JP2020148660A - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】隣接するビームスポットへのビームの連続照射を避けつつ、目標の追尾精度を向上可能なレーダ装置を得ること。【解決手段】ビームを照射する覆域に対して向きを変えてビームを照射するアレイアンテナ２０と、アレイアンテナ２０が照射するビームの向きを制御する送信制御部１０と、を備え、覆域が高角および方位角で表される２次元の領域であり、覆域においてビームが照射される複数のエリアの各々をビームスポットとし、送信制御部１０は、高角の方向で隣接するビームスポット同士、および方位角の方向で隣接するビームスポット同士について、ビームの連続照射を避けつつ、ビームが照射される時間間隔が覆域の全ビームスポットにビームを照射するためにかかる時間の半分未満になるようにアレイアンテナ２０が照射するビームの向きを制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、捜索ビームを照射するレーダ装置に関する。

従来、アレイアンテナを用いて捜索ビームを形成し、目標の捜索および追尾を行うレーダ装置がある。レーダ装置は、覆域に存在する目標を捜索するため、あらかじめ設定されたビームの照射方向および照射順序に従って捜索ビームを照射し、目標を検出する。このような技術が、特許文献１において開示されている。

覆域が高角および方位角の２次元の幅を持つ場合、単純なビームの照射方向および照射順序の定義方式として、レーダ装置が、同一方位角で捜索ビームを高角方向で上から下まで順に照射し、次に隣の方位角で捜索ビームを高角方向で上から下まで順に照射することを繰り返し、覆域全体にビームを照射する方式がある。

一方、レーダ装置では、覆域において捜索ビームが照射されるエリアであるビームスポットＡに捜索ビームを照射した直後に隣接するビームスポットＢに捜索ビームを照射した場合、ビームスポットＡに照射した捜索ビームの反射波が、複数回の反射を経てビームスポットＢに捜索ビームを照射後に受信されてしまう多次エコーが発生する場合がある。そのため、レーダ装置は、ビームスポットの照射順序を定義する際、隣接するビームスポットに連続して捜索ビームを照射しないように定義する必要がある。隣接するビームスポットに捜索ビームを照射しないビーム照射方式として、単純なビームの照射方向および照射順序の定義方式において、高角または方位角の列の単位で、奇数番目の列のビームスポットで覆域全体に捜索ビームを照射した後、偶数番目の列のビームスポットで覆域全体に捜索ビームを照射する一つ飛ばし方式がある。

特開２００４−２７９１４７号公報

レーダ装置は、捜索ビームによって得られた目標の検出結果を用いて、既に保持している目標の位置、速度、誤差情報、時刻などを含む目標の追尾諸元を更新する。目標の存在が予測される領域である目標存在予測領域が複数のビームスポットにまたがる場合、レーダ装置は、目標の追尾諸元を誤検出によって何度も更新しないようにするため、目標存在予測領域を含む全ての捜索ビームの検出結果を収集した後、収集した検出結果を用いて目標の追尾諸元の更新処理を行う。

レーダ装置は、目標存在予測領域で収集した検出結果の時刻差が大きくなるほど目標の追尾諸元を誤検出によって更新する可能性が高くなり、目標の追尾精度が劣化する。レーダ装置は、一つ飛ばし方式を用いた場合、目標存在予測領域の捜索ビームによる検出結果を得るため、少なくとも全ビームスポットへの捜索ビームの照射に必要な時間、すなわちフレームタイムの２分の１以上の時間が必要となり、検出結果の時刻差が大きくなってしまう、という問題があった。レーダ装置は、目標の追尾諸元を精度良く更新するためには、目標存在予測領域での捜索ビームの照射時刻差を極力少なくする必要がある。

また、レーダ装置は、目標が大きいなど複数の捜索ビームで同一の目標を検出する場合、複数の検出結果から得られる目標を１つに融合するセントロイド処理を行う。レーダ装置は、２次元のビームスポット配列のうち１次元、例えば高角方向の１列の捜索ビームの照射順序について、セントロイド処理を精度良く行うためには、隣接するビームスポットへの捜索ビームの照射時刻差を極力少なくする必要がある。しかしながら、レーダ装置は、多次エコーの発生を避けるため、隣接するビームスポットへの捜索ビームの連続照射を避ける必要がある、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、隣接するビームスポットへのビームの連続照射を避けつつ、目標の追尾精度を向上可能なレーダ装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーダ装置は、ビームを照射する覆域に対して向きを変えてビームを照射するアレイアンテナと、アレイアンテナが照射するビームの向きを制御する送信制御部と、を備える。覆域が高角および方位角で表される２次元の領域であり、覆域においてビームが照射される複数のエリアの各々をビームスポットとし、送信制御部は、高角の方向で隣接するビームスポット同士、および方位角の方向で隣接するビームスポット同士について、ビームの連続照射を避けつつ、ビームが照射される時間間隔が覆域の全ビームスポットにビームを照射するためにかかる時間の半分未満になるようにアレイアンテナが照射するビームの向きを制御する、ことを特徴とする。

本発明によれば、レーダ装置は、隣接するビームスポットへのビームの連続照射を避けつつ、目標の追尾精度を向上できる、という効果を奏する。

実施の形態１に係るレーダ装置の構成例を示す図 実施の形態１に係るレーダ装置のアレイアンテナが捜索ビームを照射する覆域とビームスポットとの関係を示す図 実施の形態１に係るレーダ装置が捜索ビームを照射するときの各ビームスポットに対する捜索ビームの照射順序を示す図 比較例としてレーダ装置が一つ飛ばし方式で捜索ビームを照射するときの各ビームスポットに対する捜索ビームの照射順序を示す図 実施の形態１に係るレーダ装置が捜索ビームを照射する動作を示すフローチャート 実施の形態１に係るレーダ装置が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図 実施の形態１に係るレーダ装置が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図 実施の形態２に係るレーダ装置が捜索ビームを照射するときの各ビームスポットに対する捜索ビームの照射順序を示す図 実施の形態３に係るレーダ装置が捜索ビームを照射するときの同じ方位角にある高角方向の各ビームスポットに対する捜索ビームの照射順序を示す図 実施の形態４に係るレーダ装置が捜索ビームを照射するときの同じ方位角にある高角方向の各ビームスポットに対する捜索ビームの照射順序を示す図

以下に、本発明の実施の形態に係るレーダ装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るレーダ装置４０の構成例を示す図である。レーダ装置４０は、送信制御部１０と、アレイアンテナ２０と、受信制御部３０と、を備える。送信制御部１０は、ビーム制御部１１と、送信部１２と、を備える。受信制御部３０は、受信部３１と、信号処理部３２と、検出管理部３３と、目標追尾部３４と、を備える。

送信制御部１０は、アレイアンテナ２０が照射する捜索ビームの向きを制御する。以降の説明において、捜索ビームのことを単にビームと称することがある。

ビーム制御部１１は、あらかじめ決められた捜索ビームの照射方向および捜索ビームの送信順序の情報を保持する。ビーム制御部１１は、ビーム照射スケジュールの管理を行い、送信部１２に対して、あらかじめ定められた順序およびタイミングで、ビームスポットに対する捜索ビームの照射指示を出力する。

ここで、ビームスポットとアレイアンテナ２０が捜索ビームを照射する覆域の関係について説明する。図２は、実施の形態１に係るレーダ装置４０のアレイアンテナ２０が捜索ビームを照射する覆域とビームスポットとの関係を示す図である。ビームスポットは、アレイアンテナ２０が捜索ビームの向きを変えて捜索ビームを照射して捜索する覆域において、捜索ビームが照射される複数のエリアの各々である。ここでは、覆域が高角および方位角で表される２次元の領域であるとする。なお、図２では記載を省略しているが、覆域全体がビームスポットで覆われているものとする。

図１の説明に戻る。送信部１２は、ビーム制御部１１から取得した照射指示に従って、アレイアンテナ２０の図示しない各モジュールの位相を制御して狭角ビームを形成し、電波すなわち捜索ビームの照射を指示する。

アレイアンテナ２０は、送信部１２からの位相制御情報および電波照射指示に従って、捜索ビームを照射する覆域に対して向きを変えて捜索ビームを照射する。捜索ビームは、ビーム角の狭い狭角ビームである。また、アレイアンテナ２０は、捜索ビームの反射波を受信すると、捜索ビームの反射波である受信信号を受信制御部３０の受信部３１に出力する。反射波は、目標などによって捜索ビームが反射されたものである。

受信制御部３０は、アレイアンテナ２０で受信された反射波である受信信号を用いて目標を検出し、アレイアンテナ２０から次にビームが照射されるときに目標が存在すると予測される目標存在予測領域を計算する。

受信部３１は、アレイアンテナ２０から受信信号を取得すると、受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、さらにデジタル信号に変換後の受信信号に対して周波数変換を行い、位相振幅情報に変換して信号処理部３２に出力する。

信号処理部３２は、受信部３１から取得した位相振幅情報に対して信号処理を行い、目標に関する情報を検出し、検出情報を検出管理部３３に出力する。ここで、検出情報には、検出された目標の位置および時刻の情報が含まれるが、誤検出による情報すなわちクラッタも含まれる場合がある。

検出管理部３３は、信号処理部３２から取得した検出情報を保持する。また、検出管理部３３は、目標追尾部３４からアレイアンテナ２０から次に捜索ビームが照射されるときに目標が存在すると予測される領域である目標存在予測領域の情報を取得する。検出管理部３３は、目標存在予測領域と検出情報とを照合し、目標存在予測領域内の捜索ビームの検出情報を全て取得した場合、目標存在予測領域内の検出情報を目標追尾部３４に出力する。検出管理部３３は、例えば、検出情報に対してセントロイド処理を行って目標を検出する。すなわち、検出管理部３３は、セントロイド処理によって、同一目標からと判断した複数の検出情報を１つの検出情報に融合する。検出管理部３３は、必要に応じてセントロイド処理を行えばよく、不要な場合にはセントロイド処理を省略してもよい。

目標追尾部３４は、目標存在予測領域を計算し、検出管理部３３に出力する。目標追尾部３４は、検出管理部３３から目標存在予測領域内の検出情報を取得した場合、検出情報を用いて目標の追尾諸元を更新する。目標の追尾諸元には、例えば、目標の位置、目標の速度、誤差情報、目標が検出された時刻などの情報が含まれる。目標追尾部３４は、目標が複数ある場合、複数の目標からなる目標群が存在すると予測される目標存在予測領域を計算してもよい。

つづいて、レーダ装置４０において、送信制御部１０がアレイアンテナ２０を制御して、捜索ビームを照射するときの捜索ビームの照射順序について説明する。図３は、実施の形態１に係るレーダ装置４０が捜索ビームを照射するときの各ビームスポットに対する捜索ビームの照射順序を示す図である。図３は、縦軸を高角方向、横軸を方位角方向とした２次元の覆域におけるビームスポットの配置を示している。実施の形態１では、覆域にある全ビームスポットを、方位角の範囲に応じて偶数個の領域に等分する。図３では、覆域にある全ビームスポットを、領域１から領域４の４分割にした例を示している。

送信制御部１０は、分割した領域のうち隣接する２つの領域について、左端列から順、かつ上端から順に交互に捜索ビームを照射するように、アレイアンテナ２０が照射する捜索ビームの向きを制御する。図３の例では、送信制御部１０は、まず、領域１，２について、左端列から順、かつ上端から順に交互に捜索ビームを照射するように、アレイアンテナ２０が照射する捜索ビームの向きを制御する。送信制御部１０は、領域１，２にある全てのビームスポットへの捜索ビームの照射が終了すると、つぎに、領域３，４について、左端列から順、かつ上端から順に交互に捜索ビームを照射するように、アレイアンテナ２０が照射する捜索ビームの向きを制御する。図３において、覆域にあるビームスポットの総数は２Ｎであり、丸印はビームスポットを示し、ビームスポットの丸印内の数字は捜索ビームの照射順序を示す。図３では、具体的に、Ｎ＝２４の場合の例を示している。なお、数字の無いビームスポットの丸印については、捜索ビームの照射順序の記載を省略している。図３では、レーダ装置４０のアレイアンテナ２０から照射される捜索ビームの１〜２２番目の照射順序が具体的に示されている。

図３において、左上の２行２列の範囲に目標存在予測領域がある場合を想定する。レーダ装置４０が図３に示す目標存在予測領域にあるビームスポットに捜索ビームを照射するために要する時間は、高角方向の縦４列分のビームスポットに捜索ビームを照射する時間より小さくなる。また、縦方向に隣接するビームスポットに対する捜索ビームの照射間隔は１、すなわち間に別方向のビームスポットへの捜索ビームの照射を１本分挟む間隔となる。図３の例では、一番左端の方位角において高角方向にある４つのビームスポットへの捜索ビームの照射順序は上から順に１，３，５，７番目であることを示している。

ここで、比較例として、背景技術で説明した一つ飛ばし方式で同じ覆域の範囲に対して捜索ビームを照射した場合の捜索ビームの照射順序について説明する。図４は、比較例としてレーダ装置が一つ飛ばし方式で捜索ビームを照射するときの各ビームスポットに対する捜索ビームの照射順序を示す図である。一つ飛ばし方式で捜索ビームを照射する比較例のレーダ装置は、まず、左端１列のビームスポットに対して、１つ飛ばし方式で捜索ビームを照射する。図４において、１番目および２番目のビームスポットに照射ビームが照射される。その後、比較例のレーダ装置は、右隣の列のビームスポットに対して、同様に１つ飛ばし方式で捜索ビームを照射することを右端列まで繰り返す。図４において、Ｎ−１番目およびＮ番目のビームスポットまで照射ビームが照射される。つぎに、比較例のレーダ装置は、未照射のビームスポットに対して左端から順に右端まで捜索ビームを照射する。図４において、Ｎ＋１番目およびＮ＋２番目のビームスポットから２Ｎ−１番目および２Ｎ番目のビームスポットまで捜索ビームが照射される。

比較例で示す図４において、図３のときと同様、左上の２行２列の範囲に目標存在予測領域がある場合を想定する。比較例のレーダ装置が図４に示す目標存在予測領域にあるビームスポット、すなわち１番目、３番目、Ｎ＋１番目、およびＮ＋３番目のビームスポットに捜索ビームを照射するために要する時間は、フレームタイム２Ｎに対してＮ＋３の時間、すなわちフレームタイム２Ｎの半分を超える時間となる。

本実施の形態において、レーダ装置４０は、図３に示すように覆域の全ビームスポットを偶数個の領域に分け、隣接する２つの領域において交互に捜索ビームを照射することによって、比較例である一つ飛ばし方式で捜索ビームを照射する場合よりも、目標存在予測領域にあるビームスポットに捜索ビームを照射するために要する時間を小さくすることができる。

ここで、レーダ装置４０が検出および追尾する目標が移動する物体である場合、図３において、目標存在予測領域の位置が変化する。そのため、レーダ装置４０は、目標存在予測領域が覆域のどの位置にあっても、目標存在予測領域にあるビームスポットに捜索ビームを照射するために要する時間が小さくなるような照射順序で、捜索ビームを照射する必要がある。そのため、送信制御部１０は、高角の方向で隣接するビームスポット同士、および方位角の方向で隣接するビームスポット同士について、捜索ビームの連続照射を避けつつ、捜索ビームが照射される時間間隔が覆域の全ビームスポットに捜索ビームを照射するためにかかる時間の半分未満になるようにアレイアンテナ２０が照射する捜索ビームの向きを制御する。

レーダ装置４０が捜索ビームを照射する動作を、フローチャートを用いて説明する。図５は、実施の形態１に係るレーダ装置４０が捜索ビームを照射する動作を示すフローチャートである。レーダ装置４０において、送信制御部１０は、隣接するビームスポットについて、捜索ビームの連続照射を避けつつ、捜索ビームが照射される時間間隔が覆域の全ビームスポットに捜索ビームを照射するためにかかる時間の半分未満になるように、アレイアンテナ２０に対して、捜索ビームの向きを指示する（ステップＳ１）。アレイアンテナ２０は、送信制御部１０の指示に従って、捜索ビームを照射する覆域に対して向きを変えて捜索ビームを照射する（ステップＳ２）。

なお、本実施の形態では、レーダ装置４０は、覆域の全ビームスポットを方位角の方向で偶数個の領域に分割する場合について説明したが、これに限定されない。レーダ装置４０は、覆域の全ビームスポットを高角の方向で偶数個の領域に分割してもよい。また、レーダ装置４０は、高角方向の１列のビームスポットに対する捜索ビームの照射間隔が、方位角方向の１列のビームスポットに対する捜索ビームの照射間隔と比較して小さくなるようにしたが、これに限定されない。レーダ装置４０は、方位角方向の１列のビームスポットに対する捜索ビームの照射間隔が、高角方向の１列のビームスポットに対する捜索ビームの照射間隔と比較して小さくなるようにしてもよい。また、レーダ装置４０は、捜索ビームを照射する順番を、覆域の上方向から下方向、かつ左方向から右方向になるようにしていたが、これに限定されない。レーダ装置４０は、捜索ビームを照射する順番を、覆域の下方向から上方向にしてもよいし、右方向から左方向にしてもよい。以降の実施の形態においても同様とする。

また、レーダ装置４０は、図２などに示すように、覆域の縦１列を構成する各ビームスポットの高角を各方位角の列で同一としているが、これに限定されない。レーダ装置４０は、例えば、方位角の左から奇数列のビームスポットを、偶数列のビームスポットに対してビームスポット幅の半分高角方向にオフセットさせるなど、列毎に高角方向の位置を変化させてもよい。この場合、送信制御部１０は、高角の異なる同じ方位角の複数のビームスポットについて、方位角の単位で高角方向のビームスポットの位置をオフセットするように、アレイアンテナ２０が照射する捜索ビームの向きを制御する。

つづいて、レーダ装置４０のハードウェア構成について説明する。レーダ装置４０において、アレイアンテナ２０はアンテナ素子である。送信制御部１０および受信制御部３０は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。

図６は、実施の形態１に係るレーダ装置４０が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がプロセッサ９１およびメモリ９２で構成される場合、レーダ装置４０の処理回路の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。処理回路では、メモリ９２に記憶されたプログラムをプロセッサ９１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路は、レーダ装置４０の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９２を備える。また、これらのプログラムは、レーダ装置４０の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

ここで、プロセッサ９１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などであってもよい。また、メモリ９２には、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などが該当する。

図７は、実施の形態１に係るレーダ装置４０が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図である。処理回路が専用のハードウェアで構成される場合、図７に示す処理回路９３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。レーダ装置４０の各機能を機能別に処理回路９３で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路９３で実現してもよい。

なお、レーダ装置４０の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、レーダ装置４０において、送信制御部１０は、高角の方向で隣接するビームスポット同士、および方位角の方向で隣接するビームスポット同士について、捜索ビームの連続照射を避けつつ、捜索ビームが照射される時間間隔が覆域の全ビームスポットに捜索ビームを照射するためにかかる時間の半分未満になるようにアレイアンテナ２０が照射する捜索ビームの向きを制御する。実施の形態１において、具体的には、覆域の全ビームスポットを高角または方位角の方向で偶数個の領域に分割し、送信制御部１０は、隣接する２つの領域に対して、領域内の対応する高角および方位角の位置にあるビームスポットに交互に捜索ビームを照射するように、アレイアンテナ２０が照射する捜索ビームの向きを制御することとした。これにより、レーダ装置４０は、覆域のどの位置に目標存在予測領域が設定されても、目標存在予測領域内のビームスポットに対する捜索ビームの照射に必要な時間を小さくでき、かつ高角方向のビーム照射間隔が１となる。すなわち、レーダ装置４０は、目標存在予測領域内の目標検出時刻差および多次エコーを低減しつつ、かつセントロイド処理を精度良く行うことで、目標の追尾精度を向上することができる。

なお、レーダ装置４０は、分割領域数が２の場合、領域１および領域２の各ビームスポットに捜索ビームを照射後、領域１および領域２の各ビームスポットに捜索ビームの照射を繰り返し実施することになる。そのため、レーダ装置４０は、領域１の最後のビームスポットに対する捜索ビーム、図３の例では右下端のＮ−１番目のビームスポットの照射後、図３で示すＮ番目のビームスポットおよび１番目のビームスポットの次に、領域２の最初のビームスポット、図３の例では左上端の２番目のビームスポットに捜索ビームを照射することになる。図３に示す１７番目のビームスポットおよび２番目のビームスポットに着目した場合、レーダ装置４０が領域１および領域２の合計２４個のビームスポットに対して捜索ビームの照射を繰り返し実施すれば、２番目のビームスポットは実質的に２＋２４＝２６番目のビームスポットとなる。すなわち、領域内の左右に隣り合う縦２列のビームスポットの照射時刻差と、領域１右端列のビームスポットと領域２左端列のビームスポットの照射時刻差は１つであり、ほぼ同等になる。従って、レーダ装置４０は、照射時刻差について目標存在予測領域が領域間にまたがる場合でも、またがない場合と区別することなく、目標の追尾諸元の更新処理を行うことができる。

実施の形態２．
実施の形態２では、送信制御部１０が、高角の方向で隣接するビームスポット同士、および方位角の方向で隣接するビームスポット同士について、捜索ビームの連続照射を避けつつ、捜索ビームが照射される時間間隔が覆域の全ビームスポットに捜索ビームを照射するためにかかる時間の半分未満になるようにアレイアンテナ２０が照射する捜索ビームの向きを制御する。実施の形態１と異なる方式について説明する。

実施の形態２において、レーダ装置４０の構成は、図１に示す実施の形態１のときと同様である。図８は、実施の形態２に係るレーダ装置４０が捜索ビームを照射するときの各ビームスポットに対する捜索ビームの照射順序を示す図である。レーダ装置４０は、方位角が同じ高角方向の縦１列の４個のビームスポット列に対して、上端から順に２番目、４番目、１番目、３番目の順序で捜索ビームを照射する。その後、レーダ装置４０は、隣接する列の方位角の縦１列のビームスポット列に対して同様の順序で捜索ビームを照射する動作を右端まで繰り返し実施する。

実施の形態１の図３と同様、図８において、左上の２行２列の範囲に目標存在予測領域がある場合を想定する。レーダ装置４０が図８に示す目標存在予測領域にあるビームスポットに捜索ビームを照射するために要する時間は、高角方向の縦２列分のビームスポットに捜索ビームを照射する時間より小さくなる。また、縦方向に隣接するビームスポットに対する捜索ビームの照射間隔は１または２、すなわち間に別方向のビームスポットへの捜索ビームの照射を１本分または２本分挟む間隔となる。図８の例では、一番左端の方位角において高角方向にある４つのビームスポットへの捜索ビームの照射順序は２，４，１，３番目であることを示している。

以上説明したように、本実施の形態によれば、レーダ装置４０において、送信制御部１０は、同じ方位角の複数のビームスポットへの捜索ビームの照射後、次に隣接する方位角の複数のビームスポットへ捜索ビームを照射するようにアレイアンテナ２０が照射する捜索ビームの向きを制御する。または、送信制御部１０は、同じ高角の複数のビームスポットへの捜索ビームの照射後、次に隣接する高角の複数のビームスポットへ捜索ビームを照射するようにアレイアンテナ２０が照射する捜索ビームの向きを制御する。これにより、レーダ装置４０は、覆域のどの位置に目標存在予測領域が設定されても、実施の形態１と比較して、目標存在予測領域内のビームスポットに対する捜索ビームの照射に必要な時間を約半分にでき、かつ高角方向のビーム照射間隔が１または２となる。レーダ装置４０は、実施の形態１と比較して、さらに、目標存在予測領域内の目標検出時刻差および多次エコーを低減することができる。なお、レーダ装置４０は、実施の形態１のときと同様、覆域全体に対する捜索ビームの照射を繰り返し実施する。以降の実施の形態においても同様とする。

実施の形態３．
実施の形態２では、覆域において、同じ方位角の高角方向に４つのビームスポットがある場合について説明した。実施の形態３では、覆域において、同じ方位角の高角方向に８以上の４の倍数の数のビームスポットがある場合について説明する。実施の形態２と異なる部分について説明する。

実施の形態３において、レーダ装置４０の構成は、図１に示す実施の形態１のときと同様である。図９は、実施の形態３に係るレーダ装置４０が捜索ビームを照射するときの同じ方位角にある高角方向の各ビームスポットに対する捜索ビームの照射順序を示す図である。覆域において、同じ方位角にあるビームスポットの数が４の倍数である場合、レーダ装置４０は、高角方向の上から順に４個ずつ、ビームスポットに対する捜索ビームの照射順序が設定された順序セットを設定する。レーダ装置４０は、同じ方位角において高角方向の上にある順序セットから順に、ビームスポットに対して捜索ビームを照射する。なお、図９において、丸印で示されるビームスポットの左側にある１または２の数字は、隣接するビームスポットに対する捜索ビームの照射間隔を示している。

以上説明したように、本実施の形態によれば、レーダ装置４０において、送信制御部１０は、高角の異なる同じ方位角の複数のビームスポット、または方位角の異なる同じ高角の複数のビームスポットについて、複数のビームスポットの数が４の倍数の場合、複数のビームスポットの全部を、捜索ビームの照射順序が規定された２つ以上の順序セットとして構成し、規定された照射順序で捜索ビームが照射されるように、アレイアンテナ２０が照射する捜索ビームの向きを制御する。この場合においても、レーダ装置４０は、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。実施の形態３は、複数のビームスポットの１列を順序セットの単位で端から端に向かって捜索ビームを照射したい要求がある場合に適用可能である。

実施の形態４．
実施の形態３では、覆域において、同じ方位角の高角方向に８以上の４の倍数の数のビームスポットがある場合について説明した。実施の形態４では、覆域において、同じ方位角の高角方向に５以上の数のビームスポットがある場合について説明する。実施の形態２，３と異なる部分について説明する。

実施の形態４において、レーダ装置４０の構成は、図１に示す実施の形態１のときと同様である。図１０は、実施の形態４に係るレーダ装置４０が捜索ビームを照射するときの同じ方位角にある高角方向の各ビームスポットに対する捜索ビームの照射順序を示す図である。覆域において、同じ方位角にあるビームスポットの数が５以上である場合、レーダ装置４０は、５以上のビームスポットのうち、中央部分にある４の倍数分のビームスポットについては、実施の形態２または実施の形態３と同様の順序セットを設定する。レーダ装置４０は、捜索ビームが照射された照射済みビームスポットの両隣にある捜索ビームが照射されていない未照射のビームスポットに対して、交互に中央から端に向かって捜索ビームを照射する。なお、図１０において、丸印で示されるビームスポットの左側にある１または２の数字は、隣接するビームスポットに対する捜索ビームの照射間隔を示している。実施の形態１から実施の形態４までを考慮すると、送信制御部１０は、高角の方向または方位角の方向の１方向において、隣接するビームスポットへのビームの照射間隔が２以下になるように、アレイアンテナ２０が照射するビームの向きを制御する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、レーダ装置４０において、送信制御部１０は、高角の異なる同じ方位角の複数のビームスポット、または方位角の異なる同じ高角の複数のビームスポットについて、複数のビームスポットの数が４の倍数ではない場合、複数のビームスポットのうち中央にある一部を、捜索ビームの照射順序が規定された１つ以上の順序セットとして構成し、規定された照射順序で捜索ビームが照射されるように、アレイアンテナ２０が照射する捜索ビームの向きを制御する。レーダ装置４０は、順序セットに設定されたビームスポットに対して先に捜索ビームを照射し、つぎに複数のビームスポットのうち中央以外の両端にあるビームスポットに対して交互に捜索ビームを照射する。この場合においても、レーダ装置４０は、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。実施の形態４は、複数のビームスポットの数が４の倍数以外についても適用可能である。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１０ 送信制御部、１１ ビーム制御部、１２ 送信部、２０ アレイアンテナ、３０ 受信制御部、３１ 受信部、３２ 信号処理部、３３ 検出管理部、３４ 目標追尾部、４０ レーダ装置。

Claims (9)

1. ビームを照射する覆域に対して向きを変えて前記ビームを照射するアレイアンテナと、
   前記アレイアンテナが照射する前記ビームの向きを制御する送信制御部と、
   を備え、
   前記覆域が高角および方位角で表される２次元の領域であり、前記覆域において前記ビームが照射される複数のエリアの各々をビームスポットとし、
   前記送信制御部は、前記高角の方向で隣接するビームスポット同士、および前記方位角の方向で隣接するビームスポット同士について、ビームの連続照射を避けつつ、ビームが照射される時間間隔が前記覆域の全ビームスポットにビームを照射するためにかかる時間の半分未満になるように前記アレイアンテナが照射する前記ビームの向きを制御する、
   ことを特徴とするレーダ装置。
2. 前記送信制御部は、前記高角の方向または前記方位角の方向の１方向において、隣接するビームスポットへのビームの照射間隔が２以下になるように前記アレイアンテナが照射する前記ビームの向きを制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
3. 前記覆域の全ビームスポットを前記高角または前記方位角の方向で偶数個の領域に分割し、
   前記送信制御部は、隣接する２つの領域に対して、領域内の対応する高角および方位角の位置にあるビームスポットに交互にビームを照射するように、前記アレイアンテナが照射する前記ビームの向きを制御する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のレーダ装置。
4. 前記送信制御部は、同じ方位角の複数のビームスポットへのビームの照射後、次に隣接する方位角の複数のビームスポットへビームを照射するように前記アレイアンテナが照射する前記ビームの向きを制御する、または、同じ高角の複数のビームスポットへのビームの照射後、次に隣接する高角の複数のビームスポットへビームを照射するように前記アレイアンテナが照射する前記ビームの向きを制御する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のレーダ装置。
5. 前記送信制御部は、高角の異なる同じ方位角の複数のビームスポット、または方位角の異なる同じ高角の複数のビームスポットについて、前記複数のビームスポットの全部または一部を、ビームの照射順序が規定された２つ以上の順序セットとして構成し、規定された照射順序でビームが照射されるように、前記アレイアンテナが照射する前記ビームの向きを制御する、
   ことを特徴とする請求項４に記載のレーダ装置。
6. 前記アレイアンテナは前記ビームの反射波を受信し、
   さらに、
   前記アレイアンテナで受信された前記反射波を用いて目標を検出し、前記アレイアンテナから次にビームが照射されるときに前記目標が存在すると予測される目標存在予測領域を計算する受信制御部、
   を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のレーダ装置。
7. 前記受信制御部は、セントロイド処理を行って前記目標を検出する、
   ことを特徴とする請求項６に記載のレーダ装置。
8. 前記受信制御部は、前記目標が複数ある場合、複数の目標からなる目標群が存在すると予測される目標存在予測領域を計算する、
   ことを特徴とする請求項６または７に記載のレーダ装置。
9. 前記送信制御部は、高角の異なる同じ方位角の複数のビームスポットについて、方位角の単位で高角方向のビームスポットの位置をオフセットするように、前記アレイアンテナが照射する前記ビームの向きを制御する、
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載のレーダ装置。

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