JP2003232852A - レーダ装置 - Google Patents
レーダ装置Info
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- JP2003232852A JP2003232852A JP2002032043A JP2002032043A JP2003232852A JP 2003232852 A JP2003232852 A JP 2003232852A JP 2002032043 A JP2002032043 A JP 2002032043A JP 2002032043 A JP2002032043 A JP 2002032043A JP 2003232852 A JP2003232852 A JP 2003232852A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーダ、警戒受信等の複数機能を一つの広帯
域フェーズドアレイアンテナで実施し、モノパルス処理
により目標の角度情報を得ようとした場合、広帯域特性
を有するモノパルスコンパレータが必要であり、高周波
受信信号を広帯域にわたり振幅、位相変動補正すること
が困難となって、装置規模も大きくなった。 【解決手段】 広帯域フェーズドアレイアンテナの各々
のサブアレイからの受信信号を、個別に周波数変換、Ａ
／Ｄ変換し、受信信号の周波数を計測するとともに、計
測した周波数情報に基いて、受信信号の振幅・位相補正
を行い、ディジタルモノパルスコンパレータにてモノパ
ルス演算を行う。
域フェーズドアレイアンテナで実施し、モノパルス処理
により目標の角度情報を得ようとした場合、広帯域特性
を有するモノパルスコンパレータが必要であり、高周波
受信信号を広帯域にわたり振幅、位相変動補正すること
が困難となって、装置規模も大きくなった。 【解決手段】 広帯域フェーズドアレイアンテナの各々
のサブアレイからの受信信号を、個別に周波数変換、Ａ
／Ｄ変換し、受信信号の周波数を計測するとともに、計
測した周波数情報に基いて、受信信号の振幅・位相補正
を行い、ディジタルモノパルスコンパレータにてモノパ
ルス演算を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、広帯域フェーズ
ドアレイアンテナが設けられ、レーダおよび警戒受信等
の複数機能を有したレーダ装置に関するものである。
ドアレイアンテナが設けられ、レーダおよび警戒受信等
の複数機能を有したレーダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のレーダ装置について図面を参照し
ながら説明する。図５はレーダ、警戒受信等の複数機能
を一つの広帯域フェーズドアレイアンテナにより実施可
能な従来のレーダ装置の構成を示すものである。
ながら説明する。図５はレーダ、警戒受信等の複数機能
を一つの広帯域フェーズドアレイアンテナにより実施可
能な従来のレーダ装置の構成を示すものである。
【０００３】図５において、１はサブアレイ１−１乃至
１−４から構成される広帯域フェーズドアレイアンテ
ナ、２は送受信切換用のサーキュレータ、３は機能切換
用のスイッチ、４はモノパルスコンパレータ、５は周波
数変換器、６はＡ／Ｄ変換器、７は受信信号分析処理
器、８は受信信号識別処理器、９は制御器、１０はモノ
パルス処理器、１１はレーダ信号処理器、１２は励振
機、１３はビーム制御器である。
１−４から構成される広帯域フェーズドアレイアンテ
ナ、２は送受信切換用のサーキュレータ、３は機能切換
用のスイッチ、４はモノパルスコンパレータ、５は周波
数変換器、６はＡ／Ｄ変換器、７は受信信号分析処理
器、８は受信信号識別処理器、９は制御器、１０はモノ
パルス処理器、１１はレーダ信号処理器、１２は励振
機、１３はビーム制御器である。
【０００４】また、図６は広帯域フェーズドアレイアン
テナ１のサブアレイの代表例として、サブアレイ１−１
の細部構成を示すものである。図において、１４は素子
アンテナ、１５は素子アンテナ１４と接続された送受信
モジュール、１６は送受信モジュール１５に設けられ、
入出力端が素子アンテナ１４と接続されたサーキュレー
タ、１７はサーキュレータ１６の出力端に接続された低
雑音増幅器、１８はサーキュレータ１６の入力端に接続
された高出力増幅器、１９はスイッチ、２０はスイッチ
１９に接続され、ビーム制御器１３の制御指令Ｓ１６に
よって位相を制御する移相器、２１は移相器２０に接続
された給電回路である。広帯域フェーズドアレイアンテ
ナ１は、素子アンテナ１４、送受信モジュール１５、お
よび給電回路２１に広帯域性のあるデバイス（部品）を
用いて構成したものである。また、通常のフェーズドア
レイアンテナでは、所定の周波数におけるビーム走査角
を制御するのに対して、広帯域フェーズドアレイアンテ
ナ１では、ビーム制御器１３が周波数に応じて移相器に
対する制御指令Ｓ１６を変化させ、ビーム走査角と共
に、ビーム制御に必要な演算を周波数に対応して行う。
テナ１のサブアレイの代表例として、サブアレイ１−１
の細部構成を示すものである。図において、１４は素子
アンテナ、１５は素子アンテナ１４と接続された送受信
モジュール、１６は送受信モジュール１５に設けられ、
入出力端が素子アンテナ１４と接続されたサーキュレー
タ、１７はサーキュレータ１６の出力端に接続された低
雑音増幅器、１８はサーキュレータ１６の入力端に接続
された高出力増幅器、１９はスイッチ、２０はスイッチ
１９に接続され、ビーム制御器１３の制御指令Ｓ１６に
よって位相を制御する移相器、２１は移相器２０に接続
された給電回路である。広帯域フェーズドアレイアンテ
ナ１は、素子アンテナ１４、送受信モジュール１５、お
よび給電回路２１に広帯域性のあるデバイス（部品）を
用いて構成したものである。また、通常のフェーズドア
レイアンテナでは、所定の周波数におけるビーム走査角
を制御するのに対して、広帯域フェーズドアレイアンテ
ナ１では、ビーム制御器１３が周波数に応じて移相器に
対する制御指令Ｓ１６を変化させ、ビーム走査角と共
に、ビーム制御に必要な演算を周波数に対応して行う。
【０００５】次に、従来のレーダ装置における警戒受信
時の動作について図面を参照しながら説明する。広帯域
フェーズドアレイアンテナ１により受信された高周波受
信信号はサーキュレータ２を経て、スイッチ３に伝送さ
れる。この時、スイッチ３は周波数変換器５に接続さ
れ、サーキュレータ２からの高周波受信信号は、周波数
変換器５にて局発信号Ｓ１〜Ｓ７に基いて中間周波数に
変換され、Ａ／Ｄ変換器６にてディジタル信号に変換さ
れる。Ａ／Ｄ変換器６でディジタル信号に変換された
後、受信信号分析処理器７にて受信信号の詳細な周波数
の分析が行われ、受信信号識別処理器８にて目標の識別
が為される。受信信号識別処理器８で識別された目標の
情報に基づいて、制御器９より目標の周波数情報Ｓ８及
び制御信号Ｓ９を励振機１２、およびビーム制御器１３
に送出すると共に、スイッチ３の接続をモノパルスコン
パレータ４側に切換える。
時の動作について図面を参照しながら説明する。広帯域
フェーズドアレイアンテナ１により受信された高周波受
信信号はサーキュレータ２を経て、スイッチ３に伝送さ
れる。この時、スイッチ３は周波数変換器５に接続さ
れ、サーキュレータ２からの高周波受信信号は、周波数
変換器５にて局発信号Ｓ１〜Ｓ７に基いて中間周波数に
変換され、Ａ／Ｄ変換器６にてディジタル信号に変換さ
れる。Ａ／Ｄ変換器６でディジタル信号に変換された
後、受信信号分析処理器７にて受信信号の詳細な周波数
の分析が行われ、受信信号識別処理器８にて目標の識別
が為される。受信信号識別処理器８で識別された目標の
情報に基づいて、制御器９より目標の周波数情報Ｓ８及
び制御信号Ｓ９を励振機１２、およびビーム制御器１３
に送出すると共に、スイッチ３の接続をモノパルスコン
パレータ４側に切換える。
【０００６】４つのサブアレイ１−１乃至１−４からの
受信信号Σ１〜Σ４は、モノパルスコンパレータ４に入
力され、モノパルスコンパレータ４にて次の式１〜３に
基いた計算結果が各々出力される。周波数変換器５は、
この出力を局発信号Ｓ１〜Ｓ７に基いて中間周波数に変
換し、Ａ／Ｄ変換器６にてディジタル信号に変換された
後に、モノパルス処理器１０、レーダ信号処理器１１を
経て、制御器９より識別された目標の角度情報を図示し
ない表示器へ出力する。
受信信号Σ１〜Σ４は、モノパルスコンパレータ４に入
力され、モノパルスコンパレータ４にて次の式１〜３に
基いた計算結果が各々出力される。周波数変換器５は、
この出力を局発信号Ｓ１〜Ｓ７に基いて中間周波数に変
換し、Ａ／Ｄ変換器６にてディジタル信号に変換された
後に、モノパルス処理器１０、レーダ信号処理器１１を
経て、制御器９より識別された目標の角度情報を図示し
ない表示器へ出力する。
【０００７】
Σ＝１／２×（Σ１＋Σ２＋Σ３＋Σ４） ・・・（式１）
ΔAZ＝１／２×（（Σ１＋Σ３）―（Σ２＋Σ４））・・・（式２）
ΔEL＝１／２×（（Σ１＋Σ２）―（Σ３＋Σ４））・・・（式３）
【０００８】以上により、警戒受信時には、広帯域アク
ティブフェーズドアレイアンテナの受信信号に基いて、
相手側のレーダが送信する電波を受信、分析し、相手方
位や味方識別を行う。また、この受信処理においては広
い周波数範囲をカバーする必要がある。
ティブフェーズドアレイアンテナの受信信号に基いて、
相手側のレーダが送信する電波を受信、分析し、相手方
位や味方識別を行う。また、この受信処理においては広
い周波数範囲をカバーする必要がある。
【０００９】なお、レーダ動作時については、送信信号
の送信動作が加わるのみで、受信処理については概略同
等の流れで処理が行われる。すなわち、励振機１２の送
信信号Ｓ１１〜Ｓ１４は、サーキュレータ２を介して広
帯域アクティブフェーズドアレイアンテナ１に送出され
る。また、制御器９からの制御信号Ｓ１５に基いて、ビ
ーム制御器１３が、各サブアレイ１−１〜１−４のそれ
ぞれの送受信モジュール１５における、スイッチ１９、
移相器２０等に対して制御信号Ｓ１６を送出し、ビーム
方向の制御が行われて、広帯域アクティブフェーズドア
レイアンテナ１から電波が送信される。送信された電波
は目標物で反射され、目標物からの反射波を受信して信
号処理することにより、目標物の方位や距離を探知する
ことができる。
の送信動作が加わるのみで、受信処理については概略同
等の流れで処理が行われる。すなわち、励振機１２の送
信信号Ｓ１１〜Ｓ１４は、サーキュレータ２を介して広
帯域アクティブフェーズドアレイアンテナ１に送出され
る。また、制御器９からの制御信号Ｓ１５に基いて、ビ
ーム制御器１３が、各サブアレイ１−１〜１−４のそれ
ぞれの送受信モジュール１５における、スイッチ１９、
移相器２０等に対して制御信号Ｓ１６を送出し、ビーム
方向の制御が行われて、広帯域アクティブフェーズドア
レイアンテナ１から電波が送信される。送信された電波
は目標物で反射され、目標物からの反射波を受信して信
号処理することにより、目標物の方位や距離を探知する
ことができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
はレーダ、警戒受信等の複数機能を一つの広帯域フェー
ズドアレイアンテナにより実施する場合、警戒能力を確
保するために中心周波数に対して１００％以上もの周波
数帯域で動作させる必要があるため、モノパルス処理に
より目標の角度情報を精度良く得ようとした場合、広帯
域特性を有するモノパルスコンパレータが必要となる。
広帯域を有するモノパルスコンパレータは、レーダの追
尾に必要な振幅・位相精度が得にくいことから、精度が
必要な場合には高周波受信信号の周波数に対応して振幅
・位相の変動を補正するイコライザー回路を追加する必
要があり、狭帯域のコンパレータよりも装置規模が大き
くなる。また、このイコライザーの補正量は、アナログ
部品の性質から製造・調整時に固定値として設定される
ことになり、キャリブレーションを行っても、この補正
量を容易に変更することが困難である。
はレーダ、警戒受信等の複数機能を一つの広帯域フェー
ズドアレイアンテナにより実施する場合、警戒能力を確
保するために中心周波数に対して１００％以上もの周波
数帯域で動作させる必要があるため、モノパルス処理に
より目標の角度情報を精度良く得ようとした場合、広帯
域特性を有するモノパルスコンパレータが必要となる。
広帯域を有するモノパルスコンパレータは、レーダの追
尾に必要な振幅・位相精度が得にくいことから、精度が
必要な場合には高周波受信信号の周波数に対応して振幅
・位相の変動を補正するイコライザー回路を追加する必
要があり、狭帯域のコンパレータよりも装置規模が大き
くなる。また、このイコライザーの補正量は、アナログ
部品の性質から製造・調整時に固定値として設定される
ことになり、キャリブレーションを行っても、この補正
量を容易に変更することが困難である。
【００１１】また、警戒受信の際に複数の異なる周波数
の信号を同時に受信するためには、広帯域フェーズドア
レイアンテナをサブアレイに開口分割し、サブアレイ毎
の高周波受信信号を個別に受信処理する必要があり、モ
ノパルスコンパレータの出力信号と各サブアレイからの
出力信号に対応して、周波数変換器やＡ／Ｄ変換器が多
数必要となる。例えば、図５の例では、サブアレイの分
割数が４であるのに対し、周波数変換器５ｂやＡ／Ｄ変
換器６ｂの個数はそれよりも多く、具体的には７つ設け
られている。また、広帯域モノパルスコンパレータの前
段に機能切換のスイッチが必要である。よって、ハード
ウェア及びソフトウェア構成の複雑化が問題となってい
た。
の信号を同時に受信するためには、広帯域フェーズドア
レイアンテナをサブアレイに開口分割し、サブアレイ毎
の高周波受信信号を個別に受信処理する必要があり、モ
ノパルスコンパレータの出力信号と各サブアレイからの
出力信号に対応して、周波数変換器やＡ／Ｄ変換器が多
数必要となる。例えば、図５の例では、サブアレイの分
割数が４であるのに対し、周波数変換器５ｂやＡ／Ｄ変
換器６ｂの個数はそれよりも多く、具体的には７つ設け
られている。また、広帯域モノパルスコンパレータの前
段に機能切換のスイッチが必要である。よって、ハード
ウェア及びソフトウェア構成の複雑化が問題となってい
た。
【００１２】この発明は、係る課題を解決するために為
されたものであり、広帯域にわたって目標の角度情報を
精度良く得ることができ、また、装置規模をより簡素化
させたモノパルスコンパレータを得ることを目的とした
ものである。
されたものであり、広帯域にわたって目標の角度情報を
精度良く得ることができ、また、装置規模をより簡素化
させたモノパルスコンパレータを得ることを目的とした
ものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明によるレーダ装
置は、複数個の素子アンテナと送受信モジュールを有す
るＮ個（Ｎ≧２）のサブアレイから成る広帯域フェーズ
ドアレイアンテナと、上記広帯域フェーズドアレイアン
テナの各々のサブアレイに接続され、当該サブアレイの
受信信号を周波数変換するＮ個の周波数変換器と、上記
各々の周波数変換器に接続され、当該周波数変換器の出
力信号をディジタル信号に変換するＮ個のＡ／Ｄ変換器
と、上記各々のＡ／Ｄ変換器からのディジタル信号にお
ける周波数情報に基づき、当該各々のディジタル信号の
サブアレイ間の振幅および位相バラツキを補正する補正
手段と、上記補正手段の出力信号を演算処理し、モノパ
ルス和信号及び差信号を出力するディジタルモノパルス
コンパレータと、上記モノパルス和信号及び差信号から
目標の角度情報を得るモノパルス処理器とを備えたもの
である。
置は、複数個の素子アンテナと送受信モジュールを有す
るＮ個（Ｎ≧２）のサブアレイから成る広帯域フェーズ
ドアレイアンテナと、上記広帯域フェーズドアレイアン
テナの各々のサブアレイに接続され、当該サブアレイの
受信信号を周波数変換するＮ個の周波数変換器と、上記
各々の周波数変換器に接続され、当該周波数変換器の出
力信号をディジタル信号に変換するＮ個のＡ／Ｄ変換器
と、上記各々のＡ／Ｄ変換器からのディジタル信号にお
ける周波数情報に基づき、当該各々のディジタル信号の
サブアレイ間の振幅および位相バラツキを補正する補正
手段と、上記補正手段の出力信号を演算処理し、モノパ
ルス和信号及び差信号を出力するディジタルモノパルス
コンパレータと、上記モノパルス和信号及び差信号から
目標の角度情報を得るモノパルス処理器とを備えたもの
である。
【００１４】また、この発明によるレーダ装置は、複数
個の素子アンテナと送受信モジュールを有するＮ個（Ｎ
≧２）のサブアレイから成る広帯域フェーズドアレイア
ンテナと、上記広帯域フェーズドアレイアンテナの各々
のサブアレイに接続され、当該サブアレイの受信信号を
所望の周波数帯域でフィルター処理するＮ個のフィルタ
バンクと、上記各々のフィルタバンクに接続され、当該
フィルタバンクの受信信号を周波数変換するＮ個の周波
数変換器と、上記各々の周波数変換器に接続され、当該
周波数変換器の出力信号をディジタル信号に変換するＮ
個のＡ／Ｄ変換器と、上記各々のＡ／Ｄ変換器からのデ
ィジタル信号における周波数情報に基づき、当該ディジ
タル信号のサブアレイ間の振幅および位相を補正する補
正手段と、上記補正手段の出力信号を演算処理し、モノ
パルス和信号及び差信号を出力するディジタルモノパル
スコンパレータと、上記モノパルス和信号及び差信号か
ら目標の角度情報を得るモノパルス処理器とを備えたも
のであっても良い。
個の素子アンテナと送受信モジュールを有するＮ個（Ｎ
≧２）のサブアレイから成る広帯域フェーズドアレイア
ンテナと、上記広帯域フェーズドアレイアンテナの各々
のサブアレイに接続され、当該サブアレイの受信信号を
所望の周波数帯域でフィルター処理するＮ個のフィルタ
バンクと、上記各々のフィルタバンクに接続され、当該
フィルタバンクの受信信号を周波数変換するＮ個の周波
数変換器と、上記各々の周波数変換器に接続され、当該
周波数変換器の出力信号をディジタル信号に変換するＮ
個のＡ／Ｄ変換器と、上記各々のＡ／Ｄ変換器からのデ
ィジタル信号における周波数情報に基づき、当該ディジ
タル信号のサブアレイ間の振幅および位相を補正する補
正手段と、上記補正手段の出力信号を演算処理し、モノ
パルス和信号及び差信号を出力するディジタルモノパル
スコンパレータと、上記モノパルス和信号及び差信号か
ら目標の角度情報を得るモノパルス処理器とを備えたも
のであっても良い。
【００１５】また、この発明によるレーダ装置は、複数
個の素子アンテナと送受信モジュールを有するＮ個（Ｎ
≧２）のサブアレイから成る広帯域フェーズドアレイア
ンテナと、上記広帯域フェーズドアレイアンテナの各々
のサブアレイに接続され、当該周波数変換器の出力信号
をディジタル信号に変換するＮ個のＡ／Ｄ変換器と、上
記各々のＡ／Ｄ変換器からのディジタル信号より、所望
の帯域の信号を抽出するＮ個のディジタルフィルタと、
上記各々のディジタルフィルタの出力信号の周波数情報
に基づき、当該ディジタル信号のサブアレイ間の振幅お
よび位相を補正する補正手段と、上記補正手段の出力信
号を演算処理し、モノパルス和信号及び差信号を出力す
るディジタルモノパルスコンパレータと、上記モノパル
ス和信号及び差信号から目標の角度情報を得るモノパル
ス処理器とを備えたものであっても良い。
個の素子アンテナと送受信モジュールを有するＮ個（Ｎ
≧２）のサブアレイから成る広帯域フェーズドアレイア
ンテナと、上記広帯域フェーズドアレイアンテナの各々
のサブアレイに接続され、当該周波数変換器の出力信号
をディジタル信号に変換するＮ個のＡ／Ｄ変換器と、上
記各々のＡ／Ｄ変換器からのディジタル信号より、所望
の帯域の信号を抽出するＮ個のディジタルフィルタと、
上記各々のディジタルフィルタの出力信号の周波数情報
に基づき、当該ディジタル信号のサブアレイ間の振幅お
よび位相を補正する補正手段と、上記補正手段の出力信
号を演算処理し、モノパルス和信号及び差信号を出力す
るディジタルモノパルスコンパレータと、上記モノパル
ス和信号及び差信号から目標の角度情報を得るモノパル
ス処理器とを備えたものであっても良い。
【００１６】さらにまた、上記補正手段は、ディジタル
信号の振幅および位相のバラツキを補正するための補正
データが、周波数に対応付けて格納されたメモリを備え
たものであっても良い。
信号の振幅および位相のバラツキを補正するための補正
データが、周波数に対応付けて格納されたメモリを備え
たものであっても良い。
【００１７】
【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の実施の
形態１に関わるレーダ装置について、図面を参照しなが
ら説明する。図１は、レーダ、警戒受信等の複数機能を
一つの広帯域フェーズドアレイアンテナにより実施可能
な、この発明の実施の形態１に関わるレーダ装置の構成
を示す図である。図１において、１はサブアレイ１−１
乃至１−４から構成される広帯域フェーズドアレイアン
テナ、２は送受信切換用のサーキュレータ、５ｂは周波
数変換器、６ｂはＡ／Ｄ変換器、７ｂは受信信号分析処
理器、８ｂは受信信号識別処理器、９ｂは制御器、１０
はモノパルス処理器、１１はレーダ信号処理器、１２ｂ
は励振機、１３はビーム制御器、２２は振幅・位相補正
データメモリ、２３は補正処理器、２４はディジタルモ
ノパルスコンパレータである。
形態１に関わるレーダ装置について、図面を参照しなが
ら説明する。図１は、レーダ、警戒受信等の複数機能を
一つの広帯域フェーズドアレイアンテナにより実施可能
な、この発明の実施の形態１に関わるレーダ装置の構成
を示す図である。図１において、１はサブアレイ１−１
乃至１−４から構成される広帯域フェーズドアレイアン
テナ、２は送受信切換用のサーキュレータ、５ｂは周波
数変換器、６ｂはＡ／Ｄ変換器、７ｂは受信信号分析処
理器、８ｂは受信信号識別処理器、９ｂは制御器、１０
はモノパルス処理器、１１はレーダ信号処理器、１２ｂ
は励振機、１３はビーム制御器、２２は振幅・位相補正
データメモリ、２３は補正処理器、２４はディジタルモ
ノパルスコンパレータである。
【００１８】周波数変換器５ｂ、Ａ／Ｄ変換器６ｂ、補
正処理器２３、および受信信号分析処理器７ｂは、サー
キュレータ２と同等の数Ｎ個であり、また、この個数Ｎ
は、広帯域フェーズドアレイアンテナ１のサブアレイの
分割数Ｎと同等の数となっている。サブアレイの分割
は、通常、アジマスとエレベーションの２方向にモノパ
ルスを行うため、縦横均等に４分割する。このサブアレ
イの分割数Ｎはさらに増やすことも可能であるが、基本
的には与えられた広帯域フェーズドアレイアンテナ１に
与えられた開口面を均等分割し、Ｎは偶数（Ｎ≧４）と
なる。また、アジマスもしくはエレベーションのどちら
か一方のみの角度情報をレーダ装置が検出する場合に
は、Ｎ＝２でも良い。この実施の形態では、４分割の場
合（Ｎ＝４）の例に限って説明を行う。
正処理器２３、および受信信号分析処理器７ｂは、サー
キュレータ２と同等の数Ｎ個であり、また、この個数Ｎ
は、広帯域フェーズドアレイアンテナ１のサブアレイの
分割数Ｎと同等の数となっている。サブアレイの分割
は、通常、アジマスとエレベーションの２方向にモノパ
ルスを行うため、縦横均等に４分割する。このサブアレ
イの分割数Ｎはさらに増やすことも可能であるが、基本
的には与えられた広帯域フェーズドアレイアンテナ１に
与えられた開口面を均等分割し、Ｎは偶数（Ｎ≧４）と
なる。また、アジマスもしくはエレベーションのどちら
か一方のみの角度情報をレーダ装置が検出する場合に
は、Ｎ＝２でも良い。この実施の形態では、４分割の場
合（Ｎ＝４）の例に限って説明を行う。
【００１９】ここで、広帯域フェーズドアレイアンテナ
１、サーキュレータ２、モノパルス処理器１０、レーダ
信号処理器１１、およびビーム制御器１３は、図５に示
した従来のレーダ装置と同等のものである。また、広帯
域フェーズドアレイアンテナ１のサブアレイの細部構成
は、図６に示したように、素子アンテナ１４、送受信モ
ジュール１５、サーキュレータ１６、低雑音増幅器１
７、高出力増幅器１８、スイッチ１９、移相器２０、お
よび給電回路２１から成る。
１、サーキュレータ２、モノパルス処理器１０、レーダ
信号処理器１１、およびビーム制御器１３は、図５に示
した従来のレーダ装置と同等のものである。また、広帯
域フェーズドアレイアンテナ１のサブアレイの細部構成
は、図６に示したように、素子アンテナ１４、送受信モ
ジュール１５、サーキュレータ１６、低雑音増幅器１
７、高出力増幅器１８、スイッチ１９、移相器２０、お
よび給電回路２１から成る。
【００２０】次に、この発明の実施の形態１に関わるレ
ーダ装置における警戒受信時の動作について図面を参照
しながら説明する。広帯域フェーズドアレイアンテナ１
により受信された高周波受信信号はサーキュレータ２を
経て、周波数変換器５ｂにて局発信号Ｓ１〜Ｓ４により
中間周波数に変換される。この中間周波数に変換された
信号は、Ａ／Ｄ変換器６ｂにてディジタル信号に変換さ
れた後に、受信信号分析処理器７ｂにて受信信号の詳細
な周波数の分析によって周波数が割り出される。受信信
号識別処理器８ｂでは、この周波数分析結果に基づいて
目標を識別し、制御器９ｂはこの目標の識別に応じて、
目標の周波数情報Ｓ１７を励振機１２ｂおよび振幅・位
相補正データメモリ２２に出力し、制御信号Ｓ１５をビ
ーム制御器１３に出力する。
ーダ装置における警戒受信時の動作について図面を参照
しながら説明する。広帯域フェーズドアレイアンテナ１
により受信された高周波受信信号はサーキュレータ２を
経て、周波数変換器５ｂにて局発信号Ｓ１〜Ｓ４により
中間周波数に変換される。この中間周波数に変換された
信号は、Ａ／Ｄ変換器６ｂにてディジタル信号に変換さ
れた後に、受信信号分析処理器７ｂにて受信信号の詳細
な周波数の分析によって周波数が割り出される。受信信
号識別処理器８ｂでは、この周波数分析結果に基づいて
目標を識別し、制御器９ｂはこの目標の識別に応じて、
目標の周波数情報Ｓ１７を励振機１２ｂおよび振幅・位
相補正データメモリ２２に出力し、制御信号Ｓ１５をビ
ーム制御器１３に出力する。
【００２１】ここで、振幅・位相補正メモリ２２には、
Σ１〜Σ４の各チャンネル間（サブアレイ間）の位相・
振幅のバラツキを補正するデータを記憶してある。この
補正データは周波数（温度）毎に持っており、キャリブ
レーション信号を用いた計測を実施して設定する。すな
わち、広帯域アクティブフェーズドアレイアンテナ１に
周波数が既知の基準信号をキャリブレーション信号とし
て入力し、受信信号分析処理器７ｂからの出力信号の振
幅、位相の状態を制御器９で観測するとともに、図示し
ない温度センサで広帯域アクティブフェーズドアレイア
ンテナ１の温度を観測し、周波数や温度を変化させたと
きのこれらの観測結果に基づいて、周波数（温度）の情
報に応じた補正量を設定する。
Σ１〜Σ４の各チャンネル間（サブアレイ間）の位相・
振幅のバラツキを補正するデータを記憶してある。この
補正データは周波数（温度）毎に持っており、キャリブ
レーション信号を用いた計測を実施して設定する。すな
わち、広帯域アクティブフェーズドアレイアンテナ１に
周波数が既知の基準信号をキャリブレーション信号とし
て入力し、受信信号分析処理器７ｂからの出力信号の振
幅、位相の状態を制御器９で観測するとともに、図示し
ない温度センサで広帯域アクティブフェーズドアレイア
ンテナ１の温度を観測し、周波数や温度を変化させたと
きのこれらの観測結果に基づいて、周波数（温度）の情
報に応じた補正量を設定する。
【００２２】次に、Ａ／Ｄ変換器６ｂにてディジタル変
換された４つのサブアレイの受信信号Σ１〜Σ４は、補
正処理器２３に入力される。また、振幅・位相補正デー
タメモリ２２は制御器９ｂから周波数情報Ｓ１７（温度
情報）が入力されると、予め格納された補正データを参
照し、該周波数情報Ｓ１７（温度情報）に基いて、デジ
タルモノパルスコンパレータ２４の各チャンネルに対応
した補正データＳ２１〜Ｓ２４を取り出し、この取り出
されたデータを補正処理器２３に送出する。補正処理器
２３は、Ａ／Ｄ変換器６ｂおよび振幅・位相補正データ
メモリ２２からの補正データＳ２１〜Ｓ２４に基いて、
サブアレイ間の振幅・位相バラツキを補正し、ディジタ
ルモノパルスコンパレータ２４にΣ１〜Σ４のディジタ
ル化された補正信号を入力する。ディジタルモノパルス
コンパレータ２４は、上述した式１〜３に基いて、入力
されるディジタル化された補正信号を、加算・減算する
ことによりモノパルス和信号Σと差信号（ΔAZ、ΔEL）
を算出し、この算出結果をモノパルス処理器１０に入力
する。一般に、モノパルスコンパレータの性能は、Σ１
〜Σ４の各チャンネルの加算・減算によって和信号・差
信号を求める際の、各々の振幅・位相の精度によって決
まる。振幅・位相がずれていると、和・差の演算結果に
誤差を生じるため、補正処理器２３によって温度変化や
経時変化（例えば周波数変化）に応じた補正処理を行
う。
換された４つのサブアレイの受信信号Σ１〜Σ４は、補
正処理器２３に入力される。また、振幅・位相補正デー
タメモリ２２は制御器９ｂから周波数情報Ｓ１７（温度
情報）が入力されると、予め格納された補正データを参
照し、該周波数情報Ｓ１７（温度情報）に基いて、デジ
タルモノパルスコンパレータ２４の各チャンネルに対応
した補正データＳ２１〜Ｓ２４を取り出し、この取り出
されたデータを補正処理器２３に送出する。補正処理器
２３は、Ａ／Ｄ変換器６ｂおよび振幅・位相補正データ
メモリ２２からの補正データＳ２１〜Ｓ２４に基いて、
サブアレイ間の振幅・位相バラツキを補正し、ディジタ
ルモノパルスコンパレータ２４にΣ１〜Σ４のディジタ
ル化された補正信号を入力する。ディジタルモノパルス
コンパレータ２４は、上述した式１〜３に基いて、入力
されるディジタル化された補正信号を、加算・減算する
ことによりモノパルス和信号Σと差信号（ΔAZ、ΔEL）
を算出し、この算出結果をモノパルス処理器１０に入力
する。一般に、モノパルスコンパレータの性能は、Σ１
〜Σ４の各チャンネルの加算・減算によって和信号・差
信号を求める際の、各々の振幅・位相の精度によって決
まる。振幅・位相がずれていると、和・差の演算結果に
誤差を生じるため、補正処理器２３によって温度変化や
経時変化（例えば周波数変化）に応じた補正処理を行
う。
【００２３】なお、従来のモノパルスコンパレータ４
は、４つの１８０度ハイブリッドが相互に接続されて構
成され、Σ１〜Σ４のアナログ信号に対して１８０度ハ
イブリッドで位相差を与えることにより、符号を反転さ
せた引き算を行い、式１〜式３の演算をアナログ信号の
演算で処理する。したがって、従来のモノパルスコンパ
レータ４では、アナログ演算処理が１８０度ハイブリッ
ドの性能に依存して位相誤差が発生することになり、デ
ジタル演算によって補正処理を容易に行えるディジタル
モノパルスコンパレータ２４と比べて演算誤差が大きく
なる。さらに、ディジタルモノパルスコンパレータ２４
はＣＰＵとメモリＩＣによって機器を構成できるのに対
し、従来のモノパルスコンパレータ４は５ｃｍ角程度の
大きさを有するアナログ部品で構成されるため、この実
施の形態１は従来に比べて回路規模的に小さく機器を構
成することができる。
は、４つの１８０度ハイブリッドが相互に接続されて構
成され、Σ１〜Σ４のアナログ信号に対して１８０度ハ
イブリッドで位相差を与えることにより、符号を反転さ
せた引き算を行い、式１〜式３の演算をアナログ信号の
演算で処理する。したがって、従来のモノパルスコンパ
レータ４では、アナログ演算処理が１８０度ハイブリッ
ドの性能に依存して位相誤差が発生することになり、デ
ジタル演算によって補正処理を容易に行えるディジタル
モノパルスコンパレータ２４と比べて演算誤差が大きく
なる。さらに、ディジタルモノパルスコンパレータ２４
はＣＰＵとメモリＩＣによって機器を構成できるのに対
し、従来のモノパルスコンパレータ４は５ｃｍ角程度の
大きさを有するアナログ部品で構成されるため、この実
施の形態１は従来に比べて回路規模的に小さく機器を構
成することができる。
【００２４】次に、モノパルス処理器１０では、ディジ
タルモノパルスコンパレータ２４からの入力信号（和信
号と差信号）に基いて、検知された目標の角度（方位）
情報を求め、この情報をレーダ信号処理器１１に出力し
て各種信号処理が行われる。レーダ信号処理器１１から
出力される目標の角度情報は、制御器９ｂを介して図示
しない表示器へ出力される。このように警戒受信時に
は、広帯域アクティブフェーズドアレイアンテナ１の受
信信号に基いて、相手側のレーダが送信する電波を受
信、分析し、相手方位や味方識別を行う。
タルモノパルスコンパレータ２４からの入力信号（和信
号と差信号）に基いて、検知された目標の角度（方位）
情報を求め、この情報をレーダ信号処理器１１に出力し
て各種信号処理が行われる。レーダ信号処理器１１から
出力される目標の角度情報は、制御器９ｂを介して図示
しない表示器へ出力される。このように警戒受信時に
は、広帯域アクティブフェーズドアレイアンテナ１の受
信信号に基いて、相手側のレーダが送信する電波を受
信、分析し、相手方位や味方識別を行う。
【００２５】上述において、警戒受信時の動作について
説明したが、レーダ動作時については送信信号の送信動
作が加わるのみで、受信処理の流れは概ね同様である。
すなわち、励振機１２ｂの送信信号Ｓ１１〜Ｓ１４は、
サーキュレータ２を介して広帯域アクティブフェーズド
アレイアンテナ１に送出される。また、制御器９からの
制御信号Ｓ１５に基いて、ビーム制御器１３が、各サブ
アレイ１−１〜１−４のそれぞれの送受信モジュール１
５における、スイッチ１９、移相器２０等に対して制御
信号Ｓ１６を送出し、ビーム方向の制御が行われて、広
帯域アクティブフェーズドアレイアンテナ１から電波が
送信される。送信された電波は目標物で反射され、目標
物からの反射波が広帯域アクティブフェーズドアレイア
ンテナ１で受信される。この受信信号は、広帯域アクテ
ィブフェーズドアレイアンテナ１の後段の各変換器、お
よび処理器を介してレーダ信号処理器１１に入力され、
レーダ信号処理器１１の信号処理により、目標物の方位
とともに距離を探知することができる。
説明したが、レーダ動作時については送信信号の送信動
作が加わるのみで、受信処理の流れは概ね同様である。
すなわち、励振機１２ｂの送信信号Ｓ１１〜Ｓ１４は、
サーキュレータ２を介して広帯域アクティブフェーズド
アレイアンテナ１に送出される。また、制御器９からの
制御信号Ｓ１５に基いて、ビーム制御器１３が、各サブ
アレイ１−１〜１−４のそれぞれの送受信モジュール１
５における、スイッチ１９、移相器２０等に対して制御
信号Ｓ１６を送出し、ビーム方向の制御が行われて、広
帯域アクティブフェーズドアレイアンテナ１から電波が
送信される。送信された電波は目標物で反射され、目標
物からの反射波が広帯域アクティブフェーズドアレイア
ンテナ１で受信される。この受信信号は、広帯域アクテ
ィブフェーズドアレイアンテナ１の後段の各変換器、お
よび処理器を介してレーダ信号処理器１１に入力され、
レーダ信号処理器１１の信号処理により、目標物の方位
とともに距離を探知することができる。
【００２６】以上、この実施の形態１に関わるレーダ装
置は、複数個の素子アンテナ１４と送受信モジュール１
５から成るサブアレイＮ個（４つ）により構成される広
帯域フェーズドアレイアンテナ１を具備し、各々のサブ
アレイには周波数変換器５ｂとＡ／Ｄ変換器６ｂが独立
に接続され、受信信号をディジタル変換した後に、受信
信号の周波数情報に基づき振幅・位相補正データメモリ
２２に格納した補正データによりディジタル受信信号の
サブアレイ間の振幅・位相補正処理を行い、ディジタル
モノパルスコンパレータ２４にてモノパルス和信号及び
差信号を算出し、モノパルス処理を行うことによって、
目標の角度情報を得る構成にすることにより、モノパル
スコンパレータの広帯域特性が振幅・位相補正データメ
モリ２２のデータを準備することにより確保され、広帯
域にわたり目標の角度情報を精度良く得ることが可能と
なる。
置は、複数個の素子アンテナ１４と送受信モジュール１
５から成るサブアレイＮ個（４つ）により構成される広
帯域フェーズドアレイアンテナ１を具備し、各々のサブ
アレイには周波数変換器５ｂとＡ／Ｄ変換器６ｂが独立
に接続され、受信信号をディジタル変換した後に、受信
信号の周波数情報に基づき振幅・位相補正データメモリ
２２に格納した補正データによりディジタル受信信号の
サブアレイ間の振幅・位相補正処理を行い、ディジタル
モノパルスコンパレータ２４にてモノパルス和信号及び
差信号を算出し、モノパルス処理を行うことによって、
目標の角度情報を得る構成にすることにより、モノパル
スコンパレータの広帯域特性が振幅・位相補正データメ
モリ２２のデータを準備することにより確保され、広帯
域にわたり目標の角度情報を精度良く得ることが可能と
なる。
【００２７】また、モノパルスコンパレータをディジタ
ル演算にて実施するため、従来と比べて装置規模の小型
化が可能となる。
ル演算にて実施するため、従来と比べて装置規模の小型
化が可能となる。
【００２８】さらに、周波数変換器５ｂやＡ／Ｄ変換器
６ｂの所要数が従来と比べて少なくなるので、装置規模
の小型化の効果が大きい。
６ｂの所要数が従来と比べて少なくなるので、装置規模
の小型化の効果が大きい。
【００２９】実施の形態２．この発明の実施の形態２に
関わるレーダ装置について、図面を参照しながら説明す
る。図２は、レーダ、警戒受信等の複数機能を一つの広
帯域フェーズドアレイアンテナにより実施可能な、この
発明の実施の形態２に関わるレーダ装置の構成を示す図
である。
関わるレーダ装置について、図面を参照しながら説明す
る。図２は、レーダ、警戒受信等の複数機能を一つの広
帯域フェーズドアレイアンテナにより実施可能な、この
発明の実施の形態２に関わるレーダ装置の構成を示す図
である。
【００３０】図２において、１は広帯域フェーズドアレ
イアンテナ、２は送受信切換用のサーキュレータ、２５
はフィルタバンク、５ｂは周波数変換器、６ｂはＡ／Ｄ
変換器、７ｂは受信信号分析処理器、８ｂは受信信号識
別処理器、９ｂは制御器、１０はモノパルス処理器、１
１はレーダ信号処理器、１２ｂは励振機、１３はビーム
制御器、２２は振幅・位相補正データメモリ、２３は補
正処理器、２４はディジタルモノパルスコンパレータで
ある。ここで、１、２、５ｂ、６ｂ、７ｂ、８ｂ、９
ｂ、１０、１１、１２ｂ、１３、２２〜２４の構成や動
作は実施の形態２と同等のものである。
イアンテナ、２は送受信切換用のサーキュレータ、２５
はフィルタバンク、５ｂは周波数変換器、６ｂはＡ／Ｄ
変換器、７ｂは受信信号分析処理器、８ｂは受信信号識
別処理器、９ｂは制御器、１０はモノパルス処理器、１
１はレーダ信号処理器、１２ｂは励振機、１３はビーム
制御器、２２は振幅・位相補正データメモリ、２３は補
正処理器、２４はディジタルモノパルスコンパレータで
ある。ここで、１、２、５ｂ、６ｂ、７ｂ、８ｂ、９
ｂ、１０、１１、１２ｂ、１３、２２〜２４の構成や動
作は実施の形態２と同等のものである。
【００３１】また、サブアレイの細部構成は図６に示し
たように、素子アンテナ１４、送受信モジュール１５、
サーキュレータ１６、低雑音増幅器１７、高出力増幅器
１８、スイッチ１９、移相器２０、および給電回路２１
から成る。
たように、素子アンテナ１４、送受信モジュール１５、
サーキュレータ１６、低雑音増幅器１７、高出力増幅器
１８、スイッチ１９、移相器２０、および給電回路２１
から成る。
【００３２】また、図３はフィルタバンク２５の細部構
成を示すものであり、２６及び２８はスイッチ、２７a
〜２７Nは各々通過帯域がシフトしているＮ個（Ｎは整
数）の帯域通過フィルタである。スイッチ２６は、その
切換え動作によって帯域通過フィルタ２７a〜２７Nの一
端のいずれか１つに接続されるとともに、スイッチ２８
がスイッチ２６の接続されたものと同じ帯域通過フィル
タ２７の他端に接続される。
成を示すものであり、２６及び２８はスイッチ、２７a
〜２７Nは各々通過帯域がシフトしているＮ個（Ｎは整
数）の帯域通過フィルタである。スイッチ２６は、その
切換え動作によって帯域通過フィルタ２７a〜２７Nの一
端のいずれか１つに接続されるとともに、スイッチ２８
がスイッチ２６の接続されたものと同じ帯域通過フィル
タ２７の他端に接続される。
【００３３】次に、この発明の実施の形態２に関わるレ
ーダ装置における警戒受信時の動作について図面を参照
しながら説明する。広帯域フェーズドアレイアンテナ１
により受信された高周波受信信号は、サーキュレータ２
を経て、フィルタバンク２５にて所望の帯域の高周波受
信信号を抽出し、周波数変換器５ｂにて局発信号により
中間周波数に変換し、Ａ／Ｄ変換器６ｂにてディジタル
信号に変換した後に、受信信号分析処理器７ｂにて受信
信号の詳細な周波数の分析を行い、受信信号識別処理器
８ｂにて目標と識別されると、制御器９ｂより目標の周
波数情報及び制御信号を励振機１２ｂ、ビーム制御器１
３、振幅・位相補正データメモリ２２、フィルタバンク
２５に送出する。フィルタバンク２５は、注目する周波
数対の信号のみを取り出すために、制御器９ｂからの制
御信号に基いてスイッチ２６、２８を切換え、この切換
えによって帯域通過フィルタ２７ａ〜２７Ｎの中から所
望のフィルタを選択する。また、警戒受信時には、制御
器９ｂからの制御信号に基いてローカル周波数をスイー
プすると共に、スイッチ２６、２８を順に切換えて、観
測周波数を変化させつづける。なお、後述のレーダ動作
時には、基本的に送信・受信同一の周波数で行うため、
フィルタバンク２５のスイッチ２６、２８は、ある特定
の周波数に固定されて使用される。
ーダ装置における警戒受信時の動作について図面を参照
しながら説明する。広帯域フェーズドアレイアンテナ１
により受信された高周波受信信号は、サーキュレータ２
を経て、フィルタバンク２５にて所望の帯域の高周波受
信信号を抽出し、周波数変換器５ｂにて局発信号により
中間周波数に変換し、Ａ／Ｄ変換器６ｂにてディジタル
信号に変換した後に、受信信号分析処理器７ｂにて受信
信号の詳細な周波数の分析を行い、受信信号識別処理器
８ｂにて目標と識別されると、制御器９ｂより目標の周
波数情報及び制御信号を励振機１２ｂ、ビーム制御器１
３、振幅・位相補正データメモリ２２、フィルタバンク
２５に送出する。フィルタバンク２５は、注目する周波
数対の信号のみを取り出すために、制御器９ｂからの制
御信号に基いてスイッチ２６、２８を切換え、この切換
えによって帯域通過フィルタ２７ａ〜２７Ｎの中から所
望のフィルタを選択する。また、警戒受信時には、制御
器９ｂからの制御信号に基いてローカル周波数をスイー
プすると共に、スイッチ２６、２８を順に切換えて、観
測周波数を変化させつづける。なお、後述のレーダ動作
時には、基本的に送信・受信同一の周波数で行うため、
フィルタバンク２５のスイッチ２６、２８は、ある特定
の周波数に固定されて使用される。
【００３４】Ａ／Ｄ変換器６ｂにてディジタル変換され
た４つのサブアレイの受信信号Σ１〜Σ４は、振幅・位
相補正データメモリ２２に格納された補正データから、
制御器９ｂからの周波数情報に対応するデータを取り出
して補正処理器２３に送出し、補正処理器２３にてサブ
アレイ間振幅・位相バラツキを補正し、ディジタルモノ
パルスコンパレータ２４にて式１〜式３の演算を行い、
その結果を各々出力した後に、モノパルス処理器１０、
レーダ信号処理器１１を経て、制御器９からの目標の角
度情報を図示しない表示器へ出力する。
た４つのサブアレイの受信信号Σ１〜Σ４は、振幅・位
相補正データメモリ２２に格納された補正データから、
制御器９ｂからの周波数情報に対応するデータを取り出
して補正処理器２３に送出し、補正処理器２３にてサブ
アレイ間振幅・位相バラツキを補正し、ディジタルモノ
パルスコンパレータ２４にて式１〜式３の演算を行い、
その結果を各々出力した後に、モノパルス処理器１０、
レーダ信号処理器１１を経て、制御器９からの目標の角
度情報を図示しない表示器へ出力する。
【００３５】上述により、警戒受信時の動作について説
明したが、レーダ動作時については送信信号の送信動作
が加わるものの、受信処理の流れは同様である。
明したが、レーダ動作時については送信信号の送信動作
が加わるものの、受信処理の流れは同様である。
【００３６】以上により、この発明の請求項２に関わる
レーダ装置は、複数個の素子アンテナ１４と送受信モジ
ュール１５から成るサブアレイ４つにより構成される広
帯域フェーズドアレイアンテナ１を具備し、各々のサブ
アレイにはフィルタバンク２５、周波数変換器５ｂ、Ａ
／Ｄ変換器６ｂが独立に接続され、受信信号をディジタ
ル変換した後に、受信信号の周波数情報に基づき振幅・
位相補正データメモリ２２に格納した補正データにより
ディジタル受信信号のサブアレイ間の振幅・位相補正処
理を行い、ディジタルモノパルスコンパレータ２４にて
モノパルス和信号及び差信号を算出し、モノパルス処理
を行うことによって、目標の角度情報を得る構成にする
ことにより、モノパルスコンパレータの広帯域特性が、
振幅・位相補正データメモリ２２のデータを準備するこ
とにより確保され、広帯域にわたり目標の角度情報を精
度良く得ることが可能となると共に、フィルタバンク２
５により所望の帯域の高周波信号を抽出することによ
り、周波数変換時に発生する不要信号を抑圧することが
可能となる。
レーダ装置は、複数個の素子アンテナ１４と送受信モジ
ュール１５から成るサブアレイ４つにより構成される広
帯域フェーズドアレイアンテナ１を具備し、各々のサブ
アレイにはフィルタバンク２５、周波数変換器５ｂ、Ａ
／Ｄ変換器６ｂが独立に接続され、受信信号をディジタ
ル変換した後に、受信信号の周波数情報に基づき振幅・
位相補正データメモリ２２に格納した補正データにより
ディジタル受信信号のサブアレイ間の振幅・位相補正処
理を行い、ディジタルモノパルスコンパレータ２４にて
モノパルス和信号及び差信号を算出し、モノパルス処理
を行うことによって、目標の角度情報を得る構成にする
ことにより、モノパルスコンパレータの広帯域特性が、
振幅・位相補正データメモリ２２のデータを準備するこ
とにより確保され、広帯域にわたり目標の角度情報を精
度良く得ることが可能となると共に、フィルタバンク２
５により所望の帯域の高周波信号を抽出することによ
り、周波数変換時に発生する不要信号を抑圧することが
可能となる。
【００３７】さらに、モノパルスコンパレータをディジ
タル演算にて実施するため、装置規模の小型化が可能と
なる。
タル演算にて実施するため、装置規模の小型化が可能と
なる。
【００３８】実施の形態３．この発明の実施の形態３に
関わるレーダ装置について図面を参照しながら説明す
る。図３は、レーダ、警戒受信等の複数機能を一つの広
帯域フェーズドアレイアンテナにより実施可能な、この
発明の実施の形態３に関わるレーダ装置の構成を示す図
である。
関わるレーダ装置について図面を参照しながら説明す
る。図３は、レーダ、警戒受信等の複数機能を一つの広
帯域フェーズドアレイアンテナにより実施可能な、この
発明の実施の形態３に関わるレーダ装置の構成を示す図
である。
【００３９】図３において、１は広帯域フェーズドアレ
イアンテナ、２は送受信切換用のサーキュレータ、６ｂ
はＡ／Ｄ変換器、２９はディジタルフィルタ、７ｂは受
信信号分析処理器、８ｂは受信信号識別処理器、９ｂは
制御器、１０はモノパルス処理器、１１はレーダ信号処
理器、１２ｂは励振機、１３はビーム制御器、２２は振
幅・位相補正データメモリ、２３は補正処理器、２４は
ディジタルモノパルスコンパレータである。ここで、
１、２、５ｂ、６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂ、１０、１１、
１２ｂ、１３、２２〜２４の構成や動作は実施の形態２
と同等のものである。
イアンテナ、２は送受信切換用のサーキュレータ、６ｂ
はＡ／Ｄ変換器、２９はディジタルフィルタ、７ｂは受
信信号分析処理器、８ｂは受信信号識別処理器、９ｂは
制御器、１０はモノパルス処理器、１１はレーダ信号処
理器、１２ｂは励振機、１３はビーム制御器、２２は振
幅・位相補正データメモリ、２３は補正処理器、２４は
ディジタルモノパルスコンパレータである。ここで、
１、２、５ｂ、６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂ、１０、１１、
１２ｂ、１３、２２〜２４の構成や動作は実施の形態２
と同等のものである。
【００４０】また、サブアレイの細部構成は図６に示さ
れたものと同様であり、素子アンテナ１４、送受信モジ
ュール１５、サーキュレータ１６、低雑音増幅器１７、
高出力増幅器１８、スイッチ１９、移相器２０、給電回
路２１から成る。
れたものと同様であり、素子アンテナ１４、送受信モジ
ュール１５、サーキュレータ１６、低雑音増幅器１７、
高出力増幅器１８、スイッチ１９、移相器２０、給電回
路２１から成る。
【００４１】次に、この発明の実施の形態３に関わるレ
ーダ装置における警戒受信時の動作について、図面を参
照しながら説明する。広帯域フェーズドアレイアンテナ
１により受信された高周波受信信号は、サーキュレータ
２を経て、Ａ／Ｄ変換器６ｂにてディジタル信号に変換
し、ディジタルフィルタにて所望の周波数帯域の信号を
抽出した後に、受信信号分析処理器７ｂにて受信信号の
詳細な周波数の分析を行い、受信信号識別処理器８ｂに
て目標と識別されると、制御器９ｂより目標の周波数情
報及び制御信号を励振機１２、ビーム制御器１３、振幅
・位相補正データメモリ２２、ディジタルフィルタ２９
に送出する。
ーダ装置における警戒受信時の動作について、図面を参
照しながら説明する。広帯域フェーズドアレイアンテナ
１により受信された高周波受信信号は、サーキュレータ
２を経て、Ａ／Ｄ変換器６ｂにてディジタル信号に変換
し、ディジタルフィルタにて所望の周波数帯域の信号を
抽出した後に、受信信号分析処理器７ｂにて受信信号の
詳細な周波数の分析を行い、受信信号識別処理器８ｂに
て目標と識別されると、制御器９ｂより目標の周波数情
報及び制御信号を励振機１２、ビーム制御器１３、振幅
・位相補正データメモリ２２、ディジタルフィルタ２９
に送出する。
【００４２】Ａ／Ｄ変換器６ｂにてディジタル変換され
た４つのサブアレイの受信信号Σ１〜Σ４は、ディジタ
ルフィルタ２９を経て、振幅・位相補正データメモリに
格納された補正データから、制御器９ｂからの周波数情
報に対応するデータを補正処理器に送出し、補正処理器
２３にてサブアレイ間振幅・位相バラツキを補正し、デ
ィジタルモノパルスコンパレータ２４にて数１〜３の結
果を各々出力した後に、モノパルス処理器１０、レーダ
信号処理器１１を経て、制御器９ｂからの目標の角度情
報を、図示しない表示器へ出力する。
た４つのサブアレイの受信信号Σ１〜Σ４は、ディジタ
ルフィルタ２９を経て、振幅・位相補正データメモリに
格納された補正データから、制御器９ｂからの周波数情
報に対応するデータを補正処理器に送出し、補正処理器
２３にてサブアレイ間振幅・位相バラツキを補正し、デ
ィジタルモノパルスコンパレータ２４にて数１〜３の結
果を各々出力した後に、モノパルス処理器１０、レーダ
信号処理器１１を経て、制御器９ｂからの目標の角度情
報を、図示しない表示器へ出力する。
【００４３】上述により、警戒受信時の動作について説
明したが、レーダ動作時については送信信号の送信動作
が加わるのみで、受信処理の流れは同様である。
明したが、レーダ動作時については送信信号の送信動作
が加わるのみで、受信処理の流れは同様である。
【００４４】以上により、複数個の素子アンテナ１４と
送受信モジュール１５から成るサブアレイ４つにより構
成される広帯域フェーズドアレイアンテナ１を具備し、
各々のサブアレイにはＡ／Ｄ変換器６ｂが独立に接続さ
れ、受信信号をディジタル変換し、ディジタルフィルタ
２９により所望の帯域の信号を抽出した後に、受信信号
の周波数情報に基づき振幅・位相補正データメモリ２２
に格納した補正データによりディジタル受信信号のサブ
アレイ間の振幅・位相補正処理を行い、ディジタルモノ
パルスコンパレータ２４にてモノパルス和信号及び差信
号を算出し、モノパルス処理を行って目標の角度情報を
得る構成にすることにより、モノパルスコンパレータの
広帯域特性は振幅・位相補正データメモリ２２のデータ
を準備することにより確保され、広帯域にわたり目標の
角度情報を精度良く得ることが可能となって、高周波受
信信号を直接ディジタル変換する構成であるため、アナ
ログでの周波数変換に必要なハードウェアを大幅に削減
可能となる。
送受信モジュール１５から成るサブアレイ４つにより構
成される広帯域フェーズドアレイアンテナ１を具備し、
各々のサブアレイにはＡ／Ｄ変換器６ｂが独立に接続さ
れ、受信信号をディジタル変換し、ディジタルフィルタ
２９により所望の帯域の信号を抽出した後に、受信信号
の周波数情報に基づき振幅・位相補正データメモリ２２
に格納した補正データによりディジタル受信信号のサブ
アレイ間の振幅・位相補正処理を行い、ディジタルモノ
パルスコンパレータ２４にてモノパルス和信号及び差信
号を算出し、モノパルス処理を行って目標の角度情報を
得る構成にすることにより、モノパルスコンパレータの
広帯域特性は振幅・位相補正データメモリ２２のデータ
を準備することにより確保され、広帯域にわたり目標の
角度情報を精度良く得ることが可能となって、高周波受
信信号を直接ディジタル変換する構成であるため、アナ
ログでの周波数変換に必要なハードウェアを大幅に削減
可能となる。
【００４５】さらに、モノパルスコンパレータをディジ
タル演算にて実施するため、装置規模の小型化が可能と
なる。
タル演算にて実施するため、装置規模の小型化が可能と
なる。
【００４６】
【発明の効果】この発明によるレーダ装置は、ディジタ
ル演算を行うモノパルスコンパレータを用いることによ
り、モノパルスコンパレータの広帯域特性が、振幅・位
相補正データメモリのデータを準備することにより確保
され、広帯域にわたり目標の角度情報を精度良く得るこ
とが可能となる。また、モノパルスコンパレータをディ
ジタル演算にて実施するため、装置規模の小型化が可能
となる。
ル演算を行うモノパルスコンパレータを用いることによ
り、モノパルスコンパレータの広帯域特性が、振幅・位
相補正データメモリのデータを準備することにより確保
され、広帯域にわたり目標の角度情報を精度良く得るこ
とが可能となる。また、モノパルスコンパレータをディ
ジタル演算にて実施するため、装置規模の小型化が可能
となる。
【００４７】また、フィルタバンクを用いることにより
所望の帯域の高周波信号を抽出することにより、周波数
変換時に発生する不要信号を抑圧することが可能とな
る。
所望の帯域の高周波信号を抽出することにより、周波数
変換時に発生する不要信号を抑圧することが可能とな
る。
【００４８】さらに、高周波受信信号を直接ディジタル
変換する構成であるため、アナログでの周波数変換に必
要なハードウェアを大幅に削減可能となる。
変換する構成であるため、アナログでの周波数変換に必
要なハードウェアを大幅に削減可能となる。
【図１】 この発明の実施の形態１に関わるレーダ装置
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態２に関わるレーダ装置
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図３】 フィルタバンクの細部構成を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態３に関わるレーダ装置
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図５】 従来のレーダ装置の構成を示す図である。
【図６】 サブアレイの細部構成を示す図である。
１ 広帯域フェーズドアレイアンテナ、 ２サーキュレ
ータ、 ３ スイッチ、 ４ モノパルスコンパレー
タ、 ５ｂ 周波数変換器、 ６ｂ Ａ／Ｄ変換器、
７ｂ 受信信号分析処理器、 ８ｂ 受信信号識別処理
器、 ９ 制御器、 １０ モノパルス処理器、 １１
レーダ信号処理器、 １２ｂ 励振機、 １３ ビー
ム制御器、 １４ 素子アンテナ、 １５ 送受信モジ
ュール、１６ サーキュレータ、 １７ 低雑音増幅
器、 １８ 高出力増幅器、 １９ スイッチ、 ２０
移相器、 ２１ 給電回路、 ２２ 振幅・位相補
正データメモリ、 ２３ 補正処理器、 ２４ ディジ
タルモノパルスコンパレータ、 ２５ フィルタバン
ク、 ２６ スイッチ、 ２７a〜２７N 帯域通過フィ
ルタ、 ２８ スイッチ、 ２９ ディジタルフィル
タ。
ータ、 ３ スイッチ、 ４ モノパルスコンパレー
タ、 ５ｂ 周波数変換器、 ６ｂ Ａ／Ｄ変換器、
７ｂ 受信信号分析処理器、 ８ｂ 受信信号識別処理
器、 ９ 制御器、 １０ モノパルス処理器、 １１
レーダ信号処理器、 １２ｂ 励振機、 １３ ビー
ム制御器、 １４ 素子アンテナ、 １５ 送受信モジ
ュール、１６ サーキュレータ、 １７ 低雑音増幅
器、 １８ 高出力増幅器、 １９ スイッチ、 ２０
移相器、 ２１ 給電回路、 ２２ 振幅・位相補
正データメモリ、 ２３ 補正処理器、 ２４ ディジ
タルモノパルスコンパレータ、 ２５ フィルタバン
ク、 ２６ スイッチ、 ２７a〜２７N 帯域通過フィ
ルタ、 ２８ スイッチ、 ２９ ディジタルフィル
タ。
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Ｆターム(参考） 5J021 AA04 AA09 CA06 DB03 DB05
DB07 EA02 FA06 FA13 FA17
FA23 FA26 FA28 FA29 FA31
FA35 HA01 HA04 HA11 JA02
JA03 JA07 JA08
5J070 AD07 AD10 AH31 AH39 AK22
Claims (4)
- 【請求項１】 複数個の素子アンテナと送受信モジュー
ルを有するＮ個（Ｎ≧２）のサブアレイから成る広帯域
フェーズドアレイアンテナと、 上記広帯域フェーズドアレイアンテナの各々のサブアレ
イに接続され、当該サブアレイの受信信号を周波数変換
するＮ個の周波数変換器と、 上記各々の周波数変換器に接続され、当該周波数変換器
の出力信号をディジタル信号に変換するＮ個のＡ／Ｄ変
換器と、 上記各々のＡ／Ｄ変換器からのディジタル信号における
周波数情報に基づき、当該各々のディジタル信号のサブ
アレイ間の振幅および位相バラツキを補正する補正手段
と、 上記補正手段の出力信号を演算処理し、モノパルス和信
号及び差信号を出力するディジタルモノパルスコンパレ
ータと、 上記モノパルス和信号及び差信号から目標の角度情報を
得るモノパルス処理器とを備えたレーダ装置。 - 【請求項２】 複数個の素子アンテナと送受信モジュー
ルを有するＮ個（Ｎ≧２）のサブアレイから成る広帯域
フェーズドアレイアンテナと、 上記広帯域フェーズドアレイアンテナの各々のサブアレ
イに接続され、当該サブアレイの受信信号を所望の周波
数帯域でフィルター処理するＮ個のフィルタバンクと、 上記各々のフィルタバンクに接続され、当該フィルタバ
ンクの受信信号を周波数変換するＮ個の周波数変換器
と、 上記各々の周波数変換器に接続され、当該周波数変換器
の出力信号をディジタル信号に変換するＮ個のＡ／Ｄ変
換器と、 上記各々のＡ／Ｄ変換器からのディジタル信号における
周波数情報に基づき、当該ディジタル信号のサブアレイ
間の振幅および位相を補正する補正手段と、 上記補正手段の出力信号を演算処理し、モノパルス和信
号及び差信号を出力するディジタルモノパルスコンパレ
ータと、 上記モノパルス和信号及び差信号から目標の角度情報を
得るモノパルス処理器とを備えたレーダ装置。 - 【請求項３】 複数個の素子アンテナと送受信モジュー
ルを有するＮ個（Ｎ≧２）のサブアレイから成る広帯域
フェーズドアレイアンテナと、 上記広帯域フェーズドアレイアンテナの各々のサブアレ
イに接続され、当該サブアレイの出力信号をディジタル
信号に変換するＮ個のＡ／Ｄ変換器と、 上記各々のＡ／Ｄ変換器からのディジタル信号より、所
望の帯域の信号を抽出するＮ個のディジタルフィルタ
と、 上記各々のディジタルフィルタの出力信号における周波
数情報に基づき、当該ディジタル信号のサブアレイ間の
振幅および位相を補正する補正手段と、 上記補正手段の出力信号を演算処理し、モノパルス和信
号及び差信号を出力するディジタルモノパルスコンパレ
ータと、 上記モノパルス和信号及び差信号から目標の角度情報を
得るモノパルス処理器とを備えたレーダ装置。 - 【請求項４】 上記補正手段は、ディジタル信号の振幅
および位相のバラツキを補正するための補正データが、
周波数に対応付けて格納されたメモリを備えたことを特
徴とする請求項１から３のいずれかに記載のレーダ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002032043A JP3918573B2 (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | レーダ装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002032043A JP3918573B2 (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | レーダ装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003232852A true JP2003232852A (ja) | 2003-08-22 |
| JP2003232852A5 JP2003232852A5 (ja) | 2005-08-11 |
| JP3918573B2 JP3918573B2 (ja) | 2007-05-23 |
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|---|---|---|---|
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Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7190305B2 (en) | 2004-03-22 | 2007-03-13 | Fujitsu Ten Limited | Radar apparatus |
| JP2008098999A (ja) * | 2006-10-12 | 2008-04-24 | Toshiba Corp | レーダ装置 |
| JP2009246748A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Mitsubishi Electric Corp | アレーアンテナ |
| JP2010154157A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Japan Radio Co Ltd | アンテナ方向制御装置及びアンテナ方向制御方法 |
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| JP2017106799A (ja) * | 2015-12-09 | 2017-06-15 | 株式会社東芝 | 合成開口レーダ装置及びそのレーダ信号処理方法 |
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| CN114035233A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-02-11 | 武汉声赫科技有限公司 | 一种步进频率相控阵列探地雷达收发系统 |
-
2002
- 2002-02-08 JP JP2002032043A patent/JP3918573B2/ja not_active Expired - Fee Related
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