JP2000075015A - パルスレーダ装置 - Google Patents
パルスレーダ装置Info
- Publication number
- JP2000075015A JP2000075015A JP10245905A JP24590598A JP2000075015A JP 2000075015 A JP2000075015 A JP 2000075015A JP 10245905 A JP10245905 A JP 10245905A JP 24590598 A JP24590598 A JP 24590598A JP 2000075015 A JP2000075015 A JP 2000075015A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulse
- antenna
- integration
- phased array
- array antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
を施す際に生じる処理精度の方位特性を抑圧し、これに
より捜索性能の更なる向上を図り得るパルスレーダ装置
を提供する。 【解決手段】ビーム走査制御手段7aを設け、アンテナ
1の回転に伴いアンテナ1のアンテナパターンをボアサ
イトに対して走査して、積分開始時点(積分終了時点)
付近に対応する方位近傍ではアンテナ1の高利得位置が
密に、積分期間の中央に対応する方位近傍ではアンテナ
1の高利得位置が疎になるようにした。
Description
のパルスレーダ装置に関し、特にパルス積分処理やパル
ス・ドプラ処理などの、計測エリアごとに復数の受信信
号を用いる処理を施す機能を有するパルスレーダ装置に
関する。
を向上(あるいは受信S/Nを向上)させるために、受
信パルスを所定の回数ごとに積分する積分処理がよく知
られている。また、移動する目標の移動速度を互いに分
離するために、数回〜数十回ごとの受信パルス信号に対
してフーリエ変換などの処理を行い、速度ごとの成分に
分離するパルス・ドプラ処理がよく知られている。
レーダ装置にあっては、レーダ波の送受信を行うアンテ
ナを、機械的回転駆動機構により全方位に渡って回転で
きるようにしたタイプのものが主流である。このような
アンテナ回転式パルスレーダ装置において、上記積分処
理またはパルス・ドプラ処理などの、計測エリアごとに
複数の受信信号を用いる処理を行う場合、以下に示す不
具合が生じていた。
ーダ装置において積分処理またはパルス・ドプラ処理を
行う場合に、処理のもととなる受信パルスを等方位的に
(つまり、方位角度的に等間隔に)取り込んでいた。こ
のため、処理の精度(積分処理においては受信利得、パ
ルス・ドプラ処理においては速度の分離度)が方位ごと
にばらつくという不具合が有った。
く説明する。図5(a)は、従来のパルスレーダ装置を
用いてパルス積分処理を行う仕方を示している。図5
(a)において、レーダパルスの放射角度は、積分処理
の開始時点に対応するパルスから終了時点に対応するパ
ルスに渡って等間隔となっている。このとき、目標が積
分開始パルスの近辺にいた場合を考える。つまり積分開
始時点において、既にアンテナが目標の位置する方位を
向いているとする。
ナの回転に伴って、積分される利得は急速に低下してい
く(図6(a)において、STARTが積分開始パルス
に、ENDが積分終了パルスに対応している)。積分結
果としての出力はこれらの和として表されるので、結果
として受信利得が低くなることになる。
の中心付近にいた場合を考える。つまり積分期間の中間
辺りで、アンテナが目標の位置する方位に向くものとす
る。この場合、図6(b)に示すように、アンテナが回
転しても積分される利得はあまり変化しない(図6
(b)においても、STARTが積分開始パルスに、E
NDが積分終了パルスに対応している)。このため、結
果として受信利得は高くなることになる。
状(アンテナパターン)が指向性を持つことに由来して
いる。つまり、アンテナのボアサイトが積分開始時に既
に目標を向いている場合と、積分期間中に目標に向く場
合とでは、後者の積分出力のほうがより高利得になるこ
とになる。
利得(積分出力)における利得特性が観測方位に対して
波を打つ(方位特性が発生する)ことになる。なお、図
5(b)に表した波は、積分開始時点の設定により左右
(方位に対して)に移動する。
な全方位目標捜索用のアンテナ回転式パルスレーダ装置
にあっては、その性能を測る指標としての距離計測可能
レンジは、「全方位に渡って計測可能であること」を前
提として評価される。つまり、方位ごとに距離計測可能
レンジが異なっていた場合、その最低値が、レーダ装置
としての性能をはかる基準とされてしまう。このため、
受信利得に方位特性があると、本来持っているポテンシ
ャルよりも低い所で性能を評価されてしまうことにな
り、好ましくなかった。
その目的は、計測エリアごとに復数の受信信号を用いる
処理を施す際に生じる処理精度の方位特性を抑圧し、こ
れにより捜索性能の更なる向上を図り得るパルスレーダ
装置を提供することにある。
に本発明は、回転軸周りに一定の回転速度で回転駆動さ
れるフェーズドアレイアンテナと、このフェーズドアレ
イアンテナからレーダパルスを繰り返し放射するレーダ
パルス放射手段と、このレーダパルス放射手段により放
射された前記レーダパルスに基づく反射パルスを受信し
て、複数の計測エリアごとに復数の受信信号を用いる例
えばパルス積分処理やパルスドプラ処理などの受信処理
を施す受信信号処理手段と、前記受信処理を施す際に前
記フェーズドアレイアンテナのアンテナパターンが有す
る指向性によって発生する、前記各計測エリア内におけ
る方位ごとの受信利得の不均等を打ち消すべく、前記ア
ンテナパターンを前記各計測エリアごとに、前記フェー
ズドアレイアンテナのボアサイトに対して走査すること
で前記受信処理に係わる前記受信利得を均一化するビー
ム走査制御手段とを具備することを特徴とする。
段により、フェーズドアレイアンテナのアンテナパター
ンがボアサイトに対して走査される。これにより、ボア
サイトが回転軸周りに一定の速度で回転するにもかかわ
らず、アンテナパターンの高利得方向の回転速度は一定
ではなくなることになる。
の近傍ではアンテナパターンの高利得方向が密に、計測
単位の中間近傍ではアンテナパターンの高利得方向が粗
になるように走査される。
受信利得の不均等が打ち消され、均一化されることにな
る。これにより処理精度の方位特性を抑圧することが可
能となる。このことは、出力パワーが同じであれば、最
大探知距離を延伸できることを意味する。また、最大探
知距離が等しければ、出力パワーを下げることが可能と
なり、レーダ装置の規模を縮小し、小型・軽量化を図る
ことが可能となる。
施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態
に係わるパルスレーダ装置の構成を示す機能ブロック図
である。図1において、送信機2で発生出力されるレー
ダ送信信号は、サーキュレータ8を介してアンテナ1か
ら空間に向け放射される。このアンテナ1はフェーズド
アレイアンテナをなし、そのアンテナパターン(ビーム
方向)は制御部7からの制御に基づいて走査される。さ
らに、回転駆動機構4により一定速度でアジマス方向に
関して回転駆動されるようになっている。
らのレーダ反射信号は、サーキュレータ8を介して受信
機5に導かれて受信処理を施される。受信信号は積分回
路6に入力され、ここでパルス積分処理を施されて目標
信号出力が得られる。
御機能として、ビーム走査制御手段7aを備えている。
このビーム走査制御手段7aは、アンテナ1のアンテナ
パターンを、アンテナ1のボアサイトに対して走査する
ための制御を行う。この走査の仕方が本発明の根幹をな
すもので、以下に詳しく説明する。
を説明する。まず、図2および図3を用いて概略的に説
明する。図2(a)は、本実施形態のパルスレーダ装置
を用いて、ある計測エリアに対してパルス積分処理を行
う仕方を示している。図2(a)において、レーダパル
スの放射角度は、積分期間の開始および終了時点の近傍
では密に、また積分期間の中央近傍では疎になってい
る。つまり積分されるパルスの間隔は、積分期間の両端
にいくほどに小さく、中央にいくほどに大きいものとな
っている。
いた場合を考える(場合Aとする)。つまり積分開始時
点において、既にアンテナが目標の位置する方位を向い
ているとする。この場合、図3(a)に示すように、積
分される利得はアンテナの回転に伴って、STARTか
らENDまで不均等の間隔をもって低下していく。積分
結果としての出力は、これらの和として与えられる。
の中心付近にいた場合を考える(場合Bとする)。つま
り積分期間の中間辺りで、アンテナが目標の位置する方
位を向くとする。
される利得はアンテナの回転に伴って、STARTから
一旦上昇し、積分期間の中間で最大となりその後END
まで低下していく。このときのアンテナ方位角度に対す
る間隔も不均等である。
利得のアンテナ方位角度に対する間隔の不均等さは、ビ
ーム走査制御手段7aによる制御によりもたらされる。
つまり、ビーム走査制御手段7aは、積分期間の中央を
境として、この中央点よりも先行する時点では、アンテ
ナ1のアンテナパターンをアンテナ1の回転方向に対し
て逆方向に走査する。一方、積分期間の中央点よりも後
の時点では、アンテナ1のアンテナパターンをアンテナ
1の回転方向に対して順方向に走査する。そしてこの走
査の度合いは、積分期間の両端に近づくに連れて大きく
なる。
アンテナ1の回転軸の全周囲方向に対して、積分開始時
点(積分終了時点)付近に対応する方位付近では、アン
テナ1の高利得位置が密に、積分期間の中央に対応する
方位付近では、アンテナ1の高利得位置が疎になるよう
に、アンテナ1のアンテナパターンを走査する。
制御により、結果として、積分期間における積分結果は
目標の位置によらず均等になる。つまり図2(a)のよ
うに、積分利得の最大と最小値との差が小さくなる。こ
れにより大きな効果が得られるが、それは後述するとし
て、本実施形態におけるビーム走査制御手段7aの制御
の仕方をより詳しく説明することにする。
ダ装置を仮定して、このようなパルスレーダ装置におけ
るビーム走査制御手段7aの制御の仕方を説明する。つ
まり、図3に示される(ビーム形状)アンテナパターン
は、数式を用いて解析的に表現できることが多い。そこ
で、アンテナパターンおよびその他のパラメータを定義
すると、ビーム走査制御手段7aの制御の仕方も数式的
に表現できるはずである。そのような試みを、以下に示
す。以下の説明に用いるパルスレーダ装置の諸元を、以
下のように定義する。
ナ1が回転する角度としてのΔφは、次の式(2)で表
される。
アンテナ1が積分期間中に回転する角度としてのΔθ
は、次の式(3)で表される。
ーダ装置によりパルス積分処理を行った場合の積分損失
(LOSS)を、目標が積分開始パルスの位置にある場
合(上記場合A)と、目標が積分期間の中心にある場合
(上記場合B)とに分けて求めると、それぞれ次の式
(4)、(5)で表される。
ナパターンであり、ここでは近似的に以下の式(6)で
表されるものを仮定した。
する角度を示す。また式(4)、(5)においてφA
(i)およびφB (i)は、それぞれ場合AおよびBに
おけるi番目のパルスでの目標とボアサイトとの相対角
度であり、以下の式(7)で表される。
来のパルスレーダ装置における、(積分開始時の空中線
正面(ボアサイト)に対する目標の角度)と積分損失と
の関係を算出した。そのグラフを図4に点線で示す。こ
れから判るように、積分開始時に目標がボアサイト正面
にいた場合その損失は−3.9dBとなり、目標が積分
期間中点(:0.3度)にいた場合には、損失は−1.
8dBとなる。両者の差は大きく、またレーダ装置の性
能を評価する場合にはその基準を−3.9dBに採らざ
るを得ない。
よりパルス積分処理を行った場合の積分損失を、場合A
と場合Bとに分けて求める。本発明においては、ビーム
走査制御手段7aによりビーム走査を行うので、これを
表す新たな量としてi番目のパルスに対するビーム走査
角Φ(i)を定義する。定義の仕方は様々あるが、本実
施形態では次の式(8)のように定義した。
めに設けた係数で、本発明の要旨には直接の関係はない
が、このkを適切に設定することでより大きな効果を見
込むことができる。
と、i番目のパルスでの、目標とボアサイトとの相対角
度は以下の式(9)で示されるようになる。つまりビー
ム走査を行うことで、式(7)が式(9)に書き換えら
れる。
の式(10)に示すようになる。
形態のパルスレーダ装置における(積分開始時の空中線
正面に対する目標の角度)と積分損失との関係を算出し
た。そのグラフを図4に実線で示す。ただし、k=2.
03とした。これによれば、最大の損失は−3.3dB
となる。
査を行うことで、積分損失を0.6dB削減させること
が可能となる。つまり、性能を評価する際の基準を0.
6dB向上させることができるようになる。
手段7aを設け、アンテナ1の回転に伴いアンテナ1の
アンテナパターンをボアサイトに対して走査して、積分
開始時点(積分終了時点)付近に対応する方位近傍では
アンテナ1の高利得位置が密に、積分期間の中央に対応
する方位近傍ではアンテナ1の高利得位置が疎になるよ
うにしている。
性によらず、積分される受信利得を全方位に渡って均等
にすることができるようになり、積分出力の方位ごとの
ばらつきを解消できる。
特性を抑圧することが可能となる。これにより性能評価
の際の基準を引き上げることができ、本来の性能を十分
に発揮することが可能となる。また、従来のパルスレー
ダ装置に比較して、出力パワーが同じであれば、最大探
知距離を延伸できるようになる。また、最大探知距離を
等しくすれば、出力パワーを下げることができるので、
規模の縮小、小型・軽量化を図ることが可能となる。
るものではない。上記実施形態においては、パルス積分
処理機能を有するパルスレーダ装置に対して本発明を適
用したが、これに限らず、所定の計測エリアにおいて複
数の受信信号を用いる処理を施す機能を有したパルスレ
ーダ装置の全てに対して本発明は有効である。このよう
な処理機能の他の例としては、パルス・ドプラ処理が挙
げられる。
び受信を一つのアンテナを介して行っているが、送信用
および受信用のアンテナを別々に設けても本発明が有効
であることは言うまでもない。その他、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々の変形実施を行うことができる。
ーダ装置におけるアンテナをフェーズドアレイアンテナ
とし、かつビーム走査制御手段を設け、このビーム走査
制御手段により、計測エリアごとに、アンテナパターン
をボアサイトに対して走査して、受信利得を均一化する
ようにしたので、計測エリアごとに復数の受信信号を用
いる処理を施した際に生じる処理精度の方位特性を抑圧
することができるようになり、これにより捜索性能を更
に向上させたパルスレーダ装置を提供することが可能と
なる。
の構成を示す機能ブロック図。
における積分処理の仕方およびその信号利得特性を示す
図。
における積分位置を示す図。
の積分損失を、従来のレーダ装置との比較において示し
た図。
仕方およびその信号利得特性を示す図。
示す図。
Claims (2)
- 【請求項1】 回転軸周りに一定の回転速度で回転駆動
されるフェーズドアレイアンテナと、 このフェーズドアレイアンテナからレーダパルスを繰り
返し放射するレーダパルス放射手段と、 このレーダパルス放射手段により放射された前記レーダ
パルスに基づく反射パルスを受信して、複数の計測エリ
アごとに、復数の受信信号を用いる受信処理を施す受信
信号処理手段と、 前記受信処理を施す際に、前記フェーズドアレイアンテ
ナのアンテナパターンが有する指向性によって発生す
る、前記各計測エリア内における方位ごとの受信利得の
不均等を打ち消すべく、前記アンテナパターンを、前記
各計測エリアごとに、前記フェーズドアレイアンテナの
ボアサイトに対して走査することで、前記受信処理に係
わる前記受信利得を均一化するビーム走査制御手段とを
具備することを特徴とするパルスレーダ装置。 - 【請求項2】 前記ビーム走査制御手段は、 パルス繰り返し間隔をT[秒]、 前記フェーズドアレイアンテナの回転角速度をω[r.
p.m:回転/分] 前記計測エリアごとのパルス受信回数をn、 kを任意定数、 前記計測エリアにおける最初からi番目のパルスのビー
ム走査角をΦ(i)としたとき、 i≦n/2のときには、 Φ(i)=k・(1−i)・T・ω・360/60
[度] i≧n/2のときには、 Φ(i)=k・(n−i)・T・ω・360/60
[度] なるビーム走査角をもって、前記各計測エリアごとに、
前記アンテナパターンを前記フェーズドアレイアンテナ
のボアサイトに対して走査することを特徴とする請求項
1記載のパルスレーダ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24590598A JP3639124B2 (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | パルスレーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24590598A JP3639124B2 (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | パルスレーダ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000075015A true JP2000075015A (ja) | 2000-03-14 |
JP3639124B2 JP3639124B2 (ja) | 2005-04-20 |
Family
ID=17140577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24590598A Expired - Fee Related JP3639124B2 (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | パルスレーダ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3639124B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007121043A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Matsushita Electric Works Ltd | パルスレーダ装置 |
GB2468401A (en) * | 2009-03-04 | 2010-09-08 | Furuno Electric Co | Radar device and a method of detecting a target object using radar |
JP2016070733A (ja) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | レーダ装置 |
-
1998
- 1998-08-31 JP JP24590598A patent/JP3639124B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007121043A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Matsushita Electric Works Ltd | パルスレーダ装置 |
GB2468401A (en) * | 2009-03-04 | 2010-09-08 | Furuno Electric Co | Radar device and a method of detecting a target object using radar |
JP2010203941A (ja) * | 2009-03-04 | 2010-09-16 | Furuno Electric Co Ltd | レーダ装置 |
US8184040B2 (en) | 2009-03-04 | 2012-05-22 | Furuno Electric Company Limited | Radar device and a method of detecting a target object using radar |
GB2468401B (en) * | 2009-03-04 | 2013-10-23 | Furuno Electric Co | Radar device and a method of detecting a target object using a radar |
JP2016070733A (ja) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | レーダ装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3639124B2 (ja) | 2005-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9912074B2 (en) | Congruent non-uniform antenna arrays | |
US20030020646A1 (en) | Adaptive digital sub-array beamforming and deterministic sum and difference beamforming, with jamming cancellation and monopulse ratio preservation | |
WO2015133575A1 (ja) | レーダ装置 | |
JP6266188B1 (ja) | 気象レーダ装置 | |
JP2006242844A (ja) | レーダー装置及び送信ビーム制御方法 | |
JP5025359B2 (ja) | レーダ装置 | |
JP3775383B2 (ja) | マルチビームレーダ装置及びマルチビームレーダ送受信方法 | |
JP3639124B2 (ja) | パルスレーダ装置 | |
JP4232628B2 (ja) | レーダ装置 | |
CN115856810A (zh) | 一种密集偏扫的降低最小可检测速度的方法及电子设备 | |
JP3269471B2 (ja) | マルチビーム・レーダ装置 | |
JP4879761B2 (ja) | レーダ装置 | |
KR20190116865A (ko) | 빔 편이 보상 장치 및 방법 | |
US11606151B2 (en) | Array antenna apparatus using spatial power spectrum combining and method of controlling the same | |
WO2021196165A1 (zh) | 频率分析方法、装置及雷达 | |
JP2005189107A (ja) | レーダ装置 | |
JP4706239B2 (ja) | レーダ装置 | |
KR100493727B1 (ko) | 다기능 레이더에서 표적 탐지를 위한 방법 | |
JP4143007B2 (ja) | レーダ装置 | |
JPH1183983A (ja) | レーダビーム走査方式 | |
JP2006078270A (ja) | レーダ装置 | |
JP7074508B2 (ja) | 気象レーダ送信パルス制御装置、プログラム及び方法 | |
JP7433535B2 (ja) | 信号処理装置、レ-ダ装置、および信号処理方法 | |
JPS5870181A (ja) | レ−ダ方式 | |
JP2005121421A (ja) | 海上用rcs計測装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040712 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040720 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040921 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050111 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050113 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080121 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090121 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100121 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110121 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120121 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130121 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130121 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140121 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |