JP2009002671A - Radar device - Google Patents

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Kazushi Kadota
和士 門田
Kenji Hattori
健司 服部
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an airborne radar device which is used for searching and tracking operations and reduces the ground clutter by controlling an antenna pattern in a minute computation time, in order to suppress incorrect detections such as a false detection, and incorrect tracking operations such as tracking clutters. <P>SOLUTION: The radar device being mounted on an aircraft and having a phased array antenna which can vary an antenna pattern by controlling a phase of an active module being a constituent, includes: a phase data storing memory having a phase table for previously storing phase data to be set in the active module for each roll angle, such that the antenna pattern of the phased array antenna has a low sidelobe on the earth surface side, when the attitude of the aircraft is controlled at an arbitrary roll angle; and a phase controlling section for setting the phase of the active module with phase data to be selected based on an input roll angle of the aircraft and to be read out of the phase table. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、航空機に搭載されるレーダ装置に関するものである。   The present invention relates to a radar apparatus mounted on an aircraft.

フェイズドアレイアンテナタイプの空中線を有するレーダ装置では、各々の素子における位相を制御することで、様々なアンテナパターンを選択し利用することが可能である。
不要波入射方向範囲のサイドローブレベルが下がったアンテナパターンを生成できる不要信号抑圧装置は、RF信号をIF信号に変換する受信機と、IF信号をディジタル同相・直交信号に変換するディジタル同相・直交信号変換手段と、同相・直交信号に基き受信ビームを形成する演算を行うディジタルマルチビーム形成手段と、予め取得したアレイマニフォルドを記憶するアレイマニフォルドデータ記憶手段と、ディジタルマルチビーム形成手段の出力信号から不要波入射方向範囲を計測しアレイマニフォルドデータ記憶手段からアレイマニフォルドを読み出して仮想信号を生成し、仮想信号から相関行列及び相互相関ベクトルを求めて荷重を計算する荷重計算手段と、選択手段に選択された出力信号に荷重を掛ける荷重係数器と、荷重係数器の信号を加算する加算器と、ディジタルマルチビーム形成手段の主ビーム方向に対応する出力信号から加算信号を減算する減算器とを設けた(例えば、特許文献1参照)。
In a radar apparatus having a phased array antenna type antenna, various antenna patterns can be selected and used by controlling the phase of each element.
An unnecessary signal suppression device that can generate an antenna pattern with a reduced side lobe level in the unwanted wave incident direction range is a receiver that converts an RF signal into an IF signal, and a digital in-phase / quadrature that converts an IF signal into a digital in-phase / quadrature signal From signal output means, digital multi-beam forming means for performing operations for forming a reception beam based on in-phase / quadrature signals, array manifold data storage means for storing previously acquired array manifolds, and output signals from the digital multi-beam forming means Select the load calculation means and the selection means to measure the unwanted wave incident direction range, read the array manifold from the array manifold data storage means, generate the virtual signal, calculate the correlation matrix and cross-correlation vector from the virtual signal and calculate the load A load coefficient multiplier that applies a load to the output signal It provided an adder for adding the signal of several units, and a subtractor for subtracting a sum signal from the output signal corresponding to the main beam direction of the digital multi-beam forming means (for example, see Patent Document 1).

特開2005−148051号公報JP 2005-148051 A

ところで、フェイズドアレイアンテナを有する航空機搭載用のレーダ装置では、通常ペンシルビームを捜索・追尾に用いているが、ペンシルビームのアンテナサイドローブで受信されるグランドクラッタが原因となり、フォルスに対する誤探知や誤追尾が発生する。
そこで、特許文献1にて提案された不要信号抑圧装置により、グランドクラッタ方向のサイドローブレベルが低いアンテナパターンを用いることができるが、不要波入射方向の特定やアンテナパターンの演算処理に多くの演算時間が必要となるという問題がある。
By the way, in radar equipment mounted on an aircraft having a phased array antenna, a pencil beam is normally used for searching and tracking. However, false detection and error are detected due to ground clutter received by the antenna side lobe of the pencil beam. Tracking occurs.
Therefore, the unnecessary signal suppression device proposed in Patent Document 1 can use an antenna pattern with a low sidelobe level in the ground clutter direction, but many calculations are performed for specifying the incident wave incident direction and calculating the antenna pattern. There is a problem that time is required.

この発明の目的は、捜索や追尾のために用いられ、フォルスの誤探知やクラッタへの誤追尾を抑制するために、僅かな演算処理時間でアンテナパターンを制御することによりグランドクラッタを低減する航空機搭載用のレーダ装置を提供することである。   An object of the present invention is an aircraft that is used for search and tracking, and reduces ground clutter by controlling antenna patterns with a short calculation processing time in order to suppress false false detection and false tracking to clutter. It is to provide an on-board radar device.

この発明に係るレーダ装置は、航空機に搭載され、且つ構成するアクティブモジュールの位相を制御するとアンテナパターンが可変するフェイズドアレイアンテナを備えるレーダ装置において、上記航空機の姿勢が任意のロール角に制御されているとき、上記フェイズドアレイアンテナのアンテナパターンに地表面側に低サイドローブが存在するよう上記アクティブモジュールに設定する位相データが、上記ロール角毎に予め記憶される位相テーブルが格納される位相データ格納メモリと、入力される上記航空機のロール角に基づいて選択される上記位相テーブルから読み出す位相データで上記アクティブモジュールの位相を設定する位相制御部と、を備える。   A radar apparatus according to the present invention includes a phased array antenna that is mounted on an aircraft and whose antenna pattern changes when the phase of an active module to be configured is controlled. The attitude of the aircraft is controlled to an arbitrary roll angle. Phase data storage in which phase data set in the active module is stored in advance for each roll angle so that the antenna pattern of the phased array antenna has a low side lobe on the ground surface side. A memory, and a phase controller configured to set the phase of the active module with phase data read from the phase table selected based on the input roll angle of the aircraft.

この発明に係るレーダ装置の効果は、フェイズドアレイアンテナのアンテナパターンが地表面側に低サイドローブが存在するようなアクティブモジュールの位相データが航空機のロール角に対応する位相テーブルに予め記憶されており、入力される航空機のロール角に基づいて位相テーブルから位相データを読み出し、読み出した位相データによりアクティブモジュールの位相を設定するので、航空機の姿勢が変わっても、入力されるロール角を用いて位相テーブルから予め記憶されている位相データを読み出すだけで済み、演算処理時間は僅かで済むということである。   The effect of the radar device according to the present invention is that the phase data of the active module in which the antenna pattern of the phased array antenna has low side lobes on the ground surface side is stored in advance in the phase table corresponding to the roll angle of the aircraft. Since the phase data is read from the phase table based on the input roll angle of the aircraft, and the phase of the active module is set based on the read phase data, the phase using the input roll angle is changed even if the attitude of the aircraft changes. It is only necessary to read out phase data stored in advance from the table, and the calculation processing time is short.

実施の形態1.
図1は、この発明に係る実施の形態1によるレーダ装置の構成を示す図である。
この発明に係る実施の形態1によるレーダ装置1は、航空機に搭載され、航空機の機体の状態を司る慣性航法装置2から機体のロール角のデータが入力される。
この発明に係る実施の形態1によるレーダ装置1は、アクティブモジュール3から構成されるフェイズドアレイアンテナを有する空中線4、空中線4に送信信号を送信し逆に空中線4から受信信号を受信する励振受信機5、送信信号を空中線4に送信するように励振受信機5を制御する制御信号を送信し逆に励振受信機5からの受信信号を処理する信号処理器6を備える。
また、この発明に係る実施の形態1によるレーダ装置1は、アクティブモジュール3の位相を制御する位相制御器8、各アクティブモジュール3を制御する位相データが機体のロール角毎に予め記憶されている位相テーブルが格納されている位相データ格納メモリ9を備える。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
The radar apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention is mounted on an aircraft, and data on the roll angle of the airframe is input from an inertial navigation apparatus 2 that governs the state of the airframe of the aircraft.
The radar apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention includes an antenna 4 having a phased array antenna composed of an active module 3, and an excitation receiver that transmits a transmission signal to the antenna 4 and receives a reception signal from the antenna 4. 5. A signal processor 6 for transmitting a control signal for controlling the excitation receiver 5 so as to transmit the transmission signal to the antenna 4 and processing the reception signal from the excitation receiver 5 is provided.
In the radar apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention, the phase controller 8 that controls the phase of the active module 3 and the phase data that controls each active module 3 are stored in advance for each roll angle of the airframe. A phase data storage memory 9 in which a phase table is stored is provided.

この発明に係る実施の形態1において、機体のロール角は所定の角度により分割された複数の領域に分けられ、各領域に含まれるロール角は領域内の1つのロール角により代表される。そして代表されるロール角に番号が付番されている。
位相データ格納メモリ9には、図2に示すように、領域を代表するロール角毎の位相テーブルが格納されている。領域を代表するロール角の位相テーブルには、領域に含まれるロール角に機体の姿勢が制御されているときに図3に示すようなアンテナパターンになる位相データがアクティブモジュール3毎に設定されている。
In Embodiment 1 according to the present invention, the roll angle of the airframe is divided into a plurality of regions divided by a predetermined angle, and the roll angle included in each region is represented by one roll angle in the region. Numbers are assigned to the representative roll angles.
As shown in FIG. 2, the phase data storage memory 9 stores a phase table for each roll angle representing a region. In the roll angle phase table representing the area, phase data that forms an antenna pattern as shown in FIG. 3 when the attitude of the aircraft is controlled to the roll angle included in the area is set for each active module 3. Yes.

信号処理器6は、アクティブモジュール3で電波を受信するとき、慣性航法装置2から入力されている機体のロール角のデータを制御信号に含めて位相制御器8に送信する。
が含まれるロール角の領域の番号を制御信号に含めて位相制御器8に送信する。
位相制御器8は、アクティブモジュール3で電波を受信するとき、信号処理器6から受信したロール角の領域番号を求め、求めた領域番号に基づいて位相データ格納メモリ9の領域番号に該当する位相テーブルから位相データを読み出し、読み出した位相データで各アクティブモジュール3の位相を設定する。
アクティブモジュール3から構成されるフェイズドアレイアンテナは、位相制御器8により設定された位相のアクティブモジュール3により、常に地表面側に低サイドローブが存在するアンテナパターンを示す。
When the signal processor 6 receives radio waves with the active module 3, the data of the roll angle of the fuselage input from the inertial navigation device 2 is included in the control signal and transmitted to the phase controller 8.
Is included in the control signal and transmitted to the phase controller 8.
When the active module 3 receives radio waves, the phase controller 8 obtains the roll angle area number received from the signal processor 6, and the phase corresponding to the area number of the phase data storage memory 9 based on the obtained area number. The phase data is read from the table, and the phase of each active module 3 is set with the read phase data.
The phased array antenna composed of the active module 3 shows an antenna pattern in which a low side lobe always exists on the ground surface side by the active module 3 having the phase set by the phase controller 8.

次に、この発明に係る実施の形態1によるレーダ装置による捜索・追尾処理の手順を図4のフローチャートを参照して説明する。
ステップS101で、入力される機体のロール角からロール角の領域番号を求める。
ステップS102で、求めた領域番号に該当する位相テーブルを選択する。
ステップS103で、選択した位相テーブルから各アクティブモジュールの位相データを読み出す。
ステップS104で、読み出した位相データにより各アクティブモジュール3の位相を設定する。設定された位相のアクティブモジュール3から構成されるフェイズドアレイアンテナでは、地表面側に低サイドローブが存在するアンテナパターンを有する。
ステップS105で、地表面側に低サイドローブが存在するアンテナパターンを有するフェイズドアレイアンテナを用いて電波を受信して捜索・追尾処理を行う。
Next, the procedure of the search / tracking process by the radar apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
In step S101, a roll angle area number is obtained from the input roll angle of the machine body.
In step S102, a phase table corresponding to the obtained area number is selected.
In step S103, the phase data of each active module is read from the selected phase table.
In step S104, the phase of each active module 3 is set based on the read phase data. The phased array antenna composed of the set-phase active modules 3 has an antenna pattern in which low side lobes exist on the ground surface side.
In step S105, a radio wave is received using a phased array antenna having an antenna pattern having a low side lobe on the ground surface side, and search / tracking processing is performed.

この発明に係る実施の形態1によるレーダ装置1は、フェイズドアレイアンテナのアンテナパターンが地表面側に低サイドローブが存在するアクティブモジュール3の位相が機体のロール角に対応する位相テーブルに予め記憶されており、入力される機体のロール角に基づいて位相テーブルから位相データを読み出し、読み出した位相データによりアクティブモジュール3の位相を設定するので、機体の姿勢が変わっても、入力されるロール角を用いて位相テーブルから予め記憶されている位相データを読み出すだけで済み、演算処理時間は僅かである。そして、地表面側に低サイドローブが存在するアンテナパターンのフェイズドアレイアンテナを用いて捜索・追尾を行うので、フォルスの誤探知やクラッタへの誤追尾を抑制することができる。   In the radar apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention, the phase of the active module 3 in which the antenna pattern of the phased array antenna has low side lobes on the ground surface side is stored in advance in a phase table corresponding to the roll angle of the airframe. Since the phase data is read from the phase table based on the input roll angle of the aircraft and the phase of the active module 3 is set based on the read phase data, the input roll angle is changed even if the attitude of the aircraft is changed. It is only necessary to read out the phase data stored in advance from the phase table, and the calculation processing time is short. And since searching and tracking are performed using a phased array antenna having an antenna pattern with low side lobes on the ground surface side, false detection of false and tracking to clutter can be suppressed.

実施の形態2.
図5は、この発明に係る実施の形態2によるレーダ装置の構成を示す図である。
この発明に係る実施の形態2によるレーダ装置1Bは、図5に示すように、実施の形態1によるレーダ装置1と信号処理器6Bおよび位相制御器8Bが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
この発明に係る実施の形態2による信号処理器6Bは、実施の形態1による信号処理器6にパターン変更判定回路11を追加したことが異なり、それ以外は同様である。そして、信号処理器6Bには、慣性航法装置2から機体のロール角以外に機体の高度のデータが入力される。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a radar apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
As shown in FIG. 5, the radar apparatus 1B according to the second embodiment of the present invention is different from the radar apparatus 1 according to the first embodiment in the signal processor 6B and the phase controller 8B. Similar parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The signal processor 6B according to the second embodiment according to the present invention is the same as the signal processor 6B according to the first embodiment except that a pattern change determination circuit 11 is added to the signal processor 6 according to the first embodiment. In addition to the roll angle of the aircraft, the altitude data of the aircraft is input from the inertial navigation device 2 to the signal processor 6B.

パターン変更判定回路11は、アクティブモジュール3で電波を受信するとき、慣性航法装置2から入力される機体の高度が所定の閾値以上の場合、基準パターンを選択するように指令する指令信号を制御信号に含めて位相制御器8Bに送信し、慣性航法装置2から入力される機体の高度が所定の閾値未満の場合、慣性航法装置2から入力される機体のロール角のデータを制御信号に含めて位相制御器8Bに送信する。   When the active module 3 receives a radio wave, the pattern change determination circuit 11 receives a command signal for instructing to select a reference pattern when the altitude of the aircraft input from the inertial navigation device 2 is equal to or greater than a predetermined threshold. When the altitude of the aircraft input from the inertial navigation device 2 is less than a predetermined threshold, the roll angle data of the aircraft input from the inertial navigation device 2 is included in the control signal. Transmit to the phase controller 8B.

位相制御器8Bには、フェイズドアレイアンテナのアンテナパターンが、図6に示すように、地表面側と地表面と反対側のサイドローブのレベルが等しくなるようなアクティブモジュール3の位相が基準パターンとして記憶されている。
そして、位相制御器8Bは、アクティブモジュール3で電波を受信するときに、信号処理器6Bからロール角のデータを受信した場合、ロール角が含まれる領域番号を求め、求めた領域番号に基づいて位相データ格納メモリ9の領域番号に該当する位相テーブルから位相データを読み出し、読み出した位相データで各アクティブモジュール3の位相を設定する。
また、位相制御器8Bは、信号処理器6Bから基準パターンを選択する指令信号を受信した場合、基準パターンの位相データを読み出し、読み出した位相データで各アクティブモジュール3の位相を設定する。
The phase controller 8B includes, as a reference pattern, the phase of the phased array antenna such that the phase of the active module 3 is such that the side lobe levels on the ground surface side and the ground surface side are equal as shown in FIG. It is remembered.
When the phase controller 8B receives the roll angle data from the signal processor 6B when receiving the radio wave with the active module 3, the phase controller 8B obtains the area number including the roll angle, and based on the obtained area number. The phase data is read from the phase table corresponding to the area number of the phase data storage memory 9, and the phase of each active module 3 is set with the read phase data.
Further, when receiving a command signal for selecting a reference pattern from the signal processor 6B, the phase controller 8B reads the phase data of the reference pattern and sets the phase of each active module 3 with the read phase data.

次に、この発明に係る実施の形態2によるレーダ装置1Bによる捜索・追尾処理の手順を図7のフローチャートを参照して説明する。
ステップS201で、入力される機体の高度が閾値以上か否かを判断し、機体の高度が閾値以上のときステップS202に進み、機体の高度が閾値未満のときステップS203に進む。
ステップS202で、基準パターンから各アクティブモジュール3用の位相データを読み出し、ステップS206に進む。
ステップS203で、入力される機体のロール角からロール角の領域番号を求める。
ステップS204で、求めた領域番号に該当する位相テーブルを選択する。
ステップS205で、選択した位相テーブルから各アクティブモジュール3用の位相データを読み出す。
ステップS206で、読み出した位相データにより各アクティブモジュール3の位相を設定する。
ステップS207で、地表面側に低サイドローブが存在するアンテナパターンまたは低サイドローブが存在しないアンテナパターンを有するフェイズドアレイアンテナを用いて電波を受信して捜索・追尾処理を行う。
Next, the procedure of the search / tracking process by the radar apparatus 1B according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
In step S201, it is determined whether or not the input altitude of the aircraft is greater than or equal to a threshold value. If the altitude of the aircraft is greater than or equal to the threshold value, the process proceeds to step S202.
In step S202, phase data for each active module 3 is read from the reference pattern, and the process proceeds to step S206.
In step S203, a roll angle area number is obtained from the input roll angle of the machine body.
In step S204, a phase table corresponding to the obtained area number is selected.
In step S205, the phase data for each active module 3 is read from the selected phase table.
In step S206, the phase of each active module 3 is set based on the read phase data.
In step S207, a search / tracking process is performed by receiving radio waves using a phased array antenna having an antenna pattern with a low side lobe on the ground surface side or an antenna pattern without a low side lobe.

この発明に係る実施の形態1のように地表面側に低サイドローブが存在するアンテナパターンの場合、低減させた方向の反対側のサイドローブのレベルが高くなり、自機より高い高度からの不要波の影響を受け易くなるので、自機の高度が地表面側からのクラッタの影響を受けない程度に高いときには地表面側に低サイドローブを存在させることは好ましくない。
そこで、この発明に係る実施の形態2のように、自機の高度が閾値未満の場合には地表面側に常に低サイドローブが存在するアンテナパターンを有するフェイズドアレイアンテナにより捜索・追尾するので、地表面側からのクラッタの影響を抑制でき、逆に、自機の高度が閾値以上の場合には、低サイドローブが存在しないアンテナパターンを有するフェイズドアレイアンテナにより捜索・追尾するので、高い自機の高度により地表面側からのクラッタの影響が小さく、且つ自機より高い高度からの不要波の影響も受け難い。
In the case of an antenna pattern in which a low side lobe exists on the ground surface side as in the first embodiment according to the present invention, the level of the side lobe on the side opposite to the reduced direction becomes high, and is unnecessary from an altitude higher than the own aircraft. Since it becomes easy to be influenced by waves, it is not preferable to have low side lobes on the ground surface side when the altitude of the aircraft is high enough not to be affected by clutter from the ground surface side.
Therefore, as in the second embodiment according to the present invention, when the altitude of the own aircraft is less than the threshold value, searching / tracking is performed by a phased array antenna having an antenna pattern in which a low side lobe always exists on the ground surface side. The influence of clutter from the ground surface side can be suppressed, and conversely, when the altitude of the aircraft is higher than the threshold value, it is searched and tracked by a phased array antenna having an antenna pattern that does not have low side lobes. Is less affected by clutter from the ground surface side, and is less susceptible to unwanted waves from higher altitudes.

実施の形態3.
図8は、この発明に係る実施の形態3によるレーダ装置の構成を示す図である。
この発明に係る実施の形態3によるレーダ装置1Cは、図8に示すように、実施の形態2によるレーダ装置1Bと信号処理器6Cが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
この発明に係る実施の形態3による信号処理器6Cは、実施の形態2による信号処理器6Bとパターン変更判定回路11Cが異なり、それ以外は同様である。そして、パターン変更判定回路11Cには、慣性航法装置2から入力される機体の高度のデータ以外に励振受信機5から目標機の受信信号が入力される。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a radar apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
As shown in FIG. 8, the radar apparatus 1C according to the third embodiment of the present invention is different from the radar apparatus 1B according to the second embodiment in that the signal processor 6C is the same. Reference numerals are added and description is omitted.
The signal processor 6C according to the third embodiment of the present invention is different from the signal processor 6B according to the second embodiment in the pattern change determination circuit 11C, and is otherwise the same. In addition to the altitude data of the aircraft input from the inertial navigation device 2, the pattern change determination circuit 11 </ b> C receives the reception signal of the target aircraft from the excitation receiver 5.

パターン変更判定回路11Cは、アクティブモジュール3で電波を受信するとき、慣性航法装置2から入力される機体の高度が所定の閾値以上の場合、基準パターンを選択するように指令する指令信号を制御信号に含めて位相制御器8Bに送信し、慣性航法装置2から入力される機体の高度が所定の閾値未満且つ受信信号対クラッタ比(以下、S/C比と称す)が所定の値以上の場合、基準パターンを選択するように指令する指令信号を制御信号に含めて位相制御器8Bに送信し、慣性航法装置2から入力される機体の高度が所定の閾値未満且つS/C比が所定の値未満の場合、慣性航法装置2から入力される機体のロール角のデータを制御信号に含めて位相制御器8Bに送信する。   When the active module 3 receives radio waves, the pattern change determination circuit 11C controls a command signal for instructing to select a reference pattern when the altitude of the aircraft input from the inertial navigation device 2 is equal to or greater than a predetermined threshold. And the altitude of the aircraft input from the inertial navigation system 2 is less than a predetermined threshold and the received signal to clutter ratio (hereinafter referred to as S / C ratio) is greater than or equal to a predetermined value. The command signal for instructing to select the reference pattern is included in the control signal and transmitted to the phase controller 8B, and the altitude of the aircraft input from the inertial navigation device 2 is less than a predetermined threshold and the S / C ratio is predetermined. When the value is less than the value, the roll angle data of the airframe input from the inertial navigation device 2 is included in the control signal and transmitted to the phase controller 8B.

図9は、この発明に係る実施の形態3によるレーダ装置による捜索・追尾処理の手順を示すフローチャートである。
次に、この発明に係る実施の形態3によるレーダ装置1Cによる捜索・追尾処理の手順を図9のフローチャートを参照して説明する。
ステップS301で、入力される機体の高度が閾値以上か否かを判断し、機体の高度が閾値以上のときステップS302に進み、機体の高度が閾値未満のときステップS303に進む。
ステップS302で、基準パターンから各アクティブモジュール3用の位相データを読み出し、ステップS307に進む。
ステップS303で、目標機に関するS/C比が所定の値以上か否かを判断し、S/C比が所定の値以上のときステップS302に進み、S/C比が所定の値未満のときステップS304に進み。
ステップS304で、入力される機体のロール角からロール角の領域番号を求める。
ステップS305で、求めた領域番号に該当する位相テーブルを選択する。
ステップS306で、選択した位相テーブルから各アクティブモジュール3用の位相データを読み出す。
ステップS307で、読み出した位相データにより各アクティブモジュール3の位相を設定する。
ステップS308で、地表面側に低サイドローブが存在するアンテナパターンまたは低サイドローブが存在しないアンテナパターンを有するフェイズドアレイアンテナを用いて電波を受信して捜索・追尾処理を行う。
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure of search / tracking processing by the radar apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
Next, the procedure of the search / tracking process by the radar device 1C according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
In step S301, it is determined whether or not the altitude of the input aircraft is greater than or equal to a threshold. If the altitude of the aircraft is greater than or equal to the threshold, the process proceeds to step S302. If the altitude of the aircraft is less than the threshold, the process proceeds to step S303.
In step S302, phase data for each active module 3 is read from the reference pattern, and the process proceeds to step S307.
In step S303, it is determined whether or not the S / C ratio relating to the target aircraft is equal to or greater than a predetermined value. When the S / C ratio is equal to or greater than the predetermined value, the process proceeds to step S302, and when the S / C ratio is less than the predetermined value. Proceed to step S304.
In step S304, an area number of the roll angle is obtained from the roll angle of the input body.
In step S305, a phase table corresponding to the obtained area number is selected.
In step S306, phase data for each active module 3 is read from the selected phase table.
In step S307, the phase of each active module 3 is set based on the read phase data.
In step S308, radio waves are received using a phased array antenna having an antenna pattern with a low side lobe on the ground surface side or an antenna pattern without a low side lobe to perform search / tracking processing.

この発明に係る実施の形態3によるレーダ装置1Cは、目標機に係わるS/C比が所定の値以上の場合、フェイズドアレイアンテナのアンテナパターンには低サイドローブが存在しないが、S/C比が大きいということは得られる目標機からの受信信号が大きく、地表面側からの相対的に小さなクラッタを間違って追尾することがない。逆に、自機より高い高度からの不要波の影響も受け難い。   The radar apparatus 1C according to the third embodiment of the present invention does not have a low side lobe in the antenna pattern of the phased array antenna when the S / C ratio related to the target aircraft is greater than or equal to a predetermined value. The large received signal from the target aircraft obtained means that the relatively small clutter from the ground surface side is not mistakenly tracked. Conversely, it is less susceptible to unwanted waves from higher altitudes than the aircraft itself.

実施の形態4.
図10は、この発明に係る実施の形態4によるレーダ装置の構成を示す図である。
この発明に係る実施の形態4によるレーダ装置1Dは、図10に示すように、実施の形態1によるレーダ装置1と位相制御器8Dおよび位相データ格納メモリ9Dが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
位相データ格納メモリ9Dには、所定の数のロール角に対応する位相テーブルが格納されている。任意のロール角の位相テーブルには、任意のロール角に機体の姿勢が制御されているとき、図3に示すようなアンテナパターンになる位相データがアクティブモジュール3毎に設定されている。
位相制御器8Dは、実施の形態1による位相制御器8に線形補完部12を追加したことが異なり、それ以外は同様である。
線形補完部12は、信号処理器6から入力されるロール角に位相テーブルが用意されている隣接する2つのロール角の位相テーブルの位相データを位相データ格納メモリ9Dから読み出す。また、一方のロール角と信号処理器6から入力されたロール角との差と2つの位相テーブルの2つのロール角の差との比を求める。次に、アクティブモジュール3毎に、2つの位相テーブルから読み出した2つの位相データを先に求めた比を用いて線形補完して位相データを算出する。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a radar apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
As shown in FIG. 10, the radar apparatus 1D according to the fourth embodiment of the present invention is different from the radar apparatus 1 according to the first embodiment in the phase controller 8D and the phase data storage memory 9D, and is otherwise the same. The same reference numerals are attached to the same parts, and the description is omitted.
The phase data storage memory 9D stores a phase table corresponding to a predetermined number of roll angles. In the phase table of an arbitrary roll angle, phase data that forms an antenna pattern as shown in FIG. 3 when the attitude of the aircraft is controlled to an arbitrary roll angle is set for each active module 3.
The phase controller 8D is different from the phase controller 8 according to the first embodiment in that a linear interpolation unit 12 is added, and the rest is the same.
The linear interpolation unit 12 reads the phase data of the phase tables of two adjacent roll angles, which are provided with phase tables for the roll angles, input from the signal processor 6 from the phase data storage memory 9D. Further, a ratio between the difference between one roll angle and the roll angle input from the signal processor 6 and the difference between the two roll angles of the two phase tables is obtained. Next, for each active module 3, the phase data is calculated by linearly complementing the two phase data read from the two phase tables using the ratio obtained previously.

このように隣接するロール角での位相データを線形補完することにより、位相データ格納メモリ9Dに格納できる位相テーブルの数が限られていても、演算負荷を大幅に増大させることなく、機体のロール角に対応する精度良い位相データを取得することができる。   By linearly complementing the phase data at adjacent roll angles in this way, even if the number of phase tables that can be stored in the phase data storage memory 9D is limited, the roll of the aircraft is not greatly increased. Accurate phase data corresponding to the corner can be acquired.

この発明に係る実施の形態1によるレーダ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the radar apparatus by Embodiment 1 which concerns on this invention. 位相データ格納メモリに格納されているロール角毎の位相テーブルである。It is a phase table for every roll angle stored in the phase data storage memory. 地表面側に低サイドローブが存在するアンテナパターンである。The antenna pattern has low side lobes on the ground surface side. この発明に係る実施の形態1によるレーダ装置による捜索・追尾処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the search and tracking process by the radar apparatus by Embodiment 1 which concerns on this invention. この発明に係る実施の形態2によるレーダ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the radar apparatus by Embodiment 2 which concerns on this invention. 自機の高度が閾値以上のときの低サイドローブが存在しないアンテナパターンである。This is an antenna pattern in which there is no low side lobe when the altitude of its own device is equal to or higher than the threshold. この発明に係る実施の形態2によるレーダ装置による捜索・追尾処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the search and tracking process by the radar apparatus by Embodiment 2 which concerns on this invention. この発明に係る実施の形態3によるレーダ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the radar apparatus by Embodiment 3 which concerns on this invention. この発明に係る実施の形態3によるレーダ装置による捜索・追尾処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the search and tracking process by the radar apparatus by Embodiment 3 which concerns on this invention. この発明に係る実施の形態4によるレーダ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the radar apparatus by Embodiment 4 which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、1B、1C、1D レーダ装置、2 慣性航法装置、3 アクティブモジュール、4 空中線、5 励振受信機、6、6B、6C 信号処理器、8、8B、8D 位相制御器、9、9D 位相データ格納メモリ、11、11C パターン変更判定回路、12 線形補完部。   1, 1B, 1C, 1D radar device, 2 inertial navigation device, 3 active module, 4 antenna, 5 excitation receiver, 6, 6B, 6C signal processor, 8, 8B, 8D phase controller, 9, 9D phase data Storage memory, 11, 11C pattern change determination circuit, 12 linear interpolation unit.

Claims (4)

航空機に搭載され、且つ構成するアクティブモジュールの位相を制御するとアンテナパターンが可変するフェイズドアレイアンテナを備えるレーダ装置において、
上記航空機の姿勢が任意のロール角に制御されているとき、上記フェイズドアレイアンテナのアンテナパターンに地表面側に低サイドローブが存在するよう上記アクティブモジュールに設定する位相データが、上記ロール角毎に予め記憶される位相テーブルが格納される位相データ格納メモリと、
入力される上記航空機のロール角に基づいて選択される上記位相テーブルから読み出す位相データで上記アクティブモジュールの位相を設定する位相制御部と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
In a radar apparatus including a phased array antenna that is mounted on an aircraft and that changes an antenna pattern by controlling the phase of an active module that is configured,
When the attitude of the aircraft is controlled to an arbitrary roll angle, the phase data set in the active module so that there is a low side lobe on the ground surface side in the antenna pattern of the phased array antenna, for each roll angle. A phase data storage memory for storing a pre-stored phase table;
A phase controller that sets the phase of the active module with phase data read from the phase table selected based on the roll angle of the aircraft that is input;
A radar apparatus comprising:
上記位相制御部は、上記航空機の高度が予め定める閾値未満のとき入力される上記航空機のロール角に基づいて選択される上記位相テーブルから読み出す位相データで上記アクティブモジュールの位相を設定し、また、上記航空機の高度が閾値以上のとき上記フェイズドアレイアンテナのアンテナパターンに低サイドローブが存在しないよう上記アクティブモジュールの位相を設定することを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。   The phase control unit sets the phase of the active module with phase data read from the phase table selected based on the roll angle of the aircraft input when the altitude of the aircraft is less than a predetermined threshold; The radar apparatus according to claim 1, wherein the phase of the active module is set so that there is no low side lobe in the antenna pattern of the phased array antenna when the altitude of the aircraft is equal to or higher than a threshold value. 上記位相制御部は、上記航空機の高度が閾値未満且つ目標機からの受信信号とクラッタとの比が所定の値未満のとき入力される上記航空機のロール角に基づいて選択される上記位相テーブルから読み出す位相データで上記アクティブモジュールの位相を設定し、上記航空機の高度が閾値未満且つ目標機からの受信信号とクラッタとの比が所定の値以上のとき上記航空機の高度が閾値以上または上記航空機の高度が閾値以上のとき上記フェイズドアレイアンテナのアンテナパターンに低サイドローブが存在しないよう上記アクティブモジュールの位相を設定することを特徴とする請求項2に記載のレーダ装置。   The phase control unit is selected from the phase table selected based on the roll angle of the aircraft that is input when the altitude of the aircraft is less than a threshold value and the ratio of the received signal from the target aircraft to the clutter is less than a predetermined value. The phase of the active module is set by the phase data to be read, and when the aircraft altitude is less than the threshold and the ratio of the received signal from the target aircraft to the clutter is greater than or equal to a predetermined value, the aircraft altitude is greater than the threshold or the aircraft The radar apparatus according to claim 2, wherein the phase of the active module is set so that there is no low side lobe in the antenna pattern of the phased array antenna when the altitude is equal to or greater than a threshold value. 上記位相制御部は、上記位相データ格納メモリに格納される位相テーブルの内から隣接する2つのロール角での位相テーブルの位相データを上記隣接する2つのロール角の間に含まれる上記航空機のロール角を用いてアクティブモジュール毎に線形補完して得られる位相データで上記アクティブモジュールの位相を設定することを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。   The phase control unit is configured to roll the aircraft roll included between the two adjacent roll angles with the phase data of the two adjacent roll angles among the phase tables stored in the phase data storage memory. The radar apparatus according to claim 1, wherein the phase of the active module is set by phase data obtained by linear interpolation for each active module using an angle.
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