JP2001264429A - レーダ装置 - Google Patents

レーダ装置

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JP2001264429A
JP2001264429A JP2000081323A JP2000081323A JP2001264429A JP 2001264429 A JP2001264429 A JP 2001264429A JP 2000081323 A JP2000081323 A JP 2000081323A JP 2000081323 A JP2000081323 A JP 2000081323A JP 2001264429 A JP2001264429 A JP 2001264429A
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JP
Japan
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antenna
target
tracking
time slot
unit
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Application number
JP2000081323A
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English (en)
Inventor
Hidetoshi Furukawa
英俊 古川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】目標の位置に拘らずアンテナの性能を最大限に
生かせるようにし、これにより追尾精度の向上を図り得
るレーダ装置を提供する。 【解決手段】フェーズドアレイアンテナ1−1〜1−4
を有するアンテナ部1を駆動部2により回転させ、回転
周期内において時分割的に目標への捜索及び追尾を行
う。そして、捜索により得られた目標の方位をもとに、
目標の方位と各アンテナ1−1〜1−4の最大利得方向
との角度差が最小になる時点を中心としたタイムスロッ
トで追尾を行うようにした。さらに、この追尾タイムス
ロットの全範囲に渡って各アンテナ1−1〜1−4の利
得方向が目標を追従するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、航空機などの目標
物の捜索および追尾を行うレーダ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、例えば航空機やミサイルなど
の目標物の捜索および追尾を行うレーダ装置がある。こ
のレーダ装置は、例えばフェーズドアレイアンテナを9
0度間隔で4方向に固定し、フェーズドアレイアンテナ
の利得方向を変化させることで全方位に対する捜索/追
尾を行えるようにしたものである。
【0003】ところで、一般にアンテナには指向性があ
り、利得特性が最大になる方向と、そうでない方向とが
ある。フェーズドアレイアンテナにおいても事情は同じ
で、電子的に利得方向を制御可能ではあるものの、やは
りアンテナ正面方向や、アンテナ素子の配列方向への利
得が最も大きい。
【0004】例えば、正面方向に対して左右45度の角
度で利得方向を可変できるフェーズドアレイアンテナが
従来から知られている。ところが、このようなフェーズ
ドアレイアンテナにおいても最大利得方向はやはりアン
テナの正面方向である。
【0005】また従来のレーダ装置では、捜索フェーズ
と追尾フェーズとを一定間隔のタイミングで行っている
ので、図4に示すようにレーダ処理タイミングが時間と
共に目標方向からずれてしまったり、またずれることは
無くとも、タイミングが固定であるために、追尾精度に
方位特性を生じる虞がある。
【0006】このため、フェーズドアレイアンテナを利
用した従来のレーダ装置にあっては、目標の位置によっ
てはアンテナの性能を最大限に利用することができず、
十分な追尾精度を得にくいという不具合があった。また
4面方向に固定したアンテナを用いているので、装置の
軽量化を図りにくいという不具合が有った。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
レーダ装置は、目標の位置によってはアンテナの性能を
最大限に利用することができず、十分な追尾精度を得に
くいという不具合があった。また、装置の軽量化を図り
難いという不具合が有った。
【0008】本発明は上記事情によりなされたもので、
その目的は、目標の位置に拘らずアンテナの性能を最大
限に生かせるようにし、これにより追尾精度の向上を図
り得るレーダ装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、指向性を有するアンテナを所定の回転軸に
対して位置固定したアンテナ部と、このアンテナ部を前
記回転軸まわりに回転駆動する駆動部と、目標に対する
捜索および追尾を前記アンテナ部の回転周期内で時分割
的に行うとともに、前記回転軸まわりに回転するアンテ
ナの最大利得方向と、前記捜索で得られる情報に基づく
目標の方位とが一致する時点を含むタイムスロットにお
いて前記追尾を行う制御手段とを具備することを特徴と
する。
【0010】このようにすると、例えばアレイアンテナ
などの指向性を有するアンテナが、駆動部により所定の
回転軸まわりに回転駆動される。これに伴い、アンテナ
固有の最大利得方向も回転軸まわりに回転移動する。こ
のとき、制御手段の作用により、最大利得方向が目標の
方位を向くタイムスロットで追尾が行われることにな
る。なおアンテナの数は任意で良い。
【0011】このため、目標の位置に拘らず、常にアン
テナの性能を最大限に生かして目標への追尾を行えるよ
うになるので、追尾精度の向上を図ることが可能とな
る。
【0012】また本発明は、例えばフェーズドアレイア
ンテナなどの利得方向を任意に変化させることができる
アンテナを備え、前記追尾が行われるタイムスロットに
おいて前記利得方向が目標の方位を常に追従するように
したことを特徴とする。
【0013】このようにすると、上記タイムスロットの
最初の時点から最後の時点まで、アンテナ部の回転に拘
らずアンテナの利得方向を常に目標に対して向けておく
ことができるようになるので、さらなる追尾精度の向上
を図ることが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1は本発明の実施の形態
に係わるレーダ装置の構成を示す機能ブロック図であ
る。図1のレーダ装置は、一方向に向け配設された4基
のフェーズドアレイアンテナ(以下アンテナと略す)1
−1〜1−4を有するアンテナ部1と、このアンテナ部
1を回転駆動する駆動部2と、制御部3とを備えてい
る。アンテナ部1からは送信電波に対する目標物からの
反射波である受信信号が、駆動部2からはアンテナ方位
を示す信号が、それぞれ制御部3に供給される。
【0015】上記構成において制御部3は、目標に対す
る捜索及び追尾をアンテナ部1の回転周期内で時分割的
に行う。このうち捜索フェーズにおいて、制御部3は最
大レベルの受信信号が得られる方位を目標の方位とす
る。この方位は、駆動部2から送られるアンテナ方位情
報により決定される。ここまでの過程で、目標の方位が
決定される。
【0016】さて、各アンテナ1−1〜1−4の方位
と、上記回転周期内の各時点とは一意に対応している。
このことを利用して、制御部3は、目標の方位とアンテ
ナ1−1〜1−4の最大利得方向とが一致する時点を計
算して求める。そして、制御部3は、ここで求めた時点
を中心としたタイムスロットにおいて目標への追尾が行
われるように追尾処理のタイミング制御を行う。このタ
イミング制御は、捜索及び追尾のタイムスロットの入れ
換え、またはタイムスロットの時間位置のずらしなどに
より行われる。
【0017】すなわち制御部3は、目標への追尾を、該
目標の方位とアンテナ1−1〜1−4の最大利得方向と
の角度差が最小になる時点を中心としたタイムスロット
で実行するようにする。
【0018】次に、上記構成における動作を図2、図3
を参照して説明する。図2は、本実施形態におけるアン
テナ指向方向とレーダ処理タイミングとの関係を示すタ
イミングチャートである。図2においてSは捜索フェー
ズ(Search)を意味し、Tは追尾フェーズ(Track)を
意味する。
【0019】図2に示すように、アンテナ部1の回転駆
動に伴い、アンテナ方向は全周(0°〜360°)に渡
り周期的に変化する。ここで、捜索フェーズにおいて例
えば180°方向に目標を捉えたとする。すると、制御
部3はレーダ処理タイミングを制御して捜索フェーズの
時間的位置をアレンジし、いわゆるビームマネジメント
を行なって、アンテナ方向が目標と同じ180°方向を
向く時点で追尾処理が行なわれるようにする。また制御
部3は、目標の位置が変化した場合にはこれに応じて追
尾フェーズのタイムスロット位置も変化させる。
【0020】同様に、図3に示すように複数の位置に
(例えば135°,270°方向)目標が捕捉された場
合にも、制御部3はこれに応じて追尾フェーズのタイミ
ングを増加させ、またその時間的位置をアンテナ方向が
135°と270°を向く位置にセットする。
【0021】かくして本実施の形態では、フェーズドア
レイアンテナ1−1〜1−4を有するアンテナ部1を駆
動部2により回転させ、回転周期内において時分割的に
目標への捜索及び追尾を行う。そして、捜索により得ら
れた目標の方位をもとに、目標の方位とアンテナ1−1
〜1−4の最大利得方向との角度差が最小になる時点を
中心としたタイムスロットで追尾を行うようにしてい
る。
【0022】このようにすることで、目標の位置に拘ら
ずアンテナの性能を最大限に生かすことができるように
なり、追尾精度の向上を図り得るレーダ装置を提供する
ことが可能となる。
【0023】さらに他の実施形態として、制御部3に以
下に示すような制御を行わせても良い。すなわち、目標
の方位とアンテナの最大利得方向との角度差が最小にな
る時点以外のタイミングでは、タイムスロットの開始時
点と終了時点を最大として、アンテナ1−1〜1−4の
最大利得方向と目標方位との間にはずれがある。そこ
で、制御部3に各アンテナ1−1〜1−4の利得方向を
電子的に制御させ、追尾タイムスロットの全範囲に渡っ
て各アンテナ1−1〜1−4の利得方向が目標を追従す
るようにする。なお、この制御はアンテナ部1に制御信
号を与えることで行う。
【0024】なお本発明は上記実施の形態に限定される
ものではない。例えばアンテナ1−1〜1−4は互いに
異なる方向に配設されていても良い。またアンテナの個
数は4つに限らないし、回転駆動を行っていることか
ら、むしろ従来の4面固定型アンテナに対して性能を落
とさずにアンテナの数を減らす(1〜3個)ことも可能
である。この場合、アンテナ装置の軽量化を図れる。さ
らに、フェーズドアレイアンテナに限らず、例えば機械
的に利得方向を変化させることのできるアンテナを用い
てもよい。また目標数が増えた場合には、目標ごとに優
先度を設定し、この優先度にしたがって追尾フェーズの
タイムスロットを割り振るようにしても良い。すなわち
優先度の高い目標ほどアンテナの最大利得方向で追尾処
理が行なわれるようにし、優先度が低くなるにしたがっ
て指向位置をずらすようにしても良い。これは、アンテ
ナ部1の回転速度とプロセッサの処理能力との兼ね合い
で定められる。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可能である。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、目
標の位置に拘らずアンテナの性能を最大限に生かせるこ
とができるようになり、これにより追尾精度の向上を図
り得るレーダ装置を提供することが可能となる。また、
装置の軽量化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係わるレーダ装置の構
成を示す機能ブロック図。
【図2】 本発明の実施の形態に係わるレーダ装置のア
ンテナ指向方向とレーダ処理タイミングとの関係を示す
タイミングチャート。
【図3】 本発明の実施の形態に係わるレーダ装置のア
ンテナ指向方向とレーダ処理タイミングとの関係を示す
タイミングチャート。
【図4】 従来のレーダ装置のアンテナ指向方向とレー
ダ処理タイミングとの関係を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
1…アンテナ部 1−1〜1−n…フェーズドアレイアンテナ 2…駆動部 3…制御部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 指向性を有するアンテナを、所定の回転
    軸に対して位置固定したアンテナ部と、 このアンテナ部を前記回転軸まわりに回転駆動する駆動
    部と、 目標に対する捜索および追尾を前記アンテナ部の回転周
    期内で時分割的に行うとともに、前記回転軸まわりに回
    転するアンテナの最大利得方向と、前記捜索で得られる
    情報に基づく目標の方位とが一致する時点を含むタイム
    スロットにおいて前記追尾を行う制御手段とを具備する
    ことを特徴とするレーダ装置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、追尾すべき目標の位置
    の変化に応じて追尾を行なうタイムスロット位置を変化
    させることを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。
  3. 【請求項3】 前記アンテナは利得方向を任意に変化さ
    せることができるものであり、前記追尾が行われるタイ
    ムスロットにおいて、前記利得方向が目標の方位を常に
    追従するようにしたことを特徴とする請求項1記載のレ
    ーダ装置。
  4. 【請求項4】 前記アンテナは、フェーズドアレイアン
    テナであることを特徴とする請求項3記載のレーダ装
    置。
JP2000081323A 2000-03-23 2000-03-23 レーダ装置 Pending JP2001264429A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010034796A (ja) * 2008-07-28 2010-02-12 Panasonic Electric Works Co Ltd 無線監視システム
RU2759199C1 (ru) * 2020-06-30 2021-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича" Способ измерения параметров движения объекта активным локатором

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010034796A (ja) * 2008-07-28 2010-02-12 Panasonic Electric Works Co Ltd 無線監視システム
RU2759199C1 (ru) * 2020-06-30 2021-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича" Способ измерения параметров движения объекта активным локатором

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