JP2010117313A - レーダ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レーダ装置において、受信アンテナは、複数の素子アンテナが配列された少なくとも3つのアレイアンテナを、水平方向に互いに隣接するように並べて構成され、当該3つのアレイアンテナの位相中心点が二等辺三角形を形成するように、当該3つのアレイアンテナのうちの中央のアレイアンテナが鉛直方向にずらして配置される。レーダ装置は、当該3つのアレイアンテナによってそれぞれ受信された電波の位相の関係に基づいて、当該3つのアレイアンテナのうちの隣接する2つのアレイアンテナによって受信された電波の位相差を補正する機能を備える。
【選択図】図1
Description
電波を受信する受信アンテナを備え、位相モノパルス方式で上記電波を受信した方向を検出するレーダ装置であって、
上記受信アンテナは、少なくとも3つのアンテナから構成され、
上記3つのアンテナは、それらの位相中心点が二等辺三角形を形成するように配置されており、
上記レーダ装置は、上記3つのアンテナによってそれぞれ受信された電波の位相の関係に基づいて、上記3つのアンテナのうちの隣接する2つのアンテナによって受信された電波の位相差を補正する位相補正手段を備えることを特徴とするレーダ装置である。
上記中央のアンテナの位相中心点と、残りの2つのアンテナの位相中心点との間の、上記二等辺三角形の底辺(二等辺以外の辺)に対して垂直な方向に関する距離bが、上記電波の波長λの4分の1以下であり、
上記位相補正手段は、上記3つのアンテナのうちの上記中央のアンテナによって受信した電波の位相を基準とした、残りの2つのアンテナのうちの一方によって受信した電波の位相差ψ21と、上記中央のアンテナによって受信した電波の位相を基準とした、上記残りの2つのアンテナのうちの他方によって受信した電波の位相差ψ31の和の絶対値が、2×b×2π/λよりも大きい場合に、上記位相差ψ21および上記位相差ψ31のうちの絶対値が大きい方を補正するようにしてもよい。
上記位相差ψ21および上記位相差ψ31のうちの上記絶対値の大きい方を補正する場合に、
補正しようとする位相差の値が正であれば、当該位相差から2πを減算して補正し、
補正しようとする位相差の値が負であれば、当該位相差に2πを加算して補正するようにしてもよい。
=((ψ2−ψ1)+(ψ3−ψ1))/2
=(ψ21+ψ31)/2 (式1)
ψH=ψ2―ψ1’
=((ψ2−ψ1)−(ψ3−ψ1))/2
=(ψ21−ψ31)/2 (式2)
図2を用いて位相差ψ21、ψ31の補正方法を説明する。
|(ψ21+ψ31)/2|≦b・(2π/λ)
すなわち、
|ψ21+ψ31|≦2・b・(2π/λ) (式3)
が成立するはずである。
ここで、前述した前提条件により、b≦λ/4であるから、ψ21+ψ31が取り得る値は、−π〜πの範囲内となる。ところが、位相差ψ21、ψ31のいずれか一方の値が正しい値から2πの整数倍だけずれた場合には、ψ21+ψ31の値も正しい値から2πの整数倍だけずれるため、上記(式3)を満たさなくなる。このことから、上記(式3)を満たしていない場合には、位相差ψ21、ψ31のうちの少なくとも一方が間違っていると判断することができる。
次に、電波の到来方向(仰角および方位角)を計算する方法について説明する。信号処理部は、上記のようにして補正された正しい位相差ψ21、ψ31の値に基づいて、前述の位相差ψV、ψHを上記(式1)、(式2)により計算する。
θ=arcsin(λ・ψV/(2・π・b))(式4)
φ=arcsin(λ・ψH/(2・π・a・cosθ))(式5)
11…送信アンテナ
111…送信用素子アンテナ
3…受信アンテナ
30…受信用素子アンテナ
31〜33…アレイアンテナ
311,321,331…位相中心
36…電波到来方向
37…等位相面
Claims (5)
- 電波を受信する受信アンテナを備え、位相モノパルス方式で前記電波を受信した方向を検出するレーダ装置であって、
前記受信アンテナは、少なくとも3つのアンテナから構成され、
前記3つのアンテナは、それらの位相中心点が二等辺三角形を形成するように配置されており、
前記レーダ装置は、前記3つのアンテナによってそれぞれ受信された電波の位相の関係に基づいて、前記3つのアンテナのうちの隣接する2つのアンテナによって受信された電波の位相差を補正する位相補正手段を備えることを特徴とするレーダ装置。 - 前記3つのアンテナのうちの中央のアンテナの位相中心点と、残りの2つのアンテナの少なくとも一方の位相中心点との間の距離が、前記電波の波長λの2分の1よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。
- 前記3つのアンテナのうちの中央のアンテナの位相中心点と、残りの2つのアンテナの位相中心点との間の、前記二等辺三角形の底辺に沿った方向に関する距離aが、前記電波の波長λの2分の1以下であり、
前記中央のアンテナの位相中心点と、残りの2つのアンテナの位相中心点との間の、前記二等辺三角形の底辺に対して垂直な方向に関する距離bが、前記電波の波長λの4分の1以下であり、
前記位相補正手段は、前記3つのアンテナのうちの前記中央のアンテナによって受信した電波の位相を基準とした、残りの2つのアンテナのうちの一方によって受信した電波の位相差ψ21(ただし−π≦ψ21≦π)と、前記中央のアンテナによって受信した電波の位相を基準とした、前記残りの2つのアンテナのうちの他方によって受信した電波の位相差ψ31(ただし−π≦ψ31≦π)の和の絶対値が、2×b×2π/λよりも大きい場合に、前記位相差ψ21および前記位相差ψ31のうちの絶対値が大きい方を補正することを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。 - 前記位相補正手段は、
前記位相差ψ21および前記位相差ψ31のうちの前記絶対値の大きい方を補正する場合に、
補正しようとする位相差の値が正であれば、当該位相差から2πを減算して補正し、
補正しようとする位相差の値が負であれば、当該位相差に2πを加算して補正することを特徴とする請求項3に記載のレーダ装置。 - 前記二等辺三角形の底辺に沿った方向が、ほぼ水平方向であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のレーダ装置。
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