JPH09281213A - 物標映像の方位算出方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 方位分解能が改善され、複数の物標が近接し
て存在する領域内でも分離識別が可能な物標映像の方位
算出方法及び装置。 【解決手段】 レーダアンテナの回転と送信パルスの発
射により、水平ビーム幅内に複数ｎ個の送信パルスが存
在する場合に、少くともｎ個のメモリを設けて、ある物
標から最初の受信信号を得た送信パルスを第１パルス、
その受信データをＭ₁ 、そのときの方位角をΦ₁ とし、
このＭ₁ 及びΦ₁ を第１メモリに格納すると共に、上記
Φ₁ から上記物標の始端方位を算出し、次の第２パルス
以降の送信パルス毎に物標から得た各受信データから、
ビーム幅内に含まれる以前のパルスによりメモリに格納
された各データをそれぞれ減算した差分データを該当パ
ルスによるデータとして、そのときの方位角と共に順次
メモリに格納する。そして上記差分データが零であるか
否かを判別し、零の場合には、そのときの方位角に基づ
いて上記物標の終端方位を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーダ物標映像の方
位算出方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーダ（Radar ）は、Radio detection
and ranging の略語で、自らの送信機から電波を発射
し、反射されて戻ってくる電波を受信機で受信すること
により物標を検出し、その距離、方位ないし移動速度等
を決定する無線装置である。またレーダとしては、所定
パルス幅の電波を所定の繰返し周波数で送信するパルス
レーダが一般的である。またレーダについての公知文献
としては、例えば電子通信学会編、“レーダ技術”、昭
和４３年４月、電子通信学会や、電子情報通信学会編
“レーダ信号処理技術”、平成３年９月、電子情報通信
学会等がある。

【０００３】レーダによる物標の方位検出には、レーダ
アンテナの水平ビーム幅が狭く、指向性の鋭いビームの
アンテナが望ましい。例えばパラボラアンテナの場合、
電波の波長をλ、パラボラの直径をＤとすると、そのビ
ーム幅θは約７０・λ／Ｄとなる。通常のレーダアンテ
ナの水平ビーム幅は０．２５度から５度の間である。ま
た物標の方位は、ビームアンテナを回転させて物標を走
査させ、最も強い反射信号が受信されたとき、即ち物標
がビームアンテナの水平面主ローブの中心にあるときの
アンテナ角度情報により決めることができる。

【０００４】なお、一般にレーダ反射波受信電力Ｐｒは
次の（１）式のとおりである。 Ｐｒ＝Ｐｔ・Ｇ² ・λ² ・σ／（４π）³ Ｒ⁴ …（１） ここで Ｐｔ：レーダの送信出力 Ｇ ：送信および受信アンテナの利得（送信と受信で同
じと考える） λ ：電波の波長 σ ：レーダ受信アンテナ方向に対する目標の有効反射
面積 Ｒ ：アンテナから目標までの距離 である。

【０００５】図５は点物標をビーム幅θで走査したとき
のアンテナ方位角とその映像を説明する図である。ある
ビーム幅でアンテナが点物標を走査した場合、それによ
って得られる映像の方位情報は次の過程で得られる。ア
ンテナから点物標迄の距離をＲ、ビーム幅をθとする
と、アンテナは発射電波に対する点物標からの反射信号
を、アンテナ走査中において点物標がビーム内に入って
からビーム外に出る迄の２θの角度の期間に受信する。
図５の（ａ）は点物標とアンテナビーム幅の関係を示し
ており、点物標が電波の照射を受けている角度は２θで
ある。

【０００６】一方、アンテナのビーム幅θはアンテナの
方位角（ビーム幅の中心方位角）に対し±θ／２の範囲
に存在するので、アンテナが点物標からの反射信号を走
査期間中受信するのは、アンテナの方位角としてθの角
度幅である。図５の（ｂ）は点物標からの反射信号が得
られるアンテナ方位角とその場合の表示映像を示してお
り、この場合点物証が方位方向にθＲの弧の長さの映像
として表示されることになる。上記のように点物標の映
像は方位方向にθＲの弧として表示される。そして一般
の実物標は点物標の集合として考えられることから、実
物標の方位方向の両端において、同様の理由から実際の
物標が有する方位角幅に対してθＲだけ増加した方位角
度幅で観測することになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のレ
ーダによって観測される物標の方位角幅（始端方位から
終端方位まで）は、実際の方位角幅より方位方向に広が
った映像として表示され、この傾向は物標の距離が増加
し遠方になる程著しくなっている。このことは物標の正
確な平面的な大きさとその位置情報を必要とする海上物
標監視業務（例えば物標追尾による衝突予防業務等）に
おいて、例えば２隻の船舶が近接すると映像は結合して
１隻のように表示され、両船の識別は困難になる等の種
々の問題や場合によると危険な状況を発生させるという
問題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る物標映像の
方位算出方法及び装置は、所定の回転速度によるレーダ
アンテナの回転と所定周期による送信パルスの発射によ
り上記レーダアンテナの水平ビーム幅内に複数ｎ個の送
信パルスが存在する場合に、少くともｎ個のメモリを設
けて、ある物標から最初に受信信号を得た送信パルスを
第１パルス、その受信データを第１データ、そのときの
方位角を第１方位角Φ₁ とし、この第１データ及び第１
方位角Φ₁ を第１メモリに格納すると共に、上記第１方
位角Φ₁に基づき上記物標の始端方位を算出し、次の第
２パルスの送信により物標から得た受信データからその
前のパルスにより上記第１メモリに格納された第１デー
タを減算した差分データを第２データ、そのときの方位
角を第２方位角Φ₂ とし、この第２データ及び第２方位
角Φ₂ を第２メモリに格納すると共に、上記第２データ
が零であるか否かを判別し、零の場合には上記第２方位
角Φ₂ に基づき上記物標の終端方位を算出し、上記第２
データが零でない場合には、次の第３パルスの送信によ
り物標から得た受信データからそれまでのパルスにより
上記第１メモリ及び第２メモリに格納された第１データ
及び第２データをそれぞれ減算した差分データを第３デ
ータ、そのときの方位角を第３方位角Φ₃ とし、この第
３データ及び第３方位角Φ₃ を第３メモリに格納すると
共に、上記第３データが零であるか否かを判別し、零の
場合には上記第３方位角Φ₃ に基づき上記物標の終端方
位を算出し、零でない場合には次の第４パルス以降の各
パルスによって求める上記差分データに零が得られるま
で上記と同様の処理を繰返し、差分データに零が得られ
たときの方位角に基づき上記物標の終端方位を算出する
と共に、上記第２パルスから第ｎパルスまでの各パルス
毎に求めて第２メモリから第ｎメモリに順次格納した上
記差分データ及び方位角をパルスの発射順に調べ、差分
データが一旦零になった以降に最初に零でなくなった方
位角Φ_j に基づき次の物標の始端方位を算出し、その後
再び零になった方位角Φ_k に基づき上記次の物標の終端
方位を算出し、さらに第ｎパルスの次の送信パルスが再
び第１パルスから再開されるものとして、第１メモリか
ら順次差分データ及び方位角の格納並びに差分データが
零であるか否かの判別処理を繰返すことにより、単数又
は複数の物標映像の始端方位及び終端方位を算出するも
のである。その結果、レーダアンテナの水平ビーム幅に
基づく方位分解能が改善され、物標映像の大きさの精度
が向上すると共に、複数の物標が近接して存在する領域
内での各物標映像の分離識別が可能となるため物標監視
業務における監視機能が著しく向上する。

【０００９】

【発明の実施の形態】最初に本発明による物標映像の方
位算出方法を説明する。図２は本発明に係る孤立物標映
像の方位算出方法を説明する図である。通常の監視用レ
ーダにおいては、アンテナから周期的に送信パルスが発
射されると共に、アンテナの回転により周囲の物標がそ
の電波の照射を受ける。従って送信パルスの周期はアン
テナビーム内の物標情報をできるだけ多くレーダが取得
できるよう、ビーム幅の角度をアンテナが回転する時間
において、多数のパルスが発射されるようになってい
る。例えば、回転速度１０ＲＰＭ（１０回転／分）のア
ンテナで、３０００ＰＲＦ（パルス繰り返し数／秒）、
ビーム幅０．２５度のレーダにおいては、アンテナの１
秒当たりの回転角は１０×３６０°／６０秒で、６０°
／秒となる。従って、ビーム幅０．２５度回転するに要
する時間としては、０．２５°／（６０°／秒）とな
る。

【００１０】一方、パルスは１／３０００秒毎に発射さ
れているので、ビーム幅だけアンテナが回転する時間に
発射されるパルス数としては、（０．２５／６０）／
（１／３０００）＝１２．５より約１２個となる。換言
すると、アンテナの回転に従い、送信パルスの発射毎に
アンテナビーム（即ちアンテナ方位）がビーム幅の１／
１２づつ移動してゆき、同一の点物標に１２個のパルス
が照射されることとなる。すなわち、ビーム幅がθであ
り、パルス毎のビーム移動角度をΔθとすると、ビーム
幅分だけビームが移動する間にθ／Δθ＝ｎ回の送信パ
ルスが発射されることになる。そして本発明において
は、少くともこのｎ回の受信データを記憶するｎ個のデ
ータメモリ（以下の説明では第１〜第ｎメモリという）
を設けている。

【００１１】今、アンテナである物標から最初の反射信
号が得られたとし、この時の送信パルスを第１パルスと
する。そしてこの第１パルスによる物標の受信信号を量
子化（例えば２値又は複数ビットに量子化）された受信
データ（距離方向には長さのあるデータ）を第１データ
Ｍ₁ 、そのときのアンテナ方位角を第１方位角Φ₁ と
し、この第１データＭ₁ と第１方位角Φ₁ を第１メモリ
に格納する。そしてこの第１方位角Φ₁ に基づき上記物
標の始端方位を（Φ₁ ＋θ／２−Δθ）として算出す
る。但しθはアンテナの水平ビーム幅、Δθは各送信パ
ルス間にアンテナの回転する角度である。

【００１２】次にアンテナ角度がΔθだけ回転した方位
の送信パルスである第２パルスによって得られた同一物
標の受信データから、その前の第１パルスにより前記第
１メモリに格納された第１データＭ₁ を差引いた差分デ
ータをＭ₂ 、そのときの方位角を第２方位角Φ₂ とし、
この第２データＭ₂ と第２方位角Φ₂ を第２メモリに格
納すると共に、この第２データＭ₂ が零であるか否かを
判別し、零の場合には上記第２方位角Φ₂ に基づき上記
物標の終端方位を（Φ₂ ＋θ／２−Δθ）として算出す
る。即ち上記差分データが零になった場合には、該当パ
ルスのアンテナ方位には既に物標が存在しないものとし
て終端方位を求め、また上記差分データが零でない場合
には、物標はまだ方位方向に連続しているものとして次
のパルスによる処理を継続する。

【００１３】図２は孤立物標映像の上記始端方位と終端
方位の算出方法をθ／Δθ＝６の場合について示したも
のである。図２においては、孤立物標が点物標であり、
この点物標からアンテナ方位角Φ₁ での第１パルスによ
り最初に反射信号が得られている。この物標の始端方位
は、方位角Φ₁ からビーム幅の半分θ／２だけアンテナ
回転方向に進ませた方位からパルス間隔角度Δθだけ逆
方向に戻した方位、即ち（Φ₁ ＋θ／２−Δθ）となる
ことが図２から分る。そしてその第１パルスによる受信
データ（この例では２値化データ）がＭ₁ である。次の
第２パルスによる受信データから前のパルスにより得ら
れたデータＭ₁ を差引くと零になるので（点物標のた
め）、このときの方位角Φ₂ から終端方位を求めると、
同様に方位角Φ₂ からθ／２だけ回転方向に進させ、さ
らにΔθだけ逆方向に戻した方位、即ち（Φ₂ ＋θ／２
−Δθ）となることも図２から分る。

【００１４】もし図２の物標が点物標ではなく、さらに
方位方向に連続している場合には、上記第２データＭ₂
は零とはならない。そこで上記第２データＭ₂ が零でな
い場合には、さらにアンテナ角度がΔθだけ回転した方
位の送信パルスである第３パルスによる物標からの受信
データから、このときビーム内に含まれる前記データＭ
₁ とＭ₂ で構成される物標からの反射データを除去する
ため、前記第１及び第２パルスにより第１及び第２メモ
リに格納された第１及び第２データＭ₁ 及びＭ₂ をそれ
ぞれ差引いた差分データを第３データＭ₃ 、そのときの
方位角を第３方位角Φ₃ とし、この第３データＭ₃ と第
３方位角Φ₃ を第３メモリに格納する。そして上記第３
データＭ₃ が零であるか否かを判別し、もし零の場合に
は、上記第３方位角Φ₃ に基づき上記物標の終端方位
（Φ₃ ＋θ／２−Δθ）を算出し、もし第３データＭ₃
が零でない場合に、次のパルスによる処理を継続する。

【００１５】以下送信パルスの発射毎に同様の動作を繰
返し、上記第２パルスから第ｎパルス（この例ではθ／
Δθ＝ｎを６としたので、第６パルス）によって求めた
上記差分データがすべて零でない場合には、次の第７パ
ルスのときには第１データＭ₁ が、第８パルスのときに
は第２データＭ₂ がビーム外に出るようになるので、受
信データからの減算処理はビーム内のデータのみとし、
ビーム外に出たデータは減算しないようにする。このた
め本発明においては、メモリの個数がｎ個の場合には、
第ｎパルスの次の送信パルスは、再び第１パルスから再
開されるものとして、第１メモリから順次差分データ及
び方位角の格納並びに差分データが零であるか否かの判
別処理を繰返し、自動的にビーム内のデータのみの減算
処理が実行されるようにしている。そして最終的に差分
データが零になったときの方位角Φ_i に基づき、該当物
標の終端方位（Φ_i ＋θ／２−Δθ）を算出する。

【００１６】図１は本発明に係る複数物標映像の方位算
出方法を説明する図である。図１は前記ｎ＝θ／Δθ＝
６とし、複数の物標がレーダビーム内に散在する場合の
例であり、同図の（ａ）は複数物標の表示例と各パルス
での減算範囲を、（ｂ）は方位算出処理順序を示してい
る。なお図の（ａ）と（ｂ）とではアンテナ回転方向が
逆向きに示されている。また上記ｎ＝６の場合には、デ
ータメモリは少くとも６個又はそれ以上の個数を設ける
ものとする。図１の（ｂ）に示したアンテナ回転方向の
順序に従って説明する。まず第１物標から最初に受信信
号を得た送信パルスを第１パルス、その受信データを第
１データＭ₁ 、そのときの方位角を第１方位角Φ₁ と
し、この第１データＭ₁ 及び第１方位角Φ₁ を第１メモ
リに格納すると共に、上記第１方位角Φ₁に基づき上記
物標の始端方位（Φ₁ ＋θ／２−Δθ）を算出する。

【００１７】次の第２パルスの送信により物標から得た
受信データからその前の第１パルスにより上記第１メモ
リに格納された第１データＭ₁ を減算した差分データを
第２データＭ₂ 、そのときの方位角を第２方位角Φ₂ と
し、この第２データＭ₂ 及び第２方位角Φ₂ を第２メモ
リに格納すると共に、上記第２データＭ₂ が零であるか
否かを判別し、零の場合には上記第２方位角Φ₂ に基づ
き上記物標の終端方位（Φ₂ ＋θ／２−Δθ）を算出す
る。この例では、上記第２データＭ₂ は零でないとして
いるので、次の第３パルスの送信により物標から得た受
信データからそれまでの第１、第２パルスにより第１メ
モリ及び第２メモリに格納された第１データＭ₁ 及び第
２データＭ₂ をそれぞれ減算した差分データを第３デー
タＭ₃ 、そのときの方位角を第３方位角Φ₃とし、この
第３データＭ₃ 及び第３方位角Φ₃ を第３メモリに格納
すると共に、上記第３データＭ₃ が零であるか否かを判
別する。この例では第３データＭ₃ は零であるとしたの
で、上記第３方位角Φ₃ に基づき上記物標の終端方位
（Φ₃ ＋θ／２−Δθ）を算出する。

【００１８】かりに上記第３データＭ₃ を零でないとし
た場合には、次の第４パルス以降の各パルスによって求
める上記差分データに零が得られるまで上記と同様の処
理を繰返し、差分データに零が得られたときの方位角に
基づき上記物標の終端方向を算出することになる。第１
物標については、終端方位と終端方位が求められ、この
２つの方位間に第１物標は存在するので、第１、第２デ
ータＭ₁ ，Ｍ₂ の連続する物標映像として図１の（ａ）
のように表示される。

【００１９】次の第２の物標については、まず第４パル
スによって最初の受信データが得られるが、このときｎ
＝６とするビーム内には、図１の（ａ）に示す減算範囲
内にある物標（この例ではデータＭ₁ とＭ₂ ）からの反
射信号も含まれているので、この第４パルスによって得
た受信データからそれまでのパルスによって第１及び第
２メモリに格納された第１及び第２データＭ₁ 及びＭ₂
をそれぞれ減算した差分データを第４データＭ₄ 、その
ときの方位角を第４方位角Φ₄ とし、この第４データＭ
₄ 及び第４方位角Φ₄ を第４メモリに格納すると共に、
上記第４データＭ₄ が零であるか否かを判定する。この
例では第４データＭ₄ は零でないので、第２物標である
ことを認識し、その始端方位（Φ₄ ＋θ／２−Δθ）を
算出する。

【００２０】次の第５パルスによって得られた受信デー
タには、図１の（ａ）の減算範囲内に示される物標デー
タＭ₁ ，Ｍ₂ 及びＭ₄ が含まれているので、この第５パ
ルスによって得た受信データから第１、第２及び第４メ
モリに格納されたデータＭ₁，Ｍ₂ 及びＭ₄ をそれぞれ
減算した差分データを第５データＭ₅ 、そのときの方位
角を第５方位角Φ₅ とし、この第５データＭ₅ 及び第５
方位角Φ₅ を第５メモリに格納すると共に、上記第５デ
ータＭ₅ が零であるか否かを判別する。この例では第５
データＭ₅ は零でないので、第２物標が方位方向に連続
していることを認識し、次のパルスによる処理を行う。

【００２１】次の第６パルスによって得られた受信デー
タからは、同様に第１、第２、第４及び第５メモリに格
納されたデータＭ₁ ，Ｍ₂ ，Ｍ₄ 及びＭ₅ を差引いた差
分データを第６データＭ₆ 、そのときの方位角を第６方
位角Φ₆ として、この第６データＭ₆ と第６方位角Φ₆
を第６メモリに格納するが、この例では第６データＭ₆
が零であるので、第６方位角Φ₆ から第２物標の終端方
位（Φ₆ ＋θ／２−Δθ）を算出する。

【００２２】次の第３物標については、まず第７パルス
によって最初の受信データが得られ、この受信データに
は、図１の（ａ）で示す減算範囲のように、データＭ₁
は既にビーム外であるが、データＭ₂ ，Ｍ₄ 及びＭ₅ に
よる反射データも含まれているので、第７パルスによる
受信データから第２、第４及び第５メモリに格納された
データＭ₂ ，Ｍ₄ 及びＭ₅ をそれぞれ減算した差分デー
タを第７データＭ₇ 、そのときの方位角を第７方位角Φ
₇ として、この第７データＭ₇ と第７方位角Φ₇ を、メ
モリの個数が６個以上（例えば６個の２倍の１２個）あ
る場合には、第７メモリに格納すると共に、上記第７デ
ータＭ₇ が零であるか否かを判別する。この第７パルス
は、上記ｎ＝６により第１パルスに相当するものであ
る。従ってメモリの個数が６個に制限されている場合に
は、前記第７パルスが第１パルスから再開されるものと
みなして、上記第７データＭ₇ と第７方位角Φ₇ を第１
メモリに格納する。従って以前に第１メモリに格納され
ていたデータＭ₁ と方位角Φ₁ は、既にビームから外れ
て不要になったため消去される。

【００２３】この例では、第７データＭ₇ は零でないの
で、第３物標であることを認識し、その始端方位（Φ₇
＋θ／２−Δθ）を算出する。そして第１１（又は第
５）パルスによって得られた差分データが零になること
から、そのときの方位角Φ₁₁に基づき、第３物標の終端
方位（Φ₁₁＋θ／２−Δθ）が算出される。このように
本発明により、レーダビーム内に複数の物標が散在する
場合にも、それぞれの物標についての始端方位及び終端
方位を算出することができる。

【００２４】従来のレーダによって観測される物標の方
位角幅（始端方位から終端方位まで）は、実際の方位角
幅より方位方向に広がった映像として表示され、この傾
向は物標の距離が増加し遠方になる程著しくなり、この
ため物標の正確な平面的な大きさとその位置情報を必要
とする海上物標監視業務（例えば物標追尾による衝突予
防業務等）において、種々の問題や危険が発生していた
ことは、既に発明が解決しようとする課題の欄で説明し
た通りである。しかし上記説明の本発明による物標映像
の方位算出方法を採用することによって、レーダアンテ
ナの水平ビーム幅に基づく方位分解能が改善され、物標
映像の大きさの精度が向上すると共に、複数の物標が近
接して存在する領域内での各物標映像の分離識別が可能
となるため海上物標監視業務において、監視機能が著し
く向上するという効果が得られる。また物標映像の大き
さの観測精度が向上することにより、例えば大型船、中
型船、小型船等の物標の種類をも識別することができる
という効果も得られる。

【００２５】図３は本発明に係る物標映像の方位算出装
置の構成例を示す図である。図３において、１は外部の
レータ装置であり、この例では海上監視用のレーダ装置
であるものとして、例えば湾内等の特定の監視対象領域
内で電波の送受信を行って検出した、例えば船舶等の物
標の受信信号を量子化した受信データと、この受信デー
タの方位角及び距離の情報を含む位置情報と、送信パル
スに同期するトリガ信号とを物標映像の方位算出装置２
へ供給する。なおここでレーダ装置１は上記受信信号を
量子化する受信信号量子化器と、方位角信号を発生する
方位角信号発生器と、トリガ信号を発生するトリガ発生
器とを含んでいるものとする。物標映像の方位算出装置
２は、上記レーダ装置１から上記トリガ信号を含む３種
類のレーダ情報を入力するレーダ情報入力手段２１、方
位算出・表示条件入力手段２２、物標映像方位算出手段
２３、前記少くともｎ個のメモリを含むメモリ２４及び
物標映像方位選択手段２５を含んでいる。図３の３は例
えばＣＲＴ表示器等の外部の物標映像表示手段である。

【００２６】レーダ情報入力手段２１は、レーダ装置１
から前記トリガ信号、受信データ及びその位置情報を入
力し、これらの情報を物標映像方位算出手段２３及び物
標映像方位選択手段２５へ供給する。方位算出・表示条
件入力手段２２には、外部の手動操作器等から、送信パ
ルスの繰返周波数（ＰＲＦ）、アンテナの水平ビーム
幅、アンテナ回転速度の定格、各送信パルス間のアンテ
ナ回転角度及び方位選択指示等の方位算出・表示条件に
係る情報が入力され、これらの入力情報は物標映像方位
算出手段２３及び物標映像方位選択手段２５へそれぞれ
供給される。

【００２７】物標映像方位算出手段２３は、例えばＣＰ
Ｕ等の演算手段を内蔵し、レーダ情報入力手段２１から
入力する前記３種類のレーダ情報に基づき、前記図１、
２における物標映像の方位算出方法で説明したように、
送信パルスに同期するトリガ信号毎の受信データに減算
処理を行った差分データと、そのときの方位角をメモリ
２４内の第１〜第ｎメモリに順次格納し、上記差分デー
タが零であるか否かの判別により、各物標映像の正確な
方位角幅（始端方位から終端方位まで）を算出し、この
算出した映像方位算出情報を物標映像方位選択手段２５
へ供給する。

【００２８】物標映像方位選択手段２５は、方位算出・
表示条件入力手段２２から入力する物標方位選択信号に
従い、レーダ情報入力手段２１から入力する各位置情報
についての物標映像を、入力したままの方位位置におけ
る物標映像として出力するか、または物標映像方位算出
手段２３が算出した正確な方位角幅内の方位位置におけ
る物標映像として出力し、物標映像表示手段３へ供給す
る。物標映像表示手段３は、物標映像方位選択手段２５
からの入力情報により、方位算出・表示条件入力手段２
２の指示結果によるいずれかの方位位置における物標映
像を表示する。

【００２９】図４は本発明に係る物標映像の方位算出装
置の適用例を示す図である。図４において、１，２は図
２と同一のものである。４は従来のレーダ映像追尾表示
装置であり、物標追尾手段４１、座標変換手段４２及び
物標映像表示手段４３を含んでいる。なお図４の物標映
像の方位算出装置２は、レーダ映像追尾表示装置４との
み接続される構成となっている。レーダ映像追尾表示装
置４内の物標追尾手段４１は、例えば海上監視用のレー
ダ装置１が検出した船舶等の物標映像の量子化データと
その位置情報及びトリガ信号を入力して、この物標映像
を追尾する周知の追尾手段である。なおここで物標追尾
手段４１は、レーダ装置１から入力した上記３種類のレ
ーダ情報については、自己の内部で使用すると共に、接
続されているレーダ情報入力手段２１へも出力するもの
とする。

【００３０】座標変換手段４２は、物標追尾手段４１に
より追尾された物標映像の位置情報を測地系へ座標変換
するものであり、一般に方位及び距離による極座標系の
位置情報を緯度、経度による直交座標系に変換する。物
標映像表示手段４３は、図３の３に対応する表示手段で
あり、必要に応じて、外部の表示手段（例えば中央監視
局の集中表示手段等）へ表示情報を出力することが可能
である。

【００３１】図４の物標映像の方位算出装置２は、情報
の入出力をすべてレーダ映像追尾装置４に対して行う点
と、最終的な位置情報は直交座標系に変換されるという
点を除けば、図３と全く同様の動作を行うものである。
即ち物標追尾手段４１から、トリガ信号を含むすべての
レーダ情報がレーダ情報入力手段２１へ供給され、物標
映像方位選択手段２５から、レーダ装置１の検出した方
位位置、または本発明により算出された方位位置のいず
れかの方位位置から直交座標系に変換された物標映像が
物標映像表示手段４３へ供給される。なお、その他の動
作は図３と同様であるため、説明は省略する。レーダ映
像追尾表示装置４は、船舶の追尾結果を表示させるの
に、各船舶についての精度の高い大きさとその位置情報
を希望するので、本発明を適用することにより方位精度
の改善された物標映像を表示することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、所定の回
転速度によるレーダアンテナの回転と所定周期による送
信パルスの発射により上記レーダアンテナの水平ビーム
幅内に複数ｎ個の送信パルスが存在する場合に、少くと
もｎ個のメモリを設けて、ある物標から最初に受信信号
を得た送信パルスを第１パルス、その受信データを第１
データ、そのときの方位角を第１方位角Φ₁ とし、この
第１データ及び第１方位角Φ₁ を第１メモリに格納する
と共に、上記第１方位角Φ₁ に基づき上記物標の始端方
位を算出し、次の第２パルスの送信により物標から得た
受信データからその前のパルスにより上記第１メモリに
格納された第１データを減算した差分データを第２デー
タ、そのときの方位角を第２方位角Φ₂ とし、この第２
データ及び第２方位角Φ₂ を第２メモリに格納すると共
に、上記第２データが零であるか否かを判別し、零の場
合には上記第２方位角Φ₂ に基づき上記物標の終端方位
を算出し、上記第２データが零でない場合には、次の第
３パルスの送信により物標から得た受信データからそれ
までのパルスにより上記第１メモリ及び第２メモリに格
納された第１データ及び第２データをそれぞれ減算した
差分データを第３データ、そのときの方位角を第３方位
角Φ₃ とし、この第３データ及び第３方位角Φ₃ を第３
メモリに格納すると共に、上記第３データが零であるか
否かを判別し、零の場合には上記第３方位角度Φ₃ に基
づき上記物標の終端方位を算出し、零でない場合には次
の第４パルス以降の各パルスによって求める上記差分デ
ータに零が得られるまで上記と同様の処理を繰返し、差
分データに零が得られたときの方位角に基づき上記物標
の終端方位を算出すると共に、上記第２パルスから第ｎ
パルスまでの各パルス毎に求めて第２メモリから第ｎメ
モリに順次格納した上記差分データ及び方位角をパルス
の発射順に調べ、差分データが一旦零になった以降に最
初に零でなくなった方位角Φ_j に基づき次の物標の始端
方位を算出し、その後再び零になった方位角Φ_k に基づ
き上記次の物標の終端方位を算出し、さらに第ｎパルス
の次の送信パルスが再び第１パルスから再開されるもの
として、第１メモリから順次差分データ及び方位角の格
納並びに差分データが零であるか否かの判別処理を繰返
すことにより、単数又は複数の物標映像の始端方位及び
終端方位を算出するようにしたので、レーダアンテナの
水平ビーム幅に基づく方位分解能が改善され、物標映像
の大きさの精度が向上すると共に、複数の物標が近接し
て存在する領域内での各物標映像の分離識別が可能とな
るため物標監視業務における監視機能が著しく向上し
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る複数物標映像の方位算出方法を説
明する図である。

【図２】本発明に係る孤立物標映像の方位算出方法を説
明する図である。

【図３】本発明に係る物標映像の方位算出装置の構成例
を示す図である。

【図４】本発明に係る物標映像の方位算出装置の適用例
を示す図である。

【図５】点物標をビーム幅θで走査したときのアンテナ
方位角とその映像を説明する図である。

【符号の説明】

１ レーダ装置 ２ 物標映像の方位算出装置 ３ 物標映像表示手段 ４ レーダ映像追尾表示装置 ２１ レーダ情報入力手段 ２２ 方位算出・表示条件入力手段 ２３ 物標映像方位算出手段 ２４ メモリ ２５ 物標映像方位選択手段 ４１ 物標追尾手段 ４２ 座標変換手段 ４３ 物標映像表示手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の回転速度によるレーダアンテナの
   回転と所定周期による送信パルスの発射により上記レー
   ダアンテナの水平ビーム幅内に複数ｎ個の送信パルスが
   存在する場合に、少くともｎ個のメモリを設けて、 ある物標から最初に受信信号を得た送信パルスを第１パ
   ルス、その受信データを第１データ、そのときの方位角
   を第１方位角Φ₁ とし、この第１データ及び第１方位角
   Φ₁ を第１メモリに格納すると共に、上記第１方位角Φ
   ₁ に基づき上記物標の始端方位を算出し、 次の第２パルスの送信により物標から得た受信データか
   らその前のパルスにより上記第１メモリに格納された第
   １データを減算した差分データを第２データ、そのとき
   の方位角を第２方位角Φ₂ とし、この第２データ及び第
   ２方位角Φ₂ を第２メモリに格納すると共に、上記第２
   データが零であるか否かを判別し、零の場合には上記第
   ２方位角Φ₂ に基づき上記物標の終端方位を算出し、 上記第２データが零でない場合には、次の第３パルスの
   送信により物標から得た受信データからそれまでのパル
   スにより上記第１メモリ及び第２メモリに格納された第
   １データ及び第２データをそれぞれ減算した差分データ
   を第３データ、そのときの方位角を第３方位角Φ₃ と
   し、この第３データ及び第３方位角Φ₃ を第３メモリに
   格納すると共に、上記第３データが零であるか否かを判
   別し、零の場合には上記第３方位角度Φ₃ に基づき上記
   物標の終端方位を算出し、零でない場合には次の第４パ
   ルス以降の各パルスによって求める上記差分データに零
   が得られるまで上記と同様の処理を繰返し、差分データ
   に零が得られたときの方位角に基づき上記物標の終端方
   位を算出すると共に、 上記第２パルスから第ｎパルスまでの各パルス毎に求め
   て第２メモリから第ｎメモリに順次格納した上記差分デ
   ータ及び方位角をパルスの発射順に調べ、差分データが
   一旦零になった以降に最初に零でなくなった方位角Φ_j
   に基づき次の物標の始端方位を算出し、その後再び零に
   なった方位角Φ_k に基づき上記次の物標の終端方位を算
   出し、 さらに第ｎパルスの次の送信パルスが再び第１パルスか
   ら再開されるものとして、第１メモリから順次差分デー
   タ及び方位角の格納並びに差分データが零であるか否か
   の判別処理を繰返すことにより、単数又は複数の物標映
   像の始端方位及び終端方位を算出することを特徴とする
   物標映像の方位算出方法。
2. 【請求項２】 前記レーダアンテナの水平ビーム幅がθ
   であり、各送信パルス間にレーダアンテナは方位角でΔ
   θだけ回転する場合に、前記最初の物標についての始端
   方位は（Φ₁ ＋θ／２−Δθ）とし、その終端方位は前
   記差分データが最初に零になった方位角をΦ_i とする
   と、（Φ_i ＋θ／２−Δθ）として算出し、次の物標に
   ついての始端方位は（Φ_j ＋θ／２−Δθ）とし、その
   終端方位は（Φ_k ＋θ／２−Δθ）として算出すること
   を特徴とする請求項１記載の物標映像の方位算出方法。
3. 【請求項３】 所定の回転速度によるレーダアンテナの
   回転と所定周期による送信パルスの発射により上記レー
   ダアンテナの水平ビーム幅内に複数ｎ個の送信パルスが
   存在する場合に、 レーダの送信パルスに同期したトリガ信号、そのときの
   方位角及び受信データをそれぞれ入力するレーダ情報入
   力手段と、 少くとも第１メモリから第ｎメモリまでのｎ個のメモリ
   とを設けて、 ある物標から最初の受信データが上記レーダ情報入力手
   段に入力されたときの送信パルスを第１パルス、その受
   信データを第１データ、そのときの方位角を第１方位角
   Φ₁ とし、この第１データ及び第１方位角Φ₁ を第１メ
   モリに格納すると共に、上記第１方位角Φ₁ に基づき上
   記物標の始端方位を算出し、次の第２パルスの送信によ
   り物標から得た受信データからその前のパルスにより上
   記第１メモリに格納された第１データを減算した差分デ
   ータを第２データ、そのときの方位角を第２方位角Φ₂
   とし、この第２データ及び第２方位角Φ₂ を第２メモリ
   に格納すると共に、上記第２データが零であるか否かを
   判別し、零の場合には上記第２方位角Φ₂ に基づき上記
   物標の終端方位を算出し、上記第２データが零でない場
   合には、次の第３パルスの送信により物標から得た受信
   データからそれまでのパルスにより上記第１メモリ及び
   第２メモリに格納された第１データ及び第２データをそ
   れぞれ減算した差分データを第３データ、そのときの方
   位角を第３方位角Φ₃ とし、この第３データ及び第３方
   位角Φ₃ を第３メモリに格納すると共に、上記第３デー
   タが零であるか否かを判別し、零の場合には上記第３方
   位角度Φ₃ に基づき上記物標の終端方位を算出し、零で
   ない場合には次の第４パルス以降の各パルスによって求
   める上記差分データに零が得られるまで上記と同様の処
   理を繰返し、差分データに零が得られたときの方位角に
   基づき上記物標の終端方位を算出すると共に、上記第２
   パルスから第ｎパルスまでの各パルス毎に求めて第２メ
   モリから第ｎメモリに順次格納した上記差分データ及び
   方位角をパルスの発射順に調べ、差分データが一旦零に
   なった以降に最初に零でなくなった方位角Φ_j に基づき
   次の物標の始端方位を算出し、その後再び零になった方
   位角Φ_k に基づき上記次の物標の終端方位を算出し、さ
   らに第ｎパルスの次の送信パルスが再び第１パルスから
   再開されるものとして、第１メモリから順次差分データ
   及び方位角の格納並びに差分データが零であるか否かの
   判別処理を繰返すことにより、単数又は複数の物標映像
   の始端方位及び終端方位を算出する物標映像方位算出手
   段を備えたことを特徴とする物標映像の方位算出装置。
4. 【請求項４】 前記物標方位算出手段が、 前記レーダアンテナの水平ビーム幅がθであり、上記各
   送信パルス間にレーダアンテナは方位角でΔθだけ回転
   する場合に、前記最初の物標についての始端方位は（Φ
   ₁ ＋θ／２−Δθ）とし、その終端方位は前記差分デー
   タが最初に零になった方位角をΦ_i とすると、（Φ_i ＋
   θ／２−Δθ）として算出し、次の物標についての始端
   方位は（Φ_j ＋θ／２−Δθ）とし、その終端方位は
   （Φ_k ＋θ／２−Δθ）として算出する演算手段を有す
   ることを特徴とする請求項３記載の物標映像の方位算出
   装置。