JP2596334B2 - Active phased array radar - Google Patents

Active phased array radar

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JP2596334B2
JP2596334B2 JP5228186A JP22818693A JP2596334B2 JP 2596334 B2 JP2596334 B2 JP 2596334B2 JP 5228186 A JP5228186 A JP 5228186A JP 22818693 A JP22818693 A JP 22818693A JP 2596334 B2 JP2596334 B2 JP 2596334B2
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active phased
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英一 木内
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NEC Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、アクティブフェーズド
アレイレーダ、即ちアクティブフェーズドアレイアンテ
ナによる2次元電子走査と高速ディジタル信号処理とを
組み合わせた多機能のレーダ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active phased array radar, that is, a multifunctional radar apparatus combining two-dimensional electronic scanning with an active phased array antenna and high-speed digital signal processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、レーダ装置では、探知性
能の向上は言うに及ばずクラッタ抑圧性能や妨害波抑圧
性能等の向上も重要な課題であるが、アクティブフェー
ズドアレイレーダは、かかる課題を解決できる多機能の
3次元レーダ装置として開発され実用化されつつあるも
のである。
2. Description of the Related Art As is well known, in a radar apparatus, it is important to improve not only detection performance but also clutter suppression performance and interference wave suppression performance. Active phased array radars have such problems. Is being developed and put into practical use as a multifunctional three-dimensional radar device that can solve the above problem.

【0003】即ち、一般に、レーダの探知距離を増大さ
せるにはより多くのエネルギーを照射することが必要で
あるが、送信電力やアンテナ利得を増大するには物理的
限界があり、既にその限界に達しているのが実情であ
る。
That is, in general, it is necessary to irradiate more energy in order to increase the radar detection range, but there is a physical limit to increase the transmission power and antenna gain, and the limit has already been reached. That is the fact.

【0004】ところが、アクティブフェーズドアレイア
ンテナを有するレーダ装置では、アンテナ素子毎にマイ
クロ波の振幅と位相を制御してビームを合成するので、
振幅と位相の制御によって方位と仰角の2次元空間にビ
ームを形成し走査する2次元電子走査方式が可能であ
り、振幅と位相の制御内容によって照射方向及び指向特
性の自由度の高いビームを形成でき、時間資源の有効活
用が可能である。つまり送信電力やアンテナ利得を増大
せずともより多くのエネルギーを照射する方策を容易に
採ることができる。
However, in a radar device having an active phased array antenna, a beam is synthesized by controlling the amplitude and phase of a microwave for each antenna element.
A two-dimensional electronic scanning method that forms and scans a beam in a two-dimensional space of azimuth and elevation by controlling the amplitude and phase is possible, and forms a beam with a high degree of freedom in the irradiation direction and directional characteristics by controlling the amplitude and phase. And time resources can be used effectively. That is, it is possible to easily adopt a measure for irradiating more energy without increasing the transmission power and the antenna gain.

【0005】ここに、近年の半導体製造技術の目覚まし
い発達によって送受信モジュールの固体化が可能となっ
たことから、固体化した送受信モジュールをアレイアン
テナの各アンテナ素子に1対1に対応させて配置した構
成を有するアクティブフェーズドアレイアンテナを容易
に実現できるようになった。
[0005] Here, the remarkable development of the semiconductor manufacturing technology in recent years has made it possible to solidify the transmitting / receiving module. Therefore, the solidified transmitting / receiving module is arranged in one-to-one correspondence with each antenna element of the array antenna. An active phased array antenna having a configuration can be easily realized.

【0006】また、ディジタル信号処理技術や高速信号
処理デバイスの目覚ましい進歩によって複雑な複素数相
関演算のリアルタイム処理が可能となったが、これをア
クティブフェーズドアレイレーダに適用すれば、特定の
方向にマイクロ波を連続して複数照射し、複数の反射信
号に対しディジタルフィルタ処理を施すことで、探知距
離を向上し、目標信号対クラッタ電力比(S/C)又は
目標信号対妨害波電力比(S/J)を大幅に改善するこ
とができる。
Also, remarkable progress in digital signal processing technology and high-speed signal processing devices has enabled real-time processing of complex complex correlation operations. However, if this is applied to an active phased array radar, microwaves can be transmitted in a specific direction. By continuously irradiating a plurality of reflected signals and performing digital filter processing on a plurality of reflected signals, thereby improving a detection distance and a target signal-to-clutter power ratio (S / C) or a target signal-to-interference wave power ratio (S / C). J) can be greatly improved.

【0007】要するに、アクティブフェーズドアレイレ
ーダは、アクティブフェーズドアレイアンテナによる2
次元電子走査と高速ディジタル信号処理との組み合わせ
により探知性能、クラッタや妨害波の抑圧性能を大幅に
向上させ得る多機能な3次元レーダ装置であるというこ
とができる。
[0007] In short, an active phased array radar uses an active phased array antenna.
It can be said that this is a multifunctional three-dimensional radar device that can greatly improve the detection performance and the suppression performance of clutter and interference waves by combining the two-dimensional electronic scanning and the high-speed digital signal processing.

【0008】具体的には、2次元電子走査の採用により
時間資源の自由度が増すので、その時間資源を有効活用
すれば物理的条件を変えずに送信ヒット数(特定の方向
に連続して照射するマイクロ波パルスの数)を容易に増
大させ得る。その結果、探知距離が向上するが、送信ヒ
ット数増大の結果、目標からの反射信号が複数得られる
ので、それに対して高速ディジタル信号処理を適用し、
相関信号処理によってクラッタや妨害波等の不要信号を
目標から分離し抑圧することができる。
More specifically, the adoption of two-dimensional electronic scanning increases the degree of freedom of time resources. If the time resources are effectively used, the number of transmission hits (continuously in a specific direction) can be maintained without changing physical conditions. (The number of microwave pulses to be irradiated) can be easily increased. As a result, the detection distance is improved, but as a result of the increase in the number of transmission hits, a plurality of reflected signals from the target are obtained, and high-speed digital signal processing is applied thereto,
Unwanted signals such as clutter and interference waves can be separated from the target and suppressed by the correlation signal processing.

【0009】ここに、現在実用化されつつあるアクティ
ブフェーズドアレイレーダは、基本的には例えば図3に
示すように構成され、コンピュータ制御によってビーム
を形成し走査することにより捜索と追尾を行うものであ
る。
The active phased array radar currently being put into practical use is basically configured as shown in FIG. 3, for example, and performs search and tracking by forming and scanning a beam under computer control. is there.

【0010】図3において、N×M個の素子アンテナ
(111〜1MN)は、N×M個のT/R(送受信)モ
ジュール(211〜2MN)に1対1対応で接続され
る。このN×M個のT/Rモジュールは、それぞれ同一
構成であって211に示すように送信回路2111とサ
ーキュレータ2112と受信回路2113と制御回路2
114とを備えるが、N個を1組みとしたM個がM個の
信号伝送路(301〜30M)の対応するものを介して
ビーム合成器400と励振パルス発生器410と空中線
制御器420と信号授受を行い、N×M個の素子アンテ
ナに所定のビームを形成させレーダ電波の送受信機能を
発揮する。
In FIG. 3, N × M element antennas (111 to 1MN) are connected to N × M T / R (transmit / receive) modules (211 to 2MN) in a one-to-one correspondence. The N × M T / R modules have the same configuration, and as shown in 211, a transmission circuit 2111, a circulator 2112, a reception circuit 2113, and a control circuit 2111.
114, and M of which N is one set is a beam combiner 400, an excitation pulse generator 410, an antenna controller 420, and a corresponding one of M signal transmission paths (301 to 30M). Signal transmission / reception is performed, and a predetermined beam is formed on the N × M element antennas, thereby exhibiting a function of transmitting and receiving radar radio waves.

【0011】ビーム形成は、ビーム制御計算機810が
ビーム形成方向を指示し、それをタイミング制御器80
0を介して受けた空中線制御器420がM個の信号伝送
路(301〜30M)を介してN×M個のT/Rモジュ
ール(211〜2MN)における制御回路2114に対
しマイクロ波の回転位相(移相)量と電力の減衰量を伝
送し、各T/Rモジュールにおいて空中線制御器420
からこれらの制御信号を受けた制御回路(2114)
が、送信時では送信回路(2111)に対し移相量を与
え、受信時では受信回路(2113)に対し移相量と減
衰量とを与えることにより行う。
In the beam forming, the beam control computer 810 indicates the beam forming direction and sends it to the timing controller 80.
The antenna controller 420 received through the M.0 transmits the rotation phase of the microwave to the control circuit 2114 in the N × M T / R modules (211 to 2MN) via the M signal transmission paths (301 to 30M). (Phase shift) amount and the amount of power attenuation are transmitted, and the antenna controller 420
Control circuit (2114) receiving these control signals from
However, at the time of transmission, the phase shift amount is given to the transmission circuit (2111), and at the time of reception, the phase shift amount and the attenuation amount are given to the reception circuit (2113).

【0012】送信信号(パルス状マイクロ波信号)は、
励振パルス発生器410が、ビーム制御計算機810の
指示をタイミング制御器800、パルス伸張器510を
介して受けて発生するが、これはM個の信号伝送路(3
01〜30M)を介してN×M個のT/Rモジュール
(211〜2MN)における送信回路2111に分配さ
れる。
The transmission signal (pulsed microwave signal) is
The excitation pulse generator 410 generates an instruction from the beam control computer 810 via the timing controller 800 and the pulse expander 510. The M signal transmission path (3
01 to 30M) to the transmission circuits 2111 in the N × M T / R modules (211 to 2MN).

【0013】各T/Rモジュールでは次のような送受信
動作が行われる。各T/Rモジュールは同一構成で同一
内容の動作を行うので、T/Rモジュール211で言え
ば、送信回路2111は、入力したマイクロ波信号に制
御回路2114から指示された通りの位相回転を与え、
サーキュレータ2112を介して素子アンテナ111へ
出力する。その結果、捜索空域の方位と仰角の2次元空
間に所定のビームが形成され、マイクロ波信号が捜索空
域に照射される。
The following transmission / reception operations are performed in each T / R module. Since each T / R module has the same configuration and performs the same operation, in the case of the T / R module 211, the transmitting circuit 2111 gives the input microwave signal a phase rotation as instructed by the control circuit 2114. ,
The signal is output to the element antenna 111 via the circulator 2112. As a result, a predetermined beam is formed in the two-dimensional space of the azimuth and the elevation angle of the search airspace, and the microwave signal is emitted to the search airspace.

【0014】また、受信回路2113は、素子アンテナ
111が受信したマイクロ波信号をサーキュレータ21
12を介して受けて、それに対し制御回路2114から
指示された通りの減衰と位相回転を与え、信号伝送路3
01を介してビーム合成器400に与える。つまり、ビ
ーム合成器400においてN×M個の素子アンテナ(1
11〜1MN)が受信したマイクロ波信号が合成され
る。
The receiving circuit 2113 converts the microwave signal received by the element antenna 111 into a circulator 21.
12, and gives the same attenuation and phase rotation as instructed by the control circuit 2114 to the signal transmission path 3.
01 to the beam combiner 400. That is, in the beam combiner 400, N × M element antennas (1
(11 to 1 MN) are combined.

【0015】合成されたマイクロ波信号は、受信機50
0において所定の中間周波信号へ変換され、設計で定め
た受信帯域内の信号のみが通過するようバンドパスフィ
ルタ処理された後基準信号に基づき位相検波される。
The combined microwave signal is supplied to a receiver 50
At 0, the signal is converted to a predetermined intermediate frequency signal, band-pass filtered so that only signals within the reception band determined by design pass, and then phase-detected based on the reference signal.

【0016】位相検波された信号は、A/D変換器60
0にてティジタル化され、パルス圧縮器610にて相関
処理により圧縮され、狭パルス信号となり信号処理器6
20に入力する。
The phase-detected signal is supplied to an A / D converter 60
The signal is digitized at 0 and compressed by correlation processing at a pulse compressor 610 to become a narrow pulse signal.
Enter 20.

【0017】信号処理器620は、入力された狭パルス
信号に相関処理を施し、クラッタなどの不要信号の除去
と目標信号の検出とを行い、処理後のビデオ信号をマン
マシンインタフェース710に表示し、また追尾計算機
700へ出力する。
The signal processor 620 performs correlation processing on the input narrow pulse signal, removes unnecessary signals such as clutter and detects a target signal, and displays the processed video signal on the man-machine interface 710. To the tracking computer 700.

【0018】追尾計算機700は、検出された目標信号
に対し追尾処理をし、その結果をマンマシンインタフェ
ース710に表示すると共に、ビーム制御計算機810
に与える。
The tracking computer 700 performs a tracking process on the detected target signal, displays the result on the man-machine interface 710, and also controls the beam control computer 810.
Give to.

【0019】ビーム制御計算機810は、マンマシンイ
ンタフェース710において選択されたレーダモード情
報に基づいて、ビーム走査プログラムメモリ830から
該当するビーム走査プログラムデータを読み出し、また
タイムマネジメントテーブル840から該当するタイム
マネジメントデータを読み出し、タイマ820からの時
刻信号に従い刻々の捜索ビーム走査の諸元(即ち捜索ビ
ームの走査スケジュール)を編集し、それをタイミング
制御器800に与える。
The beam control computer 810 reads the corresponding beam scanning program data from the beam scanning program memory 830 based on the radar mode information selected by the man-machine interface 710, and reads the corresponding time management data from the time management table 840. Is read out, and the specifications of the instantaneous search beam scanning (that is, the scan schedule of the search beam) are edited according to the time signal from the timer 820, and the edited data is given to the timing controller 800.

【0020】また、ビーム制御計算機810は、追尾計
算機700から追尾中の目標情報を受けて、予め定めた
優先度ルールに基づき追尾ビームを走査する対象目標の
優先度を刻々決定し、捜索ビーム走査の合間にタイムマ
ネジメントデータに予め決められたタイムスロットに順
次追尾ビーム走査諸元の編集・割り付けを行い、つまり
追尾ビームの走査スケジュールを設定し、それをタイミ
ング制御器800に与える。
Further, the beam control computer 810 receives the information on the target being tracked from the tracking computer 700, determines the priority of the target to be scanned with the tracking beam every time based on a predetermined priority rule, and scans the search beam. In the meantime, the tracking beam scanning specifications are sequentially edited and allocated to the time slot predetermined in the time management data, that is, the scanning schedule of the tracking beam is set and supplied to the timing controller 800.

【0021】タイミング制御器800は、ビーム制御計
算機810からこれら捜索及び追尾のビーム走査の制御
データを受けて、空中線制御器420へビーム走査制御
信号を送出すると共に、信号処理器620等の当該レー
ダ装置を構成する各機器に送信パルス幅、送信ヒット
数、信号処理する距離範囲等の制御信号及びタイミング
信号を送出する。
The timing controller 800 receives the search and tracking beam scanning control data from the beam control computer 810, sends a beam scanning control signal to the antenna controller 420, and controls the radar of the signal processor 620 and the like. A control signal and a timing signal such as a transmission pulse width, the number of transmission hits, and a distance range for signal processing are transmitted to each device constituting the apparatus.

【0022】その結果、捜索空間において捜索ビームが
方位毎に上下方向(つまり仰角方向)へ走査され、その
捜索ビーム走査の合間に追尾ビーム走査が行われる。
As a result, the search beam is scanned in the search space in the vertical direction (that is, the elevation direction) for each direction, and the tracking beam scan is performed between the search beam scans.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の実用化過程にある多機能レーダは、2次元電子走査の
採用により自由度の増した時間資源を有効活用して複数
の情報が得られるようにし、それに高速ディジタル信号
処理を適用することで、探知性能、クラッタ抑圧性能、
妨害波抑圧性能等を大幅に向上させることに成功した。
As described above, the conventional multifunctional radar in the process of practical use obtains a plurality of pieces of information by effectively utilizing time resources with increased degrees of freedom by employing two-dimensional electronic scanning. And apply high-speed digital signal processing to it, so that detection performance, clutter suppression performance,
We succeeded in greatly improving the interference suppression performance.

【0024】しかし、これらのレーダ性能は、何れも送
信ヒット数の増大により達成したものであるので、更に
向上させようとすると、捜索時間が大幅に増大する。こ
のとき、捜索走査は、捜索ビームを方位毎に仰角方向へ
走査し、それを方位方向へ順々に移動する方式であるの
で、ほぼ同一仰角に存在する目標に照射する捜索ビーム
の時間間隔(これを「捜索データレート」と言う)が長
くなり、その結果、レーダ捜索空域に侵入して来た目標
を初探知するまでに要する時間と追尾更新時間間隔(こ
れを「追尾データレート」と言う)が長くなるという問
題がある。
However, since all of these radar performances are achieved by increasing the number of transmission hits, the search time is significantly increased if further improvement is to be made. At this time, the search scan is a method of scanning the search beam in the elevation direction for each azimuth and sequentially moving the scan beam in the azimuth direction. Therefore, the time interval of the search beam irradiating the target existing at substantially the same elevation angle ( This is called “search data rate”, and as a result, the time required for first detecting the target that has entered the radar search airspace and the tracking update time interval (this is called “tracking data rate”) ) Is prolonged.

【0025】本発明は、このような問題に鑑みなされた
もので、その目的は、従来の多機能レーダが有する優れ
た探知能力、クラッタ抑圧能力、妨害波抑圧能力等を維
持しながら侵入目標の初探知能力及び追尾能力を大幅に
向上できるアクティブフェーズドアレイレーダを提供す
ることにある。
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to maintain an excellent detection capability, a clutter suppression capability, an interference wave suppression capability, and the like of a conventional multi-function radar while preventing an intrusion target. An object of the present invention is to provide an active phased array radar capable of greatly improving initial detection capability and tracking capability.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のアクティブフェーズドアレイレーダは次の
如き構成を有する。即ち、本発明のアクティブフェーズ
ドアレイレーダは、アクティブフェーズドアレイアンテ
ナによる2次元電子走査と高速ディジタル信号処理とを
組み合わせたレーダ装置において; 仰角毎に異なる頻
度で水平に捜索ビームを走査すると共に、捜索ビーム走
査の合間に予め設定された時間スロットで指示された方
向に追尾ビームを走査することとなるビーム走査プログ
ラムを、仰角毎に独立に捜索ビーム走査の頻度を設定す
ることにより編集する手段; を備えたことを特徴とす
るものである。
In order to achieve the above object, an active phased array radar according to the present invention has the following configuration. That is, the active phased array radar of the present invention is a radar device that combines two-dimensional electronic scanning with an active phased array antenna and high-speed digital signal processing; scanning the search beam horizontally at a different frequency for each elevation angle; Means for editing a beam scanning program for scanning a tracking beam in a direction designated by a preset time slot between scans by setting a search beam scanning frequency independently for each elevation angle. It is characterized by having.

【0027】[0027]

【作用】次に、前記の如き構成を有する本発明の係維機
雷アクティブフェーズドアレイレーダの作用を説明す
る。前述したように従来のレーダ装置が採用する捜索走
査の方式は、捜索ビームを方位毎に仰角方向へ走査し、
それを方位方向へ順々に移動する方式であるので、捜索
空間を均一に捜索する場合には捜索時間が長くなり、ほ
ぼ同一仰角に存在する目標に照射する捜索ビームの時間
間隔(捜索データレート)が長くなる。
Next, the operation of the mooring mine active phased array radar of the present invention having the above configuration will be described. As described above, the search scanning method employed by the conventional radar apparatus scans the search beam in the elevation direction for each direction,
Since it is a method of sequentially moving the azimuth in the azimuth direction, if the search space is uniformly searched, the search time becomes longer, and the time interval of the search beam irradiating the target existing at almost the same elevation angle (search data rate) ) Becomes longer.

【0028】一方、周知のように、アクティブフェーズ
ドアレイアンテナでは、例えば平面アレイアンテナにお
いても水平方向(方位方向)180°以内のある角度範
囲において仰角毎に水平方向へビーム走査を行うことが
でき、しかもその角度範囲において水平方向に瞬時にビ
ームを形成できる。従って、例えば円筒型のアクティブ
フェーズドアレイアンテナを用いると、360°の方位
角度範囲内の任意の方位角度範囲において仰角毎に瞬時
の水平走査が行える。
On the other hand, as is well known, in an active phased array antenna, for example, even in a planar array antenna, beam scanning can be performed in the horizontal direction at each elevation angle within a certain angle range within 180 ° in the horizontal direction (azimuth direction). In addition, a beam can be instantaneously formed in the horizontal direction within the angle range. Therefore, for example, when a cylindrical active phased array antenna is used, instantaneous horizontal scanning can be performed for each elevation angle in an arbitrary azimuth angle range within an azimuth angle range of 360 °.

【0029】そこで、本発明では、捜索走査の方式を従
来の仰角方向への走査から水平方向への走査に変更し、
仰角によって異なる可変型の捜索データレートを採用
し、外部から目標が侵入して来る空域(例えば、低仰角
領域)内は高い捜索データレートで捜索し、それ以外の
空域(例えば、高仰角領域)内は低い捜索データレート
で捜索できるようにしてある。
Therefore, in the present invention, the search scanning method is changed from the conventional scanning in the elevation direction to the scanning in the horizontal direction.
A variable search data rate that differs depending on the elevation angle is adopted. A search is performed at a high search data rate in an air space where a target enters from outside (for example, a low elevation area), and other air areas (for example, a high elevation area) The inside can be searched at a low search data rate.

【0030】その結果、初探知が重視される空域では捜
索空域内に侵入した目標を直ちに初探知でき、短時間で
追尾を確立できる。侵入した目標はやがて捜索データレ
ートの低い空域に入るが、既に追尾しているので優先度
判断に基づき追尾ビームを照射でき、高い追尾データレ
ートを維持できる。
As a result, in an air space where first detection is important, a target that has entered the search air space can be immediately detected for the first time, and tracking can be established in a short time. The invading target eventually enters an airspace with a low search data rate, but since it has already tracked, it can emit a tracking beam based on the priority determination and maintain a high tracking data rate.

【0031】このように、本発明では、重点捜索領域で
の捜索データレートを高く、追尾継続領域で捜索データ
レートを低く設定し、代わりに追尾データレートを高く
することができるので、トータルの捜索時間を拡大する
ことなく捜索と追尾の性能を向上させ得る。
As described above, according to the present invention, the search data rate can be set high in the important search area and the search data rate can be set low in the tracking continuation area, and the tracking data rate can be increased instead. Search and tracking performance can be improved without increasing time.

【0032】[0032]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は、本発明の一実施例に係るアクティブフェ
ーズドアレイレーダを示す。図示するように、本発明で
は、図3に示した実用化過程にある多機能レーダにおい
て、ビーム走査プログラムを編集する手段として、プロ
グラム編集器900とデータレート設定器910とビー
ム走査スケジューラ920とモニタ表示器930とを追
加し、編集したビーム走査プログラム及びタイムマネジ
メントデータをビーム走査プログラムメモリ830及び
タイムマネジメントテーブル840に設定し、ビーム制
御計算機810に本発明に係るアクティブフェーズドア
レイレーダを実現する制御動作を行わせるようにしてあ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an active phased array radar according to one embodiment of the present invention. As shown in the figure, according to the present invention, in the multifunctional radar in the process of commercialization shown in FIG. 3, as a means for editing a beam scanning program, a program editor 900, a data rate setting unit 910, a beam scanning scheduler 920, and a monitor are used. A control operation for adding an indicator 930, setting the edited beam scanning program and time management data in the beam scanning program memory 830 and the time management table 840, and causing the beam control computer 810 to realize the active phased array radar according to the present invention. Is performed.

【0033】つまり、ビーム走査プログラムメモリ83
0及びタイムマネジメントテーブル840の内容は、図
3に示した実用化過程にある多機能レーダにおけるもの
とは異なり実際の運用において適宜に変更されるもので
ある。またビーム制御計算機810が行う制御動作も異
なる。更にアクティブフェーズドアレイアンテナは、平
面型でも良いが、本実施例では全方位性の例えば円筒型
を想定している。
That is, the beam scanning program memory 83
0 and the contents of the time management table 840 are appropriately changed in actual operation, unlike the multifunction radar in the process of practical use shown in FIG. Also, the control operation performed by the beam control computer 810 is different. Further, the active phased array antenna may be of a planar type, but this embodiment assumes an omnidirectional, for example, cylindrical type.

【0034】従って、図1において本発明に係る部分に
ついては本来、符号も違えるべきであるが、これらの基
本的動作は同様に理解できるので、説明の便宜上図1で
は、図3に示した実用化過程にある多機能レーダにおけ
るその他の構成要素と同様に同一符号及び名称を付して
ある。以下、本発明に係る部分を中心に説明する。
Accordingly, in FIG. 1, the parts related to the present invention should originally have different reference numerals, but these basic operations can be similarly understood. For convenience of explanation, FIG. Like the other components of the multifunction radar in the process of being converted, the same reference numerals and names are given. Hereinafter, a description will be given mainly of a portion according to the present invention.

【0035】プログラム編集器900は、ビーム仰角、
捜索距離範囲、送信パルス幅、送信ヒット数、送信繰り
返し周期等のビーム走査諸元を設定する入力手段を有
し、仰角ビーム走査ステップ毎にこれらのビーム走査諸
元を編集すると共に、仰角ビーム毎の走査時間を計算す
る。また、アダプティブビーム走査である追尾ビームの
ビーム走査諸元を編集し、追尾ビーム1回当たりの走査
時間を計算する。これらは一時記憶されると共に、デー
タレート設定器910とビーム走査スケジューラ920
に与えられる。
The program editor 900 includes a beam elevation angle,
It has input means for setting beam scanning parameters such as search distance range, transmission pulse width, number of transmission hits, transmission repetition cycle, etc., and edits these beam scanning parameters for each elevation beam scanning step, as well as for each elevation beam. Is calculated. Further, the beam scanning specifications of the tracking beam, which is the adaptive beam scanning, are edited, and the scanning time per tracking beam is calculated. These are temporarily stored, and the data rate setting unit 910 and the beam scanning scheduler 920
Given to.

【0036】データレート設定器910は、仰角ステッ
プ毎に捜索データレートを独立に設定できる入力手段を
有し、総ビーム走査時間内に捜索ビームを走査する回数
を仰角毎に設定する。また、捜索空域内を一巡りビーム
走査するのに要する時間、即ちスキャンタイム内に走査
する追尾ビームの総数を設定する。これらはビーム走査
スケジューラ920に与えられる。
The data rate setting unit 910 has input means for independently setting the search data rate for each elevation step, and sets the number of times the search beam is scanned within the total beam scanning time for each elevation angle. In addition, the time required to scan the beam in the search airspace once, that is, the total number of tracking beams to be scanned within the scan time is set. These are provided to the beam scan scheduler 920.

【0037】ビーム走査スケジューラ920は、仰角毎
の捜索ビーム走査時間(TS ・n:nは仰角ビームステ
ップ数、以下同じ)、追尾ビーム走査時間(Tt )、仰
角毎の捜索ビーム走査回数(KS ・n)、追尾ビーム走
査回数(Kt )から、時間軸上で各ビーム走査の割り付
けを行い、ビーム走査の時間割りを編集すると共に、ス
キャンタイムを計算する。
The beam scanning scheduler 920 of each elevation search beam scanning time (T S · n: n is the elevation beam number of steps, hereinafter the same), the tracking beam scanning time (T t), the search beam scanning count for each elevation ( Based on K S · n) and the number of tracking beam scans (K t ), each beam scan is assigned on the time axis, and the time schedule of the beam scan is edited and the scan time is calculated.

【0038】以上の手順によって編集されたビーム走査
プログラムと時間割りはモニタ表示器930に表示し、
必要により修正が行え、また最終確認ができるようにし
てある。修正を加え最終的に完成されたビーム走査プロ
グラムと時間割りは、それぞれ所定のキー操作によりビ
ーム走査プログラムメモリ830とタイムマネジメント
テーブル840に書き込まれる。
The beam scanning program and the time schedule edited by the above procedure are displayed on the monitor display 930.
Corrections can be made if necessary, and final confirmation can be made. The finally completed beam scanning program and time schedule after modification are written into the beam scanning program memory 830 and the time management table 840 by operating a predetermined key.

【0039】表1に、仰角ビーム走査及び追尾ビーム走
査の設定諸元例を示す。仰角毎に独立に捜索ビーム走査
の頻度が設定されるビーム走査プログラムが編集される
のである。
Table 1 shows an example of specifications for setting the elevation beam scanning and the tracking beam scanning. A beam scanning program in which the search beam scanning frequency is set independently for each elevation angle is edited.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】また、表2に、仰角毎の捜索ビーム走査回
数及び追尾ビーム走査回数の設定例を示す。
Table 2 shows setting examples of the number of search beam scans and the number of tracking beam scans for each elevation angle.

【0042】[0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】そして図2に、ビーム走査の時間割りの設
定例を示すが、仰角毎に水平面内での捜索を一纏めにし
て行うので、仰角毎にそれぞれ異なる可変型の捜索デー
タレートを実現できることが理解される。
FIG. 2 shows an example of setting the timetable of the beam scanning. Since the search in the horizontal plane is performed collectively for each elevation angle, a variable search data rate different for each elevation angle can be realized. Understood.

【0044】斯くして、ビーム制御計算機810は、ビ
ーム走査プログラムメモリ830に編集設定されたビー
ム走査プログラムに仰角ビーム毎に設定された捜索ビー
ム走査頻度に従い捜索ビームを仰角毎に水平に走査させ
る捜索ビームの走査スケジュールを設定すると共に、追
尾計算機700から入力する目標の追尾情報を受けて予
め定めた優先度ルールに基づき捜索ビーム走査の合間予
め設定された時間スロットで追尾ビームを走査させる追
尾ビームの走査スケジュールを設定するので、外部から
目標が侵入して来る空域(例えば、低仰角領域)内は高
い捜索データレートで捜索し、それ以外の空域(例え
ば、高仰角領域)内は低い捜索データレートで捜索でき
ることになる。
Thus, the beam control computer 810 causes the beam scanning program edited in the beam scanning program memory 830 to scan the beam horizontally at each elevation angle in accordance with the search beam scanning frequency set for each elevation beam. In addition to setting the beam scanning schedule, receiving the tracking information of the target input from the tracking computer 700, the tracking beam is scanned in the preset time slot during the search beam scanning based on the predetermined priority rule. Since the scan schedule is set, a search is performed at a high search data rate in an air space where a target enters from outside (for example, a low elevation area), and a low search data rate is used in other air areas (for example, a high elevation area). Will be able to search.

【0045】その結果、初探知が重視される空域では捜
索空域内に侵入した目標を直ちに初探知でき、短時間で
追尾を確立できる。侵入した目標はやがて捜索データレ
ートの低い空域に入るが、既に追尾しているので優先度
判断に基づき追尾ビームを照射でき、高い追尾データレ
ートを維持できる。
As a result, in an air space where first detection is important, a target that has entered the search air space can be immediately detected for the first time, and tracking can be established in a short time. The invading target eventually enters an airspace with a low search data rate, but since it has already tracked, it can emit a tracking beam based on the priority determination and maintain a high tracking data rate.

【0046】要するに、本発明では、重点捜索領域での
捜索データレートを高く、追尾継続領域で捜索データレ
ートを低く設定し、代わりに追尾データレートを高くす
ることができるので、トータルの捜索時間を拡大するこ
となく捜索と追尾の性能を向上させ得るのである。
In short, in the present invention, the search data rate in the important search area can be set high, the search data rate can be set low in the tracking continuation area, and the tracking data rate can be increased instead. Searching and tracking performance can be improved without magnification.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のアクティ
ブフェーズドアレイレーダは、捜索走査の方式を従来の
仰角方向への走査から水平方向への走査に変更し、仰角
によって異なる可変型の捜索データレートを採用し、外
部から目標が侵入して来る空域(例えば、低仰角領域)
内は高い捜索データレートで捜索し、それ以外の空域
(例えば、高仰角領域)内は低い捜索データレートで捜
索できるようにしてあるので、従来の実用化過程にある
多機能レーダ装置が有する優れた機能・性能を維持しな
がら同時に、捜索データレート及び追尾データレートを
向上できる効果がある。
As described above, in the active phased array radar of the present invention, the search scanning method is changed from the conventional scanning in the elevation direction to the scanning in the horizontal direction, and the variable search data differs depending on the elevation angle. In the airspace where the target enters from outside (for example, low elevation area)
The search is performed at a high search data rate, and the search is performed at a low search data rate in other airspaces (for example, a high elevation angle area). This has the effect of improving the search data rate and the tracking data rate while maintaining the same functions and performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るアクティブフェーズド
アレイレーダの構成ブロック図である。
FIG. 1 is a configuration block diagram of an active phased array radar according to one embodiment of the present invention.

【図2】本発明のビーム走査の時間割りの設定例のタイ
ムチャートである。
FIG. 2 is a time chart of an example of setting a time division of beam scanning according to the present invention.

【図3】従来の実用化過程にあるアクティブフェーズド
アレイレーダの構成ブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a conventional active phased array radar in the process of practical use.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

111〜1MN 素子アンテナ 211〜2MN T/Rモジュール 301〜30M 信号伝送路 400 ビーム合成器 410 励振パルス発生器 420 空中線制御器 500 受信機 510 パルス伸張器 600 A/D変換器 610 パルス圧縮器 620 信号処理器 700 追尾計算機 710 マンマシンインタフェース 800 タイミング制御器 810 ビーム制御計算機 820 タイマ 830 ビーム走査プログラムメモリ 840 タイムマネジメントテーブル 900 プログラム編集器 910 データレート設定器 920 ビーム走査スケジューラ 930 モニタ表示器 2111 送信回路 2112 サーキュレータ 2113 受信回路 2114 制御回路 111 to 1 MN element antenna 211 to 2 MN T / R module 301 to 30 M signal transmission line 400 beam synthesizer 410 excitation pulse generator 420 antenna controller 500 receiver 510 pulse expander 600 A / D converter 610 pulse compressor 620 signal Processor 700 Tracking computer 710 Man-machine interface 800 Timing controller 810 Beam control computer 820 Timer 830 Beam scanning program memory 840 Time management table 900 Program editor 910 Data rate setting unit 920 Beam scanning scheduler 930 Monitor display 2111 Transmission circuit 2112 circulator 2113 Receiving circuit 2114 Control circuit

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アクティブフェーズドアレイアンテナに
よる2次元電子走査と高速ディジタル信号処理とを組み
合わせたレーダ装置において; 仰角毎に異なる頻度で
水平に捜索ビームを走査すると共に、捜索ビーム走査の
合間に予め設定された時間スロットで指示された方向に
追尾ビームを走査することとなるビーム走査プログラム
を、仰角毎に独立に捜索ビーム走査の頻度を設定するこ
とにより編集する手段; を備えたことを特徴とするア
クティブフェーズドアレイレーダ。
1. A radar apparatus that combines two-dimensional electronic scanning with an active phased array antenna and high-speed digital signal processing; scanning a search beam horizontally at a different frequency for each elevation angle, and presetting between search beam scans. Means for editing a beam scanning program for scanning the tracking beam in the direction designated in the designated time slot by independently setting the frequency of search beam scanning for each elevation angle. Active phased array radar.
【請求項2】 請求項1に記載のアクティブフェーズド2. The active phased device according to claim 1,
アレイレーダにおいて; 前記編集する手段は、入力さIn the array radar; the editing means is
れたビーム走査諸元を仰角ビームステップ毎に編集し、Edit the beam scanning specifications for each elevation beam step,
仰角ビーム毎の走査時間を計算すること、追尾ビームのCalculating the scanning time for each elevation beam,
ビーム走査諸元を編集し、追尾ビーム1回当りの走査時Edit the beam scanning specifications and scan for each tracking beam
間を計算することを行う第1の手段と; 前記第1の手First means for calculating the interval; the first hand
段の出力と入力された仰角ステップ毎の捜索データレーThe output of the step and the search data rate for each input elevation step
トとに基づき、総ビーム走査時間内に捜索ビームを走査Scans the search beam within the total beam scan time
する回数を仰角毎に設定し、捜索空域を一巡り走査するSet the number of times to perform for each elevation angle and scan the search airspace once
のに要する時間内に走査する追尾ビームの総数を設定すSet the total number of tracking beams to be scanned within the time required for
る第2の手段と; 前記第1及び第2の手段の出力に基Second means based on the output of the first and second means.
づき、仰角毎の捜索ビーム走査時間、追尾ビーム走査時Search beam scanning time for each elevation angle, tracking beam scanning
間、仰角毎の捜索ビーム走査回数、追尾ビーム走査回数Number of search beam scans, tracking beam scans for each interval and elevation angle
からビーム走査の時間割りの編集とスキャンタイムを計Edit beam scan timetable and calculate scan time
算する第3の手段と; を備え、当該レーダ装置は、前And a third means for calculating
記第1及び第3の手段の出力に基づき動作する; ことAct on the output of the first and third means;
を特徴とするアクティブフェーズドアレイレーダ。An active phased array radar characterized by the following.
【請求項3】 請求項2に記載のアクティブフェーズド3. The active phased device according to claim 2,
アレイレーダにおいて; 前記第1及び第3の手段の出In an array radar, the output of the first and third means
力を表示し修正操作を可能にする第4の手段; を備えFourth means for displaying force and enabling corrective operation;
ることを特徴とするアクティブフェーズドアレイレーActive phased array
ダ。Da.
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