JPH0868850A - 船舶用レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速スキャンの下で、方位分解能を低下させ
ず、かつスキャン相関処理をしたのと同等のレーダ映像
の表示を可能にする高速艇搭載に好適な船舶用レーダ装
置を提供する。 【構成】 5a〜5dのレーダ映像フレームメモリを設け、
フレームメモリ選択回路15により１スキャン毎に１個の
レーダ映像フレームメモリに書き込む動作を４スキャン
繰り返し、輝度制御回路16により書き込みの順番の新し
いレーダ映像フレームメモリの読出しデータの輝度を上
げるようにして４個のレーダ映像フレームメモリの読出
しデータを加算回路17で重み付け加算して表示する。Ｃ
ＲＴ表示器10にはレーダ映像が従来のスキャン相関処理
したのと同様の態様で表示される。方位分解能を低下さ
せずに空中線１の回転速度を従来の約３倍高くできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転するアンテナが取
得したレーダ映像信号を直交座標形式でフレームメモリ
に格納しラスタスキャン方式で読出して表示する船舶用
レーダ装置に係り、特に高速艇に搭載される船舶用レー
ダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来の船舶用レーダ装置の構成
例を示す。図３において、ＣＰＵ回路１２は、各部を制
御し当該装置の諸機能を実現するが、基本的な送受信と
表示の動作は次のようにして行われる。

【０００３】空中線１は、水平面内で回転駆動される。
送受信制御回路１１は、ＣＰＵ回路１２から送信指令を
受けてアンテナからパルス状電波の送信を行わせる。当
該レーダ装置を搭載する船舶の周囲（レーダレンジ内）
に存在する他の船舶等の物標での反射波が空中線１で受
信される。

【０００４】空中線１がある方位角で送信し、レーダレ
ンジの端での反射波を受信するまでの１回の送受信動作
を１スイープと称するが、空中線１が取得した受信信号
（レーダ映像信号）は、受信の順序に従って順にＡ／Ｄ
変換回路２にてディジタル化されレーダ映像データとな
り、１スイープの期間を区分する書込みクロック（図示
省略）によりスイープ毎に順にスイープメモリ３に格納
される。

【０００５】スイープメモリ３に格納されたレーダ映像
データは、書込みクロックとは非同期の読出しクロック
（図示省略）でスイープ毎に順に読出され、レーダ映像
フレームメモリ５に書込みデータとして与えられる。レ
ーダ映像フレームメモリ５の書込みアドレスは、座標変
換回路４において次のようにして生成される。

【０００６】即ち、スイープメモリ３に格納されたレー
ダ映像データのビット位置は、自船位置から物標までの
距離Ｒと相対方位角θとで規定される（Ｒ、θ）の極座
標形式で表現されるので、ＣＲＴ表示器１０にラスタス
キャン方式で表示できるようにするには、レーダ映像デ
ータのビット位置を（Ｘ、Ｙ）の直交座標形式で表現す
る必要がある。座標変換回路４は、レーダ映像フレーム
メモリ５への書込みアドレスを（Ｘ、Ｙ）とすることに
より、（Ｒ、θ）（Ｘ、Ｙ）の座標変換を実現してい
る。

【０００７】具体的には、スイープメモリ３からの読み
出しは、スイープの原点位置（自船位置）から順にレー
ダレンジの端に向かって行われる。従って、読出しクロ
ックの個数は、スイープメモリ３上のデータビット位置
に対応し、物標の自船位置からの距離Ｒを示す。

【０００８】また、角度信号制御回路７は、ＣＰＵ回路
１２から初期値設定等の制御を受けるが、空中線１の回
転に応じてアンテナ回転信号発生回路６から入力するパ
ルス状のアンテナ回転信号から空中線１の方位を示す角
度信号を形成する。この角度信号は、物標の相対方位角
θである。

【０００９】そこで、座標変換回路４は、スイープメモ
リ３からデータビットが読み出される度に、その読出し
クロックから距離Ｒを、角度信号制御回路７から角度信
号θをそれぞれ取得して数式１の演算を実行し、（Ｒ、
θ）の極座標で規定されるデータビットの位置を自船位
置（Ｘ_S、Ｙ_S)を基準とした（Ｘ、Ｙ）の直交座標で規定
される位置に変換し、その位置（Ｘ、Ｙ）を書込みアド
レスとしてレーダ映像フレームメモリ５に与え、スイー
プメモリ３から読み出されるデータビットの書き込みを
行わせるのである。

【００１０】

【数１】Ｘ＝Ｘ_S ＋Ｒ・ｓｉｎθ Ｙ＝Ｙ_S ＋Ｒ・ｃｏｓθ

【００１１】このように座標変換が行われ、各レーダス
キャン毎のレーダ映像データが順々にレーダ映像フレー
ムメモリ５に格納されるが、以上の動作と並行してレー
ダ映像フレームメモリ５から各レーダスキャン毎のレー
ダ映像データをラスタスキャンの走査順序に従って順々
に取り出し、Ｄ／Ａ変換回路９にてアナログ化し、ＣＲ
Ｔ表示器１０にレーダ映像をラスタスキャン方式で表示
する。

【００１２】ここに、本発明が対象とする船舶用レーダ
装置は、信号処理回路８を備える。この信号処理回路８
は、座標変換回路４からの書込みアドレスとアンテナ回
転信号発生回路６からのアンテナ回転信号とに基づきレ
ーダ映像フレームメモリ５から前回スキャン時のフレー
ムデータと今回スキャン時のフレームデータとを取り出
し、スキャン相関処理を実行し、その結果を今回スキャ
ン時のフレームデータとしてレーダ映像フレームメモリ
５に書き込むことを行う。この処理により、ＣＲＴ表示
器１０にラスタスキャン方式で表示するレーダ映像の信
号対雑音比、信号対クラッタ比を向上でき、また表示す
るレーダ映像にＰＰＩ表示と同様の残像効果を与えるこ
とができる。

【００１３】なお、ＣＰＵ回路１２は、当該船舶用レー
ダ装置の諸機能を実現する一環として、グラフィック制
御回路１３に対し表示すべきカーソル等の指示を与える
制御をしている。これによりグラフィック制御回路１３
は、グラフィックデータを生成する。このグラフィック
データは、一旦グラフィックフレームメモリ１４に格納
され、そこから読み出されＤ／Ａ変換回路９にてアナロ
グ化され、ＣＲＴ表示器１０にレーダ映像と重畳表示さ
れ、観測者の利便に供される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで近年、高速で
移動する船舶が登場してきたが、かかる高速艇に搭載す
るレーダ装置では、従来よりも数倍速い高速スキャンが
要求されるので、スキャン相関処理を行う従来のレーダ
装置では対応が困難であるという問題がある。

【００１５】即ち、スキャン相関処理では、読み出し、
演算、書き込みの動作をフレームメモリの全てのメモリ
セルに対して実行するので、各メモリセルのデータ更新
時間は、この読み出し、演算、書き込みの３つの動作に
要する時間と等しい。従って、１スイープ分のｎ個のメ
モリセルではｎ倍の更新時間が最低でも必要となり、方
位分解能（アンテナ回転パルス数）Ｎのレーダ装置で
は、アンテナ１回転当たりｎ×Ｎのデータ更新時間が必
要となる。つまり、このｎ×Ｎのデータ更新時間がアン
テナ１回転に必要な時間であり、この時間を満たさなれ
ば、フレームメモリの全てのメモリセルを更新できない
ことになる。

【００１６】そうすると、アンテナ回転数の上限を高く
するには、１スイープの変換時間を短くするか、アンテ
ナ回転パルス数Ｎを少なくするかの何れかの方法を採る
ことになるが、アンテナ回転パルス数Ｎを少なくすると
方位分解能が低下するという問題があり、また１スイー
プの変換時間を短くするとフレームメモリのアクセス時
間を短縮する必要があり、スキャン相関処理に十分な時
間が取れないという問題がある。

【００１７】本発明の目的は、高速スキャンの下で、方
位分解能を低下させず、かつスキャ相関処理をしたのと
同等のレーダ映像の表示を可能にする高速艇搭載に好適
な船舶用レーダ装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の船舶用レーダ装置は次の如き構成を有す
る。即ち、本発明の船舶用レーダ装置は、直交座標形式
でレーダ映像データを記憶する複数のレーダ映像フレー
ムメモリと； 前記レーダ映像フレームメモリの書込み
アドレスを各スイープ毎に取得されるレーダ映像に係る
距離情報及び角度情報により生成する座標変換回路と；
アンテナの回転基準信号を受けて前記複数のレーダ映
像フレームメモリの１つを各スキャン毎に順番に選択し
当該メモリにレーダ映像データの書込みを許可するフレ
ームメモリ選択回路と； 前記フレームメモリ選択回路
から選択切替信号が入力する度に、前記複数のレーダ映
像フレームメモリの読出しデータについて現在から過去
に向かい順に輝度を下げる重み付けを行う輝度制御回路
と； 前記輝度制御回路からの重み付け制御信号に従っ
て前記複数のレーダ映像フレームメモリの各読出しデー
タに係る信号を重み付け加算しラスタスキャン方式で表
示するレーダ映像を生成する加算回路と； を備えるこ
とを特徴とする。

【００１９】

【作用】次に、前記の如く構成される本発明の船舶用レ
ーダ装置の作用を説明する。本発明では、ｎ個のレーダ
映像フレームメモリを設け、フレーム選択回路により１
スキャン毎に１個のレーダ映像フレームメモリに書き込
む動作をｎスキャン繰り返し、輝度制御回路により書き
込みの順番の新しいレーダ映像フレームメモリの読出し
データの輝度を上げるようにしてｎ個のレーダ映像フレ
ームメモリの読出しデータを加算回路で重み付け加算し
て表示する。

【００２０】斯くして、表示器に表示されるレーダ映像
は、従来のスキャン相関したのと同様の態様で表示され
る。即ち、本発明では、従来のスキャン相関処理をする
ことなく、新しいスキャンデータをフレームメモリに書
き込むだけでスキャン相関処理をしたのと等価なレーダ
映像を表示できるので、スキャン相関処理において必要
であった前回データと今回データの読み出しと相関演算
との動作が不要となる分、変換時間が約１／３に短縮さ
れる。従って、方位分解能を劣化させずにアンテナの回
転速度を従来の約３倍高くできることになる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の一実施例に係る船舶用レーダ装
置を示す。本実施例では、図３に示した従来の船舶用レ
ーダ装置において、信号処理回路８を削除し、１個のレ
ーダ映像フレームメモリ５に代えて５ａ〜５ｄの４個と
し、フレームメモリ選択回路１５と輝度制御回路１６と
加算回路１７とを追加してある。図２は、本発明に係る
部分を抜き出して示す。以下、両図を参照して本発明に
係る部分を中心に説明する。

【００２２】５ａ〜５ｄの４個のレーダ映像フレームメ
モリには、スイープメモリ３から図示しない読出しクロ
ックにより読み出されるレーダ映像データが書込みデー
タとして与えられる。

【００２３】座標変換回路４は、従来と同様にレーダ映
像フレームメモリ（５ａ〜５ｄ）の書込みアドレスを各
スイープ毎に取得される距離情報と角度情報とによって
生成する。ここで生成される書込みアドレスは、４個の
レーダ映像フレームメモリについて同一のものである
が、４個のレーダ映像フレームメモリに直接適用される
のではなく、フレームメモリ選択回路１５の制御下に後
述のようにして適用される。

【００２４】フレームメモリ選択回路１５は、アンテナ
の回転基準信号を受けて、４個のレーダ映像フレームメ
モリの１つを各スキャン毎に順番に選択し当該メモリに
レーダ映像データの書込みを許可する制御を行い、かか
る選択操作の実行選択切替信号を輝度制御回路１６に与
える。

【００２５】具体的には、図２に示すように、１スキャ
ン目のレーダ映像は第１番目のレーダ映像フレームメモ
リ５ａに格納され、２スキャン目のレーダ映像は第２番
目のレーダ映像フレームメモリ５ｂに格納され、３スキ
ャン目のレーダ映像は第３番目のレーダ映像フレームメ
モリ５ｃに格納され、４スキャン目のレーダ映像は第４
番目のレーダ映像フレームメモリ５ｄに格納され、５ス
キャン目のレーダ映像は第１番目のレーダ映像フレーム
メモリ５ａに格納され、６スキャン目のレーダ映像は第
２番目のレーダ映像フレームメモリ５ｂに格納され、７
スキャン目のレーダ映像は第３番目のレーダ映像フレー
ムメモリ５ｃに格納され、８スキャン目のレーダ映像は
第４番目のレーダ映像フレームメモリ５ｄに格納され
る、というように各スキャン毎に書き込むメモリが順番
に変更される。

【００２６】以上の動作と並行してレーダ映像フレーム
メモリ（５ａ〜５ｄ）からレーダ映像データがラスタス
キャンの走査順序に従った同一の読出しクロックで取り
出され、Ｄ／Ａ変換回路（９ａ〜９ｄ）にてアナログ化
され、加算回路１７に入力する。

【００２７】一方、輝度制御回路１６は、フレームメモ
リ選択回路１５から上述した変更操作の開始時に選択切
替信号が入力するので、その選択切替信号が入力する度
に、４個のレーダ映像フレームメモリの各読出しデータ
について現在から過去に向かい順に輝度を下げる重み付
けを行い、その重み付け制御信号を加算回路１７に与え
る。

【００２８】具体的には、レーダ映像フレームメモリは
図示例では４個であるから、重み付けは、全て同じ重み
付けであっても良いが、例えば４、３、２、１の４通り
とすれば、１スキャン目では過去のスキャンデータは存
在しないので、レーダ映像フレームメモリ５ａの読出し
データに「４」を与える。２スキャン目では、過去のス
キャンデータはレーダ映像フレームメモリ５ａの読出し
データであるので、レーダ映像フレームメモリ５ｂの読
出しデータに「４」を与え、レーダ映像フレームメモリ
５ａの読出しデータに「３」を与える。同様に、４スキ
ャン目では、レーダ映像フレームメモリ５ｄの読出しデ
ータに「４」を与え、レーダ映像フレームメモリ５ｃの
読出しデータに「３」を与え、レーダ映像フレームメモ
リ５ｂの読出しデータに「２」を与え、レーダ映像フレ
ームメモリ５ａの読出しデータに「１」を与える。

【００２９】そして、例えば６スキャン目では、レーダ
映像フレームメモリ５ｂの読出しデータに「４」を与
え、レーダ映像フレームメモリ５ａの読出しデータに
「３」を与え、レーダ映像フレームメモリ５ｄの読出し
データに「２」を与え、レーダ映像フレームメモリ５ｃ
の読出しデータに「１」を与える。

【００３０】加算回路１７では、輝度制御回路１６から
の上述した内容の重み付け制御信号に従って４個のレー
ダ映像フレームの各読出しデータに係る信号、つまり図
示例では９ａ〜９ｄのＤ／Ａ変換回路がアナログ化され
た信号を重み付け加算し、ラスタスキャン方式で表示す
るレーダ映像を生成する。

【００３１】斯くして、表示器に表示されるレーダ映像
は、従来のスキャン相関したのと同様の態様で表示され
る。即ち、本発明では、従来のスキャン相関処理をする
ことなく、新しいスキャンデータをフレームメモリに書
き込むだけでスキャン相関処理をしたのと等価なレーダ
映像を表示できるので、スキャン相関処理において必要
であった前回データと今回データの読み出しと相関演算
との動作が不要となる分、変換時間が約１／３に短縮さ
れる。従って、方位分解能を劣化させずにアンテナの回
転速度を従来の約３倍高くできることになる。

【００３２】なお、加算回路１７には、Ｄ／Ａ変換回路
９ｅでアナログ化したグラフィック信号も入力するよう
になっている。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の船舶用レ
ーダ装置は、複数のレーダ映像フレームメモリを設け、
従来のスキャン相関処理をすることなく、新しいスキャ
ンデータをフレームメモリに書き込むだけでスキャン相
関処理をしたのと等価なレーダ映像を表示できるので、
スキャン相関処理において必要であった前回データと今
回データの読み出しと相関演算との動作が不要となる
分、変換時間が約１／３に短縮される。従って、方位分
解能を劣化させずにアンテナの回転速度を従来の約３倍
高くできることになるので、スキャン相関処理をしたの
と等価なレーダ映像を表示できる高速艇搭載に好適なレ
ーダ装置を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る船舶用レーダ装置の構
成ブロック図である。

【図２】本発明の特徴部分を抜き出して示す動作説明図
である。

【図３】従来の船舶用レーダ装置の構成ブロック図であ
る。

【符号の説明】 １ 空中線 ２ Ａ／Ｄ変換回路 ３ スイープメモリ ４ 座標変換回路 ５ａ〜５ｄ レーダ映像フレームメモリ ６ アンテナ回転信号発生回路 ７ 角度信号制御回路 ９ａ〜９ｄ Ｄ／Ａ変換回路 １０ ＣＲＴ表示器 １１ 送受信制御回路 １２ ＣＰＵ回路 １５ フレームメモリ選択回路 １６ 輝度制御回路 １７ 加算回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直交座標形式でレーダ映像データを記憶
   する複数のレーダ映像フレームメモリと； 前記レーダ
   映像フレームメモリの書込みアドレスを各スイープ毎に
   取得されるレーダ映像に係る距離情報及び角度情報によ
   り生成する座標変換回路と； アンテナの回転基準信号
   を受けて前記複数のレーダ映像フレームメモリの１つを
   各スキャン毎に順番に選択し当該メモリにレーダ映像デ
   ータの書込みを許可するフレームメモリ選択回路と；
   前記フレームメモリ選択回路から選択切替信号が入力す
   る度に、前記複数のレーダ映像フレームメモリの読出し
   データについて現在から過去に向かい順に輝度を下げる
   重み付けを行う輝度制御回路と； 前記輝度制御回路か
   らの重み付け制御信号に従って前記複数のレーダ映像フ
   レームメモリの各読出しデータに係る信号を重み付け加
   算しラスタスキャン方式で表示するレーダ映像を生成す
   る加算回路と； を備えることを特徴とする船舶用レー
   ダ装置。