JPH0549196B2 - - Google Patents
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- JPH0549196B2 JPH0549196B2 JP63172206A JP17220688A JPH0549196B2 JP H0549196 B2 JPH0549196 B2 JP H0549196B2 JP 63172206 A JP63172206 A JP 63172206A JP 17220688 A JP17220688 A JP 17220688A JP H0549196 B2 JPH0549196 B2 JP H0549196B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、周波数変調によつて航空機目標ま
での距離を測定するパルス・ドツプラ方式のレー
ダ装置に関するものである。
での距離を測定するパルス・ドツプラ方式のレー
ダ装置に関するものである。
第４図は従来の高いパルス繰返し周波数で周波
数変調を施した送信波により航空機目標までの距
離を測定するレーダ装置を示した構成図であり、
図において、１は直線状周波数変調の送信波を発
生し、高いパルス繰返し周波数でパルス変調して
送出するとともに受信信号を増幅し、クラツタ除
去後デイジタル信号に変換する励振・受信器、２
は送信波を大電力に増幅して空間に放射し、目標
からの反射波を受信する空中線、３は上記励振・
受信器１からのデイジタル信号を受けて種々の信
号処理を施し目標までの測距を行う信号処理器で
あり、４はクラツタ除去フイルタ、５はドツプ
ラ・フイルタ、６は信号検出器、７は目標数判断
回路、１０は測距回路、１２は目標距離等を表示
する表示器である。
数変調を施した送信波により航空機目標までの距
離を測定するレーダ装置を示した構成図であり、
図において、１は直線状周波数変調の送信波を発
生し、高いパルス繰返し周波数でパルス変調して
送出するとともに受信信号を増幅し、クラツタ除
去後デイジタル信号に変換する励振・受信器、２
は送信波を大電力に増幅して空間に放射し、目標
からの反射波を受信する空中線、３は上記励振・
受信器１からのデイジタル信号を受けて種々の信
号処理を施し目標までの測距を行う信号処理器で
あり、４はクラツタ除去フイルタ、５はドツプ
ラ・フイルタ、６は信号検出器、７は目標数判断
回路、１０は測距回路、１２は目標距離等を表示
する表示器である。
第５図は、レーダ装置が飛しよう体等に搭載さ
れて移動しながらアンテナ・ビームを走査して目
標を捜索している概念図であり、図において、２
５はレーダ装置、１３はメインビーム、１４はサ
イドローブ、１５は目標機、１６は大地である。
れて移動しながらアンテナ・ビームを走査して目
標を捜索している概念図であり、図において、２
５はレーダ装置、１３はメインビーム、１４はサ
イドローブ、１５は目標機、１６は大地である。
第６図はジエツト・エンジン・コンプレツサの
ブレードに平面電波が入射し、負方向のドツプラ
偏移を受けることを説明するための概念図であ
り、図において、１７はブレードである。
ブレードに平面電波が入射し、負方向のドツプラ
偏移を受けることを説明するための概念図であ
り、図において、１７はブレードである。
第７図は、第５図に示す状態においてレーダ装
置が受信した信号の周波数スペクトラムであり、
図において、１８はメインビーム・クラツタ、１
９はサイドローブ・クラツタ、２０は目標ドツプ
ラ信号、２１はジエツト・エンジン・モジユレー
シヨンによるドツプラ信号である。
置が受信した信号の周波数スペクトラムであり、
図において、１８はメインビーム・クラツタ、１
９はサイドローブ・クラツタ、２０は目標ドツプ
ラ信号、２１はジエツト・エンジン・モジユレー
シヨンによるドツプラ信号である。
第８図は、測距を行うときの周波数変調された
送信波及び受信信号の時間的周波数変化を示した
図であり、図において、２２は送信波の周波数変
化特性、２３は目標ドツプラ信号の周波数変化特
性、２４はジエツト・エンジン・モジユレーシヨ
ンによるドツプラ信号の周波数変化特性である。
送信波及び受信信号の時間的周波数変化を示した
図であり、図において、２２は送信波の周波数変
化特性、２３は目標ドツプラ信号の周波数変化特
性、２４はジエツト・エンジン・モジユレーシヨ
ンによるドツプラ信号の周波数変化特性である。
第９図は、両FMフエーズで得られた複数のド
ツプラ周波数信号を用いて距離を算出するときの
組合せを示した図である。
ツプラ周波数信号を用いて距離を算出するときの
組合せを示した図である。
次に動作について説明する。
励振・受信器１からの一定周波数と直線状周波
数変調が交互に繰返された送信波は、高いパルス
繰返し周波数でパルス変調されて空中線２に送ら
れる。空中線２ではこの送信波を大電力に増幅
し、図示していない多数のアンテナ素子から所定
の位相偏移を与えて空間へ放射し、アンテナ・ビ
ームを形成する。そして電子的にアンテナ・ビー
ムを走査しながら目標を捜索し、不要なクラツタ
と共に目標からの受信信号を受信する。第５図に
おいて、レーダ装置２５が自速VIで飛行してお
り、ダウンルツク状態で目標機１５を捜索した場
合、メインビーム１３とサイドロープ１４が大地
１６を照射することによつて不要なクラツタを受
信し、メインビーム１３が目標機１５からの信号
を受信する。このとき、目標機１５からの信号は
目標機１５のジエツト・エンジンのブレードの回
転によつて引き起こされる変調によりドツプラ周
波数が複数となつて発生する。第６図に示すよう
に、ブレード１７は移動方向に対して電波の照射
面が遠ざかるように回転するので、ドツプラ偏移
は低くなる方向に作用する。そして、ブレード１
７の形状が複雑で傾きや回転数も異なりサブハー
モニツクの変調波成分を発生させる。P1点を照
射していた電波が、ブレードの若干の回転により
P2点を照射することになるので、目標機１５が
近づいているにも係らずブレードは遠ざかるよう
に作用し、その結果、目標機１５との相対速度
VRに起因するドツプラ周波数より低いドツプラ
周波数が複数発生する。
数変調が交互に繰返された送信波は、高いパルス
繰返し周波数でパルス変調されて空中線２に送ら
れる。空中線２ではこの送信波を大電力に増幅
し、図示していない多数のアンテナ素子から所定
の位相偏移を与えて空間へ放射し、アンテナ・ビ
ームを形成する。そして電子的にアンテナ・ビー
ムを走査しながら目標を捜索し、不要なクラツタ
と共に目標からの受信信号を受信する。第５図に
おいて、レーダ装置２５が自速VIで飛行してお
り、ダウンルツク状態で目標機１５を捜索した場
合、メインビーム１３とサイドロープ１４が大地
１６を照射することによつて不要なクラツタを受
信し、メインビーム１３が目標機１５からの信号
を受信する。このとき、目標機１５からの信号は
目標機１５のジエツト・エンジンのブレードの回
転によつて引き起こされる変調によりドツプラ周
波数が複数となつて発生する。第６図に示すよう
に、ブレード１７は移動方向に対して電波の照射
面が遠ざかるように回転するので、ドツプラ偏移
は低くなる方向に作用する。そして、ブレード１
７の形状が複雑で傾きや回転数も異なりサブハー
モニツクの変調波成分を発生させる。P1点を照
射していた電波が、ブレードの若干の回転により
P2点を照射することになるので、目標機１５が
近づいているにも係らずブレードは遠ざかるよう
に作用し、その結果、目標機１５との相対速度
VRに起因するドツプラ周波数より低いドツプラ
周波数が複数発生する。
速度VTで飛行する目標機のドツプラ周波数f1は
次式で示される。
次式で示される。
f1＝2f0／C0（VI＋VT）cosθ ……(1)
ただし、f0は送信周波数、C0は光速、θは速度
ペクトルVIとアンテナ・ビームのなす角度であ
る。
ペクトルVIとアンテナ・ビームのなす角度であ
る。
次にジエツト・エンジン・モジユレーシヨンに
よる周波数偏移量をfJEMとすると、複数のドツプ
ラ周波数は次式で示される。
よる周波数偏移量をfJEMとすると、複数のドツプ
ラ周波数は次式で示される。
f2＝f1fJEM＝2f0／C0（VI＋VT）cosθ−fJEM
……(2) f3＝f1−2fJEM＝2f0／C0（VI＋VT）cosθ−2
fJEM……(3) f4＝f1−3fJEM＝2f0／C0（VI＋VT）cosθ−3
fJEM……(4) 〓 fk＝f1−（ｋ−１）fJEM＝2f0／C0（VI＋VT
）cosθ−（ｋ−１）fJEM(5) 以上に示したクラツタ及び信号の周波数スペク
トラムは第７図に示される。
……(2) f3＝f1−2fJEM＝2f0／C0（VI＋VT）cosθ−2
fJEM……(3) f4＝f1−3fJEM＝2f0／C0（VI＋VT）cosθ−3
fJEM……(4) 〓 fk＝f1−（ｋ−１）fJEM＝2f0／C0（VI＋VT
）cosθ−（ｋ−１）fJEM(5) 以上に示したクラツタ及び信号の周波数スペク
トラムは第７図に示される。
目標との相対速度によつて決まり、(1)式で与え
られる目標の真のドツプラ周波数２０とそれより
も低い周波数で(2)〜(5)式で与えられるジエツト・
エンジン・モジユレーシヨン信号２１及びメイン
ビーム・クラツタ１８とサイドローブ・クラツタ
１９が受信信号には含まれている。励振・受信器
１は、この受信信号を空中線２から受けて、まず
第１に低雑音で増幅し、局発信号により中間周波
数に変換して、クラツタを除去した後、位相検波
によりビデオ帯のドツプラ信号を得て、デイジタ
ル信号に変換する。
られる目標の真のドツプラ周波数２０とそれより
も低い周波数で(2)〜(5)式で与えられるジエツト・
エンジン・モジユレーシヨン信号２１及びメイン
ビーム・クラツタ１８とサイドローブ・クラツタ
１９が受信信号には含まれている。励振・受信器
１は、この受信信号を空中線２から受けて、まず
第１に低雑音で増幅し、局発信号により中間周波
数に変換して、クラツタを除去した後、位相検波
によりビデオ帯のドツプラ信号を得て、デイジタ
ル信号に変換する。
次にデイジタル信号は信号処理器３に入力さ
れ、再度クラツタ除去フイルタ４によりクラツタ
が完全に除去される。その後、高速フーリエ変換
によるドツプラ・フイルタ５によつて狭帯域ドツ
プラ信号となり、この出力を振幅検波後、雑音と
振幅比較する信号検出器６で信号として検出され
る。第８図に示すように、一定周波数のFMフエ
ーズＣと直線状周波数変調のFMフエーズＢ及び
FMフエーズＡのそれぞれで複数のドツプラ周波
数信号が検出される。FMフエーズＣでは、f1，
f2，f3，f4の周波数の４つのドツプラ周波数信号
が受信されると、FMフエーズＢでは目標の距離
に応じた値だけ周波数の偏移したg1，g2，g3，g4
の周波数の４つのドツプラ周波数信号が受信され
る。同様に、FMフエーズＡでも目標の距離に応
じて周波数の偏移したh1，h2，h3，h4の周波数の
ドツプラ周波数信号が受信される。送信波の周波
数変化特性２２に対して目標ドツプラ信号の周波
数変化特性２３は、f1だけ周波数が高くなり、次
式で示される時間τだけ遅れている。
れ、再度クラツタ除去フイルタ４によりクラツタ
が完全に除去される。その後、高速フーリエ変換
によるドツプラ・フイルタ５によつて狭帯域ドツ
プラ信号となり、この出力を振幅検波後、雑音と
振幅比較する信号検出器６で信号として検出され
る。第８図に示すように、一定周波数のFMフエ
ーズＣと直線状周波数変調のFMフエーズＢ及び
FMフエーズＡのそれぞれで複数のドツプラ周波
数信号が検出される。FMフエーズＣでは、f1，
f2，f3，f4の周波数の４つのドツプラ周波数信号
が受信されると、FMフエーズＢでは目標の距離
に応じた値だけ周波数の偏移したg1，g2，g3，g4
の周波数の４つのドツプラ周波数信号が受信され
る。同様に、FMフエーズＡでも目標の距離に応
じて周波数の偏移したh1，h2，h3，h4の周波数の
ドツプラ周波数信号が受信される。送信波の周波
数変化特性２２に対して目標ドツプラ信号の周波
数変化特性２３は、f1だけ周波数が高くなり、次
式で示される時間τだけ遅れている。
τ＝2R／C0 ……(6)
ただし、Ｒは目標距離である。
同様にして、ジエツト・エンジン・モジユレー
シヨンによるドツプラ信号の周波数変化特性２４
も送信波に対して、f2，f3，f4だけ周波数が高く
なり、時間τだけ遅れている。
シヨンによるドツプラ信号の周波数変化特性２４
も送信波に対して、f2，f3，f4だけ周波数が高く
なり、時間τだけ遅れている。
もし、信号が１つのみであれば、FMフエーズ
Ｃで検出された周波数f1とFMフエーズＢで検出
された周波数g1により目標距離は次式で求められ
る。
Ｃで検出された周波数f1とFMフエーズＢで検出
された周波数g1により目標距離は次式で求められ
る。
f1−g1＝Ｆ・τ＝Ｆ・2R／C0 ……(7)
ただし、Ｆ・はFMフエーズＢの周波数変調度
である。
である。
Ｒ＝C0／2F・（f1−g1） ……(8)
ところが、信号が２つ以上になると、FMフエ
ーズＣとFMフエーズＢの２つの組合せでは４つ
の組合せの目標距離が得られてしまうことがあ
る。そこで従来のレーダ装置では、周波数変調度
を変えたFMフエーズＡを使用して３フエーズ
FMレンジを実施して２目標の距離を求めてい
た。
ーズＣとFMフエーズＢの２つの組合せでは４つ
の組合せの目標距離が得られてしまうことがあ
る。そこで従来のレーダ装置では、周波数変調度
を変えたFMフエーズＡを使用して３フエーズ
FMレンジを実施して２目標の距離を求めてい
た。
しかし、第８図に示すように、３つ以上のドツ
プラ周波数信号があつた場合には、３つのFMフ
エーズを用いても３つの目標の真の距離を求める
ことは困難である。このため、目標数判断回路７
は、ドツプラ周波数信号が１個の場合にはFMフ
エーズＣとFMフエーズＢを用い、２個の場合に
はFMフエーズＣ、FMフエーズＢ、FMフエー
ズＡの３つを用いて測距回路１０に目標信号の周
波数を送つて(8)式による演算を実行させていた。
また、３個以上の場合には、第９図に示すように
多数の組合せがあり、Ｎ個の場合にはＮ×Ｎ通り
となる。ただし、FMフエーズＢの周波数は、
FMフエーズＣよりも必ず小さくなるのでR21，
R31，R32，R41，R42，R43は負となり演算の対象
外となる。実際には、（Ｎ＋１）×Ｎ÷２通りの距
離演算組合せがある。このように、真の目標距離
を求めることができないものとして、測距不能と
していた。
プラ周波数信号があつた場合には、３つのFMフ
エーズを用いても３つの目標の真の距離を求める
ことは困難である。このため、目標数判断回路７
は、ドツプラ周波数信号が１個の場合にはFMフ
エーズＣとFMフエーズＢを用い、２個の場合に
はFMフエーズＣ、FMフエーズＢ、FMフエー
ズＡの３つを用いて測距回路１０に目標信号の周
波数を送つて(8)式による演算を実行させていた。
また、３個以上の場合には、第９図に示すように
多数の組合せがあり、Ｎ個の場合にはＮ×Ｎ通り
となる。ただし、FMフエーズＢの周波数は、
FMフエーズＣよりも必ず小さくなるのでR21，
R31，R32，R41，R42，R43は負となり演算の対象
外となる。実際には、（Ｎ＋１）×Ｎ÷２通りの距
離演算組合せがある。このように、真の目標距離
を求めることができないものとして、測距不能と
していた。
従来のレーダ装置では、上記のような方法で目
標距離を演算していたため、目標が１つでそのジ
エツト・エンジン・モジユレーシヨンにより複数
のドツプラ周波数信号が検出された場合において
も測距不能としていた。信号が検出されており、
かつ１つの目標のみのときでも測距不能とするの
は、レーダ装置の性能を大幅に劣化させるという
問題を有していた。
標距離を演算していたため、目標が１つでそのジ
エツト・エンジン・モジユレーシヨンにより複数
のドツプラ周波数信号が検出された場合において
も測距不能としていた。信号が検出されており、
かつ１つの目標のみのときでも測距不能とするの
は、レーダ装置の性能を大幅に劣化させるという
問題を有していた。
この発明は、このような欠点を解決するために
なされたもので、ジエツト・エンジン・モジユレ
ーシヨンによる複数ドツプラ周波数の差がほとん
ど等間隔であることに着目し、３つ以上の信号を
検出しても、２つの周波数変調フエーズの各々で
複数ドツプラ周波数信号間の周波数差を算出し、
その周波数差が２つの周波数変調フエーズで一致
している場合には、各フエーズでの周波数の高い
信号を用いて測距を行い、一致していない場合に
は、各フエーズでの最大振幅の信号を用いて測距
を行つて真の目標距離を算出することを目的とす
る。
なされたもので、ジエツト・エンジン・モジユレ
ーシヨンによる複数ドツプラ周波数の差がほとん
ど等間隔であることに着目し、３つ以上の信号を
検出しても、２つの周波数変調フエーズの各々で
複数ドツプラ周波数信号間の周波数差を算出し、
その周波数差が２つの周波数変調フエーズで一致
している場合には、各フエーズでの周波数の高い
信号を用いて測距を行い、一致していない場合に
は、各フエーズでの最大振幅の信号を用いて測距
を行つて真の目標距離を算出することを目的とす
る。
この発明の係わるレーダ装置は、このような目
的を達成するため信号処理器において、検出した
信号の数によつて測距演算方式を使い分けて真の
距離を求める手段を用い、信号処理器の目標数判
断回路の出力端に周波数差算出判断回路を設け、
信号数が２の場合にはその信号間の周波数差を算
出し、それが等しい場合には、２つのFMフエー
ズでの周波数の高い信号を用いて測距回路で測距
演算を行い、異なる場合には３つのFMフエーズ
による従来の測距演算を行い、信号数が３以上の
場合にもその信号間の周波数差を算出し、それが
等しい場合には、２つのFMフエーズでの周波数
の高い信号を用いて測距回路で測距演算を行い、
異なる場合には、各々のFMフエーズの中から最
大振幅の信号を選定し、これを用いて測距演算を
行うとともに、この距離データは距離判定回路に
入力され、レーダの最大距離性能と比較し、もし
それ以内なら真の目標距離と判断し、それより大
きければ似せ目標と判断し除去するようにしたも
のである。
的を達成するため信号処理器において、検出した
信号の数によつて測距演算方式を使い分けて真の
距離を求める手段を用い、信号処理器の目標数判
断回路の出力端に周波数差算出判断回路を設け、
信号数が２の場合にはその信号間の周波数差を算
出し、それが等しい場合には、２つのFMフエー
ズでの周波数の高い信号を用いて測距回路で測距
演算を行い、異なる場合には３つのFMフエーズ
による従来の測距演算を行い、信号数が３以上の
場合にもその信号間の周波数差を算出し、それが
等しい場合には、２つのFMフエーズでの周波数
の高い信号を用いて測距回路で測距演算を行い、
異なる場合には、各々のFMフエーズの中から最
大振幅の信号を選定し、これを用いて測距演算を
行うとともに、この距離データは距離判定回路に
入力され、レーダの最大距離性能と比較し、もし
それ以内なら真の目標距離と判断し、それより大
きければ似せ目標と判断し除去するようにしたも
のである。
この発明において、複数のドツプラ周波数信号
を検出した後、それら信号間の周波数差によつて
ジエツト・エンジン・モジユレーシヨン信号を判
断し、周波数差が同じ場合には、真のドツプラ周
波数と等しい最も高い周波数の信号を用い、逆に
異なる場合には最大振幅の信号を用いて測距演算
を行うことによつて、１つの目標しかないのに複
数の信号を受信して測距不能となるのを防ぐとと
もに、目標のどのようなジエツト・エンジン・モ
ジユレーシヨン周波数であつても正確に真の目標
距離を算出することが可能となり、レーダの探知
性能劣化を防止する。
を検出した後、それら信号間の周波数差によつて
ジエツト・エンジン・モジユレーシヨン信号を判
断し、周波数差が同じ場合には、真のドツプラ周
波数と等しい最も高い周波数の信号を用い、逆に
異なる場合には最大振幅の信号を用いて測距演算
を行うことによつて、１つの目標しかないのに複
数の信号を受信して測距不能となるのを防ぐとと
もに、目標のどのようなジエツト・エンジン・モ
ジユレーシヨン周波数であつても正確に真の目標
距離を算出することが可能となり、レーダの探知
性能劣化を防止する。
以下、この発明の一実施例を図に基づいて説明
する。
する。
第１図はこの発明に係わるレーダ装置の構成で
ある。図において、１〜７，１０，１２は上記従
来のレーダ装置と同一の機器又は部分である。こ
の発明において、８は目標数判断回路７で２つ以
上の信号を検出したと判断されたときに信号検出
器６からの複数信号間の周波数差を算出し、ジエ
ツト・エンジン・モジユレーシヨンによる信号か
を判断する周波数差算出判断回路、１０は信号が
３つ以上で、その周波数差が等しくないときに、
最大振幅の信号を選定する最大振幅信号選定回
路、１１は測距演算結果がレーダの探知性能と比
較して妥当であるかを判定する距離判定回路であ
る。
ある。図において、１〜７，１０，１２は上記従
来のレーダ装置と同一の機器又は部分である。こ
の発明において、８は目標数判断回路７で２つ以
上の信号を検出したと判断されたときに信号検出
器６からの複数信号間の周波数差を算出し、ジエ
ツト・エンジン・モジユレーシヨンによる信号か
を判断する周波数差算出判断回路、１０は信号が
３つ以上で、その周波数差が等しくないときに、
最大振幅の信号を選定する最大振幅信号選定回
路、１１は測距演算結果がレーダの探知性能と比
較して妥当であるかを判定する距離判定回路であ
る。
第２図は、２つの周波数変調フエーズで検出し
た４つ又は３つのドツプラ周波数信号を用いて全
ての組合せで測距演算した例と周波数軸上の各信
号の振幅強度を示している。
た４つ又は３つのドツプラ周波数信号を用いて全
ての組合せで測距演算した例と周波数軸上の各信
号の振幅強度を示している。
第３図は、この発明における信号処理器の目標
数判断回路から距離判定回路までの距離演算フロ
ーチヤートを示している。
数判断回路から距離判定回路までの距離演算フロ
ーチヤートを示している。
次のこの発明によるレーダ装置の動作について
説明する。
説明する。
送信波が励振・受信器１より空中線２に送出さ
れ、空中線２から目標機１５に向けて放射されて
再度空中線２にてクラツタとともに受信された
後、励振・受信器１で増幅、周波数変換、クラツ
タ除去、位相検波を施され、デイジタル信号に変
換されて信号処理器３に入力される。そして、信
号処理器３ではクラツタ除去フイルタ４によるク
ラツタ除去、ドツプラ・フイルタ５による狭帯域
ドツプラ周波数信号としての抽出、信号検出器６
による振幅検波と雑音中からの信号検出が行われ
て、ドツプラ周波数として検出される。そして、
FMフエーズＣとFMフエーズＢで検出された
各々の信号の数と信号の周波数が目標数判断回路
７に入力され、FMフエーズＣとＢの信号の数が
それぞれ１のときはFMフエーズＣとＢの信号を
用いて測距演算を行い、FMフエーズＣとＢのい
ずれかの信号の数が２又は両者とも２のときは、
FMフエーズＣ、Ｂ、Ａの信号を用いて測距演算
を行い、信号の数がFMフエーズＣとＢのいずれ
かで３以上のときには測距不能とするのが従来の
レーダ装置であるが、この発明でも目標数判断回
路７の動作は従来のレーダ装置と同様である。こ
の発明では、信号の数がFMフエーズＣとＢのい
ずれか又は両者とも２のとき及び、３以上と判断
された後の測距演算が従来と異なる。これを理解
するために、受信されたジエツト・エンジン・モ
ジユレーシヨン信号について述べる。これらの信
号は目標との相対速度によつて決まる真のドツプ
ラ周波数の信号よりも周波数が低く、その周波数
間隔fJEMはほとんど等間隔である。また、ジエツ
ト・エンジン・モジユレーシヨンによるドツプラ
周波数のFMフエーズＣとＢ及びFMフエーズＣ
とＡにおける周波数差は距離によつて決まり、そ
の各周波数同志では値がほとんど同じである。第
２図は、これを図に表わしたものであり、f1は目
標との相対速度によつて決まる真のドツプラ周波
数であり、f2，f3，f4はジエツト・エンジン・モ
ジユレーシヨンによるドツプラ周波数である。そ
してg1は直線状変調（FMフエーズＢ）時に受信
した真のドツプラ周波数であり、f1に対して(7)式
で示される（Ｆ・2R／C0）だけ低い周波数となる。
れ、空中線２から目標機１５に向けて放射されて
再度空中線２にてクラツタとともに受信された
後、励振・受信器１で増幅、周波数変換、クラツ
タ除去、位相検波を施され、デイジタル信号に変
換されて信号処理器３に入力される。そして、信
号処理器３ではクラツタ除去フイルタ４によるク
ラツタ除去、ドツプラ・フイルタ５による狭帯域
ドツプラ周波数信号としての抽出、信号検出器６
による振幅検波と雑音中からの信号検出が行われ
て、ドツプラ周波数として検出される。そして、
FMフエーズＣとFMフエーズＢで検出された
各々の信号の数と信号の周波数が目標数判断回路
７に入力され、FMフエーズＣとＢの信号の数が
それぞれ１のときはFMフエーズＣとＢの信号を
用いて測距演算を行い、FMフエーズＣとＢのい
ずれかの信号の数が２又は両者とも２のときは、
FMフエーズＣ、Ｂ、Ａの信号を用いて測距演算
を行い、信号の数がFMフエーズＣとＢのいずれ
かで３以上のときには測距不能とするのが従来の
レーダ装置であるが、この発明でも目標数判断回
路７の動作は従来のレーダ装置と同様である。こ
の発明では、信号の数がFMフエーズＣとＢのい
ずれか又は両者とも２のとき及び、３以上と判断
された後の測距演算が従来と異なる。これを理解
するために、受信されたジエツト・エンジン・モ
ジユレーシヨン信号について述べる。これらの信
号は目標との相対速度によつて決まる真のドツプ
ラ周波数の信号よりも周波数が低く、その周波数
間隔fJEMはほとんど等間隔である。また、ジエツ
ト・エンジン・モジユレーシヨンによるドツプラ
周波数のFMフエーズＣとＢ及びFMフエーズＣ
とＡにおける周波数差は距離によつて決まり、そ
の各周波数同志では値がほとんど同じである。第
２図は、これを図に表わしたものであり、f1は目
標との相対速度によつて決まる真のドツプラ周波
数であり、f2，f3，f4はジエツト・エンジン・モ
ジユレーシヨンによるドツプラ周波数である。そ
してg1は直線状変調（FMフエーズＢ）時に受信
した真のドツプラ周波数であり、f1に対して(7)式
で示される（Ｆ・2R／C0）だけ低い周波数となる。
またf1〜f4，g1〜g4の各信号の周波数間隔はfJEMと
なつて等しくなる。したがつて、距離演算の組合
せは、FMフエーズＣよりもFMフエーズＢ及び
FMフエーズＡの方が必ず低くなり、FMフエー
ズＢよりもFMフエーズＡの方が必ず高くなるこ
とを考えると、その周波数差が負（FMフエーズ
ＣとＢ及びＣとＡ）又は正（FMフエーズＢと
Ａ）のときは除外できるので、第２図ａの場合
（４＋３＋２＋１）の10通りとなる。第２図ｂは、
ジエツト・エンジン・モジユレーシヨンによる信
号が第２図ａのように常に同一の数で、かつ同じ
周波数で現われない場合もあることを示した図で
あり、変調成分のレベルが低いと雑音に埋もれて
検出できないときなどが、これに相当する。この
場合の距離の組合せは、５通りである。これらの
距離のうち、この発明で求めたい真の目標距離は
f1とg1より演算して求めるR0である。
なつて等しくなる。したがつて、距離演算の組合
せは、FMフエーズＣよりもFMフエーズＢ及び
FMフエーズＡの方が必ず低くなり、FMフエー
ズＢよりもFMフエーズＡの方が必ず高くなるこ
とを考えると、その周波数差が負（FMフエーズ
ＣとＢ及びＣとＡ）又は正（FMフエーズＢと
Ａ）のときは除外できるので、第２図ａの場合
（４＋３＋２＋１）の10通りとなる。第２図ｂは、
ジエツト・エンジン・モジユレーシヨンによる信
号が第２図ａのように常に同一の数で、かつ同じ
周波数で現われない場合もあることを示した図で
あり、変調成分のレベルが低いと雑音に埋もれて
検出できないときなどが、これに相当する。この
場合の距離の組合せは、５通りである。これらの
距離のうち、この発明で求めたい真の目標距離は
f1とg1より演算して求めるR0である。
R0＝（f1−g1）C0／2F・ ……(9)
第２図ｃは第２図ｂの場合の各信号の周波数と
その振幅を示した図である。通常、真の目標ドツ
プラ信号f1とg1は、常に検出され、かつ最も振幅
が大きい特徴を有している。したがつて、ジエツ
ト・エンジン・モジユレーシヨン信号が、その周
波数間隔が等しく、真の目標ドツプラ信号の振幅
が最も大きいという特性を有していることを利用
することによつて、従来、１目標であるのに複数
目標と等価な信号を受信して測距不能とし、検出
性能を劣化させていたことを防止し、真の目標距
離を正しく算出することができる。第１図の目標
数判断回路７の動作から距離判定回路１１までの
動作を第３図によつて説明する。
その振幅を示した図である。通常、真の目標ドツ
プラ信号f1とg1は、常に検出され、かつ最も振幅
が大きい特徴を有している。したがつて、ジエツ
ト・エンジン・モジユレーシヨン信号が、その周
波数間隔が等しく、真の目標ドツプラ信号の振幅
が最も大きいという特性を有していることを利用
することによつて、従来、１目標であるのに複数
目標と等価な信号を受信して測距不能とし、検出
性能を劣化させていたことを防止し、真の目標距
離を正しく算出することができる。第１図の目標
数判断回路７の動作から距離判定回路１１までの
動作を第３図によつて説明する。
目標数判断回路７は、ステツプアにおいてFM
フエーズＣとＢで検出した信号数が２以上か、１
かを判定し、１のときにはステツプイでFMフエ
ーズＣとＢでの信号との組合せにより測距回路１
０にて測距演算を行う。その結果は、距離判定回
路１１に送られ、ステツプウでレーダ最大距離性
能Rnと比較され、Rn以下の値であれば妥当とし
てステツプエで真の目標距離に決定し、表示器に
送出されて、表示される。Rnより大きいときは、
ステツプオで似せ目標と判定した後、除去され
る。ステツプカでは、信号数がさらに３以上か、
２かを判定し、２のときには、ステツプキでFM
フエーズＣ、Ｂとも２かどうかを判定し、どちら
かが２でもう一方が１（NO）のときは、FMフエ
ーズＣ、Ｂ、Ａによる２目標測距演算をステツプ
クで行う。この演算結果は、距離判定回路１１に
送られ、同様の処理が施される。両方とも２のと
きは周波数差算出判断回路８に送られ、ステツプ
ケでFMフエーズＣ、Ｂ、Ａでの２つの信号の周
波数差を算出する。そして、ステツプコで、これ
らの周波数差がすべて同じかどうかを判定し、異
なる場合には、ステツプクに進み同様な処理が行
われる。もし同じになつた場合には、ジエツト・
エンジン・モジユレーシヨンによる信号と考えら
れるので、第２図ａに示したように、真の目標ド
ツプラ信号f1，g1を得るため、ステツプサにおい
てFMフエーズＣとＢの信号の周波数の高いもの
をそれぞれから選定し、測距回路１０にて測距演
算を行う。この結果はステツプウ以降同様な処理
が施される。次にステツプカで目標数が３以上の
場合には、周波数差算出判断回路８に送られて、
ステツプシでFMフエーズＣとＢでのそれぞれの
信号間の周波数差が算出される。そしてステツプ
スで、これらの周波数差が全て同じかどうか比較
され、同じ場合には、ジエツト・エンジン・モジ
ユレーシヨンによる１目標からの複数ドツプラ信
号と判断されるため、ステツプサでは、第２図に
示したように、最も高い周波数（真のドラツプ周
波数）が選ばれて、測距演算が行われ、真の目標
距離が得られる。次に周波数差が異なる場合に
は、ステツプセにおいて、再度、信号数がｋより
多いかどうか比較される。ｋの値は、想定される
ジエツト・エンジン・モジユレーシヨン信号の数
より若干多い数に設定される。ｋより多い場合に
は、外部からの妨害波と考えられるので、ステツ
プソにおいて妨害信号と判断され、妨害信号マー
カとその角度情報を表示器１２に送り表示させ
る。ｋより小さい場合は、第２図ｂに示したよう
に、ジエツト・エンジン・モジユレーシヨン信号
であるが、変調成分が雑音レベル以下となつてい
るものが検出されないときや、アンテナの同一ビ
ーム内に異なる速度、異なる距離の目標が３機以
上存在した場合であり、３フエーズ測距方式では
原理的に解法は得られない。このため、この発明
では、ステツプタにおいて、FMフエーズＣとＢ
の信号の中から最大振幅のものを選定し、この信
号を用いてステツプチで測距演算を行う。この方
法によつて、第２図ｃに示したように真のドツプ
ラ信号が得られて真の目標距離が得られ、実際に
３目標存在した場合でも距離が最も近い目標は脅
威度が高く、振幅が最も大きくなるので、この目
標の距離を算出することが可能となる。そして、
この距離データはステツプウに送られ、同様な処
理が行われ、真の目標距離と判定されると表示器
１２が表示される。
フエーズＣとＢで検出した信号数が２以上か、１
かを判定し、１のときにはステツプイでFMフエ
ーズＣとＢでの信号との組合せにより測距回路１
０にて測距演算を行う。その結果は、距離判定回
路１１に送られ、ステツプウでレーダ最大距離性
能Rnと比較され、Rn以下の値であれば妥当とし
てステツプエで真の目標距離に決定し、表示器に
送出されて、表示される。Rnより大きいときは、
ステツプオで似せ目標と判定した後、除去され
る。ステツプカでは、信号数がさらに３以上か、
２かを判定し、２のときには、ステツプキでFM
フエーズＣ、Ｂとも２かどうかを判定し、どちら
かが２でもう一方が１（NO）のときは、FMフエ
ーズＣ、Ｂ、Ａによる２目標測距演算をステツプ
クで行う。この演算結果は、距離判定回路１１に
送られ、同様の処理が施される。両方とも２のと
きは周波数差算出判断回路８に送られ、ステツプ
ケでFMフエーズＣ、Ｂ、Ａでの２つの信号の周
波数差を算出する。そして、ステツプコで、これ
らの周波数差がすべて同じかどうかを判定し、異
なる場合には、ステツプクに進み同様な処理が行
われる。もし同じになつた場合には、ジエツト・
エンジン・モジユレーシヨンによる信号と考えら
れるので、第２図ａに示したように、真の目標ド
ツプラ信号f1，g1を得るため、ステツプサにおい
てFMフエーズＣとＢの信号の周波数の高いもの
をそれぞれから選定し、測距回路１０にて測距演
算を行う。この結果はステツプウ以降同様な処理
が施される。次にステツプカで目標数が３以上の
場合には、周波数差算出判断回路８に送られて、
ステツプシでFMフエーズＣとＢでのそれぞれの
信号間の周波数差が算出される。そしてステツプ
スで、これらの周波数差が全て同じかどうか比較
され、同じ場合には、ジエツト・エンジン・モジ
ユレーシヨンによる１目標からの複数ドツプラ信
号と判断されるため、ステツプサでは、第２図に
示したように、最も高い周波数（真のドラツプ周
波数）が選ばれて、測距演算が行われ、真の目標
距離が得られる。次に周波数差が異なる場合に
は、ステツプセにおいて、再度、信号数がｋより
多いかどうか比較される。ｋの値は、想定される
ジエツト・エンジン・モジユレーシヨン信号の数
より若干多い数に設定される。ｋより多い場合に
は、外部からの妨害波と考えられるので、ステツ
プソにおいて妨害信号と判断され、妨害信号マー
カとその角度情報を表示器１２に送り表示させ
る。ｋより小さい場合は、第２図ｂに示したよう
に、ジエツト・エンジン・モジユレーシヨン信号
であるが、変調成分が雑音レベル以下となつてい
るものが検出されないときや、アンテナの同一ビ
ーム内に異なる速度、異なる距離の目標が３機以
上存在した場合であり、３フエーズ測距方式では
原理的に解法は得られない。このため、この発明
では、ステツプタにおいて、FMフエーズＣとＢ
の信号の中から最大振幅のものを選定し、この信
号を用いてステツプチで測距演算を行う。この方
法によつて、第２図ｃに示したように真のドツプ
ラ信号が得られて真の目標距離が得られ、実際に
３目標存在した場合でも距離が最も近い目標は脅
威度が高く、振幅が最も大きくなるので、この目
標の距離を算出することが可能となる。そして、
この距離データはステツプウに送られ、同様な処
理が行われ、真の目標距離と判定されると表示器
１２が表示される。
このように、ジエツト・エンジン・モジユレー
シヨン周波数、目標距離に依存しないで、常に正
しい真の目標距離が得られることになる。
シヨン周波数、目標距離に依存しないで、常に正
しい真の目標距離が得られることになる。
なお上記実施例は、電子的にビーム走査を行う
空中線を用いたレーダ装置を示したが、この発明
はこれに限定されるものではなく、どのような方
式の空中線や送信機を用いたレーダ装置にも適用
可能であり、また信号処理器は、ハードウエアに
よる構成でもソフトウエアによる構成でも可能で
ある。
空中線を用いたレーダ装置を示したが、この発明
はこれに限定されるものではなく、どのような方
式の空中線や送信機を用いたレーダ装置にも適用
可能であり、また信号処理器は、ハードウエアに
よる構成でもソフトウエアによる構成でも可能で
ある。
以上のように、この発明は従来のレーダ装置の
信号処理器の回路の大部分を利用し、周波数差算
出判断回路と最大振幅信号選定回路と距離判定回
路を追加するだけの簡単な構成で、航空機目標の
ジエツト・エンジン・ブレードの回転に起因する
多数のドツプラ信号を検出した場合でも、ジエツ
ト・エンジン・モジユレーシヨン周波数や目標距
離に依存することなく常に目標距離を算出し、レ
ーダ探知性能の劣化を防止するという効果があ
る。
信号処理器の回路の大部分を利用し、周波数差算
出判断回路と最大振幅信号選定回路と距離判定回
路を追加するだけの簡単な構成で、航空機目標の
ジエツト・エンジン・ブレードの回転に起因する
多数のドツプラ信号を検出した場合でも、ジエツ
ト・エンジン・モジユレーシヨン周波数や目標距
離に依存することなく常に目標距離を算出し、レ
ーダ探知性能の劣化を防止するという効果があ
る。
第１図はこの発明の一実施例によるレーダ装置
を示す概略の構成図、第２図はこの発明における
周波数変調測距を行う組合せを示す図、第３図は
この発明における距離演算フローチヤートを示す
図、第４図は従来のレーダ装置を示す概略の構成
図、第５図はレーダ装置が飛行しながら目標機を
捜索している概念図、第６図はジエツト・エンジ
ン・ブレードの回転による負方向のドツプラ偏移
を説明するための概念図、第７図は第５図に示す
レーダ装置が受信した信号の周波数スペクトラム
を示す図、第８図は送信波と受信波の時間的変化
を示した図、第９図は複数のドツプラ周波数信号
を用いて距離演算を行うときの組合わせを示す図
である。 図において、１は励振・受信器、２は空中線、
３は信号処理器、４はクラツタ除去フイルタ、５
はドツプラ・フイルタ、６は信号検出器、７は目
標数判断回路、８は周波数差算出判断回路、９は
最大振幅信号選定回路、１０は測距回路、１１は
距離判定回路、１２は表示器、１３はメインビー
ム、１４はサイドロープ、１５は目標機、１６は
大地、１７はブレード、１８はメインビーム・ク
ラツタ、１９はサイドロープ・クラツタ、２０は
目標ドツプラ信号、２１はジエツト・エンジン・
モジユレーシヨンによるドツプラ信号、２２は送
信波の周波数変化特性、２３は目標ドツプラ信号
の周波数変化特性、２４はジエツト・エンジン・
モジユレーシヨンによるドツプラ信号の周波数変
化特性、２５はレーダ装置、f1，f2，f3，f4，g1，
g2，g3，g4，h1，h2，h3，h4はドツプラ周波数、
fJEMはジエツト・エンジン・モジユレーシヨン周
波数、R0は真の目標距離、R1，R2，R3，は似せ
の距離、Ｆ・は直線状周波数変調の周波数変調
度、RJEMはf1TEMを用いて演算した距離、PRFは
パルス繰返し周波数、f0は送信波の周波数、R11
〜R44はf1〜f4とg1〜g4の組合せにより演算した距
離、ア〜チは目標数判断回路から距離判定回路ま
での距離演算フローの各ステツプである。なお、
各図中、同一符号は同一又は相当部分を示すもの
とする。
を示す概略の構成図、第２図はこの発明における
周波数変調測距を行う組合せを示す図、第３図は
この発明における距離演算フローチヤートを示す
図、第４図は従来のレーダ装置を示す概略の構成
図、第５図はレーダ装置が飛行しながら目標機を
捜索している概念図、第６図はジエツト・エンジ
ン・ブレードの回転による負方向のドツプラ偏移
を説明するための概念図、第７図は第５図に示す
レーダ装置が受信した信号の周波数スペクトラム
を示す図、第８図は送信波と受信波の時間的変化
を示した図、第９図は複数のドツプラ周波数信号
を用いて距離演算を行うときの組合わせを示す図
である。 図において、１は励振・受信器、２は空中線、
３は信号処理器、４はクラツタ除去フイルタ、５
はドツプラ・フイルタ、６は信号検出器、７は目
標数判断回路、８は周波数差算出判断回路、９は
最大振幅信号選定回路、１０は測距回路、１１は
距離判定回路、１２は表示器、１３はメインビー
ム、１４はサイドロープ、１５は目標機、１６は
大地、１７はブレード、１８はメインビーム・ク
ラツタ、１９はサイドロープ・クラツタ、２０は
目標ドツプラ信号、２１はジエツト・エンジン・
モジユレーシヨンによるドツプラ信号、２２は送
信波の周波数変化特性、２３は目標ドツプラ信号
の周波数変化特性、２４はジエツト・エンジン・
モジユレーシヨンによるドツプラ信号の周波数変
化特性、２５はレーダ装置、f1，f2，f3，f4，g1，
g2，g3，g4，h1，h2，h3，h4はドツプラ周波数、
fJEMはジエツト・エンジン・モジユレーシヨン周
波数、R0は真の目標距離、R1，R2，R3，は似せ
の距離、Ｆ・は直線状周波数変調の周波数変調
度、RJEMはf1TEMを用いて演算した距離、PRFは
パルス繰返し周波数、f0は送信波の周波数、R11
〜R44はf1〜f4とg1〜g4の組合せにより演算した距
離、ア〜チは目標数判断回路から距離判定回路ま
での距離演算フローの各ステツプである。なお、
各図中、同一符号は同一又は相当部分を示すもの
とする。
Claims (1)
- １ 一定周波数の送信波と直線状周波数変調の送
信波を交互に所定の期間発生し、この送信波を所
定のパルス幅と所定のパルス繰返し周波数でパル
ス変調して空中線へ送出するとともに受信信号を
増幅する励振・受信器と、上記励振・受信器から
の送信波を増幅して空間に放射し、目標からの反
射信号を受信する空中線と、上記励振・受信器か
らの受信信号に含まれるクラツタを除去し、目標
からのドツプラ周波数を一定周波数での送信期間
と直線状周波数変調での送信期間とで周波数分析
により検出し、その両期間で得られたドツプラ周
波数の差から目標までの距離を算出する信号処理
器と、目標諸元を表示する表示器とを具備し、さ
らに上記信号処理器は目標機からのドツプラ周波
数信号が目標機のエンジン・コンプレツサ・ブレ
ードの回転により周波数変調を受けて、一定周波
数送信期間と直線状周波数変調送信期間の両方に
おいて、それぞれ複数のドツプラ周波数信号を受
信した場合、その受信した信号数により測距演算
処理を変更するもので、その信号数が２個の場
合、その信号間の周波数差を算出し、その周波数
差が等しいときは２つのFMフエーズでの周波数
の高い信号を用い、異なるときは３つのFMフエ
ーズでの信号を用いて測距演算を行い、一方、信
号数が３個以上の場合、その信号間の周波数差を
算出し、その周波数差が等しいときは、２つの
FMフエーズでの周波数の高い信号を用い、異な
るときは各フエーズの信号の中から最大振幅の信
号を用いて測距演算を行う手段を有することを特
徴とするレーダ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63172206A JPH0222585A (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | レーダ装置 |
| US07/337,182 US4920347A (en) | 1988-05-07 | 1989-04-12 | Pulse doppler radar system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63172206A JPH0222585A (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | レーダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0222585A JPH0222585A (ja) | 1990-01-25 |
| JPH0549196B2 true JPH0549196B2 (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=15937555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63172206A Granted JPH0222585A (ja) | 1988-05-07 | 1988-07-11 | レーダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0222585A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5347830B2 (ja) * | 2009-08-21 | 2013-11-20 | 三菱電機株式会社 | レーダ装置 |
| JP5595238B2 (ja) * | 2010-11-16 | 2014-09-24 | 三菱電機株式会社 | レーダ装置 |
| JP5871559B2 (ja) * | 2011-10-20 | 2016-03-01 | 三菱電機株式会社 | レーダ装置 |
-
1988
- 1988-07-11 JP JP63172206A patent/JPH0222585A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0222585A (ja) | 1990-01-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070723 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080723 Year of fee payment: 15 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |