JP2546053B2 - 精測進入レーダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子走査空中線によって航空機の追尾を行う
精測進入レーダに関する。

（従来の技術） 精測進入レーダ（PAR:Precision Approach Radar）
は、空港から約10NM（Nautical Mile）の距離にある最
終進入コース会合にて管制権を空港監視レーダ（ASR:Ai
rport Surveilance Radar）及び２次監視レーダ（SSR:S
econdary Surveilance Radar）から引き継ぎ、着陸の最
終進入コースを滑走路に向かって進入する航空機の方位
角、抑角、距離を測定し、滑走路上のタッチダウンポイ
ント（接地点）に向けて安全に誘導するための着陸誘導
用レーダである。

ここに、電子走査空中線を用いるPARのビーム制御方
式は、追尾すべき航空機を検出するためPAR全覆域を満
遍なく走査する捜索モードと、追尾する各航空機に個別
にビームを向ける追尾モードとからなり、捜索モードで
取得したデータに基づき予測した位置にビームを向けて
追尾を開始する方式である。具体的には例えば第３図に
示すようになっている。第３図は追尾機数が３機（Ａ、
Ｂ、Ｃ）の場合を示すが、捜索モードはPARの全覆域
（捜索面）の例えば左端から右端に向かい１つずつビー
ム方向をずらしながらペンシルビームを上から下へ走査
し、右端の上下走査を終了すると左端から同様のことを
繰り返すモードである。この繰り返し周期は捜索走査周
期と言うが、この捜索走査周期の期間内において捜索モ
ードを適宜区間ごとに分割して隙間（追尾）を設け、そ
の隙間において３機の追尾機（Ａ、Ｂ、Ｃ）に対してビ
ームを向けて短周期更新の追尾を行うのである。このよ
うな方式はTWS（Track While Search）方式と呼ばれて
いる。

ところで、電子走査空中線を用いる従来のPARでは、
捜索走査でとらえたデータを捜索走査周期で位置相関を
とりながら追尾をし、所定回相関がとれたら追尾モード
による追尾に切り換え、所定回相関がとれないときは捜
索モードによる追尾を継続するようになっている。以
下、第２図を参照して従来のPARの動作を説明する。

第２図において、電子走査空中線７には送信部10の発
する送信高周波信号がサーキュレータ11を介して入力し
ている。そこで、ビーム制御部６はまず電子走査空中線
７に対して捜索走査のための移相制御信号を順次送り、
各方位に適したビームパターンを制御し、電子走査空中
線７から空中に電波を放射させる。放射された電波が目
標に当たった場合、反射波が受信高周波信号として電子
走査空中線７、サーキュレータ11を経由して受信部９に
入力し受信処理され、受信部９から目標検出部５に対し
て受信ビデオとして送られる。

また、ビーム制御部６は、上記動作と並行して目標検
出部５に対し、検出基準方位抑角データと、捜索モード
と追尾モードとを識別する捜索／追尾フラグと、トラッ
クNo.とを出力するようになっている。

目標検出部５は、ビーム制御部６からの検出基準方位
抑角データと受信部９からの受信ビデオとから目標の距
離、方位、抑角を検出し、捜索モードであるからそれを
捜索目標データとして捜索周期相関部21に送出する。

トラックファイル３には各追尾機の位置情報が記録さ
れているので、捜索目標データが入力すると捜索周期相
関部21ではトラックファイル３から捜索周期のトラック
（航跡）を読み出して両者の位置相関をとり、どの追尾
目標とも相関がとれないときはその捜索目標データが示
す捜索周期のトラックは新規追尾目標としてトラックフ
ァイル３に登録する。一方、相関がとれると相関トラッ
クNo.と捜索目標データとを追尾処理部４に対し出力す
るとともに、相関のとれた回数をカウントする。そし
て、複数の捜索走査周期において相関がとれ所定回数に
なるとビーム追尾開始指示を追尾処理部４に対し出力す
る。

追尾処理部４では、相関トラックNo.と捜索目標デー
タが入力すると、ビーム追尾開始指示が付随しない場合
は捜索モードでの追尾の更新をし、ビーム追尾指示が付
随して入力された場合に、次のようにして追尾モードへ
の移行措置をとる。即ち、PARの捜索で得られた位置と
速度をもとに予定送信時刻（追尾開始位置）を予測計算
し、ビーム方位抑角データとトラックNo.とをビーム制
御部６に出力するとともに、トラックファイル３に登録
する。

ビーム制御部６では、捜索走査の合間に入力する追尾
処理部４からのビーム方位抑角データに基づいて、追尾
のために移相制御信号を順次電子走査空中線７に走り、
ビームパターンを制御する。

このようにして追尾モードによる追尾が開始される。
この追尾モードでは、目標検出部５は目標位置を検出す
ると追尾目標データをビーム制御部６からのトラックN
o.を付与して追尾処理部４に送出する。すると、追尾処
理部４では追尾目標データに基づき上記と同様の予測計
算をし、ビーム制御部６に対しビーム方位抑角データと
トラックNo.を出力するとともに、トラックファイル３
の登録を更新する。即ち、第３図に示すような追尾周期
で追尾の更新が繰り返される。

なお、追尾処理部４からは管制用の表示データが表示
部８に送られ、追尾目標の位置が表示される。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来のPARでは、PARでの捜索走査周期での位
置相関回数が、ある基準に達した捜索周期トラックに対
して、追尾を開始してしまうので、一次レーダの性質
上、航空機以外のウェザクラッタ等を追尾してしまう可
能性が非常に高くなるという欠点がある。ウェザクラッ
タ等を追尾することは無駄な処理であり、ましてやそれ
を航空機として表示するとなると、管制上の大きな支障
となる。また天候の悪い時などはウェザクラッタが多く
追尾されて、追尾処理部の最大追尾処理機数に達してし
まった場合、実際の航空機が追尾されないという欠点が
ある。

また、上記の欠点を改善すべく追尾開始基準である捜
索走査周期での位置相関回数基準を増加させた場合、真
の航空機の追尾開始に時間がかかる、または、最悪で真
の航空機の追尾開始が行われないという問題が起こって
くる。

本発明は、このような従来の問題に鑑みなされたもの
で、その目的は、航空機以外の例えばウェザクラッタ等
を誤追尾しないようにできる精測進入レーダを提供する
ことにある。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明の精測進入レーダ
は次の如き構成を有する。

即ち、本発明の精測進入レーダは、電子走査空中線を
制御して捜索モードと追尾モードのビーム制御を行うビ
ーム制御部と； 捜索モードにおいてビーム追尾開始指
令が捜索目標データと相関トラック番号とに付随して入
力したときその検出された航空機に対する追尾モードに
よる追尾を行うべく前記ビーム制御部に対し制御信号を
出力する追尾処理部と； を備える精測進入レーダにお
いて； 捜索モードによる覆域内に捜索によって得られ
た捜索目標データと相関周期のトラックとの位置相関が
とれたときその捜索目標データと相関トラック番号とを
前記追尾処理部に出力する捜索周期相関部と； 空港監
視レーダ及び２次監視レーダで取得されたデータであっ
て航空機の速度情報を含む目標データと捜索周期のトラ
ックとを同一の座標系（３次元または２次元）にて位置
相関をとり、相関がとれたとき前記ビーム追尾開始指令
を前記追尾処理部に出力する外部レーダ相関部と； を
備えたことを特徴とするものである。

（作 用） 次に、前記の如く構成される本発明の精測進入レーダ
の作用を説明する。

捜索周期相関部では、従来と同様に捜索モードによる
覆域内の捜索によって得られた捜索目標データと捜索周
期のトラックとの位置相関をとり、位置相関がとれたと
きその捜索目標データと相関トラック番号とを従来と同
様に追尾処理部に出力する。これにより追尾処理部は、
従来と同様に捜索モードでの追尾の更新を行う。但し、
本発明では、捜索周期相関部はビーム追尾開始指令を発
する動作を行わない。

即ち、外部レーダ相関部は、空港監視レーダ及び二次
監視レーダで取得された目標データと捜索周期のトラッ
クの位置相関をとり、相関がとれたとき追尾処理部に対
しビーム追尾開始指令を発するようにしてある。

その結果、追尾処理部は真の追尾目標に対し追尾を開
始することになる。

（実 施 例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る精測進入レーダを示
す。なお、第２図と同一構成部分には同一符号名称を付
してある。以下、本発明に係る部分を中心に説明する。

本発明では、捜索周期相関部１は相関トラックNo.と
捜索目標データのみを出力することとし、ビーム追尾開
始指示は外部レーダ相関部２が出力するようにしてあ
る。

捜索周期相関部１では、トラックファイル３の中にあ
る捜索周期のトラックと捜索目標データとの位置相関を
とり、相関があれば相関のあった捜索周期のトラックの
トラックNo.と捜索目標データを追尾処理部４に渡す。
相関がなければ仮トラックとしてトラックファイル３に
登録する。追尾処理部４では、追尾開始指示があるまで
は、その入力された相関トラックNo.と捜索目標データ
に対し捜索モードでの追尾の更新を行う。以上の動作は
従来と同様である。

さて、新設された外部レーダ相関部２には、同一空港
内に設置されるASRとSSRで取得されたASR/SSRデータが
外部から供給される。このASR/SSRデータは航空機の識
別処理がなされ、速度情報を含むデータである。外部レ
ーダ相関部２では、まず入力されたASR/SSRデータを予
め定めたASR/SSRとPARとの共通の座標のデータに変換
し、トラックファイル３に格納する。本実施例ではトラ
ックファイル３の座標系に変換されるとしてあるが、座
標はASR/SSRデータが高度情報を含むときは３次元とな
り、含まないときは２次元となる。

次に、外部レーダ相関部２では、その同一の座標系に
てASR/SSRデータとトラックファイル３の中の捜索周期
のトラックとの位置相関をとり、相関があった場合ビー
ム追尾開始指示を追尾処理部４に対して出力する。その
結果、追尾処理部４では、相関のとれたトラックに対し
予定送信時刻での目標の位置をPARの捜索トラックの平
滑位置とASR/SSRの速度を使用して予測し、それをトラ
ックファイル３に登録するとともに、その位置に対応し
たビーム方位抑角データをビーム制御部６に送出する。
即ち、追尾モードでの追尾が開始され、以後従来同様の
動作が行われる。

ここで、ASR/SSRデータの速度情報を用いて位置を予
測するケースは、PARの捜索トラックの更新回路が少な
くてPARでの速度の平滑化が十分でない場合である。逆
に、例えばASR/SSRのデータがある時間得られず、その
間にPARでの捜索トラックが何回か更新されたあと、ASR
/SSRのデータが来て追尾が開始された場合、RARでの速
度の平滑化が十分なので、PARでの速度を用いて追尾開
始位置を予測する。

もしも、ASR/SSRとPAR間の設置誤差が多少あった場
合、ASR/SSRの位置とPARの位置に誤差が生じるが、ASR/
SSRの速度情報は、単位時間あたりの相対変位となるた
め誤差は少なく、PARの捜索の平滑位置をもとに、ASR/S
SRの速度を使って追尾開始処理を予測する本方式の予測
精度は悪化のおそれはない。この場合外部レーザ相関部
２の相関ゲートサイズは、位置誤差分大きめにとること
で、航空機同志がよぼど接近していなければ、相関上の
問題は全くない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の精測進入レーダによれ
ば、航空機として識別済のASR/SSRデータを用い、これ
とPARの捜索周期のトラックとをある同一の座標系にて
位置的相関をとって追尾開始目標を選び出し、その予定
送信時刻での目標の位置を予測するようにしたので、航
空機以外のウェザクラッタ等を追尾しないという効果及
びたとえ高度情報のないASR/SSRデータをもつ航空機に
対しても、PARにて追尾開始が確実に行われるという効
果がある。

また、ASR/SSRデータに速度情報を含んでいるので、
捜索周期でのトラックの更新回数が少なくて、速度の値
の平滑化が不十分な状態でも、PARでの平滑位置と、ASR
/SSRデータの速度から追尾開始位置が正確に予測でき、
追尾が遅れずに確実に開始できるという効果がある。

また、たとえASR/SSRとPAR間の設置誤差があった場合
も、設置誤差の影響を受けにくいASR/SSRの速度情報の
みをASR/SSRに依存し、平滑位置はPARの情報を使用し
て、追尾開始位置を予測するので、ASR/SSRとPAR間の設
置誤差の影響を受けずに追尾開始が行われるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る精測進入レーダの構成
ブロック図、第２図は従来のPARの構成ブロック図、第
３図は電子走査空中線を使用したPARのビーム制御方式
の説明図である。 １……捜索周期相関部、２……外部レーダ相関部、３…
…トラックファイル、４……追尾処理部、５……目標検
出部、６……ビーム制御部、７……電子走査空中線、８
……表示部、９……受信部、10……送信部、11……サー
キュレータ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子走査空中線を制御して捜索モードと追
   尾モードのビーム制御を行うビーム制御部と； 捜索モ
   ードにおいてビーム追尾開始指令が捜索目標データと相
   関トラック番号とに付随して入力したときその検出され
   た航空機に対する追尾モードによる追尾を行うべく前記
   ビーム制御部に対し制御信号を出力する追尾処理部と；
   を備える精測進入レーダにおいて； 捜索モードによ
   る覆域内の捜索によって得られた捜索目標データと相関
   周期のトラックとの位置相関がとれたときその捜索目標
   データと相関トラック番号とを前記追尾処理部に出力す
   る捜索周期相関部と； 空港監視レーダ及び２次監視レ
   ーダで取得されたデータであって航空機の速度情報を含
   む目標データと捜索周期のトラックとを同一の座標系
   （３次元または２次元）にて位置相関をとり、相関がと
   れたとき前記ビーム追尾開始指令を前記追尾処理部に出
   力する外部レーダ相関部と； を備えたことを特徴とす
   る精測進入レーダ。