JP2910464B2 - Radar equipment - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はレーダ装置に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radar device.
【0002】[0002]
【従来の技術】図6は、従来のレーダ装置を示す図であ
り、1は特定方向の空間に送信波を放射し、反射波を受
信するフェイズドアレイアンテナ、2はアレイアンテナ
モジュールの位相制御により上記フェイズドアレイアン
テナ1のビームの指向を制御するビーム制御器、3は表
示座標を決定し、上記ビーム制御器に対してビーム指向
角度を指示する表示座標算出器、4は送信波を発生する
励振器、5は上記フェイズドアレイアンテナ1へ上記励
振器4から信号を供給し、受信信号を受信検波部へ供給
するサーキュレータ、6は上記サーキュレータ5からの
受信信号をディジタルビデオ受信信号へと変換する受信
器、7はレーダプラットフォームの動揺を検出する慣性
プラットフォームセンサ、8は目標とする地表点との距
離変化を線形と仮定して、表示座標決定時点での上記慣
性プラットフォームセンサ7からの自機動揺データと上
記表示座標算出器3からのビーム指向角度データよりレ
ンジビンをずらす周期を算出し、一定周期間隔でレンジ
ビンをずらす処理を行うレンジウォーク補償器、10は
上記慣性プラットフォームセンサ7からの自機動揺デー
タと上記表示座標算出器3からのビーム指向角度データ
から受信信号の位相変化量を実時間で算出する位相補償
データ発生器、14は上記位相補償データ発生器10か
らの位相補償データを用いてビデオ受信信号の位相を補
正する位相補償器、15はビーム内の方位方向に対応し
たドップラ周波数を検出するFFT(Fast Fou
rier Transform)演算器、16は上記F
FT演算器15から出力されるデータから特定の周波数
の振幅を検出する振幅検出器、17は上記振幅検出器1
6から出力されるデータを画像データに変換する画像デ
ータ変換器、18は上記画像データ変換器17から出力
される画像データを表示する表示器である。2. Description of the Related Art FIG. 6 is a diagram showing a conventional radar apparatus, in which 1 is a phased array antenna which radiates a transmission wave in a space in a specific direction and receives a reflected wave, and 2 is a phased array antenna by phase control of an array antenna module. A beam controller 3 for controlling the beam directivity of the phased array antenna 1 determines display coordinates, a display coordinate calculator for instructing the beam controller on a beam directivity angle, and 4 is an excitation for generating a transmission wave. A circulator 5 supplies a signal from the exciter 4 to the phased array antenna 1 and supplies a reception signal to a reception detector. A reception device 6 converts a reception signal from the circulator 5 into a digital video reception signal. 7 is an inertial platform sensor that detects the movement of the radar platform, and 8 is a linear and temporary change in the distance to the target surface point. Then, a cycle of shifting the range bin is calculated from the own motion data from the inertial platform sensor 7 at the time of determining the display coordinates and the beam directing angle data from the display coordinate calculator 3, and the range bin is shifted at regular intervals. The range walk compensator 10 performs phase compensation data generation for calculating the amount of phase change of the received signal in real time from the own motion data from the inertial platform sensor 7 and the beam pointing angle data from the display coordinate calculator 3. 14 is a phase compensator for correcting the phase of the video reception signal using the phase compensation data from the phase compensation data generator 10, and 15 is an FFT (Fast Fou) for detecting a Doppler frequency corresponding to an azimuthal direction in the beam.
rier Transform) computing unit, 16 is F
An amplitude detector for detecting the amplitude of a specific frequency from the data output from the FT calculator 15, and 17 is the amplitude detector 1
An image data converter 18 converts the data output from 6 into image data, and a display 18 displays the image data output from the image data converter 17.
【0003】従来のレーダ装置は上記のように構成さ
れ、図7において速度Vのレーダプラットフォーム23
から、表示座標検出器によって指示された方位角A、仰
角Bの目標とする地表点24に向けて、ビーム制御器2
による位相制御によりフェイズドアレイアンテナ1から
波長λの送信波を放射し、地表面からの反射波をフェイ
ズドアレイアンテナ1で受信し、反射波はサーキュレー
タ5を通り受信器6によってディジタルビデオ受信信号
に変換される。観測開始時刻(t=0)における目標地
点との距離をR(0)とし、t秒後における目標地点と
の距離をR(t)とする。機体が等速直線運動すると仮
定すれば、観測時間T内の目標との距離変化量は、慣性
プラットフォームセンサ7からの速度データVと、表示
座標算出器からのビーム指向角度データ(A,B)を用
いてVT cosA cosBで表わされる。この時の
レンジウォーク補償周期は、レンジ分解能をrとすると
r/(V cosA cosB)で表わされる。レンジ
ウォーク補償器8はディジタルビデオ受信信号に対し
て、r/(V cosA cosB)で求められるレン
ジウォーク補償周期でレンジビンのずれの補正を行う。
観測時刻tにおける目標地点との距離R(t)は、慣性
プラットフォームセンサ7からのプラットフォーム動揺
データV=(VX ,VY ,VZ)と表示座標算出器3か
らのビーム指向角度データ(A,B)を用いて次式で表
わされる。[0003] A conventional radar apparatus is constructed as described above.
From the beam controller 2 toward the target ground point 24 at the azimuth A and the elevation B indicated by the display coordinate detector.
Transmits a wave of wavelength λ from the phased array antenna 1 by phase control by the phase control, and receives a reflected wave from the ground surface by the phased array antenna 1, and the reflected wave passes through the circulator 5 and is converted into a digital video reception signal by the receiver 6. Is done. The distance to the target point at the observation start time (t = 0) is R (0), and the distance to the target point after t seconds is R (t). Assuming that the aircraft moves linearly at a constant speed, the amount of change in distance from the target within the observation time T is represented by the velocity data V from the inertial platform sensor 7 and the beam pointing angle data (A, B) from the display coordinate calculator. And expressed as VT cosA cosB. At this time, the range walk compensation period is represented by r / (V cosA cosB) where r is the range resolution. The range walk compensator 8 corrects the deviation of the range bin with respect to the digital video reception signal at a range walk compensation period determined by r / (V cosA cosB).
The distance R (t) from the target point at the observation time t is determined by the platform swing data V = (V X , V Y , V Z ) from the inertial platform sensor 7 and the beam directional angle data (A) from the display coordinate calculator 3. , B) is represented by the following equation.
【0004】[0004]
【数1】 (Equation 1)
【0005】このときの受信信号の位相変化dθ(t)
は、数1において平方根をテーラー展開した場合のtの
二次項以降をΔrとすれば次式で表わされる。At this time, the phase change dθ (t) of the received signal is obtained.
Is represented by the following equation, where Δr is the second and subsequent terms of t when the square root is Taylor-expanded in Equation 1.
【0006】[0006]
【数2】 (Equation 2)
【0007】ここで、Δrは許容誤差λ/8に対して非
常に小さいので、無視しても問題ない。位相補償データ
発生器10は実時間処理を行うため、数2においてΔr
を無視した次式を用いて有限ビット長の固定小数点演算
を行う。Here, since Δr is very small with respect to the allowable error λ / 8, there is no problem if it is ignored. Since the phase compensation data generator 10 performs real-time processing, Δr
The fixed-point operation of the finite bit length is performed using the following expression ignoring.
【0008】[0008]
【数3】 (Equation 3)
【0009】数3における括弧内の各項(VX t co
sA cosB,VY t sinAcosB,VZ t
sinB)の有限ビット長固定小数点演算の結果を(Δ
X,ΔY,ΔZ)とすると、算出される位相変化量Δθ
(t)は次の式で表わされる。The terms in parentheses in Equation 3 (V X t co
sA cosB, V Y t sinAcosB, V Z t
sinB) of the fixed-point operation with the finite bit length
X, ΔY, ΔZ), the calculated phase change amount Δθ
(T) is represented by the following equation.
【0010】[0010]
【数4】 (Equation 4)
【0011】位相補償器14は上記位相補償データ発生
器10で算出された位相変化量を用いてディジタルビデ
オ受信信号に対して位相補正を行い、FFT演算器15
によってビーム内の方位方向に対応したドップラ周波数
を検出し、振幅検出器16によって特定の周波数の振幅
を検出し、画像データ変換器17によって映像化を行っ
て表示器18に高分解能なグランドマップ画像を表示す
ることが出来る。The phase compensator 14 corrects the phase of the received digital video signal using the amount of phase change calculated by the phase compensation data generator 10,
To detect the Doppler frequency corresponding to the azimuth direction in the beam, the amplitude detector 16 detects the amplitude of a specific frequency, and the image data converter 17 performs imaging to display a high-resolution ground map image on the display 18. Can be displayed.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のレ
ーダにおいては、図8に示すように機体が航跡25、速
度V=(VX ,VY ,VZ )、角速度ωで、処理可能範
囲26に対して旋回を行った場合には、次のような問題
点があった。すなわち、従来の装置では、位相補償デー
タ発生器10による位相補償データの算出は、実時間処
理を可能とするために、有限ビット長固定小数点演算を
行っており、旋回時には演算誤差が増大していた。つま
り、数3における括弧内の各項の有限ビット長固定小数
点演算の結果を(ΔX,ΔY,ΔZ)とし、それぞれの
真値からの誤差量を(ΔeX ,ΔeY ,ΔeZ )とする
と、これらは慣性プラットフォームセンサ7より得られ
る自機動揺データV=(VX ,VY ,VZ )に対して係
数(KX ,KY ,KZ )に比例した演算誤差であり、
(ΔeX ,ΔeY ,ΔeZ )=(KX VX ,KY VY ,
KZ VZ )と書くことができる。各項の演算誤差の和を
Δe=ΔeX +ΔeY +ΔeZ とすると、直線飛行の場
合には、VY ≒0のためΔeY ≒0となり、Δe≒Δe
X +ΔeZ となるため、許容誤差範囲となる。角速度ω
で機体が旋回を行っている場合には、ΔeY =KY V
sin(ωt)となるため、時間の経過にしたがってΔ
eが増大し、許容誤差であるλ/8を超えるため、画像
の歪む原因となっていた。In the [0007] conventional radar as described above, the aircraft track 25 as shown in FIG. 8, the speed V = in (V X, V Y, V Z), the angular velocity omega, processable When the vehicle turns around the range 26, there are the following problems. That is, in the conventional apparatus, the calculation of the phase compensation data by the phase compensation data generator 10 is performed by a finite bit length fixed-point operation in order to enable real-time processing, and the operation error increases during turning. Was. That is, assuming that the result of the finite bit length fixed-point operation of each item in parentheses in Equation 3 is (ΔX, ΔY, ΔZ) and the error amount from each true value is (Δe X , Δe Y , Δe Z ). These are calculation errors proportional to the coefficients (K X , K Y , K Z ) with respect to the self-motion data V = (V X , V Y , V Z ) obtained from the inertial platform sensor 7,
(Δe X, Δe Y, Δe Z) = (K X V X, K Y V Y,
Can be written as K Z V Z). When the sum of the calculation error of each term and Δe = Δe X + Δe Y + Δe Z, in the case of the straight line flight, next .DELTA.e Y ≒ 0 for V Y ≒ 0, Δe ≒ Δe
Because the X + Δe Z, the allowable error range. Angular velocity ω
And the aircraft is turning, Δe Y = K Y V
sin (ωt), so that Δ
Since e increases and exceeds the allowable error λ / 8, it causes image distortion.
【0013】またレンジウォーク補償においては、レン
ジウォーク補償器8において目標との距離変化量が線形
に増加することを仮定して観測時間中にずれるレンジビ
ン数を算出していたため、距離変化量が線形に増加して
ゆかない旋回時においては、正確な補正が行えず、分解
能の劣化を招いていた。In the range walk compensation, the range walk compensator 8 calculates the number of range bins shifted during the observation time on the assumption that the distance change from the target increases linearly. When turning, which does not increase gradually, accurate correction cannot be performed, resulting in degradation of resolution.
【0014】さらに、機体が旋回した場合には、表示座
標算出器3による表示座標決定から、処理を行うまでの
時間変化によって、目標地点の機軸に対する角度が変化
し、目標地点に対する合成開口長が不足する場合におい
ても処理を行い、所定の分解能が得られていない画像を
表示していた。Further, when the aircraft turns, the angle of the target point with respect to the machine axis changes due to the time change from the display coordinate determination by the display coordinate calculator 3 to the processing, and the synthetic aperture length with respect to the target point is reduced. The processing is performed even in a case where the resolution is insufficient, and an image in which a predetermined resolution is not obtained is displayed.
【0015】そして、表示座標算出器3による表示座標
決定から、表示を行うまでに一定の時間を必要とするた
め、旋回によって目標とする地点と自機との方位方向の
位置関係が実際と表示上とで異なってしまうという現象
が生じていた。Since a certain period of time is required from the display coordinate determination by the display coordinate calculator 3 to the display, the positional relationship between the target point by turning and the own machine in the azimuth direction is actually displayed. The phenomenon that it differs from the above occurred.
【0016】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたもので、従来に比べてシミュレーショ
ンにより算出された位相補償量誤差成分データとレンジ
ウォーク補償周期をメモリに格納しておくことにより、
旋回を行っても精度良く位相補償と、レンジウォーク補
償を行うことができ、また、旋回によって目標地点に対
する合成開口長が不足し、所定の分解能が得られない場
合に目標地点に対する処理を行わず、さらに、自機と目
標地点との方位方向の位置関係にずれを表示において無
くすことができる装置を得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and stores, in a memory, phase compensation amount error component data and a range walk compensation cycle calculated by a simulation as compared with the related art. By doing
Even when turning, phase compensation and range walk compensation can be performed with high accuracy, and when the synthetic aperture length for the target point is insufficient due to the turn and a predetermined resolution cannot be obtained, processing for the target point is not performed. It is still another object of the present invention to provide a device capable of eliminating a deviation in the positional relationship between the own device and the target point in the azimuth direction in the display.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】この発明に係るレーダ装
置においては、シミュレーションによって得られた位相
補償量誤差成分データをメモリに格納しておき、慣性プ
ラットフォームセンサより得られる自機動揺データよ
り、速度ベクトルの変化率が一定になったことにより機
体が旋回状態であることを検出し、速度、角速度に応じ
て、最適な位相補償量誤差成分データを用いて、位相補
償データ算出器による位相補償データの補正を行うもの
である。In the radar apparatus according to the present invention, the phase compensation amount error component data obtained by the simulation is stored in a memory, and the speed is calculated based on the own motion data obtained from the inertial platform sensor. When the rate of change of the vector becomes constant, it is detected that the aircraft is in a turning state, and the phase compensation data is calculated by the phase compensation data calculator using the optimal phase compensation amount error component data according to the speed and angular velocity. Is corrected.
【0018】また、線形近似シミュレーションによる旋
回時のレンジウォーク補償周期をメモリに格納しておく
ことにより、目標との距離変化量が線形に増加しない場
合でも、速度、角速度に応じて一定周期のレンジウォー
ク補償を行うものである。Further, by storing the range walk compensation period at the time of turning based on the linear approximation simulation in the memory, even when the amount of change in the distance from the target does not increase linearly, the range of the constant period according to the speed and the angular speed is obtained. Walk compensation is performed.
【0019】さらに、旋回によって目標地点に対する合
成開口長が不足し、処理不可能となった場合、その地点
に対する処理を行わないように制御を行うものである。Further, when the synthetic opening length for the target point is insufficient due to the turning and processing becomes impossible, control is performed so as not to perform processing for that point.
【0020】さらにまた、旋回によって、自機と目標地
点との方位方向の位置関係が実際と表示上でずれる場
合、角速度より座標決定時から表示時点までの機軸の変
化を算出し、表示器に対して表示方位角の制御を行うも
のである。Further, when the azimuth positional relationship between the own aircraft and the target point is deviated from the actual one on the display due to the turning, the change of the machine axis from the coordinate determination time to the display time is calculated from the angular velocity and displayed on the display. On the other hand, the display azimuth is controlled.
【0021】[0021]
【作用】この発明においては、速度、角速度に応じて、
最適な位相補償量誤差成分データを用いて、位相補償デ
ータ算出器による位相補償データを精度良く補正するこ
とにより、旋回によって生ずる演算誤差の影響を小さく
することができる。According to the present invention, according to the velocity and the angular velocity,
By using the optimum phase compensation amount error component data to accurately correct the phase compensation data by the phase compensation data calculator, it is possible to reduce the influence of a calculation error caused by turning.
【0022】また、線形近似シミュレーションによる旋
回時のレンジウォーク補償周期をメモリに格納しておく
ことにより、目標との距離変化量が線形に増加しない場
合でも、一定周期のレンジウォーク補償を最小の誤差で
行うことができる。Further, by storing the range walk compensation cycle at the time of turning by the linear approximation simulation in the memory, even if the amount of change in the distance from the target does not increase linearly, the range walk compensation of a fixed cycle can be performed with the minimum error. Can be done with
【0023】さらに、旋回によって目標地点が処理不可
能な範囲に入った場合、その地点に対する処理を行わな
いようにすることができる。Further, when a target point enters a range where processing cannot be performed due to a turn, processing for that point can be prevented.
【0024】そして、旋回によって、自機と目標地点と
の方位方向の位置関係が実際と表示上でずれる場合、自
機の起動により目標と自機との現在の位置関係を算出
し、表示器に対して表示方位角の制御を行うことができ
る。If the azimuth positional relationship between the own device and the target point is deviated from the actual position on the display due to the turn, the current positional relationship between the target and the own device is calculated by activating the own device, and the display unit displays the current position. , The display azimuth can be controlled.
【0025】[0025]
【実施例】実施例1. 図1はこの発明の一実施例を示す図である。1〜7、1
0、14〜18は、上記従来装置と全く同一のものであ
る。8は従来のレンジウォーク補償器の動作に加えて、
外部からレンジウォーク補償周期を入力することができ
るレンジウォーク補償器、9は上記慣性プラットフォー
ムセンサ7からの自機動揺データの速度ベクトルの変化
率が一定になったことにより、機体が旋回状態であるこ
とを検出し、速度、角速度を出力する旋回条件検出器、
11はシミュレーションにより算出された位相補償量誤
差成分データを格納する誤差成分データメモリ、12は
上記誤差成分データメモリ11を用いて、上記位相補償
データ発生器10から出力される位相補償データに対し
て、上記旋回条件検出器9より出力される旋回条件に応
じた位相補償量誤差成分を補正する位相補償データ補正
器、13は旋回中の目標地点との距離変化に対して、線
形近似シミュレーションにより算出されたレンジウォー
ク補償周期データを格納する補償周期データメモリ、8
は従来のレンジウォーク補償器の動作に加えて、上記旋
回条件検出器9より出力される旋回条件に応じて上記補
償周期データメモリ13を用いてレンジウォークを補正
するレンジウォーク補償器、19はマッピング中に機体
が旋回することによって、目標地点に対する機軸の変化
により合成開口長が不足し、目標地点が処理可能範囲か
ら外れてしまう場合に、上記旋回条件検出器9より出力
される旋回条件に応じて、上記表示座標検出器3におけ
る座標決定時から処理開始までの機軸の変化を算出し、
その地点に対する処理を行わないように制御する処理制
御器、20はマッピング中に機体が旋回することによっ
て、目標地点と自機との方位方向の位置関係が実際と表
示上とで異なってしまう場合に、上記旋回条件検出器9
より出力される旋回条件に応じて、上記表示座標算出器
3における座標決定時から表示時点までの機軸の変化を
算出する目標地点座標算出器、21は上記目標地点座標
算出器20より得られる目標地点座標データにより、自
機と目標地点との方位方向の位置関係を上記表示器18
に対して制御する表示制御器、22は表示座標決定時か
ら処理開始および表示までの時間を上記処理制御器19
および目標地点座標算出器20に対して設定するタイミ
ング制御器である。[Embodiment 1] FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. 1-7, 1
Reference numerals 0 and 14 to 18 are exactly the same as those of the above-mentioned conventional apparatus. 8 in addition to the operation of the conventional range walk compensator,
The range walk compensator 9 to which the range walk compensation period can be input from the outside is in a turning state due to the fact that the rate of change of the speed vector of the self-oscillation data from the inertial platform sensor 7 has become constant. Turning condition detector that detects that
Numeral 11 denotes an error component data memory for storing phase compensation amount error component data calculated by simulation, and 12 denotes a phase compensation data output from the phase compensation data generator 10 using the error component data memory 11. A phase compensation data corrector 13 for correcting a phase compensation amount error component corresponding to the turning condition output from the turning condition detector 9. The phase compensation data corrector 13 calculates a change in distance from a target point during turning by a linear approximation simulation. A compensation cycle data memory for storing the obtained range walk compensation cycle data, 8
Is a range walk compensator that corrects range walk using the compensation period data memory 13 in accordance with the turning condition output from the turning condition detector 9 in addition to the operation of the conventional range walk compensator. When the aircraft turns during the rotation, the synthetic aperture length becomes short due to a change in the axis with respect to the target point, and the target point is out of the processable range. Then, the change of the axis from the coordinate determination in the display coordinate detector 3 to the start of the processing is calculated,
A processing controller 20 that controls not to perform the processing for the point, when the aircraft turns during the mapping, so that the positional relationship between the target point and the own aircraft in the azimuth direction differs between the actual and the display. In addition, the turning condition detector 9
The target point coordinate calculator 21 calculates the change in the axis from the coordinate determination time to the display time in the display coordinate calculator 3 according to the turning condition output from the display coordinate calculator 3. According to the point coordinate data, the positional relationship between the own aircraft and the target point in the azimuth direction is displayed on the display 18.
The display controller 22 controls the time from when the display coordinates are determined to when processing is started and when the display is performed.
And a timing controller set for the target point coordinate calculator 20.
【0026】前記のように構成されたレーダ装置におい
ては、旋回条件検出器9より検出される旋回条件が速度
V=(VX ,VY ,VZ )、角速度ωの場合には、位相
補償データ発生器10において数3により求められる位
相変化量は固定小数点演算であるため、(VX t co
sA cosB,VY t sinA cosB,VZt
sinB)の有限ビット長固定小数点演算の結果を
(ΔX,ΔY,ΔZ)とし、各項の演算結果の真値から
の誤差量を(ΔeX ,ΔeY ,ΔeZ )=(KXVX ,
KY VY ,KZ VZ )とする。速度V=(VX ,VY ,
VZ )、角速度ωので機体が旋回を行っている場合に
は、各項の演算誤差は(ΔeX ,ΔeY ,ΔeZ )=
(KX V cos(ωt),KY V sin(ωt),
KZ VZ )で表わされる。各項の演算誤差の和をΔe=
ΔeX ,ΔeY ,ΔeZ とすると、この位相変化量演算
誤差27は図2に示すように時間によって変化する。位
相補償量誤差成分ΔEは、位相変化量演算誤差27とテ
ーラー展開による平方根の近似誤差Δrの和となり、次
式によって求められる。[0026] In the configuration radar apparatus as described above, the turning condition speed detected from the turning condition detector 9 V = (V X, V Y, V Z), when the angular velocity ω, the phase compensation Since the amount of phase change calculated by the equation 3 in the data generator 10 is a fixed-point operation, (V X t co
sA cosB, V Y t sinA cosB , V Z t
sinB), the result of the finite bit length fixed-point operation is (ΔX, ΔY, ΔZ), and the error amount from the true value of the operation result of each term is (Δe X , Δe Y , Δe Z ) = (K X V X ,
K Y V Y, and K Z V Z). Speed V = (V X , V Y ,
V Z ) and the angular velocity ω, when the body is turning, the calculation error of each term is (Δe X , Δe Y , Δe Z ) =
(K X V cos (ωt) , K Y V sin (ωt),
Represented by K Z V Z). Let Δe =
Assuming that Δe X , Δe Y , and Δe Z , the phase change amount calculation error 27 changes with time as shown in FIG. The phase compensation amount error component ΔE is the sum of the phase change amount calculation error 27 and the approximate error Δr of the square root by Taylor expansion, and is obtained by the following equation.
【0027】[0027]
【数5】 (Equation 5)
【0028】この結果を誤差成分データメモリ11に格
納しておき、位相補償データ発生器10により算出され
る位相補償データを、旋回条件検出器9より検出される
旋回条件に応じて、位相補償データ補正器12において
次式の演算を行って補正する。The result is stored in the error component data memory 11, and the phase compensation data calculated by the phase compensation data generator 10 is converted into the phase compensation data according to the turning condition detected by the turning condition detector 9. Correction is performed by the following formula in the corrector 12.
【0029】[0029]
【数6】 (Equation 6)
【0030】また、速度V、角速度ωで機体が旋回を行
っている場合には、目標地点との距離変化量28は次式
によって表わされる。When the aircraft is turning at the velocity V and the angular velocity ω, the distance change amount 28 from the target point is represented by the following equation.
【0031】[0031]
【数7】 (Equation 7)
【0032】この値は、時間に対して変化する図3に示
す曲線になる。サンプル点数をNとし、各サンプル点に
おける時間をtn (nは1〜Nの整数)とし、距離変化
量28をΔR(tn )とする。This value becomes a curve shown in FIG. 3 which changes with time. The number of sample points is N, the time at each sample point is t n (n is an integer from 1 to N), and the distance change amount 28 is ΔR (t n ).
【0033】[0033]
【数8】 (Equation 8)
【0034】(a,bは任意の実数)とし、Qを最小と
するようなbを求め、これをKとすると、距離変化量2
8は傾きKの直線29で近似されたことになる。この場
合のレンジウォーク補償周期は、レンジ分解能をrとす
ると、r/Kとなる。このレンジウォーク補償周期を補
償周期データメモリ13に格納しておき、目標との距離
変化量が線形に増加しない旋回時でも、旋回条件検出器
9より検出される旋回条件に応じて、補償周期データメ
モリ13のレンジウォーク補償周期を用いて、レンジウ
ォーク補償器8において一定周期間隔でレンジウォーク
補償を行う。(A and b are arbitrary real numbers), b is determined so as to minimize Q, and this is defined as K.
8 is approximated by a straight line 29 having a slope K. In this case, the range walk compensation cycle is r / K, where r is the range resolution. This range walk compensation cycle is stored in the compensation cycle data memory 13, and even when the turn does not linearly increase in the distance from the target, the compensation cycle data is stored in accordance with the turning condition detected by the turning condition detector 9. Using the range walk compensation cycle of the memory 13, the range walk compensator 8 performs range walk compensation at regular intervals.
【0035】さらに、図4において、処理可能角度範囲
30がθMIN 〜θMAX の場合、表示座標算出器3による
表示座標決定から処理開始までの時間をタイミング制御
器22によりT1 と設定した場合、旋回条件検出器9よ
り検出される角速度ωより、この間の機軸変化31はω
T1 で表わされる。表示座標算出器3からのビーム指向
角度データによる目標地点方位角32をθとすると、θ
ーωT1 <θMIN または、θーωT1 <θMAX の場合に
は、合成開口長が不足し所定の分解能が得られないた
め、処理制御器18によりその地点に対する処理を行わ
ないように制御する。例えば、図4において表示座標決
定時目標地点24が処理不可能な範囲33に入った場
合、処理を行わないように制御する。Further, in FIG. 4, when the processable angle range 30 is from θ MIN to θ MAX , the time from the display coordinate determination by the display coordinate calculator 3 to the start of the processing is set to T 1 by the timing controller 22. From the angular velocity ω detected by the turning condition detector 9, the machine axis change 31 during this time is ω
Represented by T 1. Assuming that the target point azimuth angle 32 based on the beam directivity angle data from the display coordinate calculator 3 is θ, θ
In the case of -ωT 1 <θ MIN or θ-ωT 1 <θ MAX , the synthetic aperture length is insufficient and a predetermined resolution cannot be obtained. I do. For example, in FIG. 4, when the target point 24 at the time of display coordinate determination enters a range 33 where processing is not possible, control is performed so that processing is not performed.
【0036】そして、図5において、表示座標算出器3
からのビーム指向角度データによる目標地点方位角32
をθとし、表示座標決定から表示までの時間をタイミン
グ制御器22によりT2 と設定した場合、表示時点まで
の機軸変化34は、旋回条件検出器9より検出される角
速度よりωT2 で表わされる。目標地点座標算出器20
においてωT2 を算出し、表示制御器21によって表示
器18に対して、表示方位角35をθ−ωT2 とする制
御を行う。In FIG. 5, the display coordinate calculator 3
Target azimuth angle 32 based on beam pointing angle data from
When the time from display coordinate determination to display is set to T 2 by the timing controller 22, the machine axis change 34 until the display time is represented by ωT 2 from the angular velocity detected by the turning condition detector 9. . Target point coordinate calculator 20
ΩT 2 is calculated, and the display controller 21 controls the display 18 so that the display azimuth angle 35 is θ−ωT 2 .
【0037】[0037]
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下で記載されるような効果を奏する。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.
【0038】最適な位相補償量誤差成分データを用い
て、位相補償データ算出器による位相補償データを精度
良く補正することにより、旋回によって生ずる演算誤差
の増大による画質の低下を防ぐことができる。By accurately correcting the phase compensation data by the phase compensation data calculator using the optimum phase compensation amount error component data, it is possible to prevent the image quality from deteriorating due to an increase in calculation error caused by turning.
【0039】また、目標との距離変化量が線形に増加し
ない場合でも、旋回に応じた補償周期データにより、線
形のレンジウォーク補償を最小の誤差で行うことがで
き、分解能の劣化を防ぐことができる。Further, even when the amount of change in distance from the target does not increase linearly, linear range walk compensation can be performed with a minimum error by using the compensation cycle data corresponding to the turn, and degradation of resolution can be prevented. it can.
【0040】さらに、旋回によって目標地点との角度が
変化し、合成開口長が不足するため処理不可能となった
場合、その地点に対する処理を行わないように制御する
ことにより、画質の悪い画像を表示するために費す処理
時間を削除することができる。Further, when the angle with the target point changes due to the turning and the processing becomes impossible due to the shortage of the synthetic aperture length, by controlling so as not to perform the processing for the point, an image with poor image quality is obtained. The processing time spent for displaying can be eliminated.
【0041】そして、旋回によって、自機と目標地点と
の方位方向の位置関係が表示上でずれる場合、自機の機
動により現在の目標との方位方向の位置関係を算出する
目標地点座標算出器の目標地点座標データを用いて表示
方位角を制御することにより、表示上のずれを無くすこ
とができる。When the azimuth positional relationship between the own aircraft and the target point is displaced on the display due to the turn, a target point coordinate calculator for calculating the azimuth positional relationship with the current target by maneuvering the own aircraft. By controlling the display azimuth angle using the target point coordinate data, it is possible to eliminate a display shift.
【図1】この発明の実施例であるレーダ装置を示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing a radar apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】位相補償データ発生器の誤差量を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing an error amount of a phase compensation data generator.
【図3】目標との距離変化量とその線形近似を示す図で
ある。FIG. 3 is a diagram illustrating a distance change amount from a target and a linear approximation thereof.
【図4】処理不可能な範囲を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an unprocessable range.
【図5】座標決定時と表示時点での目標地点方位角のず
れを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a deviation of a target point azimuth angle between a coordinate determination time and a display time point.
【図6】従来のレーダ装置を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a conventional radar device.
【図7】航空機と目標地点との幾何学的関係を示す図で
ある。FIG. 7 is a diagram showing a geometric relationship between an aircraft and a target point.
【図8】表示座標に対する航空機の軌跡を示す図であ
る。FIG. 8 is a diagram illustrating a locus of an aircraft with respect to display coordinates.
1 フェイズドアレイアンテナ 2 ビーム制御器 3 表示座標算出器 4 励振器 5 サーキュレータ 6 受信器 7 慣性プラットフォームセンサ 8 レンジウォーク補償器 9 旋回条件検出器 10 位相補償データ発生器 11 誤差成分データメモリ 12 位相補償データ補正器 13 補償周期データメモリ 14 位相補償器 15 FFT演算器 16 振幅検出器 17 画像データ変換器 18 表示器 19 処理制御器 20 目標地点座標算出器 21 表示制御器 22 タイミング制御器 23 レーダプラットフォーム 24 目標地点 25 航跡 26 処理可能範囲 27 位相変化量演算誤差 28 目標地点との距離変化量 29 傾きKの近似直線 30 処理可能範囲 31 表示座標決定から処理開始までの機軸変化 32 座標決定時目標地点方位角 33 処理不可能な範囲 34 表示座標決定から表示までの機軸変化 35 表示方位角 Reference Signs List 1 phased array antenna 2 beam controller 3 display coordinate calculator 4 exciter 5 circulator 6 receiver 7 inertial platform sensor 8 range walk compensator 9 turning condition detector 10 phase compensation data generator 11 error component data memory 12 phase compensation data Corrector 13 Compensation cycle data memory 14 Phase compensator 15 FFT calculator 16 Amplitude detector 17 Image data converter 18 Display 19 Processing controller 20 Target point coordinate calculator 21 Display controller 22 Timing controller 23 Radar platform 24 Target Point 25 Wake 26 Processable range 27 Phase change amount calculation error 28 Distance change from target point 29 Approximate straight line of slope K 30 Processable range 31 Machine axis change from display coordinate determination to processing start 32 Target point azimuth angle at coordinate determination 33 Processing not possible 35 Display azimuth axis changes to the display from a range 34 displayed coordinate determination
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−160515(JP,A) 特開 平6−27235(JP,A) 特開 平4−262286(JP,A) 特開 平3−78686(JP,A) 特開 平2−99881(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-160515 (JP, A) JP-A-6-27235 (JP, A) JP-A-4-262286 (JP, A) JP-A-3-302 78686 (JP, A) JP-A-2-99881 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01S 7/00-7/42 G01S 13/00-13/95
Claims (4)
波を受信するフェイズドアレイアンテナと、アレイアン
テナモジュールの位相制御により、上記フェイズドアレ
イアンテナのビームの指向を制御するビーム制御器と、
表示座標を決定し、上記ビーム制御器に対してビーム指
向角度を指示する表示座標算出器と、送信波を発生する
励振器と、受信信号をディジタルビデオ受信信号へと変
換する受信器と、レーダプラットフォームの動揺を検出
する慣性プラットフォームセンサと、上記慣性プラット
フォームセンサからの自機動揺データと上記表示座標算
出器からのビーム指向角度データにより、目標とする地
表点との距離変化を線形と仮定してレンジビンのずれる
周期を算出し、一定周期間隔でレンジビンをずらす処理
を行うレンジウォーク補償器と、上記慣性プラットフォ
ームセンサからの自機動揺データより、速度ベクトルの
変化率が一定になったことにより、機体が旋回状態であ
ることを検出し、速度、角速度を出力する旋回条件検出
器と、上記慣性プラットフォームセンサからの自機動揺
データと上記表示座標算出器からのビーム指向角度デー
タにより、受信信号の位相変化量を実時間で算出する位
相補償データ発生器と、シミュレーションにより算出さ
れた位相補償量誤差成分を格納する誤差成分データメモ
リと、上記誤差成分データメモリを用いて、上記位相補
償データ発生器から出力される位相補償データに対し
て、上記旋回条件検出器より出力される旋回条件に応じ
て位相補償量誤差成分を補正する位相補償データ補正器
と、上記位相補償データ補正器からのデータを用いて受
信信号の位相を補正する位相補償器と、ビーム内の方位
方向に対応したドップラ周波数を検出するFFT(Fa
st Fourier Transform)演算器
と、上記FFT演算器から出力されるデータから特定の
周波数の振幅を検出する振幅検出器と、上記振幅検出器
から出力されるデータを画像データに変換する画像デー
タ変換器と、上記画像データ変換器から出力される画像
データを表示する表示器とを備えたことを特徴とするレ
ーダ装置。1. A phased array antenna that radiates a transmission wave to a space in a specific direction and receives a reflected wave, a beam controller that controls the beam direction of the phased array antenna by controlling the phase of an array antenna module,
Determining the display coordinates, and a display coordinate calculator for instructing beam pointing angle relative to the beam controller, and exciter for generating a transmission wave, a receiver for converting a received signal into a digital video receiving signal, Based on an inertial platform sensor that detects the radar platform's sway, the own sway data from the inertial platform sensor, and the beam directional angle data from the display coordinate calculator, it is assumed that the distance change from the target surface point is linear. The range walk compensator that calculates the shift cycle of the range bins and shifts the range bins at a fixed cycle interval, and the rate of change of the speed vector becomes constant based on the own motion data from the inertial platform sensor, A turning condition detector that detects that the aircraft is turning and outputs speed and angular velocity; A phase compensation data generator for calculating the amount of phase change of the received signal in real time based on the own-station shaking data from the platform sensor and the beam pointing angle data from the display coordinate calculator, and a phase compensation amount calculated by simulation An error component data memory for storing an error component, and using the error component data memory, the phase compensation data output from the phase compensation data generator according to the turning condition output from the turning condition detector. A phase compensation data corrector for correcting the phase compensation amount error component, a phase compensator for correcting the phase of the received signal using data from the phase compensation data corrector, and a Doppler frequency corresponding to the azimuth direction in the beam. FFT (Fa
(st Fourier Transform) calculator, an amplitude detector for detecting the amplitude of a specific frequency from the data output from the FFT calculator, and an image data converter for converting the data output from the amplitude detector to image data And a display for displaying image data output from the image data converter.
体が旋回中で目標地点との距離変化量が線形に増加しな
い場合に、線形近似シミュレーションにより算出された
レンジウォーク補償周期を用いて、上記旋回条件検出器
より出力される旋回条件に応じて、一定周期間隔でレン
ジウォーク補償を行うための補償周期データメモリを備
えたことを特徴とする請求項第1項記載のレーダ装置。2. The method according to claim 1, wherein the range walk compensator uses the range walk compensation period calculated by a linear approximation simulation to determine the turning condition when the amount of change in the distance from the target point does not increase linearly while the body is turning. 2. The radar apparatus according to claim 1, further comprising a compensation cycle data memory for performing range walk compensation at a fixed cycle interval according to a turning condition output from the detector.
び表示までの時間を設定するタイミング制御器と、この
タイミング制御器で設定された座標決定から処理開始ま
での設定時間と、上記表示座標算出器からのビーム指向
角度データと、上記旋回条件検出器より出力される旋回
条件により、マッピング中に機体が旋回することにより
生ずる処理不可能な地点に対する処理を行わないように
制御する処理制御器とを備えたことを特徴とする請求項
第1項記載のレーダ装置。3. A timing controller for setting the time from the determination of the mapping coordinates to the start and display of the processing, a set time from the determination of the coordinates set by the timing controller to the start of the processing, and the display coordinate calculator. And a processing controller that controls not to perform processing on a point that cannot be processed due to the turning of the aircraft during mapping, based on the beam directing angle data and the turning condition output from the turning condition detector. 2. The radar device according to claim 1, wherein:
でに一定の時間を必要とするため、マッピング中に機体
が旋回することにより、目標とする地点と自機との方位
方向の位置関係が実際と表示上で異なってしまう場合
に、上記旋回条件検出器より出力される旋回条件と、上
記タイミング制御器による座標決定から表示までの設定
時間により、座標決定から表示時点までの機軸の変化を
算出する目標地点座標算出器と、上記目標地点座標算出
器より得られる目標地点座標データと、上記座標算出器
からのビーム指向角度データにより自機と目標地点との
位置関係を正確に表示するように表示器の制御を行う表
示制御器を備えたことを特徴とする請求項第1項記載の
レーダ装置。4. Since a certain time is required from the determination of the mapping coordinates to the execution of the processing, the aircraft turns during the mapping, and the positional relationship between the target point and the own aircraft in the azimuth direction is actually determined. When the display is different from the display, the change of the machine axis from the coordinate determination to the display time is calculated by the turning condition output from the turning condition detector and the set time from the coordinate determination to the display by the timing controller. The target point coordinate calculator, the target point coordinate data obtained from the target point coordinate calculator, and the beam directing angle data from the coordinate calculator to accurately display the positional relationship between the own device and the target point. The radar apparatus according to claim 1, further comprising a display controller that controls the display.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR102071493B1 (en) * | 2018-12-21 | 2020-01-30 | 엘아이지넥스원 주식회사 | System and method for forming multi-beam |
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1992
- 1992-11-26 JP JP4316964A patent/JP2910464B2/en not_active Expired - Lifetime
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