JP2645009B2 - レーダ装置の目標方向検出装置 - Google Patents
レーダ装置の目標方向検出装置Info
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- JP2645009B2 JP2645009B2 JP7862387A JP7862387A JP2645009B2 JP 2645009 B2 JP2645009 B2 JP 2645009B2 JP 7862387 A JP7862387 A JP 7862387A JP 7862387 A JP7862387 A JP 7862387A JP 2645009 B2 JP2645009 B2 JP 2645009B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明はレーダ装置に係り、特に目標方向検出装置
に関する。
に関する。
（従来の技術） レーダによって目標の方向を検出する方式として、従
来、モノパルス測角方式が多用されている。これは、例
えば、第９図に示すように、和のパターン（Σパター
ン）と差のパターン（Δパターン）が得られるリニアア
レイアンテナ11を水平面内で回転させ、目標からの電波
を受信し、Δパターンによる受信レベルとΣパターンに
よる受信レベルの比（Δ／Σ）に応じた電圧（以下、誤
差電圧と呼ぶ）を誤差電圧発生回路13によって発生させ
この電圧を使って目標の方位角を測角装置14で求めるも
のである。
来、モノパルス測角方式が多用されている。これは、例
えば、第９図に示すように、和のパターン（Σパター
ン）と差のパターン（Δパターン）が得られるリニアア
レイアンテナ11を水平面内で回転させ、目標からの電波
を受信し、Δパターンによる受信レベルとΣパターンに
よる受信レベルの比（Δ／Σ）に応じた電圧（以下、誤
差電圧と呼ぶ）を誤差電圧発生回路13によって発生させ
この電圧を使って目標の方位角を測角装置14で求めるも
のである。
ここでビーム指向方位角と電波の到来方位角の差（以
下、偏角と呼ぶ）と誤差電圧との関係は予め知られてお
り、誤差電圧がわかれば偏角が求められる。したがっ
て、ビーム指向方位角検出器12で検出されたビーム指向
方位角データと偏角の和を求めれば目標の方位角がわか
る。
下、偏角と呼ぶ）と誤差電圧との関係は予め知られてお
り、誤差電圧がわかれば偏角が求められる。したがっ
て、ビーム指向方位角検出器12で検出されたビーム指向
方位角データと偏角の和を求めれば目標の方位角がわか
る。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記のような従来のレーダ装置の目標
方向検出方式には以下に述べるような欠点がある。
方向検出方式には以下に述べるような欠点がある。
いま、リニアアレイアンテナ11が第10図に示すように
ｚ軸を中心として回転しているとし、ボアサイトがｘ軸
方向を向いているとする。このとき、放射素子はｙ軸に
沿って配列されている。
ｚ軸を中心として回転しているとし、ボアサイトがｘ軸
方向を向いているとする。このとき、放射素子はｙ軸に
沿って配列されている。
ここで観測点方向の方位角を、仰角をαとすると、
このリニアアレイアンテナ11の和のパターンE1（，
α）と差のパターンE2（，α）は次式で与えられる。
このリニアアレイアンテナ11の和のパターンE1（，
α）と差のパターンE2（，α）は次式で与えられる。
但し、 Ｆ（，α）はリニアアレイアンテナを構成する放射素
子の放射パターン、 Ｎは放射素子数、 ｋは波数、 ｄは放射素子間隔 I1（ｎ）は和のパターンを形成するための励振振幅（I1
（−ｎ）＝I1（ｎ））、 I2（ｎ）は差のパターンを形成するための励振振幅（I2
（−ｎ）＝−I2（ｎ）） である。
子の放射パターン、 Ｎは放射素子数、 ｋは波数、 ｄは放射素子間隔 I1（ｎ）は和のパターンを形成するための励振振幅（I1
（−ｎ）＝I1（ｎ））、 I2（ｎ）は差のパターンを形成するための励振振幅（I2
（−ｎ）＝−I2（ｎ）） である。
一方、差のパターンと和のパターンの比Δ／Σは次式
で与えられる。
で与えられる。
（３）式からわかるように、Δ／Σは方位角（偏
角）と仰角αの関数である。以上のことから、仰角αを
パラメータとしてとΔ／Σとの関係を求めると、第11
図に示すような特性となる（以下、これを誤差曲線と呼
ぶ）。
角）と仰角αの関数である。以上のことから、仰角αを
パラメータとしてとΔ／Σとの関係を求めると、第11
図に示すような特性となる（以下、これを誤差曲線と呼
ぶ）。
したがって、第11図に示すように、誤差曲線は仰角に
よって変わるから、あるレベルの誤差電圧が検出された
とき、方位偏角を求めるためには目標が存在する仰角の
情報を得て、その仰角に於ける誤差曲線を用いなければ
ならない。そのためには別の手段によって仰角を求めな
ければならず、システムが複雑になるとともに経済的負
担も大きくなる。これを避けるために、すべての仰角に
わたり、ある特定の仰角に於ける誤差曲線を用いるとい
う方法も採られるが、これでは正確な測角ができない。
また、ビームを全方位にわたって走査する電子走査式円
形アレイアンテナが用いられることもあるが、このアン
テナも前記リニアアンテナと同様に、仰角によって誤差
曲線が変化するので、仰角の情報を得なければ正確な測
角ができない。
よって変わるから、あるレベルの誤差電圧が検出された
とき、方位偏角を求めるためには目標が存在する仰角の
情報を得て、その仰角に於ける誤差曲線を用いなければ
ならない。そのためには別の手段によって仰角を求めな
ければならず、システムが複雑になるとともに経済的負
担も大きくなる。これを避けるために、すべての仰角に
わたり、ある特定の仰角に於ける誤差曲線を用いるとい
う方法も採られるが、これでは正確な測角ができない。
また、ビームを全方位にわたって走査する電子走査式円
形アレイアンテナが用いられることもあるが、このアン
テナも前記リニアアンテナと同様に、仰角によって誤差
曲線が変化するので、仰角の情報を得なければ正確な測
角ができない。
この発明は上記の欠点を除去するもので、別の手段に
よって仰角を求めることなく、正確に方位角を測角する
ことができ、また、仰角も求めることができるレーダ装
置の目標方向検出装置を提供することを目的とする。
よって仰角を求めることなく、正確に方位角を測角する
ことができ、また、仰角も求めることができるレーダ装
置の目標方向検出装置を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） すなわち、この発明に係るレーダ装置の目標検出装置
は、 （１）基準面に垂直な回転軸を備え、その回転により前
記基準面上の任意の方向に前記基準面に対して垂直な方
向に広がりを持つビームを形成可能なリニアアレイアン
テナを用いて、空間に存在する目標からの電波到来方向
に概略向けて、任意の開度で２つの受信ビームを形成
し、両ビームにより前記目標からの電波を受信して、和
のパターンの受信信号と差のパターンの受信信号を得る
アンテナ装置と、前記和のパターン及び差のパターンの
受信レベルの比に応じた誤差信号を生成する誤差信号生
成手段と、 前記リニアアレイアンテナの回転軸回りの基準方向か
らの回転角度情報から前記２つの受信ビームの指向方向
の基準方向からの角度を検出するビーム指向方向角度検
出手段と、 前記目標の前記基準面に対する高さ方向の角度が所定
値であると仮定して、前記基準面に対する高さ方向の角
度が所定値であるときの、前記ビーム指向方向と前記電
波到来方向との角度差である偏角及び前記誤差信号間の
関係を示す特性に基づき、前記ビーム指向方向それぞれ
について、前記誤差信号生成手段で生成される誤差信号
から仮の偏角を求める仮偏角検出手段と、 前記ビーム指向方向角度検出手段で得られた２つの受
信ビームの指向方向角度から両ビームの開度を求め、前
記仮偏角検出手段で得られた各ビーム指向方向に対する
仮の偏角により前記２つの受信ビームの開度を比例配分
して真の偏角を求める真偏角検出手段と、 前記仮の偏角と真の偏角の関係から前記電波到来方向
の前記基準面に対する高さ方向の角度を求める高さ方向
角度検出手段とを具備し、 前記基準方向に対するビーム指向方向の角度、真の偏
角及び前記電波到来方向の基準面に対する高さ方向の角
度から前記目標からの電波到来方向を測角することを特
徴とする。
は、 （１）基準面に垂直な回転軸を備え、その回転により前
記基準面上の任意の方向に前記基準面に対して垂直な方
向に広がりを持つビームを形成可能なリニアアレイアン
テナを用いて、空間に存在する目標からの電波到来方向
に概略向けて、任意の開度で２つの受信ビームを形成
し、両ビームにより前記目標からの電波を受信して、和
のパターンの受信信号と差のパターンの受信信号を得る
アンテナ装置と、前記和のパターン及び差のパターンの
受信レベルの比に応じた誤差信号を生成する誤差信号生
成手段と、 前記リニアアレイアンテナの回転軸回りの基準方向か
らの回転角度情報から前記２つの受信ビームの指向方向
の基準方向からの角度を検出するビーム指向方向角度検
出手段と、 前記目標の前記基準面に対する高さ方向の角度が所定
値であると仮定して、前記基準面に対する高さ方向の角
度が所定値であるときの、前記ビーム指向方向と前記電
波到来方向との角度差である偏角及び前記誤差信号間の
関係を示す特性に基づき、前記ビーム指向方向それぞれ
について、前記誤差信号生成手段で生成される誤差信号
から仮の偏角を求める仮偏角検出手段と、 前記ビーム指向方向角度検出手段で得られた２つの受
信ビームの指向方向角度から両ビームの開度を求め、前
記仮偏角検出手段で得られた各ビーム指向方向に対する
仮の偏角により前記２つの受信ビームの開度を比例配分
して真の偏角を求める真偏角検出手段と、 前記仮の偏角と真の偏角の関係から前記電波到来方向
の前記基準面に対する高さ方向の角度を求める高さ方向
角度検出手段とを具備し、 前記基準方向に対するビーム指向方向の角度、真の偏
角及び前記電波到来方向の基準面に対する高さ方向の角
度から前記目標からの電波到来方向を測角することを特
徴とする。
（２）基準面内に放射素子が円形に配列され、電子走査
により前記基準面上の任意の方向に前記基準面に対して
垂直な方向に広がりを持つビームを形成可能なアレイア
ンテナを用いて、空間に存在する目標からの電波到来方
向に概略向けて、任意の開度で２つの受信ビームを形成
し、両ビームにより前記目標からの電波を受信して、和
のパターンの受信信号と差のパターンの受信信号を得る
アンテナ装置と、 前記和のパターン及び差のパターンの受信レベルの比
に応じた誤差信号を生成する誤差信号生成手段と、 前記アレイアンテナの基準方向からの走査角度情報か
ら前記２つの受信ビームの指向方向の基準方向からの角
度を検出するビーム指向方向角度検出手段と、 前記目標の前記基準面に対する高さ方向の角度が所定
値であると仮定して、前記基準面に対する高さ方向の角
度が所定値であるときの、前記ビーム指向方向と前記電
波到来方向との角度差である偏角及び前記誤差信号間の
関係を示す特性に基づき、前記ビーム指向方向それぞれ
について、前記誤差信号生成手段で生成される誤差信号
から仮の偏角を求める仮偏角検出手段と、 前記ビーム指向方向角度検出手段で得られた２つの受
信ビームの指向方向角度から両ビームの開度を求め、前
記仮偏角検出手段で得られた各ビーム指向方向に対する
仮の偏角により前記２つの受信ビームの開度を比例配分
して真の偏角を求める真偏角検出手段と、 前記仮の偏角と真の偏角の関係から前記電波到来方向
の前記基準面に対する高さ方向の角度を求める高さ方向
角度検出手段とを具備し、 前記基準方向に対するビーム指向方向の角度、真の偏
角及び前記電波到来方向の基準面に対する高さ方向の角
度から前記目標からの電波到来方向を測角することを特
徴とする。
により前記基準面上の任意の方向に前記基準面に対して
垂直な方向に広がりを持つビームを形成可能なアレイア
ンテナを用いて、空間に存在する目標からの電波到来方
向に概略向けて、任意の開度で２つの受信ビームを形成
し、両ビームにより前記目標からの電波を受信して、和
のパターンの受信信号と差のパターンの受信信号を得る
アンテナ装置と、 前記和のパターン及び差のパターンの受信レベルの比
に応じた誤差信号を生成する誤差信号生成手段と、 前記アレイアンテナの基準方向からの走査角度情報か
ら前記２つの受信ビームの指向方向の基準方向からの角
度を検出するビーム指向方向角度検出手段と、 前記目標の前記基準面に対する高さ方向の角度が所定
値であると仮定して、前記基準面に対する高さ方向の角
度が所定値であるときの、前記ビーム指向方向と前記電
波到来方向との角度差である偏角及び前記誤差信号間の
関係を示す特性に基づき、前記ビーム指向方向それぞれ
について、前記誤差信号生成手段で生成される誤差信号
から仮の偏角を求める仮偏角検出手段と、 前記ビーム指向方向角度検出手段で得られた２つの受
信ビームの指向方向角度から両ビームの開度を求め、前
記仮偏角検出手段で得られた各ビーム指向方向に対する
仮の偏角により前記２つの受信ビームの開度を比例配分
して真の偏角を求める真偏角検出手段と、 前記仮の偏角と真の偏角の関係から前記電波到来方向
の前記基準面に対する高さ方向の角度を求める高さ方向
角度検出手段とを具備し、 前記基準方向に対するビーム指向方向の角度、真の偏
角及び前記電波到来方向の基準面に対する高さ方向の角
度から前記目標からの電波到来方向を測角することを特
徴とする。
（作用） （１）の構成は、アンテナ装置が、基準面（例えば水
平面）に垂直な回転軸を備え、その回転により前記基準
面上の任意の方向に前記基準面に対して垂直な方向に広
がりを持つビームを形成可能なリニアアレイアンテナを
用いる場合であり、（２）の構成は、アンテナ装置が、
基準面内に放射素子が円形に配列され、電子走査により
前記基準面上の任意の方向に前記基準面に対して垂直な
方向に広がりを持つビームを形成可能なアレイアンテナ
を用いる場合である。
平面）に垂直な回転軸を備え、その回転により前記基準
面上の任意の方向に前記基準面に対して垂直な方向に広
がりを持つビームを形成可能なリニアアレイアンテナを
用いる場合であり、（２）の構成は、アンテナ装置が、
基準面内に放射素子が円形に配列され、電子走査により
前記基準面上の任意の方向に前記基準面に対して垂直な
方向に広がりを持つビームを形成可能なアレイアンテナ
を用いる場合である。
いずれも、アンテナ装置により目標からの電波到来方
向に対し、任意の開度で２つの受信ビームを形成し、そ
れぞれのビームによる和のパターン及び差のパターンの
受信信号を得た後、各パターンの受信レベルの比からに
応じた誤差信号（例えば誤差電圧）を生成する。
向に対し、任意の開度で２つの受信ビームを形成し、そ
れぞれのビームによる和のパターン及び差のパターンの
受信信号を得た後、各パターンの受信レベルの比からに
応じた誤差信号（例えば誤差電圧）を生成する。
一方、リニアアレイアンテナの場合は基準方向からの
回転角度情報から、アレイアンテナの場合は基準方向か
らの走査角度情報から、２つの受信ビームの指向方向の
基準方向からの角度（例えばビーム指向方位角）を検出
する。
回転角度情報から、アレイアンテナの場合は基準方向か
らの走査角度情報から、２つの受信ビームの指向方向の
基準方向からの角度（例えばビーム指向方位角）を検出
する。
ここで、予め基準面に対する高さ方向の角度（例えば
仰角）が所定値であるときの偏角及び前記誤差信号間の
関係を示す特性を求めておき、目標の前記基準面に対す
る高さ方向の角度が所定値であると仮定して、上記所定
値における偏角対誤差信号特性に基づき、ビーム指向方
向それぞれについて上記誤差信号から仮の偏角を求め
る。
仰角）が所定値であるときの偏角及び前記誤差信号間の
関係を示す特性を求めておき、目標の前記基準面に対す
る高さ方向の角度が所定値であると仮定して、上記所定
値における偏角対誤差信号特性に基づき、ビーム指向方
向それぞれについて上記誤差信号から仮の偏角を求め
る。
次に、２つの受信ビームの指向方向角度から両ビーム
の開度を求め、各ビーム指向方向に対する仮の偏角によ
り２つの受信ビームの開度を比例配分して真の偏角を求
め、さらに仮の偏角と真の偏角の関係から、電波到来方
向の基準面に対する高さ方向の角度を求める。
の開度を求め、各ビーム指向方向に対する仮の偏角によ
り２つの受信ビームの開度を比例配分して真の偏角を求
め、さらに仮の偏角と真の偏角の関係から、電波到来方
向の基準面に対する高さ方向の角度を求める。
以上の処理により求められた基準方向に対するビーム
指向方向の角度、真の偏角及び電波到来方向の基準面に
対する高さ方向の角度から、目標からの電波到来方向を
測角することが可能となる。
指向方向の角度、真の偏角及び電波到来方向の基準面に
対する高さ方向の角度から、目標からの電波到来方向を
測角することが可能となる。
（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。第１図はこの発明に係る目標位置検出装置の系統図
を示している。但し、第１図に於いて、第９図と同一符
号を付してあるものについては前記の説明の通りであ
る。第１図の系統ではデータ処理器15が追加されてお
り、ここで測角装置14で得られた偏角とビーム指向方位
角のデータを用いて目標の方位角及び仰角を算出するよ
うになされている。
る。第１図はこの発明に係る目標位置検出装置の系統図
を示している。但し、第１図に於いて、第９図と同一符
号を付してあるものについては前記の説明の通りであ
る。第１図の系統ではデータ処理器15が追加されてお
り、ここで測角装置14で得られた偏角とビーム指向方位
角のデータを用いて目標の方位角及び仰角を算出するよ
うになされている。
以下、データ処理器15に於ける方位角及び仰角の算出
法を説明する。
法を説明する。
まず、先に示した（３）式からcosα sinが一定と
なる（，α）に対してはΔ／Σは不変であることがわ
かる。いま第２図に示すように、原点を中心とする半径
１の球面上の点で目標の方向を表わすと、cosα sin
は（，α）方向を表わす点のｙ座標となっている。し
たがって、cosα sinが一定となる（，α）は第２
図に於いてｚ−ｘ面に平行な鉛直面と球の交線である円
周Ｌ上にある。ここではビーム指向方向をｚ−ｘ面内と
しているから、一般的に言えば、Δ／Σはビーム指向方
向を含む鉛直面と平行な鉛直面と球が交わる線上では一
定の値となるということになる。
なる（，α）に対してはΔ／Σは不変であることがわ
かる。いま第２図に示すように、原点を中心とする半径
１の球面上の点で目標の方向を表わすと、cosα sin
は（，α）方向を表わす点のｙ座標となっている。し
たがって、cosα sinが一定となる（，α）は第２
図に於いてｚ−ｘ面に平行な鉛直面と球の交線である円
周Ｌ上にある。ここではビーム指向方向をｚ−ｘ面内と
しているから、一般的に言えば、Δ／Σはビーム指向方
向を含む鉛直面と平行な鉛直面と球が交わる線上では一
定の値となるということになる。
第２図を上の方から見ると第３図（ａ）のようにな
る。ここでビームはｘ軸の方を向いており、cosα sin
が一定即ちΔ／Σが一定となる線は第３図（ａ）にＬ
なる記号で示す直線となる。なお、第３図（ｂ）に示す
ように、ビーム指向方位角が′であるとき、ビーム指
向方向は直線Ｂで示され、Δ／Σが一定の線はＢに平行
に引いた直線Ｌ′で示される。以下の説明では上記のよ
うに、上方から見た図を用いる。
る。ここでビームはｘ軸の方を向いており、cosα sin
が一定即ちΔ／Σが一定となる線は第３図（ａ）にＬ
なる記号で示す直線となる。なお、第３図（ｂ）に示す
ように、ビーム指向方位角が′であるとき、ビーム指
向方向は直線Ｂで示され、Δ／Σが一定の線はＢに平行
に引いた直線Ｌ′で示される。以下の説明では上記のよ
うに、上方から見た図を用いる。
ここで、目標が第４図に示す点Ｐにあるとする。この
点の仰角をα′とする。ビームが＃ｉ方向を向いている
とき、このビームに対する目標の偏角をＡとし、この
とき得られる誤差電圧をV1とする。また、ビームが＃ｊ
方向を向いているとき、このビームに対する目標の偏角
を−Ｂとし、このとき得られる誤差電圧を−V2とす
る。点Ｐを通り、＃ｉのビームに平行に引いた直線をL1
とし、L1と円周Ｃとの交点をＡとする。＃ｉビームに対
する点Ａの偏角を１とする。また、点Ｐを通り＃ｊの
ビームに平行に引いた直線をL2とし、L2と円周Ｃとの交
点をＢとする。＃ｊビームに対する点Ｂの偏角を−２
とする。この場合、次の関係が成り立つ。
点の仰角をα′とする。ビームが＃ｉ方向を向いている
とき、このビームに対する目標の偏角をＡとし、この
とき得られる誤差電圧をV1とする。また、ビームが＃ｊ
方向を向いているとき、このビームに対する目標の偏角
を−Ｂとし、このとき得られる誤差電圧を−V2とす
る。点Ｐを通り、＃ｉのビームに平行に引いた直線をL1
とし、L1と円周Ｃとの交点をＡとする。＃ｉビームに対
する点Ａの偏角を１とする。また、点Ｐを通り＃ｊの
ビームに平行に引いた直線をL2とし、L2と円周Ｃとの交
点をＢとする。＃ｊビームに対する点Ｂの偏角を−２
とする。この場合、次の関係が成り立つ。
cosα′ sinＡ＝sin１ …（４） cosα′ sinＢ＝sin２ …（５） ここで、A,B,1,２が小さい角であるとする
と、次の近似式が成り立つ。A cosα′１ …（６）B cosα′２ …（７） また、ビーム＃ｉとビーム＃ｊの間の角度をｄとす
ると、次の関係が成り立つ。Ａ ＋Ｂ＝ｄ …（８） したがって、（６），（７），（８）式からA,B,
α′を求めると次式のようになる。
と、次の近似式が成り立つ。A cosα′１ …（６）B cosα′２ …（７） また、ビーム＃ｉとビーム＃ｊの間の角度をｄとす
ると、次の関係が成り立つ。Ａ ＋Ｂ＝ｄ …（８） したがって、（６），（７），（８）式からA,B,
α′を求めると次式のようになる。
以上のことから、１と２を求めれば偏角A,Ｂ
及び仰角α′を算出することができる。なお、1,２
は第５図に示すように、誤差電圧V1と−V2を使って仰角
零に於ける誤差曲線から求めた偏角である。すなわち、
異なる２つのビーム指向方位角に於いて得られた誤差電
圧を用いて、目標が仰角零に存在すると仮定し、仰角零
に於ける誤差曲線から仮の偏角1,２を求め、この２
つの偏角によって２つのビーム指向方向の間の角度ｄ
を比例配分することによって真の偏角A,Ｂが求めら
れる。また、仮の偏角と真の偏角の比の逆余弦をとれば
仰角α′が求められる。次に、円形アレイアンテナにお
いて、アクティブセクタを移動させることによってビー
ムを走査した場合について説明する。
及び仰角α′を算出することができる。なお、1,２
は第５図に示すように、誤差電圧V1と−V2を使って仰角
零に於ける誤差曲線から求めた偏角である。すなわち、
異なる２つのビーム指向方位角に於いて得られた誤差電
圧を用いて、目標が仰角零に存在すると仮定し、仰角零
に於ける誤差曲線から仮の偏角1,２を求め、この２
つの偏角によって２つのビーム指向方向の間の角度ｄ
を比例配分することによって真の偏角A,Ｂが求めら
れる。また、仮の偏角と真の偏角の比の逆余弦をとれば
仰角α′が求められる。次に、円形アレイアンテナにお
いて、アクティブセクタを移動させることによってビー
ムを走査した場合について説明する。
いま、目標が第６図に示す点Ｐにあるとする。この点
の仰角をα′とする。ビームが＃ｉ方向に向いていると
き、このビームに対する目標の偏角をＡとし、このと
き得られる誤差電圧をV1とする。また、ビームが＃ｊ方
向に向いているとき、このビームに対する目標の偏角を
−Ｂとし、このとき得られる誤差電圧を−V2とする。
なお、＃ｉビームと＃ｊビームの間の角度をｄとす
る。
の仰角をα′とする。ビームが＃ｉ方向に向いていると
き、このビームに対する目標の偏角をＡとし、このと
き得られる誤差電圧をV1とする。また、ビームが＃ｊ方
向に向いているとき、このビームに対する目標の偏角を
−Ｂとし、このとき得られる誤差電圧を−V2とする。
なお、＃ｉビームと＃ｊビームの間の角度をｄとす
る。
ここで、仰角零に於ける誤差曲線を偏角の関数とし
てｏ（）と表わすと、仰角α′に於ける誤差曲線
は、が小さい範囲ではｏ（Ｋ）と近似できる。こ
こで、Ｋは仰角によって決まる定数である。そこで、第
７図に示すように、目標が仰角零に存在すると仮定し、
仰角零に於ける誤差曲線を使って誤差電圧V1,−V2に対
応する偏角（仮の偏角）1,−２を求める。このと
き、次の関係が成り立つ。
てｏ（）と表わすと、仰角α′に於ける誤差曲線
は、が小さい範囲ではｏ（Ｋ）と近似できる。こ
こで、Ｋは仰角によって決まる定数である。そこで、第
７図に示すように、目標が仰角零に存在すると仮定し、
仰角零に於ける誤差曲線を使って誤差電圧V1,−V2に対
応する偏角（仮の偏角）1,−２を求める。このと
き、次の関係が成り立つ。
Ａ＋Ｂ＝ｄ …（14） このため、A,B,Kは次のようになる。
すなわち、真の偏角A,Ｂは前記リニアアレイアン
テナの場合と同様に求められる。また、仰角とＫの関係
を予め求めておけば、（17）式によって算出したＫから
仰角を求めることができる。つまり、（11）式におい
て、 と交換することができるので、仰角とＫの関係は、第13
項にある（17）式より、 cosα′＝Ｋ となる。したがって、仮の偏角と真の偏角のみから仰角
を求めることができる。
テナの場合と同様に求められる。また、仰角とＫの関係
を予め求めておけば、（17）式によって算出したＫから
仰角を求めることができる。つまり、（11）式におい
て、 と交換することができるので、仰角とＫの関係は、第13
項にある（17）式より、 cosα′＝Ｋ となる。したがって、仮の偏角と真の偏角のみから仰角
を求めることができる。
ここで、円形アレイアンテナでビームを細かく走査す
る場合は、アクティブセクタ上の給電位相に勾配を付与
する。例えば、目標が第８図に示す点Ｐにあるとする。
この点の仰角をα′とする。そして、第８図に示すよう
に、アクティブセクタの移動によって＃ｉのビームと＃
ｊのビームが形成されるとし、給電位相に勾配を付与す
ることによって＃ｉから＃ｍへ、＃ｊから＃ｎへとビー
ムを走査したとする。仰角零に於いて、＃ｉビームの方
位角を基準とした＃ｍビームの走査角をｍとし、＃ｊ
ビームの方位角を基準とした＃ｎビームの走査角を−
ｎとする。このとき仰角α′に於ける＃ｍと＃ｎのビー
ムの走査角をそれぞれ▲′ ｍ▼，−▲′ ｎ▼とする
と、▲′ ｍ▼，▲′ ｎ▼は次式で与えられる。
る場合は、アクティブセクタ上の給電位相に勾配を付与
する。例えば、目標が第８図に示す点Ｐにあるとする。
この点の仰角をα′とする。そして、第８図に示すよう
に、アクティブセクタの移動によって＃ｉのビームと＃
ｊのビームが形成されるとし、給電位相に勾配を付与す
ることによって＃ｉから＃ｍへ、＃ｊから＃ｎへとビー
ムを走査したとする。仰角零に於いて、＃ｉビームの方
位角を基準とした＃ｍビームの走査角をｍとし、＃ｊ
ビームの方位角を基準とした＃ｎビームの走査角を−
ｎとする。このとき仰角α′に於ける＃ｍと＃ｎのビー
ムの走査角をそれぞれ▲′ ｍ▼，−▲′ ｎ▼とする
と、▲′ ｍ▼，▲′ ｎ▼は次式で与えられる。
一方、仰角α′に於いて、＃ｍビーム及び＃ｎビーム
に対する目標の偏角をそれぞれ▲′ Ａ▼，−▲′ Ｂ
▼とする。また、＃ｉビームと＃ｊビームの間の角を
ｄとする。先に第７図で説明したのと同様に、仰角零に
於ける誤差曲線をｏ（）と表わし、仰角α′に於け
る誤差曲線をｏ（Ｋ）と近似する。目標が仰角零に
存在すると仮定して誤差曲線ｏ（）を用いて求めた
ビーム＃ｍおよび＃ｎからの仮の偏角をそれぞれ1,−
２とすると次の関係が成り立つ。
に対する目標の偏角をそれぞれ▲′ Ａ▼，−▲′ Ｂ
▼とする。また、＃ｉビームと＃ｊビームの間の角を
ｄとする。先に第７図で説明したのと同様に、仰角零に
於ける誤差曲線をｏ（）と表わし、仰角α′に於け
る誤差曲線をｏ（Ｋ）と近似する。目標が仰角零に
存在すると仮定して誤差曲線ｏ（）を用いて求めた
ビーム＃ｍおよび＃ｎからの仮の偏角をそれぞれ1,−
２とすると次の関係が成り立つ。
また ▲′ Ａ▼＋▲′ Ｂ▼＋▲′ ｍ▼＋▲′ ｎ▼＝
ｄ …（22） であるから、（18）〜（22）式から次の関係が成り立
つ。
ｄ …（22） であるから、（18）〜（22）式から次の関係が成り立
つ。
ここで、Ｋは仰角によって決まる定数であるから、上
記の式（23）から仰角α′が求められ、前記（18）〜
（21）式によって▲′ ｍ▼，▲′ ｎ▼，▲
′ Ａ▼，▲′ Ｂ▼がすべて求められ、目標の方位角が
求められる。
記の式（23）から仰角α′が求められ、前記（18）〜
（21）式によって▲′ ｍ▼，▲′ ｎ▼，▲
′ Ａ▼，▲′ Ｂ▼がすべて求められ、目標の方位角が
求められる。
なお、上記実施例では仮の偏角を仰角零に於いて求め
たが、これを任意の仰角で求めても上記と同様な方法が
適用できることは勿論である。相異なる２つのビームを
利用して目標の方位角及び仰角を求めたが、さらに多く
のビームを用いても上記と同様な方法が適用できること
は勿論である。また、上記実施例は鉛直な軸の回りを回
転するリニアアレイアンテナ及び鉛直な軸の回りに配列
された円形アレイアンテナについてのものであるが、上
記の軸を空間内で任意の向きに回転させても上記と同様
の方法が適用できることは勿論である。例えば、水平な
軸の回りを回転するリニアアレイアンテナあるいは水平
な軸の回りに配列された円形アレイアンテナを用いて目
標の方向を求める場合にも適用できる。
たが、これを任意の仰角で求めても上記と同様な方法が
適用できることは勿論である。相異なる２つのビームを
利用して目標の方位角及び仰角を求めたが、さらに多く
のビームを用いても上記と同様な方法が適用できること
は勿論である。また、上記実施例は鉛直な軸の回りを回
転するリニアアレイアンテナ及び鉛直な軸の回りに配列
された円形アレイアンテナについてのものであるが、上
記の軸を空間内で任意の向きに回転させても上記と同様
の方法が適用できることは勿論である。例えば、水平な
軸の回りを回転するリニアアレイアンテナあるいは水平
な軸の回りに配列された円形アレイアンテナを用いて目
標の方向を求める場合にも適用できる。
［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によれば、所定面内で回転
するリニアアレイアンテナあるいは所定面内に配列され
た円形アレイアンテナを用いるだけで、目標の方向角を
検出できるレーダ装置の目標方向検出装置を提供でき
る。
するリニアアレイアンテナあるいは所定面内に配列され
た円形アレイアンテナを用いるだけで、目標の方向角を
検出できるレーダ装置の目標方向検出装置を提供でき
る。
第１図はこの発明に係るレーダ装置の目標方向検出装置
の一実施例を示す系統図、第２図及び第３図はそれぞれ
同実施例のリニアアレイアンテナに於ける誤差曲線を説
明するために示す図、第４図乃第８図はそれぞれ同実施
例の測角手段を説明するために示す図、第９図は従来の
モノパルス測角方式を説明するために示す図、第10図は
リニアアレイアンテナのパターンを説明するために示す
図、第11図はモノパルス測角に用いられる誤差曲線特性
を示す図である。 11……リニアアレイアンテナ、12……ビーム指向方位角
検出器、13……誤差電圧発生回路、14……測角装置、15
……データ処理器。
の一実施例を示す系統図、第２図及び第３図はそれぞれ
同実施例のリニアアレイアンテナに於ける誤差曲線を説
明するために示す図、第４図乃第８図はそれぞれ同実施
例の測角手段を説明するために示す図、第９図は従来の
モノパルス測角方式を説明するために示す図、第10図は
リニアアレイアンテナのパターンを説明するために示す
図、第11図はモノパルス測角に用いられる誤差曲線特性
を示す図である。 11……リニアアレイアンテナ、12……ビーム指向方位角
検出器、13……誤差電圧発生回路、14……測角装置、15
……データ処理器。
Claims (2)
- 【請求項１】基準面に垂直な回転軸を備え、その回転に
より前記基準面上の任意の方向に前記基準面に対して垂
直な方向に広がりを持つビームを形成可能なリニアアレ
イアンテナを用いて、空間に存在する目標からの電波到
来方向に概略向けて、任意の開度で２つの受信ビームを
形成し、両ビームにより前記目標からの電波を受信し
て、和のパターンの受信信号と差のパターンの受信信号
を得るアンテナ装置と、 前記和のパターン及び差のパターンの受信レベルの比に
応じた誤差信号を生成する誤差信号生成手段と、 前記リニアアレイアンテナの回転軸回りの基準方向から
の回転角度情報から前記２つの受信ビームの指向方向の
基準方向からの角度を検出するビーム指向方向角度検出
手段と、 前記目標の前記基準面に対する高さ方向の角度が所定値
であると仮定して、前記基準面に対する高さ方向の角度
が所定値であるときの、前記ビーム指向方向と前記電波
到来方向との角度差である偏角及び前記誤差信号間の関
係を示す特性に基づき、前記ビーム指向方向それぞれに
ついて、前記誤差信号生成手段で生成される誤差信号か
ら仮の偏角を求める仮偏角検出手段と、 前記ビーム指向方向角度検出手段で得られた２つの受信
ビームの指向方向角度から両ビームの開度を求め、前記
仮偏角検出手段で得られた各ビーム指向方向に対する仮
の偏角により前記２つの受信ビームの開度を比例配分し
て真の偏角を求める真偏角検出手段と、 前記仮の偏角と真の偏角の関係から前記電波到来方向の
前記基準面に対する高さ方向の角度を求める高さ方向角
度検出手段とを具備し、 前記基準方向に対するビーム指向方向の角度、真の偏角
及び前記電波到来方向の基準面に対する高さ方向の角度
から前記目標からの電波到来方向を測角することを特徴
とするレーダ装置の目標方向検出装置。 - 【請求項２】基準面内に放射素子が円形に配列され、電
子走査により前記基準面上の任意の方向に前記基準面に
対して垂直な方向に広がりを持つビームを形成可能なア
レイアンテナを用いて、空間に存在する目標からの電波
到来方向に概略向けて、任意の開度で２つの受信ビーム
を形成し、両ビームにより前記目標からの電波を受信し
て、和のパターンの受信信号と差のパターンの受信信号
を得るアンテナ装置と、 前記和のパターン及び差のパターンの受信レベルの比に
応じた誤差信号を生成する誤差信号生成手段と、 前記アレイアンテナの基準方向からの走査角度情報から
前記２つの受信ビームの指向方向の基準方向からの角度
を検出するビーム指向方向角度検出手段と、 前記目標の前記基準面に対する高さ方向の角度が所定値
であると仮定して、前記基準面に対する高さ方向の角度
が所定値であるときの、前記ビーム指向方向と前記電波
到来方向との角度差である偏角及び前記誤差信号間の関
係を示す特性に基づき、前記ビーム指向方向それぞれに
ついて、前記誤差信号生成手段で生成される誤差信号か
ら仮の偏角を求める仮偏角検出手段と、 前記ビーム指向方向角度検出手段で得られた２つの受信
ビームの指向方向角度から両ビームの開度を求め、前記
仮偏角検出手段で得られた各ビーム指向方向に対する仮
の偏角により前記２つの受信ビームの開度を比例配分し
て真の偏角を求める真偏角検出手段と、 前記仮の偏角と真の偏角の関係から前記電波到来方向の
前記基準面に対する高さ方向の角度を求める高さ方向角
度検出手段とを具備し、 前記基準方向に対するビーム指向方向の角度、真の偏角
及び前記電波到来方向の基準面に対する高さ方向の角度
から前記目標からの電波到来方向を測角することを特徴
とするレーダ装置の目標方向検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7862387A JP2645009B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | レーダ装置の目標方向検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7862387A JP2645009B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | レーダ装置の目標方向検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63243891A JPS63243891A (ja) | 1988-10-11 |
| JP2645009B2 true JP2645009B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=13667010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7862387A Expired - Lifetime JP2645009B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | レーダ装置の目標方向検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2645009B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2877991B2 (ja) * | 1991-06-28 | 1999-04-05 | 日本電気株式会社 | モノパルス方式レーダ測角器 |
-
1987
- 1987-03-31 JP JP7862387A patent/JP2645009B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63243891A (ja) | 1988-10-11 |
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