JP2013083542A

JP2013083542A - Radar system

Info

Publication number: JP2013083542A
Application number: JP2011223573A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Otomo; 恒大友
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2013-05-09

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To support navigation by using a reflection signal of a signal transmitted from an aircraft.SOLUTION: A radar system includes: a receiving part; a correlation processing part; and an operation part. The receiving part receives an expanded squitter transmitted from a first aircraft through an Ω channel via an antenna, and a reflection signal reflected on a second aircraft by the expanded squitter through a Σ channel and a Δ channel. The correlation processing part calculates delay time between the expanded squitter received by the receiving part and the reflection signal of the expanded squitter. The operation part estimates positions of other aircrafts by using the expanded squitter received by the receiving part, a rotational angle of the antenna when the reflection signal of the expanded squitter is received, and the delay time calculated by the correlation processing part.

Description

本発明の実施形態は、航空機から送信された信号の反射信号を受信するレーダ装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a radar apparatus that receives a reflected signal of a signal transmitted from an aircraft.

航空機は、飛行の安全を図るため、質問信号や応答信号を送受信するモードＳ二次監視レーダ装置等のレーダ装置を利用して監視されている。また、航空機同士の衝突を防止するために航空機同士で位置情報を交換する放送型自動従属監視（ＡＤＳ−Ｂ：Automatic Dependent Surveillance-Broadcast）も利用されている。 Airplanes are monitored using a radar device such as a Mode S secondary monitoring radar device that transmits and receives question signals and response signals in order to ensure flight safety. In addition, in order to prevent a collision between aircrafts, broadcast-type automatic dependent surveillance (ADS-B) that exchanges position information between aircrafts is also used.

一方、モードＳ二次監視レーダ装置と信号の送受信が可能な航空機ばかりでなく、モードＳ二次監視レーダと信号の送受信を行うトランスポンダを備えていない航空機もある。このような航空機の場合、地上のレーダ装置ではトランスポンダを搭載しない航空機の飛行を把握することが困難である。 On the other hand, not only aircraft capable of transmitting / receiving signals to / from the mode S secondary monitoring radar apparatus, but also aircraft not including a transponder for transmitting / receiving signals to / from the mode S secondary monitoring radar. In the case of such an aircraft, it is difficult to grasp the flight of an aircraft not equipped with a transponder with a ground radar device.

特開２００７−１０６２９号公報JP 2007-10629 A 特開２０００−１３７０７３号公報JP 2000-137073 A 特開平５−１４２３４１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-142341

“Aeronautical Telecommunications，ANNEX10，VOLUMEＩＶ”，Surveillance Radar and Collision Avoidance Systems，1996年７月，ICAO“Aeronautical Telecommunications, ANNEX10, VOLUMEIV”, Surveillance Radar and Collision Avoidance Systems, July 1996, ICAO “ＳＳＲモードＳ概説書”，平成14年12月，国土交通省航空局管制保安部無線課“SSR Mode S Overview”, December 2002, Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism

上述したように、モードＳ二次監視レーダでは、飛行を監視できない航空機が存在することがあった。 As described above, in the mode S secondary monitoring radar, there may be an aircraft that cannot monitor the flight.

本発明の実施形態に係るレーダ装置は、受信部と、相関処理部と、演算部とを備える。受信部は、アンテナを介して、第１航空機から送信された拡張スキッタをΩチャンネルで受信するとともに、当該拡張スキッタが第２航空機で反射した反射信号をΣチャンネル及びΔチャンネルで受信する。相関処理部は、受信部が受信した拡張スキッタと当該拡張スキッタの反射信号との遅延時間を求める。演算部は、受信部が受信した拡張スキッタと、当該拡張スキッタの反射信号を受信した際のアンテナの回転角度と、相関処理部で求められた遅延時間とを利用して、他の航空機の位置を推定する。 A radar apparatus according to an embodiment of the present invention includes a reception unit, a correlation processing unit, and a calculation unit. The receiving unit receives the extended squitter transmitted from the first aircraft via the antenna via the Ω channel, and receives the reflected signals reflected by the second aircraft from the second aircraft via the Σ channel and Δ channel. The correlation processing unit obtains a delay time between the extended squitter received by the receiving unit and the reflection signal of the extended squitter. The calculation unit uses the extended squitter received by the receiving unit, the rotation angle of the antenna when the reflected signal of the extended squitter is received, and the delay time obtained by the correlation processing unit to determine the position of another aircraft. Is estimated.

実施形態に係るレーダ装置が受信する信号を説明する概略図である。It is the schematic explaining the signal which the radar apparatus which concerns on embodiment receives. 実施形態に係るレーダ装置の構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the structure of the radar apparatus which concerns on embodiment. 図１のレーダ装置での演算を説明する概略図である。It is the schematic explaining the calculation in the radar apparatus of FIG.

以下に、図面を用いて実施形態に係るレーダ装置について説明する。実施形態に係るレーダ装置は、航空機から送信された送信信号が他の航空機に反射した反射信号を受信して解析して航空機を監視する装置である。以下では、実施形態に係るレーダ装置が航空機との間で信号の送受信を行って航空機を監視するモードＳ二次監視レーダ装置に備えられているものとして説明するが、質問は送信せず、反射信号を利用して航空機を監視する機能のみを備えていても実現することができる。 The radar apparatus according to the embodiment will be described below with reference to the drawings. The radar apparatus according to the embodiment is an apparatus that monitors an aircraft by receiving and analyzing a reflection signal obtained by reflecting a transmission signal transmitted from an aircraft on another aircraft. In the following description, it is assumed that the radar apparatus according to the embodiment is provided in a mode S secondary monitoring radar apparatus that transmits and receives signals to and from an aircraft to monitor the aircraft. Even if it has only the function of monitoring the aircraft using signals, it can be realized.

具体的には、図１に示すように、実施形態に係るモードＳ二次監視レーダのアンテナ１０は、第１航空機２００が送信した拡張スキッタＳ１を受信するとともに、拡張スキッタＳ１が他の航空機である第２航空機２０１を反射した反射信号Ｓ２を受信する。ここで、モードＳ二次監視レーダのアンテナ１０は、ＩＮＴパターン（Σパターン）３００、モノパルスパターン（Δパターン）３０１、全周パターン（Ωパターン）３０２で信号を受信する。 Specifically, as shown in FIG. 1, the antenna 10 of the mode S secondary monitoring radar according to the embodiment receives the extended squitter S1 transmitted from the first aircraft 200, and the extended squitter S1 is transmitted from another aircraft. A reflected signal S2 reflected from a certain second aircraft 201 is received. Here, the antenna 10 of the mode S secondary monitoring radar receives signals in an INT pattern (Σ pattern) 300, a monopulse pattern (Δ pattern) 301, and an all-around pattern (Ω pattern) 302.

Σパターン３００では、指向性があるが、信号の受信感度が高い。一方、Ωパターン３０２では、無指向性であるが、信号の受信感度が低い。また、反射信号Ｓ２は、拡張スキッタＳ１が第２航空機２０１で反射した信号であるため、拡張スキッタＳ１よりも電力が小さい。したがって、アンテナ１０は、受信感度の低いΩパターン３０２では、第１航空機２００が送信した拡張スキッタＳ１を受信することができるが、拡張スキッタＳ１より電力の小さい反射信号Ｓ２を受信することはできない。したがって、アンテナ１０は、受信感度の高いΣパターン３００やΔパターン３０１でのみ反射信号Ｓ２を受信することができる。 The Σ pattern 300 has directivity but has high signal reception sensitivity. On the other hand, the Ω pattern 302 is omnidirectional but has low signal reception sensitivity. The reflected signal S2 is a signal reflected from the second aircraft 201 by the extension squitter S1, and therefore has a lower power than the extension squitter S1. Therefore, the antenna 10 can receive the extended squitter S1 transmitted by the first aircraft 200 with the Ω pattern 302 having low reception sensitivity, but cannot receive the reflected signal S2 having a lower power than the extended squitter S1. Therefore, the antenna 10 can receive the reflected signal S2 only with the Σ pattern 300 and the Δ pattern 301 having high reception sensitivity.

図２に示すように、実施形態に係るモードＳ二次監視レーダ１は、アンテナ１０を介してΣパターン、Δパターン、Σパターンの信号を受信する受信部１１と、受信部１１がΣパターンで受信した信号とΩパターンで受信した信号の相関を求める相関処理部１３と、Ωパターンで受信した信号をデコードするデコーダ１４と、受信部１１の処理結果、相関処理部１３の処理結果及びデコーダ１４の処理結果を利用して航空機の位置を推定する演算部１５と、航空機の情報を蓄積して記憶する蓄積データ記憶部１６と、演算部１５の処理結果を利用して航空機を追随する追随部１７と、追随する航空機の情報を記憶する追随データ記憶部１８と、追随部１７の処理結果を表示する表示装置１９と、追随部１７の処理結果を記憶する記憶装置２０とを備えている。 As illustrated in FIG. 2, the mode S secondary monitoring radar 1 according to the embodiment includes a receiving unit 11 that receives a signal of a Σ pattern, a Δ pattern, and a Σ pattern via an antenna 10, and the receiving unit 11 has a Σ pattern. A correlation processing unit 13 for obtaining a correlation between a received signal and a signal received with an Ω pattern, a decoder 14 for decoding a signal received with an Ω pattern, a processing result of the receiving unit 11, a processing result of the correlation processing unit 13, and a decoder 14 The calculation unit 15 that estimates the position of the aircraft using the processing result of the above, the accumulated data storage unit 16 that accumulates and stores the aircraft information, and the tracking unit that follows the aircraft using the processing result of the calculation unit 15 17, a follow-up data storage unit 18 that stores information of the following aircraft, a display device 19 that displays the processing result of the follow-up unit 17, and a storage device 20 that stores the processing result of the follow-up unit 17. Eteiru.

なお、モードＳ二次監視レーダ１は、一般的なモードＳ二次監視レーダが備えるような、質問信号を送信する処理部、受信したモードＳ信号を解析処理する処理部、受信したＡＴＣＲＢＳ信号を解析処理する処理部、解析されたモードＳ信号及びＡＴＣＲＢＳ信号の解析結果からレポートを生成する処理部等を備えているが、図２では省略している。 The mode S secondary monitoring radar 1 includes a processing unit that transmits an interrogation signal, a processing unit that analyzes a received mode S signal, and a received ATCRBS signal that a general mode S secondary monitoring radar includes. A processing unit that performs analysis processing, a processing unit that generates a report from the analysis results of the analyzed mode S signal and ATCRBS signal, and the like are provided, but are omitted in FIG.

受信部１１は、一般的なモードＳ二次監視レーダの受信部であって、図２に示すように、アンテナ１０を介して入力するΣパターンの信号と局発１１１からの信号とを混合するミキサ１１２と、混合された信号を増幅するアンプ１１３と、増幅された信号を帯域調整するフィルタ１１４と、帯域調整された信号を対数調整（圧縮又は拡張）するログアンプ１１５と、アンテナ１０を介して入力するΔパターンの信号と局発１１１からの信号とを混合するミキサ１１６と、混合された信号を増幅するアンプ１１７と、増幅された信号を帯域調整するフィルタ１１８と、帯域調整された信号を対数調整（圧縮又は拡張）するログアンプ１１９と、Σパターンの信号とΔパターンの信号を利用して信号の位相の符号を判定する位相検波手段１２０と、判定された位相の符号を利用して信号のビーム内角度を決定するＯＢＡ演算手段１２１と、決定したビーム内角度とアンテナ１０から入力するアンテナ１０の機械的指向角を加算して絶対値であるアンテナ１０の回転角度を求める加算器１２２と、アンテナ１０を介して入力するΩパターンの信号と局発１１１からの信号とを混合するミキサ１２３と、混合された信号を増幅するアンプ１２４と、増幅された信号を帯域調整するフィルタ１２５と、帯域調整された信号を対数調整（圧縮又は拡張）するログアンプ１２６とを備えている。 The receiving unit 11 is a receiving unit of a general mode S secondary monitoring radar, and, as shown in FIG. 2, mixes a Σ pattern signal input via the antenna 10 and a signal from the local oscillator 111. The mixer 112, the amplifier 113 that amplifies the mixed signal, the filter 114 that adjusts the band of the amplified signal, the log amplifier 115 that performs logarithmic adjustment (compression or expansion) of the band-adjusted signal, and the antenna 10. The mixer 116 that mixes the signal of the Δ pattern and the signal from the local oscillator 111, the amplifier 117 that amplifies the mixed signal, the filter 118 that adjusts the band of the amplified signal, and the band-adjusted signal A logarithmic amplifier (119) for logarithmic adjustment (compression or expansion), phase detection means 120 for determining the sign of the phase of the signal using a Σ pattern signal and a Δ pattern signal, An absolute value is obtained by adding the determined in-beam angle and the mechanical directivity angle of the antenna 10 input from the antenna 10 to the OBA calculating means 121 for determining the in-beam angle of the signal using the code of the determined phase. An adder 122 for obtaining the rotation angle of the antenna 10, a mixer 123 for mixing the Ω pattern signal input from the antenna 10 and the signal from the local oscillator 111, an amplifier 124 for amplifying the mixed signal, and amplification A filter 125 for band-adjusting the adjusted signal, and a log amplifier 126 for logarithmically adjusting (compressing or expanding) the band-adjusted signal.

相関処理部１３は、ログアンプ１１５から出力されたΣパターンの信号と、ログアンプ１２６から出力されたΩパターンの信号とを入力し、相関を求めてΣパターンの信号とΩパターンの信号との遅延量である時間的相関を求める。すなわち、図１に示す例で第１航空機２００が送信した拡張スキッタＳ１は、Ωパターン３０２で受信される。一方、第２航空機２０１で拡張スキッタＳ１が反射した反射信号Ｓ２は、Σパターン３００で受信される。また、反射信号Ｓ２は拡張スキッタＳ１が反射した信号であるため、拡張スキッタＳ１の内容と反射信号Ｓ２の内容は同一である。したがって、相関処理部１３は、Σパターンの信号とΩパターンの信号とから同一信号の時間的相関を求めることで、拡張スキッタＳ１受信から反射信号Ｓ２受信までの遅延時間を求めることができる。 The correlation processing unit 13 inputs the Σ pattern signal output from the log amplifier 115 and the Ω pattern signal output from the log amplifier 126, obtains the correlation, and obtains the correlation between the Σ pattern signal and the Ω pattern signal. Find the temporal correlation that is the amount of delay. That is, the extended squitter S1 transmitted by the first aircraft 200 in the example shown in FIG. On the other hand, the reflected signal S <b> 2 reflected by the extended squitter S <b> 1 by the second aircraft 201 is received by the Σ pattern 300. Further, since the reflected signal S2 is a signal reflected by the extended squitter S1, the contents of the extended squitter S1 and the contents of the reflected signal S2 are the same. Therefore, the correlation processing unit 13 can obtain the delay time from the reception of the extended squitter S1 to the reception of the reflected signal S2 by obtaining the temporal correlation of the same signal from the Σ pattern signal and the Ω pattern signal.

デコーダ１４は、ログアンプ１２６から入力したΩパターンの信号を入力し、デコードする。すなわち、デコーダ１４は、第１航空機２００が送信した拡張スキッタＳ１をデコードする。したがって、デコーダ１４のデコード結果には、第１航空機２００のモードＳアドレス、位置情報等が含まれる。 The decoder 14 receives and decodes the Ω pattern signal input from the log amplifier 126. That is, the decoder 14 decodes the extended squitter S1 transmitted by the first aircraft 200. Therefore, the decoding result of the decoder 14 includes the mode S address of the first aircraft 200, position information, and the like.

演算部１５は、受信部１１からアンテナ１０の回転角度を入力し、相関処理部１３から時間的相関を入力し、デコーダ１４からΩパターンの信号のデコード結果を入力すると、入力したデータ及び時刻発生手段２１で発生した時刻を蓄積データ記憶部１６の蓄積データに追加するとともに、蓄積データから第１航空機２００の過去のデータを抽出して利用することで拡張スキッタＳ１を反射した第２航空機２０１の位置を推定する。ここで、受信部１１、相関処理部１３及びデコーダ１４における処理に要する時間は把握することができるため、演算部１５は、時刻発生手段２１から入力する時刻を利用して信号を受信した時刻を求めることができる。 The calculation unit 15 inputs the rotation angle of the antenna 10 from the reception unit 11, inputs the temporal correlation from the correlation processing unit 13, and inputs the decoding result of the Ω pattern signal from the decoder 14. The time generated by the means 21 is added to the accumulated data in the accumulated data storage unit 16, and the past data of the first aircraft 200 is extracted from the accumulated data and used to reflect the extended squitter S1. Estimate the position. Here, since the time required for processing in the receiving unit 11, the correlation processing unit 13, and the decoder 14 can be grasped, the calculation unit 15 uses the time input from the time generating unit 21 to determine the time when the signal is received. Can be sought.

拡張スキッタＳ１を送信した第１航空機２００の位置情報は、拡張スキッタＳ１に含まれているため、モードＳ二次監視レーダ１で把握することができる。一方、第２航空機２０１で反射された反射信号Ｓ２に含まれている位置情報は第１航空機２００の位置情報であって、第２航空機２０１の位置情報は含まれていないため、モードＳ二次監視レーダ１は把握することができない。したがって、演算部１５は、得られた情報から、第２航空機２０１の位置を推定する。 Since the position information of the first aircraft 200 that transmitted the extended squitter S1 is included in the extended squitter S1, it can be grasped by the mode S secondary monitoring radar 1. On the other hand, the position information included in the reflected signal S2 reflected by the second aircraft 201 is the position information of the first aircraft 200 and does not include the position information of the second aircraft 201. The monitoring radar 1 cannot grasp. Therefore, the calculation unit 15 estimates the position of the second aircraft 201 from the obtained information.

例えば、アンテナ１０、第１航空機２００、第２航空機２０１の位置関係は、図３に示すような三角形で表される。図３は、第１航空機２００と第２航空機２０１間を距離Ｒ１、第２航空機２０１とアンテナ１０間を距離Ｒ２、第１航空機２００とアンテナ１０間を距離Ｒ３とし、アンテナ１０と第１航空機２００及び第２航空機２０１で形成する角度をθ１とした例である。 For example, the positional relationship between the antenna 10, the first aircraft 200, and the second aircraft 201 is represented by a triangle as shown in FIG. 3 shows a distance R1 between the first aircraft 200 and the second aircraft 201, a distance R2 between the second aircraft 201 and the antenna 10, a distance R3 between the first aircraft 200 and the antenna 10, and the antenna 10 and the first aircraft 200. In this example, the angle formed by the second aircraft 201 is θ1.

まず、演算部１５は、第１航空機２００とアンテナ１０の位置から、距離Ｒ３を求める。すなわち、アンテナ１０は固定であるため、演算部１５は、予めアンテナ１０の位置を把握している。また、第１航空機２００が送信した拡張スキッタＳ１は第１航空機２００の位置を含んでいることから、演算部１５は、デコーダ１４のデコード結果から第１航空機２００の位置を把握することができる。 First, the calculating part 15 calculates | requires distance R3 from the position of the 1st aircraft 200 and the antenna 10. FIG. That is, since the antenna 10 is fixed, the calculation unit 15 grasps the position of the antenna 10 in advance. Further, since the extended squitter S1 transmitted by the first aircraft 200 includes the position of the first aircraft 200, the calculation unit 15 can grasp the position of the first aircraft 200 from the decoding result of the decoder 14.

また、演算部１５は、距離Ｒ３と、拡張スキッタＳ１の受信から反射信号Ｓ２の受信までの遅延時間とから、「距離Ｒ１＋距離Ｒ２」を求める。すなわち、演算部１５は、相関処理部１３の求めた時間的相関から、拡張スキッタＳ１の受信から反射信号Ｓ２の受信までの遅延時間を把握することができる。この遅延時間と距離Ｒ３とを利用して、演算部１５は、距離Ｒ１＋距離Ｒ２を求める。 Further, the calculation unit 15 obtains “distance R1 + distance R2” from the distance R3 and the delay time from reception of the extended squitter S1 to reception of the reflected signal S2. That is, the computing unit 15 can grasp the delay time from the reception of the extended squitter S1 to the reception of the reflected signal S2 from the temporal correlation obtained by the correlation processing unit 13. Using this delay time and the distance R3, the calculation unit 15 calculates the distance R1 + the distance R2.

さらに、演算部１５は、加算器１２２から、Σパターンの信号とΔパターンの信号を利用したモノパルス測角とアンテナ１０の回転角度θを利用して求められた第２航空機２０１の精密な方位角度θ１を入力する。 Further, the arithmetic unit 15 obtains the precise azimuth angle of the second aircraft 201 obtained from the adder 122 using the monopulse angle measurement using the Σ pattern signal and the Δ pattern signal and the rotation angle θ of the antenna 10. Enter θ1.

その後、演算部１５は、距離Ｒ３と、距離Ｒ１＋距離Ｒ２と、角度θ１とから、距離Ｒ２を求める。ここで、演算部１５は、アンテナ１０から距離Ｒ２の位置に第２航空機２０１が存在すると推定することができる。一方、第２航空機２０１の位置は二次元ではなく三次元であるため、一組の距離Ｒ３、距離Ｒ１＋距離Ｒ２及び角度θ１のみから推定することはできない。したがって、演算部１５は、蓄積データ記憶部１６に記憶される少なくとも二組の異なるタイミングの距離Ｒ３、又は複数の異なる第１航空機２００との距離Ｒ１＋距離Ｒ２及び角度θ１を利用することで、第２航空機２０１の三次元の位置を推定することができる。 Thereafter, the calculation unit 15 obtains the distance R2 from the distance R3, the distance R1 + the distance R2, and the angle θ1. Here, the calculation unit 15 can estimate that the second aircraft 201 is present at a distance R2 from the antenna 10. On the other hand, since the position of the second aircraft 201 is not two-dimensional but three-dimensional, it cannot be estimated from only one set of distance R3, distance R1 + distance R2, and angle θ1. Accordingly, the calculation unit 15 uses the distance R3 of at least two different timings stored in the accumulated data storage unit 16, or the distance R1 + distance R2 and the angle θ1 with the plurality of different first aircrafts 200, so that the first 2 The three-dimensional position of the aircraft 201 can be estimated.

演算部１５は、第２航空機２０１の位置を推定すると、第２航空機２０１の推定位置を追随部１７に出力する。 When the calculation unit 15 estimates the position of the second aircraft 201, the calculation unit 15 outputs the estimated position of the second aircraft 201 to the tracking unit 17.

ここで、探知距離Ｒ２は、受信電力Ｐｒにより決定される。一般的な航空機の信号の送信電力Ｐｔは、５００Ｗ（５７ｄＢｍ）程度である。したがって、図３に示すように、第１航空機２００から第２航空機２０１までの到達電力はＰｔ／（４π（Ｒ１）²）であり、第２航空機２０１のＲＣＳ（散乱断面積）をσとすると、アンテナまでの到達電力は、（Ｐｔ／（４π（Ｒ１）²））・（σ／（４π（Ｒ２）²））となる。また、アンテナ１０のゲインをＧｒとすると、アンテナの受信効率はＧｒλ²／（４π）となる。その結果、アンテナ１０の受信電力Ｐｒは、式（１）で求められる。 Here, the detection distance R2 is determined by the received power Pr. The transmission power Pt of a general aircraft signal is about 500 W (57 dBm). Therefore, as shown in FIG. 3, the reached power from the first aircraft 200 to the second aircraft 201 is Pt / (4π (R1) ² ), and RCS (scattering cross section) of the second aircraft 201 is σ. The power reached to the antenna is (Pt / (4π (R1) ² )) · (σ / (4π (R2) ² )). If the gain of the antenna 10 is Gr, the receiving efficiency of the antenna is Grλ ² / (4π). As a result, the reception power Pr of the antenna 10 can be obtained by Expression (1).

Ｐｒ＝（Ｐｔ／（４π（Ｒ１）²））・（σ／（４π（Ｒ２）²））・（Ｇｒλ²／（４π））…（１）
ここで、最小受信感度Ｓｍｉｎ＜Ｐｒが受信可能な領域だとすると、モードＳ二次監視レーダ１で制御可能なパラメータはゲインＧｒ及び最小受信感度Ｓｍｉｎのみである。また、距離Ｒ２を伸ばすには、アンテナ１０のゲインＧｒを上げるか、最小受信感度Ｓｍｉｎを上げる必要がある。したがって、所望の距離Ｒ２を得るためには、最小受信感度Ｓｍｉｎ及びアンテナ１０のゲインＧｒを最適にする必要がある。 Pr = (Pt / (4π (R1) ² )) · (σ / (4π (R2) ² )) · (Grλ ² / (4π)) (1)
Here, assuming that the minimum reception sensitivity Smin <Pr is a receivable region, the parameters that can be controlled by the mode S secondary monitoring radar 1 are only the gain Gr and the minimum reception sensitivity Smin. In order to increase the distance R2, it is necessary to increase the gain Gr of the antenna 10 or increase the minimum reception sensitivity Smin. Therefore, in order to obtain the desired distance R2, it is necessary to optimize the minimum reception sensitivity Smin and the gain Gr of the antenna 10.

蓄積データ記憶部１６に記憶される蓄積データは、デコーダ１４でデコードされた拡張スキッタＳ１と、相関処理部１３から入力した当該拡張スキッタＳ１に対応する反射信号Ｓ２の遅延時間と、当該反射信号Ｓ２を受信した際のアンテナの角度θ１とを含むデータである。 The accumulated data stored in the accumulated data storage unit 16 includes the extended squitter S1 decoded by the decoder 14, the delay time of the reflected signal S2 corresponding to the extended squitter S1 input from the correlation processing unit 13, and the reflected signal S2. Is the data including the angle θ1 of the antenna when it is received.

蓄積データ記憶部１６では、航空機の位置の推定に有効なデータのみ記憶していればよい。したがって、蓄積データでは、アンテナ１０が信号受信に利用するビーム幅分のデータのみ含んでいる。また、演算部１５は、ビーム幅外になったデータを蓄積データから削除する。具体的には、アンテナ１０が１５ｒｐｍで回転し、Σビーム幅が２．５°の場合、演算部１５は、受信後、約２８ｍｓ（６０／１５×２．５／３６０）経過したデータは、蓄積データからデータを削除する。 The accumulated data storage unit 16 need only store data effective for estimating the position of the aircraft. Therefore, the accumulated data includes only the data corresponding to the beam width used by the antenna 10 for signal reception. In addition, the calculation unit 15 deletes data outside the beam width from the accumulated data. Specifically, when the antenna 10 rotates at 15 rpm and the Σ beam width is 2.5 °, the calculation unit 15 obtains data about 28 ms (60/15 × 2.5 / 360) after reception, Delete data from stored data.

追随部１７は、第２航空機２０１の推定位置と、この推定位置のデータを入力すると、追随データ記憶部１８から対応する航空機についての情報データを選択し、第２航空機２０１の位置を追随する。このとき、第１航空機２００及び第２航空機２０１の移動方向を推定することができるときには、追随部１７は、移動方向を求めて、追随データ記憶部１８に記憶させてもよい。 When the tracking unit 17 inputs the estimated position of the second aircraft 201 and data of the estimated position, the tracking unit 17 selects information data about the corresponding aircraft from the tracking data storage unit 18 and tracks the position of the second aircraft 201. At this time, when the movement directions of the first aircraft 200 and the second aircraft 201 can be estimated, the tracking unit 17 may obtain the movement direction and store the movement direction in the tracking data storage unit 18.

また、例えば、追随部１７は、処理結果を表示装置１９に出力して表示させたり、記憶装置２０に出力して記憶させたりする。 Further, for example, the follower 17 outputs the processing result to the display device 19 for display, or outputs it to the storage device 20 for storage.

追随データ記憶部１８に記憶される追随データは、モードＳ二次監視レーダで反射信号Ｓ２を利用して飛行経路を追随している第２航空機２０１に関するデータである。この反射信号Ｓ２を利用して追随する第２航空機２０１のモードＳアドレスは把握できないため、追尾データでは、反射信号Ｓ２に含まれる拡張スキッタＳ１を送信した航空機のモードＳアドレス及び位置情報とともに、演算部１５で得られた第２航空機２０１の推定位置を含んでいる。また、追随部１７で第１航空機２００や第２航空機２０１の移動方向が求められたときには、移動方向を追加してもよい。 The follow-up data stored in the follow-up data storage unit 18 is data related to the second aircraft 201 that follows the flight path using the reflection signal S2 by the mode S secondary monitoring radar. Since the mode S address of the second aircraft 201 that follows this reflected signal S2 cannot be grasped, the tracking data is calculated together with the mode S address and position information of the aircraft that transmitted the extended squitter S1 included in the reflected signal S2. The estimated position of the second aircraft 201 obtained by the unit 15 is included. Further, when the follower 17 determines the movement direction of the first aircraft 200 or the second aircraft 201, the movement direction may be added.

なお、図１及び図３では、拡張スキッタＳ１を送信する航空機は第１航空機２００の１機のみ存在する例で説明したが、拡張スキッタＳ１を送信する航空機が複数存在し、１機の航空機が複数の拡張スキッタＳ１を反射する場合もある。また、拡張スキッタＳ１を反射する航空機は第２航空機２０１の１機のみ存在する例で説明したが、拡張スキッタＳ１を反射する航空機が複数存在する場合もある。このように拡張スキッタＳ１を送信する航空機や反射する航空機が複数存在する場合、追随部１７は、演算部１５で位置が推定された複数の航空機について処理する。 1 and 3, the example in which there is only one aircraft of the first aircraft 200 that transmits the expansion squitter S1 has been described. However, there are a plurality of aircraft that transmit the expansion squitter S1, and there is one aircraft. In some cases, a plurality of extended squitters S1 are reflected. Further, although the example in which only one aircraft of the second aircraft 201 exists that reflects the extended squitter S1 has been described, there may be a plurality of aircraft that reflect the extended squitter S1. When there are a plurality of aircraft that transmit the extended squitter S1 and a plurality of aircraft that reflect in this way, the tracking unit 17 processes the plurality of aircrafts whose positions are estimated by the calculation unit 15.

上述したように、実施形態に係る二次監視レーダ１では、拡張スキッタＳ１（Ωパターン）と拡張スキッタＳ１の反射信号Ｓ２（Σパターン）とを利用することで、拡張スキッタＳ１を反射した航空機の位置を把握することができる。すなわち、モードＳ二次監視レーダは、モードＳ二次監視レーダと信号の送受信を行うトランスポンダを有している航空機は、質問応答によって飛行を監視することができる。また、モードＳ二次監視レーダで拡張スキッタを受信して処理するようにすることで、拡張スキッタを送信するトランスポンダを有する航空機の飛行も把握することができる。一方、モードＳ二次監視レーダとの信号の送受信が可能なトランスポンダや拡張スキッタＳ１を送信するトランスポンダを有していない航空機については、飛行の把握が困難であったが、反射信号Ｓ２を利用することでこのようなトランスポンダを未搭載の航空機についても飛行を把握することができる。 As described above, in the secondary monitoring radar 1 according to the embodiment, by using the extended squitter S1 (Ω pattern) and the reflected signal S2 (Σ pattern) of the extended squitter S1, the aircraft that reflects the extended squitter S1 is used. The position can be grasped. That is, the mode S secondary monitoring radar can monitor the flight by the question answering of the aircraft having a transponder that transmits and receives signals to and from the mode S secondary monitoring radar. Further, by receiving and processing the extended squitter by the mode S secondary monitoring radar, it is possible to grasp the flight of the aircraft having the transponder that transmits the extended squitter. On the other hand, for aircraft that do not have a transponder capable of transmitting / receiving signals to / from the mode S secondary monitoring radar or a transponder that transmits the extended squitter S1, it is difficult to grasp the flight, but the reflected signal S2 is used. Thus, it is possible to grasp the flight even for an aircraft not equipped with such a transponder.

さらに、二次監視レーダ１では、質問信号を送信しなくても（電波発射機能を有しない場合でも）、運用することができる。 Further, the secondary monitoring radar 1 can be operated without transmitting a question signal (even if it does not have a radio wave emission function).

上記のように、本発明を実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例および運用技術が明らかとなる。また、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。 As mentioned above, although this invention was described by embodiment, it should not be understood that the description and drawing which form a part of this indication limit this invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art. Further, the present invention naturally includes various embodiments not described herein.

１０…アンテナ
１１…受信部
１１１…局発
１１２，１１６，１２３…ミキサ
１１３，１１７，１２４…アンプ
１１４，１１８，１２５…フィルタ
１１５，１１９，１２６…ログアンプ
１２０…位相検波手段
１２１…ＯＢＡ演算手段
１２２…加算器
１３…相関処理部
１４…デコーダ
１５…演算部
１６…蓄積データ記憶部
１７…追随部
１８…追随データ記憶部
１９…表示装置
２０…記憶装置
２００…第１航空機
２０１…第２航空機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Antenna 11 ... Reception part 111 ... Local oscillation 112,116,123 ... Mixer 113,117,124 ... Amplifier 114,118,125 ... Filter 115,119,126 ... Log amplifier 120 ... Phase detection means 121 ... OBA calculation means 122 ... adder 13 ... correlation processing unit 14 ... decoder 15 ... calculation unit 16 ... accumulated data storage unit 17 ... following unit 18 ... following data storage unit 19 ... display device 20 ... storage device 200 ... first aircraft 201 ... second aircraft

Claims

A receiving unit that receives the extended squitter transmitted from the first aircraft via the antenna through the Ω channel, and that receives the reflected signals reflected by the second aircraft through the Σ channel and Δ channel;
A correlation processing unit for obtaining a delay time between the extended squitter received by the receiving unit and a reflection signal of the extended squitter;
Using the extended squitter received by the receiving unit, the rotation angle of the antenna when the reflected signal of the extended squitter is received, and the delay time obtained by the correlation processing unit, the position of the other aircraft An arithmetic unit for estimating
A radar apparatus comprising: