JP2001099918A - ホログラフィックレーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で、ターゲットを効果的に検出す
る。 【解決手段】 互いに直交する縦長の送信アンテナ１４
ａ〜１４ｃと、横長の受信アンテナ１６ａ〜１６ｃを設
ける。送信アンテナ１４ａ〜１４ｃを順次切り換え、１
つの送信アンテナ１４ａ〜１４ｃが選択されているとき
に受信アンテナ１６ａ〜１６ｃを順次切り換える。これ
によって、送信アンテナ１４ａ〜１４ｃと受信アンテナ
１６ａ〜１６ｃの組み合わせ分の受信信号が得られる。
また、受信アンテナ１６ａ〜１６ｃの切り換え周期を送
信アンテナ１４ａ〜１４ｃの切り換え周期の整数倍にす
ることで、不要信号の発生周波数を一定周期とすること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】複数の受信アンテナを有する
ホログラフィックレーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、仰角および方位角について所
望の範囲内でのターゲットを検出するために、２次元配
列された受信アンテナを有するホログラフィクレーダが
利用されている。

【０００３】このホログラフィックレーダにおいては、
ｎ×ｍ個の受信アンテナを２次元配列し、各受信アンテ
ナで、ターゲットからの反射波を受信する。そして、各
受信アンテナの受信信号について、複素数の重み乗算し
て合成することによりビーム形成し、ターゲットを検出
する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなホログラフ
ィックアンテナにおいては、受信アンテナの数だけ受信
機を必要として、装置が大型化し、またコストが高くな
ってしまう。また、このような２次元のホログラフィッ
クアンテナでは、複数の受信アンテナを互いに直交する
２方向に、最大の検出方向範囲に基づいて定まる間隔で
配列する必要がある。このためには、広い検出方向範囲
の実現のためには、配列間隔を狭くしなければならな
い。そこで、各受信アンテナの開口は狭くなり、利得の
高いアンテナを用いることができず、感度が低下してし
まう。

【０００５】また、複数の受信アンテナからの受信信号
を１つの受信機に時分割で供給して受信することも提案
されている。しかし、ＦＭＣＷレーダなど連続波を用い
る場合、送受信アンテナ間や送受信回路間の結合によ
り、きわめて近距離に存在する物体からの反射波と同様
の送信波がアンテナ切り換え周期の逆数に対応する周波
数で変調されて混入する。そして、このような不要信号
が、高調波がその周波数の間隔で高域の周波数帯域まで
繰り返し現れるようになる。

【０００６】また、複数の受信アンテナを利用する場
合、各アンテナ系（アンテナやそこに接続される線路や
回路を含んだモジュール）の特性は、一般的に同一では
ない。従って、これらの相違をなくすために、初期状態
での各アンテナ系の特性が等しくなるように、受信信号
の振幅、位相についての補正係数が設定される。しか
し、レーダの使用される状態によって、各アンテナ系の
特性は変化する。そこで、精度の高い計測状態を維持す
るためには、これら補正係数を修正したいという要求が
ある。

【０００７】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、比較的簡単な構成で適切な受信が行える複数の受
信アンテナを用いたホログラフィックレーダ装置を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の送信ア
ンテナを順次切り換えて送信した電波の反射波を複数の
受信アンテナを順次切り換えて受信し、送信アンテナお
よび受信アンテナの各組で得られるレーダ信号を時分割
で得るホログラフィックレーダ装置において、送信アン
テナの配列方向と受信アンテナの配列方向の配列方向と
が直交するように設定されていることを特徴とする。

【０００９】この構成により、送受信機を各１つにでき
る。そして、例えば１つの送信アンテナと、９つの受信
アンテナを有するホログラフィックレーダと同様の受信
信号を送信アンテナ３つと、受信アンテナ３つで構成で
きる。また、受信アンテナも一方向に配列するだけであ
り、他の方向においては、隣接する受信アンテナが存在
せず、従ってアンテナの開口を大きくとることができ、
アンテナの利得を高くして感度を高くすることができ
る。

【００１０】また、本発明は、互いに直交する２軸方向
にそれぞれ同一間隔に配置した複数の送信アンテナと、
互いに直交する２軸方向のそれぞれ軸方向で同一間隔に
配置した複数の受信アンテナを有し、前記複数の送信ア
ンテナを順次切り換えて送信した電波の反射波を前記受
信アンテナを順次切り換えて受信し、送信アンテナおよ
び受信アンテナの各組で得られるレーダ信号を時分割で
得る。

【００１１】これによって、１つの送信アンテナから電
波の反射波を複数の受信アンテナで受信する。これによ
って、送信アンテナを１つにし、送信アンテナ数×受信
アンテナ数分の受信アンテナを設けたのと同様のレーダ
を構成することができる。

【００１２】また、送信アンテナの２つの軸方向におけ
るそれぞれの間隔を受信アンテナの対応する軸方向に受
信アンテナの間隔とその軸方向の受信アンテナ数の積に
等しく設定することが好適である。これによって、例え
ば、送信アンテナを一方向間隔２Δｘで配置し、受信ア
ンテナをその方向で、Δｘで配置する。また、他の方向
では、送信アンテナを間隔２Δｙ、受信アンテナを間隔
Δｙで配置する。これによって、送信アンテナを１つに
し、送信アンテナ数×受信アンテナ数分の受信アンテナ
を各方向において等間隔で設けたのと同様のレーダを構
成することができる。

【００１３】また、送信アンテナおよび受信アンテナは
同一平面に配置されていることが好適である。これによ
って、ビーム形成などの信号処理が容易となる。

【００１４】また、送信アンテナおよび受信アンテナは
互いに重なるように配置された別の平面にそれぞれ配置
され、送信アンテナと受信アンテナの偏波が互いに直交
する方向に設定されていることが好適である。これによ
って、アンテナの開口を小さくでき、また受信信号中に
混入した送信波の干渉を容易に排除できる。

【００１５】また、複数の送信アンテナを順次切り換え
て送信した電波の反射波を複数の受信アンテナを順次切
り換えて受信し、送信アンテナおよび受信アンテナの各
組で得られるレーダ信号を時分割で得るホログラフィッ
クレーダ装置において、前記複数の送信アンテナを前記
受信アンテナの切り換え周期の倍数の周期をもって順次
切り換えて電波を送信することを特徴とする。

【００１６】この構成により、受信アンテナの切り換え
周期で変調された不要信号の周波数が送信アンテナ切り
換え周期で変調された不要信号に重なる。そこで、不要
信号をコムフィルタなどにより容易に除去することがで
きる。

【００１７】また、前記受信アンテナの切り換え周期
を、送信電波が最大検出距離の往復に要する時間の整数
倍に設定することが好適である。これによって、最大検
出距離以内のターゲットからの反射波を確実に受信する
ことができる。

【００１８】また、本発明は、複数の受信アンテナでレ
ーダ信号を得るホログラフィックレーダ装置において、
複数のアンテナの中から中心対称に位置する複数個を選
んで、複数のサブアレーを構成し、そのサブアレーの中
心に対してどちらか一方のアンテナで得られたレーダ信
号の位相をπだけ回転させ、さらに検出されている目標
物の方向を中心とする所定の角度範囲内でサブアレーに
よって形成されるビームを走査するようにサブアレーの
各信号に複素重みを乗じて合成信号を求め、走査した角
度範囲内での合成信号の落ち込みを各サブアレーについ
て求め、その落ち込みがレベルを越えないサブアレーに
基づいて、予め設定されている振幅または位相の補正係
数を変更する必要があるアンテナを特定することを特徴
とする。

【００１９】一般的に、ビーム形成して得たターゲット
からのピークをそのまま検出するのに比べ、落ち込みを
検出した場合の方が精度が高い。そこで、サブアレー毎
の落ち込みを検出し、どのサブアレーにおいて、十分な
落ち込みが検出されないかにより、特性の変化したアン
テナ系を精度よく検出することができる。

【００２０】また、前記レーダ信号は、複数の受信アン
テナを順次切り換え、時分割で得られたものであること
が好適である。

【００２１】また、特定された振幅または位相の補正係
数を変更する必要があるアンテナを含むサブアレーにお
いて、補正係数の振幅、位相を変化させ、そのときの落
ち込みレベルの変化に基づいて補正係数を修正すること
が好適である。これによって、自動的に補正係数を修正
して、常に良好な状態でのターゲットの検出を行うこと
ができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）について、図面に基づいて説明する。

【００２３】図１は、本実施形態に係るホログラフィッ
クレーダの一例を示す図であり、送信機１０には、高周
波スイッチ１２を介し、３つの送信アンテナ１４ａ、１
４ｂ、１４ｃが接続されている。また、送信アンテナ１
４ａ、１４ｂ、１４ｃの横には、送信アンテナ１４ａ、
１４ｂ、１４ｃから送信された電波のターゲットによる
反射波を受信する３つの受信アンテナ１６ａ、１６ｂ、
１６ｃが設けられ、この受信アンテナ１６ａ、１６ｂ、
１６ｃには、高周波スイッチ１８を介し、受信機２０が
接続されている。

【００２４】さらに、送信機１０、高周波スイッチ１２
および受信機２０には、制御部２２が接続されている。
この制御部２２は、物体検出のための各種の信号処理を
行うほか、高周波スイッチ１２のスイッチングのタイミ
ングおよび受信機２０からの受信信号のサンプルタイミ
ングを制御する。

【００２５】そして、送信アンテナ１４ａ、１４ｂ、１
４ｃは、同一平面上に形成され、同一形状をしている。
この例では、各送信アンテナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ
は、縦長で、横方向に間隔Δｘをおいて平行に等間隔で
配置されている。また、受信アンテナ１６ａ、１６ｂ、
１６ｃも送信アンテナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃと同一平
面上に配置されており、受信アンテナ１６ａ、１６ｂ、
１６ｃは、横長で、縦方向に間隔Δｙをおいて平行に等
間隔で配置されている。

【００２６】本実施形態の装置においては、ＦＭＣＷ方
式を用いており、周波数が所定の周期で変化する連続波
を送信する。そして、反射波と送信波の周波数差に基づ
いて、ターゲットとの相対距離、相対速度を検出する。
また、各送信アンテナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃと受信ア
ンテナ１６ａ、１６ｂ、１６ｃの組み合わせによって得
られる受信信号について、ビーム形成を行い、振幅を調
べることによって、方位を検出する。

【００２７】ここで、送信アンテナ１４ａ、１４ｂ、１
４ｃと受信アンテナ１６ａ、１６ｂ、１６ｃの切換は、
図２に示すような順序で行う。すなわち、１つの送信ア
ンテナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃが送信している１度の期
間中の後半において受信アンテナ１６ａ、１６ｂ、１６
ｃを順次切り換えて、それぞれの受信アンテナ１６ａ、
１６ｂ、１６ｃからの受信信号を時分割で得る。そし
て、送信アンテナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを切り換えて
同様に３つの受信信号を得、これを繰り返す。

【００２８】従って、３つの送信アンテナ１４ａ、１４
ｂ、１４ｃからの送信が終わった段階で、９つの種類の
受信信号が得られる。従来のホログラフィックレーダ装
置においては、１つの送信アンテナに対し、受信信号を
得たいだけの数の受信アンテナおよび受信機を設けてい
た。従って、従来の構成によれば、９種類の受信信号を
得るために、９つの受信アンテナおよび受信機を必要と
した。

【００２９】本実施形態の構成においては、３つの送信
アンテナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、３つの受信アンテナ
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１つの送信機、１つの受信機
により、９種類の受信信号を得ることができる。従っ
て、構成が簡単になり、装置の小型化、低コスト化を図
ることができる。

【００３０】また、図１のような構成では、横方向のア
ンテナ配列間隔Δｘは、方位方向の最大検出範囲に基づ
いて決定され、縦方向のアンテナ配列間隔Δｙは、仰角
方向の最大検出範囲に基づいてそれぞれ決定される。従
って、配列間隔を規定されない方向については、アンテ
ナの開口を広げることができる。すなわち、送信アンテ
ナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃにおいては、縦方向の開口を
十分大きくでき、また受信アンテナ１６ａ、１６ｂ、１
６ｃについては横方向の開口を十分大きなものとして
も、各アンテナ間の相互結合などの問題が生じない。そ
こで、本実施形態の装置においては、各アンテナに高利
得のアンテナを使用することができ、検出感度を向上す
ることができる。

【００３１】なお、１つの送信アンテナ１４ａ、１４
ｂ、１４ｃの送信期間における受信期間の開始時点は、
その時選択されている送信アンテナ１４ａ、１４ｂ、１
４ｃからの送信波が最大検出距離に位置するターゲット
により反射して受信されるまでの時間に応じて設定され
ている。

【００３２】図３の構成は、送信アンテナ１４ａ、１４
ｂ、１４ｃと受信アンテナ１６ａ、１６ｂ、１６ｃを同
一平面ではなく前後方向に重ねて配置したものである。
すなわち、この例では、送信アンテナ１４ａ、１４ｂ、
１４ｃの背面側に受信アンテナ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ
が配置されている。これによって、両方のアンテナの開
口を重ねることができ、並列して配置する場合に比べ開
口の面積を１／２にできる。

【００３３】この場合、送受信信号の干渉をさける必要
がある。このためには、送信波の偏波と受信波の偏波を
直交させることなどが考えられる。すなわち、反射波
は、送信波に対しその位相が反転するため、送信波とし
て円偏波を用いることで、受信波の円偏波は送信波の偏
波と直交することになる。従って、受信信号において送
信波の干渉を容易に排除することができる。

【００３４】図４は、それぞれ２次元配列された４つの
送信アンテナ１４ａ〜１４ｄと、受信アンテナ１６ａ〜
１６ｄとをそれぞれ順次切り換えることで、縦４つ×横
４つ＝１６個の正方配列された受信アンテナを利用する
場合と同様のレーダを実現するものである。

【００３５】この場合には、送信アンテナ１４ａ〜１４
ｄの横方向の配列間隔は、受信アンテナ１６ａ〜１６ｄ
の間隔Δｘの２倍＝２Δｘに設定され、縦方向について
も同様に設定されている。なお、受信アンテナの個数が
一方２つでない場合には、送信アンテナの間隔は、受信
アンテナ間隔×受信アンテナの個数倍とする。

【００３６】このレーダ装置についても、送信アンテナ
１４ａ〜１４ｄを順次切り換え、１つの送信アンテナが
選択されている時に４つの受信アンテナを順次切り換え
る。これによって、４つの送信アンテナの選択が終わっ
たときに、４×４＝１６の送受信アンテナの組み合わせ
についての受信信号を得ることができる。

【００３７】この実施形態によれば、従来の送信アンテ
ナを１つ、受信アンテナを１６個の構成と同様の受信信
号を送信アンテナ４つ、受信アンテナ４つの合計８つで
得ることができる。従って、装置の小型化低コスト化を
図ることができる。

【００３８】「アンテナ切り換えタイミング」図５は、
送信アンテナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃおよび受信アンテ
ナ１６ａ、１６ｂ、１６ｃの切り換えタイミングを示す
図である。図２においては、受信アンテナ１６ａ、１６
ｂ、１６ｃを必要な期間だけ選択したが、この図５にお
いては、連続的に切り換えて使用している。

【００３９】そして、１つの受信アンテナ１６ａ、１６
ｂ、１６ｃを選択してから次にその受信アンテナ１６
ａ、１６ｂ、１６ｃを選択するまでの期間である受信ア
ンテナ１６ａ、１６ｂ、１６ｃの切り換え周期Ｔｒは、
送信電波がこのレーダ装置の最大検出距離の往復に要す
る時間ΔＴに等しく定めてある。また、１つの送信アン
テナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを選択してから次にその送
信アンテナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを選択するまでの期
間である送信アンテナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃの切り換
え周期Ｔｔは、受信アンテナ１６ａ、１６ｂ、１６ｃの
切り換え周期Ｔｒの６倍に設定してある。

【００４０】これにより、受信アンテナ１６ａ、１６
ｂ、１６ｃ間や送受信回路間の結合により、受信信号中
に漏洩してくる、きわめて近距離に存在する物体からの
反射波と同様の不要なレーダ信号は、アンテナ切り換え
周期の逆数、すなわち、周波数１／Ｔｔおよび１／Ｔｒ
で変調される。そこで、不要信号は、その周波数の間隔
で、高域の周波数帯域まで繰り返し現れるようになる。

【００４１】図５の例では、Ｔｔ＝６×１／Ｔであり、
送信切り換えに関わる不要信号は、ｆｔ＝１／Ｔｔ、受
信切り換えに関わる不要信号は、周波数ｆｒ＝１／Ｔｒ
の周波数間隔で、周期的に高域の周波数帯域まで現れ
る。そして、ｆｒ＝６×ｆｔであり、受信に関わる不要
信号が送信に関わる不要信号に重なる。

【００４２】これによって、図６に示すように、送信側
から漏洩してくる信号がアンテナのスイッチングにより
変調されて生じる不要信号は、周波数ｆｔの間隔で周期
的に現れるものだけに限定できる。そして、このような
周期的な不要信号は、コムフィルタなどを用いて容易に
除去することができる。例えば、本出願人の出願に係る
特願平１１−２０８０９８号（平成１１年７月２２日出
願）には、減算型コムフィルタを用いて、周期的に現れ
る不要信号を除去することを提案している。このような
コムフィルタを用いることが好適である。

【００４３】また、上述したように、受信アンテナ１６
ａ、１６ｂ、１６ｃの切り換え周期Ｔｒを、送信電波が
このレーダ装置における最大検出距離を往復するのに要
する時間と等しく設定している。従って、上述のような
コムフィルタによる不要信号の除去を行っても、図６に
示すように、最大検出距離範囲内に存在するターゲット
からの反射波（レーダ信号）を確実にとらえることがで
きる。

【００４４】なお、図５のタイミングでは、新たな送信
アンテナ１４ａ（表においてＴａで示す）、１４ｂ（表
においてＴｂで示す）、１４ｃ（表においてＴｃで示
す）に切り換えてから１回目の受信アンテナ１６ａ（表
においてＲａで示す）、１６ｂ（表においてＲｂで示
す）、１６ｃ（表においてＲｃで示す）の信号を無視
し、その後の受信アンテナ１６ａ、１６ｂ、１６ｃの信
号をデータとして取り込む。これによって、送信アンテ
ナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃから発せられた送信波が最大
検出距離内のターゲットで反射された反射波が各受信ア
ンテナ１６ａ、１６ｂ、１６ｃにおいてそれぞれ受信さ
れる。

【００４５】なお、図１のような２次元のホログラフィ
ックレーダではなく、図７に示すような１次元のホログ
ラフィックレーダにおいても同様に送信側からの漏洩波
を除去することができる。

【００４６】「振幅・位相補正係数の校正」図８に、本
実施形態の校正法が適用可能なホログラフィックレーダ
の構成を示す。この例では、高周波スイッチ１２、１８
を省略し、１つの送信アンテナ１４を設けるとともに、
６つの受信アンテナ１６ａ〜１６ｆおよび６つの受信機
２０ａ〜２０ｆを設けている。

【００４７】従って、送信機１０から送信アンテナ１４
を介し、前方の所定範囲に送信波が放射される。これに
より、その放射範囲内にあるターゲットによって反射さ
れた反射波が受信アンテナ１６ａ〜１６ｆで受信され、
受信機２０ａ〜２０ｆでそれぞれ受信信号が得られ、こ
れが制御部２２において処理される。

【００４８】ここで、この制御部２２は、６つの受信ア
ンテナ１６ａ〜１６ｆについて、サブアレーを構成す
る。ここで、各サブアレーは中心対称の配置となるよう
に構成する。例えば、表１に示すように、受信アンテナ
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄでサブアレーＡａ、受
信アンテナ１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅでサブアレ
ーＡｂ、受信アンテナ１６ｃ、１６ｄ、１６ｃ、１６ｆ
でサブアレーＡｃ、受信アンテナ１６ａ、１６ｂ、１６
ｅ、１６ｆでサブアレーＡｄを構成する。

【００４９】

【表１】 ここで、ターゲットの方向を中心とする所定の角度範囲
内でサブアレーによってビームを構成するように、サブ
アレーの各受信信号に複素数の重みを乗じて合成信号を
求める。すなわち、サブアレーの中心において、位相の
ずれが０になり、左右の受信アンテナにおいて、中心か
らの距離およびビーム角度に応じた位相ずれを生じるよ
うに複素数の重みを乗じる。例えば、中心からの距離が
ｄで、波長λの電波を用い、ビーム角度がφの場合に
は、複素数の重みはｅ^-j(2π^dsinφ^/λ⁾とする。このよ
うにして、各サブアレーについてビームが形成され、φ
を変更することでビームを走査することができる。

【００５０】そして、このビームを検出範囲内で走査
し、ψの方向にターゲットがあった場合には、図９に示
すように、φの方向がψと一致した時に受信電力につい
てのピークが生じる。このようにして、各サブアレーに
おいて、ターゲットの方向において、ピークを検出する
ことができる。

【００５１】そして、各受信系（受信アンテナ、線路、
受信機）の特性が同一であれば、ターゲットの方向ψ
と、ビーム方向φが一致したときに、すべてのサブアレ
ーにおいて、明らかなピークが得られる。ところが、各
アンテナ系特性に差異があると、十分なピークが生じな
くなる。そこで、レーダ動作の初期状態において、各ア
ンテナ系の振幅、位相についての補正係数を求める。

【００５２】この場合、ピークを生じるφをそのまま検
出することもできるが、サブアレーの中心に対して、い
ずれか一方側のレーダ信号の位相をπだけ回転させる。
例えば、サブアレーＡａであれば、受信アンテナ１６
ａ、１６ｂと１６ｃ、１６ｄが対称の位置にあり、受信
アンテナ１６ｃ、１６ｄについてのレーダ信号の位相を
πだけずらす。なお、１つの受信アンテナにおけるレー
ダ信号がＥ₀ｅ^j(sinω^t/λ⁾であれば、位相をπずらす
ことで、上式の中のｓｉｎ（ωｔ／λ）→ｓｉｎ（ωｔ
／λ＋π）＝−ｓｉｎ（ωｔ／λ）となり位相が反転さ
れる。

【００５３】そして、このような処理を行った後、ビー
ム形成を行い、φを変化させて合成信号の電力変化を求
めると図１０に示すように、ターゲット方向ψにおいて
落ち込み（ヌル）が発生する。

【００５４】従って、初期の構成において、このヌルが
所定の基準値以下になるようにすることで、各アンテナ
系における補正係数を求めることができる。なお、初期
の補正係数の決定は、別の方法を用いることもできる。

【００５５】一方、時間経過とともにそれぞれのアンテ
ナ系の特性が徐々に変化すると、サブアレーの合成信号
により形成されるヌルが十分な落ち込みでなくなる。こ
れは、ビーム形成によるピークレベルの変化より一般的
に早期に現れる。そこで、設定した４つのサブアレーに
おけるヌルレベルを検出し、所定の基準値を満足しない
サブアレーを検出する。

【００５６】いずれかの１つのアンテナ系の特性が初期
状態から変化した場合に、どのサブアレーにおいてヌル
レベルが基準値を超えるかは、サブアレーの設定によっ
て予め定まっている。図８の構成では、表２に示すよう
に、どのサブアレーにおけるヌルレベルが基準値を超え
たかにより、特性の変化した１つのアンテナ系を決定す
ることができる。

【００５７】

【表２】 通常の場合、各受信系において、別々のタイミングで大
きく特性が変化し始める。そこで、上述の検出によっ
て、１つの受信系の特性が変化し始めた時点で、その受
信系を特定することができる。

【００５８】そして、特性が変化した受信系について、
補正係数の振幅、位相を少し変化させた時のヌルレベル
の変化を求め、その変化に基づいてヌルレベルが向上す
る方向に補正係数を修正することができる。

【００５９】さらに、図１や図７に示すような構成の送
信アンテナが複数あるホログラフィックレーダにおいて
も、同様にサブアレーを構成して好適な構成が行える。

【００６０】例えば、図７に示すような送信アンテナ３
つ、受信アンテナ３つを順次切り換えてレーダ信号を得
る場合においても、同様の手法で、構成が行える。

【００６１】例えば、表３に示す５つのサブアレーＡ
ａ、Ａｂ、Ａｃ、Ａｄ、Ａｅを設定する。この場合、各
アンテナ系の特性が初期状態から変化すると、どのサブ
アレーにおいてヌルレベルが高くなるかは、表４に示す
ようになる。これにより、上述の場合と同様に、補正係
数を変更する必要があるアンテナ系を特定することがで
きる。そこで、同様にして補正係数を修正することが可
能になる。

【００６２】

【表３】

【表４】

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、送信
アンテナおよび受信アンテナを複数設ける。そこで、１
つの送信アンテナと複数の受信アンテナを設けるのに比
べ、アンテナ本数を少なくできる。また、送信アンテナ
と受信アンテナを直交するように配列することで、受信
アンテナは一方向に配列するだけでよくなる。このた
め、他の方向においては、隣接する受信アンテナが存在
せず、従ってアンテナの開口を大きくとることができ、
アンテナの利得を高くして感度を高くすることができ
る。

【００６４】また、複数の送信アンテナを前記受信アン
テナの切り換え周期の倍数の周期をもって順次切り換え
て電波を送信することにより、受信アンテナの切り換え
周期で変調された不要信号の周波数が送信アンテナ切り
換え周期で変調された不要信号に重なる。そこで、不要
信号をコムフィルタなどにより容易に除去することがで
きる。

【００６５】さらに、サブアレー毎にヌルレベルを検出
し、どのサブアレーにおいて、十分な落ち込みが検出さ
れないかにより、特性の変化したアンテナ系を精度よく
検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態に係るホログラフィックレーダ装置
の構成を示す図である。

【図２】 アンテナ切り換えタイミングを示す図であ
る。

【図３】 実施形態に係るホログラフィックレーダ装置
の他の構成例を示す図である。

【図４】 実施形態に係るホログラフィックレーダ装置
のさらに他の構成例を示す図である。

【図５】 他のアンテナ切り換えタイミングを示す図で
ある。

【図６】 レーダ信号および不要信号の周波数特性を示
す図である。

【図７】 実施形態に係るホログラフィックレーダ装置
のさらに他の構成例を示す図である。

【図８】 実施形態に係るホログラフィックレーダ装置
のさらに他の構成例を示す図である。

【図９】 ビーム走査における相対電力を示す図であ
る。

【図１０】 ビーム走査におけるヌルレベルを示す図で
ある。

【図１１】 他の構成例を示す図である。

【符号の説明】

１０ 送信機、１２，１８ 高周波スイッチ、１４ａ，
１４ｂ，１４ｃ 送信アンテナ、１６ａ，１６ｂ，１６
ｃ 受信アンテナ、２０ 受信機、２２ 制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J070 AB17 AC02 AC06 AC13 AD03 AD05 AD16 AG03 AH19 AH33 AH34 AK04 AK21 BA01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の送信アンテナを順次切り換えて送
   信した電波の反射波を複数の受信アンテナを順次切り換
   えて受信し、 送信アンテナおよび受信アンテナの各組で得られるレー
   ダ信号を時分割で得るホログラフィックレーダ装置にお
   いて、 送信アンテナの配列方向と受信アンテナの配列方向とが
   直交するように設定されていることを特徴とするホログ
   ラフィックレーダ装置。
2. 【請求項２】 互いに直交する２軸方向にそれぞれ同一
   間隔に配置した複数の送信アンテナと、互いに直交する
   ２軸方向のそれぞれ軸方向で同一間隔に配置した複数の
   受信アンテナを有し、 前記複数の送信アンテナを順次切り換えて送信した電波
   の反射波を前記受信アンテナを順次切り換えて受信し、 送信アンテナおよび受信アンテナの各組で得られるレー
   ダ信号を時分割で得るホログラフィックレーダ装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の装置において、 送信アンテナの２つの軸方向におけるそれぞれの間隔を
   受信アンテナの対応する軸方向に受信アンテナの間隔と
   その軸方向の受信アンテナ数の積に等しく設定すること
   を特徴とするホログラフィックレーダ装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１つに記載の装
   置において、 送信アンテナおよび受信アンテナは同一平面に配置され
   ていることを特徴とするホログラフィックレーダ装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜３のいずれか１つに記載の装
   置において、 送信アンテナおよび受信アンテナは互いに重なるように
   配置された別の平面にそれぞれ配置され、送信アンテナ
   と受信アンテナの偏波が互いに直交する方向に設定され
   ていることを特徴とするホログラフィックレーダ装置。
6. 【請求項６】 複数の送信アンテナを順次切り換えて送
   信した電波の反射波を複数の受信アンテナを順次切り換
   えて受信し、送信アンテナおよび受信アンテナの各組で
   得られるレーダ信号を時分割で得るホログラフィックレ
   ーダ装置において、 前記複数の送信アンテナを前記受信アンテナの切り換え
   周期の倍数の周期をもって順次切り換えて電波を送信す
   ることを特徴とするホログラフィックレーダ装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の装置において、 前記受信アンテナの切り換え周期を、送信電波が最大検
   出距離の往復に要する時間の整数倍に設定することを特
   徴とするホログラフィックレーダ装置。
8. 【請求項８】 複数の受信アンテナでレーダ信号を得る
   ホログラフィックレーダ装置において、 複数のアンテナの中から中心対称に位置する複数個を選
   んで、複数のサブアレーを構成し、そのサブアレーの中
   心に対してどちらか一方のアンテナで得られたレーダ信
   号の位相をπだけ回転させ、 さらに検出されている目標物の方向を中心とする所定の
   角度範囲内でサブアレーによって形成されるビームを走
   査するようにサブアレーの各信号に複素重みを乗じて合
   成信号を求め、 走査した角度範囲内での合成信号の落ち込みを各サブア
   レーについて求め、 その落ち込みがレベルを越えないサブアレーに基づい
   て、 予め設定されている振幅または位相の補正係数を変更す
   る必要があるアンテナを特定することを特徴とするホロ
   グラフィックレーダ装置。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の装置において、 前記レーダ信号は、複数の受信アンテナを順次切り換
   え、時分割で得られたものであるホログラフィックレー
   ダ装置。
10. 【請求項１０】 請求項７または８に記載の装置におい
    て、 特定された振幅または位相の補正係数を変更する必要が
    あるアンテナを含むサブアレーにおいて、補正係数の振
    幅、位相を変化させ、そのときの落ち込みレベルの変化
    に基づいて補正係数を修正することを特徴とするホログ
    ラフィックレーダ装置。