JP2563070Y2 - レーダ装置 - Google Patents
レーダ装置Info
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- JP2563070Y2 JP2563070Y2 JP9746291U JP9746291U JP2563070Y2 JP 2563070 Y2 JP2563070 Y2 JP 2563070Y2 JP 9746291 U JP9746291 U JP 9746291U JP 9746291 U JP9746291 U JP 9746291U JP 2563070 Y2 JP2563070 Y2 JP 2563070Y2
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- Japan
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この考案はフェーズド・アレー・
アンテナを用いて、一定区間のビーム走査を行うレーダ
装置に関するものである。
アンテナを用いて、一定区間のビーム走査を行うレーダ
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の代表的なフェーズド・アレ
ー・アンテナを備えたレーダ装置の機能ブロック図を示
すものであり、図において１は空間にビームを放射し、
受信するフェーズド・アレー・アンテナ、２は送受切換
器、３は送信信号を発生する励振発振器、４は上記フェ
ーズド・アレー・アンテナの受信信号をビデオ信号に変
換する受信機、５はビデオ信号から所望の信号を抽出す
る信号処理器、６は送受タイミング発生回路、７はビー
ム指向角を設定し、アンテナ面座標に変換するビーム制
御器、８はアンテナ面座標をアレー・アンテナに内蔵す
る移相器の位相データに変換するビーム走査処理器であ
る。
ー・アンテナを備えたレーダ装置の機能ブロック図を示
すものであり、図において１は空間にビームを放射し、
受信するフェーズド・アレー・アンテナ、２は送受切換
器、３は送信信号を発生する励振発振器、４は上記フェ
ーズド・アレー・アンテナの受信信号をビデオ信号に変
換する受信機、５はビデオ信号から所望の信号を抽出す
る信号処理器、６は送受タイミング発生回路、７はビー
ム指向角を設定し、アンテナ面座標に変換するビーム制
御器、８はアンテナ面座標をアレー・アンテナに内蔵す
る移相器の位相データに変換するビーム走査処理器であ
る。
【０００３】次に動作について説明する。従来のフェー
ズド・アレー・アンテナを備えたレーダ装置は上記のよ
うに構成され、励振発振器３で発生した送信信号を送受
切換器２を通してフェーズド・アレー・アンテナ１に供
給する。フェーズド・アレー・アンテナ１はこの送信信
号を送受信タイミング発生回路６で発生する送信トリガ
信号により空間に放射するとともに、目標からの反射信
号を受信し、送受切換器２を通して受信機４に入力す
る。受信機４は受信信号をビデオ信号に変換し、信号処
理器５に供給する。信号処理器５はビデオ信号から所要
の目標信号を抽出する。一方ビーム制御器７はビーム走
査シーケンスを制御してビーム指向角を設定し、そのビ
ーム指向角を空間の絶対座標系からアンテナ面座標系デ
ータに変換し、送受信タイミング発生回路６で発生する
送信トリガ信号によりビーム走査処理器８に供給する。
ビーム走査処理器８はアンテナ面座標系データをフェー
ズド・アレー・アンテナ１に内蔵する移相器の位相デー
タに変換してフェーズド・アレー・アンテナ１に供給
し、位相データを設定することにより送受信信号のビー
ム指向角を制御する。
ズド・アレー・アンテナを備えたレーダ装置は上記のよ
うに構成され、励振発振器３で発生した送信信号を送受
切換器２を通してフェーズド・アレー・アンテナ１に供
給する。フェーズド・アレー・アンテナ１はこの送信信
号を送受信タイミング発生回路６で発生する送信トリガ
信号により空間に放射するとともに、目標からの反射信
号を受信し、送受切換器２を通して受信機４に入力す
る。受信機４は受信信号をビデオ信号に変換し、信号処
理器５に供給する。信号処理器５はビデオ信号から所要
の目標信号を抽出する。一方ビーム制御器７はビーム走
査シーケンスを制御してビーム指向角を設定し、そのビ
ーム指向角を空間の絶対座標系からアンテナ面座標系デ
ータに変換し、送受信タイミング発生回路６で発生する
送信トリガ信号によりビーム走査処理器８に供給する。
ビーム走査処理器８はアンテナ面座標系データをフェー
ズド・アレー・アンテナ１に内蔵する移相器の位相デー
タに変換してフェーズド・アレー・アンテナ１に供給
し、位相データを設定することにより送受信信号のビー
ム指向角を制御する。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】従来のレーダ装置では
ビーム形状が固定であり、一定のビーム走査時間間隔で
半球空間をビーム走査するような場合において、空間上
へのビーム放射電力の抜け（ホール）をなくすためにビ
ームを均等な間隔で配列しようとしても平面に配列する
のと異なり実現が困難である。また特に回転型のレーダ
の場合にはビーム配列を複雑に組んで、ビーム走査の制
御方式を複雑にするか、あるいはビームの重なりの無駄
が発生するかホールが発生するという問題点があった。
ビーム形状が固定であり、一定のビーム走査時間間隔で
半球空間をビーム走査するような場合において、空間上
へのビーム放射電力の抜け（ホール）をなくすためにビ
ームを均等な間隔で配列しようとしても平面に配列する
のと異なり実現が困難である。また特に回転型のレーダ
の場合にはビーム配列を複雑に組んで、ビーム走査の制
御方式を複雑にするか、あるいはビームの重なりの無駄
が発生するかホールが発生するという問題点があった。
【０００５】この考案では上記のような課題を解消する
ためになされたものであり、ビーム形状を任意に設定で
きるというフェーズド・アレー・アンテナの特徴を利用
し、仰角に応じたビーム形状を設定することで最適なビ
ーム配列を実現できるとともに、ビーム走査の制御方式
を単純にすることを目的とする。
ためになされたものであり、ビーム形状を任意に設定で
きるというフェーズド・アレー・アンテナの特徴を利用
し、仰角に応じたビーム形状を設定することで最適なビ
ーム配列を実現できるとともに、ビーム走査の制御方式
を単純にすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この考案におけるビーム
形状を計算する機能は、空間絶対座標でのビーム指向角
における最適なビーム形状を移相器の位相データとして
あらかじめ設定しておくことにより、ビーム指向角が変
化するつどにビーム形状を計算するとともに、設定して
おいた位相データを選択することにより空間に放射する
ビームを制御する。
形状を計算する機能は、空間絶対座標でのビーム指向角
における最適なビーム形状を移相器の位相データとして
あらかじめ設定しておくことにより、ビーム指向角が変
化するつどにビーム形状を計算するとともに、設定して
おいた位相データを選択することにより空間に放射する
ビームを制御する。
【０００７】
【作用】この考案に係わるレーダ装置は、ビーム走査位
置に応じたビーム形状を計算する機能を付加し、ビーム
配列を最適化するとともに、ビーム走査を直線的にする
ことが可能なため、ビーム走査制御方式を単純にでき
る。
置に応じたビーム形状を計算する機能を付加し、ビーム
配列を最適化するとともに、ビーム走査を直線的にする
ことが可能なため、ビーム走査制御方式を単純にでき
る。
【０００８】
【実施例】実施例１． 以下、この考案の一実施例を図について説明する。図１
において１〜８は上記従来のレーダ装置と全く同一のも
のであり、９はビーム形状演算回路であり、ビーム制御
器７のビーム指向角データよりその指向角における最適
ビーム形状を計算し、移相器の位相データに変換してビ
ーム走査処理器に入力する。
において１〜８は上記従来のレーダ装置と全く同一のも
のであり、９はビーム形状演算回路であり、ビーム制御
器７のビーム指向角データよりその指向角における最適
ビーム形状を計算し、移相器の位相データに変換してビ
ーム走査処理器に入力する。
【０００９】次に動作について説明する。上記のように
構成されたレーダ装置を用いて半球空間をビーム走査す
る場合、仰角に応じたビームスポット数Ｎは次式で表さ
れる。 Ｎ＝Ｎ0 ｃｏｓθE …（１） Ｎ0 ：仰角０゜におけるビームスポット数 θE ：ビーム仰角 Ｎ0 ＝２π／（η・θB0） …（２） π：円周率 η：ビームの重ね合わせ率 θB0＝ビーム半値幅［ｒａｄ］
構成されたレーダ装置を用いて半球空間をビーム走査す
る場合、仰角に応じたビームスポット数Ｎは次式で表さ
れる。 Ｎ＝Ｎ0 ｃｏｓθE …（１） Ｎ0 ：仰角０゜におけるビームスポット数 θE ：ビーム仰角 Ｎ0 ＝２π／（η・θB0） …（２） π：円周率 η：ビームの重ね合わせ率 θB0＝ビーム半値幅［ｒａｄ］
【００１０】このＮをどの仰角においても一定にすれ
ば、仰角方向へのビーム走査は直線的に動作させるだけ
で、均等なビーム配置が可能となる。したがって一定の
ビーム形状でビーム走査する従来のレーダ装置に比べて
ビーム走査制御が単純化できる。
ば、仰角方向へのビーム走査は直線的に動作させるだけ
で、均等なビーム配置が可能となる。したがって一定の
ビーム形状でビーム走査する従来のレーダ装置に比べて
ビーム走査制御が単純化できる。
【００１１】この様子を半球空間にビーム形状を仰角対
応に変化させてビーム走査（配置）する場合を例にと
り、覆域図を図２に示す。図において１０はレーダの覆
域、１１はビームスポット、θB0は基準のビーム半値
幅、θB はビーム形状変更後のビーム半値幅である。ま
た図３は従来のビーム形状を一定にした場合のビーム走
査（配置）例である。図３に示すような従来の方式では
仰角が大きくなるにしたがって、ビームの重なりが多く
なりむだが発生する。あるいはこれを回避するためにビ
ーム配置を複雑にするか、ホールの発生を許容してビー
ム配置を間引く必要がある。また図２はビーム配置を単
純にしてビーム走査制御を簡素化するのみならず、ビー
ムスポット数を限定することで、ビーム走査周期を短縮
する様子も同時に説明するものである。
応に変化させてビーム走査（配置）する場合を例にと
り、覆域図を図２に示す。図において１０はレーダの覆
域、１１はビームスポット、θB0は基準のビーム半値
幅、θB はビーム形状変更後のビーム半値幅である。ま
た図３は従来のビーム形状を一定にした場合のビーム走
査（配置）例である。図３に示すような従来の方式では
仰角が大きくなるにしたがって、ビームの重なりが多く
なりむだが発生する。あるいはこれを回避するためにビ
ーム配置を複雑にするか、ホールの発生を許容してビー
ム配置を間引く必要がある。また図２はビーム配置を単
純にしてビーム走査制御を簡素化するのみならず、ビー
ムスポット数を限定することで、ビーム走査周期を短縮
する様子も同時に説明するものである。
【００１２】図４はこの考案の実施例の原理を最も簡単
に説明するものである。図４において１はフェーズド・
アレー・アンテナであり、覆域の垂直断面図を単位円に
見立ててビーム走査の様子を示している。ここで覆域に
おける最大走査仰角をθH 、このときのビームスポット
数をＮH とすると、各仰角でのビームスポット数を一定
にするには、各仰角での方位方向のビーム幅θB を次式
のように計算すればよい。 θB ＝θB0（ｃｏｓθE ／ｃｏｓθH ） …（３） θB0：基準のビーム半値幅 θE ：ビーム仰角 θH ：ビーム最大仰角
に説明するものである。図４において１はフェーズド・
アレー・アンテナであり、覆域の垂直断面図を単位円に
見立ててビーム走査の様子を示している。ここで覆域に
おける最大走査仰角をθH 、このときのビームスポット
数をＮH とすると、各仰角でのビームスポット数を一定
にするには、各仰角での方位方向のビーム幅θB を次式
のように計算すればよい。 θB ＝θB0（ｃｏｓθE ／ｃｏｓθH ） …（３） θB0：基準のビーム半値幅 θE ：ビーム仰角 θH ：ビーム最大仰角
【００１３】したがってＮH を基準にビーム形状を設定
すれば、最も簡単にビーム配置を均等にできる。
すれば、最も簡単にビーム配置を均等にできる。
【００１４】
【考案の効果】この考案は以上説明したように、ビーム
走査角に対応したビーム形状を計算する機能を付加する
ことにより、ビーム配列を最適化できるのみならず、ビ
ーム走査制御方式も簡素化できる効果がある。また、ビ
ーム形状を変化させてビームスポット数を限定すること
により、ビーム走査周期を短縮する効果がある。また、
この考案の方式を応用することで、艦船等の動揺を生じ
る場所で使用されるレーダ装置においてもビーム走査制
御方式も簡素化できる効果が期待できる。
走査角に対応したビーム形状を計算する機能を付加する
ことにより、ビーム配列を最適化できるのみならず、ビ
ーム走査制御方式も簡素化できる効果がある。また、ビ
ーム形状を変化させてビームスポット数を限定すること
により、ビーム走査周期を短縮する効果がある。また、
この考案の方式を応用することで、艦船等の動揺を生じ
る場所で使用されるレーダ装置においてもビーム走査制
御方式も簡素化できる効果が期待できる。
【図１】この考案の一実施例によるレーダ装置の機能ブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】この考案の効果を説明する覆域図である。
【図３】この考案の効果を説明するための従来の方式で
のレーダ覆域図である。
のレーダ覆域図である。
【図４】この考案の原理を説明するレーダ垂直覆域断面
図である。
図である。
【図５】従来のレーダ装置の機能ブロック図である。
１ フェーズド・アレー・アンテナ ２ 送受切換器 ３ 励振発振器 ４ 受信機 ５ 信号処理器 ６ 送受信タイミング発生回路 ７ ビーム制御器 ８ ビーム走査処理器 ９ ビーム形状演算回路 １０ レーダの覆域 １１ ビームスポット
Claims (1)
- 【請求項１】 電波を放射及び受信し、かつビーム放射
方向を可変とする移相器を備えたフェーズド・アレー・
アンテナと、ビーム指向角を設定してそのビーム指向角
を空間の絶対座標系からアンテナ面座標系に変換し、ビ
ーム走査シーケンスを制御するビーム制御器と、上記ビ
ーム指向角データを用いて仰角方向のビーム走査のスポ
ット数が一定でかつ仰角に応じて方位角方向のビーム幅
が変化するようにビーム形状を計算するビーム形状演算
回路と、このビーム形状とビーム指向角データを移相器
の位相データに変換して移相器に設定するビーム走査器
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9746291U JP2563070Y2 (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | レーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9746291U JP2563070Y2 (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | レーダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0547880U JPH0547880U (ja) | 1993-06-25 |
| JP2563070Y2 true JP2563070Y2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=14192972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9746291U Expired - Fee Related JP2563070Y2 (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | レーダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2563070Y2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5212335B2 (ja) * | 2009-10-28 | 2013-06-19 | 日本電気株式会社 | 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 |
| JP6273757B2 (ja) * | 2013-10-15 | 2018-02-07 | 三菱電機株式会社 | レーダ装置 |
| JP2016045132A (ja) * | 2014-08-25 | 2016-04-04 | 株式会社東芝 | 気象レーダ装置 |
-
1991
- 1991-11-27 JP JP9746291U patent/JP2563070Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0547880U (ja) | 1993-06-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |