JP2010525336A - 3次元高度探知鳥類レーダー用装置および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・ 地上に設置された架台に搭載された低コスト高性能のレーダーアンテナと送受信機
・ ターゲットとクラッタが密集した環境における、小さくてレーダー反射面積(RSC)が狭く巧みに動くターゲットを確実に探知追跡できるレーダー処理
・ 危険を自動検知して遠隔地のユーザーに警報を送る能力
・ 広域探査範囲を提供するレーダーネットワークの形成
・ 低運転費用
・ 低ライフサイクルコスト
・ 研究開発のためのデータ分析サポート
・ 現行システムに対し、安価かつ付加的な改良である。
・ 高さ方向探査範囲が拡張される。
・ 探査範囲内での高度推定精度が向上する。
・ 地上(仰角ゼロ)でのサイドローブレスポンスが低い。
・ ビーム方位角レスポンスが狭い。
1.多重ペンシルビームを有するアンテナを備え、これらのビームを高速に時系列で切り替える(シーケンシャルロービング)レーダーシステム
2.多重積層ビームを同時に受信するモノパルスアンテナを採用したレーダーシステム
3.方位角方向に高速回転しながら仰角方向に上下に低速走査する単一のペンシルビームを備えたレーダーシステム。なお、このようなシステムは、高さ方向の探査と高度の推定を一度に行えるものではないが、一定時間に亘る動作により、これを実現する。
4.2つの単一ビームレーダーシステムを互いに異なる一定の仰角で並列的に作動させるシステム
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・ ターゲットのRCSの変動に対する空間的多様性(これは小規模ターゲットに必要である)
・ 地理的障害物によるシャドウイングに対する空間的多様性
2 送信機
3 アンテナ
4 方位角走査手段
5 サーキュレータ
6 リミッタ
7 受信機
8 サンプリングシステム
9 回転素子
10 スイッチ
11 プロセッサ
12 ロータリージョイント、方位角方向ロータリージョイント
13 スイッチ制御回路
14 回転素子
15 ビーム
16 スイッチ
17,18 ハイブリッド
19 デュアルチャネルロータリージョイント
20 ローパワービーム切替式レーダー装置
21 モノパルス式レーダー装置
22 受信路
23 Az−El走査手段
24 低速仰角方向走査式レーダー装置
25 仰角方向ロータリージョイント
26 周波数走査式レーダー装置
27 平板形アレイ
28 並列式レーダー装置
29 低仰角レーダーサブシステム
30 高仰角レーダーサブシステム
31 融合処理部
32 検出処理部
33 追跡処理部
34 後処理部
35 表示処理部
36 プロットデータ
37 追跡データ
38 ターゲットデータ
39 ネットワーク
Claims (32)
- 三次元レーダーシステムであって、
有効指向方向を仰角方向において変更する手段を備えたアンテナと、
前記アンテナを介して放射されるレーダー信号を発生するために前記アンテナに動作接続されたレーダー送信機と、
前記アンテナに動作接続されたレーダー受信機と、
前記アンテナを1つの軸を中心に回転させるために前記アンテナに動作接続された方位方向走査手段と、
前記受信機に動作接続されたプロセッサとを備えており、
前記プロセッサは、飛行ターゲットを探知し、かつその位置を方位角と探査距離から特定するように構成され、また前記プロセッサは、探知された各ターゲットの高度を、前記アンテナの仰角方向における指向方向の関数として反射波の相対振幅に基づいて推定するようにさらに構成されているシステム。 - 前記アンテナの仰角方向における前記有効指向方向を変更する手段は、前記アンテナを介して少なくとも2つのビームを発生させる手段と、所与のレーダーパルスに対して所与のビームを選択する手段とを備える、請求項1記載のシステム。
- 前記発生手段および前記選択手段が、前記アンテナと共に前記軸の回りを回転するハイパワー無線周波数スイッチを含み、前記スイッチは、送信受信のいずれにおいても操作可能である、請求項2記載のシステム。
- 前記選択手段が、前記軸に対して静止しており前記アンテナと共に回転しないローパワー無線周波数スイッチを含み、前記スイッチは、受信においてのみ走査可能である、請求項2記載のシステム。
- 前記アンテナはレフレクタであり、前記発生手段は多重フィードを含む、請求項2記載のシステム。
- 前記アンテナは周波数走査アンテナであり、前記発生手段は、前記少なくとも2つのビームを発生するよう同調可能な可変周波数送受信機を含む、請求項2記載のシステム。
- 前記アンテナはフェーズドアレイアンテナであり、前記発生手段および前記選択手段は、ビーム形成ネットワークを含む、請求項2記載のシステム。
- 前記アンテナは仰角方向モノパルスアンテナであり、前記レーダー受信機は、各アンテナ受信チャネルに対する専用受信機を含む、請求項1記載のシステム。
- 前記アンテナは多重フィードを備えたレフレクタである、請求項8記載のシステム。
- 前記専用受信機は非コヒーレントであり、割り当てられる受信チャネルは、前記アンテナの上方ビームおよび下方ビームに基づく、請求項8記載のシステム。
- 前記レーダー送信機およびレーダー受信機は非コヒーレントである、請求項1記載のシステム。
- 前記前記レーダー送信機およびレーダー受信機は民生品の海洋レーダーに基づく、請求項1記載のシステム。
- 前記受信機がデジタル出力を有する、請求項1記載のシステム。
- 前記発生手段が仰角方向走査手段を含む、請求項1記載のシステム。
- 前記プロセッサは民生品パーソナルコンピュータである、請求項1記載のシステム。
- 前記プロセッサが、統合、干渉抑圧、クラッタ抑圧および適応閾値化を行う、請求項1記載のシステム。
- 飛行ターゲットの高度を特定する方法であって、
少なくとも1つのレーダーアンテナを有するレーダーシステムを、ターゲットを照明および検知するように作動するステップと、
前記レーダーシステムの前記作動するステップの間に、前記少なくとも1つのレーダーアンテナの指向仰角を変更するステップと、
探知されたターゲットの高度を、アンテナの指向仰角の関数として反射波振幅の変動により推定するステップと、を含む方法。 - 前記変更するステップは、前記アンテナを介して複数のビームを送出するステップを含む、請求項17記載の方法。
- レーダーの送信と受信とを、前記ビーム間で交互にパルス毎に切り替える、請求項18記載の方法。
- レーダーの送信と受信とを、前記ビームの全てを通して、各送信パルスに基づいて行う、請求項18記載の方法。
- 前記変更するステップは、仰角方向走査手段を操作するステップを含む、請求項17記載の方法。
- 前記レーダーシステムは、少なくとも2つの互いに隣接するレーダーサブシステムを含み、前記変更するステップは、前記少なくとも2つのレーダーサブシステムを、各レーダーサブシステムが異なる仰角を指向するように作動するステップを含む、請求項17記載の方法。
- 検知した飛行ターゲットを追跡するようにプロセッサを作動するステップを更に含む、請求項17記載の方法。
- 前記推定するステップは、仰角方向の補間処理を含む、請求項17記載の方法。
- 前記推定するステップは、ターゲットの航跡を用い、関連付け処理にて、異なるビームでの航跡のどれが同一のターゲットに所属するかを識別するステップを含み、これにより平滑化および高度推定の改善を可能とした、請求項17記載の方法。
- 高度推定値を用いてターゲットのレーダー反射面積を更に推定するステップを更に含む、請求項17記載の方法。
- 高度推定値を用いてターゲットの分類を更に行うステップを更に含む、請求項17記載の方法。
- ネットワークに高度情報を配信するステップを更に含む、請求項17記載の方法。
- ユーザーに対して自動的に危機または関心のある状況についての通知または警告を行うステップを更に含む、請求項17記載の方法。
- ターゲットの高度、および距離の推定値、ならびにレーダー反射波強度を組み合わせてレーダー反射面積の精密な推定値を生成するステップを更に含む、請求項17記載の方法。
- 前記各ターゲットに対し、速度、進行方向、位置、高度、およびこれらそれぞれの不確定範囲を含む推定動態ベクトルを、連続的に更新するステップを更に含む、請求項17記載の方法。
- 前記推定するステップを、前記レーダーシステムの視野に入る全てのターゲットに対して実行し、これらのターゲットの3次元位置特定を提供する、請求項17記載の方法。
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