JPS5832350B2 - パルス捜索レ−ダの目標検出追尾性能測定方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はレータ゛受信信号をディジタル化して複数の
目標の自動検出追尾を行なう機能を持っノキルス捜索レ
ーダにおいて、目標の検出追尾性能を正確に客観的に測
定する手段を提供するもので老る。

従来から上記の機能を持つパルスレーダに於Ｖて、目標
の検出追尾性能を総合的に測定する方法は無かった。

すなわち、従来はレーダー受信機の前段階からレーダー
と同一の送信周波数、パルス幅、繰返し周波数の信号を
注入し、受信機の出力端においてシンクロスコープ等を
用いるかまたはレータ゛−ＣＰＰＩスコープを用いて目
視確認により最小検知可能信号レベルを測定する方法し
かなかった。

この方法では、最近のスィーブ間相関処理装置、スキャ
ン間相関処理装置を備えたレーダー装置の目標検出追尾
性能を測定することはできなかった。

そこで、本発明は上記の機能を持つパルス捜索レーダに
おいて、目標検出追尾性能を容易かつ正確にオンライン
で測定することを可能にし、もってレーダーの目標検知
追尾能力を把握することを目的とする。

本発明は、レーダー受信信号をテイジタル化して複数の
目標の自動検出追尾を行なう機能を持つパルス捜索レー
ダーにおいて、レーターーの送信波と同一の周波数でか
つそのパルス幅が送信波と同一である信号を発生できる
装置を有し、本装置において発生する信号のヒツト数、
発生位置、電力レベルが設定でき、当該発生信号を、受
信機の前段から注入して、レーターーの目標検出追尾確
率を測定する装置であり、かつレータ゛−の目標検出追
尾確率をＰＴとし、ＰＴに対応した注入尖頭電力レベル
Ｓｉを求めることにより、目標検出追尾性能を測定する
方法である。

第１図に示すものは本発明の一実施例のブロック図であ
り、図において、一点鎖線１１で囲んだ部分が本方式に
含１れる部分である。

符号１はパルスレータのアンテナ、２はその給電系であ
る。

３は送受切換器である。

４は超高周波増幅器、周波数変換器、中間両枝増幅器、
検波器等を含むレータ−の受信機を示す。

５は受信機出力ビデオを量子化するスライサを含む、ス
イープ間相関処理装置である。

６はスイープ間相関処理装置５の出力信号に対して更に
スキャン間相関部−理を行なう装置である。

７は本パルスレーター−装置の最終出力信号の出力経路
である。

８はスキャン間相関処理装置６に対する入出力操作を行
なう装置であって、スキャン間相関処理装置６の出力信
号の１部を取り出してこれに関する情報をタイプアウト
することができる。

本方式に於いては、給電２の途中に直線結合器１８を設
け、ここから受信機側へ擬似目標信号を注入する。

注入する擬似目標信号は発生器１２によりシステムトリ
ガに同期してつくる。

この発生器１２はヒツト数の指定器１３を有し、レータ
の送信パルス幅と同じ幅γにて所要のヒツト数でこれを
出力させることができる。

ｌた発生する位置は位置指定器１４によってシステムト
リガからの時間ｔ１および方位角θ１として指定するこ
とができる。

発生器１２からの出力信号は、経路１５を通り信号変換
器１６によりレーダーの送信周波数と同じｆＯの周波数
の高周波信号に変換され、経路１７を通り結合器１′８
に至る。

注入電力レベルＳｉは信号変換器１６において設定する
ことができる。

第２図に示すものは、擬似目標信号が１個の発生例であ
る。

本装置を用いて、目標の検出追尾確率の測定を行なう例
を示す。

レーダーのクラッタ−人力等の無いノイズ領域に１個の
擬似目標信号を注入する。

その有様を第３図ａに示す。この信号のパルス幅をγ、
ヒツト数をｎとする。

信号は受信機４、スイープ間相関処理装置５、スキャン
間相関処理装置６を通過して出力経路７へ出力される。

スキャン間相関処理装置に対して必要な操作を施せば入
出力装置８に本擬似目標の航跡をタイプアウトさせるこ
とができ、目標の検出追尾確率を知ることができる。

目標検出追尾確率は、タイプアウトされた航跡のうち目
標を検出追尾したスキャン数と総スキャン数との比で示
されるものである。

注入電力ＳｉをＳｉｌ〜５ｉ５ｔで順次変化させ、各電
力レベルに対応して必要なスキャン数だけ入出力装置８
へ出力データをタイプアウトさせ、目標を検出追尾した
スキャン数と総スキャン数との比を求めれば各レベルに
対応した目標の検出率を知ることができ、第３図すに示
すようなグラフを得ることができる。

但し注入電力値Ｓｉは直線結合器１８の出力端における
尖頭電力値である。

１例として検出確率５０φをその検出限界と定めれば、
対応する電力値は図のＳｉ６として求めることができる
。

ここにいう検出追尾確率をＰＴとすれば、これは次のよ
うな意味をもっている。

ＰＳをスライサーの出力端における単一パルス信号の検
出確率 ・・・・・・（１）ＰＤを
ヒツト間相関をとることによって得られる信号の検出確
率 ・・・・・・（２）とすると、 但しｎ１ｍはヒツト相関の検定基準であってｎヒツト中
ｍ個以上のパルスを検出すれは信号有りと見なすものと
する。

ＰＴは、スキャン間相関処理装置において航跡として成
立する確率であり、次のように表わされる。

ＰＴ＝Ｆ（ＰＤ） ・・・・・・
（４）但しＦは追尾物性を表わす函数である。

次に、ここにおいて求めた注入電力値Ｓｉ６からレーダ
の最大探知距離を求め得ることを説明する。

パルスレータのレーダ方程式は第１図に示すものについ
て原理的に示すと次のように与えられる。

σ ：目標のレーダ断面積 ・・・・・・（１０）
Ｋ ：ボルツマン定数 ・・・・・・（１１
）ＴＯ：アンテナ雑音温度（２９０’Ｋ と仮定）
・・・・・・（１２）Ｂ ：受信機中間
周波数の帯域幅・・・（１３）ＮＦ ：受信機雑音指数
・・・・・・（１４）Ｌｓ ：アンテナ回転操
作により生ずるシステム損失（擬似目標信号と実目 種信号とのアンテナ水平ビームパ ターンによる差異を補正する定数） ・・・・・・（１５） Ｌａ ：大気伝播損失 ・・・・・・（１６）
Ｌｔ ：送信経路の伝送損失 ・・・・・・（１７）
Ｌｒ ：アンテナから受信機に至る１での受信損失
・・・・・・（１８）（ＳＯ／ＮＯ） 、
： 最小検知可能信号電力対雑音電１ｎ 力比 ・−・・・・（１９）上記に於い
て第（６）式から第（１８）式１では既知の数値であり
残りの（Ｓｏ／ＮＯ） 、 を与えれば最大探知距
離Ｒを算出できる。

ところで、Ｎｏは受信機平均出力雑音電力であり、これ
も既知の値である。

従って最小検知可能信号電力としてのＳＯ、を測定すれ
ば、これが最大探知距離に対応した数字として、目標の
検知追尾性能を表わすことになる。

依って、先に求めたＳｉ６がＳＯ、を表わしていること
を以下において立証する。

航跡として検出され追尾される確率ＰＴは、第（４）式
においてＰＴ＝Ｆ（ＰＤ）として与えられている。

例えば２回の目標検出で追尾航跡が成立する場合をとる
とこれは次の関数で与えられる。

ＰＴ＝Ｆ（ＰＤ）−（ＰＤ）２ ・・・・・・（２
０）第３図の例では、ＰＴ＝ＰＴ１＝０．５ （５０優
）を基準としている。

第（３）式からＰｐ＝この式の右辺に含１れるＰＳは、
前述（１）式にあるようにスライサの出力端における単
一パルス信号の検出確率である。

ここでＰＳは次のように与えられる。

として求められる。

一方Ｐ Ｔ ＝ Ｐ Ｔ１ なる検出追尾確率に対応し
て実測値Ｓｉ６が求められている。

従って でありＳｉ６の値によりＳＯ、を知ることができる。

第４図には本方式の具体的実施例を示しかつ上述の数式
に出てくる数値の対応する部分を示した。

１はパルスレーダーのアンテナ、２はその給電系である
。

３は送受切換器、４は受信機、５１はスライサー、５２
はスイープ間相関処理装置、６はスキャン間相関処理装
置、７は最終出力信号の出力経路である。

９はスキャン間相関処理装置６で処理されている信号の
うち、任意のものを指定して、その航跡データを印字す
るタイプライタである。

１２は擬似目標発生器の構成図である。距離指定スイッ
チ１２１と距離信号の一致回路１２２によって距離を指
定し、同様に方位指定スイッチ１２３と方位信号の一致
回路１２４により、方位を指定する。

一方、ヒツト数指定回路１２５によりヒツト数ｎを指定
する。

パルス幅はγである。

これらの信号により擬似信号トリガ発生器１２６で所要
のトリガ信号を発生する。

この信号は信号変換器１６の高周波信号変調器１６２の
変調信号として使われ、高周波信号発生器１６１からの
高周波Ｃｗ信号を変調し、注入するパルス高周波信号を
作成する。

１６３はパルス高周波信号の電力レベルをモニターする
端子でＳｉのレベルを較正するためのものである。

１６４はＳｉを加減する高周波可変減衰器で、減衰量既
知のものである。

１７は注入用信号の伝送線路である。この伝送損失も既
知の値でありＳｉの較正に用いられる。

１８１は結合量既知の方向性結合器である。以上のよう
にこの発明によれば、スイープ間相関処理装置ならびに
スキャン間相関処理装置を備えたパルス捜索レーダーの
目標検出追尾性能を定量的に測定することが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図である。 第２図は擬似目標信号の発生例を示す。第３図は目標検
出追尾限界性能の測定例を示す。 第４図はこの発明の具体的な一実施例を示す。 図において、１はレーダアンテナ、４は受信機、１２は
擬似目標信号発生器、１３はヒツト数指定器、１４は位
置指定器、１６は信号変換器を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 送信されたパルス信号の目標物による反射信号を受
   信機で受信し、その受信信号を量子化してスイープ間相
   関処理およびスキャン間相関処理を施すことにより目標
   の検出追尾をするパルス捜索レーダのレーダ受信機の前
   段から、ヒント数ｎと電力レベルＳｉとが設定されたパ
   ルス信号を擬似目標信号として注入し、出力された航跡
   データにより、上記ヒツト数ｎのうち設定数以上のパル
   スを検出したスキャン数と総スキャン数との比率から目
   標検出追尾確率を求め、上記擬似目標信号の電力レベル
   Ｓｉを順次変化させることによって求ｌる上記電力レベ
   ルＳｉと上記目標検出追尾確率との関係から、設定され
   た目標検出追尾確率に対応する電力レベルの値を定め、
   この電力レベルの値をレータ゛方程式上定義された最小
   検知可能信号電力レベルに換算し、この最小検知可能信
   号電力レベルから最大検知距離を求めるようにしたパル
   ス捜索レーダの目標検出追尾性能測定方法。 ２ レーダの送信波と同一の周波数でかつ繰返し周波数
   ならびにパルス幅が送信波と同一であるパルス信号を発
   正する手段、上記パルス信号のヒツト数、発生位置、お
   よび電力レベルを設定する１段、むよび上記パルス信号
   をレーダ受信機の前回階から注入する手段を備えたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法の実施に
   使用する擬似目標信号注入装置。