダ主追尾部で追尾観測中の目標の
運動諸元とを用いて、これら２つの目標によるビ
デオが重なり合う時点を判定し、重なるようであ
ればその時点でレーダ主追尾部を一時、予測追尾
に切り換えて、レーダ主追尾部の追尾が別目標の
ビデオが阻止されることなく追尾を持続させ、ま
た２つの目標のビデオの重なりが終了した後再度
自動的に追尾を再開する方式を提供するものであ
る。

以下この発明の一実施例について第２図、第３
図および第４図に用いて説明を行う。

第２図において１６は第３図に示す構成をもつ
レーダ主追尾部、１７は第４図に示す構成をもつ
レーダ副追尾部、１８はレーダ主追尾部１６およ
びレーダ副追尾部１７の追尾データに基づいて目
標の位置、速度および加速度等を平滑計算する目
標運動諸元平滑計算部である。

１９は目標諸元平滑計算部１８からの目標諸元
に基づいて外挿予測計算を行い予測追尾に必要な
信号を出力する外挿予測計算部、２０は目標諸元
平滑計算部１８で計算されたレーダ主追尾部１６
側の目標の運動諸元とレーダ副追尾部１７側の目
標の運動諸元とを比較し、それらによる各ビデオ
が重なり合うかどうかを比較判定する比較部、１
５は上述の目標諸元平滑計算部１８、外挿予測計
算部１９および判定器２０をまとめた信号処理
部、２０は論理積回路、２２は論理否定回路、２
３はこれら論理積回路および論理否定回路からな
り、レーダ主追尾部１６およびレーダ副追尾部１
７のレベル判定器５からのビデオ有無の判定信号
１１，１２ならびに信号処理部１５の比較器２０
の出力ｎを受け、各追部の切換部１３を制御する
制御部である。

また実際にはこの他に、アンテナ部、送信機
部、受信機部、タイミング発生部、角度追尾部な
どがあるがここでは簡単のため、それらを省略し
ている。

第３図はレーダ主追尾部１６の構成を示す図で
あり、各構成要素は第１図の従来のものと同じで
あるが、レベル判定器５でのビデオレベルの判定
結果である判定信号ｉ１が第２図に示した制御部
２３に出力されている点および切換器１３が制御
部２３からの信号ｊ１により制御されている点さ
らに追尾ゲートｇ１はレーダ副追尾部１７へも出
力されている点が異なつている。

また第４図はレーダ副追尾部１７の構成を示す
図であり、１８のゲート回路が追加されている
点、レベル判定器５でのビデオレベルの判定結果
である判定信号ｉ２が第２図に示した制御部２３
に出力されている点、切換器１３が制御部２３か
らの信号ｊ２により制御されている点、距離カウ
ンタ９は制御部２３からの信号ｍによりレーダ主
追尾部１６の距離データｅ１を設定できる点、お
よび追尾ゲートｇ２のゲート幅はレーダ主追尾部
１６の追尾ゲートｇ１のゲート幅より広い点以外
は第１図に示した従来のレーダ追尾部と同様の構
造をもつている。

次に動作について説明する。レーダ主追尾部１
６のレベル判定器５にて目標ビデオが存在すると
判定されると、その判定信号ｉ１は制御部２３へ
と送出される。追尾開始時点では制御部２３はこ
のときの信号処理部１５からの「他目標ビデオが
追尾目標ビデオに重なる」ことを示す判定信号ｎ
が入力されないから、レーダ主追尾部１６への切
換制御信号ｊ１を出力する。この結果レーダ主追
尾部１６の切換器１３は距離誤差弁別器６の出力
ｈ１側に切り換わり、追尾ループが閉じられ目標
を追尾する。またレーダ副追尾部１７ではこのと
き受信ビデオａがレーダ主追尾部１６からの追尾
ゲートｇ１によつて目標ビデオは第５図に示すよ
うにゲート回路１８によつて削除されているため
レベル判定器５はその入力ビデオａ２について目
標ビデオなしと判定し、そのため制御部２３への
信号ｉ２は出力されない。この結果制御部２３は
レーダ副追尾部１６の距離カウンタ９への制御信
号ｍを出力し、距離カウンタの内容をレーダ主追
尾部１６の距離データｅ１に設定する。これによ
りレーダ副追尾部１７の追尾ゲート中心はレーダ
主追尾部１６の追尾ゲート中心と同じ位置にある
ことになる。

次に目標ビデオの近傍に別の目標によるビデオ
が現われた場合に、別の目標によるビデオがレー
ダ副追尾部１７の追尾ゲートｇ２に入る程対象と
する目標に近づくと、レーダ副追尾部１７のレベ
ル判定器５にてビデオが検出され、判定信号ｉ２
が制御部２３へ出力される。信号処理部１５から
の判定信号ｎが入力されていないため制御部２３
はレーダ副追尾部１７への切換制御信号ｊ２を出
力する。この結果レーダ副追尾部１７の切換器１
３は距離誤差弁別器６の出力ｈ２側に切り換わ
り、追尾ループが閉じられ、この別目標によるビ
デオを追尾する。

この段階において、信号処理部１５ではレーダ
主追尾部１６の距離カウンタ９から対象としてい
る目標の追尾データｅ１、またレーダ副追尾部１
７の距離カウンタ９から近傍に現われた別目標の
追尾データｅ２を受け取ると、目標諸元平滑計算
部１８にて各々の目標の位置、速度、加速度等を
算出する。算出されたこれらの運動諸元Ｏ，Ｐは
外挿予測計算部１９へと送られ、予測追尾のため
信号ｌ１，ｌ２の計算に用いられるとともに、比
較部２０へと送られる。比較部２０ではこれらの
信号Ｏ，Ｐを元に対象としている目標のビデオと
他目標のビデオが重なり合うか否かの判定とそれ
らが重なり合つている時間を予測し、重り合う場
合には重り合つている時間だけ信号ｎを出力す
る。

次に比較部２０にて対象としている目標のビデ
オと他目標のビデオが重り合うと判定され信号ｎ
が出力されると制御部２３はレーダ主追尾部１６
およびレーダ副追尾部１７への切換制御信号ｊ
１，ｊ２の出力を停止する。この結果各々の切換
器１３は信号処理部１５からの信号ｌ１，ｌ２側
に切り換わる。同時に信号処理部１５では比較部
２０からの信号ｎが出力されたのを受けて、外挿
予測計算部１９はその入力データの更新を停止
し、最終の入力データで外挿予測計算を行い、予
測追尾のための信号ｌ１，ｌ２を出力する。した
がつてレーダ主追尾部１６およびレーダ副追尾部
１７は信号処理部１５からの信号ｌ１，ｌ２で追
尾ループを閉じ予測追尾を実施することになる。

次に予測した重り合つている時間が経過し、信
号処理部１５の比較部２０からの信号ｎは再び出
力されなくなるため、各追尾部のレベル判定器５
が各々の追尾ゲートｇ１，ｇ２内に予測追尾に入
る前に追尾していた各々の目標ビデオが存在する
と判定し、判定信号ｉ１，ｉ２を制御部２３に出
力すれば制御部２３からは各追尾部へ切換制御信
号ｊ１，ｊ２が出力され、各追尾部は元のとおり
距離誤差弁別器６の出力ｈ１，ｈ２で追尾ループ
が閉じられ、再度通常の追尾が行なわれることに
なる。

この後レーダ副追尾部１７における別目標を継
続して追尾することは不要となるため、レーダ副
追尾部１７での追尾は停止され、レーダ主追尾部
１６で対象とする目標の追尾のみを行う状態に戻
ることとなるがその詳細な動作は本発明に関係が
ないためここでは詳細な説明を省く。

したがつてこのように動作するから、追尾中の
目標のビデオの近傍に他の目標によるビデオが現
われ重なり合うような場合にもその影響を自動的
に避け、安定した追尾を継続することが可能であ
る。

なお以上は追尾中の目標近傍に現われる他の目
標を追尾するためのレーダ副追尾部が独立して１
回路ある場合について説明を行つたが、同時の多
くの他の目標を追尾し検定するためにレーダ副追
尾部を２回路以上設ける場合も同様に考えられ
る。

以上のようにこの発明によるレーダ追尾方式に
よれば追尾中の目標のビデオに他の目標のビデオ
が重なり合う場合に、両者を前もつて共に追尾し
その追尾データより重なり合う時機を判定し、そ
の間は予測追尾とし、また重なり合う時機が終了
した後他の目標ビデオが遠のくと元の目標を通常
の追尾に戻す方式をとることで重なり合う別目標
の影響を自動的に避け、追尾を安定して継続させ
うる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレーダ追尾方式による構成図、
第２図は本発明によるレーダ追尾方式の一実施例
の構成図、第３図はレーダ主追尾部の構成図、第
４図はレーダ副追尾部の構成図、第５図はレーダ
副追尾部のゲート回路の入出力信号の例である。 図中、１は送信機部、２はアンテナ部、３は受
信機部、４はタイミング発生部、５はレベル判定
器、６は距離誤差弁別部、７は増幅器、８は電圧
制御発振器、９は距離カウンタ、１０は高速カウ
ンタ、１１は一致検出部、１２はゲート作成部、
１３は切換器、１４はレーダ追尾部、１５は信号
処理部、１６はレーダ主追尾部、１７はレーダ副
追尾部、１８は目標諸元平滑計算部、１９は外挿
予測計算部、２０は比較部、２１は論理積回路、
２２は論理否定回路、２３は制御部である。な
お、図中、同一あるいは相当部分には同一符号を
付して示してある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 観測の対象となる目標によるビデオを追尾し
   て他の関連装置へその追尾データを提供するレー
   ダ主追尾部と、そのレーダ主追尾部で追尾中の目
   標の近傍に現われる他の目標によるビデオを一旦
   追尾してその追尾データを提供するレーダ副追尾
   部と、それら各追尾部によつて追尾中の各々の目
   標の運動諸元を計算し、またそれに基づいて外挿
   予測計算を行うとともに、その結果により各々の
   目標が互いに重なり合うかどうかの判定および重
   なる時機などを計算する信号処理部と、これら各
   部からの信号に基づいてレーダ主追尾部ならびに
   レーダ副追尾部の内部の切換制御を行う制御部を
   備えることで、追尾中の目標ビデオに他の無関係
   な目標によるビデオが重なり合う場合に、両者を
   前もつて上述の各追尾部で追尾し、その追尾デー
   タから重なり合う時機を判定し、その間は予測追
   尾とし、また重なり合う時機が終了した後に元の
   追尾に戻すことを特徴としたレーダ追尾方式。