JP2016173286A

JP2016173286A - 与干渉抑圧方法、与干渉抑圧プログラム及び与干渉抑圧装置

Info

Publication number: JP2016173286A
Application number: JP2015053059A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　治; Osamu Sato; 治佐藤; 幸伸時枝; Yukinobu Tokieda; 菅原　博樹; Hiroki Sugawara; 博樹菅原
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2015-03-17
Filing date: 2015-03-17
Publication date: 2016-09-29

Abstract

【課題】本発明は、自局レーダ装置を計画してから運用するまで、諸手続を短期間で済ませ、また、自局レーダ装置を任意の場所に移動させるたびに、すぐに運用を行え、かつ、他局への干渉レベルをある程度まで抑えつつ、自局レーダ装置での送信電力をある程度まで高めることを目的とする。【解決手段】本発明は、自局レーダ装置の設置位置及び送信パラメータの情報（ステップＳ１）と、他局の設置位置及び受信パラメータの情報（ステップＳ２）と、を用いて、自局レーダ装置から他局へと与える干渉のレベルが予め定められた干渉のレベルを超えないように、自局レーダ装置の送信電力を自局レーダ装置の方位角及び仰角毎に計算する与干渉抑圧ステップ（ステップＳ３）、を備えることを特徴とする与干渉抑圧方法である。【選択図】図２

Description

本発明は、自局レーダ装置から他局へと与える干渉を抑圧する技術に関する。

他局から自局レーダ装置へと与える干渉を、自局レーダ装置において抑圧する技術が、特許文献１等に開示されている。一方で、自局レーダ装置から他局へと与える干渉を、自局レーダ装置において抑圧する技術も、レーダ運用時に要求されている。そこで、レーダ運用の許認可を与える主管庁は、自局レーダ装置から他局への干渉の有無に基づいて、自局レーダ装置からのレーダ送信の可否を判断している。

特開２０１１−０５９０１５号公報

しかし、主管庁は、地図を用いて手作業により、自局レーダ装置から他局への干渉の有無を判断している。つまり、自局レーダ装置及び他局の設置位置を考慮しているものの、実際の送信電力・送信方向・周囲の環境を考慮したうえで、レーダ送信の可否を判断することは難しく、自局レーダ装置での送信電力がある閾値以上又は未満であれば、自局レーダ装置からのレーダ送信を不許可又は許可とする、というきめ細かな運用は困難と考えられる。よって、他局への干渉レベルをある程度まで抑えつつ、自局レーダ装置での送信電力をある程度まで高めることができない。

特に、実験試験局のレーダ、災害用ヘリコプターを運用するための地上レーダ及び局地的な豪雨災害を予測する気象レーダ等、計画から運用まで諸手続を短期間で済ませたいレーダで、問題となる。また、任意の場所に移動する可搬型レーダ等、任意の場所に移動させるたびにすぐに運用を行いたいレーダも、問題となる。

そこで、前記課題を解決するために、本発明は、自局レーダ装置を計画してから運用するまで、諸手続を短期間で済ませ、また、自局レーダ装置を任意の場所に移動させるたびに、すぐに運用を行え、かつ、他局への干渉レベルをある程度まで抑えつつ、自局レーダ装置での送信電力をある程度まで高めることを目的とする。

上記目的を達成するために、自局レーダ装置の設置位置及び送信パラメータの情報と、他局の設置位置及び受信パラメータの情報と、を用いて、自局レーダ装置から他局へと与える干渉のレベルが予め定められた干渉のレベルを超えないように、自局レーダ装置の送信電波の方位角、仰角及び偏波方向のうち少なくともいずれか一つのパラメータに依存する自局レーダ装置の送信電力を計算することとした。

具体的には、本発明は、自局レーダ装置から他局へと与える干渉を抑圧する与干渉抑圧方法であって、自局レーダ装置の設置位置及び送信パラメータの情報と、他局の設置位置及び受信パラメータの情報と、を取得する自他情報取得ステップと、前記自他情報取得ステップで取得した、自局レーダ装置の設置位置及び送信パラメータの情報と、他局の設置位置及び受信パラメータの情報と、を用いて、自局レーダ装置から他局へと与える干渉のレベルが予め定められた干渉のレベルを超えないように、自局レーダ装置の送信電波の方位角、仰角及び偏波方向のうち少なくともいずれか一つのパラメータに依存する自局レーダ装置の送信電力を計算する与干渉抑圧ステップと、を備えることを特徴とする与干渉抑圧方法である。

この構成によれば、自局レーダ装置を計画してから運用するまで、諸手続を短期間で済ませ、また、自局レーダ装置を任意の場所に移動させるたびに、すぐに運用を行え、かつ、他局への干渉レベルをある程度まで抑えつつ、自局レーダ装置での送信電力をある程度まで高めることができる。なお、自他情報取得ステップ及び与干渉抑圧ステップは、主管庁又は自局レーダ装置等において行うことができる。

また、本発明は、自局レーダ装置の設置位置及び送信パラメータの情報と、自局レーダ装置の周囲の地形及び建物の情報と、を取得する周囲情報取得ステップと、前記周囲情報取得ステップで取得した、自局レーダ装置の設置位置及び送信パラメータの情報と、自局レーダ装置の周囲の地形及び建物の情報と、を用いて、自局レーダ装置の周囲の地形及び建物から自局レーダ装置へと向かう反射のレベルが予め定められた反射のレベルを超えないように、自局レーダ装置の送信電波の方位角、仰角及び偏波方向のうち少なくともいずれか一つのパラメータに依存する自局レーダ装置の送信電力を計算する反射抑圧ステップと、をさらに備えることを特徴とする与干渉抑圧方法である。

この構成によれば、自局レーダ装置を計画してから運用するまで、諸手続を短期間で済ませ、また、自局レーダ装置を任意の場所に移動させるたびに、すぐに運用を行え、かつ、自局レーダ装置への反射レベルをある程度まで抑えつつ、つまり、自局レーダ装置での受信強度の飽和対策（過電力による破損の対策を含む）を行いつつ、自局レーダ装置での送信電力をある程度まで高めることができる。なお、周囲情報取得ステップ及び反射抑圧ステップは、主管庁等において行うまでもなく、自局レーダ装置等において行うことができる。

また、本発明は、以上に記載の与干渉抑圧方法を実現する与干渉抑圧プログラムである。

この構成によれば、以上に記載の効果を奏する与干渉抑圧プログラムを提供可能である。

また、本発明は、以上に記載の与干渉抑圧方法を実現する与干渉抑圧装置である。

この構成によれば、以上に記載の効果を奏する与干渉抑圧装置を提供可能である。

このように、本発明は、自局レーダ装置を計画してから運用するまで、諸手続を短期間で済ませ、また、自局レーダ装置を任意の場所に移動させるたびに、すぐに運用を行え、かつ、他局への干渉レベルをある程度まで抑えつつ、自局レーダ装置での送信電力をある程度まで高めることができる。

第１の実施形態の自局レーダ装置の構成を示すブロック図である。第１の実施形態の与干渉抑圧処理の手順を示すフローチャートである。第２の実施形態の自局レーダ装置の構成を示すブロック図である。第２の実施形態の与干渉抑圧処理の手順を示すフローチャートである。第１、２の実施形態の自局レーダ装置の送信電力情報を示す図である。第１、２の実施形態の自局レーダ装置の送信規制情報を示す図である。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。

（第１の実施形態の与干渉抑圧処理）
第１の実施形態の自局レーダ装置の構成を示すブロック図を図１に示す。第１の実施形態の与干渉抑圧処理の手順を示すフローチャートを図２に示す。第１の実施形態では、自他情報取得ステップ及び与干渉抑圧ステップは、主管庁内装置２において行い、周囲情報取得ステップ及び反射抑圧ステップは、自局レーダ装置１において行う。

自局レーダ装置１は、レーダ送受信部１１及び反射抑圧部１２から構成される。レーダ送受信部１１は、レーダ送信部１１１、レーダ受信部１１２及び方位角／仰角設定部１１３から構成される。反射抑圧部１２は、周囲情報取得部１２１、電波伝搬計算部１２２及び送信電力計算部１２３から構成される。主管庁内装置２は、与干渉抑圧部２１から構成される。与干渉抑圧部２１は、自他情報取得部２１１、電波伝搬計算部２１２及び送信電力計算部２１３から構成される。与干渉抑圧処理及び反射抑圧処理は、それぞれ、主管庁内装置２及び自局レーダ装置１において、並行に又は独立に行われる。

自他情報取得部２１１は、自局レーダ装置１の設置位置及び送信パラメータの情報を取得する（ステップＳ１）。自局レーダ装置１の送信パラメータは、例えば、送信周波数、周波数スペクトラム、変調方式、送信電力、パルス幅、アンテナパターン及びサイドローブ特性等である。

自他情報取得部２１１は、他局の設置位置及び受信パラメータの情報を取得する（ステップＳ２）。他局の受信パラメータは、例えば、受信周波数、周波数スペクトラム、受信イメージ周波数、復調方式、受信スレッショルドレベル、パルス幅、アンテナパターン及びサイドローブ特性等である。

電波伝搬計算部２１２は、自局レーダ装置１から他局への電波伝搬を計算する。この際に、自局レーダ装置１から他局への方位角、仰角、伝搬距離、電波の見通しの有無、電波の回折の有無及び電離層での反射の有無等が考慮される。

送信電力計算部２１３は、自局レーダ装置１から他局へと与える干渉のレベルが予め定められた干渉のレベルを超えないように、自局レーダ装置１の送信電力を自局レーダ装置１の方位角及び仰角毎に計算する（ステップＳ３）。

周囲情報取得部１２１は、自局レーダ装置１の設置位置及び送信パラメータの情報を取得する（ステップＳ１１）。自局レーダ装置１の送信パラメータは、例えば、送信周波数、周波数スペクトラム、変調方式、送信電力、パルス幅、アンテナパターン及びサイドローブ特性等である。

周囲情報取得部１２１は、自局レーダ装置１の周囲の地形及び建物の情報を取得する（ステップＳ１２）。自局レーダ装置１の周囲の地形は、自局レーダ装置１にクラッタ成分をもたらす。自局レーダ装置１の周囲の建物は、自局レーダ装置１に反射成分をもたらす。

電波伝搬計算部１２２は、自局レーダ装置１から自局レーダ装置１への電波反射を計算する。この際に、自局レーダ装置１から地形及び建物への方位角、仰角、伝搬距離、電波の見通しの有無、電波の回折の有無及び電離層での反射の有無等が考慮される。

送信電力計算部１２３は、自局レーダ装置１の周囲の地形及び建物から自局レーダ装置１へ向かう反射のレベルが予め定められた反射のレベルを超えないように、自局レーダ装置１の送信電力を自局レーダ装置１の方位角及び仰角毎に計算する（ステップＳ１３）。

レーダ送信部１１１は、ステップＳ３、Ｓ１３において計算された自局レーダ装置１の方位角及び仰角毎の自局レーダ装置１の送信電力の情報をマージし、方位角／仰角設定部１１３によって設定された自局レーダ装置１の方位角及び仰角毎に自局レーダ装置１の送信電力を設定する。なお、自局レーダ装置１の方位角及び仰角毎の自局レーダ装置１の送信電力の情報については、図５、６を用いて後述する。

（第２の実施形態の与干渉抑圧処理）
第２の実施形態の自局レーダ装置の構成を示すブロック図を図３に示す。第２の実施形態の与干渉抑圧処理の手順を示すフローチャートを図４に示す。第２の実施形態では、自他情報取得ステップ及び与干渉抑圧ステップは、自局レーダ装置３において行い、周囲情報取得ステップ及び反射抑圧ステップも、自局レーダ装置３において行う。

自局レーダ装置３は、レーダ送受信部３１及び与干渉抑圧部３２から構成される。レーダ送受信部３１は、レーダ送信部３１１、レーダ受信部３１２及び方位角／仰角設定部３１３から構成される。与干渉抑圧部３２は、自他情報取得部３２１、電波伝搬計算部３２２及び送信電力計算部３２３から構成される。与干渉抑圧処理及び反射抑圧処理は、自局レーダ装置３において、一括して行われる。

自他情報取得部３２１は、自局レーダ装置３の設置位置及び送信パラメータの情報を取得する（ステップＳ２１）。自局レーダ装置３の送信パラメータは、例えば、送信周波数、周波数スペクトラム、変調方式、送信電力、パルス幅、アンテナパターン及びサイドローブ特性等である。

自他情報取得部３２１は、他局の設置位置及び受信パラメータの情報を取得する（ステップＳ２２）。他局の受信パラメータは、例えば、受信周波数、周波数スペクトラム、受信イメージ周波数、復調方式、受信スレッショルドレベル、パルス幅、アンテナパターン及びサイドローブ特性等である。

自他情報取得部３２１は、自局レーダ装置３の周囲の地形及び建物の情報を取得する（ステップＳ２３）。自局レーダ装置３の周囲の地形は、自局レーダ装置３にクラッタ成分をもたらす。自局レーダ装置３の周囲の建物は、自局レーダ装置３に反射成分をもたらす。

電波伝搬計算部３２２は、自局レーダ装置３から他局への電波伝搬を計算する。この際に、自局レーダ装置３から他局への方位角、仰角、伝搬距離、電波の見通しの有無、電波の回折の有無及び電離層での反射の有無等が考慮される。

電波伝搬計算部３２２は、自局レーダ装置３から自局レーダ装置３への電波反射を計算する。この際に、自局レーダ装置３から地形及び建物への方位角、仰角、伝搬距離、電波の見通しの有無、電波の回折の有無及び電離層での反射の有無等が考慮される。

送信電力計算部３２３は、自局レーダ装置３から他局へと与える干渉のレベルが予め定められた干渉のレベルを超えないように、自局レーダ装置３の送信電力を自局レーダ装置３の方位角及び仰角毎に計算する（ステップＳ２４）。

送信電力計算部３２３は、自局レーダ装置３の周囲の地形及び建物から自局レーダ装置３へ向かう反射のレベルが予め定められた反射のレベルを超えないように、自局レーダ装置３の送信電力を自局レーダ装置３の方位角及び仰角毎に計算する（ステップＳ２５）。

レーダ送信部３１１は、ステップＳ２４、Ｓ２５において計算された自局レーダ装置３の方位角及び仰角毎の自局レーダ装置３の送信電力の情報をマージし、方位角／仰角設定部３１３によって設定された自局レーダ装置３の方位角及び仰角毎に自局レーダ装置３の送信電力を設定する。なお、自局レーダ装置３の方位角及び仰角毎の自局レーダ装置３の送信電力の情報については、図５、６を用いて後述する。

（第１、２の実施形態の送信電力情報）
第１、２の実施形態の自局レーダ装置の送信電力情報を図５に示す。第１、２の実施形態の自局レーダ装置の送信規制情報を図６に示す。図５に示した送信電力情報及び図６に示した送信規制情報は、ステップＳ３、Ｓ１３又はステップＳ２４、Ｓ２５において計算された、自局レーダ装置１又は自局レーダ装置３の方位角及び仰角毎の自局レーダ装置１又は自局レーダ装置３の送信電力の情報を、マージしたものである。

図６の送信規制情報において、方位角が６０−１２０ｄｅｇである方向には、自局レーダ装置１、３から干渉を受ける他局が存在することが記載されている。そして、図５の送信電力情報において、方位角が６０−１２０ｄｅｇである方向には、仰角を低い仰角にするほど、送信電力を最大電力（１００％）より低い電力（８０％、２０％、１０％）にすべきことが記載されている。つまり、図５の送信電力情報において、方位角が６０−１２０ｄｅｇである方向には、仰角が０−３０ｄｅｇである方向でも、送信電力を０％に抑える必要はなく、送信電力を１０％に抑えれば足りるのである。

図６の送信規制情報において、方位角が１７５−１８５ｄｅｇである方向には、自局レーダ装置１、３の使用周波数と同一周波数である使用周波数の他局が存在することが記載されている。そして、図５の送信電力情報において、方位角が１７５−１８５ｄｅｇである方向には、仰角を低い仰角にするほど、送信電力を最大電力（１００％）より低い電力（４０％、１０％、０％）にすべきことが記載されている。例えば、図５の送信電力情報において、方位角が１７５−１８５ｄｅｇである方向かつ、仰角が０−３０ｄｅｇである方向には、送信電力を０％に抑えてもよく、送信電力を０％に抑えなくても、自局レーダ装置１、３の近傍に遮蔽板を設置すればよい。

図６の送信規制情報において、方位角が２４０−３００ｄｅｇである方向には、自局レーダ装置１、３へと反射を及ぼす建物が存在することが記載されている。そして、図５の送信電力情報において、方位角が２４０−３００ｄｅｇである方向には、仰角を低い仰角にするほど、送信電力を最大電力（１００％）より低い電力（６０％、１５％、５％）にすべきことが記載されている。つまり、図５の送信電力情報において、方位角が２４０−３００ｄｅｇである方向には、仰角が０−３０ｄｅｇである方向でも、送信電力を０％に抑える必要はなく、送信電力を５％に抑えれば足りるのである。

図６の送信規制情報において、方位角が上記以外である方向には、問題となる他局、地形及び建物が存在しないことが記載されている。そして、図５の送信電力情報において、方位角が上記以外である方向には、仰角が０−９０ｄｅｇのいずれであっても、送信電力を最大電力（１００％）にしてもよいことが記載されている。

第１、２の実施形態では、与干渉抑圧処理及び反射抑圧処理を実行するため、自局レーダ装置１、３の方位角及び仰角毎の自局レーダ装置１、３の送信電力を計算している。ここで、変形例として、与干渉抑圧処理及び反射抑圧処理を実行するため、自局レーダ装置１、３の送信電波の方位角、仰角及び偏波方向のうち少なくともいずれか一つのパラメータに依存する自局レーダ装置１、３の送信電力を計算してもよい。

第１の具体例として、電波の放射をペンシルビーム型で行う場合には、自局レーダ装置１、３の送信電波の方位角及び仰角に依存する自局レーダ装置１、３の送信電力を計算してもよい。第２の具体例として、電波の放射を仰角一定かつ方位角可変で行う場合には、自局レーダ装置１、３の送信電波の方位角に依存する自局レーダ装置１、３の送信電力を計算してもよい。第３の具体例として、第１、２の具体例においてさらに、自局レーダ装置１、３の送信電波の偏波方向（水平偏波、垂直偏波、左円偏波又は右円偏波等）に依存する自局レーダ装置１、３の送信電力を計算してもよい。

よって、自局レーダ装置１、３を計画してから運用するまで、諸手続を短期間で済ませ、また、自局レーダ装置１、３を任意の場所に移動させるたびに、すぐに運用を行え、かつ、他局への干渉レベルをある程度まで抑えつつ、自局レーダ装置１、３での送信電力をある程度まで高めることができる。なお、自他情報取得ステップ及び与干渉抑圧ステップは、主管庁内装置２又は自局レーダ装置１、３等において行うことができる。

そして、自局レーダ装置１、３を計画してから運用するまで、諸手続を短期間で済ませ、また、自局レーダ装置１、３を任意の場所に移動させるたびに、すぐに運用を行え、かつ、自局レーダ装置１、３への反射レベルをある程度まで抑えつつ、つまり、自局レーダ装置１、３が備えるレーダ受信部１１２、３１２における受信強度の飽和対策（過電力による破損の対策を含む）を行いつつ、自局レーダ装置１、３での送信電力をある程度まで高めることができる。なお、周囲情報取得ステップ及び反射抑圧ステップは、主管庁内装置２等において行うまでもなく、自局レーダ装置１、３等において行うことができる。

本発明の与干渉抑圧方法、与干渉抑圧プログラム及び与干渉抑圧装置は、特に、実験試験局のレーダ、災害用ヘリコプターを運用するための地上レーダ及び局地的な豪雨災害を予測する気象レーダ等、計画から運用まで諸手続を短期間で済ませたいレーダに、また、任意の場所に移動する可搬型レーダ等、任意の場所に移動させるたびにすぐに運用を行いたいレーダに、適用可能である。

１：自局レーダ装置
２：主管庁内装置
３：自局レーダ装置
１１：レーダ送受信部
１２：反射抑圧部
２１：与干渉抑圧部
３１：レーダ送受信部
３２：与干渉抑圧部
１１１：レーダ送信部
１１２：レーダ受信部
１１３：方位角／仰角設定部
１２１：周囲情報取得部
１２２：電波伝搬計算部
１２３：送信電力計算部
２１１：自他情報取得部
２１２：電波伝搬計算部
２１３：送信電力計算部
３１１：レーダ送信部
３１２：レーダ受信部
３１３：方位角／仰角設定部
３２１：自他情報取得部
３２２：電波伝搬計算部
３２３：送信電力計算部

Claims

自局レーダ装置から他局へと与える干渉を抑圧する与干渉抑圧方法であって、
自局レーダ装置の設置位置及び送信パラメータの情報と、他局の設置位置及び受信パラメータの情報と、を取得する自他情報取得ステップと、
前記自他情報取得ステップで取得した、自局レーダ装置の設置位置及び送信パラメータの情報と、他局の設置位置及び受信パラメータの情報と、を用いて、自局レーダ装置から他局へと与える干渉のレベルが予め定められた干渉のレベルを超えないように、自局レーダ装置の送信電波の方位角、仰角及び偏波方向のうち少なくともいずれか一つのパラメータに依存する自局レーダ装置の送信電力を計算する与干渉抑圧ステップと、
を備えることを特徴とする与干渉抑圧方法。
自局レーダ装置の設置位置及び送信パラメータの情報と、自局レーダ装置の周囲の地形及び建物の情報と、を取得する周囲情報取得ステップと、
前記周囲情報取得ステップで取得した、自局レーダ装置の設置位置及び送信パラメータの情報と、自局レーダ装置の周囲の地形及び建物の情報と、を用いて、自局レーダ装置の周囲の地形及び建物から自局レーダ装置へと向かう反射のレベルが予め定められた反射のレベルを超えないように、自局レーダ装置の送信電波の方位角、仰角及び偏波方向のうち少なくともいずれか一つのパラメータに依存する自局レーダ装置の送信電力を計算する反射抑圧ステップと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の与干渉抑圧方法。
請求項１又は２に記載の与干渉抑圧方法を実現する与干渉抑圧プログラム。
請求項１又は２に記載の与干渉抑圧方法を実現する与干渉抑圧装置。