JP2006242844A

JP2006242844A - レーダー装置及び送信ビーム制御方法

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Publication number: JP2006242844A
Application number: JP2005061004A
Authority: JP
Inventors: Tatsunori Kobayashi; 立範小林; Akiyoshi Mizutani; 明義水谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-03-04
Filing date: 2005-03-04
Publication date: 2006-09-14

Abstract

【課題】レンジ方向に関する分解能やクラッタ抑圧性能を低下させることなく、遠距離目標及び近距離目標を効果的に監視することができるレーダー装置を提供する。
【解決手段】レーダー波を送信し、空中線を介して移動目標による反射波を受信するレーダー装置であって、所定のパルス諸元に基づいて送信パルス信号を生成する送信パルス信号生成手段と、送信パルス信号に基づいて、送信パルス数が異なる２以上の送信ビームをレーダー波として形成する送信ビーム形成手段と、送信パルス数が異なる各送信ビームを順次に走査するビーム走査制御手段と、受信信号に基づいて送信ビームごとにビデオ信号を生成する受信手段とを備え、ビーム走査制御手段が、ビデオ信号のデータ更新周期を送信ビームごとに異ならせて各送信ビームの走査を行うように構成される。
【選択図】図７

Description

本発明は、レーダー装置及び送信ビーム制御方法に係り、さらに詳しくは、航空機や船舶などの移動目標によるレーダー波の反射波を受信して目標探知を行うレーダー装置の改良に関する。

航空機や船舶などの移動目標を監視し、目標探知を行うレーダー装置として、アクティブレーダーがある。このアクティブレーダーは、レーダー波を送信し、空中線を介して移動目標による反射波を受信して目標探知を行っている。この種のレーダー装置は、航空機やミサイル、ヘリコプターなどの飛翔体を監視するものであることから、レーダー覆域としての監視エリアはレンジ方向に広い方が良い。

一般に、監視エリアをレンジ方向、すなわち、レーダー波の伝搬方向に拡げて探知可能な距離（最大探知距離）を延伸するには、送信電力（ＥＲＰ：Effective Radiation Power）を大きくする方法や、レーダー波としての送信パルス信号におけるパルス幅又はパルス繰り返し間隔（ＰＲＩ：PulseRepetition Interval）を長くする方法、送信パルス数を多くする方法がある。これらの方法のうち、ＥＲＰを大きくする方法では、送信機や空中線を大型化しなければならない。また、パルス幅を長くする方法では、レンジ方向に関する分解能の低下や、ブラインド領域が拡大することによる近距離目標に関する探知性能の低下、クラッタ抑圧性能の低下が生じてしまう。また、ＰＲＩを長くする方法でも、クラッタ抑圧性能が低下してしまう。また、送信パルス数（受信時におけるヒット数に相当）を多くする方法では、データ更新周期が長くなってしまうという問題があった。

そこで、パルス幅、ＰＲＩ又は送信パルス数が異なるパルス信号を自動的に切り替えて送信することにより、装置を大型化させることなく、遠距離目標及び近距離目標を効果的に監視するレーダー装置が提案されている（例えば、特許文献１）。このレーダー装置は、遠距離目標を監視するためにパルス幅又はＰＲＩを長くし、或いは、送信パルス数を多くした送信パルス信号と、近距離目標を監視するためにパルス幅又はＰＲＩを短くし、或いは、送信パルス数を少なくした送信パルス信号を時分割で切り替える制御を行っている。
特開２００３−１４９３２３号公報

上述した様な従来のレーダー装置では、パルス幅又はＰＲＩを長くすることによって最大探知距離を延伸しているので、遠距離目標の監視時においてレンジ方向に関する分解能やクラッタ抑圧性能が低下してしまうという問題があった。また、遠距離目標監視及び近距離目標監視でデータ更新周期が共通となっているので、遠距離目標の監視時における送信パルス数の増加に従って近距離目標監視のデータ更新周期が長くなってしまうという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、装置を大型化させることなく、移動目標の探知性能を向上させたレーダー装置及び送信ビーム制御方法を提供することを目的としている。特に、レンジ方向に関する分解能やクラッタ抑圧性能を低下させることなく、遠距離目標及び近距離目標を効果的に監視することができるレーダー装置を提供することを目的としている。

本発明によるレーダー装置は、レーダー波を送信し、空中線を介して移動目標による反射波を受信するレーダー装置であって、所定のパルス諸元に基づいて送信パルス信号を生成する送信パルス信号生成手段と、上記送信パルス信号に基づいて、送信パルス数が異なる２以上の送信ビームをレーダー波として形成する送信ビーム形成手段と、送信パルス数が異なる上記各送信ビームを順次に走査するビーム走査制御手段と、受信信号に基づいて上記送信ビームごとにビデオ信号を生成する受信手段とを備え、上記ビーム走査制御手段が、上記ビデオ信号のデータ更新周期を送信ビームごとに異ならせて各送信ビームの走査を行うように構成される。

この様な構成によれば、送信パルス数の異なる２以上の送信ビームがデータ更新周期を異ならせて走査されるので、各送信ビームを適切なスキャンタイミングで走査することができる。従って、探知目標に応じて送信パルス数が異なる送信ビームを形成することにより、レンジ方向に関する分解能及びクラッタ抑圧性能を低下させることなく、遠距離目標及び近距離目標を効果的に監視することができる。

また、本発明による送信ビーム制御方法は、所定のパルス諸元に基づいて送信パルス信号を生成する送信パルス信号生成ステップと、上記送信パルス信号に基づいて、送信パルス数が異なる２以上の送信ビームを形成する送信ビーム形成ステップと、送信パルス数が異なる上記各送信ビームを順次に走査するビーム走査制御ステップと、受信信号に基づいて上記送信ビームごとにビデオ信号を生成するビデオ信号生成ステップとからなり、上記ビーム走査制御ステップが、上記ビデオ信号のデータ更新周期を送信ビームごとに異ならせて各送信ビームの走査を行うように構成される。

本発明によるレーダー装置及び送信ビーム制御方法によれば、各送信ビームが適切なスキャンタイミングで走査されるので、探知目標に応じて送信パルス数が異なる送信ビームを形成することにより、レンジ方向に関する分解能やクラッタ抑圧性能を低下させることなく、遠距離目標及び近距離目標を効果的に監視することができる。従って、装置を大型化させることなく、移動目標の探知性能を向上させることができる。また、監視対象とする目標及び領域に応じてデータ更新周期を設定することにより、運用状況に応じた目標監視が可能である。

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。本実施の形態によるレーダー装置１は、航空機や船舶などの移動目標を広範囲に監視して目標探知を行うアクティブレーダーであり、レーダー波を送信し、空中線を介して移動目標による反射波を受信して目標探知を行っている。

このレーダー装置１は、空中線部２、送受切替部３、受信部４、目標探知部５、送信パルス信号生成部６、送信ビーム形成部７及びビーム走査制御部８からなる。

空中線部２は、レーダー波を送信するための放射素子からなり、レーダー波としての高周波パルス信号がこの空中線部２を介して送受信される。ここでは、空中線部２として、複数の素子アンテナからなる固定型のフェーズドアレイアンテナが用いられるものとする。各素子アンテナを介して送受信される高周波パルス信号の位相を素子アンテナごとに制御することにより、レーダー波を特定の方向に指向させたり、その指向方向を変化させることができる。

空中線部２を介して空中に放射されたレーダー波は、その一部が移動目標により反射され、反射波が空中線部２を介して受信される。受信信号は、送受切替部３を介して受信部４に伝送され、受信処理される。この受信処理では、受信信号としての高周波パルス信号をビデオ信号に変換する動作が行われる。

目標探知部５は、受信部４からのビデオ信号に基づいて移動目標を探知する動作を行っている。具体的には、ビデオ信号についてビデオ積分及びＭＴＩ（Moving Target Indicating：移動目標表示）などの信号処理が行われ、移動目標までの距離や方位が識別される。この信号処理は、送信パルス数（受信時におけるヒット数に相当）や探知距離に基づいて行われる。

送信パルス信号生成部６は、所定のパルス諸元に基づいて送信パルス信号を生成する動作を行っている。この送信パルス信号におけるパルス諸元、すなわち、パルス幅及びパルス繰り返し間隔（ＰＲＩ：Pulse Repetition Interval）は、オペレータによる操作入力に基づいて予め指定され、或いは、監視エリアに応じて適切な値が自動的に算出される。

送信ビーム形成部７は、送信パルス信号生成部６によって生成された送信パルス信号に基づいて、送信パルス数が異なる複数の送信ビームを形成する動作を行っている。この送信ビームは、探知距離が異なる監視エリアに応じて形成される。すなわち、監視エリアの最大探知距離に基づいて送信パルス数が定められ、監視対象とするエリア数だけ送信ビームが形成される。各送信ビームは、送受切替部３を介して空中線部２に伝送され、レーダー波として放射される。ここで、送信パルス数は、連続的に送出されるビーム指向方位ごとのパルス数であり、受信時における方位ごとのヒット数に相当する。

ビーム走査制御部８は、送信パルス数が異なる各送信ビームを順次に走査する制御を行っている。この走査制御は、送信ビームごとに生成されるビデオ信号のデータ更新周期を送信ビームごとに異ならせて各送信ビームを方位方向に走査するように行われる。上記データ更新周期は、探知距離の異なる監視エリアに関する受信データの更新間隔であり、送信ビームごとのスキャンタイミングを規定する。以下、遠距離目標を監視するための監視エリア（以下、遠距離監視エリアという）と、近距離目標を監視するための監視エリア（以下、近距離監視エリアという）を同時に監視する場合について説明する。

遠距離監視エリアを監視するための送信ビーム（以下、遠距離ビームという）は、最大探知距離を延伸させるために、その送信パルス数が近距離監視エリア用の送信ビーム（以下、近距離ビームという）よりも多くなっている。ビーム走査制御部８では、この様な遠距離ビームにおけるデータ更新周期を近距離ビームよりも長くする制御が行われる。

この様に、送信パルス数の異なる複数の送信ビームがデータ更新周期を異ならせて走査されるので、各送信ビームを適切なスキャンタイミングで走査することができる。ここでは、遠距離監視エリア及び近距離監視エリアを共通のデータ更新周期で走査する通常監視モードと、遠距離監視エリアに関するデータ更新周期を通常監視モードよりも長くして走査する遠距離監視モードとが切り替え可能であるものとする。

図２（ａ）〜（ｃ）は、図１のレーダー装置による通常監視時の監視エリアの一例を示した図である。図２（ａ）には、水平距離がｄ_１であり高度がｈ_１である遠距離監視エリアＡ１の様子が示され、図２（ｂ）には、水平距離がｄ_２であり高度がｈ_２である近距離監視エリアＡ２の様子が示されている。図２（ｃ）には、このレーダー装置におけるレーダー覆域としての監視エリアＡが示されている。

通常監視モードでは、パルス幅及びＰＲＩを異ならせて２つの送信ビームが形成される。具体的には、遠距離監視エリアＡ１を監視する送信ビーム（以下、Ｌビームという）のパルス幅及びＰＲＩを近距離監視エリアＡ２用の送信ビーム（以下、Ｓビームという）よりも長くして走査が行われる。すなわち、パルス幅及びＰＲＩを長くすることにより最大探知距離を延伸させて遠距離監視エリアＡ１の走査が行われる。

Ｌビームは、Ｓビームに比べて近距離探知性能が低い。このため、Ｌビームによる遠距離監視エリアＡ１の走査時に生じるブラインド領域Ｂ１は、Ｓビームによって近距離監視エリアＡ２走査時に生じるブラインド領域Ｂ２よりも大きくなっている。ここでは、近距離監視エリアＡ２がブラインド領域Ｂ１をカバーするように定められるものとする。従って、このレーダー装置の監視エリアＡは、遠距離監視エリアＡ１及び近距離監視エリアＡ２を重ね合わせたものとなり、通常監視モードにおけるブラインド領域は、ブラインド領域Ｂ２となる。

図３は、図１のレーダー装置の要部における詳細の一例を示した斜視図であり、４つのアレイ基板２ａを有するフェーズドアレイアンテナからなる空中線部２の様子が示されている。このアレイ基板２ａは、その基板面を開口面とするアレイアンテナであり、複数の素子アンテナからなる。各アレイ基板２ａは、中心軸と平行にしてこの中心軸を取り囲んで配置され、筒状となっている。

ここでは、空中線部２がその中心軸を水平面と垂直にして設置されるものとし、隣接する各アレイ基板２ａは、いずれも開口面を９０°異なる方位に向けて配置されるものとする。つまり、各アレイ基板２ａは、その開口面をそれぞれ０°，９０°，１８０°，２７０°の方角に向けて配置されている。この様な空中線部２を用いて送信ビームＣが形成され、位相制御によって方位方向の走査（電子走査）が行われる。この電子走査は、送信ビームＣの指向方向を、所定の方位範囲内で変化させて行われる。例えば、送信ビームＣの指向方向を時計回りに３６０°変化させる全周走査が行われる。

図４は、図１のレーダー装置による通常監視時の監視エリアを示した平面図である。通常監視モードでは、Ｌビーム及びＳビームの電子走査により、空中線部２を中心として全方位が監視される。具体的には、Ｌビームの最大探知距離を半径として遠距離監視エリアＡ１が形成され、Ｓビームの最大探知距離を半径として近距離監視エリアＡ２が形成される。この様な監視エリア内に移動目標が存在すれば、当該監視エリアの走査時における受信信号に基づいて探知することができる。

図５及び図６は、図１のレーダー装置における通常監視時のビーム走査の一例を示した図である。図５には、ＳビームＣ_Ｓ及びＬビームＣ_Ｌの指向方向を送信ビームごとに連続的に変化させて行われる電子走査（走査パターン（１））の様子が示され、図６には、所定の方位ごとにＳビームＣ_Ｓ及びＬビームＣ_Ｌが順次に形成される電子走査（走査パターン（２））の様子が示されている。

走査パターン（１）では、ＳビームＣ_Ｓの走査が終了すると、次の送信ビーム、すなわち、ＳビームＣ_Ｓとは送信パルス数が異なるＬビームＣ_Ｌの走査が開始され、ＬビームＣ_Ｌの走査が終了すると、次の送信ビーム、すなわち、ＳビームＣ_Ｓの走査が開始される。つまり、ＳビームＣ_Ｓ及びＬビームＣ_Ｌは、交互に走査される。ＬビームＣ_Ｌの走査期間Ｔ_Ｌは、ＳビームＣ_Ｓの走査期間Ｔ_Ｓよりも長くなっている。

ＳビームＣ_Ｓの走査開始からＬビームＣ_Ｌの走査終了までの時間Ｔ（Ｔ＝Ｔ_Ｓ＋Ｔ_Ｌ）が、通常監視モードにおけるデータ更新周期であり、ＳビームＣ_Ｓ及びＬビームＣ_Ｌで共通となっている。また、ＳビームＣ_Ｓの走査開始からＬビームＣ_Ｌの走査終了までが、覆域が異なる監視エリアの同時監視における１スキャンとなっている。

走査パターン（２）では、方位ごとにＳビームＣ_Ｓ及びＬビームＣ_Ｌが順次に形成され、方位ごとのビーム形成が全方位について終了すると、次のスキャンが開始される。この例では、所定の角度ａ°ごとにビーム形成が行われ、ある方位についてＳビームＣ_Ｓのビーム形成が終了すると、ＬビームＣ_Ｌのビーム形成が開始される。そして、このＬビームＣ_Ｌのビーム形成が終了すると、次の方位におけるＳビームＣ_Ｓのビーム形成が開始される。

ＬビームＣ_Ｌのビーム形成期間Ｔ_Ｌ１は、ＳビームＣ_Ｓのビーム形成期間Ｔ_Ｓ１よりも長くなっている。ビーム指向方位がａ°であるＳビームＣ_Ｓのビーム形成開始から、ビーム指向方位が３６０°であるＬビームＣ_Ｌのビーム形成終了までの時間Ｔ（Ｔ＝Ｔ_Ｓ１及びＴ_Ｌ１の総和）が、通常監視モードにおけるデータ更新周期であり、ＳビームＣ_Ｓ及びＬビームＣ_Ｌで共通となっている。本実施の形態では、通常監視モードにおける送信ビームの走査パターンとして、走査パターン（１）又は（２）のいずれかを選択することができる。

図７は、図１のレーダー装置における遠距離監視時のビーム走査の一例を示した図である。遠距離監視モードでは、遠距離ビームＣ_Ｌ１の方位方向に関する走査範囲を複数の区間に分割して走査することによって、遠距離ビームＣ_Ｌ１のデータ更新周期を近距離ビームのデータ更新周期よりも長くしている。ここでは、遠距離ビームＣ_Ｌ１の走査範囲を２つの区間に分割して走査され、遠距離ビームＣ_Ｌ１のデータ更新周期（２Ｔ）が近距離ビームのデータ更新周期Ｔの２倍となっている。

なお、近距離ビームのパルス諸元、送信パルス数及び走査期間Ｔ_Ｓは、通常監視モードにおけるＳビームＣ_Ｓと同様となっている。また、遠距離ビームＣ_Ｌ１に関しては、パルス諸元は通常監視モードにおけるＬビームＣ_Ｌと同様となっているが、送信パルス数はＬビームＣ_Ｌの２倍、区間ごとの走査期間はＴ_Ｌとなっている。つまり、遠距離ビームＣ_Ｌ１の全区間に関する走査期間は、２Ｔ_Ｌとなっている。

具体的には、近距離ビーム（Ｃ_Ｓ）の１スキャン目のビーム走査が終了すると、次の送信ビーム、すなわち、近距離ビーム（Ｃ_Ｓ）とは送信パルス数が異なる遠距離ビームＣ_Ｌ１における１スキャン目のビーム走査が開始される。このビーム走査は、０°から１８０°までの方位範囲について行われる。この遠距離ビームＣ_Ｌ１の走査が終了すると、次の近距離ビーム（Ｃ_Ｓ）の２スキャン目のビーム走査が開始される。そして、このビーム走査が終了すると、残りの区間、すなわち、１８０°から３６０°までの方位範囲についての遠距離ビームＣ_Ｌ１の走査が開始される。このビーム走査が終了すると、遠距離ビームＣ_Ｌ１の１スキャン目の走査が終了する。

つまり、近距離ビームの全周走査と、遠距離ビームの半周走査とが交互に繰り返される。この様にして各送信ビームをそれぞれ走査することにより、遠距離ビームの送信パルス数のみ増加させることができるので、近距離ビームのデータ更新周期を長くすることなく、遠距離ビームの最大探知距離を通常監視時よりも効果的に延伸させることができる。

図８は、図１のレーダー装置による遠距離監視時の監視エリアを示した平面図であり、近距離ビームのデータ更新周期Ｔで走査可能な遠距離監視エリアＡ１１及び近距離監視エリアＡ２の様子が示されている。遠距離監視モードでは、近距離ビームのデータ更新周期Ｔの期間内における電子走査により、０°から１８０°までの方位範囲が遠距離ビームによって監視される。また、上記期間内で近距離ビームによって全方位が監視される。

具体的には、遠距離ビームの最大探知距離を半径として遠距離監視エリアＡ１１が形成され、近距離ビームの最大探知距離を半径として近距離監視エリアＡ２が形成される。この様な監視エリア内に移動目標が存在すれば、当該監視エリアの走査時における受信信号に基づいて探知することができる。

遠距離ビームの最大探知距離は、送信パルス数が通常監視モードにおけるＬビームに比べて２倍となっていることから、通常監視時のおよそ１．１９（２の４乗根）倍となっている。なお、近距離ビームの最大探知距離は、通常監視時と同一である。

本実施の形態によれば、各送信ビームが適切なスキャンタイミングで走査されるので、探知目標に応じて送信パルス数の異なる送信ビームを形成することにより、レンジ方向に関する分解能やクラッタ抑圧性能を低下させることなく、遠距離目標及び近距離目標を効果的に監視することができる。

特に、近距離監視エリアに関するデータ更新周期を長くすることなく、遠距離監視エリアをレンジ方向に拡げることができるので、脅威度の高い近距離目標に対する探知性能を低下させることなく、遠距離目標についても同時に監視することができる。従って、レーダー装置を大型化させることなく、移動目標の探知性能を向上させることができる。

なお、本実施の形態では、遠距離ビームのデータ更新周期が近距離ビームの２倍であ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。例えば、遠距離ビームのデータ更新周期を近距離ビームのｍ倍（ｍは３以上の整数）とするようなものであっても良い。すなわち、遠距離ビームについて、その方位方向に関する走査範囲をｍ個の区間に分割して走査することによって、遠距離ビームのデータ更新周期を近距離ビームのデータ更新周期のｍ倍となるようにする。これにより、遠距離ビームの送信パルス数を近距離ビームのｍ倍に多くすることができ、近距離ビームのデータ更新周期を長くすることなく、遠距離ビームの最大探知距離を効果的に延伸することができる。

また、遠距離ビームのデータ更新周期が近距離ビームの整数倍とならないようなものにも適用することができる。例えば、遠距離ビームのデータ更新周期が近距離ビームの１．５倍としても良い。

図９は、図１のレーダー装置における遠距離監視時のビーム走査の他の一例を示した図である。この遠距離監視モードでは、遠距離ビームＣ_Ｌ２の走査範囲を複数の区間に分割して走査することによって、遠距離ビームＣ_Ｌ２のデータ更新周期を近距離ビームのデータ更新周期よりも１．５倍に長くしている。

具体的には、近距離ビーム（Ｃ_Ｓ）の１スキャン目のビーム走査が終了すると、遠距離ビームＣ_Ｌ２における１スキャン目のビーム走査が開始される。このビーム走査は、０°から２４０°までの方位範囲について行われる。この遠距離ビームＣ_Ｌ２の走査が終了すると、近距離ビーム（Ｃ_Ｓ）の２スキャン目のビーム走査が開始される。このビーム走査が終了すると、次の区間、すなわち、２４０°から１２０°までの方位範囲についての遠距離ビームＣ_Ｌ２のビーム走査が開始される。このビーム走査が終了すると、近距離ビーム（Ｃ_Ｓ）の３スキャン目のビーム走査が開始される。そして、このビーム走査が終了すると、次の区間、すなわち、１２０°から３６０°までの方位範囲についての遠距離ビームＣ_Ｌ２のビーム走査が開始される。このビーム走査が終了すると遠距離ビームＣ_Ｌ２の２スキャン目の走査が終了する。

つまり、遠距離ビームによる各区間の走査期間は、通常監視時のＬビームにおける全周の走査期間Ｔ_Ｌと同一となっている。また、遠距離ビームによる全周の走査期間は、１．５Ｔ_Ｌとなっている。ここで、遠距離ビームの１スキャン目と２スキャン目とでは、データ更新に要する時間に０．５Ｔ_Ｓのずれが生じている。しかし、初めの近距離ビームの走査開始から３Ｔだけ経過すれば、２スキャン目の遠距離ビームが走査終了し、データ更新及びビーム走査開始のタイミングが一致する。

遠距離ビームの走査において、データ更新にずれが生じる方位範囲が存在するが、目標探知において問題とはならないと考えられる。すなわち、近距離監視エリアに関するデータ更新周期は、通常監視モード及び遠距離監視モードで共通であり、一定に保持されるので、脅威度が高い近距離目標の対処能力には影響がない。また、遠距離ビームの走査においても、データ更新が遅延する方位範囲は全方位範囲の一部分であるとともに、遠距離目標の脅威度は近距離目標に比べ低い。

図１０は、図９のビーム走査による監視エリアを示した平面図であり、近距離ビームのデータ更新周期Ｔで走査可能な遠距離監視エリアＡ１２及び近距離監視エリアＡ２の様子が示されている。この遠距離監視モードでは、近距離ビームのデータ更新周期Ｔの期間内における電子走査により、０°から２４０°までの方位範囲が遠距離ビームによって監視される。また、上記期間内で近距離ビームによって全方位が監視される。

この様に構成しても、近距離監視エリアに関するデータ更新周期を長くすることなく、遠距離監視エリアをレンジ方向に拡げることができるので、遠距離目標及び近距離目標を効果的に監視することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、遠距離監視時における遠距離ビームのデータ更新周期を通常監視時の２倍にすることによって、遠距離探知性能を向上させ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、近距離ビームのデータ更新周期を通常監視時よりも短くすることによって、近距離探知性能を向上させる場合について説明する。

図１１は、本発明の実施の形態２によるレーダー装置における遠距離監視時のビーム走査の一例を示した図である。この遠距離監視モードでは、遠距離ビームＣ_Ｌ３の方位方向に関する走査範囲を複数の区間に分割して走査することによって、遠距離ビームＣ_Ｌ３のデータ更新周期を近距離ビームＣ_Ｓ１のデータ更新周期よりも長くしている。ここでは、遠距離ビームＣ_Ｌ３の走査範囲を２つの区間に分割して走査され、遠距離ビームＣ_Ｌ３のデータ更新周期（Ｔ）が近距離ビームＣ_Ｓ１のデータ更新周期Ｔ／２の２倍となっている。

また、近距離ビームＣ_Ｓ１の送信パルス数及び走査期間Ｔ_Ｓ／２は、通常監視モードにおけるＳビームＣ_Ｓの１／２倍となっている。また、遠距離ビームＣ_Ｌ３に関しては、区間ごとの走査期間はＴ_Ｌ／２となっており、遠距離ビームＣ_Ｌ３の全区間に関する走査期間は、Ｔ_Ｌとなっている。

具体的には、近距離ビームＣ_Ｓ１の１スキャン目のビーム走査が終了すると、次の遠距離ビームＣ_Ｌ３における１スキャン目のビーム走査が開始される。このビーム走査は、０°から１８０°までの方位範囲について行われる。この遠距離ビームＣ_Ｌ３の走査が終了すると、次の近距離ビームＣ_Ｓ１の２スキャン目のビーム走査が開始される。そして、このビーム走査が終了すると、残りの区間、すなわち、１８０°から３６０°までの方位範囲についての遠距離ビームＣ_Ｌ３の走査が開始される。このビーム走査が終了すると、遠距離ビームＣ_Ｌ３の１スキャン目の走査が終了する。

この様にして各送信ビームをそれぞれ走査することにより、近距離ビームの送信パルス数のみ減少させてそのデータ更新を短縮化させているので、遠距離ビームのデータ更新周期を変更することなく、近距離目標の探知性能を効果的に向上させることができる。

実施の形態３．
実施の形態１及び２では、監視エリアを遠距離監視エリア及び近距離監視エリアに区分して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、監視エリアを遠距離監視エリア、中距離監視エリア及び近距離監視エリアの３つに区分してビーム走査を行う場合について説明する。

図１２は、本発明の実施の形態３によるレーダー装置における通常監視時の監視エリアを示した平面図である。通常監視モードでは、遠距離監視エリアＤ１を監視する送信ビーム（ＬビームＥ_Ｓ）、中距離監視エリアＤ２を監視する送信ビーム（以下、ＭビームＥ_Ｍという）、及び、近距離監視エリアＤ３を監視する送信ビーム（ＳビームＥ_Ｓ）の電子走査により、空中線部２を中心として全方位が監視される。

図１３は、通常監視時におけるビーム走査の一例を示した図である。この通常監視モードでは、ＳビームＥ_Ｓの走査が終了すると、ＭビームＥ_Ｍの走査が開始され、このＭビームＥ_Ｍの走査が終了すると、ＬビームＥ_Ｌの走査が開始される。そして、このＬビームＥ_Ｌの走査が終了すると、全送信ビームの１スキャン目の走査が終了する。

各送信ビームの走査期間は、それぞれＴ_Ｓ，Ｔ_Ｍ，Ｔ_Ｌとなっており、ここでのデータ更新周期Ｔ_１は、Ｔ_１＝Ｔ_Ｓ＋Ｔ_Ｍ＋Ｔ_Ｌとなっている。なお、各送信ビームのパルス幅及びＰＲＩは、Ｓビーム、Ｍビーム、Ｌビームの順序で長くなっている。

図１４は、遠距離監視時におけるビーム走査の一例を示した図である。この遠距離監視モードでは、中距離ビームＥ_Ｍ１の走査範囲を２つの区間に分割して走査し、遠距離ビームＥ_Ｌ１の走査範囲を３つの区間に分割して走査することによって、中距離及び遠距離ビームのデータ更新周期を近距離ビームＥ_Ｓのデータ更新周期よりも長くしている。つまり、データ更新周期が最も短い送信ビームに対し、データ更新周期が長い送信ビームの走査範囲を複数の区間に分割して走査が行われる。

ここでは、中距離ビームＥ_Ｍ１のデータ更新周期（２Ｔ_１）が近距離ビームＥ_Ｓのデータ更新周期Ｔ_１の２倍、遠距離ビームＥ_Ｌ１のデータ更新周期（３Ｔ_１）が近距離ビームＥ_Ｓのデータ更新周期Ｔ_１の３倍となっている。

なお、近距離ビームのパルス諸元、送信パルス数及び走査期間Ｔ_Ｓは、通常監視モードにおけるＳビームと同様となっている。また、中距離ビームに関しては、パルス諸元は通常監視モードにおけるＭビームと同様となっているが、送信パルス数はＭビームの２倍、区間ごとの走査期間はＴ_Ｍとなっている。つまり、中距離ビームの全区間に関する走査期間は、２Ｔ_Ｍとなっている。また、遠距離ビームに関しては、パルス諸元は通常監視モードにおけるＬビームと同様となっているが、送信パルス数はＬビームの３倍、区間ごとの走査期間はＴ_Ｌとなっている。つまり、遠距離ビームの全区間に関する走査期間は、３Ｔ_Ｌとなっている。

具体的には、近距離ビームの１スキャン目のビーム走査が終了すると、中距離ビームにおける１スキャン目のビーム走査が開始される。この中距離ビームの走査は、０°から１８０°までの方位範囲について行われる。この中距離ビームの走査が終了すると、遠距離ビームの１スキャン目のビーム走査が開始される。この遠距離ビームの走査は、０°から１２０°までの方位範囲について行われる。そして、この遠距離ビームの走査が終了すると、次の近距離ビームの２スキャン目の走査が開始される。

近距離ビームの２スキャン目の走査が終了すると、中距離ビームにおける１８０°から３６０°までの方位範囲についての走査が開始される。この中距離ビームの走査が終了すると、遠距離ビームにおける１２０°から２４０°までの方位範囲についての走査が開始される。そして、この遠距離ビームの走査が終了すると、次の近距離ビームの３スキャン目の走査が開始される。さらに、近距離ビームの３スキャン目の走査が終了すると、中距離ビームにおける０°から１８０°までの方位範囲についての２スキャン目の走査が開始される。この中距離ビームの走査が終了すると、遠距離ビームにおける２４０°から３６０°までの方位範囲についての走査が開始される。そして、この遠距離ビームの走査が終了すると、次の近距離ビームの４スキャン目の走査が開始される。

図１５は、図１４のビーム走査による監視エリアを示した平面図であり、近距離ビームのデータ更新周期Ｔで走査可能な遠距離監視エリアＤ１１、中距離監視エリアＤ２１及び近距離監視エリアＤ３の様子が示されている。この遠距離監視モードでは、近距離ビームのデータ更新周期Ｔ_１の期間内における電子走査により、０°から１８０°までの方位範囲が中距離ビームによって監視され、０°から１２０°までの方位範囲が遠距離ビームによって監視される。また、上記期間内で近距離ビームによって全方位が監視される。

中距離ビームの最大探知距離は、送信パルス数が通常監視モードにおけるＭビームに比べて２倍となっていることから、通常監視時のおよそ１．１９（２の４乗根）倍となっている。また、遠距離ビームの最大探知距離は、送信パルス数が通常監視モードにおけるＬビームに比べて３倍となっていることから、通常監視時のおよそ１．３２（３の４乗根）倍となっている。なお、近距離ビームの最大探知距離は、通常監視時と同一である。

本実施の形態によれば、各送信ビームが適切なスキャンタイミングで走査されるので、探知目標に応じて送信パルス数の異なる送信ビームを形成することにより、レンジ方向に関する分解能やクラッタ抑圧性能を低下させることなく、遠距離、中距離及び近距離目標を効果的に監視することができる。

実施の形態４．
実施の形態１〜３では、送信ビームの方位方向に関する走査範囲を複数の区間に分割して走査することにより、データ更新周期を長く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、送信ビームの方位方向に関する走査を間引くことにより、データ更新周期を長くする場合について説明する。

図１６は、本発明の実施の形態４によるレーダー装置における遠距離監視時のビーム走査の一例を示した図である。この遠距離監視モードでは、遠距離ビームＦ_Ｌの方位方向に関する走査を間引くことによって、遠距離ビームＦ_Ｌのデータ更新周期を近距離ビームＦ_Ｓのデータ更新周期よりも長くしている。ここでは、遠距離ビームＦ_Ｌの全方位に関する走査が１／２に間引いて行われ、遠距離ビームＦ_Ｌのデータ更新周期（２Ｔ_３）が近距離ビームＦ_Ｓのデータ更新周期Ｔ_３の２倍となっている。

なお、近距離ビームのパルス諸元、送信パルス数及び走査期間Ｔ_２は、通常監視モードにおけるＳビームと同様となっている。また、遠距離ビームに関しては、パルス諸元は通常監視モードにおけるＬビームと同様となっているが、送信パルス数はＬビームの２倍、走査期間はＴ_２となっている。つまり、遠距離ビームの全方位に関する走査期間は、２Ｔ_２となっている。

具体的には、近距離ビームの１スキャン目の通常走査が終了すると、遠距離ビームにおける１スキャン目の間引き走査（１）が開始される。この間引き走査（１）は、方位ごとに形成する送信ビームにおけるビーム形成の回数を１／２に間引くことによって行われる。遠距離ビームの間引き走査（１）が終了すると、次の近距離ビームの２スキャン目の通常走査が開始される。そして、このビーム走査が終了すると、遠距離ビームの間引き走査（２）が開始される。この間引き走査（２）は、間引き走査（１）とは異なるビームポジションについて送信ビームを形成することによって行われる。遠距離ビームの間引き走査（２）が終了すると、遠距離ビームの１スキャン目の走査が終了する。

図１７、図１８（ａ）及び（ｂ）は、図１６のビーム走査におけるビーム形成動作の一例を示した図である。図１７には、通常走査において方位ごとに形成される近距離ビームの様子が示されている。また、図１８（ａ）には、間引き走査（１）において方位ごとに形成される遠距離ビームの様子が示され、図１８（ｂ）には、間引き走査（２）において形成される遠距離ビームの様子が示されている。この例では、方位方向に垂直な仰角方向についてもビーム走査を行う３次元レーダーに本発明を適用する場合について説明する。

通常走査では、所定範囲内で仰角方向にビーム走査し、このビーム走査が終了すると、ビーム指向方位を変更して仰角方向のビーム走査を行う。これを繰り返すことによって近距離ビームの全方位に関する走査が行われる。ここで、送信ビームを形成するビームポジション１１は、所定の角度ごとに配置され、０°からｅ_１°までの仰角範囲内で全方位について隙間なく敷き詰められている。仰角方向のビーム走査は、この様なビームポジション１１に送信ビームを順次に形成することによって行われる。なお、仰角方向のビーム走査は、仰角の大きなビームポジションから仰角の小さなビームポジションへ向けて行われる。

間引き走査（１）では、方位方向に関して、奇数番目のビームポジションに対し、送信ビームを形成するビーム走査が行われ、間引き走査（２）では、方位方向に関して、偶数番目のビームポジションに対し、送信ビームを形成するビーム走査が行われる。この様な間引き走査により、各ビームポジションにおける送信パルス数をそれぞれ通常監視モードにおけるＬビームの２倍にすることができる。

なお、遠距離ビームの最大探知距離は、送信パルス数が通常監視モードにおけるＬビームに比べて２倍となっていることから、通常監視時のおよそ１．１９（２の４乗根）倍となっている。近距離ビームの最大探知距離は、通常監視時と同一である。

なお、本実施の形態では、遠距離ビームのデータ更新周期が近距離ビームの２倍であ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。例えば、遠距離ビームのデータ更新周期を近距離ビームのｍ倍（ｍは３以上の整数）とするようなものであっても良い。すなわち、遠距離ビームについて、その方位方向に関する走査を１／ｍに間引くことによって、遠距離ビームのデータ更新周期を近距離ビームのデータ更新周期のｍ倍となるようにする。これにより、遠距離ビームの送信パルス数を近距離ビームのｍ倍に多くすることができ、近距離ビームのデータ更新周期を長くすることなく、遠距離ビームの最大探知距離を効果的に延伸することができる。

また、本実施の形態では、監視エリアを遠距離監視エリア及び近距離監視エリアに区分してビーム走査が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。例えば、監視エリアを遠距離監視エリア、中距離監視エリア及び近距離監視エリアのように３以上のエリアに区分してビーム走査を行っても良い。すなわち、データ更新周期が最も短い送信ビームに対し、データ更新周期が長い送信ビームの走査を間引くことによって、送信パルス数を増加させるようなものであっても良い。

また、本実施の形態では、遠距離監視時における遠距離ビームのデータ更新周期を通常監視時の２倍にすることによって、遠距離探知性能を向上させ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。例えば、近距離ビームのデータ更新周期を通常監視時よりも短くすることによって、近距離探知性能を向上させても良い。

実施の形態５．
実施の形態４では、方位方向に関するビーム走査を間引くことにより遠距離ビームのデータ更新周期を長く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、仰角方向に関するビーム走査を複数の区間に分割して行うことによって遠距離ビームのデータ更新周期を長くする場合について説明する。

図１９（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態５によるレーダー装置におけるビーム形成動作の一例を示した図であり、遠距離監視時に仰角方向の走査範囲を２つの区間に分割して行われるビーム走査の様子が示されている。図１９（ａ）には、ｅ_２１°からｅ_２２°までの仰角範囲が方位ごとに走査される１スキャン目の遠距離ビームが示され、図１９（ｂ）には、０°からｅ_２１°までの仰角範囲が方位ごとに走査される２スキャン目の遠距離ビームが示されている。

近距離ビームは、通常監視時と同様に、０°からｅ_２２°までの仰角範囲内の各ビームポジションに送信ビームを順次に形成することで走査される。遠距離ビームは、１スキャン目にｅ_２１°からｅ_２２°までの仰角範囲内の各ビームポジションに対して送信ビームを形成し、２スキャン目に０°からｅ_２１°までの仰角範囲内の各ビームポジションに対して送信ビームを形成することで走査される。この様な仰角範囲に関する分割走査により、各ビームポジションにおける送信パルス数をそれぞれ通常監視時におけるＬビームの２倍にすることができる。

ここでは、通常監視時における０°からｅ_２２°までの仰角範囲の走査期間をＴ_ＥＬとして、遠距離監視時における遠距離ビームの０°からｅ_２１°までの仰角範囲の走査期間と、ｅ_２１°からｅ_２２°までの仰角範囲の走査期間がともにＴ_ＥＬとなっているものとする。

なお、本実施の形態では、遠距離ビームのデータ更新周期が近距離ビームの２倍であ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。例えば、遠距離ビームのデータ更新周期を近距離ビームのｍ倍（ｍは３以上の整数）とするようなものであっても良い。すなわち、遠距離ビームについて、その仰角方向に関する走査範囲をｍ個の区間に分割して走査することによって、遠距離ビームのデータ更新周期を近距離ビームのデータ更新周期のｍ倍となるようにする。これにより、遠距離ビームの送信パルス数を近距離ビームのｍ倍に多くすることができ、近距離ビームのデータ更新周期を長くすることなく、遠距離ビームの最大探知距離を効果的に延伸することができる。

また、本実施の形態では、監視エリアを遠距離監視エリア及び近距離監視エリアに区分してビーム走査が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。例えば、監視エリアを遠距離監視エリア、中距離監視エリア及び近距離監視エリアのように３以上のエリアに区分してビーム走査を行っても良い。すなわち、データ更新周期が最も短い送信ビームに対し、データ更新周期が長い送信ビームの走査範囲を複数の区間に分割して走査することによって、送信パルス数を増加させるようなものであっても良い。

また、本実施の形態では、空中線部が固定型のフェーズドアレイアンテナからな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。例えば、空中線部が方位方向に回転するレーダーアンテナからなるレーダー装置にも適用することができる。

実施の形態６．
実施の形態１〜５では、レーダー波を送信する空中線と、このレーダー波による反射波を受信する空中線が同一である１次レーダーが用いら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、レーダー波を送信する空中線とは異なる位置に設けられた空中線によって反射波を受信するバイスタティックレーダーなどの２次レーダーを用いる場合について説明する。

図２０は、本発明の実施の形態６によるレーダー装置の構成例を示したブロック図である。本実施の形態によるレーダー装置２１は、図１のレーダー装置１（実施の形態１）と比較すれば、空中線部２２、送信ビーム形成部２３及びビーム制御部２４を備えている点で異なる。

ビーム制御部２４は、データ更新周期を送信ビームごとに異ならせて各送信ビームを走査する制御を行っている。空中線部２４は、ビーム制御部２４による走査制御に基づいて、所定の方位方向に送信ビームを放射する。この送信ビームは、移動目標によりその一部が反射され、反射波が空中線部２を介して受信される。目標探知部５では、その受信信号に基づくビデオ信号と、ビーム制御部２４からの制御信号に基づいて、移動目標の探知が行われる。この様な２次レーダーにも本発明は適用することができる。

実施の形態７．
実施の形態１〜６では、同時に形成される送信ビームが１つであるレーダー装置について説明した。これに対し、空中線部として２以上の励振系を有し、同時に複数の方向にビーム形成するようなレーダー装置にも、本発明は適用することができる。

実施の形態８．
実施の形態１〜６では、空中線部が平板状のアレイ基板からなるレーダー装置について説明した。これに対し、空中線部が円筒状のアレイアンテナからなるレーダー装置にも、本発明は適用することができる。

実施の形態９．
実施の形態１〜６では、空中線部が固定型のフェーズドアレイアンテナからな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、空中線部が方位方向に回転する回転型のレーダーアンテナからなる場合について説明する。

図２１は、本発明の実施の形態９によるレーダー装置の要部における詳細の一例を示した斜視図であり、アレイ基板２ｂが回転軸２ｃのまわりに一定の角速度で回転するレーダーアンテナからなる空中線部２の様子が示されている。このアレイ基板２ｂは、その基板面を開口面とするアレイアンテナであり、複数の素子アンテナからなる。

通常監視モードでは、送信ビームを常に開口面の正面方向に形成し、アレイ基板２ｂの回転によってビーム指向方向が方位方向に走査される。ここでは、ビーム指向方向を時計回りに３６０°変化させる全周走査が行われるものとする。遠距離監視モードでは、データ更新周期が最も短い送信ビームに対して、データ更新周期が長い送信ビームをアレイ基板２ｂの回転方向とは逆向きに電子走査する制御が行われる。

図２２は、図２１のレーダー装置における通常監視時の監視エリアを示した平面図である。この通常監視モードでは、Ｓビームによって近距離監視エリアＧ_Ｓ内が走査され、Ｌビームによって遠距離監視エリアＧ_Ｌ内が走査される。Ｓビーム及びＬビームのデータ更新周期は、ともにアレイ基板の回転周期と同一となっている。各監視エリアは、アレイ基板の回転によって順次にビーム走査される。つまり、Ｓビーム及びＬビームは、それぞれ特定の方位範囲についてのみ走査される。

図２３は、図２１のレーダー装置における通常監視時のビーム走査を示した図であり、ＳビームＨ_Ｓ及びＬビームＨ_Ｌの指向方向を空中線部の回転によって変化させるビーム走査の様子が示されている。各送信ビームのデータ更新周期Ｔ_４は、共通であり、各近距離監視エリアＧ_Ｓの走査期間Ｔ_Ｓ４と、各遠距離監視エリアＧ_Ｌの走査期間Ｔ_Ｌ４の総和となっている。

ここでは、各遠距離監視エリアの方位範囲が同一であるものとし、その方位範囲をｂ_１とする。

図２４は、図２１のレーダー装置における遠距離監視時のビーム走査の一例を示した図であり、アレイ基板２ｂの正面方向に対する電子走査の様子が示されている。遠距離監視時における電子走査は、アレイ基板２ｂの正面方向に関し、時計回りを正方向として、＋ｂ_１／２から−ｂ_１／２までの方位範囲について行われる。

図２５は、図２１のレーダー装置における遠距離監視時のビーム走査の一例を示した図であり、遠距離ビームＨ_Ｌ１がアレイ基板の回転に伴って電子走査される様子が示されている。この例では、アレイ基板の１回転目において、初めの近距離監視エリアに対する近距離ビームＨ_Ｓの走査が終了すると、次の遠距離監視エリアに対する遠距離ビームＨ_Ｌ１の走査が開始される。この遠距離ビームＨ_Ｌ１のビーム走査では、アレイ基板の回転による走査と同時に、位相制御による電子走査が行われる。この電子走査は、アレイ基板の正面方向に関して０°から−ｂ_１／２まで一定の角速度で行われる。この様なビーム走査が各監視エリアについて順次に行われ、アレイ基板が１回転すると、遠距離ビームの１スキャン目が終了する。

次に、アレイ基板の２回転目において、初めの近距離監視エリアに対する近距離ビームＨ_Ｓの走査が終了すると、次の遠距離監視エリアに対する遠距離ビームＨ_Ｌ１の走査が開始される。この遠距離ビームＨ_Ｌ１のビーム走査では、アレイ基板の正面方向に関して＋ｂ_１／２から０°まで一定の角速度で行われる。この様なビーム走査が各監視エリアについて順次に行われ、アレイ基板が１回転すると、遠距離ビームの２スキャン目が終了する。各電子走査の走査期間は、通常監視時における遠距離監視エリアの走査期間Ｔ_Ｌ４と同一となっている。

この様にして、遠距離ビームをアレイ基板の回転方向とは逆向きに電子走査することによって、遠距離ビームのデータ更新周期を近距離ビームのデータ更新周期よりも長くしている。この例では、各遠距離監視エリアが方位方向に関し２つの区間に分割して走査され、遠距離ビームのデータ更新周期（２Ｔ_４）は近距離ビームのデータ更新周期Ｔ_４の２倍となっている。

図２６（ａ）及び（ｂ）は、図２１のレーダー装置による遠距離監視時の監視エリアを示した状態遷移図である。図２６（ａ）には、遠距離ビームの１スキャン目で走査される遠距離監視エリアＧ_Ｌ１の様子が示され、図２６（ｂ）には、遠距離ビームの２スキャン目で走査される遠距離監視エリアＧ_Ｌ１の様子が示されている。

本実施の形態によれば、近距離監視エリアに関するデータ更新周期を長くすることなく、遠距離監視エリアをレンジ方向に拡げることができるので、遠距離目標及び近距離目標を効果的に監視することができる。

なお、本実施の形態では、遠距離ビームのデータ更新周期が近距離ビームの２倍であ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。例えば、遠距離ビームのデータ更新周期を近距離ビームのｍ倍（ｍは３以上の整数）とするようなものであっても良い。すなわち、遠距離監視エリアを方位方向に関してｍ個の区間に分割して走査することによって、遠距離ビームのデータ更新周期を近距離ビームのデータ更新周期のｍ倍となるようにする。これにより、遠距離ビームの送信パルス数を近距離ビームのｍ倍に多くすることができ、近距離ビームのデータ更新周期を長くすることなく、遠距離ビームの最大探知距離を効果的に延伸することができる。

また、本実施の形態では、監視エリアを遠距離監視エリア及び近距離監視エリアに区分してビーム走査が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。例えば、監視エリアを遠距離監視エリア、中距離監視エリア及び近距離監視エリアのように３以上のエリアに区分してビーム走査を行っても良い。すなわち、データ更新周期が最も短い送信ビームに対して、データ更新周期が長い送信ビームをアレイ基板の回転方向とは逆向きに電子走査することによって、送信パルス数を増加させるようなものであっても良い。

実施の形態１０．
実施の形態９では、送信ビームを方位方向に走査するレーダー装置について説明した。これに対し、送信ビームを仰角方向についても走査する３次元レーダーにも、本発明は適用することができる。

実施の形態１１．
実施の形態９及び１０では、レーダー波を送信する空中線と、このレーダー波による反射波を受信する空中線が同一である１次レーダーが用いられる場合の例について説明した。これに対し、レーダー波を送信する空中線とは異なる位置に設けられた空中線によって反射波を受信するバイスタティックレーダーなどの２次レーダーにも本発明は適用することができる。

実施の形態１２．
実施の形態９及び１０では、同時に形成される送信ビームが１つであるレーダー装置について説明した。これに対し、空中線部として２以上の励振系を有し、同時に複数の方向にビーム形成するようなレーダー装置にも、本発明は適用することができる。

実施の形態１３．
実施の形態１〜１２では、探知距離が異なる複数の監視エリアについて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、特定の方位範囲についてデータ更新周期を短縮化する場合について説明する。

図２７は、本発明の実施の形態１３によるレーダー装置における遠距離監視時のビーム走査の一例を示した図である。この遠距離監視モードでは、特定の方位範囲についてのみデータ更新周期を他の方位範囲よりも短くする制御が行われる。ここでは、近距離ビームの走査範囲を０°から３０°までの方位範囲とし、他の方位範囲、すなわち、３０°から３６０°までの方位範囲を３つの区間に分割して遠距離ビームによって走査される。

近距離ビームの送信パルス数及び走査期間（Ｔ_５／３６）は、通常監視モードにおけるＳビームの１／３倍となっている。遠距離ビームに関しては、送信パルス数及び走査期間は通常監視モードにおけるＬビームと同様となっている。つまり、近距離ビームのデータ更新周期Ｔ_５／３は、遠距離ビームのデータ更新周期Ｔ_５の１／３倍となっている。

具体的には、近距離ビームが特定の方位範囲について１スキャン目のビーム走査が終了すると、遠距離ビームが３０°から１４０°までの方位範囲について走査を開始する。この遠距離ビームの走査が終了すると、近距離ビームの２スキャン目のビーム走査が開始される。このビーム走査が終了すると、遠距離ビームが１４０°から２５０°までの方位範囲について走査を開始する。このビーム走査が終了すると、近距離ビームの３スキャン目の走査が開始される。そして、このビーム走査が終了すると、遠距離ビームが２５０°から３６０°までの方位範囲について走査を開始する。このビーム走査が終了すると、遠距離ビームの１スキャン目の走査が終了する。

図２８は、図２７のレーダー装置による遠距離監視時の監視エリアを示した平面図であり、遠距離ビームの１スキャンで走査される通常監視エリア及び特定方位重点監視エリアの様子が示されている。この遠距離監視モードでは、遠距離ビームのデータ更新周期Ｔ_５の期間内における電子走査により、０°から３０°までの方位範囲が近距離ビームによって重点的に監視される。この重点的に監視される方位範囲を、ここでは、特定方位重点監視エリアと呼んでいる。

本実施の形態によれば、近距離ビームの送信パルス数のみ減少させてそのデータ更新を短縮化させているので、遠距離ビームのデータ更新周期を変更することなく、近距離目標の探知性能を効果的に向上させることができる。

実施の形態１４．
実施の形態１３では、特定の方位範囲についてデータ更新周期を短縮化する場合の例について説明した。これに対し、送信ビームを仰角方向についても走査する３次元レーダーを用いる場合に、特定の仰角範囲についてデータ更新周期を短縮化するレーダー装置にも本発明は適用することができる。

実施の形態１５．
特定の距離、方位及び仰角範囲内を重点的に監視するレーダー装置にも本発明は適用することができる。すなわち、実施の形態１〜５、７、１３及び１４を組み合わせてレーダー装置を構成し、特定のレンジ方向に関する距離範囲内であって、特定の方位範囲内かつ特定の仰角範囲内を重点監視エリアとしてデータ更新周期を短縮化するようなものであっても良い。

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。図１のレーダー装置による通常監視時の監視エリアの一例を示した図である。図１のレーダー装置の要部における詳細の一例を示した斜視図であり、４つのアレイ基板２ａからなる空中線部２の様子が示されている。図１のレーダー装置による通常監視時の監視エリアを示した平面図である。図１のレーダー装置における通常監視時のビーム走査の一例を示した図である。図１のレーダー装置における通常監視時のビーム走査の一例を示した図である。図１のレーダー装置における遠距離監視時のビーム走査の一例を示した図である。図１のレーダー装置による遠距離監視時の監視エリアを示した平面図である。図１のレーダー装置における遠距離監視時のビーム走査の他の一例を示した図である。図９のビーム走査による監視エリアを示した平面図である。本発明の実施の形態２によるレーダー装置における遠距離監視時のビーム走査の一例を示した図である。本発明の実施の形態３によるレーダー装置における通常監視時の監視エリアを示した平面図である。通常監視時におけるビーム走査の一例を示した図である。遠距離監視時におけるビーム走査の一例を示した図である。図１４のビーム走査による監視エリアを示した平面図である。本発明の実施の形態４によるレーダー装置における遠距離監視時のビーム走査の一例を示した図である。図１６のビーム走査におけるビーム形成動作の一例を示した図であり、通常走査において方位ごとに形成される近距離ビームの様子が示されている。図１６のビーム走査におけるビーム形成動作の一例を示した図である。本発明の実施の形態５によるレーダー装置におけるビーム形成動作の一例を示した図である。本発明の実施の形態６によるレーダー装置の構成例を示したブロック図である。本発明の実施の形態９によるレーダー装置の要部における詳細の一例を示した斜視図である。図２１のレーダー装置における通常監視時の監視エリアを示した平面図である。図２１のレーダー装置における通常監視時のビーム走査を示した図である。図２１のレーダー装置における遠距離監視時のビーム走査の一例を示した図であり、アレイ基板２ｂの正面方向に対する電子走査の様子が示されている。図２１のレーダー装置における遠距離監視時のビーム走査の一例を示した図である。図２１のレーダー装置による遠距離監視時の監視エリアを示した状態遷移図である。本発明の実施の形態１３によるレーダー装置における遠距離監視時のビーム走査の一例を示した図である。図２７のレーダー装置による遠距離監視時の監視エリアを示した平面図である。

符号の説明

１，２１レーダー装置、２空中線部、２ａ，２ｂアレイ基板、２ｃ回転軸、
３送受切替部、４受信部、５目標探知部、６送信パルス信号生成部、
７送信ビーム形成部、８ビーム走査制御部、１１ビームポジション、
２２空中線部、２３送信ビーム形成部、２４ビーム制御部、
Ａ１遠距離監視エリア、Ａ２近距離監視エリア、Ｂ１，Ｂ２ブラインド領域、
Ｃ送信ビーム。

Claims

レーダー波を送信し、空中線を介して移動目標による反射波を受信するレーダー装置において、
所定のパルス諸元に基づいて送信パルス信号を生成する送信パルス信号生成手段と、
上記送信パルス信号に基づいて、送信パルス数が異なる２以上の送信ビームをレーダー波として形成する送信ビーム形成手段と、
送信パルス数が異なる上記各送信ビームを順次に走査するビーム走査制御手段と、
受信信号に基づいて上記送信ビームごとにビデオ信号を生成する受信手段とを備え、
上記ビーム走査制御手段は、上記ビデオ信号のデータ更新周期を送信ビームごとに異ならせて各送信ビームの走査を行うことを特徴とするレーダー装置。
上記ビーム走査制御手段は、ある送信ビームの走査が終了すると、当該送信ビームとは送信パルス数が異なる送信ビームの走査を開始することを特徴とする請求項１に記載のレーダー装置。
上記ビーム走査制御手段は、データ更新周期が最も短い送信ビームに対し、データ更新周期が長い送信ビームの走査範囲を複数の区間に分割して行うことを特徴とする請求項１に記載のレーダー装置。
上記ビーム走査制御手段は、データ更新周期が最も短い送信ビームに対し、データ更新周期が長い送信ビームの走査を間引いて行うことを特徴とする請求項１に記載のレーダー装置。
上記ビーム走査制御手段は、方位方向及び仰角方向について走査を行い、データ更新周期が最も短い送信ビームに対し、データ更新周期が長い送信ビームの仰角方向に関する走査範囲を複数の区間に分割して行うことを特徴とする請求項１に記載のレーダー装置。
上記ビーム走査制御手段は、上記空中線が方位方向に回転するレーダーアンテナである場合、データ更新周期が最も短い送信ビームに対し、データ更新周期が長い送信ビームを上記レーダーアンテナの回転方向とは逆向きに電子走査することを特徴とする請求項１に記載のレーダー装置。
所定のパルス諸元に基づいて送信パルス信号を生成する送信パルス信号生成ステップと、上記送信パルス信号に基づいて、送信パルス数が異なる２以上の送信ビームを形成する送信ビーム形成ステップと、
送信パルス数が異なる上記各送信ビームを順次に走査するビーム走査制御ステップと、受信信号に基づいて上記送信ビームごとにビデオ信号を生成するビデオ信号生成ステップとからなり、
上記ビーム走査制御ステップは、上記ビデオ信号のデータ更新周期を送信ビームごとに異ならせて各送信ビームの走査を行うステップであることを特徴とする送信ビーム制御方法。