JPS6219780A

JPS6219780A - 複合目標検知方式

Info

Publication number: JPS6219780A
Application number: JP15801885A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Kawasaki; 川崎　繁男
Original assignee: Japan Steel Works Ltd; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Current assignee: Japan Steel Works Ltd; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Priority date: 1985-07-19
Filing date: 1985-07-19
Publication date: 1987-01-28
Also published as: JPH0330114B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、目標の輝度温度が背景のそれよりも低く、か
つ目標の電磁波反射率が、背景のそれより大きいとき、
電磁波を照射してそれより得られる目標−背景反射電力
パターンのみで目標を検出するより、照射しないときの
目標−背景パターンと姐み合わせて、それらの差をとる
ことによって目標−背景間のコントラストを高めるよう
にした複合目標検知方式に関するものである。

（本発明の背景）従来のマイクロ波や赤外線等を用いたレーダでは、照射
した電磁波の反射型カバターンを基本として目標を検出
するという方法をとっている。これは、例えば地上から
航空機等を検知すもといったような背景からの反射電力
がほとんどない場合の目標検知や、航空機搭載用のサイ
ドルッキングレーダのように背景の反射電力があっても
、目標等のドツプラー周波数の変化を検知し、そのデー
タをいくつも重ねて高分解能を得るといった場合に有効
性を発揮している。

一方、電磁波を照射しないパッシブ方式の検知装置にお
いては、自然現象をそのまま利用して目標を検知するも
ので、目標が検知できるためには、目標と背景の間に輝
度温度差がなければならない。

この場合の現象としては、目標の方が輝度温度が高い場
合と、背景のそれが高い場合の二種類がある。共に人工
的な欺まんに強いという利点がある。

上記のアクティブ及びパッシブの両検知方式を具備した
装置を製作することは可能であるが、前者はハードウェ
アが、後者は伝播損失が重要なポイントとなる。しかし
、目標識別の点から、各々の方式を単独で用いて目標を
検知するよりも更に大きい目標−背景間のコントラスト
を得ることが強く望まれている。

（従来の技術）第３図のブロック線図及び第４図のタイムチャートを用
いて従来技術の例について説明する。

初めにアクティブ方式について説明する。送信源２１の
出力１とパルス発生器２３の出力２とをパルス変調器２
２に入力し、パルス変調器出力３を得る。それを電力増
幅器２４に入力し、電力増幅器出力４を得、それを送信
アンテナ２５より送信出力５として目標方向に照射する
。目標及び背景からの反射波は受信入力１０として受信
アンテナ３１によって受信されて受信アンテナ出力１１
となる。この信号と局部発振器３３の出力１２とを混合
器３２に入力し、その出力１３を得る。これを中間周波
増幅器３４に入力し、中間周波増幅器出力１４となり、
これを検波器３５に入力して検波器出力１５を得る。

次にパッシブ方式について説明する。この方式はアクテ
ィブ方式の受信系すなわち受信アンテナ３１乃至検波器
３５までの構成のみを用いているものセある。この場合
には、目標及び背景より自然に放射される電磁波が受信
入力１０となる。以下の信号の流れは上記と重複するの
で省略する。

第４図のタイムチャートは、アクティブ方式とパッシブ
方式による検知を交互に行った場合で、目標の輝度温度
は、背景のそれに対して小さい場合である。第４図（Ａ
）は第３図の出力２を、同図（Ｂ）は送信出力５を、同
図（Ｃ）は受信アンテナ出力１１を、同図（Ｄ）の上段
はアクティブ方式における検波器出力１５を、下段はパ
ッシブ方式における検波器出力１５をそれぞれ示してい
る。捜索方向は第５図のごとき状況の例のように計測距
離を一定値Ｒとして角度方向に動がしたものであり、パ
ルス２の方向に目標がある場合を示す。

これらに示されたように、従来は第４図の検波器出力１
５に現れた各々の方式の検知信号を単一で又は複数個重
ねることによって目標を検出していた。

（発明が解決しようとする問題点）一般に、アクティブ方式にあっては比較的検知ｌ［離が
長く、パッシブ方式にあっては妨害に対して強いという
利点を持っている。しかし、パッシブ方式において検知
信号が有効となる範囲は伝播損失によってかなり制限さ
れ、更に気象現象や目標の色、形によって左右されると
いった欠点があり、受信性能の向上に多大の努力が払わ
れている。

また、アクティブ方式においても、背景からの反射電力
が大きくなってくる状況では目標識別能力が落ちるため
、送信周波数に種々の工夫をこらしたり、多量の受信デ
ータを高速で処理するといったようにハードウェアにが
なりの負担を強いられることになる。

更にアクティブ方式においては、マイクロ波帯以下の周
波数を用いて検知する時のように、目標−背景間の輝度
温度差が小さければ、レーダ性能や目標の有効反射面積
によって目標検知能力は決められるが、目標−背景間の
輝度温度差が大きい場合、アクティブ方式の目標−背景
間のコントラストに劣化が生じ、レーダの目標検知能力
が劣化することになる。

第２図に第５図中の計測距離Ｒをパラメータとして、ミ
リ波アクティブ方式による受信信号とミリ波パッシブ方
式による受信信号との違いを示す。

この第２図で（Ａ）は参考までに一般的なマイクロ波レ
ーダの場合の受信信号を示し、（Ｂ）はミリ波パッシブ
検知方式による受信信号、（Ｃ）はミリ波アクティブ検
知方式による受信信号である。この中で特に（Ｃ）のア
クティブ検知方式での比較的近距離における目標−背景
間のコントラストの劣化を改善することが重要である。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記の点に鑑み、アクティブ方式において目
標を検知する場合、目標の輝度温度が背景の輝度温度よ
り小さい場合、それに電磁波を照射すれば、目標−背景
間のコントラストに劣化が生じるのでそれを改善し、レ
ーダの目標検知能力の向上を図った複合目標検知方式を
提供しようとするものである。

本発明は、パッシブ及びアクティブ両方式で検知可能な
周波数及びその範囲において、距離又は角度方向に沿っ
て目標及び背景の両方を含む一連の信号をパッシブ方式
で検知してパッシブ検知信号を得るとともに、前記パッ
シブ方式の検知経路と同じ経路をアクティブ方式で検知
してアクティブ検知信号を得て、このアクティブ検知信
号と前記パッシブ検知信号との差をとって差信号を作り
、この差信号の目標差信号部分と背景差信号部分との差
により目標を検知することによって、上記従来の問題点
を解決している。

（作用）本発明と従来技術との基本的な差は、アクティブ方式又
はパッシブ方式で個々に得られて処理されていた検知信
号を組み合わせて差をとり・一つの検知信号として使う
ところにある。従来技術の説明において述べた第４図（
Ｄ）の検波器出力１５は・アクティブ方式とパッシブ方
式では目標は逆の極性をもっている。この様子は第２図
（Ｂ）と（Ｃ）にも示されている。従って、両方式の検
知信号の差信号（目標部分の差と背景部分の差）を得る
ことにより目標−背景間のコントラストは改善されるこ
とになる。

（実施例）以下、本発明に係る複合目標検知方式の実施例を図面に
従って説明する。

第１図において、２１乃至２５．３１乃至３５のアクテ
ィブ方式の構成は従来の第３図と同様であり、この構成
に対しさらに、パッシブ方式の受信系４０（３１乃至３
５と同様の構成を含む）及び奇比較器４１が付加されている。ここで、アクティブ方式
による検知とパッシブ方式による検知とが時分割で実行
されるような場合には、比較器４１は検波器出力１５を
一時記憶する機能を合わせ持つ。

上記構成において、アクティブ方式による検知とパッシ
ブ方式による検知とを例えば交互に行い、両方式で検知
可能な周波数及びその範囲においで、距離又は角度方向
に沿って目標及び背景の両方を含む一連の信号をパッシ
ブ方式で検知してパッシブ方式の検波器出力１５を得る
とともに、前記パッシブ方式の検知経路と同じ経路をア
クティブ方式で検知してアクティブ方式の検波器出力１
５を得る。

さて、従来技術の説明において述べた第４図の検波器出
力１５は、アクティブ方式とパッシブ方式では同一目標
に対し逆の極性をもっている。この様子は第２図の（Ｂ
）、（Ｃ）にも示されている。

従って、比較器４１で両方式による検波器出力の差（目
標信号部分どうしの差、及び背景信号部分どうしの差）
を演算して比較器出力４２を得れば、目標−背景間のコ
ントラストは改善されることになる。すなわち、比較器
出力４２として得られる差信号における目標差信号部分
と背景差信号部分との差は大きくなる。

本発明は第２図の計測距離Ｒが比較的近距離において有
効であるので、これに限ってコントラスト改善の理由を
説明する。いま第２図（Ｂ）の信号が−２７，（ｋ）、
（Ｃ）の信号が２Ｔｏ（ｋ）で得られたとする。目標検
知に対するしきい値がアクティブ方式で３Ｔ、（ｋ）、
パッシブ方式で一３Ｔｏ（ｋ）であったとすると共に目
標としては認識されない。しがし、゛本発明のように（
Ｃ）−（Ｂ）という信号を前記比較器４１で作り、この
しきい値を３Ｔ、（ｋ）とすれば、これは目標であると
認識できる。これが第２図の（Ｄ）の信号である。本発
明方式による（Ｄ）の信号は目標からの反射電力そのも
のを目標検知に利用しているのに対し、アクティブ検知
方式のみによる（Ｃ）の信号は基準が異なっているにも
がかわらず目標−背景間のコントラストとして処理して
いるため、目標からの反射電力を目標検知に対して有効
にいかしきっていない。

このように非常に簡単な手段で目標−背景間のコントラ
ストを改善することができる。

（実施例の補足説明）（１）使用周波数は輝度温度差が検知できる周波数であ
ればよく、ミリ波でも赤外線でもよい。

（２）送信波形はパルス波方式でも連続波方式でもよく
、また、それに応じて装置が単一であっても、複数個で
もよい。

（３）本発明が従来技術より有効となるパラメータを距
離のみで説明したが、基本的にはアクティブ方式により
背景からの反射電力が大きくなり、パッシブ方式による
検知が可能な範囲であればよいので角度をパラメータに
とってもよい。

（４）本発明の方式を実現するにあたり、比較器４１等
を電子計算器のソフトウェアで実現してもよく、ハード
ウェアで行ってもよい。

（発明の効果）以上説明したように、本発明の複合目標検知方式によれ
ば、パッシブ及びアクティブ両方式で検知可能な周波数
及びその範囲において、距離又は角度方向に沿って目標
及び背景の両方を含む一連の信号をパッシブ方式で検知
してパッシブ検知信号を得るとともに、前記パッシブ方
式の検知経路と同じ経路をアクティブ方式で検知してア
クティブ検知信号を得て、このアクティブ検知信号と前
記パッシブ検知信号との差をとって差信号を作り、この
差信号の目標差信号部分と背景差信号部分との差により
目標を検知するようにしたので、次のような効果を得る
ことができる。

（１）背景からの反射電力が比較的大きくても比較的容
易に目標を検出することができる。

（２）本発明は、従来のアクティブ・パッシブ両方式で
検知でさる装置であれば信号処理部等、一部の変更のみ
でよいので、従来の装置がそのまま使え、従来のノンコ
ヒーレント検知方式レーダと組み合わせて使うことがで
きる。

（３）　アクティブ検知方式のみのレーダより目標検知
ｆ電力が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る複合目標検知方式の実施例を示す
ブロック線図、＄２図は各々の検知方式で得られる検知
信号パターンの比較を示す説明図、第３図は従来のアク
ティブ方式による送信系及び受信系のｖｔ戊を示すブロ
ック線図、第４図は第３図の動作を説明するためのタイ
ムチャート、第５図は第４図のタイムチャートに示され
た状況の説明図である。１・・・送信源出力、２・・・パルス発生器出力、３・
・・パルス変調器出力、４・・・電力増幅器出力、５・
・・送信出力、１０・・・受信入力、１１・・・受信ア
ンテナ出力、１２・・・局部発振器出力、１３・・・混
合器出力、１４・・・中間周波増幅器出力、１５・・・
検波器出力、２１・・・送信源、２２・・・パルス変調
器、２３・・・パルス発生器、２４・・・電力増幅器、
２５・・・送信アンテナ、３１・・・受信アンテナ、３
２・・・混合器、３３・・・局部発振器、３４・・・中
間周波増幅器、３５・・・検波器、４０・・・受信系、
４１・・・比較器、４２・・・比較器出力。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）パッシブ及びアクティブ両方式で検知可能な周波
数及びその範囲において、距離又は角度方向に沿って目
標及び背景の両方を含む一連の信号をパッシブ方式で検
知してパッシブ検知信号を得るとともに、前記パッシブ
方式の検知経路と同じ経路をアクティブ方式で検知して
アクティブ検知信号を得て、このアクティブ検知信号と
前記パッシブ検知信号との差をとって差信号を作り、こ
の差信号の目標差信号部分と背景差信号部分との差によ
り目標を検知することを特徴とする複合目標検知方式。