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JP4962510B2 - Target search signal generation method and target search device - Google Patents

Target search signal generation method and target search device Download PDF

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JP4962510B2 JP2009042994A JP2009042994A JP4962510B2 JP 4962510 B2 JP4962510 B2 JP 4962510B2 JP 2009042994 A JP2009042994 A JP 2009042994A JP 2009042994 A JP2009042994 A JP 2009042994A JP 4962510 B2 JP4962510 B2 JP 4962510B2
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Description

本発明は、目標捜索信号生成方法および目標捜索装置に関し、特に、目標捜索信号として電磁波であるレーダ信号を用いる目標捜索信号生成方法(レーダ信号生成方法)および目標捜索装置(レーダ装置)、並びに目標捜索信号として超音波であるソーナー信号を用いる目標捜索信号生成方法(ソーナー信号生成方法)および目標捜索装置(ソーナー装置)に関する。本発明は、捜索レーダ、追尾レーダ、合成開口レーダ、逆合成開口レーダ等のレーダ装置分野、捜索用ソーナー、合成開口ソーナー等のソーナー分野に好適に適用できる。   The present invention relates to a target search signal generation method and a target search device, and in particular, a target search signal generation method (radar signal generation method), a target search device (radar device) using a radar signal that is an electromagnetic wave as a target search signal, and a target The present invention relates to a target search signal generation method (a sonar signal generation method) and a target search device (a sonar device) that use a sonar signal that is an ultrasonic wave as a search signal. The present invention can be suitably applied to radar equipment fields such as search radar, tracking radar, synthetic aperture radar, and reverse synthetic aperture radar, and sonar fields such as search sonar and synthetic aperture sonar.

空中を飛翔する航空機や海中を航行する潜水艇などを目標とし、それら目標に向けてパルス波動でなる目標捜索信号を送出し、目標で反射された目標捜索信号を受信することにより、目標を捜索する目標捜索装置としては、レーダ装置およびソーナー装置が広く実用されている。レーダ装置は目標捜索信号として電波でなるレーダ信号を空中に送信し、ソーナー装置は目標捜索信号として超音波でなるソーナー信号を水中に送信する。科学技術の発達に伴い、特許文献1の特開2002−6031号公報「パルス圧縮式レーダ装置」にも記載のように、レーダ装置には、スペースデブリ(space debris:宇宙ゴミ)のような遠距離高速移動目標の探知が求められるようになってきている。あるいは、レーダ信号やソーナー信号の反射断面積が小さい目標に対するレーダ装置やソーナー装置の探知性能を向上させるために、送信パルス数の増加と高分解能化とが求められるようになってきている。   Searches for targets by sending target search signals consisting of pulse waves toward the targets, such as aircraft flying in the air and submersibles sailing in the sea, and receiving target search signals reflected by the targets. As target search devices, radar devices and sonar devices are widely used. The radar device transmits a radar signal composed of radio waves in the air as a target search signal, and the sonar device transmits a sonar signal composed of ultrasonic waves in the water as a target search signal. With the development of science and technology, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-6031 “Pulse Compression Radar Device” of Patent Document 1, the radar device includes a distance debris (space debris). There is a growing demand for detection of high-speed moving targets. Alternatively, in order to improve the detection performance of a radar device or sonar device for a target having a small reflection cross section of a radar signal or sonar signal, an increase in the number of transmission pulses and an increase in resolution have been required.

特開2002−6031号公報(第2−3頁)JP 2002-6031 A (page 2-3)

一般に、レーダ装置の探知距離やクラッタ(clutter)抑圧性能を上げるためには、一方向の目標の捜索に複数のパルスを送信して、目標から反射された複数のパルスを受信パルスとして受信し、得られた受信パルスを積分することが必要になる。しかしながら、かくのごとき複数の受信パルスを積分する方式によると、目標がレーダ信号と同一の方向に移動する成分であるレーダ方向速度を有する場合は、パルスを送信してから目標からの受信パルスを得るまでの時間、すなわち受信パルスの時間位置が各受信パルスによって変化することになる。その結果、一方向の捜索時間内の目標のレーダ方向移動量がレーダ装置の距離分解能に比して大きくなると、受信パルスを積分した際の損失が大きくなり、探知性能等が劣化するという問題が生ずる。   In general, in order to increase the detection distance and clutter suppression performance of a radar device, a plurality of pulses are transmitted to search for a target in one direction, and a plurality of pulses reflected from the target are received as received pulses. It is necessary to integrate the obtained received pulse. However, according to the method of integrating a plurality of received pulses as described above, when the target has a radar direction velocity that is a component moving in the same direction as the radar signal, the received pulse from the target is transmitted after the pulse is transmitted. The time until acquisition, that is, the time position of the received pulse changes with each received pulse. As a result, if the amount of movement of the target radar direction within the search time in one direction is larger than the distance resolution of the radar device, the loss when integrating the received pulse increases, and the detection performance etc. deteriorates. Arise.

従来技術においては、かくのごとき問題に対処するために、目標のレーダ方向移動量を距離分解能に比して小さくするように、距離分解能を下げるか、あるいは、送信パルス数を減らして、一方向の捜索時間を短縮するようにしていた。あるいは、受信パルスを積分する前に、目標の速度を仮定して、各受信パルスの時間位置を補正するようにしていた。   In the prior art, in order to deal with such problems, the distance resolution is lowered or the number of transmission pulses is reduced so that the target radar direction movement amount is smaller than the distance resolution. Was trying to shorten the search time. Alternatively, the time position of each received pulse is corrected by assuming a target speed before integrating the received pulse.

しかし、前者の処置による場合は、探知性能や距離分解能といったレーダの基本性能を劣化させることになってしまう。また、後者の処置による場合は、目標の速度について多くの場合を仮定する必要があるため、各受信パルスの時間位置を補正するための信号処理量が膨大になるだけでなく、仮定した数に比例してレーダの誤警報も増加するという問題が生じてしまう。   However, in the case of the former measure, the basic performance of the radar such as detection performance and distance resolution is degraded. In the latter case, since it is necessary to assume many cases for the target speed, not only the signal processing amount for correcting the time position of each reception pulse becomes enormous, but also the assumed number. A problem that the false alarms of the radar increase in proportion will arise.

かくのごとき問題は、レーダ装置の分野のみならず、ソーナー装置の分野においても、全く同様であり、レーダ信号の代わりに、超音波のソーナー信号を送信し、目標がソーナー信号と同一の方向に移動する成分であるソーナー方向速度を有する場合は、パルスを送信してから目標からの受信パルスを得るまでの時間が各受信パルスによって変化することになり、ソーナー装置の探知性能等が劣化するという問題が生ずる。   The problem like this is exactly the same not only in the field of radar equipment but also in the field of sonar equipment. Instead of radar signals, ultrasonic sonar signals are transmitted and the target is in the same direction as the sonar signals. When the sonar velocity is a moving component, the time from when a pulse is transmitted until the reception pulse from the target is obtained changes depending on each reception pulse, and the detection performance of the sonar device deteriorates. Problems arise.

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、目標が目標捜索信号と同一方向へ移動する速度成分を持つ場合であっても、探知性能や距離分解能の劣化がない目標捜索装置、およびこの目標捜索装置に適用される目標捜索信号生成方法の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and even when the target has a velocity component that moves in the same direction as the target search signal, the target search device has no degradation in detection performance or distance resolution, and An object of the present invention is to provide a target search signal generation method applied to this target search device.

前述の課題を解決するため、本発明による目標捜索信号生成方法および目標捜索装置は、次のような特徴的な構成を採用している。下記項目番号(1)及び(7)は、特許請求の範囲における請求項の項番にそれぞれ対応している。   In order to solve the above-described problems, the target search signal generation method and target search device according to the present invention employ the following characteristic configuration. The following item numbers (1) and (7) respectively correspond to the item numbers of the claims in the claims.

(1)夫々がチヤープ変調信号である複数のパルスでなる目標捜索信号を生成し、該目標捜索信号を該目標に向けて送信する目標捜索装置に適用される目標捜索信号生成方法において、該複数のパルスにおけるパルス幅及び距離分解能の内の少なくとも一方を互いに相違させることによって、該目標が該目標捜索信号と同一方向へ移動する速度成分による受信パルスのドップラーシフトを補償して、該各受信パルスの圧縮される時間位置を同一にする目標捜索信号生成方法。   (1) In a target search signal generation method applied to a target search device that generates a target search signal composed of a plurality of pulses each of which is a chirp modulation signal and transmits the target search signal toward the target. By compensating at least one of the pulse width and the distance resolution of the pulses of the received pulses to compensate for the Doppler shift of the received pulses due to the velocity component of the target moving in the same direction as the target search signal, the received pulses A method for generating a target search signal in which the time positions to be compressed are the same.

(2)夫々がチヤープ変調信号である複数のパルスでなる目標捜索信号を生成し、該目標捜索信号を該目標に向けて送信する目標捜索装置において、該複数のパルスにおけるパルス幅及び距離分解能の内の少なくとも一方を互いに相違させることによって、該目標が該目標捜索信号と同一方向へ移動する速度成分による受信パルスのドップラーシフトを補償して、該各受信パルスの圧縮される時間位置を同一にする目標捜索信号生成手段を有する目標捜索装置。   (2) In a target search device that generates a target search signal composed of a plurality of pulses each of which is a chirp modulation signal and transmits the target search signal toward the target, the pulse width and the distance resolution of the plurality of pulses By making at least one of them different from each other, the Doppler shift of the received pulse due to the velocity component of the target moving in the same direction as the target search signal is compensated, and the time position where each received pulse is compressed is made the same. A target search apparatus having target search signal generation means for performing.

本発明の目標捜索信号生成方法および目標捜索装置によれば、複数のパルスでなる目標捜索信号を生成する際に、該複数のパルス信号におけるパルス幅及び距離分解能の内の少なくとも一方を、互いに相違させたチヤープ変調信号を該目標捜索信号とすることによって、目標が目標捜索信号と同一方向に移動する方向速度成分を有する場合であっても、該目標が該目標捜索信号と同一方向へ移動する速度成分を有することによる受信パルスのドップラーシフトを補償して、該各受信パルスの圧縮される時間位置を同一にし、圧縮した受信パルスを損失なく積分することができる。而して、本発明により、目標が目標捜索信号と同一方向に移動する方向速度成分を有する場合であっても、探知性能や距離分解能といった目標捜索装置の基本性能を劣化させることがない方法及び装置を実現することができる。   According to the target search signal generation method and target search device of the present invention, when generating a target search signal composed of a plurality of pulses, at least one of the pulse width and the distance resolution in the plurality of pulse signals is different from each other. By using the obtained chirp modulation signal as the target search signal, the target moves in the same direction as the target search signal even when the target has a directional velocity component that moves in the same direction as the target search signal. Compensating for the Doppler shift of the received pulse due to having the velocity component, the time position where each received pulse is compressed can be made the same, and the compressed received pulse can be integrated without loss. Thus, according to the present invention, even when the target has a direction velocity component that moves in the same direction as the target search signal, the basic performance of the target search device such as detection performance and distance resolution is not degraded. An apparatus can be realized.

本発明によるレーダ装置のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows an example of the block configuration of the radar apparatus by this invention. 図1のレーダ装置におけるレーダ信号生成部1の詳細な構成を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows the detailed structure of the radar signal generation part 1 in the radar apparatus of FIG.

(本発明の特徴)
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明は、夫々がチヤープ変調信号である複数のパルスでなる目標捜索信号を生成し、該目標捜索信号を該目標に向けて送信する目標捜索装置およびこの目標捜索装置に適用される目標捜索信号生成方法において、パルス幅及び距離分解能の内の少なくとも一方を該複数のパルスにおいて互いに相違させることによって、例えば下記式(A)の関係を満たすようにし、該目標が該目標捜索信号と同一方向へ移動する速度成分による受信パルスのドップラーシフトを補償して、該各受信パルスの圧縮される時間位置を同一に保つことを主要な特徴としている。下記式(A)は、1つの目標捜索信号が有する送信パルスの数をnとしたときにおける第1番目の送信パルスと第i番目(i:1,2,・・・・,n)の送信パルスとにおけるパルス幅と距離分解能との関係を、両パルスの時間間隔Tiおよび送信電波の波長λをパラメータとして示す式である。なお、式(A)は一例であり、目標捜索信号の複数のパルスにおけるパルス幅と距離分解能の少なくとも一方(一方又は両方)を変えることによって、各受信パルスの圧縮される時間位置を同一に保つことを可能とするものであれば、式(A)に限るものではない。
(Features of the present invention)
Prior to the description of the embodiments of the present invention, an outline of the features of the present invention will be described first. The present invention generates a target search signal composed of a plurality of pulses, each of which is a chirp modulation signal, and transmits the target search signal toward the target, and a target search signal applied to the target search device In the generation method, by making at least one of the pulse width and the distance resolution different from each other in the plurality of pulses, for example, the relationship of the following formula (A) is satisfied, and the target is in the same direction as the target search signal. The main feature is that the Doppler shift of the received pulse due to the moving velocity component is compensated to keep the time position where each received pulse is compressed the same. The following formula (A) is the transmission of the first transmission pulse and the i-th (i: 1, 2,..., N) where n is the number of transmission pulses of one target search signal. This is an equation showing the relationship between the pulse width and distance resolution of a pulse, using the time interval Ti of both pulses and the wavelength λ of the transmission radio wave as parameters. Expression (A) is an example, and the time position where each received pulse is compressed is kept the same by changing at least one (one or both) of the pulse width and distance resolution of a plurality of pulses of the target search signal. If it is possible to do this, it is not limited to the formula (A).

Pw(i)・Dr(i)=Pw(1)・Dr(1)±Ti・(λ/2) …(A)
ここに、Pw(i):第i番目の送信パルスのパルス幅
Dr(i):第i番目の送信パルスの距離分解能
Pw(1):第1番目の送信パルスのパルス幅
Dr(1):第1番目の送信パルスの距離分解能
Ti :第1番目の送信パルスと第i番目の送信パルスとの時間間隔
λ :目標捜索信号の波長
i :1,2,・・・・,n
なお、右辺の符号(±)の(+)は、チヤープ変調信号がダウンチヤ−プ変調である場合を示し、(−)は、チヤープ変調信号がアップチヤ−プ変調である場合を示す。
(本発明の実施形態)
Pw (i) · Dr (i) = Pw (1) · Dr (1) ± Ti · (λ / 2) ... (A)
Where Pw (i): pulse width of the i-th transmission pulse
Dr (i): Distance resolution of the i-th transmission pulse
Pw (1): Pulse width of the first transmission pulse
Dr (1): Distance resolution of the first transmission pulse
Ti: Time interval between the first transmission pulse and the i-th transmission pulse
λ: wavelength of the target search signal
i : 1,2, ... ・ ・ ・ n
Note that (+) of the sign (±) on the right side indicates a case where the chirp modulation signal is down-chap modulation, and (−) indicates a case where the chirp modulation signal is up-chap modulation.
(Embodiment of the present invention)

本発明における目標捜索信号をレーダ信号とするとき、本発明の目標捜索信号生成方法および目標捜索装置は、それぞれレーダ信号生成方法およびレーダ装置となる。同様に、本発明における目標捜索信号をソーナー信号とするとき、本発明の目標捜索信号生成方法および目標捜索装置は、それぞれソーナー信号生成方法およびソーナー装置となる。以下では、本発明における目標捜索信号をレーダ信号とすることにより得られるレーダ信号生成方法およびレーダ装置の好適な実施形態について図を参照して説明するが、ソーナー信号生成方法およびソーナー装置についても、生成するチヤープ変調信号の信号形式が送波用のソーナー信号となるだけであって、下記レーダ信号生成方法およびレーダ装置の実施形態と全く同様である。   When the target search signal in the present invention is a radar signal, the target search signal generation method and the target search device of the present invention are a radar signal generation method and a radar device, respectively. Similarly, when the target search signal in the present invention is a sonar signal, the target search signal generation method and target search device of the present invention are a sonar signal generation method and a sonar device, respectively. Hereinafter, a preferred embodiment of a radar signal generation method and a radar apparatus obtained by using a target search signal in the present invention as a radar signal will be described with reference to the drawings, but also for a sonar signal generation method and a sonar apparatus, The signal format of the generated chirp modulation signal is only a sonar signal for transmission, and is exactly the same as the embodiment of the radar signal generation method and radar apparatus described below.

図1は、本発明によるレーダ装置のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。図1のレーダ装置は、レーダ信号生成部1、送信部2、アンテナ部3、受信部4、信号処理部5および表示・制御部6を有して構成されている。図1のレーダ装置は、次のように動作する。   FIG. 1 is a block configuration diagram showing an example of a block configuration of a radar apparatus according to the present invention. The radar apparatus of FIG. 1 includes a radar signal generation unit 1, a transmission unit 2, an antenna unit 3, a reception unit 4, a signal processing unit 5, and a display / control unit 6. The radar apparatus of FIG. 1 operates as follows.

まず、図1のレーダ装置が空間にレーダ信号を送信するまでの動作を説明する。レーダ信号生成部1(前述の目標捜索信号生成手段に相当)は、夫々がチヤープ変調信号である複数のパルスでなるレーダ信号101を生成する。このレーダ信号101は、ベースバンド信号であるので、以後ベースバンドレーダ信号と称することとする。ベースバンドレーダ信号101では、複数のパルスにおけるパルス幅と距離分解能との内の少なくとも一方を、後述の式(A)で示す関係を保つように、複数のパルスに関して互いに相違させてあれば、本発明のレーダ装置は実現できるが、本実施形態では、説明の簡単化のために、複数のパルスにおけるパルス幅だけを該複数のパルスに関して互いに相違させてあるものとする。送信部2は、ベースバンドレーダ信号101により波長λの高周波の搬送波を変調し、高周波レーダ信号を生成し、この高周波レーダ信号を増幅して、増幅された高周波レーダ信号102をアンテナ部3に送信する。アンテナ部3は、送信部2から送信されてきた高周波レーダ信号102を空間の指定された方向に送出する。   First, the operation until the radar apparatus of FIG. 1 transmits a radar signal to space will be described. A radar signal generation unit 1 (corresponding to the above-described target search signal generation means) generates a radar signal 101 composed of a plurality of pulses each of which is a chirp modulation signal. Since the radar signal 101 is a baseband signal, it is hereinafter referred to as a baseband radar signal. In the baseband radar signal 101, if at least one of the pulse width and the distance resolution of the plurality of pulses is different from each other with respect to the plurality of pulses so as to maintain the relationship represented by the following formula (A), Although the radar apparatus of the invention can be realized, in the present embodiment, for the sake of simplicity of explanation, it is assumed that only the pulse widths of a plurality of pulses are different from each other with respect to the plurality of pulses. The transmission unit 2 modulates a high frequency carrier wave having a wavelength λ with the baseband radar signal 101, generates a high frequency radar signal, amplifies the high frequency radar signal, and transmits the amplified high frequency radar signal 102 to the antenna unit 3. To do. The antenna unit 3 transmits the high-frequency radar signal 102 transmitted from the transmission unit 2 in a designated direction in space.

次いで、図1のレーダ装置が目標で反射された高周波のレーダ信号を受信し、高周波の受信信号を生成し、高周波の受信信号をベースバンドの受信信号に変換し、ベースバンドの受信信号ついてパルス圧縮の処理を行い、目標信号を生成するまでの動作を説明する。アンテナ部3は、目標からの高周波の反射信号を受信し、高周波受信信号103として出力する。受信部4は、アンテナ部3で得た高周波受信信号103を増幅した後、搬送波成分を除去して、ベースバンドの受信信号104を生成し、受信信号104を信号処理部5に出力する。これら受信信号103及び104が複数のパルスでなることは、レーダ信号101及び102と同じである。   Next, the radar apparatus of FIG. 1 receives the high-frequency radar signal reflected from the target, generates a high-frequency reception signal, converts the high-frequency reception signal into a baseband reception signal, and pulses the baseband reception signal. An operation until compression processing is performed and a target signal is generated will be described. The antenna unit 3 receives a high-frequency reflected signal from the target and outputs it as a high-frequency received signal 103. The reception unit 4 amplifies the high frequency reception signal 103 obtained by the antenna unit 3, removes the carrier wave component, generates a baseband reception signal 104, and outputs the reception signal 104 to the signal processing unit 5. It is the same as the radar signals 101 and 102 that the received signals 103 and 104 are composed of a plurality of pulses.

本実施の形態では、前述のとおり、レーダ信号102における複数のパルスのパルス幅と距離分解能とのうちのパルス幅だけを、後述の式(A)で示す関係を保つように、複数のパルスに関して互いに相違させてある。レーダ信号102における複数のパルスのパルス幅が式(A)関係にあるので、目標がレーダ信号と同一方向へ移動する速度成分(つまりレーダ方向速度)で生じるドップラーシフトに起因する受信信号104の複数のパルス間の時間位置の偏移(シフト)が、信号処理部5におけるパルス圧縮処理において補償され、そのパルス圧縮処理により得たパルス圧縮後の複数のパルス相互の時間位置は同一となる。   In the present embodiment, as described above, only the pulse width of the pulse widths of the plurality of pulses and the distance resolution in the radar signal 102 is related to the plurality of pulses so as to maintain the relationship represented by the following formula (A). They are different from each other. Since the pulse widths of a plurality of pulses in the radar signal 102 are in the relationship (A), a plurality of received signals 104 caused by a Doppler shift caused by a velocity component in which the target moves in the same direction as the radar signal (ie, radar direction velocity). The shift (shift) of the time position between the pulses is compensated in the pulse compression process in the signal processing unit 5, and the time positions of the plurality of pulses after the pulse compression obtained by the pulse compression process are the same.

信号処理部5は、タイミング111信号に同期して、受信パルス104における複数のパルスについて、パルス幅を圧縮するパルス圧縮の処理を施し、複数の圧縮パルスを生成する。このパルス圧縮の処理は、FFT処理(マッチトフィルタ)により行う。本実施形態では、前述のとおり、パルス圧縮後の複数のパルス相互の時間位置が同一に整えられている。パルス圧縮後の複数のパルスは、積分され、積分されたパルスについて誤警報確率を一定にする等の処理を施し、所定値を越えるピーク電力の圧縮後のパルスを目標信号105として出力する。パルス圧縮後の複数のパルス相互の時間位置が同一に整えられているので、積分処理における損失が少なく、積分処理により得る目標信号105のピーク電力を大きくすることができる。従って、本実施形態は、目標探知距離が大きくて、しかも距離分解能が大きいという捜索能力に優れたレーダ装置となる。   The signal processing unit 5 performs a pulse compression process for compressing the pulse width of the plurality of pulses in the reception pulse 104 in synchronization with the timing 111 signal to generate a plurality of compressed pulses. This pulse compression processing is performed by FFT processing (matched filter). In the present embodiment, as described above, the time positions of a plurality of pulses after pulse compression are arranged to be the same. The plurality of pulses after pulse compression are integrated, and the integrated pulse is subjected to processing such as making the false alarm probability constant, and a pulse after compression of peak power exceeding a predetermined value is output as the target signal 105. Since the time positions of the plurality of pulses after pulse compression are arranged to be the same, there is little loss in the integration process, and the peak power of the target signal 105 obtained by the integration process can be increased. Therefore, the present embodiment provides a radar device with excellent search capability that has a large target detection distance and a large distance resolution.

表示・制御部6は、信号処理部5で得た目標信号105を画面に表示する。また、表示・制御部6は、レーダ装置全体に対して、必要な制御を行う。   The display / control unit 6 displays the target signal 105 obtained by the signal processing unit 5 on the screen. Further, the display / control unit 6 performs necessary control on the entire radar apparatus.

図2は、図1のレーダ装置におけるレーダ信号生成部1の詳細な構成を示すブロック構成図である。図2のレーダ信号生成部1は、タイミング発生器11、波形メモリ12、パルスデータ選択器13及びデジタル/アナログ変換器(以下、「D/A」と略記する。)14を有してなる。タイミング発生器11は、タイミング信号111を生成し、タイミング信号111をパルスデータ選択器13および信号処理部5へ送出する。波形メモリ12は、複数のチャープ波形データを格納しておくメモリである。本実施形態のレーダにおけるレーダ信号101が、第1番目,・・・・,第i番目,・・・・第n番目までのn個の送信パルスで構成されるとすると、波形メモリ12は、少なくともn個のチャープ波形データを記憶している。本実施形態では、送信パルスのパルス幅Pw(i)が各送信パルス毎に相違し、距離分解能Dr(i)はどの送信パルスにおいても一定としてあるので、各チャープ波形データにおけるチャープ波形のパルス幅Pw(i)が後述の式(A)を満たしている。波形メモリ12は、送信パルスのパルス幅Pw(i)だけが互いに相違するn個のチャープ波形データを記憶している。   FIG. 2 is a block configuration diagram showing a detailed configuration of the radar signal generator 1 in the radar apparatus of FIG. 2 includes a timing generator 11, a waveform memory 12, a pulse data selector 13, and a digital / analog converter (hereinafter abbreviated as “D / A”) 14. The timing generator 11 generates a timing signal 111 and sends the timing signal 111 to the pulse data selector 13 and the signal processing unit 5. The waveform memory 12 is a memory for storing a plurality of chirp waveform data. Assuming that the radar signal 101 in the radar according to the present embodiment is composed of n transmission pulses up to the first,..., I,. At least n chirp waveform data are stored. In the present embodiment, the pulse width Pw (i) of the transmission pulse is different for each transmission pulse, and the distance resolution Dr (i) is constant in any transmission pulse. Therefore, the pulse width of the chirp waveform in each chirp waveform data Pw (i) satisfies the formula (A) described later. The waveform memory 12 stores n chirp waveform data in which only the pulse widths Pw (i) of transmission pulses are different from each other.

パルスデータ選択器13は、タイミング信号111に応じて、チャープ波形データを波形メモリ12から順次に読み出し、読み出した各チャープ波形データをD/Aへ出力する。本実施形態における各レーダ信号101,102はn個の送信パルスでなるので、パルスデータ選択器13は、1つのレーダ信号に対応してn個のチャープ波形データをタイミング信号111のタイミングでD/Aへ出力する。タイミング信号111のタイミングで順に送出されるn個のチャープ波形データで構成される信号は、図2にはデジタルレーダ信号113として記載してある。D/A14は、デジタルレーダ信号113を受け、デジタルレーダ信号113を構成するn個のチャープ波形データを順にアナログの信号に変換し、ベースバンドレーダ信号101として出力する。   The pulse data selector 13 sequentially reads chirp waveform data from the waveform memory 12 in accordance with the timing signal 111, and outputs each read chirp waveform data to the D / A. Since each radar signal 101, 102 in this embodiment is composed of n transmission pulses, the pulse data selector 13 outputs n chirp waveform data corresponding to one radar signal at the timing of the timing signal 111. Output to A. A signal composed of n chirp waveform data sequentially transmitted at the timing of the timing signal 111 is illustrated as a digital radar signal 113 in FIG. The D / A 14 receives the digital radar signal 113, sequentially converts n chirp waveform data constituting the digital radar signal 113 into an analog signal, and outputs the analog signal as a baseband radar signal 101.

次に、図1のレーダ装置の送信パルス102の生成方法についてさらに説明する。   Next, a method for generating the transmission pulse 102 of the radar apparatus of FIG. 1 will be further described.

前述のとおり、このレーダ装置におけるレーダ信号生成部1は、チャープ変調信号生成器であり、複数のパルス(チャープ変調信号)でなるレーダ信号101として出力する。このレーダ信号生成部1でレーダ信号101として生成されるチャープ変調信号では、複数のパルスにおけるパルス幅を、次の式(A)で示す関係を保つように、複数のパルスに関して相違させることによって、目標がレーダ信号と同一方向へ移動する速度成分(つまりレーダ方向速度)による受信パルス間のドップラーシフトを補償して、各受信パルスの圧縮される時間位置を同一に保つように制御する。   As described above, the radar signal generation unit 1 in this radar apparatus is a chirp modulation signal generator and outputs the radar signal 101 composed of a plurality of pulses (chirp modulation signals). In the chirp modulation signal generated as the radar signal 101 by the radar signal generator 1, the pulse widths of the plurality of pulses are made different with respect to the plurality of pulses so as to maintain the relationship represented by the following equation (A). Compensation is performed for Doppler shift between received pulses due to a velocity component (that is, radar direction velocity) at which the target moves in the same direction as the radar signal, and control is performed so as to keep the time position where each received pulse is compressed the same.

Pw(i)・Dr(i)=Pw(1)・Dr(1)±Ti・(λ/2) …(A)
ただし、Pw(i):第i番目の送信パルスのパルス幅
Dr(i):第i番目の送信パルスの距離分解能
Pw(1):第1番目の送信パルスのパルス幅
Dr(1):第1番目の送信パルスの距離分解能
Ti :第1番目の送信パルスと第i番目の送信パルスとの時間間隔
λ :レーダ装置の送信電波(高周波レーダ信号102)の波長
i :1,2,・・・・,n
Pw (i) · Dr (i) = Pw (1) · Dr (1) ± Ti · (λ / 2) ... (A)
Where Pw (i): pulse width of the i-th transmission pulse
Dr (i): Distance resolution of the i-th transmission pulse
Pw (1): Pulse width of the first transmission pulse
Dr (1): Distance resolution of the first transmission pulse
Ti: Time interval between the first transmission pulse and the i-th transmission pulse
λ: wavelength of the transmission radio wave (high frequency radar signal 102) of the radar device
i : 1,2, ... ・ ・ ・ n

なお、式(A)において、時間とともに周波数を下げたダウンチャープ変調による場合は、右辺の第1項に対して第2項を加算するように、第1項と第2項との間の演算子は(+)とし、一方、時間とともに周波数を上げたアップチャープ変調による場合は、右辺の第1項に対して第2項を減算するように、第1項と第2項との間の演算子は(−)とする。   In Formula (A), in the case of down-chirp modulation where the frequency is lowered with time, the calculation between the first term and the second term is performed so that the second term is added to the first term on the right side. The child is (+), and on the other hand, in the case of up-chirp modulation where the frequency is increased with time, the second term is subtracted from the first term on the right side so that the second term is subtracted from the first term. The operator is (-).

ここで、まず、式(A)を成立させる場合のチャープ変調信号の特性について説明する。該チャープ変調信号は、ドップラーシフト(ドップラー偏移)を受けると、圧縮されるパルスの時間位置がシフトする。そのシフト量は、ドップラ偏移量に比例するだけでなく、圧縮前と圧縮後のパルス幅にも比例する。   Here, the characteristics of the chirp modulation signal when the expression (A) is satisfied will be described first. When the chirp modulation signal is subjected to Doppler shift (Doppler shift), the time position of the compressed pulse is shifted. The shift amount is not only proportional to the Doppler shift amount but also proportional to the pulse width before and after compression.

ドップラーシフトによるシフト量の大きさは、例えば、圧縮前のパルス幅内に1周期のドップラーシフトを受けた場合に、圧縮後のパルスのピーク値から第1ナル(null)点までの時間幅となる。また、信号がシフトする方向は、ドップラーシフト量が(+)のとき、ダウンチャープ変調信号の場合はレーダから遠ざかる方向となり、アップチャープ変調信号の場合はその逆となる。   The amount of shift by the Doppler shift is, for example, the time width from the peak value of the pulse after compression to the first null point when a period of Doppler shift is received within the pulse width before compression. Become. The signal shift direction is a direction away from the radar in the case of a down chirp modulation signal when the Doppler shift amount is (+), and vice versa in the case of an up chirp modulation signal.

なお、圧縮後のパルスのピーク値から第1ナル点までの時間幅は、2つの目標を分離できる距離分解能相当の時間となる。このため、ここでは、送信パルスの圧縮後パルス幅とする。   Note that the time width from the peak value of the pulse after compression to the first null point is a time corresponding to the distance resolution capable of separating the two targets. For this reason, the post-compression pulse width of the transmission pulse is used here.

以下、第1番目の送信パルスと第i番目の送信パルスについて、受信パルスが圧縮される時間位置を同一にするための圧縮前と圧縮後のパルス幅及び距離分解能の関係を説明する。   Hereinafter, the relationship between the pre-compression and post-compression pulse width and distance resolution for making the time position where the reception pulse is compressed the same for the first transmission pulse and the i-th transmission pulse will be described.

第1番目の送信パルスで得られた受信パルスの圧縮される時間位置Pt(1)は、次の式(1)で表される。
Pt(1)=Rto±fd・Pw(1)・Dt(1) …(1)
ただし、Pt(1):第1番目の送信パルスの圧縮される時間位置
Rto :第1番目の送信パルスが反射されたときの目標の距離相当時間
fd :ドップラ周波数
Pw(1):第1番目の送信パルスのパルス幅
Dt(1):第1番目の送信パルスの圧縮後パルス幅
The time position Pt (1) where the reception pulse obtained by the first transmission pulse is compressed is expressed by the following equation (1).
Pt (1) = Rto ± fd ・ Pw (1) ・ Dt (1) (1)
Where Pt (1): Time position where the first transmission pulse is compressed
Rto: Target distance equivalent time when the first transmission pulse is reflected
fd: Doppler frequency
Pw (1): Pulse width of the first transmission pulse
Dt (1): Pulse width after compression of the first transmission pulse

ただし、式(1)の第1項と第2項との間の演算子の(±)については、ダウンチャープ変調信号による場合は、(+)となり、アップチャープ変調信号による場合は、逆に(−)になる。   However, (±) of the operator between the first term and the second term of Equation (1) is (+) when the down-chirp modulation signal is used, and conversely when the up-chirp modulation signal is used. (-).

式(1)の右辺の各項は次のような意味を表している。第1項は、レーダから目標までの距離を電波が往復するために要する時間を表し、第2項は、目標のレーダ信号と同一方向の速度成分(レーダ方向速度)によって送信信号がドップラーシフトを受けたことによる圧縮時間位置のシフト量を表している。   Each term on the right side of Equation (1) represents the following meaning. The first term represents the time required for the radio wave to travel back and forth the distance from the radar to the target, and the second term represents the Doppler shift of the transmission signal by the velocity component (radar direction velocity) in the same direction as the target radar signal. The amount of shift of the compression time position due to the reception is shown.

ここで、ドップラ周波数(fd)は次の式(2)で表される。
fd=2・Vt/λ …(2)
ただし、Vt:目標のレーダ方向速度
λ:レーダ信号102による送信電波の波長
なお、Vtは、目標がレーダ装置に接近する方向を(+)としている。
Here, the Doppler frequency (fd) is expressed by the following equation (2).
fd = 2 · Vt / λ (2)
Where Vt: Target radar speed
λ: wavelength of transmission radio wave by radar signal 102 Note that Vt is (+) in the direction in which the target approaches the radar apparatus.

式(2)を式(1)に代入すると、次の式(3)のようになる。
Pt(1)=Rto±2・Vt・Pw(1)・Dt(1)/λ …(3)
Substituting equation (2) into equation (1) yields the following equation (3).
Pt (1) = Rto ± 2, Vt, Pw (1), Dt (1) / λ (3)

次に、第i番目の送信パルスで得られる受信パルスの圧縮される時間位置を説明する。該時間位置は、第1番目の送信パルスで得られた受信パルスの圧縮される時間位置に対して、第1番目の送信パルスから第i番目の送信パルスまでの間に目標がレーダ信号と同一方向の速度成分(レーダ方向速度)を有して移動した距離に相当する時間を加えたものとして、次の式(4)のようになる。
Pt(i)=Rto−2・Vt・Ti/C±2・Vt・Pw(i)・Dt(i)/λ …(4)
ただし、Pt(i):第i番目の送信パルスの圧縮される時間位置
Ti :第1番目の送信パルスと第i番目の送信パルスとの時間差
C :光速
Dt(i):第i番目の送信パルスの圧縮後パルス幅
i :1,2,・・・・,n
Next, the time position where the received pulse obtained by the i-th transmission pulse is compressed will be described. The time position is the same as the radar signal during the period from the first transmission pulse to the i-th transmission pulse with respect to the time position where the reception pulse obtained by the first transmission pulse is compressed. The following equation (4) is obtained by adding the time corresponding to the distance traveled with the direction velocity component (radar direction velocity).
Pt (i) = Rto-2 ・ Vt ・ Ti / C ± 2 ・ Vt ・ Pw (i) ・ Dt (i) / λ (4)
Where Pt (i): time position where the i-th transmission pulse is compressed
Ti: Time difference between the first transmission pulse and the i-th transmission pulse
C: speed of light
Dt (i): Compressed pulse width of the i-th transmission pulse
i : 1,2, ... ・ ・ ・ n

なお、第2項の移動距離(距離の変化量)を(−)に設定している理由は、目標のレーダ方向速度Vtが(+)のときは、目標の移動方向がレーダ装置に接近する方向であることによる。   The reason why the movement distance (distance change amount) of the second term is set to (−) is that when the target radar direction velocity Vt is (+), the target movement direction approaches the radar apparatus. Depending on the direction.

ここで、第1番目と第i番目の両信号の圧縮される時間位置Pt(1)、Pt(i)を同一の時間位置にするための関係を前述の式(3)と式(4)とから求めると、次の式(5)のようになる。
Pw(i)・Dt(i)=Pw(1)・Dt(1)±Ti・λ/C …(5)
Here, the relations for setting the time positions Pt (1) and Pt (i) where the first and i-th signals are compressed to the same time position are the above-described expressions (3) and (4). Then, the following equation (5) is obtained.
Pw (i) · Dt (i) = Pw (1) · Dt (1) ± Ti · λ / C (5)

ただし、式(5)の右辺の第1項と第2項との間の演算子の(±)については、ダウンチャープ変調信号による場合は、第1項に対して第2項は(+)となり、アップチャープ変調信号による場合は、第1項に対して第2項は逆に(−)となる。   However, with regard to (±) of the operator between the first term and the second term on the right side of Equation (5), in the case of the down-chirp modulation signal, the second term is (+) with respect to the first term. When the up-chirp modulation signal is used, the second term becomes (−) on the contrary to the first term.

式(5)に示すように、例えば、レーダ信号としてダウンチャープ変調信号を用いる場合は、左辺の第i番目の送信パルスの圧縮前と圧縮後とのパルス幅の積を、右辺の第1項の第1番目の送信パルスの圧縮前と圧縮後とのパルス幅の積に、右辺の第2項の(Ti・λ/C)を加えた値となるように設定すれば、両受信パルスの圧縮される時間位置は同一になることがわかる。   As shown in Expression (5), for example, when a down-chirp modulated signal is used as a radar signal, the product of the pulse width before and after compression of the i-th transmission pulse on the left side is expressed as the first term on the right side. If the setting is made such that (Ti · λ / C) in the second term on the right side is added to the product of the pulse width before and after compression of the first transmission pulse of It can be seen that the time positions to be compressed are the same.

また、レーダ信号としてアップチャープ変調信号を用いる場合は、左辺の第i番目の送信パルスの圧縮前と圧縮後とのパルス幅の積を、右辺の第1項の第1番目の送信パルスの圧縮前と圧縮後とのパルス幅の積から、右辺の第2項の(Ti・λ/C)を引いた値となるように設定すれば、両受信パルスの圧縮される時間位置は同一になることがわかる。   When an up-chirp modulation signal is used as a radar signal, the product of the pulse width before and after compression of the i-th transmission pulse on the left side is the compression of the first transmission pulse in the first term on the right side. If the value obtained by subtracting (Ti · λ / C) in the second term on the right side from the product of the pulse width before and after compression is set to a value, the time positions where both received pulses are compressed are the same. I understand that.

さらに、式(5)の圧縮後のパルス幅(Dt)を距離分解能(Dr)で表せば、
Dt=2・Dr/C …(6)
と表すことができる。
Furthermore, if the pulse width (Dt) after compression of Expression (5) is expressed by distance resolution (Dr),
Dt = 2 ・ Dr / C (6)
It can be expressed as.

したがって、式(6)を式(5)に代入すると、光速(C)が消去されて、次の式(7)つまり前述した式(A)が得られる。
Pw(i)・Dr(i)=Pw(1)・Dr(1)±Ti・λ/2 …(7)
Therefore, when equation (6) is substituted into equation (5), the speed of light (C) is eliminated, and the following equation (7), that is, the above-described equation (A) is obtained.
Pw (i) · Dr (i) = Pw (1) · Dr (1) ± Ti · λ / 2 (7)

かくのごとく、式(7)つまり前述した式(A)によれば、レーダの性能諸元を表す距離分解能Dr(i)、Dr(i)の値を直接利用することにより、性能劣化がないレーダ信号を生成することができる。本実施形態は、前述のとおり、パルス幅Pw(i)だけが互いに相違し、式(A)の関係を満たす第1番目から第n番目までのn個のチャープ波形データを波形メモリ12に記憶しておき、これらn個のチャープ波形データを順次に読み出し、これら各チャープ波形データに基づきn個のチャープ変調送信パルス(第1番目から第n番目)を順次に生成している。   Thus, according to the equation (7), that is, the above-described equation (A), there is no performance degradation by directly using the values of the distance resolutions Dr (i) and Dr (i) representing the performance specifications of the radar. Radar signals can be generated. In the present embodiment, as described above, only the pulse width Pw (i) is different from each other, and n-th chirp waveform data from the first to the n-th satisfying the relationship of the formula (A) is stored in the waveform memory 12. In addition, these n chirp waveform data are sequentially read out, and n chirp modulation transmission pulses (1st to nth) are sequentially generated based on these chirp waveform data.

なお、前述した本実施形態に関わるレーダ装置の基本的な構成と動作とは、圧縮前パルス幅等を一定としたチャープ変調信号を用いる従来のレーダ装置の場合と同様であっても差し支えない。   The basic configuration and operation of the radar apparatus according to this embodiment described above may be the same as those of a conventional radar apparatus using a chirp modulation signal with a constant pre-compression pulse width and the like.

(本実施形態の効果の説明)
本実施形態に示したレーダ装置においては、レーダ信号生成部1においてレーダ信号を生成する際に、各レーダ信号i(i=1,2,…,n)のパルス幅Pw(i)と距離分解能Dr(i)との一方もしくは両方を、前述の式(A)式で示す関係を保つように変えることによって、目標がレーダ信号と同一方向の速度成分(レーダ方向速度)を有する場合であっても、目標のレーダ方向速度による受信パルス間の移動距離を補償して各受信パルスの圧縮される時間位置を同一にすることができ、而して、圧縮した受信パルスを損失することなく積分することができる。
(Description of the effect of this embodiment)
In the radar apparatus shown in the present embodiment, when the radar signal is generated by the radar signal generation unit 1, the pulse width Pw (i) and the distance resolution of each radar signal i (i = 1, 2,..., N). By changing one or both of Dr (i) so as to maintain the relationship represented by the above-mentioned equation (A), the target has a velocity component (radar direction velocity) in the same direction as the radar signal. However, it is possible to compensate for the moving distance between the received pulses depending on the target radar direction velocity, and to make the time position where each received pulse is compressed the same, thus integrating the compressed received pulse without loss. be able to.

なお、前述した実施形態は、レーダ装置の場合について説明したが、ソーナー装置の場合も全く同様であり、前述の実施形態のレーダ信号をソーナー装置用の送波用ソーナー信号と読み替えるだけで、そのまま適用することができる。   The above-described embodiment has been described with respect to the case of the radar device. However, the same applies to the case of the sonar device. By simply replacing the radar signal of the above-described embodiment with a sonar signal for transmission for the sonar device, it remains as it is. Can be applied.

以上、本発明の好適形態例の構成を説明した。しかし、斯かる形態例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが、当業者には容易に理解できよう。例えば、本発明の実施態様は、課題を解決するための手段における構成(1)及び(7)に加えて、次のような構成として表現できる。下記項目番号(2)〜(6)及び(8)〜(12)は、特許請求の範囲における請求項の項番にそれぞれ対応している。
(2)生成する前記チヤープ変調信号が、次の式(A)
Pw(i)・Dr(i)=Pw(1)・Dr(1)±Ti・(λ/2) …(A)
ここに、Pw(i):第i番目の送信パルスのパルス幅
Dr(i):第i番目の送信パルスの距離分解能
Pw(1):第1番目の送信パルスのパルス幅
Dr(1):第1番目の送信パルスの距離分解能
Ti :第1番目の送信パルスと第i番目の送信パルスとの時間間隔
λ :目標捜索信号の波長
i :1,2,・・・・,n
を満たすことを特徴とする上記(1)に記載の目標捜索信号生成方法。
(3)前記式(A)の右辺の符号(±)の(+)は、前記チヤープ変調信号がダウンチヤ−プ変調である場合を示し、(−)は、前記チヤープ変調信号がアップチヤ−プ変調である場合を示す上記(2)に記載の目標捜索信号生成方法。
(4)前記チヤープ変調信号として生成した送信パルスを一方向に複数送信して、複数の反射パルスを受信した際に、送信した各送信パルスとの相関処理結果として得られた圧縮後の各受信パルスを積分して、あらかじめ定めた所定の大きさを有する信号を目標信号として抽出する上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の目標捜索信号生成方法。
(5)前記目標捜索信号がレーダ信号である上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の目標捜索信号生成方法。
(6)前記目標捜索信号がソーナー信号である上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の目標捜索信号生成方法。
(8)生成する前記チヤープ変調信号が、次の式(A)
Pw(i)・Dr(i)=Pw(1)・Dr(1)±Ti・(λ/2) …(A)
ここに、Pw(i):第i番目の送信パルスのパルス幅
Dr(i):第i番目の送信パルスの距離分解能
Pw(1):第1番目の送信パルスのパルス幅
Dr(1):第1番目の送信パルスの距離分解能
Ti :第1番目の送信パルスと第i番目の送信パルスとの時間間隔
λ :目標捜索信号の波長
i :1,2,・・・・,n
を満たす上記(7)に記載の目標捜索装置。
(9)前記式(A)の右辺の符号(±)の(+)は、前記チヤープ変調信号がダウンチヤ−プ変調である場合を示し、(−)は、前記チヤープ変調信号がアップチヤ−プ変調である場合を示す上記(8)に記載の目標捜索装置。
(10)前記チヤープ変調信号として生成した送信パルスを一方向に複数送信して、複数の反射パルスを受信した際に、送信した各送信パルスとの相関処理結果として得られた圧縮後の各受信パルスを積分して、あらかじめ定めた所定の大きさを有する信号を目標信号として抽出する上記(7)ないし(9)のいずれかに記載の目標捜索装置。
(11)前記目標捜索信号がレーダ信号であることを特徴とする上記(7)ないし(10)のいずれかに記載の目標捜索装置。
(12)前記目標捜索信号がソーナー信号である上記(7)ないし(11)のいずれかに記載の目標捜索装置。
The configuration of the preferred embodiment of the present invention has been described above. However, it should be noted that such embodiments are merely examples of the present invention and do not limit the present invention. Those skilled in the art will readily understand that various modifications and changes can be made according to a specific application without departing from the gist of the present invention. For example, the embodiment of the present invention can be expressed as the following configuration in addition to the configurations (1) and (7) in the means for solving the problems. The following item numbers (2) to (6) and (8) to (12) correspond to the item numbers of the claims in the claims.
(2) The chirp modulation signal to be generated is expressed by the following equation (A)
Pw (i) · Dr (i) = Pw (1) · Dr (1) ± Ti · (λ / 2) ... (A)
Where Pw (i): pulse width of the i-th transmission pulse
Dr (i): Distance resolution of the i-th transmission pulse
Pw (1): Pulse width of the first transmission pulse
Dr (1): Distance resolution of the first transmission pulse
Ti: Time interval between the first transmission pulse and the i-th transmission pulse
λ: wavelength of the target search signal
i : 1,2, ... ・ ・ ・ n
The target search signal generation method according to (1) above, wherein:
(3) (+) of the sign (±) on the right side of the equation (A) indicates that the chirp modulation signal is down-chap modulation, and (−) indicates that the chirp modulation signal is up-chirp modulation. The target search signal generation method according to (2), which shows a case where
(4) When receiving a plurality of transmission pulses generated as the chirp modulation signal in one direction and receiving a plurality of reflected pulses, each reception after compression obtained as a result of correlation processing with each transmitted transmission pulse 4. The target search signal generation method according to any one of (1) to (3), wherein the pulse is integrated and a signal having a predetermined magnitude is extracted as a target signal.
(5) The target search signal generation method according to any one of (1) to (4), wherein the target search signal is a radar signal.
(6) The target search signal generation method according to any one of (1) to (5), wherein the target search signal is a sonar signal.
(8) The chirp modulation signal to be generated is expressed by the following formula (A):
Pw (i) · Dr (i) = Pw (1) · Dr (1) ± Ti · (λ / 2) ... (A)
Where Pw (i): pulse width of the i-th transmission pulse
Dr (i): Distance resolution of the i-th transmission pulse
Pw (1): Pulse width of the first transmission pulse
Dr (1): Distance resolution of the first transmission pulse
Ti: Time interval between the first transmission pulse and the i-th transmission pulse
λ: wavelength of the target search signal
i : 1,2, ... ・ ・ ・ n
The target search device according to (7), which satisfies the above.
(9) (+) of the sign (±) on the right side of the equation (A) indicates that the chirp modulation signal is down-chap modulation, and (−) indicates that the chirp modulation signal is up-chirp modulation. The target search device according to (8), which shows a case where
(10) When receiving a plurality of transmission pulses generated as the chirp modulation signal in one direction and receiving a plurality of reflection pulses, each reception after compression obtained as a result of correlation processing with each transmission pulse transmitted The target search device according to any one of (7) to (9), wherein the pulse is integrated to extract a signal having a predetermined magnitude as a target signal.
(11) The target search device according to any one of (7) to (10), wherein the target search signal is a radar signal.
(12) The target search device according to any one of (7) to (11), wherein the target search signal is a sonar signal.

また、上記実施形態では、複数のパルスにおけるパルス幅Pw(i)と距離分解能Dr(i)のうちのパルス幅Pw(i)だけを互いに相違させたが、本発明は、パルス幅Pw(i)と距離分解能Dr(i)との両方又は距離分解能Dr(i)だけを複数のパルスに関して相違させても実施でき、目標が目標捜索信号と同一方向へ移動する速度成分による受信パルスのドップラーシフトを補償し、各受信パルスの圧縮される時間位置を同一に保つという効果を得ることができる。もし、送信パルスの距離分解能Dr(i)だけを各送信パルス毎に相違させる方式を採用するときは、波形メモリ12は、送信パルスの距離分解能Dr(i)が互いに相違するn個のチャープ波形データだけを記憶しておれば、足りる。また、パルス幅Pw(i)と距離分解能Dr(i)との両方を相違さる方式を採用するときは、波形メモリ12は、送信パルスのパルス幅Pw(i)及び距離分解能Dr(i)が互いに相違するn個のチャープ波形データだけを記憶しておれば、足りる。いずれの方式においても、式(A)を満たすことが必要であることは勿論である。   In the above embodiment, only the pulse width Pw (i) of the plurality of pulses and the pulse width Pw (i) of the distance resolution Dr (i) are different from each other. ) And distance resolution Dr (i) or only distance resolution Dr (i) with respect to multiple pulses, the Doppler shift of the received pulse due to the velocity component that the target moves in the same direction as the target search signal And the time position where each received pulse is compressed can be kept the same. If the method of changing only the transmission pulse distance resolution Dr (i) for each transmission pulse is adopted, the waveform memory 12 stores n chirp waveforms whose transmission pulse distance resolutions Dr (i) are different from each other. It is enough if only the data is stored. Further, when adopting a method in which both the pulse width Pw (i) and the distance resolution Dr (i) are different, the waveform memory 12 has the pulse width Pw (i) and the distance resolution Dr (i) of the transmission pulse. It is sufficient to store only n different chirp waveform data. Of course, it is necessary to satisfy the formula (A) in any of the methods.

また、上記実施形態では、パルス圧縮の処理はFFT処理(マッチトフィルタ)により行うとしたが、分散遅延線によって行ってもよい。   In the above embodiment, the pulse compression processing is performed by FFT processing (matched filter), but may be performed by a distributed delay line.

1 レーダ信号生成部
2 送信部
3 アンテナ部
4 受信部
5 信号処理部
6 表示・制御部
11 タイミング発生器
12 パルスデータ選択器
13 波形メモリ
14 デジタル/アナログ変換器
101 ベースバンドのレーダ信号
102 高周波のレーダ信号
103 高周波の受信信号
104 ベースバンドの受信信号
105 目標信号
111 タイミング信号
112 デジタルパルスデータ
113 デジタルレーダ信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radar signal generation part 2 Transmission part 3 Antenna part 4 Reception part 5 Signal processing part 6 Display / control part 11 Timing generator 12 Pulse data selector 13 Waveform memory 14 Digital / analog converter 101 Baseband radar signal 102 Radar signal 103 High frequency received signal 104 Baseband received signal 105 Target signal 111 Timing signal 112 Digital pulse data 113 Digital radar signal

Claims (12)

夫々がチヤープ変調信号である複数のパルスでなる目標捜索信号を生成し、該目標捜索信号を該目標に向けて送信する目標捜索装置に適用される目標捜索信号生成方法において、該複数のパルスにおけるパルス幅及び距離分解能の内の少なくとも一方を互いに相違させることによって、該目標が該目標捜索信号と同一方向へ移動する速度成分による受信パルスのドップラーシフトを補償して、該各受信パルスの圧縮される時間位置を同一にすることを特徴とする目標捜索信号生成方法。   In a target search signal generation method applied to a target search device that generates a target search signal composed of a plurality of pulses each of which is a chirp modulation signal and transmits the target search signal toward the target, By making at least one of the pulse width and the distance resolution different from each other, the Doppler shift of the received pulse due to the velocity component in which the target moves in the same direction as the target search signal is compensated, and each received pulse is compressed. The target search signal generation method characterized by making the time positions to be the same. 前記チヤープ変調信号が、次の式(A)
Pw(i)・Dr(i)= Pw(1)・Dr(1)±Ti・(λ/2) …(A)
ここに、Pw(i):第i番目の送信パルスのパルス幅
Dr(i):第i番目の送信パルスの距離分解能
Pw(1):第1番目の送信パルスのパルス幅
Dr(1):第1番目の送信パルスの距離分解能
Ti :第1番目の送信パルスと第i番目の送信パルスとの時間間隔
λ :目標捜索信号の波長
i :1,2,・・・・,n
を満たすことを特徴とする請求項1に記載の目標捜索信号生成方法。
The chirp modulation signal has the following formula (A):
Pw (i) · Dr (i) = Pw (1) · Dr (1) ± Ti · (λ / 2) ... (A)
Where Pw (i): pulse width of the i-th transmission pulse
Dr (i): Distance resolution of the i-th transmission pulse
Pw (1): Pulse width of the first transmission pulse
Dr (1): Distance resolution of the first transmission pulse
Ti: Time interval between the first transmission pulse and the i-th transmission pulse
λ: wavelength of the target search signal
i : 1,2, ... ・ ・ ・ n
The target search signal generation method according to claim 1, wherein:
前記式(A)の右辺の符号(±)の(+)は、前記チヤープ変調信号がダウンチヤ−プ変調である場合を示し、(−)は、前記チヤープ変調信号がアップチヤ−プ変調である場合を示すことを特徴とする請求項2に記載の目標捜索信号生成方法。   (+) Of the sign (±) on the right side of the equation (A) indicates a case where the chirp modulation signal is down-chain modulation, and (-) indicates a case where the chirp modulation signal is up-chain modulation. The target search signal generation method according to claim 2, wherein: 前記各受信パルスの圧縮により得た圧縮後の各受信パルスの積分をし、該積分により得た積分パルスの内で、予め定めた所定の大きさを有するパルスを目標信号として抽出することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の目標捜索信号生成方法。   Integrating each received pulse after compression obtained by compression of each received pulse, and extracting a pulse having a predetermined size as a target signal from the integrated pulses obtained by the integration. A method for generating a target search signal according to any one of claims 1 to 3. 前記目標捜索信号がレーダ信号であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の目標捜索信号生成方法。   5. The target search signal generation method according to claim 1, wherein the target search signal is a radar signal. 前記目標捜索信号がソーナー信号であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の目標捜索信号生成方法。   5. The method for generating a target search signal according to claim 1, wherein the target search signal is a sonar signal. 夫々がチヤープ変調信号である複数のパルスでなる目標捜索信号を生成し、該目標捜索信号を該目標に向けて送信する目標捜索装置において、該複数のパルスにおけるパルス幅及び距離分解能の内の少なくとも一方を互いに相違させることによって、該目標が該目標捜索信号と同一方向へ移動する速度成分による受信パルスのドップラーシフトを補償して、該各受信パルスの圧縮される時間位置を同一にする目標捜索信号生成手段を有することを特徴とする目標捜索装置。   In a target search device that generates a target search signal composed of a plurality of pulses each of which is a chirp modulation signal and transmits the target search signal toward the target, at least of the pulse width and the distance resolution of the plurality of pulses By making one of them different from each other, a target search for compensating the Doppler shift of the received pulse due to the velocity component of the target moving in the same direction as the target search signal so that the time position where each received pulse is compressed is the same. A target search device comprising a signal generating means. 前記チヤープ変調信号が、次の式(A)
Pw(i)・Dr(i)= Pw(1)・Dr(1)±Ti・(λ/2) …(A)
ここに、Pw(i):第i番目の送信パルスのパルス幅
Dr(i):第i番目の送信パルスの距離分解能
Pw(1):第1番目の送信パルスのパルス幅
Dr(1):第1番目の送信パルスの距離分解能
Ti :第1番目の送信パルスと第i番目の送信パルスとの時間間隔
λ :目標捜索信号の波長
i :1,2,・・・・,n
を満たすことを特徴とする請求項7に記載の目標捜索装置。
The chirp modulation signal has the following formula (A):
Pw (i) · Dr (i) = Pw (1) · Dr (1) ± Ti · (λ / 2) ... (A)
Where Pw (i): pulse width of the i-th transmission pulse
Dr (i): Distance resolution of the i-th transmission pulse
Pw (1): Pulse width of the first transmission pulse
Dr (1): Distance resolution of the first transmission pulse
Ti: Time interval between the first transmission pulse and the i-th transmission pulse
λ: wavelength of the target search signal
i : 1,2, ... ・ ・ ・ n
The target search device according to claim 7, wherein:
前記式(A)の右辺の符号(±)の(+)は、前記チヤープ変調信号がダウンチヤ−プ変調である場合を示し、(−)は、前記チヤープ変調信号がアップチヤ−プ変調である場合を示すことを特徴とする請求項8に記載の目標捜索装置。   (+) Of the sign (±) on the right side of the equation (A) indicates a case where the chirp modulation signal is down-chain modulation, and (-) indicates a case where the chirp modulation signal is up-chain modulation. The target search device according to claim 8, wherein: 前記各受信パルスの圧縮により得た圧縮後の各受信パルスの積分をし、該積分により得た積分パルスの内で、予め定めた所定の大きさを有する信号を目標信号として抽出することを特徴とする請求項7ないし9のいずれかに記載の目標捜索装置。   Integrating each received pulse after compression obtained by compressing each received pulse, and extracting a signal having a predetermined magnitude as a target signal from the integrated pulses obtained by the integration The target search device according to any one of claims 7 to 9. 前記目標捜索信号がレーダ信号であることを特徴とする請求項7ないし10のいずれかに記載の目標捜索装置。   The target search device according to claim 7, wherein the target search signal is a radar signal. 前記目標捜索信号がソーナー信号であることを特徴とする請求項7ないし10のいずれかに記載の目標捜索装置。   The target search device according to claim 7, wherein the target search signal is a sonar signal.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113272475A (en) * 2019-01-10 2021-08-17 日本碍子株式会社 Composite component

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5465148B2 (en) * 2010-10-19 2014-04-09 三菱電機株式会社 Radar equipment
JP5911719B2 (en) * 2011-12-20 2016-04-27 株式会社東芝 Target detection device, guidance device, and target detection method
US9853365B2 (en) * 2015-05-05 2017-12-26 Texas Instruments Incorporated Dynamic programming of chirps in a frequency modulated continuous wave (FMCW) radar system
US10901083B2 (en) 2016-03-24 2021-01-26 Nec Corporation Target search system, method, and program
CN109901155B (en) * 2019-03-29 2023-05-09 中国人民解放军海军航空大学 Hypersonic target correction PRPFT detection method based on Doppler information feedback regulation
JP7366582B2 (en) * 2019-04-26 2023-10-23 株式会社東芝 ISAR radar device and ISAR radar signal processing method
KR20210101957A (en) 2020-02-11 2021-08-19 삼성전자주식회사 Method and apparatus for detecting velocity of object in radar system

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2598158B2 (en) * 1990-08-06 1997-04-09 防衛庁技術研究本部長 Phased array radar device
JPH05107350A (en) * 1991-10-18 1993-04-27 Mitsubishi Electric Corp Radar
JPH06109833A (en) * 1992-09-24 1994-04-22 Mitsubishi Electric Corp Chirp-pulse compression and tracking radar apparatus
JPH11194166A (en) * 1998-01-05 1999-07-21 Toshiba Corp Pulse compression radar system
US6730029B1 (en) * 1999-09-24 2004-05-04 Japan Science And Technology Corporation Ultrasonic transmitter/receiver by pulse compression
JP3514297B2 (en) * 2000-01-05 2004-03-31 三菱電機株式会社 Radar equipment
JP4963240B2 (en) * 2006-06-12 2012-06-27 三菱電機株式会社 Radar equipment
JP5247069B2 (en) * 2007-06-06 2013-07-24 三菱電機株式会社 Radar equipment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113272475A (en) * 2019-01-10 2021-08-17 日本碍子株式会社 Composite component

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