JP2005164281A - Beam scanning method, and radar system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a beam scanning method capable of restraining interference of a transceiving beam, and capable of shortening a data rate of electron scan as to an azimuth direction. <P>SOLUTION: This method/system is constituted of a pulse signal generating step for generating a radar pulse signal, a pulse signal synchronization step for synchronizing transmission timing of the radar pulse signal, a transceiving beam formation step for transmitting the radar pulse signal from two antenna faces and for forming two transceiving beams of the same elevation angle concurrently, and a beam scan control step for electron-scanning a prescribed important monitoring azimuth range by one transceiving beam, and for electron-scanning an azimuth range outside the important monitoring azimuth range by another transceiving beam. The beam scan control step is a step for starting the beam formation by switching to the another antenna face, when finishing the beam formation outside the important monitoring azimuth range by the one antenna face, during a beam formation period within the important monitoring azimuth range. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ビーム走査方法及びレーダー装置に係り、さらに詳しくは、互いに異なる方位に向けて設けられたフェーズドアレイアンテナにより2以上の送受信ビームを同時に形成し、送受信ビームの電子走査を行うレーダー装置の改良に関する。   The present invention relates to a beam scanning method and a radar apparatus. More specifically, the present invention relates to a radar apparatus that simultaneously forms two or more transmission / reception beams by phased array antennas provided in different directions and performs electronic scanning of the transmission / reception beams. Regarding improvements.

固定型のフェーズドアレイアンテナ(以下、アレイアンテナと呼ぶことにする)によって全方位を電子走査するレーダー装置の場合、異なる方位に向けて設けられるアレイアンテナは少なくとも3つ必要である。この場合、各アレイアンテナのアンテナ面により送受信ビームをそれぞれ形成し、同時に電子走査すれば、全方位についての走査時間が短縮できる。   In the case of a radar apparatus that electronically scans all directions by a fixed phased array antenna (hereinafter referred to as an array antenna), at least three array antennas provided in different directions are required. In this case, if a transmission / reception beam is formed by the antenna surface of each array antenna and electronic scanning is performed simultaneously, the scanning time for all directions can be shortened.

図18(a)及び(b)は、従来のレーダー装置を模式的に示した図であり、図18(a)には、電子走査時における外観が示され、図18(b)には、断面が示されている。このレーダー装置は、3つのアレイアンテナからなる固定型のレーダーであり、空中の目標物などを監視している。各アレイアンテナは、水平面内でそれぞれ異なる方位に向けて設置されており、それぞれのアンテナ面により送受信ビームを同時に形成することができる。この同時に形成される3つの送受信ビームをそれぞれ仰角及び方位方向に電子走査することによって、各アンテナ面に対応する異なる3つの監視覆域内が同時に走査され、全方位を監視することができる。   18 (a) and 18 (b) are diagrams schematically showing a conventional radar device. FIG. 18 (a) shows an appearance during electronic scanning, and FIG. A cross section is shown. This radar device is a fixed radar composed of three array antennas, and monitors a target in the air. Each array antenna is installed in a different direction in a horizontal plane, and a transmission / reception beam can be simultaneously formed by each antenna surface. By electronically scanning the three transmission / reception beams formed at the same time in the elevation angle and the azimuth direction, the three different monitoring coverages corresponding to the respective antenna surfaces are simultaneously scanned, so that all directions can be monitored.

図19(a)及び(b)は、図18のレーダー装置による電子走査を示した図であり、図19(a)には、アンテナ面201〜203ごとの動作状態が示され、図19(b)には、ビーム指向方位ごとの送受信ビーム形成の様子が経過時間ごとに示されている。各アンテナ面201〜203は、全方位を均等に3分割するように配置されており、送受信されるビーム101〜103の方位方向の走査範囲は、アンテナ面201のビーム101が0°から120°まで、アンテナ面202のビーム102が120°から240°まで、アンテナ面203のビーム103が240°から360°までとなっている。各アンテナ面201〜203により同時にビーム101〜103が形成され、仰角方向に電子走査しながら異なるビーム指向方位へ順次に電子走査されるので、1つの送受信ビームにより全方位を順次に走査するのに比べ、全方位を走査するのに要する時間、すなわち、データレートを短縮することができる。   19 (a) and 19 (b) are diagrams showing electronic scanning by the radar apparatus of FIG. 18, and FIG. 19 (a) shows an operating state for each of the antenna surfaces 201 to 203. FIG. In b), the state of transmission / reception beam formation for each beam orientation is shown for each elapsed time. The antenna surfaces 201 to 203 are arranged so that all directions are equally divided into three, and the scanning range in the azimuth direction of the transmitted and received beams 101 to 103 is such that the beam 101 of the antenna surface 201 is 0 ° to 120 °. Until now, the beam 102 on the antenna surface 202 is from 120 ° to 240 °, and the beam 103 on the antenna surface 203 is from 240 ° to 360 °. The beams 101 to 103 are simultaneously formed by the antenna surfaces 201 to 203, and are sequentially scanned in different beam directing directions while electronically scanning in the elevation direction, so that all directions can be sequentially scanned by one transmission / reception beam. In comparison, the time required to scan all directions, that is, the data rate can be shortened.

図20(a)及び(b)は、図18のレーダー装置による電子走査の他の例を示した図であり、図20(a)には、各アンテナ面201〜203により順次に電子走査が行われる様子が示され、図20(b)には、ビーム指向方位ごとの送受信ビーム形成の様子が経過時間ごとに示されている。この例では、3つのアンテナ面201〜203のうちの1つのアンテナ面により送受信ビームが形成され、方位方向について当該アンテナ面による電子走査が終了すると、他のアンテナ面に切り替えて電子走査が開始される。この場合におけるデータレートをTとすると、ビーム形成期間、つまり、単位時間当たりのヒット数が同一であれば、上述した図19の電子走査のデータレートはT/3となり、全方位についての走査時間が短縮される。   20 (a) and 20 (b) are diagrams showing another example of electronic scanning by the radar device of FIG. 18. In FIG. 20 (a), electronic scanning is sequentially performed by each antenna surface 201-203. FIG. 20B shows the state of transmission / reception beam formation for each beam directing direction for each elapsed time. In this example, a transmission / reception beam is formed by one of the three antenna surfaces 201 to 203, and when electronic scanning by the antenna surface is completed in the azimuth direction, switching to another antenna surface is started and electronic scanning is started. The When the data rate in this case is T, if the beam forming period, that is, the number of hits per unit time is the same, the electronic scanning data rate in FIG. 19 is T / 3, and the scanning time for all directions is as follows. Is shortened.

複数の送受信ビームを同時に形成する上述した様な従来のビーム走査方法では、1つのアンテナ面による受信信号に他のアンテナ面による送信信号が混入し、送受信ビームの干渉が生じてしまうという問題があった。   In the conventional beam scanning method as described above in which a plurality of transmission / reception beams are simultaneously formed, there is a problem in that transmission signals from other antenna surfaces are mixed with reception signals from one antenna surface, resulting in interference of transmission / reception beams. It was.

図21は、図18のレーダー装置により形成された送受信ビームの送受信パターンを示した図である。送受信ビームは、アンテナ面201〜203から送信されるレーダーパルス信号110によって形成され、その送受信パターン111は、パルス幅に相当する送信期間A1と、受信期間を交互に繰り返すものとなっている。この受信期間は、パルス繰り返し周期をA2とすると、A2−A1となっている。   FIG. 21 is a diagram showing a transmission / reception pattern of transmission / reception beams formed by the radar apparatus of FIG. The transmission / reception beam is formed by the radar pulse signal 110 transmitted from the antenna surfaces 201 to 203, and the transmission / reception pattern 111 alternately repeats the transmission period A1 corresponding to the pulse width and the reception period. This reception period is A2-A1, where the pulse repetition period is A2.

図22は、図19の電子走査におけるアンテナ面ごとの送受信パターンを示した図である。各アンテナ面201〜203により同時に形成される送受信ビームの送受信パターン111は同一であっても、レーダーパルス信号110の送信はアンテナ面201〜203ごとに行われるので、アンテナ面201〜203ごとの送信タイミングにずれが生じる。このため、アンテナ面201〜203間で送受信ビームの干渉が起こる。例えば、アンテナ面202により形成される送受信ビーム(ビーム指向方位120°+a)の送受信パターン111における送信期間の一部がアンテナ面201により形成される送受信ビーム(ビーム指向方位a)の送受信パターン111における受信期間と重複しているので、この重複期間においてアンテナ面202が送信状態のときにアンテナ面201が受信状態となり、アンテナ面202による送信信号がアンテナ面201による受信信号に混入して干渉が生じてしまう。   FIG. 22 is a diagram showing a transmission / reception pattern for each antenna surface in the electronic scanning of FIG. Even if the transmission / reception pattern 111 of the transmission / reception beams simultaneously formed by the antenna surfaces 201 to 203 is the same, the transmission of the radar pulse signal 110 is performed for each of the antenna surfaces 201 to 203. Deviation in timing occurs. For this reason, interference of transmission and reception beams occurs between the antenna surfaces 201 to 203. For example, a part of the transmission period in the transmission / reception pattern 111 of the transmission / reception beam (beam directing direction 120 ° + a) formed by the antenna surface 202 is in the transmission / reception pattern 111 of the transmission / reception beam (beam directing direction a) formed by the antenna surface 201. Since it overlaps with the reception period, the antenna surface 201 is in the reception state when the antenna surface 202 is in the transmission state during this overlap period, and the transmission signal from the antenna surface 202 is mixed into the reception signal by the antenna surface 201 and interference occurs. End up.

この様な送受信ビームにおける干渉を防止するために、送信するレーダーパルス信号の周波数をアンテナ面ごとに異なるようにしたレーダー装置が提案されている(例えば、特許文献1)。このレーダー装置では、アンテナ面から送信されるレーダーパルス信号の周波数(帯域)がアンテナ面ごとに異なり、周波数帯域がアンテナ面間で重複しないようになっている。   In order to prevent interference in such a transmission / reception beam, a radar apparatus has been proposed in which the frequency of a radar pulse signal to be transmitted is different for each antenna surface (for example, Patent Document 1). In this radar apparatus, the frequency (band) of the radar pulse signal transmitted from the antenna surface is different for each antenna surface, and the frequency band is not overlapped between the antenna surfaces.

図23及び図24は、従来のレーダー装置における電子走査を示した図であり、図23には、アンテナ面ごとに異なる送信周波数で形成されるビーム101及び102の送受信パターンが示され、図24には、その要部詳細が示されている。送受信ビームとして同時に形成されるビーム101及び102は、中心周波数f及びfが異なり、ビーム間で重複のない周波数帯域となっている。このため、アンテナ面間で送信期間及び受信期間が重複しても、周波数が異なるので送受信ビームの干渉を抑制することができる。 23 and 24 are diagrams showing electronic scanning in a conventional radar apparatus. FIG. 23 shows transmission / reception patterns of beams 101 and 102 formed at different transmission frequencies for each antenna surface. The details of the main part are shown. The beams 101 and 102 that are simultaneously formed as transmission and reception beams have different center frequencies f 1 and f 2 and have a frequency band that does not overlap between the beams. For this reason, even if the transmission period and the reception period overlap between the antenna surfaces, the frequency is different, so that interference of transmission and reception beams can be suppressed.

ところが、バンドパスフィルタなどにより通過帯域外の周波数成分を十分に除去するのは容易ではないので、アンテナ面間で送受信ビームに干渉が生じてしまうという問題があった。   However, since it is not easy to sufficiently remove frequency components outside the pass band by using a band pass filter or the like, there is a problem that interference occurs between the antenna surfaces in the transmission and reception beams.

そこで、送受信ビームにおける干渉を防止するために、送信するレーダーパルス信号の送信タイミングをアンテナ面間で同期させて電子走査することが考えられる。   Therefore, in order to prevent interference in the transmission / reception beam, it is conceivable to perform electronic scanning by synchronizing the transmission timing of the radar pulse signal to be transmitted between the antenna surfaces.

図25(a)及び(b)は、レーダー装置による電子走査の一例を示した図であり、図25(a)には、アンテナ面201〜203ごとの動作状態が示され、図25(b)には、形成された送受信ビームにおける送受信パターンがアンテナ面201〜203ごとに示されている。レーダーパルス信号の送信タイミングをアンテナ面間で同期させているので、送受信パターンにおける送信期間及び受信期間がアンテナ面間で重複するのを回避することができる。このため、送受信ビームの周波数帯域がアンテナ面間で同一であっても、送受信ビームの干渉を防止することができる。   25 (a) and 25 (b) are diagrams showing an example of electronic scanning by the radar device. FIG. 25 (a) shows an operation state for each of the antenna surfaces 201 to 203, and FIG. ) Shows a transmission / reception pattern in the formed transmission / reception beam for each of the antenna surfaces 201 to 203. Since the transmission timing of the radar pulse signal is synchronized between the antenna surfaces, it is possible to avoid the transmission period and the reception period in the transmission / reception pattern from overlapping between the antenna surfaces. For this reason, even if the frequency band of a transmission / reception beam is the same between antenna surfaces, interference of the transmission / reception beam can be prevented.

通常、送受信ビームにおける送受信パターンは、電子走査する覆域に応じた利得とするために、形成する送受信ビームの仰角によって異なっている。また、特定の方位範囲におけるビーム形成期間を他の方位範囲よりも長くすることにより、特定の方位範囲におけるヒット数を増加させ、この方位範囲における覆域、すなわち、探知距離を延伸させて重点的に走査することが行われる。この様な場合、上述したビーム走査方法では、各アンテナ面により複数の送受信ビームを同時に形成しようとすると、送信期間及び受信期間がアンテナ面間で重複する場合が生じてしまうという問題があった。   Usually, the transmission / reception pattern in the transmission / reception beam differs depending on the elevation angle of the transmission / reception beam to be formed in order to obtain a gain corresponding to the coverage area for electronic scanning. In addition, by making the beam forming period in a specific azimuth range longer than other azimuth ranges, the number of hits in a specific azimuth range is increased, and the coverage in this azimuth range, that is, the detection distance, is extended and focused. Scanning is performed. In such a case, the beam scanning method described above has a problem that when a plurality of transmission / reception beams are simultaneously formed on each antenna surface, the transmission period and the reception period may overlap between the antenna surfaces.

図26は、従来のレーダー装置による仰角方向の電子走査を示した図である。1つの仰角に対するビーム形成が終了すると、送受信ビームの仰角を変えて次のビーム形成が開始される。例えば、各アンテナ面201〜203により形成されるビーム101〜103のビーム指向仰角を順次に大きくしながら仰角方向の電子走査が行われる。このとき、ビーム指向仰角に応じた送受信パターンのレーダーパルス信号が送信される。   FIG. 26 is a diagram showing electronic scanning in the elevation direction by a conventional radar device. When the beam formation for one elevation angle is completed, the next beam formation is started by changing the elevation angle of the transmission / reception beam. For example, electronic scanning in the elevation angle direction is performed while sequentially increasing the beam pointing elevation angles of the beams 101 to 103 formed by the antenna surfaces 201 to 203. At this time, a radar pulse signal having a transmission / reception pattern corresponding to the beam pointing elevation angle is transmitted.

図27は、電子走査において形成された送受信ビームの送受信パターンの一例をアンテナ面ごとに示した図である。レーダーパルス信号の送信タイミングがアンテナ面201〜203間で同期され、ビーム形成期間が全てのアンテナ面で同一となっている。各方位に対するビーム形成が全てのアンテナ面201〜203で同時に開始されるとともに同時に終了し、ビーム指向仰角、すなわち、送受信パターンが異なる次のビーム形成が同時に開始される。このため、送信期間及び受信期間がアンテナ面間で重複するのを回避することができる。例えば、ビーム指向仰角がcであるときには、パターン301で送受信ビームが形成され、ビーム指向仰角がd(>c)であるときには、パターン301とは異なるパターン302で送受信ビームが形成される。   FIG. 27 is a diagram showing an example of a transmission / reception pattern of a transmission / reception beam formed in electronic scanning for each antenna surface. The transmission timing of the radar pulse signal is synchronized between the antenna surfaces 201 to 203, and the beam forming period is the same on all antenna surfaces. Beam formation for each azimuth is started at the same time on all the antenna surfaces 201 to 203 and simultaneously ended, and the next beam formation with a different beam directivity elevation angle, that is, a transmission / reception pattern, is started simultaneously. For this reason, it can avoid that a transmission period and a reception period overlap between antenna surfaces. For example, when the beam pointing elevation angle is c, a transmission / reception beam is formed with a pattern 301, and when the beam pointing elevation angle is d (> c), a transmission / reception beam is formed with a pattern 302 different from the pattern 301.

図28及び図29は、レーダー装置による電子走査の一例を示した図であり、図28には、アンテナ面201により形成された送受信ビームによって重点走査を行う様子が示され、図29には、形成された送受信ビームにおける送受信パターン301及び302がアンテナ面201〜203ごとに示されている。アンテナ面201により形成されるビーム101のビーム形成期間を他のビーム102及び103よりも長くすることによって、このアンテナ面201がカバーする方位範囲(重点監視方位範囲)内が重点的に走査される。重点監視方位範囲内における電子走査はビーム形成期間が長いので、ビーム101のビーム形成が終了するまでに他のアンテナ面202及び203におけるビーム形成は終了し、ビーム指向仰角が異なる次のビーム形成が開始される。このため、送受信パターンの異なる送受信ビームが同時に形成され、アンテナ面間における送信期間及び受信期間の重複が起き、送受信ビームの干渉が生じてしまう。
特開平5−180926号公報
FIGS. 28 and 29 are diagrams showing an example of electronic scanning by the radar device. FIG. 28 shows a state in which intensive scanning is performed by a transmission / reception beam formed by the antenna surface 201, and FIG. Transmission / reception patterns 301 and 302 in the formed transmission / reception beam are shown for each of the antenna surfaces 201 to 203. By making the beam forming period of the beam 101 formed by the antenna surface 201 longer than that of the other beams 102 and 103, the inside of the azimuth range (important monitoring azimuth range) covered by the antenna surface 201 is preferentially scanned. . Since the electron scanning within the important monitoring azimuth range has a long beam forming period, the beam forming on the other antenna surfaces 202 and 203 is completed before the beam forming of the beam 101 is completed, and the next beam forming with a different beam pointing elevation angle is performed. Be started. For this reason, transmission / reception beams having different transmission / reception patterns are formed at the same time, the transmission period and the reception period overlap between the antenna surfaces, and transmission / reception beam interference occurs.
JP-A-5-180926

上述した通り、従来のビーム走査方法では、重点走査が行われる場合に、送受信ビームの干渉が生じるという問題があった。   As described above, the conventional beam scanning method has a problem that transmission / reception beam interference occurs when weighted scanning is performed.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、重点走査が行われる場合であっても、送受信ビームの干渉を抑制することができるビーム走査方法及びレーダー装置を提供することを目的としている。特に、送受信ビームの干渉を抑制すると同時に、方位方向についての電子走査のデータレートを短縮することができるビーム走査方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a beam scanning method and a radar apparatus that can suppress interference between transmission and reception beams even when intensive scanning is performed. . In particular, it is an object of the present invention to provide a beam scanning method capable of suppressing transmission / reception beam interference and simultaneously reducing the electronic scanning data rate in the azimuth direction.

本発明によるビーム走査方法は、互いに異なる方位に向けて設けられたフェーズドアレイアンテナからなるm(m≧3)個のアンテナ面により送受信ビームの電子走査を行うビーム走査方法であって、送受信ビームの仰角により送受信パターンが異なるレーダーパルス信号を生成するパルス信号生成ステップと、上記レーダーパルス信号の送信タイミングを同期させるパルス信号同期ステップと、n(2≦n≦m−1)個のアンテナ面から上記レーダーパルス信号を送信し、仰角が同一であるn個の送受信ビームを同時に形成する送受信ビーム形成ステップと、1つの上記送受信ビームにより所定の重点監視方位範囲を方位方向に電子走査するとともに、他の上記送受信ビームにより上記重点監視方位範囲外の方位範囲を方位方向に電子走査するビーム走査制御ステップとからなり、上記ビーム走査制御ステップが、重点監視方位範囲内におけるビーム形成期間が重点監視方位範囲外よりも長く、重点監視方位範囲内におけるビーム形成期間中に、1つのアンテナ面による重点監視方位範囲外におけるビーム形成が終了すると、他のアンテナ面に切り替えてビーム形成を開始するステップであるように構成される。   A beam scanning method according to the present invention is a beam scanning method that performs electronic scanning of a transmission / reception beam by m (m ≧ 3) antenna surfaces including phased array antennas provided in different directions. From a pulse signal generation step for generating a radar pulse signal having a different transmission / reception pattern depending on an elevation angle, a pulse signal synchronization step for synchronizing the transmission timing of the radar pulse signal, and n (2 ≦ n ≦ m−1) antenna surfaces A transmission / reception beam forming step of transmitting a radar pulse signal and simultaneously forming n transmission / reception beams having the same elevation angle, electronic scanning of a predetermined emphasis monitoring azimuth range in the azimuth direction by one of the transmission / reception beams, Electronic scanning of the azimuth range outside the priority monitoring azimuth range in the azimuth direction using the transmit / receive beam The beam scanning control step comprises a beam forming period in the priority monitoring azimuth range that is longer than that outside the priority monitoring azimuth range, and one antenna is formed during the beam forming period in the priority monitoring azimuth range. When the beam formation outside the priority monitoring azimuth range by the surface is completed, the step is configured to start the beam formation by switching to another antenna surface.

すなわち、アンテナ面の個数mよりも少ないn個の送受信ビームが同時に形成され、1つの送受信ビームにより所定の重点監視方位範囲を方位方向に電子走査するとともに、当該送受信ビームと仰角が同一である他のn−1個の送受信ビームにより重点監視方位範囲外の方位範囲が方位方向に電子走査される。しかも、重点監視方位範囲内におけるビーム形成期間が重点監視方位範囲外よりも長く、重点監視方位範囲内におけるビーム形成期間中に、1つのアンテナ面による重点監視方位範囲外におけるビーム形成が終了すると、他のアンテナ面に切り替えてビーム形成が開始される。重点監視方位範囲内でのビーム形成期間が重点監視方位範囲外よりも長いので、1つのアンテナ面による重点監視方位範囲内におけるビーム形成と、他のn−1個のアンテナ面による重点監視方位範囲外におけるビーム形成とを同時に開始すると、重点監視方位範囲内におけるビーム形成が終了する前に、他のアンテナ面による重点監視方位範囲外でのビーム形成が先に終了する。このとき、先に終了したビーム形成を他のアンテナ面に切り替え、同一仰角に対するビーム形成が開始されるので、アンテナ面の個数よりも少ない送受信ビームを効率的に用いて電子走査することができるとともに、同時に形成される各送受信ビームの仰角が常に同一となるので、各送受信ビームの送受信パターンが同一となり、アンテナ面間で送受信ビームの干渉が生じるのを抑制することができる。特に、同時に形成される送受信ビームの個数が同じであれば、1つのアンテナ面による重点監視方位範囲外でのビーム形成終了後、重点監視方位範囲内におけるビーム形成が終了するまで当該アンテナ面によるビーム形成を待機させるのに比べ、方位方向についての電子走査のデータレートを短縮することができる。   That is, n transmission / reception beams smaller than the number m of antenna surfaces are formed at the same time, and one transmission / reception beam electronically scans a predetermined emphasis monitoring azimuth range in the azimuth direction, and the transmission / reception beam has the same elevation angle. The azimuth range outside the priority monitoring azimuth range is electronically scanned in the azimuth direction by the (n−1) transmission / reception beams. Moreover, the beam forming period in the priority monitoring azimuth range is longer than outside the priority monitoring azimuth range, and during the beam forming period in the priority monitoring azimuth range, the beam formation outside the priority monitoring azimuth range by one antenna surface is completed. Switching to another antenna surface starts beam forming. Since the beam forming period in the priority monitoring azimuth range is longer than outside the priority monitoring azimuth range, beam formation in the priority monitoring azimuth range by one antenna surface and the priority monitoring azimuth range by other n-1 antenna surfaces When the beam forming outside is started at the same time, the beam forming outside the focus monitoring azimuth range by another antenna surface is finished first before the beam forming within the focus monitoring azimuth range is finished. At this time, the beam formation that has been completed first is switched to another antenna surface, and beam formation for the same elevation angle is started, so that it is possible to efficiently perform electronic scanning using less transmission / reception beams than the number of antenna surfaces. Since the elevation angles of the transmission / reception beams formed at the same time are always the same, the transmission / reception patterns of the transmission / reception beams are the same, and interference of the transmission / reception beams between the antenna surfaces can be suppressed. In particular, if the number of transmission / reception beams formed simultaneously is the same, after the beam formation outside the focus monitoring azimuth range by one antenna surface is completed, the beam from the antenna surface is completed until the beam formation within the focus monitoring azimuth range is completed. Compared with waiting for formation, the data rate of electronic scanning in the azimuth direction can be shortened.

本発明によるビーム走査方法は、上記構成に加え、上記ビーム走査制御ステップが、1つのアンテナ面による送受信ビームの電子走査により上記重点監視方位範囲をカバーし、この重点監視方位範囲内におけるビーム形成期間中に、他のアンテナ面によるビーム形成を順次に行うステップであるように構成される。この様な構成によれば、1つのアンテナ面による送受信ビームの電子走査により重点監視方位範囲がカバーされ、当該アンテナ面による重点監視方位範囲内でのビーム形成期間中、他のアンテナ面を用いてビーム形成が順次に行われるので、n個の送受信ビームを効率良く用いて方位方向の電子走査を行うことができる。   In the beam scanning method according to the present invention, in addition to the above-described configuration, the beam scanning control step covers the above-described important monitoring azimuth range by electronic scanning of a transmission / reception beam by one antenna surface, and a beam forming period within this important monitoring azimuth range. It is configured to be a step of sequentially performing beam formation by other antenna surfaces. According to such a configuration, the focus monitoring azimuth range is covered by electronic scanning of the transmission / reception beam by one antenna surface, and the other antenna surface is used during the beam forming period within the focus monitoring azimuth range by the antenna surface. Since the beam formation is performed sequentially, the azimuth direction electron scanning can be performed by efficiently using n transmission / reception beams.

本発明によるビーム走査方法は、上記構成に加え、上記ビーム走査制御ステップが、各アンテナ面に対する送受信ビームの走査範囲を、同時に行われる方位方向の電子走査について全てのアンテナ面で同一とするステップであるように構成される。この様な構成によれば、各アンテナ面の方向が全方位を均等に分割するように各アンテナ面が配置された場合に、同時に行われる方位方向の電子走査について各アンテナ面により形成される送受信ビームの走査範囲が全方位について均等に形成されるので、アンテナ面間における送受信ビームの干渉を効果的に抑制することができる。   In the beam scanning method according to the present invention, in addition to the above-described configuration, the beam scanning control step is a step in which the scanning range of the transmission / reception beam with respect to each antenna surface is the same for all antenna surfaces with respect to the electronic scanning in the azimuth direction simultaneously performed. Configured to be. According to such a configuration, when each antenna surface is arranged so that the direction of each antenna surface divides the entire azimuth equally, transmission / reception formed by each antenna surface for simultaneous electronic scanning in the azimuth direction is performed. Since the beam scanning range is formed uniformly in all directions, it is possible to effectively suppress the interference of the transmission and reception beams between the antenna surfaces.

本発明によるビーム走査方法は、上記構成に加え、上記ビーム走査制御ステップが、2以上のアンテナ面による送受信ビームの電子走査により上記重点監視方位範囲をカバーし、この重点監視方位範囲の一部分をカバーする1つのアンテナ面による重点監視方位範囲内のビーム形成期間中に、重点監視方位範囲外をカバーする他のアンテナ面によるビーム形成を順次に行うとともに、当該重点監視方位範囲の一部分の電子走査が終了すると、重点監視方位範囲の他の部分をカバーするアンテナ面に切り替えて電子走査を行うステップであるように構成される。この様な構成によれば、重点監視方位範囲が2以上のアンテナ面による送受信ビームの電子走査によりカバーされる場合であっても、アンテナ面間で送受信ビームの干渉が生じるのを抑制しながら送受信ビームの電子走査を効率的に行うことができる。   In the beam scanning method according to the present invention, in addition to the above-described configuration, the beam scanning control step covers the important monitoring azimuth range by electronic scanning of transmission / reception beams by two or more antenna surfaces, and covers a part of the important monitoring azimuth range. During the beam forming period within the priority monitoring azimuth range by one antenna surface, beam forming by other antenna surfaces covering the outside of the priority monitoring azimuth range is sequentially performed, and a part of the important monitoring azimuth range is electronically scanned. When completed, the electronic scanning is performed by switching to an antenna surface that covers the other part of the priority monitoring azimuth range. According to such a configuration, transmission / reception is performed while suppressing interference of transmission / reception beams between antenna surfaces even when the important monitoring azimuth range is covered by electronic scanning of transmission / reception beams by two or more antenna surfaces. Electron scanning of the beam can be performed efficiently.

本発明によるビーム走査方法は、上記構成に加え、上記ビーム走査制御ステップが、上記重点監視方位範囲が360°/mよりも小さく、この重点監視方位範囲内におけるビーム形成期間が重点監視方位範囲外におけるビーム形成期間の(m−1)/(n−1)倍以下である場合、方位方向に生じるレーダーパルス信号の送受信ブランク範囲内を重点監視方位範囲の電子走査終了後順次に電子走査するステップであるように構成される。1つのアンテナ面による重点監視方位範囲内でのビーム形成期間中に、他のm−1個のアンテナ面を用いてn−1個の送受信ビームによる重点監視方位範囲外のビーム形成が順次に行われる。このとき、重点監視方位範囲が360°/mよりも小さく、重点監視方位範囲内にでのビーム形成期間が重点監視方位範囲外でのビーム形成期間の(m−1)/(n−1)倍以下であれば、レーダーパルス信号が送信されずビーム形成が行われない送受信ブランク範囲が方位方向に生じる。この送受信ブランク範囲内が重点監視方位範囲の電子走査終了後に順次に電子走査されるので、送受信ブランク範囲が生じる場合であっても、方位方向についての電子走査を効率的に行うことができる。   In the beam scanning method according to the present invention, in addition to the above-described configuration, the beam scanning control step is such that the important monitoring azimuth range is smaller than 360 ° / m, and the beam forming period within the important monitoring azimuth range is outside the important monitoring azimuth range. Step of sequentially performing electronic scanning within the transmission / reception blank range of the radar pulse signal generated in the azimuth direction after the end of the electronic scanning of the priority monitoring azimuth range when the beam forming period is less than (m−1) / (n−1) times Configured to be. During the beam forming period within the priority monitoring azimuth range by one antenna surface, beam formation outside the priority monitoring azimuth range by n-1 transmit / receive beams is sequentially performed using the other m-1 antenna surfaces. Is called. At this time, the priority monitoring azimuth range is smaller than 360 ° / m, and the beam forming period within the priority monitoring azimuth range is (m−1) / (n−1) of the beam forming period outside the priority monitoring azimuth range. If it is less than double, a transmission / reception blank range in which no radar pulse signal is transmitted and beam formation is not performed occurs in the azimuth direction. Since the inside of this transmission / reception blank range is sequentially electronically scanned after the end of the electronic scanning of the priority monitoring azimuth range, even when the transmission / reception blank range occurs, the electronic scanning in the azimuth direction can be performed efficiently.

本発明によるビーム走査方法及びレーダー装置によれば、重点監視方位範囲内におけるビーム形成期間中に、1つのアンテナ面による重点監視方位範囲外におけるビーム形成が終了すると、他のアンテナ面に切り替えてビーム形成が開始されるので、アンテナ面の個数よりも少ない送受信ビームを効率的に用いて電子走査することができるとともに、同時に形成される各送受信ビームの仰角が常に同一となるので、アンテナ面間で送受信ビームの干渉が生じるのを抑制することができる。特に、同時に形成される送受信ビームの個数が同じであれば、1つのアンテナ面による重点監視方位範囲外でのビーム形成終了後、重点監視方位範囲内におけるビーム形成が終了するまで当該アンテナ面によるビーム形成を待機させるのに比べ、方位方向についての電子走査のデータレートを削減することができる。   According to the beam scanning method and the radar apparatus of the present invention, when beam formation outside the focus monitoring azimuth range by one antenna surface is completed during the beam forming period within the focus monitoring azimuth range, the beam is switched to another antenna surface. Since formation is started, electronic scanning can be performed efficiently using transmission / reception beams smaller than the number of antenna surfaces, and the elevation angles of the transmission / reception beams formed at the same time are always the same. It is possible to suppress the occurrence of interference between transmission and reception beams. In particular, if the number of transmission / reception beams formed simultaneously is the same, after the beam formation outside the focus monitoring azimuth range by one antenna surface is completed, the beam from the antenna surface is completed until the beam formation within the focus monitoring azimuth range is completed. Compared to waiting for formation, the data rate of electronic scanning in the azimuth direction can be reduced.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1によるレーダー装置の一構成例を示したブロック図である。このレーダー装置1は、互いに異なる方位に向けて水平面上に設けられた3つのフェーズドアレイアンテナ8からなる固定型のレーダーであり、全方位を電子走査することによって空中における航空機や海上における船舶などの目標物の監視を行っている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. This radar device 1 is a fixed type radar composed of three phased array antennas 8 provided on a horizontal plane toward different directions, and electronically scans all directions, such as an aircraft in the air or a ship on the sea. The target is monitored.

レーダー装置1は、送受信ビーム形成部2、パルス信号同期部3、パルス信号生成部4、ビーム走査制御部5及び目標検出部9により構成される。送受信ビーム形成部2は、多数の素子アンテナからなるフェーズドアレイアンテナ8と、フェーズドアレイアンテナ8ごとに設けられ、各素子アンテナによる送受信信号について位相制御を行う位相制御部7と、送受信処理部6とにより構成される。   The radar apparatus 1 includes a transmission / reception beam forming unit 2, a pulse signal synchronization unit 3, a pulse signal generation unit 4, a beam scanning control unit 5, and a target detection unit 9. The transmission / reception beam forming unit 2 is provided for each phased array antenna 8 composed of a number of element antennas, a phase control unit 7 that performs phase control on transmission / reception signals from each element antenna, and a transmission / reception processing unit 6. Consists of.

各フェーズドアレイアンテナ8は、それぞれ異なる方位に向けて設置された平板状のアンテナ面を有し、全方位についての送受信ビームの電子走査が可能なものとなっている。各フェーズドアレイアンテナ8のうち、2個のアンテナ面からそれぞれレーダーパルス信号を送信することによって、仰角が同一である2個の送受信ビームを同時に形成することができる。   Each phased array antenna 8 has a flat antenna surface installed in different directions, and can perform electronic scanning of transmission / reception beams in all directions. By transmitting radar pulse signals from two antenna surfaces of each phased array antenna 8, two transmission / reception beams having the same elevation angle can be simultaneously formed.

パルス信号生成部4は、レーダーパルス信号の生成手段であり、送受信ビームの仰角により送受信パターンが異なるレーダーパルス信号が出力される。このレーダーパルス信号は、ビーム走査制御部5から入力される送受信ビームのビーム指向仰角に関する制御データに基づいて生成され、送受信処理部6へ出力される。ここで、レーダーパルス信号における送受信パターンは、送信信号の送信期間と、送信信号の反射エコーを受信する受信期間とを交互に繰り返す送受信の反復パターンである。   The pulse signal generator 4 is a radar pulse signal generator, and outputs radar pulse signals having different transmission / reception patterns depending on the elevation angle of the transmission / reception beam. This radar pulse signal is generated based on the control data regarding the beam pointing elevation angle of the transmission / reception beam input from the beam scanning control unit 5, and is output to the transmission / reception processing unit 6. Here, the transmission / reception pattern in the radar pulse signal is a transmission / reception repetitive pattern in which the transmission period of the transmission signal and the reception period of receiving the reflection echo of the transmission signal are alternately repeated.

パルス信号同期部3は、レーダーパルス信号の送信タイミングをフェーズドアレイアンテナ8間で同期させるための同期信号を送受信処理部6に対して出力している。目標検出部9は、送受信処理部6から入力される受信信号に基づいて、目標物までの距離や方向などの識別処理を行っている。   The pulse signal synchronization unit 3 outputs a synchronization signal for synchronizing the transmission timing of the radar pulse signal between the phased array antennas 8 to the transmission / reception processing unit 6. The target detection unit 9 performs identification processing such as the distance to the target and the direction based on the reception signal input from the transmission / reception processing unit 6.

ビーム走査制御部5は、3つのフェーズドアレイアンテナ8による送受信ビームの電子走査の制御を送受信処理部6に対して行っている。この電子走査の制御では、1つの送受信ビームにより所定の重点監視方位範囲が方位方向に電子走査されるとともに、他の送受信ビームにより重点監視方位範囲外の方位範囲が方位方向に電子走査される。すなわち、重点監視方位範囲内におけるビーム形成期間を重点監視方位範囲外におけるよりも長くすることによって、重点監視方位範囲における単位時間当たりのヒット数を増加させ、この方位範囲における覆域、すなわち、探知距離を延伸させて重点的に走査することができる。ビーム形成期間は、同一方向に対してレーダーパルス信号を連続して送受信する時間であるとする。なお、各アンテナ面に対する送受信ビームの走査範囲は、同時に行われる方位方向の電子走査について全てのアンテナ面で同一となっている。   The beam scanning control unit 5 controls the transmission / reception processing unit 6 to perform electronic scanning of the transmission / reception beams by the three phased array antennas 8. In this electronic scanning control, a predetermined emphasis monitoring azimuth range is electronically scanned in the azimuth direction by one transmission / reception beam, and an azimuth range outside the emphasis monitoring azimuth range is electronically scanned in the azimuth direction by another transmission / reception beam. That is, by increasing the beam forming period in the priority monitoring azimuth range than outside the priority monitoring azimuth range, the number of hits per unit time in the priority monitoring azimuth range is increased, and the coverage in this azimuth range, that is, detection The distance can be extended and the scanning can be focused. The beam forming period is assumed to be a time for continuously transmitting and receiving radar pulse signals in the same direction. The scanning range of the transmission / reception beam with respect to each antenna surface is the same for all antenna surfaces with respect to the electronic scanning in the azimuth direction performed simultaneously.

このとき、重点監視方位範囲内におけるビーム形成期間中に、1つのアンテナ面による重点監視方位範囲外におけるビーム形成が終了すると、他のアンテナ面に切り替えてビーム形成が開始される。つまり、1つの送受信ビームにより重点走査が行われている間に、他の送受信ビームのビーム形成が終了すると、ビーム形成が行われていない他のアンテナ面に切り替えてビーム形成が開始される。この様にして、全てのアンテナ面によるビーム形成が終了すると、仰角が異なる次のビーム形成が同様にして行われる。   At this time, when beam formation outside the focus monitoring azimuth range by one antenna surface is completed during the beam forming period within the focus monitoring azimuth range, beam formation is started by switching to another antenna surface. In other words, when the beam forming of another transmission / reception beam is completed while the priority scanning is performed by one transmission / reception beam, the beam formation is started by switching to another antenna surface where the beam formation is not performed. In this way, when the beam formation by all the antenna surfaces is completed, the next beam formation with a different elevation angle is similarly performed.

重点監視方位範囲内でのビーム形成期間が重点監視方位範囲外よりも長いので、1つのアンテナ面による重点監視方位範囲内におけるビーム形成と、他のアンテナ面による重点監視方位範囲外におけるビーム形成とを同時に開始すると、重点監視方位範囲内におけるビーム形成が終了する前に、他のアンテナ面による重点監視方位範囲外でのビーム形成が先に終了する。このとき、先に終了したビーム形成を他のアンテナ面に切り替え、同一仰角に対するビーム形成が開始されるので、アンテナ面の個数よりも少ない送受信ビームを効率的に用いて電子走査することができる。また、同時に形成される各送受信ビームの仰角が常に同一となるので、各送受信ビームの送受信パターンが同一となり、アンテナ面間で送受信ビームの干渉が生じるのを抑制することができる。特に、同時に形成される送受信ビームの個数が同じであれば、1つのアンテナ面による重点監視方位範囲外でのビーム形成終了後、重点監視方位範囲内におけるビーム形成が終了するまで当該アンテナ面によるビーム形成を待機させるのに比べ、方位方向についての電子走査のデータレートを短縮することができる。   Since the beam forming period within the priority monitoring azimuth range is longer than that outside the priority monitoring azimuth range, beam formation within the priority monitoring azimuth range by one antenna surface and beam formation outside the priority monitoring azimuth range by another antenna surface Are started at the same time, before the beam formation in the priority monitoring azimuth range is finished, the beam formation outside the priority monitoring azimuth range by the other antenna surface is finished first. At this time, the beam formation that has been completed first is switched to another antenna surface, and beam formation for the same elevation angle is started, so that it is possible to efficiently perform electronic scanning using less transmission / reception beams than the number of antenna surfaces. In addition, since the elevation angles of the transmission / reception beams formed at the same time are always the same, the transmission / reception patterns of the transmission / reception beams are the same, and interference of the transmission / reception beams between the antenna surfaces can be suppressed. In particular, if the number of transmission / reception beams formed simultaneously is the same, after the beam formation outside the focus monitoring azimuth range by one antenna surface is completed, the beam from the antenna surface is completed until the beam formation within the focus monitoring azimuth range is completed. Compared with waiting for formation, the data rate of electronic scanning in the azimuth direction can be shortened.

図2(a)及び(b)は、図1のレーダー装置によるビーム走査の一例を示した図であり、図2(a)には、アンテナ面21〜23に対する重点監視エリアが示され、図2(b)には、アンテナ面21〜23ごとの動作状態における状態遷移の様子が示されている。各フェーズドアレイアンテナ8は、アンテナ面21〜23の方向が全方位を均等に3分割するように配置されており、例えば、送受信されるビーム11〜13の方位方向の走査範囲は、アンテナ面21のビーム11が0°から120°まで、アンテナ面22のビーム12が120°から240°まで、アンテナ面23のビーム13が240°から360°までとなっている。ここでは、これらの走査範囲のうち、アンテナ面21による走査範囲が重点監視方位範囲となっている。   FIGS. 2A and 2B are diagrams showing an example of beam scanning by the radar apparatus of FIG. 1. FIG. 2A shows the priority monitoring areas for the antenna surfaces 21 to 23. 2 (b) shows a state transition state in the operation state for each of the antenna surfaces 21 to 23. Each phased array antenna 8 is arranged so that the directions of the antenna surfaces 21 to 23 equally divide all directions into three. For example, the scanning range of the transmitted and received beams 11 to 13 in the azimuth direction is the antenna surface 21. The beam 11 on the antenna surface 22 is from 0 ° to 120 °, the beam 12 on the antenna surface 22 is from 120 ° to 240 °, and the beam 13 on the antenna surface 23 is from 240 ° to 360 °. Here, among these scanning ranges, the scanning range by the antenna surface 21 is the priority monitoring azimuth range.

アンテナ面21のビーム11による電子走査により重点監視方位範囲からなる重点監視エリアがカバーされ、この重点監視方位範囲内においてビーム形成が行われている間に、アンテナ面22及び23のビーム12及び13により他の走査範囲(120°から360°までの方位範囲)内におけるビーム形成が順次に行われる。つまり、ビーム11により重点監視方位においてビーム形成(方位a)を開始すると同時に、ビーム12により方位120°+aにおいてビーム形成が開始され、重点監視方位のビーム形成期間中にビーム12のビーム形成が終了すると、アンテナ面22からアンテナ面23に切り替えてビーム13による方位240°+aにおけるビーム走査が開始される。   An electronic scanning by the beam 11 on the antenna surface 21 covers the important monitoring area consisting of the important monitoring azimuth range, and the beams 12 and 13 on the antenna surfaces 22 and 23 are formed while beam forming is performed within this important monitoring azimuth range. Thus, beam formation is sequentially performed in another scanning range (azimuth range from 120 ° to 360 °). In other words, beam formation (azimuth a) is started by the beam 11 in the intensive monitoring azimuth, and simultaneously, beam formation is started by the beam 12 in the azimuth 120 ° + a, and the beam formation of the beam 12 is completed during the beam forming period of the intensive monitoring azimuth. Then, switching from the antenna surface 22 to the antenna surface 23 is started, and beam scanning at the azimuth 240 ° + a by the beam 13 is started.

図3は、図1のレーダー装置により形成された送受信ビームの送受信パターンの一例をアンテナ面ごとに示した図である。レーダーパルス信号の送信タイミングは、アンテナ面21〜23間で同期されている。また、アンテナ面21により形成されるビーム11のビーム形成期間は、他のアンテナ面22及び23により形成されるビーム12及び13のビーム形成期間よりも長くなっている。ここでは、ビーム12及び13のビーム形成期間を同一であるとし、重点監視方位を電子走査するアンテナ面21によるビーム形成期間を他のアンテナ面22及び23によるビーム形成期間の2倍であるとしている。これにより、重点監視方位範囲内における単位時間当たりのヒット数を、他の方位範囲内におけるヒット数の2倍とすることができる。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a transmission / reception pattern of a transmission / reception beam formed by the radar apparatus of FIG. 1 for each antenna surface. The transmission timing of the radar pulse signal is synchronized between the antenna surfaces 21 to 23. Further, the beam forming period of the beam 11 formed by the antenna surface 21 is longer than the beam forming periods of the beams 12 and 13 formed by the other antenna surfaces 22 and 23. Here, it is assumed that the beam forming periods of the beams 12 and 13 are the same, and the beam forming period by the antenna surface 21 that electronically scans the priority monitoring direction is twice the beam forming period by the other antenna surfaces 22 and 23. . Thereby, the number of hits per unit time in the priority monitoring azimuth range can be made twice the number of hits in other azimuth ranges.

アンテナ面21によるビーム形成期間を他のアンテナ面22及び23によるビーム形成期間よりも長くすることによって、このアンテナ面21がカバーする重点監視方位を重点的に走査することができる。   By making the beam forming period by the antenna surface 21 longer than the beam forming periods by the other antenna surfaces 22 and 23, it is possible to focus scanning on the priority monitoring direction covered by the antenna surface 21.

ビーム指向仰角cでアンテナ面21及び22により同時にビーム形成が開始され、アンテナ面21によるビーム形成期間中、アンテナ面22によるビーム形成が終了すると、アンテナ面23によるビーム形成が開始される。このビーム指向仰角cにおける送受信ビームの送受信パターンは、アンテナ面21〜23間で共通のパターン31となっている。ビーム指向仰角cでのアンテナ面21及び23によるビーム形成は同時に終了し、終了後、ビーム指向仰角cとは異なるビーム指向仰角dでアンテナ面21及び22による次のビーム形成が開始される。ビーム指向仰角dにおける送受信パターンは、パターン31とは異なるパターン32となっている。   Beam formation is simultaneously started by the antenna surfaces 21 and 22 at the beam directivity elevation angle c. When beam formation by the antenna surface 22 is completed during the beam formation period by the antenna surface 21, beam formation by the antenna surface 23 is started. A transmission / reception pattern of the transmission / reception beam at the beam directivity elevation angle c is a common pattern 31 between the antenna surfaces 21 to 23. Beam formation by the antenna surfaces 21 and 23 at the beam directivity elevation angle c is completed at the same time. After the completion, the next beam formation by the antenna surfaces 21 and 22 is started at a beam directivity elevation angle d different from the beam directivity elevation angle c. The transmission / reception pattern at the beam directivity elevation angle d is a pattern 32 different from the pattern 31.

つまり、アンテナ面21により重点監視方位においてビーム形成が行われている間に、アンテナ面22によるビーム形成が終了すると、アンテナ面23により同一のビーム指向仰角でビーム形成が開始される。そして、全てのアンテナ面21〜23によるビーム形成が終了すると、仰角を変更して次のビーム形成が開始される。これにより、同時に形成される送受信ビームを常に同期させることが可能となり、送受信パターンにおける送信期間及び受信期間がアンテナ面間で重複するのを回避することができ、送受信ビームの干渉を防止することができる。   That is, when beam formation by the antenna surface 22 is completed while beam formation is being performed by the antenna surface 21 in the priority monitoring direction, beam formation is started by the antenna surface 23 at the same beam directivity elevation angle. When the beam formation by all the antenna surfaces 21 to 23 is completed, the elevation angle is changed and the next beam formation is started. This makes it possible to always synchronize the transmission and reception beams that are formed at the same time, avoid the overlap of the transmission period and the reception period in the transmission and reception pattern between the antenna surfaces, and prevent interference of the transmission and reception beams. it can.

図4のステップS101〜S107は、図1のレーダー装置によるビーム走査における動作の一例を示したフローチャートである。まず、パルス信号生成部4は、ビーム走査制御部5からの制御データに基づいて、ビーム指向仰角に応じたレーダーパルス信号を生成し、送受信ビーム形成部2へ出力する(ステップS101)。送受信ビーム形成部2は、パルス信号同期部3からの同期信号に基づいて、各フェーズドアレイアンテナ8のアンテナ面からレーダーパルス信号を送信し、複数の送受信ビームを同時に形成する(ステップS102)。   Steps S101 to S107 in FIG. 4 are flowcharts showing an example of operations in beam scanning by the radar apparatus in FIG. First, the pulse signal generation unit 4 generates a radar pulse signal corresponding to the beam pointing elevation angle based on the control data from the beam scanning control unit 5, and outputs the radar pulse signal to the transmission / reception beam forming unit 2 (step S101). The transmission / reception beam forming unit 2 transmits a radar pulse signal from the antenna surface of each phased array antenna 8 based on the synchronization signal from the pulse signal synchronization unit 3 to simultaneously form a plurality of transmission / reception beams (step S102).

次に、ビーム走査制御部5は、アンテナ面21による重点監視方位範囲内におけるビーム形成と、アンテナ面22による他の方位範囲内におけるビーム形成とを同時に開始させる。この重点走査の開始後、重点監視方位におけるビーム形成期間中に、アンテナ面22によるビーム形成が終了すると、送受信ビームを形成するアンテナ面を切り替えて、アンテナ面23によるビーム形成を開始する(ステップS103〜S105)。そして、アンテナ面21及び23によるビーム形成が終了すると、仰角を変更し、仰角に応じたレーダーパルス信号を生成して次のビーム形成を開始する(ステップS106,S107)。   Next, the beam scanning control unit 5 starts beam formation in the priority monitoring azimuth range by the antenna surface 21 and beam formation in another azimuth range by the antenna surface 22 at the same time. When the beam formation by the antenna surface 22 is completed during the beam formation period in the importance monitoring direction after the start of the important scan, the antenna surface on which the transmission / reception beam is formed is switched, and the beam formation by the antenna surface 23 is started (step S103). To S105). When the beam formation by the antenna surfaces 21 and 23 is completed, the elevation angle is changed, a radar pulse signal corresponding to the elevation angle is generated, and the next beam formation is started (steps S106 and S107).

本実施の形態によれば、重点監視方位範囲内におけるビーム形成期間中に、1つのアンテナ面による重点監視方位範囲外におけるビーム形成が終了すると、他のアンテナ面に切り替えてビーム形成が開始されるので、アンテナ面の個数よりも少ない送受信ビームを効率的に用いて電子走査することができるとともに、同時に形成される各送受信ビームの仰角が常に同一となるので、アンテナ面間で送受信ビームの干渉が生じるのを抑制することができる。   According to the present embodiment, when beam formation outside the focus monitoring azimuth range by one antenna surface is completed during the beam forming period within the focus monitoring azimuth range, beam formation is started by switching to another antenna surface. Therefore, it is possible to efficiently perform electronic scanning using transmission / reception beams smaller than the number of antenna surfaces, and the elevation angles of the transmission / reception beams formed at the same time are always the same. It can be suppressed from occurring.

実施の形態2.
実施の形態1では、アンテナ面21により形成される送受信ビームの走査範囲を重点監視方位範囲とする場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、重点監視方位範囲がアンテナ面21による走査範囲の一部分とアンテナ面23による走査範囲の一部分とからなる場合について説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the example in which the scanning range of the transmission / reception beam formed by the antenna surface 21 is set as the priority monitoring azimuth range has been described. In contrast, in the present embodiment, a case will be described in which the priority monitoring azimuth range includes a part of the scanning range by the antenna surface 21 and a part of the scanning range by the antenna surface 23.

図5(a)及び(b)は、本発明の実施の形態2によるビーム走査の一例を示した図であり、図5(a)には、アンテナ面21〜23に対する重点監視エリアが示され、図5(b)には、アンテナ面21〜23ごとの動作状態における状態遷移の様子が示されている。重点監視方位範囲は、アンテナ面23により形成される送受信ビームの方位方向における走査範囲の一部分−30°から0°までの範囲と、アンテナ面21による走査範囲の一部分0°から90°までの範囲とからなる。つまり、2つのアンテナ面21及び23にまたがって重点走査が行われる。   5 (a) and 5 (b) are diagrams showing an example of beam scanning according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 (a) shows an important monitoring area for the antenna surfaces 21 to 23. FIG. FIG. 5B shows a state transition state in the operation state for each of the antenna surfaces 21 to 23. The important monitoring azimuth range is a range of −30 ° to 0 ° of a scanning range in the azimuth direction of a transmission / reception beam formed by the antenna surface 23 and a range of 0 ° to 90 ° of a scanning range by the antenna surface 21. It consists of. That is, the priority scan is performed across the two antenna surfaces 21 and 23.

まず、アンテナ面23によるビーム13(ビーム指向方位360°−a)と、アンテナ面21によるビーム11(ビーム指向方位120°−a)とを同時に形成し、ビーム11のビーム形成が終了すると、アンテナ面22によるビーム12(ビーム指向方位240°−a)の形成を開始する。そして、ビーム13及び12のビーム形成が終了すると、仰角を変更して次のビーム形成を開始する。   First, the beam 13 (beam directing direction 360 ° -a) by the antenna surface 23 and the beam 11 (beam directing direction 120 ° -a) by the antenna surface 21 are formed at the same time. The formation of the beam 12 (beam orientation azimuth 240 ° -a) by the surface 22 is started. When the beam formation of the beams 13 and 12 is completed, the elevation angle is changed and the next beam formation is started.

この様にして行われる重点監視方位範囲の一部分(−30°から0°までの範囲)の仰角及び方位方向の電子走査が終了すると、重点監視方位範囲の他の部分(0°から90°までの範囲)の電子走査が開始される。すなわち、アンテナ面21によるビーム11(ビーム指向方位b)と、アンテナ面22によるビーム12(ビーム指向方位120°+b)とを同時に形成し、ビーム12のビーム形成が終了すると、アンテナ面23によるビーム13(ビーム指向方位240°+b)の形成を開始する。そして、ビーム11及び13のビーム形成が終了すると、仰角を変更して次のビーム形成を開始する。   When the electronic scanning in the elevation angle and azimuth direction of a part of the priority monitoring azimuth range (range from −30 ° to 0 °) performed in this way is completed, the other part (from 0 ° to 90 °) of the priority monitoring azimuth range is completed. Electronic scanning in the range (1) is started. That is, the beam 11 (beam directing azimuth b) by the antenna surface 21 and the beam 12 (beam directing azimuth 120 ° + b) by the antenna surface 22 are simultaneously formed. 13 (beam orientation azimuth 240 ° + b) is formed. When the beam formation of the beams 11 and 13 is completed, the elevation angle is changed and the next beam formation is started.

つまり、2つのアンテナ面23及び21による送受信ビームの電子走査により重点監視方位範囲がカバーされ、この重点監視方位範囲の一部分をカバーするアンテナ面23による重点監視方位範囲内のビーム形成期間中に、他のアンテナ面によりビーム形成を順次に行うとともに、当該重点監視方位範囲の一部分の電子走査が終了すると、重点監視方位範囲の他の部分をカバーする他のアンテナ面21に切り替えて電子走査が行われる。この様な場合であっても、方位方向の電子走査におけるデータレートを増大させることなく、送受信ビームの干渉を抑制することができる。なお、その他の構成及び作用効果は、実施の形態1と同様である。   That is, the critical monitoring azimuth range is covered by electronic scanning of the transmission and reception beams by the two antenna surfaces 23 and 21, and during the beam forming period in the critical monitoring azimuth range by the antenna surface 23 that covers a part of this important monitoring azimuth range, The beam forming is sequentially performed by the other antenna surfaces, and when the electronic scanning of a part of the important monitoring azimuth range is completed, the electronic scanning is performed by switching to the other antenna surface 21 covering the other part of the important monitoring azimuth range. Is called. Even in such a case, the interference of transmission and reception beams can be suppressed without increasing the data rate in electronic scanning in the azimuth direction. Other configurations and operational effects are the same as those of the first embodiment.

実施の形態3.
実施の形態1及び2では、重点走査が行われる場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、重点走査を伴わないビーム走査が行われる場合について説明する。
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, the example in which the priority scan is performed has been described. In contrast, in the present embodiment, a description will be given of a case where beam scanning without priority scanning is performed.

図6(a)及び(b)は、本発明の実施の形態3による重点走査を伴わないビーム走査の一例を示した図であり、図6(a)には、アンテナ面21〜23ごとの動作状態における状態遷移の様子が示され、図6(b)には、形成された送受信ビームにおける送受信パターンがアンテナ面21〜23ごとに示されている。   6 (a) and 6 (b) are diagrams showing an example of beam scanning that is not accompanied by priority scanning according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 6 (a) shows each of the antenna surfaces 21 to 23. A state transition state in the operation state is shown, and FIG. 6B shows a transmission / reception pattern in the formed transmission / reception beam for each of the antenna surfaces 21 to 23.

このビーム走査では、同時に2つの送受信ビームが形成され、仰角方向に電子走査しながら、アンテナ面21〜23を順次に切り替えてのビーム形成が行われる。まず、アンテナ面21によるビーム11のビーム形成(方位a)が開始されると同時に、アンテナ面22によるビーム12のビーム形成(方位120°+a)が開始される。このアンテナ面21及び22によるビーム形成が終了すると、仰角を変更して同様のビーム形成が行われる。この様にして、仰角方向の電子走査が終了すると、アンテナ面が切り替えられ、アンテナ面23によるビーム形成(方位240°+a)及びアンテナ面21によるビーム形成(方位b)が所定の仰角で開始される。   In this beam scanning, two transmission / reception beams are simultaneously formed, and beam formation is performed by sequentially switching the antenna surfaces 21 to 23 while performing electronic scanning in the elevation direction. First, the beam formation (azimuth a) of the beam 11 by the antenna surface 21 is started, and the beam formation (azimuth 120 ° + a) of the beam 12 by the antenna surface 22 is started at the same time. When the beam formation by the antenna surfaces 21 and 22 is completed, the elevation angle is changed and the same beam formation is performed. When the electronic scanning in the elevation direction is thus completed, the antenna surface is switched, and beam formation by the antenna surface 23 (azimuth 240 ° + a) and beam formation by the antenna surface 21 (azimuth b) are started at a predetermined elevation angle. The

そして、アンテナ面23及び21によるビーム形成が終了すると、仰角を変更して同様の電子走査が行われる。この仰角方向の電子走査が終了すると、アンテナ面22によるビーム形成(方位120°+b)及びアンテナ面23によるビーム形成(方位240°+b)が開始される。ここでは、各アンテナ面21〜23により同時に形成される送受信ビームの送受信パターンは、同一となっており、ビーム形成期間もアンテナ面間で同一となっている。   When the beam formation by the antenna surfaces 23 and 21 is completed, the same electronic scanning is performed by changing the elevation angle. When the electronic scanning in the elevation angle direction ends, beam formation by the antenna surface 22 (azimuth 120 ° + b) and beam formation by the antenna surface 23 (azimuth 240 ° + b) are started. Here, the transmission / reception patterns of the transmission / reception beams simultaneously formed by the antenna surfaces 21 to 23 are the same, and the beam forming period is also the same between the antenna surfaces.

この様にすれば、全方位について均一な覆域が形成されるとともに、送受信ビームの干渉が生じることなく、2つの送受信ビームを用いて効率良く全方位を監視することができる。   In this way, a uniform coverage is formed in all directions, and the two directions of transmission and reception beams can be efficiently monitored using two transmission and reception beams without causing interference between the transmission and reception beams.

実施の形態4.
実施の形態1及び2では、重点監視方位範囲が120°である場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、重点監視方位範囲が120°よりも小さい場合について説明する。
Embodiment 4 FIG.
In Embodiments 1 and 2, the example in which the priority monitoring azimuth range is 120 ° has been described. In contrast, in the present embodiment, a case where the priority monitoring azimuth range is smaller than 120 ° will be described.

図7(a)及び(b)は、本発明の実施の形態4によるビーム走査の一例を示した図であり、図7(a)には、アンテナ面21〜23に対する重点監視エリアが示され、図7(b)には、アンテナ面21〜23ごとの動作状態における状態遷移の様子が示されている。ここでは、重点監視方位範囲が90°であるとし、この重点監視方位範囲がアンテナ面23によるビーム13の方位方向における走査範囲の一部分−30°から0°までの範囲と、アンテナ面21による走査範囲の一部分0°から60°までの範囲とからなるとしている。各アンテナ面21〜23による電子走査は、図5のビーム走査(実施の形態2)と同様にして行われる。この様な場合であっても、方位方向の電子走査におけるデータレートを増大させることなく、送受信ビームの干渉を抑制することができる。   FIGS. 7A and 7B are diagrams showing an example of beam scanning according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 7A shows the priority monitoring areas for the antenna surfaces 21 to 23. FIG. 7B shows a state transition state in the operation state for each of the antenna surfaces 21 to 23. Here, it is assumed that the emphasis monitoring azimuth range is 90 °, and this emphasis monitoring azimuth range is a part of a scanning range of −30 ° to 0 ° in the azimuth direction of the beam 13 by the antenna surface 23 and scanning by the antenna surface 21. A part of the range consists of a range from 0 ° to 60 °. Electronic scanning by each of the antenna surfaces 21 to 23 is performed in the same manner as the beam scanning in FIG. 5 (Embodiment 2). Even in such a case, the interference of transmission and reception beams can be suppressed without increasing the data rate in electronic scanning in the azimuth direction.

重点監視エリア内の電子走査時には、送受信ビームによる電子走査が行われないエリア、すなわち、送受信ブランクエリアが生じる。この送受信ブランクエリアは、図6の重点走査を伴わないビーム走査(実施の形態3)を重点走査終了後に行うことによりカバーすることができる。   At the time of electronic scanning in the priority monitoring area, an area where electronic scanning by the transmission / reception beam is not performed, that is, a transmission / reception blank area occurs. This transmission / reception blank area can be covered by performing the beam scanning (embodiment 3) without the priority scanning of FIG. 6 after the end of the priority scanning.

図8(a)及び(b)は、図6のビーム走査時における動作状態を示した図であり、図8(a)には、重点監視エリアとこの重点監視エリア内の電子走査に伴って電子走査が行われたエリアとが示され、図8(b)には、重点監視エリア内の電子走査時に走査されなかった送受信ブランクエリアが示されている。重点監視方位範囲(−30°から60°までの範囲)内の電子走査と同時に、90°から180°までの方位範囲と、210°から300°までの方位範囲とが電子走査される。この方位範囲を同時走査方位範囲(同時走査エリア)とすると、全方位から重点監視方位範囲及び同時走査方位範囲を除いた範囲(60°から90°までと、180°から210°までと、300°から330°までの範囲)が送受信ブランク範囲(送受信ブランクエリア)となっている。この様な送受信ブランクエリアは、上述した重点走査を伴わないビーム走査によってカバーすることができ、方位方向について均一な覆域を形成することができる。   FIGS. 8A and 8B are diagrams showing an operation state at the time of beam scanning in FIG. 6. FIG. 8A shows the focus monitoring area and electronic scanning in the focus monitoring area. An area where electronic scanning has been performed is shown, and FIG. 8B shows a transmission / reception blank area that was not scanned during electronic scanning in the priority monitoring area. Simultaneously with the electronic scanning within the priority monitoring azimuth range (range from −30 ° to 60 °), the azimuth range from 90 ° to 180 ° and the azimuth range from 210 ° to 300 ° are electronically scanned. Assuming that this azimuth range is a simultaneous scanning azimuth range (simultaneous scanning area), a range excluding the priority monitoring azimuth range and the simultaneous scanning azimuth range from all azimuths (from 60 ° to 90 °, from 180 ° to 210 °, 300 The range from 0 ° to 330 ° is a transmission / reception blank range (transmission / reception blank area). Such a transmission / reception blank area can be covered by the beam scanning not accompanied by the above-described priority scanning, and a uniform covering area can be formed in the azimuth direction.

なお、本実施の形態では、3つのフェーズドアレイアンテナ8を用い、ビーム形成期間が同時走査方位範囲内におけるビーム形成期間の2倍である送受信ビームによって、90°の重点監視方位範囲内を電子走査としたときに生じる送受信ブランクエリアについて、重点走査を伴わないビーム走査が行われる場合の例について説明した。一般に、送受信ブランクエリアは、m(m≧3)個のフェーズドアレイアンテナ8を用い、ビーム形成期間が同時走査方位範囲内におけるビーム形成期間の(m−1)/(n−1)倍以下である送受信ビームによって、360°/mよりも小さい重点監視方位範囲内を電子走査した場合に生じると考えられる。従って、この様な場合にも、上述した重点走査を伴わないビーム走査を適用することができる。   In the present embodiment, three phased array antennas 8 are used, and electronic scanning is performed in the 90 ° priority monitoring azimuth range by a transmission / reception beam whose beam forming period is twice the beam forming period in the simultaneous scanning azimuth range. An example has been described in which the beam scanning without the priority scanning is performed on the transmission / reception blank area generated when In general, the transmission / reception blank area uses m (m ≧ 3) phased array antennas 8 and the beam forming period is not more than (m−1) / (n−1) times the beam forming period in the simultaneous scanning azimuth range. This is considered to occur when electronic scanning is performed within a focus monitoring azimuth range smaller than 360 ° / m by a certain transmission / reception beam. Accordingly, even in such a case, the above-described beam scanning without the priority scanning can be applied.

実施の形態5.
実施の形態1,2及び4では、重点監視エリアが1つである場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、方位が異なる複数の重点監視エリアが設けられる場合について説明する。
Embodiment 5 FIG.
In the first, second, and fourth embodiments, the case where there is one priority monitoring area has been described. In contrast, in the present embodiment, a case will be described in which a plurality of priority monitoring areas having different orientations are provided.

図9は、2つの重点監視エリアの一例を示した図である。これらの重点監視エリアA及びBは、重複することなく、異なる方位に向けて設けられている。この様な場合には、一方の重点監視エリアを他方の重点監視エリアにつなぎ合わせて1つの重点監視エリアとみなせるので、実施の形態1,2及び4と同様にしてビーム走査を行うことができる。   FIG. 9 is a diagram showing an example of two priority monitoring areas. These priority monitoring areas A and B are provided in different directions without overlapping. In such a case, since one priority monitoring area can be connected to the other priority monitoring area and regarded as one priority monitoring area, beam scanning can be performed as in the first, second, and fourth embodiments. .

図10は、アンテナ面に対する方位を同一とする3つの重点監視エリアの一例を示した図である。これらの重点監視エリアは、アンテナ面21〜23ごとに設けられ、各アンテナ面21〜23に対する方位がそれぞれ同一となっている。つまり、全方位を均等に3分割するように形成されている。この様な場合には、重点監視エリア内と、重点監視エリア以外のエリアとでビーム形成期間を異ならせて、それぞれ実施の形態3と同様のビーム走査を行うことによって、全方位を監視することができる。   FIG. 10 is a diagram illustrating an example of three priority monitoring areas having the same orientation with respect to the antenna surface. These priority monitoring areas are provided for each of the antenna surfaces 21 to 23, and have the same orientation with respect to the antenna surfaces 21 to 23, respectively. That is, it is formed so that all directions are equally divided into three. In such a case, the omnidirectional monitoring is performed by performing the same beam scanning as in the third embodiment by changing the beam forming period in the important monitoring area and in the area other than the important monitoring area. Can do.

実施の形態6.
実施の形態1〜5では、3つのフェーズドアレイアンテナ8を用い、同時に2つのアンテナ面により送受信ビームが形成される場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、m(m≧4)個のフェーズドアレイアンテナ8を用い、同時にn(2≦n≦m−1)個のアンテナ面により送受信ビームが形成される場合について説明する。
Embodiment 6 FIG.
In the first to fifth embodiments, examples in which three phased array antennas 8 are used and transmission / reception beams are simultaneously formed by two antenna surfaces have been described. On the other hand, in the present embodiment, a case where m (m ≧ 4) phased array antennas 8 are used and transmission / reception beams are simultaneously formed by n (2 ≦ n ≦ m−1) antenna surfaces will be described. To do.

図11は、本発明の実施の形態6によるビーム走査の一例を示した図であり、アンテナ面41〜44に対する重点監視エリアが示されている。本実施の形態のレーダー装置は、4つのフェーズドアレイアンテナ8を備え、各アンテナ面41〜44のうちの2つからレーダーパルス信号を送信し、2つの送受信ビームを同時に形成することができる。各フェーズドアレイアンテナ8は、アンテナ面41〜44の方向が全方位を均等に4分割するように配置されており、例えば、送受信ビームの方位方向の走査範囲は、アンテナ面41について−45°から45°まで、アンテナ面42について45°から135°まで、アンテナ面43について135°から225°まで、アンテナ面44について225°から315°までとなっている。ここでは、これらの走査範囲のうち、アンテナ面41による走査範囲が重点監視方位範囲となっている。   FIG. 11 is a diagram showing an example of beam scanning according to the sixth embodiment of the present invention, in which the priority monitoring areas for the antenna surfaces 41 to 44 are shown. The radar apparatus according to the present embodiment includes four phased array antennas 8 and can transmit radar pulse signals from two of the antenna surfaces 41 to 44 to simultaneously form two transmission / reception beams. Each phased array antenna 8 is arranged so that the directions of the antenna surfaces 41 to 44 equally divide all directions into four. For example, the scanning range in the azimuth direction of the transmission / reception beam is from −45 ° with respect to the antenna surface 41. From 45 ° to 45 ° for the antenna surface 42, from 135 ° to 225 ° for the antenna surface 43, and from 225 ° to 315 ° for the antenna surface 44. Here, among these scanning ranges, the scanning range by the antenna surface 41 is the priority monitoring azimuth range.

アンテナ面41による電子走査により重点監視方位範囲からなる重点監視エリアがカバーされ、この重点監視方位範囲内においてビーム形成が行われている間に、アンテナ面42〜44により他の走査範囲(45°から315°までの方位範囲)内におけるビーム形成が順次に行われる。重点監視方位範囲内におけるビーム形成期間は、他の方位範囲内におけるよりも3倍長くなっている。これにより、重点監視方位範囲内における単位時間当たりのヒット数を、他の方位範囲内におけるよりも3倍大きくすることができる。   Electronic scanning by the antenna surface 41 covers the important monitoring area consisting of the important monitoring azimuth range. While beam formation is performed within this important monitoring azimuth range, the antenna surfaces 42 to 44 allow other scanning ranges (45 °). Beam formation within the azimuth range from 315 ° to 315 °. The beam forming period in the priority monitoring azimuth range is three times longer than in the other azimuth ranges. As a result, the number of hits per unit time within the priority monitoring azimuth range can be made three times larger than in other azimuth ranges.

本実施の形態によっても、方位方向の電子走査におけるデータレートを増大させることなく、送受信ビームの干渉を抑制することができる。なお、その他の構成及び作用効果は、実施の形態1と同様である。   Also according to this embodiment, it is possible to suppress interference between transmission and reception beams without increasing the data rate in electronic scanning in the azimuth direction. Other configurations and operational effects are the same as those of the first embodiment.

実施の形態7.
実施の形態1〜6では、平板状のフェーズドアレイアンテナ8により同時に複数の送受信ビームが形成される場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、円筒状のフェーズドアレイアンテナにより複数の送受信ビームが形成される場合について説明する。
Embodiment 7 FIG.
In the first to sixth embodiments, examples in which a plurality of transmission / reception beams are simultaneously formed by the flat phased array antenna 8 have been described. In contrast, in this embodiment, a case where a plurality of transmission / reception beams are formed by a cylindrical phased array antenna will be described.

図12(a)及び(b)は、本発明の実施の形態7によるビーム走査の一例を示した図であり、図12(a)には、円筒型アレイアンテナ50に対する重点監視エリアが示され、図12(b)には、電子走査における状態遷移の様子が示されている。本実施の形態によるレーダー装置は、中心軸を水平面に対して垂直にして設置される円筒状のフェーズドアレイアンテナ(円筒型アレイアンテナ50)からなり、例えば、2つの送受信ビームを異なる方位に対して同時に形成することができる。   12 (a) and 12 (b) are diagrams showing an example of beam scanning according to the seventh embodiment of the present invention. FIG. 12 (a) shows a focus monitoring area for the cylindrical array antenna 50. FIG. FIG. 12B shows the state transition in electronic scanning. The radar apparatus according to the present embodiment includes a cylindrical phased array antenna (cylindrical array antenna 50) installed with a central axis perpendicular to a horizontal plane. For example, two transmission / reception beams are transmitted in different directions. They can be formed simultaneously.

ここでは、円筒型アレイアンテナ50により送受信ビームを形成するための励振受信系統を2つ備えているとし、全方位を均等に3分割する方位範囲内でそれぞれ形成されるビーム51〜53のうち、まず、ビーム51とビーム52を同時に形成し、それが終了すると、ビーム51とビーム53を同時に形成するというビーム走査を繰り返す電子走査を行っている。ビーム51〜53の走査範囲は、ビーム51が0°から120°まで、ビーム52が120°から240°まで、ビーム53が240°から360°までとなっている。これらの走査範囲のうち、ビーム51の走査範囲が重点監視方位範囲となっている。   Here, it is assumed that two excitation reception systems for forming a transmission / reception beam by the cylindrical array antenna 50 are provided, and among the beams 51 to 53 respectively formed within an azimuth range that equally divides all directions into three, First, the beam 51 and the beam 52 are formed at the same time. When the beam 51 and the beam 52 are completed, the electron scanning is repeated to repeat the beam scanning. The scanning ranges of the beams 51 to 53 are the beam 51 from 0 ° to 120 °, the beam 52 from 120 ° to 240 °, and the beam 53 from 240 ° to 360 °. Among these scanning ranges, the scanning range of the beam 51 is the priority monitoring azimuth range.

ビーム51により重点監視方位においてビーム形成(方位a)を開始すると同時に、ビーム52により方位120°+aにおいてビーム形成が開始され、重点監視方位のビーム形成期間中にビーム52のビーム形成が終了すると、ビーム53による方位240°+aにおけるビーム形成が開始される。ビーム51及び53による方位a及び240°+aにおけるビーム形成が終了すると、仰角を変更して同様のビーム走査を繰り返す。そして、仰角方向のビーム走査が終了すると、方位aとは異なる方位b(>a)においてビーム51によるビーム形成を開始すると同時に、ビーム52による方位120°+bにおけるビーム形成を開始する。この重点監視方位におけるビーム51のビーム形成期間中にビーム52のビーム形成が終了すると、ビーム53による方位240°+bにおけるビーム形成が開始される。この様にして、全方位についてのビーム走査が行われる。重点監視方位範囲におけるビーム形成期間は、他の方位範囲におけるよりも2倍長く、単位時間当たりのヒット数を2倍とすることができる。なお、その他の構成は、実施の形態1と同様である。   At the same time as the beam formation (azimuth a) is started by the beam 51 in the intensive monitoring azimuth, the beam formation is started at the azimuth 120 ° + a by the beam 52, and the beam formation of the beam 52 is finished during the beam forming period of the intensive monitoring azimuth. Beam formation by the beam 53 in the azimuth 240 ° + a is started. When the beam formation at the azimuth a and 240 ° + a by the beams 51 and 53 is completed, the elevation angle is changed and the same beam scanning is repeated. When the beam scanning in the elevation angle direction ends, beam formation by the beam 51 is started in an azimuth b (> a) different from the azimuth a, and at the same time, beam formation by the beam 52 in the azimuth 120 ° + b is started. When the beam formation of the beam 52 is completed during the beam formation period of the beam 51 in the priority monitoring azimuth, the beam formation by the beam 53 in the azimuth 240 ° + b is started. In this way, beam scanning is performed in all directions. The beam forming period in the priority monitoring azimuth range is twice as long as in other azimuth ranges, and the number of hits per unit time can be doubled. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

この様な構成によっても、方位方向の電子走査におけるデータレートを増大させることなく、送受信ビームの干渉を抑制することができる。なお、重点監視方位範囲外の方位範囲をn個に分割し、この方位範囲内における単位時間当たりのヒット数をNとすれば、重点監視方位範囲内におけるヒット数をN×nとすることができる。また、方位が異なる複数の重点監視エリアが設けられる場合であっても、重点監視エリアをつなぎ合わせれば1つの重点監視エリアとみなせるので、同様にしてビーム走査を行うことができる。   Even with such a configuration, transmission / reception beam interference can be suppressed without increasing the data rate in electronic scanning in the azimuth direction. Note that if the azimuth range outside the priority monitoring azimuth range is divided into n and the number of hits per unit time within this azimuth range is N, the number of hits within the priority monitoring azimuth range may be N × n. it can. Even when a plurality of priority monitoring areas having different azimuths are provided, if the priority monitoring areas are connected, they can be regarded as one priority monitoring area, and thus beam scanning can be performed in the same manner.

実施の形態8.
実施の形態1〜7では、方位方向について電子走査によりビーム走査が行われる場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、方位が異なるm個のアンテナ面の水平面内における回転により方位方向のビーム走査が行われる場合について説明する。
Embodiment 8 FIG.
In the first to seventh embodiments, examples in which beam scanning is performed by electronic scanning in the azimuth direction have been described. In contrast, in the present embodiment, a case will be described in which beam scanning in the azimuth direction is performed by rotation of m antenna surfaces having different azimuths in a horizontal plane.

図13(a)及び(b)は、本発明の実施の形態8によるビーム走査の一例を示した図であり、図13(a)には、回転型アレイアンテナ60の1つのアンテナ面61によりビーム走査が行われる様子が示され、図13(b)には、ビーム指向方位ごとのアンテナ回転速度及びヒット数が示されている。本実施の形態によるレーダー装置は、アンテナ面の方向を方位方向に回転させることができるフェーズドアレイアンテナ(回転型アレイアンテナ60)からなり、例えば、1つのアンテナ面61からレーダーパルス信号を送信し、1つの送受信ビーム(ビーム71)をアンテナ面61の方向に対して形成することができる。   FIGS. 13A and 13B are diagrams showing an example of beam scanning according to the eighth embodiment of the present invention. FIG. 13A shows one antenna surface 61 of the rotary array antenna 60. FIG. FIG. 13 (b) shows the antenna rotation speed and the number of hits for each beam directing direction. The radar device according to the present embodiment includes a phased array antenna (rotational array antenna 60) that can rotate the direction of the antenna surface in the azimuth direction. For example, the radar device transmits a radar pulse signal from one antenna surface 61, One transmission / reception beam (beam 71) can be formed in the direction of the antenna surface 61.

ここでは、重点監視方位範囲を90°から180°までの範囲とし、この重点監視方位範囲内におけるアンテナ面61の回転速度(アンテナ回転速度)を他の方位範囲内におけるよりも遅くすることによって、重点監視方位範囲内における単位時間当たりのヒット数を増加させ、レーダーの探知距離を延伸することができる。   Here, the priority monitoring azimuth range is a range from 90 ° to 180 °, and the rotation speed of the antenna surface 61 (antenna rotation speed) in this priority monitoring azimuth range is slower than in other azimuth ranges, It is possible to increase the number of hits per unit time within the priority monitoring azimuth range and extend the radar detection distance.

図14は、本発明の実施の形態8によるビーム走査の他の例を示した図である。このレーダー装置では、反対側の方位に向けて設けられる2つのアンテナ面81及び82が一体となって回転され、これらのアンテナ面81及び82により2つの送受信ビーム(ビーム91及び92)をそれぞれアンテナ面81及び82の方向に対して同時に形成することができる。この様な場合には、アンテナ回転速度を遅くすると、ビーム91及び92がともに重点走査されるため、270°から0°までの範囲も重点監視方位範囲となる。従って、複数のアンテナ面の回転によるビーム走査では、アンテナ面の個数分の重点監視エリアが方位方向に生じる。   FIG. 14 is a diagram showing another example of beam scanning according to the eighth embodiment of the present invention. In this radar apparatus, two antenna surfaces 81 and 82 provided in the opposite direction are rotated integrally, and two antenna beams 81 and 82 are respectively transmitted to these antenna surfaces 81 and 82 as antennas. The surfaces 81 and 82 can be formed simultaneously. In such a case, if the antenna rotation speed is slowed down, both the beams 91 and 92 are subjected to intensive scanning, so the range from 270 ° to 0 ° is also the intensive monitoring azimuth range. Therefore, in beam scanning by rotation of a plurality of antenna surfaces, important monitoring areas corresponding to the number of antenna surfaces are generated in the azimuth direction.

実施の形態9.
図15は、本発明の実施の形態9によるビーム走査の一例を示した図である。本実施の形態によるビーム走査は、図13のビーム走査(実施の形態8)と比較すれば、方位方向についての電子走査が行われる点が異なる。例えば、アンテナ面61の回転速度が一定である場合、アンテナ面61の方位が90°−θとなったときから180°となるまでの期間、アンテナ面61に対して方位方向にビーム71を電子走査することによって、重点監視方位範囲内を重点走査することができる。すなわち、アンテナ面61の方位が90°−θとなったとき、アンテナ面61に対するビーム指向方位を90°−θとし、アンテナ面61の回転に伴って回転方向とは逆方向にビーム71を電子走査する。そして、アンテナ面61の方位が180°に達したとき、アンテナ面61に対するビーム指向方位が90°となるようにする。これにより、重点監視方位範囲(90°から180°までの範囲)内におけるデータレートを他の方位範囲内におけるデータレートの(180−90+θ)/360倍に増加させることができる。
Embodiment 9 FIG.
FIG. 15 is a diagram showing an example of beam scanning according to the ninth embodiment of the present invention. The beam scanning according to the present embodiment is different from the beam scanning (Embodiment 8) of FIG. 13 in that electronic scanning in the azimuth direction is performed. For example, when the rotation speed of the antenna surface 61 is constant, the beam 71 is directed in the azimuth direction with respect to the antenna surface 61 during the period from when the azimuth of the antenna surface 61 becomes 90 ° −θ 1 to 180 °. By performing electronic scanning, it is possible to perform important scanning within the important monitoring azimuth range. That is, when the azimuth of the antenna surface 61 becomes 90 ° −θ 1 , the beam directing azimuth with respect to the antenna surface 61 is set to 90 ° −θ 1, and the beam 71 is opposite to the rotation direction with the rotation of the antenna surface 61. Is electronically scanned. When the azimuth of the antenna surface 61 reaches 180 °, the beam directing azimuth with respect to the antenna surface 61 is set to 90 °. As a result, the data rate within the priority monitoring azimuth range (range from 90 ° to 180 °) can be increased to (180−90 + θ 1 ) / 360 times the data rate within the other azimuth ranges.

または、アンテナ面61の方位が90°となったときから、回転方向とは逆方向の電子走査を開始し、アンテナ面61の方位が180°+θに達したとき、アンテナ面61に対するビーム指向方位が90°+θとなるようにしても良い。この場合には、重点監視方位範囲内におけるデータレートを他の方位範囲内におけるデータレートの(180−90+θ)/360倍に増加させることができる。 Alternatively, when the azimuth of the antenna surface 61 becomes 90 °, the electronic scanning in the direction opposite to the rotation direction is started, and when the azimuth of the antenna surface 61 reaches 180 ° + θ 2 , the beam directing with respect to the antenna surface 61 is performed. The azimuth may be 90 ° + θ 2 . In this case, the data rate in the priority monitoring azimuth range can be increased to (180−90 + θ 2 ) / 360 times the data rate in the other azimuth ranges.

さらに、アンテナ面61の方位が90°−θとなったとき、アンテナ面61に対するビーム指向方位を90°−θとし、アンテナ面61の回転に伴って回転方向とは逆方向にビーム71を電子走査する。そして、アンテナ面61の方位が180°+θに達したとき、アンテナ面61に対するビーム指向方位が90°+θとなるようにしても良い。この場合には、重点監視方位範囲内におけるデータレートを他の方位範囲内におけるデータレートの(180−90+θ+θ)/360倍に増加させることができる。 Further, when the azimuth of the antenna surface 61 becomes 90 ° −θ 1 , the beam directivity azimuth with respect to the antenna surface 61 is set to 90 ° −θ 1, and the beam 71 is opposite to the rotation direction as the antenna surface 61 rotates. Is electronically scanned. Then, when the orientation of the antenna surface 61 reaches 180 ° + θ 2 , the beam directing orientation with respect to the antenna surface 61 may be 90 ° + θ 2 . In this case, the data rate in the priority monitoring azimuth range can be increased to (180−90 + θ 1 + θ 2 ) / 360 times the data rate in the other azimuth ranges.

この様なビーム走査では、送受信ブランク範囲(90°−θから90°までの範囲、または、180°から180°+θまでの範囲)が生じる。送受信ブランクが生じないようにするには、重点監視方位範囲内または他の方位範囲内におけるヒット数を調整し、送受信ブランク範囲内におけるビーム走査に割り振ることが考えられる。 In such a beam scanning, a transmission / reception blank range (a range from 90 ° −θ 1 to 90 ° or a range from 180 ° to 180 ° + θ 2 ) is generated. In order to prevent transmission / reception blanks from occurring, it is conceivable to adjust the number of hits in the focus monitoring azimuth range or other azimuth ranges and assign them to beam scans in the transmission / reception blank ranges.

図16(a)〜(c)は、本発明の実施の形態9によるビーム走査を示した図であり、図16(a)には、方位方向に生じた送受信ブランクエリアが示され、図16(b)には、重点監視方位範囲内におけるヒット数を増加させることにより送受信ブランク範囲内がビーム走査される場合が示され、図16(c)には、重点監視方位範囲外の方位範囲内におけるヒット数を減少させることにより送受信ブランク範囲内がビーム走査される場合が示されている。   16 (a) to 16 (c) are diagrams showing beam scanning according to the ninth embodiment of the present invention. FIG. 16 (a) shows a transmission / reception blank area generated in the azimuth direction. FIG. 16B shows a case where beam scanning is performed within the transmission / reception blank range by increasing the number of hits within the priority monitoring azimuth range. FIG. In the figure, the beam is scanned within the transmission / reception blank range by reducing the number of hits.

例えば、アンテナ面61が送受信ブランク範囲内を回転する期間T×θ/360(T:データレート)のうち、1/2を重点監視方位範囲内のビーム走査に割り当てることによって、重点監視方位範囲内におけるヒット数を減少させ、残りの1/2を送受信ブランク範囲内のビーム走査に割り当てる。または、重点監視方位範囲外の方位範囲内において回転方向に対して順方向に電子走査することによって、この方位範囲内におけるヒット数を減少させ、送受信ブランク範囲内をビーム走査することもできる。 For example, by assigning 1/2 of the period T × θ 1/360 (T: data rate) during which the antenna surface 61 rotates within the transmission / reception blank range to beam scanning within the priority monitoring azimuth range, The number of hits is reduced and the remaining half is assigned to beam scanning within the transmit / receive blank range. Alternatively, the number of hits in the azimuth range can be reduced by performing electronic scanning in the forward direction with respect to the rotation direction in the azimuth range outside the priority monitoring azimuth range, and beam scanning can be performed in the transmission / reception blank range.

図17(a)及び(b)は、図16のビーム走査におけるアンテナ面に対するビーム指向方位をアンテナ面の方位ごとに示した図であり、図17(a)には、ヒット数の調整が行われない場合が示され、図17(b)には、ヒット数の調整により送受信ブランク範囲内がビーム走査される場合が示されている。   17 (a) and 17 (b) are diagrams showing beam orientations with respect to the antenna surface in the beam scanning of FIG. 16 for each antenna surface orientation. FIG. 17 (a) shows the adjustment of the number of hits. FIG. 17B shows a case where beam scanning is performed within the transmission / reception blank range by adjusting the number of hits.

ヒット数の調整が行われない場合、アンテナ面61に対するビーム指向方位は、アンテナ面61の方位が90°−θのとき90°から90°−θに、また、アンテナ面61の方位が180°+θのとき180°から180°+θに不連続に切り替えられる。このため、方位方向に送受信ブランク範囲が生じていた。これに対し、ヒット数の調整が行われ、重点監視方位範囲外の方位範囲内におけるヒット数を減少させることにより送受信ブランク範囲内がビーム走査される場合には、送受信ブランク範囲が生じることなく、重点監視方位範囲外におけるヒット数を均等にしてビーム走査することができる。すなわち、アンテナ面61の方位が180°+θとなったときから90°−θとなるまで、アンテナ面61に対するビーム指向方位をアンテナ面61の回転に伴って、90°+θから90°−θまで順方向に電子走査することによって、送受信ブランク範囲が生じるのを回避することができる。 When the hit number is not adjusted, the beam directing direction with respect to the antenna surface 61 is changed from 90 ° to 90 ° -θ 1 when the direction of the antenna surface 61 is 90 ° -θ 1 , and the direction of the antenna surface 61 is When 180 ° + θ 2 , it is discontinuously switched from 180 ° to 180 ° + θ 2 . For this reason, a transmission / reception blank range occurs in the azimuth direction. On the other hand, when the number of hits is adjusted and the inside of the transmission / reception blank range is beam-scanned by reducing the number of hits in the azimuth range outside the priority monitoring azimuth range, the transmission / reception blank range does not occur, It is possible to perform beam scanning with the number of hits outside the priority monitoring azimuth range being equal. That is, the beam directing direction with respect to the antenna surface 61 is changed from 90 ° + θ 2 to 90 ° with the rotation of the antenna surface 61 until the direction of the antenna surface 61 becomes 180 ° + θ 2 until it becomes 90 ° −θ 1 . by electronic scanning in the forward direction to - [theta] 1, it is possible to prevent the transmission and reception blank range occurs.

なお、実施の形態1,2,4〜7では、重点走査が方位方向の所定の範囲について行われる場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。重点監視範囲を仰角方向に指定したり、方位方向及び仰角方向ともに指定してビーム走査が行われるようなものであっても良い。   In the first, second, fourth, and seventh embodiments, examples have been described in which the priority scan is performed for a predetermined range in the azimuth direction, but the present invention is not limited to this. The priority monitoring range may be designated in the elevation direction, or beam scanning may be performed by designating both the azimuth direction and the elevation direction.

本発明の実施の形態1によるレーダー装置の一構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed one structural example of the radar apparatus by Embodiment 1 of this invention. 図1のレーダー装置によるビーム走査の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the beam scanning by the radar apparatus of FIG. 図1のレーダー装置により形成された送受信ビームの送受信パターンの一例をアンテナ面ごとに示した図である。It is the figure which showed an example of the transmission / reception pattern of the transmission / reception beam formed with the radar apparatus of FIG. 1 for every antenna surface. 図1のレーダー装置によるビーム走査における動作の一例を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed an example of the operation | movement in the beam scanning by the radar apparatus of FIG. 本発明の実施の形態2によるビーム走査の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the beam scanning by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3による重点走査を伴わないビーム走査の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the beam scanning not accompanied by the priority scan by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4によるビーム走査の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the beam scanning by Embodiment 4 of this invention. 図6のビーム走査時における動作状態を示した図である。It is the figure which showed the operation state at the time of the beam scanning of FIG. 2つの重点監視エリアの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of two important point monitoring areas. アンテナ面に対する方位を同一とする3つの重点監視エリアの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of three important point monitoring areas which make the direction with respect to an antenna surface the same. 本発明の実施の形態6によるビーム走査の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the beam scanning by Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態7によるビーム走査の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the beam scanning by Embodiment 7 of this invention. 本発明の実施の形態8によるビーム走査の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the beam scanning by Embodiment 8 of this invention. 本発明の実施の形態8によるビーム走査の他の例を示した図である。It is the figure which showed the other example of the beam scanning by Embodiment 8 of this invention. 本発明の実施の形態9によるビーム走査の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the beam scanning by Embodiment 9 of this invention. 本発明の実施の形態9によるビーム走査を示した図である。It is the figure which showed the beam scanning by Embodiment 9 of this invention. 図16のビーム走査におけるアンテナ面に対するビーム指向方位をアンテナ面の方位ごとに示した図である。It is the figure which showed the beam directivity direction with respect to the antenna surface in the beam scanning of FIG. 16 for every direction of the antenna surface. 従来のレーダー装置を模式的に示した図である。It is the figure which showed the conventional radar apparatus typically. 図18のレーダー装置による電子走査を示した図である。It is the figure which showed the electronic scan by the radar apparatus of FIG. 図18のレーダー装置による電子走査の他の例を示した図である。It is the figure which showed the other example of the electronic scanning by the radar apparatus of FIG. 図18のレーダー装置により形成された送受信ビームの送受信パターンを示した図である。It is the figure which showed the transmission / reception pattern of the transmission / reception beam formed with the radar apparatus of FIG. 図19の電子走査におけるアンテナ面ごとの送受信パターンを示した図である。It is the figure which showed the transmission / reception pattern for every antenna surface in the electronic scanning of FIG. 従来のレーダー装置における電子走査を示した図である。It is the figure which showed the electronic scan in the conventional radar apparatus. 従来のレーダー装置における電子走査を示した図である。It is the figure which showed the electronic scan in the conventional radar apparatus. レーダー装置による電子走査の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the electronic scanning by a radar apparatus. 従来のレーダー装置による仰角方向の電子走査を示した図である。It is the figure which showed the electronic scanning of the elevation angle direction by the conventional radar apparatus. 電子走査において形成された送受信ビームの送受信パターンの一例をアンテナ面ごとに示した図である。It is the figure which showed an example of the transmission / reception pattern of the transmission / reception beam formed in electronic scanning for every antenna surface. レーダー装置による電子走査の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the electronic scanning by a radar apparatus. レーダー装置による電子走査の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the electronic scanning by a radar apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 レーダー装置、2 送受信ビーム形成部、3 パルス信号同期部、
4 パルス信号生成部、5 ビーム走査制御部、6 送受信処理部、7 位相制御部、
8 フェーズドアレイアンテナ、9 目標検出部
1 radar device, 2 transmit / receive beam forming unit, 3 pulse signal synchronization unit,
4 pulse signal generator, 5 beam scanning controller, 6 transmission / reception processor, 7 phase controller,
8 phased array antenna, 9 target detector

Claims (6)

多数の素子アンテナからなるフェーズドアレイアンテナにより全方位について仰角ごとに送受信ビームの電子走査を行うビーム走査方法において、
送受信ビームの仰角により送受信パターンが異なるレーダーパルス信号を生成するパルス信号生成ステップと、
上記レーダーパルス信号の送信タイミングを同期させるパルス信号同期ステップと、
異なる方位に向けて設けられたm(m≧3)個のフェーズドアレイアンテナのうち、n(2≦n≦m−1)個のアンテナ面からそれぞれ上記レーダーパルス信号を送信し、異なるn個の送受信ビームを同時に形成する送受信ビーム形成ステップと、
1つの上記送受信ビームにより所定の重点監視方位範囲内を電子走査するとともに、他の上記送受信ビームにより上記重点監視方位範囲外の方位範囲を電子走査するビーム走査制御ステップとからなり、
上記ビーム走査制御ステップは、重点監視方位範囲内におけるビーム形成期間を重点監視方位範囲外におけるよりも長くし、重点監視方位範囲内におけるビーム形成期間中に、1つのアンテナ面による重点監視方位範囲外におけるビーム形成が終了すると、他のアンテナ面に切り替えてビーム形成を開始するステップであることを特徴とするビーム走査方法。
In a beam scanning method of performing electronic scanning of a transmission / reception beam for every elevation angle in all directions by a phased array antenna composed of a large number of element antennas,
A pulse signal generation step for generating a radar pulse signal having different transmission / reception patterns depending on the elevation angle of the transmission / reception beam;
A pulse signal synchronization step for synchronizing the transmission timing of the radar pulse signal;
Among the m (m ≧ 3) phased array antennas provided in different directions, the radar pulse signals are transmitted from n (2 ≦ n ≦ m−1) antenna surfaces, respectively, and different n pieces A transmit / receive beam forming step for simultaneously forming a transmit / receive beam;
A beam scanning control step that electronically scans within a predetermined emphasis monitoring azimuth range with one of the transmission / reception beams, and electronically scans an azimuth range outside the emphasis monitoring azimuth range with the other transmission / reception beams,
In the beam scanning control step, the beam forming period in the priority monitoring azimuth range is made longer than that outside the priority monitoring azimuth range, and the beam forming period within the priority monitoring azimuth range is outside the priority monitoring azimuth range by one antenna surface. A beam scanning method characterized in that, when the beam formation in is completed, the beam switching is started by switching to another antenna surface.
上記ビーム走査制御ステップは、1つのアンテナ面による送受信ビームの電子走査により上記重点監視方位範囲をカバーし、この重点監視方位範囲内におけるビーム形成期間中に、他のアンテナ面によるビーム形成を順次に行うステップであることを特徴とする請求項1に記載のビーム走査方法。   The beam scanning control step covers the important monitoring azimuth range by electronic scanning of the transmission / reception beam by one antenna surface, and sequentially performs beam formation by other antenna surfaces during the beam forming period in the important monitoring azimuth range. The beam scanning method according to claim 1, wherein the beam scanning method is performed. 上記ビーム走査制御ステップは、各アンテナ面に対する送受信ビームの走査範囲を、同時に行われる方位方向の電子走査について全てのアンテナ面で同一とするステップであることを特徴とする請求項1に記載のビーム走査方法。   2. The beam according to claim 1, wherein the beam scanning control step is a step in which a scanning range of the transmission / reception beam with respect to each antenna surface is the same for all antenna surfaces with respect to simultaneous electronic scanning in the azimuth direction. Scanning method. 上記ビーム走査制御ステップは、2以上のアンテナ面による送受信ビームの電子走査により上記重点監視方位範囲をカバーし、この重点監視方位範囲の一部分をカバーする1つのアンテナ面による重点監視方位範囲内のビーム形成期間中に、他のアンテナ面によるビーム形成を順次に行うとともに、当該重点監視方位範囲の一部分の電子走査が終了すると、重点監視方位範囲の他の部分をカバーする他のアンテナ面に切り替えて電子走査を行うステップであることを特徴とする請求項1に記載のビーム走査方法。   The beam scanning control step covers the emphasis monitoring azimuth range by electronic scanning of transmission / reception beams by two or more antenna surfaces, and a beam within the emphasis monitoring azimuth range by one antenna surface covering a part of the emphasis monitoring azimuth range. During the formation period, beam formation by other antenna surfaces is sequentially performed, and when electronic scanning of a part of the focus monitoring azimuth range is completed, switching to another antenna surface covering the other part of the focus monitoring azimuth range is performed. The beam scanning method according to claim 1, wherein the step of performing electronic scanning is performed. 上記ビーム走査制御ステップは、上記重点監視方位範囲が360°/mよりも小さく、この重点監視方位範囲内におけるビーム形成期間が重点監視方位範囲外におけるビーム形成期間の(m−1)/(n−1)倍以下である場合、方位方向に生じるレーダーパルス信号の送受信ブランク範囲内を重点監視方位範囲の電子走査終了後順次に電子走査するステップであることを特徴とする請求項1に記載のビーム走査方法。   In the beam scanning control step, the focused monitoring azimuth range is smaller than 360 ° / m, and the beam forming period within the focused monitoring azimuth range is (m−1) / (n -1) When it is less than or equal to double, the step is a step of sequentially performing electronic scanning within a transmission / reception blank range of a radar pulse signal generated in the azimuth direction after completion of electronic scanning of the emphasis monitoring azimuth range. Beam scanning method. 多数の素子アンテナからなるフェーズドアレイアンテナにより全方位について仰角ごとに送受信ビームの電子走査を行うレーダー装置であって、
送受信ビームの仰角により送受信パターンが異なるレーダーパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
上記レーダーパルス信号の送信タイミングを同期させるパルス信号同期手段と、
異なる方位に向けて設けられるm(m≧3)個のフェーズドアレイアンテナからなり、これらのフェーズドアレイアンテナのうち、n(2≦n≦m−1)個のアンテナ面からそれぞれ上記レーダーパルス信号を送信し、異なるn個の送受信ビームを同時に形成する送受信ビーム形成手段と、
1つの上記送受信ビームにより所定の重点監視方位範囲内を電子走査するとともに、他の上記送受信ビームにより上記重点監視方位範囲外の方位範囲を電子走査するビーム走査制御手段とを備え、
上記ビーム走査制御手段は、重点監視方位範囲内におけるビーム形成期間を重点監視方位範囲外におけるよりも長くし、重点監視方位範囲内におけるビーム形成期間中に、1つのアンテナ面による重点監視方位範囲外におけるビーム形成が終了すると、他のアンテナ面に切り替えてビーム形成を開始することを特徴とするレーダー装置。
A radar apparatus that performs electronic scanning of a transmission / reception beam for every elevation angle in all directions by a phased array antenna composed of a large number of element antennas,
Pulse signal generating means for generating radar pulse signals having different transmission / reception patterns depending on the elevation angle of the transmission / reception beam;
Pulse signal synchronization means for synchronizing the transmission timing of the radar pulse signal;
It consists of m (m ≧ 3) phased array antennas provided in different directions, and among these phased array antennas, the radar pulse signals are respectively transmitted from n (2 ≦ n ≦ m−1) antenna surfaces. Transmit / receive beam forming means for transmitting and forming different n transmit / receive beams simultaneously;
A beam scanning control unit that electronically scans within a predetermined emphasis monitoring azimuth range with one of the transmission / reception beams, and electronically scans an azimuth range outside the emphasis monitoring azimuth range with the other transmission / reception beams;
The beam scanning control means makes the beam forming period within the important monitoring azimuth range longer than outside the important monitoring azimuth range, and out of the important monitoring azimuth range by one antenna surface during the beam forming period within the important monitoring azimuth range. When the beam formation in is finished, the radar apparatus switches to another antenna surface to start the beam formation.
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