JP2013190402A - リフレクタ、レーダ装置、及びレーダシステム - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で送信信号の反射波から物標の識別情報（ＩＤ情報）を検出することを可能にする低コストのリフレクタ、レーダ装置、及びレーダシステムを提供する。
【解決手段】リフレクタ１０は、反射板１１、１２と動力部１３とを有している。反射板１２は、その表面の全体で入射波を反射する全反射状態に形成されているのに対し、反射板１１は、その表面の一部が入射波を反射するが、残りの部分は入射波を透過するように形成されている。送信信号の波長をλとするとき、反射板１１と反射板１２との間隔ｄをλ／４と０とに、動力部１３により固有周期で反復動作させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、リフレクタ、レーダ装置、及びレーダシステムに関し、特に放射したパルス信号が物標で反射されて受信した受信信号から物標の識別情報（ＩＤ）を検出することを可能とするためのリフレクタ、レーダ装置、及びレーダシステムに関するものである。

レーザ、電波、あるいは超音波等の送信信号を放射し、人や車等の移動体（物標）で反射された反射波を受信して処理することにより、当該物標の位置情報を検知する移動体検知センサとしてのレーダ装置が、従来より広く知られている。このようなレーダ装置は、物標で反射された反射波を受信するだけであることから、１次レーダ方式（パッシブ方式）のレーダ装置と呼ばれる。レーダ装置で検知される物標の位置情報として、レーダ装置から物標までの距離、レーダ装置から見た物標の相対速度、レーダ装置から送信信号を放射する正面方向から見た物標の方位角、等がある。

上記のようなレーダ装置では、物標の位置情報を検知することが可能であるが、複数の物標を個別に識別するための識別情報（ＩＤ情報）を取得することはできない。物標毎のＩＤ情報を取得するためには、例えば物標が通信手段を有してレーダ装置との間で双方向通信を行えるようにする必要がある。このような双方向通信を兼ね備えたレーダ方式は、２次レーダ方式（アクティブ方式）と呼ばれる。

物標の位置情報を検知する１次レーダ方式では、例えば２４．１２５ＧＨｚ帯の信号を放射して位置情報の検知を行うことができるが、このような１次レーダ方式に用いられる周波数帯の電波は、通信用に用いることができない。また、物標との双方向通信には、例えば２．４ＧＨｚ帯の電波を用いることができるが、この帯域の電波は１次レーダ方式の位置情報検知に用いることはできない。そのため、物標の位置情報とＩＤ情報の両方を検知する２次レーダ方式では、１次レーダ方式のレーダ装置に双方向通信手段を追加して持たせる必要がある。

２次レーダ方式のレーダ装置を備える移動体として、航空機が知られている。例えば、非特許文献１には、航空機の２次監視レーダ（ＳＳＲ：Secondary Surveillance Radar）を用いてＩＤ情報を取得する方法が記載されている。非特許文献１の記載によれば、レーダによるエコーだけでは、航空機の敵味方、あるいは種別、特定の航空機の識別及び飛行高度等の情報を得ることは困難である。そこで、地上から符号パルスを電波にのせて送信してやり、機上ではこれに応答して、特定パルスを電波で送り返し、これを地上で受信・解読することにより識別することができる、とされている。空港監視レーダ（ＡＳＲ）では、1次監視レーダの使用周波数（２．８ＧＨｚ）とは別の周波数帯に2次監視レーダ用の通信周波数を設けている(質問用１．０３６ＧＨｚ／返答用１．０９ＧＨｚ)。そのため、航空機には質問パルスを受信し、自航空機の情報を再送信するための通信機が必要となる。

また、特許文献１には、航空管制官に空港の地上の乗物位置及び空港の地上で検知した各乗物のＩＤを示す状況把握データを提供する技術が開示されている。空港の地上で運用されることの多い航空機、牽引車、除雪車及び他の乗物にトランスポンダを搭載させることによって、地上レーダ監視システムへターゲットＩＤ情報を提供する構成となっている。特許文献１に記載の技術でも、非特許文献１と同様に別途通信機が必要となる。

特表平８−５１１８６７号公報

吉田 孝著、「レーダ技術」、電子情報通信学会 平成２年７月１日（第７版）、ｐ．２４７―２５１

上記説明のように、従来のレーダ装置では、対象の物標のＩＤ情報を取得するために、レーダ装置からの送信信号を対象の物標の受信機で受信し、それを受けて再度信号を生成し、必要な情報を変調して再送信するアクティブ方式を採用している。そのため、発振器・逓倍器・フィルタ等々の送受信デバイス等を使用した通信機が必要とり、回路規模が大きくなり高コストになるといった問題があった。また、対象の物標側にて電波を生成して再送信する方式であるため、電波法にて再送信が認められる帯域の電波しか用いることができず、適用可能な分野が極めて限られていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で送信信号の反射波から物標の識別情報（ＩＤ情報）を検出することを可能にする低コストのリフレクタ、レーダ装置、及びレーダシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のリフレクタの第１の態様は、レーダ装置で検知される物標に配置され前記レーダ装置から放射された送信信号を反射させるリフレクタであって、反射させた反射波の振幅を固有の周期または固有のパターンで時間変化させる固有情報付与手段を備えていることを特徴とする。

本発明のリフレクタの他の態様は、前記物標のレーダ散乱断面積以上の大きさのレーダ散乱断面積を有していることを特徴とする。

本発明のリフレクタの他の態様は、前記固有情報付与手段は、入射した前記送信信号の一部を反射しその他を透過させる第１の反射板と、前記第１の反射板の反射面と反対側の前記第１の反射板と重なる位置に平行に配置されて入射した前記送信信号をすべて反射する第２の反射板と、前記第１の反射板と前記第２の反射部との間隔を変化させる動力部と、を有し、前記送信信号の自由空間波長をλとするとき、前記動力部は、前記固有の周期または前記固有のパターンで前記間隔をλ／４と０とに交互に変化させることを特徴とする。

本発明のリフレクタの他の態様は、前記第１の反射板は、入射した前記送信信号の一部を反射する反射部と、前記送信信号のその他を前記第２の反射板まで透過させる透過部と、を有していることを特徴とする。

本発明のリフレクタの他の態様は、前記第１の反射板は、入射した前記送信信号の一部を反射しその他を前記第２の反射板まで透過させるメッシュフィルタの構造を有していることを特徴とする。

本発明のリフレクタの他の態様は、前記固有情報付与手段は、入射した前記送信信号の偏波方向と一致するときに前記送信信号の一部を反射してその他を透過させ、前記偏波方向から略９０°回転しているときは全反射させる略円形状の第１の反射板と、前記第１の反射板の反射面と反対側に所定の間隔を設けて同心円状に平行に配置されて入射した前記送信信号をすべて反射する略円形状の第２の反射板と、前記第１の反射板を回転させる動力部と、を備え、前記送信信号の自由空間波長をλとするとき、前記間隔はλ／４に略等しく、前記動力部は、前記固有の周期または前記固有のパターンで前記第１の反射板を前記送信信号の偏波方向に一致する回転角と該回転角に略９０°だけ回転させた別の回転角とに交互に回転させることを特徴とする。

本発明のレーダ装置の第１の態様は、送信信号を生成する送信部と、前記送信信号から前記送信信号を入力して空間に放射する送信アンテナと、前記送信信号が物標で反射された反射波を受信する受信アンテナと、受信した前記反射波を処理して観測データを取得する受信部と、前記観測データを入力して前記物標の位置情報を検知する制御演算部と、を備えるレーダ装置であって、前記制御演算部は、さらに、前記観測データに含まれる前記反射波の振幅の時間変化をトラッキングして前記物標の識別情報を検出するＩＤ・トラッキング演算部を備え、リフレクタからの前記反射波を前記受信アンテナで受信すると、前記ＩＤ・トラッキング演算部は、前記振幅の時間変化から前記リフレクタで付与された前記固有の周期または前記固有のパターンを検知し、前記固有の周期または前記固有のパターンから前記物標の識別情報を検出することを特徴とする。

本発明のレーダ装置の他の態様は、前記ＩＤ・トラッキング演算部は、前記固有の周期または前記固有のパターンと前記物標の識別情報との対応表を有しており、前記対応表を用いて前記固有の周期または前記固有のパターンから前記物標の識別情報を取得することを特徴とする。

本発明のレーダシステムの第１の態様は、第１乃至第６の態様のいずれか１つのリフレクタと、第１または第２の態様のレーダ装置と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成で送信信号の反射波から物標の識別情報（ＩＤ情報）を検出することを可能にする低コストのリフレクタ、レーダ装置、及びレーダシステムを提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置及びレーダシステムの構成を示すブロック図である。 第１実施形態のレーダ装置及びレーダシステムで検知する物標の一例を説明するための模式図である。 第１実施形態のリフレクタの構成を示す平面図及び側面図である。 第１実施形態のリフレクタの動作状態を示す側面図である。 第１実施形態のリフレクタが配置された複数の物標からの反射波の一例を示す信号波形図である。 第１実施形態のリフレクタが配置された複数の物標からの反射波の別の例を示す信号波形図である。 第１実施形態のリフレクタを動作させるパターンを変えた一例を示すパターン図である。 本発明の別の実施形態に係るリフレクタの構成を示す平面図及び側面図である。 本発明のさらに別の実施形態に係るリフレクタの構成を示す平面図及び側面図である。

本発明の好ましい実施の形態におけるリフレクタ、レーダ装置、及びレーダシステムについて、図面を参照して詳細に説明する。同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。

（第１実施形態）
本発明の第１の実施の形態に係るレーダ装置及びレーダシステムを、図１を用いて以下に説明する。図１は、本実施形態のレーダ装置１００及びレーダシステム１の構成を示すブロック図である。図１において、レーダ装置１００は、パルス状の送信信号を生成する送信部１１０と、送信部１１０で生成された送信信号を空間に放射する送信アンテナ０１と、送信アンテナ１０１から放射された送信信号が物標（対象物）で反射された反射波を受信する受信アンテナ１０２、１０３と、受信アンテナ１０２、１０３から受信信号を入力して処理する受信部１２０と、受信部１２０で処理された信号を入力して物標の位置情報等を検知する制御演算部１３０と、を備えている。

本実施形態のレーダ装置１００は、コヒーレントパルス式レーダの構成を有しており、受信部１２０は、２系列の受信アンテナ１０２、１０３から入力した受信信号を位相モノパルス方式で処理して物標の位置情報を検知する。受信部１２０は、２系列の受信信号をもとに和信号及び差信号を生成するハイブリッド部１２１と、ハイブリッド部１２１から和信号・差信号を入力して距離ごとの信号を切り出すスイッチ１２２と、スイッチ１２２から入力した距離ごとの信号を処理して所定の検知範囲の観測データを取得する受信処理部１２３と、を備えている。

制御演算部１３０は、受信処理部１２３から観測データを入力して物標の位置情報を検知する距離演算部１３１、相対速度演算部１３２、および角度演算部１３３を備えている。距離演算部１３１は、観測データをもとに物標までの距離を検知する。また、相対速度演算部１３２は、観測データをもとに物標の相対速度を検知する。さらに、角度演算部１３３は、観測データをもとに物標の方位角を検知する。本実施形態のレーダ装置１００は、物標の位置情報として、物標までの距離、物標の相対速度及び物標の方位角を検知する構成を有しているが、これに限定されず、例えば距離演算部１３１のみを備えて物標までの距離のみを検知するように構成されていてもよい。

また、制御演算部１３０は送信部１１０及び受信部１２０の制御を行っており、それぞれの制御部として送信制御部１３４及び受信制御部１３５を備えている。送信制御部１３４は、送信部１１０に対し送信信号を所定のタイミングで生成するように制御している。また、受信制御部１３５は、送信制御部１３４から送信信号の生成タイミングを入力し、これを基準に受信信号から所定の検知範囲の信号を順次切り出すようにスイッチ１２２を制御している。

本実施形態のレーダ装置１００及びレーダシステム１は、物標を検知してその位置情報を取得するとともに、検知した物標の識別情報（ＩＤ情報）を取得できるように構成されている。送信部１１０で生成される送信信号として、例えばＩＳＭバンドの２４．１２５ＧＨｚの周波数を有する信号を用いることができる。ＩＳＭバンドの電波は移動体検知センサ用に用いることができるが、双方向通信に用いることはできない。そのため、双方向通信によるアクティブな手段で物標のＩＤ情報を取得することはできない。本実施形態のレーダ装置１００は、双方向通信を行わず、パッシブな手段で物標のＩＤ情報を取得するように構成されている。

レーダ装置１００は、検知した物標のＩＤ情報を取得するために、制御演算部１３０にＩＤ・トラッキング演算部１４０を設けている。ＩＤ・トラッキング演算部１４０は、受信処理部１２３で取得された観測データから物標のＩＤ情報を検出する。すなわち、本実施形態では、物標で反射された反射波に物標のＩＤ情報が含まれるようにし、ＩＤ・トラッキング演算部１４０が反射波に含まれているＩＤ情報を観測データから検出するように構成されている。ＩＤ・トラッキング演算部１４０は、物標のＩＤ情報を取得するために物標のトラッキング処理とＩＤ認識処理を行っている。

物標で反射された反射波に物標のＩＤ情報を持たせるために、図３に示すような本発明の第１実施形態に係るリフレクタ１０を物標に配置している。但し、リフレクタ１０が配置されていない物標が存在してもよく、その場合にはリフレクタが配置されていない物標として識別することができる。

レーダ装置１００が検知対象とする物標の一例を図２に示す。同図において、物標Ｔ１とＴ２はそれぞれが本実施形態のリフレクタ１０が配置されてているのに対し、物標Ｔ３はリフレクタ１０が配置されていない。レーダ装置１００は、物標Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３のそれぞれの位置情報を検知することができる。これに対し、ＩＤ情報については、物標Ｔ１、Ｔ２の情報は検出できるが、物標Ｔ３の情報は検出できない。レーダ装置１００は、物標Ｔ１、Ｔ２に配置されたそれぞれのリフレクタ１０からの反射波を処理することで、物標Ｔ１、Ｔ２のＩＤ情報を検出する。

本実施形態のリフレクタ１０は、アクティブ方式の通信機能を有しておらず、レーダ装置１００の送信アンテナ１０１から放射された電波を単に反射するだけのパッシブなデバイスである。そこで、パッシブ方式でＩＤ情報をレーダ装置１００に伝送するために、リフレクタ１０は、反射波に固有のＩＤ情報を付与する固有情報付与手段を有している。

本実施形態のリフレクタ１０は、固有情報として反射波の強度（振幅）が固有の周期で時間変化する周期情報を反射波に付与する固有情報付与手段を有している。リフレクタ１０で反射された反射波は、その強度が当該のリフレクタ１０に固有の周期（以下では、リフレクタ１０の固有周期と称する）で時間変化しており、この反射波が受信アンテナ１０２、１０３で受信されると、ＩＤ・トラッキング演算部１４０がリフレクタ１０の固有周期を検知する。すなわち、ＩＤ・トラッキング演算部１４０は、受信処理部１２３で取得された観測データから反射波の振幅の時間変化をトラッキングし、この振幅の時間変化からリフレクタ１０の固有周期を判定している。そして、検知したリフレクタ１０の固有周期から物標のＩＤを識別する。

ＩＤ・トラッキング演算部１４０は、例えばリフレクタ１０の固有周期と物標のＩＤとの対応表を事前に保存しておき、この対応表を用いて検知した固有周期から物標のＩＤを識別するように構成することができる。リフレクタの固有情報として上記の固有周期以外のものを用いている別の実施形態においても、リフレクタの固有情報と物標のＩＤとの対応表を事前に作成して用いることができる。

本実施形態のリフレクタ１０を、図３を用いて説明する。リフレクタ１０は、反射板１１、１２と動力部１３とを有しており、図３（ａ）はリフレクタ１０の平面図、図３（ｂ）はリフレクタ１０の側面図、をそれぞれ示し、図３（ｃ）、（ｄ）は反射板１１、１２の平面図をそれぞれ示している。反射板１２は、その表面の全体で入射波を反射する全反射状態に形成されている。これに対し、反射板１１は、その表面の一部が入射波を反射するが、残りの部分は入射波を透過するように形成されている。すなわち、反射板１１は、反射板１２と同じ反射板の表面の一部を残して反射部１１ａとし、他の部分を切除して透過部１１ｂとした構造を有している。

リフレクタ１０は、反射板１１を反射板１２に対して平行にかつ重なる位置に配置し、動力部１３が反射板１１を反射板１２に対して移動可能に支持した構造を有している。あるいは、動力部１３が反射板１２を反射板１１に対して移動可能に支持するように構成してもよい。動力部１３は、反射板１１と反射板１２との間隔ｄが周期的に変化するように、反射板１１または反射板１２を反復移動させる。リフレクタ１０の動作状態を図４に示す。図４（ａ）は、反射板１１と反射板１２との間隔ｄが最大となったときの状態を、また図４（ｂ）は、反射板１１と反射板１２とが密接して間隔ｄが０となったときの状態を、それぞれ示している。

リフレクタ１０の固有情報付与手段として、リフレクタ１０で反射された反射波の強度が、高いときと低いときとでその差が大きくなるようにするのが望ましい。リフレクタ１０は、反射波の強度を低くするときは、入射波をできるだけ反射しないのが望ましく、理想的には全く反射しないのがよい。

送信部１１０で生成される送信信号の波長をλとするとき、図４（ａ）に示す間隔ｄが最大となったときには、リフレクタ１０からの反射波の強度ができるだけ低くなるように、間隔ｄをλ／４に等しくするのがよい。このとき、反射板１１で反射された反射波と、反射板１１を透過して反射板１２で反射された反射波とでは、位相がλ／２だけ異なることになる。その結果、反射板１１で反射された反射波と反射板１２で反射された反射波とが打ち消しあうことになり、リフレクタ１０からの反射波の強度が大幅に低下する。反射板１１で反射される反射波の強度と、反射板１１を透過して反射板１２で反射される反射波の強度とが、略等しくなるように反射板１１を形成するのがよい。

一方、図４（ｂ）に示す間隔ｄが０となったときは、反射板１１で反射された反射波と反射板１２で反射された反射波とで位相がほぼ一致していることから、リフレクタ１０でほぼ全反射された状態となり、反射波の強度が最大となる。送信部１１０で生成される送信信号の周波数を２４．１２５ＧＨｚ（波長λ＝１２．４４ｍｍ）とするとき、図４（ａ）に示す間隔ｄの最大値は約３．１１ｍｍとなる。

リフレクタ１０の固有周期である反射波の強度変化の周期は、動力部１３により動作される反射板１１または１２の反復周期で与えられる。この反復周期をリフレクタ１０毎に異なるようにすることで、固有周期をリフレクタ１０毎に異なるようにすることができる。

複数の物標に配置されたそれぞれのリフレクタ１０からの反射波の一例を図５に示す。図５において、（ａ）は送信部１１０で生成される送信信号を示し、（ｂ）は第１の物標に配置されたリフレクタ１０（以下では、リフレクタ１０−１とする）の固有周期、すなわちリフレクタ１０−１の反射板１１と１２との間隔を変化させる周期を示している。同様に、図５（ｃ）は第２の物標に配置されたリフレクタ１０（以下では、リフレクタ１０−２とする）の固有周期を示している。さらに、図５（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ、リフレクタ１０−１、１０−２により反射された反射波を示している。

図５に示す例では、送信信号のパルス幅がリフレクタ１０（リフレクタ１０−１及び１０−２）の周期より短いとしている。この場合には、リフレクタ１０が全反射の状態にある期間に反射された反射波が、高い強度の反射波としてＩＤ・トラッキング演算部１４０で検知される。図５（ｄ）、（ｅ）に例示するように、固有周期の異なるリフレクタ１０−１と１０−２とでは、レーダ装置１０が高い強度の反射波を受信するタイミングが異なり、それぞれで固有の周期の受信パターンが得られる。ＩＤ・トラッキング演算部１４０は、受信波の強度（振幅）の時間変化をトラッキングして受信パターンを判定し、判定された受信パターンから物標のＩＤを判定することが可能となる。

つぎに、送信信号のパルス幅がリフレクタ１０の周期より長いときのリフレクタ１０からの反射波の一例を図６に示す。図６は、図５と同様に、（ａ）に送信信号、（ｂ）にリフレクタ１０−１の固有周期、（ｃ）にリフレクタ１０−２の固有周期、（ｄ）にリフレクタ１０−１で反射された反射波、（ｅ）にリフレクタ１０−２で反射された反射波、をそれぞれ示している。

図６に示す例では、送信信号がリフレクタ１０に入射されている期間に、強度の高い反射波が複数現れる。そして、強度の高い反射波が現れる周期がリフレクタ１０−１と１０−２とで異なっており、それぞれの固有周期となっている。ＩＤ・トラッキング演算部１４０は、１回の送信信号の放射で得られる反射波の強度（振幅）の時間変化を観測して振幅が大きくなる周期を検知し、これから物標のＩＤを判定することが可能となる。

図５、６に示す例では、リフレクタ１０が高い強度で入射信号を反射させる周期をリフレクタ１０毎に異ならせるようにしていたが、これに限定されず、例えば、動力部１３をリフレクタ１０毎に異なるパターンで動作させるようにしてもよい。動力部１３を動作させるパターンをリフレクタ１０毎に変えた一例を図７に示す。図７（ａ）は、リフレクタ１０を全反射状態にする時間間隔が一定となるように、動力部１３を一定周期で動作させる基準パターンを示している。これに対し、図７（ｂ）、（ｃ）は、リフレクタ１０を全反射状態にする周期が基準パターンと異なるように動力部１３を動作させるパターンの例を示している。

図７（ｂ）は、基準パターンの３回に１回の割合でリフレクタ１０を全反射状態にしないパターンを示しており、図７（ｃ）は、基準パターンの３回に１回の割合でリフレクタ１０を全反射状態にするパターンを示している。このように、動力部１３を動作させるパターンをリフレクタ１０毎に異なるようにしてもよく、リフレクタ１０の固有情報として、図７（ｂ）、（ｃ）に例示するようなパターンの情報を用いることができる。リフレクタ１０の動作パターンとして、例えばバーカー符号系列信号を利用することも可能である。

上記では、図５、６、７を用いてリフレクタ１０で反射される反射波について説明したが、レーダ装置１００は、リフレクタ１０で反射される反射波だけでなく、物標自体で反射される反射波も受信している。そして、物標自体で反射された反射波を処理して物標の位置情報を検知している。したがって、リフレクタ１０が配置されていない物標についても、その位置情報は検知される。また、リフレクタ１０が配置された物標に対しては、その位置情報に加えてＩＤ情報も検出することが可能となる。リフレクタ１０で反射される反射波の強度が、物標自体で反射される反射波よりも高くなるようにするのが好ましく、リフレクタ１０のレーダ散乱面積を物標自体のレーダ散乱面積より大きくするのがよい。

本実施形態のレーダ装置１００及びレーダシステム１は、簡単な構成の本実施形態のリフレクタ１０を物標に配置するだけで、送信信号の反射波から物標のＩＤを検出することが可能となる。物標はＩＤを通知するためのアクティブな通信手段を備える必要がなく、簡単な構成のリフレクタ１０を配置するだけでレーダ装置１００にＩＤを通知することが可能となり、低コストのレーダ装置を提供することができる。

（その他の実施形態）
本発明のその他の実施の形態に係るリフレクタを、図８、９を用いて以下に説明する。図８、９はそれぞれ、第１実施形態のリフレクタ１０と構成の異なるリフレクタ２０、３０の構成図である。図８は、別の実施形態のリフレクタ２０が有する一方の反射板２１の平面図を示している。また、図９（ａ）、（ｂ）は、さらに別の実施形態のリフレクタ３０が有する一方の反射板３１の平面図を示し、図９（ｃ）は、リフレクタ３０が有する他方の反射板３２の平面図を示し、図９（ｄ）は、リフレクタ３０の側面図を示している。

図８に示すリフレクタ２０は、反射板２１の構造が第１実施形態の反射板１１と異なっている。第１実施形態の反射板１１は、その表面を部分的に切除して透過部１１ｂが形成されていたが、本実施形態の反射板２１は、メッシュフィルタの構造を有している。メッシュフィルタは、波長選択性を有しており、反射板２１は、送信信号の周波数の電波を部分的に透過させるようなメッシュフィルタの構造を有している。

これにより、反射板２１は、第１実施形態の反射板１１と同様に、反射板１２との間隔がλ／４のときに、反射板２１で反射された電波と反射板２１を透過して反射板１２で反射された電波とが打ち消しあって反射波の強度を低下させることが可能となる。また、反射板２１と反射板１２との間隔が０のときは、反射板２１で反射された反射波と反射板１２で反射された反射波とで位相がほぼ一致していることから、リフレクタ２０でほぼ全反射された状態となり、反射波の強度が最大となる。

また、図９に示すリフレクタ３０は、２つの反射板３１、３２がともに円形状に形成されている。そして、反射板３２が上記実施形態の反射板１２と同様に、入射された送信信号を全反射する。これに対し、反射板３１は、直線偏波の電波を部分的に透過する構造を有しており、該直線偏波と一致する偏波を有する送信信号のみを透過させる。反射板３１と３２とは、λ／４の間隔を設けて同心円状に平行に配置されている。

送信信号が垂直偏波の電波のとき、反射板３１が図９（ａ）に示す回転角の状態にあるときに送信信号の偏波方向と一致してその一部を透過し、図９（ｂ）に示す９０°回転させた回転角の状態にあるときには送信信号を透過せず全反射する。その結果、反射板３１が図９（ａ）の状態のときは、反射板３１で反射された送信信号の一部と反射板３１を透過して反射板３２で反射された送信信号とが打ち消しあって反射波の強度が低下する。また、反射板３１が図９（ａ）の状態から９０°だけ回転した図９（ｂ）の状態のときは、反射板３１で送信信号が全反射されて反射波の強度が高くなる。

リフレクタ３０の動力部３３は、２つの反射板３１、３２のそれぞれの中心に相当する位置に配置されて反射板３１を回転させる構造を有している。動力部３３は、反射板３１を図９（ａ）に示す回転角の状態と図９（ｂ）に示す回転角の状態とを、所定の固有周期で、または所定の固有パターンで変化させる。これにより、リフレクタ３０からの反射波の強度を所定の固有周期または固有パターンで変化させることが可能となる。その結果、ＩＤ・トラッキング演算部１４０でリフレクタの固有情報を検知して物標のＩＤ情報を得ることが可能となる。

なお、本実施の形態における記述は、本発明に係るリフレクタ、レーダ装置、及びレーダシステムの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態におけるリフレクタ、レーダ装置、及びレーダシステムの細部構成及び詳細な動作などに関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ レーダシステム
１０、２０、３０ リフレクタ
１１、１２、２１、３１、３２ 反射板
１１ａ 反射部
１１ｂ 透過部
１３、３３ 動力部
１００ レーダ装置
１０１ 送信アンテナ
１０２、１０３ 受信アンテナ
１１０ 送信部
１２０ 受信部
１２１ ハイブリッド部
１２２ スイッチ
１２３ 受信処理部
１３０ 制御演算部
１３１ 距離演算部
１３２ 相対速度演算部
１３３ 角度演算部
１３４ 送信制御部
１３５ 受信制御部
１４０ ＩＤ・トラッキング演算部

Claims (9)

1. レーダ装置で検知される物標に配置され前記レーダ装置から放射された送信信号を反射させるリフレクタであって、
   反射させた反射波の振幅を固有の周期または固有のパターンで時間変化させる固有情報付与手段を備えている
   ことを特徴とするリフレクタ。
2. 前記物標のレーダ散乱断面積以上の大きさのレーダ散乱断面積を有している
   ことを特徴とする請求項１に記載のリフレクタ。
3. 前記固有情報付与手段は、入射した前記送信信号の一部を反射しその他を透過させる第１の反射板と、前記第１の反射板の反射面と反対側の前記第１の反射板と重なる位置に平行に配置されて入射した前記送信信号をすべて反射する第２の反射板と、前記第１の反射板と前記第２の反射部との間隔を変化させる動力部と、を有し、
   前記送信信号の自由空間波長をλとするとき、前記動力部は、前記固有の周期または前記固有のパターンで前記間隔をλ／４と０とに交互に変化させる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のリフレクタ。
4. 前記第１の反射板は、入射した前記送信信号の一部を反射する反射部と、前記送信信号のその他を前記第２の反射板まで透過させる透過部と、を有している
   ことを特徴とする請求項３に記載のリフレクタ。
5. 前記第１の反射板は、入射した前記送信信号の一部を反射しその他を前記第２の反射板まで透過させるメッシュフィルタの構造を有している
   ことを特徴とする請求項３に記載のリフレクタ。
6. 前記固有情報付与手段は、
   入射した前記送信信号の偏波方向と一致するときに前記送信信号の一部を反射してその他を透過させ、前記偏波方向から略９０°回転しているときは全反射させる略円形状の第１の反射板と、
   前記第１の反射板の反射面と反対側に所定の間隔を設けて同心円状に平行に配置されて入射した前記送信信号をすべて反射する略円形状の第２の反射板と、
   前記第１の反射板を回転させる動力部と、を備え、
   前記送信信号の自由空間波長をλとするとき、前記間隔はλ／４に略等しく、
   前記動力部は、前記固有の周期または前記固有のパターンで前記第１の反射板を前記送信信号の偏波方向に一致する回転角と該回転角に略９０°だけ回転させた別の回転角とに交互に回転させる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のリフレクタ。
7. 送信信号を生成する送信部と、前記送信信号から前記送信信号を入力して空間に放射する送信アンテナと、前記送信信号が物標で反射された反射波を受信する受信アンテナと、受信した前記反射波を処理して観測データを取得する受信部と、前記観測データを入力して前記物標の位置情報を検知する制御演算部と、を備えるレーダ装置であって、
   前記制御演算部は、さらに、前記観測データに含まれる前記反射波の振幅の時間変化をトラッキングして前記物標の識別情報を検出するＩＤ・トラッキング演算部を備え、
   リフレクタからの前記反射波を前記受信アンテナで受信すると、
   前記ＩＤ・トラッキング演算部は、前記振幅の時間変化から前記リフレクタで付与された前記固有の周期または前記固有のパターンを検知し、前記固有の周期または前記固有のパターンから前記物標の識別情報を検出する
   ことを特徴とするレーダ装置。
8. 前記ＩＤ・トラッキング演算部は、前記固有の周期または前記固有のパターンと前記物標の識別情報との対応表を有しており、前記対応表を用いて前記固有の周期または前記固有のパターンから前記物標の識別情報を取得する
   ことを特徴とする請求項７に記載のレーダ装置。
9. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のリフレクタと、請求項７または８に記載のレード装置と、を備える
   ことを特徴とするレーダシステム。

Images