JP2008064673A - Passive radar device - Google Patents
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Abstract
【課題】各パッシブセンサと処理装置との間におけるデータ量を削減してセンサの小型軽量化およびシステムの秘匿性を確保し、かつ各センサの位置変更等にかかわらず所望の方位について正確な処理データを得る。
【解決手段】各パッシブセンサは、自己位置を取得する位置情報取得手段、自己位置と他センサの位置情報から自己の絶対方位を算出する絶対方位算出手段、処理装置側が指示した観測方位と自己の絶対方位に基づいて特定方位の受信信号のみの選択を制御する受信制御手段、無指向性受信空中線で取得した受信信号の中から選択した特定方位の信号のみを自己位置、絶対方位と共に処理データとして送る探索データを生成する受信手段を備え、処理装置は、各センサからの処理データに基づいて目標の検出、測位を行う信号処理手段、目標の追尾処理を行うデータ処理手段を備える。
【選択図】図1An object of the present invention is to reduce the amount of data between each passive sensor and a processing device to ensure the size and weight of the sensor and the confidentiality of the system, and to accurately process a desired direction regardless of the position change of each sensor. Get the data.
Each passive sensor includes position information acquisition means for acquiring its own position, absolute direction calculation means for calculating its own absolute direction from its own position and position information of other sensors, an observation direction indicated by the processing device side, and its own position. Reception control means for controlling the selection of only reception signals in a specific direction based on the absolute direction, only signals in a specific direction selected from the reception signals acquired by the omnidirectional reception antenna as self-position and absolute direction as processing data The processing apparatus includes a receiving unit that generates search data to be sent, and a processing unit includes a signal processing unit that performs target detection and positioning based on processing data from each sensor, and a data processing unit that performs target tracking processing.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、分散配置された複数のパッシブセンサを用いて航空機、ミサイル、ヘリコプタ等の飛翔目標や海上の船舶等を捜索するパッシブレーダ装置に関するものである。 The present invention relates to a passive radar device that searches for a flight target such as an aircraft, missile, and helicopter, a marine vessel, and the like by using a plurality of distributed passive sensors.
捜索を行うレーダ装置は、航空機、ミサイル等の飛翔目標や船舶等を発見することを目的とするため、その監視可能な範囲としては、近距離から遠距離にわたり、できるだけ広い範囲が望まれる。また、レーダ装置の秘匿性の向上、小型軽量化が要求されるため、自らは電波を放射せず、周回衛星等から発する電波の直接波と、目標からの反射波を用いて目標の測位を行うパッシブ型のレーダ装置が考えられてきた(例えば特許文献1参照)。しかし、パッシブ型のレーダ装置の場合、衛星等から発する電波の強度が微弱であるため、探知性能が低いという問題がある。この欠点を解消するため、図6に示すように、複数のパッシブセンサを広範囲に分散して配置し、各センサで得られた目標情報を1つの処理装置に集めて一括管理し、測位処理する方法を採り入れたパッシブレーダ装置が考え出された。この方法により、個々のパッシブセンサの探知性能は低くとも、複数のパッシブセンサを用いることにより広範囲の領域の監視が可能となる。 The radar device that performs the search is intended to find a flight target such as an aircraft or a missile, a ship, or the like. Therefore, the range that can be monitored is desired to be as wide as possible from a short distance to a long distance. In addition, since the radar device is required to improve confidentiality and reduce size and weight, it does not radiate radio waves, and it uses the direct waves of radio waves emitted from orbiting satellites and the reflected waves from the target to measure the target. A passive radar device has been considered (see, for example, Patent Document 1). However, in the case of a passive radar device, there is a problem that the detection performance is low because the intensity of radio waves emitted from a satellite or the like is weak. In order to eliminate this drawback, as shown in FIG. 6, a plurality of passive sensors are distributed over a wide range, target information obtained by each sensor is collected in one processing device, collectively managed, and positioning processing is performed. A passive radar device was devised that adopted the method. By this method, even if the detection performance of each passive sensor is low, it is possible to monitor a wide area by using a plurality of passive sensors.
しかしながら、従来のパッシブ型レーダ装置は、以上のように構成されているので、分散配置された複数のパッシブセンサと処理装置間における処理データの通信量が多く、例えば、各パッシブセンサにおいて処理された処理データを処理装置に対して無線送信する場合には、各パッシブセンサにおいて使用される無線機に大きな送信電力が必要となる。そのため、センサ自身が大型化し、さらに電波が傍受されやすく秘匿性が低下するという問題があった。一方、有線により伝送する場合には、通信ケーブルの大型重量化に影響を及ぼすという問題があった。
また、パッシブ型レーダ装置では、目標の測位を行うために、各パッシブレーダの位置と絶対方位が必要である。この位置についてはGPS(Global Positioning System)により取得可能であるが、絶対方位についてはGPS単体では取得できない。そのため、例えば、各パッシブレーダの位置を観測に際して予め決めた位置に固定しておかなければ外部指揮システム等から指示された方位について正確な処理データを得ることができないという問題があった。移動型のレーダシステムの構築を考えた場合、探知性能向上のため、パッシブセンサは位置変更あるいは増設展開できることが望ましいが、従来のものは臨機に対応できるものではなかった。
However, since the conventional passive radar device is configured as described above, there is a large amount of processing data communication between a plurality of distributed passive sensors and processing devices. For example, the processing is performed by each passive sensor. When processing data is wirelessly transmitted to the processing device, a large amount of transmission power is required for the wireless device used in each passive sensor. For this reason, there has been a problem that the sensor itself becomes large, and radio waves are easily intercepted, resulting in a decrease in confidentiality. On the other hand, when the transmission is performed by wire, there is a problem in that an increase in the weight and weight of the communication cable is affected.
In addition, in the passive radar device, the position and absolute direction of each passive radar are required to perform target positioning. This position can be acquired by GPS (Global Positioning System), but the absolute direction cannot be acquired by GPS alone. Therefore, for example, there is a problem that accurate processing data cannot be obtained for the direction instructed from an external command system or the like unless the position of each passive radar is fixed at a predetermined position for observation. Considering the construction of a mobile radar system, it is desirable that the passive sensor can be repositioned or expanded to improve the detection performance, but the conventional sensor cannot cope with the actual situation.
この発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、各パッシブセンサと処理装置との間における処理データの通信量を削減してパッシブセンサの小型軽量化およびシステムの秘匿性を確保し、かつ各パッシブセンサの位置変更等にかかわらず所望の方位について正確な処理データを得る新規なパッシブレーダ装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and reduces the amount of processing data communication between each passive sensor and the processing device, thereby ensuring the size and weight of the passive sensor and the confidentiality of the system. Another object of the present invention is to obtain a novel passive radar device that obtains accurate processing data for a desired direction regardless of the position change of each passive sensor.
この発明に係るパッシブレーダ装置は、複数のパッシブセンサを分散配置し、無線または有線により各パッシブセンサからの処理データを処理装置で収集し、目標の検出、測位、追尾の処理を行うパッシブレーダ装置において、各パッシブセンサは、受信したGPS情報から自己の位置を取得する位置情報取得手段と、取得された自己の位置と近くに在る他のパッシブセンサの位置情報に基づいて自己の絶対方位を算出する絶対方位算出手段と、処理装置側から受信した観測方位と算出された自己の絶対方位に基づいて特定方位の受信信号のみを選択する制御信号を生成する受信制御手段と、制御信号に基づいて、無指向性受信空中線により取得した受信信号の中から特定の方位の受信信号のみを選択して周波数変換、A/D変換を行い、自己の位置、絶対方位と共に処理データとして処理装置に送る探索データを生成する受信手段と、他のパッシブセンサおよび処理装置との間でデータ通信を行う送受信手段を備え、処理装置は、各パッシブセンサから受信した処理データに基づいて目標の検出、測位を行う信号処理手段と、当該信号処理手段で処理したデータに基づいて目標の追尾処理を行うデータ処理手段と、各パッシブセンサおよび外部の指揮システムとデータ通信を行う送受信手段を備え、観測方位の指示は、処理装置から、または外部の指揮システムから処理装置を介して各パッシブセンサに送信するようにしたものである。 The passive radar device according to the present invention is a passive radar device in which a plurality of passive sensors are dispersedly arranged, processing data from each passive sensor is collected by a processing device by wireless or wired, and target detection, positioning, and tracking processing are performed. In each of the passive sensors, each passive sensor obtains its absolute azimuth based on position information acquisition means for acquiring its own position from the received GPS information, and the position information of other passive sensors close to the acquired own position. An absolute azimuth calculating means for calculating, a reception control means for generating a control signal for selecting only a received signal of a specific azimuth based on the observed azimuth received from the processing device side and the calculated absolute azimuth, and on the basis of the control signal Thus, only the received signal of a specific direction is selected from the received signals acquired by the omnidirectional receiving antenna, and frequency conversion and A / D conversion are performed. Receiving means for generating search data to be sent to the processing device as processing data together with the position and absolute orientation of the processing device, and transmission / reception means for performing data communication between other passive sensors and the processing device. A signal processing means for detecting and positioning a target based on the received processing data; a data processing means for performing a target tracking process based on the data processed by the signal processing means; each passive sensor and an external command system; A transmission / reception means for performing data communication is provided, and an observation direction instruction is transmitted from the processing device or an external command system to each passive sensor via the processing device.
この発明によれば、各パッシブセンサは、処理装置または外部の指揮システムからの制御指示に基づき特定の方位のみの受信処理を実施し、その他の方位の処理は行わないようにしたので、処理装置へ伝送する処理データのデータ量を削減することができる。このことにより、通信用無線機の低送信電力化を図り、結果として、パッシブセンサの小型軽量化、秘匿化を図ることができる。一方、有線による伝送の場合には、データ量を削減により、通信ケーブルの小型軽量化を図ることができる。また、パッシブセンサがその絶対方位を自動的に決定できるようにしたので、センサを制限無く無作為に配置することが可能となり、移動型のレーダシステムとして、センサの位置変更あるいは拡張の臨機対応を可能にする。 According to the present invention, each passive sensor performs a reception process only in a specific direction based on a control instruction from the processing device or an external command system, and does not perform any other direction processing. The amount of processing data to be transmitted to can be reduced. As a result, it is possible to reduce the transmission power of the communication wireless device, and as a result, the passive sensor can be reduced in size and weight and concealed. On the other hand, in the case of wired transmission, the communication cable can be reduced in size and weight by reducing the amount of data. In addition, since the absolute direction of the passive sensor can be automatically determined, it is possible to arrange the sensor randomly without any restrictions, and as a mobile radar system, the sensor position can be changed or expanded. enable.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるパッシブレーダ装置の構成を示すブロック図である。
図1において、パッシブレーダ装置は、異なる位置に配置される複数のパッシブセンサ10,20および処理装置100で構成されている。なお、パッシブセンサの数は何個でもよいが、ここでは説明上2個を例として示している。
パッシブセンサ10,20は、自らはレーダ用の電波を発射せず、到来する電波の受信のみを行う手段で、いずれも同じ構成からなり、GPS空中線1、GPS受信部2、無指向性受信空中線3、受信部4、絶対方位算出部5、無線機6および受信制御部7を備えている。
GPS受信部2は、GPS空中線1により取得したGPS情報から自己の位置を算出する手段(位置情報取得手段)である。無指向性受信空中線3は、基準源が出す電波や目標によるその反射波を受信する手段である。絶対方位算出部5は、GPS受信部2で取得した自己の位置と他のパッシブセンサの位置に基づいて自己の絶対方位を算出する手段である。受信制御部7は、処理装置100側から受信した観測方位と算出された自己の絶対方位に基づいて特定の方位の受信信号のみを選択する制御信号を生成する手段である。受信部4は、受信制御部7の制御信号に基づいて、無指向性受信空中線3により取得した受信信号の中から特定方位の受信信号のみを選択して周波数変換、A/D変換を行い目標の検出、測位、追尾を行うために使用する処理データを生成する手段で、基本構成として方位検出部41、データ選択部42、周波数変換部43およびA/D変換部44を有している。無線機6は、他のパッシブセンサおよび信号処理部100との間でデータ通信を行う手段(送受信手段)である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a passive radar device according to
In FIG. 1, the passive radar device includes a plurality of
The
The
処理装置100は、パッシブセンサ10,20から得られた情報を用いて、目標の測位、クラッタ抑圧、ECCM、追尾等の信号処理、データ処理を行う手段で、無線機101、信号処理部102、データ処理部103を備えている。
無線機101は、パッシブセンサ10,20からの処理データの受信、各センサへ受信方位を指示する信号の送信、外部の指揮システムからの指示情報の受信、外部の指揮システムへの目標情報の送信等を行う手段である。信号処理部102は、パッシブセンサ10,20から受信した処理データに基づいて目標の検出、測位を行う手段である。データ処理部103は、信号処理部102で処理したデータに基づいて目標の追尾処理を行う手段である。
The
The
次に、動作について説明する。
パッシブセンサ10,20は、それぞれが配置されると、GPS空中線1によりGPS衛星が出すGPS情報を受信し、GPS受信部2において、取得したGPS情報に基づいて周知の方法で自己位置を算出する。次に、各パッシブセンサでは、取得した自己位置情報をそれぞれの無線機6を用いて最も近くに在る他のパッシブセンサ(この例では10と20の間とする)とそれぞれの自己位置情報のやり取りを行う。例えばパッシブセンサ20において、無線機6によりパッシブセンサ10の自己位置情報を受信すると、絶対方位算出部5により、図2に示す原理により、パッシブセンサ10の位置情報と自己(パッシブセンサ20)の位置情報から、自己に対するパッシブセンサ10の相対方位を求め、このパッシブセンサ10の相対方位と位置情報に基づいて自己(パッシブセンサ20)の絶対方位を算出する。パッシブセンサ10においても、同様な方法でパッシブセンサ10自身の絶対方位が算出される。
Next, the operation will be described.
When each of the
一方、パッシブセンサ10,20のそれぞれにおいて、無指向性受信空中線3により、例えば周回衛星や放送塔など既知の基準源が出す直接波や目標によるその反射波を受信する。受信部4において、方位検出部41により、無指向性受信空中線3で得られた受信信号から受信電波の到来方位を検出する。この方位は、周知のように、受信波形の分析、パルス圧縮、ドップラー処理、方位推定の手順で求められる。後述するように、データ選択部42に対して受信制御部7から特定方位の受信信号のみ選択する制御信号が与えられるので、データ選択部42では、方位を検出した受信信号の中から、その指定された方位の受信信号のみを選択する。選択された方位の受信信号を周波数変換部43でビデオ信号へ変換し、さらにA/D変換部44でA/D変換を行ってデジタルの探索データにする。取得した探索データは、パッシブセンサの位置情報とその絶対方位と共に、処理データとして無線機6により処理装置100へ送信される。
On the other hand, in each of the
処理装置100では、パッシブセンサ10,20からのそれぞれの処理データを無線機101で受信し、信号処理部102に与える。信号処理部102では、パッシブセンサ10,20で取得した探索データ、パッシブセンサの位置情報、その絶対方位に基づいて、目標の測位、クラッタ抑圧、ECCM(Electronic Counter-Counter Measures)処理等、従来と同様に目標の検出、測位を行う。また、データ処理部103では、目標の追尾処理を行う。外部の指揮システムと交信している場合は、信号処理部102およびデータ処理部103で取得した目標に関する結果データは無線機101により当該指揮システムへ送信される。
In the
次に、パッシブセンサの受信部4で行う特定方位の受信信号のデータ選択の動作について説明する。
処理装置100のオペレータまたは外部の指揮システムから特定の観測方位(絶対方位)の指示が与えられたとする。この指示は無線機101によりパッシブセンサ10,20へ送られる。各パッシブセンサでは、無線機6により指示を受信すると受信制御部7に与える。また、受信制御部7には絶対方位算出部5からセンサの自己の絶対方位も与えられている。受信制御部7では、指示が示す特定の観測方位と自己の絶対方位に基づいて受信方位を算出し、算出された受信方位の受信信号のみを選択指示する制御信号をデータ選択部42に与える。したがって、データ選択部42では、指示された方位の受信信号のみを選択して周波数変換部43に出力する。
この場合、各パッシブセンサが無線機6により処理装置100に伝送する処理データは、指示された特定方位のみのデータであり、全方位に関する処理データと比較すると、データ量が小さくなるため、無線機6の低送信電力化が図られる。
Next, the data selection operation of the reception signal in a specific direction performed by the
It is assumed that an instruction of a specific observation direction (absolute direction) is given from an operator of the
In this case, the processing data that each passive sensor transmits to the
以上のように、この実施の形態1によれば、各パッシブセンサにおいて、受信したGPS信号に基づいて自己の位置を取得し、取得された自己の位置と他のパッシブセンサの位置情報に基づいて自己の絶対方位を算出し、処理装置側から受信した観測方位と算出された自己の絶対方位に基づいて特定方位の受信信号のみを選択する制御信号を生成し、この制御信号に基づいて、無指向性受信空中線により取得した受信信号の中から特定の方位の受信信号のみを選択して周波数変換、A/D変換を行い処理装置に送信する処理データを生成し、処理装置では、各パッシブセンサからの処理データに基づいて目標の検出、測位を行い、そのデータを使用して目標の追尾処理を行うようにしている。したがって、各パッシブセンサが無線機により処理装置に伝送する探索データは、指示された特定方位のみのデータであるので、全方位に関する処理データに比べてデータ量を少なくできるため、無線機は低電力化でき、その結果、パッシブセンサの小型軽量化、秘匿化を図ることができる。また、各パッシブセンサは自己の絶対方位を自動的に算出できるため、センサを制限無く無作為に配置することが可能となり、移動型のレーダシステムとして、探知性能向上のための拡張に適したシステムとすることができる。
なお、この実施の形態1では、パッシブセンサ、処理装置、外部の指揮システム間の通信を全て無線機で行うことを前提として説明してきたが、代わりに有線による通信で行っても同様な処理を行うことができる。この場合は、送信する処理データのデータ量を少なくしたことにより、使用する通信ケーブルの小型軽量化を図ることが可能になる。
As described above, according to the first embodiment, each passive sensor acquires its own position based on the received GPS signal, and based on the acquired own position and position information of other passive sensors. Calculates its own absolute azimuth, generates a control signal that selects only a received signal of a specific azimuth based on the observed azimuth received from the processing device side and the calculated absolute azimuth, and based on this control signal, A processing data to be transmitted to a processing device is generated by selecting only a reception signal in a specific direction from reception signals acquired by a directional reception antenna, and performing frequency conversion and A / D conversion. The target is detected and measured based on the processing data from the target, and the target tracking processing is performed using the data. Therefore, since the search data transmitted by each passive sensor to the processing device by the wireless device is only data in the specified specific direction, the amount of data can be reduced compared to the processing data for all directions, so the wireless device has low power. As a result, the passive sensor can be reduced in size and weight and concealed. In addition, since each passive sensor can automatically calculate its own absolute direction, it is possible to randomly arrange the sensors without restriction, and as a mobile radar system, a system suitable for expansion to improve detection performance It can be.
Although the first embodiment has been described on the premise that all communication between the passive sensor, the processing device, and the external command system is performed by a wireless device, the same processing can be performed even by wired communication instead. It can be carried out. In this case, it is possible to reduce the size and weight of the communication cable to be used by reducing the amount of processing data to be transmitted.
実施の形態2.
図3はこの発明の実施の形態2に係るパッシブレーダ装置のデータ伝送経路を示す説明図である。ここでは、実施の形態1で説明したパッシブセンサと同タイプのパッシブセンサ10,20,30を2グループ配置した場合における処理データの伝送方法について述べる。
図3において、グループg1,g2のパッシブセンサ10,20,30は、互いに他のグループのセンサの監視範囲と重なり合わないようにし、かつ1つのグループ内のセンサは処理装置100との概略距離を予め決めて配置される。伝送グループg1を構成するパッシブセンサ10,20,30において、実施の形態1で述べた方法により、両矢印で示す関係で、センサ同士がそれぞれの自己の方位を算出する。センサ10,20,30のそれぞれが取得した自己の位置情報、絶対方位および特定方位の探索データからなる処理データは次のようにして伝送される。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a data transmission path of the passive radar device according to the second embodiment of the present invention. Here, a transmission method of processing data when two groups of
In FIG. 3, the
処理データの伝送に関して、処理装置100から一番遠いパッシブセンサ30に対しては、次に遠いセンサ20に伝送を行う許可が与えられる。またパッシブセンサ20に対しては、処理装置100から次に遠い(すなわち、図では一番近い)センサ10に処理データの伝送を行う許可が与えられる。またパッシブセンサ10に対しては、処理装置100に処理データの伝送を行う許可が与えられる。したがって、伝送グループg1では、パッシブセンサ30が取得した処理データは、センサ20、センサ10の順に転送され、処理装置100へ伝送される。また、パッシブセンサ20の処理データは、センサ10を経て処理装置100へ伝送され、パッシブセンサ10の処理データは、処理装置100へ直接伝送される。他方の伝送グループg2においても同様にして伝送される。
一方、処理装置100側から各パッシブセンサに出される観測方位の指示は、上記と逆の行程を辿って各パッシブセンサに転送される。
Regarding the transmission of processing data, the
On the other hand, the observation direction instruction issued from the
以上のように、この実施の形態2によれば、複数配置された各パッシブセンサで取得した処理データを、処理装置から最も遠い距離にあるパッシブセンサから近い距離にあるセンサに対して順次転送して処理装置に伝送し、一方、処理装置から出される観測方位の指示は、上記とは逆の行程を辿って各パッシブセンサに転送されるようにしたので、互いに短い距離にあるセンサ間同士で通信を行うため、実施の形態1のようにパッシブセンサが処理装置と直接通信する場合に比べ、低電力の無線機を使用することができ、その分秘匿性も向上でき、パッシブセンサの小型軽量化が可能になる。また、有線を用いて通信行うようにしてもよく、その場合には、通信ケーブルの引き回しを少なくすることができる。 As described above, according to the second embodiment, the processing data acquired by each of the plurality of passive sensors arranged in sequence is sequentially transferred to the sensor at a short distance from the passive sensor at the farthest distance from the processing device. On the other hand, the instruction of the observation direction issued from the processing device is transferred to each passive sensor by following the reverse process to the above, so between the sensors at a short distance from each other. Compared with the case where the passive sensor communicates directly with the processing apparatus as in the first embodiment, the low-power radio can be used, and the confidentiality can be improved accordingly, and the passive sensor is small and light. Can be realized. In addition, communication may be performed using wired communication, and in that case, the communication cable can be reduced.
実施の形態3.
図4はこの発明の実施の形態3によるパッシブレーダ装置の構成を示すブロック図である。
図4において、図1と異なる点について説明すると、パッシブセンサ11は、実施の形態1のパッシブセンサ10と略同じ構成であるが、パッシブセンサ21,31は、絶対方位算出部5を備えない構成となっている。この場合、パッシブセンサ11の絶対方位算出部5は、パッシブセンサ21,31からのそれぞれの位置情報と自己(パッシブセンサ11)の位置情報に基づいて、各パッシブセンサの絶対方位を計算する手段である。
また、この実施の形態3では、絶対方位算出部5を備えたパッシブセンサ11と、絶対方位算出部5を備えないパッシブセンサ21,31の3つのセンサを1組としてセンサグループを構成し、少なくとも1センサグループを或る領域に無作為に配置する。この場合、センサグループを構成している3つのパッシブセンサ11,21,31の相対位置関係は固定とする。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a passive radar device according to
In FIG. 4, points different from FIG. 1 will be described. The
Further, in the third embodiment, a sensor group is configured by combining three sensors of the
次に、動作について説明する。
センサグループを構成しているパッシブセンサ11,21,31のそれぞれは、搭載しているGPS受信部2により、各々の自己位置を取得する。パッシブセンサ21,31が取得したそれぞれの位置情報は、無線機6によりパッシブセンサ11に送られる。原理上、3点の位置情報が分かれば、方位の特定が可能であるので、パッシブセンサ11において、絶対方位算出部5が3つのパッシブセンサ11,21,31の位置情報に基づいて、各センサの相対方位、絶対方位を算出する。算出された絶対方位のうち、パッシブセンサ21,31の分の絶対方位は、無線機6により対応するセンサにそれぞれ伝送される。パッシブセンサ11,21,31は、取得した上記実施の形態1で述べた特定方位の探索データと自己の位置情報とその絶対方位からなる処理データを、無線機6を用いて処理装置100へ伝送する。特定方位の受信信号の選択の動作は、パッシブセンサ11の場合、上記実施の形態1で述べたと同じである。一方、パッシブセンサ21,31の場合は、無線機6から受信制御部7に対して、パッシブセンサ11で算出され伝送されてきた絶対方位と処理装置100側から伝送されてきた観測方位の指示が与えられ、受信制御部7は、同様にして受信部2を制御して指示された方位の受信信号のみを選択する。したがって、受信部2では、制御信号に基づいて、無指向性受信空中線1により取得した受信信号の中から特定の方位の受信信号のみを選択して周波数変換、A/D変換を行い、探索データを生成する。この探索データは、無線機6から自己の位置、絶対方位と共に処理データとして処理装置100に送られる。処理装置100では、受信した処理データに基づいて上記実施の形態1で述べた同様にして、目標の検出、測位、追尾の処理を行う。
Next, the operation will be described.
Each of the
以上のように、この実施の形態3によれば、相対位置関係を固定した3つのパッシブセンサを1組としてセンサグループを構成し、パッシブセンサ11,21,31において、位置情報取得手段(GPS空中線1、GPS受信部2)でそれぞれの位置を取得し、パッシブセンサ11の絶対方位算出部5で、各センサの位置情報に基づいてそれぞれのセンサの絶対方位を算出するようにしている。また、各パッシブセンサの受信制御部7は、処理装置100側から伝送されてきた観測方位の指示と自己の絶対方位に基づいて受信部2することにより、受信部2は指示された特定方位の受信信号のみを選択し探索データを生成する。したがって、各パッシブセンサが無線機により処理装置に伝送する探索データは、指示された特定方位のみのデータであるので、全方位に関する処理データに比べてデータ量を少なくできるため、無線機は低電力化でき、その結果、パッシブセンサの小型軽量化、秘匿化を図ることができる。また、センサグループを構成する3つのセンサの相対位置関係だけを固定としているが、各センサの絶対方位をグループ内の1つのセンサで自動的に算出できるため、センサをグループ単位で制限無く無作為に配置することが可能となり、移動型のレーダシステムとして、探知性能向上のための拡張に適したシステムとすることができる。なお、上記例では、各センサ間およびセンサと処理装置との通信は無線により実施していたが、有線により行うようにしてもよい。また、実施の形態3の上記例では、1つのセンサグループを構成するセンサが3つの場合について説明したが、センサの数は複数であれば幾つにしてもよい。
As described above, according to the third embodiment, a sensor group is formed by combining three passive sensors having a fixed relative positional relationship as a set, and the position information acquisition means (GPS aerial line) is set in the
実施の形態4.
図5はこの発明の実施の形態4に係るパッシブレーダ装置のデータ伝送経路を示す説明図である。
ここでは、複数のセンサグループG1〜G4が無作為に配置されている。センサグループG1〜G4のそれぞれは、上記実施の形態3で説明した、相対位置関係を固定した3つのパッシブセンサ11,21,31から構成されたものである。この場合、センサグループは、他のセンサグループの監視範囲が重なり合わないようにし、かつ処理装置100との概略距離を予め決めて配置される。
この実施の形態4では、各センサグループのパッシブセンサが取得した処理データを処理装置へ伝送する方法について説明する。
処理データの伝送に関して、今、センサグループG1,G2の組について考えた場合、処理装置100から一番遠いセンサグループG1に対しては、次に遠い(すなわち、図では処理装置100から一番近い)センサグループG2に処理データの伝送を行う許可が与えられる。詳しくは、G1とG2のパッシブセンサの中で、互いに最も近い位置にあるセンサ、すなわちG1のパッシブセンサ11とG2のパッシブセンサ31に許可が与えられる。G1内においては、残りのパッシブセンサ11,31は、取得した各処理データをパッシブセンサ21に伝送する。したがって、G1のパッシブセンサ11,21,31で取得した各処理データはパッシブセンサ21によりG2のパッシブセンサ31に伝送される。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a data transmission path of a passive radar device according to
Here, a plurality of sensor groups G1 to G4 are randomly arranged. Each of the sensor groups G1 to G4 is composed of the three
In the fourth embodiment, a method for transmitting the processing data acquired by the passive sensors of each sensor group to the processing device will be described.
Regarding the transmission of processing data, when considering a set of sensor groups G1 and G2, now, the sensor group G1 farthest from the
また、センサグループG2に対しては、処理装置100に処理データの伝送を行う許可が与えられる。詳しくは、G2のパッシブセンサの中で、処理装置100に最も近いセンサ21が処理装置100と通信を行う許可が与えられる。G2内においては、パッシブセンサ11,31は、取得した各処理データをパッシブセンサ21に伝送する。また、パッシブセンサ31は、G1から受け取ったG1内の各パッシブセンサで取得した処理データもパッシブセンサ21に伝送する。したがって、G2のパッシブセンサで取得した処理データとG1から受け取った処理データは、G2のパッシブセンサ21により処理装置100に伝送される。他方のセンサグループG3,G4の組においても同様にして伝送が行われる。
一方、処理装置100側から各パッシブセンサに出される観測方位の指示は、上記とは逆の行程を辿って各パッシブセンサに転送される。
In addition, for the sensor group G2, permission is given to the
On the other hand, the observation azimuth direction issued from the
以上のように、この実施の形態4によれば、実施の形態3で示した、3つのパッシブセンサから構成されたセンサグループを複数配置した場合、センサグループの各パッシブセンサで取得した処理データを、近くのセンサグループで、かつ自グループより処理装置に近いグループに順次転送していき、最終的に処理装置へと伝送し、一方、処理装置から出される観測方位の指示は逆の行程を辿って各パッシブセンサに転送するようにしたので、通信は短い距離のパッシブセンサ間で行うため、実施の形態3のように各組が直接処理装置と通信する場合に比べ、低電力の無線機を使用することができるため、小型軽量化が可能になり、また、その分秘匿性も向上する。また、有線を用いて通信行う場合には、通信ケーブルの引き回しを少なくすることができる。 As described above, according to the fourth embodiment, when a plurality of sensor groups composed of the three passive sensors shown in the third embodiment are arranged, the processing data acquired by each passive sensor of the sensor group is obtained. Then, the data is sequentially transferred to a nearby sensor group and a group closer to the processing device than its own group, and finally transmitted to the processing device. On the other hand, the observation direction instruction issued from the processing device follows the reverse process. Therefore, since communication is performed between passive sensors over a short distance, compared to the case where each set communicates directly with the processing device as in the third embodiment, a low-power radio device is used. Since it can be used, it is possible to reduce the size and weight and to improve the secrecy. Further, when communication is performed using wired communication, it is possible to reduce the routing of the communication cable.
上記各実施の形態では、目標からの電波を受信するパッシブレーダ装置の例について説明してきたが、この発明のパッシブレーダ装置は、必ずしも電波である必要は無く、電波以外の赤外線、光、音、磁気により測位を行うものであっても同様に適用でき、また、電波、赤外線、光、音、磁気の異なる種類のパッシブセンサを組み合わせて構成したものとしてもよい。 In each of the above embodiments, an example of a passive radar device that receives radio waves from a target has been described. However, the passive radar device of the present invention does not necessarily need to be radio waves, and infrared rays other than radio waves, light, sound, It can be applied in the same manner even if the positioning is performed by magnetism, and may be configured by combining different types of passive sensors of radio waves, infrared rays, light, sound, and magnetism.
1 GPS空中線(位置情報取得手段)、2 GPS受信部(位置情報取得手段)、3 受信空中線、4 受信部、5 絶対方位算出部、6,101 無線機、7 受信制御部、102 信号処理部、103 データ処理部、10,11,20,21,30,31 パッシブセンサ、41 方位検出部、42 データ選択部、43 周波数変換部、44 A/D変換部、100 処理装置、g1,g2 伝送グループ、G1〜G4 センサグループ。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
各パッシブセンサは、
受信したGPS情報から自己の位置を取得する位置情報取得手段と、
前記取得された自己の位置と近くに在る他のパッシブセンサの位置情報に基づいて自己の絶対方位を算出する絶対方位算出手段と、
前記処理装置側から受信した観測方位と前記算出された自己の絶対方位に基づいて特定方位の受信信号のみを選択する制御信号を生成する受信制御手段と、
前記制御信号に基づいて、無指向性受信空中線により取得した受信信号の中から特定の方位の受信信号のみを選択して周波数変換、A/D変換を行い、前記自己の位置、絶対方位と共に処理データとして前記処理装置に送る探索データを生成する受信手段と、
他のパッシブセンサおよび前記処理装置との間でデータ通信を行う送受信手段を備え、
前記処理装置は、
各パッシブセンサから受信した処理データに基づいて目標の検出、測位を行う信号処理手段と、
当該信号処理手段で処理したデータに基づいて目標の追尾処理を行うデータ処理手段と、
各パッシブセンサおよび外部の指揮システムとデータ通信を行う送受信手段を備え、
前記観測方位の指示は、前記処理装置から、または外部の指揮システムから前記処理装置を介して各パッシブセンサに送信することを特徴とするパッシブレーダ装置。 In a passive radar device that distributes a plurality of passive sensors, collects processing data from each passive sensor wirelessly or by wire, and performs target detection, positioning, and tracking processing.
Each passive sensor
Position information acquisition means for acquiring its own position from the received GPS information;
Absolute azimuth calculating means for calculating the absolute azimuth of the self based on the acquired position of the self and the position information of other passive sensors nearby.
A reception control means for generating a control signal for selecting only a reception signal in a specific direction based on the observation direction received from the processing device side and the calculated absolute self direction;
Based on the control signal, only the received signal of a specific direction is selected from the received signals acquired by the omnidirectional receiving antenna, frequency conversion and A / D conversion are performed, and processing is performed with the self position and the absolute direction. Receiving means for generating search data to be sent to the processing device as data;
A transmission / reception means for performing data communication with other passive sensors and the processing device;
The processor is
Signal processing means for detecting and positioning a target based on processing data received from each passive sensor;
Data processing means for performing target tracking processing based on data processed by the signal processing means;
It has transmission / reception means for data communication with each passive sensor and external command system,
The observation direction instruction is transmitted to each passive sensor from the processing device or from an external command system via the processing device.
相対位置関係を固定した複数のパッシブセンサを1組としてセンサグループを構成し、
当該センサグループのパッシブセンサの1つは、
受信したGPS情報から自己の位置を取得する位置情報取得手段と、
前記取得された自己の位置と残りのパッシブセンサの位置情報に基づいて各パッシブセンサの絶対方位をそれぞれ算出する絶対方位算出手段と、
前記処理装置側から受信した観測方位と前記算出された自己の絶対方位に基づいて特定方位の受信信号のみを選択する制御信号を生成する受信制御手段と、
前記制御信号に基づいて、無指向性受信空中線により取得した受信信号の中から特定の方位の受信信号のみを選択して周波数変換、A/D変換を行い、前記自己の位置、絶対方位と共に処理データとして前記処理装置に送る探索データを生成する受信手段と、
各パッシブセンサおよび前記処理装置との間でデータ通信を行う送受信手段を備え、
前記残りのパッシブセンサは、
前記1のパッシブセンサと同様な位置情報取得手段、受信制御手段、受信手段および送受信手段を備え、
前記処理装置は、
各パッシブセンサから受信した処理データに基づいて目標の検出、測位を行う信号処理手段と、
当該信号処理手段で処理したデータに基づいて目標の追尾処理を行うデータ処理手段と、
各パッシブセンサおよび外部の指揮システムとデータ通信を行う送受信手段を備え、
前記観測方位の指示は、前記処理装置から、または外部の指揮システムから前記処理装置を介して各パッシブセンサに送信することを特徴とするパッシブレーダ装置。 In a passive radar device that distributes a plurality of passive sensors, collects processing data from each passive sensor wirelessly or by wire, and performs target detection, positioning, and tracking processing.
A sensor group is composed of a plurality of passive sensors each having a fixed relative positional relationship,
One of the passive sensors in the sensor group is
Position information acquisition means for acquiring its own position from the received GPS information;
Absolute azimuth calculating means for calculating the absolute azimuth of each passive sensor based on the acquired position of the self and the position information of the remaining passive sensors,
A reception control means for generating a control signal for selecting only a reception signal in a specific direction based on the observation direction received from the processing device side and the calculated absolute self direction;
Based on the control signal, only the received signal of a specific direction is selected from the received signals acquired by the omnidirectional receiving antenna, frequency conversion and A / D conversion are performed, and processing is performed with the self position and the absolute direction. Receiving means for generating search data to be sent to the processing device as data;
A transmission / reception means for performing data communication between each passive sensor and the processing device,
The remaining passive sensors are:
Position information acquisition means, reception control means, reception means and transmission / reception means similar to the passive sensor of the above 1,
The processor is
Signal processing means for detecting and positioning a target based on processing data received from each passive sensor;
Data processing means for performing target tracking processing based on data processed by the signal processing means;
It has transmission / reception means for data communication with each passive sensor and external command system,
The observation direction instruction is transmitted to each passive sensor from the processing device or from an external command system via the processing device.
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|---|---|---|---|---|
| JP2013515275A (en) * | 2010-03-08 | 2013-05-02 | エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー | Broadband passive tracking for augmented reality |
| US10769239B2 (en) | 2014-11-26 | 2020-09-08 | Maritime Radar Systems Limited | System for monitoring a maritime environment |
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