JP2000065923A - レーダ装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーダＡとレーダＢの間に通信回線を接続せ
ずに、送信ビームに受信ビームを指向させるビーム走査
の制御と同期動作とを行う。 【解決手段】 目標３へのビーム走査を制御する当該目
標３の軌道の位置及び時刻情報が入力された軌道データ
ベース３４、３５と、あらかじめ時刻が合わされたクロ
ック信号を発生する原子時計手段にもとづきレーダＡと
レーダＢの間の同期動作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、送信局と受信局を
有するレーダ装置における同期の制御に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】現在実用されているレーダ装置は、自ら
マイクロ波を空間に放射し、物体にて反射されたマイク
ロ波を自ら受信する動作を行うモノスタティック・レー
ダ装置であり、これに対し、一般に、バイスタティック
・レーダ装置とは、離れて配置された２つのレーダ装置
が対となり、一方が送信局、他方が受信局となって送信
局から放射されたマイクロ波の物体による反射波を受信
局において受信する動作を行うレーダ装置である。送信
局と受信局が離れているので、送信ビームと受信ビーム
とが空間で会合する領域のこの覆域からの反射波のみが
受信できるため、固定化されたファンビーム・アンテナ
により送受信装置間に送信ビームと受信ビームとが空間
で会合する領域を有するか、送信ビームに受信ビームを
指向させるようにビーム走査を行うか、どちらかの方法
により受信している。普通のレーダ装置が物体によるマ
イクロ波の反射特性を利用して目標の位置を検出するこ
とに対して、バイスタティック・レーダ装置は物体によ
るマイクロ波の散乱特性を利用して目標の位置を検出し
ている。

【０００３】図７は、例えば、文献Merill I.Skolnik:"
Intoroduction to Radaer Systems",pp554,McGROW-HILL
(1981)に示された従来のバイスタティック・レーダ装置
の原理を説明する説明図で、１ａはマイクロ波を空間に
放射する送信装置（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）、２ａは
送信装置１ａから放射され目標に到達する送信波（Ｔｒ
ａｎｓｍｉｔｔｅｄ ｓｉｇｎａｌ）、３ａは送信波２
ａを反射する航空機等の目標（Ｔａｒｇｅｔ）、４ａは
目標３ａにより反射された反射波（Ｓｃａｔｔｅｒｅｄ
ｓｉｇｎａｌ）、５ａは反射波４ａを受信する受信装
置（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ）、６ａは上記送信装置１ａから
放射され受信装置５ａに直接に到達する直接波（Ｄｉｒ
ｅｃｔ ｓｉｇｎａｌ）、Ｄｔは送信装置１ａから目標
３ａまでを送信波２ａが伝播する距離、Ｄｒは目標３ａ
から受信装置５ａまでを反射波４ａが伝播する距離、Ｄ
ｂは送信装置１ａと受信装置５ａの間を直接波６ａが伝
播する距離、Ｓは送信波２ａが伝播する距離Ｄｔと反射
波４ａが伝播する距離Ｄｒを加えた総経路長（Ｓ＝Ｄｔ
＋Ｄｒ）、ψｅは受信装置５ａからみた目標３ａまでの
角度であり、固定化されたファンビーム・アンテナによ
り送受信装置間に送信ビームと受信ビームとが空間で会
合するフェンス状の覆域を有するものである。

【０００４】次に、動作について説明する。はじめに送
信装置１ａのアンテナを通じて目標３ａに向けて送信ビ
ームとなる送信波２ａと受信装置５ａに向けてサイドロ
ーブから直接波６ａが放射される。次に送信波２ａは目
標３ａに到達して反射波４ａが反射される。次に受信装
置５ａのアンテナで反射波４ａと直接波６ａは受信され
る。一般にバイスタティック・レーダ装置における目標
３ａから受信装置５ａまでの距離Ｄｒの測定を説明する
と、送信波２ａと反射波４ａが伝播する距離を加えた総
経路長Ｓの計測及び直接波６ａが伝播する距離Ｄｂ、受
信装置５ａからみた目標３ａの角度ψｅによって測定さ
れ、目標３ａから受信装置５ａまでの距離Ｄｒは次式で
示される。 Ｄｒ＝（Ｓ²−Ｄｂ²）／（２・Ｓ−２・Ｄｂ・ｃｏｓψｅ） （１） 総経路長Ｓは、受信装置５ａが反射波４ａを受信した時
刻から送信装置１ａが送信波２ａを送信した時刻を引い
て光速で割ることで求められ、受信装置５ａは、送信装
置１ａが送信した時刻を知るために通信回線を有する
か、送信した時刻を基準にして受信動作を行い送信装置
１ａと同期した動作をするための同期回線を有する必要
がある。また、従来のバイスタティック・レーダ装置で
は、送信装置１ａから送信パルスの送信波２ａを放射
し、目標３ａからの反射波４ａのドップラ周波数偏移を
受信装置５ａで検出して、固定の目標３ａは消去して、
移動する目標３ａのみを検出することができる。しか
し、受信装置５ａは、ドップラ周波数偏移を検出するた
めに送信装置１ａからの送信パルスの周波数を知る必要
があり、送信装置１ａと受信装置５ａは、通信回線を有
する必要がある。

【０００５】図８は、例えば、送受信手段を有する二つ
のフェーズド・アレイ・レーダで送信装置１ａと受信装
置５ａを構成した場合の従来のバイスタティック・レー
ダ装置のブロック図であり、Ａａはマイクロ波を送受信
するフェーズド・アレイ・レーダ装置であり、以下の説
明では、送信装置１ａとして機能する部分を中心に述べ
る。２ａはフェーズド・アレイ・レーダ装置Ａａの送信
装置１ａから送信された送信波、３ａは送信波２ａを反
射する航空機等の目標、４ａは目標３ａにより反射され
た反射波、Ｂａはマイクロ波を送受信するフェーズド・
アレイ・レーダ装置であり、以下の説明では反射波４ａ
を受信する受信装置５ａとして機能する部分を中心に述
べる。

【０００６】各フェーズド・アレイ・レーダ装置Ａａ及
びＢａの構成を説明すると、７ａはマイクロ波を送信ま
たは受信する素子アンテナ、８ａは素子アンテナ７ａに
接続されたサーキュレータ、９ａはサーキュレータ８ａ
へ送信するマイクロ波を増幅する大電力増幅器、１０ａ
はサーキュレータ８ａから受信した小信号を増幅する低
雑音増幅器、１１ａは送信するか受信するかでルートを
切り替える送受切換えスイッチ、１２ａは送受切換えス
イッチ１１ａに接続されて、信号の位相を変化させて電
子的に電子ビームの走査方向を可変する位相制御手段、
１３ａは上記素子アンテナ７ａと、サーキュレータ８ａ
と、大電力増幅器９ａと、低雑音増幅器１０ａと、送受
切換えスイッチ１１ａと、位相制御手段１２ａとより成
る送受信モジュール、１４ａは複数の送受信モジュール
１３ａ，１３ａｎに接続された合成分配器、１５ａは合
成分配器１４ａに接続されたサーキュレータ、１６ａは
サーキュレータ１５ａに接続されて、送信波２ａを発生
する送信手段、１７ａはサーキュレータ１５ａからの信
号を受信する受信手段、１８ａは受信手段１７ａの受信
信号から目標を検出する目標検出手段、１９ａは目標検
出手段１８ａの目標検出信号から目標を追尾する処理を
行う目標追尾処理手段、２０ａは目標追尾処理手段１９
ａの目標追尾処理結果から電子ビームの走査方向を制御
し上記位相制御手段１２ａに伝えるビーム制御手段、２
１ａはビーム制御手段２０ａに接続され送信装置１ａと
受信装置５ａを通信し同期させてビーム指向を行う同期
用通信回線であり、上記送信装置１ａとしてレーダＡａ
と、上記受信装置５ａとしてレーダＢａとを備えバイス
タティック・レーダ装置を構成した。

【０００７】上記フェーズド・アレイ・レーダの説明を
すると、送受信ビームの方向を電子的に変えることがで
き、例えば、仰角１０ｄｅｇで、方位０ｄｅｇから６０
ｄｅｇまでの方向に繰り返し電子ビーム走査することが
できる。また、この走査の途中に、ビームを急に方位３
０ｄｅｇの方向に向けることもできる。これに対して、
パラボラアンテナを有するレーダ等のアンテナの機械回
転によりビームを走査する方式は、上記ビーム走査のよ
うな柔軟な制御が行えず、機械回転部品の摩耗も避けら
れない。

【０００８】マイクロ波の指向性は鋭いので、送信装置
１ａのアンテナの指向特性により鋭さが決まるアンテナ
ビームは送信波２ａを大きな電力で送信するために目標
３ａに指向している必要があり、受信装置５ａの受信ビ
ームは反射波４ａを良い感度で受信するために目標３ａ
に指向している必要がある。この場合では、受信ビーム
を目標３ａに指向させるためにビーム走査の制御の情報
を通信する同期用通信回線２１ａを有して制御を行い、
当該同期用通信回線２１ａに送信装置１ａが送信したタ
イミングを基準にして受信動作を行い受信装置５ａと同
期して動作するクロックの信号も通信する。

【０００９】次に、動作について説明する。送信波２ａ
は、送信装置１ａとなるレーダＡａの送信手段１６ａに
より生成されて、サーキュレータ１５ａを通じ合成分配
器１４ａにより分配された送受信モジュール１３ａの位
相制御手段１２ａに供給される。送信波２ａは、ビーム
制御手段２０ａにより制御される位相制御手段１２ａか
ら所要の位相差を与えられて、この送信波２ａの送信ビ
ームは目標３ａへの方向に制御が行われ、走査され目標
３ａに指向される。送信波２ａは送信ルートに切り替え
られた送受切り替えスイッチ１１ａを通じ大電力増幅器
９ａにより増幅され、サーキュレータ８ａを経て素子ア
ンテナ７ａから空間へ送信される。送信された送信波２
ａは目標３ａにより反射されて、レーダＢａへ反射波４
ａが伝わる。

【００１０】受信装置５ａとなるレーダＢａ側のビーム
制御手段２２ａは、反射波４ａに受信ビームを指向させ
るために、ビーム制御手段２０ａからビーム走査の制御
を行う同期信号が同期用通信回線２１ａを通じて受信さ
れる。この同期信号は、ビーム走査の制御を行う信号及
び送信タイミングを基準にしたクロック信号である。受
信ビームはビーム制御手段２２ａからの同期信号にもと
づき電子的に目標３ａへの方向に制御が行われ、走査さ
れて目標３ａに指向される。素子アンテナ２３ａは反射
波４ａが受信されて、この受信信号はサーキュレータ２
４ａを経て低雑音増幅器２５ａで増幅される。増幅され
た受信信号は、受信ルートに切り替えられた送受切換え
スイッチ２６ａを通じて位相制御手段２７ａに入力され
る。受信信号は、送受信モジュール２９ａの出力として
位相制御手段２７ａから出力される。各送受信モジュー
ル２９ａ〜２９ａｎの受信信号は、合成分配器２８ａに
より合成され、サーキュレータ３０ａを経て受信手段３
１ａで受信される。この受信信号から目標３が目標検出
手段３２ａから検出され、受信装置５ａから目標３ａま
での距離、方位、仰角が得られ、受信装置５ａから目標
３ａの位置が確認できる。

【００１１】目標３ａが移動すると、目標追尾処理手段
３３ａは、目標検出手段３２ａの目標３ａの位置情報か
ら追尾する処理が行われる。ビーム制御手段２２ａは、
この追尾処理した結果と上記同期用通信回線２１ａから
のビーム走査の制御を行う信号により、ビーム走査の制
御が行われ、受信ビームを目標３ａに指向させ続け目標
３ａの位置が確認できる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来のバイスタティッ
ク・レーダ装置は上記のような方法で目標３ａを検出す
るため、固定化されたファンビーム・アンテナにより送
受信装置間にフェンス状の送信ビームと受信ビームとが
空間で会合する限定された覆域を有するか、ビーム走査
する場合は送信ビームに受信ビームを指向させるように
ビーム走査の制御を行っていた。従って、フェーズド・
アレイ・レーダでバイスタティック・レーダ装置を構成
しビーム走査の制御をする場合、送信装置１ａと受信装
置５ａとの間を通信回線２１ａで結び、この通信回線２
１ａで同期動作をするためのクロック信号と受信ビーム
が送信ビームに指向するためにビーム走査の制御をする
信号から成る同期信号の通信を行う必要があり装置規模
が増大するという問題があった。

【００１３】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたものであり、レーダ装置において、送信装置と受信
装置の間に通信回線を持たずに同期動作及びビーム走査
制御を行うレーダ装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のレーダ装置は、目標の位置が入力された軌道データベ
ースにもとづき目標へのビーム走査を制御して追尾する
とともに、あらかじめ時刻が合わされた同期信号を発生
する同期用時計手段を送信局と受信局に設け、それぞれ
の同期用時計手段にもとづき送信局と受信局の間の同期
をとるようにしたものである。

【００１５】本発明の請求項２に記載のレーダ装置は、
２つのフェーズド・アレイ・レーダで送信局と、受信局
を構成したものである。

【００１６】本発明の請求項３に記載のレーダ装置は、
送信局を送信専用とし、受信局を受信専用として構成し
たものである。

【００１７】本発明の請求項４に記載のレーダ装置は、
目標へのビーム走査を制御し追尾する情報を符号化して
送信する符号化手段を送信局に設けるとともに、受信信
号からこの情報を復号化しビーム走査を制御する復号化
手段を受信局に設けたものである。

【００１８】本発明の請求項５に記載のレーダ装置は、
受信信号処理により複数の受信ビームを同時に形成する
デジタル・ビーム・フォーミング手段を有する受信局で
構成したものである。

【００１９】本発明の請求項６に記載のレーダ装置は、
３つ以上のフェーズド・アレイ・レーダで構成したもの
である。

【００２０】本発明の請求項７に記載のレーダ装置は、
送信局を送信専用の複数の送信局から構成し、受信局を
受信専用の複数の受信局から構成したものである。

【００２１】本発明の請求項８に記載のレーダ装置は、
送信局の送信ビームと受信局の受信ビームとが空間で会
合する領域に目標が入ってくるときに当該受信ビームが
目標に指向するように待ち受けてビーム走査の制御を行
うものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面にもとづき説明する。

【００２３】実施の形態１．図１は、本発明の実施の形
態１に係わるレーダ装置の構成を示すブロック図で、Ａ
はマイクロ波を送信するフェーズド・アレイ・レーダ装
置であり、送信装置１としても機能する。２はフェーズ
ド・アレイ・レーダ装置Ａの送信装置１から送信された
送信波、３は送信波２を反射する人工衛星等の地球をま
わる目標、４は目標３により反射された反射波、Ｂは反
射波４を受信するフェーズド・アレイ・レーダ装置であ
り、受信装置５としても機能する。

【００２４】各フェーズド・アレイ・レーダ装置Ａ及び
Ｂの構成を説明すると、７は送信装置１の素子アンテ
ナ、８は素子アンテナ７に接続されたサーキュレータ、
９はサーキュレータ８への信号を増幅する大電力増幅
器、１０はサーキュレータ８の信号を増幅する低雑音増
幅器、１１は送受信のルートを切り替える送受切換えス
イッチ、１２は送受切換えスイッチ１１に接続されて、
信号の位相を変化させて電子的に電子ビームの走査方向
を可変する位相制御手段、１３は上記素子アンテナ７
と、サーキュレータ８と、大電力増幅器９と、低雑音増
幅器１０と、送受切換えスイッチ１１と、位相制御手段
１２とより成る送受信モジュール、１４は複数の送受信
モジュール１３、１３ｎに接続された合成分配器、１５
は合成分配器１４に接続されたサーキュレータ、１６は
内蔵の原子時計により構成されるもので、サーキュレー
タ１５へ受信側と位相レベルの同期がとれた送信波２を
発生する送信手段、１７はサーキュレータ１５からの信
号を受信する受信手段、１８は受信手段１７の受信信号
から目標を検出する目標検出手段、１９は目標検出手段
１８の目標検出信号から目標を追尾する処理を行う目標
追尾処理手段、３４は目標追尾処理手段１９に接続され
て、人工衛星等の地球をまわる軌道の情報が入力された
軌道データベース、２０は軌道データベース３４の軌道
の情報と上記目標追尾処理手段１９から電子ビームの走
査方向を制御して、上記位相制御手段１２に伝えるビー
ム制御手段であり、送信装置１と受信装置５との間でバ
イスタティック・レーダ動作を行う。

【００２５】次に、動作について説明する。送信装置１
と、受信装置５に内蔵の同期用時計手段としての原子時
計はあらかじめ、同一の場所で時刻のタイミングが合わ
されており、動作タイミングの基準となる正確なクロッ
ク信号が発生される。

【００２６】送信波２は、送信手段１６により発生さ
れ、上記原子時計により受信側と位相レベルの同期がと
れている。送信波２は、サーキュレータ１５を通じ合成
分配器１４により分配された送受信モジュール１３の位
相制御手段１２に供給される。送信ビームを目標３に指
向させるために、この目標３の軌道の情報は、ビーム制
御手段２０に軌道データベース３４からビーム走査の制
御信号として入力される。送信波２は、この軌道の情報
から位相制御手段１２により所要の位相差が与えられ
て、この送信波２の送信ビームは目標３への方向の制御
が行われ、走査され目標３に指向される。送信波２は送
信ルートに切り替えられた送受切り替えスイッチ１１を
通じ大電力増幅器９により増幅され、サーキュレータ８
を経て素子アンテナ７から空間へ送信される。送信され
た送信波２は目標３により反射され受信装置５へ反射波
４が伝わる。

【００２７】反射波４に受信ビームを指向させるため
に、目標３の軌道の情報は、受信装置５のビーム制御手
段２２に軌道データベース３５からビ−ム走査の制御信
号として入力される。受信ビームは、位相制御手段２７
から電子的に目標３への方向に制御が行われ、走査され
て目標３に指向される。

【００２８】素子アンテナ２３に反射波４が受信され、
受信信号はサーキュレータ２４を経て低雑音増幅器２５
で増幅される。増幅された受信信号は受信ルートに切り
替えられた送受切換えスイッチ２６を通じて位相制御手
段２７に入力される。受信信号は、送受信モジュール２
９の出力として位相制御手段２７から出力される。各受
信モジュール２９の受信信号は、合成分配器２８により
合成され、サーキュレータ３０を経て受信手段３１で受
信される。この受信信号から目標３が目標検出手段３２
から検出され、受信装置５から目標３までの距離、方
位、仰角が得られ、受信装置５から目標３の位置が確認
できる。目標３が移動すると、目標追尾処理手段３３
は、目標検出手段３２から目標３の位置の情報から追尾
する処理が行われる。ビーム制御手段２２は、この追尾
処理した結果と上記軌道データベース３５の軌道の情報
をパラメーターとし、目標３の移動方向を計算して、こ
の計算結果にもとづいてビーム制御手段２２によりビー
ム走査の制御が行われ、受信ビームを目標３に指向させ
続け目標３の位置が確認できる。

【００２９】送信装置１と受信装置５に内蔵の原子時計
に、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ時刻を受信する受
信手段を設け、このＧＰＳ時刻にもとづいて時刻のタイ
ミングをあわせてもよい。軌道データベース３４と軌道
データベース３５について図２を用いて説明すると、あ
らかじめに気象衛星や通信衛星等の地球をまわる軌道の
軌道長半径、離心率、軌道傾斜角、昇交点赤経、近地点
引数、平均近点離角等からなる軌道のパラメーター情報
（ケプラーの軌道６要素）やレーダ装置Ａ、Ｂから位置
を確認できる時刻の情報、レーダ装置Ａ、Ｂそれぞれか
らの距離、方位、仰角、人工衛星の名前等が入力されて
いる。

【００３０】このように、受信装置と送信装置の間の同
期動作はあらかじめ時刻の合わされた原子時計のクロッ
ク信号を基準として行い、目標へのビーム走査の制御は
時刻毎の軌道の情報が入力された軌道データベースから
制御するので、受信装置と送信装置の間に通信回線を持
たずに同期動作及びビーム走査の制御をすることができ
る。

【００３１】さらに、送信装置１及び受信装置５は、送
信手段１６と受信手段１７とを備えたフェーズド・アレ
イ・レーダであるので、バイスタティック・レーダ動作
だけでなく、自らマイクロ波を空間に放射し、物体にて
反射されたマイクロ波を自ら受信する通常のレーダ動作
をさせても良い。

【００３２】実施の形態２．上記実施の形態１では、送
信装置１及び受信装置５がフェーズド・アレイ・レーダ
である場合について説明したが、送信専用の送信装置１
と、受信専用の受信装置５で上記実施の形態１と同様な
構成をとりバイスタティック動作を行うレーダ装置を構
成し、上記実施の形態１に示した基本的な動作を行うこ
とで、受信装置と送信装置の間に通信回線を持たずに同
期動作及びビーム走査の制御をすることができる。

【００３３】実施の形態３．上記実施の形態１では、送
信装置１の送信ビームと受信装置５の受信ビームとが空
間で会合する領域に目標３がある場合を説明したが、こ
の実施の形態３では、図３に示すようにこの領域に地球
をまわる軌道で移動する目標３が入ってくるときに受信
ビームが指向するように上記軌道データベース３５から
待ち受けるように受信装置５がビーム走査の制御を行う
場合について説明をする。

【００３４】この実施の形態３では、図４に示すよう
に、上記図１に示した実施の形態１における軌道データ
ベース３５が目標３を検出するまで待ち受けるように構
成してあり、他の構成は図１と同一である。あとの基本
的動作は実施の形態１と同様である。

【００３５】図３において、例えば、地球上にあるレー
ダＡは、レーダＢに比べて低緯度（南方）にある。地球
をまわる目標３が南から北へ移動する場合、レーダＡ
は、レーダＢより先にレーダ動作を行い目標３が検出さ
れる。目標３は、その後しばらくしてからレーダＢの受
信ビームが届く位置に移動する。この目標３の軌道の情
報は、ビーム制御手段２２に軌道データベース３５から
ビーム走査の制御信号として入力され、受信ビームは目
標３を待ち受けるように制御される。レーダＢは、目標
３へ受信ビームが届く位置に目標３が移動する前に受信
ビームをこの方向へ指向できるので、しばらくして目標
３が受信ビームの届く位置に移動したら、すぐに目標３
の位置を正確に確認できる。また、目標３は北から南へ
移動する場合や、西から東へ移動する場合等も同様にビ
ーム走査の制御を行い、目標３の位置を確認できる。ま
た、複数のレーダＡ、Ｂ、Ｃで目標を待ち受けるように
ビーム走査を行い、個々のレーダ位置にもとづいて目標
の位置を確認してもよい。このように個々のレーダ位置
にもとづいてビームを指向させて待ち受けることで目標
３を検出する順序が制御され、目標３の位置を確認でき
る。

【００３６】実施の形態４．上記実施の形態１では、目
標３を追尾処理する目標追尾処理手段１９と、目標追尾
処理手段３３の結果の情報は独立で、同じ情報が入力さ
れた軌道データベース３４と、軌道データベース３５と
する場合を示したが、この実施の形態４では、自局にお
ける追尾処理の結果の情報を他局へ送り、追尾処理の結
果の情報を統合してビーム制御する場合を説明する。

【００３７】この実施の形態４では、図５に示すよう
に、上記図１に示した実施の形態１の構成に送信装置１
側の目標追尾処理手段１９と送信手段１６の間に追尾処
理の結果の情報を符号化する符号化手段３６と、受信装
置５側の受信手段３１と目標追尾処理手段３３の間に復
号化手段３７を挿入して構成してある。あとの基本的動
作は実施の形態１と同様である。

【００３８】図５において、送信装置１となるレーダＡ
は、軌道データベース３４の軌道データにもとづきレー
ダ動作を行い目標３が検出される。この検出信号から追
尾処理した結果の情報が目標追尾処理手段１９により出
力される。この追尾処理した結果の情報は、符号化手段
３６により送信波２に付加され、送信される。この符号
化は、例えば、位相変調パルス圧縮方式による符号化で
ある。この符号化信号を含むレーダＡの送信波２は、受
信装置５となるレーダＢで受信される。この受信信号
は、レーダＢの受信手段３１より出力され、復号化手段
３７によりレーダＡの追尾処理した結果の情報が復号化
される。この追尾処理した結果の情報をもとにビーム走
査の制御を行う。

【００３９】上記位相変調パルス圧縮方式について説明
すると、送信パルスを２値位相変調する場合に、送信パ
ルス幅をＰＷとすると、この送信パルス幅ＰＷをｎ個に
分け、これをサブパルスとし、サブパルス幅はＰＷ／ｎ
となる。このサブパルス毎に０ｄｅｇか又は、１８０ｄ
ｅｇの２値の位相変調を行う。この受信波から位相変調
成分を抽出して復号化する。

【００４０】また、サブパルスに符号化する追尾処理し
た結果の情報は、レーダＡで得られた目標３の位置情報
（距離、方位、仰角）を２値化したものである。レーダ
Ａの追尾処理した結果の情報をレーダＢに送る場合につ
いて説明したが、レーダＢの情報をレーダＡに送る、ま
たはその両方を同時に行う構成としても良い。

【００４１】ある時刻において、レーダＢでは目標３が
検出されないで、レーダＡのみで目標３が検出された場
合、レーダＡで検出された位置情報や追尾処理した結果
の信号をレーダＢへ伝えることで、追尾精度が向上でき
る。また、レーダＢの追尾精度がレーダＡより劣る場合
でも、追尾精度を向上できる。これら追尾情報のより良
いほうを選択することで高精度のビーム制御ができる。
このようにバイスタティック動作を行うレーダ装置を構
成することで、レーダＡ及びレーダＢの追尾処理した結
果の情報を通信して統合化することにより、例えば検出
率が悪い場合や、レーダＢの追尾精度がレーダＡより劣
る場合でも、高精度なビーム制御が可能となる。

【００４２】実施の形態５．上記実施の形態１では、ペ
ンシルビームを電子ビーム走査するフェーズド・アレイ
・レーダによりバイスタティック動作を行うレーダを構
成する場合を示したが、この実施の形態５では、受信信
号処理により複数の受信ビームを同時に形成するディジ
タル・ビーム・フォーミング手段を有するレーダにより
バイスタティック動作を行うレーダ装置を構成する。上
記のようにレーダ装置を構成することで、似かよったケ
プラーの軌道６要素をもつ多数の目標３が出現しても、
これらの目標３の全てに効果的に電子ビーム走査ができ
る。

【００４３】実施の形態６．上記実施の形態１では、２
つのフェーズド・アレイ・レーダによりバイスタティッ
ク動作を行うレーダ装置を構成する場合を示したが、こ
の実施の形態６では、図６に示すように３つ以上のフェ
ーズド・アレイ・レーダＡ、Ｂ、Ｃによりレーダ装置を
構成しマルチスタティック動作を行うレーダ装置を構成
する。基本的なレーダ動作は実施の形態１と同様である
が、マルチスタティック動作を行うレーダ装置を構成す
ることで、多数の目標に対して効率的かつ高精度の電子
ビーム走査ができる。

【００４４】実施の形態７．上記実施の形態１では、２
つのフェーズド・アレイ・レーダによりバイスタティッ
ク動作を行うレーダ装置を構成する場合を示したが、こ
の実施の形態７では、複数の送信専用の送信局と受信専
用の受信局でマルチスタティック動作を行うレーダ装置
を構成する。基本的なレーダ動作は実施の形態１と同様
であるが、マルチスタティック動作を行うレーダ装置を
構成することで、多数の目標に対して効率的かつ高精度
の電子ビーム走査ができる。

【００４５】上記各実施の形態において、簡単のため
に、位相検波手段、パルス圧縮手段等が構成にない２又
は３つ以上のレーダを説明したが、これらの位相検波手
段、パルス圧縮手段等が構成に加えられたレーダでレー
ダ装置を構成しても良い。また、上記同期用時計手段は
送信装置１と受信装置５に必ずしも内蔵される必要はな
く、外付けしたものでもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、目標の位置が入力された軌道データベー
スにもとづき目標へのビーム走査を制御して追尾すると
ともに、あらかじめ時刻が合わされた同期信号を発生す
る同期用時計手段を送信局と受信局に設け、それぞれの
同期用時計手段にもとづき送信局と受信局の間の同期を
とるようにしたので、同期やビーム制御のための通信回
線を有することなく高い精度でビームの同期を確保し、
効果的に目標へビームを指向することができる。

【００４７】また、請求項２に記載の発明によれば、２
つのフェーズド・アレイ・レーダで送信局と、受信局を
構成したので、同期やビーム制御のための通信回線を有
することなく高い精度でビームの同期を確保し、目標に
効果的にビームを指向することができる。

【００４８】また、請求項３に記載の発明によれば、送
信局を送信専用とし、受信局を受信専用として構成した
ので、同期やビーム制御のための通信回線を有すること
なく高い精度でビームの同期を確保し、目標に効果的に
ビームを指向することができる。

【００４９】また、請求項４に記載の発明によれば、目
標へのビーム走査を制御し追尾する情報を符号化して送
信する符号化手段を送信局に設けるとともに、受信信号
からこの情報を復号化しビーム走査を制御する復号化手
段を受信局に設けたので、検出率が悪い場合や受信局の
追尾精度が送信局より劣る場合でも、高精度のビーム走
査の制御ができる。

【００５０】また、請求項５に記載の発明によれば、受
信信号処理により複数の受信ビームを同時に形成するデ
ジタル・ビーム・フォーミング手段を有する受信局で構
成したので、似かよった軌道をもつ多数の目標が出現し
ても、これらの目標の全てに効果的に電子ビーム走査が
できる。

【００５１】また、請求項６に記載の発明によれば、３
つ以上のフェーズド・アレイ・レーダで構成したので、
多数の目標に対して効果的にビーム走査の制御ができ
る。

【００５２】また、請求項７に記載の発明によれば、送
信局を送信専用の複数の送信局から構成し、受信局を受
信専用の複数の受信局から構成したので、多数の目標に
対して効率的に高精度のビーム走査の制御ができる。

【００５３】また、請求項８に記載の発明によれば、送
信局の送信ビームと受信局の受信ビームとが空間で会合
する領域に目標が入ってくるときに当該受信ビームが目
標に指向するように待ち受けてビーム走査の制御を行う
ので、レーダの設置場所が異なる場合でも、目標を検出
する順序が制御され、効果的にビーム走査の制御ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１に係わるレーダ装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】 実施の形態１に係わる軌道データベースの表
示例を示す表示図である。

【図３】 実施の形態３に係わるレーダ装置の概念を示
す断面図である。

【図４】 実施の形態３に係わるレーダ装置の構成を示
すブロック図である。

【図５】 実施の形態４に係わるレーダ装置の構成を示
すブロック図である。

【図６】 実施の形態６に係わるレーダ装置の構成を示
すブロック図である。

【図７】 従来のバイスタティック動作を行うレーダ装
置の原理を説明する説明図である。

【図８】 従来のバイスタティック動作を行うレーダ装
置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 送信装置、２ 送信波、３ 目標、４ 反射波、５
受信装置、６ 直接波、７ 素子アンテナ、１２ 位
相制御手段、１６ 送信手段、１７ 受信手段、１８
目標検出手段、１９ 目標追尾処理手段、２０ ビーム
制御手段、２１ 同期用通信回線、２２ ビーム制御手
段、２３ 素子アンテナ、２７ 位相制御手段、３１
受信手段、３２ 目標検出手段、３３ 目標追尾処理手
段、３４ 軌道データベース、３５ 軌道データベー
ス、３６ 符号化手段、３７ 復号化手段、Ａ レー
ダ、Ｂ レーダ、Ｃ レーダ。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年６月３日（１９９９．６．３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のレーダ装置は、送信局と受信局とを有し、これら送信
局及び受信局のそれぞれに、上記送信局及び受信局間の
同期信号を発生する同期用時計手段、目標の軌道情報が
入力された軌道データベース、この軌道データベースの
上記軌道情報と上記同期信号に基づく目標検出信号とか
ら上記目標へのビーム走査が制御され追尾する目標追尾
処理手段を設けたものである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】実施の形態１．図１は、本発明の実施の形
態１に係わるレーダ装置の構成を示すブロック図で、Ａ
はマイクロ波を送信するフェーズド・アレイ・レーダ装
置であり、送信装置１としても機能する（図３〜図６に
おいても同様）。２はフェーズド・アレイ・レーダ装置
Ａの送信装置１から送信された送信波、３は送信波２を
反射する人工衛星等の地球をまわる目標、４は目標３に
より反射された反射波、Ｂは反射波４を受信するフェー
ズド・アレイ・レーダ装置であり、受信装置５としても
機能する（図３〜図６においても同様）。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、送信局と受信局とを有し、これら送信局
及び受信局のそれぞれに、上記送信局及び受信局間の同
期信号を発生する同期用時計手段、目標の軌道情報が入
力された軌道データベース、この軌道データベースの上
記軌道情報と上記同期信号に基づく目標検出信号とから
上記目標へのビーム走査が制御され追尾する目標追尾処
理手段を設け、それぞれの同期用時計手段に基づいて送
信局と受信局の間の同期をとるようにしたので、同期や
ビーム制御のための通信回線を有することなく高い精度
でビームの同期を確保し、効果的に目標へビームを指向
することができる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目標の位置が入力された軌道データベー
   スにもとづき目標へのビーム走査を制御して追尾すると
   ともに、あらかじめ時刻が合わされた同期信号を発生す
   る同期用時計手段を送信局と受信局に設け、それぞれの
   同期用時計手段にもとづき送信局と受信局の間の同期を
   とるようにしたことを特徴とするレーダ装置。
2. 【請求項２】 ２つのフェーズド・アレイ・レーダで送
   信局と、受信局を構成した請求項１に記載のレーダ装
   置。
3. 【請求項３】 送信局を送信専用とし、受信局を受信専
   用として構成した請求項１に記載のレーダ装置。
4. 【請求項４】 目標へのビーム走査を制御し追尾する情
   報を符号化して送信する符号化手段を送信局に設けると
   ともに、受信信号からこの情報を復号化しビーム走査を
   制御する復号化手段を受信局に設けた請求項１に記載の
   レーダ装置。
5. 【請求項５】 受信信号処理により複数の受信ビームを
   同時に形成するデジタル・ビーム・フォーミング手段を
   有する受信局で構成した請求項１に記載のレーダ装置。
6. 【請求項６】 ３つ以上のフェーズド・アレイ・レーダ
   で構成した請求項１に記載のレーダ装置。
7. 【請求項７】 送信局を送信専用の複数の送信局から構
   成し、受信局を受信専用の複数の受信局から構成した請
   求項６に記載のレーダ装置。
8. 【請求項８】 送信局の送信ビームと受信局の受信ビー
   ムとが空間で会合する領域に目標が入ってくるときに当
   該受信ビームが目標に指向するように待ち受けてビーム
   走査の制御を行う請求項１に記載のレーダ装置の制御方
   法。