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公開番号2024112072
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-20
出願番号2023016913
出願日2023-02-07
発明の名称レーダ装置及びレーダ信号受信装置
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人弁理士法人スズエ国際特許事務所
主分類G01S 7/02 20060101AFI20240813BHJP(測定;試験)
要約【課題】不要波環境下でも、比較的少ない処理規模で不要波を抑圧して、高精度な観測値を出力する。
【解決手段】実施形態に係るレーダ装置によれば、アンテナ開口をN個のサブアレイアンテナに分割し、それぞれの受信信号を周波数変換及びディジタル変換してサブアレイDBFによりビームを形成し、N個のサブアレイアンテナのうちn番目以外のサブアレイアンテナの出力信号を用いて補助ビームを形成し、補助ビームによるSLC処理によってn番目のサブアレイアンテナに入力される不要波を抑圧し、N個のサブアレイアンテナの不要波抑圧後の信号を用いてDBFによりΣビームを形成し、Σビームの信号から目標を検出し、検出された目標のレンジ-ドップラ軸の検出セルを抽出して測距・測速し、さらに検出セルを用いてDBFによりΔビームを形成し、Σ及びΔビームによりモノパルス測角を行って、目標の3次元の位置を観測値として出力する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
アンテナ開口をＮ（Ｎ≧２）個のサブアレイアンテナに分割し、前記Ｎ個のサブアレイアンテナのそれぞれでレーダ信号を送信し、前記Ｎ個のサブアレイアンテナで受信されるレーダ信号を周波数変換及びディジタル変換してビームを形成するサブアレイＤＢＦ（Digital Beam Forming）アンテナと、
前記Ｎ個のサブアレイアンテナのうち、ｎ（ｎ＝１～Ｎ）番目以外のサブアレイアンテナの出力信号を用いて補助ビームを形成し、前記補助ビームによるＳＬＣ（Sidelobe Canceller）処理によってｎ番目のサブアレイアンテナに入力される不要波を抑圧する不要波抑圧手段と、
前記Ｎ個のサブアレイアンテナの前記不要波の抑圧後の信号を用いて、ＤＢＦによりΣビームを形成し、前記Σビームの信号から目標を検出し、検出された目標のレンジ－ドップラ軸の検出セルを抽出して測距・測速し、さらに前記検出セルを用いて、ＤＢＦによりΔビームを形成し、前記Σビーム及び前記Δビームによりモノパルス測角を行って、前記目標の３次元の位置を観測値として出力する目標検出手段と
を具備するレーダ装置。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
上記不要波抑圧手段は、さらに前記検出セルに対して、前記Ｎ個のサブアレイアンテナの一部または全部を用いて、検出用のΣビームのサイドローブを覆う補助チャンネルのビームを形成し、前記Σビームと前記補助チャンネルのビームによりＳＬＢ（Sidelobe Blanker）処理して、誤検出を抑圧する請求項１記載のレーダ装置。
【請求項３】
アンテナ開口をＮ（Ｎ≧２）個のサブアレイアンテナに分割し、前記Ｎ個のサブアレイアンテナのそれぞれで受信されるレーダ信号を周波数変換及びディジタル変換してビームを形成するサブアレイＤＢＦ（Digital Beam Forming）アンテナと、
前記Ｎ個のサブアレイアンテナのうち、ｎ（ｎ＝１～Ｎ）番目以外のサブアレイアンテナの出力信号を用いて補助ビームを形成し、前記補助ビームによるＳＬＣ（Sidelobe Canceller）処理によってｎ番目のサブアレイアンテナに入力される不要波を抑圧する不要波抑圧手段と、
前記Ｎ個のサブアレイアンテナの前記不要波の抑圧後の信号を用いて、ＤＢＦによりΣビームを形成し、前記Σビームの信号から目標を検出し、検出された目標のレンジ－ドップラ軸の検出セルを抽出して測距・測速し、さらに前記検出セルを用いて、ＤＢＦによりΔビームを形成し、前記Σビーム及び前記Δビームによりモノパルス測角を行って、前記目標の３次元の位置を観測値として出力する目標検出手段と
を具備するレーダ信号受信装置。
【請求項４】
上記不要波抑圧手段は、さらに前記検出セルに対して、前記Ｎ個のサブアレイアンテナの一部または全部を用いて、検出用のΣビームのサイドローブを覆う補助チャンネルのビームを形成し、前記Σビームと前記補助チャンネルのビームによりＳＬＢ（Sidelobe Blanker）処理して、誤検出を抑圧する請求項３記載のレーダ信号受信装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、レーダ装置及びレーダ信号受信装置に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
捜索用として採用されているＳＩＭＯ（Single Input Multiple Output）型のレーダ装置は、捜索範囲に送信ファンビームを形成し、受信はマルチビームにより観測する構成であり、高データレートに目標を観測できる長所がある。ただし、同時に形成する受信ビーム数がサブアレイ数よりも多くなると、クラッタ、長パルスや短パルスの干渉波等の不要波が発生する環境下では、モノパルス測角に必要なΔビ－ム（ΔＡＺ,ΔＥＬ）を含めて、ビーム毎に不要波抑圧処理が必要になり、処理規模が大幅に増える問題があった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
ＳＬＣ（sidelobe canceller）、ＳＬＢ（sidelobe blanker）：吉田、‘改訂レーダ技術’、電子情報通信学会、pp.295-296(1996)
ＭＳＮ（最大ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）法）、ＳＭＩ（Sampled Matrix Inversion）：菊間、‘アレーアンテナによる適応信号処理’、科学技術出版、pp.67-86（2004）
パルス圧縮：大内、‘リモートセンシングのための合成開口レーダの基礎’、東京電機大学出版局、pp.131-149(2003)
ＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）：吉田、‘改訂レーダ技術’、電子情報通信学会、pp.87-89(1996)
ＤＢＦ（Digital Beam Forming）：吉田、‘改訂レーダ技術’、電子情報通信学会、pp. 289-291(1996)
モノパルス測角：吉田、‘改訂レーダ技術’、電子情報通信学会、pp. 260-264(1996)
周波数サンプリング法：中村、‘デジタルフイルタ’、東京電機大学出版局、pp.79-84(1989)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本実施形態の課題は、不要波環境下でも、比較的少ない処理規模で不要波を抑圧して、高精度な観測値を出力することのできるレーダ装置及びレーダ信号受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、実施形態に係るレーダ装置は、
アンテナ開口をＮ（Ｎ≧２）個のサブアレイアンテナに分割し、前記Ｎ個のサブアレイアンテナのそれぞれでレーダ信号を送信し、前記Ｎ個のサブアレイアンテナのそれぞれで受信されるレーダ信号を周波数変換及びディジタル変換してビームを形成するサブアレイＤＢＦ（Digital Beam Forming）アンテナと、
前記Ｎ個のサブアレイアンテナのうち、ｎ（ｎ＝１～Ｎ）番目以外のサブアレイアンテナの出力信号を用いて補助ビームを形成し、前記補助ビームによるＳＬＣ（Sidelobe Canceller）処理によってｎ番目のサブアレイアンテナに入力される不要波を抑圧する不要波抑圧手段と、
前記Ｎ個のサブアレイアンテナの前記不要波の抑圧後の信号を用いて、ＤＢＦによりΣビームを形成し、前記Σビームの信号から目標を検出し、検出された目標のレンジ－ドップラ軸の検出セルを抽出して測距・測速し、さらに前記検出セルを用いて、ＤＢＦによりΔビームを形成し、前記Σビーム及び前記Δビームによりモノパルス測角を行って、前記目標の３次元の位置を観測値として出力する目標検出手段と
を具備する。
【０００６】
上記構成によれば、サブアレイアンテナ毎に不要波を抑圧した後、測角に必要なΔビームを形成することで、サブアレイアンテナ数より多いビーム数を形成する場合でも、処理規模を低減することができる。
【０００７】
さらに、上記不要波抑圧手段は、検出セルに対して、Ｎ個のサブアレイアンテナの一部または全部を用いて、検出用のΣビームのサイドローブを覆う補助チャンネルのビームを形成し、Σビームと補助チャンネルのビームによりＳＬＢ（Sidelobe Blanker）処理して、誤検出を抑圧する。
【０００８】
上記構成によれば、長パルスの不要波はサブアレイ毎のＳＬＣ処理により抑圧した上で、短パルスの干渉波に対して、全体のレンジ－ドップラセルに対する補助チャンネルのビームを形成することなく、検出セルのみの補助チャンネルのビームを形成することで、処理規模を低減して、長パルス及び短パルスの不要波に対してもＳＬＢ処理により不要波を抑圧することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、第１の実施形態に係るレーダ装置の送信系統及び受信系統の構成を示すブロック図である。
図２は、図１に示すレーダ装置のアンテナ開口をＮ（Ｎ≧２）個に分割したサブアレイアンテナの配列構成を示す概念図である。
図３は、図２に示すサブアレイアンテナの送受共用構成を示すブロック図である。
図４は、図１に示すレーダ装置に適用されるＳＬＣ処理の構成を説明するための概念図である。
図５は、図４に示すＳＬＣ処理によってサイドローブが抑圧される様子を示す波形図である。
図６は、図４に示すＳＬＣ処理によって不要波が抑圧される様子を示す波形図である。
図７は、図１に示すレーダ装置に適用される補助ビームの形成によって不要波が抑圧される様子を示す波形図である。
図８は、図１に示すレーダ装置に適用されるモノパルス測角処理を説明するための波形図である。
図９は、図１に示すレーダ装置に適用されるサブアレイアンテナのビーム方向を空間座標系に示す図である。
図１０は、第２の実施形態に係るレーダ装置の受信系統の構成を示すブロック図である。
図１１は、図１０に示すレーダ装置に適用されるＳＬＢ処理の構成を説明するための概念図である。
図１２は、図１１に示すＳＬＢ処理によって不要波が抑圧される様子を示す波形図である。
図１３は、図１１に示すＳＬＢ処理によってΣビームのサイドローブからの目標誤検出を抑圧する様子を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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