JP2018169190A - レーダ送信ビーム校正装置、プログラム及び方法 - Google Patents

レーダ送信ビーム校正装置、プログラム及び方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2018169190A
JP2018169190A JP2017064665A JP2017064665A JP2018169190A JP 2018169190 A JP2018169190 A JP 2018169190A JP 2017064665 A JP2017064665 A JP 2017064665A JP 2017064665 A JP2017064665 A JP 2017064665A JP 2018169190 A JP2018169190 A JP 2018169190A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transmission beam
transmission
calibration
width
radar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017064665A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6908406B2 (ja
Inventor
太郎 柏柳
Taro Kashiwayagi
太郎 柏柳
和臣 諸富
Kazuomi Morotomi
和臣 諸富
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Radio Co Ltd filed Critical Japan Radio Co Ltd
Priority to JP2017064665A priority Critical patent/JP6908406B2/ja
Publication of JP2018169190A publication Critical patent/JP2018169190A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6908406B2 publication Critical patent/JP6908406B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

【課題】送受信アンテナの各アンテナ素子の移相器に特別な機構を設けることなく、かつ、経時変化又は温度変化による位相特性変化をモニタする装置を不要として、レーダ装置を簡素化する。送受信アンテナの各アンテナ素子の移相器の校正を行ないつつも、気象レーダにおける降水量等の測定を行なうことにより、常時に渡ってレーダ測定を行なう。【解決手段】本開示は、ビーム方向の電子走査を行なうフェーズドアレイレーダにおいて、ビーム幅が受信ビームより広い送信ビームで電波が送信された後に、反射又は散乱された電波をビーム幅が送信ビームより狭い受信ビームで受信する電波受信部31と、送信ビームの切り替わりのビーム方向付近における受信電力のビーム方向依存性の不連続幅が低減されるように、送信ビーム方向の校正幅を算出する送信ビーム校正部32と、を備える送信ビーム校正装置3である。【選択図】図1

Description

本開示は、気象レーダ等として用いられビーム方向の電子走査を行なうフェーズドアレイレーダにおける、送信ビーム方向を校正する技術に関する。
気象レーダ等として、仰角方向の電子走査を行なうことにより、高速スキャンを行なうことができる、フェーズドアレイレーダが知られている。フェーズドアレイレーダでは、送受信アンテナの各アンテナ素子の励振位相を調整することにより、送受信ビームの仰角方向の指向性を制御することができる。
特開2012−122874号公報 特開2012−124749号公報
ところで、レーダ装置の出荷時には、送受信アンテナの各アンテナ素子の励振位相のオフセット値は、キャリブレーションされている。しかし、経時変化又は温度変化により、送受信アンテナの各アンテナ素子の励振位相のオフセット値は、変化してしまうことがある。その結果、実際の送受信ビームの仰角方向の指向性は、本来の送受信ビームの仰角方向の指向性から、ずれてしまうことがある。
気象レーダにおける降水量は、受信電力及び送受信アンテナのゲインに基づいて算出される。よって、送受信ビームの仰角方向の指向性のずれにより、実際に測定される降水量は、本来測定される降水量から、ずれてしまうことがある。
そこで、送受信アンテナの各アンテナ素子の移相器として、経時変化又は温度変化による特性変化が小さいデバイスを利用する。あるいは、特許文献1、2のように、送受信アンテナの各アンテナ素子の移相器について、経時変化又は温度変化による位相特性変化をモニタして、位相特性を校正している。
しかし、上記のように経時変化等が小さいデバイスの採用には、コスト及び部品選定の点で限界がある。一方、特許文献1、2では、経時変化又は温度変化による位相特性変化をモニタする装置を必要として、レーダ装置を簡素化することができない。さらに、特許文献1、2では、送受信アンテナの各アンテナ素子の移相器の校正を行なうときには、レーダ測定のステップとは別に校正のステップが必要となり、常時に渡ってはレーダ測定を行なうことができない。
そこで、前記課題を解決するために、本開示は、(1)送受信アンテナの各アンテナ素子の移相器に特別な機構を設けることなく、かつ、経時変化又は温度変化による位相特性変化をモニタする装置を不要として、レーダ装置を簡素化すること、及び、(2)送受信アンテナの各アンテナ素子の移相器の校正を行ないつつも、気象レーダにおける降水量等の測定を行なうことにより、常時に渡ってレーダ測定を行なうことを目的とする。
本開示のフェーズドアレイレーダでは、送信ビームのビーム幅を広くするとともに、受信ビームのビーム幅を狭くすることにより、複数の受信ビームを送信ビーム内に同時に形成する。そして、送信ビーム方向を切り替えることにより、ビーム方向の高速スキャンを行なう。
ここで、送信ビームのビーム幅を広くするために、送信アンテナのアンテナ素子数を少なくしている。よって、送信アンテナの数個のアンテナ素子の移相器が経時変化又は温度変化したときには、実際の送信ビームの指向性は、本来の送信ビームの指向性から、大きくずれてしまう。
一方で、受信ビームのビーム幅を狭くするために、受信アンテナのアンテナ素子数を多くしている。よって、受信アンテナの数個のアンテナ素子の移相器が経時変化又は温度変化したときでも、実際の受信ビームの指向性は、本来の受信ビームの指向性から、大きくずれる可能性は低い。
よって、送信アンテナのゲインが落ちているビーム方向において、つまり、送信ビームの切り替わりのビーム方向付近において、送信ビームの方向誤差に応じて送信アンテナのゲインが大きく変動する。ここで、送信アンテナのゲインと受信アンテナのゲインとを掛け合わせた値を用いて、気象レーダにおける降水量等の測定値を算出する。よって、送信アンテナのゲインが落ちているビーム方向において、つまり、送信ビームの切り替わりのビーム方向付近において、気象レーダにおける降水量等の測定値は、不連続に変化してしまう。
本開示のフェーズドアレイレーダでは、気象レーダにおける降水量等の測定値の不連続性を逆手にとって利用する。つまり、気象レーダにおける降水量等の測定値の不連続幅に基づいて、送信アンテナのゲインの不連続幅を算出する。そして、送信アンテナのゲインの不連続幅に基づいて、送信ビームの指向性のずれ幅を算出する。さらに、送信ビームの指向性のずれ幅が低減されるように、送信アンテナの各アンテナ素子の励振位相のオフセット値を校正する。
具体的には、本開示は、ビーム方向の電子走査を行なうフェーズドアレイレーダにおける、送信ビーム方向を校正するレーダ送信ビーム校正装置であって、ビーム幅が受信ビームより広い送信ビームで電波が送信された後に、反射又は散乱された電波をビーム幅が送信ビームより狭い受信ビームで受信する電波受信部と、送信ビームの切り替わりのビーム方向付近における受信電力のビーム方向依存性の不連続幅が低減されるように、送信ビーム方向の校正幅を算出する送信ビーム校正部と、を備えることを特徴とするレーダ送信ビーム校正装置である。
また、本開示は、ビーム方向の電子走査を行なうフェーズドアレイレーダにおける、送信ビーム方向を校正するレーダ送信ビーム校正プログラムであって、ビーム幅が受信ビームより広い送信ビームで電波が送信された後に、反射又は散乱された電波をビーム幅が送信ビームより狭い受信ビームで受信する電波受信ステップと、送信ビームの切り替わりのビーム方向付近における受信電力のビーム方向依存性の不連続幅が低減されるように、送信ビーム方向の校正幅を算出する送信ビーム校正ステップと、をコンピュータに順に実行させるためのレーダ送信ビーム校正プログラムである。
また、本開示は、ビーム方向の電子走査を行なうフェーズドアレイレーダにおける、送信ビーム方向を校正するレーダ送信ビーム校正方法であって、ビーム幅が受信ビームより広い送信ビームで電波が送信された後に、反射又は散乱された電波をビーム幅が送信ビームより狭い受信ビームで受信する電波受信ステップと、送信ビームの切り替わりのビーム方向付近における受信電力のビーム方向依存性の不連続幅が低減されるように、送信ビーム方向の校正幅を算出する送信ビーム校正ステップと、を順に備えることを特徴とするレーダ送信ビーム校正方法である。
この構成によれば、送信アンテナの各アンテナ素子の移相器に特別な機構を設けることなく、かつ、気象レーダにおける降水量等の測定値をモニタする通常の構成のみを必要として、レーダ装置を簡素化することができる。そして、気象レーダにおける降水量等の測定を行ないながら、送信アンテナの各アンテナ素子の移相器の校正を行なうことにより、常時に渡ってレーダ測定を行なうことができる。
また、本開示は、算出された送信ビーム方向の前記校正幅に基づいて、送信ビーム方向の指向性を制御する移相器を校正する移相器校正部、をさらに備えることを特徴とするレーダ送信ビーム校正装置である。
この構成によれば、送信アンテナの各アンテナ素子の移相器の校正を行なった後に、気象レーダにおける降水量等の測定値の不連続性を低減することができる。
また、本開示は、算出された送信ビーム方向の前記校正幅に基づいて、受信電力のビーム方向依存性から前記不連続幅を低減するデータ校正部、をさらに備えることを特徴とするレーダ送信ビーム校正装置である。
この構成によれば、送信アンテナの各アンテナ素子の移相器の校正を行なわなくても、気象レーダにおける降水量等の測定値の不連続性を低減することができる。
このように、本開示によれば、(1)送受信アンテナの各アンテナ素子の移相器に特別な機構を設けることなく、かつ、経時変化又は温度変化による位相特性変化をモニタする装置を不要として、レーダ装置を簡素化すること、及び、(2)送受信アンテナの各アンテナ素子の移相器の校正を行ないつつも、気象レーダにおける降水量等の測定を行なうことにより、常時に渡ってレーダ測定を行なうことができる。
本開示のレーダ装置の構成を示す図である。 本開示の送受信ビームの指向性を示す図である。 本開示の送受信ビームのスキャンを示す図である。 本開示の送信ビームの仰角方向のビームずれ発生を示す図である。 本開示の送信ビームの仰角方向のビームずれ発生時における、本来の受信電力に対する実際の受信電力の割合の仰角方向依存性を示す図である。 本開示の送信ビームの仰角方向のビームずれ校正を示す図である。 本開示の送信ビームの仰角方向のビームずれ校正時における、本来の受信電力に対する実際の受信電力の割合の仰角方向依存性を示す図である。 本開示のレーダ装置の測定結果を示す図である。 本開示の送信ビームの仰角方向のビームずれ発生時における、受信電力の測定結果の仰角方向依存性を示す図である。 本開示の送信ビームの仰角方向のビームずれ校正時における、受信電力の測定結果の仰角方向依存性を示す図である。
添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。
(本開示の送信ビーム校正装置の校正原理)
本開示のレーダ装置の構成を図1に示す。レーダ装置Aは、仰角方向の電子走査を行なうフェーズドアレイレーダに適用され、送信ビーム形成装置1、受信ビーム形成装置2、送信ビーム校正装置3及びデータ表示装置4から構成される。
送信ビーム形成装置1は、仰角方向のビーム幅がより広い送信ビームで、電波を物標Tへと照射するために、発振器11、複数の送信アンテナ素子13、及び、各送信アンテナ素子13についての各移相器12から構成される。
受信ビーム形成装置2は、仰角方向のビーム幅がより狭い受信ビームで、物標Tから反射又は散乱された電波を受信するために、複数の受信アンテナ素子21、各受信アンテナ素子21についての各移相器22、及び、各移相器22からの出力を合成する合成器23から構成される。また、複数の受信ビームを送信ビーム内に同時に形成するために、各々の受信ビームについて複数の受信アンテナ素子21を共用したうえで、各々の受信ビームについて各々の受信ビーム形成装置2を搭載している。
本開示の送受信ビームの指向性を図2に示す。本開示の送受信ビームのスキャンを図3に示す。本開示のフェーズドアレイレーダでは、送信ビームの仰角方向のビーム幅(図2、3では、約10°)を広くするとともに、受信ビームの仰角方向のビーム幅(図2、3では、約1°)を狭くすることにより、複数の受信ビームを送信ビーム内に同時に形成する。そして、送信ビームの仰角方向を切り替えることにより、仰角方向の高速スキャンを行なう。
まず、第1の送受信では、0°から9°までの仰角範囲において、約10°の仰角方向のビーム幅を有する1本の送信ビームを形成し、約1°の仰角方向のビーム幅を有する10本の受信ビームを同時に形成する。次に、第2の送受信では、10°から19°までの仰角範囲において、約10°の仰角方向のビーム幅を有する1本の送信ビームを形成し、約1°の仰角方向のビーム幅を有する10本の受信ビームを同時に形成する。次に、第3の送受信では、20°から29°までの仰角範囲において、約10°の仰角方向のビーム幅を有する1本の送信ビームを形成し、約1°の仰角方向のビーム幅を有する10本の受信ビームを同時に形成する。30°から90°までの仰角範囲においても、以上と同様の送受信を繰り返す。
ここで、送信ビームの仰角方向のビーム幅を広くするために、送信アンテナ素子13の個数を少なくしている。よって、数個の送信アンテナ素子13の移相器12が経時変化又は温度変化したときには、実際の送信ビームの仰角方向の指向性は、本来の送信ビームの仰角方向の指向性から、大きくずれてしまう。
一方で、受信ビームの仰角方向のビーム幅を狭くするために、受信アンテナ素子21の個数を多くしている。よって、数個の受信アンテナ素子21の移相器22が経時変化又は温度変化したときでも、実際の受信ビームの仰角方向の指向性は、本来の受信ビームの仰角方向の指向性から、大きくずれる可能性は低い。
本開示の送信ビームの仰角方向のビームずれ「発生」を図4に示す。本開示の送信ビームの仰角方向のビームずれ「発生」時における、本来の受信電力に対する実際の受信電力の割合の仰角方向依存性を図5に示す。
実際の送信ビームの仰角方向の指向性は、本来の送信ビームの仰角方向の指向性から、低仰角方向にずれている。よって、0°、10°、20°、・・・の仰角方向において、複数の送信アンテナ素子13によるゲインは、送信ビームの仰角方向のビームずれ発生時には、送信ビームの仰角方向のビームずれ発生前より、増加している。そして、9°、19°、29°、・・・の仰角方向において、複数の送信アンテナ素子13によるゲインは、送信ビームの仰角方向のビームずれ発生時には、送信ビームの仰角方向のビームずれ発生前より、減少している。
よって、複数の送信アンテナ13のゲインが落ちているビーム方向において、つまり、送信ビームの切り替わりの仰角方向付近(9°と10°の間、19°と20°の間、29°と30°の間、・・・)において、送信ビームの方向誤差に応じて複数の送信アンテナ13のゲインが大きく変動する。ここで、複数の送信アンテナ素子13によるゲインと複数の受信アンテナ素子21によるゲインとを掛け合わせた値を用いて、気象レーダにおける降水量等の測定値を算出する。よって、複数の送信アンテナ13のゲインが落ちているビーム方向において、つまり、送信ビームの切り替わりの仰角方向付近(9°と10°の間、19°と20°の間、29°と30°の間、・・・)において、気象レーダにおける降水量等の測定値は、不連続に変化してしまう。
本開示の送信ビームの仰角方向のビームずれ「校正」を図6に示す。本開示の送信ビームの仰角方向のビームずれ「校正」時における、本来の受信電力に対する実際の受信電力の割合の仰角方向依存性を図7に示す。
実際の送信ビームの仰角方向の指向性は、本来の送信ビームの仰角方向の指向性へと、高仰角方向に校正される。よって、0°、10°、20°、・・・の仰角方向において、複数の送信アンテナ素子13によるゲインは、送信ビームの仰角方向のビームずれ校正時には、送信ビームの仰角方向のビームずれ校正前より、減少している。そして、9°、19°、29°、・・・の仰角方向において、複数の送信アンテナ素子13によるゲインは、送信ビームの仰角方向のビームずれ校正時には、送信ビームの仰角方向のビームずれ校正前より、増加している。
よって、複数の送信アンテナ13のゲインが落ちているビーム方向において、つまり、送信ビームの切り替わりの仰角方向付近(9°と10°の間、19°と20°の間、29°と30°の間、・・・)において、送信ビームの方向誤差が生じず複数の送信アンテナ13のゲインが連続的に推移する。ここで、複数の送信アンテナ素子13によるゲインと複数の受信アンテナ素子21によるゲインとを掛け合わせた値を用いて、気象レーダにおける降水量等の測定値を算出する。よって、複数の送信アンテナ13のゲインが落ちているビーム方向において、つまり、送信ビームの切り替わりの仰角方向付近(9°と10°の間、19°と20°の間、29°と30°の間、・・・)において、気象レーダにおける降水量等の測定値は、連続的に推移するようになる。
そこで、本開示のフェーズドアレイレーダでは、気象レーダにおける降水量等の測定値の不連続性を逆手にとって利用する。つまり、気象レーダにおける降水量等の測定値の不連続幅(図5に示した受信電力の不連続幅)に基づいて、複数の送信アンテナ素子13によるゲインの不連続幅(図4に示したゲインの増加幅と減少幅の和)を算出する。そして、複数の送信アンテナ素子13によるゲインの不連続幅に基づいて、送信ビームの仰角方向の指向性のずれ幅(図4に示したビームのずれ幅)を算出する。さらに、送信ビームの仰角方向の指向性のずれ幅が低減されるように、各送信アンテナ素子13についての各移相器12のオフセット値を校正する。
より一般的には、図1において、送信ビーム校正装置3は、送信ビームの仰角方向を校正するために、電波受信部31、送信ビーム校正部32、移相器校正部33及びデータ校正部34から構成される。
電波受信部31は、仰角方向のビーム幅が受信ビームより広い送信ビームで電波が送信された後に、物標Tから反射又は散乱された電波を各仰角方向の受信ビームで受信する。送信ビーム校正部32は、送信ビームの切り替わりの仰角方向付近における受信電力の仰角方向依存性の不連続幅が低減されるように、送信ビームの仰角方向の校正幅を算出する。
よって、各送信アンテナ素子13についての各移相器12に特別な機構を設けることなく、かつ、気象レーダにおける降水量等の測定値をモニタする電波受信部31のみを必要として、レーダ装置Aを簡素化することができる。そして、気象レーダにおける降水量等の測定を行ないながら、各送信アンテナ素子13についての各移相器12の校正を行なうことにより、常時に渡ってレーダ測定を行なうことができる。
移相器校正部33は、算出された送信ビームの仰角方向の上記校正幅に基づいて、送信ビームの仰角方向の指向性を制御する移相器12を校正する。
よって、各送信アンテナ素子13についての各移相器12の校正を行なった後に、気象レーダにおける降水量等の測定値の不連続性を低減することができる。
移相器校正部33が、各送信アンテナ素子13についての各移相器12の校正を行なった後に、データ表示装置4は、受信電力の仰角方向依存性を、電波受信部31から取得してディスプレイにおいて表示してもよい。
データ校正部34は、算出された送信ビームの仰角方向の上記校正幅に基づいて、受信電力の仰角方向依存性から上記不連続幅を低減する。
よって、各送信アンテナ素子13についての各移相器12の校正を行なわなくても、気象レーダにおける降水量等の測定値の不連続性を低減することができる。
移相器校正部33が、各送信アンテナ素子13についての各移相器12の校正を行なわなくても、データ表示装置4は、受信電力の仰角方向依存性を、データ校正部34から取得してディスプレイにおいて表示してもよい。
なお、本開示の送信ビーム校正処理の各ステップは、送信ビーム校正装置3にインストールされたプログラムにより、実現することができる。
(本開示の送信ビーム校正装置の校正結果)
本開示のレーダ装置の測定結果を図8に示す。図8では、気象レーダにおいて、降水量に応じて変化するレーダ反射因子の測定値を算出している。図8の上段では、とある特定の仰角方向における、方位角方向及びレーダ装置Aからの距離に対する、受信電力の依存性を示す。図8の中段では、方位角方向での受信電力の平均処理の後における、仰角方向及びレーダ装置Aからの距離に対する、受信電力の依存性を示す。
レーダ反射因子Zは、以下のように算出される:Z=RCP/(GTXRX)。ここで、Rは、レーダ装置Aからの距離であり、Cは、一定の係数であり、Pは、受信電力であり、GTXは、複数の送信アンテナ素子13によるゲインであり、GRXは、複数の受信アンテナ素子21によるゲインである。
ここで、複数の送信アンテナ素子13によるゲインが、GTXからGTX’へとずれても、受信電力は、PからP’へとずれるが、レーダ反射因子は、Zのままであるはずである。つまり、Z=RCP’/(GTX’GRX)が成り立つ。しかし、複数の送信アンテナ素子13によるゲインが、GTXのままであると想定されたうえで、受信電力が、PからP’へとずれると、レーダ反射因子は、ZからZ’へとずれる。つまり、Z’=RCP’/(GTXRX)が成り立つ。よって、複数の送信アンテナ素子13によるゲインが、GTXからGTX’へとずれると、レーダ反射因子は、ZからZ’=Z(GTX’/GTX)へとずれる。
図8の中段では、送信ビームの切り替わりの仰角方向付近(9°と10°の間、19°と20°の間、29°と30°の間、・・・における、紙面左右方向の白い帯を参照。)において、レーダ反射因子の測定値は、不連続に変化してしまう。
本開示の送信ビームの仰角方向のビームずれ「発生」時における、受信電力の測定結果の仰角方向依存性を図9に示す。図9では、レーダ装置Aからの距離方向での受信電力の平均処理の後における、受信電力の仰角方向依存性を示す。
送信ビームの仰角方向のビームずれ発生時では、送信ビームの切り替わりの仰角方向付近(9°と10°の間、19°と20°の間、29°と30°の間、及び、39°と40°の間等)において、レーダ反射因子の測定値が、不連続に変化してしまう。
本開示の送信ビームの仰角方向のビームずれ「校正」時における、受信電力の測定結果の仰角方向依存性を図10に示す。図10では、レーダ装置Aからの距離方向での受信電力の平均処理の後における、受信電力の仰角方向依存性を示す。
送信ビームの仰角方向のビームずれ校正時では、送信ビームの切り替わりの仰角方向付近(9°と10°の間、19°と20°の間、29°と30°の間、及び、39°と40°の間等)において、レーダ反射因子の測定値が、連続的に推移するようになる。
(以上の実施形態に対する変形例)
以上の実施形態では、仰角方向の電子走査を行なうフェーズドアレイレーダにおいて、送信ビームの仰角方向を校正している。しかし、変形例として、方位角方向の電子走査を行なうフェーズドアレイレーダにおいて、送信ビームの方位角方向を校正してもよい。つまり、一般的には、ビーム方向の電子走査を行なうフェーズドアレイレーダにおいて、送信ビーム方向を校正してもよい。ここで、送信ビームの仰角方向を校正することに代えて、送信ビームの方位角方向を校正するためには、送信アンテナ素子13及び受信アンテナ素子21を90°回転させたうえで、以上の実施形態のアルゴリズムと同様なアルゴリズムを適用すればよい。
本開示のレーダ送信ビーム校正装置、プログラム及び方法は、気象レーダにおいて降水量等の測定値を算出する等の目的で適用することができる。
A:レーダ装置
1:送信ビーム形成装置
2:受信ビーム形成装置
3:送信ビーム校正装置
4:データ表示装置
11:発振器
12:移相器
13:送信アンテナ素子
21:受信アンテナ素子
22:移相器
23:合成器
31:電波受信部
32:送信ビーム校正部
33:移相器校正部
34:データ校正部

Claims (5)

  1. ビーム方向の電子走査を行なうフェーズドアレイレーダにおける、送信ビーム方向を校正するレーダ送信ビーム校正装置であって、
    ビーム幅が受信ビームより広い送信ビームで電波が送信された後に、反射又は散乱された電波をビーム幅が送信ビームより狭い受信ビームで受信する電波受信部と、
    送信ビームの切り替わりのビーム方向付近における受信電力のビーム方向依存性の不連続幅が低減されるように、送信ビーム方向の校正幅を算出する送信ビーム校正部と、
    を備えることを特徴とするレーダ送信ビーム校正装置。
  2. 算出された送信ビーム方向の前記校正幅に基づいて、送信ビーム方向の指向性を制御する移相器を校正する移相器校正部、をさらに備える
    ことを特徴とする、請求項1に記載のレーダ送信ビーム校正装置。
  3. 算出された送信ビーム方向の前記校正幅に基づいて、受信電力のビーム方向依存性から前記不連続幅を低減するデータ校正部、をさらに備える
    ことを特徴とする、請求項1又は2に記載のレーダ送信ビーム校正装置。
  4. ビーム方向の電子走査を行なうフェーズドアレイレーダにおける、送信ビーム方向を校正するレーダ送信ビーム校正プログラムであって、
    ビーム幅が受信ビームより広い送信ビームで電波が送信された後に、反射又は散乱された電波をビーム幅が送信ビームより狭い受信ビームで受信する電波受信ステップと、
    送信ビームの切り替わりのビーム方向付近における受信電力のビーム方向依存性の不連続幅が低減されるように、送信ビーム方向の校正幅を算出する送信ビーム校正ステップと、
    をコンピュータに順に実行させるためのレーダ送信ビーム校正プログラム。
  5. ビーム方向の電子走査を行なうフェーズドアレイレーダにおける、送信ビーム方向を校正するレーダ送信ビーム校正方法であって、
    ビーム幅が受信ビームより広い送信ビームで電波が送信された後に、反射又は散乱された電波をビーム幅が送信ビームより狭い受信ビームで受信する電波受信ステップと、
    送信ビームの切り替わりのビーム方向付近における受信電力のビーム方向依存性の不連続幅が低減されるように、送信ビーム方向の校正幅を算出する送信ビーム校正ステップと、
    を順に備えることを特徴とするレーダ送信ビーム校正方法。
JP2017064665A 2017-03-29 2017-03-29 レーダ送信ビーム校正装置、プログラム及び方法 Active JP6908406B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017064665A JP6908406B2 (ja) 2017-03-29 2017-03-29 レーダ送信ビーム校正装置、プログラム及び方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017064665A JP6908406B2 (ja) 2017-03-29 2017-03-29 レーダ送信ビーム校正装置、プログラム及び方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018169190A true JP2018169190A (ja) 2018-11-01
JP6908406B2 JP6908406B2 (ja) 2021-07-28

Family

ID=64020321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017064665A Active JP6908406B2 (ja) 2017-03-29 2017-03-29 レーダ送信ビーム校正装置、プログラム及び方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6908406B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109709556A (zh) * 2018-12-24 2019-05-03 雷象科技(北京)有限公司 相控阵天气雷达多因子关联去地物方法
CN110426690A (zh) * 2019-07-02 2019-11-08 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 一种机载气象雷达波束指向自动校准方法
WO2020100569A1 (ja) * 2018-11-14 2020-05-22 ソニー株式会社 制御装置、制御方法及びセンサ制御システム
CN116826381A (zh) * 2023-08-23 2023-09-29 成都天成电科科技有限公司 相控阵天线指向精度的修正方法、设备及系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08105955A (ja) * 1994-10-03 1996-04-23 Natl Space Dev Agency Japan<Nasda> レーダ装置
JPH1183983A (ja) * 1997-09-10 1999-03-26 Japan Radio Co Ltd レーダビーム走査方式
JPH11225014A (ja) * 1998-02-05 1999-08-17 Nec Corp フェーズドアレイレーダ装置及びその位相校正方法
JP2001133546A (ja) * 1999-11-01 2001-05-18 Mitsubishi Electric Corp 空港面探知レーダー装置
JP2011095038A (ja) * 2009-10-28 2011-05-12 Nec Corp レーダ装置、該レーダ装置に用いられるビーム走査方法及びビーム走査制御プログラム
US20120169540A1 (en) * 2009-09-09 2012-07-05 Bae Systems Plc Antenna failure compensation
JP2013205399A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Panasonic Corp レーダ装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08105955A (ja) * 1994-10-03 1996-04-23 Natl Space Dev Agency Japan<Nasda> レーダ装置
JPH1183983A (ja) * 1997-09-10 1999-03-26 Japan Radio Co Ltd レーダビーム走査方式
JPH11225014A (ja) * 1998-02-05 1999-08-17 Nec Corp フェーズドアレイレーダ装置及びその位相校正方法
JP2001133546A (ja) * 1999-11-01 2001-05-18 Mitsubishi Electric Corp 空港面探知レーダー装置
US20120169540A1 (en) * 2009-09-09 2012-07-05 Bae Systems Plc Antenna failure compensation
JP2011095038A (ja) * 2009-10-28 2011-05-12 Nec Corp レーダ装置、該レーダ装置に用いられるビーム走査方法及びビーム走査制御プログラム
JP2013205399A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Panasonic Corp レーダ装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020100569A1 (ja) * 2018-11-14 2020-05-22 ソニー株式会社 制御装置、制御方法及びセンサ制御システム
CN109709556A (zh) * 2018-12-24 2019-05-03 雷象科技(北京)有限公司 相控阵天气雷达多因子关联去地物方法
CN109709556B (zh) * 2018-12-24 2021-02-19 雷象科技(北京)有限公司 相控阵天气雷达多因子关联去地物方法
CN110426690A (zh) * 2019-07-02 2019-11-08 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 一种机载气象雷达波束指向自动校准方法
CN116826381A (zh) * 2023-08-23 2023-09-29 成都天成电科科技有限公司 相控阵天线指向精度的修正方法、设备及系统
CN116826381B (zh) * 2023-08-23 2023-11-14 成都天成电科科技有限公司 相控阵天线指向精度的修正方法、设备及系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP6908406B2 (ja) 2021-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6908406B2 (ja) レーダ送信ビーム校正装置、プログラム及び方法
US20200112097A1 (en) System and Method for Measuring a Plurality of RF Signal Paths
US8878719B2 (en) Radar apparatus provided with series-feed array-antennas each including a plurality of antenna elements
US11177567B2 (en) Antenna array calibration systems and methods
US10732253B2 (en) Antenna arrangements for measurement of angle of arrival
US10283874B2 (en) Antenna apparatus
US9031163B2 (en) Phased array transmission device
JP2017134026A (ja) Massive−MIMOアンテナ測定装置およびその指向性測定方法
US11313960B2 (en) Apparatus, method, and computer-readable medium to generate an object image using correlation matrices
US9203161B2 (en) Antenna apparatus and method of adjusting the same
US6975268B2 (en) Phased array antenna including a distributed phase calibrator and associated method
US10469183B1 (en) Antenna device and method for calibrating antenna device
JP7446681B2 (ja) アンテナ装置およびアンテナ校正方法
US7315728B2 (en) Polarized wave measuring apparatus, and antenna characteristic measuring apparatus and radio wave measuring apparatus using the same
JP5448158B2 (ja) アンテナ測定方法、アンテナ校正方法
WO2013028296A1 (en) Calibrating a retro-directive array for an asymmetric wireless link
JP2001201526A (ja) アンテナ測定装置およびアンテナ測定方法
US20010045907A1 (en) Self-calibration of feeders for array antennas
JP2010237069A (ja) レーダ反射断面積計測装置
CN115711656A (zh) 一种新型的调频连续波雷达物位计
US11721895B2 (en) Antenna array calibration device and method thereof
JP2013029348A (ja) アンテナ測定法
CN114002652A (zh) 空间目标rcs测量的天线圆极化失配损失修正方法及系统
JP6057841B2 (ja) 遅延時間差測定装置、フェーズドアレーアンテナ装置及び遅延時間差測定方法
JP2010122044A (ja) マルチビーム送信アンテナのビーム指向方向測定方法およびそれを用いたマルチビーム送信アンテナサブシステム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200325

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210316

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210423

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210629

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210701

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6908406

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150